(57)【要約】【課題】特性劣化が少なく、使用する圧電材料の破壊限界応力に近い応力で励振が可能で、入出力インピーダンスが小さく、より低電圧で大きな電力を伝送する。【解決手段】圧電トランスは、第１の圧電矩形板１０と、第１の部分電極１ａ及び１ｂと、第１の引き出し電極１ａ１及び１ｂ１と、第１の外部接続端子１ａ２及び１ｂ２と、第２の圧電矩形版２０と、第２の部分電極２a及び２ｂと、第２の引き出し電極２ａ１及び２ｂ１と、第２の外部接続端子２ａ２及び２ｂ２とを備え、第１の圧電矩形板１０と第２の圧電矩形板２０を、第１の圧電矩形板１０の第１の部分電極の一対の他方１ｂと第２の圧電矩形板２０の第２の部分電極の一対の一方２ｂを合わせるように接合して共通アース電極とすると共に、第１の部分電極の一対の一方１ａ及び第２の部分電極の一対の他方２ａのいずれか一方を入力電極、他方を出力電極とするものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
長さ方向に分極軸成分を有し、面に垂直な電界により厚みすべり振動を効率良く励振可能に構成した第１の圧電矩形板と、
前記第１の圧電矩形板の長さ方向のほぼ中央部分に、幅方向の全面にわたって対向して形成された一対の第１の部分電極と、
前記第１の部分電極から、前記第１の圧電矩形板の前記長さ方向の一方の端部及び他方の端部に沿って引き出した一対の第１の引き出し電極と、
前記第１の引き出し電極に接続すると共に、前記第１の引き出し電極をそれぞれ前記幅方向の端部に外部から接続可能に引き出した一対の第１の外部接続端子と、
長さ方向に分極軸成分を有し、面に垂直な電界により厚みすべり振動を効率良く励振可能に構成した第２の圧電矩形板と、
前記第２の圧電矩形板の長さ方向のほぼ中央部分に、幅方向の全面にわたって対向して形成された一対の第２の部分電極と、
前記第２の部分電極から、前記第２の圧電矩形板の前記長さ方向の他方の端部及び一方の端部に沿って引き出した一対の第２の引き出し電極と、
前記第２の引き出し電極に接続すると共に、前記第２の引き出し電極をそれぞれ前記幅方向の端部に外部から接続可能に引き出した一対の第２の外部接続端子とを備え、
前記第１の圧電矩形板と前記第２の圧電矩形板を、前記第１の圧電矩形板の前記第１の部分電極の一対の他方と前記第２の圧電矩形板の前記第２の部分電極の一対の一方を合わせるように接合して共通アース電極とすると共に、
前記第１の部分電極の一対の一方及び前記第２の部分電極の一対の他方のいずれか一方を入力電極、他方を出力電極とすることを特徴とする圧電トランス。
【請求項２】
前記第１の圧電矩形板の前記第１の部分電極の一対の他方と前記第２の圧電矩形板の前記第２の部分電極の一対の一方の位置を合わせて接合したときに、
前記第１の部分電極の一対の他方及び前記第２の部分電極の一対の一方それぞれから引き出されている前記第１の外部接続端子の一対の他方の一部及び前記第２の外部接続端子の一対の一方の一部が、
前記第２の圧電矩形板の前記前記幅方向の他方の端部及び前記第１の圧電矩形板の前記幅方向の一方の端部からそれぞれ露出するように、前記第１の圧電矩形板と第２の圧電矩形板は、互いに長さ方向にわずかの位置ずれを有して接合されていると共に、
一対の前記第１の外部接続端子，及び一対の前記第２の外部接続端子は、いずれも前記第１の圧電矩形板及び前記第２の圧電矩形板の厚さ方向に対向しない位置に引き出されていることを特徴とする請求項１に記載の圧電トランス。
【請求項３】
前記第１の部分電極の一対の一方と前記第２の部分電極の一対の他方のいずれか一方の面積を他方より小さくすることにより、入力インピーダンスと出力インピーダンスの値を異なる値とするようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の圧電トランス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小形の電子機器やＯＡ機器等に用いられる圧電トランスに関し、特に小形で信頼性の高い圧電トランスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、直流や交流の所望の電圧を供給するための電圧源として利用することができるように、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータやＤＣ／ＡＣインバータに用いられる圧電トランスがあった。
【０００３】
この圧電トランスは圧電振動子の逆圧電効果と圧電効果を利用するものであり、まず、圧電振動子を機械的に励振して電気的入力を機械エネルギーに変換する。次に、この機械エネルギーを再び電気的エネルギーに変換して出力端子から取り出す。
【０００４】
このようにして、圧電トランスは電圧の昇圧や降圧等の作用により、所望の電圧を得ることができる電子デバイスであり、従来の電磁トランスと比較して、巻線が無いことや、電磁ノイズの放射が少ないなどの特徴を有しているものである。
また、圧電トランスは、薄型のトランスを実現することができることから、液晶バックライト用のインバータに広く用いられている。
【０００５】
図４は、圧電トランスとして最も良く知られている従来のローゼン型圧電トランスの構造を示す斜視図及びその振動変位分布を示す図である。
図４において、矩形の圧電セラミック板４０の長さ方向の一方の端部側の約半分の領域の上下面に対向する入力用対向電極４１，４２が形成され、矢印で示すように厚さ方向に分極されている。また、圧電セラミック４０の残りの半分の他方の端部側の領域の長さ方向の端面には出力用電極４３が形成され、この領域は矢印で示すように長さ方向に分極されている。
【０００６】
図４において、対向電極４１と４２の間に、圧電セラミック板４０の長さ方向の振動の共振周波数にほぼ等しい周波数の交流電圧を印加すると、逆圧電効果により圧電セラミック板４０の内部に歪が発生し、圧電セラミック板４０は対応する振動モードで共振する。このとき圧電効果により出力用電極４３に電圧が発生し、結果として、入力電圧を印加したときに出力電圧を生ずるトランスの機能を発揮する。圧電セラミック板４０の共振モードとしては、一般に１次（半波長）或いは２次（１波長）モードが利用される。
【０００７】
図４中には、圧電セラミック板４０を２次（１波長）モードで励振したときの振動変位分布４４を曲線で示している。本来の振動変位の進行方向は圧電セラミック板４０の長さ方向の一方の端部側から他方の端部側へ向かう方向であるが、振動変位分布４４の曲線は、振幅の大きさで振動変位の大きさを示し、正負の符号（＋、−）が、ある瞬間の変位の向き（図４に示す長さ方向である左右の向き）を示している。
すなわち圧電矩形板は、長さ方向が伸び縮みするように振動しているところ、２次モード（１波長）共振の場合には、長さ方向の両端部から長さの１／４の部分が振動の節の位置になる（図４参照）。この振動の節の位置を境に、変位の向きは互いに逆向きになり、図４では、左下の節から左端面までの変位の向きを左向きとした場合、左下の節から右上の節までの変位の向きは右向きになって、また、右上の節の位置から右端面までの変位は左向きとなる。
【０００８】
この振動変位分布４４の曲線からわかるように、圧電セラミック板４０は、圧電セラミック板４０の長さ方向の両端部及び中央部分に振動の腹（＋最大振幅及び−最大振幅）を有し、長さ方向の両端部から長さの１／４だけ内側の位置が振動の節（最小振幅＝振幅０）の位置になるように振動する。
【０００９】
一般に、共振している振動子では、振動の節（最小振幅＝振幅０）の位置では応力が最大となる。図４に示すように長さ方向の２次（１波長）振動モードで共振している振動子では、振動の節（最小振幅＝振幅０）の位置では断面全体の応力が最大となり、もし振動の節（最小振幅＝振幅０）の位置に微小クラックが存在した場合、そのクラックが拡大し、圧電トランスが破壊する危険がある。
【００１０】
そのため、図４に示した従来の圧電トランスにおいては、材料自身の有する破壊限界強度に対して十分な安全係数を考慮した実用限界強度の長さ範囲で使用され、圧電トランスの小形化を阻む大きな要因となっていた。
【００１１】
また、図４に示した従来の圧電トランスは、一般に振動に与える影響が比較的少ない振動の節（最小振幅＝振幅０）の位置で支持、固定されるが、小形の圧電トランスを構成しようとした場合に、支持による振動の減衰が大きくなるという問題があった。
【００１２】
一方、支持が容易で、支持により振動に与える影響が少なく、同時に応力が最大となる振動の節（最小振幅＝振幅０）の位置が、振動子表面にほとんど存在しないようにした厚みすべり振動のエネルギー閉じ込めを利用した圧電トランスが提案されている（特許文献１参照）。
【００１３】
図５は、従来の厚みすべり振動のエネルギー閉じ込めを利用した圧電トランスの構造例を示す図である。
図５は、特許文献１で開示されている図であるが、説明のために符号は変えてある。図５において、圧電矩形板５０の中央部に厚さ方向に対向する一次側電極５１ａ、５１ｂと二次側電極５２ａ，５２ｂが形成され、前記一次側電極５１ａ，５１ｂは、前記圧電矩形板５０の厚み方向に一次側交流電圧を印加して厚みすべり振動を起こさせるものであり、前記二次側電極５２ａ，５２ｂは、前記厚みすべり振動を二次側交流電圧に変換するために使用される。
【００１４】
図５において、圧電矩形板５０は、板の厚さ方向に電圧を印加した時に、効率よく厚みすべり振動を励振するために、ＬｉＮｂＯ３単結晶の１６３゜回転Ｙカット板が使用されている。この１６３゜回転Ｙカット板の結晶軸の方位は、圧電矩形板５０の横方向に平行なＸ軸を回転軸としてＹ軸を  １６３°回転して、Ｙ’軸を圧電矩形板５０に垂直に、Ｚ’軸を圧電矩形板５０の長手方向に平行になるようにカットしたものである。
【特許文献１】特開平６−１３２５８０ (図１、図２)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかし、図５に示した従来の圧電トランスにおいては、圧電矩形板５０の同一面に一次側電極５１ａと二次側電極５２ａを形成し、これらをそれぞれ入力端子および出力端子（図示せず）に接続しているため、これらと向かい合う面に形成した電極５１ｂと５２ｂを共通アース電極として圧電トランスを構成した場合に、入出力端子の静電容量が小さくなり、その結果入出力インピーダンスが小さくなり、同じ電力を伝送するためにより高い電圧を印加する必要があるという欠点があった。
【００１６】
また、同一面内に近接して、一次側電極５１ａと二次側電極５２ａが形成され、しかも、図５に示すように一方の一次側電極５１ａを他方の二次側電極５２ａが囲む構造となっているため、入力端子と出力端子の間の静電容量が大きくなり、入力電圧が直接出力側に漏れて、圧電トランスの効率を下げる原因となっていた。
【００１７】
そこで、本発明は、特性劣化が少なく、使用する圧電材料の破壊限界応力に近い応力で励振が可能で、入出力インピーダンスが小さく、より低電圧で大きな電力を伝送することが可能な圧電トランスを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の圧電トランスは、長さ方向に分極軸成分を有し、面に垂直な電界により厚みすべり振動を効率良く励振可能に構成した第１の圧電矩形板と、前記第１の圧電矩形板の長さ方向のほぼ中央部分に、幅方向の全面にわたって対向して形成された一対の第１の部分電極と、前記第１の部分電極から、前記第１の圧電矩形板の前記長さ方向の一方の端部及び他方の端部に沿って引き出した一対の第１の引き出し電極と、前記第１の引き出し電極に接続すると共に、前記第１の引き出し電極をそれぞれ前記幅方向の端部に外部から接続可能に引き出した一対の第１の外部接続端子と、長さ方向に分極軸成分を有し、面に垂直な電界により厚みすべり振動を効率良く励振可能に構成した第２の圧電矩形板と、前記第２の圧電矩形板の長さ方向のほぼ中央部分に、幅方向の全面にわたって対向して形成された一対の第２の部分電極と、前記第２の部分電極から、前記第２の圧電矩形板の前記長さ方向の他方の端部及び一方の端部に沿って引き出した一対の第２の引き出し電極と、前記第２の引き出し電極に接続すると共に、前記第２の引き出し電極をそれぞれ前記幅方向の端部に外部から接続可能に引き出した一対の第２の外部接続端子とを備え、前記第１の圧電矩形板と前記第２の圧電矩形板を、前記第１の圧電矩形板の前記第１の部分電極の一対の他方と前記第２の圧電矩形板の前記第２の部分電極の一対の一方を合わせるように接合して共通アース電極とすると共に、前記第１の部分電極の一対の一方及び前記第２の部分電極の一対の他方のいずれか一方を入力電極、他方を出力電極とするものである。
【００１９】
また、本発明の圧電トランスは、上述において、前記第１の圧電矩形板の前記第１の部分電極の一対の他方と前記第２の圧電矩形板の前記第２の部分電極の一対の一方の位置を合わせて接合したときに、前記第１の部分電極の一対の他方及び前記第２の部分電極の一対の一方からそれぞれから引き出されている前記第１の外部接続端子の一対の他方の一部及び前記第２の外部接続端子の一対の一方の一部が、前記第２の圧電矩形板の前記前記幅方向の他方の端部及び前記第１の圧電矩形板の前記幅方向の一方の端部からそれぞれ露出するように、前記第１の圧電矩形板と第２の圧電矩形板は、互いに長さ方向にわずかの位置ずれを有して接合されていると共に、一対の前記第１の外部接続端子，及び一対の前記第２の外部接続端子は、いずれも前記第１の圧電矩形板及び前記第２の圧電矩形板の厚さ方向に対向しない位置に引き出されているものである。
【００２０】
また、本発明の圧電トランスは、上述において、前記第１の部分電極の一対の一方と前記第２の部分電極の一対の他方のいずれか一方の面積を他方より小さくすることにより、入力インピーダンスと出力インピーダンスの値を異なる値とするようにしたものである。
【００２１】
本発明によれば、長さ方向に分極軸成分を有し、垂直電界により厚みすべり振動を効率良く励振可能に構成した第１の圧電矩形板の長さ方向のほぼ中央部分に、幅全面にわたって対向する一対の第１の部分電極を形成するとともに、前記第１の部分電極から、それぞれ外部への一対の第１の引き出し電極を前記第１の圧電矩形板の端部に引き出して、それぞれ、一対の第１の外部接続端子に接続する。
【００２２】
これとともに、同じように構成した第２の圧電矩形板のほぼ中央部分に、幅全面にわたって対向する一対の第２の部分電極を形成するとともに、前記第２の部分電極からそれぞれ、外部への一対の第２の引き出し電極を前記第２の圧電矩形板の端部に引き出して、それぞれ、一対の第２の外部接続端子に接続する。
【００２３】
このようにして、前記第１の圧電矩形板と前記第２の圧電矩形板を、第１の圧電矩形板の第１の部分電極の一対の他方と第２の圧電矩形板の第２の部分電極の一対の一方を合わせるように接合して共通アース電極とするとともに、第１の部分電極の一対の一方及び第２の部分電極の一対の他方のいずれか一方を入力電極、他方を出力電極とした圧電トランスが得られる。
【００２４】
また、本発明によれば、上述において、前記第１の圧電矩形板の第１の部分電極の一対の他方と第２の圧電矩形板の第２の部分電極の一対の一方の位置を合わせて接合したときに、第１の部分電極の一対の他方及び第２の部分電極の一対の一方のそれぞれから引き出されている第１の外部接続端子の一対の他方の一部及び第２の外部接続端子の一対の一方の一部が露出するように、前記第１の圧電矩形板と第２の圧電矩形板は、互いに長さ方向にわずかの位置ずれを有していると共に、第１の外部接続端子，及び第２の外部接続端子は、いずれも第１の圧電矩形板及び第２の圧電矩形板の厚さ方向に対向しない位置に引き出されている圧電トランスが得られる。
【００２５】
さらに、本発明によれば、上述において、第１の部分電極の一対の一方と第２の部分電極の一対の他方のいずれか一方の面積を他方より小さくすることにより、入力インピーダンスと出力インピーダンスの値を異なる値とした圧電トランスが得られる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、振動モードとして、応力最大となる領域が圧電トランスを構成する圧電矩形板の表面に現れないために、材料の有する破壊限界強度に近い応力で励振することが可能となるため、小形で大電力の伝送が可能な圧電トランスを得ることができる。
【００２７】
また、本発明によれば、単一モードの共振を効率よく励振できるように構成した２枚の圧電矩形板を接合して圧電トランスを構成しているため、第１に、電気−機械結合係数の大きな圧電トランスを得ることができる。第２に、入力側と出力側の静電容量を大きくすることができるので、入出力インピーダンスが低くなり、低電圧で効率の良いトランスが得られる。
【００２８】
第３に、振動モードが２次（１波長）モードとなるため、共振周波数が１次モード（１／２波長）にくらべ２倍に高くなり、同じ寸法の圧電トランスに対して伝送電力を理論上２倍にすることができる。第４に、元の入力側と出力側の静電容量が大きいので、一方の電極の面積を小さくした、入出力インピーダンを異なるようにした場合でも、伝送電力の低下を少なくすることができるという効果がある。
【００２９】
また、本発明によれば、外部接続端子を形成した２枚の圧電矩形板を、外部接続端子の一部が露出するように、わずかにずらせて接合しているため、実装時の端子の接続が容易になるという利点がある。
【００３０】
さらに、本発明によれば、外部への引き出し電極と外部接続端子を互いに厚さ方向に対向しない位置に引き出しているため、圧電トランスの駆動と検出に役に立たない部分の静電容量が小さくなり、伝送効率が高くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態の圧電トランスの構造を示す斜視図であり、図２は、図１に示した圧電トランスの構造の詳細を説明するための分解図である。以下、図１及び図２を用いて詳しく説明する。
まず、本発明の実施の形態の圧電トランスの構成について説明する。
【００３２】
図１において、この圧電トランスは、長さ方向に分極軸成分を有し、面に垂直な電界により厚みすべり振動を効率良く励振可能に構成した第１の圧電矩形板１０と、第１の圧電矩形板１０の長さ方向のほぼ中央部分に、幅方向の全面にわたって対向して形成された一対の第１の部分電極１ａ及び１ｂとを備えている。
【００３３】
さらに、この圧電トランスは、第１の部分電極１ａ及び１ｂから、第１の圧電矩形板の長さ方向の一方の端部及び他方の端部に沿って引き出した一対の第１の引き出し電極１ａ１及び１ｂ１と、第１の引き出し電極１ａ１及び１ｂ１に接続すると共に、第１の引き出し電極１ａ１及び１ｂ１をそれぞれ幅方向の端部に外部から接続可能に引き出した一対の第１の外部接続端子１ａ２及び１ｂ２とを備えている。
【００３４】
また、この圧電トランスは、長さ方向に分極軸成分を有し、面に垂直な電界により厚みすべり振動を効率良く励振可能に構成した第２の圧電矩形板２０と、第２の圧電矩形板２０の長さ方向のほぼ中央部分に、幅方向の全面にわたって対向して形成された一対の第２の部分電極２a及び２ｂとを備えている。
【００３５】
さらに、この圧電トランスは、第２の部分電極２a及び２ｂから、第２の圧電矩形板２０の長さ方向の他方の端部及び一方の端部に沿って引き出した一対の第２の引き出し電極２ａ１及び２ｂ１と、第２の引き出し電極２ａ１及び２ｂ１に接続すると共に、第２の引き出し電極２ａ１及び２ｂ１をそれぞれ幅方向の端部に外部から接続可能に引き出した一対の第２の外部接続端子２ａ２及び２ｂ２とを備えている。
【００３６】
そして、この圧電トランスは、第１の圧電矩形板１０と第２の圧電矩形板２０を、第１の圧電矩形板１０の第１の部分電極の一対の他方１ｂと第２の圧電矩形板２０の第２の部分電極の一対の一方２ｂを合わせるように接合して共通アース電極とすると共に、第１の部分電極の一対の一方１ａ及び第２の部分電極の一対の他方２ａのいずれか一方を入力電極、他方を出力電極とするものである。
【００３７】
また、本発明の圧電トランスは、第１の圧電矩形板１０の第１の部分電極の一対の他方１ｂと第２の圧電矩形板２０の第２の部分電極の一対の一方２ｂの位置を合わせて接合したときに、第１の圧電矩形板１０と第２の圧電矩形板２０とを互いに長さ方向にずらして接合するようにする。
【００３８】
つまり、第１の部分電極の一対の他方１ｂ及び第２の部分電極の一対の一方２ｂからそれぞれから引き出されている第１の外部接続端子の一対の他方１ｂ２の一部及び第２の外部接続端子の一対の一方２ｂ２の一部が、第２の圧電矩形板２０の幅方向の他方の端部及び第１の圧電矩形板１０の幅方向の一方の端部からそれぞれ露出するように、第１の圧電矩形板１０と第２の圧電矩形板２０は、互いに長さ方向にわずかの位置ずれを有して接合される。
【００３９】
これと共に、一対の第１の外部接続端子１ａ２，１ｂ２，及び一対の第２の外部接続端子２ａ２，２ｂ２は、いずれも第１の圧電矩形板１０及び第２の圧電矩形板２０の厚さ方向に対向しない位置に引き出されている。
【００４０】
また、本発明の圧電トランスは、第１の部分電極の一対の一方１ａと第２の部分電極の一対の他方２ａのいずれか一方の面積を他方より小さくすることにより、入力インピーダンスと出力インピーダンスの値を異なる値とするようにしたものである。
【００４１】
次に、このように構成された本発明の実施の形態の圧電トランスの各部の接続関係及びこれによる作用について説明する。
長さ方向に分極された圧電セラミックスからなる第１の圧電矩形板１０の長さ方向のほぼ中央部分に、幅全面にわたって対向する一対の第１の部分電極１ａ及び１ｂを形成すると共に、第１の部分電極１ａ及び１ｂから、一対の第１の引き出し電極１ａ１及び１ｂ１を第１の圧電矩形板１０の端部に引き出して、それぞれ、第１の外部接続端子１ａ２及び１ｂ２に接続する。
【００４２】
また、同じように長さ方向に分極された圧電セラミックスからなる第２の圧電矩形版２０の長さ方向のほぼ中央部分に、幅全面にわたって対向する一対の第２の部分電極２ａ及び２ｂを形成すると共に、第２の部分電極２ａ及び２ｂから、一対の第２の引き出し電極２ａ１及び２ｂ１を第２の圧電矩形板の端部に引き出して、それぞれ、第２の外部接続端子２ａ２及び２ｂ２に接続する。
【００４３】
次に、第１の圧電矩形板１０と第２の圧電矩形板２０を第１の圧電矩形板１０の第１の部分電極の一対の他方１ｂと第２の圧電矩形板２０の第２の部分電極の一対の一方２ｂを合わせるように接合して共通アース電極とすることにより、第１の部分電極の一対の一方１ａ及び第２の部分電極の一対の他方２ａのいずれか一方を入力電極、他方を出力電極とした圧電トランスが得られる。
【００４４】
この圧電トランスにおいては、図１に示すように、第１の圧電矩形板１０に形成した対向する第１の部分電極１ａ，１ｂ及び第２の圧電矩形板２０に形成した対向する第２の部分電極２ａ，２ｂの寸法を、それぞれ、第１の圧電矩形板１０及び第２の圧電矩形板２０の長さ方向のほぼ中央部分に、幅全面にわたって対向するように一対で設けるようにしたので、各部分電極間の距離に対して各部分電極の面積を大きくすることができ、エネルギー閉じ込めが効率良く生ずる寸法とすることができる。
【００４５】
また、この圧電トランスにおいては、図１に示すように、第１の圧電矩形板１０の第１の部分電極の一対の他方１ｂと第２の圧電矩形板２０の第２の部分電極の一対の一方２ｂの位置を合わせて接合したときに、第１の部分電極の一対の他方１ｂ及び第２の部分電極の一対の一方２ｂのそれぞれから引き出されている第１の外部接続端子の一対の他方１ｂ２の一部及び第２の外部接続端子の一対の一方２ｂ２の一部が、第２の圧電矩形板２０の幅方向の他方の端部及び第１の圧電矩形板１０の幅方向の一方の端部からそれぞれ露出するように、第１の圧電矩形板１０と第２の圧電矩形板２０は、互いに長さ方向にわずかの位置ずれを有している。
【００４６】
そのため、両端部からそれぞれ露出した第１の外部接続端子の一対の他方１ｂ２の一部及び第２の外部接続端子の一対の一方２ｂ２の一部により、圧電トランスの実装時の端子の接続が容易になる。
【００４７】
また、図１に示すように、第１の外部接続端子１ａ２，１ｂ２，及び第２の外部接続端子２ａ２，２ｂ２は、第１の引き出し電極１ａ２，１ｂ２，及び第２の引き出し電極２ａ２，２ｂ２と、第１の外部接続端子１ａ２，１ｂ２，及び第２の外部接続端子２ａ２，２ｂ２相互の間の静電容量をできるだけ小さくするために、いずれの電極も厚さ方向に対向しない位置に引き出されているため、圧電トランスの駆動と出力電力の取り出しの役にたたない静電容量を小さくすることができ、圧電トランスの伝送効率を高くすることができる。
【００４８】
上述した図１及び図２では、第１の部分電極１ａ，１ｂ，及び第２の部分電極２ａ，２ｂの形状と寸法が同じ場合について説明したが、共通アース電極となる第１の部分電極の一対の他方１ｂと第２の部分電極の一対の一方２２ｂを除き、第１の部分電極の一対の一方１ａと第２の部分電極の一対の他方２ａのいずれか一方の面積を小さくすることにより、入力インピーダンスと出力インピーダンスの値を異なる値とした、圧電トランスを得ることができる。
その場合でも、元の電極面積が大きいので、伝送効率の低下を最小限に保った状態で、入力側のインピーダンスと出力側のインピーダンスの異なる圧電トランスを得ることができる。
【００４９】
以上の説明では、面に垂直な電界により厚みすべり振動を効率良く励振可能に構成した圧電矩形板として、長さ方向に分極された圧電セラミック板を用いたが、圧電矩形板として、特許文献１に示されているＬｉＮｂＯ３単結晶の１６３゜回転Ｙ板を用いても良いことはいうまでもないことである。
【００５０】
この１６３゜回転Ｙカット板の結晶軸の方位は、圧電矩形板１０、２０の横方向に平行なＸ軸を回転軸としてＹ軸を 163°回転して、Ｙ’軸を圧電矩形板１０、２０に垂直に、Ｚ’軸を圧電矩形板１０、２０の長手方向に平行になるようにカットしたものである。
【００５１】
図３は、本実施の形態の圧電トランスに使用している厚みすべり振動の振動変位分布の説明図であり、図１に示した圧電トランスの中央部を拡大して示している。また、振動変位分布は、この圧電トランスを２次（１波長）モードで励振したときの振動変位分布を示している。
【００５２】
図３から分かるように、振動変位分布３０は、第１の圧電矩形板１０及び第２の圧電矩形板２０の厚み方向に進行するもので、振幅の大きさで振動変位の大きさを示し、第１の圧電矩形板１０及び第２の圧電矩形板２０の上下両面の第１の部分電極の一対の一方１ａ及び第２の部分電極の一対の他方２ａに平行な方向に変位の向きを示している。
【００５３】
この振動変位分布３０の曲線からわかるように、第１の圧電矩形板１０及び第２の圧電矩形板２０の上下両面の第１の部分電極の一対の一方１ａ及び第２の部分電極の一対の他方２ａで最大となり（すなわち＋最大振幅の振動の腹となる）、及び第１の圧電矩形板１０と第２の圧電矩形板２０の接合面の第１の部分電極の一対の他方１ｂと第２の部分電極の一対の一方２ｂで最大となる（すなわち−最大振幅の振動の腹となる）ように振動している。
【００５４】
従って、厚さ方向に両側からそれぞれ全厚さの１／４の位置、ずなわち、第１の圧電矩形板１０の厚さの１／２の位置及び第２の圧電矩形板２０の厚さの１／２の位置が振動の節（最小振幅＝振幅０）の振動変位ゼロすなわち応力最大の位置となる。
【００５５】
この応力最大となる領域は線状に存在し、その一部は点として本実施の形態の圧電トランスの側面に現れるので、たとえその位置が微小クラックの位置と重なった場合でも、クラックが拡大することはない。そのため、材料の有する最大限界強度の近くでの動作が可能になり、小形で、大電力の圧電トランスを得ることができる。
【００５６】
上述した本実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない限り、適宜、変更しうることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施の形態の圧電トランスの構造を示す斜視図である。
【図２】圧電トランスの構造を説明するための分解図である。
【図３】エネルギー閉じ込め厚みすべり振動の振動変位分布を示す図である。
【図４】従来のローゼン型圧電トランスの構造を示す斜視図と振動変位分布を示す図である。
【図５】従来の厚みすべり振動のエネルギー閉じ込めを利用した圧電トランスの構造例を示す図である。
【符号の説明】
【００５８】
１０…第１の圧電矩形板、２０…第２の圧電矩形板、１ａ，１ｂ，２ａ，２ｂ…外部への引き出し電極、１ａ１，１ｂ１，２ａ１，２ｂ１…外部接続端子、１ａ２，１ｂ２，２ａ２，２ｂ２…外部接続端子、３０…振動変移分布
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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