JP3428484B2 - 圧電部品の設計方法 - Google Patents
圧電部品の設計方法Info
- Publication number
- JP3428484B2 JP3428484B2 JP04760299A JP4760299A JP3428484B2 JP 3428484 B2 JP3428484 B2 JP 3428484B2 JP 04760299 A JP04760299 A JP 04760299A JP 4760299 A JP4760299 A JP 4760299A JP 3428484 B2 JP3428484 B2 JP 3428484B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- spring
- case
- terminal
- spring member
- piezoelectric resonator
- 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
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 8
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 8
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 3
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 2
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 2
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 230000003449 preventive effect Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/02—Details
- H03H9/05—Holders; Supports
- H03H9/10—Mounting in enclosures
- H03H9/1007—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices
- H03H9/1014—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device
- H03H9/1028—Mounting in enclosures for bulk acoustic wave [BAW] devices the enclosure being defined by a frame built on a substrate and a cap, the frame having no mechanical contact with the BAW device the BAW device being held between spring terminals
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/46—Filters
- H03H9/54—Filters comprising resonators of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/58—Multiple crystal filters
- H03H9/60—Electric coupling means therefor
- H03H9/605—Electric coupling means therefor consisting of a ladder configuration
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/42—Piezoelectric device making
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はラダーフィルタ，発
振子，ディスクリミネータ等として使用される圧電部品
の設計方法、特に圧電共振子および端子を厚み方向に圧
接保持させるばね部材の設計方法に関するものである。
振子，ディスクリミネータ等として使用される圧電部品
の設計方法、特に圧電共振子および端子を厚み方向に圧
接保持させるばね部材の設計方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の圧電部品の場合、圧電共振子と
端子とばね部材とを箱型のケースに収納し、ばね部材の
反発力によって圧電共振子と端子とを厚み方向に圧接保
持させ、ケースの開口部を樹脂浸透防止シートで蓋をし
た状態でケースの開口部に樹脂を充填することにより、
ケース内部を封止した構造となっている。圧電共振子と
端子は、ばね部材の保持圧力によって電気的に接続され
ている。
端子とばね部材とを箱型のケースに収納し、ばね部材の
反発力によって圧電共振子と端子とを厚み方向に圧接保
持させ、ケースの開口部を樹脂浸透防止シートで蓋をし
た状態でケースの開口部に樹脂を充填することにより、
ケース内部を封止した構造となっている。圧電共振子と
端子は、ばね部材の保持圧力によって電気的に接続され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような圧電部品で
は、圧電共振子、端子およびばね部材の厚みのバラツキ
や、ケースの内寸法のバラツキが必ず存在する。そのた
め、例えば各部品の厚みが小さい方にばらつくと、圧電
共振子と端子との接触圧（保持圧力）が小さくなり、オ
ープン不良が発生したり、耐衝撃性の点で信頼性が低く
なるという問題がある。一方、各部品の厚みが大きい方
にばらつくと、圧電共振子と端子との接触圧が大きくな
り、組立性が低下するとともに、圧電共振子を必要以上
にダンピングしてしまい、電気的特性が低下するという
問題がある。
は、圧電共振子、端子およびばね部材の厚みのバラツキ
や、ケースの内寸法のバラツキが必ず存在する。そのた
め、例えば各部品の厚みが小さい方にばらつくと、圧電
共振子と端子との接触圧（保持圧力）が小さくなり、オ
ープン不良が発生したり、耐衝撃性の点で信頼性が低く
なるという問題がある。一方、各部品の厚みが大きい方
にばらつくと、圧電共振子と端子との接触圧が大きくな
り、組立性が低下するとともに、圧電共振子を必要以上
にダンピングしてしまい、電気的特性が低下するという
問題がある。
【０００４】そのため、従来では、圧電共振子をラップ
研磨したり、端子の厚みを成形時に調整したりして、ケ
ースに収納される部品の厚み寸法をほぼ一定にすること
で、接触圧の安定化を図っていた。しかし、この方法で
は調整に手間がかかり、コストが高くつくという欠点が
あった。
研磨したり、端子の厚みを成形時に調整したりして、ケ
ースに収納される部品の厚み寸法をほぼ一定にすること
で、接触圧の安定化を図っていた。しかし、この方法で
は調整に手間がかかり、コストが高くつくという欠点が
あった。
【０００５】そこで、本発明の目的は、構成部品の厚み
方向の寸法バラツキがあっても、常に適正な接触圧を得
ることが可能な圧電部品の設計方法を提供することにあ
る。
方向の寸法バラツキがあっても、常に適正な接触圧を得
ることが可能な圧電部品の設計方法を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に記載の発明は、略箱形に形成されたケー
スと、ケースに収納された圧電共振子と、ケースに収納
され、かつ外部接続部がケースの開口部から外部に導出
された端子と、ケースに収納され、上記圧電共振子およ
び端子を厚み方向に圧接保持させるばね部材とを備えた
圧電部品において、上記圧電共振子，端子およびばね部
材の厚みの変動範囲をＴmin 〜Ｔmax とし、ケース内寸
法の変動範囲をＷmin 〜Ｗmax とし、圧電共振子および
端子の保持圧力の許容範囲をＦmin 〜Ｆmax とする場
合、圧電共振子，端子およびばね部材の厚みが最大Ｔma
x でケース内寸法が最小Ｗmin の時のばね高さをＳmin
、圧電共振子，端子およびばね部材の厚みが最小Ｔmin
でケース内寸法が最大Ｗmax の時のばね高さをＳmax
とすると、ばね高さＳmin の時に最大保持圧力Ｆmax 以
下で、ばね高さＳmax の時に最小保持圧力Ｆmin 以上と
なるようにばね部材を設計する方法を提供する。
め、請求項１に記載の発明は、略箱形に形成されたケー
スと、ケースに収納された圧電共振子と、ケースに収納
され、かつ外部接続部がケースの開口部から外部に導出
された端子と、ケースに収納され、上記圧電共振子およ
び端子を厚み方向に圧接保持させるばね部材とを備えた
圧電部品において、上記圧電共振子，端子およびばね部
材の厚みの変動範囲をＴmin 〜Ｔmax とし、ケース内寸
法の変動範囲をＷmin 〜Ｗmax とし、圧電共振子および
端子の保持圧力の許容範囲をＦmin 〜Ｆmax とする場
合、圧電共振子，端子およびばね部材の厚みが最大Ｔma
x でケース内寸法が最小Ｗmin の時のばね高さをＳmin
、圧電共振子，端子およびばね部材の厚みが最小Ｔmin
でケース内寸法が最大Ｗmax の時のばね高さをＳmax
とすると、ばね高さＳmin の時に最大保持圧力Ｆmax 以
下で、ばね高さＳmax の時に最小保持圧力Ｆmin 以上と
なるようにばね部材を設計する方法を提供する。
【０００７】図１，図２に示すような圧電部品を例にと
って説明する。ここで、１は表裏両面に電極を有する圧
電共振子、２，３は端子、４はばね部材、５はケース、
６は樹脂浸透防止シート、７は封止樹脂である。ばね部
材４は端子３とケース５内面との間に圧入されており、
ばね部材４の反発力により圧電共振子１の電極と端子
２，３とが接触し、電気的に導通している。端子２，３
にはケース５の外部へ導出された外部接続部２ａ，３ａ
が一体に形成されている。ケース５の内寸法をＷ、各部
品の総厚みをＴ、ばね部材４のばね高さをＳとする。な
お、ばね高さＳは、ばね部材４の厚みを含まず、ばね部
材４が厚み方向に弾性変形し得る高さをいう。
って説明する。ここで、１は表裏両面に電極を有する圧
電共振子、２，３は端子、４はばね部材、５はケース、
６は樹脂浸透防止シート、７は封止樹脂である。ばね部
材４は端子３とケース５内面との間に圧入されており、
ばね部材４の反発力により圧電共振子１の電極と端子
２，３とが接触し、電気的に導通している。端子２，３
にはケース５の外部へ導出された外部接続部２ａ，３ａ
が一体に形成されている。ケース５の内寸法をＷ、各部
品の総厚みをＴ、ばね部材４のばね高さをＳとする。な
お、ばね高さＳは、ばね部材４の厚みを含まず、ばね部
材４が厚み方向に弾性変形し得る高さをいう。
【０００８】図３に斜線で示すように、横軸を保持圧
力、縦軸をばね高さとしたｘ−ｙ座標に、ばね高さの変
動範囲（Ｓmin 〜Ｓmax ）と、保持圧力の許容範囲（Ｆ
min 〜Ｆmax）とで囲まれた範囲を設定する。本発明で
は、ばね高さが最小Ｓmin の時に最大保持圧力Ｆmax 以
下で、ばね高さが最大Ｓmax の時に最小保持圧力Ｆmin
以上となるようにばね部材を設計する。例えば、ばね部
材の高さｙと圧力ｘとの関係をｙ＝ａｘ＋ｂ（ａ＜０，
ｂ＞０）とした場合に、この直線が図４に示すように上
記範囲の上辺と下辺とを通過するように、ａ，ｂの値を
設定している。
力、縦軸をばね高さとしたｘ−ｙ座標に、ばね高さの変
動範囲（Ｓmin 〜Ｓmax ）と、保持圧力の許容範囲（Ｆ
min 〜Ｆmax）とで囲まれた範囲を設定する。本発明で
は、ばね高さが最小Ｓmin の時に最大保持圧力Ｆmax 以
下で、ばね高さが最大Ｓmax の時に最小保持圧力Ｆmin
以上となるようにばね部材を設計する。例えば、ばね部
材の高さｙと圧力ｘとの関係をｙ＝ａｘ＋ｂ（ａ＜０，
ｂ＞０）とした場合に、この直線が図４に示すように上
記範囲の上辺と下辺とを通過するように、ａ，ｂの値を
設定している。
【０００９】具体的には、
ａ≦（Ｓmax −Ｓmin ）／（Ｆmin −Ｆmax ） ・・・（１）
で、かつ
Ｓmax −ａＦmin ≦ｂ≦Ｓmin −ａＦmax ・・・（２）
となるように、ａ，ｂの値を求める。このようにばね部
材を設計することで、構成部品の厚みＴにバラツキがあ
っても、常に適正な接触圧Ｆを得ることができ、電気的
信頼性の高い圧電部品を得ることができる。つまり、オ
ープン不良、耐衝撃性劣化、組立性低下、圧電共振子ダ
ンピングといった不具合を解消できる。
材を設計することで、構成部品の厚みＴにバラツキがあ
っても、常に適正な接触圧Ｆを得ることができ、電気的
信頼性の高い圧電部品を得ることができる。つまり、オ
ープン不良、耐衝撃性劣化、組立性低下、圧電共振子ダ
ンピングといった不具合を解消できる。
【００１０】ばね部材の傾きつまりばね定数（＝１／
ａ）は、材料，厚み，形状などにより図５のように調整
が可能である。ばね定数を変えずに圧力のみを変える場
合には、図６のように初期のばね高さ（＝ｂ）で調整す
ればよい。このように、傾きと高さを適当に組み合わせ
ることにより、適正なばね特性を得ることができる。な
お、図５，図６において、Ｇは適正なばね特性、ＮＧは
不適正なばね特性である。
ａ）は、材料，厚み，形状などにより図５のように調整
が可能である。ばね定数を変えずに圧力のみを変える場
合には、図６のように初期のばね高さ（＝ｂ）で調整す
ればよい。このように、傾きと高さを適当に組み合わせ
ることにより、適正なばね特性を得ることができる。な
お、図５，図６において、Ｇは適正なばね特性、ＮＧは
不適正なばね特性である。
【００１１】上記のような線形のばね特性に限らず、非
線形のばね特性を有するばね部材を用いてもよい。すな
わち、図７に示すように、上に凸なばね特性Ａを有する
ばね部材の場合、初期のばね高さを低くでき、組立面で
有利である。また、ばね高さが低いときの圧力の変動が
小さく、実使用に適しているとともに、ケースの内寸法
を小さくでき、ひいてはケース自体を小型化できる利点
がある。これに対し、下に凸のばね特性Ｂを有するばね
部材の場合には、初期のばね高さが高くなり、組み立て
にくくなる。また、ばね高さが低いときの圧力の変動が
大きく使いにくいため、ばね高さが高いところで使うこ
とになるが、ケース自体が大きくなる欠点がある。
線形のばね特性を有するばね部材を用いてもよい。すな
わち、図７に示すように、上に凸なばね特性Ａを有する
ばね部材の場合、初期のばね高さを低くでき、組立面で
有利である。また、ばね高さが低いときの圧力の変動が
小さく、実使用に適しているとともに、ケースの内寸法
を小さくでき、ひいてはケース自体を小型化できる利点
がある。これに対し、下に凸のばね特性Ｂを有するばね
部材の場合には、初期のばね高さが高くなり、組み立て
にくくなる。また、ばね高さが低いときの圧力の変動が
大きく使いにくいため、ばね高さが高いところで使うこ
とになるが、ケース自体が大きくなる欠点がある。
【００１２】圧電共振子と端子とを保持するばね部材に
要求される特性をまとめると次のようになる。第１に、
部品とケースの内寸法との変動範囲、つまりばね高さの
変動範囲Ｓmin〜Ｓmax を広く取れること。第２に、ば
ね高さが低いときの圧力の変動が小さいこと。第３に、
組み立て性や製品の大きさを考慮し、初期のばね高さは
低いこと。以上を総合すると、上に凸なばね特性を有す
るばね部材が理想的である。さらに、製品の外形寸法を
できるだけ小さくするには、部品の厚みが最大で、ケー
スの内寸法が最小のとき、ばね高さが０になるようにす
ればよい。すなわち、図８に示すように、Ｓmin ＝０で
あることが理想的である。
要求される特性をまとめると次のようになる。第１に、
部品とケースの内寸法との変動範囲、つまりばね高さの
変動範囲Ｓmin〜Ｓmax を広く取れること。第２に、ば
ね高さが低いときの圧力の変動が小さいこと。第３に、
組み立て性や製品の大きさを考慮し、初期のばね高さは
低いこと。以上を総合すると、上に凸なばね特性を有す
るばね部材が理想的である。さらに、製品の外形寸法を
できるだけ小さくするには、部品の厚みが最大で、ケー
スの内寸法が最小のとき、ばね高さが０になるようにす
ればよい。すなわち、図８に示すように、Ｓmin ＝０で
あることが理想的である。
【００１３】なお、本発明において、ばね部材を端子と
は別の部材で構成する場合に限らず、端子でばね部材を
兼用することも可能である。ばね部材としては、金属製
の板ばねのほか、ゴムなどの弾性体であってもよい。
は別の部材で構成する場合に限らず、端子でばね部材を
兼用することも可能である。ばね部材としては、金属製
の板ばねのほか、ゴムなどの弾性体であってもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】図９〜図１１は本発明にかかる圧
電部品の一例である面実装型のラダーフィルタを示す。
このラダーフィルタは６素子型であり、図１２に示すよ
うなラダー回路を構成している。箱型のケース１０の内
部は仕切壁１０ａによって２個の室１０ｂ，１０ｃに仕
切られており、一方の室１０ｂに直列共振子１１，１
２、並列共振子１４、入力端子１７、接続端子１８の一
方の電極板部１８ａ、接続端子１９の一方の電極板部１
９ａ、およびアース端子２０が収容されている。他方の
室１０ｃには、直列共振子１３、並列共振子１５，１
６、出力端子２１、接続端子１８の他方の電極板部１８
ｂ、接続端子１９の他方の電極板部１９ｂ、およびアー
ス端子２２が収容されている。直列共振子１１〜１３お
よび並列共振子１４〜１６は共に拡がり振動モードを利
用した略正方形の圧電共振子であり、その表裏両面には
電極が形成されている。
電部品の一例である面実装型のラダーフィルタを示す。
このラダーフィルタは６素子型であり、図１２に示すよ
うなラダー回路を構成している。箱型のケース１０の内
部は仕切壁１０ａによって２個の室１０ｂ，１０ｃに仕
切られており、一方の室１０ｂに直列共振子１１，１
２、並列共振子１４、入力端子１７、接続端子１８の一
方の電極板部１８ａ、接続端子１９の一方の電極板部１
９ａ、およびアース端子２０が収容されている。他方の
室１０ｃには、直列共振子１３、並列共振子１５，１
６、出力端子２１、接続端子１８の他方の電極板部１８
ｂ、接続端子１９の他方の電極板部１９ｂ、およびアー
ス端子２２が収容されている。直列共振子１１〜１３お
よび並列共振子１４〜１６は共に拡がり振動モードを利
用した略正方形の圧電共振子であり、その表裏両面には
電極が形成されている。
【００１５】ケース１０の一側面は開口しており、この
開口部から入力端子１７の外部接続部１７ａ、出力端子
２１の外部接続部２１ａがそれぞれ導出されている。ケ
ース１０の開口部には樹脂侵入防止用のシート２３が嵌
合され、封止樹脂２４が充填されている。なお、シート
２３には入力端子１７と出力端子２１の外部接続部１７
ａ，２１ａを導出するためのスリット２３ａ，２３ｂ
（図９参照）が設けられている。また、ケース１０の開
口部と反対側の側面には、２個の端子導出穴１０ｄ，１
０ｅが形成されており、これら導出穴１０ｄ，１０ｅか
らそれぞれアース端子２０，２２の外部接続部２０ａ，
２２ａが導出されている。ケース１０の端子導出穴１０
ｄ，１０ｅにも封止樹脂２４が充填され、ケース１０の
内部が完全密封されている。
開口部から入力端子１７の外部接続部１７ａ、出力端子
２１の外部接続部２１ａがそれぞれ導出されている。ケ
ース１０の開口部には樹脂侵入防止用のシート２３が嵌
合され、封止樹脂２４が充填されている。なお、シート
２３には入力端子１７と出力端子２１の外部接続部１７
ａ，２１ａを導出するためのスリット２３ａ，２３ｂ
（図９参照）が設けられている。また、ケース１０の開
口部と反対側の側面には、２個の端子導出穴１０ｄ，１
０ｅが形成されており、これら導出穴１０ｄ，１０ｅか
らそれぞれアース端子２０，２２の外部接続部２０ａ，
２２ａが導出されている。ケース１０の端子導出穴１０
ｄ，１０ｅにも封止樹脂２４が充填され、ケース１０の
内部が完全密封されている。
【００１６】ケース１０の外部に導出された外部接続部
１７ａ，２０ａ，２１ａ，２２ａは、樹脂２４の充填
後、図１１に示すようにケース１０の側壁に沿って下方
へ折り曲げられ、さらにケース１０の底面に沿って内側
へ折り曲げられている。これにより、面実装部品が構成
される。
１７ａ，２０ａ，２１ａ，２２ａは、樹脂２４の充填
後、図１１に示すようにケース１０の側壁に沿って下方
へ折り曲げられ、さらにケース１０の底面に沿って内側
へ折り曲げられている。これにより、面実装部品が構成
される。
【００１７】この実施例のラダーフィルタでは、入力端
子１７およびアース端子２０が瓦状に湾曲した板ばねで
構成され、ばね部材として機能している。また、接続端
子１８，１９はそれぞれ２枚の電極板部１８ａ，１８ｂ
および１９ａ，１９ｂを細幅な接続部１８ｃ，１９ｃで
クランク状に一体に連結した構造のものであり、一方の
電極板部１８ｂ，１９ｂが瓦状に湾曲形成され、ばね部
材として機能している。このように、個別部品としてば
ね部材を用いていないので、部品点数を少なくでき、コ
スト低減と小型化とを実現できる。
子１７およびアース端子２０が瓦状に湾曲した板ばねで
構成され、ばね部材として機能している。また、接続端
子１８，１９はそれぞれ２枚の電極板部１８ａ，１８ｂ
および１９ａ，１９ｂを細幅な接続部１８ｃ，１９ｃで
クランク状に一体に連結した構造のものであり、一方の
電極板部１８ｂ，１９ｂが瓦状に湾曲形成され、ばね部
材として機能している。このように、個別部品としてば
ね部材を用いていないので、部品点数を少なくでき、コ
スト低減と小型化とを実現できる。
【００１８】ここで、上記構造のラダーフィルタにおい
て、ばね部材である入力端子１７，アース端子２０、接
続端子１８，１９の電極板部１８ｂ，１９ｂの設計方法
を説明する。まず、圧電共振子１１〜１６および端子１
７〜２２の厚み変動範囲を２１２０±１８０（１９４０
〜２３００）μｍ、ケース１０の内寸法の変動範囲を２
４００±２０（２３８０〜２４２０）μｍとする。この
場合、ばね高さが取りうる範囲は、２３８０−２３００
＝８０μｍ、２４２０−１９４０＝４８０μｍであるか
ら、８０〜４８０μｍとなる。上記構造のラダーフィル
タでは、各室１０ｂ，１０ｃにばね部材がそれぞれ２個
ずつ配置されているので、１個のばね高さが取りうる範
囲は、４０〜２４０μｍとなる。一方、圧電共振子１１
〜１６および端子１７〜２２の保持圧力（接触圧）の範
囲を、圧電共振子のダンピングや耐衝撃性、組み付け性
などを考慮して１００〜３００ｇとする。圧電共振子の
保持圧力は、上記範囲が適正であると経験的に知られて
いる。したがって、ばね高さが取りうる範囲と圧力範囲
は、ばね高さが４０μｍのときの圧力が３００ｇ以下
で、ばね高さが２４０μｍのときの圧力が１００ｇ以上
必要である。
て、ばね部材である入力端子１７，アース端子２０、接
続端子１８，１９の電極板部１８ｂ，１９ｂの設計方法
を説明する。まず、圧電共振子１１〜１６および端子１
７〜２２の厚み変動範囲を２１２０±１８０（１９４０
〜２３００）μｍ、ケース１０の内寸法の変動範囲を２
４００±２０（２３８０〜２４２０）μｍとする。この
場合、ばね高さが取りうる範囲は、２３８０−２３００
＝８０μｍ、２４２０−１９４０＝４８０μｍであるか
ら、８０〜４８０μｍとなる。上記構造のラダーフィル
タでは、各室１０ｂ，１０ｃにばね部材がそれぞれ２個
ずつ配置されているので、１個のばね高さが取りうる範
囲は、４０〜２４０μｍとなる。一方、圧電共振子１１
〜１６および端子１７〜２２の保持圧力（接触圧）の範
囲を、圧電共振子のダンピングや耐衝撃性、組み付け性
などを考慮して１００〜３００ｇとする。圧電共振子の
保持圧力は、上記範囲が適正であると経験的に知られて
いる。したがって、ばね高さが取りうる範囲と圧力範囲
は、ばね高さが４０μｍのときの圧力が３００ｇ以下
で、ばね高さが２４０μｍのときの圧力が１００ｇ以上
必要である。
【００１９】これを（１）式で表してみる。すなわち、
Ｓmin ＝４０μｍ、Ｓmax ＝２４０μｍ、Ｆmax ＝３０
０ｇ、Ｆmin ＝１００ｇであるから、 ａ≦（２４０−４０）／（１００−３００） ａ≦−１．０（μｍ／ｇ） となる。
Ｓmin ＝４０μｍ、Ｓmax ＝２４０μｍ、Ｆmax ＝３０
０ｇ、Ｆmin ＝１００ｇであるから、 ａ≦（２４０−４０）／（１００−３００） ａ≦−１．０（μｍ／ｇ） となる。
【００２０】まず、この条件を満たす材質，板厚，形状
のばねが必要である。例えば、材質がリン青銅で、形状
が瓦状のばねを用い、板厚を変化させたとき、ａの値は
表１のようになる。
のばねが必要である。例えば、材質がリン青銅で、形状
が瓦状のばねを用い、板厚を変化させたとき、ａの値は
表１のようになる。
【表１】
表１から明らかなように、板厚が１００μｍ以下であれ
ば、傾きａの条件は満足する。今回は、板厚７０μｍ
（ａ＝−１．４）のものを選択した。
ば、傾きａの条件は満足する。今回は、板厚７０μｍ
（ａ＝−１．４）のものを選択した。
【００２１】次に、ｂの値を求める。上記の数値（Ｓmi
n ＝４０μｍ，Ｓmax ＝２４０μｍ，Ｆmax ＝３００
ｇ，Ｆmin ＝１００ｇ）を（２）式に代入すると、次の
ようになる。 ２４０−（−１．４）×１００≦ｂ≦４０−（−１．
４）×３００ ３８０≦ｂ≦４６０（μｍ） ここでは、ｂを４５０μｍに決定した。以上のようにし
て、上記構造のラダーフィルタのばね部材は、材料：リ
ン青銅、板厚：７０μｍ、形状：瓦状、初期高さ：４５
０μｍに決定した。
n ＝４０μｍ，Ｓmax ＝２４０μｍ，Ｆmax ＝３００
ｇ，Ｆmin ＝１００ｇ）を（２）式に代入すると、次の
ようになる。 ２４０−（−１．４）×１００≦ｂ≦４０−（−１．
４）×３００ ３８０≦ｂ≦４６０（μｍ） ここでは、ｂを４５０μｍに決定した。以上のようにし
て、上記構造のラダーフィルタのばね部材は、材料：リ
ン青銅、板厚：７０μｍ、形状：瓦状、初期高さ：４５
０μｍに決定した。
【００２２】上記のように決定されたばね部材のばね特
性を、横軸：保持圧力、縦軸：ばね高さとした座標に表
したものが図１３である。図から明らかなように、当初
の設定範囲を満足していること、換言すれば適正なばね
特性を有することが確認できた。
性を、横軸：保持圧力、縦軸：ばね高さとした座標に表
したものが図１３である。図から明らかなように、当初
の設定範囲を満足していること、換言すれば適正なばね
特性を有することが確認できた。
【００２３】上記実施例では、ばね部材として瓦状に湾
曲した板ばねを用いたが、これに限るものではなく、十
手形状やドーム形状などの種々の形状の板ばねを用いる
ことができる。また、ケースの形状や、圧電共振子の形
状も実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を
逸脱しない範囲で変更可能であることは言うまでもな
い。さらに、実施例ではばね部材を端子で兼用したが、
端子とは別にばね部材を設けてもよいことは勿論であ
る。
曲した板ばねを用いたが、これに限るものではなく、十
手形状やドーム形状などの種々の形状の板ばねを用いる
ことができる。また、ケースの形状や、圧電共振子の形
状も実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を
逸脱しない範囲で変更可能であることは言うまでもな
い。さらに、実施例ではばね部材を端子で兼用したが、
端子とは別にばね部材を設けてもよいことは勿論であ
る。
【００２４】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、ばね高さが最小Ｓmin の時に最大保持圧力Ｆma
x 以下で、ばね高さが最大Ｓmax の時に最小保持圧力Ｆ
min 以上となるようにばね部材を設計することにより、
構成部品の厚みにバラツキがあっても、常に適正な接触
圧を得ることができ、電気的信頼性の高く品質の安定し
た圧電部品を得ることができる。つまり、オープン不
良、耐衝撃性劣化、組立性低下、圧電共振子ダンピング
といった不具合を解消できる。そのため、従来行なわれ
ていた圧電共振子のラップ研磨や、端子の厚みの調整と
いった作業が不要となり、製造コストを低減できる。
よれば、ばね高さが最小Ｓmin の時に最大保持圧力Ｆma
x 以下で、ばね高さが最大Ｓmax の時に最小保持圧力Ｆ
min 以上となるようにばね部材を設計することにより、
構成部品の厚みにバラツキがあっても、常に適正な接触
圧を得ることができ、電気的信頼性の高く品質の安定し
た圧電部品を得ることができる。つまり、オープン不
良、耐衝撃性劣化、組立性低下、圧電共振子ダンピング
といった不具合を解消できる。そのため、従来行なわれ
ていた圧電共振子のラップ研磨や、端子の厚みの調整と
いった作業が不要となり、製造コストを低減できる。
【図１】本発明にかかる圧電部品の一例の断面図であ
る。
る。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】本発明におけるばね高さの変動範囲と許容圧力
範囲とを示す図である。
範囲とを示す図である。
【図４】適正なばね特性を有するばね部材の特性図であ
る。
る。
【図５】ばね特性の調整方法の一例を示す図である。
【図６】ばね特性の調整方法の他の例を示す図である。
【図７】非線形ばねを用いたときのばね特性図である。
【図８】理想的なばね特性図である。
【図９】本発明をラダーフィルタに適用した例の分解斜
視図である。
視図である。
【図１０】図９に示すラダーフィルタの断面図である。
【図１１】図９に示すラダーフィルタの平面図，正面
図，左右の側面図，底面図および背面図である。
図，左右の側面図，底面図および背面図である。
【図１２】図９に示すラダーフィルタの回路図である。
【図１３】図９に示すラダーフィルタのばね部材の特性
図である。
図である。
１０ ケース
１１〜１６ 圧電共振子
１７〜２２ 端子
１７，２０，１８ｂ，１９ｂ ばね部材
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H03H 3/00 - 3/04
H03H 9/00 - 9/215
H03H 9/54 - 9/60
Claims (2)
- 【請求項１】略箱形に形成されたケースと、ケースに収
納された圧電共振子と、ケースに収納され、かつ外部接
続部がケースの開口部から外部に導出された端子と、ケ
ースに収納され、上記圧電共振子および端子を厚み方向
に圧接保持させるばね部材とを備えた圧電部品におい
て、上記圧電共振子，端子およびばね部材の厚みの変動
範囲をＴmin 〜Ｔmax とし、ケース内寸法の変動範囲を
Ｗmin 〜Ｗmax とし、圧電共振子および端子の保持圧力
の許容範囲をＦmin 〜Ｆmax とする場合、圧電共振子，
端子およびばね部材の厚みが最大Ｔmax でケース内寸法
が最小Ｗmin の時のばね高さをＳmin 、圧電共振子，端
子およびばね部材の厚みが最小Ｔmin でケース内寸法が
最大Ｗmax の時のばね高さをＳmax とすると、ばね高さ
Ｓmin の時に最大保持圧力Ｆmax 以下で、ばね高さＳma
x の時に最小保持圧力Ｆmin 以上となるようにばね部材
を設計することを特徴とする圧電部品の設計方法。 - 【請求項２】上記ばね部材の高さｙと圧力ｘとの関係を ｙ＝ａｘ＋ｂ （ａ＜０，ｂ＞０） とした場合、 ａ≦（Ｓmax −Ｓmin ）／（Ｆmin −Ｆmax ） で、かつ Ｓmax −ａＦmin ≦ｂ≦Ｓmin −ａＦmax となるように、ａ，ｂの値を求めることを特徴とする請
求項１に記載の圧電部品の設計方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04760299A JP3428484B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 圧電部品の設計方法 |
| US09/501,088 US6543108B1 (en) | 1999-02-25 | 2000-02-09 | Method of designing a piezoelectric component |
| CN00103624.6A CN1127802C (zh) | 1999-02-25 | 2000-02-25 | 设计压电元件的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04760299A JP3428484B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 圧電部品の設計方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000252776A JP2000252776A (ja) | 2000-09-14 |
| JP3428484B2 true JP3428484B2 (ja) | 2003-07-22 |
Family
ID=12779799
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04760299A Expired - Fee Related JP3428484B2 (ja) | 1999-02-25 | 1999-02-25 | 圧電部品の設計方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6543108B1 (ja) |
| JP (1) | JP3428484B2 (ja) |
| CN (1) | CN1127802C (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008084957A (ja) * | 2006-09-26 | 2008-04-10 | Olympus Corp | アクチュエータの実装構造及び実装方法 |
| JP4324811B2 (ja) * | 2007-06-28 | 2009-09-02 | エプソントヨコム株式会社 | 圧電振動子及びその製造方法 |
| JP4802313B2 (ja) * | 2008-08-01 | 2011-10-26 | ニッコー株式会社 | 圧電振動子の保持装置 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5520052A (en) * | 1978-07-28 | 1980-02-13 | Noto Denshi Kogyo Kk | Piezoelectric filter |
| US4382203A (en) * | 1980-11-03 | 1983-05-03 | Radio Materials Corporation | Housing and spring support for piezoelectric resonator |
| JPS59183020U (ja) * | 1983-05-21 | 1984-12-06 | 株式会社村田製作所 | 電子部品の端子 |
| JPS60124108A (ja) * | 1983-12-08 | 1985-07-03 | Murata Mfg Co Ltd | 圧電共振子および圧電共振部品 |
| JP2524969Y2 (ja) * | 1987-11-27 | 1997-02-05 | 日本特殊陶業株式会社 | 梯子型電気濾波回路装置 |
| JPH06103824B2 (ja) * | 1989-07-19 | 1994-12-14 | 株式会社村田製作所 | チップ状ラダーフィルタ |
| JPH0690136A (ja) * | 1992-09-07 | 1994-03-29 | Murata Mfg Co Ltd | ラダー用フィルタおよびその製造方法 |
| US5616981A (en) * | 1993-08-20 | 1997-04-01 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Terminal for a piezoelectric device |
| JPH09284083A (ja) * | 1996-04-12 | 1997-10-31 | Nec Shizuoka Ltd | セラミック共振子 |
-
1999
- 1999-02-25 JP JP04760299A patent/JP3428484B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-02-09 US US09/501,088 patent/US6543108B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-02-25 CN CN00103624.6A patent/CN1127802C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6543108B1 (en) | 2003-04-08 |
| CN1264958A (zh) | 2000-08-30 |
| JP2000252776A (ja) | 2000-09-14 |
| CN1127802C (zh) | 2003-11-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5883458A (en) | Terminal for a piezoelectric device | |
| US10984953B2 (en) | Electronic device assembly | |
| US20040085147A1 (en) | Surface-mount crystal oscillator | |
| JP3428484B2 (ja) | 圧電部品の設計方法 | |
| US10916375B2 (en) | Electronic device | |
| US4328442A (en) | Piezoelectrically driven tuning fork with damping means | |
| US4287493A (en) | Piezoelectric filter | |
| US20190304689A1 (en) | Electronic device | |
| US5925971A (en) | Piezoelectric resonator and electronic component containing same | |
| US5892416A (en) | Piezoelectric resonator and electronic component containing same | |
| KR100371572B1 (ko) | 압전 부품 | |
| US5394123A (en) | Ladder type filter comprised of stacked tuning fork type resonators | |
| US11081275B2 (en) | Electronic device | |
| US10790088B2 (en) | Electronic device | |
| US6297581B1 (en) | Piezoelectric element and electronic component including same | |
| US6366182B1 (en) | Ladder-type piezoelectric filter having a substantially square resonator with the four corners cut | |
| JP3400523B2 (ja) | 梯子型電気濾波器 | |
| US5717366A (en) | Ladder type piezoelectric filter including conductive rubber plates | |
| JP3259654B2 (ja) | エネルギー閉じ込め型圧電共振子 | |
| KR20020077140A (ko) | 쉴드 및 이것이 장착된 유전체필터 | |
| JPS6328114A (ja) | 圧電振動部品 | |
| KR950010127Y1 (ko) | 3단자형 압전장치 | |
| JP4370616B2 (ja) | 表面実装型電子部品 | |
| JPH0644180Y2 (ja) | ラダー型圧電フィルタ | |
| JP2570758Y2 (ja) | ラダー型フィルタ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090516 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |