JP2002223146A - 複合材料振動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 利用する振動モードの制約がなく、振動減衰
部を必要とせず、簡単な構造で機械的に支持することが
でき、小型化が可能な振動装置を提供する。 【解決手段】 第１の音響インピーダンス値Ｚ₁を有す
る材料からなり、振動部材としての圧電素子２と、第１
の音響インピーダンスＺ₁よりも低い音響インピーダン
スＺ₂を有する材料からなり、圧電素子２の面積がＳ₁の
端面２ａ，２ｂに接触面積比がＳ₂となるように連結さ
れた第１，第２の反射層３，４と、反射層３，４の外側
に連結されており、第２の音響インピーダンスＺ₂より
も大きな音響インピーダンス値Ｚ₃を有する材料からな
る第１，第２の保持部材５，６とを備え、面積比Ｓ₂／
Ｓ₁が１以下であり、反射層３，４と保持部材５，６と
の界面において圧電素子２から伝搬してきた振動が反射
される、複合材料振動装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、様々な振動部材を
該振動部材の振動に影響を与えることなく保持し得る構
造を備えた複合材料振動装置に関し、例えば、振動部材
として圧電素子や電歪素子を用いた複合材料振動装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、共振子やフィルタ等に圧電振動部
品が広く用いられている。例えば圧電共振子では、目的
とする共振周波数を得るために、様々な振動モードが用
いられている。これらの振動モードとしては、厚み縦振
動、厚みすべり振動、長さ振動、幅振動、拡がり振動、
または屈曲振動等が知られている。

【０００３】圧電共振子においては、振動モードの種類
によって保持構造が異なる。厚み縦振動や厚みすべり振
動を用いた場合には、エネルギー閉じ込め型の圧電共振
子を構成し得るので、圧電共振子の端部において圧電共
振子を機械的に保持することができる。この種の厚みす
べり振動を利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子
の一例を図４４に示す。圧電共振子２０１では、ストリ
ップ状の圧電板２０２の上面に共振電極２０３が形成さ
れており、圧電板２０２の下面に共振電極２０３と対向
するように共振電極２０４が形成されている。共振電極
２０３，２０４は圧電板２０２の長さ方向中央で対向さ
れており、該対向部分がエネルギー閉じ込め型の圧電振
動部を構成している。エネルギー閉じ込め型であるた
め、振動は圧電振動部にほぼ閉じ込められる。従って、
圧電共振電極２０１では、圧電振動部の振動を阻害する
ことなく端部において機械的に保持することができる。

【０００４】もっとも、エネルギー閉じ込め型の圧電共
振電極２０１では、圧電振動部に振動エネルギーが閉じ
込められるものの圧電振動部の外側に比較的大きな面積
の振動減衰部を構成しなければならない。従って、例え
ば、厚みすべりモードを利用したストリップ状の圧電共
振子２０１では、長さ寸法が大きくならざるを得なかっ
た。

【０００５】他方、長さ振動、幅振動、拡がり振動また
は屈曲振動を利用した圧電共振子では、エネルギー閉じ
込め型の圧電共振部を構成することができない。従っ
て、共振特性に影響を与えないために、バネ性を有する
金属端子を用い、該金属端子を圧電共振子の振動のノー
ドに接触させることにより保持構造が構成されている。

【０００６】他方、特開平１０−２７０９７９号公報に
は、図４５に示すバルク型音波フィルタ２１１が開示さ
れている。バルク型音波フィルタ２１１では、基板２１
２上に複数の膜を積層することによりフィルタが構成さ
れている。すなわち、この積層構造中には、圧電層２１
３が形成されており、該圧電層２１３の上面及び下面に
電極２１４，２１５が積層されて、圧電共振子が構成さ
れている。また、この圧電共振子の下面には、シリコン
やポリシリコン等の膜を積層することにより上層２１
６、中層２１７及び下層２１８からなる積層構造の音響
ミラー２１９が構成されている。ここでは、中層２１７
の音響インピーダンスが、上層２１６及び下層２１８の
音響インピーダンスよりも高くされている。この音響ミ
ラー２１９により、圧電共振子により生じた振動の基板
２１２への伝達が遮断されるとされている。

【０００７】他方、圧電共振子の上方には、同様に構成
された音響ミラー２２０が積層されており、該音響ミラ
ー２２０上にパッシベーション膜２２１が形成されてい
る。パッシべーション膜２２１は、エポキシ、ＳｉＯ₂
あるいはその他の適当な保護性材料で構成されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来のエネルギー閉じ
込め型の圧電共振子では、圧電振動部の外側に振動減衰
部を構成する必要があるため、接着剤等を用いて機械的
に保持し得るものの、圧電共振子２０１の寸法が大きく
ならざるを得なかった。

【０００９】他方、長さ振動モードや拡がり振動モード
を利用した非エネルギー閉じ込め型の圧電共振子では、
振動減衰部は必要でないものの、圧電共振子自体を接着
剤や半田等を用いて固定・保持した場合には共振特性が
損なわれる。従って、バネ端子等を用いて支持しなけれ
ばならず、支持構造が複雑であり、かつ多数の部品を必
要とする。

【００１０】特開平１０−２７０９７９号公報に記載の
バルク型音波フィルタでは、上記のように基板２０２上
に複数の膜を積層することにより圧電共振子と、該圧電
共振子と基板とを音響的に絶縁する音響ミラー１１９が
構成されている。従って、圧電共振子が基板２１２に対
して積層構造を有する音響ミラー２１９により音響的に
遮断されて支持されている。

【００１１】しかしながら、上記バルク型音波フィルタ
２１１では、基板２１２上において、多数の層を積層
し、下部の音響ミラー２１９と、圧電共振子や圧電フィ
ルタを構成する積層構造と、上部音響ミラー２２０を構
成する多数の層を形成しなければならず、さらに最上部
にパッシベーション膜２２１を形成しなければならなか
った。従って、構造が複雑であり、かつ利用する圧電共
振子における振動モードについても積層構造により構成
されるものであるため制約があった。

【００１２】上記のように、従来、圧電共振子等の振動
源を、その振動特性を阻害することなく支持するには、
振動モードの制約があったり、部品が大型化したり、構
造が複雑になったりするという問題があった。

【００１３】本発明の目的は、上述した従来技術の欠点
を解消し、様々なモードの振動部材を、比較的簡単な構
造で該振動部材の振動特性に影響をほとんど与えること
なく支持することが可能な構造を備えた複合材料振動装
置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のある広い局面に
よれば、音響インピーダンスが異なる複数の材料部分が
結合されている複合材料振動装置であって、第１の音響
インピーダンス値Ｚ₁を有する材料からなり、かつ振動
発生源となる振動部材と、第１の音響インピーダンス値
Ｚ₁よりも低い第２の音響インピーダンス値Ｚ₂を有する
材料からなり、かつ前記振動部材の両側に連結された第
１，第２の反射層と、前記第２の音響インピーダンス値
Ｚ₂よりも大きな第３の音響インピーダンス値Ｚ₃を有す
る材料からなり、前記第１，第２の反射層の振動部材が
連結されている側とは反対側に連結された保持部材とを
備え、前記振動部材の反射層が連結されている面の面積
をＳ₁、前記反射層の前記振動部材に連結されている面
の面積をＳ₂としたときにＳ ₂／Ｓ₁が１以下であり、前
記反射層と前記保持部材との界面において前記振動部材
から反射層に伝播してきた振動が反射されるように構成
されている複合材料振動装置が提供される。

【００１５】本発明の別の広い局面によれば、音響イン
ピーダンスが異なる複数の材料部分が結合されている複
合材料振動装置であって、第１の音響インピーダンス値
Ｚ₁を有する材料からなり、かつ振動発生源となる振動
部材と、第１の音響インピーダンス値Ｚ₁より低い第２
のインピーダンス値Ｚ₂を有する材料からなり、かつ前
記振動部材に連結された反射層と、前記第２の音響イン
ピーダンス値Ｚ₂よりも大きな第３の音響インピーダン
ス値Ｚ₃を有する材料からなり、前記反射層の振動部材
が連結されている側とは反対側に連結された保持部材と
を備え、前記振動部材の反射層が連結されている面の面
積をＳ₁、前記反射層の前記振動部材に連結されている
面の面積をＳ₂としたときにＳ₂／Ｓ₁が１以下であり、
前記反射層と前記保持部材との界面において前記振動部
材から反射層に伝播してきた振動が反射されるように構
成されていることを特徴とする、複合材料振動装置が提
供される。

【００１６】本発明の特定の局面では、前記第２の音響
インピーダンス値Ｚ₂の第１の音響インピーダンス値Ｚ₁
に対する比Ｚ₂／Ｚ₁が０．２以下、より好ましくは０．
１以下とされる。

【００１７】本発明の別の特定の局面では、前記第２の
音響インピーダンス値Ｚ₂の第３の音響インピーダンス
Ｚ₃に対する比Ｚ₂／Ｚ₃が０．２以下、より好ましくは
０．１以下とれる。

【００１８】本発明のある限定的な局面では、上記振動
部材として電気機械結合変換素子が用いられ、より限定
的な局面では、該電気機械結合変換素子として圧電素子
または電歪素子が用いられる。

【００１９】本発明の他の特定の局面では、前記第１及
び／または第２の保持部材の前記第１，第２の反射層が
連結されている側とは反対側に、第３の反射層、第２の
振動部材、第４の反射層及び第３の保持部材がこの順序
で連結されている。

【００２０】本発明のさらに別の広い局面によれば、音
響インピーダンスが異なる複数の材料部分が結合されて
なる複合材料振動装置であって、第１の音響インピーダ
ンス値Ｚ₁を有する材料からなり、かつ振動発生源とな
る第１，第２の振動部材と、第１の音響インピーダンス
値Ｚ₁よりも低い第２の音響インピーダンス値Ｚ₂を有す
る材料からなる反射層と、第２の音響インピーダンスＺ
₂よりも大きな第３の音響インピーダンスＺ₃を有する材
料からなる保持部材とを備え、第１の保持部材、第１の
反射層、第１の振動部材、第２の反射層、第２の振動部
材、第３の反射層及び第２の保持部材がこの順序で連結
されており、前記振動部材の反射層が連結されている面
の面積をＳ₁、前記反射層の前記振動部材に連結されて
いる面の面積をＳ₂としたときにＳ₂／Ｓ₁が１以下であ
り、第１，第２の振動部材で発生した各振動が、第１ま
たは第３の反射層と、第１または第２の保持部材との界
面により、並びに前記第２の反射層の第２の振動部材ま
たは第１の振動部材との界面により反射される、複合材
料振動装置が提供される。

【００２１】本発明の他の特定の局面では、前記反射層
が、音響インピーダンスが異なる複数の材料層を積層す
ることにより構成されている。本発明の別の特定の局面
では、前記振動部材が単独で振動したときの振動の波長
をλとしたしたときに、反射層と振動部材との界面から
反射層と保持部材との界面までの距離が、ｎ・λ／４±
λ／８（ｎは奇数）の範囲にあるように構成される。

【００２２】本発明に係る複合材料振動装置では、振動
部材の振動変位方向をＡ、振動部材における振動伝播方
向をＢ、反射層における振動伝播方向をＣとしたとき、
方向Ａ〜Ｃについては、様々に組み合わせることができ
る。例えば、方向Ａ〜Ｃは互いに平行であってもよい。
また、方向Ａと方向Ｂとが平行であり、方向Ｂと方向Ｃ
とが直交する関係にあってもよい。さらに、方向Ａと方
向Ｂとが直交しており、方向Ｂと方向Ｃとが平行であっ
てもよい。また、方向Ａと方向Ｂとが直交しており、方
向Ｂと方向Ｃとが直交していてもよい。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の具体的な実施例を説明することにより、本発明をより
詳細に説明する。

【００２４】図１（ａ），(ｂ）は、本発明の一実施例
に係る複合材料振動装置としての圧電共振子を示す斜視
図及び縦断面図である。圧電共振子１は、振動部材とし
てのストリップ状の圧電素子２と、圧電素子２の長さ方
向両端に連結された反射層３，４と、反射層３，４の外
側に連結された保持部材５，６とを有する。

【００２５】上記反射層３，４が連結されている圧電素
子２の端面２ａ，２ｂの面積をＳ₁、反射層３，４の圧
電素子２に連結されている面すなわち圧電素子２と反射
層３，４との接触面積をＳ₂としたとき、本実施例では
Ｓ₂／Ｓ₁が１とされている。すなわち、圧電素子２の横
断面形状と、該横断面に平行な反射層３，４の圧電素子
２に連結されている面とは同じ形状とされている。

【００２６】さらに、本願発明者らは、振動部材の反射
層が連結される面の面積と、該振動部材の反射層が連結
される面において反射層が連結されている部分の面積、
すなわち両者の接触面積Ｓ₂を種々変化させ、共振周波
数の変化率を測定した。但し、上記実験例に基づき用い
た圧電共振子１において、反射層３，４の圧電素子２の
端面２ａ，２ｂのに連結される部分の面積を種々異なら
せ、様々な圧電共振子を作製し、共振周波数を測定し
た。結果を図１５に示す。

【００２７】図１５から明らかなように、上記面積比Ｓ
₂／Ｓ₁が１以下の場合共振周波数変化率が０．４％以下
と低いのに対し、Ｓ₂／Ｓ₁が１を超えると、共振周波数
変化率が大幅に大きくなることがわかる。従って、面積
比Ｓ₂／Ｓ₁を１以下とすることにより、反射層３，４及
び保持部材５，６により支持構造の振動部材の振動への
影響をより効果的に低減し得ることがわかる。

【００２８】圧電素子２は、チタン酸鉛系セラミックス
からなり、その音響インピーダンスＺ₁は３．４×１０⁷
ｋｇ／（ｍ²・ｓ）である。圧電素子２は、矢印Ｐ方向
に、すなわち長さ方向に分極処理されている。

【００２９】圧電素子２は、ストリップ状の形状を有
し、上面、下面、及び一対の側面が矩形の形状を有す
る。言い換えれば、圧電素子２は、角棒状の形状を有す
る。圧電素子２の対向し合う一対の端面２ａ，２ｂに
は、励振電極７，８が形成されている。励振電極７，８
から交流電圧を印加することにより圧電素子２は端面２
ａ，２ｂを長さ方向とする長さモードで振動する。すな
わち、圧電素子２は、長さモードを利用した圧電共振素
子である。圧電共振子１においては、励振電極７，８に
電気的に接続されるように圧電共振子１の上面に端子電
極９，１０が形成されている。端子電極９，１０は、圧
電共振子１の上面だけでなく、端面である保持部材５，
６の外側端面５ａ，６ａに至るように形成されている。
従って、プリント回路基板等に、端子電極９，１０を利
用して容易に表面実装することができる。反射層３，４
は、本実施例では、音響インピーダンスが１．８７×１
０⁶ｋｇ／（ｍ²・ｓ）であるエポキシ樹脂により構成さ
れている。また、保持部材５，６は、音響インピーダン
スが３．４×１０⁷ｋｇ／（ｍ²・ｓ）であるセラミック
スからなるセラミックスにより構成されている。

【００３０】長さモードを利用した圧電共振素子は、振
動の伝播方向が長さ方向であり、分極方向Ｐと平行な方
向であるため、通常、振動に影響を与えることなく端面
２ａ，２ｂにおいて支持することができない。

【００３１】本実施例では、反射層３，４及び保持部材
５，６を有するため、長さモードを利用した圧電素子２
の振動特性に影響を与えることなく圧電共振子１を支持
することが可能とされている。これを、図２〜図５を参
照して説明する。なお、以下において、長さとは圧電共
振子１の長さ方向に沿う寸法をいうものとする。

【００３２】圧電素子２の長さＬ₁＝０．９８ｍｍ、共
振子周波数Ｆ₁＝２ＭＨｚ、反射層３，４の長さＬ₂＝
０．２５ｍｍ、保持部材５，６の長さ＝０．４ｍｍとし
て上記圧電共振子１の変位状態を有限要素法で解析し
た。結果を図２に示す。

【００３３】図２から明らかなように、保持部材５，６
では、変位がほとんど生じていない。従って、圧電素子
２の共振特性に影響を与えることなく保持部材５，６を
利用して、圧電共振子１を支持し得ることがわかる。こ
れは、反射層３，４の音響インピーダンスＺ₂が圧電素
子２の音響インピーダンスＺ₁よりも低く、かつ保持部
材５，６の音響インピーダンスＺ₃よりも低いため、反
射層３，４と保持部材５，６との界面Ａ，Ｂにおいて圧
電素子２から伝播してきた振動が反射され、振動が保持
部材５，６にほとんど伝播しないためと考えられる。

【００３４】本願発明者らは、圧電共振子１の結果に鑑
み、圧電共振子１における圧電素子２、反射層３，４及
び保持部材５，６を構成する材料及びこれらの寸法を種
々変更して実験を繰り返したところ、上記のように、第
１，第２の反射層３，４の音響インピーダンスＺ₂を、
圧電素子２の音響インピーダンスＺ₁及び保持部材５，
６の音響インピーダンスＺ₃よりも小さくすれば、上記
実施例と同様に保持部材５，６への圧電素子２からの振
動の伝播をほぼ抑制し得ることを見い出した。これを、
図４及び図５を参照しつつ具体的な実験例に基づいて説
明する。

【００３５】図４は、下記の仕様で圧電共振子１を構成
した場合のインピーダンス−周波数特性及び位相−周波
数特性を示す。なお、実線が位相−周波数特性を、破線
がインピーダンス−周波数特性を示す。また、図４及び
図５の縦軸及び横軸のＮＥ＋Ｏｎは、Ｎ×１０ⁿである
ことを示し、例えば１Ｅ＋Ｏ２は１×１０²である。

【００３６】圧電共振子１の仕様 圧電素子２…音響インピーダンスＺ₁＝３．４×１０⁷
ｋｇ／（ｍ²・ｓ）であるチタン酸鉛系セラミックスに
より構成。長さ寸法Ｌ₁＝４１２ｍｍ、共振子周波数
５．４ＭＨｚ 反射層３，４…音響インピーダンスＺ₂＝１．８７×
１０⁶ｋｇ／（ｍ²・ｓ）のエポキシ樹脂により構成。長
さ寸法Ｌ₂＝０．０７ｍｍ 保持部材５，６…音響インピーダンスＺ₃＝３．４×
１０⁷ｋｇ／（ｍ²・ｓ）のチタン酸鉛系セラミックスに
より構成。長さ寸法Ｌ₃＝３００ｍｍ なお、圧電共振子１における幅方向寸法は２５０ｍｍ、
厚みは２００ｍｍとした。

【００３７】また、上記圧電共振子１を図３に示すよう
に基板１１に導電性接着剤１２を用いて接合し、固定し
た。なお、導電性接着剤１２による固定により、圧電素
子２の下面と基板１１の上面との間に振動を妨げないた
めの空間を確保するように導電性接着剤１２による接合
が行われている。

【００３８】また、導電性接着剤１２は、上記端子電極
９，１０と基板１１上の電極１３，１４とを接合してお
り、圧電素子２及び反射層３，４には導電性接着剤１２
は付着していない。

【００３９】基板１１に実装された後の圧電共振子１の
周波数特性を図５に示す。図５においても、破線がイン
ピーダンス−周波数特性を、実線が位相−周波数特性を
示す。

【００４０】図４と図５を比較すれば明らかなように、
圧電共振子１自体の周波数特性と、基板１１に固定され
た後の圧電共振子１の周波数特性とがほとんど変わらな
いことがわかる。すなわち、圧電共振子１は保持部材
５，６において機械的に固定したとしても、圧電素子２
の共振特性が損なわれないことがわかる。

【００４１】図１〜図５から明らかなように、本発明に
従って構成された複合材料振動装置としての圧電共振子
１では、振動部材としての圧電素子２の両側に反射層
３，４を設け、反射層３，４の外側に保持部材５，６を
連結することにより、圧電素子２の振動を妨げることな
く圧電共振子１を支持し得ることがわかる。これを、図
６により包括的に示すと、本発明に係る複合材料振動装
置は、振動源としての振動部材２１の両側に振動部材２
１からの振動が伝播されるように反射層２２，２３が連
結されており、該反射層２２，２３の外側に保持部材２
４，２５を連結した構造に相当する。この場合、上記の
ように反射層２２，２３の音響インピーダンスＺ₂を、
振動部材２１の音響インピーダンスＺ₁及び保持部材２
４，２５の音響インピーダンスＺ₃よりも小さくするこ
とにより、上記実施例と同様に、振動部材２１の振動特
性に影響を与えることなく保持部材２４，２５において
複合材料振動装置２０を機械的に支持し得る。

【００４２】すなわち、上記実施例では、振動部材とし
て圧電素子２を用いたが、本発明においては、振動部材
２１、反射層２２，２３及び保持部材２４，２５のイン
ピーダンス値Ｚ₁〜Ｚ₃間に上記関係が満たされ得る限り
上記実施例と同様に、反射層２２，２３と、保持部材２
４，２５との界面において伝播してきた振動を反射させ
ることができるので、振動部材２１については特に限定
されるものではない。すなわち、振動部材２１として
は、圧電素子２の他、電歪素子や他の様々な振動を発生
する部材を広く用いることができる。

【００４３】また、反射層２２，２３を構成する材料及
び保持部材２４，２５を構成する材料についても特に限
定されるものではなく、上記音響インピーダンス値の関
係を満たす限り任意の材料を用いることができる。

【００４４】本願発明者らは、上記圧電共振子１におい
て、反射層を構成する材料を種々異ならせ、圧電共振子
１の共振周波数及び帯域幅の各変化率を測定した。結果
を図７及び図８に示す。ここでは、圧電素子２を構成す
るセラミックス及び反射層３，４を構成するエポキシ樹
脂を種々異ならせ、音響インピーダンスＺ₂の規格化さ
れた値すなわち、比Ｚ₂／Ｚ₁を種々異ならせ、共振周波
数変化率（％）及び比帯域変化率（％）を測定した。

【００４５】図７及び図８から明らかなうに、音響イン
ピーダンス比Ｚ₂／Ｚ₁が０．２以下、好ましく０．１以
下において、共振周波数の変化率が０．２％以下と非常
に小さく０．１以下では、０．０１％以下と低いことが
わかる。同様に、比帯域変化率についても、音響インピ
ーダンス比Ｚ₂／Ｚ₁が０．２以下で−１５％以下、０．
１以下で−８％以下となることがわかる。

【００４６】従って、好ましくは音響インピーダンス比
Ｚ₂／Ｚ₁は、０．２以下、より好ましくは０．１以下と
される。また、本願発明者らは、反射層３，４及び保持
部材５，６を構成する材料を異ならせ、音響インピーダ
ンス比Ｚ₂／Ｚ₃を種々異ならせ、同様に圧電共振子１の
周波数変化率（％）及び比帯域変化率（％）を測定し
た。結果を図９及び図１０に示す。

【００４７】図９及び図１０から明らかなように、音響
インピーダンス比Ｚ₂／Ｚ₃を０．２以下とすることによ
り、周波数変化率が０．２％以下、比帯域幅が−７％以
下、さらに０．１以下とすることにより０．０５％以
下、比帯域幅を−６％以下とし得ることがわかる。よっ
て、音響インピーダンス比Ｚ₂／Ｚ₃は、好ましくは、
０．２以下、より好ましくは０．１以下とされる。

【００４８】また、音響インピーダンス比Ｚ₂／Ｚ₁を変
化させて、圧電共振子１の共振周波数率及び比帯域変化
率を測定した。結果を図１１及び図１２に示す。図１１
及び図１２においては、反射層３，４を構成する材料と
して、エポキシ樹脂、セラミックスあるいはこれらに他
の音響インピーダンス値を有する粉末を配合すること等
により、音響インピーダンスＺ₂が音響インピーダンス
Ｚ₁の１／１２８から任意の範囲で変化されている。

【００４９】なお、図１１及び図１２における横軸は、
反射層３，４の長さ方向寸法（圧電共振子１の長さ方向
に沿う寸法）となる。反射層３，４の長さ方向寸法と
は、言い換えれば、振動部材としての圧電素子２に連結
されている反射層面と、振動部材５，６に連結されてい
る反射層面とを結ぶ方向の寸法、すなわち、振動が反射
面を伝播する方向の寸法である。

【００５０】図１１及び図１２から明らかなように、音
響インピーダンス比Ｚ₂／Ｚ₁がさらに小さく１／３２以
下、より好ましくは１／６４以下の場合、反射層３，４
の長さ方向寸法すなわち厚みがλ／４から若干変動した
としても、周波数変化率及び比帯域変化率があまり変動
しないことがわかる。よって、好ましくは、Ｚ₂／Ｚ₁を
１／３２以下、より好ましくは１／６４以下とすること
により、反射層３，４の長さ方向寸法の制約が少ないこ
とがわかる。

【００５１】もっとも、図１１及び図１２から明らかな
ようにＺ₂／Ｚ₁の値のいかんに関わらず、反射層３，４
の長さ寸法がλ／４及びその近傍の場合には、圧電共振
子１の周波数変化率及び比帯域幅変化率は非常に小さく
なる。

【００５２】また、上記反射層３，４の厚みと周波数変
化率及び比帯域変化率との関係を、反射層３，４のより
広い厚みにわたり調べた。結果を図１３及び１４にそれ
ぞれを示す。従って、図１１〜図１４から明らかなよう
に、好ましくは、反射層３，４長さ寸法はｎ・λ／４±
（λ／８）（ｎは奇数）の範囲とされ、より好ましく
は、λ／４及びその近傍とされる。

【００５３】すなわち、圧電素子６２の反射層６５，６
６が連結されている面の面積Ｓ₁と、反射層６５，６６
の圧電素子６２に連結されている部分の面積Ｓ₂とは等
しくされている。言い換えれば、Ｓ₂／Ｓ₁は１とされて
いる。

【００５４】図１６（ａ），(ｂ）は、本発明の第２の
実施例の複合材料振動装置としての圧電共振子を示す斜
視図及び部分切欠縦断面図である。圧電共振子３１は、
ストリップ状あるいは角棒状の圧電素子３２を有する。
圧電素子３２は、長さモードの６倍波を利用した圧電素
子である。本実施例の圧電共振子３１は、圧電素子２の
代わりに圧電素子３２を用いたこと、並びに圧電素子３
２を励振するための電極構造が異なっていることを除い
ては、第１の実施例の圧電共振子１と同様に構成されて
いる。

【００５５】圧電素子３２は、本実施例では、音響イン
ピーダンス値２．６×１０⁷ｋｇ／（ｍ²・ｓ）のチタン
酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスにより構成されてい
る。

【００５６】圧電素子３２では、長さモードの６倍波を
励振するために、圧電素子３２の横断面方向に延びる６
枚の励振電極３２ａ〜３２ｆが形成されている。言い換
えれば、励振電極３２ａ〜２３ｆ間に５層の圧電層が存
在するように、励振電極３２ａ〜３２ｆが互いに平行に
かつ圧電共振子３２の横断面方向に位置するように形成
されている。また、５層の圧電層は、長さ方向に一様に
分極されている。

【００５７】励振電極３２ａ，３２ｃ，３２ｅに電気的
に接続されるように、端子電極３７が圧電共振子３１の
上面に形成されている。圧電共振子３１の下面には、端
子電極３８が形成されており、励振電極３２ｂ，３２
ｄ，３２ｆに電気的に接続されている。

【００５８】なお、励振電極３２ｂ，３２ｄ，３２ｆと
端子電極３７との電気的絶縁を図るために、励振電極３
２ｂ，３２ｄ，３２ｆの上端には、絶縁性材料３９ａ〜
３９ｃが付与されている。同様に、励振電極３２ａ，３
２ｃ，３２ｅと端子電極３８との電気的絶縁を果たすた
めに、励振電極３２ａ，３２ｃ，３２ｅの下端には絶縁
性材料３９ｄ〜３９ｆが配置されている。

【００５９】反射層３３，３４は、圧電素子３２の長さ
方向両端に位置されており、音響インピーダンス比Ｚ₂
／Ｚ₁＝１／１６となるエポキシ樹脂により構成されて
いる。反射層３３，３４の外側には、音響インピーダン
ス比Ｚ₂／Ｚ₃＝１／１６となるチタン酸ジルコン酸鉛系
セラミックスからなる保持部材３５，３６が連結されて
いる。

【００６０】なお、端子電極３７，３８は、圧電共振子
３１の対向し合う端面、すなわち保持部材３５，３６の
外側端面３５ａ，３６ａに至るように形成されている。
本実施例においても、反射層３３，３４及び保持部材３
５，３６の横断面形状は圧電素子３２と同一とされてい
る。従って、圧電共振子３１は、角棒状の形状を有す
る。

【００６１】第２の実施例のように、振動部材としての
圧電素子３２は長さモードの高調波を利用したものであ
ってもよい。圧電共振子３１のインピーダンス−周波数
特性及び位相−周波数特性を図１８に示す。また、図１
７に示すように、圧電共振子３１を実装基板４１上に導
電性接着剤４２，４３を用いて、接合・固定した後のイ
ンピーダンス−周波数特性及び位相−周波数特性を図１
９に示す。図１８及び図１９において、実線が位相−周
波数特性を、破線がインピーダンス−周波数特性をそれ
ぞれ示す。

【００６２】図１８及び図１９の比較から明らかなよう
に、第２の実施例においても、実装基板４１に実装され
る前（すなわち圧電共振子３１単体）の特性と、実装基
板４１に実装された後の特性がほとんど変わらないこと
がわかる。

【００６３】従って、第２の実施例においても、保持部
材３５，３６において、圧電共振子３１を機械的に保持
したとしても、圧電素子３２の共振特性にほとんど影響
が生じないことがわかる。

【００６４】なお、図２０に分解斜視図で示すように、
複数の圧電共振子３１を絶縁性接着剤５１，５２を介し
て接合し、実装基板５３上を実装してもよい。図２０に
示す構造では、２つの圧電共振子３１，３１が接合さ
れ、かつフィルタ回路を構成するように電気的に接続さ
れる。２つの圧電共振子３１間の電気的接続は、実装基
板５３上に形成された導電パターン５４ａ〜５４ｄによ
り果たされる。また、実装基板５３上には、金属キャッ
プ５５が固定される。金属キャップ５５は、圧電共振子
３１，３１を囲繞し、かつ封止するように絶縁性接着剤
を用いて実装基板５３に固定される。図２０に示したフ
ィルタ部品のように本発明に係る複合材料振動装置は、
圧電共振子だけでなく、フィルタにも適用することがで
きる。

【００６５】図２１は、本発明の第３の実施例に係る圧
電共振子を示す斜視図である。圧電共振子６１は、厚み
すべりモードを利用した圧電素子６２を有する。圧電素
子６２は、本実施例では、圧電セラミックスからなる矩
形板状の形状を有し、上面に励振電極６３が、下面に励
振電極６４が形成されている。圧電素子６２は、その長
さ方向に分極処理されている。励振電極６３，６４から
交流電圧を印加することにより、圧電素子６２が厚みす
べりモードで励振される。

【００６６】なお、従来の厚みすべりモードを利用した
エネルギー閉じ込め型の圧電共振子２０１（図４４参
照）とは異なり、圧電素子６２では、上面及び下面の全
面に励振電極６３，６４が形成されている。従って、圧
電素子６２は、エネルギー閉じ込め型の圧電共振子では
ない。

【００６７】もっとも、圧電素子６２の長さ方向両側に
は、第１の実施例と同様に反射層６５，６６及び保持部
材６７，６８が連結されている。なお、反射層６５，６
６の厚み、すなわち圧電素子６２と保持部材６７，６８
とを結ぶ方向の寸法は、伝播してきた振動の波長をλと
したときに約λ／４とされている。そして、共振電極６
３，６４は、端子電極６９，７０に連ねられている。端
子電極７０，６９は、圧電共振子６２の端面、すなわち
保持部材６７，６８の外側端面６７ａ，６８ａに至るよ
うに形成されている。

【００６８】本実施例の圧電共振子６１では、圧電素子
６２は、エネルギー閉じ込め型ではないが、反射層６
５，６６及び保持部材６７，６８が第１の実施例と同様
に構成されている。

【００６９】すなわち、圧電素子６２の反射層６５，６
６が連結されている面の面積Ｓ₁と、反射層６５，６６
の圧電素子６２に連結されている部分の面積Ｓ₂とは等
しくされている。言い換えれば、Ｓ₂／Ｓ₁は１とされて
いる。

【００７０】また、圧電素子６２の音響インピーダンス
値Ｚ₁と、反射層６５，６６の音響インピーダンス値Ｚ₂
と、保持部材６７，６８の音響インピーダンス値Ｚ₃が
第１の実施例と同様に選ばれているため、圧電素子６２
から長さ方向に伝播した振動は、反射層６５，６６と保
持部材６７，６８の界面で反射される。従って、第１の
実施例と同様に保持部材６７，６８により機械的に支持
したとしても、圧電素子６２の共振特性にほとんど影響
が生じない。このように、厚みすべりモードを利用した
場合であっても、本発明を利用することにより、振動減
衰部をなくすことができ、厚みすべりモードを利用した
圧電共振子の小型化を図ることができる。

【００７１】すなわち、反射層６５，６６の厚み（共振
６１の長さ方向に沿う寸法）はλ／４程度でよいため、
従来のエネルギー閉じ込め型の圧電共振子２０１のよう
な大きな振動減衰部を必要としない。また、保持部材６
７，６８は、その圧電共振子６１の長さ方向に沿う寸法
は非常に小さくてよく、上記反射面を構成するだけでよ
いため、圧電共振子６１は、圧電共振子２０１に比べて
その長さ寸法を小さくすることができる。

【００７２】本実施例の圧電共振子６１の周波数特性、
並びに図２２に示すように実装基板７１上に圧電共振子
６１を導電性接着剤７２，７３を用いて固定した状態の
周波数特性は、ほとんど変わらなかった。図２３の破線
はインピーダンス−周波数特性を、実線は位相−周波数
特性を示し、図２３では実装基板７１に実装された後の
特性が示されているが、実装前の特性もほとんど変わら
ないため図示を省略する。本発明に係る複合材料振動装
置としての圧電共振子については、第１〜第３の実施例
で利用した振動モードを利用したものに限らず、振動部
材としての圧電素子の振動モードは特に限定されない。

【００７３】図２４は、本発明に係る複合材料振動装置
としての圧電共振子の変形例を示す略図的断面図であ
る。図２４に示した圧電共振子８１では、厚み縦振動を
利用した矩形板状の圧電素子８２が用いられている。圧
電素子８２の上面及び下面には、圧電素子８２を介して
対向するように励振電極８３，８４が形成されている。
圧電素子８２の上面及び下面には、反射層８５，８６を
介して保持部材としてのセラミック板８７，８８が積層
されている。また、励振電極８３，８４に電気的に接続
される端子電極８９，９０がそれぞれ圧電共振子８１の
外表面に形成されている。

【００７４】圧電素子８２のように、厚み縦振動モード
を利用した圧電素子を本発明における振動部材として用
いてもよい。また、圧電共振子８１のように圧電素子８
２の上下に反射層８３，８４及び保持部材８７，８８を
積層してもよい。

【００７５】さらに、図２５に示す圧電共振子９１のよ
うに、積層型の厚み縦振動モードを利用した圧電共振子
にも本発明を適用することができる。ここでは、圧電素
子９２は、励振電極９３，９４に加えて、圧電素子９２
内に構成された内部電極９５，９６を有する。従って、
厚み縦振動の高調波を利用した圧電素子９２が構成され
ている。圧電素子９２の上下には、圧電共振子８１と同
様に、反射層８３，８４及び保持部材８７，８８が積層
されている。

【００７６】また、本発明における複合材料振動装置に
おいて、振動部材の振動方向をＡ、振動部材における振
動伝播方向をＢ、反射層における振動伝播方向をＣとし
たとき、方向Ａ〜方向Ｃの組み合わせは適宜変形され得
る。

【００７７】すなわち、図２６（ａ）〜（ｃ）に示す圧
電共振子１０１〜１０３のように、方向Ａと方向Ｂとが
平行であり、方向Ｂと方向Ｃが直交されるように配置さ
れていてもよい。なお、図２６（ａ）〜（ｃ）は、いず
れも長さ振動を利用した圧電共振子であり、各圧電素子
１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃそれぞれ、図示の矢印方
向に分極処理されている。また、１０４ａは反射層、１
０４ｂは保持部材を示す。

【００７８】図２６（ａ）〜（ｃ）に示す圧電共振子１
０１〜１０３では、圧電素子１０１ａ〜１０１ｃの下面
が反射層に連結される面であり、該下面の面積をＳ₁と
したとき、反射層１０４ａ，１０４ｂの圧電素子１０１
ａ〜１０１ｃに連結されている部分における両者の接触
面積Ｓ₂は、Ｓ₁よりも小さくされている。

【００７９】すなわち、本発明においては、振動部材に
おける振動伝播方向に対して垂直に反射層を配置しても
よい。このような構造の有限要素法による変位分布を解
析した結果を図２７に示す。図２７では、振動部材とし
て、音響インピーダンス値Ｚ ₁が３．０×１０⁷ｋｇ／
（ｍ²・ｓ）の圧電セラミックスからなり、長さＬ₁が
０．９８ｍｍ、共振子周波数が２ＭＨｚである長さモー
ドを利用した圧電素子１０６が構成されている。この圧
電素子１０６の側面に、すなわち、圧電素子１０６の振
動伝播方向に対して直交する方向に反射層１０７，１０
８が配置されている。圧電素子１０６の側面の面積Ｓ₁
は０．２９４ｍｍ²である。反射層１０７，１０８は、
音響インピーダンス値Ｚ₂が１．８７×１０⁶ｋｇ／（ｍ
²・ｓ）、厚み（圧電素子１０６と反射層１０７，１０
８との界面から反射層１０７，１０８の反対側の面に至
る方向の寸法）が０．１５ｍｍとされており、かつ反射
層１０７，１０８の圧電素子１０６に連結されている部
分の面積Ｓ₂は０．０８４ｍｍ²とされている。保持部材
１０９，１１０は、音響インピーダンスＺ₃＝３．０×
１０⁷ｋｇ／（ｍ²・ｓ）のチタン酸ジルコン酸鉛系セラ
ミックスからなり、上記反射層１０７，１０８に連結さ
れている。

【００８０】図２７から明らかなように、圧電共振子１
０５においても、保持部材１０９，１１０にほとんど振
動が漏洩していないことがわかる。従って、本発明に係
る複合材料振動装置においては、振動部材における振動
伝播方向に対して直交する方向に反射層が連結されてい
てもよい。このような例は、前述した図２６（ａ）〜
（ｃ）に示した圧電共振子１０１〜１０３において具現
化されている。

【００８１】また、図２８（ａ），(ｂ）に略図的に示
す圧電共振子１１１，１１２のように、厚み縦振動モー
ドを利用した圧電素子１１１ａ，１１２ａの振動伝播方
向（矢印で示されている分極方向と平行）と直交する方
向に反射層１１３，１１４を配置してもよい。なお、図
２８（ｂ）に示す圧電素子１１２ａは内部電極を有する
積層型の厚み縦振動を利用した圧電共振素子である。

【００８２】図２８（ａ），(ｂ）では、厚み縦振動を
利用した圧電素子１１１ａ，１１２ａの両側に、圧電素
子１１１ａ，１１２ａにおける振動伝播方向と直交する
方向に反射層１１３，１１４が配置されている。また、
反射層１１３，１１４が圧電素子１１１ａ，１１２ａと
結合されている面とは反対側の面に、保持部材１１５，
１１６が連結されている。

【００８３】さらに、本発明に係る複合材料振動装置で
は、図２９に示す圧電共振子１１７のように、振動部材
における振動変位方向と振動部材における振動伝播方向
とが直交し、かつ振動部材における振動伝播方向と反射
層における振動伝播方向が平行であってもよい。圧電共
振子１１７では、圧電素子１１７ａが備えられている。
圧電素子１１７ａは、圧電セラミックスの両主面に励振
電極１１８，１１９を形成した構造を有し、図２９にお
ける紙面−紙背方向に分極処理されている。従って、圧
電素子１１７ａは、厚み捩れ振動モードを利用した圧電
素子である。この圧電素子１１７ａの外側に反射層１１
３，１１４及び保持部材１１５，１１６が連結されてい
る。

【００８４】図２６〜図２９及び後述の図３１（ａ）〜
（ｃ）から明らかなように、本発明において、振動部材
の振動変位方向と、振動部材における振動伝播方向と、
反射層における振動伝播方向とは様々な関係に構成する
ことができ、いずれの場合にも、上述した音響インピー
ダンスＺ₁〜Ｚ₃が上記特定の関係を満たす限り、第１の
実施例と同様に、圧電素子の共振特性に影響を与えるこ
となく、保持部材において圧電共振子を機械的に保持す
ることができる。

【００８５】また、本発明は、圧電効果を利用した他の
共振子やフィルタ、例えば表面波装置にも適用すること
ができる。図３０は、本発明に係る複合材料振動装置の
第４の実施例としての表面波共振子を示す平面図であ
る。表面波共振子１２１では、矩形板状の圧電基板１２
２上に、第１，第２のインターデジタルトランスデュー
サー（ＩＤＴ）１２３，１２４が表面波伝播方向におい
て隔てられて配置されている。そして、圧電板１２２の
表面波伝播方向外側に、第１，第２の反射層１２５，１
２６が結合されており、反射層１２５，１２６の外側に
セラミック板からなる保持部材１２７，１２８が連結さ
れている。ここでは、圧電板１２２の音響インピーダン
ス値Ｚ₁、反射層１２５，１２６の音響インピーダンス
値Ｚ₂及び保持部材１２７，１２８の音響インピーダン
スＺ₃が第１の実施例と同様に選択されており、面積比
Ｓ₂／Ｓ₁＝１であるので、反射層１２５，１２６の保持
部材１２７，１２８との界面で表面波が反射され、表面
波共振子として動作させることができる。従って、反射
器を省略することができるので、表面波共振子の小型化
を図ることができる。

【００８６】図３１（ａ）〜（ｃ）に示す圧電共振子１
３１〜１３３は、それぞれ、振動部材の振動変位方向Ａ
と振動部材における振動伝播方向Ｂと、反射層における
振動伝播方向Ｃとが互いに直交する関係にある圧電共振
子を示す各略図的断面図である。

【００８７】圧電共振子１３１では、厚みすべりモード
を利用した圧電素子１３４が用いられている。ここで
は、圧電素子１３４は、図示の矢印方向に分極処理され
ており、励振電極１３５，１３６を有し、振動変位方向
Ａは励振電極に平行な成分もあるが、垂直な成分もある
ものとなり、圧電素子１３４における振動伝播方向Ｂは
励振電極１３５，１３６と平行な方向とされている。こ
れに対して反射層１３７，１３８は、圧電素子１３４の
下面に連結されており、該反射層１３７，１３８におけ
る振動伝播方向は圧電素子１３４における振動伝播方向
と直交されている。保持部材１３９ａ，１３９ｂは、反
射層１３７，１３８の圧電素子１３４と連結されている
面と反対側の面に連結されている。

【００８８】図３１（ｂ）では、保持部材１４０が用い
られており、該保持部材１４０は図３１（ａ）の保持部
材１３９ａ，１３９ｂを連結し、一体化した構造に相当
する。

【００８９】このように、反射層の外側に設けられる保
持部材は、第１，第２の反射層の双方に連結されていて
もよい。

【００９０】図３１（ｃ）に示す圧電共振子１３３では
厚み捩れ振動を利用した圧電素子１４１が用いられてい
る。その他の点については、図３１（ａ）に示した圧電
共振子１と同様である。

【００９１】上述してきたように、本発明に係る複合材
料振動装置では、振動部材として、様々な振動モードを
利用した圧電素子を用いることができるが、圧電素子に
代えて、電歪効果素子を用いてもよい。さらに、圧電素
子や電歪素子等の電気機械結合変換素子に限らず、様々
な振動を発生させる振動源を、本発明に係る複合材料振
動装置の振動部材として用いることができる。

【００９２】また、本発明において、振動部材、反射層
及び保持部材の連結関係は、上述した各実施例及び変形
例に限定されない。例えば、図３２（ａ），(ｂ），
(ｃ）及び図３３に示すように、複数の振動部材を用い
た複合材料振動装置も構成することができる。

【００９３】図３２（ａ）に示す複合材料振動装置で
は、第１，第２の振動部材１５１，１５２が反射層１５
３を介して連結されており、第１，第２の振動部材１５
１，１５２の各外側に反射層１５４，１５５及び保持部
材１５６，１５７が連結されている。ここでは、反射層
１５５，１５６が本発明における第１，第２の反射層を
構成し、保持部材１５６，１５７が本発明における第
１，第２の保持部材を構成している。そして、第１，第
２の振動部材１５１，１５２が反射層１５３で連結して
いる構造を、本発明における複合材料振動装置の１つの
振動部材と把握することができる。また、第１，第２の
振動部材１５１，１５２は、反射層１５３を介して連結
されているので、第１の振動部材から反射層１５３側に
伝播した振動は、反射層１５３と第２の振動部材１５２
との界面で反射され、逆に、振動部材１５２から反射層
１５３側に伝播した振動は、反射層１５３と第１の振動
部材１５１との界面で反射される。

【００９４】図３２（ｂ）に示す複合材料振動装置で
は、振動部材１６１の両側に第１，第２の反射層１６
２，１６３が連結されており、第１，第２の反射層１６
２，１６３の外側に保持部材１６４，１６５が連結され
ている。すなわち、ここまでは、第１の実施例と同様の
構造である。異なるところは、第２の保持部材１６５の
外側に、第３の反射層１６６、第２の振動部材１６７、
第４の反射層１６８、及び第３の保持部材１６９がこの
順序で連結されていることにある。ここでは、第２の振
動部材１６９で生じた振動が、反射層１６６，１６８と
保持部材１６５，１６９との界面により反射される。す
なわち、第１の実施例の複合材料振動装置を２個用意
し、両者の一方の保持部材を兼ねることにより、２個の
複合材料振動装置が連結されている構造に相当する。

【００９５】図３３に示す複合材料振動装置１７１で
は、第１の実施例と同様にして構成された複合材料振動
装置１７２，１７３が、反射層１７４を介して連結され
ている。

【００９６】また、図３２（ｃ）に示すように、振動部
材１８１の両側に反射層１８２，１８３及び保持部材１
８４，１８５を連結した構造のさらに各保持部材１８
４，１８５の外側に、反射層１８６，１８７，保持部材
１８８，１８９を連結してもよい。

【００９７】図３４は、本発明のさらに他の実施例の複
合材料振動装置としての厚み滑りモードを利用した圧電
共振子を示す斜視図である。圧電共振子３０１は、振動
部材としての厚み滑りモードを利用した圧電素子３０２
と、圧電素子３０２の一端に連結された反射層３０３
と、反射層３０３の外側に連結された保持部材３０４と
を有する。

【００９８】圧電素子３０２は、圧電体３０２ａを有す
る。圧電体３０２ａは、ストリップ状の形状を有し、長
さ方向に分極処理されている。圧電体３０２ａの上面及
び下面には、励振電極３０２ｂ，３０２ｃが形成されて
いる。励振電極３０２ｂ，３０２ｃ間に交流電圧を印加
することにより、圧電素子３０２は厚み滑りモードで共
振される。

【００９９】他方、励振電極３０２ｂ，３０２ｃに連な
るように、引出電極３０２ｄ，３０２ｅが、反射層３０
３及び保持部材３０４の上面及び下面に至るように形成
されている。

【０１００】本実施例においても、反射層３０３が連結
されている圧電素子３０２の端面３０２ｆの面積を
Ｓ₁、反射層３０３の圧電素子３０２に連結されている
面の接触面積をＳ₂としたとき、Ｓ₂／Ｓ₁が１とされて
いる。すなわち、圧電素子３０２の横断面形状と、該横
断面に平行な反射層３０３の圧電素子３０２に連結され
ている面とは同じ形状とされている。ここで、圧電素子
３０２は、チタン酸鉛系セラミックスからなり、その音
響インピーダンスＺ₁は３．４×１０⁷ｋｇ／（ｍ²・
ｓ）である。

【０１０１】他方、反射層３０３は、音響インピーダン
スが１．８７×１０⁶ｋｇ／（ｍ²・ｓ）であるエポキシ
樹脂により構成されている。また、保持部材３０４は、
音響インピーダンスが３．４×１０⁷ｋｇ／（ｍ²・ｓ）
であるセラミックスにより構成されている。

【０１０２】本実施例の圧電共振子３０１において、圧
電素子３０２の長さすなわち分極方向に沿う寸法を０．
７５ｍｍ、共振周波数を４．０ＭＨｚ、反射層３０３の
厚みすなわち圧電素子３０２の長さ方向に沿う寸法を
０．０８ｍｍ、保持部材３０４の長さを０．０４ｍｍと
し、上記圧電共振子３０１の変位状態を有限要素法で解
析した。結果を図３５に示す。

【０１０３】図３５から明らかなように、保持部材３０
４においては変位がほとんど生じていない。従って、圧
電素子３０２の共振特性に影響を与えることなく保持部
材３０４を利用して圧電共振子３０１を支持し得ること
がわかる。すなわち、図１に示した実施例と同様に、反
射層３０３において圧電素子３０２から伝播してきた振
動が反射され、保持部材３０４にはほとんど振動が伝播
しないためと考えられる。

【０１０４】本実施例からも明らかなように、本発明に
おいては、反射層及び保持部材は、振動部材の一方側に
のみ設けられていてもよい。

【０１０５】図３６は、上記のようにして構成された圧
電共振子のインピーダンス−周波数特性及び位相−周波
数特性を示す。なお、実線がインピーダンス−周波数特
性を、破線が位相−周波数特性を示す。なお、図３６の
縦軸の１．Ｅ＋Ｏｎは、１×１０ⁿであることを示し、
例えば、１．Ｅ＋０２は、１×１０²であることを示
す。

【０１０６】上記圧電共振子３０１では、厚み滑りモー
ドを利用した圧電素子３０２が設けられていたが、図３
７に示すように、厚み縦振動モードを利用した圧電素子
３１２を用いてもよい。図３７に示す圧電共振子３１１
では、厚み縦振動モードを利用した圧電素子３１２の下
面に反射層３１３が設けられており、反射層３１３の下
面に保持部材３１４が積層されている。

【０１０７】このように、圧電素子３１２の一方面側に
のみ反射層及び保持部材３１４を設けた構成では、両面
に反射層及び保持部材を設けた構造に比べて薄型化を進
めることができる。

【０１０８】図３８〜図４３は、図３４に示した実施例
と同様に、振動部材の片側にのみ反射層及び保持部材が
設けられた複合材料振動装置の各変形例を示す。図３８
（ａ）に示す構造では、長さ振動モードを利用した圧電
素子３２２の長さ方向一端側に反射層３２３及び保持部
材３２４が設けられている。このように、長さモードを
利用した圧電素子３２２を用いても、上記実施例の圧電
共振子３０１と同様に構成することができる。

【０１０９】図３８（ｂ）は、長さ振動モードを利用し
た積層型の圧電素子３３２を有する。すなわち、圧電素
子３３２の長さ方向一端に反射層３３３及び保持部材３
３４が設けられている。言い換えれば、図３８（ｂ）に
示した圧電共振子３３１は、図１６に示した圧電共振子
３１の片側の反射層及び保持部材を除去した構造に相当
する。

【０１１０】また、図３９（ａ）は、図３７に示した変
形例の圧電共振子の正面断面図である。図３９（ｂ）
は、図３７及び図３９（ａ）に示した圧電共振子を積層
型の厚み縦圧電共振子に変更した例を示す。また、複数
の励振電極３４２ａ〜３４２ｄがセラミック層を介して
重なり合うように配置されて、厚み縦振動モードの積層
型の圧電素子３３２が構成されている。

【０１１１】図３８（ａ）〜図３９（ｂ）に示す各圧電
共振子では、いずれも、振動部である圧電素子における
振動変位方向と、圧電素子における振動伝播方向と、反
射層における振動伝播方向が平行とされている例に相当
する。

【０１１２】次に、振動部の振動変位方向と、振動部に
おける振動伝播方向とが平行であり、これらの方向に対
して反射層における振動伝播方向が直交する方向とされ
ている変形例を図４０及び図４１に示す。

【０１１３】図４０（ａ）に示す圧電共振子３５１で
は、長さ振動モードを利用した圧電素子３５２の長さ方
向一端側において、圧電素子３５２の下面に反射層３５
３が連結されており、該反射層３５３の下面に保持部材
３５４が連結されている。これらは、反射層における振
動伝播方向が、圧電素子３５２における振動変位方向及
び振動伝播方向と直交する方向とされている場合であっ
ても、上記実施例と同様に、保持部材３５４への振動の
伝播を反射層３５３で振動を反射させることにより抑制
することができる。

【０１１４】図４０（ｂ）は、圧電素子３６２が積層型
の長さ振動モードを利用した圧電共振子であることを除
いては、圧電共振子３５１と同様に構成されている。ま
た、図４１（ａ）に示す圧電共振子３７１では、厚み縦
振動モードを利用した圧電素子３７２の一方の側面に、
反射層３７３及び保持部材３７４が連結されている。こ
の場合においても、反射層３７３により圧電素子３７２
から伝播してきた振動が反射され、保持部材３７４への
振動の伝播を抑制することができる。また、図４１
（ｂ）に示すように、厚み縦モードを利用した圧電素子
は、複数の励振電極３９２ａ〜３９２ｄを有する積層型
の圧電素子３９２であってもよい。

【０１１５】次に、振動部材の振動変位方向に対して、
振動部材における振動伝播方向が直交しており、振動部
材における振動伝播方向と反射器における振動伝播方向
が平行である変形例を図４２に示す。

【０１１６】図４２（ａ）に示す圧電共振子４０１で
は、厚み滑りモードを利用した圧電素子４０２の長さ方
向一端に反射層４０３及び保持部材４０４が連結されて
いる。また、図４２（ｂ）に示す圧電共振子４１１で
は、厚み捩れ振動を利用した圧電素子４１２の長さ方向
一端に反射層４１３及び保持部材４１４が連結されてい
る。

【０１１７】さらに、振動部材の振動変位方向と振動部
材における振動伝播方向が直交しており、振動部材にお
ける振動伝播方向と反射器における振動伝播方向が直交
されている構造であってもよく、このような構造の例と
しては、図４３（ａ）及び（ｂ）に示す圧電共振子４２
１，４３１が挙げられる。圧電共振子４２１では、厚み
滑りモードを利用した圧電共振子４２２の下面におい
て、長さ方向一端側に反射層４２３が連結されており、
反射層４２３の下面に保持部材４２４が連結されてい
る。また、図４３（ｂ）に示す圧電共振子４３１では、
厚み捩れ振動を利用した圧電共振子４３２の下面におい
て、その一端側近傍に反射層４３３及び保持部材４３４
が積層されている。

【０１１８】図４３（ａ）及び（ｂ）に示すように、振
動部材の振動変位方向と振動部材における振動伝播方向
が直交しており、振動部材における振動伝播方向と反射
層における振動伝播方向が直交されている場合でも、図
３４に示した実施例と同様に、反射層の存在により、圧
電素子の共振特性に影響を与えることなく保持部材によ
り機械的に圧電共振子を保持することができる。

【０１１９】

【発明の効果】本発明のある広い局面で提供される複合
材料振動装置では、振動発生源の両側に第１，第２の反
射層が連結されており、第１、第２の反射層の振動部材
が連結されている側とは反対側に第１，第２の保持部材
が連結されており、反射層の音響インピーダンス値Ｚ₂
が振動部材及び保持部材の音響インピーダンス値Ｚ₁，
Ｚ ₃よりも低くされており、面積比Ｓ₂／Ｓ₁が１以下と
されているので、反射層と保持部材との界面において、
振動部材から反射層に伝播してきた振動がほぼ確実に反
射される。従って、振動部材の振動特性に影響を与える
ことなく、第１，第２の保持部材により機械的に支持す
ることができる。

【０１２０】本発明の別の広い局面により提供される複
合材料振動装置においても、反射層の音響インピーダン
ス値Ｚ₂が振動部材及び保持部材の音響インピーダンス
値Ｚ₁，Ｚ₃よりも低くされており、面積Ｓ₂／Ｓ₁が１以
下とされているので、反射層と保持部材との界面におい
て、振動部材から反射層に伝播してきた振動がほぼ確実
に反射される。従って、振動部材の振動特性に影響を与
えることなく、保持部材において複合材料振動装置を機
械的に支持することができる。また、この場合には、反
射層及び保持部材が振動部材の一方側にのみ設けられて
いるため、複合材料振動装置の小型化を図ることができ
る。

【０１２１】本発明では、上記振動部材に対して反射層
及び保持部材を上記のように連結して反射層と保持部材
との界面において反射層に伝播してきた振動が反射され
るので、振動部材の振動モードや具体的な構造について
は特に限定されない。従って、例えば、圧電振動素子を
振動部材として用いる場合、長さ振動モード、屈曲振動
モード、拡がりモード等様々な振動モードを利用するこ
とができ、従来エネルギー閉じ込め型圧電振動素子を構
成することができなかった振動モードを利用して、バネ
端子等の複雑な支持構造を必要とすることなく支持され
得る複合材料振動装置を構成することができる。

【０１２２】また、従来のエネルギー閉じ込め型厚みす
べりモードを利用した圧電共振子等でも、比較的大きな
面積の振動減衰部を構成しなければならなかったのに対
し、本発明に係る複合材料振動装置ではこのような振動
減衰部を必要としない。従って、振動モードを用いた場
合、従来のエネルギー閉じ込め型の圧電振動素子に比べ
て、本発明を利用することにより、より小型の圧電共振
子や圧電フィルタを提供することができる。

【０１２３】音響インピーダンス比Ｚ₂／Ｚ₁が０．２以
下である場合には、振動部材における振動特性への影響
をほとんど与えることなく複合材料振動装置を保持部材
において支持することができ、同様に、音響インピーダ
ンス比Ｚ₂／Ｚ₃が０．２以下の場合にも、保持部材によ
り機械的に支持したとしても振動部材の振動特性へのよ
り一層小さくすることができる。

【０１２４】第１及び／または第２の保持部材の第１，
第２の反射層が連結されている側とは反対側に、第３の
反射層、第２の振動部材、第４の反射層及び第３の保持
部材がこの順序で連結されている場合には、本発明に従
って、２つの振動部材を用いたフィルタ等を容易に構成
することができる。また、第１の保持部材、第１の反射
層、第１の振動部材、第２の反射層、第２の振動部材、
第３の反射層及び第２の保持部材がこの順序で連結され
ている複合材料振動装置においても、本発明に従って、
第１，第２の振動部材の振動特性に影響を与えることな
く、第１，第２の保持部材により機械的に支持すること
ができるので、様々な振動モードを利用した小型の圧電
フィルタや複合圧電共振部品等を提供することができ
る。

【０１２５】本発明において、反射層の振動部材との界
面から反射層と保持部材との界面までの距離を、伝播さ
れてきた振動の波長をλとしたとき、ｎ・λ／４±λ／
８の範囲とした場合には、保持部材による機械的支持を
行なった場合の振動部材の振動特性の影響をより一層軽
減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ），(ｂ）は、本発明の第１の実施例に係
る複合材料振動装置としての圧電共振子を示す斜視図及
び縦断面図。

【図２】図１に示した圧電共振子の有限要素法で解析さ
れた変位分布を示す模式的縦断面図。

【図３】第１の実施例に係る圧電共振子を実装基板に実
装した状態を示す斜視図。

【図４】第１の実施例に係る圧電共振子の実装基板に実
装する前の共振特性を示す図。

【図５】第１の実施例に係る圧電共振子の実装基板に実
装した後の共振特性を示す図。

【図６】本発明に係る複合材料振動装置の概略構成図。

【図７】第１の実施例の圧電共振子における音響インピ
ーダンス比Ｚ₂／Ｚ₁と共振周波数変化率との関係を示す
図。

【図８】第１の実施例の圧電共振子における音響インピ
ーダンス比Ｚ₂／Ｚ₁と比帯域変化率との関係を示す図。

【図９】第１の実施例の圧電共振子における音響インピ
ーダンス比Ｚ₂／Ｚ₃と共振周波数変化率との関係を示す
図。

【図１０】第１の実施例の圧電共振子における音響イン
ピーダンス比Ｚ₂／Ｚ₃と比帯域変化率との関係を示す
図。

【図１１】様々な音響インピーダンスの反射層を用いた
場合の反射層の圧電共振子の長さ方向に沿う寸法と共振
子周波数変化率との関係を示す図。

【図１２】様々な音響インピーダンスの反射層を用いた
場合の反射層の圧電共振子の長さ方向に沿う寸法と比帯
域変化率との関係を示す図。

【図１３】反射層の厚み、すなわち圧電共振子の長さ方
向に沿う寸法を変化させた場合の周波数変化率を示す
図。

【図１４】反射層の厚み、すなわち圧電共振子の長さ方
向に沿う寸法を変化させた場合の比帯域変化率を示す
図。

【図１５】振動部材の反射層が連結されている面の面積
をＳ₁、反射層の振動部材に連結されている面の面積す
なわち両者の接触面積をＳ₂としたときに、面積比Ｓ₂／
Ｓ ₁を変化させた場合の共振周波数変化率を示す図。

【図１６】（ａ），(ｂ）は、本発明の第２の実施例と
しての圧電共振子の斜視図及び部分切欠断面縦断面図。

【図１７】第２の実施例の圧電共振子を実装基板上に実
装した状態を示す斜視図。

【図１８】第２の実施例の圧電共振子を実装基板に実装
する前の状態の共振特性を示す図。

【図１９】第２の実施例の圧電共振子を実装基板に実装
した後の状態の共振特性を示す図。

【図２０】２個の圧電共振子を用いたフィルタ部品とし
ての応用例を説明するための分解斜視図。

【図２１】本発明に係る複合材料振動装置の第３の実施
例としての厚みすべりモードを利用した圧電共振子を示
す斜視図。

【図２２】第３の実施例の圧電共振子を実装基板に実装
した状態を示す斜視図。

【図２３】第３の実施例の圧電共振子を実装基板に実装
した状態の共振特性を示す図。

【図２４】本発明の複合材料振動装置の変形例としての
厚み縦振動を利用した圧電共振子を示す略図的断面図。

【図２５】本発明に係る複合材料振動装置の他の変形例
としての積層型の厚み縦振動モードを利用した圧電共振
子を説明するための略図的断面図。

【図２６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に従って構成され
た長さモードを利用した圧電共振子の各変形例を示す略
図的断面図。

【図２７】本発明において、長さモードを利用した圧電
素子の振動伝播方向に対して直交する方向に反射層を配
置した構成の有元要素法により解析された変位分布を示
す図。

【図２８】（ａ），(ｂ）は、本発明に従って構成され
ており、厚み縦振動を利用した圧電素子の両側に反射層
及び保持部材が連結されてなる圧電共振子の各変形例を
示す略図的断面図。

【図２９】本発明に従って構成された複合材料振動装置
であって、振動部材として厚みねじれモードを利用した
圧電素子を有する圧電共振子の略図的断面図。

【図３０】本発明に係る複合材料振動装置の他の変形例
としての表面波共振子を示す平面図である。

【図３１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る複合材料振
動装置の変形例としての厚みすべりモードを利用した各
圧電共振子を示す略図的断面図。

【図３２】（ａ）〜（ｃ）は、本発明に係る複合材料振
動装置の概略ブロック図であり、それぞれ、第１，第２
の振動部材を有する複合材料振動装置の変形例を示す。

【図３３】第１、第２の振動部材を有する本発明に係る
複合材料振動装置の他の例を示す概略ブロック図。

【図３４】本発明の第４の実施例に係る複合材料振動装
置の斜視図。

【図３５】図３４に示した複合材料振動装置における有
限要素法で解析された変位分布を示す模式的縦断面図。

【図３６】第４の実施例の圧電共振子のインピーダンス
−周波数特性及び位相−周波数特性を示す図。

【図３７】第４の実施例のある変形例に係る厚み縦圧電
共振子を示す斜視図。

【図３８】（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る複合材料
振動装置のさらに他の変形例を示す縦断面図。

【図３９】（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る複合材料
振動装置のさらに別の変形例を示す各正面断面図。

【図４０】（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る複合材料
振動装置のさらに他の変形例を示す縦断面図。

【図４１】（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る複合材料
振動装置のさらに別の変形例を示す各正面断面図。

【図４２】（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る複合材料
振動装置のさらに他の変形例を示す縦断面図。

【図４３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明に係る複合材料
振動装置のさらに別の変形例を示す各正面断面図。

【図４４】従来のエネルギー閉じ込め型圧電共振子を基
板上に実装した状態を説明するための略図的部分切欠縦
断面図。

【図４５】従来のバルク型音波フィルタの一例を示す縦
断面図。

【符号の説明】

１…圧電共振子（複合材料振動装置） ２…圧電素子 ３，４…第１，第２の反射層 ５，６…第１，第２の保持部材 ７，８…励振電極 ９，１０…端子電極 ３１…圧電共振子（複合材料振動装置） ３２…圧電素子（複合材料振動装置） ３３，３４…第１，第２の反射層 ３５，３６…第１，第２の保持部材 ６１…圧電共振子（複合材料振動装置） ６２…圧電素子 ６５，６６…反射層 ６７，６８…保持部材 ８１…圧電共振子 ８２…圧電素子 ８５，８６…反射層 ８７，８８…保持部材 ９１…圧電共振子 ９２…圧電素子 １０１〜１０３…圧電共振子 １０４…圧電素子 １０５，１０６…反射層 １０７，１０８…保持部材 １１１，１１２…圧電共振子 １１１ａ，１１２ａ…圧電素子 １１３…圧電共振子 １１３ａ…圧電素子 １１５，１１６…反射層 １１７，１１８…保持部材 １２１…表面波共振子 １２２…圧電板 １２５，１２６…反射層 １２７，１２８…保持部材 １５１，１５２…振動部材 １５３…反射層 １５４，１５５…反射層 １５６，１５７…保持部材 １６１…第１の振動部材 １６２，１６３…第１，第２の反射層 １６４，１６５…第１，第２の保持部材 １６６…反射層 １６７…振動部材 １６８…反射層 １６９…保持部材 １７１…複合材料振動装置 １７２，１７３…複合材料振動装置 １７４…反射層 ３０１…圧電共振子 ３０２…圧電素子 ３０３…反射層 ３０４…保持部材 ３１１…圧電共振子 ３１２…圧電素子 ３１３…反射層 ３１４…保持部材 ３２１…圧電共振子 ３２２…圧電素子 ３２３…反射層 ３２４…保持部材 ３３１…圧電共振子 ３３２…圧電素子 ３３３…反射層 ３３４…保持部材 ３４２ａ〜３４２ｄ…励振電極 ３５１…圧電共振子 ３５２…圧電素子 ３５３…反射層 ３５４…保持部材 ３６２…圧電素子 ３７１…圧電共振子 ３７２…圧電素子 ３７３…反射層 ３７４…保持部材 ４２１…圧電共振子 ４２２…圧電共振子 ４３１…圧電共振子 ４３２…圧電共振子 ４３３…反射層 ４３４…保持部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 開田 弘明 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 (72)発明者 三谷 彰宏 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内 Ｆターム(参考） 5J108 BB04 CC04 DD06 DD08 EE03 EE07 EE18 FF01 FF11

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 音響インピーダンスが異なる複数の材料
   部分が結合されている複合材料振動装置であって、 第１の音響インピーダンス値Ｚ₁を有する材料からな
   り、振動発生源となる振動部材と、 第１の音響インピーダンス値Ｚ₁よりも低い第２の音響
   インピーダンス値Ｚ₂を有する材料からなり、かつ前記
   振動部材の両側に連結された第１，第２の反射層と、 前記第２の音響インピーダンス値Ｚ₂よりも大きな第３
   の音響インピーダンス値Ｚ₃を有する材料からなり、前
   記第１，第２の反射層の振動部材が連結されている側と
   は反対側に連結された保持部材とを備え、 前記振動部材の反射層が連結されている面の面積を
   Ｓ₁、前記反射層の前記振動部材に連結されている面の
   面積をＳ₂としたときにＳ₂／Ｓ₁が１以下であり、 前記反射層と前記保持部材との界面において前記振動部
   材から反射層に伝播してきた振動が反射されるように構
   成されていることを特徴とする、複合材料振動装置。
2. 【請求項２】 音響インピーダンスが異なる複数の材料
   部分が結合されている複合材料振動装置であって、 第１の音響インピーダンス値Ｚ₁を有する材料からな
   り、かつ振動発生源となる振動部材と、 第１の音響インピーダンス値Ｚ₁より低い第２のインピ
   ーダンス値Ｚ₂を有する材料からなり、かつ前記振動部
   材に連結された反射層と、 前記第２の音響インピーダンス値Ｚ₂よりも大きな第３
   の音響インピーダンス値Ｚ₃を有する材料からなり、前
   記反射層の振動部材が連結されている側とは反対側に連
   結された保持部材とを備え、 前記振動部材の反射層が連結されている面の面積を
   Ｓ₁、前記反射層の前記振動部材に連結されている面の
   面積をＳ₂としたときにＳ₂／Ｓ₁が１以下であり、 前記反射層と前記保持部材との界面において前記振動部
   材から反射層に伝播してきた振動が反射されるように構
   成されていることを特徴とする、複合材料振動装置。
3. 【請求項３】 前記第２の音響インピーダンス値Ｚ₂の
   第１の音響インピーダンス値Ｚ₁に対する比Ｚ₂／Ｚ₁が
   ０．２以下である、請求項１または２に記載の複合材料
   振動装置。
4. 【請求項４】 前記第２の音響インピーダンス値Ｚ₂の
   第３の音響インピーダンスＺ₃に対する比Ｚ₂／Ｚ₃が
   ０．２以下である、請求項１〜３のいずれかに記載の複
   合材料振動装置。
5. 【請求項５】 前記振動部材が電気機械結合変換素子で
   ある、請求項１〜４のいずれかに記載の複合材料振動装
   置。
6. 【請求項６】 前記電気機械結合変換素子が圧電素子ま
   たは電歪素子である、請求項５に記載の複合材料振動装
   置。
7. 【請求項７】 前記第１及び／または第２の保持部材の
   前記第１，第２の反射層が連結されている側とは反対側
   に、第３の反射層、第２の振動部材、第４の反射層及び
   第３の保持部材がこの順序で連結されている、請求項１
   及び３〜５のいずれかに記載の複合材料振動装置。
8. 【請求項８】 音響インピーダンスが異なる複数の材料
   部分が結合されてなる複合材料振動装置であって、 第１の音響インピーダンス値Ｚ₁を有する材料からな
   り、かつ振動発生源となる第１，第２の振動部材と、 第１の音響インピーダンス値Ｚ₁よりも低い第２の音響
   インピーダンス値Ｚ₂を有する材料からなる反射層と、 第２の音響インピーダンスＺ₂よりも大きな第３の音響
   インピーダンスＺ₃を有する材料からなる保持部材とを
   備え、 第１の保持部材、第１の反射層、第１の振動部材、第２
   の反射層、第２の振動部材、第３の反射層及び第２の保
   持部材がこの順序で連結されており、前記振動部材の反
   射層が連結されている面の面積をＳ₁、前記反射層の前
   記振動部材に連結されている面の面積をＳ₂としたとき
   にＳ₂／Ｓ₁が１以下であり、 第１，第２の振動部材で発生した各振動が、第１または
   第３の反射層と、第１または第２の保持部材との界面に
   より、並びに前記第２の反射層の第２の振動部材または
   第１の振動部材との界面により反射される、複合材料振
   動装置。
9. 【請求項９】 前記反射層が、音響インピーダンスが異
   なる複数の材料層を積層することにより構成されてい
   る、請求項１〜８のいずれかに記載の複合材料振動装
   置。
10. 【請求項１０】 前記振動部材が単独で振動したときの
    振動の波長をλとしたしたときに、反射層と振動部材と
    の界面から反射層と保持部材との界面までの距離が、ｎ
    ・λ／４±λ／８（ｎは奇数）の範囲にあることを特徴
    とする、請求項１〜９のいずれかに記載の複合材料振動
    装置。
11. 【請求項１１】 前記振動部材の振動変位方向をＡ、振
    動部材における振動伝播方向をＢ、前記反射層における
    振動伝播方向をＣとしたときに、方向Ａ〜Ｃが互いに平
    行である、請求項６に記載の複合材料振動装置。
12. 【請求項１２】 前記振動部材の振動変位方向をＡ、振
    動部材における振動伝播方向をＢ、反射層における振動
    伝播方向をＣとしたときに、方向Ａと方向Ｂとが平行で
    あり、方向Ｂと方向Ｃとが直交する関係にある、請求項
    ６に記載の複合材料振動装置。
13. 【請求項１３】 前記振動部材の振動変位方向をＡ、前
    記振動部材における振動伝播方向をＢ、前記反射層にお
    ける振動伝播方向をＣとしたとき、方向Ａと方向Ｂとが
    直交しており、方向Ｂと方向Ｃとが平行にある、請求項
    ６に記載の複合材料振動装置。
14. 【請求項１４】 前記振動部材の振動変位方向をＡ、前
    記振動部材における振動伝播方向をＢ、前記反射層にお
    ける振動伝播方向をＣとしたとき、方向Ａと方向Ｂとが
    直交しており、方向Ｂと方向Ｃとが直交している関係に
    ある、請求項６に記載の複合材料振動装置。