JPH08162688A - 圧電トランスの電極構造 - Google Patents
圧電トランスの電極構造Info
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- JPH08162688A JPH08162688A JP6330088A JP33008894A JPH08162688A JP H08162688 A JPH08162688 A JP H08162688A JP 6330088 A JP6330088 A JP 6330088A JP 33008894 A JP33008894 A JP 33008894A JP H08162688 A JPH08162688 A JP H08162688A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電極膜に損傷を与えることなく、入出力電極
とリード線との接合を確実に行うとともに、振動による
リード線の断線の発生しにくい、信頼性の高い圧電セラ
ミックを得る。 【構成】 圧電セラミック素子１の駆動部１Ａの表裏主
面には入力電極１１，１２が設けられ、板厚方向に分極
処理が施されている。この表裏面の入力電極にはλモー
ド振動の場合の振動の節領域Ｎにあたる位置に、円柱形
状の厚肉電極部１１ａ，１２ａが設けられており、この
部分にリード線Ｌ１，Ｌ２が導電性接合材により導電接
合されている。発電部１Ｂの端面には出力電極１３が形
成され、この出力電極の一部に厚肉電極部１３ａが設け
られている。この発電部１Ｂは長手方向に分極処理がな
されている。この厚肉電極部１３ａにはリード線Ｌ３が
同じく導電接合材により導電接合されている。
とリード線との接合を確実に行うとともに、振動による
リード線の断線の発生しにくい、信頼性の高い圧電セラ
ミックを得る。 【構成】 圧電セラミック素子１の駆動部１Ａの表裏主
面には入力電極１１，１２が設けられ、板厚方向に分極
処理が施されている。この表裏面の入力電極にはλモー
ド振動の場合の振動の節領域Ｎにあたる位置に、円柱形
状の厚肉電極部１１ａ，１２ａが設けられており、この
部分にリード線Ｌ１，Ｌ２が導電性接合材により導電接
合されている。発電部１Ｂの端面には出力電極１３が形
成され、この出力電極の一部に厚肉電極部１３ａが設け
られている。この発電部１Ｂは長手方向に分極処理がな
されている。この厚肉電極部１３ａにはリード線Ｌ３が
同じく導電接合材により導電接合されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電子機器等において交
流電圧を変圧する圧電トランスに関するものである。
流電圧を変圧する圧電トランスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】圧電トランスは、巻線型の電磁トランス
に比べて、（１）構造が簡単で小型化が可能である。
（２）出力側の短絡事故に対し、自動的に入力抵抗が増
大し、焼損等の危険性がない。（３）昇圧比が高くとれ
る。（４）電磁誘導がない。等の利点を有しており、近
年実用化に向けての開発が進んでいる。
に比べて、（１）構造が簡単で小型化が可能である。
（２）出力側の短絡事故に対し、自動的に入力抵抗が増
大し、焼損等の危険性がない。（３）昇圧比が高くとれ
る。（４）電磁誘導がない。等の利点を有しており、近
年実用化に向けての開発が進んでいる。
【０００３】図５に示すように代表的な圧電トランスと
してローゼン型の圧電トランスが挙げられるが、圧電セ
ラミック素子５は矩形板状で、この素子の長手方向の主
面片側半分５Ａには厚み方向の一対の入力電極５１，５
２を形成し、他の半分５Ｂはその端面に出力電極５３を
形成している。前者は厚み方向に、後者は長手方向にそ
れぞれ分極されている。一般に厚み方向に入力電極が形
成された部分を駆動部、出力電極が形成された他の半分
を発電部と称している。この電極形成された圧電セラミ
ック素子５にリード線Ｌ１，Ｌ２を介して交流電圧を印
加すると、駆動部では厚み方向に縦振動が励振され、発
電部では長手方向に振動が励振され、全体として、例え
ばλモードと称される全波長振動の強い機械振動が起こ
る。なお、励振時には振動の節領域Ｎが現れ、前述のリ
ード線Ｌ１，Ｌ２はこの入力電極側の節領域Ｎに半田等
の導電性接合材により取り付けられている。これにより
発電部の出力電極５３では圧電効果で高い交流電圧を得
ることができ、この出力電極５３に半田付けされたリー
ド線Ｌ３によりこれを取り出していた。これら入出力電
極とリード線との接合は機械振動を行う圧電セラミック
素子に接続するため、その接合により確実性が求められ
る。特に、出力電極５３部分は振動の節領域ではなく腹
に当たる部分であり、駆動時の動作が大きく、より確実
な接続を行うことが求められていた。
してローゼン型の圧電トランスが挙げられるが、圧電セ
ラミック素子５は矩形板状で、この素子の長手方向の主
面片側半分５Ａには厚み方向の一対の入力電極５１，５
２を形成し、他の半分５Ｂはその端面に出力電極５３を
形成している。前者は厚み方向に、後者は長手方向にそ
れぞれ分極されている。一般に厚み方向に入力電極が形
成された部分を駆動部、出力電極が形成された他の半分
を発電部と称している。この電極形成された圧電セラミ
ック素子５にリード線Ｌ１，Ｌ２を介して交流電圧を印
加すると、駆動部では厚み方向に縦振動が励振され、発
電部では長手方向に振動が励振され、全体として、例え
ばλモードと称される全波長振動の強い機械振動が起こ
る。なお、励振時には振動の節領域Ｎが現れ、前述のリ
ード線Ｌ１，Ｌ２はこの入力電極側の節領域Ｎに半田等
の導電性接合材により取り付けられている。これにより
発電部の出力電極５３では圧電効果で高い交流電圧を得
ることができ、この出力電極５３に半田付けされたリー
ド線Ｌ３によりこれを取り出していた。これら入出力電
極とリード線との接合は機械振動を行う圧電セラミック
素子に接続するため、その接合により確実性が求められ
る。特に、出力電極５３部分は振動の節領域ではなく腹
に当たる部分であり、駆動時の動作が大きく、より確実
な接続を行うことが求められていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記入出力電極は例え
ば銀が焼き付け形成されており、通常その厚さは１０〜
１５μｍに設定されている。この電極は振動を阻害する
付加質量として作用するため、あるいはコストの面から
もある程度薄いほうが良いとされており、上記膜厚に設
定されている。この電極に対して半田付にてリード線を
取り付けるが、この半田付を確実に行うため半田付温度
と時間を充分にかけると、電極を構成している銀膜が溶
融半田に吸収され、接合部分の銀膜が剥がれてしまうと
いういわゆる半田喰われ現象が生じることがあった。ま
た、圧電トランスの分極時にこれら入出力電極を用いて
分極処理を行うが、膜厚が薄すぎると分極処理治具によ
り電極膜が一部破壊され易くなることがあった。この半
田喰われの対策等として電極膜厚を全体的に厚くするこ
とが考えられるが、この場合前述の短所のほかに、銀焼
き付け時に銀ペーストの収縮による応力が圧電セラミッ
ク素子に強くかかり、圧電セラミック素子の表面にクラ
ックが発生する等の問題があった。
ば銀が焼き付け形成されており、通常その厚さは１０〜
１５μｍに設定されている。この電極は振動を阻害する
付加質量として作用するため、あるいはコストの面から
もある程度薄いほうが良いとされており、上記膜厚に設
定されている。この電極に対して半田付にてリード線を
取り付けるが、この半田付を確実に行うため半田付温度
と時間を充分にかけると、電極を構成している銀膜が溶
融半田に吸収され、接合部分の銀膜が剥がれてしまうと
いういわゆる半田喰われ現象が生じることがあった。ま
た、圧電トランスの分極時にこれら入出力電極を用いて
分極処理を行うが、膜厚が薄すぎると分極処理治具によ
り電極膜が一部破壊され易くなることがあった。この半
田喰われの対策等として電極膜厚を全体的に厚くするこ
とが考えられるが、この場合前述の短所のほかに、銀焼
き付け時に銀ペーストの収縮による応力が圧電セラミッ
ク素子に強くかかり、圧電セラミック素子の表面にクラ
ックが発生する等の問題があった。
【０００５】また、特に振動振幅の大きい出力電極側で
は、リード線の電極接続部分近傍が、電極あるいは圧電
セラミック素子のエッヂ部分に接触すること等により振
動し、疲労破壊による断線が生じることがあった。
は、リード線の電極接続部分近傍が、電極あるいは圧電
セラミック素子のエッヂ部分に接触すること等により振
動し、疲労破壊による断線が生じることがあった。
【０００６】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、半田付時、電極膜に損傷を与えることな
く、入出力電極とリード線との接合を確実に行うととも
に、振動によるリード線の断線の発生しにくい、信頼性
の高い圧電セラミックを得ることを目的とするものであ
る。
れたもので、半田付時、電極膜に損傷を与えることな
く、入出力電極とリード線との接合を確実に行うととも
に、振動によるリード線の断線の発生しにくい、信頼性
の高い圧電セラミックを得ることを目的とするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明による圧電トランスの電極構造は、板状圧
電セラミック素子の主面片側半分を駆動部、他半分を発
電部とし、前記駆動部を厚み方向に分極するとともに表
裏両主面に互いに電気的に独立した入力電極を形成し、
前記発電部を前記入力電極から発電部端面の向かう方向
に分極するとともにこの端面に出力電極を形成してな
り、各入出力電極にリード線を接続した圧電トランスで
あって、前記入出力電極のリード線接合部分の少なくと
も１ヶ所において、その電極厚さを入出力電極の電極厚
さよりも厚くしたことを特徴とするものである。
めに、本発明による圧電トランスの電極構造は、板状圧
電セラミック素子の主面片側半分を駆動部、他半分を発
電部とし、前記駆動部を厚み方向に分極するとともに表
裏両主面に互いに電気的に独立した入力電極を形成し、
前記発電部を前記入力電極から発電部端面の向かう方向
に分極するとともにこの端面に出力電極を形成してな
り、各入出力電極にリード線を接続した圧電トランスで
あって、前記入出力電極のリード線接合部分の少なくと
も１ヶ所において、その電極厚さを入出力電極の電極厚
さよりも厚くしたことを特徴とするものである。
【０００８】また、上記構成において、リード線接合部
分周囲に導電接合材を囲む堤部を設けた構成としてもよ
い。
分周囲に導電接合材を囲む堤部を設けた構成としてもよ
い。
【０００９】
【作用】特許請求項１によれば、リード線接合部分のみ
の電極厚みを厚くしているので、電極形成時に圧電セラ
ミック素子に対して無用な応力を与えることがなく、ま
た半田付を確実に行うため半田付温度と時間を充分にか
けても、電極を構成している銀膜が半田喰われ現象によ
り接合部分の銀膜が剥がれてしまうことがない。
の電極厚みを厚くしているので、電極形成時に圧電セラ
ミック素子に対して無用な応力を与えることがなく、ま
た半田付を確実に行うため半田付温度と時間を充分にか
けても、電極を構成している銀膜が半田喰われ現象によ
り接合部分の銀膜が剥がれてしまうことがない。
【００１０】また、リード線接合部分が他の電極より上
部にあるため、電極あるいは圧電セラミック素子のエッ
ヂ部分に接触しにくくなる。
部にあるため、電極あるいは圧電セラミック素子のエッ
ヂ部分に接触しにくくなる。
【００１１】また、特許請求項２によれば、リード線接
合部分周囲に堤部を設けた構成であるので、半田等の導
電性接合材がリード線接合部分より外部に流出すること
がない。
合部分周囲に堤部を設けた構成であるので、半田等の導
電性接合材がリード線接合部分より外部に流出すること
がない。
【００１２】
【実施例】本発明による実施例を図面とともに説明す
る。 第１の実施例 第１の実施例をλモードで振動する圧電トランスを例に
とり説明する。図１は第１の実施例を示す圧電トランス
の斜視図、図２は図１の側面図である。
る。 第１の実施例 第１の実施例をλモードで振動する圧電トランスを例に
とり説明する。図１は第１の実施例を示す圧電トランス
の斜視図、図２は図１の側面図である。
【００１３】圧電セラミック素子１は長方形板状に切断
加工されている。この圧電セラミック素子１の長手方向
中央部を境にして、駆動部１Ａと発電部１Ｂとに分けら
れている。駆動部１Ａは表裏主面には銀あるいは銀パラ
ジウム等の入力電極１１，１２が設けられ、板厚方向に
分極処理が施されている。この表裏面の入力電極にはλ
モード振動の場合の振動の節領域Ｎにあたる位置に、円
柱形状の厚肉電極部１１ａ，１２ａが設けられており、
この部分にリード線Ｌ１，Ｌ２が半田等の導電性接合材
により導電接合されている。発電部１Ｂの端面には出力
電極１３が形成され、この出力電極の一部に厚肉電極部
１３ａが設けられている。この発電部１Ｂは長手方向に
分極処理がなされている。この厚肉電極部１３ａにはリ
ード線Ｌ３が同じく導電接合材により導電接合されてい
る。このような厚肉電極部の形成は、例えば銀の焼き付
けを部分的に重ねて行う等の処理により行うことができ
る。
加工されている。この圧電セラミック素子１の長手方向
中央部を境にして、駆動部１Ａと発電部１Ｂとに分けら
れている。駆動部１Ａは表裏主面には銀あるいは銀パラ
ジウム等の入力電極１１，１２が設けられ、板厚方向に
分極処理が施されている。この表裏面の入力電極にはλ
モード振動の場合の振動の節領域Ｎにあたる位置に、円
柱形状の厚肉電極部１１ａ，１２ａが設けられており、
この部分にリード線Ｌ１，Ｌ２が半田等の導電性接合材
により導電接合されている。発電部１Ｂの端面には出力
電極１３が形成され、この出力電極の一部に厚肉電極部
１３ａが設けられている。この発電部１Ｂは長手方向に
分極処理がなされている。この厚肉電極部１３ａにはリ
ード線Ｌ３が同じく導電接合材により導電接合されてい
る。このような厚肉電極部の形成は、例えば銀の焼き付
けを部分的に重ねて行う等の処理により行うことができ
る。
【００１４】第２の実施例 第２の実施例を図３、図４に示す部分拡大図とともに説
明する。図３は第２の実施例を示す圧電トランスの駆動
部の拡大斜視図であり、図４は図３の側面図である。第
１の実施例と同じ構成については同番号を付すととも
に、説明を一部割愛する。
明する。図３は第２の実施例を示す圧電トランスの駆動
部の拡大斜視図であり、図４は図３の側面図である。第
１の実施例と同じ構成については同番号を付すととも
に、説明を一部割愛する。
【００１５】圧電セラミック素子１の駆動部に形成され
た厚肉電極部４１，４２は、平面で見て四角形状をして
おり、厚肉部４１ａ，４２ａとその周囲にこの厚肉部よ
り高い（厚肉の）堤部４１ｂ，４２ｂを有する構成であ
る。半田等によりリード線Ｌ１，Ｌ２とこの厚肉電極部
４１，４２とを導電接合するが、この堤部の存在によ
り、接合時に溶融した半田が厚肉電極部より外に流出す
ることを防止することができる。なお、この厚肉電極部
４１，４２の形成も、例えば銀の焼き付けを部分的に重
ねて行う等の処理により行うことができる。また、もち
ろん出力電極部分の厚肉部に本構成を適用することがで
きる。
た厚肉電極部４１，４２は、平面で見て四角形状をして
おり、厚肉部４１ａ，４２ａとその周囲にこの厚肉部よ
り高い（厚肉の）堤部４１ｂ，４２ｂを有する構成であ
る。半田等によりリード線Ｌ１，Ｌ２とこの厚肉電極部
４１，４２とを導電接合するが、この堤部の存在によ
り、接合時に溶融した半田が厚肉電極部より外に流出す
ることを防止することができる。なお、この厚肉電極部
４１，４２の形成も、例えば銀の焼き付けを部分的に重
ねて行う等の処理により行うことができる。また、もち
ろん出力電極部分の厚肉部に本構成を適用することがで
きる。
【００１６】なお、上記実施例において、厚肉電極部の
構成は厚肉部と堤部を有する構成としたが、堤部のみの
構成でも本発明の作用効果を得ることができる。この場
合、リード線接合時において厚肉電極部の中心は半田喰
われ現象が生じることがあるが、堤部によりこれを最小
限にくい止めることができ、リード線の接合が不安定に
なることはない。製造面においても、焼き付け工程を上
記実施例に較べて簡略化することができる。
構成は厚肉部と堤部を有する構成としたが、堤部のみの
構成でも本発明の作用効果を得ることができる。この場
合、リード線接合時において厚肉電極部の中心は半田喰
われ現象が生じることがあるが、堤部によりこれを最小
限にくい止めることができ、リード線の接合が不安定に
なることはない。製造面においても、焼き付け工程を上
記実施例に較べて簡略化することができる。
【００１７】
【発明の効果】特許請求項１によれば、リード線接合部
分のみの電極厚さを厚くしているので、電極形成時に圧
電セラミック素子に対して無用な応力を与えることがな
く、また半田付を確実に行うため半田付温度と時間を充
分にかけても、電極を構成している銀膜が半田喰われ現
象により接合部分の銀膜が剥がれてしまうことがない。
よって、リード線接合の信頼性並びに圧電セラミック素
子自体の信頼性を向上させることができる。また、リー
ド線接合部分が他の電極より上部にあるため、電極ある
いは圧電セラミック素子のエッヂ部分に接触しにくくな
る。特に、出力電極部分はその面積も小さいのでエッヂ
部分での接触の恐れが大きいが、本発明により接触の機
会が減少した。よって、リード線の疲労破壊による断線
事故を減少させることができる。
分のみの電極厚さを厚くしているので、電極形成時に圧
電セラミック素子に対して無用な応力を与えることがな
く、また半田付を確実に行うため半田付温度と時間を充
分にかけても、電極を構成している銀膜が半田喰われ現
象により接合部分の銀膜が剥がれてしまうことがない。
よって、リード線接合の信頼性並びに圧電セラミック素
子自体の信頼性を向上させることができる。また、リー
ド線接合部分が他の電極より上部にあるため、電極ある
いは圧電セラミック素子のエッヂ部分に接触しにくくな
る。特に、出力電極部分はその面積も小さいのでエッヂ
部分での接触の恐れが大きいが、本発明により接触の機
会が減少した。よって、リード線の疲労破壊による断線
事故を減少させることができる。
【００１８】また、特許請求項２によれば、リード線接
合部分周囲に堤部を設けた構成であるので、半田等の導
電性接合材がリード線接合部分より外部に流出すること
がない。よって、必要な部分に必要な量の導電性接合材
を供給することができ、圧電セラミック素子の駆動を阻
害することがなく、所望の電気的特性の圧電トランスを
得ることができる。
合部分周囲に堤部を設けた構成であるので、半田等の導
電性接合材がリード線接合部分より外部に流出すること
がない。よって、必要な部分に必要な量の導電性接合材
を供給することができ、圧電セラミック素子の駆動を阻
害することがなく、所望の電気的特性の圧電トランスを
得ることができる。
【図１】第１の実施例を示す圧電トランスの斜視図
【図２】図１の側面図
【図３】第２の実施例を示す圧電トランスの部分斜視図
【図４】図３の側面図
【図５】従来例を示す斜視図
１、５ 圧電セラミック素子 １１，１２，５１，５２ 入力電極 １３，５３ 出力電極 １１ａ，１２ａ，１３ａ，４１，４２ 厚肉電極部 ４１ａ，４２ａ 厚肉部 ４１ｂ，４２ｂ 堤部 Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３ リード線 Ｎ 振動の節領域
Claims (2)
- 【請求項１】 板状圧電セラミック素子の主面片側半分
を駆動部、他半分を発電部とし、前記駆動部を厚み方向
に分極するとともに表裏両主面に互いに電気的に独立し
た入力電極を形成し、前記発電部を前記入力電極から発
電部端面の向かう方向に分極するとともにこの端面に出
力電極を形成してなり、各入出力電極にリード線を接続
した圧電トランスであって、前記入出力電極のリード線
接合部分の少なくとも１ヶ所において、その電極厚さを
入出力電極の電極厚さよりも厚くしたことを特徴とする
圧電トランスの電極構造。 - 【請求項２】 リード線接合部分周囲に導電接合材を囲
む堤部を設けたことを特徴とする特許請求項１記載の圧
電トランスの電極構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6330088A JPH08162688A (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 圧電トランスの電極構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6330088A JPH08162688A (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 圧電トランスの電極構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08162688A true JPH08162688A (ja) | 1996-06-21 |
Family
ID=18228657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6330088A Pending JPH08162688A (ja) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | 圧電トランスの電極構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08162688A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006237439A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-07 | Toko Inc | 圧電トランス |
| JP2013051767A (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Toyota Motor Corp | 回転電機固定子 |
-
1994
- 1994-12-05 JP JP6330088A patent/JPH08162688A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006237439A (ja) * | 2005-02-28 | 2006-09-07 | Toko Inc | 圧電トランス |
| JP4522887B2 (ja) * | 2005-02-28 | 2010-08-11 | 東光株式会社 | 圧電トランス |
| JP2013051767A (ja) * | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Toyota Motor Corp | 回転電機固定子 |
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