JP2924909B2 - 圧電発振子 - Google Patents

圧電発振子

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、エネルギ閉込め型圧電共振子を用いた圧電
発振子に関し、特に、発振子内に容量が構成されている
ものに関する。
〔従来の技術〕
第2図は、ゴルピッツ型発振回路等に用いられる従来
の負荷容量内蔵型圧電発振子の一例を示す斜視図であ
る。圧電発振子1では、U字状カップ部2a,3aを有する
端子2,3間に、エネルギ閉込め型圧電共振子4が収納さ
れている。
圧電共振子4は、圧電板4aの両主面に共振電極5a,5b
を、圧電板4aの中央領域で表裏対向するように形成した
構造を有する。共振電極5a,5bは、それぞれ、はんだ6a,
6bにより端子2,3のU字状カップ部2a,3aに接合されてい
る。また、U字状カップ部2a,3aの外側には、コンデン
サ7が接合されている。
コンデンサ7は、誘電体板8aの両主面に容量電極を形
成した構造を有する。第2図では、一方主面側の容量電
極8bのみが図示されているが、他方主面には、一対の容
量電極が所定距離を隔てて形成されており、この一対の
容量電極は、それぞれ、容量電極8bと対向されている。
そして、容量電極8bの中央には、端子9が接合されてい
る。
なお、特に図示はしないが、コンデンサ7を、U字状
カップ部2a,3aの外側ではなく、端子2,3の引出し部分2
b,3bの中間高さ位置に接合した構造も知られている。
〔発明が解決しようとする技術的課題〕
上記圧電共振子1では、負荷容量を内蔵するために、
複雑な形状の端子2,3を用い、その外側にコンデンサ7
が接合されていた。従って、容量を内蔵するために、別
途、付加的にコンデンサ7を必要とし、部品点数が比較
的多かった。
また、複雑な形状の端子2,3を用意しなければなら
ず、またその端子2,3内に圧電共振子4を接合したり、
あるいはコンデンサ7を外部に接合するに際し、煩雑な
作業が強いられていた。従って、圧電共振子1では、コ
ストがかなり高くなっており、その低減が求められてい
た。
本発明の目的は、比較的少ない部品点数で構成されて
おり、かつ組立てが容易であり安価な容量内蔵型圧電発
振子を提供することにある。
〔技術的課題を解決するための手段〕
本発明の圧電発振子は、エネルギ閉込め型の厚みすべ
り振動モードを利用した負荷容量内蔵型圧電発振子であ
って、電界が印加される方向と直交する方法に分極処理
された圧電板を用いて構成されている。圧電板の一方主
面上には、圧電板の一方端面側から中央領域に向かって
延びるように、かつ上記一方端面側から他方端面側に向
かって延びる長さ方向に沿って設けられた溝を隔てて分
割形成された一対の分割電極が設けられている。この一
対の分割電極のうち、一方が入力電極を、他方が出力電
極を構成している。圧電板の他方主面上には、圧電板の
上記他方端面側から中央領域に向かって延びるように共
通電極が形成されている。この共通電極は、アース電極
に接続される電極であり、該共通電極は、圧電板の中央
領域において、上記一対の分割電極と圧電板を介して表
裏対向するように配置されている。また、入力電極−ア
ース電位間及び出力電極−アース電位間で上記負荷容量
が構成されている。
〔作用〕 一対の分割電極を入力電極及び出力電極とし、共通電
極をアース電位に接続することにより、入力電極−アー
ス電位間及び出力電極−アース電位間に上記電極構造に
より負荷容量を内蔵させることができる。すなわち、本
発明は、上記のような構造の圧電発振子を用いることに
より、付加的なコンデンサを省略することを可能とした
ことに特徴を有する。
〔実施例の説明〕
第1図は、本発明の圧電発振子の一実施例を示す斜視
図である。圧電発振子11では、圧電セラミックス等の圧
電材料よりなる圧電板12が矢印Pで示すように該圧電板
12の主面と平行に分極処理されている。
圧電板12の上面には、一対の分割電極13a,13bが、下
面には共通電極14が形成されている。分割電極13a,13b
は、圧電板12の上面において、圧電板12の一方端面12a
側から中央領域側に向かって延びるように形成されてい
る。他方、共通電極14は、圧電板12の他方端面12b側か
ら中央領域に向かって延びるように形成されている。そ
して、中央領域において分割電極13a,13bと共通電極14
とが圧電板12を介して表裏対向するように配置されてい
る。
なお、分割電極13a,13bは、圧電板12の一方端面12aか
ら他方端面12b側に向かって延びる溝12cにより隔てられ
ている。もっとも、溝12cは本発明に必須の構成ではな
い。すなわち、分割電極13a,13bを隔てる間隙が形成さ
れておれば、深さを有する溝でなくともよい。
上記圧電発振子11の製造は、第3図(a)に示すよう
に、矢印P方向に分極処理された母圧電板21を用いて行
われる。すなわち、圧電板21の上面に圧電板21の一方端
面21aから中央領域に向かって延びる電極22を形成する
と共に、下面に端面22bから中央領域に向かって延びる
電極(図示せず)を形成する。次に、一点鎖線Aに沿っ
てスクライブカットすることにより、第3図(b)に示
すように、複数本の溝12cを形成する。しかる後、第3
図(b)の一点鎖線Bで切断することにより、第1図の
圧電発振子11を簡単に量産することができる。
次に、圧電発振子11の作用効果につき第4図及び第5
図を参照して説明する。第4図は、圧電発振子11をシン
ボル的に表した回路図である。この圧電発振子11の分割
電極13a,13bを、それぞれ、入力電極及び出力電極と
し、共通電極14をアース電位に接続した場合、その電気
的等価回路は、第5図に示すとおりとなる。第5図にお
いて、一点鎖線Cで囲まれたSモードの発振が強くなる
ため、本実施例の圧電発振子11では、第4図に示すよう
に用いることにより、入力電極−アース電位間及び出力
電極−アース電位間に負荷容量を内蔵させ得ることがわ
かる。よって、第2図従来例のコンデンサ7のような別
体のコンデンサ素子を用いずとも圧電発振子に負荷容量
を内蔵させることができ、よって部品点数を効果的に低
減し得る。
上記圧電発振子11のインピーダンス−周波数特性を第
6図に示す。
第7図及び第8図は、上記圧電発振子11をリード端子
付の部品として構成した例を示す各斜視図である。第7
図の構造では、分割電極13a,13bに電気的に接続される
ように、圧電板12の一方端面に導電膜15a,15bが形成さ
れている。そして、導電膜15a,15bに、それぞれ、リー
ド端子16a,16bがはんだ(図示せず)により接合されて
いる。他方、共通電極14には、リード端子17が接合され
ている。
また、第7図の構造では、入出力電極となる分割電極
13a,13bに電気的に接続されるリード端子16a,16bが圧電
板12の両側において下方に引出されていたが、第8図に
示すように、入出力電極となる分割電極13a,13bに接続
されるリード端子16a,16bのうち一方のリード端子16bを
圧電板12の中央付近で垂下させてもよい。この場合に
は、共通電極14に接合されたリード端子17が圧電板12の
他方端面側で垂下されている。
第7図及び第8図から明らかなように、本実施例の圧
電発振子11では、別体のコンデンサ素子を必要としない
ため、非常に簡単な構造のリード端子16a,16b,17を用意
するだけでよく、またこれらのリード端子16a,16b,17を
各電極に接合するだけでリード端子付の発振子を簡単に
構成し得ることがわかる。
第9図は、チップ型の部品として構成した例を示す断
面図である。ここでは、圧電発振子11はアルミナ等の絶
縁性材料よりなるケース31内に収納されている。そし
て、ケース31には、スルーホール32,33が形成されてお
り、該スルーホール32,33は、それぞれ、導電ペースト3
4,35により分割電極13a,共通電極14に電気的に接続され
ている。
他方、ケース31の下面においては、スルーホール32,3
3が端子電極36,37に電気的に接続されている。なお、第
9図では明らかではないが、他方の分割電極13bも、分
割電極13aと同様に導電ペーストによりスルーホールに
電気的に接続されており、かつケース31の下面に形成さ
れた端子電極に電気的に接続されている。なお、ケース
31は、適当な形状のアルミナ基板や枠体を貼合わせたも
のであってもよい。
第9図から明らかなように、上記実施例の圧電発振子
11では、適当なケース材を用いることにより、極めて容
易にチップ部品として構成することができる。この場合
においても、付加的なコンデンサを必要としないため、
非常に小型の負荷容量内蔵型発振子を実現することがで
きる。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明によれば、圧電板の一方主面側
に分割電極を、他方主面側に共通電極を形成した構造の
圧電共振子を用いて圧電発振子が構成されており、しか
も分割電極を入出力電極として用い、共通電極をアース
電位に接続することにより、入力電極−アース電位間及
び出力電極−アース電位間に容量を内蔵させることがで
きるので、別体のコンデンサの使用を省略することがで
きる。よって、部品点数を削減でき、また組立て工程も
効果的に簡略化される。従って、安価であり、小型の負
荷容量内蔵型の圧電発振子を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の圧電発振子の斜視図、第2
図は従来の圧電発振子の斜視図、第3図(a)及び
(b)は、それぞれ、実施例を製造する工程を説明する
ための各斜視図、第4図は実施例の圧電発振子のシンボ
ル図、第5図は実施例の圧電発振子の電気的等価回路を
示す図、第6図は実施例の圧電発振子のインピーダンス
−周波数特性を示す図、第7図及び第8図は、実施例の
圧電発振子をリード付部品として構成した例を示す各斜
視図、第9図は実施例の圧電発振子をチップ型部品とし
て構成した例を示す断面図である。 図において、11は圧電発振子、12は圧電板、12a,12bは
端面、12cは間隙としての溝、13a,13bは分割電極、14は
共通電極を示す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】圧電板の厚みすべり振動モードを利用した
    負荷容量内蔵型圧電発振子であって、 電界が印加される方向と直交する方向に分極処理された
    圧電板と、 前記圧電板の一方主面上において、該圧電板の一方端面
    側から中央領域に向かって延びるように形成されてお
    り、かつ、前記一方端面側から他方端面側に向かって延
    びる長さ方向に沿って設けられた溝を隔てて分割形成さ
    れた一対の分割電極と、 前記圧電板の他方主面上において、圧電板の前記他方端
    面側から中央領域に向かって延ばされており、かつ中央
    領域において前記一対の分割電極と圧電板を介して表裏
    対向するように形成された共通電極とを備え、 前記一対の分割電極の一方が入力電極、他方が出力電極
    であり、前記共通電極がアース電位に接続される電極で
    あり、入力電極−アース電位間及び出力電極−アース電
    位間で負荷容量が構成されていることを特徴とする圧電
    発振子。
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