JPH03270310A - 圧電振動子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 圧電体の対向主面に駆動電極と該駆動電極に連通ずる外
部接続端子とが形成された圧電振動素子を具えた圧電振
動子に関し、 耐衝撃および、駆動時の弾性波が圧電体端面で反射し発
生するスプリアスをなくすことを目的とし、 断面角形棒状圧電体の対向主面に駆動電極と該駆動電極
に連通ずる外部接続端子とを形成し、該対向主面の一方
および他方に形成された該外部接続端子を該圧電体の長
さ方向の対向端に離した圧電振動素子が、該圧電体の長
さ方向の端部にて電気的絶縁性を有する一対のゴム状弾
性体により挟持され、該ゴム状弾性体には該外部接続端
子に接続される金属箔が設けられてなることを特徴とし
、さらに、前記駆動電極、外部接続端子の形成された前
記圧電体の長さ方向の端面に吸音材が被着されてなるこ
とを特徴とし構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は圧電振動子の構成、特に断面角形棒状圧電体の
対向主面に駆動電極と該駆動電極に連通ずる外部接続端
子とが形成された圧電振動素子の支持構造に関する。

〔従来の技術〕

第９図は圧電振動素子の斜視図であり、厚みすべり振動
するストリップ型圧電振動素子ｌは、圧電体２の対向主
面の一方（上面）に駆動電極３とリード３ａを介して駆
動電極３に連通ずる外部接続端子３ｂを形成し、対向主
面の他方（下面）に駆動電極４とリード４ａを介して駆
動電極４に連通ずる外部接続端子４ｂを形成してなる。

一般に、接続端子３ｂが圧電体２の長さ方向の右端に位
置するとき、接続端子４ｂは圧電体２の長さ方向の左端
に位置する。

第１Ｏ図は圧電振動素子をパッケージの基板等に搭載す
る従来方法の説明図である。

第１０図（イ）において、セラミック等にてなる絶縁基
板５の上面には一対の導体パターン６を形成し、圧電振
動素子１の接続端子３ａ、　３ｂは、導電性樹脂７によ
って各導体パターン６に接続される。

第１０図（ロ）において、一対の導体パターン６が形成
された絶縁基板５に搭載された圧電振動素子ｌは、一方
の導体パターン６と接続端子３ａとがワイヤ８にて接続
され、他方の導体パターン６と接続端子３ｂとは、その
導体パターン６に被着された金属ペースト、例えば銀ペ
ーストによって接続される。

第１Ｏ図（ハ）において、圧電振動素子１は圧電体２の
一方の端面および下面の一部に、接続端子３ａと接続さ
れる導体層３ｃを形成し、絶縁基板５に形成された一対
の導体パターン６と圧電振動素子１の導体層３ｃおよび
接続端子４ｂは、導体パターン６に被着された金属ペー
スト、例えば銀ペーストによって各導体パターン６に接
続される。

〔発明が解決しようとする課題〕

圧電振動素子ｌを絶縁基板５に搭載した従来の圧電振動
子において、第１Ｏ図（イ）に示す如く導電性樹脂７を
使用したものは、例えば１．５ｍの高さから落下させる
衝撃によって、約２０％の確率で導電性樹脂７にクラッ
クが発生するという問題点があった。

また、第１０図（ロ）および第１Ｏ図（ハ）に示す如く
ワイヤ、金属ペーストを使用したものは、駆動時の弾性
波が圧電体２の長さ方向の端面で反射し、横軸を周波数
、縦軸を出力とした第１１図の周波数特性図に示す如く
、共振周波数と反共振周波数との間にスプリアスが発生
し易いという問題点があった。

本発明の目的は、圧電振動子に対する耐衝撃および周波
数特性を改善することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による圧電振動子は、第１図および第２図に示す
本発明の実施例によれば、断面角形棒状圧電体２の対向
主面（上面と下面）に駆動電極３゜４と駆動電極３また
は４に連通する外部接続端子３ｂ、　４ｂとを形成し、
該対向主面の一方および他方に形成された外部接続端子
３ｂ、　４ｂを圧電体２の長さ方向の対向端に離した圧
電振動素子ｌが、圧電体２の長さ方向の端部にて電気的
絶縁性を有する一対のゴム状弾性体１２．１３により挟
持され、ゴム状弾性体１２．１３には外部接続端子３ｂ
または４ｂに接続される金属箔１４．１５が設けられて
なることを特徴とし、 さらには、圧電体２の長さ方向の端面に吸音材が被着さ
れ、圧電体２の長さをり、該吸音材の厚さをｔとしたと
き、ｔ／Ｌが１／１０−１／１００であることを特徴と
するものである。

〔作用〕 圧電体の対向主面に駆動電極が形成された圧電振動素子
を一対のゴム状弾性体で挟持し、金属箔を介して該素子
と外部との電気的接続を行う前記手段によれば、ゴム状
弾性体が外部からの衝撃を吸収し、金属箔はゴム状弾性
体の弾性変形に追従して変形するため、耐衝撃性が向上
されるようになると共に、ゴム状弾性体による圧電振動
素子の挟持は、該素子の対向主面の長さ方向端部がゴム
状弾性体に食い込むようにすることによって、スプリア
スが発生し難くすることができる。

さらに、圧電体の長さ方向端面に吸音材を被着し、圧電
体の長さＬに対する吸音材の厚さｔを前記手段に記載し
たように設定した圧電振動素子を一対のゴム状弾性体で
挟持すれば、スプリアスに対する安定性が一層確実にな
る。

〔実施例〕

以下に、図面を用いて本発明の実施例になる圧電振動子
を説明する。

第１図は本発明の一実施例による圧電振動子の側面図、
第２図は第１図に示す圧電振動子を分解した斜視図であ
る。

第１図および第２図において、圧電振動子１１は圧電振
動素子ｌの長さ方向の端部を一対のゴム状弾性体１２．
１３で挟持し、圧電振動素子ｌに形成された接続端子３
ｂ、　４ｂに接続された金属箔１４．１５は、接着され
た弾性体１２．１３の合わせ目から側方に導出される。

適当なゴム弾性を具えた弾性体１２．１３は、例えばか
たさがＡＬ６０〜８０のウレタンゴムにて製造する。

弾性体１２の上面中央部には凹所１６が形成され、凹所
１６は圧電振動素子ｌの駆動電極４との間に空洞を形成
するため、圧電振動素子ｌが接触しないように形成され
た中央部１６ａと、圧電振動素子ｌの端部を嵌合、挟持
せしめるため、圧電体２とほぼ同一幅かつ圧電体２の厚
さの％よりやや浅い深さに形成された一対の挟持部１６
ｂ、　１６ｃからなり、一方の挟持部１６ｂから２字状
に２段曲げされた金属箔１４が突出する。

弾性体１３の下面中央部には、凹所１６と対向し凹所１
６と同形状の凹所１７が形成され、凹所１７の一方の端
部の圧電振動素子挟持部から、金属箔１４と反対方向に
、２字状に２段曲げされた金属箔１５が突出する。

このように構成された圧電振動子ＩＩは、耐衝撃性に優
れると共に、凹所１６および１７の長さｌを圧電振動素
子１の長さＬよりやや小さくし圧電振動素子ｌが凹所１
６および１７に押し込まれるようにすれば、圧電振動素
子ｌの長さ方向端面における弾性波の反射が著しく低減
し、該反射に伴うスプリアスが抑制される。

第３図は本発明の他の実施例による圧電振動子の断面図
、第４図は第３図に示す圧電振動子の分解斜視図である
。

第３図および第４図において、圧電振動子２１は圧電振
動素子ｌ、金属箔１４と１５．絶縁基板２２．圧電振動
素子ｌの長さ方向端部を挟持するゴム状弾性体２３と２
４．電気的絶縁性を有するキャップ２５にてなる。ゴム
状弾性体２３と２４は、例えばかたさがＡＬ６０〜８０
のウレタンゴムにて製造する。

ゴム状弾性体２３は絶縁基板２２に搭載し、圧電振動素
子ｌの外部接続端子４ｂに接続される金属箔１４は、は
ぼコ字形のゴム状弾性体２３の上面に接着され、圧電振
動素子■の外部接続端子３ｂに接続される金属箔１５は
、はぼコ字形のゴム状弾性体２３の下面に接着される。

そこで第３図に示す如く、長さ方向の両端部が接触する
ように圧電振動素子１をゴム状弾性体２３の上に載せ、
その上にゴム状弾性体２４を重ね、金属箔１４と１５が
キャップ２５が導出されるように、キャップ２５の開口
面を絶縁基板２２に接着させる。

その際キャップ２５は、ゴム状弾性体２４を絶縁基板２
２に向けて押圧し、圧電振動素子ｌは、主面端部がゴム
状弾性体２３および２４のゴム弾性によってゴム状弾性
体２３と２４に食い込むように挟持され、駆動電極３と
４の周囲に空洞が形成される。

このように構成された圧電振動子２１は、耐衝撃性に優
れると共に、圧電振動素子ｌを挟持したゴム状弾性体２
３．２４は圧電振動素子ｌの端部が食い込むように弾性
変形するため、圧電振動素子ｌの長さ方向端面における
弾性波の反射が著しく低減し、該反射に伴うスプリアス
が抑制される。

第５図は本発明のさらに他の実施例による圧電振動子の
平面図（イ）とそのＡ−Ａ断面図（Ｏ）、第６図は第５
図に示す圧電振動子の分解斜視図である。

第５図および第６図において、圧電振動子３１は圧電振
動素子１．絶縁容器３２．絶縁キャップ３３．金属箔３
４と３５．リード端子３６と３７．圧電振動素子ｌの長
さ方向端部を挟持するゴム状弾性体３８と３９にてなる
。ゴム状弾性体３８と３９は、例えばかたさがＡＬ６０
〜８０のウレタンゴムにて製造する。

ゴム状弾性体３８はリード端子３６と３７の中間部が固
着された絶縁容器３２に収容され、ゴム状弾性体３９は
絶縁キャップ３３に収容され、絶縁容器３２の開口部と
絶縁キャップ３３の開口部とは、当接されたのち接着等
によって接合される。

ゴム状弾性体３８の上面には、凹所１６および凹所１６
の圧電振動素子挟持部１６ｂ、　１６ｃに連通する＋Ｊ
−ド端子３６．３７挿入溝が形成され、ゴム状弾性体３
９の下面には凹所１６に対向する凹所（１７）が形成さ
れてなる。

前出の金属箔１４．１５に相当する金属箔３４と３５は
、金属箔１４．１５とほぼ同一形状であり、金属箔３５
は圧電振動素子１の接続端子３ｂとリード端子３６とを
電気的に接続し、金属箔３４は圧電振動素子ｌの接続端
子４ｂとリード端子３７とを電気的に接続するようにな
る。

このように構成された圧電振動子３１は、耐衝撃性にす
ぐれると共に、凹所１６および１７の長さｌを圧電振動
素子ｌの長さＬよりやや小さくし圧電振動素子ｌが凹所
１６および１７に押し込まれるようにすれば、圧電振動
素子１の長さ方向端面における弾性波の反射が著しく低
減し、該反射に伴うスプリアスが抑制される。

第７図は本発明に係わる圧電振動素子の斜視図であり、
厚みすべり振動するストリップ型圧電振動素子４１は、
圧電体２の対向主面の一方（上面）に駆動電極３とリー
ド３ａを介して駆動電極３に連通ずる外部接続端子３ｂ
を形成し、対向主面の他方（下面）に駆動電極４とリー
ド（図示せず）を介して駆動電極４に連通ずる外部接続
端子４ｂを形成し、圧電体２の長さ方向の端面に吸音材
４２を被着してなる。

かかる吸音材４２の厚さをｔ、圧電体２の長さをＬとし
たとき、ｔ／Ｌは圧電振動素子４１のスプリアスレベル
特性と共振抵抗特性に係わるようになる。

第８図は第７図に示す圧電振動素子のスプリアスレベル
特性と共振抵抗特性を示す図である。

第８図において、左縦軸は圧電振動素子のスペリアスレ
ベル（ｄＢ）、右縦軸は共振抵抗（−ｄＢ）　、横軸は
吸音材の塗布量（ｔ／Ｌ）であり、図中に実線で示すス
プリアスレベル特性はｔ／Ｌが１／１００程度より小さ
くなると急峻に増大し、図中に破線で示す共振抵抗特性
はｔ／Ｌが１／１０程度以上になると増加率が大きくな
る。

従って、従来の圧電振動素子における共振抵抗特性を確
保し、スプリアスレベル特性を改善せしめるには、ｔ／
Ｌを１／ｌＯ〜ｌ／１００すればよいことが第８図より
分かる。

そして、ｔ／Ｌ＝１／１０〜ｌ／１００である圧電振動
素子４１を、前記実施例における圧電振動子１に替えて
なる圧電振動子は、共振周波数と反共振周波数との間に
発生するスプリアスを確実になくすことができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明による圧電振動子は、１．５
ｍの高さから落下させる衝撃試験に対し不良率が零であ
り、従来のものより耐衝撃性が向上されると共に、圧電
振動素子の端部に挟持用ゴム状弾性体を食い込ませるよ
うにするまたは圧電振動素子の端面に適当厚さの吸う音
材を被着させることによって、共振周波数と反共振周波
数との間に発生するスプリアスをなくし得た効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による圧電振動子、第２図は
第１図に示す圧電振動子の分解斜視図、第３図は本発明
の他の実施例による圧電振動子、第４図は第３図に示す
圧電振動子の分解斜視図、第５図は本発明のさらに他の
実施例による圧電振動子、 第６図は第５図に示す圧電振動子の分解斜視図、第７図
は本発明に係わる圧電振動素子の斜視図、第８図は第７
図に示す圧電振動素子のスプリアスレベル特性と共振抵
抗特性、 第９図は従来の圧電振動素子の斜視図、第１０図は圧電
振動素子の従来の実装方法の説明図、 第１１図は従来の圧電振動子における反射弾性波による
スプリアスの説明図、 である。 図中において、 １．４１は圧電振動素子、 ２は圧電体、 ３．４は駆動電極、 ３ｂ、　４ｂは駆動電極の外部接続端子、ＩＩ、　２１
．３１は圧電振動子、 １２、１３．２３．２４．３８．３９はゴム状弾性体、
１４、１５．３４．３５は金属箔、 ４２は吸音材、 Ｌは圧電体の長さ、 ｔは吸音材の厚さ、 を示す。 １１圧電ｔＺｗＪ予 η圧電板動子 く （イ） ｒＪＪｌ音材塗市量（ｔ／Ｌ） ’￥ｉ７図に、テテミす、とＥ雷ａ末子０ズブリアズＬ
＼ル行・Ｆ生と共１辰抵ｔ７！Ｌｆ４性 第ａ図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）断面角形棒状圧電体（２）の対向主面に駆動電極
   （３，４）と該駆動電極（３，４）に連通する外部接続
   端子（３ｂ，４ｂ）とを形成し、該対向主面の一方およ
   び他方に形成された該外部接続端子（３ｂ，４ｂ）を該
   圧電体（２）の長さ方向の対向端に離した圧電振動素子
   （１）が、該圧電体（２）の長さ方向の端部にて電気的
   絶縁性を有する一対のゴム状弾性体（１２と１３，２３
   と２４，３８と３９）により挟持され、該ゴム状弾性体
   （１２と１３，２３と２４，３８と３９）には該外部接
   続端子（３ｂ，４ｂ）に接続される金属箔（１４，１５
   ，３４，３５）が設けられてなることを特徴とする圧電
   振動子。
2. （２）前記駆動電極（３，４），外部接続端子（３ｂ，
   ４ｂ）の形成された前記圧電体（２）の長さ方向の端面
   に吸音材（４２）が被着され、該圧電体（２）の長さを
   Ｌ，該吸音材（４２）の厚さをｔとしたとき、ｔ／Ｌが
   １／１０〜１／１００であることを特徴とする前記請求
   項１記載の圧電振動子。