JPH0621743A - Piezoelectric resonator - Google Patents

Piezoelectric resonator

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JPH0621743A
JPH0621743A JP17706892A JP17706892A JPH0621743A JP H0621743 A JPH0621743 A JP H0621743A JP 17706892 A JP17706892 A JP 17706892A JP 17706892 A JP17706892 A JP 17706892A JP H0621743 A JPH0621743 A JP H0621743A
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JP
Japan
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resonance
vibration
piezoelectric
unit
resonator
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JP17706892A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroaki Kaida
弘明 開田
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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  • Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an energy confinement type piezoelectric resonator over a broad band utilizing the vibration mode. CONSTITUTION:A resonance part 1c is connected to a piezoelectric resonance unit 1a via a vibration delivery part 1b and the resonance part 1c is resonated by vibration propagated via the vibration delivery part 1b. Thus, the leakage of the vibration to a part connected to an outside of the resonance part is effectively prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、圧電共振子に関し、特
に、圧電共振部分の振動エネルギーが圧電共振子内にお
いて閉じ込められるように構成された圧電共振子に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a piezoelectric resonator, and more particularly to a piezoelectric resonator configured so that vibration energy of a piezoelectric resonance portion is confined in the piezoelectric resonator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、kHz帯の圧電共振子として
は、角板状の圧電板の拡がり振動モードを利用した共振
子、棒状の圧電体の長さ方向に伸縮する長さモードの振
動を利用した共振子、あるいは圧電音叉型共振子等が用
いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a piezoelectric resonator in the kHz band, a resonator utilizing a spreading vibration mode of a rectangular plate-shaped piezoelectric plate, and a length mode vibration in which a rod-shaped piezoelectric member expands and contracts in the length direction are used. A resonator used, a piezoelectric tuning fork type resonator, or the like is used.

【0003】ところで、圧電共振子は、共振部分が電圧
を印加されることにより振動するものであるため、該圧
電共振子を実際の部品として構成する際には、共振を妨
げないように圧電共振子を支持する必要がある。もっと
も、エネルギー閉じ込め型の圧電共振子では、共振部分
の振動エネルギーが閉じ込められるため、該共振部分以
外の領域で機械的に保持することが可能である。従っ
て、製品への応用を考えた場合、エネルギー閉じ込め型
の圧電共振子の方が利用しやすいため、kHz帯の圧電
共振子においてもエネルギー閉じ込め型の共振子が求め
られている。
By the way, a piezoelectric resonator vibrates when a voltage is applied to its resonance portion. Therefore, when the piezoelectric resonator is constructed as an actual component, the piezoelectric resonance should not interfere with the resonance. You need to support your child. However, since the energy trapping type piezoelectric resonator traps the vibrational energy of the resonance portion, it can be mechanically held in a region other than the resonance portion. Therefore, in consideration of application to products, the energy trapping type piezoelectric resonator is easier to use, so that the energy trapping type resonator is also required for the piezoelectric resonator in the kHz band.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
なkHz帯圧電共振子として公知の拡がり振動モードを
利用した共振子や長さ振動モードを利用した共振子で
は、振動エネルギーを閉じ込めることが不可能であっ
た。従って、図2(a)で示すように、長さ振動モード
を利用した圧電共振子91では、振動のノード点をばね
端子92,93で挟むことにより圧電共振子91を保持
する構造が採用されていた。同様に、拡がり振動モード
を利用した角板状の圧電共振子においても、エネルギー
閉じ込めが不可能であったため、共振子のノード点を、
ばね端子で挟んで保持する構造が採用されていた。従っ
て、kHz帯の拡がり振動モードや長さ振動モードを利
用した圧電共振子では、部品の構造が複雑化し、面実装
可能な小型のチップ型部品として構成することが非常に
困難であった。
However, it is impossible to confine the vibration energy in the resonator using the spreading vibration mode and the resonator using the length vibration mode which are known as general kHz band piezoelectric resonators. Met. Therefore, as shown in FIG. 2A, in the piezoelectric resonator 91 utilizing the length vibration mode, a structure in which the piezoelectric resonator 91 is held by sandwiching the node point of vibration between the spring terminals 92 and 93 is adopted. Was there. Similarly, even in a rectangular plate-shaped piezoelectric resonator using the spreading vibration mode, energy confinement was impossible, so the node point of the resonator was changed to
A structure in which it is held by being sandwiched by spring terminals has been adopted. Therefore, in the piezoelectric resonator using the spread vibration mode or the length vibration mode in the kHz band, the structure of the component is complicated, and it is very difficult to configure it as a small chip type component that can be surface-mounted.

【0005】他方、図2(b)に示すように、厚み方向
に分極処理された圧電板94にスリット94a〜94c
を形成し、中央のスリット94bの周囲において両主面
に振動電極95a(裏面側は図示されず)を形成してな
る圧電音叉型共振子96では、振動部分にエネルギーが
閉じ込められる。従って、例えば圧電板94の端縁94
d,94e近傍において保持しても、特性が変動しない
ため、面実装可能なチップ部品として構成することがで
きる。
On the other hand, as shown in FIG. 2B, slits 94a to 94c are formed in the piezoelectric plate 94 polarized in the thickness direction.
And a vibrating electrode 95a (the back side is not shown) formed on both main surfaces around the central slit 94b, energy is trapped in the vibrating portion. Therefore, for example, the edge 94 of the piezoelectric plate 94
Even if held in the vicinity of d and 94e, the characteristics do not change, so that it can be configured as a surface mountable chip component.

【0006】しかしながら、圧電音叉型共振子96では
エネルギーの閉じ込めこそ可能であるが、そのモード上
の制約により、帯域幅は共振周波数の約2%程度しか確
保できなかった。他方、市場では、kHz帯において
も、広帯域の圧電共振子が強く求められており、圧電音
叉型共振子96では、このような要求に応えることがで
きなかった。本発明の目的は、kHz帯において利用す
ることができ、より広帯域の特性を得ることができるエ
ネルギー閉じ込め型の圧電共振子を提供することにあ
る。
However, although the piezoelectric tuning-fork type resonator 96 can confine energy, due to its mode restriction, the bandwidth can be secured only at about 2% of the resonance frequency. On the other hand, in the market, there is a strong demand for a piezoelectric resonator having a wide band even in the kHz band, and the piezoelectric tuning fork resonator 96 cannot meet such a demand. An object of the present invention is to provide an energy trap type piezoelectric resonator that can be used in the kHz band and can obtain a wider band characteristic.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、圧電共振ユニ
ットと、一端が前記圧電共振ユニットに連結された振動
伝達部と、前記振動伝達部に連結されており、かつ圧電
共振ユニットの振動を受けて共振するように構成された
共振部とを備えることを特徴とする、圧電共振子であ
る。
According to the present invention, there is provided a piezoelectric resonance unit, a vibration transmission section having one end connected to the piezoelectric resonance unit, and a vibration transmission section connected to the vibration transmission section. A piezoelectric resonator, comprising: a resonator configured to receive and resonate.

【0008】[0008]

【作用】本発明の圧電共振子では、圧電共振ユニットに
おける振動が振動伝達部を経由して共振部に伝達され
る。そして、共振部は、振動伝達部を経由して伝播して
きた振動により共振するように構成されている。従っ
て、後述の実施例から明らかなように、振動伝達部にお
ける変位ベクトルが、共振部における変位ベクトルと打
ち消し合うためか、伝播してきた振動が共振部外にはほ
とんど伝達されず、あたかも共振部までの部分に振動エ
ネルギーが閉じ込められたような状態で動作する。
In the piezoelectric resonator of the present invention, the vibration in the piezoelectric resonance unit is transmitted to the resonance section via the vibration transmission section. The resonating unit is configured to resonate with the vibration propagating through the vibration transmitting unit. Therefore, as is clear from the examples described below, the displacement vector in the vibration transmission part cancels out the displacement vector in the resonance part, and the propagating vibration is hardly transmitted to the outside of the resonance part. It operates in a state where vibrational energy is trapped in the part.

【0009】よって、圧電共振ユニットとして、長さ振
動モードを利用した圧電共振ユニットや角板の拡がり振
動モードを利用した圧電共振ユニット等の適宜の構造を
採用することにより、kHz帯や〜数MHz帯で使用し
得る、しかも広帯域のエネルギー閉じ込め型圧電共振子
を実現することができる。
Therefore, by adopting an appropriate structure such as a piezoelectric resonance unit using a length vibration mode or a piezoelectric resonance unit using a spreading vibration mode of a rectangular plate as the piezoelectric resonance unit, a kHz band or several MHz can be obtained. It is possible to realize an energy trap type piezoelectric resonator that can be used in a band and has a wide band.

【0010】[0010]

【実施例の説明】図1は、本発明の圧電共振子の概略的
に示すブロック図である。本発明の圧電共振子では、圧
電共振ユニット1aに振動伝達部1bが連結されてお
り、振動伝達部1bに共振部1cが連結されている。圧
電共振ユニット1aは、後述の実施例から明らかなよう
に、長さ振動モード、輪郭すべり振動モード、拡がり振
動モード等の適宜の振動モードで励振され得るように構
成されている。また、振動伝達部1bは、圧電共振ユニ
ット1aから伝播してくる振動を共振部1cに伝達する
ために設けられている。従って、振動伝達部1bの構造
自体は圧電共振ユニット1aを支持し、かつ共振部1c
に振動を伝達し得るものであれば、特に限定されない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a block diagram schematically showing a piezoelectric resonator of the present invention. In the piezoelectric resonator of the present invention, the vibration transmitting unit 1b is connected to the piezoelectric resonant unit 1a, and the resonance unit 1c is connected to the vibration transmitting unit 1b. The piezoelectric resonance unit 1a is configured so that it can be excited in an appropriate vibration mode such as a length vibration mode, a contour sliding vibration mode, and a spreading vibration mode, as will be apparent from the examples described later. The vibration transmission unit 1b is provided to transmit the vibration propagating from the piezoelectric resonance unit 1a to the resonance unit 1c. Therefore, the structure of the vibration transmitting portion 1b itself supports the piezoelectric resonance unit 1a, and the resonance portion 1c
There is no particular limitation as long as it can transmit vibration to the.

【0011】また、共振部1cは、振動伝達部1bを経
由して伝播してきた振動を受けて共振するように構成さ
れている。この共振部1cは、屈曲モード等の適宜の振
動モードで共振するように構成されており、後述の実験
例及び実施例で示すように、共振により、伝播してきた
振動を打ち消すように作用する。
Further, the resonance part 1c is constructed so as to resonate upon receiving the vibration propagating through the vibration transmission part 1b. The resonance portion 1c is configured to resonate in an appropriate vibration mode such as a bending mode, and acts to cancel the propagated vibration by resonance, as shown in Experimental Examples and Examples described later.

【0012】本発明のエネルギー閉じ込め型の圧電共振
子では、伝播してきた振動が上記共振部1cにより、打
ち消され、それによって振動の装置外への漏洩が防止も
しくは抑制される。このような共振部による振動の漏洩
もしくは抑制は、本願発明者らの実験により偶然見出さ
れたものである。以下、図3〜図5を参照して、より具
体的に説明する。
In the energy trap type piezoelectric resonator of the present invention, the propagating vibration is canceled by the resonance portion 1c, whereby leakage of the vibration to the outside of the device is prevented or suppressed. The leakage or suppression of the vibration due to such a resonance part was discovered by chance by the experiments of the inventors of the present application. Hereinafter, a more specific description will be given with reference to FIGS.

【0013】図3は、本発明の原理を明らかにするため
の実験装置を示す正面断面図である。図3を参照して、
振動試験機3の上面に支持ロッド4が立設されている。
支持ロッド4の中間高さ位置に屈曲モードで振動し得る
鋼鉄棒5が固定されている。鋼鉄棒5は、長さ180m
m×幅12mm×厚み15mmの鋼鉄からなる棒状の部
材であり、その重量は240g、屈曲時の共振周波数は
約1kHzである。他方、上記支持ロッド4は、直径8
mmの鋼鉄からなる円柱状の部材であり、上記鋼鉄棒5
の中央に設けられた貫通孔に挿入されており、かつ鋼鉄
棒5と支持ロッド4とは図示の状態で固定されている。
従って、上記振動試験機3が本発明における圧電共振ユ
ニットに、鋼鉄棒5が共振部に、支持ロッド4の鋼鉄棒
5より下方部分が振動伝達部に相当する。
FIG. 3 is a front sectional view showing an experimental apparatus for clarifying the principle of the present invention. Referring to FIG.
A support rod 4 is erected on the upper surface of the vibration tester 3.
A steel rod 5 capable of vibrating in a bending mode is fixed at an intermediate height position of the support rod 4. Steel rod 5 is 180m long
It is a rod-shaped member made of steel with m × width 12 mm × thickness 15 mm, the weight thereof is 240 g, and the resonance frequency at the time of bending is about 1 kHz. On the other hand, the support rod 4 has a diameter of 8
The steel rod 5 is a cylindrical member made of mm steel.
Is inserted into a through hole provided in the center of the steel rod, and the steel rod 5 and the support rod 4 are fixed in the illustrated state.
Therefore, the vibration tester 3 corresponds to the piezoelectric resonance unit of the present invention, the steel rod 5 corresponds to the resonance portion, and the portion of the support rod 4 below the steel rod 5 corresponds to the vibration transmission portion.

【0014】振動試験機3を図示の矢印で示すように上
下方向に周波数1kHzで振動させたところ、鋼鉄棒5
は屈曲モードで共振し、支持ロッド4の上端4aの変位
量は、図4に示す通りであった。図4において、変位量
ΔBは約2.6μmであった。比較のために、上記鋼鉄
棒5を設けないで支持ロッド4を振動試験機3に立設
し、同様に振動試験機3を振動させたところ、支持ロッ
ド4の上端4aの変位量は、図5に示す通りであり、図
中の変位量ΔAは、約22.6μmであった。
When the vibration tester 3 was vibrated vertically at a frequency of 1 kHz as shown by the arrow in the figure, the steel rod 5
Resonated in the bending mode, and the displacement amount of the upper end 4a of the support rod 4 was as shown in FIG. In FIG. 4, the amount of displacement ΔB was about 2.6 μm. For comparison, when the support rod 4 was erected on the vibration tester 3 without providing the steel rod 5 and the vibration tester 3 was similarly vibrated, the displacement amount of the upper end 4a of the support rod 4 was as shown in the figure. 5, the displacement amount ΔA in the figure was about 22.6 μm.

【0015】図4及び図5の比較から明らかなように、
振動試験機3から支持ロッド4を経て伝達されてきた振
動が鋼鉄棒5を設けたことにより、該鋼鉄棒5の部分で
十分に減衰されていることがわかる。なお、本願発明者
らは、鋼鉄棒5の質量により振動がダンピングされたの
ではないかとも考え、与える振動の周波数を変更し、鋼
鉄棒を共振させずに実験したところ、支持ロッド4の上
端4aにおける変位量は、図4に示したようには抑制さ
れないことが確かめられた。すなわち、このことからも
明らかなように、単に鋼鉄棒5の重量により、伝播して
きた振動をダンピングしているものではなく、上記のよ
うに伝播してきた振動が鋼鉄棒5で打ち消されているも
のと考えられる。
As is clear from the comparison of FIGS. 4 and 5,
It can be seen that the vibration transmitted from the vibration tester 3 through the support rod 4 is sufficiently damped in the steel rod 5 portion by providing the steel rod 5. Note that the inventors of the present application considered that the vibration was damped by the mass of the steel rod 5, and changed the frequency of the vibration to be applied, and conducted an experiment without causing the steel rod to resonate. It was confirmed that the displacement amount at 4a was not suppressed as shown in FIG. That is, as is apparent from this, the propagating vibration is not simply damped by the weight of the steel rod 5, but the propagating vibration is canceled by the steel rod 5 as described above. it is conceivable that.

【0016】上記のように、振動源である振動試験機3
に対して、該振動試験機3の振動を受けるように配置さ
れた支持ロッド4を介して鋼鉄棒5すなわち共振子が連
結されているので、該共振子において、伝播してきた振
動が打ち消される。すなわち、本発明の圧電共振子で
は、伝播してきた振動が上記共振部により打ち消される
ため、圧電共振ユニットの振動エネルギーを装置内に閉
じ込めることができる。次に、上記共振部の作用を、よ
り具体的な実施例に基づいて説明し、それによって本発
明を明らかにする。
As described above, the vibration tester 3 which is the vibration source.
On the other hand, since the steel rod 5, that is, the resonator is connected via the support rod 4 arranged to receive the vibration of the vibration tester 3, the propagated vibration is canceled in the resonator. That is, in the piezoelectric resonator of the present invention, the propagated vibration is canceled by the resonance portion, so that the vibration energy of the piezoelectric resonance unit can be confined in the device. Next, the operation of the above-mentioned resonating part will be described based on a more specific embodiment, thereby clarifying the present invention.

【0017】長さ振動モードを利用した実施例の圧電共
振子 図6(a),(b)は、本発明の第1の実施例にかかる
圧電共振子を示す平面図及び圧電基板を透かして下面の
電極形状を示した平面図である。圧電共振子21は、中
央に配置された圧電共振ユニット22を有する。圧電共
振ユニット22は、厚み方向に一様に分極処理された平
面形状が細長い矩形の圧電セラミック基板の両主面に電
極22a,22bを形成した構造を有する。電極22
a,22bから交流電圧を印加することにより、圧電共
振ユニット22は長さ振動モードで伸縮振動するように
構成されている。
Piezoelectric transducer of the embodiment utilizing the length vibration mode
Pendulum FIGS. 6A and 6B are a plan view showing the piezoelectric resonator according to the first embodiment of the present invention and a plan view showing the electrode shape on the lower surface through the piezoelectric substrate. The piezoelectric resonator 21 has a piezoelectric resonance unit 22 arranged in the center. The piezoelectric resonance unit 22 has a structure in which electrodes 22a and 22b are formed on both main surfaces of a piezoelectric ceramic substrate having a rectangular elongated planar shape that is uniformly polarized in the thickness direction. Electrode 22
The piezoelectric resonance unit 22 is configured to expand and contract in a length vibration mode by applying an AC voltage from a and 22b.

【0018】圧電共振ユニット22の長さ方向中央部に
おいては、一方側に振動伝達部23が連結されている。
振動伝達部23は、圧電共振ユニット22の伸縮振動に
伴う振動を後述の共振部24に伝達するために設けられ
ている。また、振動伝達部23が圧電共振ユニット22
の長さ方向中央部に連結されているのは、圧電共振ユニ
ット22の振動をできるだけ妨げないためである。
A vibration transmitting portion 23 is connected to one side of the central portion of the piezoelectric resonance unit 22 in the longitudinal direction.
The vibration transmission unit 23 is provided to transmit the vibration associated with the stretching vibration of the piezoelectric resonance unit 22 to the resonance unit 24 described later. In addition, the vibration transmission unit 23 is the piezoelectric resonance unit 22.
The reason why the piezoelectric resonance unit 22 is connected to the central portion in the longitudinal direction is to prevent the vibration of the piezoelectric resonance unit 22 as much as possible.

【0019】振動伝達部23の他端には、屈曲モードで
共振するように構成された共振部24が連結されてい
る。また、共振部24には、連結バー25を介して比較
的大きな面積を有する保持部26が連結されている。保
持部26は、圧電共振子21をケース基板等の他の部材
に機械的に保持するのに好適なように、図示のような比
較的大きな面積を有するように構成されている。
A resonance portion 24 configured to resonate in a bending mode is connected to the other end of the vibration transmission portion 23. A holding portion 26 having a relatively large area is connected to the resonance portion 24 via a connecting bar 25. The holding portion 26 is configured to have a relatively large area as illustrated so as to be suitable for mechanically holding the piezoelectric resonator 21 on another member such as a case substrate.

【0020】また、電極22aは、接続導電部27aに
より保持部26の上面に形成された端子電極28aに電
気的に接続されている。振動伝達部23が連結されてい
る側とは反対側においても、圧電共振ユニット22に振
動伝達部29、共振部30、連結バー31及び保持部3
2が連結されており、上記振動伝達部23側と同様に構
成されている。もっとも、図6(b)に示すように、電
極22bに電気的に接続される接続導電部27b及び端
子電極28bは、それぞれ、振動伝達部29、共振部3
0、連結バー31及び保持部32の下面側に形成されて
いる。
The electrode 22a is electrically connected to the terminal electrode 28a formed on the upper surface of the holding portion 26 by the connecting conductive portion 27a. Even on the side opposite to the side to which the vibration transmission unit 23 is connected, the vibration transmission unit 29, the resonance unit 30, the connecting bar 31, and the holding unit 3 are attached to the piezoelectric resonance unit 22.
2 are connected and configured in the same manner as the side of the vibration transmitting section 23. Of course, as shown in FIG. 6B, the connection conductive portion 27b and the terminal electrode 28b electrically connected to the electrode 22b respectively include the vibration transmission portion 29 and the resonance portion 3 respectively.
0, the connecting bar 31, and the holding portion 32 are formed on the lower surface side.

【0021】本実施例の圧電共振子21では、端子電極
28a,28b間に交流電圧を印加することにより、上
記圧電共振ユニット22が長さ振動モードにより伸縮振
動する。その結果、上記振動が、振動伝達部23,29
を経て共振部24,30に伝達される。そして、図7及
び図8を参照して説明するように、振動伝達部における
変位ベクトルと、共振部における変位ベクトルとが打ち
消し合うためか、連結バー25,31側には振動はほと
んど漏洩しない。従って、共振部24,30までの部分
において振動エネルギーが閉じ込められることになるた
め、保持部26,32を利用して外部に機械的に固定し
た場合、長さ振動モードを利用したエネルギー閉じ込め
型の圧電共振子21を実現することができる。
In the piezoelectric resonator 21 of this embodiment, when the AC voltage is applied between the terminal electrodes 28a and 28b, the piezoelectric resonance unit 22 expands and contracts in the length vibration mode. As a result, the vibration is transmitted to the vibration transmission units 23 and 29.
Is transmitted to the resonance units 24 and 30 via the. As described with reference to FIGS. 7 and 8, the vibration hardly leaks to the connecting bars 25 and 31 side, probably because the displacement vector in the vibration transmitting unit and the displacement vector in the resonant unit cancel each other. Therefore, since the vibration energy is confined in the parts up to the resonance parts 24 and 30, when the holding parts 26 and 32 are mechanically fixed to the outside, the energy confinement type using the length vibration mode is used. The piezoelectric resonator 21 can be realized.

【0022】なお、好ましくは、上記共振部24,30
の共振周波数は、圧電共振ユニット22の共振周波数と
等しくされる。これは、共振周波数を圧電共振ユニット
22の共振周波数と一致させることにより、上記変位ベ
クトルの打ち消し合いがより効果的に行われるからであ
る。
It is preferable that the resonating portions 24 and 30 be the same.
The resonance frequency of is equal to the resonance frequency of the piezoelectric resonance unit 22. This is because, by matching the resonance frequency with the resonance frequency of the piezoelectric resonance unit 22, the displacement vectors are more effectively canceled out.

【0023】上記のように、共振部24,30を圧電共
振ユニット22に振動伝達部23,29を介して連結し
たことにより、圧電共振ユニットの共振に基づくエネル
ギーを閉じ込め得ることは、本願発明者らの実験により
偶然見出されたものであるが、このように共振部24,
30により伝播されてきた振動を閉じ込め得るのは、以
下の機構によるものと考えられる。
As described above, it is possible to confine the energy based on the resonance of the piezoelectric resonance unit by connecting the resonance parts 24 and 30 to the piezoelectric resonance unit 22 via the vibration transmission parts 23 and 29. It was discovered by chance from these experiments that the resonance part 24,
It is considered that the vibration propagated by 30 can be confined by the following mechanism.

【0024】上記のように伝播されてきた振動閉じ込め
得る機構としては、以下の図7及び図8を参照して説明
する2通りの機構が考えられる。すなわち、図6(a)
から明らかなように、例えば振動伝達部23の外側に共
振部24が連結されているが、この共振部24は、振動
伝達部23を延長した部分の両側に片持ちばりで一対の
共振部を連結した構造、あるいは振動伝達部23と連結
バー25との間に1個の共振部24を介在させた構造と
考えられる。図7は、前者の構造を前提とした共振部の
作用を説明するための模式的拡大平面図であり、図8
は、後者の構造を前提とした共振部の作用を説明するた
めの模式的拡大平面図である。
As the mechanism capable of confining the vibration propagated as described above, there are two possible mechanisms described with reference to FIGS. 7 and 8 below. That is, FIG. 6 (a)
As is apparent from the above, for example, the resonance part 24 is connected to the outside of the vibration transmission part 23. The resonance part 24 has a pair of resonance parts by cantilever on both sides of the extended part of the vibration transmission part 23. It can be considered as a structure in which they are connected or a structure in which one resonance part 24 is interposed between the vibration transmission part 23 and the connection bar 25. FIG. 7 is a schematic enlarged plan view for explaining the action of the resonance part based on the former structure.
[FIG. 7] is a schematic enlarged plan view for explaining the action of the resonance part based on the latter structure.

【0025】まず、一対の共振部が振動伝達部を延長し
た部分の両側に構成されていると考え、図7を参照して
共振部の作用を説明する。いま、上記圧電共振ユニット
に連結された振動伝達部23aが存在するとする。この
場合、圧電共振ユニットが伸縮振動すると、伝播してき
た振動によって、振動伝達部23aは、参照番号23b
で示す状態と、参照番号23cで示す状態とを繰り返す
ように変形する。
First, it is considered that the pair of resonance portions are formed on both sides of the extended portion of the vibration transmission portion, and the operation of the resonance portions will be described with reference to FIG. Now, it is assumed that there is a vibration transmitting portion 23a connected to the piezoelectric resonance unit. In this case, when the piezoelectric resonance unit expands and contracts and vibrates, the vibration transmitting portion 23a is moved to the reference numeral 23b by the transmitted vibration.
The state shown by and the state shown by the reference numeral 23c are deformed so as to be repeated.

【0026】ところで、この振動伝達部に上記共振部2
4a,24bが連結されているとすると、図7に示すよ
うに共振部24a,24bが、上記振動伝達部23b,
23cの変形に伴って図示のように傾き、共振する。そ
の結果、傾いた各共振部24a,24bにおける変位ベ
クトルは図示の矢印Aで示す向きになる。
By the way, the resonance portion 2 is provided in the vibration transmitting portion.
4a and 24b are connected, as shown in FIG. 7, the resonance parts 24a and 24b are connected to the vibration transmission part 23b,
With the deformation of 23c, it tilts and resonates as shown in the figure. As a result, the displacement vector in each of the tilted resonance parts 24a and 24b becomes the direction shown by the arrow A in the figure.

【0027】他方、振動伝達部23bにおける図示のX
軸方向の変位ベクトルは矢印Bで示すとおりである。従
って、いずれの状態においても、共振部24におけるX
軸方向に沿う変位ベクトルと、振動伝達部におけるX軸
方向に沿う変位ベクトルとが打ち消し合う方向となって
釣り合っている。よって、上記共振部24a,24bの
共振に伴って、振動伝達部を伝播してきた振動が打ち消
されることにより、共振部24a,24bまでの部分に
振動エネルギーが閉じ込められることになると考えられ
る。
On the other hand, the illustrated X in the vibration transmitting portion 23b
The displacement vector in the axial direction is as shown by arrow B. Therefore, in any state, X in the resonance section 24
The displacement vector along the axial direction and the displacement vector along the X-axis direction in the vibration transmitting portion are in a canceling direction and balanced. Therefore, it is considered that the vibration energy propagating in the vibration transmission unit is canceled due to the resonance of the resonance units 24a and 24b, so that the vibration energy is trapped in the portions up to the resonance units 24a and 24b.

【0028】他方、振動伝達部の他端に1個の共振部2
4の中央部が連結されていると考えた場合の機構を図8
を参照して説明する。いま、上記圧電共振ユニットに連
結された振動伝達部23aが存在するとする。この場
合、圧電共振ユニットが伸縮振動すると、伝播してきた
振動によって、振動伝達部は、参照番号23bで示す状
態と、参照番号23cで示す状態とを繰り返すように変
形する。
On the other hand, one resonance part 2 is provided at the other end of the vibration transmission part.
FIG. 8 shows a mechanism when it is considered that the central part of 4 is connected.
Will be described with reference to. Now, it is assumed that there is a vibration transmitting portion 23a connected to the piezoelectric resonance unit. In this case, when the piezoelectric resonance unit expands and contracts and vibrates, the vibration transmission section deforms by repeating the state indicated by reference numeral 23b and the state indicated by reference numeral 23c.

【0029】そして、この振動伝達部の他端に共振部2
4が中心で連結されている場合、図8に示すように、共
振部24が、上記振動伝達部の変形に伴って図示のよう
に屈曲振動する。その結果、共振部24内における変位
ベクトルは、図示の通りとなる。すなわち、図7に示し
た場合と同様に、振動伝達部23b,23cを延長した
部分における変位ベクトルBと、共振部24の残りの部
分における変位ベクトルAとが、X軸方向において打ち
消し合うように釣り合う。よって、共振部24の共振に
伴って、振動伝達部を伝播してきた振動が打ち消される
ことにより、共振部24までの部分に振動エネルギーが
閉じ込められることになると考えられる。
The resonance portion 2 is provided at the other end of the vibration transmission portion.
When 4 are connected at the center, as shown in FIG. 8, the resonance part 24 bends and vibrates as shown in the figure due to the deformation of the vibration transmission part. As a result, the displacement vector in the resonance section 24 becomes as shown in the figure. That is, as in the case shown in FIG. 7, the displacement vector B in the extended portion of the vibration transmitting portions 23b and 23c and the displacement vector A in the remaining portion of the resonance portion 24 are canceled in the X-axis direction. balance. Therefore, it is considered that the vibration energy propagating in the vibration transmitting unit is canceled due to the resonance of the resonance unit 24, so that the vibration energy is confined in the portion up to the resonance unit 24.

【0030】なお、上記2種類の振動エネルギー閉じ込
め機構は、推測に基づくものであるが、いずれにして
も、図6に示したように振動伝達部23に共振部24を
連結することにより、振動伝達部23を伝播してきた振
動が共振部24において打ち消され、それによって振動
エネルギーの閉じ込めが果たされる。上記共振部24の
作用を、具体的な実験結果に基づき説明する。
The above-mentioned two types of vibration energy confinement mechanism are based on estimation, but in any case, by connecting the resonance section 24 to the vibration transmission section 23 as shown in FIG. The vibration propagating through the transmission portion 23 is canceled by the resonance portion 24, thereby confining the vibration energy. The operation of the resonance part 24 will be described based on specific experimental results.

【0031】図9は、比較のために用意した構造であ
り、長さ振動モードで振動し得るように構成された圧電
共振ユニット35の一方側面中央部に、圧電共振ユニッ
ト35と直交する方向に伸びるバー36が連結されてい
る。なお、他方側面中央部にも同様にバー36が連結さ
れている。
FIG. 9 shows a structure prepared for comparison, in which a central portion of one side surface of the piezoelectric resonance unit 35 configured to vibrate in a length vibration mode is arranged in a direction orthogonal to the piezoelectric resonance unit 35. An extending bar 36 is connected. A bar 36 is similarly connected to the central portion of the other side surface.

【0032】他方、図10は、図9に示した構造におい
て、共振部37を設けた構造を有する。すなわち、図1
0の構造では、圧電共振ユニット35に振動伝達部38
を介して共振部37を連結し、共振部37の振動伝達部
38が連結されている側とは反対側の面にバー39を連
結した構造を有する。言い換えれば、上記振動伝達部3
8及びバー39からなる部分の途中に、上記共振部37
を形成した構造に相当する。なお、図10の構造では、
圧電共振ユニット35の他方側面にも上記と同様の構造
が連結されている。
On the other hand, FIG. 10 has a structure in which a resonance portion 37 is provided in the structure shown in FIG. That is, FIG.
In the structure of 0, the piezoelectric resonance unit 35 and the vibration transmission part 38
The resonance part 37 is connected via the bar, and the bar 39 is connected to the surface of the resonance part 37 opposite to the side to which the vibration transmission part 38 is connected. In other words, the vibration transmission section 3
8 and the bar 39, the resonance part 37
Corresponds to the structure formed. In addition, in the structure of FIG.
The same structure as the above is also connected to the other side surface of the piezoelectric resonance unit 35.

【0033】図9に示した圧電共振子において長さ振動
モードで圧電共振ユニット35を振動させた場合、その
変位分布は図11(a)に示す通りとなり、バーの延び
る方向すなわちX軸上の各部分におけるX軸方向の変位
量Vx の絶対値は、図11(b)に示す通りとなる。
When the piezoelectric resonance unit 35 is vibrated in the length vibration mode in the piezoelectric resonator shown in FIG. 9, its displacement distribution becomes as shown in FIG. 11A, and the displacement direction of the bar, that is, on the X axis. the absolute value of the displacement amount V x in the X-axis direction at each portion is as shown in FIG. 11 (b).

【0034】他方、図10に示した圧電共振子において
圧電共振ユニット35を共振させた場合の振動の変位分
布は、図12(a)に示す通りであった。また、図12
(a)のX軸上の各部分におけるX軸方向の変位量の絶
対値Vx は、図12(b)に示す通りであった。
On the other hand, the displacement distribution of vibration when the piezoelectric resonance unit 35 is resonated in the piezoelectric resonator shown in FIG. 10 is as shown in FIG. 12 (a). In addition, FIG.
The absolute value V x of the displacement amount in the X-axis direction in each part on the X-axis in (a) was as shown in FIG. 12 (b).

【0035】図11(b)及び図12(b)を比較すれ
ば明らかなように、共振部37を設けたことにより、共
振部37より先のバー39においては伝播してきた振動
による変位量が非常に小さいことがわかる。言い換えれ
ば、共振部37までの部分において振動エネルギーが効
果的に閉じ込められ得ることがわかる。
As is clear from a comparison between FIGS. 11B and 12B, since the resonance portion 37 is provided, the amount of displacement due to the propagated vibration is increased in the bar 39 ahead of the resonance portion 37. You can see that it is very small. In other words, it is understood that the vibration energy can be effectively trapped in the portion up to the resonance portion 37.

【0036】なお、図6に示した実施例の圧電共振子2
1では、共振部24,30の外側に連結バー25,31
を介して保持部26,32を連結していたが、これは製
品化の際の機械的固定を容易とするために設けられてい
たものに過ぎない。すなわち、図13に示すように、共
振部24,30の、振動伝達部23,29が連結されて
いる側とは反対側に他の部分と連結するための連結部4
0a,40bを形成しておけば、図6に示した実施例の
場合と同様に、共振部24,30までの部分に振動エネ
ルギーが閉じ込められ得るため、図6に示した実施例と
同様にエネルギー閉じ込め型の圧電共振子として使用す
ることができる。
The piezoelectric resonator 2 of the embodiment shown in FIG.
1, the connecting bars 25 and 31 are provided outside the resonating portions 24 and 30.
Although the holding portions 26 and 32 are connected to each other via this, this is merely provided for facilitating mechanical fixing at the time of commercialization. That is, as shown in FIG. 13, a connecting portion 4 for connecting other portions of the resonance portions 24, 30 to the side opposite to the side where the vibration transmitting portions 23, 29 are connected.
If 0a and 40b are formed, the vibrational energy can be confined in the portions up to the resonance parts 24 and 30, as in the case of the embodiment shown in FIG. It can be used as an energy trap type piezoelectric resonator.

【0037】また、図6に示した実施例の圧電共振子2
1では、圧電共振ユニット22の両側に、それぞれ一個
の共振部24,30が配置されていたが、図14に示す
ように、圧電共振ユニット22の両側において、それぞ
れ、複数の共振部24,24,24,30,30,30
を配置してもよい。この場合、複数の共振部24間及び
共振部30間が、それぞれ、振動伝達部23a,23
b,31a,31bで連結されていることになる。
Further, the piezoelectric resonator 2 of the embodiment shown in FIG.
In FIG. 1, one resonance part 24, 30 is arranged on each side of the piezoelectric resonance unit 22, but as shown in FIG. 14, a plurality of resonance parts 24, 24 are arranged on each side of the piezoelectric resonance unit 22. , 24, 30, 30, 30
May be arranged. In this case, the vibration transmission parts 23a and 23 are respectively provided between the plurality of resonance parts 24 and between the resonance parts 30.
It means that they are connected by b, 31a and 31b.

【0038】輪郭すべり振動モードを利用した圧電共振
子についての実施例 図15は、輪郭すべり振動モードを利用した圧電共振子
についての実施例を示す斜視図である。圧電共振子51
では、中央に輪郭すべり振動モードを利用した圧電共振
ユニット52が配置されている。圧電共振ユニット52
では、角板状の圧電セラミック板が後述の励振用の電極
と平行な分極方向Pに沿って、一様に分極処理されてい
る。
Piezoelectric resonance using contour sliding vibration mode
Example of Child FIG. 15 is a perspective view showing an example of a piezoelectric resonator utilizing the contour sliding vibration mode. Piezoelectric resonator 51
Then, the piezoelectric resonance unit 52 utilizing the contour sliding vibration mode is arranged at the center. Piezoelectric resonance unit 52
In, a rectangular plate-shaped piezoelectric ceramic plate is uniformly polarized along a polarization direction P parallel to an excitation electrode described later.

【0039】圧電共振ユニット52では、図15に立て
た状態で図示された圧電共振ユニット52の上面及び下
面に励振用の電極52a,52bが形成されている。電
極52a,52bは、圧電共振ユニット52の図示され
ている側の主面にも至るように形成されている。電極5
2a,52bは、圧電共振ユニット52を構成している
角板状の圧電セラミック板を介して対向するように配置
されているため、電極52a,52b間に交流電圧を印
加した場合、図16に一点鎖線で示す状態と、破線で示
す状態とを繰り返すように振動する。
In the piezoelectric resonance unit 52, electrodes 52a and 52b for excitation are formed on the upper surface and the lower surface of the piezoelectric resonance unit 52 shown in an upright state in FIG. The electrodes 52a and 52b are formed so as to reach the main surface of the piezoelectric resonance unit 52 on the illustrated side. Electrode 5
Since 2a and 52b are arranged so as to face each other via the rectangular plate-shaped piezoelectric ceramic plate that constitutes the piezoelectric resonance unit 52, when an AC voltage is applied between the electrodes 52a and 52b, FIG. It vibrates so that the state shown by the alternate long and short dash line and the state shown by the broken line are repeated.

【0040】他方、圧電共振ユニット52の一方の側面
中央部には振動伝達部53が連結されている。振動伝達
部53の他端には共振部54が連結されており、共振部
54の外側の側面中央部に連結バー55が、該連結バー
55の他端に保持部56が連結されている。電極52a
は、上記振動伝達部53、共振部54及び連結バー55
を通過するように形成された接続導電部57aにより、
保持部56の一方面に形成された端子電極58aに電気
的に接続されている。
On the other hand, a vibration transmitting portion 53 is connected to the central portion of one side surface of the piezoelectric resonance unit 52. The resonance part 54 is connected to the other end of the vibration transmission part 53, the connection bar 55 is connected to the center of the outer side surface of the resonance part 54, and the holding part 56 is connected to the other end of the connection bar 55. Electrode 52a
Is the vibration transmission part 53, the resonance part 54 and the connecting bar 55.
The connection conductive portion 57a formed so as to pass through
It is electrically connected to a terminal electrode 58a formed on one surface of the holding portion 56.

【0041】同様に、圧電共振ユニット52の他方側に
おいても、振動伝達部59、共振部60、連結バー61
及び保持部62が連結されている。そして、保持部62
の一方面に形成された端子電極58bが、接続導電部5
7bにより圧電共振ユニット52の電極52aに電気的
に接続されている。本実施例の圧電共振子51において
も、圧電共振ユニット52が輪郭すべり振動モードで振
動された場合、その振動は上記共振部54,60までの
部分に閉じ込められる。これを、図17及び図18を参
照して説明する。
Similarly, also on the other side of the piezoelectric resonance unit 52, the vibration transmission section 59, the resonance section 60, and the connecting bar 61.
And the holding part 62 is connected. Then, the holding portion 62
The terminal electrode 58b formed on one surface of the connecting conductive portion 5
It is electrically connected to the electrode 52a of the piezoelectric resonance unit 52 by 7b. Also in the piezoelectric resonator 51 of the present embodiment, when the piezoelectric resonance unit 52 is vibrated in the contour slip vibration mode, the vibration is confined to the resonance parts 54 and 60. This will be described with reference to FIGS. 17 and 18.

【0042】図17は、振動伝達部53の延長部分の両
側に一対の共振部が片持ちばりで連結されていると考え
た場合の共振部の作用を説明するための模式図である。
いま、振動伝達部が、初期状態において図17の53a
で示すような状態とする。そして、圧電共振ユニット5
2の振動に伴って輪郭すべり振動に基づく振動(横波)
が伝播してきた場合、振動伝達部は、図17に参照番号
53b及び53cで示す状態を繰り返すように振動す
る。この場合、振動伝達部53b,53cに共振部54
a,54bが片持ちばりで連結されているとすると、各
共振部54a,54bは、上記振動伝達部53b,53
c上において図示の向きに傾く。
FIG. 17 is a schematic diagram for explaining the operation of the resonance part when it is considered that a pair of resonance parts are connected by a cantilever on both sides of the extension part of the vibration transmission part 53.
Now, in the initial state, the vibration transmission part 53a in FIG.
The state is as shown in. And the piezoelectric resonance unit 5
Vibration due to contour slipping vibration associated with 2 vibration (transverse wave)
Is transmitted, the vibration transmitting unit vibrates so as to repeat the states indicated by reference numerals 53b and 53c in FIG. In this case, the vibration transmitting portions 53b and 53c are connected to the resonance portion 54.
Assuming that a and 54b are connected by a cantilever, each of the resonance parts 54a and 54b has the vibration transmission parts 53b and 53b.
It tilts in the direction shown on c.

【0043】その結果、傾斜している共振部54a,5
4bにおける変位ベクトルの向きは図示の矢印Aで示す
方向となる。他方、振動伝達部53b,53cでは、そ
の変位ベクトルは図示の矢印Bで示す向きとなる。従っ
て、図17のいずれの状態においても、共振部54a,
54bにおける変位ベクトルと、振動伝達部の延長分布
における変位ベクトル(矢印Bで示す変位ベクトル)と
が、Y軸方向において打ち消し合っている。よって、上
記共振部54a,54bの共振によって、伝播してきた
振動が打ち消されることになる。
As a result, the inclined resonance portions 54a, 5a
The direction of the displacement vector in 4b is the direction shown by arrow A in the figure. On the other hand, in the vibration transmitting portions 53b and 53c, the displacement vector is in the direction shown by the arrow B in the figure. Therefore, in any state of FIG. 17, the resonance part 54a,
The displacement vector at 54b and the displacement vector in the extension distribution of the vibration transmitting portion (displacement vector indicated by arrow B) cancel each other out in the Y-axis direction. Therefore, the propagated vibration is canceled by the resonance of the resonance parts 54a and 54b.

【0044】他方、図18に示すように振動伝達部53
b,53cの他端に共振部54が連結されているとする
と、共振部54は振動伝達部が参照番号53bで示す状
態と参照番号53cで示す状態との間で変形した場合、
図示のように傾斜する。その結果、共振部54内におけ
る振動伝達部53b,53cの延長部分における変位ベ
クトルBと、振動伝達部の延長部分から側方に突出した
共振部内の部分における変位ベクトルAとが、Y軸方向
において打ち消し合う方向となっている。従って、伝播
してきた振動が、共振部54の共振に伴って打ち消され
るため、共振部54外への振動の漏洩を効果的に防止で
きていると考えられる。
On the other hand, as shown in FIG. 18, the vibration transmitting portion 53
Assuming that the resonance part 54 is connected to the other ends of the b and 53c, the resonance part 54 has a structure in which the vibration transmission part is deformed between a state indicated by reference numeral 53b and a state indicated by reference numeral 53c.
Incline as shown. As a result, the displacement vector B in the extension portion of the vibration transmitting portions 53b and 53c in the resonance portion 54 and the displacement vector A in the portion in the resonance portion protruding laterally from the extension portion of the vibration transmission portion are in the Y-axis direction. It is in the direction to cancel each other out. Therefore, it is considered that the propagating vibration is canceled due to the resonance of the resonance part 54, so that the leakage of the vibration to the outside of the resonance part 54 can be effectively prevented.

【0045】上記のように、横波が伝播してきた場合で
あってもY軸方向における上記変位ベクトルの釣合いに
より、伝播してきた振動を減衰させるように共振部54
が共振すると考えられる。次に、上記共振部の作用を具
体的な実験結果につき説明する。
As described above, even if the transverse wave propagates, the resonance portion 54 is so damped that the propagated vibration is attenuated by the balance of the displacement vector in the Y-axis direction.
Are believed to resonate. Next, the operation of the resonance part will be described with reference to specific experimental results.

【0046】図19(a)は、上記圧電共振ユニット5
2の一方側に細長いバー65を連結し、圧電共振ユニッ
ト52を輪郭すべり振動モードで振動させた場合の振動
の変位分布を有限要素法で測定した図である。また、こ
の場合のX軸方向に沿う各部分におけるY軸方向におけ
る変位量の絶対値Vy は、図19(b)に示す通りであ
った。すなわち、輪郭すべり振動に基づく振動(横波)
は、上記バー65に沿って大きな変位量で伝播されてい
くことがわかる。
FIG. 19A shows the piezoelectric resonance unit 5 described above.
2 is a diagram in which a displacement distribution of vibration is measured by a finite element method when a long and narrow bar 65 is connected to one side of 2 and the piezoelectric resonance unit 52 is vibrated in a contour slip vibration mode. Further, in this case, the absolute value V y of the displacement amount in the Y-axis direction in each portion along the X-axis direction was as shown in FIG. 19 (b). That is, vibration based on contour sliding vibration (transverse wave)
Is propagated along the bar 65 with a large displacement amount.

【0047】他方、図20(a)は、上記実施例の圧電
共振子に相当する構造を有するものである。すなわち、
圧電共振ユニット52の一方の側面中央部に振動伝達部
66を介して共振部67が連結されており、共振部67
の外側に細長いバー68が連結されている。圧電共振ユ
ニット52の輪郭すべり振動モードで励振した場合、そ
の振動の伝播に伴う変位分布を、有限要素法で測定した
ところ、図20(a)に示す通りとなった。また、この
場合のX軸方向に沿う各部分におけるY軸方向の変位量
の絶対値Vy は、図20(b)に示す通りであった。図
20(b)から明らかなように、共振部67が設けられ
ている部分より内側の部分においてY軸方向の変位量は
非常に大きいが、共振部67より外側の部分ではY軸方
向の変位量が非常に小さいことがわかる。
On the other hand, FIG. 20A shows a structure corresponding to the piezoelectric resonator of the above embodiment. That is,
A resonance portion 67 is connected to a central portion of one side surface of the piezoelectric resonance unit 52 via a vibration transmission portion 66.
An elongated bar 68 is connected to the outside of the. When the piezoelectric resonance unit 52 was excited in the contour slip vibration mode, the displacement distribution accompanying the propagation of the vibration was measured by the finite element method, and the result was as shown in FIG. Further, in this case, the absolute value V y of the displacement amount in the Y-axis direction at each portion along the X-axis direction was as shown in FIG. 20 (b). As is apparent from FIG. 20B, the amount of displacement in the Y-axis direction is very large in the portion inside the portion where the resonance portion 67 is provided, but the displacement in the Y-axis direction is in the portion outside the resonance portion 67. It turns out that the quantity is very small.

【0048】従って、横波を利用した圧電共振子におい
ても、本発明のように共振部を振動伝達部を介して連結
することにより、確実にその振動エネルギーの閉込めを
果たし得ることがわかる。
Therefore, even in the piezoelectric resonator utilizing the transverse wave, it is understood that the vibration energy can be surely confined by connecting the resonance portion through the vibration transmitting portion as in the present invention.

【0049】拡がり振動モードを利用した圧電共振子に
ついての実施例 図21(a),(b)は、第3の実施例にかかる圧電共
振子を示す平面図及び圧電板を透かして下方の電極を示
した平面図である。第3の実施例は、角板の拡がり振動
モードを利用した圧電共振子である。圧電共振子81
は、角板の拡がり振動モードを利用した圧電共振ユニッ
ト82を有する。圧電共振ユニット82は、角板状の圧
電セラミック板の両主面の全面に電極82a,82bを
形成した構造を有し、該電極82a,82bに挟まれた
圧電セラミック板部分が厚み方向に一様に分極処理され
ている。
For a piezoelectric resonator utilizing a spreading vibration mode
Example of with Figure 21 (a), (b) is a plan view showing the lower electrode watermark plan view and a piezoelectric plate of a piezoelectric resonator according to the third embodiment. The third embodiment is a piezoelectric resonator using the spreading vibration mode of a square plate. Piezoelectric resonator 81
Has a piezoelectric resonance unit 82 that utilizes the spreading vibration mode of a rectangular plate. The piezoelectric resonance unit 82 has a structure in which electrodes 82a and 82b are formed on the entire surfaces of both main surfaces of a rectangular plate-shaped piezoelectric ceramic plate, and the piezoelectric ceramic plate portion sandwiched between the electrodes 82a and 82b is uniform in the thickness direction. Is polarized.

【0050】第3の実施例は、圧電共振ユニットとし
て、拡がり振動モードを利用した上記圧電共振ユニット
82を用いたことに特徴を有し、その他の点について
は、第1の実施例の圧電共振子21と同様に構成されて
いる。従って、図21に示した圧電共振子81におい
て、図6に示した第1の実施例の圧電共振子21と相当
する部分については、相当の参照番号を付することによ
り、その説明は省略する。
The third embodiment is characterized in that the piezoelectric resonance unit 82 utilizing the spreading vibration mode is used as the piezoelectric resonance unit. In other respects, the piezoelectric resonance unit of the first embodiment is used. It is configured similarly to the child 21. Therefore, in the piezoelectric resonator 81 shown in FIG. 21, parts corresponding to those of the piezoelectric resonator 21 of the first embodiment shown in FIG. 6 are designated by the corresponding reference numerals, and the description thereof will be omitted. .

【0051】圧電共振子81では、端子電極28a,2
8b間に交流電圧を印加することにより、上記圧電共振
ユニット82が拡がり振動モードで共振する。そして、
本実施例においても、圧電共振ユニット82の振動が、
振動伝達部23,29を介して共振部24,30に伝え
られ、共振部24,30が屈曲モードで共振する。よっ
て、共振部24,30の共振により、伝達されてきた振
動が打ち消され、振動エネルギーが共振部24,30ま
での部分に閉じ込められる。
In the piezoelectric resonator 81, the terminal electrodes 28a, 2
By applying an AC voltage between 8b, the piezoelectric resonance unit 82 spreads and resonates in a vibration mode. And
Also in this embodiment, the vibration of the piezoelectric resonance unit 82 is
It is transmitted to the resonance units 24 and 30 via the vibration transmission units 23 and 29, and the resonance units 24 and 30 resonate in the bending mode. Therefore, the transmitted vibration is canceled by the resonance of the resonance parts 24 and 30, and the vibration energy is confined to the parts up to the resonance parts 24 and 30.

【0052】なお、図21に示した圧電共振子81で
は、圧電共振ユニット82の両側に上記共振部24,3
0を振動伝達部23,29を介して連結していたが、圧
電共振ユニット82の図面上、上下方向においても、同
様に振動伝達部を介して屈曲モードで共振し得る共振部
を連結してもよい。
In the piezoelectric resonator 81 shown in FIG. 21, the resonance portions 24 and 3 are provided on both sides of the piezoelectric resonance unit 82.
Although 0 is connected via the vibration transmission parts 23 and 29, in the drawing of the piezoelectric resonance unit 82, the resonance part that can resonate in the bending mode is similarly connected via the vibration transmission part in the vertical direction. Good.

【0053】以上のように、本発明の圧電共振子では、
圧電共振ユニットとして、種々の振動モードで共振し得
る圧電共振ユニットを用いることができ、かつ共振部を
振動伝達部を介して連結することにより、振動エネルギ
ーを共振部までの部分に確実に閉じ込めることができ
る。よって、従来は振動エネルギーを閉じ込めることが
できなかった振動モードを利用したエネルギー閉じ込め
型の圧電共振子を得ることができる。
As described above, in the piezoelectric resonator of the present invention,
A piezoelectric resonance unit capable of resonating in various vibration modes can be used as the piezoelectric resonance unit, and the resonance energy is reliably confined to the resonance area by connecting the resonance area via the vibration transmission area. You can Therefore, it is possible to obtain an energy trapping type piezoelectric resonator utilizing a vibration mode, which has conventionally been unable to trap vibration energy.

【0054】なお、前述してきた実施例では、上記共振
部として、屈曲モードで共振する共振部を図示したが、
他の振動モード、例えばすべり振動等のモードで共振す
る共振部を構成しても、上記実施例と同様に振動エネル
ギーを共振部までの部分に閉じ込めることができる。
In the above-described embodiment, the resonance section that resonates in the bending mode is shown as the resonance section.
Even if the resonance part that resonates in another vibration mode, such as a sliding vibration mode, is configured, the vibration energy can be confined to the part up to the resonance part as in the above-described embodiment.

【0055】応用例 図22は第1の実施例の圧電共振子を具体的な部品とし
て構成した例を示す略図的斜視図である。すなわち、圧
電共振部品85では、図6に示した圧電共振子21がリ
ード付きの部品として構成されている。圧電共振子21
の一方の保持部26の上面に形成された端子電極28a
にリード端子86aが接合されており、他方、保持部3
2の下面に形成された端子電極(図示されず)にリード
端子86bが接合されている。そして、リード端子86
a,86bの先端側の部分を除いた残りの部分が図示の
一点鎖線で示すように外装樹脂87で被覆されている。
なお、外装樹脂87内には、上記圧電共振ユニット22
及び共振部24,30等の振動部分の振動を妨げないた
めに、空洞が形成されている。空洞は、圧電共振子21
の振動する部分にワックスを塗布し、しかる後熱硬化性
の外装樹脂87を被覆し、熱処理を施すことにより形成
され得る。
Application Example FIG. 22 is a schematic perspective view showing an example in which the piezoelectric resonator of the first embodiment is constructed as a specific component. That is, in the piezoelectric resonance component 85, the piezoelectric resonator 21 shown in FIG. 6 is configured as a component with leads. Piezoelectric resonator 21
Of the terminal electrode 28a formed on the upper surface of the one holding portion 26
The lead terminal 86a is joined to the holding portion 3
The lead terminal 86b is joined to the terminal electrode (not shown) formed on the lower surface of 2. Then, the lead terminal 86
The remaining portion of the a and 86b excluding the tip end side portion is covered with the exterior resin 87 as shown by the dashed line in the figure.
In addition, in the exterior resin 87, the piezoelectric resonance unit 22 is provided.
Also, a cavity is formed so as not to interfere with the vibration of the vibrating portions such as the resonance portions 24 and 30. The cavity is the piezoelectric resonator 21.
Can be formed by applying a wax to the vibrating part of (1), then covering it with a thermosetting exterior resin 87, and applying a heat treatment.

【0056】その他、本発明の圧電共振子は、ケース基
板等に実装し、封止することにより、面実装可能なチッ
プ型の部品として構成することも可能である。
In addition, the piezoelectric resonator of the present invention may be mounted on a case substrate or the like and sealed to form a surface mountable chip type component.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明によれば、圧電共振ユニットに振
動伝達部を介して共振部が連結されているため、振動伝
達部を介して伝播してきた振動が前記共振部における共
振に伴って打ち消される。従って、共振部の外側に連結
された部分への振動の漏洩を効果的に防止することがで
きる。言い換えれば、上記共振部までの部分に、振動エ
ネルギーが閉じ込められることになる。
According to the present invention, since the resonance section is connected to the piezoelectric resonance unit through the vibration transmission section, the vibration propagated through the vibration transmission section is canceled by the resonance in the resonance section. Be done. Therefore, it is possible to effectively prevent leakage of vibration to the portion connected to the outside of the resonance portion. In other words, the vibration energy is confined in the part up to the resonance part.

【0058】よって、従来はエネルギー閉じ込め型の圧
電共振子を構成することが不可能と考えられていた振動
モードの圧電共振ユニットを用いて、エネルギー閉じ込
め型の圧電共振子を構成することができる。従って、長
さ振動モードや角板の拡がり振動モードを利用した圧電
共振ユニットを用いて本発明の圧電共振子を構成すれ
ば、kHz帯や〜数MHz帯において使用し得るエネル
ギー閉じ込め型の圧電共振子であって、かつ広帯域の圧
電共振子を提供することが可能となる。
Therefore, it is possible to construct an energy trapping type piezoelectric resonator by using a vibration mode piezoelectric resonant unit, which was conventionally considered impossible to construct an energy trapping type piezoelectric resonator. Therefore, if the piezoelectric resonator of the present invention is configured by using the piezoelectric resonance unit that uses the length vibration mode or the spread vibration mode of the rectangular plate, the energy trap type piezoelectric resonance that can be used in the kHz band or several MHz band. It is possible to provide a piezoelectric resonator that is a child and has a wide band.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の構成を示す概略ブロック図。FIG. 1 is a schematic block diagram showing the configuration of the present invention.

【図2】(a)及び(b)は、それぞれ、従来の長さ振
動モードを利用した圧電共振子及び圧電音叉型共振子を
示す斜視図及び平面図。
2A and 2B are a perspective view and a plan view showing a piezoelectric resonator and a piezoelectric tuning-fork type resonator, respectively, which utilize a conventional length vibration mode.

【図3】本発明の原理を説明するための試験装置を示す
正面断面図。
FIG. 3 is a front sectional view showing a test device for explaining the principle of the present invention.

【図4】図3に示した試験装置における変位量と時間と
の関係を示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a displacement amount and time in the test apparatus shown in FIG.

【図5】共振子を設けなかった場合の変位量と時間との
関係を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a displacement amount and time when a resonator is not provided.

【図6】(a),(b)は、それぞれ、第1の実施例の
圧電共振子の平面図及び圧電板を透かして下方の電極形
状を示した模式的平面図。
6A and 6B are respectively a plan view of the piezoelectric resonator of the first embodiment and a schematic plan view showing the lower electrode shape through the piezoelectric plate.

【図7】第1の実施例における共振部の作用について考
えられる一の機構を説明するための模式図。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining one possible mechanism for the action of the resonance section in the first embodiment.

【図8】第1の実施例における共振部の作用についての
他の機構を説明するための模式図。
FIG. 8 is a schematic diagram for explaining another mechanism of the function of the resonance unit in the first embodiment.

【図9】長さ振動モードを利用した圧電共振ユニットに
バーを連結した構造を示す平面図。
FIG. 9 is a plan view showing a structure in which a bar is connected to a piezoelectric resonance unit using a length vibration mode.

【図10】長さ振動モードを利用した圧電共振ユニット
に共振部を連結した構造を有する平面図。
FIG. 10 is a plan view showing a structure in which a resonance unit is connected to a piezoelectric resonance unit using a length vibration mode.

【図11】(a)及び(b)は、それぞれ、図9に示し
た構造における変位分布を示す図及びX軸方向に沿う各
部分における変位量の絶対値を示す図。
11A and 11B are diagrams showing a displacement distribution in the structure shown in FIG. 9 and a diagram showing an absolute value of a displacement amount in each portion along the X-axis direction, respectively.

【図12】(a)及び(b)は、それぞれ、図10に示
した構造における変位分布を示す図及びX軸方向に沿う
各部分における変位量の絶対値を示す図。
12A and 12B are diagrams showing a displacement distribution in the structure shown in FIG. 10 and a diagram showing an absolute value of a displacement amount in each portion along the X-axis direction, respectively.

【図13】第1の実施例の圧電共振子の変形例を示す平
面図。
FIG. 13 is a plan view showing a modification of the piezoelectric resonator according to the first embodiment.

【図14】第1の実施例の圧電共振子部品の他の変形例
を示し、複数の共振部が配置された構造を示す平面図。
FIG. 14 is a plan view showing another modification of the piezoelectric resonator component of the first embodiment and showing a structure in which a plurality of resonance parts are arranged.

【図15】第2の実施例の圧電共振子を示す斜視図。FIG. 15 is a perspective view showing a piezoelectric resonator according to a second embodiment.

【図16】第2の実施例に用いられる圧電共振ユニット
の変位状態を説明するための模式的平面図。
FIG. 16 is a schematic plan view for explaining a displacement state of the piezoelectric resonance unit used in the second embodiment.

【図17】第2の実施例における共振部の作用について
の一の機構を説明するための模式図。
FIG. 17 is a schematic diagram for explaining one mechanism of the action of the resonance section in the second embodiment.

【図18】第2の実施例における共振部の作用について
の他の機構を説明するための模式図。
FIG. 18 is a schematic diagram for explaining another mechanism of the operation of the resonance section in the second embodiment.

【図19】(a)及び(b)は、それぞれ、輪郭すべり
振動モードを利用した圧電共振ユニットにバーを連結し
た場合の変位分布を示す図及びX軸方向に沿う変位量の
絶対値を示す図。
19 (a) and 19 (b) are diagrams showing a displacement distribution when a bar is connected to a piezoelectric resonance unit utilizing a contour sliding vibration mode and an absolute value of a displacement amount along the X-axis direction, respectively. Fig.

【図20】輪郭すべり振動モードを利用した圧電共振ユ
ニットに共振部を連結し、かつバーを連結した構造の変
位分布を示す図及びX軸方向に沿う各部分における各変
位量の絶対値を示す図。
FIG. 20 is a diagram showing a displacement distribution of a structure in which a resonance part is connected to a piezoelectric resonance unit using a contour sliding vibration mode and bars are connected, and absolute values of displacement amounts at respective parts along the X-axis direction are shown. Fig.

【図21】(a)及び(b)は、それぞれ、第3の実施
例の圧電共振子の平面図及び圧電板を透かして見た下方
の電極形状を示す平面図。
21A and 21B are a plan view of a piezoelectric resonator according to a third embodiment and a plan view of a lower electrode shape seen through a piezoelectric plate, respectively.

【図22】第1の実施例の圧電共振子をリード付き圧電
共振部品として構成した例を示す略図的斜視図。
FIG. 22 is a schematic perspective view showing an example in which the piezoelectric resonator of the first embodiment is configured as a leaded piezoelectric resonance component.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…圧電共振ユニット 12…振動伝達部 13…共振部 11 ... Piezoelectric resonance unit 12 ... Vibration transmission section 13 ... Resonance section

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 圧電共振ユニットと、 一端が前記圧電共振ユニットに連結された振動伝達部
と、 前記振動伝達部に連結されており、かつ前記圧電共振ユ
ニットの振動を受けて共振するように構成された共振部
とを備えることを特徴とする、圧電共振子。
1. A piezoelectric resonance unit, a vibration transmission part having one end connected to the piezoelectric resonance unit, and a vibration transmission part connected to the vibration transmission part and configured to resonate by receiving vibration of the piezoelectric resonance unit. A piezoelectric resonator, comprising:
JP17706892A 1992-07-03 1992-07-03 Piezoelectric resonator Pending JPH0621743A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP17706892A JPH0621743A (en) 1992-07-03 1992-07-03 Piezoelectric resonator
DE4321949A DE4321949C2 (en) 1992-07-03 1993-07-01 Vibrator unit
DE4322144A DE4322144C2 (en) 1992-07-03 1993-07-02 Vibrator unit
US08/387,391 US5442251A (en) 1992-07-03 1995-02-13 Vibrating unit
US08/458,171 US5541467A (en) 1992-07-03 1995-05-26 Vibrating unit
US08/452,516 US5627425A (en) 1992-07-03 1995-05-30 Vibrating unit

Applications Claiming Priority (1)

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JP17706892A JPH0621743A (en) 1992-07-03 1992-07-03 Piezoelectric resonator

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ID=16024563

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5794456A (en) * 1996-07-11 1998-08-18 Paloma Industries, Ltd. Absorption-type air conditioning apparatus having fin tube absorption liquid regenerators
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US5857354A (en) * 1996-09-03 1999-01-12 Paloma Industries, Ltd. Air-cooled absorption-type air conditioning apparatus with vertical heat-transfer fins
US5875649A (en) * 1996-12-20 1999-03-02 Paloma Industries, Ltd. Absorption liquid spreading structure for interior of absorption chamber in air conditioner
JP2016513406A (en) * 2013-02-14 2016-05-12 オネラ(オフィス・ナショナル・ドゥエチュード・エ・ドゥ・ルシェルチェ・アエロスパシャル)Onera (Office National D’Etudes Et De Recherches Aerospatiales) Planar structure of mechanical resonator separated by bending vibration and extension / compression vibration

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