JPH07154197A

JPH07154197A - ラダー型フィルタ

Info

Publication number: JPH07154197A
Application number: JP6237632A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Kaida; 弘明開田
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-10-01
Filing date: 1994-09-30
Publication date: 1995-06-16
Anticipated expiration: 2015-12-04
Also published as: JP3114521B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】製造工程を簡略化することができ、小型化で
き、通過帯域幅を拡げることが可能なラダー型フィルタ
を提供する。【構成】少なくとも１つの直列共振子及び少なくとも１
つの並列共振子を接続することにより構成され、直列共
振子及び並列共振子の少なくとも２個の共振子が厚み方
向に積層されており、かつそのうちの少なくとも１の共
振子が、動吸振部内蔵型圧電共振子を用いて構成され、
該圧電共振子が、長辺の長さｂ、短辺の長さａの共振部
を有し、該共振部を構成している材料のポアソン比をσ
としたときに、を満たす値から±１０％の範囲内となるように比ｂ／ａ
が選択されているモードを利用した圧電共振子を用いて
構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも１個の直列
共振子及び少なくとも１個の並列共振子が梯子状に接続
されたラダー型フィルタに関し、特に、直列共振子及び
並列共振子を構成する共振子の構造が改良されたラダー
型フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のラダー型フィルタの構造の一例を
図１に示す。このラダー型フィルタは、角板の拡がり振
動モードを利用した複数の圧電共振子を用いて構成され
ている。すなわち、矩形板状の直列共振子１，２及び同
じく矩形板状の並列共振子３，４を用いて、図２の回路
図で示す４素子２段型のラダー型フィルタが構成されて
いる。

【０００３】なお、図１において、２ａは直列共振子の
一方主面に形成された電極を示し、直列共振子２の他方
主面側にも、同様の電極が形成されている。また、直列
共振子１の両主面にも、同様の電極が形成されている。
他方、並列共振子３，４には、両主面の全面に電極３
ａ，４ａが形成されている。

【０００４】また、５〜１１は、金属端子を示し、直列
共振子１，２及び並列共振子３，４を図２に示すように
相互に電気的に接続するために用いられている。この金
属端子５〜１１は、直列共振子１，２及び並列共振子
３，４と共に、絶縁性材料よりなるケース材１２内に収
納される。また、図示しない蓋材によりケース材１２の
上方開口１２ａが閉成されてラダー型フィルタ部品が構
成される。この場合、金属端子９〜１１がケース外に引
き出され、外部との接続端子として利用される。

【０００５】ところで、上記ラダー型フィルタを駆動す
る場合、直列共振子１，２及び並列共振子３，４がケー
ス内に収納された状態で所望の態様で振動し得ることが
必要である。すなわち、ケース内に収納された状態で、
各共振子１〜４の振動が妨げられてはならない。そこ
で、端部に位置する金属端子１１としてはばね性を有す
る、いわゆるばね端子が用いられている。

【０００６】図１のラダー型フィルタでは、ケースに収
納した状態の共振子１〜４の振動を妨げないために、金
属端子１１として、ばね端子が用いられていたため、か
なりの不要空間が形成され、そのためラダー型フィルタ
全体の大きさがかなり大きくなりがちであった。例え
ば、図示した４素子内蔵の２段のラダー型フィルタにお
いて、最終的な部品として構成した場合の寸法は、７．
０ｍｍ×８．０ｍｍ×厚み８．０ｍｍ程度の大きさとな
っていた。

【０００７】また、近年、他の電子部品と同様に、ラダ
ー型フィルタにおいても面実装型電子部品として構成さ
れたものが求められている。そこで、国際出願公開第Ｗ
Ｏ９２／１６９９７号には、全体形状を小型にすること
ができ、かつ面実装型電子部品として構成し得るラダー
型フィルタが提案されている。このラダー型フィルタで
は、直列共振子及び並列共振子が、圧電板の１つの端縁
において音叉状振動部を構成してなる音叉型圧電共振子
により構成されている。そして、直列共振子及び並列共
振子を構成する複数の音叉型圧電共振子が、互いの音叉
状振動部の振動を妨げないための空洞を確保するための
空洞形成材を介して積層されて一体化されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述した音叉型圧電共
振子を用いたラダー型フィルタでは、組み立て工程の簡
略化、小型化及び面実装化を果たすことができる。しか
しながら、音叉型圧電共振子を用いたものであるため、
充分な帯域幅を確保することができないという問題があ
った。

【０００９】本発明の目的は、製造工程の簡略化、小型
化及び面実装化を果たし得るだけでなく、充分な帯域幅
を確保し得るラダー型フィルタを提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明の広い局
面によれば、直列腕を構成する少なくとも１個の直列共
振子と、並列腕を構成する少なくとも１個の並列共振子
とを備え、直列共振子及び並列共振子のうち、少なくと
も２個の共振子が厚み方向に積層されているラダー型フ
ィルタが提供される。

【００１１】上記エネルギー閉じ込め型圧電共振子とし
ては、種々のものを用いることができる。上記エネルギ
ー閉じ込め型圧電共振子の第１のタイプは、短辺の長さ
がａ、長辺の長さがｂであり、圧電振動部を構成してい
る材料のポアソン比をσとしたときに、長辺と短辺の長
さの比ｂ／ａが、

【００１２】

【数５】

【００１３】を中心として±１０％の範囲内とされてい
る（但し、ｎは整数）、矩形板状の圧電振動部と、前記
圧電振動部の短辺の中央に連結された支持部と、前記支
持部の外側端に連結された保持部とを備える、幅拡がり
モードを利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子で
ある。

【００１４】上記幅拡がりモードとは、後述の実施例か
ら明らかなように、矩形板状の振動体の振動モードの１
つであり、正方形板の振動体の拡がりモード振動と、長
方形板の振動体の幅モード振動との間の振動姿態をとる
振動モードである。

【００１５】幅拡がりモードを利用した上記圧電共振子
では、圧電振動部の短辺中央に支持部を単に固着又は一
体に構成するだけで、圧電振動部の振動エネルギーを閉
じ込めて支持することができるため、支持構造を簡略化
することができる。よって、上記支持部の外側に設けら
れた保持部を利用して他の共振子と組み合わせることに
より、小型のラダー型フィルタを構成することができ
る。しかも、上記圧電振動部は幅拡がりモードで振動さ
れるため、従来に比べて広い帯域を有するラダー型フィ
ルタを得ることも可能である。

【００１６】本発明の特定的な局面によれば、上記幅拡
がりモードを利用した圧電振動部において、矩形板状の
圧電振動部の短辺と長辺との比が上記特定の範囲内とさ
れていることにより、幅拡がりモードが効率よく励振さ
れ、かつ閉じ込められる。これは、本願発明者により実
験的に確かめられたものである。

【００１７】また、上記エネルギー閉じ込め型圧電共振
子の第２のタイプは、１つの方向に分極処理された板状
の圧電体と、前記分極方向に直交する方向に交流電圧を
印加するために上記圧電体に形成された第１，第２の共
振電極とを有し、上記分極方向に平行な圧電体面が矩形
形状を有し、該矩形の圧電体面の短辺の長さをａ、長辺
の長さをｂとし、圧電体のポアソン比をσとしたとき
に、比ｂ／ａが、

【００１８】

【数６】

【００１９】を中心として±１０％の範囲内とされてい
る圧電振動部と、上記圧電振動部に連結された支持部
と、支持部に連結された保持部とを備える、すべりモー
ドを利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子であ
る。

【００２０】第２のタイプの圧電共振子では、圧電振動
部が上記特定の形状を有するように構成されているた
め、第１，第２の共振電極間に交流電圧を印加して圧電
振動部を共振させた場合、振動エネルギーが上記圧電振
動部に効果的に閉じ込められる。この現象は、本願発明
者により実験的に確かめられたものである。

【００２１】第２のタイプのエネルギー閉じ込め型圧電
共振子においても、上記のように圧電振動部に振動エネ
ルギーが効果的に閉じ込められるため、保持部を利用し
て該第２のタイプのエネルギー閉じ込め型圧電共振子を
支持することができ、そのような場合であっても、共振
特性の劣化が生じ難い。従って、上記保持部を利用して
他の共振子と組み合わせることにより、小型のラダー型
フィルタを容易に構成することができる。さらに、すべ
りモードを利用した共振子を用いるものであるため、圧
電音叉型共振子に比べてラダー型フィルタの帯域を拡げ
ることも容易である。

【００２２】上記エネルギー閉じ込め型圧電共振子の第
３のタイプは、対向する一対の矩形の面と、一対の矩形
の面を結ぶ４つの側面とを有する板状の圧電振動部と、
上記圧電振動部の上記一対の矩形面上に形成された第
１，第２の共振電極と、上記圧電振動部の側面のうち、
上記矩形面の短辺に沿う側面の一端側に連結された支持
部と、支持部に連結された保持部とを備え、上記矩形面
の短辺の長さをａ、長辺の長さをｂ、圧電振動部を構成
する材料のポアソン比をσとしたときに、比ｂ／ａが、

【００２３】

【数７】

【００２４】を満たす値を中心として±１０％の範囲内
とされており（但し、ｎは整数）、圧電横効果を利用し
て２ｎ次（但し、ｎは整数）の屈曲モードの振動を励振
させるように構成されているエネルギー閉じ込め型の圧
電共振子である。この第３のタイプの圧電共振子におい
ても、圧電振動部が上記特定の形状を有するように構成
されているため、２ｎ次の屈曲モードの振動が圧電振動
部に効果的に閉じ込められる。この現象は、本願発明者
により実験的に確かめられたものである。

【００２５】第３のタイプの圧電共振子を用いたラダー
型フィルタにおいても、圧電振動部に共振エネルギーが
効果的に閉じ込められるため、第３のタイプの圧電共振
子は、保持部を利用して容易に他の共振子と組み合わせ
たり、ケース基板等に接合することができ、その場合に
おいても、共振特性の劣化が生じ難い。従って、特性が
安定であり、支持構造を簡略化し得る小型のラダー型フ
ィルタを構成することができる。

【００２６】また、上記エネルギー閉じ込め型圧電共振
子の第４のタイプは、圧電振動部と、支持部との間に動
吸振部を設けた構造を有するエネルギー閉じ込め型圧電
共振子である。ここでは、動吸振部により、振動エネル
ギーが動吸振現象により該動吸振部が設けられているま
での部分に効果的に閉じ込められる。動吸振現象の詳細
は、例えば、谷口修著「振動工学」第１１３頁〜第１１
６頁（コロナ社発行）に記載されている。簡単に言え
ば、動吸振現象とは、振動が防止されるべき主振動体に
副振動体を連結し、該副振動体の固有振動数を選択する
ことにより、主振動体の振動が抑制される現象をいい、
上記動吸振部は、上記動吸振現象における副振動体に相
当し、共振部からの振動により振動する支持部が主動体
に相当することになる。

【００２７】第４のタイプの圧電共振子を用いたラダー
型フィルタでは、少なくとも１個の共振子が上記動吸振
部を有する圧電共振子で構成されているため、振動エネ
ルギーの閉じ込め効率が高められている。従って、圧電
共振子の小型化を図ることができるため、該圧電共振子
を用いることによりラダー型フィルタの小型化を図るこ
とができる。

【００２８】なお、上記第４のタイプのエネルギー閉じ
込め型の圧電共振子は、上記のように動吸振部を有する
ことを特徴とするものであり、圧電振動部自体について
は、特に限定されるものではない。すなわち、上述した
第１〜第３のタイプのエネルギー閉じ込め型圧電共振子
において、動吸振部を設けることにより、わずかに漏洩
してきた振動を動吸振部により抑制し、それによってよ
り一層エネルギー閉じ込め効率を高めることができる。
あるいは、第４のタイプのエネルギー閉じ込め型圧電共
振子では、第１〜第３のタイプのエネルギー閉じ込め型
圧電共振子の圧電振動部とは異なる他の圧電振動部、例
えば長さモードを利用した圧電振動部、すべりモードを
利用した通常の圧電振動部、正方形板の拡がりモードを
利用した圧電振動部等を適宜利用することができる。す
なわち、動吸振部を利用した第４のタイプのエネルギー
閉じ込め型圧電共振子では、目的とする共振周波数に応
じて様々な振動モードで励振される圧電振動部を利用す
ることができ、従って、様々な周波数帯域で用い得るラ
ダー型フィルタを容易に得ることができる。

【００２９】しかも、動吸振部を設けたことにより、動
吸振部までの部分に振動エネルギーが効果的に閉じ込め
られるため、第１〜第３のタイプのエネルギー閉じ込め
型圧電共振子の場合と同様に、保持部を利用して上記圧
電共振子を保持することができ、その場合においても、
共振特性の劣化が生じ難い。従って、特性が安定であ
り、かつ小型のラダー型フィルタを容易に構成すること
ができる。

【００３０】なお、本発明の好ましい態様によれば、上
記支持部及び保持部は圧電振動部の両側に連結され、従
って、圧電振動部がその両側で支持部により支持される
ことになるため、より安定な構造のラダー型フィルタを
得ることができる。また、圧電振動部の両側に保持部が
配置されている構造では、両側に配置された保持部を利
用して圧電共振子を保持することができるため、支持構
造も安定化する。

【００３１】また、本発明のラダー型フィルタは、上記
のように、少なくとも２個の共振子が積層されている構
造を有する。具体的には、このような積層構造は、例え
ば、第１，第２のケース基板間に積層構造を配置し、第
１，第２のケース基板により上記積層構造を挟持するこ
とにより構成することができ、それによって容易にチッ
プ型のラダー型フィルタを構成することができる。ある
いは、ベース基板上に上記積層構造を積層し、上記積層
構造を囲むようにキャップ材をベース基板に固定するこ
とにより、チップ型のラダー型フィルタを構成してもよ
い。

【００３２】また、本発明は、上記のように、直列共振
子及び並列共振子のうち少なくとも１個の共振子が、板
状の圧電振動部、支持部及び保持部を有するが、全ての
共振子が、板状の圧電振動部、支持部及び保持部を有す
るように構成されていてもよく、その場合には、全ての
共振子が保持部を用いて連結されることができ、かつケ
ース基板等に固定することもできるため、チップ型のラ
ダー型フィルタを容易に構成することができる。

【００３３】また、好ましくは、本発明では、上記圧電
共振子の両側に保持部が設けられている構造において、
両側の保持部を結ぶ方向の両側に、第１，第２のスペー
サ板が設けられる。第１，第２のスペーサ板は、圧電共
振子の振動部分の振動を妨げないように圧電共振子に連
結されており、それによって、圧電共振子と第１，第２
のスペーサ板とにより共振プレートが構成される。この
ような共振プレートを構成した場合、積層構造のチップ
型のラダー型フィルタを容易に構成することができる。

【００３４】また、共振プレートを構成している上記圧
電共振子及び第１，第２のスペーサ板を同一の部材によ
り一体的に形成した場合には、共振子の側方の空間が確
実に囲撓されるため、耐湿性等の耐環境特性に優れたラ
ダー型フィルタを容易に得ることができる。

【００３５】また、少なくとも１つの圧電共振子の両側
に保持部を設けた構造において、両側の保持部を結ぶ方
向の少なくとも一方側において、少なくとも１個の他の
圧電共振子が、互いに圧電振動部の振動を妨げないよう
に連結されていてもよい。すなわち、本発明のラダー型
フィルタでは、ある高さ位置において、２個以上の圧電
共振子が同一平面上に連結されていてもよい。

【００３６】さらに、圧電共振子の側方に少なくとも１
個の圧電共振子を連結した構造においては、その連結構
造の両側に、第１，第２のスペーサ板を配置して、共振
プレートを構成してもよい。この場合においても、共振
プレートを構成している圧電共振子及び第１，第２のス
ペーサ板を同一の素材により一体に形成してもよく、そ
れによって複数の圧電共振子の側方を確実に封止するこ
とができ、耐湿性などの耐環境特性に優れたラダー型フ
ィルタを構成することができる。

【００３７】また、圧電振動部には、好ましくは、該圧
電振動部を励振させるために第１，第２の共振電極が形
成され、保持部に引き出し電極が形成される。この場
合、第１，第２の共振電極が引き出し電極に電気的に接
続される。従って、引き出し電極を外部と電気的に接続
することにより、圧電振動部を共振させることができ
る。

【００３８】より好ましくは、本発明のラダー型フィル
タの外表面に複数の外部電極が形成され、この複数の外
部電極が、上述した所定の引き出し電極に電気的に接続
される。従って、複数の外部電極を有するチップ型の電
子部品としてラダー型フィルタを構成することができ
る。

【００３９】また、本発明の別の局面によれば、直列腕
を構成する少なくとも１個の直列共振子と、並列腕を構
成する少なくとも１個の並列共振子とを備えるラダー型
フィルタであって、少なくとも１個の板状の共振子と、
前記少なくとも１個の共振子に積層された少なくとも１
個の板状の他の共振子とを備え、前記直列共振子及び並
列共振子のうち少なくとも１個の共振子が、短辺の長さ
がａ、長辺の長さがｂであり、圧電振動部を構成してい
る材料のポアソン比をσとしたときに、長辺と短辺の長
さの比ｂ／ａが、上記式（１）を中心として±１０％の
範囲内とされている矩形板状の圧電共振子であり、かつ
幅拡がりモードを利用したエネルギー閉じ込め型の圧電
共振子である、ラダー型フィルタが提供される。すなわ
ち、上述した第１のタイプのエネルギー閉じ込め型の圧
電共振子の圧電振動部のみを用いて構成された圧電共振
子が、用いられたラダー型フィルタが提供される。好ま
しくは、直列共振子及び並列共振子のすべての共振子
が、上記第１のタイプのエネルギー閉じ込め型圧電共振
子の圧電振動部のみを用いて構成された圧電共振子によ
り構成され、その場合には、支持部や保持部を有しない
ため、より小型のかつ比較的簡単な形状を有するラダー
型フィルタを提供することができる。

【００４０】なお、上述した第１〜第３のタイプのエネ
ルギー閉じ込め型の圧電共振子及び第１のタイプのエネ
ルギー閉じ込め型圧電共振子の圧電振動部のみを用いて
構成された圧電共振子において、圧電振動部を構成する
圧電材料としては、圧電セラミックスの他、ＬｉＴａＯ
₃やＬｉＮｂＯ₃などの圧電単結晶が挙げられる。ま
た、金属板や半導体板などの表面に、圧電薄膜を付与
し、このような複合部材により圧電振動部を構成しても
よい。上記複合部材を用いて圧電振動部を構成した場合
には、上述したポアソン比σは、複合材料のポアソン比
を考慮して選択される。

【００４１】

【実施例の説明】以下、本発明の非限定的な実施例を説
明することにより、本発明を明らかにする。

【００４２】＜第１のタイプのエネルギー閉じ込め型圧
電共振子＞まず、本発明で用いられる特徴的な構造を有
する第１のタイプの圧電共振子につき説明し、しかる
後、この第１のタイプの圧電共振子を用いたラダー型フ
ィルタにつき説明する。

【００４３】図３は、本発明で用いられる第１のタイプ
のエネルギー閉じ込め型圧電共振子における圧電振動部
を説明するための斜視図である。圧電共振子２０５で
は、厚み方向に分極軸が揃うように分極処理された矩形
の圧電セラミック板２０６の両主面に電極２０７及び２
０８が形成されている。圧電セラミック板２０６の短辺
の長さをａ、長辺の長さをｂとしたときに、ｂ／ａが、
上述した特定の範囲に選択されており、それによって後
述の幅拡がりモードが強く励振される。次に、上記比ｂ
／ａを上記特定の範囲としたときに、幅拡がりモードが
強く励振されることを説明する。

【００４４】図４〜図６は、拡がりモード、幅拡がりモ
ード及び幅モードを説明するための振動体の振動姿態を
示す各略図的平面図である。本願発明者は、有限要素法
により、矩形板状の振動体の振動状態を、その短辺およ
び長辺の長さを変化させて解析した。長辺の長さｂの短
辺の長さａに対する比ｂ／ａ＝１の場合には、すなわ
ち、振動体が正方形板の場合は、図４に示すように拡が
り振動モードの振動が強く励振される。すなわち、図４
に示す平面形状が正方形の振動体２０１では、破線Ａで
示す状態と、一点鎖線Ｂで示す状態との間で振動が繰り
返され、拡がりモードが強く励振される。

【００４５】また、ｂ／ａを１よりかなり大きくした場
合、すなわちｂ／ａ＞＞１の場合には、図６に示すよう
に、矩形の振動体が破線Ａで示す状態と、実線Ｂで示す
状態との間で振動し、幅モード振動が強く励振される。

【００４６】これに対して、比＝ｂ／ａが１より大き
く、上記幅モードの振動が強く励振されるよりも小さい
場合には、図５の振動体２０３に示すように、一点鎖線
Ａと破線Ｂで示す姿態の間での振動、すなわち、幅拡が
りモードが強く励振されることがわかった。なお、上記
幅拡がりモードは、公知の拡がりモード及び幅モードの
中間の振動モードと考えられるため、上述のように幅拡
がりモードと命名したものである。

【００４７】上記の知見に基づき、比ｂ／ａを特定の値
に選択した圧電セラミック板を用いて図３に示した圧電
共振子を作製した。上記圧電共振子２０５において、ｂ
／ａを種々変更して上記幅拡がり振動モードを励振した
ところ、ｂ／ａ＝−１．４７σ＋１．８８を満たす場合
に、上記幅拡がり振動モードがもっとも強く励振される
ことが確かめられた。この場合の圧電共振子２０５にお
ける変位分布を、有限要素法により解析したところ、図
７（ａ）に示す結果が得られた。

【００４８】上記有限要素法により解析された変位分布
において、図７（ｂ）に示すように、圧電共振子２０５
の主面中央をＯとし、ｘ軸及びｙ軸を図示のように定義
し、各部分の変位状態を測定したところ、図８に示す結
果が得られた。すなわち、上記幅拡がりモードが励振さ
れている圧電共振子２０５の、Ｘ軸方向に沿う位置で
は、変位量は中心Ｏと、図７（ｂ）中のＸ₁すなわち短
辺中央において最も小さく、その中間において変位量が
最も大きくなることがわかる。このことは、幅拡がりモ
ードを利用した圧電共振子２０５では、ノード点が主面
中心と、短辺の中央とに位置することを意味する。従っ
て、主面の中心あるいは短辺の中央を他の支持部材によ
って支持することにより、上記幅拡がりモードを阻害す
ることなく圧電共振子２０５を支持し得ることがわか
る。

【００４９】また、上記比ｂ／ａは、圧電共振子２０５
のポアソン比と関係することが確かめられた。すなわ
ち、振動体のポアソン比を変化させて、上記幅拡がり振
動モードが励振される場合の比ｂ／ａを測定し、上記ｂ
／ａの値をプロットしたところ図９に示す結果が得られ
た。従って、図９の直線で示されるように、

【００５０】

【数８】

【００５１】を満たすように、上記比ｂ／ａを選択する
ことにより、幅拡がり振動モードを確実に励振し得るこ
とがわかった。

【００５２】さらに、上記比ｂ／ａが、式（４）を満た
す場合にのみ幅拡がり振動モードが強く励振されるので
はなく、上記式（４）から若干ずれた場合でも幅拡がり
振動モードが強く励振されることがわかったので、ポア
ソン比σ＝０．３２４の圧電セラミック板を用い、幅拡
がり振動モードの励振の有無を比ｂ／ａを変化させて確
かめた。すなわち、図７（ｂ）における点Ｘ₁における
変位量をＤ（Ｘ₁）、幅拡がりモードにおいて変位量が
最も大きくなる点Ｃ（図７参照）の変位量をＤ（Ｃ）と
し、点Ｘ₁の点Ｃに対する相対変位Ｄ（Ｘ₁）／Ｄ
（Ｃ）を測定した。結果を、図１０に示す。

【００５３】図１０から明らかなように、ポアソン比σ
＝０．３２４の場合、比ｂ／ａ＝１．２６〜１．５４の
範囲内であれば相対変位が±１０％以内であることがわ
かる。そこで、上記のように比ｂ／ａが最適の値から±
１０％以内となるように図３に示した圧電共振子２０５
を複数種作製し、短辺中央部に支持部材を連結して共振
特性を測定した。その結果、上記のように相対変位が１
０％以内の場合には、幅拡がりモードが良好に閉じ込め
られることが確かめられた。

【００５４】従って、図１１に示すように、上記比ｂ／
ａは、式（４）を満たす点を中心として±１０％の範囲
内に設定されれば、上記幅拡がり振動モードが良好に励
振され得ることがわかる。また、（−１．４７σ＋１．
８８）のｎ倍（ｎは整数）であっても上記幅拡がり振動
モードが良好に励振されることがわかった。

【００５５】図１２（ａ）及び１２Ｂは、上記の知見に
基づいて製作された幅拡がりモードを利用した圧電共振
子、すなわち第１のタイプの圧電共振子の一例を示す平
面図及び正面図である。圧電共振子２１１は、矩形板状
の振動体としての圧電振動部２１２を有する。圧電振動
部２１２は、平面形状が矩形であり、厚み方向に一様に
分極処理された圧電セラミック板２１３の両主面の全面
に共振電極２１４，２１５を形成した構造を有する。ま
た、上記圧電振動部２１２の幅拡がり振動モードで励振
された際のノード点である短辺中央には、支持部材２１
６，２１７が連結されている。そして、支持部材２１
６，２１７の外側端部には、それぞれ、保持部２１８，
２１９が連結されている。

【００５６】なお、上記支持部材２１６，２１７及び保
持部２１８，２１９は、圧電セラミック板２１３と一体
に形成されている。すなわち、矩形の圧電セラミック板
を用意し、図１２（ａ）に示した形状となるように機械
加工することにより形成されている。もっとも、上記支
持部材２１６，２１７及び保持部２１８，２１９は、圧
電振動部２１２と別体の部材で構成されてもよく、接着
等の適宜の方法により図示のように連結したものであっ
てもよい。

【００５７】上記共振電極２１４，２１５は、それぞ
れ、支持部材２１６，２１７の一方面に形成された引出
し導電部２１４ａ，２１５ａにより、保持部２１８，２
１９の一方主面に形成された引き出し電極２２０，２２
１に電気的に接続されている。

【００５８】圧電共振子２１１では、引き出し電極２２
０，２２１から交流電圧を印加することより、上記圧電
振動部２１２が幅拡がりモードで励振される。この場
合、圧電振動部２１２の短辺中央部分は殆ど振動せず、
圧電振動部２１２の短辺の中央部が振動のノード点を構
成するため、上記支持部材２１６，２１７が連結されて
いたとしても、幅拡がりモードの振動は阻害され難い。
よって、支持部材２１６，２１７間に上記幅拡がりモー
ドに基づく振動を効果的に閉じ込めることができる。

【００５９】また、圧電セラミック板を用いて上記圧電
振動部２１２の大きさを、幅２．５ｍｍ×長さ３．５ｍ
ｍとした場合には共振周波数は８００ｋＨｚ、幅１．０
ｍｍ×長さ１．４ｍｍとしたときには２ＭＨｚとなるの
で、８００ｋＨｚ〜２ＭＨｚ帯で使用するのに適したエ
ネルギー閉じ込め型の圧電共振子を構成し得ることがわ
かった。

【００６０】もっとも、上記共振周波数については、他
の材料で圧電共振部を構成した場合には、当然、有効な
周波数帯域は変わる。従って、圧電振動部２１２を様々
な圧電材料で構成することにより、様々な周波数帯域で
用いるのに適したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子２
１１を得ることができる。

【００６１】図１３は、幅拡がりモードを利用したエネ
ルギー閉じ込め型の圧電共振子の他の例をを示す。圧電
共振子２３１は、矩形板状の振動体としての圧電振動部
２３２を有する。もっとも、圧電振動部２３２では、圧
電板２３２ａの上面において、長辺側の端縁に沿うよう
に、一対の共振電極２３２ｂ，２３２ｃが形成されてい
る。なお、圧電板２３２ａは、図示の矢印Ｐ方向すなわ
ち共振電極２３２ｂから共振電極２３２ｃに向かう方向
に分極処理されている。また、本例においても、圧電振
動部２３２の長辺の長さｂの短辺の長さａに対する比ｂ
／ａは、式（１）を満たす点を中心として±１０％以内
の範囲内に設定されている。

【００６２】従って、共振電極２３２ｂ，２３２ｃ間に
交流電圧を印加することにより、幅拡がりモードによっ
て圧電振動部２３２が振動する。この場合、圧電振動部
２３２の変位方向は、印加される電界と平行であるた
め、圧電縦効果を利用した圧電共振子となる。

【００６３】また、本例の圧電共振子２３１において
も、上記幅拡がりモードで共振する圧電振動部２３２の
振動のノード点に支持部材２３６，２３７が連結されて
おり、支持部材２３６，２３７の外側端部に保持部２３
８，２３９が連結されている。なお、図１３において、
２３４ａ，２３５ａは引出し導電部を、２４０，２４１
は引き出し電極を示す。

【００６４】図１３に示した例から明らかなように、本
発明における幅拡がりモードを利用した共振子は、圧電
横効果を利用したものだけでなく、圧電縦効果を利用し
たものにも適用することができる。

【００６５】図１４は、本発明で用いられる幅拡がりモ
ードを利用したエネルギー閉じ込め型圧電共振子のさら
に他の例を示す平面図である。図１４に示す圧電共振子
２５１は、動吸振部及び連結部を設けたことに特徴を有
し、その他の点については図１２に示したエネルギー閉
じ込め型の圧電共振子２１１と同様である。従って、同
一部分については、同一の参照番号を付することによ
り、その説明は省略する。

【００６６】動吸振部２５２，２５３は、支持部材２１
６，２１７の外側端に連結されており、上下に延びる棒
状の部分として構成されている。動吸振部２５２，２５
３の外側には、保持部２１８，２１９との間に連結部２
５４，２５５が構成されている。

【００６７】圧電共振部２１２の振動のノード点に支持
部材２１６，２１７が連結されているため、支持部材２
１６，２１７側への振動の漏洩は非常に少ない。しかし
ながら、本例では、わずかに漏洩してきた振動により上
記動吸振部２５２，２５３が共振し、それによってわず
かに漏洩してきた振動が抑制される。従って、動吸振部
２５２，２５３までの部分に振動エネルギーを効果的に
閉じ込めることができる。よって、より一層小型の圧電
共振子を構成することができる。

【００６８】図１４に示した圧電共振子２５１は、上記
のように動吸振部を設けたことに一つの特徴を有するた
め、本発明のラダー型フィルタで用いられる第４のタイ
プのエネルギー閉じ込め型圧電共振子の一例でもある。

【００６９】＜第２のタイプの圧電共振子＞図１５及び
図１６は、本発明で用いられるエネルギー閉じ込め型の
すべりモードを利用した圧電共振子（第２のタイプの圧
電共振子）を説明するための側面図及び斜視図である。

【００７０】圧電共振子３１１は、矩形板状の圧電セラ
ミック板３１２を用いて構成されている。圧電セラミッ
ク板３１２は、その主面と平行な方向すなわち図示の矢
印Ｐ方向に分極軸が揃うように分極処理されている。

【００７１】圧電セラミック板３１２の上面３１２ａに
おいては、一方端面３１２ｃから他方端面３１２ｄ側に
向かって、ただし他方端面３１２ｄには至らないように
第１の共振電極３１３が形成されている。同様に、圧電
セラミック板３１２の下面３１２ｂ上では、端面３１２
ｄ側から端面３１２ｃ側に向かって、ただし端面３１２
ｃには至らないように第２の共振電極３１４が形成され
ている。

【００７２】また、圧電セラミック板３１２の上面３１
２ａには、幅方向に延びる第１の溝３１５が、下面３１
２ｂ上にも、幅方向に延びる第２の溝３１６が形成され
ている。そして、第１の溝３１５と第２の溝３１６とで
挟まれた圧電セラミック板部分において、上下の第１，
第２の共振電極３１３，３１４が圧電セラミック板３１
２を介して重なり合っており、それによって圧電振動部
が構成されている。すなわち、第１，第２の共振電極３
１３，３１４の先端側に、それぞれ、第１，第２の溝３
１５，３１６が形成されて、第１，第２の溝３１５，３
１６間に共振部が構成されている。従って、第１，第２
の共振電極３１３，３１４間に交流電圧を印加して圧電
振動部を振動させた場合、すべりモードの振動が強く励
振され、該すべりモードの振動が第１，第２の溝３１
５，３１６が形成されているため、圧電振動部に効果的
に閉じ込められる。

【００７３】なお、圧電共振子３１１では、溝３１５，
３１６間が圧電振動部を構成しており、溝３１５の下方
の圧電板部分及び溝３１６の上方の圧電板部分が本発明
における支持部を構成している。また、溝３１５，３１
６よりも外側の圧電板部分が本発明における保持部を構
成している。さらに、共振電極３１３，３１４は、圧電
振動部に存在する部分においては、圧電振動部を共振さ
せる電極として機能するが、上記保持部上に至っている
部分では、前述した引き出し電極として機能する。

【００７４】圧電共振子３１１では、圧電振動部の分極
方向に平行な圧電体面方向が、長さｂの長辺と、長さａ
の短辺とを有する矩形面とされている。圧電セラミック
板３１２を構成している圧電材料のポアソン比をσとし
たときに、比ｂ／ａは、式（２）を満たす値を中心とし
て±１０％の範囲内とされている。言い換えれば、比ｂ
／ａが、上記特定の範囲内となるように、上記溝３１
５，３１６が形成されており、それによって圧電振動部
の寸法が定められている。

【００７５】上記圧電共振子３１１において、比ｂ／ａ
が上記特定の範囲内となるようにすれば、すべりモード
による振動エネルギーが圧電振動部内により一層効果的
に閉じ込められることは、本願発明者によって実験的に
確かめられたものである。これを、次に図１７（ａ）〜
２１を参照して説明する。

【００７６】いま、図１７（ａ）に側面図で示すよう
に、矢印Ｐ方向すなわち上面及び下面と平行な方向に分
極処理されており、かつ比ｂ／ａ＝１である圧電体３２
１の両主面に共振電極３２２，３２３を形成した構造を
想定する。この場合、共振電極３２２，３２３から交流
電圧を印加することにより、圧電体３２１は輪かくすべ
りモードで振動する。その結果、図示の破線Ａで示す振
動姿態と、破線Ａで示す振動姿態と左右対称である振動
姿態との間で振動することになる。

【００７７】上記振動体３２１の各部分の位置を、図１
７（ｂ）にｘ−ｙ座標系で示す。この場合、振動に際し
てコーナー部分Ａはｘ方向及びｙ方向の何れにおいても
もっとも大きな変位を示す。また、圧電体３２１の中心
である点Ｏは振動のノード点となる。他方、圧電体３２
１の側面の中間高さ位置の点Ｏ₁，Ｏ₂においても、変
位がみられる。

【００７８】従って、点Ｏ₁，Ｏ₂においても変位がみ
られることになるため、上記圧電体３２１の両側面の外
側に、さらに圧電板を連ねた形状の輪かくすべりモード
の共振子を構成した場合、振動エネルギーの閉じ込め効
率は十分でないことがわかる。これに対して、比ｂ／ａ
を、

【００７９】

【数９】

【００８０】としたときには、変位分布は図１８に示す
とおりであることがわかった。すなわち、図１８に略図
的側面図で示す圧電体３３１は、破線Ｂで示す振動姿態
と、該振動姿態と左右対称である振動姿態との間で振動
することになる。この場合、短辺側の変位ベクトルは図
１９に示すようにｘ方向の成分のみを有する。また、圧
電体３３１の側面３３１ａ，３３１ｂでは、上半分の部
分と、下半分の部分とで変位方向が逆転する。

【００８１】そこで、上記ｂ／ａを種々変更し、かつ種
々の圧電材料を用いて、圧電体に支持体を連ねた構造の
変位状態を調べた。その結果、使用する圧電材料のポア
ソン比σと比ｂ／ａとの間に図１９に示す関係があるこ
とが確かめられた。図１９の結果から、比ｂ／ａを、式
（５）を満たすように設定することにより、支持体側へ
の変位の伝達を減少させることができ、言い換えれば、
圧電振動部の部分に振動エネルギーを効果的に閉じ込め
られることがわかった。

【００８２】また、上記比ｂ／ａが、（０．３σ＋１．
４８）のｎ倍（但し、ｎは整数）の場合にも振動エネル
ギーを効果的に閉じ込め得ることが確かめられた。上記
のようにして、式（２）を満たすように圧電振動部の寸
法を選択することにより圧電振動部において振動を閉じ
込め得ることがわかった。この結果に基づき、ポアソン
比σ＝０．３１の圧電材料を用い、ｂ／ａ＝１．５７と
した場合の圧電振動部３４１に、支持部３４２Ａ，３４
３Ａを介して圧電振動部３４１と等しい幅の厚みを有す
る支持部３４４，３４５を一体的に構成した共振子の変
位分布を有限要素法で調べたところ、図２０に示す結果
が得られた。

【００８３】図２０から明らかなように、この共振子３
４６では、圧電振動部３４１部分におけるすべりモード
の振動エネルギーが支持部３４２Ａ，３４３Ａ側にはほ
とんど漏洩していないことがわかる。すなわち、上記比
ｂ／ａを式（２）を満たすように選択することにより、
エネルギー閉じ込め効率の高いすべりモードを利用した
共振子を構成し得ることがわかる。

【００８４】次に、あるポアソン比σにおいて、上記式
（２）のｎを０．８５〜１．１まで変化させ、図２０に
示す変位量の最も大きな点Ｐの変位量に対する変位量の
最も小さな点Ｑにおける変位量の比、すなわち相対変位
（％）を測定した。結果を図２１に示す。

【００８５】図２１から明らかなように、ｎの値が０．
９〜１．１の範囲であれば、相対変位は１０％以下であ
ることがわかる。他方、相対変位が１０％以下の場合に
は、共振子を構成する場合に実質的に問題のないことが
わかっている。従って、式（２）を満たす値から±１０
％の範囲内であれば、共振部に振動エネルギーを効果的
に閉じ込めることができる。

【００８６】そこで、図１５及び図１６に示した第２の
タイプの圧電共振子３１１では、圧電振動部の圧電セラ
ミック板の厚みａと共振部の分極方向Ｐに沿う長さ寸法
ｂ、すなわち圧電振動部の分極方向に平行な矩形の圧電
体面の短辺の長さａと、長辺の長さｂとが、上記式
（２）で示す値から±１０％の範囲内とするように、上
記第１，第２の溝３１５，３１６が形成されており、そ
れによってエネルギー閉じ込め効率が高められている。

【００８７】図２２は、第２のタイプの圧電共振子の他
の例を示す側面図である。圧電共振子３５１では、矢印
Ｐ方向に分極処理された圧電セラミック板３５２の上面
３５２ａにおいて、第１の溝３５５の外側に、さらに第
３の溝３５７が形成されており、他方、圧電セラミック
板３５２の下面３５２ｂ側においても、第２の溝３５６
の外側に第４の溝３５８が形成されており、それによっ
て第１，第２の動吸振部３５９，３６０が構成されてい
る。この動吸振部３５９，３６０は、公知の動吸振現象
により、漏洩してきた振動によって共振し、漏洩してき
た振動を打ち消すように作用する。従って、動吸振部３
５９，３６０の寸法は、このような動吸振現象による振
動の相殺を果たすような大きさに選ばれている。

【００８８】圧電共振子３５１では、上記第３，第４の
溝３５７，３５８が形成されて動吸振部３５９，３６０
が構成されていることを除いては、圧電共振子３１１と
同様であるため、その他の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。

【００８９】圧電共振子３５１では、共振部における比
ｂ／ａが式（２）で示す値から±１０％の範囲内とされ
ているため、共振部に振動エネルギーが効果的に閉じ込
められる。しかも、わずかに漏洩した振動は、上記動吸
振部３５９，３６０によって動吸振現象により相殺され
る。従って、第３，第４の溝３５７，３５８よりも外側
の保持部３６１，３６２において圧電共振子３５１を機
械的に保持した場合、共振特性の劣化がほとんど生じな
い。よって、圧電共振子３１１に比べて、より一層エネ
ルギー閉じ込め効率を高めることかでき、より小型の圧
電共振子を提供することができる。なお、圧電共振子３
５１は、上記のように動吸振部３５９，３６０を有する
ため、本発明に用いられる第４のタイプの圧電共振子で
もある。

【００９０】図２３は、第２のタイプのエネルギー閉じ
込め型圧電共振子のさらに他の例を示す斜視図である。
圧電共振子３７１は、長手方向Ｐに沿って分極処理され
た細長い矩形の圧電セラミック板３７２を用いて構成さ
れている。圧電セラミック板３７２では、圧電板３７２
の上面において、両側縁に沿うように、第１，第２の共
振電極３７３，３７４が形成されている。また、両側縁
に、それぞれ、溝３７５，３７６が形成されている。溝
３７５，３７６間で挟まれている圧電板部分が、圧電振
動部を構成している。この圧電振動部は、分極方向Ｐに
平行な圧電体面である上面が矩形形状を有する。この圧
電振動部の上面の形状は、短辺の長さをａ、長辺の長さ
をｂとしたときに、上述した式（２）を満たす値を中心
として±１０％の範囲内となるように選択されている。
従って、第１，第２の共振電極３７３，３７４から交流
電圧を印加することにより、圧電振動部が上述した図１
５の圧電共振子３１１と同様にすべりモードで共振し、
しかも該共振エネルギーが圧電振動部に効果的に閉じ込
められる。なお、溝３７５，３７６の側方の圧電板部分
が、本発明の支持部を構成し、溝３７５，３７６よりも
外側の圧電板部分が本発明の保持部を構成している。ま
た、保持部の上面には、それぞれ、第１，第２の共振電
極に電気的に接続されるように引き出し電極３７７，３
７８が形成されている。

【００９１】図２４は、第２のタイプのエネルギー閉じ
込め型圧電共振子のさらに他の例を示す平面図である。
圧電共振子３８１では、溝３８３〜３８６を一方側面側
に形成し、他方側面側に溝３８７〜３９０を形成するこ
とにより、動吸振部３９１〜３９４が形成されている。
また、溝３８４，３８５間の圧電基板部分が、本発明に
おける圧電振動部３９５を構成している。また、溝３８
３，３８６の外側に、それぞれ、保持部３９６，３９７
が形成されている。なお、本発明の支持部は、溝３８
４，３８８間で挟まれている圧電基板部分及び溝３８
５，３８９間で挟まれている圧電基板部分である。ま
た、上記溝３８３，３８７間の圧電基板部分及び溝３８
６，３９０間の細い圧電基板部分が連結部を構成してい
る。

【００９２】圧電振動部３９５は、図示の矢印Ｐ方向す
なわち圧電基板３８２の長さ方向に沿うように分極処理
されている。他方、共振電極３９８，３９９は、分極方
向Ｐと平行に圧電基板３８２の上面に形成されている。
また、上記圧電振動部３９５の上面が矩形形状を有し、
該上面の短辺の長さをａ、長辺の長さをｂとしたとき
に、比ｂ／ａが、前述した式（２）を満たす値を中心と
して±１０％の範囲内とされている。

【００９３】従って、共振電極３９８，３９９から交流
電圧を印加することにより、圧電振動部３９５がすべり
モードで共振し、該圧電振動部３９５に共振エネルギー
が効果的に閉じ込められる。さらに、動吸振部３９１〜
３９４が、漏洩してきたわずかな振動を動吸振現象によ
り抑制する。従って、圧電共振子３８１では、動吸振部
３９１〜３９４が設けられている部分までに振動エネル
ギーが確実に閉じ込められる。なお、保持部３９６，３
９７上には、引き出し電極４００，４０１が形成されて
いる。

【００９４】図２５は、図２４に示した圧電共振子３８
１の変形例である。圧電共振子３８１と異なるところ
は、圧電共振子４１１では、圧電振動部３９５が、図示
の矢印Ｐ方向すなわち圧電基板３８２の幅方向と平行に
分極処理されていることにあり、かつ共振電極３９８，
３９９が幅方向に延びるように形成されていることにあ
る。

【００９５】図２６は、図２４に示した圧電共振子３８
１のさらに他の変形例を示す斜視図である。圧電共振子
４２１では、圧電振動部３９５が、図示の矢印Ｐ方向す
なわち圧電基板３８２の長さ方向と平行に分極処理され
ている。圧電共振子３８１と異なるところは、電極の形
成位置である。

【００９６】すなわち、圧電共振子４２１では、共振電
極３９８，３９９が、圧電振動部３９５において、圧電
基板３８２の両側面に形成されている。また、圧電共振
子４２１では、引き出し電極４００，４０１が、それぞ
れ、保持部３９６，３９７において、圧電基板３８２の
側面に形成されている。また、引き出し電極４００，４
０１と、共振電極３９８，３９９と電気的に接続する接
続導電部もまた、圧電基板３８２の側面に沿って形成さ
れている。

【００９７】圧電共振子４２１から明らかなように、第
２のタイプの圧電共振子における共振電極は、圧電振動
部を構成している圧電板の上面や下面だけでなく、側面
に形成されていてもよい。さらに、例えば、図２４に示
した圧電共振子３８１において、一方の共振電極３９９
が圧電基板３８２の下面に形成されていてもよく、ある
いは、圧電共振子４２１において、一方の共振電極３９
８または３９９が、圧電基板３８２の一方主面側に形成
されていてもよい。

【００９８】さらに、第２のタイプの圧電共振子におい
ても、圧電振動部、支持部、及び保持部、さらに必要に
応じて設けられる動吸振部は、単一の圧電基板を機械加
工することにより構成されていてもよく、あるいは、こ
れらが、別部材で構成されていてもよい。

【００９９】例えば、図２７に示すように、圧電振動部
を構成するための矩形の圧電板４３１に対し、同じ厚み
の絶縁板４３２，４３３を接合することにより、基板４
３４を形成してもよい。この基板４３４を用いて、上記
第２のタイプの圧電共振子を構成することができる。な
お、図２７に示した基板４３４では、絶縁板４３２，４
３３に、動吸振部４３５，４３６及び保持部４３７，４
３８が一体に形成されていたが、これらの各部分につい
ても、別部材で構成されていてもよい。

【０１００】さらに、図２８に示すように、動吸振部４
３５，４３６の外側に、同じ幅の基板部分４３９，４４
０を形成してもよい。この場合には、基板部分４３９，
４４０が、連結部及び保持部を兼ねることになる。

【０１０１】第１の実施例図２９は、第１の実施例に係るラダー型フィルタの分解
斜視図であり、図３０は該ラダー型フィルタの外観を示
す斜視図である。

【０１０２】ラダー型フィルタ２０は、図２９に示すケ
ース基板２１，第１の共振プレート２２、分離用スペー
サー２３、第２の共振プレート２４及びケース基板２５
を積層した構造を有する。

【０１０３】第１の共振プレート２２は、すべり振動モ
ードを利用した動吸振部内蔵型圧電共振子２６，２７
と、幅拡がりモードを利用した動吸振部内蔵型圧電共振
子２８とを接着して一体化し、さらに外側に動吸振部内
蔵型圧電共振子２６〜２８と厚みの等しいスペーサー板
２９，３０を接着剤を用いて接合した構造を有する。ス
ペーサー板２９，３０は、アルミナなどの絶縁性セラミ
ックスあるいは合成樹脂等の適宜のある程度の強度を有
する絶縁性材料により構成されており、かつ圧電共振子
２６，２７の振動部分の振動を妨げないための切欠２９
ａ，３０ａを有する。

【０１０４】動吸振部内蔵型圧電共振子２６は、図３１
（ａ）に示すように、矢印Ｐで示す方向に一様に分極処
理された細長い矩形板状の圧電セラミック板２６ａを用
いて構成されている。圧電セラミック板２６ａの一方の
側面には、圧電セラミック板２６ａの一端から他端側に
向かって共振電極２６ｂが形成されている。この共振電
極２６ｂの先端は、側面を切欠くことにより形成された
凹部２６ｃに至る部分で終了されている。また、凹部２
６ｃと所定距離を隔てて凹部２６ｄが形成されており、
それによって凹部２６ｃ，２６ｄ間に動吸振部２６ｅが
構成されている。

【０１０５】同様に、圧電セラミック板２６ａの他方側
面においても、圧電セラミック板２６ａの他方端から前
記一方端に延びるように共振電極２６ｆが形成されてい
る。また、共振電極２６ｂが形成されている側と同様
に、２つの凹部２６ｇ，２６ｈを形成することにより、
動吸振部２６ｉが構成されている。

【０１０６】第２のタイプの圧電共振子２６では、上記
共振電極２６ｂと共振電極２６ｆとが重なり合っている
部分が圧電振動部を構成しており、該圧電振動部の寸法
比ｂ／ａが前述した式（２）を満たす値を中心として±
１０％の範囲内とされている。すなわち、図２３に示し
た圧電共振子３７１と同様に構成されている。圧電振動
部と動吸振部２６ｅ，２６ｉとの間の部分が支持部を構
成し、凹部２６ｄ，２６ｈが形成されている部分よりも
外側端の圧電セラミック板部分が保持部を構成し、該保
持部と動吸振部２６ｅ，２６ｉとの間の相対的に幅の狭
い圧電セラミック部分が連結部を構成している。

【０１０７】動吸振部内蔵型圧電共振子２６では、共振
電極２６ｂ，２６ｆから交流電圧を印加することによ
り、共振電極２６ｂ，２６ｆが重なり合う領域が、すべ
り振動モードで共振し、圧電共振子として動作する。し
かも、共振部が上記特定の寸法比を有するように形成さ
れているので、共振エネルギーが効果的に閉じ込められ
る。

【０１０８】また、上記共振電極２６ｂ，２６ｆが重な
り合う領域で発生した振動が漏れたとしても、動吸振部
２６ｅ，２６ｉまでの部分に確実に閉じ込められる。す
なわち、すべり振動モードの共振が、共振部から外側に
漏洩したとしても、該漏洩した振動により動吸振部２６
ｅ，２６ｉが共振し、動吸振現象により減衰される。従
って、動吸振部２６ｅ，２６ｉよりも外側の圧電セラミ
ック板部分には振動がほとんど伝達されない。よって、
圧電共振子２６では、動吸振部２６ｅ，２６ｉよりも外
側の圧電セラミック板部分を他の部材に連結することに
より、共振部の共振を妨げることなく圧電共振子２６を
機械的に保持することが可能とされている。

【０１０９】図２９に戻り、第１の共振プレート２２に
用いられている動吸振部内蔵型圧電共振子２８を、図３
１（ｂ）を参照して説明する。動吸振部内蔵型圧電共振
子２８は、上述した第１，第４のタイプの圧電共振子で
あり、図３１（ｂ）に示す平面形状を有する圧電セラミ
ック板２８ａを用いて構成されている。この圧電セラミ
ック板２８ａでは、圧電セラミック板は中央に平面形状
が矩形の圧電振動部２８ｂが構成されている。圧電振動
部２８ｂでは、図示の矢印Ｐ方向に分極処理されてお
り、かつ両主面に共振電極２８ｃが形成されている（下
面側の共振電極については図示されず）。

【０１１０】また、圧電振動部２８ｂは、前述した式
（１）を満たす値を中心として±１０％の範囲内となる
ように縦横の寸法比ｂ／ａが選ばれている。圧電振動部
２８ｂの両主面の共振電極２８ｃから交流電圧を印加す
ることにより、圧電振動部２８ｂは幅振動モードで共振
されるが、ｂ／ａ比が上記特定の範囲内なので、圧電振
動部に共振エネルギーが効果的に閉じ込められる。

【０１１１】他方、圧電振動部２８ｂの互いに対向して
いる側面中央には、細長い棒状の支持部２８ｄ，２８ｅ
が連結されており、支持部２８ｄ，２８ｅの外側端にそ
れぞれ、動吸振部２８ｆ，２８ｇが構成されている。動
吸振部２８ｆ，２８ｇは、屈曲モードで振動するように
構成されており、圧電振動部２８ｂから伝達してきた振
動によって共振するように構成されている。従って、圧
電振動部２８ｂにおける共振エネルギーが漏れたとして
も、動吸振部２８ｆ，２８ｇまでの部分に確実に閉じ込
められる。

【０１１２】また、動吸振部２８ｆ，２８ｇの外側に
は、連結部２８ｈ，２８ｉが連結されており、該連結部
２８ｈ，２８ｉの外側端に保持部２８ｊ，２８ｋが連結
されている。保持部２８ｊ，２８ｋは、圧電共振子２８
を他の部材と連結したり、機械的に保持するための部分
として設けられており、図示のように比較的大きな面積
を有する。

【０１１３】なお、図３１（ａ）及び３１Ｂに示した動
吸振部内蔵型圧電共振子２６，２８は、上記のように１
枚の圧電セラミック板を機械加工することにより形成さ
れてもよいが、各部分が別体で構成されており、相互に
接着剤等により連結されていてもよい。例えば、図３１
（ｂ）に示した圧電セラミック板２８ａに変えて、圧電
振動部を構成する矩形の圧電セラミック板の側方に、上
記支持部２８ｄ，２８ｅ、動吸振部２８ｆ，２８ｇ、連
結部２８ｈ，２８ｉ及び保持部２８ｊ，２８ｋを構成す
る各部材を接着剤等により接着して一体化してもよい。
後述の第２の実施例以下の実施例で用いられる動吸振部
内蔵型圧電共振子においても、各圧電共振子を構成する
ための圧電セラミック板等は、本実施例と同様に、圧電
セラミック板を機械加工により形成したものであって
も、あるいは複数の部材を連結して構成されていてもよ
いことを指摘しておく。

【０１１４】また、共振電極２８ｃは、接続導電部２８
ｌを介して保持部２８ｋの上面に形成された電極２８ｍ
に電気的に接続されている。同様に、共振部２８ｂの下
面に形成された共振電極についても、接続導電部を介し
て保持部２８ｊの下面に形成された電極に電気的に接続
されている。

【０１１５】図２９に戻り、上記動吸振部内蔵型圧電共
振子２６と同一の構造を有する動吸振部内蔵型圧電共振
子２７と、上記動吸振部内蔵型圧電共振子２６，２８が
互いの保持部の側面を絶縁性接着剤で接着することによ
り一体化されており、かつ前述した第１，第２のスペー
サ板２９，３０をさらに側方に接合することにより、第
１の共振プレート２２が構成されている。

【０１１６】共振プレート２２においては、上面側に、
後述のようにラダー型フィルタを構成するように、圧電
共振子２６〜２８を電気的に接続するための電極２２ａ
〜２２ｄが形成されている。電極２２ａは、前述した圧
電共振子２６の共振電極２６ｆ（図３１（ａ）参照）に
電気的に接続されている。同様に、電極２２ｃは、共振
電極２６ｂに、電極２２ｂ，２２ｄは、それぞれ、圧電
共振子２７の側面に形成された一方の共振電極に電気的
に接続されている。また、圧電共振子２８では、一方の
共振電極２８ｃに接続されている電極２８ｍが図示のよ
うに共振プレート２２の端縁に至るように形成されてお
り、同じく下面側の共振電極に電気的に接続される電極
も共振プレート２２の下面において反対側の端縁に至る
ように形成されている。

【０１１７】第２の共振プレート２４では、圧電共振子
２６と同一構造を有するすべり振動モードを利用した動
吸振部内蔵型圧電共振子３１の両側に、動吸振部内蔵型
圧電共振子２８と同様に構成された幅振動モードを利用
した動吸振部内蔵型圧電共振子３２，３３が接着されて
いる。また、これらの圧電共振子３１〜３３と厚みの等
しい絶縁性セラミックスもしくは合成樹脂等の適宜のあ
る程度の強度を有する絶縁性材料により構成された第
１，第２のスペーサ板３４，３５が、圧電共振子３２，
３３の側方に接着されている。スペーサ板３４，３５
は、図示のように、圧電共振子３２，３３側の端縁に略
コの字状の切欠３４ａ，３５ａを有する。切欠３４ａ，
３５ａは、圧電共振子３２，３３の共振部及び動共振部
の振動を妨げないための空間を確保するために設けられ
ている。

【０１１８】なお、圧電共振子３１及び圧電共振子３
２，３３の構造自体は、前述した圧電共振子２６及び圧
電共振子２８と同様であるため、その詳細な説明は省略
する。

【０１１９】第２の共振プレート２４においては、上面
に、電極２４ａ，２４ｂが異なる端縁に至るように形成
されている。電極２４ａ，２４ｂは、それぞれ、圧電共
振子３１の両側面に形成された共振電極の一方に電気的
に接続されている。また、圧電共振子３２，３３では、
上面に形成された共振電極３２ａ，３３ａに電気的に接
続された保持部上の電極３２ｃ，３３ｄが共振プレート
２４の異なる端縁に至るように形成されている。また、
これらの圧電共振子３２，３３の共振部の下面に形成さ
れた共振電極については、下面において反対側の端縁に
至る電極に電気的に接続されている。

【０１２０】ケース基板２１，２５は、それぞれ、下面
及び上面に凹部２１ａ，２５ａを有する。凹部２１ａ，
２５ａは、積層された際に隣接する圧電共振子の共振部
や動吸振部の振動を妨げないように設けられている。ま
た、分離用スペーサ２３においても、上面に凹部２３ａ
が形成されており、図２９では明確ではないが、下面側
にも凹部２３ａと同じ形状の凹部が形成されている。こ
れらの凹部は、上下に配置される圧電共振子の共振部及
び動吸振部の振動を妨げないために設けられている。

【０１２１】もっとも、上述した凹部２１ａ，２３ａ，
２５ａを設けずに、平板状のケース基板２１、分離用ス
ペーサ２３及びケース基板２５を用いてもよい。その場
合には、圧電振動部及び動吸振部の振動を妨げないため
に、凹部２１ａ，２３ａ，２５ａの深さに相当する厚み
の矩形枠状のスペーサを間に介在させたり、あるいは絶
縁性接着剤を矩形枠状に塗布することにより、同様の空
間を形成する必要がある。

【０１２２】ケース基板２１，２５及び分離用スペーサ
２３は、ある程度の強度を有する絶縁性材料、例えばア
ルミナなどの絶縁性セラミックスもくしは合成樹脂等に
より構成することができる。

【０１２３】本実施例では、上述したケース基板２１、
第１の共振プレート２２，分離用スペーサ２３、第２の
共振プレート２４及びケース基板２５を積層し、絶縁性
接着剤で接着することにより、積層構造を有するラダー
型フィルタとして一体化される。これを、図３０を参照
して説明する。

【０１２４】図３０から明らかなように、本実施例のラ
ダー型フィルタ２０では、矩形板状の複数の部材を積層
した構造を有し、側面から上面及び下面に至るように端
子電極２０ａ〜２０ｌが形成されている。端子電極２０
ａ〜２０ｌは、導電ペーストを塗布し、焼き付けること
により、あるいは蒸着、メッキもしくはスパッタリング
等により形成することができる。また、図２９に示され
ているように、ケース基板２１の上面に、予め電極２１
ｂを複数形成しておき、さらにケース基板２５の下面に
も同様に複数の端子電極部分を形成しておき、しかる
後、図３０に示されているように積層体の側面に電極材
料を付与することにより、側面から上面及び下面に至る
端子電極２０ａ〜２０ｌを形成してもよい。

【０１２５】上記のようにして得られたラダー型フィル
タでは、図３２に示すように、端子電極２０ａ〜２０ｌ
を結線し、端子電極２０ａを入力端とし、端子電極２０
ｋ，２０ｊを出力端とし、端子電極２０ｌ，２０ｆ，２
０ｂを接地電位に接続することにより、図３３に回路図
で示すラダー型フィルタとして動作させることができ
る。

【０１２６】本実施例のラダー型フィルタ２０では、す
べり振動モードや幅振動モードを用いた動吸振部内蔵型
圧電共振子２６〜２８，３１〜３３を用いて直列共振子
及び並列共振子が構成されている。従って、音叉型圧電
共振子を用いたラダー型フィルタに比べて、通過帯域幅
を容易に拡げることができる。

【０１２７】しかも、各動吸振部内蔵型共振子では、動
吸振部までの部分において振動エネルギーが効果的に閉
じ込められるため、各動吸振部内蔵型共振子をその保持
部を利用して上述のように簡単に連結し、一体化するこ
とができる。

【０１２８】第２の実施例図３４は、第２の実施例のラダー型フィルタを説明する
ための分解斜視図であり、図３５は第２の実施例のラダ
ー型フィルタの外観を示す斜視図である。ラダー型フィ
ルタ４０は、上から順に、ケース基板４１、空洞形成用
スペーサ４２、第１の共振プレート４３、空洞形成用ス
ペーサ４４、第２の共振プレート４５、空洞形成用スペ
ーサ４６、第３の共振プレート４７、空洞形成用スペー
サ４８、第４の共振プレート４９、空洞形成用スペーサ
５０及びケース基板５１を順に積層した構造を有する。

【０１２９】ケース基板４１，５１は、第１の実施例で
用いたケース基板２１，２５と同様の材料で構成されて
いる。もっとも、ケース基板４１，５１は、平板状の部
材で構成されており、第１の実施例のケース基板２１，
２５における凹部２１ａ，２５ａは形成されていない。
従って、ケース基板４１の下方に配置される第１の共振
プレート４３の振動部分の振動を妨げないための空間を
形成するために、スペーサ４２が挿入されている。同様
に、ケース基板５１の上面側にも、第４の共振プレート
４９の振動部分の振動を妨げないための空間を確保する
ために、空洞形成用スペーサ５０が用いられている。

【０１３０】空洞形成用スペーサ４２，５０は、図示の
ように厚みの薄い矩形枠状の部材で構成されているが、
例えば合成樹脂やその他の適宜の絶縁性材料で構成する
ことができる。なお、他の空洞形成用スペーサ４４，４
６，４８についても、空洞形成用スペーサ４２，５０と
同様の材料で構成され得る。

【０１３１】第１の共振プレート４３は、長さ振動モー
ドで振動する動吸振部内蔵型圧電共振子５２を有する。
圧電共振子５２は、図３６（ａ）に平面図で示すよう
に、圧電セラミック板で構成されており、中央に長さ振
動モードで振動される圧電振動部５２ａを有する。圧電
振動部５２ａは、細長い矩形板状の形状を有し、分極軸
がその長さ方向に沿うように分極処理されている。圧電
振動部５２ａの長さ方向中央部には、圧電振動部５２ａ
を支持する支持部５２ｂ，５２ｃが連なっている。支持
部５２ｂ，５２ｃの外側端には、屈曲モードで共振し得
るように構成された動吸振部５２ｄ，５２ｅが構成され
ている。動吸振部５２ｄ，５２ｅは、圧電振動部５２ａ
を共振させた際に漏洩してきた振動により共振し、振動
エネルギーの動吸振部５２ｄ，５２ｅよりも外側への漏
洩を動吸振現象により防止するように、その寸法が定め
られている。

【０１３２】動吸振部５２ｄ，５２ｅの外側には、相対
的に幅の細い連結部５２ｆ，５２ｇが連ねられており、
かつその外側に相対的に大きな面積の保持部５２ｈ，５
２ｉが連結されている。

【０１３３】上記保持部５２ｈ，５２ｉに、動吸振部内
蔵型圧電共振子５２と等しい厚みのスペーサ５３，５４
が接着され、一体化されることにより、第１の共振プレ
ート４３が構成されている。この場合、圧電振動部５２
ａの共振を妨げないための空間が形成されるように、上
記保持部５２ｈ，５２ｉの寸法あるいはスペーサ５３，
５４の形状が選択されている。

【０１３４】上記圧電振動部５２ａでは、圧電振動部５
２ａを励振するための共振電極５２ｊ，５２ｋが上面に
形成されており、該共振電極５２ｊ，５２ｋは、接続導
電部を介して保持部５２ｈ，５２ｉ上に形成された電極
５２ｍ，５２ｎに電気的に接続されている。

【０１３５】他方、第２の共振プレート４５は、動吸振
部内蔵型圧電共振子５５の側方にスペーサ５６，５７を
接合した構造を有する。スペーサ５６，５７は、前述し
たスペーサ５３，５４と同様に構成されている。

【０１３６】圧電共振子５５は、図３６（ｂ）に平面図
で示すように、中央に細長い矩形板状の圧電振動部５５
ａを有する。圧電振動部５５ａの側方には、支持部５５
ｂ，５５ｃが連ねられており、支持部５５ｂ，５５ｃの
外側端に動吸振部５５ｄ，５５ｅが構成されており、動
吸振部５５ｄ，５５ｅの側方に連結部５５ｆ，５５ｇを
介して相対的に面積の大きな保持部５５ｈ，５５ｉを形
成した構造を有する。従って、全体としての平面形状
は、動吸振部内蔵型圧電共振子５２と同様である。

【０１３７】異なるところは、圧電振動部５５ａの上面
に全面に共振電極５５ｊが形成されており、下面にも同
様に全面に共振電極（図示されず）が形成されており、
かつ圧電振動部５５ａにおいて圧電セラミック板が厚み
方向に一様に分極処理されていることにある。すなわ
ち、この圧電振動部５５ａも、長さモードで振動するよ
うに構成されている。

【０１３８】また、圧電振動部５５ａの一方の共振電極
５５ｊは、接続導電部を介して保持部５５ｉ上に形成さ
れた電極５５ｋに電気的に接続されており、下面に形成
された共振電極は、接続導電部を介して保持部５５ｈの
下面に形成された電極に電気的に接続されている。

【０１３９】図３４に戻り、第３の共振プレート４７
は、第１の共振プレート４３に比べて保持部への電極の
引き出し方が異なるのみであるので、第３の共振プレー
ト４７を構成している動吸振部内蔵型圧電共振子５８及
びスペーサ５９，６０については、上記第１の共振プレ
ート４３について行った説明を援用することにより省略
する。

【０１４０】同様に、第４の共振プレート４９について
も、第２の共振プレート４５と保持部への電極の引き出
し方が異なるのみであるが簡単に説明すると、第４の共
振プレート４９における、圧電共振子６１の圧電振動部
６１ａの上面に形成された共振電極６１ｂに電気的に接
続される保持部６１ｄ上の電極６１ｃは、保持部６１ｄ
の中央部分に形成されている。一方、圧電振動部６１ａ
の下面の全面に形成された共振電極（図示されず）は、
保持部６１ｅの下面端部に形成された電極に電気的に接
続されている。

【０１４１】このように第３，第４共振プレートの引き
出し電極を第１，第２共振プレートと異ならせている目
的は以下の通りである。すなわち、外部電極４０ａによ
り図３４中の電極６０ｍと６１ｍが導通され、外部電極
４０ｄにより電極５２ｎ，５５ｋ，６０ｎが導通され、
このことにより、図３７に示す２段型のラダーフィルタ
が構成される。なお、電極４０ｄはダミー電極ではある
が、上記のような作用を有している。また、外部電極４
０ｆは純粋なダミー電極である。

【０１４２】第２の実施例においても、第１の実施例と
同様に各部材を積層し、側面から上面及び下面に至るよ
うに外部電極を形成することにより、図３５に示すよう
に２段型のラダー型フィルタ４０として完成される。図
３５において、４０ａ〜４０ｆは外部電極を示す。な
お、図３５では、相対的に厚みの薄いスペーサ４２，４
４，４６，４８の図示は省略されている。

【０１４３】従って、外部電極４０ｃを入力端、外部電
極４０ａを出力端、外部電極４０ｂ，４０ｅを接地電位
に接続することにより、図３７に示すように２段型のラ
ダー型フィルタとして動作させることができる。

【０１４４】第３の実施例図３８は、第３の実施例に係る１段のラダー型フィルタ
を示す分解斜視図、図３９はその外観を示す斜視図であ
る。

【０１４５】本実施例のラダー型フィルタ１１０では、
ケース基板１１１、共振プレート１１２、空洞形成用ス
ペーサ１１３、共振プレート１１４及びケース基板１１
５が積層されている。

【０１４６】ケース基板１１５の上面には凹部１１５ａ
が、ケース基板１１１の下面にも同じような凹部が形成
されており、それによって積層される共振プレートの振
動部分の振動を妨げないための空間が確保されている。
また、空洞形成用スペーサ１１３を間に介在させること
により、共振プレート１１２，１１４の振動部分の振動
を妨げないための空間が構成される。

【０１４７】上記ケース基板１１１，１１５及び空洞形
成用スペーサ１１３の詳細は、第１の実施例に用いたケ
ース基板及び空洞形成用スペーサと同様にして構成され
るので、その詳細な説明は省略する。

【０１４８】共振プレート１１２は、図３１（ａ）に示
した動吸振部内蔵型圧電共振子２６の両側にスペーサ１
１６，１１７を貼り合わせた構造を有する。スペーサ１
１６，１１７は、圧電共振子２６側の側面に切欠１１６
ａ，１１７ａを有し、それによって圧電共振子２６の振
動部分の振動が妨げないようにされている。

【０１４９】他方、共振プレート１１４は、共振電極の
引き出されている部分の電極の形成位置が若干異なるこ
とを除いては、図３１（ｂ）に示した圧電共振子２８と
同一の圧電共振子２８の側方にスペーサ１１８，１１９
を貼り合わせることにより構成されている。スペーサ１
１８，１１９は、スペーサ１１６，１１７と同様に、圧
電共振子２８側に切欠１１８ａ，１１９ａを有する。

【０１５０】なお、図３８では、必ずしも明確ではない
が、圧電共振子２８では、共振部２８ｂの下面にも共振
電極が形成されており、該共振電極に電気的に接続され
た電極が共振プレート１１４の端縁１１４ａ側に至るよ
うに形成されている。

【０１５１】本実施例のラダー型フィルタ１１０では、
上記各部材を積層し、図３９に示すように外部電極１１
０ａ，１１０ｂ，１１０ｃを側面に形成することにより
完成される。すなわち、外部電極１１０ａを接地電位に
接続し、外部電極１１０ｂを入力端、外部電極１１０ｃ
を出力端とすることにより、図４０に示すように１段の
ラダー型フィルタを構成することができる。また、上記
共振プレート１１２，１１４をそれぞれ２枚以上積層す
ることにより、２段以上のラダー型フィルタも容易に構
成することができる。

【０１５２】第４の実施例図４１は、第４の実施例に係るラダー型フィルタを説明
するための分解斜視図であり、図４２は該ラダー型フィ
ルタの外観を示す斜視図である。

【０１５３】ラダー型フィルタ１３０は、ケース基板１
３１、空洞形成用スペーサ１３２、第１の共振プレート
１３３、空洞形成用スペーサ１３４、第２の共振プレー
ト１３５、空洞形成用スペーサ１３６及びケース基板１
３７を積層した構造を有する。

【０１５４】ケース基板１３１，１３７は、平板状の絶
縁性セラミックスもしくは合成樹脂等により構成されて
おり、空洞形成用スペーサ１３２，１３４，１３６は、
第２の実施例で用いた空洞形成用スペーサと同様に構成
されている。

【０１５５】第１の共振プレート１３３は、幅拡がりモ
ードを利用した動吸振部内蔵型圧電共振子１３８，１３
９をその保持部同士を接着することにより一体化し、さ
らに外側にスペーサ１４０，１４１を貼り合わせた構造
を有する。

【０１５６】圧電共振子１３８は、第１の実施例で用い
た幅拡がりモードを利用した動吸振部内蔵型圧電共振子
２８と同様に構成されている。また、同じく幅拡がりモ
ードを利用した、但し縦効果を利用した動吸振部内蔵型
圧電共振子１３９は、圧電共振子１３８と同様の平面形
状を有する圧電セラミック板において、図４１の右側に
示すように共振部の下面において対向する一対の端縁に
共振電極１３９ａ，１３９ｂを形成することにより構成
されている。また、分極方向は図中の矢印で示される。
従って、共振電極１３９ａ，１３９ｂ間に交流電圧を印
加することにより、圧電縦効果を利用した幅モード共振
子として動作する。なお、共振電極１３９ａ，１３９ｂ
は、それぞれ、共振プレート１３３の異なる対向端縁に
引き出されている。

【０１５７】第２の共振プレート１３５は、第１の共振
プレート１３３と同様に、幅モード利用した横効果の動
吸振部内蔵型圧電共振子１４２と、縦効果を利用した動
吸振部内蔵型圧電共振子１４３とをその保持部同士を貼
り合わせることにより、さらに両側にスペーサ１４４，
１４５を貼り合わせることにより構成されている。もっ
とも、第２の共振プレート１３５では、縦効果を利用し
た動吸振部内蔵型圧電共振子１４３において、一対の共
振電極１４３ａ，１４３ｂが共振プレート１３５の上面
側に形成されている。

【０１５８】本実施例のラダー型フィルタ１３０は、上
述した各部材を積層し、得られた積層体の両端面に、図
４２に示す外部電極１３０ａ〜１３０ｆを形成すること
により得られる。

【０１５９】すなわち、外部電極１３０ｃを入力端と
し、外部電極１３０ａ，１３０ｄを共通接続し出力端と
し、外部電極１３０ｅ，１３０ｆを共通接続し、外部電
極１３０ｂを接地電位に接続することにより、図４３に
示す２段のラダー型フィルタが構成される。

【０１６０】第５の実施例第５の実施例に係るラダー型フィルタ１５０の構造を、
図４４に分解斜視図で、図４５に外観斜視図で示す。

【０１６１】本実施例は、第４の実施例のラダー型フィ
ルタの変形例に相当する。従って、異なる部分について
のみ、説明することにする。第１の共振プレート１５１
は、圧電縦効果を利用した幅モードの動吸振部内蔵型圧
電共振子１５３，１５４をその保持部同士を接着するこ
とにより一体化した構造を有する。この圧電共振子１５
３，１５４の構造は、第４の実施例で用いた圧電共振子
１４３と同様である。

【０１６２】他方、第２の共振プレート１５２では、圧
電横効果を利用した幅モードの動吸振部内蔵型圧電共振
子１５５，１５６がその保持部同士を接着することによ
り一体化されている。

【０１６３】この圧電共振子１５５，１５６は、第４の
実施例において用いた圧電共振子１３８と同様に構成さ
れている。上記第１の共振プレート１５１では、一方端
縁に沿って上面側に電極１５１ａ，１５１ｂが形成され
ており、電極１５１ａ，１５１ｂは、それぞれ、圧電共
振子１５３，１５４の一方の共振電極に電気的に接続さ
れている。他方、共振プレート１５１の他方端縁に沿う
ように電極１５１ｃが形成されており、電極１５１ｃ
は、圧電共振子１５３，１５４の他方の共振電極にそれ
ぞれ電気的接続されている。

【０１６４】また、共振プレート１５２においては、圧
電共振子１５５，１５６の共振電極１５５ａ，１５６ａ
に電気的に接続される電極１５２ａが共振プレート１５
２の一方端縁に沿うように形成されている。他方、共振
プレート１５２の下面においては、圧電共振子１５５，
１５６の下面側の共振電極に電気的に接続される電極１
５２ｂ，１５２ｃが、それぞれ、共振プレート１５２の
他方端縁に沿うように形成されている。

【０１６５】なお、１５７，１５８はケース基板を、１
５９ａ〜１５９ｃは空洞形成用スペーサを示す。上記各
部材を積層して得られた積層体に、図４５に示すように
外部電極１５０ａ〜１５０ｆを形成することにより、第
５の実施例のラダー型フィルタ１５０が得られる。

【０１６６】ラダー型フィルタ１５０では、第４の実施
例と同様に外部電極を接続することにより、第４の実施
例と同様に２段のラダー型フィルタとして動作させるこ
とができる。

【０１６７】第６の実施例図４６は、第６の実施例に係るラダー型フィルタを説明
するための分解斜視図であり、図４７は該ラダー型フィ
ルタの外観を示す斜視図である。

【０１６８】本実施例のラダー型フィルタ１６０は、第
１，第２の共振プレートの構造が異なることを除いて
は、第４の実施例と同様に構成されている。図４６を参
照して、第１の共振プレート１６１は、すべりモードを
利用した動吸振部内蔵型圧電共振子１６２と、幅モード
を利用した動吸振部内蔵型圧電共振子１６３とをその保
持部同士を接着することにより一体化されている。圧電
共振子１６２，１６３の外側には、スペーサ１６４，１
６５が貼り合わされている。

【０１６９】圧電共振子１６２は、第１の実施例で用い
たすべりモードを利用した圧電共振子２６（図１７
（ａ）参照）と同様に構成されている。この圧電共振子
１６２の一方側面に形成された共振電極は、共振プレー
ト１６１の一方端縁に沿うように形成された電極１６１
ａに電気的に接続されている。他方、他方側面に形成さ
れた共振電極は、共振プレート１６１の他方端縁に沿う
ように形成された電極１６１ｂに電気的に接続されてい
る。

【０１７０】また、幅モードを利用した動吸振部内蔵型
圧電共振子１６３は、第４の実施例で用いた圧電共振子
１３８と同様に構成されている。この圧電共振子１６３
の上面の共振電極１６３ａは、電極１６１ｃに電気的に
接続されている。電極１６１ｃは、電極１６１ｂと同じ
端縁に沿うように形成されている。

【０１７１】他方、図４６の右側に破線で示すように、
共振プレート１６１の下面側においては、圧電共振子１
６３の下面に形成された共振電極１６３ｂが、共振プレ
ート１６１の一方端縁に沿うように形成された電極１６
１ｄに電気的に接続されている。

【０１７２】第２の共振プレート１６６は、上記第１の
共振プレート１６１を反転させた構造に相当する。すな
わち、すべりモードを利用した動吸振部内蔵型圧電型共
振子１６７、幅モードを利用した動吸振部内蔵型圧電共
振子１６８を保持部同士を接着させて一体化し、外側に
スペーサ１６９ａ，１６９ｂを貼り合わせた構造を有す
る。

【０１７３】第１の共振プレート１６１を反転させたも
のに相当するため、両主面に形成される電極形状は、第
１の共振プレート１６１と上下が逆とされている。上記
各部材を積層し、得られた積層体に、端子電極１６０ａ
〜１６０ｆを形成することにより、図４７に示すラダー
型フィルタ１６０が得られる。本実施例においても、第
４の実施例と同様に、外部電極１６０ａ，１６０ｄを出
力端とし、外部電極１６０ｃを入力端とし、外部電極１
６０ｂを接地電位に接続し、外部電極１６０ｅ，１６０
ｆを共通接続することにより、２段のラダー型フィルタ
として動作させることができる。

【０１７４】第７の実施例図４８は、第７の実施例に係るラダー型フィルタの分解
斜視図であり、図４９は該ラダー型フィルタの外観を示
す斜視図である。

【０１７５】本実施例では、第１のケース基板１７１、
共振プレート１７２〜１７５及びケース基板１７６が積
層される。ここでは、共振子の振動を妨げないために、
共振プレート１７２〜１７５がこれらに枠状に接着剤を
付与し接着することにより、振動空間が確保されてい
る。

【０１７６】共振プレート１７２は、第１のタイプのエ
ネルギー閉じ込め型圧電共振子１７７の側方に第１，第
２のスペーサ板１７８，１７９を接合することにより構
成されている。圧電共振子１７７は、矩形板状の圧電振
動部１８１に、支持部を介して保持部１８２，１８３を
連結した構造を有する。圧電振動部１８１においては、
上面に第１の共振電極１８０ａが、下面に第２の共振電
極１８０ｂが形成されている。本実施例においても、圧
電振動部１８１の上面が、短辺の長さをａ、長辺の長さ
をｂとしたときに、前述した式（１）を満たす値を中心
として±１０％の範囲内となるように比ｂ／ａが定めら
れている。従って、圧電振動部１８１に振動エネルギー
が効果的に閉じ込められる。

【０１７７】共振プレート１７５についても、上記共振
プレート１７２とほぼ同様に構成されている。もっと
も、共振電極１８０ａ，１８０ｂに電気的に接続されて
おり、かつ保持部１８２，１８３に形成される引き出し
電極の位置が、共振プレート１７２とは異ならされてい
る。

【０１７８】また、共振プレート１７２，１７５におい
ては、第１，第２の共振電極１８０ａ，１８０ｂが、圧
電振動部１８１の主面よりもかなり小さい面積に形成さ
れている。従って、電極１８０ａ，１８０ｂ間の静電容
量が比較的小さくされている。

【０１７９】他方、共振プレート１７３においては、第
１のタイプの幅拡がりモードを利用したエネルギー閉じ
込め型の圧電共振子１８５が用いられており、圧電共振
子１８５の側方に第１，第２のスペーサ板１８６，１８
７が接合されている。圧電共振子１８５は、共振電極を
除いては、圧電共振子１７７と同様に構成されている。
従って、同一部分については、同一の参照番号を付する
ことによりその説明を省略する。圧電共振子１８５で
は、第１，第２の共振電極１８８ａ，１８８ｂが、圧電
振動部１８１の上面及び下面において、外周縁には至ら
ないが、かなり大きな面積を有するように矩形形状に形
成されている。従って、共振電極１８８ａ，１８８ｂ間
の静電容量が、圧電共振子１７７における共振電極１８
０ａ，１８０ｂ間の静電容量に比べてかなり大きくされ
ている。

【０１８０】圧電共振子１８５においても、圧電振動部
１８１が、第１のタイプのエネルギー閉じ込め型圧電共
振子を構成するように設けられているため、振動エネル
ギーが圧電振動部１８１に効果的に閉じ込められる。

【０１８１】本実施例のラダー型フィルタでは、上記ケ
ース基板１７１，１７６及び共振プレート１７２〜１７
５を積層し、所定の外部電極を形成することにより得ら
れる。

【０１８２】すなわち、図４９に示されているように、
ラダー型フィルタ１７０では、外部電極１８９ａ〜ｃ
が、得られた積層体の一方側面に、１８９ｄ〜１８９ｆ
が他方側面に形成されている。この外部電極１８９ａを
出力端として用い、外部電極１８９ｂ，１８９ｅを接地
電位に接続し、外部電極１８９ｃを入力端として用いる
ことにより、２段のラダー型フィルタが構成される。こ
の場合、前述した圧電共振子１７７，１７７が直列共振
子を、容量の相対的に大きな圧電共振子１８５，１８５
が並列共振子を構成する。なお、電極１８９ｄは端子電
極Ａ，Ｂ，Ｃを短絡させる作用を有するか、外部電極１
８９ｄ，１８９ｆは、ダミーの外部電極であり、ラダー
型フィルタとして動作させる際の外部回路接続用として
は用いられない。

【０１８３】第８の実施例図５０は、第８の実施例のラダー型フィルタを説明する
ための分解斜視図である。本実施例のラダー型フィルタ
では、ベース基板１９１とキャップ材１９２とで構成さ
れる空間内に複数の圧電共振子が積層される。ベース基
板１９１は、アルミナなどの絶縁性セラミックあるいは
合成樹脂等の適宜の絶縁材料により構成される。ベース
基板１９１上には、接続導電部１９１ａ〜１９１ｅが、
分散形成されている。これらの接続導電部１９１ａ〜１
９１ｅは、後述する圧電共振子の引き出し電極に電気的
に接続され、あるいはベース基板１９１の側面に形成さ
れた外部電極１９１ｆ〜１９１ｈ，１９１ｊに電気的に
接続される。

【０１８４】キャップ材１９２は、合成樹脂あるいは金
属等の適宜の材料で構成され、下方に開口を有する。ま
た、キャップ材１９２は、開口部が、ベース基板１９１
の上面の面積よりも小さくされており、従ってキャップ
材１９２の下端面がベース基板１９１の上面に絶縁性接
着剤等を用いて接合され、それによって、キャップ材１
９２がベース基板１９１と一体化される。もっとも、キ
ャップ材１９２の開口部は、ベース基板１９１の側面に
当接されるように、その大きさが選ばれていてもよい。

【０１８５】本実施例では、第７の実施例で用いた圧電
共振子１７７及び圧電共振子１８５が各２個用いられ、
図示のように積層される。もっとも、図５０では特に示
してはいないが、上下に配置される圧電共振子の振動を
妨げないための空間を圧電共振子間及び圧電共振子１７
７とベース基板１９１との間に設けるために、導電性接
着剤等１９２Ａ〜１９５が用いられる。すなわち、図５
０においては、各導電性接着剤１９２Ａ〜１９５は浮い
た状態で模式的に示されているが、積層にあたり、塗布
される。例えば、導電性接着剤１９２Ａは、圧電共振子
１７７と、圧電共振子１８５との接着に用いられ、両圧
電共振子１７７，１８５の保持部間に所定の厚みを有す
るように介在される。それによって、圧電共振子１７７
と、圧電共振子１８５との間に所定の厚みの空間が形成
され、両圧電共振子１７７，１８５の圧電振動部の振動
が妨げられない。また、導電性接着剤１９２Ａは、図示
のように、圧電共振子１７７の保持部１８２，１８３の
側面に形成された電極１８２ａ〜１８２ｃ及び１８３ａ
〜１８３ｃに電気的に接続されるように、接続された状
態で保持部１８２，１８３の外周縁に至るように配置さ
れている。同様に、他の導電性接着剤１９３〜１９５に
ついても、その上方または下方に位置する圧電共振子の
圧電振動部の振動を妨げないための空間を形成するため
に、所定の厚みに形成される。

【０１８６】また、導電性接着剤１９３〜１９５につい
ても、各圧電共振子の側面に形成されている電極やベー
ス基板１９１上の接続導電部、あるいはベース基板１９
１の側面に形成された外部電極１９１ｆ〜１９１ｋに電
気的に接続されるように配置されている。

【０１８７】本実施例のラダー型フィルタにおいても、
上記のように、２個の第１のタイプのエネルギー閉じ込
め型の圧電共振子１７７，１７７及び２個の第１のタイ
プのエネルギー閉じ込め型圧電共振子１８５，１８５が
積層されて２段のラダー型フィルタが構成される。しか
も、ベース基板１９１とキャップ材１９２とを接合する
ことにより構成された空間内に、複数の圧電共振子１７
７，１８５が囲撓されるため、耐湿性に優れたラダー型
フィルタを容易に構成することができる。

【０１８８】第９の実施例図５１は、第９の実施例に係るラダー型フィルタの分解
斜視図である。第９の実施例のラダー型フィルタでは、
第８の実施例のラダー型フィルタの変形例に相当する。

【０１８９】すなわち、本実施例においても、上面の接
続導電部の形状は異なるものの、ベース基板１９１と同
様に構成されたベース基板１９６とキャップ材１９２と
を用いてチップ型のラダー型フィルタが構成される。

【０１９０】また、ベース基板１９６上には、接続導電
部１９６ａ〜１９６ｆが形成されている。これらの接続
導電部１９６ａ〜１９６ｆは、ベース基板１９６の側面
に形成された外部電極、あるいは上方に配置される圧電
共振子に電気的に接続されるように配置されている。

【０１９１】本実施例では、複数枚の板状の圧電共振子
４５１〜４５４が積層されている。これらの圧電共振子
４５１〜４５４の接合及び圧電共振子４５４とベース基
板１９６との接合に際しては、第８の実施例と同様に、
導電性接着剤等１９２〜１９５が用いられる。図５１に
おいても、これらの導電性接着剤１９２〜１９５は、中
に浮かされた状態で図示されているが、実際には、圧電
共振子４５１〜４５４の上面もしくは下面あるいはベー
ス基板１９６の下面に所定の厚みを有するように塗布さ
れる。ここまでは、第８の実施例と同様である。また、
第８の実施例及び第９の実施例において、異方性の導電
接着剤を用いれば接合材を分離形成しないでもよい。こ
のような異方性導電接着剤の例を図５１の右方に参照番
号１９５Ａで示す。

【０１９２】本実施例の特徴は、圧電共振子４５１〜４
５４が、前述した第１のタイプのエネルギー閉じ込め型
の圧電共振子、すなわち幅拡がりモードを利用した圧電
共振子の圧電振動部のみを用いて構成されていることに
ある。すなわち、圧電共振子４５１は、厚み方向に分極
処理された矩形板状の圧電セラミック板４５５を用いて
構成されている。この圧電セラミック板４５５の上面４
５５ａは、矩形の形状を有し、その短辺の長さをａ、長
辺の長さをｂとし、圧電セラミック板４５５を構成して
いる材料のポアソン比をσとしたときに、比ｂ／ａが、
前述した式（１）を満たす値を中心として±１０％の範
囲内となるようにその形状が定められている。また、圧
電セラミック板４５５の上面及び下面には、圧電共振子
１７７と同様に、第１，第２の共振電極４５６ａ，４５
６ｂが主面よりもかなり小さな面積に形成されている。

【０１９３】第１，第２の共振電極４５６ａ，４５６ｂ
から交流電圧を印加することにより、圧電共振子４５１
は圧電横効果により幅拡がりモードで振動される。この
場合、振動のノード点は、圧電セラミック板４５５の短
辺側に沿う側面の中央に位置する。従って、本実施例で
は、短辺側の側面の中央領域に、圧電共振子４５１を接
合するための引き出し電極４５７ａ〜４５７ｃ，４５８
ａ〜４５８ｃが形成されている。

【０１９４】圧電共振子４５４は、上記圧電共振子４５
１とほぼ同様に構成されている。異なる点は、上面及び
下面に形成された第１，第２の共振電極４５６ａ，４５
６ｂの電極引き出し方向が異ならされているだけであ
る。

【０１９５】また、圧電共振子４５２については、第
１，第２の共振電極４５７ａ，４５７ｂが、共振電極４
５６ａ，４５６ｂに比べてかなり大きな寸法を有するよ
うに形成されていることを除いては、圧電共振子４５１
と同様に構成されている。また、圧電共振子４５３は、
上記圧電共振子４５２と電極引き出し方向が異なる点を
除いては同様に構成されている。

【０１９６】従って、圧電共振子４５２〜４５４におい
ても、両主面の第１，第２の共振電極から交流電圧を印
加することにより、幅拡がりモードの振動が励振され
る。そして、この振動に基づく共振エネルギーは、各圧
電共振子４５２〜４５４内に効果的に閉じ込められる。

【０１９７】他方、圧電共振子４５１〜４５４は、それ
ぞれ、上記のように振動のノード点が、短辺側に沿う側
面中央領域存在するため、上記のように、引き出し電極
４５７ａ〜４５７ｃ，４５８ａ〜４５８ｃが形成されて
いる部分において、導電性接着剤等１９２Ａ〜１９５を
用いて接合することにより、共振特性に影響をあまり与
えることなく、圧電共振子４５１〜４５４を積層・固着
することができる。

【０１９８】本実施例においても、第７及び第８の実施
例のラダー型フィルタと同様に、２段のラダー型フィル
タを構成することができる。しかも、本実施例では、圧
電共振子４５１〜４５４が、第１のタイプの圧電共振子
の圧電振動部のみを用いて構成されているため、圧電共
振子４５１〜４５４は、極めて容易に製造することがで
き、かつ機械的強度も高められている。

【０１９９】なお、第９の実施例では、第１のタイプの
エネルギー閉じ込め型圧電共振子の圧電振動部のみを用
いて各圧電共振子４５１〜４５４を構成したが、同様
に、第２のタイプのエネルギー閉じ込め型圧電共振子の
圧電振動部のみを用いても、本実施例と同様にしてラダ
ー型フィルタを構成することができる。すなわち、圧電
共振子４５１〜４５４に代えて、前述した第２のタイプ
のエネルギー閉じ込め型圧電共振子の圧電振動部のみを
用いて圧電共振子を構成してもよい。

【０２００】上述してきた第１〜第６の実施例のラダー
型フィルタでは、動吸振部内蔵型の圧電共振子を用いた
ラダー型フィルタにつき説明したが、第１，第３〜第６
の実施例における動吸振部内蔵型圧電共振子は、動吸振
部を設けていないものであってもよい。

【０２０１】＜本発明で用いられる第３のタイプのエネ
ルギー閉じ込め型圧電共振子の説明＞本発明で用いられ
る第３のタイプの圧電共振子は、本発明者により見い出
された新しい振動モードを利用した圧電共振子である。
この新たに見い出された振動モードを、図５２〜図５６
を参照して説明する。

【０２０２】今、図５２に示すように、矩形の圧電板５
２１の両主面の全面に電極５２２，５２３を形成したモ
デルを考える。圧電板５２１は、矩形の平面形状を有す
る。すなわち、上面及び下面が矩形の平面形状を有す
る。また、圧電板５２１は、厚み方向に、すなわち矢印
Ｐ方向に一様に分極処理されている。

【０２０３】電極５２２，５２３から交流電圧を印加す
ることにより、上記圧電板５２１を振動させた場合の上
面あるいは下面における屈曲振動の２次高調波を有限要
素法により解析すると、圧電板５２１の平面形状がある
範囲において、図５３に示す振動モードが励振されるこ
とがわかった。なお、図５３は、有限要素法により解析
された振動モードを示し、元の形状が線Ａで示されてお
り、ここでは、Ｂで示す変位状態と、Ｂで示す変位状態
とは逆の変位状態との間で振動が繰り返される。

【０２０４】上記屈曲モードの２次高調波の振動が励振
される圧電板５２１を、一対の短辺に沿う一対の側面の
各一端側において保持した場合、図５４に示すように、
振動エネルギーが閉じ込められることが確かめられた。
すなわち、図５４に有限要素法により解析した変位分布
を示すように、圧電板５２１の短辺側の側面５２１ａの
一端側に連結部５２２を連結する。また、他方の短辺側
に沿う側面５２１ｂの一端に連結部５２３を連結する。
この場合、連結部５２２と連結部５２３とは、圧電板５
２１の上面の１つの対角線の両端に連結されている。

【０２０５】図５４から明らかなように、上記連結部５
２２，５２３を連結し、該連結部５２２，５２３により
圧電板５２１を保持した場合、変位状態Ｃでは、連結部
５２２，５２３よりも外側の部分に変位が伝搬しないこ
とがわかる。言い換えれば、連結部５２２，５２３を、
上記位置に連結することにより、圧電板５２１の屈曲モ
ードの２次高調波の振動を連結部５２２，５２３までの
部分に閉じ込め得ることがわかる。

【０２０６】図５４に示した変位状態Ｃにおける電荷分
布を調べたところ、図５５に示す結果が得られた。すな
わち、圧電板５２１の上面において、＋極性の領域が、
図示の仮想線Ｄに沿う方向に延び、この仮想線Ｄは、１
つの対角線に略沿うように延びている。また、他方の対
角線側のコーナー部分近傍に、−極性の電位の強い部分
が表れる。

【０２０７】従って、上記連結部５２２，５２３を連結
して、図５４に示した変位Ｃと、その逆の変位状態との
間で振動する振動を強く励振させるには、図５５に示し
た電荷分布に応じて共振電極を形成すればよいと考えら
れる。

【０２０８】上記のように、矩形の圧電板５２１に連結
部５２２，５２３を連結し、両面の電極から電圧を印加
して励振させた場合に、屈曲モードの２次高調波が強く
励振され、該振動のエネルギーが連結部５２２，５２３
までに閉じ込められる。このような効果は、圧電板５２
１の寸法が特定の範囲にある場合にのみ得られれること
がわかった。

【０２０９】すなわち、本願発明者は、種々の寸法の圧
電板５２１を用いて、図５４に示した変位状態Ｃと、逆
の変位状態との間で繰り返す振動を励振させたところ、
圧電板５２１の矩形面の長辺の長さをｂ、短辺の長さを
ａとし、圧電板５２１を構成する材料のポアソン比をσ
とすると、上述した式（３）を満たす値のときに上記振
動が強く励振され、かつ第１，第２の連結部５２２，５
２３までの部分に振動エネルギーが効果的に閉じ込めら
れ得ることがわかった。すなわち、比ｂ／ａを種々変更
し、かつ種々の圧電材料を用いて、図５４に示したよう
に有限要素法により変位状態を解析した。その結果、上
記屈曲モードの２次高調波を効果的に連結部５２２，５
２３までに閉じ込めるには、比ｂ／ａと、圧電板５２１
を構成する材料のポアソン比σとが、図５６（ａ）に示
す関係を満たせばよいことが確かめられた。この図５６
（ａ）の結果から、比ｂ／ａが、

【０２１０】

【数１０】

【０２１１】となるように、上記短辺の長さａ及び長辺
の長さｂを選択すればよいことがわかる。さらに、上記
比ｂ／ａが（０．３σ＋１．４８）の整数倍の場合に
も、上記と同様に、振動エネルギーが閉じ込められるこ
とを見い出した。

【０２１２】また、本願発明者は、あるポアソン比σの
圧電材料からなる圧電板を用いて、式（３）のｎを、
０．８５〜１．１まで変化させ、図５４に示す変位量の
最も小さな点Ｐの変位量に対する変位量の最も大きな点
Ｑにおける変位量の比、すなわち相対変位（％）を測定
した。結果を図５６（ｂ）に示す。

【０２１３】図５６（ｂ）から明らかなように、ｎの値
が０．９〜１．１の範囲であれば、上記相対変位は１０
％以下であることがわかる。他方、相対変位が１０％以
下の場合には、共振子を構成する場合に実質的に問題の
ないことがわかっている。従って、式（１）を満たす値
から±１０％の範囲内であれば、圧電振動部に振動エネ
ルギーを効果的に閉じ込めることができる。

【０２１４】上記のように、短辺の長さがａ、長辺の長
さｂ、圧電板を構成する材料のポアソン比がσの圧電振
動部において、上記比ｂ／ａを式（３）を満たす値から
±１０％の範囲内とすることにより、エネルギー閉じ込
め効率に優れた圧電共振子を提供し得ることがわかっ
た。なお、上記屈曲モードの２次高調波の振動は、圧電
板５２１に連結部５２２，５２３を連結しない場合に
は、振動のノードは、矩形面の中央と両短辺に沿う側面
の中央に存在することが確かめられている。

【０２１５】第３のタイプの圧電共振子の具体例図５７は、第３のタイプの圧電共振子の一例を示す平面
図であり、図５８は、圧電板を透かして下面側の電極形
状を示した模式的平面図である。

【０２１６】圧電共振子５３１は、矩形の圧電板５３２
と支持部５３３，５３４と、保持部５３５，５３６とを
有する。圧電板５３２は、例えばチタン酸ジルコン酸鉛
系圧電セラミックスのような圧電材料により構成されて
おり、圧電セラミックスの場合には、厚み方向に一様に
分極処理されている。圧電板５３２は、矩形の平面形状
を有し、短辺に沿う第１の側面５３２ａの一端側に第１
の支持部５３３が連結されており、短辺に沿う第２の側
面５３２ｂの一端に第２の支持部５３４が連結されてい
る。また、支持部５３３，５３４の外側には、支持部５
３３，５３４よりも面積の大きな保持部５３５，５３６
が連結されている。

【０２１７】圧電共振子５３１では、上記圧電板５３
２、第１，第２の支持部５３３，５３４及び第１，第２
の保持部５３５，５３６は、一枚の圧電板を用意し、該
圧電板に溝５３７，５３８を形成することにより構成さ
れている。すなわち、圧電板５３２、第１，第２の支持
部５３３，５３４及び保持部５３５，５３６は、同一材
料により一体的に構成されている。もっとも、圧電板５
３２、第１，第２の支持部５３３，５３４及び第１，第
２の保持部５３５，５３６はそれぞれ別の部材で構成さ
れていてもよく、接着剤等により接合されて一体化され
てもよい。

【０２１８】圧電板５３２は、矩形の平面形状を有し、
その矩形面の長辺の長さをｂ、短辺の長さをａとし、圧
電板５３２を構成している材料のポアソン比をσとした
ときに、比ｂ／ａは、上述した式（３）を満たす値を中
心として±１０％の範囲内とされている。

【０２１９】圧電板５３２の上面には、第１の共振電極
５３８が形成されており、下面には、第１の共振電極５
３８と圧電板５３２を介して対向するように第２の共振
電極５３９が形成されている。第１，第２の共振電極５
３８，５３９は、図５５に示した＋の極性の領域にほぼ
合致するように形成されている。すなわち、第１，第２
の共振電極５３８，５３９は、図５５に示した仮想線Ｄ
に沿う方向に、すなわち一方の対角線に略沿う方向に延
ばされている。

【０２２０】第２の保持部５３６上には引き出し電極５
４０が、第１の保持部５３５の下面には引き出し電極５
４１が形成されている。第１の共振電極５３８は、接続
導電部５４２を介して引き出し電極５４０に電気的に接
続されており、他方、第２の共振電極５３９は、接続導
電部５４３を介して引き出し電極５４１に電気的に接続
されている。

【０２２１】圧電共振子５３１では、引き出し電極５４
０，５４１から交流電圧を印加することにより、第１，
第２の共振電極５３８，５３９間に交流電圧が印加さ
れ、それによって上述した屈曲モードの２次高調波の振
動が強く励振される。

【０２２２】この場合、圧電板５３２の長辺と短辺の長
さの比ｂ／ａが、上述した式（３）を満たす値を中心と
して±１０％の範囲内とされているため、支持部５３
３，５３４までの部分に振動が効果的に閉じ込められ
る。従って、保持部５３５，５３６を利用して機械的に
保持したとしても、共振特性の劣化が生じ難い。言い換
えれば、支持部５３３，５３４までの部分に振動エネル
ギーが効果的に閉じ込められたエネルギー閉じ込め型の
圧電共振子５３１が提供される。

【０２２３】第１０の実施例図５９〜６１は、第１０の実施例にかかるラダー型フィ
ルタを説明するための分解斜視図及び外観を示す斜視図
及びスペーサを示す斜視図である。

【０２２４】図５９を参照して、第１０の実施例では、
共振プレート５８１，５８２と、第１，第２のケース基
板５８３，５８４とが積層される。第２のケース基板５
８４の上面に凹部５８４ａが形成されており、第１のケ
ース基板５８３の下面にも凹部が形成されている。

【０２２５】共振プレート５８１は、すべりモードを利
用した第２のタイプの圧電共振子５５４の両側縁に、第
１，第２のスペーサー板５８５，５８６を接合した構造
を有する。また、共振プレート５８２は、第３のタイプ
の圧電共振子５３１Ｂの両側方に第１，第２のスペーサ
ー板５８７，５８８を接合した構造を有する。

【０２２６】圧電共振子５３１Ｂは、図５７に示した圧
電共振子５３１とほぼ同様に構成されている。異なる点
は、接続導電部の形状及び引き出し電極の形成位置だけ
である。

【０２２７】また、上記第１，第２のスペーサー板５８
５，５８６，５８７，５８８は、図２９に示した第１，
第２のスペーサー板２９，３０と同様に構成されてい
る。本実施例のラダー型フィルタでは、上記第１，第２
の共振プレート５８１，５８２が、図６０に示すスペー
サー５８９を介して積層される。

【０２２８】上記矩形枠状のスペーサー５８９は、第
１，第２の共振プレート５８１，５８２を積層した後に
おいて、圧電共振子５５４と、第１の圧電共振子５３１
Ｂとの振動部分の振動を妨げないための空間を確保する
ために挿入されている。

【０２２９】上記のようにして共振プレート５８１，５
８２を積層し、さらに上下に第１，第２のケース基板５
８３，５８４を貼り合わせることにより、図６１に示す
積層体５９０を得ることができる。得られた積層体５９
０において、両側面に、外部電極５９０ａ，５９０ｂ及
び５９０ｃ，５９０ｄを形成することにより、ラダー型
フィルタ５９１を得ることができる。

【０２３０】このラダー型フィルタ５９１では、上記外
部電極５９０ａを入力端とし、外部電極５９０ｂを基準
電位に接続し、外部電極５９０ｃと外部電極５９０ｄと
を共通接続して出力端として用いることにより、図６２
に示す１段のラダー型フィルタとして動作させることが
できる。

【０２３１】その他上述した第１〜第１０の実施例から明らかなように、本
発明のラダー型フィルタでは、少なくとも２個の圧電共
振子が積層されている。従って、容易にチップ型のラダ
ー型フィルタを得ることができる。しかも、上記第１〜
第４のタイプの各圧電共振子では、前述したように、圧
電振動部に振動エネルギーが効果的に閉じ込められるの
で、保持部において機械的に支持したとしても、その共
振特性の劣化がほとんどない。従って、第１〜第１０の
実施例のように、保持部において他の部材に接合して共
振プレートを構成することにより、各圧電共振子の共振
特性を所望通りに発揮させることができる。よって、特
性の安定なラダー型フィルタを確実に提供することがで
きる。

【０２３２】なお、第１〜第１０の実施例では、第１の
圧電共振子及び必要に応じて他の圧電共振子を接合し、
その両側に第１，第２のスペーサー板を接合して共振プ
レートを構成していたが、各共振プレートは同一の材料
により一体的に構成されていてもよい。例えば、図２９
に示す実施例において、矩形の圧電板を用意し、共振プ
レート２２の平面形状に合致するように該圧電板をレー
ザ等により加工し、所定の電極パターンを両面に形成す
ることにより、共振プレート２２を得てもよい。この場
合には、共振プレート２２が一体の部材で構成されてい
るため、共振プレート２２の外周縁に存在する接合部を
省略することができ、それによってチップ型フィルタの
耐湿性を高めることができる。すなわち、得られたチッ
プ型フィルタにおいて、共振プレート２１の側方からの
湿気の侵入を確実に防止することができる。

【０２３３】なお、第１〜第３の実施例では、第１のタ
イプの圧電共振子と組み合わされる圧電共振子として、
すべりモードを利用した第４のタイプの圧電共振子を示
したが、組み合わされる圧電共振子としては幅拡がりモ
ードを利用したものや長さモードを利用したものなど種
々のエネルギー閉じ込め型圧電共振子を用いることがで
きる。

【０２３４】また、第３のタイプの圧電共振子の電極形
状についても、図５７及び図５８に示したものに限られ
ない。例えば、図６３及び図６４に示すように、圧電振
動部６００の上面に、一対の第１の共振電極６０１ａ，
６０１ｂを、下面に第１の共振電極６０１ａ，６０１ｂ
と表裏対向するように形成された第２の共振電極６０２
ａ，６０２ｂを形成した構造であってもよい。この場
合、第１，第２の共振電極６０１ａ〜６０２ｂは、図５
５に示した電荷分布において−の極性の強い部分に形成
されている。従って、図５７に示した圧電共振子５３１
と位相は逆であるが、同様に圧電振動部にエネルギーが
閉じ込められる屈曲モードの２ｎ次の振動が確実に励振
される。

【０２３５】

【発明の効果】以上のように、本発明のラダー型フィル
タでは、直列共振子及び並列共振子のうち、少なくとも
２個の共振子が厚み方向に積層されているため、ラダー
型フィルタの平面形状を小さくすることができる。ま
た、このような積層構造を有するため、ラダー型フィル
タをチップ型部品として構成することも容易である。

【０２３６】また、本発明では、上記直列共振子及び並
列共振子のうち少なくとも１個の共振子が、板状の圧電
振動部と、該圧電振動部に連結された支持部と、支持部
に連結された保持部とを有し、支持部に振動エネルギー
が伝達されないように構成されたエネルギー閉じ込め型
の圧電共振子により構成されている。従って、圧電共振
子の共振特性を劣化させることなく、上記保持部を利用
して他の圧電共振子やケース基板等に固定することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来のラダー型フィルタを説明するための分解
斜視図。

【図２】従来のラダー型フィルタの回路構成を示す図。

【図３】幅拡がりモードの圧電共振子で用いられる圧電
振動部を説明するための斜視図。

【図４】拡がりモードを説明するための略図平面図。

【図５】幅拡がりモードを説明するための略図的平面
図。

【図６】幅モードを説明するための略図的平面図。

【図７】（ａ）及び（ｂ）は、幅拡がりモードの振動の
有限要素法により解析された変位分布を示す図及び
（ａ）における座標を説明するための図。

【図８】図７に示した変位分布におけるｘ方向に沿った
位置と変位量との関係を示す図。

【図９】ポアソン比と幅拡がりモードを励振させる寸法
比ｂ／ａとの関係を示す図。

【図１０】比ｂ／ａと、図７に示した変位分布における
相対変位量との関係を示す図。

【図１１】ポアソン比と比ｂ／ａとの関係を示す図。

【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、第１のエネ
ルギー閉じ込め型圧電共振子の一例を示す平面図及び側
面図。

【図１３】第１のタイプのエネルギー閉じ込め型圧電共
振子の他の例を示す平面図。

【図１４】第１のタイプのエネルギー閉じ込め型圧電共
振子の一例を示す平面図。

【図１５】第２のタイプのエネルギー閉じ込め型圧電共
振子の一例を示す側面図。

【図１６】図１５に示した圧電共振子の斜視図。

【図１７】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、すべり振動
モードで振動する振動体の振動姿態を説明するための模
式図及び（ａ）における座標形を示す図。

【図１８】圧電体を示す略図的側面図。

【図１９】圧電材料のポアソン比σと、比ｂ／ａとの関
係を示す図。

【図２０】第２のタイプの圧電共振子における振動の変
位分布を示す有限要素法により解析した状態を示す図。

【図２１】整数ｎと相対変位との関係を示す図。

【図２２】第２のタイプの圧電共振子の一例を示す側面
図。

【図２３】第２のタイプの圧電共振子のさらに他の例を
示す斜視図。

【図２４】第２のタイプの圧電共振子の他の例を示す平
面図。

【図２５】第２のタイプの圧電共振子のさらに他の例を
示す平面図。

【図２６】第２のタイプの圧電共振子の他の例を示す斜
視図。

【図２７】第２のタイプの圧電共振子を構成するための
圧電振動部、支持部、動吸振部及び保持部を一体化した
構造を示す斜視図。

【図２８】連結部と保持部とが一体化された圧電板を示
す斜視図。

【図２９】第１の実施例のラダー型フィルタの分解斜視
図。

【図３０】第１の実施例のラダー型フィルタの外観を示
す斜視図。

【図３１】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施例に用いら
れる動吸振部内蔵型圧電共振子を説明するための各斜視
図。

【図３２】第１の実施例において端子電極の結線状態を
説明するための模式的平面図。

【図３３】第１の実施例のラダー型フィルタの回路構成
を示す図。

【図３４】第２の実施例のラダー型フィルタを説明する
ための分解斜視図。

【図３５】第２の実施例のラダー型フィルタの外観を示
す斜視図。

【図３６】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、第２の実施
例で用いられる長さモードを利用した動吸振部内蔵型圧
電共振子を説明するための各平面図。

【図３７】第２の実施例のラダー型フィルタの回路構成
を示す図。

【図３８】第３の実施例のラダー型フィルタを示す分解
斜視図。

【図３９】第３の実施例のラダー型フィルタの斜視図。

【図４０】第３の実施例のラダー型フィルタの回路構成
を示す図。

【図４１】第４の実施例のラダー型フィルタを説明する
ための分解斜視図。

【図４２】第４の実施例のラダー型フィルタの外観を示
す斜視図。

【図４３】第４の実施例のラダー型フィルタの回路構成
を示す図。

【図４４】第５の実施例のラダー型フィルタを説明する
ための分解斜視図。

【図４５】第５の実施例のラダー型フィルタの外管を示
す斜視図。

【図４６】第６の実施例に係るラダー型フィルタを説明
するための分解斜視図。

【図４７】第６の実施例のラダー型フィルタの外観を示
す斜視図。

【図４８】本発明の第７の実施例に係るラダー型フィル
タを説明するための分解斜視図。

【図４９】第７の実施例のラダー型フィルタの外観を示
す斜視図。

【図５０】第８の実施例に係るラダー型フィルタを説明
するための分解斜視図。

【図５１】第９の実施例に係るラダー型フィルタを説明
するための分解斜視図。

【図５２】第３のタイプの圧電共振子を説明するための
モデルとして圧電板を示す斜視図。

【図５３】図５２に示した圧電板の変位状態を有限要素
法で解析した状態を模式的平面図。

【図５４】図５２に示した圧電板に支持部及び保持部を
連結した構造の変位状態を有限要素法で解析した状態を
示す模式的断面図。

【図５５】図５４の変位状態における電荷分布を示す平
面図。

【図５６】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、圧電材料の
ポアソン比と、比ｂ／ａとの関係及び整数ｎと相対変位
との関係を示す図。

【図５７】第３のタイプの圧電共振子の一例を示す平面
図。

【図５８】圧電板を透かして図５７に示した圧電共振子
の下方の電極形状を示す模式的平面図。

【図５９】第１０の実施例に係るラダー型フィルタを説
明するための分解斜視図。

【図６０】スペーサを示す斜視図。

【図６１】第１０の実施例に係るラダー型フィルタの外
観を示す斜視図。

【図６２】第１０の実施例のラダー型フィルタの回路構
成を示す図。

【図６３】第３のタイプの圧電共振子の他の例を説明す
るための平面図。

【図６４】第３のタイプの圧電共振子において圧電板を
透かして下方の電極形状を示した平面図。

【符号の説明】

２０…ラダー型フィルタ２２，２３…共振プレート２６，２７，３１…すべりモードを利用した動吸振部内
蔵型圧電共振子２８，３２，３３…幅モードを利用した動吸振部内蔵型
圧電共振子２８ａ…圧電セラミック板２８ｂ…共振部２８ｄ，２８ｅ…支持部２８ｆ，２８ｇ…動吸振部２８ｈ，２８ｉ…連結部２８ｊ，２８ｋ…保持部４０…ラダー型フィルタ５２…動吸振部内蔵型圧電共振子５２ａ…共振部５２ｂ，５２ｃ…支持部５２ｄ，５２ｅ…動吸振部５２ｆ…連結部５２ｇ，５２ｈ…保持部６１…動吸振部内蔵型圧電共振子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】直列腕を構成する少なくとも１個の直列
共振子と、並列腕を構成する少なくとも１個の並列共振
子とを備えるラダー型フィルタであって、少なくとも１個の板状の共振子と、前記少なくとも１個の共振子に積層された少なくとも１
個の板状の他の共振子とを備え、前記直列共振子及び並列共振子のうち少なくとも１個の
共振子が、板状の圧電振動部と、圧電振動部に連結され
た支持部と、支持部に連結された保持部とを有するエネ
ルギー閉じ込め型の共振子である、ラダー型フィルタ。
【請求項２】前記並列共振子及び直列共振子のうちの
少なくとも１個の共振子が、短辺の長さがａ、長辺の長
さがｂであり、圧電振動部を構成している材料のポアソ
ン比をσとしたときに、長辺と短辺の長さの比ｂ／ａ
が、【数１】を中心として±１０％の範囲内とされている矩形板状の
圧電振動体と、前記圧電振動部の短辺中央に連結された支持部と、前記
支持部の外側端に連結された保持部とを備える幅拡がり
モードを利用したエネルギー閉じ込め型の圧電共振子で
ある、請求項１に記載のラダー型フィルタ。
【請求項３】前記直列共振子及び並列共振子のうち、
少なくとも１個の共振子が、１つの方向に分極処理された板状の圧電体と、前記分極
方向に直交する方向に交流電圧を印加するために圧電体
に形成された第１，第２の共振電極とを有し、前記分極
方向に平行な圧電体面が矩形形状を有し、該矩形面の短
辺の長さをａ、長辺の長さをｂとし、圧電体のポアソン
比をσとしたときに、比ｂ／ａが、【数２】を中心として±１０％の範囲内とされている圧電振動部
と、圧電振動部に連結された支持部と、支持部に連結された
保持部とを備えるすべりモードを利用したエネルギー閉
じ込め型の圧電共振子である、請求項１に記載のラダー
型フィルタ。
【請求項４】前記直列共振子及び並列共振子のうち、
少なくとも１個の共振子が、対向する一対の矩形の面と、一対の矩形の面を結ぶ４つ
の側面とを有する板状の圧電振動部と、前記圧電振動部の前記一対の矩形面上に形成された第
１，第２の共振電極と、前記圧電振動部の側面のうち、
前記矩形面の短辺に沿う側面の一端側に連結された支持
部と、支持部に連結された保持部とを備え、前記矩形面の短辺の長さをａ、長辺の長さをｂ、圧電振
動部を構成する材料のポアソン比をσとしたときに、比
ｂ／ａが、【数３】を満たす値を中心として±１０％の範囲内とされてお
り、圧電横効果を利用して２ｎ次（但し、ｎは整数）の
屈曲モードの振動を励振させるように構成されている第
１の圧電共振子である、請求項１に記載のラダー型フィ
ルタ。
【請求項５】前記圧電振動部と、前記支持部との間に
設けられた動吸振部をさらに備える、請求項１〜４の何
れかに記載のラダー型フィルタ。
【請求項６】前記圧電振動部の両側に、それぞれ、支
持部及び保持部が連結されている、請求項１に記載のラ
ダー型フィルタ。
【請求項７】第１，第２のケース基板をさらに備え、前記第１，第２のケース基板間に、前記少なくとも１個
の共振子及び少なくとも１個の他の共振子が挟持されて
いる、請求項１または６に記載のラダー型フィルタ。
【請求項８】ベース基板と、ベース基板上に固定され
たキャップ材とをさらに備え、前記ベース基板上に、前記少なくとも２つの直列共振子
が積層されており、前記キャップ材が、積層された複数の共振子を囲むよう
に、該キャップ材が前記ベース基板に固定されている、
請求項１または６に記載のラダー型フィルタ。
【請求項９】全ての前記直列共振子及び並列共振子
が、板状の圧電振動部と、前記圧電振動部に連結された
支持部と、前記支持部に連結された保持部とを前記圧電
振動部の両側に有する、請求項１に記載のラダー型フィ
ルタ。
【請求項１０】前記圧電共振子の両側に設けられた前
記保持部を結ぶ方向の両側に、第１，第２のスペーサ板
が、前記圧電共振子の振動部分の振動を妨げないように
連結されており、それによって圧電共振子及び第１，第
２のスペーサ板により共振プレートが構成されている、
請求項９に記載のラダー型フィルタ。
【請求項１１】前記共振プレートを構成している圧電
共振子及び第１，第２のスペーサ板が同一の部材により
一体に形成されている、請求項１０に記載のラダー型フ
ィルタ。
【請求項１２】前記圧電共振子の両側に設けられた保
持部を結ぶ方向の少なくとも一方側に、少なくとも１個
の他の圧電共振子が、互いの圧電振動部の振動を妨げな
いように連結されている、請求項９に記載のラダー型フ
ィルタ。
【請求項１３】前記圧電共振子及び該圧電共振子に連
結された少なくとも１個の圧電共振子の連結材の両側
に、第１，第２のスペーサ板が、圧電共振子の振動を妨
げないように連結されており、それによって共振プレー
トが構成されている、請求項１２に記載のラダー型フィ
ルタ。
【請求項１４】前記共振プレートを構成している複数
の圧電共振子、第１，第２のスペーサ板が同一の部材に
より一体に形成されている、請求項１３に記載のラダー
型フィルタ。
【請求項１５】前記圧電振動部に設けられた第１，第
２の共振電極と、前記保持部に形成された引き出し電極とをさらに備え、第１，第２の共振電極が前記引き出し電極に電気的に接
続されている、請求項１に記載のラダー型フィルタ。
【請求項１６】外表面に形成された複数の外部電極を
さらに備え、前記複数の外部電極が、所定の前記引き出
し電極に電気的に接続されている、請求項１５に記載の
ラダー型フィルタ。
【請求項１７】直列腕を構成する少なくとも１個の直
列共振子と、並列腕を構成する少なくとも１個の並列共
振子とを備えるラダー型フィルタであって、少なくとも１個の矩形板状の共振子と、前記少なくとも１個の矩形板状の共振子に積層された少
なくとも１個の矩形板状の共振子とを備え、前記直列共振子及び並列共振子のうち少なくとも１個の
共振子が、短辺の長さがａ、長辺の長さがｂであり、構
成材料のポアソン比をσとしたときに、長辺と短辺の長
さの比ｂ／ａが、【数４】を中心として±１０％の範囲内とされている矩形板状の
圧電共振子であり、前記圧電共振子が、幅拡がりモードを利用したエネルギ
ー閉じ込め型の圧電共振子である、ラダー型フィルタ。
【請求項１８】前記直列共振子及び並列共振子の全て
の共振子が、上記幅拡がりモードを利用したエネルギー
閉じ込め型の圧電共振子により構成されている、請求項
１７に記載のラダー型フィルタ。
【請求項１９】前記複数のエネルギー閉じ込め型の圧
電共振子が、前記短辺の中央近傍の領域において隣接す
る圧電共振子の主面同士が接合されている、請求項１８
に記載のラダー型フィルタ。
【請求項２０】前記圧電共振子の接合が、接着剤を用
いて行われており、該接着剤が、接合される両側の圧電
共振子の振動を妨げないための空間を形成するように、
所定の厚みを有する、請求項１９に記載のラダー型フィ
ルタ。