JP2000091660A - 圧電トランスおよびその製造方法 - Google Patents
圧電トランスおよびその製造方法Info
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- JP2000091660A JP2000091660A JP10262548A JP26254898A JP2000091660A JP 2000091660 A JP2000091660 A JP 2000091660A JP 10262548 A JP10262548 A JP 10262548A JP 26254898 A JP26254898 A JP 26254898A JP 2000091660 A JP2000091660 A JP 2000091660A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 圧電トランスにおいて、１次側および２次側
の外部電極間沿面距離を確保し、且つトランスの小型
化、高効率化を図る。 【解決手段】 圧電材料、例えばＰＺＴから成るグリー
ンシートと内部電極を一体焼成した素子１１を、長さ方
向に複数枚積層し熱圧着する。積層された素子１１…の
各内部電極を並列接続するための入力側外部電極１２
ａ，１２ｂと、出力側外部電極１２ｃ，１２ｄとを、前
記内部電極と同一の電極ペーストで形成する。隣接する
外部電極１２ａ，１２ｃ間および外部電極１２ａ，１２
ｃの各半面と、隣接する外部電極１２ｂ，１２ｄ間およ
び外部電極１２ｂ，１２ｄの各半面とに、熱圧着、印刷
又は塗布によってＰＺＴ等の絶縁体１３ａ，１３ｂを形
成する。外部電極１２ａ，１２ｃ間、外部電極１２ｂ，
１２ｄ間は絶縁物で覆われ、各沿面距離は無限大とな
り、良好な絶縁トランスとして機能する。
の外部電極間沿面距離を確保し、且つトランスの小型
化、高効率化を図る。 【解決手段】 圧電材料、例えばＰＺＴから成るグリー
ンシートと内部電極を一体焼成した素子１１を、長さ方
向に複数枚積層し熱圧着する。積層された素子１１…の
各内部電極を並列接続するための入力側外部電極１２
ａ，１２ｂと、出力側外部電極１２ｃ，１２ｄとを、前
記内部電極と同一の電極ペーストで形成する。隣接する
外部電極１２ａ，１２ｃ間および外部電極１２ａ，１２
ｃの各半面と、隣接する外部電極１２ｂ，１２ｄ間およ
び外部電極１２ｂ，１２ｄの各半面とに、熱圧着、印刷
又は塗布によってＰＺＴ等の絶縁体１３ａ，１３ｂを形
成する。外部電極１２ａ，１２ｃ間、外部電極１２ｂ，
１２ｄ間は絶縁物で覆われ、各沿面距離は無限大とな
り、良好な絶縁トランスとして機能する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は圧電セラミック等の
圧電材料を用い、機械振動を利用して電力伝達および電
圧変換を行う圧電トランスおよびその製造方法に関す
る。
圧電材料を用い、機械振動を利用して電力伝達および電
圧変換を行う圧電トランスおよびその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子機器のいっそうの小型化が要
求されている。この課題を解決する方法として、コンバ
ータの主要部品であるトランスに圧電トランスを用いる
ことが注目されている。圧電トランスは、機械振動を利
用して電力伝達および電圧変換を行うデバイスであり、
高絶縁、不燃性、高電力密度など、従来の電磁トランス
に比べ優れた特長を有している。
求されている。この課題を解決する方法として、コンバ
ータの主要部品であるトランスに圧電トランスを用いる
ことが注目されている。圧電トランスは、機械振動を利
用して電力伝達および電圧変換を行うデバイスであり、
高絶縁、不燃性、高電力密度など、従来の電磁トランス
に比べ優れた特長を有している。
【０００３】特に長さ縦振動型圧電トランスは高い電力
密度等の特長を有し、ＡＣ−ＤＣコンバータ用として適
している。図３、図４は長さ縦振動型圧電トランスの構
造を示している。図３、図４において、ケース１内には
長さ方向に薄層の圧電セラミック２，２，２…が積層さ
れている。３ａ〜３ｄは各内部電極４，４，４…を並列
接続するためにトランス表面（ケース１の長手方向側
面）に形成された外部電極である。
密度等の特長を有し、ＡＣ−ＤＣコンバータ用として適
している。図３、図４は長さ縦振動型圧電トランスの構
造を示している。図３、図４において、ケース１内には
長さ方向に薄層の圧電セラミック２，２，２…が積層さ
れている。３ａ〜３ｄは各内部電極４，４，４…を並列
接続するためにトランス表面（ケース１の長手方向側
面）に形成された外部電極である。
【０００４】前記圧電セラミック２，２，２…は、入力
部（１次側）、出力部（２次側）でその厚さおよび積層
枚数が変えられ、入力部を高インピーダンス、出力部を
低インピーダンスと成し、入力ＤＣ１００Ｖ〜２６０Ｖ
から例えば１６Ｖを出力する。
部（１次側）、出力部（２次側）でその厚さおよび積層
枚数が変えられ、入力部を高インピーダンス、出力部を
低インピーダンスと成し、入力ＤＣ１００Ｖ〜２６０Ｖ
から例えば１６Ｖを出力する。
【０００５】尚、図４は長さ縦振動型圧電トランスの長
さ方向変位を表している。
さ方向変位を表している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の長さ縦
振動型圧電トランスでは、入力側の外部電極３ａ，３ｂ
と出力側の外部電極３ｃ，３ｄの沿面距離が近すぎて、
例えば国際安全規格等で定められている絶縁型トランス
としての沿面距離８ｍｍの規格内に入れることが困難で
あった。
振動型圧電トランスでは、入力側の外部電極３ａ，３ｂ
と出力側の外部電極３ｃ，３ｄの沿面距離が近すぎて、
例えば国際安全規格等で定められている絶縁型トランス
としての沿面距離８ｍｍの規格内に入れることが困難で
あった。
【０００７】また沿面距離を取ろうとするとその距離が
大きくなり、圧電トランスが大型化するという問題があ
った。
大きくなり、圧電トランスが大型化するという問題があ
った。
【０００８】本発明は上記の点に鑑みてなされたもので
その目的は、１次側および２次側の外部電極間沿面距離
を確保し、且つトランスの小型化、高効率化を図ること
ができる圧電トランスおよびその製造方法を提供するこ
とにある。
その目的は、１次側および２次側の外部電極間沿面距離
を確保し、且つトランスの小型化、高効率化を図ること
ができる圧電トランスおよびその製造方法を提供するこ
とにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】（１）本発明の圧電トラ
ンスは、圧電材料および内部電極を一体化した素子を複
数枚積層して成る積層体と、前記圧電材料と同一組成の
材料で被覆され、前記複数の内部電極を並列接続する外
部電極とを備えたことを特徴とし、前記外部電極は、１
次電極と２次電極が所定距離離間して形成されるととも
に、該１次電極と２次電極に前記圧電材料と同一組成の
材料が熱圧着されていることを特徴とし、前記外部電極
は、１次電極と２次電極が所定距離離間して形成される
とともに、該１次電極と２次電極に前記圧電材料と同一
組成の材料が印刷又は塗布されていることを特徴とし、
前記外部電極の、露出した振動節部に接続されたリード
線を有していることを特徴としている。
ンスは、圧電材料および内部電極を一体化した素子を複
数枚積層して成る積層体と、前記圧電材料と同一組成の
材料で被覆され、前記複数の内部電極を並列接続する外
部電極とを備えたことを特徴とし、前記外部電極は、１
次電極と２次電極が所定距離離間して形成されるととも
に、該１次電極と２次電極に前記圧電材料と同一組成の
材料が熱圧着されていることを特徴とし、前記外部電極
は、１次電極と２次電極が所定距離離間して形成される
とともに、該１次電極と２次電極に前記圧電材料と同一
組成の材料が印刷又は塗布されていることを特徴とし、
前記外部電極の、露出した振動節部に接続されたリード
線を有していることを特徴としている。
【００１０】また本発明の圧電トランスの製造方法は、
圧電材料および内部電極を一体化して素子を作製する工
程と、前記作製された素子を複数枚積層し熱圧着する工
程と、前記圧電材料と同一組成の材料で被覆され、前記
複数枚の素子の内部電極を並列接続する外部電極を形成
する工程とを備えたことを特徴とし、前記外部電極を形
成する工程は、前記複数枚積層され熱圧着された積層体
に外部電極を形成した後、該外部電極に前記圧電材料と
同一組成の材料を熱圧着するものであることを特徴と
し、前記外部電極を形成する工程は、前記複数枚積層さ
れ熱圧着された積層体に外部電極を形成した後、該外部
電極に前記圧電材料と同一組成の材料を印刷又は塗布す
るものであることを特徴とし、前記外部電極の振動節部
を露出させ、該振動節部からリード線をとる工程を有し
ていることを特徴としている。
圧電材料および内部電極を一体化して素子を作製する工
程と、前記作製された素子を複数枚積層し熱圧着する工
程と、前記圧電材料と同一組成の材料で被覆され、前記
複数枚の素子の内部電極を並列接続する外部電極を形成
する工程とを備えたことを特徴とし、前記外部電極を形
成する工程は、前記複数枚積層され熱圧着された積層体
に外部電極を形成した後、該外部電極に前記圧電材料と
同一組成の材料を熱圧着するものであることを特徴と
し、前記外部電極を形成する工程は、前記複数枚積層さ
れ熱圧着された積層体に外部電極を形成した後、該外部
電極に前記圧電材料と同一組成の材料を印刷又は塗布す
るものであることを特徴とし、前記外部電極の振動節部
を露出させ、該振動節部からリード線をとる工程を有し
ていることを特徴としている。
【００１１】（２）請求項１〜６に記載の発明におい
て、外部電極は、圧電材料と同一組成の材料、すなわち
絶縁材料で被覆されているので、１次側外部電極と２次
側外部電極の間の沿面距離は無限大となる。したがって
１次側外部電極と２次側外部電極の距離が極めて近くて
も沿面距離が確保されるため、圧電トランスの小型化、
高効率化を図ることができる。
て、外部電極は、圧電材料と同一組成の材料、すなわち
絶縁材料で被覆されているので、１次側外部電極と２次
側外部電極の間の沿面距離は無限大となる。したがって
１次側外部電極と２次側外部電極の距離が極めて近くて
も沿面距離が確保されるため、圧電トランスの小型化、
高効率化を図ることができる。
【００１２】（３）請求項７〜１２に記載の発明におい
て、圧電トランスの素子を、圧電材料および内部電極の
一体化により作製しているので、外部電極を形成したと
きに、圧電材料の絶縁性によって１次側外部電極と２次
側外部電極の間の沿面距離が確保され、このため小型で
且つ沿面距離を確保した圧電トランスを作製することが
できる。
て、圧電トランスの素子を、圧電材料および内部電極の
一体化により作製しているので、外部電極を形成したと
きに、圧電材料の絶縁性によって１次側外部電極と２次
側外部電極の間の沿面距離が確保され、このため小型で
且つ沿面距離を確保した圧電トランスを作製することが
できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の一実施形態例を説明する。図１は本発明の圧電トラン
スの構造を表している。図１において１１は、圧電材
料、例えばＰＺＴから成るグリーンシートと内部電極を
一体焼成した素子であり、この素子１１は長さ方向に複
数枚積層され熱圧着されている。
の一実施形態例を説明する。図１は本発明の圧電トラン
スの構造を表している。図１において１１は、圧電材
料、例えばＰＺＴから成るグリーンシートと内部電極を
一体焼成した素子であり、この素子１１は長さ方向に複
数枚積層され熱圧着されている。
【００１４】１２ａ，１２ｂは前記積層された素子１
１，１１，１１…の各内部電極を並列接続するための入
力側（１次側）外部電極であり、１２ｃ，１２ｄは前記
積層された素子１１，１１，１１…の各内部電極を並列
接続するための出力側（２次側）外部電極である。
１，１１，１１…の各内部電極を並列接続するための入
力側（１次側）外部電極であり、１２ｃ，１２ｄは前記
積層された素子１１，１１，１１…の各内部電極を並列
接続するための出力側（２次側）外部電極である。
【００１５】１３ａは隣接する外部電極１２ａ，１２ｃ
間および外部電極１２ａ，１２ｃの各一部に、熱圧着、
印刷又は塗布によって形成された絶縁体である。また１
３ｂは同様に、隣接する外部電極１２ｂ，１２ｄ間およ
び外部電極１２ｂ，１２ｄの各一部に、熱圧着、印刷又
は塗布によって形成された絶縁体である。
間および外部電極１２ａ，１２ｃの各一部に、熱圧着、
印刷又は塗布によって形成された絶縁体である。また１
３ｂは同様に、隣接する外部電極１２ｂ，１２ｄ間およ
び外部電極１２ｂ，１２ｄの各一部に、熱圧着、印刷又
は塗布によって形成された絶縁体である。
【００１６】前記絶縁体１３ａ，１３ｂは圧電トランス
を構成する前記素子１１のグリーンシートと同一組成の
ＰＺＴから成り、抵抗率１０10Ωｃｍ以上の充分な絶縁
性能を有している。このため外部電極１２ａ，１２ｃ
間、外部電極１２ｂ，１２ｄ間は絶縁物で覆われること
になり、各沿面距離は無限大となり、良好な絶縁トラン
スとして機能する。したがって外部電極１２ａ，１２ｃ
間、外部電極１２ｂ，１２ｄ間を近付けることができ、
極めて小型の圧電トランスを構成することができる。
を構成する前記素子１１のグリーンシートと同一組成の
ＰＺＴから成り、抵抗率１０10Ωｃｍ以上の充分な絶縁
性能を有している。このため外部電極１２ａ，１２ｃ
間、外部電極１２ｂ，１２ｄ間は絶縁物で覆われること
になり、各沿面距離は無限大となり、良好な絶縁トラン
スとして機能する。したがって外部電極１２ａ，１２ｃ
間、外部電極１２ｂ，１２ｄ間を近付けることができ、
極めて小型の圧電トランスを構成することができる。
【００１７】尚、外部電極１２ａ，１２ｂと外部電極１
２ｃ，１２ｄの互いに隣接する側の半面は絶縁体１３
ａ，１３ｂで被覆されているが、その他の振動節部は露
出されており、この振動節部からリード線を取るように
構成している。
２ｃ，１２ｄの互いに隣接する側の半面は絶縁体１３
ａ，１３ｂで被覆されているが、その他の振動節部は露
出されており、この振動節部からリード線を取るように
構成している。
【００１８】次に本発明の圧電トランスの製造方法の一
実施形態例を図２とともに説明する。まずステップＳ1
において、ＰｂＯ，ＺｒＯ2，ＴｉＯ2，ＮｉＯ，Ｚｎ
Ｏ，Ｎｂ2Ｏ5，ＭｎＯ2を所定の割合で混合し、ＰｂＴ
ｉＯ3−ＰｂＺｒＯ3−Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3）Ｏ3−Ｍ
ｎＯ2，、焼成（９００℃）して仮焼粉末を作製する。
実施形態例を図２とともに説明する。まずステップＳ1
において、ＰｂＯ，ＺｒＯ2，ＴｉＯ2，ＮｉＯ，Ｚｎ
Ｏ，Ｎｂ2Ｏ5，ＭｎＯ2を所定の割合で混合し、ＰｂＴ
ｉＯ3−ＰｂＺｒＯ3−Ｐｂ（Ｎｉ1/3 Ｎｂ2/3）Ｏ3−Ｍ
ｎＯ2，、焼成（９００℃）して仮焼粉末を作製する。
【００１９】次にステップＳ2においてＰＺＴ仮焼粉
末、ポリビニルブチラール、有機溶剤でスラリーを形成
し、１００μｍのシートを製膜する。次に前記シートを
６ｃｍ×４ｃｍに打ち抜き（ステップＳ3）、該打ち抜
かれたシートに内部電極をＡｇ-Ｐｄ印刷する（ステッ
プＳ4）。
末、ポリビニルブチラール、有機溶剤でスラリーを形成
し、１００μｍのシートを製膜する。次に前記シートを
６ｃｍ×４ｃｍに打ち抜き（ステップＳ3）、該打ち抜
かれたシートに内部電極をＡｇ-Ｐｄ印刷する（ステッ
プＳ4）。
【００２０】次に前記内部電極が印刷されたシートを必
要枚数長さ方向（長さ２０ｃｍ）に積層し（ステップＳ
5）、それらを熱圧着して一体化する（ステップＳ6）。
次にステップＳ7において前記Ａｇ-Ｐｄ印刷された内部
電極と同じ電極ペーストを用い、入力側と出力側の外部
電極を形成する。
要枚数長さ方向（長さ２０ｃｍ）に積層し（ステップＳ
5）、それらを熱圧着して一体化する（ステップＳ6）。
次にステップＳ7において前記Ａｇ-Ｐｄ印刷された内部
電極と同じ電極ペーストを用い、入力側と出力側の外部
電極を形成する。
【００２１】次にステップＳ8において外装セラミック
を形成する。この形成方法は外部電極に厚さ１０〜１０
０μｍのＰＺＴからなるグリーンシートを熱圧着する方
法や、あるいはＰＺＴセラミックからなるＰＺＴペース
トを作製し、印刷又は塗布する方法がある。
を形成する。この形成方法は外部電極に厚さ１０〜１０
０μｍのＰＺＴからなるグリーンシートを熱圧着する方
法や、あるいはＰＺＴセラミックからなるＰＺＴペース
トを作製し、印刷又は塗布する方法がある。
【００２２】そして次にステップＳ9で焼成を行い、次
にステップＳ10において２５ＫＶ／ｃｍ、１００℃で分
極を行う。
にステップＳ10において２５ＫＶ／ｃｍ、１００℃で分
極を行う。
【００２３】尚、外部電極１２ａ，１２ｂと外部電極１
２ｃ，１２ｄの互いに隣接する側の半面は絶縁体１３
ａ，１３ｂで被覆するが、その他の振動節部は露出さ
せ、その振動節部からリード線を取るものである。
２ｃ，１２ｄの互いに隣接する側の半面は絶縁体１３
ａ，１３ｂで被覆するが、その他の振動節部は露出さ
せ、その振動節部からリード線を取るものである。
【００２４】
【発明の効果】（１）以上のように本発明の圧電トラン
スによれば、入力側外部電極と出力側外部電極の沿面距
離を確保することができ、圧電トランスの小型化、高効
率化が可能となる。また本発明の圧電トランスを用い
て、ＡＣアダプタ等スイッチング電源の小型化を図るこ
とができる。
スによれば、入力側外部電極と出力側外部電極の沿面距
離を確保することができ、圧電トランスの小型化、高効
率化が可能となる。また本発明の圧電トランスを用い
て、ＡＣアダプタ等スイッチング電源の小型化を図るこ
とができる。
【００２５】（２）また本発明の圧電トランスの製造方
法によれば、圧電材料の絶縁性によって１次側外部電極
と２次側外部電極の間の沿面距離を確保した圧電トラン
スを、極めて簡単な方法で製造することができる。
法によれば、圧電材料の絶縁性によって１次側外部電極
と２次側外部電極の間の沿面距離を確保した圧電トラン
スを、極めて簡単な方法で製造することができる。
【図１】本発明の圧電トランスの一実施形態例を示し、
（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面略図。
（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面略図。
【図２】本発明の圧電トランスの製造方法の一実施形態
例を示す説明図。
例を示す説明図。
【図３】従来の長さ縦振動型圧電トランスの構造を表
し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面略図。
し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面略図。
【図４】従来の長さ縦振動型圧電トランスの構造を表
し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は長さ方法変位の特性図。
し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は長さ方法変位の特性図。
２…圧電セラミック、３ａ〜３ｄ，１２ａ〜１２ｄ…外
部電極、４…内部電極、１１…素子、１３ａ，１３ｂ…
絶縁体。
部電極、４…内部電極、１１…素子、１３ａ，１３ｂ…
絶縁体。
Claims (12)
- 【請求項１】 圧電材料および内部電極を一体化した素
子を複数枚積層して成る積層体と、 前記圧電材料と同一組成の材料で被覆され、前記複数の
内部電極を並列接続する外部電極とを備えたことを特徴
とする圧電トランス。 - 【請求項２】 前記外部電極は、１次電極と２次電極が
所定距離離間して形成されるとともに、該１次電極と２
次電極に前記圧電材料と同一組成の材料が熱圧着されて
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】 前記外部電極は、１次電極と２次電極が
所定距離離間して形成されるとともに、該１次電極と２
次電極に前記圧電材料と同一組成の材料が印刷又は塗布
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４】 前記外部電極の、露出した振動節部に接
続されたリード線を有し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５】 前記外部電極の、露出した振動節部に接
続されたリード線を有していることを特徴とする請求項
２に記載の圧電トランス。 - 【請求項６】 前記外部電極の、露出した振動節部に接
続されたリード線を有していることを特徴とする請求項
３に記載の圧電トランス。 - 【請求項７】 圧電材料および内部電極を一体化して素
子を作製する工程と、 前記作製された素子を複数枚積層し熱圧着する工程と、 前記圧電材料と同一組成の材料で被覆され、前記複数枚
の素子の内部電極を並列接続する外部電極を形成する工
程とを備えたことを特徴とする圧電トランスの製造方
法。 - 【請求項８】 前記外部電極を形成する工程は、前記複
数枚積層され熱圧着された積層体に外部電極を形成した
後、該外部電極に前記圧電材料と同一組成の材料を熱圧
着するものであることを特徴とする請求項７に記載の圧
電トランスの製造方法。 - 【請求項９】 前記外部電極を形成する工程は、前記複
数枚積層され熱圧着された積層体に外部電極を形成した
後、該外部電極に前記圧電材料と同一組成の材料を印刷
又は塗布するものであることを特徴とする請求項７に記
載の圧電トランスの製造方法。 - 【請求項１０】 前記外部電極の振動節部を露出させ、
該振動節部からリード線をとる工程を有していることを
特徴とする請求項７に記載の圧電トランスの製造方法。 - 【請求項１１】 前記外部電極の振動節部を露出させ、
該振動節部からリード線をとる工程を有していることを
特徴とする請求項８に記載の圧電トランスの製造方法。 - 【請求項１２】 前記外部電極の振動節部を露出させ、
該振動節部からリード線をとる工程を有していることを
特徴とする請求項９に記載の圧電トランスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10262548A JP2000091660A (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | 圧電トランスおよびその製造方法 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10262548A JP2000091660A (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | 圧電トランスおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000091660A true JP2000091660A (ja) | 2000-03-31 |
Family
ID=17377349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10262548A Pending JP2000091660A (ja) | 1998-09-17 | 1998-09-17 | 圧電トランスおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000091660A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006060986A1 (de) * | 2004-12-06 | 2006-06-15 | Epcos Ag | Piezoelektrischer transformator und verfahren zu dessen herstellung |
| DE102005002925A1 (de) * | 2005-01-21 | 2006-08-10 | Epcos Ag | Verfahren zur Herstellung eines piezoelektrischen Bauelements und piezoelektrischer Transformator |
| DE102005002998A1 (de) * | 2005-01-21 | 2006-08-10 | Epcos Ag | Piezoelektrischer Transformator |
| US8174169B2 (en) | 2006-10-23 | 2012-05-08 | Epcos Ag | Piezoelectric transformer |
-
1998
- 1998-09-17 JP JP10262548A patent/JP2000091660A/ja active Pending
Cited By (4)
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