JPH0149047B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明はチツプ状圧電振動部品に関し、特に
圧電エレメントを保持しあるいは位置決めするた
めの改良された構造を有するチツプ状圧電振動部
品に関する。

先行技術の説明 第１図はこの発明の背景となりかつこの発明に
利用され得るチツプ状圧電エレメントの一例を示
す斜視図である。圧電エレメント１はたとえばセ
ラミツクなどからなる圧電プレートを含み、その
プレートの両表面に、対向する振動電極１１１お
よび１２１が、それぞれ形成されている。振動電
極１１１および１２１は、協働して、圧電プレー
トに、厚みすべり振動、幅すべり振動、幅縦振動
やその他所定のモードの振動を生ぜしめる。これ
ら振動電極１１１および１２１は、それぞれ、リ
ード電極１１２および１２２によつて引出電極１
１３および１２３にそれぞれ接続される。

このような圧電エレメント１は、第２図に示す
ようにケース２内に収納される。ケース２は両端
に開口を有する筒状のものであり、その開口はキ
ヤツプ３１および３２によつてそれぞれ覆われ
る。キヤツプ３１および３２と、ケース２内に収
納された圧電エレメント１の引出電極１１３およ
び１２３（第１図）とが、導電ペイントやクリー
ム状はんだのような導電接続部材４１および４２
によつて電気的に接続される。このようにして、
チツプ状圧電振動部品が作られる。

このようなチツプ状圧電振動部品はより安価に
しかも小形化できるので、色々な分野に利用され
ることができるが、次のようなさらに解決すべき
問題点を含むと考えられたことがある。

すなわち上述のキヤツプを用いるチツプ状圧電
振動部品においては、場合によつては、導電ペイ
ントが固化するより前に、エレメント１の自重に
よつて、第２図の１′で示すように、エレメント
が下がるかも知れない。一方エレメント１をケー
ス２内に収納する際に固定的にエレメントの上下
にスペースをあけることはむつかしかつた。した
がつて、結果的に、上述の構造では、仮に、ケー
ス２の内底面が真平らで、かつエレメント１が水
平状態を保つて下がり、しかもエレメント１の下
降にともないエレメント１の両端下面に一たん付
着した導電ペイントが完全に除かれたとしたら、
エレメント１とケース２の内底面との接触が生じ
るだろう。重力が働く方向がエレメント１の主平
面に直交しない場合も同様である。エネルギーと
じこめ型であるため、リード電極や引出電極の部
分はケースと接触しても問題ないが、振動電極の
部分がケースと接触すると、共振抵抗が大きくな
るばかりでなく、共振周波数と反共振周波数との
間あるいはそれらの近傍において微少なスプリア
スが生じてしまう。このようなことは、チツプ状
圧電振動部品を発振回路の発振子やFM回路のデ
イスクリミネータエレメントとして用いる場合な
どにおいて、不都合を生じる。

発明の目的 それゆえに、この発明の目的は、圧電エレメン
トの少なくとも振動部分はケース内壁に接触しな
いようにすることができる、チツプ状圧電振動部
品を提供することである。

発明の要約 この発明に従つたチツプ状圧電振動部品は、１
対の電極が形成された圧電エレメントと、両端部
に開口を有しその中に圧電エレメントが収納され
る筒状のケースと、ケースの開口を覆うようにケ
ース両端部に被せられる導電材料の薄板で形成さ
れたキヤツプと、圧電エレメントの１対の電極の
それぞれを対応のキヤツプに電気的に接続するた
めの導電接続部材とを含み、特徴的には、少なく
とも一方のキヤツプには、圧電エレメントの位置
決めのために圧電エレメントの端部を受入れる凹
部を内面側に与えるように薄板の一部を膨出させ
ることによつて突出部が形成されている。

発明の効果 この発明によれば、ケースの両端に被せられる
キヤツプの少なくとも一方に形成された凹部を与
える突出部によつて、圧電エレメントの少なくと
も振動電極部分はケース内壁とスペースが隔てら
れて、圧電エレメントがケース内に収納されるの
で、圧電エレメントの振動部分がケースと接触す
ることがない。そのために、共振抵抗が増大しあ
るいは微少スプリアスが発生するという問題点は
生じず、発振子や周波数デイスクリミネータとし
て有効に利用できる。

さらに突出部によつて圧電エレメントが機械的
に保持されるので、機械的な安定性がさらに増強
される。

また、キヤツプに形成される突出部によつて与
えられる凹部は、ケース内に存在する圧電エレメ
ントの端部を、それ自身で案内してその中に受入
れる作用を果たす。したがつて、当該チツプ状圧
電振動部品の組立てが容易になる。

また、キヤツプは、ケースの開口を閉じる第１
の部分と第１の部分からケースの外側面に沿うよ
うに延びる第２の部分とを含み、ケースの端部に
外側から被せられるので、ケースに対する位置決
めが容易であるとともに、ケース内の密封性を確
保することが容易である。

この発明の上述の目的およびその他の目的と特
徴は図面を参照して行なう以下の詳細な説明から
一層明らかとなろう。

実施例の説明 第３Ａ図および第３Ｂ図はこの発明の一実施例
を示し、第３Ａ図は断面図、第３Ｂ図は斜視図を
示す。この発明の圧電エレメント１としては、第
１図に示すような従来の圧電エレメントが利用可
能である。なお、第１図では、振動電極１１１お
よび１２１はそれぞれ細いリード電極１１２およ
び１２２を通して引出電極１１３および１２３に
接続されているが、接続電極ないしリード電極１
１２および１２２は、圧電プレートの全幅にわた
つて形成されていてもよい。圧電エレメント１
は、たとえば合成樹脂やアルミナ（セラミツク）
あるいはガラスなどからなる筒状のケース２内に
収納される。ケース２は両端に開口を有し、その
両端部にはそれぞれキヤツプ３１および３２が外
側から被せられる。キヤツプ３１および３２は、
それぞれ、導電ペイント、クリーム状のはんだあ
るいはその他の導電接着剤などのような導電性接
続部材４１および４２によつて、エレメント１の
引出電極１１３および１２３（第１図）とそれぞ
れ電気的に接続され、かつケース内に密封性を与
える。

キヤツプ３１および３２は、それぞれ、筒状の
ケース２に対応する第１の部分とその第１の部分
からケース２の側面に沿つて延びる第２の部分と
を含む。一方のキヤツプ３１のその第１の部分に
は、ケース２の内面側に凹部を与える突出部３１
１が形成される。なお、これらキヤツプ３１およ
び３２は、たとえばアルミニウムや銅などの導電
材料の薄板によつて形成されるため、このような
突出部３１１は公知のプレス成形などによつて薄
板の一部を膨出させることにより容易に形成する
ことができる。そして、エレメント１の一端がそ
の突出部３１１によつて形成される凹部に受入れ
られる。したがつて、この実施例ではエレメント
１は、第３Ａ図に示すように斜めにケース２内に
収納される。このとき、エレメント１の他端に形
成された引出電極１２３（第１図）の部分はケー
ス２の内壁に接触することになるが、エレメント
１のほぼ中央部に形成される振動電極１１１およ
び１２１（第１図）に相当する部分は、決してケ
ース２の内壁と接触することはない。すなわち、
エレメント１の振動部分は、必ず、ケース内壁と
或るスペースが隔てられることになる。

第４図はこの発明の他の実施例を示す断面図解
図である。この実施例は第３Ａ図および第３Ｂ図
に示すものの変形である。すなわち、この実施例
はキヤツプ３１のみならずキヤツプ３２にもケー
ス２の外方に突出する突出部３２１を形成して、
両方のキヤツプ３１および３２に圧電エレメント
１の位置決めのための段差部を形成したものであ
る。このようにすれば、ケース２内において圧電
エレメント１をケースと平行に支持することがで
きる。

第５図はこの発明のさらに他の実施例を示す断
面図解図である。この実施例も第４図実施例と同
様に圧電エレメント１をケース２内にそれと平行
に支持するようにしたものである。キヤツプ３１
および３２には、それぞれ、同じように、ケース
の外方に突出する突出部３１３および３２３を形
成する。しかしながら、この突出部３１３および
３２３は、キヤツプ３１および３２の周縁よりも
その突出高さが小さくされている。この実施例に
よれば、第４図と同じように圧電エレメント１を
ケース２と平行に支持でき、しかも突出部３１３
および３２３がキヤツプの周縁より突出しないよ
うに位置されることができる。

第６図はこの発明に用いられるキヤツプの他の
例を示す断面図解図である。この実施例では、キ
ヤツプ３１には、たとえば第３Ａ図および第４図
に示す実施例と同じようにケースの外方に突出す
る突出部３１１を有する。そして、このキヤツプ
３１の第１の部分すなわちケース２の端面に対応
する部分には孔３１４が形成されている。この孔
３１４は圧電エレメント１の電極をそのキヤツプ
に電気的に接続するための導電接合部材としてた
とえば溶融した状態のはんだを注入するために利
用される。すなわち、ここまでに示した実施例で
は、いずれも、圧電エレメント１の電極とキヤツ
プ３１および３２とは、導電ペイントやクリーム
状のはんだを利用したが、この第６図実施例に示
すようなキヤツプを利用すれば、圧電エレメント
１とケース２とを組立てた後に溶融したはんだを
利用して圧電エレメントの電極とキヤツプとの導
電的接続を行なうことができる。

第７図はこの発明の好ましい実施例を示す図解
図である。この実施例では、第３Ａ図および第４
図実施例と同じように、キヤツプ３１，３２に、
ケース２の外方に突出する突出部３１１，３２１
を形成した。このようなキヤツプ３１，３２を利
用することにより、その突出部３１１，３２１
に、引出端子５を直接接続することができる。す
なわち、引出端子５はほぼ円形の頭部とそこから
延びる脚部５２とを含む。頭部には孔５１が形成
され、その孔はキヤツプ３１，３２の突出部３１
１，３２１とほぼ同じ径を有し、この突子３１
１，３２１が引出端子５の孔５１にちようど嵌ま
り合う。そして、キヤツプ３１，３２と引出端子
５の頭部とをたとえばはんだにより接合すれば、
簡単に引出端子付きの圧電振動部品を構成するこ
とができる。

第８図はこの発明のなおも他の実施例を示す図
解図である。今まで説明した実施例では、キヤツ
プ３１および３２をケース２に機械的に固定する
ために導電ペイントやはんだの接着力利用以上の
特別の手段を用いていなかつた。しかしながら、
外的応力によつて、場合に依つては、キヤツプ３
１および３２がケース２から脱落し、結果的にチ
ツプ状圧電振動部品そのものが破損することもあ
る。そこで、この第８図実施例では、樹脂ケース
２内に圧電エレメント１を挿入し、導電ペイント
を付着させたキヤツプ３１を被せ、導電ペイント
を硬化させるより前にキヤツプ３１の一部にポン
チ７１および７２によつてポンチングし、キヤツ
プ３１のケース２に沿つて延びる第２の部分を破
り、このとき発生する「ばり」が樹脂ケース２に
食い込むようにする。このようにすれば、樹脂ケ
ース２とキヤツプ３１とを機械的により安定に接
続ないし固定することができる。

第９図はこの発明に従つたチツプ状圧電振動部
品を利用する発振回路の一例を示す回路図であ
る。集積回路８にはインバータINVが含まれ、
このインバータINVは集積回路８の２つの端子
に接続される。これらの端子には、インバータ
INVと協働して発振回路を構成するチツプ状圧
電振動部品Ｘおよびフイードバツク抵抗Ｒが並列
接続され、さらに、それぞれ接地に接続されたコ
ンデンサＣ１およびＣ２が接続される。コンデン
サＣ１およびＣ２は負荷容量であつて振動子Ｘを
含む回路とインバータINVとで正帰還する条件
を与えている。フイードバツク抵抗Ｒはインバー
タに含まれる増幅器の自励発振を抑圧するために
挿入されるものであつて通常500KΩ〜10MΩで
ある。そして、振動子Ｘから発振出力が導出され
る。

第１０Ａ図および第１０Ｂ図と第１１図とに示
すそれぞれの実施例は、このような発振回路を構
成する抵抗あるいはコンデンサをチツプ状圧電振
動部品すなわち振動子Ｘと複合化せんとするもの
である。

たとえガラスやセラミツクなどのような不導体
でかつ高温に耐える材料で作つた筒状ケース２の
中に、圧電エレメント１を収納し、その筒状ケー
ス２の両端にキヤツプ３１および３２を被せる。
なお、圧電エレメント１の収納ないし支持構造に
ついてはこの実施例のほか前述の任意のものが利
用可能なことはもちろんである。

筒状ケース２の側面にたとえば酸化被膜やカー
ボン等の抵抗体被膜９を設け、それによつてイン
バータINV従つて振動子Ｘに並列接続されるべ
きフイードバツク抵抗Ｒをこの振動子Ｘと一体的
に構成する。

なお、この抵抗被膜９は、たとえば酸化被膜や
カーボンを塗布して高温焼付をすることによつて
形成できる。この抵抗被膜９による抵抗値は調整
されてもよいが、上述のような必要とされる抵抗
値の範囲500KΩ〜10MΩを考慮すれば、特別な
調整は必要ではない。

この第１０Ａ図および第１０Ｂ図に示す実施例
によれば、特別な工程を追加するすることなく、
共振子と抵抗との複合化が可能である。また、抵
抗被膜はたとえば10〜60μｍ程度の厚みであるた
め、特に完成したチツプ状圧電振動部品の形状を
大きくしたりするという問題はない。

第１１図の実施例は、さらにコンデンサＣ１お
よびＣ２をも複合化せんとするものである。

第１１図を参照して、角形のケース２′内には
たとえば第１図に示すような圧電エレメントが収
納されている。そして、このケース２の両端には
キヤツプ３１′および３２′が被せられる。なおキ
ヤツプ３１′および３２′には任意の方法で、ケー
ス２内に収納されるエレメントのための位置決め
構造（突出部）が形成されている。そして、ケー
ス２の表面には抵抗被膜９が形成されている。ケ
ース２の側面には、２つのチツプ状コンデンサ１
０１および１０２が取付けられる。チツプ状コン
デンサ１０１および１０２はそれぞれ第９図に示
すコンデンサＣ１およびＣ２に相当する。チツプ
状コンデンサ１０１および１０２のそれぞれの両
端にはコンデンサ電極が形成されている。なお、
これらチツプ状コンデンサ１０１および１０２と
ケース２との一体化は、たとえば接着剤により貼
り合わせればよい。そして、たとえばプリント基
板（図示せず）のプリントパターン８０，８１お
よび８２にこの一体化したチツプ状圧電振動部品
を接続する。すなわち、アースパターン８２には
チツプコンデンサ１０１および１０２のそれぞれ
の一方のコンデンサ電極を接続し、たとえば第９
図の集積回路８の２つの端子にそれぞれ接続され
るパターン８１および８２には、それぞれ、キヤ
ツプ３１′とチツプコンデンサ１０１の他方電極
とをそしてキヤツプ３２′とチツプコンデンサ１
０２の他方電極とを接続する。

なお、具体的には、角形のケース２に納められ
たチツプ状圧電振動部品は厚み2.2×幅2.2×長さ
6.9mmであり、チツプコンデンサ１０１および１
０２はたとえば幅1.6×長さ3.2mmのサイズであ
る。

第１０Ａ図および第１０Ｂ図ならびに第１１図
実施例において、ケース２の側面に形成する抵抗
被膜は、その側面全面にわたつて形成されてもよ
くまたその形成される位置は任意である。但しキ
ヤツプ３１，３１′および３２，３２′と接続され
ていることは条件である。

このようにすれば、振動子のみならずその振動
子と協働して発振回路等を構成する抵抗あるいは
コンデンサを一体化することができ、非常にコン
パクトで取扱いが簡単になりしかも集積度が向上
する。

なお、上述の実施例においては、筒状ケースと
キヤツプとはそれぞれ円形同士あるいは角形同士
を利用したが、たとえば角形のケースに円形のキ
ヤツプを利用することも可能である。

また、第３Ａ図、第３Ｂ図〜第５図までに示す
実施例に用いられるキヤツプ３１，３２をそれぞ
れ任意に組合わせて用いてもよく、また、突出部
を形成する構造はこれら実施例の形状に限定され
るべきでないことももちろんである。

以上のように、この発明によれば、ケース内に
おいて圧電エレメントの振動部分は必ずケースと
或るスペースを隔てて収納されるので、共振抵抗
の増加や微少スプリアスの発生などを生じること
はない。また、キヤツプにエレメントを支持ない
し保持するための位置決め部を形成しているた
め、エレメントの機械的安定性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の背景となるかつこの発明に
利用され得る圧電エレメントの一例を示す斜視図
である。第２図はこの発明の背景となるチツプ状
圧電振動部品の一例を示す断面図解図である。第
３Ａ図および第３Ｂ図はこの発明の一実施例を示
す図であり、第３Ａ図がその断面図解図を、第３
Ｂ図がその外観斜視図をそれぞれ示す。第４図お
よび第５図は、それぞれこの発明の他の実施例を
示す断面図解図である。第６図はキヤツプの他の
例を示す断面図解図である。第７図は引出端子と
の接続の一例を示す図である。第８図はキヤツプ
の機械的固定の一例を示す図解図である。第９図
はこの発明に従つたチツプ状振動圧電部品が利用
された発振回路の一例を示す回路図である。第１
０Ａ図および第１０Ｂ図はこの発明のさらに他の
実施例を示す図であり、第１０Ａ図が断面図解図
を、そして第１０Ｂ図が外観斜視図を示す。第１
１図はこの発明のその他の実施例を示す外観斜視
図である。 図において、１は圧電エレメント、１１１，１
２１は振動電極、１１３，１２３は引出電極、
２，２′はケース、３１，３２，３１′，３２′は
キヤツプ、３１１，３２１，３１３，３２３は突
出部、４１，４２は導電接続部材を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ １対の振動電極が形成された圧電エレメン
   ト、 その両端部に開口が形成され、その中に前記圧
   電エレメントが収納される筒状のケース、および それぞれが導電材料の薄板で形成され、前記ケ
   ースの開口を閉じる第１の部分と前記第１の部分
   から前記ケースの外側面に沿うように延びる第２
   の部分とを含み、前記ケースの両端部に外側から
   被せられるキヤツプを備え、 少なくとも一方のキヤツプの前記第１の部分に
   は、前記圧電エレメントの位置決めのために圧電
   エレメントの端部を受入れる凹部を内面側に与え
   るように前記薄板の一部を膨出させることによつ
   て突出部が形成され、それによつて前記ケース内
   に前記圧電エレメントが収納されたとき前記振動
   電極部分と前記ケース内壁との間に或るスペース
   が隔てられるようにし、さらに 前記圧電エレメントの１対の振動電極のそれぞ
   れを対応の前記キヤツプに電気的に接続するため
   の導電性接続部材を備える、チツプ状圧電振動部
   品。 ２ 前記ケースは樹脂材料からなり、さらに 前記第２の部分に形成され、その第２の部分と
   前記樹脂ケースの側面とをかしめることによつて
   そのキヤツプをケースに機械的に固定するため
   の、かしめ部を含む、特許請求の範囲第１項に記
   載のチツプ状圧電振動部品。