JPH0832137A - 圧電振動子 - Google Patents
圧電振動子Info
- Publication number
- JPH0832137A JPH0832137A JP6200053A JP20005394A JPH0832137A JP H0832137 A JPH0832137 A JP H0832137A JP 6200053 A JP6200053 A JP 6200053A JP 20005394 A JP20005394 A JP 20005394A JP H0832137 A JPH0832137 A JP H0832137A
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- corners
- piezoelectric
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 圧電トランスの発熱を抑制し、安定性および
信頼性を高めるとともに不要な振動を抑制して、低入力
で高出力を得る。 【構成】 圧電トランスの隅を直線状あるいは円弧状に
切り落とす。
信頼性を高めるとともに不要な振動を抑制して、低入力
で高出力を得る。 【構成】 圧電トランスの隅を直線状あるいは円弧状に
切り落とす。
Description
【産業上の利用分野】本発明は、概して圧電セラミック
スからなる圧電素子に関し、より詳しくは隅を切り落と
した矩形状の圧電振動子に関するものである。
スからなる圧電素子に関し、より詳しくは隅を切り落と
した矩形状の圧電振動子に関するものである。
【０００２】
【従来技術】最近、小型携帯用のパーソナルコンピュー
タ、ワードプロセッサ等、いわゆるラップトップおよび
パームトップタイプの電子機器が急速に普及してきてお
り、一方、これらの電子機器には液晶表示装置が表示部
として使用され、その照明用光源である冷陰極放電ラン
プの駆動に圧電トランスを含む回路が採用されているこ
とは周知である。また、従来の圧電トランスは、線形領
域の特性を使用域にとるために、圧電トランスの寸法の
長さＬと幅Ｗとの比を、例えば０．２〜０．３以下程度
として、長さ方向の振動に幅方向の振動がカップリング
しないようにした基本的構造設計手法に基づくものであ
った。このため数ワットの出力を得ようとすると、圧電
トランスの全長は７０〜１００ｍｍ程度の長尺なものと
なった。これは圧電トランスの昇圧比が、長さ／厚さ
（Ｌ／Ｔ）比で決まるために、全長を長くした上で圧電
トランスの厚みを増して、目的とした電流を増加させる
ことによる。
タ、ワードプロセッサ等、いわゆるラップトップおよび
パームトップタイプの電子機器が急速に普及してきてお
り、一方、これらの電子機器には液晶表示装置が表示部
として使用され、その照明用光源である冷陰極放電ラン
プの駆動に圧電トランスを含む回路が採用されているこ
とは周知である。また、従来の圧電トランスは、線形領
域の特性を使用域にとるために、圧電トランスの寸法の
長さＬと幅Ｗとの比を、例えば０．２〜０．３以下程度
として、長さ方向の振動に幅方向の振動がカップリング
しないようにした基本的構造設計手法に基づくものであ
った。このため数ワットの出力を得ようとすると、圧電
トランスの全長は７０〜１００ｍｍ程度の長尺なものと
なった。これは圧電トランスの昇圧比が、長さ／厚さ
（Ｌ／Ｔ）比で決まるために、全長を長くした上で圧電
トランスの厚みを増して、目的とした電流を増加させる
ことによる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】小型でかつ薄型の圧電
トランスを使用して、数ワット程度の出力を実現する従
来方法の一つにおいては、圧電トランスの長さ方向の共
振モードと幅方向の共振モードを略一致させた複合共振
モードを応用して、高電圧と大電流を同時に共に得てい
る。従来の圧電振動子ないし圧電トランスは概して矩形
状をなしており、これを駆動したとき振動の変位は周辺
部および四隅で最大となることがわかっている。これが
ために特に四隅が振動によって、異常音を発生したり破
壊したり、また、温度上昇も顕著である。
トランスを使用して、数ワット程度の出力を実現する従
来方法の一つにおいては、圧電トランスの長さ方向の共
振モードと幅方向の共振モードを略一致させた複合共振
モードを応用して、高電圧と大電流を同時に共に得てい
る。従来の圧電振動子ないし圧電トランスは概して矩形
状をなしており、これを駆動したとき振動の変位は周辺
部および四隅で最大となることがわかっている。これが
ために特に四隅が振動によって、異常音を発生したり破
壊したり、また、温度上昇も顕著である。
【０００４】圧電トランス１を実際に駆動させ、その振
動変位分布をレーザ・ドップラー変位計で測定した結果
を図１に示す。図において中央破線で示した楕円状部は
振動節部Ｎで、変位量の少ない部分を示している。圧電
トランスの振動変位は周辺部および四隅で最大となっ
た。このときの圧電振動子の共振（周波数）特性を図２
に示す。破線Ａで示した特性が、長さ方向の共振特性と
幅方向の共振特性を、略一致させたときに得られたもの
である。この曲線からわかるように共振点と***振点と
の間に二つの副共振モードが発生しており、圧電振動子
を自励発振回路でドライブすると、負荷変動時にこの副
共振モードの二つの共振周波数に駆動周波数が移動し
て、負荷として使用した冷陰極放電管の照度が不安定に
なった。さらに、前述の周波数とびの誤動作を防止する
には、フィルタ等の保護回路を必要とし、回路構成が複
雑になり、コスト高となるという欠点がある。
動変位分布をレーザ・ドップラー変位計で測定した結果
を図１に示す。図において中央破線で示した楕円状部は
振動節部Ｎで、変位量の少ない部分を示している。圧電
トランスの振動変位は周辺部および四隅で最大となっ
た。このときの圧電振動子の共振（周波数）特性を図２
に示す。破線Ａで示した特性が、長さ方向の共振特性と
幅方向の共振特性を、略一致させたときに得られたもの
である。この曲線からわかるように共振点と***振点と
の間に二つの副共振モードが発生しており、圧電振動子
を自励発振回路でドライブすると、負荷変動時にこの副
共振モードの二つの共振周波数に駆動周波数が移動し
て、負荷として使用した冷陰極放電管の照度が不安定に
なった。さらに、前述の周波数とびの誤動作を防止する
には、フィルタ等の保護回路を必要とし、回路構成が複
雑になり、コスト高となるという欠点がある。
【０００５】図３に示すように、矩形状の圧電トランス
の四隅を、例えば切り落とし寸法比率を１：１あるいは
１：２程度で切り落とした。これは前述の圧電トランス
の全表面積の約０．５〜４％程度になり、この切り落と
しの結果として図２の実線Ｂで示したように、共振点と
***振点との間に現れていた二つの副共振点が消滅し、
理想的な単峰特性となった。また、切り落とし部の面積
を大きくするにしたがって圧電トランスの出力特性（冷
陰極放電管の照度）が図４に破線Ｉで示すように低下し
た。圧電トランスの切り落とし面積が１〜２％のとき、
入力電流が１．６〜１．８倍程度低下するにもかかわら
ず、実負荷である放電管の照度が１．５〜１．７倍程度
増加するという効果を得た。入力を一定にして測定した
結果では、１．５〜２倍程度高効率化を達成した。さら
に、圧電トランスの四隅の切り落とし加工後、その振動
変位をレーザ・ドップラー変位計で測定すると、周辺部
および四隅でも最大変位量を示さず、略振動のノード部
を除いた全域で平均的で連続した振動変位量を観測し
た。
の四隅を、例えば切り落とし寸法比率を１：１あるいは
１：２程度で切り落とした。これは前述の圧電トランス
の全表面積の約０．５〜４％程度になり、この切り落と
しの結果として図２の実線Ｂで示したように、共振点と
***振点との間に現れていた二つの副共振点が消滅し、
理想的な単峰特性となった。また、切り落とし部の面積
を大きくするにしたがって圧電トランスの出力特性（冷
陰極放電管の照度）が図４に破線Ｉで示すように低下し
た。圧電トランスの切り落とし面積が１〜２％のとき、
入力電流が１．６〜１．８倍程度低下するにもかかわら
ず、実負荷である放電管の照度が１．５〜１．７倍程度
増加するという効果を得た。入力を一定にして測定した
結果では、１．５〜２倍程度高効率化を達成した。さら
に、圧電トランスの四隅の切り落とし加工後、その振動
変位をレーザ・ドップラー変位計で測定すると、周辺部
および四隅でも最大変位量を示さず、略振動のノード部
を除いた全域で平均的で連続した振動変位量を観測し
た。
【０００６】また、入力電力を１〜３ワット程度以上に
印加すると、これまでの圧電トランスは高周波の異音を
発し、さらに電力を増加させると最大振動変位部の周辺
部あるいは出力部の二隅が破壊したが、本発明による圧
電トランスの出力部の二隅あるいは四隅を０．１〜４％
の範囲で切り落とすことにより、その振動変位が平均化
される効果により、出力で数ワット程度まで耐えられる
ようになり、圧電トランスが破壊しなくなった。さら
に、圧電セミックスの実駆動時の表面温度も４０℃前後
の低温度で飽和するという効果が得られた。
印加すると、これまでの圧電トランスは高周波の異音を
発し、さらに電力を増加させると最大振動変位部の周辺
部あるいは出力部の二隅が破壊したが、本発明による圧
電トランスの出力部の二隅あるいは四隅を０．１〜４％
の範囲で切り落とすことにより、その振動変位が平均化
される効果により、出力で数ワット程度まで耐えられる
ようになり、圧電トランスが破壊しなくなった。さら
に、圧電セミックスの実駆動時の表面温度も４０℃前後
の低温度で飽和するという効果が得られた。
【０００７】従って、本発明の課題は前述のような従来
の欠点を克服して、圧電振動子の発熱を低く抑えるとと
もに、安定性および信頼性を高め、さらに不要な振動を
抑制して低入力で高出力を得ることにある。
の欠点を克服して、圧電振動子の発熱を低く抑えるとと
もに、安定性および信頼性を高め、さらに不要な振動を
抑制して低入力で高出力を得ることにある。
【０００８】
【発明が解決しようとするための手段および作用】本発
明によれば、矩形状の圧電振動子の隅を円弧状や直線状
に切り落とした。これによって圧電振動子の駆動時に発
生する振動による異常音を抑え、強いては破壊を阻止で
き、温度上昇を抑制できる。
明によれば、矩形状の圧電振動子の隅を円弧状や直線状
に切り落とした。これによって圧電振動子の駆動時に発
生する振動による異常音を抑え、強いては破壊を阻止で
き、温度上昇を抑制できる。
【０００９】
【実施例】図３を参照して、本発明の一実施例を説明す
る。１は矩形状の圧電振動子からなる圧電トランスで、
入力部１Ａと出力（昇圧）部１Ｂとからなり、入力部に
は両面電極２ａ，２ｂが添着されている。２ｃは中央電
極でほぼ中央に環状にとりまかれている。２ｄは出力電
極で出力部１Ｂの端面に設けられている。圧電振動子か
らなる圧電トランス１は四隅１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを
切り落としている。この切り落としの寸法比率は、１：
１あるいは１：２程度であり、好ましくは１：１．４で
あり、これを圧電振動子の全面積に対する割合に換算す
ると０．５〜４％、好ましくは１〜４％になる。
る。１は矩形状の圧電振動子からなる圧電トランスで、
入力部１Ａと出力（昇圧）部１Ｂとからなり、入力部に
は両面電極２ａ，２ｂが添着されている。２ｃは中央電
極でほぼ中央に環状にとりまかれている。２ｄは出力電
極で出力部１Ｂの端面に設けられている。圧電振動子か
らなる圧電トランス１は四隅１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを
切り落としている。この切り落としの寸法比率は、１：
１あるいは１：２程度であり、好ましくは１：１．４で
あり、これを圧電振動子の全面積に対する割合に換算す
ると０．５〜４％、好ましくは１〜４％になる。
【００１０】なお、切り落としについては、図では圧電
振動子の表面と直交する方向に切断しているが、表面に
対してある一定角度をなして切断してもよい。さらに、
図示実施例では入力部１Ａの二隅の全体を切り落として
いるが、圧電セラミックス振動子の素子は切り落さずに
両面電極２ａ，２ｂのみを切り欠くようにして圧電トラ
ンスの未分極部を設けてもよい。
振動子の表面と直交する方向に切断しているが、表面に
対してある一定角度をなして切断してもよい。さらに、
図示実施例では入力部１Ａの二隅の全体を切り落として
いるが、圧電セラミックス振動子の素子は切り落さずに
両面電極２ａ，２ｂのみを切り欠くようにして圧電トラ
ンスの未分極部を設けてもよい。
【００１１】
【発明の効果】圧電振動子の隅を切り落としたことによ
り、入力電流が低下するにもかかわらず、実負荷として
の放電管の照度が増加する効果が得られる。また、入力
を一定にして測定した場合、１．５〜２倍程度の高効率
が得られる。さらに、振動が抑制されるために、異常音
の発生が阻止されるとともに、温度上昇が低下する効果
も得られる。
り、入力電流が低下するにもかかわらず、実負荷として
の放電管の照度が増加する効果が得られる。また、入力
を一定にして測定した場合、１．５〜２倍程度の高効率
が得られる。さらに、振動が抑制されるために、異常音
の発生が阻止されるとともに、温度上昇が低下する効果
も得られる。
【００１２】
【図１】圧電振動子の斜視図を示し、実駆動時の振動変
位分布をレーザ・ドップラー変位計で測定した結果を模
式的に示した図である。
位分布をレーザ・ドップラー変位計で測定した結果を模
式的に示した図である。
【図２】圧電トランスを駆動したときの周波数特性を示
す図である。
す図である。
【図３】本発明による圧電トランスの四隅を切り落とし
た状態を示す図である。
た状態を示す図である。
【図４】本発明による圧電トランスの発熱特性と負荷特
性を示す図である。
性を示す図である。
１ 圧電トランス １Ａ 入力部 １Ｂ 出力（昇圧）部 １ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 切り落とし部 ２ａ，２ｂ 両面電極 ２ｃ 中央電極 ２ｄ 出力電極
Claims (8)
- 【請求項１】 圧電セラミックスから成り、四隅を切り
落とした矩形状の圧電振動子。 - 【請求項２】 圧電振動子から成り、その入力部あるい
は出力部または入出力部共にその隅を切り落とした圧電
トランス。 - 【請求項３】 前記切り落とした表面積が全表面積の
０．５〜４％の範囲である請求項１に記載の圧電振動
子。 - 【請求項４】 前記切り落とした表面積が全表面積の
０．１〜４％の範囲である請求項２に記載の圧電トラン
ス。 - 【請求項５】 前記四隅の切り落としの形状が円弧状ま
たは直線状である請求項１に記載の圧電振動子。 - 【請求項６】 前記隅の切り落としの形状が円弧状また
は直線状である請求項２に記載の圧電トランス。 - 【請求項７】 前記四隅を厚み方向に斜めに切り落とし
た請求項１に記載の圧電振動子。 - 【請求項８】 前記隅を厚み方向に斜めに切り落とした
請求項２に記載の圧電トランス。 【０００１】
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6200053A JPH0832137A (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 圧電振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6200053A JPH0832137A (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 圧電振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0832137A true JPH0832137A (ja) | 1996-02-02 |
Family
ID=16418053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6200053A Pending JPH0832137A (ja) | 1994-07-20 | 1994-07-20 | 圧電振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0832137A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0794580A1 (en) * | 1996-02-14 | 1997-09-10 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric transformer |
| JP2003224314A (ja) * | 2002-01-31 | 2003-08-08 | Tamura Seisakusho Co Ltd | 圧電トランス |
| JP2014085547A (ja) * | 2012-10-24 | 2014-05-12 | Ricoh Co Ltd | 圧電光偏向器、光走査装置、画像形成装置及び画像投影装置 |
-
1994
- 1994-07-20 JP JP6200053A patent/JPH0832137A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0794580A1 (en) * | 1996-02-14 | 1997-09-10 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Piezoelectric transformer |
| JP2003224314A (ja) * | 2002-01-31 | 2003-08-08 | Tamura Seisakusho Co Ltd | 圧電トランス |
| JP2014085547A (ja) * | 2012-10-24 | 2014-05-12 | Ricoh Co Ltd | 圧電光偏向器、光走査装置、画像形成装置及び画像投影装置 |
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