JP3141723B2 - 幅モードを利用した共振子及び共振部品 - Google Patents

幅モードを利用した共振子及び共振部品

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特定の幅モードを利用
した断面が矩形の共振子及び共振部品に関し、圧電共振
子、単一モード圧電フィルタ、二重モード圧電フィルタ
あるいはラダー型フィルタなどの種々の用途に用いるこ
とができる共振子及び共振部品に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、数１０ｋＨｚ〜２ＭＨｚ帯におい
ては、正方形板などの板状の圧電体の拡がり振動モード
や輪郭すべり振動モードを利用した圧電共振子が用いら
れている。
【０００３】しかしながら、上記いずれの振動モードを
利用した場合においても、圧電共振子の主面の中心点の
みがノード点であり、従って、圧電共振子を安定に保持
することが困難であった。すなわち、上記のような圧電
共振子では、主面の中心にノード点が位置するため、該
ノード点に弾性接触されるばね端子を用いて圧電共振子
を保持する構造が採用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、拡がり
振動モードや輪郭すべり振動モードを利用した従来の圧
電共振子は、板状の圧電体を用いているものであるた
め、ばね端子により保持された場合、圧電共振子とばね
端子との接点に応力が集中し、圧電共振子にクラックが
生じるおそれがあった。
【０００５】さらに、振動のノード点が主面の中心に位
置していたため、上記ばね端子を用いた保持構造以外の
保持構造を選択することが困難であり、かつ圧電共振子
を用いた部品の小型化が困難であった。
【０００６】本発明の目的は、数百ｋＨｚ〜２ＭＨｚ帯
またはこれ以上の広範な周波数帯において用いるのに適
しており、さらに支持構造を簡略化することができ、支
持構造による応力集中が生じにくく、かつ全体形状を小
さくし得る可能性も大きい、共振子及び共振部品を提供
することにある。
【０００７】
【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、直方体状の圧電体と、圧電体の外表面に形成さ
れた複数の共振電極とを備え、前記圧電体の分極方向両
側の一対の矩形の面の短辺の長さをａ、長辺の長さをｂ
とし、前記圧電体を構成している材料のポアソン比をσ
としたときに、長辺と短辺との長さの比ｂ／ａが、
【０００８】
【数５】
【０００９】を満たす値を中心として±１０％の範囲内
とされており、前記複数の共振電極間に交流電圧が印加
されたときに前記短辺方向を幅方向とする幅モードが励
振される共振部を有する、幅モードを利用した共振子が
提供される。また、本発明の別の広い局面によれば、直
方体状の圧電体と、圧電体の外表面に形成された複数の
共振電極とを備え、前記圧電体の分極方向と平行に延
び、前記共振電極が形成された面を含む、互いに対向し
合う一対の矩形面の短辺の長さをａ、長辺の長さをｂと
し、前記圧電体を構成している材料のポアソン比をσと
したときに、前記長辺と短辺との長さの比ｂ／ａが、上
述した式（１）を満たす値を中心として±１０％の範囲
内とされており、前記複数の共振電極間に交流電圧が印
加されたときに前記短辺方向を幅方向とする幅モードが
励振される共振部を有する、幅モードを利用した共振子
が提供される。すなわち、本発明の共振子は、上記共振
部の寸法と、共振子を構成している材料のポアソン比と
の間に、上記特定の関係を有していることを特徴とし、
それによって後述の実施例の説明から明らかなように、
一対の長辺側の側面略中央を結ぶ領域全体が振動のノー
ド部となる、特定の幅モードが励振される。
【００１０】従って、本発明の共振子は、上記振動のノ
ード部により支持されたとしても、その共振特性にほと
んど影響が生じ難い。このような振動のノード部で共振
子を支持する構造としては、一対の長辺側の側面略中央
を結ぶ領域の外表面に、支持部材や金属端子等を接合し
た構造などを例示することができる。
【００１１】上記圧電体を構成する材料としては、チタ
ン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックスのようなセラミッ
クス、または水晶やＬｉＴａＯ3 などの圧電単結晶など
を用いることができる。
【００１２】
【００１３】上記圧電共振部を構成する場合、圧電体の
分極方向と、複数の共振電極が形成される位置は、圧電
縦効果及び圧電横効果の何れかを理由し得るように選択
される。すなわち、後述の実施例から明らかなように、
本発明の圧電共振子は、圧電縦効果及び圧電横効果の何
れを利用したものであってもよい。
【００１４】本発明のある特定的な局面によれば、上記
幅モードを利用した共振子は、共振部の少なくとも一方
の上記長辺側の側面略中央に連結された支持部材をさら
に備える。すなわち、本発明の共振子では、上記特定の
幅モードが励振されるが、この幅モードの振動のノード
部は、一対の長辺側の側面略中央を結ぶ領域全体に存在
する。従って、長辺側の側面略中央に支持部材を連結す
ることにより、上記幅モードの振動を阻害することな
く、該共振子を支持することができる。従って、支持部
材を他の部材に固定することにより、共振部の振動に影
響を与えることなく共振子を支持し得るため、支持部材
をケース基板やケース部材などに固定して、共振部品を
容易に構成することができる。
【００１５】本発明の別の特定的な局面によれば、上記
支持部材が備えられた本発明の共振子と、共振子を挟持
するように該共振子の上下に貼り合わされたケース基板
と、共振子の振動する部分の振動を妨げないための空間
を確保するためにケース基板にまたはケース基板と共振
子との間に設けられた空洞形成手段とを備える幅モード
を利用したチップ型圧電共振部品が提供される。
【００１６】また、上記チップ型圧電共振部品において
は、好ましくは、共振子の支持部材に固定されており、
かつ共振子とともに中央に開口を有する枠状の共振プレ
ートを構成している第１，第２のスペーサ板がさらに備
えられる。この場合、共振子と、第１，第２のスペーサ
板とにより枠状の共振プレートが構成されており、該枠
状の共振プレートの中央開口内に共振子の共振部が配置
されることになる。従って、共振プレートの上下に上記
ケース基板が貼り合わされて、共振部が内部に封止され
たチップ型の圧電共振部品が構成される。
【００１７】本発明における共振子及び共振部品は、い
わゆる単一の共振特性を利用した共振子及びそれを利用
した部品に限られず、複数の共振特性を利用したフィル
タにも適用することができる。
【００１８】本発明の別の広い局面によれば、上面及び
下面を有し、厚み方向に分極軸が揃っている直方体状の
圧電体と、該圧電体の上面及び下面に形成された一対の
共振電極とを備え、圧電体の上面及び下面の短辺の長さ
をａ、長辺の長さをｂとし、圧電体を構成している材料
のポアソン比をσとしたときに、前記長辺と短辺との長
さの比ｂ／ａが、上記式（１）を中心として±１０％の
範囲内とされている共振部と、前記圧電体の一方の長辺
側の側面略中央に連結された支持部材とを有する第１，
第２の圧電共振部を備え、第１，第２の圧電共振部の圧
電体の前記支持部材が連結された側とは反対側の長辺側
の側面略中央同士が連結部材により連結されており、前
記第１，第２の圧電共振部の下面の共振電極が互いに電
気的に接続されて共通共振電極とされており、第１，第
２の圧電共振部が同相で駆動される対称モードと、逆相
で駆動される非対称モードとが結合される、上記短辺方
向を幅方向とする幅モードを利用した二重モード圧電フ
ィルタが提供される。
【００１９】また、上記二重モード圧電フィルタでは、
好ましくは、共振子の支持部材に固定されており、かつ
共振子とともに中央に開口を有する枠状の共振プレート
を構成している第１，第２のスペーサ板と、共振プレー
トの上下に貼り合わされたケース基板とがさらに備えら
れる。すなわち、第１，第２のスペーサ板と共振子とに
より枠状の共振プレートが構成され、該枠状の共振プレ
ートの中央開口内に上記第１，第２の圧電共振部が配置
されることになる。そして、共振プレートの上下にケー
ス基板が貼り合わされているため、第１，第２の圧電共
振部が内部に構成されているチップ型の圧電共振部品と
して上記二重モード圧電フィルタを提供することができ
る。
【００２０】また、本発明のさらに他の局面によれば、
上面及び下面を有し、厚み方向に分極処理されている直
方体状の圧電体と、該圧電体の外表面に形成された複数
の共振電極とを備え、前記圧電体の上面及び下面の短辺
の長さをａ、長辺の長さをｂとし、前記圧電体を構成し
ている材料のポアソン比をσとしたときに、前記長辺と
短辺との長さの比ｂ／ａが、上記式（１）を中心として
±１０％の範囲内とされており、前記複数の共振電極間
に交流電圧が印加されたときに前記短辺方向を幅方向と
する幅モードが励振される共振部を有し、上記共振電極
が、圧電体の上面において、長辺側の側縁に沿うように
形成された第１，第２の共振電極と、圧電体の下面にお
いて第１，第２の共振電極と圧電体を介して重なり合う
ように形成されている共通共振電極とを有する幅モード
を利用した単一モード圧電フィルタとして構成されてい
る共振子が提供される。
【００２１】また、上記単一モード圧電フィルタでは、
好ましくは、外部との接続のための複数の接続電極が上
面に形成されたベース基板と、上記ベース基板上に長辺
側の一方の側面が下方を向くように配置された上記単一
モード圧電フィルタを構成している共振子と、共振子の
第１，第２の共振電極及び共通共振電極を、複数の接続
電極にそれぞれ電気的に接続しており、かつ前記共振子
をベース基板上に固定するための複数の金属端子と、ベ
ース基板上に取り付けられた共振子を囲繞するようにベ
ース基板に固定されたキャップ材とを備える単一モード
圧電フィルタが提供される。
【００２２】また、本発明のさらに別の局面によれば、
並列腕を構成する少なくとも１つの圧電共振子と、直列
腕を構成する少なくとも１つの直列共振子とを備えるラ
ダー型フィルタにおいて、直列共振子及び並列共振子の
少なくとも１つが、本発明の圧電共振子で構成されてい
ることを特徴とするラダー型フィルタが提供される。こ
の場合、直列共振子及び並列共振子の全てが、本発明の
圧電共振子により構成されていてもよい。
【００２３】また、本発明のラダー型フィルタでは、好
ましくは、下記の構成を備えることによりチップ型の部
品として構成することができる。すなわち、並列共振子
及び直列共振子の全てを本発明の圧電共振子で構成した
場合、これらの直列共振子及び並列共振子を構成してい
る複数の圧電共振子を、その上に積層するためのベース
基板と、各圧電共振子をベース基板に固定するための複
数の金属端子とがさらに備えられる。この場合、ベース
基板には、外部との接続のための複数の接続電極が上面
に形成されており、かつ複数の金属端子は、各圧電共振
子の共振電極とベース基板上の複数の接続電極とをラダ
ー型フィルタを構成するように電気的に接続するととも
に、各圧電共振子をベース基板上に物理的に固定してい
る。さらに、この場合、ベース基板上において積層され
た複数の圧電共振子を囲繞するように、ベース基板にキ
ャップが固定される。
【００２４】また、上記金属端子は、好ましくは、圧電
共振子の前記一対の長辺側の側面略中央を結ぶ領域にお
いて圧電共振子に接合される。また、本発明のさらに他
の局面によれば、並列腕を構成する少なくとも１つの圧
電共振子と、直列腕を構成する少なくとも１つの直列共
振子とを備えるラダー型フィルタにおいて、直列共振子
及び並列共振子の少なくとも１つが、支持部材が長辺側
の側面略中央に連結されている本発明の圧電共振子で構
成されていることを特徴とするラダー型フィルタが提供
される。この場合においても、直列共振子及び並列共振
子の全てが、上記圧電共振子により構成されていてもよ
い。
【００２５】また、直列共振子及び並列共振子の全てが
上記支持部材を有する本発明の圧電共振子で構成されて
いる場合、下記の構成を備えることによりチップ型のラ
ダー型フィルタとして提供することができる。すなわ
ち、直列共振子及び並列共振子を構成している各圧電共
振子の支持部材に固定されており、かつ圧電共振子とと
もに中央に開口を有する枠状の共振プレートを構成して
いる第１，第２のスペーサ板がさらに備えられる。従っ
て、各圧電共振子は、第１，第２のスペーサ板と共に上
記枠状の共振プレートを構成しているため、各圧電共振
子の圧電共振部が共振プレートの中央の開口内に配置さ
れることになる。そして、各圧電共振子が組み込まれて
いる各共振プレートが厚み方向に積層されている。ま
た、複数の共振プレートが積層されている構造の上下に
は、圧電共振子の振動部分の振動を妨げないための空間
を確保するようにケース基板が貼り合わされる。この場
合、共振子の振動する部分の振動を妨げないための空間
を確保するために、ケース基板に、またはケース基板と
共振プレートとの間に空洞形成手段が設けられる。
【００２６】なお、上記空洞形成手段は、ケース基板の
圧電共振子に積層される側の面に凹部を形成することに
より構成することができ、あるいはケース基板と共振子
との間に共振部の振動を妨げないための開口を有するス
ペーサを配置することにより構成することができる。ま
た、上記スペーサとしては、合成樹脂やセラミックスな
どの適宜の材料で構成することができるが、粘着剤をケ
ース基板もしくは共振プレートに矩形枠状に塗布し、硬
化させることによりスペーサを構成してもよい。
【００２７】
【発明の作用及び効果】本発明は、上記のように長辺と
短辺の長さの比ｂ／ａが、式（１）を満たす値を中心と
して±１０％の範囲内とされている共振部を有すること
を特徴とする。すなわち、本発明の共振子、チップ型圧
電共振部品、単一モード圧電フィルタ、二重モード圧電
フィルタ及びラダー型フィルタフィルタは、何れも、上
記共振部を有することにおいて共通するものである。
【００２８】本願発明者は、数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚ帯の
周波数帯に用いるのに適しており、さらに支持構造を簡
略化し得る共振子を提供すべく鋭意検討した結果、上記
式（１）を満たす値を中心として±１０％の範囲内とす
るように比ｂ／ａを選択すれば、上記課題を達成するこ
とを実験的に見い出し、本発明を成すに至った。すなわ
ち、本発明は、本願発明者によって、実験的に得られた
知見に基づいて成されたものである。
【００２９】本発明の共振子は、上記共振部を有するた
め、後述の実施例から明らかなように特定の幅モードで
励振され、この場合、振動のノード部は、一対の長辺側
の側面略中央を結ぶ領域全体となる。従って、長辺側の
側面略中央を結ぶ領域において共振子を支持したとして
も、共振特性にほとんど影響を与えない。しかも、この
共振子の共振特性は、数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚ帯に存在す
る。従って、支持構造が簡略化された数百ｋＨｚ〜数Ｍ
Ｈｚ帯に用いるのに適した共振子を提供することができ
る。
【００３０】また、上記のように長辺側の側面略中央を
結ぶ領域に振動のノード部を有するため、長辺側の側面
略中央に支持部材を連結した構成では、支持部材側に共
振部の振動がほとんど漏洩しない。従って、支持部材を
ケース部材などの他の部材に固定することにより、共振
子を容易に支持することができる。すなわち、ばね端子
などの複雑な支持構造を必要としない。従って、共振子
を用いて共振部品を構成するにあたり、部品点数の低減
及び小型化を図ることができる。
【００３１】特に、本発明の共振子を挟持するように上
下にケース基板を貼り合わせることにより、容易にチッ
プ型圧電共振部品を提供することができる。この本発明
のチップ型圧電共振部品では、ばね端子等の複雑な支持
構造を必要としないため、小型化を容易に図り得るだけ
でなく、耐衝撃性も高められる。
【００３２】また、本発明の二重モード圧電フィルタで
は、第１，第２の圧電共振部が上記本発明の共振部によ
り構成されているため、本発明の圧電共振子と同様に、
各圧電共振部の長辺側の側面略中央において支持した場
合であっても、フィルタ特性に影響が生じ難い。従っ
て、数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚ帯で用いるのに適した支持構
造の簡略化された小型の二重モード圧電フィルタを提供
することができる。
【００３３】特に、二重モード圧電フィルタにおいて
も、共振子と第１，第２のスペーサ板とにより矩形枠状
の共振プレートを構成した場合には、該矩形枠状の共振
プレートの中央の開口内に第１，第２の圧電共振部が配
置されることになる。従って、共振プレートの上下にケ
ース基板を貼り合わせることにより、チップ型の部品と
して二重モード圧電フィルタを提供することができ、上
記共振プレート及びケース基板を貼り合わせた構造を有
するため、耐衝撃性に優れた二重モード圧電フィルタを
構成することができる。
【００３４】同様に、本発明の単一モード圧電フィルタ
においても、第１，第２の共振電極と共通共振電極とが
重なり合っている部分において、それぞれ第１，第２の
共振部が構成されるため、圧電板の長辺側の側面略中央
を支持したとしても、フィルタ特性への影響が生じ難
い。よって、支持構造が簡略化されており、数百ｋＨｚ
〜数ＭＨｚ帯で用いるのに適した単一モード圧電フィル
タを提供し得る。
【００３５】また、本発明の単一モード圧電フィルタに
おいても、上記のように圧電共振子の一対の長辺側の側
面略中央を結ぶ領域を利用して圧電共振子を支持するこ
とができるため、ベース基板と、金属端子と、キャップ
材とを組み合わせることにより、容易にチップ型の単一
モード圧電フィルタを提供することができる。
【００３６】さらに、本発明のラダー型フィルタでは、
直列共振子及び並列共振子の少なくとも１つが、本発明
の圧電共振子で構成されており、本発明の圧電共振子は
上述したように長辺側の側面略中央において支持するこ
とができる。従って、数百ｋＨｚ〜数ＭＨｚ帯で用いる
のに適しており、支持構造を簡略化し得るラダー型フィ
ルタを提供することができる。特に、直列共振子及び並
列共振子の全てを本発明の圧電共振子により構成した場
合には、全ての圧電共振子の支持構造を簡略化すること
ができる。さらに、全ての共振子を本発明の圧電共振子
で構成したラダー型フィルタにおいては、ベース基板
と、金属端子とを組み合わせることにより、容易にチッ
プ型の部品としてラダー型フィルタを構成し得る。
【００３７】さらに、共振部に支持部材を連結してなる
本発明の圧電共振子を用いて上記本発明のラダー型フィ
ルタを構成することもでき、その場合においては、各圧
電共振子に第１，第２のスペーサ板を固定することによ
り、共振プレートを構成することができる。従って、直
列共振子及び並列共振子を構成している各圧電共振子が
組み込まれた共振プレートを厚み方向に積層し、ケース
基板を貼り合わせることにより、容易に耐衝撃性に優れ
たチップ型のラダー型フィルタを提供し得る。
【００３８】
【実施例の説明】以下、図面を参照しつつ本発明の実施
例を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００３９】図１は、本発明の第１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１は、厚み方向
に分極処理された矩形板状の圧電板２を有する。本実施
例では、圧電板２は、ポアソンσ＝０．３２４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。もっとも、圧電板２は、他の圧電セラミックスある
いは水晶もしくはＬｉＴａＯ3 などの圧電単結晶により
構成されていてもよい。
【００４０】圧電板２は、断面が矩形の共振部を構成す
るものであり、本実施例では、該矩形の断面は、圧電板
２の上面及び下面と平行な断面である。そして、圧電板
２の上面における、すなわち上記矩形の断面における長
辺の長さをｂ、短辺の長さをａとしたときに、比ｂ／ａ
が、上述した式（１）を満たす値を中心として±１０％
の範囲内とされている。
【００４１】圧電板２の上面及び下面には、それぞれ、
共振電極３，４が全面に形成されている。本実施例の圧
電共振子１では、共振電極３，４から交流電圧を印加す
ることにより、圧電共振子１が後述の特定の幅モードで
励振される。
【００４２】上記特定の幅モードの振動姿態を図２の模
式的平面図を参照して説明する。すなわち、圧電共振子
１は、上記特定の幅モードで励振されると、破線Ａで示
す状態と、一点鎖線Ｂで示す状態との間で振動し、上記
特定の幅モードを強く励振する。
【００４３】上記特定の幅モードの振動では、図２から
明らかなように、圧電共振子１の長辺側の側面略中央が
振動のノード点を構成していることがわかる。また、上
記圧電共振子１の振動姿態を有限要素法で解析したとこ
ろ、図４に示す結果が得られた。
【００４４】図４（ａ）は、有限要素法で上記特定の幅
モードの振動姿態を解析した状態を示す図であり、
（ｂ）は図４（ａ）の圧電共振子の位置関係を説明する
ための図である。図５は、上記圧電共振子１を特定の幅
モードで励振させた際の有限要素法で解析された状態を
変位ベクトルで示した図である。
【００４５】図４及び図５から明らかなように、圧電共
振子１では、長辺側の一対の側面の略中央領域と、該一
対の側面の略中央領域を結ぶ領域の全体にわたり変位が
生じていないことがわかる。従って、上記特定の幅モー
ドで励振した場合、圧電共振子１は、一対の長辺側の略
側面中央を結ぶ全領域が振動のノード部を構成すること
になる。
【００４６】他方、従来から知られている公知の幅モー
ドの振動では、図３に模式的平面図で示すように、圧電
共振子５は図３の破線Ａで示す状態と一点鎖線Ｂで示す
状態との間で振動を繰り返す。従って、圧電共振子５の
振動のノード部は、主面中央にのみ存在し、長辺側の側
面は、その全体が大きく変位することがわかる。
【００４７】これに対して、本実施例の圧電共振子１で
は、一対の長辺側の側面略中央を結ぶ領域が振動のノー
ド部とされているため、この一対の長辺側の側面略中央
を結ぶ領域で支持したとしても、共振特性に影響を与え
難いことがわかる。
【００４８】また、図６は、図４（ｂ）の座標系におい
て、ｘ＝Ｘ1 の場合のＹ軸方向の位置と、変位量
【００４９】
【数６】
【００５０】との関係を示す図である。但し、Ｖx 及び
Ｖy は、それぞれ、ｘ，ｙ方向の変位量を示す。図６か
ら明らかなように、上記特定の幅モードが励振されてい
る圧電共振子１においては、変位量は長辺に沿う側面の
中心Ｘ1 （図４（ｂ）参照）において最も小さく、該中
心Ｘ1 と、長辺側の側面の端部＋Ｃ1 ，−Ｃ1 との間の
中間部分において変位量が最も大きくなることがわか
る。
【００５１】従って、本実施例の圧電共振子１では、上
記振動のノード部、すなわち一対の長辺側の側面略中央
を結ぶ領域を他の支持部材によって支持することによ
り、上記特定の幅モードを阻害することなく圧電共振子
１を支持し得ることがわかる。
【００５２】また、本願発明者は、上記比ｂ／ａが、−
２．７０σ＋２．８６を満たす場合だけでなく、その整
数倍の場合にも、一対の長辺側の側面略中央を結ぶ領域
がノード部を構成している同様の特定の幅モードが励振
されることが確かめられた。これを、図１７を参照して
説明する。図１７（ａ）は、式（１）におけるｎ＝２の
場合の圧電共振子の変位分布を有限要素法により解析し
た図であり、該図から同様に特定の幅モードの振動の励
振されることがわかる。
【００５３】また、図１７（ｂ）は、ｎ＝２の場合の圧
電共振子１の両側の長辺側の側面中央に支持部材６，７
を連結し、さらにその外側に保持部８，９を設けた共振
子の変位分布を有限要素法により調べたものである。図
１７（ｂ）から明らかなように、支持部材６，７間の振
動体が上記特定の幅モードで励振されており、かつ支持
部材６，７側には変位がほとんど伝搬していないことが
わかる。
【００５４】また、上記比ｂ／ａは、圧電共振子１を構
成している材料のポアソン比と関係することが確かめら
れている。すなわち、圧電共振子１を構成している圧電
材料のポアソン比を変化させ、上記特定の幅モードの振
動が励振される場合の比ｂ／ａを測定し、上記比ｂ／ａ
の値をプロットしたところ、図７に示す結果が得られ
た。従って、図７の直線で示されているように、
【００５５】
【数７】
【００５６】を満たすように、上記比ｂ／ａを選択する
ことにより、上記特定の幅モードを確実に励振し得るこ
とがわかった。さらに、上記比ｂ／ａが、式（１）を満
たす場合にのみ上記特定の幅モードが強く励振されるの
ではなく、上記式（１）から若干ずれた場合でも上記特
定の幅モードが強く励振されることがわかった。従っ
て、ポアソン比σ＝０．３２４のチタン酸ジルコン酸鉛
系圧電セラミック板を用い、図１に示した圧電共振子を
構成し、幅拡がりモードの励振の有無を比ｂ／ａを変化
させて確かめた。すなわち、図４（ｂ）における点Ｘ1
における変位量をＤ（Ｘ1 ）、上記特定の幅モードにお
いて変位量が最も大きくなる点（図６参照）の変位量を
Ｄ（ＭＡＸ）とし、相対変位Ｄ（Ｘ1 ）／Ｄ（ＭＡＸ）
を測定した。結果を図８に示す。
【００５７】図８から明らかなように、ポアソン比σ＝
０．３２４の場合、比ｂ／ａ＝１．７８７〜２．１８４
の範囲内であれば、相対変位が±１０％以内であること
がわかる。そこで、上記のように比ｂ／ａが最適な値か
ら±１０％の範囲内となるように圧電共振子１を複数種
作製し、一対の長辺側の側面中央に支持部材を連結して
共振特性を測定した。その結果、上記のように相対変位
が１０％以内の場合には、上記特定の幅モードが良好に
閉じ込められ得ることが確かめられた。
【００５８】従って、図９に示すように、上記比ｂ／ａ
は、式（１）を満たす値を中心として±１０％の範囲内
に設定されれば、上記特定の幅モードが良好に励振され
得る。
【００５９】第２の実施例 図１０（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施例に係
る上記特定の幅モードを利用した圧電共振子を示す平面
図及び正面図である。
【００６０】圧電共振子１１は、断面が矩形の振動体と
して、矩形板状の圧電共振部１２を有する。圧電共振部
１２は、上面及び下面と平行な断面の形状が矩形であ
り、厚み方向に一様に分極処理された圧電セラミック板
１３の両主面の全面に共振電極１４，１５を形成した構
造を有する。圧電セラミック板１３は、ポアソン比σ＝
０．３２４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。また、圧電セラミック板１３の
上面の長辺の長さｂと、短辺の長さａとの比ｂ／ａは、
上述した式（１）を満たす値を中心として±１０％の範
囲内とされている。
【００６１】また、圧電共振部１２の上記特定の幅モー
ドで励振された際のノード領域の一部である両側の長辺
側の側面中央には、支持部材１６，１７の一端が連結さ
れている。支持部材１６，１７の外側端部には、それぞ
れ、圧電共振部１２と同一方向に延びる細長い矩形板状
の保持部１８，１９が連結されている。
【００６２】なお、本実施例では、上記支持部材１６，
１７及び保持部１８，１９は、圧電セラミック板１３と
一体に形成されている。すなわち、矩形の圧電セラミッ
ク板を用意し、図１０（ａ）に示した形状となるように
機械加工することにより形成されている。
【００６３】もっとも、上記支持部材１６，１７及び保
持部１８，１９は、圧電セラミック板１３と別体の部材
で構成されていてもよく、接着等の適宜の方法により図
示のように連結されていてもよい。
【００６４】上記共振電極１４，１５は、それぞれ、支
持部材１６，１７の一方面に形成された引き出し導電部
１４ａ，１５ａにより、保持部１８，１９の一方主面に
形成された端子電極２０，２１に電気的に接続されてい
る。
【００６５】本実施例の圧電共振子１１では、端子電極
２０，２１から交流電圧を印加することにより、圧電共
振部１２が上記特定の幅モードで励振される。この場
合、図１１に有限要素法で解析した変位分布から明らか
なように、圧電共振部１２の一対の長辺側の側面中央を
結ぶ領域はほとんど振動しない。従って、上記支持部材
１６，１７が一対の長辺側の側面中央に連結されていた
としても、上記特定の幅モードの振動が阻害され難い。
よって、支持部材１６，１７間に、上記特定の幅モード
に基づく振動を、効果的に閉じ込めることができる。す
なわち、上記支持部材１６，１７が設けられている部分
までに振動エネルギーが閉じ込められることになるた
め、あたかもエネルギー閉じ込め型の圧電共振子とし
て、圧電共振子１１を用いることができる。
【００６６】また、本実施例において、上記圧電セラミ
ック板の大きさをσ＝０．３２４の場合で、長辺の長さ
ｂ４．７９ｍｍ×短辺の長さａ２．４１ｍｍ×厚み０．
３０ｍｍとした場合、共振周波数は８００ｋＨｚ、長辺
の長さｂ：１．９２ｍｍ×短辺の長さａ：０．９６ｍｍ
×厚み：０．２０ｍｍとしたときには２ＭＨｚとなる。
従って、８００ｋＨｚ〜２ＭＨｚ帯で使用するのに適し
たエネルギー閉じ込め型の圧電共振子を構成し得ること
がわかった。
【００６７】もっとも、上記共振周波数については、他
の材料で圧電共振部１２を構成した場合には、当然、有
効な周波数帯域は変わる。従って、共振部１２を様々な
圧電材料で構成することにより、様々な周波数帯域で用
いるのに適したエネルギー閉じ込め型圧電共振子１１を
得ることができる。
【００６８】第３の実施例 図１２は、本発明の第３の実施例に係る圧電共振子を示
す。本実施例では、図１に示した圧電共振子１の両主面
の電極３，４に、図示のように支持部材としての金属端
子２２，２３が半田（図示せず）により接合されてい
る。この場合、圧電共振子１は、上記のように幅モード
を強く励振し得るように比ｂ／ａが選択されている。従
って、圧電共振子１では、一対の長辺側側面を結ぶ領域
が振動のノード部を構成しているが、上記金属端子２
２，２３は、このノード部に半田により接合されてい
る。従って、本実施例の圧電共振子においても、支持部
材としての金属端子２２，２３を図示のように接合した
としても、圧電共振子１において励振された上記特定の
幅モードの振動は阻害され難い。
【００６９】第４の実施例 図１３は、本発明の第４の実施例に係る圧電共振子を示
す平面図である。圧電共振子３１は、第１の実施例と同
様に、断面が矩形の振動体としての圧電共振部３２を有
する。もっとも、圧電共振部３２では、圧電板３２ａの
上面において、一対の長辺側側縁に沿うように、一対の
共振電極３２ｂ，３２ｃが形成されている。
【００７０】なお、圧電板３２ａは、図示の矢印Ｐ方
向、すなわち共振電極３２ｂから共振電極３２ｃに向か
う方向に分極処理されている。また、本実施例において
も、圧電共振部３２の長辺の長さｂの短辺の長さａに対
する比ｂ／ａは、式（１）を満たす値を中心として±１
０％以内の範囲に設定されている。
【００７１】従って、共振電極３２ｂ，３２ｃ間に交流
電圧を印加することにより、上記特定の幅モードによっ
て圧電共振部３２が共振する。この場合、圧電共振部３
２の変位方向は、印加される電界の方向と平行であるた
め、圧電縦効果を利用した圧電共振子となる。
【００７２】すなわち、本実施例から明らかなように、
本発明の上記特定の幅モードを利用した共振子は、圧電
横効果を利用したものに限られず、圧電縦効果を利用し
たものであってもよい。
【００７３】また、本実施例の圧電共振子３１において
も、上記幅モードで共振する圧電共振部３２の振動のノ
ード部に、すなわち一対の長辺側側面の略中央に支持部
材３６，３７が連結されており、支持部材３６，３７の
外側端部に圧電共振部３２と同一方向に延びる細長い矩
形の板状の保持部３８，３９が連結されている。なお、
図１３において、３４ａ，３５ａは引き出し導電部を、
４０，４１は端子電極を示す。
【００７４】なお、上述してきた第１〜第４の実施例の
説明では、本発明で用いられる断面が矩形の共振部とし
て、圧電体からなるものを例にとり説明したが、本発明
は、上記のように断面が矩形の共振部において、上記比
ｂ／ａを特定の範囲に選択することにより、上述した特
定の幅モードを励振させるものである。従って、圧電体
以外の他の振動体で共振部を構成してもよい。
【００７５】第５の実施例 さらに、本発明の共振子では、共振部と連結された支持
部材の外側に、さらに動吸振部を設け、動吸振現象によ
り漏洩してきた振動を打ち消すように構成してもよい。
このような例を、本発明の第５の実施例として図１４に
示す。
【００７６】図１４に示す圧電共振子４１は、第２の実
施例（図１０に示した実施例）の圧電共振子１１を変形
したものに相当する。相当の部分については、相当の参
照番号を付することにより、その説明を省略する。
【００７７】圧電共振子４１では、支持部材１６，１７
の外側端に、一対の動吸振部４２，４３が構成されてお
り、動吸振部４２，４３の外側の側面中央に連結部材４
４，４５が連結され、連結部材４４，４５の外側端が保
持部１８，１９に連結されている。すなわち、図１０に
示した圧電共振子１１に比べて、上記一対の動吸振部４
２，４３及び連結部材４４，４５が挿入された構造を有
する。
【００７８】動吸振部４２，４３は、公知の動吸振現象
により、漏洩してきた振動を打ち消すために設けられて
いる。すなわち、動吸振部４２，４３は、動吸振現象に
よって、漏洩してきた振動を受けて振動するように構成
されており、それによって共振部１２側から漏洩してき
た振動を打ち消すように作用する。
【００７９】第６の実施例 図１５及び図１６は、本発明の第６の実施例に係るチッ
プ型圧電共振部品を説明するための分解斜視図及び斜視
図である。
【００８０】本実施例は、図１０に示した上記特定の幅
モードを利用した圧電共振子１１と同様の圧電共振子を
用いて構成されている。すなわち、圧電共振子１１の側
方に、圧電共振子１１と同等の厚みを有するスペーサ板
５１，５２を貼り合わせることにより、共振プレート５
３が構成されている。
【００８１】もっとも、図１５では、圧電共振子１１の
上面において保持部１８に引き出し導電部５８が引き出
されており、かつスペーサ板５２の上面に形成された端
子電極５９に電気的に接続されている。この端子電極５
９は、共振プレート５３の外側端縁、すなわちスペーサ
板５２の外側端縁に至るように引き出されている。
【００８２】また、スペーサ板５１の上面には、外側端
縁に至る端子電極５９ｂが形成されているが、この端子
電極５９ｂは、スペーサ板５１の側面を通り下面に至る
ように形成されており、スペーサ板５１の下面側におい
て端子電極５９ｂは、圧電共振子１１の下面に形成され
た共振電極（図示されず）と引き出し導電部（図示され
ず）と電気的に接続されている。
【００８３】上記スペーサ板５１，５２は、略コの字状
の平面形状を有し、両端において、圧電共振子１１の保
持部１８，１９に連結されて一体化されている。スペー
サ板５１，５２は、任意の絶縁性材料で構成することが
でき、例えばアルミナなどの絶縁性セラミックスあるい
は合成樹脂等により構成し得る。スペーサ板５１，５２
は、例えば接着剤などの適宜の接合剤を用いて、圧電共
振子１１の保持部１８，１９に接合されている。
【００８４】共振プレート５３の上下には、空洞形成手
段としての矩形枠状の空洞形成部材５４，５５が配置さ
れており、該空洞形成部材５４，５５を介してケース基
板５６，５７が共振プレート５３の上下に絶縁性接着剤
を用いて貼り合わされている。
【００８５】空洞形成部材５４，５５は、圧電共振子１
１の振動部分、すなわち圧電共振部１２の振動を妨げな
いために配置されている。従って、空洞形成部材５４，
５５の開口５４ａ，５５ａの大きさ及び空洞形成部材５
４，５５の厚みは、上記の観点から選ばれる。
【００８６】上記空洞形成部材５４，５５は、絶縁性樹
脂フィルム、例えばポリエチレンテレフタレートフィル
ムやシート状接着剤などから構成することができるが、
その他任意の絶縁性材料で構成し得る。
【００８７】また、ケース基板５６，５７は、アルミナ
などの絶縁性セラミックスあるいは合成樹脂などの適宜
の合成材料から構成することができ、該ケース基板５
６，５７により空洞形成部材５４，５５を介して共振プ
レート５３を挟持し、一体化することにより、図１６に
示すチップ型圧電共振部品６０が構成されている。
【００８８】また、チップ型圧電共振部品６０では、ケ
ース基板５６，５７を貼り合わせることにより一体化さ
れた積層体６１の両端面に、外部電極６２，６３が形成
されている。外部電極６２，６３は、導電性材料をメッ
キ、蒸着もしくはスパッタリング等により付与すること
により形成し得る。あるいは、導電ペーストを付与し硬
化させることにより形成してもよい。
【００８９】さらに、チップ型圧電共振部品６０をプリ
ント回路基板などに実装する際に、回路基板上の導電パ
ターンとの電気的接続を容易とするために、外部電極６
２，６３は、上記積層体の両端面だけでなく、図示のよ
うに上面及び下面にも至るように形成することが好まし
い。外部電極６２，６３を積層体の上面及び下面にも位
置するように形成することを容易とするために、本実施
例では、図１５に示されているように、ケース基板５６
の上面に予め電極５６ａ，５６ｂが形成されている。特
に図示はしないが、ケース基板５７の下面にも、同様に
一対の電極が形成されている。
【００９０】もっとも、電極５６ａ，５６ｂは必ずしも
予め形成されておらずともよく、上記積層体６１を得た
後に、外部電極材料を上面及び下面にも至るように付与
することにより形成してもよい。
【００９１】また、本実施例では、空洞形成部材５４，
５５として別部材を用意したが、ケース基板５６の下面
に開口５４ａの平面形状に応じた平面形状を有する凹部
を形成し、同様にケース基板５７の上面に空洞形成部材
５５の開口５５ａと同様の平面形状を有する凹部を形成
し、それによって圧電共振子１１の振動部分の振動を妨
げないための空洞を形成してもよい。この場合には、凹
部の深さを調整することにより、上記空洞形成部材５
４，５５の使用を省略することができる。
【００９２】さらに、空洞形成部材５４，５５や上記の
ように凹部を形成せずに、絶縁性接着剤をケース基板５
６の下面及びケース基板５７の上面に矩形枠状に塗布
し、該絶縁性接着剤の厚みを制御することにより、圧電
共振子１１の共振部１２の振動を妨げないための空洞を
形成してもよい。この場合には、ケース基板５６，５７
を共振プレート５３に貼り合わせるための絶縁性接着剤
が、本発明における空洞形成手段をも兼ねることにな
る。
【００９３】なお、図１５及び図１６では、図１０に示
した圧電共振子１１を用いたが、例えば図１３に示した
圧電共振子３１のような本発明の他の実施例に係る共振
子を用いてもよく、同様にチップ型の共振部品を容易に
構成することができる。
【００９４】第７の実施例 図１６に示した上記チップ型圧電共振部品６０では、圧
電共振子１１が、スペーサ板５１，５２と絶縁性接着剤
を用いて接合されている（図１５参照）。従って、図１
５の矢印Ａで示す接合部分において、接着不良が生じて
いる場合には、密閉性が損なわれる。すなわち、圧電共
振子１１の共振部１２が構成されている部分の密封性が
損なわれる。密封性が損なわれた場合、チップ型圧電共
振部品における耐湿性などの特性が低下する。
【００９５】次に、上記のような耐湿性の問題を克服し
得る第７の実施例を、図１８〜図２１を参照して説明す
る。図１８は、本発明の第７の実施例に係るチップ型圧
電共振部品を説明するための分解斜視図であり、図１５
に相当する図である。図１８に示すチップ型圧電共振部
品では、図１５に示されていた圧電共振子１１及びスペ
ーサ５１，５２に代えて、外形が矩形板状の圧電共振子
１１１が用いられている。その他の構造、すなわち空洞
形成部材５４，５５及び保護基板５６，５７について
は、図１５に示した実施例と同様であるため、同一の参
照番号を付することにより、前述した説明を援用するこ
とにより省略する。
【００９６】圧電共振子１１１は、図１９に斜視図で示
す圧電セラミック板１１２を用いて構成されている。す
なわち、１枚の矩形の圧電セラミック板を、例えばレー
ザによるエッチングや機械加工により図１９に示す形状
に加工し、それによって圧電セラミック板１１２を得
る。圧電セラミック板１１２では、開口１１３ａを有す
る矩形枠状の支持部１１３と、共振部を構成する圧電セ
ラミック板部分１１４が一体化されている。そして、上
記圧電セラミック板１１２に、圧電共振子１１と同様に
電極を形成することにより、図２０に示す上記圧電共振
子１１１が得られる。もちろん、予め電極が形成された
基板を加工して、図２０に示す圧電共振子１１１が得ら
れる場合もある。
【００９７】言い換えれば、圧電共振子１１１は、図１
５に示した圧電共振子１１と、スペーサ板５１，５２と
を一体化した構造に相当する。従って、圧電共振子１１
１における共振部及び電極等については、圧電共振子１
１と同一の参照番号を付することによりその説明は省略
する。
【００９８】図１８に示した圧電共振子１１１は、上記
１枚の圧電セラミック板１１２を用いて構成されてい
る。従って、図１５で示した実施例では、矢印Ａで示し
た接合部分により耐湿性が劣化するおそれがあったのに
対し、本実施例のチップ型圧電共振部品では、共振部の
側方に上記のような接合部が存在しないため、耐湿性が
効果的に高められる。
【００９９】図２１は、図１８に示した圧電共振子１１
１、空洞形成部材５４，５５及び保護基板５６，５７を
積層した得られたチップ型圧電共振部品の斜視図であ
る。チップ型圧電共振部品１２０では、上記各部材を貼
り合わせることにより得られた積層体１２１の一対の端
面を覆うように外部電極１２２，１２３が形成されてい
る。従って、他のチップ型電子部品と同様にプリント回
路基板などに面実装することができる。
【０１００】図２２は、前述した圧電共振子１１１の変
形例を示す。ここでは、圧電共振子１３１は、矩形枠状
の支持部材１３２と、該矩形枠状の支持部材１３２と一
体に構成された圧電共振子部分１３３とを有する。圧電
共振子部分１３３は、前述した図１３に示した圧電共振
子３１と同様に構成されている。従って、共振部等の構
成については、圧電共振子３１と同一であるため、同一
の参照番号を付することにより、その説明は省略する。
【０１０１】圧電共振子１３１においても、矩形枠状の
支持部１３２と圧電共振子部分１３３とが一体化されて
いるため、図１８及び図２０に示した圧電共振子１１１
と同様に、チップ型圧電共振部品を構成した場合、該チ
ップ型圧電共振部品の耐湿性を効果的に高め得る。
【０１０２】第８の実施例 前述してきた実施例では、圧電共振子に、上記特定の幅
モードを利用した共振部が１個形成されている。しかし
ながら、本発明は、幅モードを利用した共振部が複数形
成されている圧電フィルタにも適用し得る。このような
例を、本発明の第８の実施例として、図２３を参照して
説明する。図２３（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、上記
のような圧電フィルタの平面図及び圧電セラミック板を
透かして下方の電極形状を示した模式的平面図である。
【０１０３】圧電共振子１４１は、２重モード圧電フィ
ルタを構成するためのものであり、上記特定の幅モード
を利用した第１，第２の圧電共振部１４２，１４３を有
する。圧電共振部１４２，１４３は、厚み方向に一様に
分極処理された矩形の圧電セラミック板部分の一方主面
に共振電極を構成するための電極１４２ａ，１４３ａを
形成し、下面にアース電極として機能する電極１４２
ｂ，１４３ｂを形成した構造を有する。
【０１０４】第１，第２の圧電共振部１４２，１４３
は、それぞれ、上記特定の幅モードで励振されるが、そ
の振動のノード部同士が連結材１４４により連結されて
いる。また、下面においては、電極１４２ｂと１４３ｂ
とが、連結部材の下面に形成された接続導電部により相
互に電気的に接続されて、共通共振電極とされている。
従って、電極１４２ａまたは１４３ａを入力電極もしく
は出力電極とし、下面の電極１４２ｂ，１４３ｂをアー
ス電極として用いることにより、対称モード及び非対称
モードを利用した２重モード圧電フィルタが構成され
る。
【０１０５】本実施例は、上記２個の圧電共振部１４
２，１４３を用いたことに特徴を有し、その他の点につ
いては、圧電共振子１１とほぼ同様に構成されている。
すなわち、第１，第２の圧電共振部１４２，１４３の外
側の長辺側の側面略中央は、それぞれ、支持部材を介し
て矩形枠状の支持部１４７に連結されている。従って、
矩形枠状の支持部１４７の開口１４７ａ内に、第１，第
２の圧電共振部１４２，１４３が配置されている。
【０１０６】また、これら開口１４７ａ内に配置された
第１，第２の圧電共振部１４２，１４３等は、支持部１
４７と一体に構成されている。すなわち、一枚の圧電セ
ラミック板を機械加工することにより、あるいはエッチ
ングすることにより図示のような平面形状を有する一体
の部材が得られている。
【０１０７】第９の実施例 図２４は、本発明の第９の実施例の圧電共振子を示す斜
視図である。本実施例の圧電共振子２０１は、図１０に
示した圧電共振子１１と同様に、圧電横効果を利用した
ものである。もっとも、圧電共振子２０１では、断面形
状が矩形の圧電セラミック板２０２を用いて構成された
圧電共振部２０３の構造が、圧電共振子１１とは異なら
されている。すなわち、圧電セラミック板２０２は、主
面と平行な方向矢印Ｐ（図２４参照）に分極処理されて
いる。そして、圧電セラミック板２０２の上面におい
て、短辺側の両端縁２０２ａ，２０２ｂに沿うように共
振電極２０４，２０５が形成された構造を有する。その
他の構造については、圧電共振子１１とほぼ同様である
ため、圧電共振子１１の説明を援用することにより省略
する。
【０１０８】上記のように、共振電極２０４と共振電極
２０５とを結ぶ方向、すなわち電圧印加方向が変位と直
交する方向とされているため、共振電極２０４，２０５
間に交流電圧を印加することにより圧電横効果を利用し
た共振子が提供される。本実施例においても、圧電セラ
ミック板２０２は、前述した実施例と同様に、長辺と短
辺との比ｂ／ａが図１０に示す実施例と同じような関係
に選ばれている。よって、図１０に示した実施例と同様
に、上記特定の幅モードを利用した圧電共振子が提供さ
れ、保持部２０６，２０７を用いて機械的に保持するこ
とができる。
【０１０９】第１０の実施例 図２５は、本発明の第１０の実施例にかかる圧電共振子
を示す斜視図である。本実施例の圧電共振子２１０は、
図１０に示した圧電共振子１１の変形例に相当する。異
なる点は、図１０に示した圧電共振子１１では、圧電セ
ラミック板１３が用いられていたが、圧電共振子２１０
では、圧電セラミック板１３よりも厚みがかなり厚い直
方体状の圧電セラミックス２１３が用いられていること
にある。すなわち、圧電共振部２１２を構成している圧
電セラミックス２１３は、比ｂ／ａが図１０に示した実
施例と同様に選ばれている矩形の断面形状を有し、該矩
形の断面に平行な主面に共振電極１４（他方側の共振電
極は図示されず）が形成されている。このように、本発
明においては、断面が矩形の振動体は、該矩形の長辺ｂ
よりも大きな厚みを有する直方体状の形状を有していて
もよい。
【０１１０】第１１の実施例 図２６は、本発明の第１１の実施例にかかる圧電共振子
をばね端子により保持した構造を示す斜視図である。本
実施例の圧電共振子３０１は、直方体状の圧電セラミッ
クス３０２を用いて構成されている。圧電セラミックス
３０２は、長辺がｂ、短辺がａの矩形の断面を有する直
方体の形状を有する。また、圧電セラミックス３０２
は、図示の矢印Ｐ方向、すなわち上記短辺と平行な方向
に分極処理されている。また、共振電極３０３，３０４
が圧電セラミックス３０２の対向し合っている一対の側
面に形成されている。この一対の側面は、上記長辺側に
位置している側面である。
【０１１１】圧電共振子３０１においては、共振電極３
０３，３０４から交流電圧を印加することにより幅モー
ドで共振され、その場合の振動のノード部は、一対の長
辺側の側面を結ぶ方向の全領域となる。すなわち、共振
電極３０３，３０４の１／２の高さ位置において、圧電
セラミックス３０２を周回する方向に延びる全領域に振
動のノード部が現れる。よって、図２６に示されている
ように、上記ノード部において、ばね端子３０５，３０
６を用いて容易に機械的に保持することができる。
【０１１２】図２６に示した圧電共振子３０１から明ら
かなように、本発明の共振子は、ばね端子により保持す
ることも可能であり、その場合であっても、振動のノー
ド部が本実施例では、圧電セラミックス３０２の１／２
の高さ位置において周回方向に延びるように現れるた
め、共振子３０１とばね端子３０５，３０６との間の応
力集中はさほど大きくなく、従って共振子３０１にクラ
ックが生じるおそれは非常に少ない。
【０１１３】第１２の実施例 図２７は、本発明の第１２の実施例の圧電フィルタを示
す斜視図である。本実施例の圧電フィルタは、単一モー
ド圧電フィルタである。
【０１１４】圧電フィルタ４０１は、矩形板状の圧電セ
ラミック板４０２を用いて構成されている。圧電セラミ
ック板４０２は、上面及び下面と平行な断面が本発明に
おける矩形の断面形状を有する。従って、圧電セラミッ
ク板４０２の上面の長辺の長さｂと、短辺の長さａとの
比ｂ／ａが、上述した式（１）を満たす値を中心として
±１０％の範囲内とされている。
【０１１５】圧電セラミック板４０２の上面において
は、長辺側の側縁に沿うように、第１，第２の共振電極
４０３，４０４が形成されている。また、圧電セラミッ
ク板４０２の下面には全面に共通共振電極４０５が形成
されている。従って、共通共振電極４０５は、第１，第
２の共振電極４０３，４０４と圧電セラミック板４０２
を介して重なり合わされている。
【０１１６】圧電セラミック板４０２は、厚み方向に分
極処理されている。また、第１の共振電極４０３にはリ
ード端子４０６が、第２の共振電極４０４にはリード端
子４０７が、裏面の共通共振電極にはリード端子４０８
が、それぞれ、半田（図示せず）により接合されてい
る。
【０１１７】本実施例の圧電フィルタ４０１では、第１
の共振電極４０３と共通共振電極４０５とが圧電セラミ
ック板４０２を介して重なり合っている部分において第
１の共振部が、第２の共振電極４０４と共通共振電極４
０５とが重なり合っている部分において第２の共振部が
構成されている。従って、共通共振電極４０５をアース
電位に接続し、第１の共振電極４０３を入力電極とし、
第２の共振電極４０４を出力電極とすることにより、単
一モード圧電フィルタとして動作させることができる。
【０１１８】また、本実施例においては、上記圧電フィ
ルタ４０１におけるフィルタ特性を阻害しないために、
上記リード端子４０６〜４０８は、図示のように圧電セ
ラミック板４０２の一対の長辺側の側面略中央を結ぶ領
域、すなわちノード部において共振電極４０３〜４０５
に固定されている。従って、リード端子４０６〜４０８
を半田により接合したとしても、上記圧電フィルタ４０
１のフィルタ特性は影響を受けないことがわかる。
【０１１９】第１３の実施例 図２８は、本発明の第１３の実施例に係る圧電フィルタ
を説明するための斜視図である。
【０１２０】圧電フィルタ装置４１１では、ベース基板
４１２上に圧電フィルタ素子４１３が貼り付けられてい
る。ベース基板４１２は、アルミナなどの絶縁性セラミ
ックスもしくは合成樹脂からなり、矩形板状の形状を有
する。ベース基板４１２の上面には、それぞれ、一対の
長辺を結ぶように端子電極４１４ａ〜４１４ｃが形成さ
れている。
【０１２１】他方、圧電フィルタ素子４１３は、矩形板
状の圧電セラミック板４１３ａと、矩形板状の圧電セラ
ミック板４１３ａの一方主面において分割形成された第
１，第２の共振電極４１３ｂ，４１３ｃと、他方主面上
に全面に形成された共通共振電極４１３ｄとを有する。
また、圧電セラミック板４１３ａは、厚み方向に分極処
理されている。さらに、圧電セラミック板４１３ａは、
両主面と平行な断面が、本発明における矩形の断面形状
を構成している。従って、圧電セラミック板４１３ａ
は、主面の長辺側の側縁の長さがｂ、短辺側の側縁の長
さをａとしたときに、比ｂ／ａが、上述した式（１）を
満たす値を中心として±１０％の範囲内とされている。
【０１２２】よって、圧電フィルタ素子４１３は、図２
７に示した圧電フィルタ４０１と同様に、第１の共振電
極４１３ｂを入力電極、第２の共振電極４１３ｃを出力
電極、共通共振電極４１３ｄをアース電位に接続するこ
とにより、単一モード圧電フィルタとして動作させるこ
とができる。
【０１２３】また、本実施例では、上記圧電フィルタ素
子４１３は、ベース基板４１２上に形成された接続電極
４１４ａ〜４１４ｃに電気的に接続されている。すなわ
ち、第１の共振電極４１３ｂは、金属端子４１５ａによ
り接続電極４１４ａに電気的に接続されている。同様
に、第２の共振電極４１３ｃは、金属端子４１５ｂによ
り、接続電極４１４ｃに電気的に接続されている。ま
た、特に図示はしないが、他方主面側の共通共振電極４
１３ｄは、図示しない金属端子により、接続電極４１４
ｂに電気的に接続されている。
【０１２４】また、上記金属端子４１５ａ，４１５ｂ
は、それぞれ、圧電フィルタ素子４１３の長辺側側面
が、ベース基板４１２の上面と所定の空間Ａを隔てて配
置し得るように構成されている。すなわち、圧電フィル
タ素子４１３の図２８における下方の長辺側側面は、ベ
ース基板４１２の上面とは接触されていない。また、上
記金属端子４１５ａ，４１５ｂ及び共通共振電極４１３
ｄに接続される金属端子は、それぞれ、各共振電極に対
し、圧電フィルタ素子４１３の振動のノード部において
接合されている。すなわち、圧電フィルタ素子４１３の
振動のノード部は、一対の長辺側側面略中央を結ぶ方向
に存在する。従って、この領域において、金属端子４１
５ａ，４１５ｂが、共振電極４１３ｂ，４１３ｃに接合
されている。
【０１２５】よって、本実施例においても、上記振動の
ノード部において金属端子４１５ａ，４１５ｂが接合さ
れているため、フィルタ特性に影響を与えることなく圧
電フィルタ素子４１３をベース基板４１２上に固定する
ことが可能とされている。
【０１２６】また、特に図示はしないが、上記ベース基
板４１２上には、圧電フィルタ素子４１３を封止するよ
うに、例えば図３２に示すように、下方に開口を有する
キャップ４１６が固定される。このようなキャップ４１
６としては、セラミックスもしくは合成樹脂などの適宜
の絶縁性材料よりなるものを用いることができ、ベース
基板４１２の上面に絶縁性接着剤等を用いて接合するこ
とができる。
【０１２７】第１４の実施例 図２９は、本発明の第１４の実施例に係るラダー型フィ
ルタを説明するための分解斜視図であり、図３０は該ラ
ダー型フィルタの外観を示す斜視図である。
【０１２８】本発明は、上述した二重モード圧電フィル
タや単一モード圧電フィルタだけでなく、複数の共振子
を組み合わせてなるラダー型フィルタにも適用し得る。
図２９に示すように、本実施例のラダー型フィルタで
は、共振プレート５０１〜５０４と、ケース基板５０
５，５０６とが貼り合わされる。
【０１２９】共振プレート５０１〜５０４は、それぞ
れ、本発明の上記特定の幅モードを利用した圧電共振子
を内蔵している。すなわち、共振プレート５０１は、矩
形板状の圧電セラミック板５１２と、該圧電セラミック
板５１２の一対の長辺側側面略中央に支持部を介して一
対の保持部５１３，５１４を連結してなる圧電共振子５
１１の側方に、第１，第２のスペーサ板５１５，５１６
を接合して構成されている。
【０１３０】圧電共振子５１１の圧電共振部５１２は、
共振プレート５０１の矩形の開口内に配置されている。
従って、この共振プレート５０１自体は、図１５に示し
た実施例の圧電共振子とほぼ同様に構成されている。も
っとも、圧電セラミック板５１２の上面に形成された共
振電極５１７及び下面に形成された共振電極５１８は、
それぞれ、圧電セラミック板５１２の主面よりも小さな
面積を有するように構成されており、それによって共振
電極５１７，５１８間で取り出される静電容量が相対的
に小さくされている。
【０１３１】また、共振電極５１７は、共振プレート５
０１の外側端縁に至る接続電極５１９に電気的に接続さ
れており、裏面側の共振電極５１８は、共振プレート５
０１の裏面側において外側端縁に至るように形成された
接続電極５２０に引き出されている。
【０１３２】本実施例においても、上記圧電共振部５１
２は、その上面及び下面に平行な断面が本発明の矩形の
断面を構成しており、従って圧電共振部５１２は、上述
した比ｂ／ａが、式（１）を満たす値を中心として±１
０％の範囲内とされている。従って、前述した図１０に
示した圧電共振子と同様に上記特定の幅モードで励振さ
れる。
【０１３３】共振プレート５０４は、上記共振プレート
５０１とほぼ同様に構成されている。もっとも、共振プ
レート５０４においては、上面に形成された共振電極５
１７が、電気的に接続される接続電極５２１が、前述し
た共振プレート５０１の上面に形成された接続電極５１
９とは異なる位置に形成されている。その他の点につい
ては、共振プレート５０１と同様であるため、相当の部
分については、相当の参照番号を付することにより、詳
細な説明は省略する。
【０１３４】他方、中央に配置される共振プレート５０
２は、圧電共振子５３１に、第１，第２のスペーサ板５
３５，５３６を接合した構造を有する。そこまでは、共
振プレート５０１と同様である。共振プレート５０２
が、共振プレート５０１と異なるのは、中央の圧電共振
部５３２において上面に形成される共振電極５３７と、
裏面に形成される共振電極（図示されず）が、共振電極
５１７，５１８に比べて大きいことである。従って、圧
電共振子５３１では、共振電極５３７と、下面の共振電
極とで取り出される静電容量が、相対的に大きくされて
いる。また、共振電極５３７は、共振プレート５０２の
上面において、外側端縁に至るように形成された接続電
極５３９に電気的に接続されているが、この接続電極５
３９は、共振プレート５０１に形成された接続電極５２
０と積層後に重なる位置に設けられている。また、下面
の共振電極（図示されず）は、共振プレート５０２の他
方の長辺側側縁の中央に引き出された接続電極に電気的
に接続されている。
【０１３５】また、共振プレート５０３は、上記共振プ
レート５０２と、接続電極が形成されている部分を除い
ては同様に構成されている。すなわち、上面の共振電極
５３７に電気的に接続されている接続電極５４９が共振
プレート５０３の一方の長辺側側縁中央に至るように形
成されている。また、図示されていない下面側の共振電
極については、共振プレート５０３の他方の長辺側側縁
において、共振プレート５０４上に形成されている接続
電極５２１と重なり合う位置に引き出されている。ま
た、ケース基板５０６の上面には、矩形の凹部５０６ａ
が形成されている。特に図示はしないが、ケース基板５
０５の下面にも凹部が形成されている。
【０１３６】上記凹部５０６ａは、共振プレート５０４
内の圧電共振部の振動を妨げないための空洞を形成する
ために設けられている。従って、上記凹部５０６ａの形
成に代えて、矩形枠状のスペーサを配置して上記空洞を
形成してもよい。
【０１３７】本実施例のラダー型フィルタは、上述した
各共振プレート５０１〜５０４を絶縁性接着剤で接着し
つつ積層し、かつ上下にケース基板５０５，５０６を絶
縁性接着剤で貼り合わせることにより構成される。
【０１３８】図３０に示すように、上記のようにして得
られた積層体５５０の側面に端子電極５５０ａ〜５５０
ｆを形成することにより、チップ型部品として構成され
た２段のラダー型フィルタを提供することができる。ラ
ダー型フィルタ５５２では、上記端子電極５５１ａを入
力電極、５５１ｂを出力電極、５５１ｃをアース電位に
接続し、５５１ｅと５５１ｆとを共通接続することによ
り、ラダー型フィルタとして動作させ得る。
【０１３９】本実施例のラダー型フィルタ５５２では、
並列共振子及び直列共振子の全てが本発明の上記特定の
幅モードを利用した圧電共振子で構成されている。従っ
て、数百ｋＨｚ〜２ＭＨｚ帯で使用するのに適したチッ
プ型の小型のラダー型フィルタを提供することができ
る。しかも、各圧電共振子は、上記共振プレート５０１
〜５０４内に構成されているため、得られたラダー型フ
ィルタ５５２では、耐衝撃性も高められている。
【０１４０】第１５の実施例 図３１は、本発明の第１５の実施例に係るラダー型フィ
ルタを説明するための分解斜視図である。第１４の実施
例のラダー型フィルタでは、直列共振子及び並列共振子
の全てが、共振プレート５０１〜５０４として構成さ
れ、各共振プレートが積層された構造を有していた。こ
れに対して、本実施例のラダー型フィルタでは、圧電共
振子として、圧電共振部のみを有するものが用いられ
る。すなわち、図３１に示すように、ベース基板５７１
上に、圧電共振子５７２〜５７５が積層される。この場
合、圧電共振子５７２，５７５がラダー型フィルタの直
列共振子として、圧電共振子５７３，５７４が並列共振
子として用いられる。
【０１４１】ベース基板５７１上には、複数の接続電極
５７１ａ〜５７１ｇが形成されている。ベース基板５７
１としては、アルミナあるいは合成樹脂などの適宜の材
料からなるものを用いることができる。
【０１４２】ベース基板５７１上に、まず、圧電共振子
５７２が、取り付けられる。圧電共振子５７２は、矩形
板状の圧電セラミック板５８１を用いて構成されてい
る。圧電セラミック波５８１は厚み方向に分極処理され
ており、かつその上面及び下面と平行な断面が本発明の
矩形の断面を構成している。すなわち、上面の長辺の長
さｂと、短辺の長さａとの比が、上述した式（１）を満
たす値を中心として±１０％の範囲内とされている。
【０１４３】圧電セラミック板５８１の上面中央には、
矩形の共振電極５８２が形成されている。特に図示はし
ないが、下面にも共振電極５８２と重なり合う共振電極
が形成されている。共振電極５８２は、圧電セラミック
板５８１の上面の一方の長辺側側縁に至るように形成さ
れた接続電極５８３に電気的に接続されている。この接
続電極５８３の中央に、金属端子５８４が接合されてい
る。金属端子５８４は、図示されている金属端子５８５
と同様の形状を有する。他方、下面に形成された共振電
極は、下面において圧電セラミック板５８１の長辺側側
縁に沿うように形成された接続電極（図示されず）に電
気的に接続されており、該接続電極の中央に金属端子５
８５が接合されている。
【０１４４】金属端子５８４，５８５は、圧電共振子５
７２を、その下面がベース基板５７１の上面と接触しな
いように、ある長さ方向寸法を有する。すなわち、金属
端子５８５を例にとると、金属端子５８５は、圧電セラ
ミック板５８１の長辺側の側面に平行に延びる部分と、
該部分の下端においてベース基板５７１の上面に当接さ
れる部分とを有する。この場合、圧電セラミック板５８
１の長辺側側面に沿うように延びる部分の長さが、圧電
セラミック板５８１の下面より下方に至るように構成さ
れている。従って、金属端子５８５の下端のベース基板
５７１と平行な部分をベース基板５７１上に半田により
接合した場合、圧電共振子５８１の下面はベース基板５
７１から所定の空間を隔てて配置されることになる。よ
って、上記金属端子５８４，５８５による接合によっ
て、圧電共振子５７２の振動は妨げられない。しかも、
金属端子５８４，５８５は、圧電共振子５７２の長辺側
側面の略中央において圧電共振子５７２に接合されてい
る。よって、上記特定の幅モードの振動で圧電共振子５
７２を励振したとしても、上記金属端子５８４，５８５
による固定構造によって共振特性が影響を受けることは
ほとんどない。
【０１４５】同様に、圧電共振子５７３においては、矩
形板状の圧電セラミック板５９１が用いられており、該
圧電セラミック板５９１は厚み方向に分極処理されてい
る。また、圧電セラミック板５９１の上面には、共振電
極５９２が形成されている。共振電極５９２は、一方の
長辺側側縁には至らないように形成されており、他方の
長辺側側縁から側面を経て下面に至るように形成されて
いる。この共振電極５９２に、電気的に接続されるよう
に、金属端子５９３が接合されている。金属端子５９３
は、中央上方に圧電セラミック板５９１の長辺側の側面
の中央に当接される接合部５９３ａを有する。
【０１４６】他方、圧電セラミック板５９１の下面に
も、他方の長辺側側縁には至らないように、但し一方の
長辺側側縁から側面を経て上面に至るように他方の共振
電極が形成されている。この他方の共振電極は、金属端
子５９３が接合されている長辺側側面とは反対側の側面
において裏面側の共振電極に電気的に接続されている。
【０１４７】圧電共振子５７３においても、両面の共振
電極から電圧を印加した場合、本発明の上記特定の幅モ
ードで励振される。振動のノード部は、圧電セラミック
板５９２の長辺側の側面中央を結ぶ領域に存在する。と
ころが、金属端子５９３，５９２が該振動のノード部に
おいて共振電極５９２及び下面の共振電極に電気的に接
続されている。従って、金属端子５９３，５９４による
接合によって、圧電共振子５７３の共振特性は影響をほ
とんど受けない。
【０１４８】また、金属端子５９３，５９４は、それぞ
れ、下方に配置されている圧電共振子５７２及び金属端
子５８４，５８５に接触しないような形状とされてお
り、かつその下端のベース基板５７１と平行な部分にお
いて、ベース基板５７１上の接続電極に電気的に接続さ
れる。
【０１４９】圧電共振子５７４は、上記圧電共振子５７
３と同様に構成されている。もっとも、金属端子５９
５，５９６のベース基板５７１に接合される部分の位置
が、下方の金属端子５９３，５９４と接触しないよう
に、長辺側の側面の両端に近い位置とされている。その
他の点は、共振プレート５７３と同様であるため、同一
部分については、説明を省略する。
【０１５０】さらに、最上部に配置される圧電共振子５
７５は、圧電共振子５７２と同様に構成されている。も
っとも、金属端子５９６，５９７は、下方の他の金属端
子に接触しないように、圧電セラミック板５８１の長辺
側側面の両端に位置されている。
【０１５１】本実施例では、上記各圧電共振子５７２〜
５７５をベース基板５７１上に金属端子５８４〜５９６
を用いて接合することにより、第１４の実施例のラダー
型フィルタと同様に、２段のラダー型フィルタを構成す
ることができる。また、ベース基板５７１上に、例えば
図３２に示したキャップと同様のキャップを接合し、該
キャップ内に圧電共振子５７２〜５７５を封止すること
により、密閉性に優れたラダー型フィルタとすることが
できる。
【０１５２】本実施例においても、各圧電共振子５７２
〜５７５が、一対の長辺側の側面の略中央を用いて金属
端子に接合されて支持されているため、各圧電共振子５
７２〜５７５は、所望通りの共振特性を発揮し得る。加
えて、圧電共振子５７２〜５７５は、上記金属端子によ
りベース基板５７１上の接続電極に電気的に接続されて
いるだけであり、第１４の実施例の場合のような支持部
材及び保持部を必要としない。従って、より小型のラダ
ー型フィルタを提供することが可能である。
【０１５３】前述した各実施例では、振動体の材料とし
て圧電セラミックスを用いたが、圧電性を示す材料であ
れば任意の材料を使用することができる。例えば、水
晶、ＬｉＴａＯ3 もしくはＬｉＮｂＯ3 などからなる圧
電単結晶や圧電性を示す高分子材料を用いてもよい。ま
た、それ自身が圧電性を示さない半導体や金属板の上
に、圧電材料を形成して、上記圧電体と同様に機能させ
てもよく、その場合、ポアソン比σは、共振部全体とし
て考慮する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る圧電共振子を示す
斜視図。
【図２】本発明における幅モードを説明するための略図
的平面図。
【図３】従来の幅モードを説明するための略図的平面
図。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、本発明における幅モード
の有限要素法により解析された変位分布を示す図及び
（ａ）における座標を説明するための図。
【図５】図４に示す変位分布における変位ベクトルの分
布を示す図。
【図６】図４に示す変位分布におけるｙ軸方向に沿う位
置と、変位量との関係を示す図。
【図７】ポアソン比と幅拡がりモードを励振させる寸法
比ｂ／ａとの関係を示す図。
【図８】比ｂ／ａと図４に示した変位分布における相対
変位量との関係を示す図。
【図９】ポアソン比と比ｂ／ａとの関係を示す図。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第２の実施例
に係る幅モードを利用した圧電共振子を示す平面図およ
び正面図。
【図１１】図１０に示した圧電共振子の変位分布を示す
図。
【図１２】本発明の第３の実施例に係る幅モードを利用
した圧電共振子を示す斜視図。
【図１３】本発明の第４の実施例に係る幅モードを利用
した圧電共振子を示す平面図。
【図１４】本発明の第５の実施例に係る幅モードを利用
した圧電共振子を示し、動吸振部を有する圧電共振子を
示す平面図。
【図１５】本発明の第６の実施例に係るチップ型共振部
品の分解斜視図。
【図１６】チップ型共振部品を示す斜視図。
【図１７】（ａ）及び（ｂ）は、式（１）におけるｎ＝
２の場合の共振部の変位分布及び該共振部を用いて構成
された共振子の変位分布を示す各図。
【図１８】本発明の第７の実施例に係るチップ型圧電共
振部品を説明するための分解斜視図。
【図１９】図１８で用いられている圧電共振子において
採用されている圧電セラミック板を示す斜視図。
【図２０】圧電共振子を示す斜視図。
【図２１】図１８に示したチップ型圧電共振部品の外観
を示す斜視図。
【図２２】矩形枠状の支持部材と一体化された圧電共振
子の変形例を説明するための斜視図。
【図２３】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第８の実施例
に係る圧電共振子としての圧電フィルタを示す平面図及
び圧電セラミック板を透かして下方の電極形状を示した
模式的平面図。
【図２４】本発明の第９の実施例の圧電共振子を示す斜
視図。
【図２５】本発明の第１０の実施例にかかる圧電共振子
を示す斜視図。
【図２６】本発明の第１１の実施例を示し、圧電共振子
をばね端子により保持した構造を示す斜視図。
【図２７】本発明の第１２の実施例に係る圧電共振子を
説明するための斜視図。
【図２８】本発明の第１３の実施例に係る圧電共振部品
を説明するための斜視図。
【図２９】本発明の第１４の実施例に係るラダー型フィ
ルタを説明するための分解斜視図。
【図３０】ラダー型フィルタの外観を示す斜視図。
【図３１】本発明の第１５の実施例に係るラダー型フィ
ルタを説明するための分解斜視図。
【図３２】キャップを示す斜視図。
【符号の説明】
１…圧電共振子 ２…圧電板 ３，４…共振電極 ６，７…支持部材 ８，９…保持部 １１…圧電共振子 １２…圧電共振部 １３…圧電セラミック板 １４，１５…共振電極 １６，１７…支持部材 １８，１９…保持部 ２０，２１…引き出し電極 ２２，２３…支持部材としての金属端子 ３１…圧電共振子 ３２…圧電共振部 ３２ａ…圧電板 ３２ｂ，３２ｃ…共振電極 ３６，３７…支持部材 ３８，３９…保持部 ４０，４１…引き出し電極 ４２，４３…動吸振部 ４４，４５…連結部材 ５１，５２…スペーサ板 ５３…共振プレート ５４，５５…空洞形成部材 ５６，５７…ケース基板 ６０…チップ型圧電共振部品 ６１…積層体 ６２，６３…外部電極 １１１…圧電共振子 １１２…圧電セラミック板 １１３…支持部 １１４…圧電セラミック板部分 １２０…チップ型圧電共振部品 １２２，１２３…外部電極 １３１…圧電共振子 １３２…支持部材 １３３…圧電共振子部分 １４１…圧電共振子 １４２，１４３…第１，第２の圧電共振部 １４２ａ，１４３ａ…共振電極 １４２ｂ，１４３ｂ…アース電極（共通共振電極） １４７…支持部 ２０１…圧電共振子 ２０２…圧電セラミック板 ２０４，２０５…共振電極 ２１０…圧電共振子 ２１２…圧電共振部 ２１３…圧電セラミックス ３０１…圧電共振子 ３０２…圧電セラミックス ３０３，３０４…共振電極 ３０５，３０６…ばね端子 ４０１…圧電フィルタ ４０２…圧電セラミック板 ４０３，４０４…第１，第２の共振電極 ４０５…共通共振電極 ４０６〜４０８…リード端子 ４１１…圧電フィルタ装置 ４１２…ベース基板 ４１３…圧電フィルタ素子 ４１４ａ〜４１４ｃ…接続電極 ４１５ａ，４１５ｂ…金属端子 ５０１〜５０４…共振プレート ５０５，５０６…ケース基板 ５１２…圧電セラミック板 ５１３，５１４…保持部 ５１５，５１６…スペーサ板 ５１７，５１８…共振電極 ５３１…圧電共振子 ５３５，５３６…第１，第２のスペーサ板 ５３７…共振電極 ５５０…積層体 ５５０ａ〜５５０ｆ…接続電極 ５５２…ラダー型フィルタ ５７１…ベース基板 ５７２〜５７５…圧電共振子 ５８１…圧電セラミック板 ５８２…共振電極 ５８４…金属端子 ５８５…金属端子 ５９１…圧電セラミック板 ５９２…共振電極 ５９３…金属端子 ５９４…金属端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−7361（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−145369（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−236512（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−34721（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭53−14436（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H03H 9/00 - 9/215 H03H 9/54 - 9/60

Claims (14)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 直方体状の圧電体と、圧電体の外表面に
    形成された複数の共振電極とを備え、前記圧電体の分極
    方向両側の一対の矩形の面の短辺の長さをａ、長辺の長
    さをｂとし、前記圧電体を構成している材料のポアソン
    比をσとしたときに、前記長辺と短辺との長さの比ｂ／
    ａが、 【数１】 を中心として±１０％の範囲内とされており、前記複数
    の共振電極間に交流電圧が印加されたときに前記短辺方
    向を幅方向とする幅モードが励振される共振部を有す
    る、幅モードを利用した共振子。
  2. 【請求項２】 直方体状の圧電体と、圧電体の外表面に
    形成された複数の共振電極とを備え、前記圧電体の分極
    方向と平行に延び、前記共振電極が形成された面を含
    む、互いに対向し合う一対の矩形面の短辺の長さをａ、
    長辺の長さをｂとし、前記圧電体を構成している材料の
    ポアソン比をσとしたときに、前記長辺と短辺との長さ
    の比ｂ／ａが、 【数２】 を中心として±１０％の範囲内とされており、前記複数
    の共振電極間に交流電圧が印加されたときに前記短辺方
    向を幅方向とする幅モードが励振される共振部を有す
    る、幅モードを利用した共振子。
  3. 【請求項３】 前記共振部の少なくとも一方の前記長辺
    側の側面略中央に連結された支持部材をさらに備える、
    請求項１または２に記載の幅モードを利用した共振子。
  4. 【請求項４】 請求項３に記載の幅モードを利用した共
    振子と、 前記共振子を挟持するように、該共振子の上下に貼り合
    わされたケース基板と、 前記共振子の振動する部分の振動を妨げないための空間
    を確保するために前記ケース基板にまたはケース基板と
    共振子との間に設けられた空洞形成手段とを備える、幅
    モードを利用したチップ型圧電共振部品。
  5. 【請求項５】 前記共振子の支持部材に固定されてお
    り、かつ前記共振子とともに中央に開口を有する枠状の
    共振プレートを構成している第１，第２のスペーサ板を
    さらに備え、 前記共振プレートの上下に前記ケース基板が貼り合わさ
    れている、請求項４に記載の幅モードを利用したチップ
    型圧電共振部品。
  6. 【請求項６】 上面及び下面を有し、厚み方向に分極軸
    が揃っている直方体状の圧電体と、該圧電体の上面及び
    下面に形成された一対の共振電極とを備え、圧電体の上
    面及び下面の短辺の長さをａ、長辺の長さをｂとし、圧
    電体を構成している材料のポアソン比をσとしたとき
    に、前記長辺と短辺との長さの比ｂ／ａが、 【数３】 を中心として±１０％の範囲内とされている共振部と、
    前記圧電体の一方の長辺側の側面略中央に連結された支
    持部材とを有する第１，第２の圧電共振部を備え、 第 １，第２の圧電共振部の圧電体の前記支持部材が連結
    された側とは反対側の長辺側の側面略中央同士が連結部
    材により連結されており、 前記第１，第２の圧電共振部の下面の共振電極が互いに
    電気的に接続されて共通共振電極とされており、第１，
    第２の圧電共振部が同相で駆動される対称モードと、逆
    相で駆動される非対称モードとが結合される、上記短辺
    方向を幅方向と する幅モードを利用した、二重モード圧
    電フィルタ。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載の二重モード圧電フィル
    タと、前記支持部材に固定されており、かつ前記二重モ
    ードフィルタとともに中央に開口を有する枠状の共振プ
    レートを構成している第１，第２のスペーサ板とを備
    え、 前記共振プレートの上下に前記ケース基板が貼り合わさ
    れている、幅モードを利用したチップ型二重モード圧電
    フィルタ装置。
  8. 【請求項８】 上面及び下面を有し、厚み方向に分極処
    理されている直方体状の圧電体と、該圧電体の外表面に
    形成された複数の共振電極とを備え、前記圧電体の上面
    及び下面の短辺の長さをａ、長辺の長さをｂとし、前記
    圧電体を構成している材料のポアソン比をσとしたとき
    に、前記長辺と短辺との長さの比ｂ／ａが、 【数４】 を中心として±１０％の範囲内とされており、前記複数
    の共振電極間に交流電圧が印加されたときに前記短辺方
    向を幅方向とする幅モードが励振される共振部を有し、 前記共振電極が、圧電体の上面において、前記長辺側の
    側縁に沿うように形成された第１，第２の共振電極と、
    圧電体の下面において第１，第２の共振電極と圧電体を
    介して重なり合うように形成されている共通共振電極と
    を有する、幅モードを利用した単一モード圧電フィル
    タ。
  9. 【請求項９】 外部との接続のための複数の接続電極が
    上面に形成されたベース基板と、 前記ベース基板上に長辺側の一方の側面が下方を向くよ
    うに配置された請求項８に記載の単一モード圧電フィル
    タと、 前記圧電フィルタの第１，第２の共振電極及び共通共振
    電極を、前記複数の接続電極にそれぞれ電気的に接続
    し、かつ前記共振子をベース基板上に固定するための複
    数の金属端子と、 前記ベース基板上に取り付けられた共振子を囲繞するよ
    うにベース基板に固定されたキャップ材とを備える、チ
    ップ型単一モード圧電フィルタ装置。
  10. 【請求項１０】 並列腕を構成する少なくとも１つの並
    列共振子と、直列腕を構成する少なくとも１つの直列共
    振子とを備えるラダー型フィルタにおいて、 前記直列共振子及び並列共振子の少なくとも１つが、請
    求項１または２に記載の圧電共振子で構成されているこ
    とを特徴とする、ラダー型フィルタ。
  11. 【請求項１１】 外部との接続のための複数の接続電極
    が上面に形成されたベース基板と、複数の金属端子とを
    さらに備え、 前記ベース基板上において、直列共振子及び並列共振子
    を構成している複数の圧電共振子が積層されており、 前記複数の金属端子により、各圧電共振子の共振電極
    と、ベース基板上の複数の接続電極とがラダー型フィル
    タを構成するように電気的に接続されており、 前 記複数の圧電共振子を囲繞するように、前記ベース基
    板に固定された金属キャップをさらに備える、請求項１
    ０に記載のラダー型フィルタ。
  12. 【請求項１２】 前記金属端子が、圧電共振子の前記長
    辺側の側面略中央を結ぶ領域において圧電共振子に接合
    されている、請求項１１に記載のラダー型フィルタ。
  13. 【請求項１３】 並列腕を構成する少なくとも１つの圧
    電共振子と、直列腕を構成する少なくとも１つの直列共
    振子とを備えるラダー型フィルタにおいて、 前記直列共振子及び並列共振子の少なくとも１つが、請
    求項３に記載の圧電共振子で構成されていることを特徴
    とする、ラダー型フィルタ。
  14. 【請求項１４】 前記直列共振子及び並列共振子を構成
    している各圧電共振子の支持部材に固定されており、か
    つ圧電共振子とともに中央に開口を有する枠状の共振プ
    レートを構成している第１，第２のスペーサ板を備え、 各圧電共振子が組み込まれている各共振プレートが厚み
    方向に積層されており、 前記複数の共振プレートが積層されている構造の上下に
    圧電共振子の振動する部分の振動を妨げないための空間
    を確保するように貼り合わされたケース基板と、 前記共振子の振動する部分の振動を妨げないための空間
    を確保するためにケース基板に、またはケース基板と共
    振プレートとの間に設けられた空洞形成手段とをさらに
    備える、請求項１３に記載のラダー型フィルタ。
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