JP3167703B2 - 複合縦振動メカニカルフィルタ - Google Patents
複合縦振動メカニカルフィルタInfo
- Publication number
- JP3167703B2 JP3167703B2 JP26980789A JP26980789A JP3167703B2 JP 3167703 B2 JP3167703 B2 JP 3167703B2 JP 26980789 A JP26980789 A JP 26980789A JP 26980789 A JP26980789 A JP 26980789A JP 3167703 B2 JP3167703 B2 JP 3167703B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- longitudinal vibration
- input
- output
- length
- vibrating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【０００１】
本発明は縦振動体（以下、必要に応じて縦振動音片と
いう）、圧電部材、結合部材、支持部材等を備え、複合
縦振動の伝達により、所望の特性が形成される際の縦振
動音片の長さの不均一による周波数の変動および通過帯
域特性の劣化が好適に低減される複合縦振動メカニカル
フィルタに関する。
いう）、圧電部材、結合部材、支持部材等を備え、複合
縦振動の伝達により、所望の特性が形成される際の縦振
動音片の長さの不均一による周波数の変動および通過帯
域特性の劣化が好適に低減される複合縦振動メカニカル
フィルタに関する。
【０００２】
近時、LCフィルタ、水晶フィルタの特性上の中間的な
存在としてメカニカルフィルタが通信機器等に多用され
ている。斯かるメカニカルフィルアはＱ特性並びに選択
特性、温度特性が良好であり、且つ小型化が可能であ
る。
存在としてメカニカルフィルタが通信機器等に多用され
ている。斯かるメカニカルフィルアはＱ特性並びに選択
特性、温度特性が良好であり、且つ小型化が可能であ
る。
【０００３】 この種の複合縦振動メカニカルフィルタの一例を第３
図に示す。この例では同一面上に配置され、且つ金属材
料等からなる入力側縦振動音片２と出力側縦振動音片４
とを有している。当該入力側および出力側縦振動音片２
および４には恒弾性の結合部材６、８が連接されるとと
もに外側中央部には支持部材10、12が突設されるべく、
フォトリソグラフィ技術に係る金属平板のエッチング加
工処理により一体的に形成されている。さらに、入力側
縦振動音片２には一対の入力側圧電セラミックス14a、1
4bが半田付け等により重合固着され、同様に出力側縦振
動音片４に出力側圧電セラミックス16a、16bが固着され
ている。次いで、支持部材10、12の端部は保持部材24の
直立片24a、24bの上部中央にレーザ溶接等により固着さ
れている。
図に示す。この例では同一面上に配置され、且つ金属材
料等からなる入力側縦振動音片２と出力側縦振動音片４
とを有している。当該入力側および出力側縦振動音片２
および４には恒弾性の結合部材６、８が連接されるとと
もに外側中央部には支持部材10、12が突設されるべく、
フォトリソグラフィ技術に係る金属平板のエッチング加
工処理により一体的に形成されている。さらに、入力側
縦振動音片２には一対の入力側圧電セラミックス14a、1
4bが半田付け等により重合固着され、同様に出力側縦振
動音片４に出力側圧電セラミックス16a、16bが固着され
ている。次いで、支持部材10、12の端部は保持部材24の
直立片24a、24bの上部中央にレーザ溶接等により固着さ
れている。
【０００４】 さらに、入力側圧電セラミックス14a、14bおよび直立
片24a間には入力信号が供給される給電線18と接地線18e
とが接続され、同様にして出力信号を導出する導出線20
と接地線20eとが出力側圧電セラミックス16a、16bおよ
び直立片24bに接続されている。
片24a間には入力信号が供給される給電線18と接地線18e
とが接続され、同様にして出力信号を導出する導出線20
と接地線20eとが出力側圧電セラミックス16a、16bおよ
び直立片24bに接続されている。
【０００５】 このような構成においては、結合部材６、８によって
連接された入力側および出力側縦振動音片２および４と
が略空中に配置され、その縦振動等の動作に支障のない
よう形成されている。そして、当該複合縦振動メカニカ
ルフィルタは図示しない筐体等に収納された後、通信機
器等の中間周波増幅部等に装着されて用いられる。
連接された入力側および出力側縦振動音片２および４と
が略空中に配置され、その縦振動等の動作に支障のない
よう形成されている。そして、当該複合縦振動メカニカ
ルフィルタは図示しない筐体等に収納された後、通信機
器等の中間周波増幅部等に装着されて用いられる。
【０００６】 上記のように構成される複合縦振動メカニカルフィル
タにおいて、給電線18および接地線18e間に信号源Oscか
ら抵抗Ｒを経た高周波信号S1が入力側圧電セラミックス
14a、14bに取着された図示しない電極に加えられる。そ
して、電気的にアースされた入力側縦振動音片２との間
に高周波信号に相応した電界を生起する。この電界によ
り入力側圧電セラミックス14a、14bは、図中、Vmおよび
Vnに示す方向に電歪を生じ、入力側縦振動音片２の長さ
L1の縦波を半波長とする周波数F1で共振する。入力側縦
振動音片２における縦波の平均伝搬速度をＶとすると、
前記周波数F1は次式にて与えられる。
タにおいて、給電線18および接地線18e間に信号源Oscか
ら抵抗Ｒを経た高周波信号S1が入力側圧電セラミックス
14a、14bに取着された図示しない電極に加えられる。そ
して、電気的にアースされた入力側縦振動音片２との間
に高周波信号に相応した電界を生起する。この電界によ
り入力側圧電セラミックス14a、14bは、図中、Vmおよび
Vnに示す方向に電歪を生じ、入力側縦振動音片２の長さ
L1の縦波を半波長とする周波数F1で共振する。入力側縦
振動音片２における縦波の平均伝搬速度をＶとすると、
前記周波数F1は次式にて与えられる。
【０００７】 F1＝V/（2L1） …（１） この周波数F1における縦振動は結合部材６、８におい
て出力側縦振動音片４に機械的に結合し、出力側縦振動
音片４は長さL2による周波数F2の縦振動で共振する。こ
の周波数F2は（１）式と同様に出力側縦振動音片４の縦
波の平均伝搬速度をＶとするならば、 F2＝V/（2L2） …（２） となる。この出力側縦振動音片４の縦振動による出力側
圧電セラミックス16a,16bに生じた電圧が導出線20と接
地線20e間に所定の急峻な周波数特性に形成された高周
波信号S2として導出される。
て出力側縦振動音片４に機械的に結合し、出力側縦振動
音片４は長さL2による周波数F2の縦振動で共振する。こ
の周波数F2は（１）式と同様に出力側縦振動音片４の縦
波の平均伝搬速度をＶとするならば、 F2＝V/（2L2） …（２） となる。この出力側縦振動音片４の縦振動による出力側
圧電セラミックス16a,16bに生じた電圧が導出線20と接
地線20e間に所定の急峻な周波数特性に形成された高周
波信号S2として導出される。
【０００８】
然しながら、前記の従来の技術に係る複合振動メカニ
カルフィルタにおいては、中心周波数の精度および通過
帯域特性が重要視され、入力側および出力側縦振動音片
２および４の夫々の周波数F1およびF2の中心周波数の一
致が希求される。この場合、入力側および出力側縦振動
音片２および４はエッチング加工処理等により同時に大
量に作製されるため個々に十分な寸法精度を得ることが
困難となり、中心周波数の変動（ばらつき）、および通
過帯域特性の劣化を生起する等々の欠点を有している。
カルフィルタにおいては、中心周波数の精度および通過
帯域特性が重要視され、入力側および出力側縦振動音片
２および４の夫々の周波数F1およびF2の中心周波数の一
致が希求される。この場合、入力側および出力側縦振動
音片２および４はエッチング加工処理等により同時に大
量に作製されるため個々に十分な寸法精度を得ることが
困難となり、中心周波数の変動（ばらつき）、および通
過帯域特性の劣化を生起する等々の欠点を有している。
【０００９】 本発明は前記の課題に鑑みてなされたものであって、
その目的とするところは、中心周波数が高精度に決定さ
れるとともに、通過帯域特性を向上すべく、振動体に、
貫通孔および／または非貫通孔が形成される複合振動メ
カニカルフィルタを提供することにある。
その目的とするところは、中心周波数が高精度に決定さ
れるとともに、通過帯域特性を向上すべく、振動体に、
貫通孔および／または非貫通孔が形成される複合振動メ
カニカルフィルタを提供することにある。
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明に係る複合縦振動
メカニカルフィルタにおいては、 圧電部材が重合された入力側および出力側を含む複数
の振動体と、前記振動体間を結合する結合部材と、入力
側および出力側振動体に突設される支持部材と、前記支
持部材の端部が固着される保持部材とを備え、供給され
た高周波信号を所定の周波数帯域に形成して導出する複
合縦振動メカニカルフィルタにおいて、 前記入力側および出力側を含む複数の振動体の長さ方
向の中央部に、縦振動共振波長に比較して小なる開口面
を有した中心周波数変動防止用の複数の貫通孔および／
または複数の非貫通孔が形成され、 前記振動体の長さをＬ、前記振動体の幅をＷ、前記中
央部の長さをLM、前記貫通孔および／または非貫通孔の
幅をＭ、前記長さLMの中央部における前記貫通孔の分布
率（貫通孔の面積総和／振動体中央部面積）をγとする
とき、 前記中央部の長さLMを、略Ｌ−（W/γ）として選ぶ ことを特徴とする。
メカニカルフィルタにおいては、 圧電部材が重合された入力側および出力側を含む複数
の振動体と、前記振動体間を結合する結合部材と、入力
側および出力側振動体に突設される支持部材と、前記支
持部材の端部が固着される保持部材とを備え、供給され
た高周波信号を所定の周波数帯域に形成して導出する複
合縦振動メカニカルフィルタにおいて、 前記入力側および出力側を含む複数の振動体の長さ方
向の中央部に、縦振動共振波長に比較して小なる開口面
を有した中心周波数変動防止用の複数の貫通孔および／
または複数の非貫通孔が形成され、 前記振動体の長さをＬ、前記振動体の幅をＷ、前記中
央部の長さをLM、前記貫通孔および／または非貫通孔の
幅をＭ、前記長さLMの中央部における前記貫通孔の分布
率（貫通孔の面積総和／振動体中央部面積）をγとする
とき、 前記中央部の長さLMを、略Ｌ−（W/γ）として選ぶ ことを特徴とする。
【００１１】
上記のように構成される本発明に係る複合縦振動メカ
ニカルフィルタにおいて、入力側および出力側縦振動体
を一素子として、例えば、エッチング加工処理等により
作製される際に、長さのばらつきが生起する場合におい
ても、同時にエッチング加工処理等で形成される貫通孔
および／または非貫通孔の効果により、中心周波数の変
動（ばらつき）および通過帯域特性の劣化を生起しな
い。
ニカルフィルタにおいて、入力側および出力側縦振動体
を一素子として、例えば、エッチング加工処理等により
作製される際に、長さのばらつきが生起する場合におい
ても、同時にエッチング加工処理等で形成される貫通孔
および／または非貫通孔の効果により、中心周波数の変
動（ばらつき）および通過帯域特性の劣化を生起しな
い。
【００１２】
次に、本発明に係る複合縦振動メカニカルフィルタの
実施例を、添付図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。
実施例を、添付図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。
【００１３】 第１図（ａ）、（ｂ）は実施例の構成を示す斜視図、
第２図は他の実施例の構成を示す斜視図である。
第２図は他の実施例の構成を示す斜視図である。
【００１４】 第１図に示される例は、入力側縦振動音片32と当該入
力側縦振動音片32と同一形状の出力側縦振動音片34を有
している。前記入力側および出力側縦振動音片32および
34は同一面に配置され、互いに細い恒弾性材からなる結
合部材36および38が形成されている。さらに、入力側お
よび出力側縦振動音片32および34には、その中央部から
突出して支持部材40、42が設けられるとともに、図から
容易に理解されるように、縦振動の共振波長に比較し
て、小さい開口面の貫通孔群32a、34aが形成されてい
る。これらは、フォトリソグラフィ技術のエッチングに
よりその全体が一体的に作製される。
力側縦振動音片32と同一形状の出力側縦振動音片34を有
している。前記入力側および出力側縦振動音片32および
34は同一面に配置され、互いに細い恒弾性材からなる結
合部材36および38が形成されている。さらに、入力側お
よび出力側縦振動音片32および34には、その中央部から
突出して支持部材40、42が設けられるとともに、図から
容易に理解されるように、縦振動の共振波長に比較し
て、小さい開口面の貫通孔群32a、34aが形成されてい
る。これらは、フォトリソグラフィ技術のエッチングに
よりその全体が一体的に作製される。
【００１５】 さらに、前記入力側縦振動音片32には一対の入力側圧
電セラミックス44a、44bが半田付け等により重合固着さ
れている。同様に出力側縦振動音片34にも出力側圧電セ
ラミックス46a、46bが重合固着されている。入力側圧電
セラミックス44a、44bおよび出力側圧電セラミックス46
a、46bの表面には予めメタライズ等の図示しない電極が
各々形成されている。そして、前記支持部材40、42の各
々の端部が長方形の外枠部材50の内端面に取着されてい
る。この場合、前記外枠部材50と入力側および出力側縦
振動音片32および34とは同一面上にある。さらに、入力
側および出力側圧電セラミックス44a、44bおよび46a、4
6bに対する高周波信号の給電および導出のための給電線
52および導出線54が配線され、また接地線52e、54eが配
線される。
電セラミックス44a、44bが半田付け等により重合固着さ
れている。同様に出力側縦振動音片34にも出力側圧電セ
ラミックス46a、46bが重合固着されている。入力側圧電
セラミックス44a、44bおよび出力側圧電セラミックス46
a、46bの表面には予めメタライズ等の図示しない電極が
各々形成されている。そして、前記支持部材40、42の各
々の端部が長方形の外枠部材50の内端面に取着されてい
る。この場合、前記外枠部材50と入力側および出力側縦
振動音片32および34とは同一面上にある。さらに、入力
側および出力側圧電セラミックス44a、44bおよび46a、4
6bに対する高周波信号の給電および導出のための給電線
52および導出線54が配線され、また接地線52e、54eが配
線される。
【００１６】 次いで、以上の構成における動作について説明する。
【００１７】 先ず、一致の入力側圧電セラミックス44a、44bと入力
側縦振動音片32との間に給電線52および接地線52eを介
して信号源Oscより高周波信号S4、例えば、スパーヘテ
ロダイン振受信機等の周波数変換部で生成される455kHz
の中間周波数信号が供給される。それにより、電気的に
アースされた入力側縦振動音片32と入力側圧電セラミッ
クス44a、44bとの間に高周波信号S4に相応した電界を生
起する。この電界により入力側圧電セラミックス44a、4
4bは図中の矢印miおよびmoに示す方向に電歪を生じ、入
力側縦振動音片32が長さL4を縦波の半波長とする周波数
F4において共振する。入力側縦振動音片32における縦波
の平均伝搬速度をＶとすると、周波数F4は次式にて与え
られる。
側縦振動音片32との間に給電線52および接地線52eを介
して信号源Oscより高周波信号S4、例えば、スパーヘテ
ロダイン振受信機等の周波数変換部で生成される455kHz
の中間周波数信号が供給される。それにより、電気的に
アースされた入力側縦振動音片32と入力側圧電セラミッ
クス44a、44bとの間に高周波信号S4に相応した電界を生
起する。この電界により入力側圧電セラミックス44a、4
4bは図中の矢印miおよびmoに示す方向に電歪を生じ、入
力側縦振動音片32が長さL4を縦波の半波長とする周波数
F4において共振する。入力側縦振動音片32における縦波
の平均伝搬速度をＶとすると、周波数F4は次式にて与え
られる。
【００１８】 F4＝V/（2L4） …（３） この縦振動は結合部材36、38を介して出力側縦振動音
片34に機械的に結合して伝搬し、出力側縦振動音片34が
長さL5により周波数F5の振動において応動し、すなわ
ち、縦振動で共振する。この周波数F5は（３）式と同様
に出力側縦振動音片34の縦波の平均伝搬速度をＶとする
ならば、 F5＝V/（2L5） …（４） となる。この出力側縦振動音片34の縦振動の電歪により
出力側圧電セラミックス46a、46bの図示しない電極に電
圧を生起し、縦振動の伝達等に起因して形成される所定
の急峻な周波数特性、すなわち、狭帯域の周波数特性に
形成された、例えば、455kHzの中間周波数信号が導出線
54、接地線54eから出力信号S5として導出される。
片34に機械的に結合して伝搬し、出力側縦振動音片34が
長さL5により周波数F5の振動において応動し、すなわ
ち、縦振動で共振する。この周波数F5は（３）式と同様
に出力側縦振動音片34の縦波の平均伝搬速度をＶとする
ならば、 F5＝V/（2L5） …（４） となる。この出力側縦振動音片34の縦振動の電歪により
出力側圧電セラミックス46a、46bの図示しない電極に電
圧を生起し、縦振動の伝達等に起因して形成される所定
の急峻な周波数特性、すなわち、狭帯域の周波数特性に
形成された、例えば、455kHzの中間周波数信号が導出線
54、接地線54eから出力信号S5として導出される。
【００１９】 前記（３）式、（４）式から理解されるように、入力
側縦振動音片32の周波数F4および出力側縦振動音片34の
周波数F5は、夫々の長さL4およびL5に反比例する。長さ
L4およびL5の精度は、製作される際のフォトリソグラフ
ィの技術等により決定されるが、板厚があるため充分に
小さくすることができない。一般に板厚をｔとするとき
の長さの寸法精度δＬは、 δＬ＝±1.5/10・ｔ …（５） となる。この寸法精度δＬは、貫通孔群32a、34aが形成
された入力側および出力側縦振動音片32および34を一素
子として同時にエッチング加工処理等により形成するた
め、大きく変動（ばらつき）することがなく、符号も同
一である。
側縦振動音片32の周波数F4および出力側縦振動音片34の
周波数F5は、夫々の長さL4およびL5に反比例する。長さ
L4およびL5の精度は、製作される際のフォトリソグラフ
ィの技術等により決定されるが、板厚があるため充分に
小さくすることができない。一般に板厚をｔとするとき
の長さの寸法精度δＬは、 δＬ＝±1.5/10・ｔ …（５） となる。この寸法精度δＬは、貫通孔群32a、34aが形成
された入力側および出力側縦振動音片32および34を一素
子として同時にエッチング加工処理等により形成するた
め、大きく変動（ばらつき）することがなく、符号も同
一である。
【００２０】 ここで、貫通孔群32a、34aについて説明する。
【００２１】 入力側および出力側縦振動音片32および34の長さをＬ
（L4、L5）、貫通孔の幅をＭ（第１図（ｂ）参照）、貫
通孔群32a、34aの入力側および出力側縦振動音片32およ
び34における分布率（貫通孔の面積総和／縦振動音片中
央部全面積）をγ、入力側および出力側縦振動音片32お
よび34の幅をＷ、貫通孔群32aおよび34aのある部分の長
さ（縦振動方向）をLM、入力側および出力側縦振動音片
32および34を構成する材料の平均質量をρとする。
（L4、L5）、貫通孔の幅をＭ（第１図（ｂ）参照）、貫
通孔群32a、34aの入力側および出力側縦振動音片32およ
び34における分布率（貫通孔の面積総和／縦振動音片中
央部全面積）をγ、入力側および出力側縦振動音片32お
よび34の幅をＷ、貫通孔群32aおよび34aのある部分の長
さ（縦振動方向）をLM、入力側および出力側縦振動音片
32および34を構成する材料の平均質量をρとする。
【００２２】 入力側および出力側縦振動音片32および34に設けられ
た複数個の貫通孔群32a、34aは縦振動の共振波長に比較
し十分小さい。このため、貫通孔群32a、34aにより入力
側および出力側縦振動音片32および34の縦振動に支障を
きたすことはない。貫通孔群32a、34aのある部分の縦振
動を起こしている平均断面積S1は貫通孔のため小さくな
り、 S1＝（Ｗ−γＭ）・ｔ …（６） となる。また、貫通孔群32a、34aを有しない部分の縦振
動断面積S2は、 S2＝Ｗ・ｔ …（７） である。
た複数個の貫通孔群32a、34aは縦振動の共振波長に比較
し十分小さい。このため、貫通孔群32a、34aにより入力
側および出力側縦振動音片32および34の縦振動に支障を
きたすことはない。貫通孔群32a、34aのある部分の縦振
動を起こしている平均断面積S1は貫通孔のため小さくな
り、 S1＝（Ｗ−γＭ）・ｔ …（６） となる。また、貫通孔群32a、34aを有しない部分の縦振
動断面積S2は、 S2＝Ｗ・ｔ …（７） である。
【００２３】 ここで寸法精度δＬも考慮すると、エッチング加工処
理等の影響により、前記幅Ｗが寸法精度δＬだけ狭まる
（オーバー・エッチング）とき、貫通孔（32a、34a）は
寸法精度δＬだけ広がり、 S1＝｛（Ｗ−δＬ）−γ（Ｍ＋δＬ｝・ｔ ＝｛Ｗ−γＭ−（１＋γ）δＬ｝・ｔ …（８） S2＝（Ｗ−δＬ）・ｔ …（９） となる。
理等の影響により、前記幅Ｗが寸法精度δＬだけ狭まる
（オーバー・エッチング）とき、貫通孔（32a、34a）は
寸法精度δＬだけ広がり、 S1＝｛（Ｗ−δＬ）−γ（Ｍ＋δＬ｝・ｔ ＝｛Ｗ−γＭ−（１＋γ）δＬ｝・ｔ …（８） S2＝（Ｗ−δＬ）・ｔ …（９） となる。
【００２４】 また、入力側および出力側縦振動音片32および34の長
さＬ（L4、L5）は（Ｌ−δＬ）となる。
さＬ（L4、L5）は（Ｌ−δＬ）となる。
【００２５】 入力側および出力側縦振動音片32および３の質量付加
効果で考えると、 δＬ＝０のとき、 貫通孔群32aまたは34aが形成されている長さLMの中央
部での実質的断面積｛（Ｗ−γＭ）・ｔ｝を有する入力
側および出力側縦振動音片32および34の各先端（貫通孔
群32a、34aが形成されている長さLMの中央部を除いた端
部の四隅部）に、それぞれ、幅Ｗから幅（Ｗ−γＭ）を
引いた長さを２で割った幅γM/2と、長さ（Ｌ−LM）/2
と厚みｔからなる直方体に、平均質量ρをかけた（γM/
2）・｛（Ｌ−LM）/2｝・ｔ・ρ分の質量付加がある。 結局、出力側縦振動音辺32および34の各先端には、こ
の４倍の質量｛γＭ・（Ｌ−LM）・ｔ・ρ｝…（ア）の
質量付加があり、入力側および出力側縦振動音片32およ
び34の長さはＬである。
効果で考えると、 δＬ＝０のとき、 貫通孔群32aまたは34aが形成されている長さLMの中央
部での実質的断面積｛（Ｗ−γＭ）・ｔ｝を有する入力
側および出力側縦振動音片32および34の各先端（貫通孔
群32a、34aが形成されている長さLMの中央部を除いた端
部の四隅部）に、それぞれ、幅Ｗから幅（Ｗ−γＭ）を
引いた長さを２で割った幅γM/2と、長さ（Ｌ−LM）/2
と厚みｔからなる直方体に、平均質量ρをかけた（γM/
2）・｛（Ｌ−LM）/2｝・ｔ・ρ分の質量付加がある。 結局、出力側縦振動音辺32および34の各先端には、こ
の４倍の質量｛γＭ・（Ｌ−LM）・ｔ・ρ｝…（ア）の
質量付加があり、入力側および出力側縦振動音片32およ
び34の長さはＬである。
【００２６】 δＬ≠０のとき、 オーバーエッチングとなった場合、中央部の断面積
は、上記のδ＝０のときの断面積｛（Ｗ−γＭ）・ｔ｝
に、全幅ＷがＷ−δＬになること、貫通孔の幅ＭがＭ＋
δＬになることを代入することで、断面積｛（Ｗ−γＭ
−（１＋γ）δＬ）・ｔ｝となる。 そして、この断面積｛（Ｗ−γＭ−（１＋γ）δＬ）
・ｔ｝の入力側および出力側縦振動音片32および34の先
端（上記端部の四隅部）に、上記（ア）式の質量｛γＭ
・（Ｌ−LM・ｔ・ρ｝の式に全長ＬがＬ−δＬおよび幅
ＭがＭ＋δＭになることを代入し、代入した結果の式γ
（Ｍ＋δＬ）・（Ｌ−δＬ−LM）・ｔ・δに、（Ｌ−
LM）》δＬの条件付けをすることで、正の質量｛（γＭ
＋γδＬ）・（Ｌ−LM）・ｔ・ρ｝の質量付加がある。 さらに、入力側および出力側縦振動音片32および34の
長さＬ（L4、L5）の両先端には合わせて、幅Ｗ×長さδ
L/2の板厚ｔ×平均質量ρ×２の質量｛−δＬ）・Ｗ・
ｔ・ρ｝の質量付加（マイナスであるので質量欠損）が
ある。 したがって、δＬ≠であるとき、上記正の質量の質量
付加と上記質量欠損を合成した次の（イ）式で表される
質量が付加される。 γ（Ｍ＋δＬ）・（Ｌ−LM）・ｔ・ρ＋（−δＬ）・
Ｗ・ｔ・ρ …（イ） ところで、縦振動音片の場合、両端に質量が付加され
た場合には、中心周波数（共振周波数）が低下するが、
δＬ＝０のときとδＬ≠０のときとで、上記（ア）式お
よび（イ）式の質量付加が同一の値となれば、オーバー
エッチングとなっても共振周波数が変化することはな
い。 そこで、（イ）式から（ア）式を引いた、δＬ≠０で
あることによる質量付加分δρを考えてみる。 δρは、δρ ＝｛γ（Ｍ＋δＬ）・（Ｌ−LM）・ｔ・ρ＋（−δ
Ｌ）・Ｗ・ｔ・ρ｝−｛γＭ・（Ｌ−LM）・ｔ・ρ｝ ＝γδＬ（Ｌ−LM）・ｔ・ρ−δＬ・Ｗ・ｔ・ρ ＝δＬ｛γ（Ｌ−LM）−Ｗ｝・ｔ・ρ …（ウ） となる。 この（ウ）式中、値｛γ（Ｌ−LM）−Ｗ｝＝０、すな
わち貫通孔群32aが形成されている中央部の長さLMをLM
＝Ｌ−（W/γ）…（エ）と選ぶことにより、δＬ≠０の
場合にも、質量変化分δρは、δρ＝０となる。このよ
うに、LM＝Ｌ−（W/γ）と選択することにより、たとえ
オーバーエッチングが発生したとしても縦振動音片32の
共振周波数が変化することはない。
は、上記のδ＝０のときの断面積｛（Ｗ−γＭ）・ｔ｝
に、全幅ＷがＷ−δＬになること、貫通孔の幅ＭがＭ＋
δＬになることを代入することで、断面積｛（Ｗ−γＭ
−（１＋γ）δＬ）・ｔ｝となる。 そして、この断面積｛（Ｗ−γＭ−（１＋γ）δＬ）
・ｔ｝の入力側および出力側縦振動音片32および34の先
端（上記端部の四隅部）に、上記（ア）式の質量｛γＭ
・（Ｌ−LM・ｔ・ρ｝の式に全長ＬがＬ−δＬおよび幅
ＭがＭ＋δＭになることを代入し、代入した結果の式γ
（Ｍ＋δＬ）・（Ｌ−δＬ−LM）・ｔ・δに、（Ｌ−
LM）》δＬの条件付けをすることで、正の質量｛（γＭ
＋γδＬ）・（Ｌ−LM）・ｔ・ρ｝の質量付加がある。 さらに、入力側および出力側縦振動音片32および34の
長さＬ（L4、L5）の両先端には合わせて、幅Ｗ×長さδ
L/2の板厚ｔ×平均質量ρ×２の質量｛−δＬ）・Ｗ・
ｔ・ρ｝の質量付加（マイナスであるので質量欠損）が
ある。 したがって、δＬ≠であるとき、上記正の質量の質量
付加と上記質量欠損を合成した次の（イ）式で表される
質量が付加される。 γ（Ｍ＋δＬ）・（Ｌ−LM）・ｔ・ρ＋（−δＬ）・
Ｗ・ｔ・ρ …（イ） ところで、縦振動音片の場合、両端に質量が付加され
た場合には、中心周波数（共振周波数）が低下するが、
δＬ＝０のときとδＬ≠０のときとで、上記（ア）式お
よび（イ）式の質量付加が同一の値となれば、オーバー
エッチングとなっても共振周波数が変化することはな
い。 そこで、（イ）式から（ア）式を引いた、δＬ≠０で
あることによる質量付加分δρを考えてみる。 δρは、δρ ＝｛γ（Ｍ＋δＬ）・（Ｌ−LM）・ｔ・ρ＋（−δ
Ｌ）・Ｗ・ｔ・ρ｝−｛γＭ・（Ｌ−LM）・ｔ・ρ｝ ＝γδＬ（Ｌ−LM）・ｔ・ρ−δＬ・Ｗ・ｔ・ρ ＝δＬ｛γ（Ｌ−LM）−Ｗ｝・ｔ・ρ …（ウ） となる。 この（ウ）式中、値｛γ（Ｌ−LM）−Ｗ｝＝０、すな
わち貫通孔群32aが形成されている中央部の長さLMをLM
＝Ｌ−（W/γ）…（エ）と選ぶことにより、δＬ≠０の
場合にも、質量変化分δρは、δρ＝０となる。このよ
うに、LM＝Ｌ−（W/γ）と選択することにより、たとえ
オーバーエッチングが発生したとしても縦振動音片32の
共振周波数が変化することはない。
【００２９】 以上の説明から理解されるように、入力側および出力
側縦振動音片32および34に縦振動共振波長より十分に小
さい開口面の貫通孔群32a、34aを形成している。従っ
て、当該入力側および出力側縦振動音片32および34を一
素子として作製される際のエッチング加工処理等に起因
して十分な寸法精度が得られない、すなわち、長さのば
らつきが生起する場合においても、同時にエッチング加
工処理等により形成される貫通孔群32a、34aの効果によ
り、複合縦振動メカニカルフイルタの中心周波数の変動
（ばらつき）、すなわち、通過帯域特性の劣化を生起し
ない。
側縦振動音片32および34に縦振動共振波長より十分に小
さい開口面の貫通孔群32a、34aを形成している。従っ
て、当該入力側および出力側縦振動音片32および34を一
素子として作製される際のエッチング加工処理等に起因
して十分な寸法精度が得られない、すなわち、長さのば
らつきが生起する場合においても、同時にエッチング加
工処理等により形成される貫通孔群32a、34aの効果によ
り、複合縦振動メカニカルフイルタの中心周波数の変動
（ばらつき）、すなわち、通過帯域特性の劣化を生起し
ない。
【００３０】 次いで、５個の縦振動音片で構成され、通過帯域外の
減衰量が向上する他の実施例を第２図に示す。
減衰量が向上する他の実施例を第２図に示す。
【００３１】 この例は、入力側および出力側縦振動音片70および78
の間に複数の縦振動音片72、74、76が設けられ、さらに
係合部材82a、82bと84a、84bと86a、86bと88a、88bにお
いて、各縦振動音片70乃至78が連接されている。
の間に複数の縦振動音片72、74、76が設けられ、さらに
係合部材82a、82bと84a、84bと86a、86bと88a、88bにお
いて、各縦振動音片70乃至78が連接されている。
【００３２】 なお、符号70a、72a、74a、76aおよび78aで示される
部分は夫々、前記各縦振動音片70乃至78に形成される貫
通孔群である。
部分は夫々、前記各縦振動音片70乃至78に形成される貫
通孔群である。
【００３３】 そして、入力側および出力側縦振動音片70および78の
中央部から突出して支持部材90、92が設けられ、その端
部は外枠部材110に固着されている。
中央部から突出して支持部材90、92が設けられ、その端
部は外枠部材110に固着されている。
【００３４】 さらに、前記入力側および出力側縦振動音片70および
78には一対の入力側圧電セラミックス99a、99bおよび出
力側圧電セラミックス101a、101bが重合固着されてい
る。なお、符号122、122eおよび124、124eは夫々給電
線、接地線および導出線、接地線である。
78には一対の入力側圧電セラミックス99a、99bおよび出
力側圧電セラミックス101a、101bが重合固着されてい
る。なお、符号122、122eおよび124、124eは夫々給電
線、接地線および導出線、接地線である。
【００３５】 斯かる構成における作用は前記の実施例と基本的に同
様であり、その重複した説明は省略する。
様であり、その重複した説明は省略する。
【００３６】 このように、多段の上記各縦振動音片70乃至78が配設
される際は、上記縦振動音片70乃至78間のばらつきが低
減されて、殊に、通過帯域特性が向上する効果が大き
い。
される際は、上記縦振動音片70乃至78間のばらつきが低
減されて、殊に、通過帯域特性が向上する効果が大き
い。
【００３７】 なお、上記の夫々の実施例において、貫通孔群32a、3
4aと70a乃至78aは各縦振動音片32、34と70乃至78が部材
を貫通した場合について示したが、これに限定されな
い。貫通孔および／または非貫通孔（窪み）を形成する
こと、さらに、各縦振動音片32、34と70乃至78のいずれ
か、あるいは２以上に形成されることも本発明に含まれ
る。
4aと70a乃至78aは各縦振動音片32、34と70乃至78が部材
を貫通した場合について示したが、これに限定されな
い。貫通孔および／または非貫通孔（窪み）を形成する
こと、さらに、各縦振動音片32、34と70乃至78のいずれ
か、あるいは２以上に形成されることも本発明に含まれ
る。
【００３８】
以上のように、本発明の複合縦振動メカニカルフィル
タによれば、前記入力側および出力側を含む複数の振動
体に貫通孔および／または非貫通孔が、少なくとも１以
上の前記振動体に形成されることを特徴としている。
タによれば、前記入力側および出力側を含む複数の振動
体に貫通孔および／または非貫通孔が、少なくとも１以
上の前記振動体に形成されることを特徴としている。
【００３９】 これにより、中心周波数が高精度に決定されるととも
に、通過帯域特性が向上し、且つ各縦振動音片間の特性
のばらつきが低減されて、量産される際の個々の特性が
一定化され、品質が向上する効果を奏する。
に、通過帯域特性が向上し、且つ各縦振動音片間の特性
のばらつきが低減されて、量産される際の個々の特性が
一定化され、品質が向上する効果を奏する。
【図１】 第１図（ａ）、（ｂ）は本発明に係る複合縦振動メカニ
カルフィルタの実施例の構成を示す斜視図である。
カルフィルタの実施例の構成を示す斜視図である。
【図２】 第２図は本発明に係る複合縦振動メカニカルフィルタの
他の実施例の構成を示す斜視図である。
他の実施例の構成を示す斜視図である。
【図３】 第３図は従来の技術に係る複合縦振動メカニカルフィル
タの構成例を示す斜視図である。
タの構成例を示す斜視図である。
32……入力側縦振動音片、34……出力側縦振動音片 32a、34a……貫通孔群、36、38……結合部材 40、42……支持部材 44a、44b……入力側圧電セラミックス 46a、46b……出力側圧電セラミックス 50……外枠部材
Claims (1)
- 【請求項１】圧電部材が重合された入力側および出力側
を含む複数の振動体と、前記振動体間を結合する結合部
材と、入力側および出力側振動体に突設される支持部材
と、前記支持部材の端部が固着される保持部材とを備
え、供給された高周波信号を所定の周波数帯域に形成し
て導出する複合縦振動メカニカルフィルタにおいて、 前記入力側および出力側を含む複数の振動体の長さ方向
の中央部に、縦振動共振波長に比較して小なる開口面を
有した中心周波数変動防止用の複数の貫通孔および／ま
たは複数の非貫通孔が形成され、 前記振動体の長さをＬ、前記振動体の幅をＷ、前記中央
部の長さをLM、前記貫通孔および／または非貫通孔の幅
をＭ、前記長さLMの中央部における前記貫通孔の分布率
（貫通孔の面積総和／振動体中央部面積）をγとすると
き、 前記中央部の長さLMを、略Ｌ−（W/γ）として選ぶ ことを特徴とする複合縦振動メカニカルフィルタ。
Priority Applications (12)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26980789A JP3167703B2 (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | 複合縦振動メカニカルフィルタ |
| US07/483,454 US5187458A (en) | 1989-09-21 | 1990-02-21 | Composite longitudinal vibration mechanical filter having central frequency deviation elimination means and method of manufacturing same |
| CA002010722A CA2010722C (en) | 1989-09-21 | 1990-02-22 | Composite longitudinal vibration mechanical filter and method of manufacturing same |
| GB9313398A GB2268847B (en) | 1989-09-21 | 1990-03-01 | Composite longitudinal vibration mechanical filter and method of manufacturing same |
| GB9004598A GB2238194A (en) | 1989-09-21 | 1990-03-01 | Composite longitudinal vibration mechanical filter and method of manufacturing same |
| FR9003389A FR2652962B1 (fr) | 1989-09-21 | 1990-03-16 | Filtre mecanique compose pour vibrations longitudinales et son procede de fabrication. |
| DE4008920A DE4008920C2 (de) | 1989-09-21 | 1990-03-20 | Verfahren zum Herstellen eines longitudinal schwingenden mechanischen Koppelfilters und mechanisches Koppelfilter |
| DE4042436A DE4042436C2 (de) | 1989-09-21 | 1990-03-20 | Longitudinal schwingendes mechanisches Koppelfilter und Verfahren zum Herstellen eines solchen Koppelfilters |
| KR1019900003748A KR940002304B1 (ko) | 1989-09-21 | 1990-03-20 | 복합 종진동 메카니칼 필터 및 그 제조방법 |
| US08/276,649 US5528806A (en) | 1989-09-21 | 1994-07-19 | Tunable composite longitudinal vibration mechanical filter manufacturing method |
| US08/487,951 US5751200A (en) | 1989-09-21 | 1995-06-05 | Composite longitudinal vibration mechanical filter having undesired vibration absorber |
| US08/582,585 US5740595A (en) | 1989-09-21 | 1996-01-03 | Composite longitudinal vibration mechanical filter's method of manufacturing including undesired vibration absorber |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26980789A JP3167703B2 (ja) | 1989-10-16 | 1989-10-16 | 複合縦振動メカニカルフィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03131114A JPH03131114A (ja) | 1991-06-04 |
| JP3167703B2 true JP3167703B2 (ja) | 2001-05-21 |
Family
ID=17477449
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26980789A Expired - Fee Related JP3167703B2 (ja) | 1989-09-21 | 1989-10-16 | 複合縦振動メカニカルフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3167703B2 (ja) |
-
1989
- 1989-10-16 JP JP26980789A patent/JP3167703B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03131114A (ja) | 1991-06-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3421109A (en) | Frequency selective amplifier and oscillator circuits employing piezoelectric elements to control frequency | |
| US3659230A (en) | U-shaped mechanical vibrator | |
| US3015789A (en) | Mechanical filter | |
| US4137511A (en) | Electromechanical filter and resonator | |
| US4716332A (en) | Piezoelectric vibrator | |
| JP3167703B2 (ja) | 複合縦振動メカニカルフィルタ | |
| JPH1079639A (ja) | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 | |
| KR100301716B1 (ko) | 압전공진자,압전공진자의주파수조정방법및압전공진자를포함하는통신기장치 | |
| JPH1084244A (ja) | 圧電共振子およびそれを用いた電子部品 | |
| US3577180A (en) | Electromechanical filter | |
| JP3197009B2 (ja) | 複合縦振動メカニカルフィルタの製造方法 | |
| JPH03108811A (ja) | 複合縦振動メカニカルフィルタ | |
| US3028564A (en) | Mechanical filter | |
| JPH03131115A (ja) | 複合縦振動メカニカルフィルタ | |
| JPH03108810A (ja) | 複合縦振動メカニカルフィルタ | |
| JPH03265209A (ja) | 複合縦振動メカニカル・フィルタ | |
| JPH03108806A (ja) | 複合縦振動メカニカルフィルタの製造方法 | |
| JPH03284007A (ja) | 複合縦振動メカニカル・フィルタ | |
| JPH0483409A (ja) | 複合縦振動メカニカル・フィルタの製造方法 | |
| JP3191164B2 (ja) | 複合縦振動メカニカル・フィルタの製造方法 | |
| JPH0666633B2 (ja) | 複合縦振動メカニカルフィルタ | |
| JPH04152707A (ja) | 複合縦振動メカニカル・フィルタ | |
| JPH03131110A (ja) | 複合縦振動メカニカルフィルタの製造方法 | |
| US4320366A (en) | Carrier frequency communication transmission system having premodulation | |
| JPH04302519A (ja) | 複合縦振動メカニカル・フィルタ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |