(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の長さと幅を有し、長さ寸法が幅寸法より大であって細長い矩形板状の圧電板（１）の一半部側の上下面にそれぞれ一次電極（２）、（３）、他半部側の端部に二次電極（４）を設け、かつ前記一次電極（２）、（３）間は厚さ方向に分極され駆動部をなし、他半部側は長さ方向に分極され発電部をなし、前記圧電板（１）の長さ寸法で決まる固有共振周波数の入力電圧印加によって振動して動作する圧電トランスにおいて、
前記圧電板（１）の駆動部側の幅方向中央部分に幅振動モードを抑える未分極部分を設けたことを特徴とする圧電トランス。
【請求項２】
請求項１記載において、前記圧電板（１）に貫通穴（８Ａ）または切欠き（８Ｂ）を形成して未分極部分とすることを特徴とする圧電トランス。
【請求項３】
請求項１記載において、圧電板（１）は単板構造または積層構造からなることを特徴とする圧電トランス。
【請求項４】
所定の長さと幅を有し、長さ寸法が幅寸法より大であって細長い矩形板状の圧電板（１）の一半部側の上下面にそれぞれ一次電極（２）、（３）、他半部側の端部に二次電極（４）を設け、かつ前記一次電極（２）、（３）間は厚さ方向に分極され駆動部をなし、他半部側は長さ方向に分極され発電部をなし、前記圧電板（１）の長さ寸法で決まる固有共振周波数の入力電圧印加によって振動して動作する圧電トランスにおいて、
前記圧電板（１）の一次電極（２）、（３）のいずれか一方に穴（８）を形成し、前記圧電板（１）に未分極部分を設けたことを特徴とする圧電トランス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、冷陰極管点灯用インバータやオゾナイザ、イオナイザ用などの高電圧電源、ＡＣ−ＤＣコンバータ、ＤＣ−ＤＣコンバータなどの各種電源に使用される圧電トランスに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般的な圧電トランスを図５に示す。この圧電トランスはＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）などの細長い矩形板状の圧電板１に一次電極２、３を設けると共に、端部に二次側の電極４が設けられ、かつ矢印で示すように、一次側は厚さ方向に高電界で分極し駆動部とし、二次側は長さ方向に分極して発電部を構成している。なお、図中Ｌは圧電トランスの全長、Ｗは幅を示す。
【０００３】
そして、一次側にその長さ寸法Ｌで決まる固有共振周波数の電圧を入力すると、逆圧電効果により素子に機械的振動が生じ、圧電効果によりその振動に見合った高電圧が、二次側から出力されるようになっている。
【０００４】
この種の圧電トランスにはパワーが要求される。圧電トランスのパワーはトランス内部の機械的共振のパワーに比例し、構造的には圧電板１の断面積に比例するため、幅Ｗを広くすれば高出力化を図ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、幅Ｗを広くすると、長手方向の振動のほかに利用振動モード以外の振動がスプリアス振動として生じてしまい、圧電トランスの一次側の入力波形が図４（ｂ）に示すように、歪んでしまう。
【０００６】
このような場合、圧電トランスは、使用振動モード以外の振動を励振しているために効率が悪くなり、異常発熱を生じたり、また、入力波形がゆがむために入力回路側に悪影響を与え、圧電トランスを使用した回路全体でも効率が低下するなどの課題があった。
【０００７】
この発明は上記のことに鑑み提案されたもので、その目的とするところは、入力波形の歪みを防止でき、効率を低下させることがなく、異常発熱を防ぎ、かつ入力回路側の悪影響を与えることのない圧電トランスを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この発明は、所定の長さと幅を有し、長さ寸法が幅寸法より大であって細長い矩形板状の圧電板１の一半部側の上下面にそれぞれ一次電極２、３、他半部側の端部に二次電極４を設け、かつ前記一次電極２、３間は厚さ方向に分極され駆動部をなし、他半部側は長さ方向に分極され発電部をなし、前記圧電板１の長さ寸法で決まる固有共振周波数の入力電圧印加によって振動して動作する圧電トランスにおいて、
前記圧電板１の駆動部側の幅方向中央部分に幅振動モードを抑える未分極部分を設けた構成とし、上記目的を達成している。
【０００９】
また、前記圧電板１に貫通穴８Ａまたは切欠き８Ｂを形成して未分極部分とすることを特徴とする。
【００１０】
また、圧電板１は単板または積層構造からなることを特徴とする。
【００１１】
さらに、所定の長さと幅を有し、長さ寸法が幅寸法より大であって細長い矩形板状の圧電板１の一半部側の上下面にそれぞれ一次電極２、３、他半部側の端部に二次電極４を設け、かつ前記一次電極２、３間は厚さ方向に分極され駆動部をなし、他半部側は長さ方向に分極され発電部をなし、前記圧電板１の長さ寸法で決まる固有共振周波数の入力電圧印加によって振動して動作する圧電トランスにおいて、前記圧電板１の一次電極２、３のいずれか一方に穴８を形成し、前記圧電板１に未分極部分を設けたことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って本発明の好ましい実施例を説明する。
【００１３】
【実施例】
図１（ａ）は本発明の一実施例の平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図を示す。
【００１４】
これらの図において、Ａはλ／２モードの圧電トランス、１は圧電トランスＡの主要構成部材である圧電板で、圧電セラミックスの如き材料からなっている。２はその表面側に銀系材料を印刷によって形成された一次電極、３は裏面側に形成された一次電極、４は圧電板１の裏面側の端部に形成された二次電極、５は表面側端部に形成された二次電極である。
【００１５】
６は表裏面の一次電極２、３の内側端部に一端がそれぞれ半田（ａ）を介し接続された一次側リード線である。この例では、一次側リード線６の一端は圧電トランスのほぼ中央部に接続されている。
【００１６】
７は裏面側に形成した二次電極４に一端が接続された二次側リード線である。
【００１７】
また、８は例えば表側の一次電極２の外端部側に形成された穴である。この穴８は圧電板１の表面に一次電極２を銀系材料をマスクを介し印刷する際に、その部分を印刷しないことによって容易に形成することができる。
【００１８】
穴８は圧電板１の一次側の一部を未分極部分にするために設けられる。
【００１９】
すなわち、圧電板１の表裏面にそれぞれ形成した一次電極２、３間に一定直流電圧を加え、セラミック結晶内の分極方向を一定方向に揃えることによって厚さ方向に分極し駆動部を形成するが、穴８の部分は電圧がかからないため、未分極部分とすることができる。
【００２０】
なお、二次側は周知のように長さ方向に分極される。すなわち、本発明は、所定の長さと幅を有し、長さ寸法が幅寸法より大であって細長い矩形板状の圧電板１の一半部側の上下面にそれぞれ一次電極２、３、他半部側の端部に二次電極４を設け、かつ前記一次電極２、３間は厚さ方向に分極され駆動部をなし、他半部側は長さ方向に分極され発電部をなし、前記圧電板１の長さ寸法で決まる固有共振周波数の入力電圧印加によって振動して動作する圧電トランスにおいて、前記圧電板１の駆動部側の幅方向中央部分に幅振動モードを抑える未分極部分を設けたものである。
【００２１】
駆動にあたっては、一次電極２、３間に圧電トランスＡの長さ寸法によって決まる固有共振周波数の交流電圧を印加して圧電トランスＡを共振させると、圧電トランスＡはその長さ方向に振動する。この場合、圧電トランスＡの幅を広くすると幅方向にスプリアス振動が生じるが、穴８をスプリアス振動が生じる位置に設けることによって未分極部分であるため、スプリアス振動が生じないようにすることができ、図４（ａ）に示すように、入力波形が歪むことはない。
【００２２】
したがって、圧電トランスＡはスプリアス振動によって効率が低下することはなく、異常発熱を起こすこともない。
【００２３】
穴８の位置としては圧電トランスＡの振動モード以外の位置に設けられ、図示例では圧電トランスＡの一次電極２側の外端部に設けられる。
【００２４】
この穴８の位置は次のようにして選定することができる。
【００２５】
まず、穴８のない所定の長さと幅寸法の圧電トランスＡを作製し、駆動時の振動状態から、スプリアス振動が生じる部分を特定し、その位置に、穴８を形成すれば良い。この穴８は前述のように振動モード以外の位置、つまり圧電トランスＡの１次側の外端部に相当する。なお、穴８は一つのみに限定されるものではない。
【００２６】
穴８の形状としては、図示例のように、必ずしも円形に限られるものでなく、矩形等その他の適形状であっても良いが、圧電トランスＡは駆動時に振動するため、矩形であると角部に応力によって亀裂が入るおそれがある。したがって、円、楕円、長円等のほぼ円形の形状とすると信頼性の面で好ましい。
【００２７】
図２（ａ）〜（ｄ）は本発明の他の例を示す。
【００２８】
この例では、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、一次電極２、３に穴８を形成せず印刷し、圧電トランスＡの完成品に、（ｄ）に示すように切削加工によって貫通穴８Ａを形成した例を示す。この貫通穴８Ａも振動モード以外の位置に設けられる。貫通穴８Ａによって発熱効率低下等を抑制することができる。この貫通穴８Ａの大きさは、強度をも考慮して決定される。
【００２９】
なお、予め所定位置に貫通穴８Ａが形成された圧電板１に一次電極２、３等を設けて作製しても良い。その他の構成は前述の実施例と同様のため、同一部材は同じ符号を示し、詳細説明は省略する。
【００３０】
その他、未分極部分としては、穴８、貫通穴８Ａに限らず、図３に示すように、切欠き８Ｂとしても良い。
【００３１】
また、上記実施例では圧電板１として単板構造のものを図示しているが、所定の厚みの薄板状の内部電極を有する圧電板１を、入出力側のいずれか片方、もしくは両方に厚さ方向に積み重ねた周知の積層構造の圧電トランスにも本発明を適用し得ることは勿論である。
【００３２】
また、λ／２モード以外の圧電トランスにも適用し得ることは勿論である。
【００３３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、圧電板１に未分極部分を設け、利用する振動モード以外の振動の発生を抑えるようにしたため、入力波形の歪みを防止でき、圧電トランスＡの効率低下、異常発熱発生等を防ぐことができる。
【００３４】
また、入力波形の歪みによる入力回路側の悪影響も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の第１実施例の平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図を示す。
【図２】（ａ）は本発明の他の実施例の平面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は底面図、（ｄ）は平面における概略中央縦断面図を示す。
【図３】本発明の更に他の実施例の平面図を示す。
【図４】（ａ）は本発明の入力波形、（ｂ）は従来例の入力波形を示す。
【図５】従来例の斜視図を示す。
【符号の説明】
Ａ         圧電トランス
ａ         半田
１         圧電板
２、３     一次電極
４、５     二次電極
６         一次側リード線
７         二次側リード線
８         穴
８Ａ      貫通穴
８Ｂ      切欠き
【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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