JP3322169B2 - エネルギー閉じ込め型厚み縦圧電共振子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、種々の共振子や発
振子等に用いられるエネルギー閉じ込め型圧電共振子に
関し、より詳細には、厚み縦振動モードの高調波を利用
したエネルギー閉じ込め型厚み縦圧電共振子に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧電共振子は、圧電発振子や圧電フィル
タなどの種々の圧電共振部品に用いられており、この種
の圧電共振子としては、使用周波数に応じて種々の圧電
振動モードを利用したものが知られている。

【０００３】特開平１−１１７４０９号公報には、厚み
縦振動モードの２倍波を利用したエネルギー閉じ込め型
圧電共振子が開示されている。この圧電共振子を、図１
７及び図１８を参照して説明する。

【０００４】上記圧電共振子は、図１７に分解斜視図で
示すように、圧電材料よりなるセラミックグリーンシー
ト５１，５２を積層し、一体焼成することにより得られ
ている。セラミックグリーンシート５１上には、中央に
円形の励振電極５３が形成されており、該励振電極５３
は、引き出し電極５４によりセラミックグリーンシート
５１の端縁に引き出されている。また、セラミックグリ
ーンシート５２の上面には、中央に円形の励振電極５５
が形成されており、励振電極５５は引き出し電極５６に
よりセラミックグリーンシート５２の端縁に引き出され
ている。また、セラミックグリーンシート５２の下面に
は、下方に投影して示すように、励振電極５７が形成さ
れており、励振電極５７は引き出し電極５８によりセラ
ミックグリーンシート５２の端縁に引き出されている。

【０００５】上記セラミックグリーンシート５１，５２
を積層し、厚み方向に加圧した後焼成することにより、
焼結体を得、該焼結体を分極処理することにより、図１
８に示す圧電共振子６０が得られる。

【０００６】圧電共振子６０では、圧電体層６１，６２
が図示の矢印方向に、すなわち焼結体が厚み方向に一様
に分極処理されている。駆動に際しては、励振電極５
３，５７を共通接続し、励振電極５３，５７と、励振電
極５５との間で交流電圧を印加することにより、圧電共
振子６０を共振させることができる。この場合、振動エ
ネルギーは、励振電極５３，５５，５７が重なり合って
いる領域、すなわち共振部Ａに閉じ込められる。

【０００７】従来の厚み縦振動モードの高調波を利用し
た圧電共振子６０は、上記のようにエネルギー閉じ込め
型圧電共振子として構成されており、従って、共振部Ａ
の周囲に振動を減衰させるための振動減衰部を必要とし
ていた。すなわち、共振部の面積に比べて大きな振動減
衰部を必要としていた。従って、圧電共振子６０では小
型化を進めることが困難であった。

【０００８】他方、特開平２−２３５４２２号公報に
は、共振部の周囲に余分な圧電基板部分をあまり必要と
しない、ストリップ型の圧電セラミックスを用いたエネ
ルギー閉じ込め型圧電共振子が開示されている。

【０００９】ここでは、図１９に示すように、細長い圧
電基板７１の上面に励振電極７２ａが、下面に励振電極
７２ｂが形成されている。励振電極７２ａ，７２ｂは、
それぞれ、圧電基板７１の一対の長辺に至るように、す
なわち全幅に至るように形成されており、かつ圧電基板
７１の長さ方向中央において表裏対向されて共振部を構
成している。また、これらの励振電極７２ａ，７２ｂ
は、それぞれ、圧電基板７１の長さ方向端部７１ａ，７
１ｂに至るように延ばされている。

【００１０】圧電共振子７０では、厚み縦振動モードを
励振した場合、圧電基板７１の幅Ｗと厚みＴの寸法関係
に起因する不要振動が発生する。そこで、特開平２−２
３５４２２号公報では、基本波を利用する場合には、共
振周波数１６ＭＨｚにおいてＷ／Ｔ＝５．３３付近とす
ればよいこと、３倍波を利用する場合には、共振周波数
約１６ＭＨｚにおいてＷ／Ｔ＝２．８７付近とすれば、
共振周波数−反共振周波数間における不要スプリアスを
低減し得るとされている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述した通り、厚み縦
振動モードの２倍波を利用した特開平１−１１７４０９
号公報に開示されているエネルギー閉じ込め型圧電共振
子では、共振部の周囲に大きな振動減衰部を構成する必
要があるため、小型化が困難であるという問題があっ
た。

【００１２】また、特開平２−２３５４２２号公報に開
示されているエネルギー閉じ込め型圧電共振子では、共
振部の側方に振動減衰部を必要としないため、小型化を
果たし得るものの、実際に厚み縦振動モードの高調波を
利用しようとした場合には、共振周波数−反共振周波数
間に様々な不要スプリアスが現れ、有効な共振特性を得
られないという問題があった。

【００１３】よって、本発明の目的は、厚み縦振動モー
ドの高調波を利用したエネルギー閉じ込め型厚み縦圧電
共振子であって、小型化を進めることができ、かつ所望
でない不要スプリアスの発生を効果的に抑制し得る、良
好な共振特性を有するエネルギー閉じ込め型厚み縦圧電
共振子を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、共振部の両側に振動減衰部を有し、厚み縦振動モー
ドのｎ次の高調波を利用したエネルギー閉じ込め型厚み
縦圧電共振子であって、矩形板状の圧電体と、前記圧電
体の両面に形成されて圧電体を介して対向されており、
両側の振動減衰部を結ぶ方向を第１の方向としたとき
に、第１の方向と直交する方向において、圧電体の端部
または端部近傍まで至るように形成された第１，第２の
励振電極と、前記圧電体内に配置されており、圧電体層
を介して第１，第２の励振電極と少なくとも部分的に対
向された少なくとも１層の内部電極とを備え、前記第
１，第２の励振電極の重なっている部分の第１の方向に
沿う長さをｌ、前記圧電体の厚みをｔとし、ｄ＝ｔ／ｎ
としたときに、３≦ｌ／ｄ≦６とされていることを特徴
とする。

【００１５】より好ましくは、比ｌ／ｄは４．５〜５．
５の範囲とされ、それによって、比帯域幅をより一層拡
大し得る。

【００１６】また、好ましくは、請求項２に記載のよう
に、上記圧電体は細長いストリップ型の圧電体により構
成される。請求項３に記載の発明は、前記第１または第
２の励振電極が形成されている面に、圧電共振子の振動
を妨げないための空間を隔てて貼り合わされたコンデン
サをさらに備えることを特徴とする。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
非限定的な実施例につき説明する。 （第１の実施例）図１は、本発明の第１の実施例に係る
厚み縦圧電共振子を示す斜視図であり、図２はその断面
図である。

【００１８】厚み縦圧電共振子１は、細長いストリップ
状の圧電体２を用いて構成されている。圧電体２は、チ
タン酸鉛系セラミックスのような圧電セラミックスで構
成されている。

【００１９】圧電体２は、図示の矢印で示すように、厚
み方向に一様に分極処理されている。圧電体２の上面に
は、第１の励振電極３が形成されており、下面には第２
の励振電極４が形成されている。励振電極３，４は、圧
電体２の一方端面２ａ側から圧電体２の上面及び下面に
おいて他方端面２ｂ側に向かって延ばされている。

【００２０】他方、励振電極３，４は、圧電体２の端面
２ａに形成された接続電極５により共通接続されてい
る。また、圧電体２の中間高さ位置には、内部電極６が
形成されている。内部電極６は、圧電体２の端面２ｂに
引き出されており、端面２ｂに形成された端子電極７に
電気的に接続されている。

【００２１】駆動に際しては、第１，第２の励振電極
３，４と、内部電極６との間に交流電圧を印加すること
により、厚み縦振動モードの２倍波が強く励振され、該
２倍波を利用した圧電共振子として動作させることがで
きる。

【００２２】第１，第２の励振電極３，４と、内部電極
６とは、圧電体２の長さ方向中央部分において圧電体層
を介して重なり合うように形成されている。従って、第
１，第２の励振電極３，４と内部電極６とが重なり合っ
ている部分において、エネルギー閉じ込め型の共振部が
構成され、この共振部が振動した場合のエネルギーは、
共振部から端面２ａ，２ｂ側の圧電体部分で減衰され
る。

【００２３】言い換えれば、上記共振部を中心として考
えると、圧電体２の長さ方向のみに振動減衰部が両側に
設けられており、第１，第２の励振電極は、長さ方向と
直交する方向において、圧電板の端縁、すなわち長手方
向に延びる端縁に至るように形成されている。

【００２４】この場合、第１，第２の励振電極３，４及
び内部電極６は、共振部においてのみ、圧電体２の全幅
に至るように形成されておればよく、共振部外では、同
じ幅に形成されている必要は必ずしもない。例えば、励
振電極３を例にとると、共振部においてのみ、励振電極
３は圧電体２の全幅に至るように形成されておればよ
く、励振電極３の共振部より端面２ａ側の部分は、単に
励振電極を接続電極５に電気的に接続する部分であるた
め、より細い幅で形成されていてもよい。

【００２５】本実施例の特徴は、共振部の両側の振動減
衰部を結ぶ方向、すなわち圧電体２の長さ方向を第１の
方向としたときに、第１，第２の励振電極３，４の重な
り合っている部分の第１の方向に沿う長さをｌ、圧電体
２の厚みをｔ、ｄ＝ｔ／ｎとすると、比ｌ／ｄが６以下
とされていることにある。すなわち、エネルギー閉じ込
め型厚み縦圧電共振子１では、上記比ｌ／ｄが６以下と
されているため、従来のストリップ型厚み縦圧電共振子
と異なり、不要スプリアスを効果的に抑制することがで
きる。これを、図２０及び図３〜図９を参照して説明す
る。

【００２６】図１９に示した従来のストリップ型圧電共
振子７０のインピーダンス−周波数特性を図２０に示
す。図２０から明らかなように、厚み縦振動モードの２
倍波の応答において、矢印Ｂで示すように、反共振点近
傍において、波形分割が生じており、共振周波数−反共
振周波数間の帯域内における共振特性が劣化しているこ
とがわかる。

【００２７】そこで、本願発明者は、上記矢印Ｂで示す
波形分解の原因について種々検討したところ、上記波形
分割がインハーモニック・オーバートーンと称されてい
るスプリアス振動によるものであることを見出し、かつ
該インハーモニック・オーバートーンの影響は、上記比
ｌ／ｄを調整することにより抑圧し得ることを初めて見
出し、本発明を成すに至った。

【００２８】図４及び図５は、それぞれ、厚み縦振動の
２倍波（ＴＥ２）及びインハーモニック・オーバートー
ン（Ｓ１モード）で振動している場合の有限要素法で解
析された変位分布を示す図である。なお、図４及び図５
は、図３に示すように、ストリップ型厚み縦圧電共振子
１の縦断面の半分、すなわち長さ方向に沿って厚み縦圧
電共振子を厚み方向に切断した面の半分の変位状態を模
式的に示す図である。

【００２９】図５から明らかなように、インハーモニッ
ク・オーバートーンでは、厚み縦圧電共振子の共振部に
おいて、圧電体が厚み方向に大きく変位していることが
わかる。従って、このようなインハーモニック・オーバ
ートーンが大きく発生すると、図４に示す厚み縦振動モ
ードの２倍波の振動に大きく影響することがわかる。

【００３０】そこで、本願発明者は、上記インハーモニ
ック・オーバートーンＳ１に起因するスプリアスを抑制
すべく種々実験したところ、前述した通り、第１，第２
の励振電極の圧電体１の長さ方向に沿う重なり寸法を
ｌ、圧電体２の厚みをｔとし、ｄ＝ｔ／ｎとすると、比
ｌ／ｄを６以下とすれば、インハーモニック・オーバー
トーンの応答を小さくすることができ、厚み縦振動モー
ドの２倍波ＴＥ２のみを大きく励振させ得ることを見出
した。

【００３１】図６及び図７は、それぞれ、比ｌ／ｄ＝
５．０及び３．０とした場合の圧電共振子１のインピー
ダンス−周波数特性を示す。図６から明らかなように、
比ｌ／ｄ＝５．０の場合には、共振点Ｆｒと反共振点Ｆ
ａとの間の通過帯域近傍に大きなスプリアス振動が発生
しておらず、従って上記インハーモニック・オーバート
ーンによるスプリアスを効果的に抑制し得ることがわか
る。

【００３２】また、図７から明らかなように、比ｌ／ｄ
＝３．０の場合にも、図２０に示したような反共振点Ｆ
ａ近傍における波形分割が生じておらず、従ってインハ
ーモニック・オーバートーンによるスプリアスを抑制し
得ることがわかる。

【００３３】また、図６に示す特性と、図７に示す特性
とを比較すれば、ｌ／ｄ＝５．０の場合に、ｌ／ｄ＝
３．０の場合よりもスプリアスの応答をより効果的に抑
制し得ることがわかる。

【００３４】そこで、圧電体１として、長さＬ＝３．０
ｍｍ、幅Ｗ＝０．５ｍｍ、厚みｔ＝０．３ｍｍのチタン
酸鉛系圧電セラミックスからなるものを用い、第１，第
２の励振電極の長さ方向に沿う重なり寸法ｌを種々変化
させ、比ｌ／ｄによる共振特性の変化を調べた。結果を
図８及び図９に示す。

【００３５】図８は、比ｌ／ｄが変化した場合の周波数
定数Ｆ・ｄの変化を示す図である。ここで、周波数定数
Ｆ・ｄとは、共振点Ｆｒもしくは反共振点Ｆａの周波数
と、上記ｄとの積で表される値である。

【００３６】また、図８において、▲は厚み縦振動モー
ドの２倍波（ＴＥ２）の共振点Ｆｒを、●は厚み縦振動
モードの２倍波（ＴＥ２）の反共振点Ｆａであり、△は
インハーモニック・オーバートーン（Ｓ１）の共振点Ｆ
ｒであり、○はインハーモニック・オーバートーン（Ｓ
１）の反共振点Ｆａの位置を示す。

【００３７】図８から明らかなように、ｌ／ｄ＝６を超
えると、インハーモニック・オーバートーンＳ１の共振
点Ｆｒ及び反共振点Ｆａが厚み縦振動の２倍波ＴＥ２の
反共振点Ｆａ近傍に現れ、かつ比ｌ／ｄが８以上の場合
には、厚み縦振動の２倍波ＴＥ２の共振点Ｆｒと反共振
点Ｆａとの間の帯域内に発生することがわかる。これに
対して、ｌ／ｄが６以下の場合には、インハーモニック
・オーバートーンが現れないことがわかる。

【００３８】また、比ｌ／ｄが６以下の場合、インハー
モニック・オーバートーンの発生を抑圧し得るものの、
比ｌ／ｄが小さくなる程、厚み縦振動モードの２倍波Ｔ
Ｅ２における通過帯域、すなわち共振点Ｆｒと反共振点
Ｆａとの間の帯域幅が狭くなることがわかる。

【００３９】そこで、比ｌ／ｄを変化させた場合の比帯
域幅を有限要素法により確かめたところ、図９に示す結
果が得られた。なお、比帯域幅とは、共振周波数Ｆｒ、
反共振周波数Ｆａとしたときに、（Ｆａ−Ｆｒ）×１０
０／Ｆａ（％）で得られる値である。

【００４０】図９から明らかなように、比ｌ／ｄを変化
させると比帯域幅が変化し、ｌ／ｄが３〜６の範囲で
は、比帯域幅が６％以上と大きくなり、特に、４．５〜
５．５の範囲で、比帯域幅が約７％と大きくなることが
わかる。

【００４１】よって、比ｌ／ｄを、好ましくは３〜６、
より好ましくは４．５〜５．５とすれば、インハーモニ
ック・オーバートーンによるスプリアスを抑圧し得るだ
けでなく、比帯域幅が大きな、良好な共振特性を有する
エネルギー閉じ込め型厚み縦圧電共振子１とし得ること
がわかる。

【００４２】本実施例の厚み縦圧電共振子１では、上記
のように、比ｌ／ｄを６以下としているので、厚み縦振
動モードの２倍波ＴＥ２を利用したエネルギー閉じ込め
型圧電共振子を構成した場合、インハーモニック・オー
バートーンによる不要スプリアスを効果的に抑制するこ
とができる。

【００４３】（第２の実施例）第１の実施例に係る厚み
縦圧電共振子１では、圧電体２が厚み方向に一様に分極
処理されており、各層に加える印加電界が逆方向とされ
るパラレル接続タイプの圧電共振子を示したが、本発明
は、複数の圧電体層を厚み方向に交互に逆方向に分極処
理してなるシリーズ接続型の圧電共振子としてもよい。
このようなシリーズ型の厚み縦圧電共振子を、図１０に
示す。

【００４４】図１０に示す厚み縦圧電共振子１１は、細
長い矩形板状のストリップ型圧電体１２を用いて構成さ
れている。圧電体１２の上面には、第１の励振電極１３
が形成されており、下面には第２の励振電極１４が形成
されている。第１，第２の励振電極１３，１４は圧電体
１２を用いて表裏対向されている。また、第１，第２の
励振電極１３，１４は、圧電体１２の長さ方向中央部分
において対向しており、この第１，第２の励振電極１
３，１４が対向している部分はエネルギー閉じ込め型の
共振部とされている。

【００４５】本実施例においても、第１，第２の励振電
極１３，１４は、それぞれ、圧電体１２の端面１２ａま
たは端面１２ｂに引き出されているが、共振部以外の部
分は圧電体１２の全幅に至るように形成されておらずと
もよい。

【００４６】従って、励振電極１３，１４についても、
見方を変えれば、圧電体１２の長さ方向に振動減衰部を
有するエネルギー閉じ込め型の共振部を構成するため
に、該長さ方向と直交する方向において第１，第２の励
振電極１３，１４が圧電体１２の長さ方向端縁に至るよ
うに形成されていることになる。

【００４７】圧電体１２の中間高さ位置には、内部電極
１６が形成されている。この内部電極１６は、圧電体１
２を分極処理するために設けられている。すなわち、分
極に際しては、内部電極１６に相対的に高い電圧を、励
振電極１３，１４には相対的に低い電圧を与えることに
より、圧電体層１２ｃ，１２ｄが図示の矢印で示すよう
に厚み方向に逆方向に分極処理される。

【００４８】駆動に際しては、第１，第２の励振電極１
３，１４間に交流電圧を印加することにより、すなわち
内部電極１６を用いることなく駆動することにより、厚
み縦振動モードの２倍波ＴＥ₂ を励振させることができ
る。

【００４９】第２の実施例に係る厚み縦圧電共振子１１
においても、比ｌ／ｄが６以下とされているため、第１
の実施例の厚み縦圧電共振子１と同様に、インハーモニ
ック・オーバートーンに基づく不要スプリアスを効果的
に抑制することができ、良好な共振特性を得ることがで
きる。

【００５０】（変形例）第１，第２の実施例は、何れも
厚み縦振動モードの２倍波を利用した圧電共振子１，１
１であるが、本発明に係る圧電共振子は、厚み縦振動モ
ードの２倍波以外の高調波を利用したものであってもよ
い。図１１〜図１４は、これらの他の高調波を利用した
圧電共振子を説明するための断面図であり、第１の実施
例について示した図２に相当する図である。

【００５１】図１１は、厚み縦振動モードの３倍波を利
用したパラレル接続型厚み縦圧電共振子２１を示す。す
なわち、圧電体２内に２枚の内部電極２２，２３を配置
し、矢印で示すように圧電体２を厚み方向に一様に分極
処理することにより、厚み縦振動モードの３倍波を利用
した圧電共振子２１を構成することができる。

【００５２】また、図１２に示す厚み縦圧電共振子２４
は、厚み縦振動モードの４倍波を利用したパラレル接続
型圧電共振子２４を示す断面図である。厚み縦圧電共振
子２４では、圧電体２が厚み方向に一様に分極処理され
ており、内部に３枚の内部電極２５〜２７が厚み方向に
等間隔を隔てて配置されており、それによって厚み縦振
動モードの４倍波が効果的に励振される。

【００５３】図１３は、厚み縦振動モードの３倍波を利
用したシリーズ接続型の厚み縦圧電共振子２８を示す断
面図である。厚み縦圧電共振子２８では、圧電体１２内
に２枚の内部電極２９，３０が配置されており、圧電体
１２内が３層の圧電体層１２ｅ〜１２ｇに分割されてお
り、これらの内部電極２９，３０を用いて分極処理する
ことにより、厚み方向において隣合う圧電体層が逆方向
となるように分極処理されている。従って、第１，第２
の励振電極１３，１４に交流電圧を印加することによ
り、厚み縦振動モードの３倍波を励振することができ
る。

【００５４】同様に、図１４は、厚み縦振動モードの４
倍波を利用したシリーズ接続型圧電共振子３１を示す断
面図である。ここでは、圧電体１２内に、３枚の内部電
極３２〜３４が配置されており、これらの内部電極３２
〜３４を用いて分極処理することにより、図示のように
隣接する圧電体層が相互に逆方向になるように厚み方向
に分極処理されている。従って、第１，第２の励振電極
１３，１４から交流電圧を印加することにより、厚み縦
振動の４倍波を利用した圧電共振子として動作させ得
る。

【００５５】図１１〜図１４に示した各厚み縦圧電共振
子においても、比ｌ／ｄが６以下とされているため、第
１，第２の実施例の厚み縦圧電共振子と同様に厚み縦振
動の高調波を利用し、かつインハーモニック・オーバー
トーンのレスポンスによる不要スプリアスを効果的に抑
制することが可能となる。

【００５６】（第３の実施例）図１５は、本発明の第３
の実施例に係る厚み縦圧電共振子を説明するための斜視
図であり、図１６はその等価回路を示す図である。図１
５に示す圧電共振子４１は、第１の実施例に係る厚み縦
圧電共振子１にコンデンサ４２を結合した構造を有す
る。すなわち、厚み縦圧電共振子１の下面に、導電性接
着剤４３，４４を介してコンデンサ４２が接合されてい
る。

【００５７】コンデンサ４２では、誘電体基板４２ａの
上面において、所定のギャップを隔てて容量電極４２
ｂ，４２ｃが形成されている。また、誘電体基板４２ａ
の下面には、容量電極４２ｂ，４２ｃと誘電体基板４２
ａを介して表裏対向するように共通電極４２ｄが形成さ
れている。

【００５８】他方、導電性接着剤４３は、上記容量電極
４２ｂと端子電極７とを接合しており、導電性接着剤４
４は、容量電極４２ｃと端子電極５とを接合している。
従って、圧電共振子４１は、図１６に示すように、共振
子に２個のコンデンサユニットを組み合わせた容量内蔵
型圧電発振子として用いることができるものである。

【００５９】よって、厚み縦圧電共振子１が厚み縦振動
の２倍波を利用した圧電共振子であって、インハーモニ
ック・オーバートーンに起因するスプリアスを効果的に
抑制することが可能とされているので、良好な周波数特
性を有する圧電発振子を提供することが可能となる。

【００６０】

【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、矩形板
状の圧電体と、圧電体の両面に形成された第１，第２の
励振電極と、圧電体内に配置されており、第１，第２の
励振電極と少なくとも部分的に対向された少なくとも１
層の内部電極とを備えるエネルギー閉じ込め型厚み縦圧
電共振子において、比ｌ／ｄが３〜６とされているた
め、インハーモニック・オーバートーンや利用する高調
波以外の他の高調波に起因する不要スプリアスを効果的
に抑制することができる。よって、共振特性の良好なエ
ネルギー閉じ込め型厚み縦圧電共振子を提供することが
できる。

【００６１】また、比ｌ／ｄが３〜６の範囲とされてい
るので、インハーモニック・オーバートーンによるスプ
リアスを抑制し得るだけでなく、比帯域幅が広い、より
共振特性の良好なエネルギー閉じ込め型厚み縦圧電共振
子を実現することができる。

【００６２】また、請求項２に記載のように、圧電体と
して、細長いストリップ型の圧電体を用いた場合には、
厚み縦圧電共振子の小型化を進めることができる。請求
項３に記載の発明によれば、請求項１または２に記載の
厚み縦圧電共振子に、さらに共振子の振動を妨げないた
めの空間を隔ててコンデンサが貼り合わされているの
で、インハーモニック・オーバートーンによる不要スプ
リアスが少ない、共振特性の良好な圧電共振子を用い
て、容量内蔵型の圧電発振子を提供することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る厚み縦圧電共振子
を示す斜視図。

【図２】第１の実施例に係る厚み縦圧電共振子の断面
図。

【図３】図４及び図５に示す変位分布が表されている部
分に相当する部分の圧電共振子の断面図。

【図４】厚み縦振動モードの２倍波（ＴＥ２）で振動し
ている圧電体の有限要素法による解析された変位分布を
示す図。

【図５】インハーモニック・オーバートーン（Ｓ１）で
振動している圧電体の有限要素法による解析された変位
分布を示す図。

【図６】比ｌ／ｄ＝５．０の場合の有限要素法により解
析したインピーダンス−周波数特性を示す図。

【図７】比ｌ／ｄ＝３．０の場合の有限要素法により解
析された図１に示した厚み縦圧電共振子のインピーダン
ス−周波数特性を示す図。

【図８】比ｌ／ｄと厚み縦振動の２倍波ＴＥ２及びイン
ハーニック・オーバートーンＳ１の周波数定数との関係
を示す図。

【図９】比ｌ／ｄと比帯域幅との関係を示す図。

【図１０】本発明の第２の実施例に係る厚み縦圧電共振
子を説明するための斜視図。

【図１１】本発明に係る厚み縦圧電共振子の第１の変形
例を示す断面図。

【図１２】本発明に係る厚み縦圧電共振子の第２の変形
例を示す断面図。

【図１３】本発明に係る厚み縦圧電共振子の第３の変形
例を示す断面図。

【図１４】本発明に係る厚み縦圧電共振子の第４の変形
例を示す断面図。

【図１５】本発明の第３の実施例に係る圧電共振子であ
って、コンデンサ内蔵型圧電共振子を示す斜視図。

【図１６】図１５に示した圧電共振子の回路構成を示す
図。

【図１７】従来の厚み縦圧電共振子の一例を説明するた
めの分解斜視図。

【図１８】図１７に示した厚み縦圧電共振子の断面図。

【図１９】従来の厚み縦圧電共振子の他の例を説明する
ための斜視図。

【図２０】従来の厚み縦圧電共振子のインピーダンス周
波数特性を示す図。

【符号の説明】

１…厚み縦圧電共振子 ２…圧電体 ３，４…第１，第２の励振電極 ６…内部電極 １１…厚み縦圧電共振子 １２…圧電体 １３，１４…第１，第２の励振電極 １６…内部電極 ２１…厚み縦圧電共振子 ２２，２３…内部電極 ２４…厚み縦圧電共振子 ２５〜２７…内部電極 ２８…厚み縦圧電共振子 ２９，３０…内部電極 ３１…厚み縦圧電共振子 ３２〜３４…内部電極 ４１…圧電共振子 ４２…コンデンサ ４５…厚み縦圧電共振子 ４６…圧電体 ４７，４８…第１，第２の励振電極 ５０…内部電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−139009（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−235422（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−99310（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−37579（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−111626（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−206018（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−104886（ＪＰ，Ａ) 特公 昭58−10886（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H03H 9/00 - 9/215

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 共振部の両側に振動減衰部を有し、厚み
   縦振動モードのｎ次の高調波を利用したエネルギー閉じ
   込め型厚み縦圧電共振子であって、 矩形板状の圧電体と、 前記圧電体の両面に形成されて圧電体を介して対向され
   ており、両側の振動減衰部を結ぶ方向を第１の方向とし
   たときに、第１の方向と直交する方向において、圧電体
   の端部または端部近傍まで至るように形成された第１，
   第２の励振電極と、 前記圧電体内に配置されており、圧電体層を介して第
   １，第２の励振電極と少なくとも部分的に対向された少
   なくとも１層の内部電極とを備え、 前記第１，第２の励振電極の重なっている部分の第１の
   方向に沿う長さをｌ、前記圧電体の厚みをｔとし、ｄ＝
   ｔ／ｎとしたときに、３≦ｌ／ｄ≦６とされていること
   を特徴とする、エネルギー閉じ込め型厚み縦圧電共振
   子。
2. 【請求項２】 前記圧電体が細長いストリップ型の圧電
   体により構成されている、請求項１に記載のエネルギー
   閉じ込め型厚み縦圧電共振子。
3. 【請求項３】 前記第１または第２の励振電極が形成さ
   れている面に、圧電共振子の振動を妨げないための空間
   を隔てて貼り合わされたコンデンサをさらに備えること
   を特徴とする、請求項１または２に記載のエネルギー閉
   じ込め型厚み縦圧電共振子。