压电变压器制造技术

本实用新型专利技术提供能抑制不需要的振动模式的压电变压器。压电变压器(10)的特征在于，具备：具有驱动部(60、62)以及发电部(70)的压电体(20)；输入电极(30)；和输出电极(40)。驱动部(60、62)和发电部(70)在压电体(20)的长度方向上排列。驱动部(60、62)关于通过压电体(20)的长度方向的中心并与长度方向正交的平面(S1)被对称配置，并且占据压电体(20)的一半以上的区域，由相邻的两个以上的极化区域构成。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及压电变压器，特别涉及在非接触电力输送等中所使用的压电变压器。
技术介绍
近年来，作为被搭载在移动电话、数字摄像机等中的2次电池的充电方法，使用的是非接触电力输送。此外，作为非接触电力输送的方式之一，有通过对置的电极间的电容耦合来输送电力的电场耦合方式。在电场耦合方式的非接触电力输送中，是高电压且高频这一点在提高电力输送的效率上较为重要。因此，为了将电场耦合方式的非接触电力输送用于移动电话等电子设备中，需要在受电侧即电子设备中将通过非接触电力输送从送电侧提供的高电压的电力变换成与该电子设备的电路对应的低电压的电力的变压器。但是，能作为非接触电力输送用的变压器来利用的变压器之一，有压电变压器。作为现有的压电变压器，例如已知专利文献1、专利文献2所记载的压电变压器。其中，专利文献1、专利文献2所记载的压电变压器是用在液晶显示器的背光灯中的冷阴极管用的压电变压器。冷阴极管用的压电变压器与比非接触电力输送用的变压器所要求的频率低的频率对应。因而，无法将专利文献1、专利文献2所记载的压电变压器直接作为非接触电力输送用的变压器来利用。具体而言，在专利文献1、专利文献2所记载的压电变压器中，为了与非接触电力输送用的变压器所要求的高的频率对应，而有两个手段。其一是使压电变压器进一步小型化，另一个是将振动模式变更为更高阶的振动模式。在前者的情况下，若使专利文献1、专利文献2所记载的压电变压器进一步小型化，则会使得电力输送的效率变低。因此，为了在不损害电力输送的效率的情况下与非接触电力输送用的变压器所要求的高的频率对应，而需要将振动模式变更为更高阶的振动模式。此外，在能作为非接触电力输送用的变压器来利用的变压器中，除了压电变压器以外还有绕组变压器。绕组变压器虽然作为非接触电力输送用的变压器当前成为主流，但与压电变压器相比更大型。进而，绕组变压器存在随着所提供的电力的频率变高而电阻增大的顾虑。根据以上那样的理由，作为非接触电力输送用的变压器，要求利用高阶的振动模式的压电变压器。在此，为了说明利用高阶的振动模式的压电变压器的课题，而举出利用I阶?3阶的振动模式的压电变压器的示例。图12所示的压电变压器500是利用I阶(基本)或2阶的振动模式的压电变压器。图13所示的压电变压器600是利用3阶的振动模式的压电变压器。图12是表征压电变压器500的侧面、压电变压器500的各部位的应力以及位移的图。图13是表征压电变压器600的侧面、压电变压器600的各部位的应力以及位移的图。图12以及图13中的各箭头表示极化方向。此外，图12中的(a)的曲线图表征I阶的振动模式下的各部位的应力Wla以及位移Wlb，图12中的(b)的曲线图表征波形W2a以及W2b，波形W2a表征2阶的振动模式下的各部位的应力，W2b表征位移。图13中的曲线图表征3阶的振动模式下的各部位的应力W3a以及位移W3b。如图12所示，压电变压器500具有:由压电陶瓷构成的长板状的压电体501、输入电极520以及输出电极530。输入电极520被设置在压电体501的一侧的两主面。输出电极530被设置在压电体501的另一侧的端面。如图12所示，压电体501的一侧在压电体501的厚度方向上被极化，压电体501的另一侧在压电体501的长度方向上被极化。在压电变压器500中，若对输入电极520施加特定的频率的电压，则由于反压电效应而在压电体501产生强烈的机械振动。此时，在压电体501产生具有半波长的长度的驻波。进而，压电变压器500由于压电效应而从输出电极530输出与该机械振动对应的电压。如图13所示，压电变压器600具有:由压电陶瓷构成的长板状的压电体601、输入电极620以及输出电极630。输入电极620被设置在压电体601的中央部的两主面。输出电极630被设置在压电体601的长度方向的两端面。压电体601的中央部在压电体601的厚度方向上被极化，压电体601的两端部在压电体601的长度方向上被极化。在压电变压器600中，若对输入电极620施加特定的频率的电压，则由于反压电效应而在压电体601产生强烈的机械振动。此时，在压电体601产生具有1.5波长的长度的驻波。进而，压电变压器600由于压电效应而从输出电极630输出与该机械振动对应的电压。在此，将图12以及图13所记载的各波形进行比较。具体而言，在各振动模式的波形Wlb、W2b以及W3b中，将位移对齐的左端的点作为基准点(相位=0° )，比较位移的波形的相位成为180°的波腹的顶点的位置。2阶的振动模式的波腹的顶点的位置与3阶的振动模式的波腹的顶点的位置之间的距离短于I阶的振动模式的波腹的顶点的位置与2阶的振动模式的波腹的顶点的位置之间的距离。这意味着，由于随着成为高阶的振动模式而波长变短，因此各振动模式的位移的波形中的基准点附近的波腹部的顶点接近。即，在利用高阶的振动模式的压电变压器中，混合存在多个类似的波形的振动模式。因此，在利用高阶的振动模式的压电变压器中，即使要激振出所期望的振动模式，也有可能会激振出具有与所期望的振动模式类似的波形的另外的振动模式。即，在利用高阶的振动模式的压电变压器中，与利用低阶的振动模式的压电变压器相比，有易于产生不需要的振动模式这样的课题。在先技术文献专利文献专利文献1:JP专利第2998717号公报专利文献2:JP专利第4297388号公报
技术实现思路
技术要解决的课题为此，本技术的目的在于提供能抑制不需要的振动模式的产生的压电变压器。用于解决课题的手段本技术所涉及的压电变压器利用7阶以上的振动模式，其特征在于，所述压电变压器具备:压电体，其具有多个极化区域，该压电体设置有由该多个极化区域中的第I极化区域构成的多个驱动部、以及由该多个极化区域中的第2极化区域构成的发电部；输入电极，其向所述多个驱动部的每一个施加电压；和输出电极，其输出由所述发电部产生的电压，所述多个驱动部以及所述发电部在所述压电体的长度方向上排列，所述多个驱动部关于通过所述压电体的长度方向的中心并与该长度方向正交的平面被对称配置，并且占据所述压电体中的一半以上的区域，所述多个驱动部的每一个由相邻的两个以上的极化区域构成。技术的效果根据本技术所涉及的压电变压器，能抑制不需要的振动模式的产生。【附图说明】图1是本技术的一个形态所涉及的压电变压器的外观立体图。图2是图1的A-A剖面处的剖视图。图3是表征本技术的一个形态所涉及的压电变压器的在各部位的极化方向以及位移的图。图4是表征6阶的振动模式以及7阶的振动模式下的各部位的位移的图。图5是表征6阶的振动模式下的各部位的位移的图。图6是表征8阶的振动模式下的各部位的位移的图。图7是表征7阶的振动模式以及8阶的振动模式下的各部位的位移的图。图8是表征7阶的振动模式以及9阶的振动模式下的各部位的位移的图。图9是第I变形例所涉及的压电变压器的外观立体图。图10是第2变形例所涉及的压电变压器的外观立体图。图11是第3变形例所涉及的压电变压器的外观立体图。图12是表征比较事例所涉及的压电变压器的侧面、和该压电变压器的各部位的应力以及位移的图。图13是表征比较事例所涉及的压电变压器的侧面、和该压电变压器的各部位的应力以及位移本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压电变压器，利用7阶以上的振动模式，其特征在于，所述压电变压器具备：压电体，其具有多个极化区域，该压电体设置有由该多个极化区域中的第1极化区域构成的多个驱动部、以及由该多个极化区域中的第2极化区域构成的发电部；输入电极，其向所述多个驱动部的每一个施加电压；和输出电极，其输出由所述发电部产生的电压，所述多个驱动部以及所述发电部在所述压电体的长度方向上排列，所述多个驱动部关于通过所述压电体的长度方向的中心并与该长度方向正交的平面被对称配置，并且占据所述压电体中的一半以上的区域，所述多个驱动部的每一个由相邻的两个以上的极化区域构成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅野宏志，
申请(专利权)人：株式会社村田制作所，
类型：新型
国别省市：日本;JP