JPH07154198A

JPH07154198A - ラダー型フィルタ

Info

Publication number: JPH07154198A
Application number: JP6237633A
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: JP3114522B2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】製造工程を簡略化することができ、小型化を図
ることができ、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】一対のケース基板間に少なくとも１つの直列共
振子及び並列共振子を配置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個の共振子がケ
ース基板面と平行な方向に連結されており、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、同時係属中のアメ
リカ合衆国特許出願第０７／９４１，０８１号及び国際
出願公開第ＷＯ９２／１６９９７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個の共振子が横方向に連結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４】

【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５】

【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６】

【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２ｍ次（但し、ｍ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、２ｍ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】しかも、上記圧電振動部は、２ｍ次の屈曲
モードの振動で励振されるものであるため、従来例に比
べて、広い帯域を有するラダー型フィルタを構成するこ
とができる。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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、特に高さの小さいラダー型フィルタを
容易に構成することができる。

【００３１】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。

【００３２】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個の板状の共振子が横方向に、
すなわち実装面に平行に連結されている構造を有する。
具体的には、このような連結構造は、例えば、第１，第
２のケース基板間に上記連結構造を配置し、第１，第２
のケース基板により上記連結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、べ
ース基板上に上記連結構造を積層し、上記連結構造を囲
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。

【００３３】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。

【００３４】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、
少なくとも２個の上記圧電共振子の両側に、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、各圧電共振子の振動部分の振動を妨げないように各
圧電共振子に連結されており、それによって、上記少な
くとも２個の圧電共振子と第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。

【００３５】また、共振プレートを構成している上記少
なくとも２個の圧電共振子及び第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。

【００３６】また、上記共振プレートに、さらに他の共
振プレートが積層されていてもよい。すなわち、本発明
のラダー型フィルタでは、２枚以上の共振プレートが備
えられていてもよい。

【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】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、Ｌ
ｉＴａＯ₃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。

【００４０】

【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。

【００４１】＜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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】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。

【００４５】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。

【００４６】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。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。

【００４７】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７】

【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１２（ｂ）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２１６，２１７が連結されている。そして、支持部材
２１６，２１７の外側端部には、それぞれ、保持部２１
８，２１９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２１２ｂ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間に交流電解を印加して圧電
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８】

【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、

【００８２】

【数９】

【００８３】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。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。

【００８４】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、有限要素法によりポアソン比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の変位分布を調べたところ、図２２に示す結果
が得られた。

【００８５】また、このような圧電振動部３４１に、支
持部３４２Ａ，３４３Ａ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同じく有限要素法で調べた
ところ、図２０に示す結果が得られた。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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１１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１５，１６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。

【００９０】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。

【００９１】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。

【００９２】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３５１
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。

【００９３】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Ｂ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子、
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。

【００９４】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。

【００９５】圧電振動部１３５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。

【００９６】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。

【００９７】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。

【００９８】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。

【００９９】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３９１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。

【０１００】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、一方の励振電極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。

【０１０１】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。

【０１０２】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。

【０１０３】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。

【０１０４】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。

【０１０５】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。

【０１０６】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することにより連結し、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２９ａ，３０ａを有する。

【０１０７】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。

【０１０８】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。

【０１０９】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。

【０１１０】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。

【０１１１】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。

【０１１２】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）。

【０１１３】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。

【０１１４】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。

【０１１５】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。

【０１１６】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。

【０１１７】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。

【０１１８】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。

【０１１９】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。

【０１２０】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。なお、圧電共振子３１及び圧電共振子３２，３
３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。

【０１２１】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。

【０１２２】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。

【０１２３】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。

【０１２４】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。

【０１２５】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。

【０１２６】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。

【０１２７】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。

【０１２８】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。

【０１２９】また、ラダー型フィルタ２０では、図２９
から明らかなように、共振プレート２２において、板状
の圧電共振子２６〜２８が横方向に連結されている。同
様に、共振プレート２４においても、板状の圧電共振子
３１〜３３が横方向に連結されている。従って、厚みを
さほど増加させることなく、３段のチップ型のラダー型
フィルタを構成することができる。すなわち、複数の板
状の圧電共振子が実装面と平行な方向である横方向に連
結されているため、ラダー型フィルタの低背化を促進す
ることが可能となる。

【０１３０】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。

【０１３１】第２の実施例図３４は、第２の実施例に係るラダー型フィルタに用い
られるＴ型接続用フィルタの分解斜視図であり、図３５
は該Ｔ型フィルタの外観を示す斜視図である。

【０１３２】Ｔ型フィルタ７０は、ケース基板７１と、
共振プレート７２と、ケース基板７３とを積層すること
により構成されている。ケース基板７１，７３は、第１
の実施例のケース基板２１，２５と同様に構成されてい
る。すなわち、ケース基板７３の上面には凹部７３ａが
形成されており、特に図示はされていないが、ケース基
板７１の下面にも同様の凹部が形成されている。

【０１３３】他方、共振プレート７２は、第１の実施例
で用いられた共振プレート２２とほぼ同様に構成されて
いる。すなわち、中央に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を配置し、その側方にすべり
モードを利用した動吸振部内蔵型圧電共振子２６，２７
を接着し、さらに外側にスペーサ２９，３０を接着した
構造を有する。もっとも、本実施例では、圧電共振子２
８の上面においては、共振電極２８ｃに接続される電極
２８ｍが引き出された端縁側に、圧電共振子２６，２７
の各一方の共振電極に接続される電極７２ａ，７２ｂも
引き出されている。

【０１３４】また、図３４において右側に破線で示すよ
うに、下面側においても、共振電極２８ｎに電気的に接
続される電極２８ｏが圧電共振子２６，２７の他方の共
振電極に電気的に接続される電極７２ｃ，７２ｄと同一
端縁側に引き出されている。

【０１３５】図３５から明らかなように、上記各部材を
積層して得られたラダー型フィルタ７０では、上記電極
２８ｍ，７２ａ〜７２ｄが形成されている位置に応じ
て、端子電極７０ａ〜７０ｆが形成されている。従っ
て、端子電極７０ｃを入力端、端子電極７０ｂを接地電
位に接続されるようにし、端子電極７０ａを出力端と
し、端子電極７０ｄ〜７０ｆを共通接続することによ
り、図３６に示すＴ型のフィルタが構成される。

【０１３６】上記フィルタ７０は、図３７及び図３８を
参照して示すπ型接続用フィルタと接続されて、３段の
ラダー型フィルタを構成する。このπ型フィルタを、図
３７及び図３８を参照して説明する。

【０１３７】π型フィルタ８０は、ケース基板８１、共
振プレート８２及びケース基板８３を積層した構造を有
する。ケース基板８１，８３は、図３４に示したケース
基板７１，７３と同様に構成されている。すなわち、ケ
ース基板８１の下面に凹部が、ケース基板８３の上面に
凹部８３ａが形成されている。

【０１３８】他方、共振プレート８２は、第１の実施例
の共振プレート２４とほぼ同様に構成されている。異な
るところは、幅拡がりモードを利用した動吸振部内蔵型
圧電共振子３２，３３の上面の共振電極３２ａ，３３ａ
が何れも、共振プレート８２の一方端縁側に引き出され
ており、図３７に破線で右側に示すように、下面の共振
電極についても、何れもが共振プレート８２の他方の端
縁側に引き出されていることにある。その他の点につい
ては、共振プレート２４と同様であるため、相当の部分
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。

【０１３９】図３８に示すように、このπ型フィルタ８
０において、側面に端子電極８０ａ〜８０ｆを形成し、
端子電極８０ａ，８０ｂを共通接続し、出力端とし、端
子電極８０ｃ，８０ｄを接地電位に接続し、端子電極８
０ｇ，８０ｆを共通接続して入力端とすることにより、
図３９に示すπ型フィルタが構成される。

【０１４０】従って、上記Ｔ型フィルタ７０の出力端と
π型フィルタ８０の入力端とを接続することにより、３
段のラダー型フィルタが構成される。言い換えれば、Ｔ
型フィルタ７０とπ型フィルタ８０とを接続することに
より、第１の実施例のラダー型フィルタと同じ段数のラ
ダー型フィルタを構成することができる。

【０１４１】第３の実施例第３の実施例のラダー型フィルタは、図４０及び図４１
を参照して示すＴ型フィルタ９０と、図４２及び図４３
を参照して説明するπ型フィルタ１００とを接続するこ
とにより構成され、第２の実施例と同様に３段のラダー
型フィルタを構成するものである。

【０１４２】図４０及び図４１に示すＴ型フィルタ９０
は、第２の実施例のＴ型フィルタ７０の場合と同様に、
ケース基板７１，７３と、共振プレート９２とを積層し
た構造を有する。共振プレート９２では、中央に幅拡が
りモードを利用した動吸振部内蔵型圧電共振子９３が配
置されている。この圧電共振子９３は、第１の実施例で
用いられ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と同様の構造を有する。

【０１４３】圧電共振子９３の側方には、すべりモード
を利用した動吸振部内蔵型圧電共振子９４，９５が保持
部同士を接着することにより接合されている。圧電共振
子９４は、圧電セラミック板を機械加工することにより
図示の形状とされており、中央に矩形板状の共振部９４
ａを有する。共振部９４ａでは、その分極軸方向が圧電
板の長さ方向に沿うように分極処理されている。共振部
９４ａには、上面において、対向する一対の端縁に沿う
ように、共振電極９４ｂ，９４ｃが形成されている。従
って、共振電極９４ｂ，９４ｃから交流電圧を印加する
ことにより、すべり振動モードで共振部９４ａが共振す
る。

【０１４４】また、図４０の右方に下面の電極形状を示
す図において、共振子９４の輪かくが破線で示されてい
るが、この図を参照して共振子９４の形状を説明する。
共振部９４ａには、相対的に幅の狭い支持部９４ｄ，９
４ｅが連結されており、該支持部９４ｄ，９４ｅの外側
端に動吸振部９４ｆ，９４ｇが構成されている。また、
動吸振部９４ｆ，９４ｇの外側の側面に、連結部９４
ｈ，９４ｉを介して保持部９４ｊ，９４ｋが連ねられて
いる。共振部９４ａの外側の各部分の詳細は、圧電共振
子２８と同様である。

【０１４５】また、他方のすべりモードを利用した圧電
共振子９５についても、圧電共振子９４と同一に構成さ
れている。上記圧電共振子９４，９５の外側には、スペ
ーサ９６，９７が貼り合わされている。スペーサ９６，
９７は圧電共振子９３〜９５と等しい厚みを有するよう
に構成されており、かつ圧電共振子９４，９５側に切欠
９６ａ，９７ａを有する。この切欠９６ａ，９７ａは、
圧電共振子９４，９５の振動部分の振動を妨げないため
に設けられている。

【０１４６】上記共振プレート９２をケース基板７１，
７３で挟持するように積層し、端面に端子電極９０ａ〜
９０ｆを形成することにより、第２の実施例のＴ型フィ
ルタ７０と同様のＴ型フィルタを得ることができる（図
４１）。すなわち、端子電極９０ｃを入力端、端子電極
９０ｄ〜９０ｆを共通接続し、端子電極９０ｂを接地電
位に接続し、端子電極９０ａを出力端とすることによ
り、Ｔ型フィルタとして動作させることができる。

【０１４７】他方、図４２に示すように、π型フィルタ
１００は、第２の実施例におけるπ型フィルタ８０とほ
ぼ同様に構成されている。すなわち、ケース基板８１，
８３間に共振プレート１０１を介在させて積層すること
により構成されている。共振プレート１０１が、共振プ
レート８２と異なるところは、中央に、すべり振動モー
ドを用した動吸振部内蔵型圧電共振子１０２を用いたこ
とにある。動吸振部内蔵型圧電共振子１０２は、Ｔ型フ
ィルタ９０に用いた動吸振部内蔵型圧電共振子９４と同
様に構成されている。

【０１４８】図４３に示すように、上記ケース基板８
１、共振プレート１０１及びケース基板８３を積層して
得られた積層体に端子電極１００ａ〜１００ｆを形成す
ることにより、π型フィルタが構成される。すなわち、
端子電極１００ａ，１００ｂを共通接続して出力端と
し、端子電極１００ｃ，１００ｄを接地電位に接続し、
端子電極１００ｅ，１００ｆを共通接続し、入力端とす
ることにより、π型フィルタとして動作させることがで
きる。よって、第２の実施例の場合と同様に、Ｔ型フィ
ルタ９０とπ型フィルタ１００とを接続することによ
り、３段のラダー型フィルタを構成することができる。

【０１４９】第４の実施例第４の実施例のラダー型フィルタ１２０を、図４４及び
図４５を参照して説明する。

【０１５０】本実施例では、圧電共振子２６，２８が１
枚の共振プレート１２１として一体化されている。すな
わち、圧電共振子２６，２８がスペーサ１２２を介して
接着されており、かつ圧電共振子２８の側方にスペーサ
１２３が、圧電共振子２６の外側にはスペーサ１２４が
接合されて、共振プレート１２１が構成されている。他
方、共振プレート１２１を、上下からケース基板１２
５，１２６で挟持し積層することにより、図４５に示す
積層体が得られる。

【０１５１】この積層体の対向端面に端子電極１２０ａ
〜１２０ｄを形成することにより、１段のラダー型フィ
ルタが構成される。すなわち、端子電極１２０ａを接地
電位に接続し、端子電極１２０ｂを入力端とし、端子電
極１２０ｃ，１２０ｄを共通接続し出力端とすることに
より、図４６に示すように１段のラダー型フィルタが構
成される。また、上記共振プレート１２１を複数枚、間
に空洞形成用スペーサを介して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し得る。

【０１５２】第５の実施例図４７は、第５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４８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４７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
４８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４９に
示す２段のラダー型フィルタが構成される。

【０１６０】第６の実施例第６の実施例に係るラダー型フィルタ１５０の構造を、
図５０に分解斜視図で、図５１に外観斜視図で示す。

【０１６１】本実施例は、第５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。この圧電共振子１５５，１５６
は、第５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。

【０１６３】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。なお、１５７，
１５８はケース基板を、１５９ａ〜１５９ｃは空洞形成
用スペーサを示す。

【０１６５】上記各部材を積層して得られた積層体に、
図５１に示すように外部電極１５０ａ〜１５０ｆを形成
することにより、第６の実施例のラダー型フィルタ１５
０が得られる。

【０１６６】ラダー型フィルタ１５０では、第５の実施
例と同様に外部電極を接続することにより、第５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７の実施例図５２は、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であり、図５３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５の実施例と同様に構成されている。図５２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５２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５３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
５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８の実施例前述してきた第１〜第７の実施例では、動吸振部内蔵型
圧電共振子をその主面が水平方向となるように複数の部
材を積層して積層型のラダー型フィルタが構成されてい
た。しかしながら、本発明のラダー型フィルタは、圧電
共振子の主面が水平方向を向くように複数積層した構造
を有するものに限らない。第８の実施例はこのように複
数の圧電共振子を主面が垂直方向を向くように積層した
構造の例である。

【０１７５】図５４を参照して、ラダー型フィルタ１７
０では、圧電横効果を利用した幅拡がりモードの動吸振
部内蔵型圧電共振子１７１，１７３と、圧電縦効果を利
用した幅拡がりモードの動吸振部内蔵型圧電共振子１７
２，１７４とが、図示のように交互にスペーサ１７５を
介して横方向に積層される。なお、圧電共振子１７１の
外側及び圧電共振子１７４の外側には、それぞれ、略コ
の字状のスペーサ１７６，１７７が貼り合わされる。

【０１７６】なお、上記複数のスペーサ１７５及びスペ
ーサ１７６，１７７は、各圧電共振子の保持部に接着さ
れる。従って、スペーサ１７５，１７６，１７７を用い
て複数の圧電共振子１７１，１７４を接着し一体化した
構造において、各圧電共振子１７１〜１７４の共振部及
び動吸振部の振動が妨げられることはない。

【０１７７】本実施例では、上述した圧電共振子１７１
〜１７４をスペーサ１７５〜１７７とともに接着し一体
化した構造体の上面及び下面にケース基板１７８，１７
９が積層される。

【０１７８】このようにして得られたラダー型フィルタ
１７０の外観を図５５に示す。外部との接続は、得られ
た積層体の端面に形成された端子電極１７０ａ〜１７０
ｄ，１７０ｅ〜１７０ｈを利用して行われる。すなわ
ち、端子電極１７０ａ，１７０ｇを接地電位に接続し、
端子電極１７０ｂ〜１７０ｄを共通接続し、端子電極１
７０ｅ，１７０ｆを共通接続して出力端とし、端子電極
１７０ｈを入力端とすることにより、２段のラダー型フ
ィルタが構成される。

【０１７９】第９の実施例上述してきた実施例では、動吸振部を有する複数の圧電
共振子を用いてラダー型フィルタが構成されていたが、
本発明のラダー型フィルタでは、少なくとも１つの圧電
共振子が動吸振部内蔵型圧電共振子により構成されてお
りさえすればよい。このような実施例を、図５６及び図
５７を参照して説明する。

【０１８０】第９の実施例に係るラダー型フィルタ１８
０では、共振プレート１８１の上下にケース基板１８
２，１８３が積層される。ケース基板１８２，１８３
は、前述した第１の実施例で用いたケース基板と同様に
構成されている。

【０１８１】共振プレート１８１では、動吸振部内蔵型
圧電共振子１８４，１８５と、動吸振部を有しない通常
のＴＳモードを利用した厚みすべり振動モードの圧電共
振子１８６，１８７とが、空洞形成用スペーサ１８８，
１８９，１９０を介して横方向に積層されている。スペ
ーサ１８８〜１９０は、絶縁性セラミックスまたは合成
樹脂よりなり、各圧電共振子の両端近傍に接着されてい
る。

【０１８２】また、最外側には、スペーサ１９１，１９
２が貼り合わされており、それによって共振プレート１
８１が構成されている。スペーサ１９１，１９２につい
ても、絶縁性セラミックスもしくは合成樹脂等により構
成することができ、圧電共振子１８１，１８７の一方主
面側において、両端近傍に接着されている。

【０１８３】ところで、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１８４は、図５７に示すよう
に、矩形板状の圧電セラミック板１８４ａの一方主面に
共振電極１８４ｂを形成した構造を有する。共振電極１
８４ｂは、図示されている側主面において圧電セラミッ
ク板１８４ａの一方端近傍に形成された電極１８４ｃに
電気的に接続されている。また、本実施例では、圧電セ
ラミック板１８４ａにおいて、２本の横方向に延びる溝
１８４ｄ，１８４ｅが形成されており、該溝１８４ｄ，
１８４ｅ間に電極１８４ｆが、溝１８４ｅと圧電セラミ
ック板１８４ａの他方端との間に電極１８４ｇ，１８４
ｈが形成されている。この構造は、圧電セラミック板１
８４ａにおいて、両端に等しい面積の電極１８４ｃ，１
８４ｈを形成し、両者を結ぶように細長い電極を形成し
た後、上記溝１８４ｄ，１８４ｅをダイシング等により
形成することにより得られる。

【０１８４】他方、圧電セラミック板１８４ａの他方端
面においても同様に、但し溝１８４ｄ，１８４ｅとは、
圧電セラミック板１８４ａの長さ方向中央部分を介して
反対側に２本の溝１８４ｉ，１８４ｊを形成することに
より、共振電極及び共振電極に連なる電極が形成されて
いる。

【０１８５】従って、圧電セラミック板１８４ａを介し
て両側の共振電極が重なり合う部分、すなわち溝１８４
ｄと１８４ｉとで挟まれる部分がすべり振動モードで共
振する共振部として構成されている。

【０１８６】また、上記溝１８４ｄ，１８４ｅ間の圧電
セラミックス部分及び溝１８４ｉ，１８４ｊ間の圧電セ
ラミックス部分が、それぞれ動吸振部を構成する。な
お、ＴＳモードを利用した公知のすべり振動モードの圧
電共振子１８６，１８７は、矩形板状の圧電セラミック
板の中央部分で圧電セラミック板を介して重なり合う一
対の共振電極を形成した周知の電極構造を有するように
構成されている。もっとも、両主面の共振電極は、それ
ぞれ異なる端部に引き出されている。

【０１８７】本実施例のラダー型フィルタ１８０は、上
記共振プレート１８１の上下にケース基板１８２，１８
３を接着することにより構成され、得られた積層体の対
向端面に所定の端子電極を形成することにより、前述し
た実施例と同様に動吸振部内蔵型圧電共振子を用いたラ
ダー型フィルタを構成することができる。本実施例にお
いても、動吸振部内蔵型圧電共振子を用いてラダー型フ
ィルタが構成されているため、圧電音叉型共振子を用い
たラダー型フィルタに比べて帯域幅を拡げることが可能
となる。

【０１８８】上述してきた第１〜第９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、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。

【０１８９】第１０の実施例図５８は、本発明の第１０の実施例に係るラダー型フィ
ルタの分解斜視図である。

【０１９０】本実施例では、ベース基板１９３と、キャ
ップ材１９４とで構成される空間内に共振プレート１９
５が配置される。ベース基板１９３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絶縁材
料により構成されている。ベース基板１９３上には、接
続導電部１９３ａ〜１９３ｃが形成されている。これら
の接続導電部１９３ａ〜１９３ｃ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、かつ、ベース基
板１９３の側面に形成された切欠に形成された外部電極
１９３ｄ〜１９３ｇの何れかに電気的に接続されてい
る。

【０１９１】キャップ材１９４は、合成樹脂あるいは金
属など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１９４は、開口部が、ベース基板１９
３の上面の面積よりも小さくされている。従って、キャ
ップ材１９４の下端面からベース基板１９３の上面に絶
縁性接着剤等を用いて接合されることより、キャップ剤
１９４がベース基板１９３と一体化される。もっとも、
キャップ材１９４の開口部の大きさは、ベース基板１９
３の側面に当接されるように選ばれていてもよい。

【０１９２】本実施例では、共振プレート１９５は、電
極引き出し部分が若干異なること、及び第１，第２のス
ペーサ板１４４及び１４５を有しないことを除いては、
図４７に示した共振プレート１３５と同様に構成されて
いる。すなわち、図４７に示した圧電共振子１４２，１
４３と似た構造を有する圧電共振子１９６，１９７が互
いの圧電振動部１９６ａ，１９７ａの振動を妨げないよ
うに横方向に連結されることにより、共振プレート１９
５が構成されている。

【０１９３】このように、本発明において、横方向に連
結される２個の共振子は、該少なくとも２個の共振子の
みにより共振プレートを構成するように一体化されても
よい。

【０１９４】なお、圧電共振子１９６及び圧電共振子１
９７の圧電振動部１９６ａ，１９７ａは、それぞれ、前
述した圧電共振子１４３及び圧電共振子１４２の圧電振
動部とほぼ同様に構成されている。もっとも、圧電共振
子１９６，１９７では、動吸振部は設けられていない。
すなわち、圧電共振子１９６が上述した第２のタイプの
圧電共振子により、圧電共振子１９７が第１のタイプの
圧電共振子により構成されている。

【０１９５】そして、両圧電共振子１９６，１９７は、
互いの保持部１９６ｂ，１９７ｂ及び１９６ｃ，１９７
ｃを結合することにより一体化されている。なお、共振
プレート１９５のベース基板１９３への固定に際して
は、導電性接着剤を用いて行われる。すなわち、圧電共
振子１９６の一方の共振電極及び圧電共振子１９７の上
面の共振電極に接続される引き出し電極１９９ａが、導
電性接着剤１９８ａを介して接続導電部１９３ａに結合
される。同様に、圧電共振子１９７の下面の共振電極に
電気的に接続された引き出し電極が、導電性接着剤１９
８ｂを介して接続導電部１９３ｂに電気的に接続される
とともに、物理的に接合される。なお、図５８では図示
されていないが、圧電共振子１９６の他方の共振電極に
接続されており、かつ圧電共振子１９６の下面に形成さ
れた引き出し電極も、導電性接着剤を介して、上記接続
導電部１９３ｃに電気的に接続される。

【０１９６】この場合、上記導電性接着剤１９８ａ，１
９８ｂを所定の厚みに塗布することにより、圧電共振子
１９６，１９７の圧電振動部１９６ａ，１９６ｂの振動
を妨げないための空間を、圧電共振子１９６，１９７と
ベース基板１９３との間に形成することができる。な
お、導電性接着剤に代えて、上記空間を確保するための
スペーサを介して共振プレート１９５をベース基板１９
３上に貼り合わせてもよい。

【０１９７】本実施例のラダー型フィルタにおいても、
２個の圧電共振子１９６，１９７が、横方向に連結され
て一体化されている。従って、低背化を促進し得るチッ
プ型の圧電フィルタを容易に構成することができる。ま
た、ベース基板１９３とキャップ材１９４との間に構成
された密閉空間内に、複数の圧電共振子１９６，１９７
が囲撓されているため、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も容易である。

【０１９８】＜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５９〜図６３
を参照して説明する。

【０１９９】今、図５９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。

【０２００】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６０に示
す振動モードが励振されることがわかった。なお、図６
０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。

【０２０１】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６１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６１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。

【０２０２】図６１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。

【０２０３】図６１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６６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。

【０２０４】従って、上記連結部５２２，５２３を連結
して、図６１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６２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。

【０２０５】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。

【０２０６】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６１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６１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２１を
構成する材料のポアソン比σとが、図６３（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６３
（ａ）の結果から、比ｂ／ａが、

【０２０７】

【数１０】

【０２０８】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。

【０２０９】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６１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６３（ｂ）に示す。

【０２１０】図６３（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。

【０２１１】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（１）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。

【０２１２】第３のタイプの圧電共振子の具体例図６４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６５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。

【０２１３】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。

【０２１４】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。

【０２１５】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。

【０２１６】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６２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６２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。

【０２１７】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。

【０２１８】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。

【０２１９】この場合、圧電板３２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５３３，
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。

【０２２０】第１１の実施例図６６は、本発明の第１１の実施例にかかるラダー型フ
ィルタの分解斜視図を、図６７は、外観を示す斜視図で
ある。

【０２２１】本実施例のラダー型フィルタは、共振プレ
ート５５１と、共振プレート５５１の上下に貼り合わさ
れるケース基板５５２，５５３とを有する。共振プレー
ト５５１は、上記第１の圧電共振子５３１と同様に構成
された第３のタイプの圧電共振子５３１Ａを有する。圧
電共振子５３１Ａは、上面及び下面に形成された接続導
電部５４２，５４３の形状が若干異なることを除いて
は、図６４及び図６５に示した第１の圧電共振子５３１
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。

【０２２２】本実施例では、圧電共振子５３１Ａの外側
に、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５５４，５５５が接合されている。圧電共振子
５５４では、細長い矩形の圧電板に溝５５８，５５９が
形成されており、該溝５５８，５５９で挟まれている部
分が圧電振動部として構成されている。圧電振動部５６
０では、圧電板が矢印Ｐ方向、すなわち圧電共振子５５
４の長さ方向に延びるように分極処理されている。ま
た、圧電振動部５６０の平面形状は、その長辺の長さを
ｂ、短辺の長さをａとし、圧電振動部５６０を構成して
いる材料のポアソン比をσとしたときに、前述した式
（３）を満たすように選ばれている。他方、圧電共振子
５５４には、上面において、両側縁に沿うように、第
１，第２の共振電極５６１，５６２が形成されている。
他方、他面においても、第１，第２の共振電極５６３，
５６４が形成されている。なお、図６６においては、共
振プレート５５１の下面の電極形状を、右方に略図的に
示すことにする。圧電共振子５５４では、上記第１，第
２の共振電極５６１，５６２が、両端の保持部上に形成
された引出し電極５６５，５６６に、それぞれ、電気的
に接続されている。同様に、下面においては、第１，第
２の共振電極５６３，５６４が、それぞれ、引出し電極
５６７，５６８に電気的に接続されている。なお、圧電
共振子５５５についても、圧電共振子５５４と同様に構
成されている。

【０２２３】圧電共振子５５４では、上記第１，第２の
共振電極５６１，５６２及び第１，第２の共振電極５６
３，５６４間に交流電圧を印加することにより、圧電振
動部５６０がすべりモードで励振される。また、圧電振
動部５６０が上記特定の形状を有するため、共振エネル
ギーは、圧電振動部５６０に効果的に閉じ込められる。
すなわち、溝５５８，５５９の外側の保持部を利用して
機械的に支持したとしても、共振特性に劣化が生じ難
い。

【０２２４】圧電共振子５５４，５５５の外側には、第
１，第２のスペーサー板５５６，５５７が接合されてい
る。スペーサー板５５６，５５７は、圧電共振子５５
４，５５５の共振部分の振動を妨げないように、空隙５
５７ａ，５５６ａを有するように、コの字状の部材で構
成されている。なお、圧電共振子５３１Ａと、圧電共振
子５５４，５５５も、同様に、それぞれの圧電振動部同
士が接触しないように、間に空隙を介して接合されてい
る。

【０２２５】上記第１，第２のスペーサー板５５６，５
５７は、例えばアルミナなどの絶縁性セラミックスや、
合成樹脂などの適宜の材料で構成される。第１，第２の
スペーサー板５５６，５５７は、圧電共振子５３１Ａ，
５５４，５５５と同様の厚みを有するように構成されて
いる。すなわち、共振プレート５５１は、全体としてほ
ぼ一様な厚みを有する板状の部材として用意される。

【０２２６】第１，第２のケース基板５５２，５５３
は、それぞれ、アルミナなどの絶縁性セラミックスや合
成樹脂により構成される。第２のケース基板５５３の上
面には、平面形状が矩形の凹部５５３ａが形成されてい
る。特に図示はしないが、第１のケース基板５５２の下
面にも、同様の凹部が形成されている。凹部５５３ａ
は、圧電共振子５３１Ａ，５５４，５５５の振動部分の
振動を妨げないための空間を共振プレート５５２の下方
に設けるために形成されている。

【０２２７】図６７に示すように、本実施例のラダー型
フィルタ５５０は、上記共振プレート５５１及び第１，
第２のケース基板５５２，５５３を接着剤等により貼り
合わせることにより得られる。なお、得られた積層体５
６９では、外部電極５７０ａ〜５７０ｃが一方側面に、
外部電極５７０ｄ〜５７０ｆが他方側面に形成される。

【０２２８】従って、チップ型フィルタ５５０では、外
部電極５７０ｃを入力端、外部電極５７０ｂを基準電位
に接続される端子、外部電極５７０ａを出力端とし、外
部電極５７０ｄ〜５７０ｆを相互に接続することによ
り、図６８に示すＴ型を構成することができる。図６８
の回路では、上記すべりモードを利用した圧電共振子５
５４，５５５により、２個の直列共振子が構成され、圧
電共振子５３１Ａにより１個の並列共振子が構成され
る。

【０２２９】上記チップ型フィルタ５５０を、次に説明
するπ型の接続構造を有するチップ型フィルタと組み合
わせることにより、３段のラダー型フィルタを構成する
ことができる。

【０２３０】第１２の実施例図６９及び図７０は、それぞれ、第１２の実施例にかか
るチップ型の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である。このラダー型フィル
タは、図７１に示すπ型の回路構成を有するものであ
り、従って前述したＴ型の接続構造を有するラダー型フ
ィルタ５５０と組み合わせることにより、３段のラダー
型フィルタを構成することができる。

【０２３１】図６９を参照して、本実施例のチップ型フ
ィルタで、共振プレート５７１の上下に第１，第２のケ
ース基板５７２，５７３が積層される。第１，第２のケ
ース基板５７２，５７３は、前述した第１，第２のケー
ス基板５５２，５５３と同様に構成されている。すなわ
ち、ケース基板５７３の上面には凹部５７３ａが形成さ
れており、同様に、ケース基板５７２の下面にも凹部が
形成されている。

【０２３２】また、共振プレート５７１では、すべりモ
ードを利用した圧電共振子５７４が中央に配置されてお
り、該圧電共振子５７４の両側に、第３のタイプの圧電
共振子５３１Ａ，５３１Ａが接続されている。圧電共振
子５７４は、第１１の実施例で用いたすべりモードを利
用した圧電共振子５５４と同様に構成されている。すな
わち、第１２の実施例は、直列共振子を構成するための
圧電共振子５７４が中央に配置されており、両側に並列
共振子を構成するための圧電共振子５３１Ａ，５３１Ａ
が接合されている構造を有する。また、圧電共振子５３
１Ａ，５３１Ａの各外側には、第１，第２のスペーサー
板５７５，５７６が貼り合わされている。第１，第２の
スペーサー板５７５，５７６は、第１１の実施例で用い
た第１，第２のスペーサー板５５６，５５７と同様に構
成されている。上記のように、圧電共振子５７４は、圧
電共振子５５４（図６６）と同様に構成されているた
め、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。

【０２３３】本実施例のチップ型フィルタでは、上記共
振プレート５７１の上下にケース基板５７２，５７３を
貼り合わせることにより、図７０に示す積層体５７７が
得られる。この積層体５７７の両側面に、それぞれ、外
部電極５７８ａ〜５７８ｃ及び５７８ｄ〜５７８ｆを形
成する。このようにして、第１２の実施例のチップ型の
ラダー型フィルタ５７９が得られる。

【０２３４】ラダー型フィルタ５７９では、外部電極５
７８ａと外部電極５７８ｂとを共通接続し、出力端とし
て用いる。また、外部電極５７８ｃ及び外部電極５７８
ｄを基準電位に接続する。そして、外部電極５７８ｅと
外部電極５７８ｆとを共通接続し、入力端として用い
る。上記のようにして用いることにより、図７１に示す
π型の接続構造を有するラダー型フィルタとして動作さ
れる。

【０２３５】また、第１１の実施例のラダー型フィルタ
５５０と、第１２の実施例のラダー型フィルタ５７９と
を接続することにより、３段のラダー型フィルタを構成
することができる。すなわち、図７２に示すように、ラ
ダー型フィルタ５５０の出力端と、ラダー型フィルタ５
７９の入力端とを接続することにより、例えば、第１１
の実施例のラダー型フィルタの外部電極５７０ａと、第
１２の実施例のラダー型フィルタ５７９の外部電極５７
８ｅ，５７８ｆとを電気的に接続することにより、３段
のラダー型フィルタとして動作させることができる。

【０２３６】その他上述した第１〜第１２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１２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。

【０２３７】なお、第１〜第１２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２１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。

【０２３８】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。

【０２３９】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６４及び図６５に示したものに限られ
ない。例えば、図７３及び図７４に示すように、圧電振
動部６００の両面に、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６
２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６４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２ｍ次の振動が確実に励振
される。

【０２４０】

【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個の板状の共振子が横方向に、すなわち実装面に平行
な方向に連結されているため、ラダー型フィルタの高さ
を小さくすることができる。また、このような構造を有
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。

【０２４１】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】相対変位量とｎの値との関係を示す図。

【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の実施例で用意されるＴ接続型フィルタ
の外観を示す斜視図。

【図３６】第２の実施例で用意されるＴ接続型フィルタ
の回路構成を示す図。

【図３７】第２の実施例で用意されるπ接続型フィルタ
を示す分解斜視図。

【図３８】第２の実施例で用意されるπ接続型フィルタ
の斜視図。

【図３９】第２の実施例で用意されるπ接続型フィルタ
の回路構成を示す図。

【図４０】第３の実施例で用意されるＴ接続型フィルタ
を説明するための分解斜視図。

【図４１】第３の実施例で用意されるＴ接続型フィルタ
の外観を示す図。

【図４２】第３の実施例で用意されるＴ接続型フィルタ
を説明するための分解斜視図。

【図４３】第３の実施例で用意されるＴ接続型フィルタ
を説明するための斜視図。

【図４４】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。

【図４５】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４６】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４７】本発明の第５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４８】第５の実施例のラダー型フィルタの外観を示
す斜視図。

【図４９】第５の実施例のラダー型フィルタの回路構成
を示す図。

【図５０】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５１】第６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５２】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５３】第７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５４】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５５】第８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５６】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５７】図５６に示した実施例で用いられる圧電共振
子を説明するための斜視図。

【図５８】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５９】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６０】図５９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６１】図５９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６２】図６１の変位状態における電荷分布を示す平
面図。

【図６３】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、ポアソン比
σと比（ｂ／ａ）との関係及びｎと相対変位量との関係
を示す図。

【図６４】第３のタイプの圧電共振子の一例を示す平面
図。

【図６５】圧電板を透かして図６４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６６】第１１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６７】第１１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６８】第１１の実施例のラダー型フィルタの回路構
成を示す図。

【図６９】第１２の実施例に係るラダー型フィルタの分
解斜視図。

【図７０】第１２の実施例のラダー型フィルタの外観を
示す斜視図。

【図７１】第１２の実施例のラダー型フィルタの回路構
成を示す図。

【図７２】第１１の実施例のラダー型フィルタと第１２
の実施例のラダー型フィルタとを接続した結線状態を示
す平面図。

【図７３】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７４】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て平面図。

【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…幅拡がり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、前記直列共振子及び並列共振子のうち、少なくとも２個
の共振子が実装面に対して横方向に連結されており、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
前記少なくとも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、
前記少なくとも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２ｍ次（但し、ｍ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、少なくとも前記少な
くとも２個の共振子が連結された構造が挟持されてい
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、少なくとも前記少なくとも２つの
共振子が連結された構造が積層されており、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】横方向に連結された少なくとも２個の
前記圧電共振子の両側に、前記各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た第１，第２のスペー
サ板をさらに備え、それによって少なくとも２個の圧電
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少な
くとも２個の圧電共振子及び第１，第２のスペーサ板が
同一の部材を用いて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】前記共振プレートが複数枚備えられて
おり、かつ該複数枚の共振プレートが互いの圧電振動部
の振動を妨げないように積層されている、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１４】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１３に記載の
ラダー型フィルタ。