JPH0245846B2

JPH0245846B2 - Boshinfukugotaiomochiitaatsudenshindobuhin

Info

Publication number: JPH0245846B2
Application number: JP21147183A
Authority: JP
Inventors: Kikuo Wakino
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1983-11-09
Filing date: 1983-11-09
Publication date: 1990-10-12
Anticipated expiration: 2003-11-09
Also published as: JPS60103708A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は最近発明された防振複合体の用途に
関する。

圧電体粉末材料と高分子樹脂材料の混合一体物
からなり、この混合一体物には漏電経路が形成さ
れていることを特徴とする防振複合体がある。

ここで、防振複合体を構成するもののうち、圧
電体粉末材料としては、たとえば、ポリフツ化ビ
ニリデン、三フツ化エチレン−PVDF共重合体な
どの高分子圧電体粉末材料、PbTiO₃系Pb（Ti、
Zr）O₃の二成分あるいは三成分系、LiNbO₃系、
LiTaO₃系、BaTiO₃などのそれぞれの各種固溶
変性体のような無機圧電体粉末材料がある。

また、高分子樹脂材料としては、天然ゴム材
料、人工合成ゴム材料、熱可塑性樹脂材料、熱硬
化性樹脂材料などがある。

このうち、人工合成ゴム材料としては、たとえ
ば、フツ素ゴム、シリコーンゴム、ブチルゴム、
ブタジエンゴム、エチレン酢ビ共重合体、熱可塑
性エラストマなどがある。熱可塑性エラストマの
具体的なものとしては、たとえば、熱可塑性ポリ
ウレタン、スチレン−ブタジエンブロツクポリマ
ー、ポリエーテル系、ポリオレフイン系、ポリブ
タジエン系などの熱可塑性エラストマがある。

また、熱可塑性樹脂としては、たとえばポリエ
チレン、ポリプロピレン、塩化ビニル樹脂、ポリ
スチレン、アクリル樹脂、ポリアミド、ポリカー
ボネート、ポリアセタール、ポリフエニレンオキ
シド、飽和ポリエステル、酢酸セルロース、ポリ
酢酸ビニル、フツ素樹脂、フツ化ビニリデン樹
脂、塩化ビニリデン樹脂、アイオノマー樹脂、ポ
リ４−メチル−１−ペンテン、ポリフエニレンス
ルフイド、ポリアリルレートなどがある。

さらに、熱可塑性樹脂としては、たとえば、ポ
リイミド、ポリアミドイミド、ポリウレタン、シ
リコーン、アリル樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポ
リエステル、アミノ樹脂、フエノール樹脂などが
ある。

次に、このような圧電体粉末材料と高分子樹脂
材料の混合一体物の中には漏電経路が形成されて
おり、この漏電経路の形成態様としてはたとえば
次のようなものがある。

まず、第１に混合一体物中に圧電体粉末材料と
高分子樹脂材料とともに導電体粉末材料を分散さ
せたものがある。ここで、導電体粉末材料の種類
としては、たとえば、カーボン、黒鉛、カーボン
繊維などのカーボン系微小体、金属粉、半導電性
高分子樹脂材料、SnO₂、ZnOなどの半導電性無
機材料、絶縁性高分子樹脂材料または絶縁性無機
材料の表面に導電性被膜を形成したものがある。

なお、高分子樹脂材料に圧電性のものを用いて
もよい。

第２に、圧電体粉末材料の表面に導電性被膜を
形成したものがある。導電性被膜を形成する手段
としては、たとえば、無電解メツキ法、真空蒸着
法、スパツタリング法などの薄膜形成手段があ
る。

第３に、圧電体粉末材料そのものを半導体化
し、導電性を持たせたものがある。

第４に、高分子樹脂材料そのものとして半導電
性のものを用いたものがある。なお、この半導電
性の高分子樹脂材料に圧電性のものを用いてもよ
い。

上記した漏電経路の形成態様によれば、いずれ
の場合もこの防振複合体に振動エネルギーが加え
られると、振動エネルギーが圧電体粉末材料に吸
収されて電荷に変換され、発生した電荷は圧電体
粉末材料の周囲または圧電体粉末材料そのものに
存在する漏電経路から漏電し、熱として消費さ
れ、すなわち振動エネルギーを熱エネルギーに変
換することによつて、大きな対数減衰率が得られ
る。

上記した４つの漏電経路の態様を図示すれば第
１図〜第４図のようになる。

第１図は第１の漏電経路の形成態様を示し、図
中１は圧電体粉末材料、２は導電体粉末材料、３
は高分子樹脂材料である。図から明らかなよう
に、導電体粉末材料２が圧電体粉末材料１と接触
した状態で分散されており、振動エネルギーが圧
電体粉末材料１に吸収されて発生した電荷は、こ
の導電体粉末材料２が漏電経路となつて電荷を熱
として消費放散することになる。

第２図は第２の漏電経路の形成態様を示し、図
示の番号は第１図のものと対応する。この例は圧
電体粉末材料１の表面に導電性被膜４を形成した
ものであり、この導電性被膜４が漏電経路となつ
て圧電体粉末材料１に発生した電荷を熱として放
散することになる。

第３図は第３の漏電経路の形成態様を示し、図
中の番号は第１図のものと対応する。この例は圧
電体粉末材料１そのものを半導体化して半導電性
をもたせたものであり、この圧電体粉末材料１同
志の接触によつて漏電経路が形成されることにな
り、振動エネルギーが圧電体粉末材料１に吸収さ
れて発生した電荷はこの圧電体粉末材料１を介し
て熱として放散することになる。

第４図は第４の漏電経路の形成態様を示し、図
中の番号は第１図のものと対応する。この例は高
分子樹脂材料３そのものとして半導電性のものを
用いたものであり、この高分子樹脂材料３が圧電
体粉末材料１と接触した状態で分散されており、
振動エネルギーが圧電体粉末材料１に吸収されて
発生した電荷は、この高分子樹脂材料３が漏電経
路となつて電荷を熱として放散することになる。

また、この発明で用いる防振複合体は、圧電体
粉末材料の固形分に高分子樹脂材料がマトリクス
状に分布した構造となつており、したがつて大き
な質量と大きな弾性係数が得られる。

ところで、現在圧電現象を利用した圧電振動部
品があり、用途や商品名を例示すると、発振子、
フイルタ、FMデスクリミネータ、トラツプ、ブ
ザー、スピーカ、圧電音叉、圧電音片等がある。
使用波もバルク（体積）波と表面波が現在使われ
ている。この圧電振動部品ではスプリアス振動の
抑圧に頭を悩ませることがある。

この発明の目的は、簡単な対策でスプリアス振
動を効果的に抑圧できる圧電振動部品を提供する
ことである。

以下この発明の実施例を説明する。

第５図は、矩形圧電板の拡がり振動モードを用
いた二端子形圧電セラミツク共振子を示す。図に
おいて、５は圧電セラミツク基板、６，７は基板
５の両対向主平面に形成された全面電極、８，９
はそれぞれ電極６，７に振動ノード点において点
接触して電気的接続と機械的保持を行なうバネ性
端子である。１０は端子８，９の引出先端を除い
て全体を覆う外装ケース、１１はケース１０の開
口を封止する樹脂である。ケース１０は、第１の
例として、PZT粉末84重量％、カーボン粉末１
重量％、ポリエステル樹脂15重量％の割合で混合
し、重合材を添加したのち十分に脱泡し、成型し
この成型体を100℃で２時間加熱重合して作成さ
れた防振複合体からなる。この防振複合体の密度
は4.08であり、ポリエステル樹脂の密度1.18にく
らべて大きい値を有する。

さらに弾性係数も1000Kgｆ／mm²の値を示し、大
きい弾性係数を有している。さらにまた振動減衰
を示す対数減衰率（δ）は0.2の値を示した。

防振複合体の第２の例は、BaTiO₃粉末84重量
％、カーボン粉末１重量％、ポリエステル樹脂15
重量％の割合で混合し、その後第１の例と同様に
処理したものである。この試料の密度は9.94であ
つた。さらに弾性係数は1810Kgｆ／mm²であつた。
さらにまた、対数減衰率は0.1であつた。

防振複合体の第３の例は、BaTiO₃粉末表面に
無電解メツキ法によりニツケルの導電性被膜を形
成し、このBaTiO₃粉末88重量％、ポリエステル
樹脂12重量％を混合し、脱泡したのち成型し、こ
の成型体を100℃で２時間加熱重合したものであ
る。この試料の密度は8.85であつた。さらに弾性
係数は1800Kgｆ／mm²であつた。さらにまた、対数
減衰率は0.15であつた。

防振複合体の第４の例は、半導体化剤を微量含
有させたBaTiO₃半導体粉末88重量％、ポリエス
テル樹脂12重量％を混合し、脱泡したのち成型
し、この成型体を100℃で２時間加熱重合して防
振複合体を作成したものである。この試料の密度
は9.90であつた。さらに弾性係数は1800Kgｆ／mm²
であつた。さらにまた、対数減衰率は0.16であつ
た。

このように、ケース１０を構成する防振複合体
は、圧電体粉末材料と高分子樹脂材料とを混合し
た一体物からなり、この混合一体物に漏電経路を
形成したことを特徴としたものである。第５図に
示す共振子では、メイン振動である拡がり振動の
ノード点を端子８，９で保持しているためメイン
振動は端子８，９を介してケース１０には伝わら
ない。一方、スプリアス振動である、たとえば厚
み振動は端子８，９を介してケース１０に伝わ
る。するとスプリアス振動の振動エネルギーが圧
電体粉末材料に吸収されて電荷に変換され、この
電荷が漏電経路から漏電して熱として放散され
る。また圧電体粉末材料の固形分に高分子樹脂材
料がマトリクス状に分布した構造となつており、
したがつて大きな質量と大きな弾性係数が得ら
れ、前述し電気的なスプリアス振動を減衰させる
機能とともに、機械的にスプリアス振動を抑圧す
るという機能も合わせもつている。なお、圧電体
粉末材料と高分子樹脂材料の配合割合を変えるこ
とにより、各特性を使用目的に適合させることが
できる。また、防振複合体を採用することによつ
て不用な短絡が生じないよう、たとえば端子８，
９のケース１０に接触する部分に絶縁コーテイン
グを施す必要がある場合がある。なおこのことは
以下の実施例でも同様である。

第６図は、エネルギーとじこめ形厚みたてまた
は厚みすべり振動モードを用いた二端子形圧電セ
ラミツク共振子を示す。図において、１２は圧電
セラミツク基板、１３，１４は、基板１２の両対
向主平面に形成された部分電極、１５，１６は電
極１３，１４と一体形成された引出電極、１７，
１８は電極１５，１６に接触されたリード端子で
ある。１９は、電極１３，１４とその近傍に空隙
２０，２１を残すとともにリード端子１７，１８
の引出先端を除いて全体を覆う外装樹脂である。
外装樹脂１９はデイツプ塗装法や粉体塗装法によ
つて付着させられる。この外装樹脂１９として前
述した防振複合体を用いる。メイン振動である厚
みたてまたは厚みすべり振動は、空隙２０，２１
で覆われた圧電基板部分にしか存在しないため外
装樹脂１９に振動が伝わることがないが、スプリ
アス振動はそれ以外の圧電基板部分に分布してい
るため外装樹脂１９に振動が伝わる。このため第
５図の例と同様にスプリアス振動の振動エネルギ
ーのみが消耗される。また、樹脂１９が大きな質
量と大きな弾性係数を持つことによる振動ダンピ
ング効果もある。

第７図は表面波装置を示す。図において、２２
は圧電板、２３，２４は圧電板２２の一方主表面
に形成された入力用インターデジタル電極、出力
用インターデジタル電極、２５は、電極２３，２
４および電極２３，２４間に空隙２６を残すとと
もに引出リード（図示せず）の引出先端を除いて
全体を覆う外装樹脂である。この外装樹脂として
前述した防振複合体を用いる。このような構造で
あるため、通常スプリアス振動エネルギー吸収材
を付着させる部分が防振複合体に覆われているこ
とになり、したがつてスプリアス振動エネルギー
のみが消耗される。また、樹脂２５が大きな質量
と大きな弾性係数を持つているので、この点でも
スプリアス振動がダイピングされる。

以上の実施例からもあきらかなように、この発
明によると、外装ケース材料として防振複合体を
用いるという簡単な対策で、効果的に、スプリア
ス特性がすぐれた圧電振動部品を提供できる。ま
た、この発明によると、外装ケース材料として防
振複合体を用いたので、ケースが共鳴してスプリ
アスを振動するのを抑えたり、外部ノイズが内部
の振動系に影響を与えなくなつたり、振動が外部
に洩れて騒音源になるのを抑えるなどの効果もあ
る。

なお、上述した実施例はあくまで実施例にすぎ
ず、圧電現象を用いたものであつてスプリアス特
性が問題になるすべてのものに本発明が適用でき
ることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は、この発明で用いる防振複合
体の概略構造図、第５図はこの発明の第１実施例
の断面図、第６図はこの発明の第２実施例断面
図、第７図はこの発明の第３実施例断面図であ
る。１は圧電体粉末材料、２は導電体粉末材料、３
は高分子樹脂材料、１０は外装ケース、１９，２
５は外装樹脂。

Claims

【特許請求の範囲】１圧電体粉末材料と高分子樹脂材料の混合一体
物からなり、この混合一体物には漏電経路が形成
されている防振複合体で外装した圧電振動部品。２前記漏電経路は、混合一体物中に分散された
導電体粉末材料により構成されている防振複合体
を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の圧電振動部品。３前記漏電経路は、圧電体粉末材料の表面に形
成された導電性被膜により構成されている防振複
合体を用いたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載の圧電振動部品。４前記漏電経路は、圧電体粉末材料が半導電性
のものからなり、この半導電性の圧電体粉末材料
自体の導電性により構成されている防振複合体を
用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の圧電振動部品。５前記漏電経路は、高分子樹脂材料が半導電性
のものからなり、この半導電性の高分子樹脂材料
自体の導電性により構成されている防振複合体を
用いたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の圧電振動部品。