JPH031710A - 圧電振動子 - Google Patents
圧電振動子Info
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- JPH031710A JPH031710A JP13669889A JP13669889A JPH031710A JP H031710 A JPH031710 A JP H031710A JP 13669889 A JP13669889 A JP 13669889A JP 13669889 A JP13669889 A JP 13669889A JP H031710 A JPH031710 A JP H031710A
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- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 3
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Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
く本発明の目的〉
Ｌ産業上の利用分野１
本発明は、圧電振動板と励振用電極とを備えた圧電撮動
子に関するもので、特に効率よく基本波振動を抑圧し３
次以上の高次オーバートーン発振を使用することを容易
ならしめたものである。
子に関するもので、特に効率よく基本波振動を抑圧し３
次以上の高次オーバートーン発振を使用することを容易
ならしめたものである。
［従来の技術１
圧電振動子は高周波の安定な発振周波数を得るために広
く用いられている。特にその厚さで周波数が決定される
厚み系振動においては、厚みか半波長の共振になる基本
波振動の他にその奇数倍の振動になる高調波振動が用い
られる場合か多い。
く用いられている。特にその厚さで周波数が決定される
厚み系振動においては、厚みか半波長の共振になる基本
波振動の他にその奇数倍の振動になる高調波振動が用い
られる場合か多い。
すなわち圧電振動子の周波数は、その振動板の厚さで決
まるため高周波になる程圧電振動板を薄くしなければな
らず製造か困難となる。そこで高調波振動を用いれば、
その厚さを高調波の次数倍厚くする事かでき製造が容易
になる。
まるため高周波になる程圧電振動板を薄くしなければな
らず製造か困難となる。そこで高調波振動を用いれば、
その厚さを高調波の次数倍厚くする事かでき製造が容易
になる。
ＡＴカット水晶据動子を例にとれば、３０ＭＨ１を基本
波で作るとその厚さは、杓５５μｍであるが、３次の高
調波を用いれば１６５μｍ＆厚くすることができる。
波で作るとその厚さは、杓５５μｍであるが、３次の高
調波を用いれば１６５μｍ＆厚くすることができる。
しかし圧電振動子を高調波振動で用いよう七する場合、
基本波振動が発振しない様に発振回路上特別の配慮か必
要である。−船釣には、基本波を抑圧するか又は必要と
する高調波を選び出す選択回路を付加する。しかし選択
回路又は素子を用いると、その分コスト高となる。そこ
で圧電振動子自身で、基本波振動を抑圧する事かできれ
ば、特別の付加回路を設けなくても高次の高調波て発振
させる事のできる圧電撮動子ができる。
基本波振動が発振しない様に発振回路上特別の配慮か必
要である。−船釣には、基本波を抑圧するか又は必要と
する高調波を選び出す選択回路を付加する。しかし選択
回路又は素子を用いると、その分コスト高となる。そこ
で圧電振動子自身で、基本波振動を抑圧する事かできれ
ば、特別の付加回路を設けなくても高次の高調波て発振
させる事のできる圧電撮動子ができる。
圧電振動子は、圧電振動板に上下面に対向して励振用Ｔ
Ｌ極か蒸着等の手段で形成させている。
Ｌ極か蒸着等の手段で形成させている。
圧電板に電極か付着された結果、電極の質量付加効果及
び圧電反作用上して、電極部分の共振周波数より低下し
、摂動エネルギーが圧電板の周辺部に行くに従い反射減
衰し、電極近傍に閉じ込められる事はよく知られている
。
び圧電反作用上して、電極部分の共振周波数より低下し
、摂動エネルギーが圧電板の周辺部に行くに従い反射減
衰し、電極近傍に閉じ込められる事はよく知られている
。
その閉じ込めの様子を第８図に示す。第８図において圧
電振動子８１、励振電極８２であり、１ｓｔは基本波の
撮動分布、３ｒｄは３次オーバートーンの撮動分布を示
す。高調波の次数か高くなる稈、振動エネルギーは電極
近傍に集中する。そこでこの差を利用して基本波の振動
を抑圧する方法がある。第９図は基本波を抑圧した圧電
振動子を示す従来例で、圧電振動板９１の中心に励振電
極９２を設け、励振電極９２の周辺に振動吸収材９３を
付加する。３次の振動は充分に減衰して、基本波の振動
が減衰しきっていない領域に振動の吸収材を付加するこ
とにより基本波を抑圧出来易くなる。
電振動子８１、励振電極８２であり、１ｓｔは基本波の
撮動分布、３ｒｄは３次オーバートーンの撮動分布を示
す。高調波の次数か高くなる稈、振動エネルギーは電極
近傍に集中する。そこでこの差を利用して基本波の振動
を抑圧する方法がある。第９図は基本波を抑圧した圧電
振動子を示す従来例で、圧電振動板９１の中心に励振電
極９２を設け、励振電極９２の周辺に振動吸収材９３を
付加する。３次の振動は充分に減衰して、基本波の振動
が減衰しきっていない領域に振動の吸収材を付加するこ
とにより基本波を抑圧出来易くなる。
なお吸収材は、一般なエポキシ系の接着剤が用いられて
いる。
いる。
この様にする事により基本波の振動を抑圧し、３次の高
調波で使用する振動子を作ることができる。
調波で使用する振動子を作ることができる。
［発明が解決しようとする問題点］
第９図の如くに圧電振動板上に基本波振動の吸収材を付
加する事は、充分に効果を期待てきるがその分の工数を
要する。そこで圧電振動子の保持及び電気的接続を兼ね
て撮動子の支持部に付けられる導電性接着剤にこの効果
を発揮させれば好都合である。
加する事は、充分に効果を期待てきるがその分の工数を
要する。そこで圧電振動子の保持及び電気的接続を兼ね
て撮動子の支持部に付けられる導電性接着剤にこの効果
を発揮させれば好都合である。
電極の膜厚は充分な導電性を傅るために１．０００人〜
３，０００人程度の厚さてＡｇ等の金属が蒸着される。
３，０００人程度の厚さてＡｇ等の金属が蒸着される。
約１０ＭＨｚ以上の８〜９φの水晶撮動子では、この程
度の電極膜て撮動エネルギーは電極近傍に閉じ込められ
、はとんど支持部の影響を受けない。
度の電極膜て撮動エネルギーは電極近傍に閉じ込められ
、はとんど支持部の影響を受けない。
そこで支持部の導電性接着剤により基本波の撮動を抑圧
するには、通常の振動子以上に撮動エネルギーを圧電振
動板上辺まで拡散させる必要がある。
するには、通常の振動子以上に撮動エネルギーを圧電振
動板上辺まで拡散させる必要がある。
Ｌ問題を解決するための手段ノ
一般の振動子では、電極の膜厚か厚い程、また電極の面
積が大きい程振動エネルギーは電極近傍へ閉し込められ
やすくなる。撮動の大きさは第１図に示す如く、圧電振
動子の電極の中心部で最大ｌこなり、周辺にいくに従い
減少する。一般的な圧電振動子では、このために撮動が
支持部の影響を受けず、いわゆる共振抵抗の低い良好な
特性を実現することができる。
積が大きい程振動エネルギーは電極近傍へ閉し込められ
やすくなる。撮動の大きさは第１図に示す如く、圧電振
動子の電極の中心部で最大ｌこなり、周辺にいくに従い
減少する。一般的な圧電振動子では、このために撮動が
支持部の影響を受けず、いわゆる共振抵抗の低い良好な
特性を実現することができる。
これを一般的な振動子とは逆に、支持部まで基本波の振
動エネルギーを拡散させ、支持部の導電性接着剤で減衰
させるために、励振電極の中心部と外縁部とて電極の膜
厚を変えるのが本発明の要点である。
動エネルギーを拡散させ、支持部の導電性接着剤で減衰
させるために、励振電極の中心部と外縁部とて電極の膜
厚を変えるのが本発明の要点である。
即ち、振動エネルギーは、振動板の厚さ（電極も含めて
）が１／２波長になる周波数をカットオフ周波数として
それよりも高ければ伝播するが、低い場合は徐々に減衰
して伝播しない。そこで本発明では、電極の外縁部に於
いて、中心部より電極の膜厚の厚い部分で最大となり、
一般的な振動子に比べ振動板の周辺まで広がる様になる
。
）が１／２波長になる周波数をカットオフ周波数として
それよりも高ければ伝播するが、低い場合は徐々に減衰
して伝播しない。そこで本発明では、電極の外縁部に於
いて、中心部より電極の膜厚の厚い部分で最大となり、
一般的な振動子に比べ振動板の周辺まで広がる様になる
。
［実施例］
本発明の最も基本的な振動子の断面図を第１図に示す。
まず圧電振動板の上下面に励振用電極１１が付けられ、
しかる後に電極１１の外縁部に電極１２が付けられる。
しかる後に電極１１の外縁部に電極１２が付けられる。
電極１２は励振電極の外縁部のカットオフ周波数を低下
させるために付けられるもので、金属である必要はない
か電極１１と同じものを付けるのが低コストで信頼性が
ある。
させるために付けられるもので、金属である必要はない
か電極１１と同じものを付けるのが低コストで信頼性が
ある。
このような振動子の共振周波数は、励振電極１１の厚さ
、付加電極１２の厚さ及びその大きさり７．Ｌ２で決ま
るが、この振動の分布は第１図のように、付加電極部分
で最大きなる。１ｓｔは基本波の振動分布を示し、３ｒ
ｄは３次オーバートーンの撮動分布を示している。従っ
て通常の均一な電極の場合の第８図に比べ、電極の外縁
部で撮動が最大になるので振動子の支持部分て基本波の
振動を吸収しやすくなる。
、付加電極１２の厚さ及びその大きさり７．Ｌ２で決ま
るが、この振動の分布は第１図のように、付加電極部分
で最大きなる。１ｓｔは基本波の振動分布を示し、３ｒ
ｄは３次オーバートーンの撮動分布を示している。従っ
て通常の均一な電極の場合の第８図に比べ、電極の外縁
部で撮動が最大になるので振動子の支持部分て基本波の
振動を吸収しやすくなる。
更に効率よく振動エネルギーを撮動板の周辺まで拡散さ
せるのに第２図がある。第２図は、励撮電極２１の中心
に電極を付けない部分を設は振動電極と重ねてさらに電
極２２を設けている。これは中心部に於いて電極を除去
したものであるがこのようにすることにより圧電振動子
の共振周波数は高くなる。しかし圧電振動板や各電を折
付加部分のカットオフ周波数は変化がないので、振動子
の共振の撮動エネルギーは、より周辺まで広がりやすく
なる。
せるのに第２図がある。第２図は、励撮電極２１の中心
に電極を付けない部分を設は振動電極と重ねてさらに電
極２２を設けている。これは中心部に於いて電極を除去
したものであるがこのようにすることにより圧電振動子
の共振周波数は高くなる。しかし圧電振動板や各電を折
付加部分のカットオフ周波数は変化がないので、振動子
の共振の撮動エネルギーは、より周辺まで広がりやすく
なる。
第３図は、撮動エネルギーを効率よく周辺部に拡散させ
るための他の例である。圧電振動板の一方の面にはり、
の励振電極３１、他方の面には圧電撮動板のほぼ全面に
わたり励振電極３２を施している。
るための他の例である。圧電振動板の一方の面にはり、
の励振電極３１、他方の面には圧電撮動板のほぼ全面に
わたり励振電極３２を施している。
上下面のいずれか一方の電極を周辺まで延在させている
。このようにすることにより励振電極部分から支持部分
までの間の振動板のカットオフ周波数が低下するため共
振の振動エネルギーは、より周辺に向かって伝播しやく
なる。
。このようにすることにより励振電極部分から支持部分
までの間の振動板のカットオフ周波数が低下するため共
振の振動エネルギーは、より周辺に向かって伝播しやく
なる。
又励振電極を振動板の端まで引出すとき、引出し部分が
他方の側の電極と対向しないようにしたい場合は、第４
図のように各・／逆方向に引出しても第３図と全く同様
の効果である。
他方の側の電極と対向しないようにしたい場合は、第４
図のように各・／逆方向に引出しても第３図と全く同様
の効果である。
第５図は、一方の面に励振電極５１を、他方の而にはま
ず励振電極５１七周辺で対向し、圧電据動板周辺部まで
広がる電極５２を施し、さらに電極５２に重ねて全面電
極５３を施すと、第３図、第４図同様、励振ＴＬ極の中
心部よりも周辺部の方で厚くなる構成となり、オーバー
トーン発振がし易くなる。
ず励振電極５１七周辺で対向し、圧電据動板周辺部まで
広がる電極５２を施し、さらに電極５２に重ねて全面電
極５３を施すと、第３図、第４図同様、励振ＴＬ極の中
心部よりも周辺部の方で厚くなる構成となり、オーバー
トーン発振がし易くなる。
第６図は、本発明の電極構造で試作された振動子である
。８φのＡＴカット水晶板６１て一面には、はぼ全面（
引出電極部分を除く）に電極６２が施してあり、ｆ出方
の面には、４．５φの励振用電極６３が施しである。全
面電極６２は、第６図の如く一層の全面電極上もう一層
の内径３．２φの電極６４より成る。４５φの励振用電
極６３は内径が３．２φの電極６５との二層構造である
。このような電極構造の４０ＭＨｚ３ｒｄ高調波の振動
子を試作して、３ｒｄの４０ Ｍ Ｈｚの共振抵抗は４
０Ωに保持しながら、基本波の１３．３３ＭＨｚの共振
抵抗を５００Ω以上に大きくする事ができた。
。８φのＡＴカット水晶板６１て一面には、はぼ全面（
引出電極部分を除く）に電極６２が施してあり、ｆ出方
の面には、４．５φの励振用電極６３が施しである。全
面電極６２は、第６図の如く一層の全面電極上もう一層
の内径３．２φの電極６４より成る。４５φの励振用電
極６３は内径が３．２φの電極６５との二層構造である
。このような電極構造の４０ＭＨｚ３ｒｄ高調波の振動
子を試作して、３ｒｄの４０ Ｍ Ｈｚの共振抵抗は４
０Ωに保持しながら、基本波の１３．３３ＭＨｚの共振
抵抗を５００Ω以上に大きくする事ができた。
又このような電極構造は最近小型厖動子として多用され
ている短冊上撮動子にも有用で、第７図はその一例であ
る。長さ８ 、２ ｍｍ、幅２ 、４ ｍｍの３２ＭＨ
ｚ、ＡＴカット水晶振動子に於いて、一方の面には幅１
、６ ｍｍ、長さ５．０ｍｍの励振電極７１の中心に
３ 、４ ｍｍを残して形成された電極７２と、他方の
面には、同様に励振電極７３の上に幅１６ｍｍで中心に
３ 、４ ｍｍ残して形成された電極７４が真空蒸着に
より付着されている。このような振動子でも３次の高調
波である３２ＭＨｚの共振抵抗を５０Ω前後に保持しな
がら基本波である１０゜６７！ｖｌＨｚの共振抵抗は、
１０倍以上に大きくすることができる。
ている短冊上撮動子にも有用で、第７図はその一例であ
る。長さ８ 、２ ｍｍ、幅２ 、４ ｍｍの３２ＭＨ
ｚ、ＡＴカット水晶振動子に於いて、一方の面には幅１
、６ ｍｍ、長さ５．０ｍｍの励振電極７１の中心に
３ 、４ ｍｍを残して形成された電極７２と、他方の
面には、同様に励振電極７３の上に幅１６ｍｍで中心に
３ 、４ ｍｍ残して形成された電極７４が真空蒸着に
より付着されている。このような振動子でも３次の高調
波である３２ＭＨｚの共振抵抗を５０Ω前後に保持しな
がら基本波である１０゜６７！ｖｌＨｚの共振抵抗は、
１０倍以上に大きくすることができる。
圧電振動子に於いては、その共振周波数を非常に厳しく
調整しなければならず、その−船釣方法としては励振用
電極材料と同じ物を蒸着により付着せしめて調整をする
。その場合この様な撮動子では、電極の中心部のみに調
整用電極を蒸着する七撮動のエネルギーか徐々に中心部
に集中してくる。その結果、両部の振動子の保持部で撮
動エネルギーが吸収されている基本波についてその効果
が減少し、即ち基本波の共振抵抗が小さくなる。
調整しなければならず、その−船釣方法としては励振用
電極材料と同じ物を蒸着により付着せしめて調整をする
。その場合この様な撮動子では、電極の中心部のみに調
整用電極を蒸着する七撮動のエネルギーか徐々に中心部
に集中してくる。その結果、両部の振動子の保持部で撮
動エネルギーが吸収されている基本波についてその効果
が減少し、即ち基本波の共振抵抗が小さくなる。
そこでこの様な撮動子で特に調整によって基本波を抑圧
した効果そこなわないようにするためには、振動板全面
にわたって調整用電極を付１着させるのが望ましい。
した効果そこなわないようにするためには、振動板全面
にわたって調整用電極を付１着させるのが望ましい。
［効 果］
本発明によって簡単な電極構造によって、回路ら簡略な
発振回路で・容易にオーバートーン発振が得られる圧電
振動子が実現出来るようになった。
発振回路で・容易にオーバートーン発振が得られる圧電
振動子が実現出来るようになった。
第１図は、本発明の詳細な説明する断面図、第２図、第
３図、第４図、第５図は本発明の実施例を示す断面図、
第６図は（ａ）、（ｂ）本発明の実施例を示す正面図、
第７図（ａ）は本発明の矩形撮動子を用いた時の平面図
、同図（ｂ）は１折面図、同図（ｃ）は底面図、第８図
、第９図は従来の撮動子の説明図である。 特許出願人 キンセキ株式会社 第７面
３図、第４図、第５図は本発明の実施例を示す断面図、
第６図は（ａ）、（ｂ）本発明の実施例を示す正面図、
第７図（ａ）は本発明の矩形撮動子を用いた時の平面図
、同図（ｂ）は１折面図、同図（ｃ）は底面図、第８図
、第９図は従来の撮動子の説明図である。 特許出願人 キンセキ株式会社 第７面
Claims (1)
- 両主面に単一または分割された相対する励振用電極を
もつ厚み振動圧電振動子において、相対する励振用電極
の厚さが中心部よりも周辺部の方で厚くしたことを特徴
とする圧電振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13669889A JPH031710A (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 圧電振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13669889A JPH031710A (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 圧電振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH031710A true JPH031710A (ja) | 1991-01-08 |
Family
ID=15181386
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13669889A Pending JPH031710A (ja) | 1989-05-30 | 1989-05-30 | 圧電振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH031710A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998038736A1 (fr) * | 1997-02-26 | 1998-09-03 | Toyo Communication Equipment Co., Ltd. | Vibrateur piezoelectrique et son procede de fabrication |
| EP0973256A1 (en) * | 1998-01-16 | 2000-01-19 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Thin film piezoelectric element |
| JP2006020020A (ja) * | 2004-07-01 | 2006-01-19 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 水晶振動子 |
| JP2008005333A (ja) * | 2006-06-23 | 2008-01-10 | Daishinku Corp | 圧電振動デバイス |
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-
1989
- 1989-05-30 JP JP13669889A patent/JPH031710A/ja active Pending
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