JPH07273596A - 圧電フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単一の素子で構成することができ、部品点数
の低減及び製造工程の簡略化を果たし得る二重モード圧
電フィルタを提供する。 【構成】 幅拡がりモードで共振するエネルギー閉じ込
め型の第１，第２の圧電共振部２，３を接続部４を介し
て機械的に連結し、第１，第２の圧電共振部２，３の外
側に支持部９，１０及び保持部１１，１２を連結してな
り、圧電共振部２，３の平面形状が、短辺の長さをａ、
長辺の長さをｂ、ポアソンをσとしたときに、長辺の短
辺の長さの比ｂ／ａが、 【数１】 を満たす値を中心として±１０％の範囲とされている、
圧電フィルタ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば対称モード及び
非対称モードを利用した二重モードのような多重モード
圧電フィルタに関し、特に、エネルギー閉じ込め型の圧
電フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、圧電共振子の対称モード（Ｓモー
ド）及び非対称モード（Ａモード）を利用した二重モー
ド圧電フィルタが知られている。従来の二重モード圧電
フィルタとしては、長さ振動モードや拡がりモードなど
の振動モードを結合子で接合したものが知られており、
フィルタ素子を、ばね端子等で挟持したり、リード線を
半田付けして支持したりし、かつ絶縁性材料よりなるケ
ース内に封入した構造が知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
二重モード圧電フィルタでは、拡がりモードを利用した
圧電共振子のように、機械的に保持された場合にその共
振特性が変化する共振子が用いられていた。従って、ば
ね端子などを用いて電気的接続及び機械的保持を図らな
ければ、所望の共振特性を引き出すことができなかっ
た。よって、上記のようにばね端子等を用いケースに収
納するという煩雑な工程を経なければ製造することがで
きず、かつ多数の部品を用意しなければならなかった。

【０００４】本発明の目的は、部品点数の削減及び製造
工程の簡略化を果たし得る新規な多重モード圧電フィル
タを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するためになされたものであり、第１，第２の圧電共
振部を単一の素子において構成し、それによって上記課
題を達成したことを特徴としたものである。

【０００６】すなわち、本願の第１発明は、幅拡がりモ
ードを利用した第１，第２の圧電共振部と、第１，第２
の圧電共振部を機械的に連結してなる接続部と、第１，
第２の圧電共振部の少なくとも一方に連結された支持部
と、支持部に連結された保持部と、第１，第２の圧電共
振部を幅拡がりモードで共振させるために、第１，第２
の共振部に設けられた電極とを備える圧電フィルタであ
る。

【０００７】また、第１発明の圧電フィルタにおいて、
好ましくは、幅拡がりモードで共振される第１，第２の
圧電共振部が、矩形の短辺の長さをａ、長辺の長さを
ｂ、圧電共振部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、長辺と短辺の長さの比ｂ／ａが、

【０００８】

【数３】

【０００９】を中心として±１０％の範囲内とされてい
る断面が矩形の圧電体を用いて構成される。

【００１０】また、本願の第２発明は、すべりモードを
利用した第１，第２の圧電共振部と、第１，第２の圧電
共振部を機械的に連結している接続部と、第１及び第２
の圧電共振部の少なくとも一方に連結された支持部と、
支持部に連結された保持部と、第１，第２の圧電共振部
をすべりモードで共振させるために、前記第１，第２の
圧電共振部に設けられた電極とを備え、すべりモードを
利用した第１，第２の圧電共振部が、それぞれ、主面と
平行な方向に分極処理された圧電板を用いて構成されて
おり、該共振部の主面において電界が印加される方向の
長さをｂ、電界が印加される方向に直交する方向の長さ
をａ、圧電セラミック板を構成している材料のポアソン
比をσとしたときに、ｂ／ａが、

【００１１】

【数４】

【００１２】を中心として±１０％の範囲内とされてい
る圧電フィルタである。

【００１３】さらに、本願の第３発明は、第１，第２の
圧電共振部と、第１，第２の圧電共振部を機械的に連結
している接続部と、第１，第２の圧電共振部の少なくと
も一方に連結された支持部と、支持部に連結された動吸
振部と、動吸振部に連結された連結部と、連結部に連結
された保持部と、第１，第２の圧電共振部を共振させる
ために、該第１，第２の共振部設けられた電極とを備え
る圧電フィルタである。

【００１４】上記第１〜第３の発明にかかる圧電フィル
タは、上述した課題を解決することにおいて共通し、か
ついずれもエネルギー閉じ込め型の圧電フィルタである
ことにおいて共通している。

【００１５】

【作用】本願の第１〜第３発明では、第１，第２の圧電
共振部、接続部、支持部及び保持部が相互に連結されて
一体化されている。すなわち、第１，第２の圧電共振部
を有する圧電フィルタが、単一の素子として構成されて
いる。従って、圧電フィルタの製造工程の簡略化及び部
品点数の削減を果たすことができる。

【００１６】また、第１発明では、上記第１，第２の圧
電共振部が幅拡がりモードを利用した圧電共振部で構成
されており、従って、後述の実施例から明らかなよう
に、該幅拡がりモードを利用した圧電共振部では共振エ
ネルギーが共振部及びその近傍に閉じ込められる。

【００１７】同様に、第２発明では、すべりモードを利
用した第１，第２の圧電共振部が上記式（２）で示す関
係を満たすように構成されているため、共振エネルギー
が各共振部及びその近傍に効果的に閉じ込められる。

【００１８】さらに、第３発明では、動吸振部が設けら
れており、動吸振現象により該動吸振部に伝達してきた
漏洩信号が効果的に抑制される。従って、動吸振部まで
の部分に、共振部の振動エネルギーが効果的に閉じ込め
られる。

【００１９】よって、本願の第１〜第３発明では、上記
保持部を利用して機械的にケースや他の部材に固定する
ことができるため、所望通りの特性を発揮し得る多重モ
ード圧電フィルタを構成することができる。

【００２０】

【実施例の説明】以下、図面を参照しつつ実施例を説明
することにより、本発明を明らかにする。

【００２１】第１の実施例 図１（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施例にかか
る圧電フィルタを示す平面図及び圧電板を透かして下方
の電極形状を示した平面図である。

【００２２】圧電フィルタ１は、第１，第２の圧電共振
部２，３を有する。第１，第２の圧電共振部２，３は、
同じように構成されており、後述するように、幅拡がり
モードで共振される。

【００２３】第１，第２の圧電共振部２，３はそれぞ
れ、平面形状が長方形の圧電板の両主面の全面に電極
５，６，７，８を形成した構造を有する。共振部２，３
は、短辺側の側面中央同士が接続部４で連結されてい
る。また、矩形の圧電板は、それぞれ、厚み方向に分極
処理されている。共振部２，３は、上記圧電板を用いて
構成されているため、共振部２，３も、図示のように長
方形の平面形状を有する。この長方形は、短辺の長さを
ａ、長辺の長さをｂとし、圧電板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％の範囲内とされ
ている。従って、電極５，７間に、及び電極６，８間に
交流電圧を印加することにより、共振部２，３は、それ
ぞれ幅拡がりモードにより励振される。

【００２４】上記幅拡がりモードの振動とは、正方形板
の拡がりモードと、長方形板の幅モードとの間の振動姿
態をとる振動モードであり、上記式（１）を満たす値を
中心として±１０％の範囲内に比ｂ／ａを選択すること
により励振される。幅拡がりモード振動では、振動のノ
ードは、長方形板の短辺略中央に位置する。本実施例で
は、圧電板の短辺側の側面中央に支持部９，１０が連結
されている。従って、共振部２，３の振動が、該共振部
２，３に効果的に閉じ込められる。このことは、本願発
明者により実験的に確かめられたものである（特願平５
−８７４７３号）。

【００２５】なお、本実施例では、断面が矩形の圧電体
として、平面形状が長方形の上記圧電板を示したが、厚
みが上記長辺や短辺よりも大きい直方体状の圧電体を用
いてもよく、その断面形状が比ｂ／ａの上記範囲内の矩
形であれば同様に幅拡がりモードを励振し得る。

【００２６】上記のように、圧電共振部２，３の外側短
辺中央には、支持部９，１０が連結されている。支持部
９，１０は、図示のように圧電共振部２，３に比べて細
い幅の部材で構成されており、該支持部９，１０の外側
端には、保持部１１，１２が連結されている。

【００２７】保持部１１，１２は、圧電フィルタ１を他
の部材に固定するために用いられる部分である。また、
後述のように端子電極を形成する部分にもあたるため、
本実施例には、支持部９，１０に比べて相対的に大きな
面積を有するように構成されている。

【００２８】なお、保持部１１，１２は、支持部９，１
０と同一幅に構成されていてもよい。すなわち、図示の
支持部９，１０をそれぞれの長さを延長し、外側部分を
保持部として用いてもよい。

【００２９】本実施例の圧電フィルタ１では、上記第
１，第２の共振部２，３、接続部４、支持部９，１０及
び保持部１１，１２が上記のように相互に連結されて一
体化されている。この場合、各部分は別部材で構成され
ていて、上記のように接合されていてもよいが、本実施
例では、１枚の圧電セラミック板を図１（ａ）に示した
平面形状を有するように機械加工することにより各部分
が構成されている。

【００３０】上記圧電セラミック板としては、チタン酸
ジルコン酸鉛系圧電セラミックスや、ＬｉＮｂＯ₃ 圧電
単結晶またはＬｉＴａＯ₃ 圧電単結晶などの圧電材料か
らなるものを用いることができる。

【００３１】また、圧電共振部２，３と、他の部分を別
部材で構成し相互に接合して一体化する場合には、少な
くとも上記圧電共振部２，３に用いられる板状部材のみ
を、上記圧電材料により構成すればよい。

【００３２】保持部１１，１２の上面には、それぞれ、
端子電極１３，１４が保持部１１，１２の一方端面１１
ａ，１２ａ側に寄せられて形成されている。端子電極１
３，１４は、それぞれ、第１，第２の共振部２，３に形
成された電極５，６に電気的に接続されている。

【００３３】他方、下面側においては、保持部１１，１
２の下面に、端子電極１５，１６が形成されている。端
子電極１５，１６は、保持部１１，１２の端面１１ｂ，
１２ｂ側に寄せられて形成されている。すなわち、端子
電極１５，１６は、保持部１１，１２を挟んで、上面側
の端子電極１３，１４とは重なり合わないように、反対
側の位置に形成されている。

【００３４】なお、１７ａ〜１７ｄは、それぞれ接続導
電部を示し、共振部の電極と端子電極１３〜１６とを電
気的に接続するものである。図１から明らかなように、
上面側の接続導電部１７ａと、下面側の接続導電部１７
ｃとは支持部９において表裏対向しないようにずらされ
て形成されている。同様に、接続導電部１７ｂと、接続
導電部１７ｄも、支持部１０において表裏対向し合わな
い位置に形成されている。これは、フィルタ特性に影響
を与える所望でない静電容量の発生を防止するためであ
る。

【００３５】本実施例の圧電フィルタ１は、端子電極１
３を入力端ＩＮとし、端子電極１４を出力端ＯＵＴと
し、端子電極１５，１６を基準電位、例えばアース電位
に接続することにより、二重モード圧電フィルタとして
動作する。圧電フィルタ１の減衰量−周波数特性を図２
に示す。

【００３６】図２から明らかなように、圧電フィルタ１
は、二重モード圧電フィルタとして動作するため、１０
００ｋＨｚ近傍に通過帯域を有するバンドパスフィルタ
として用い得ることがわかる。

【００３７】また、上述したように、第１，第２の圧電
共振部２，３に振動エネルギーが効果的に閉じ込められ
るため、圧電フィルタ１は、保持部１１，１２を用いて
機械的に保持することができる。従って、電気的接続に
際し、ばね端子のような複雑な形状の部品を必要としな
い。また、後述のチップ型圧電共振部品として構成した
例から明らかなように、保護基板等と積層することによ
り、容易にチップ型電子部品を構成することができる。

【００３８】また、第１，第２の圧電共振部２，３が上
記のように一体化されており、かつ単一の素子で二重モ
ード圧電フィルタが構成されているため、部品点数の低
減を図り得る。

【００３９】なお、本実施例の圧電フィルタ１では、第
１，第２の圧電共振部２，３の各外側に支持部９，１０
及び保持部１１，１２が設けられていたが、支持部９及
び保持部は、一方の圧電共振部の外側にのみ設けられて
いてもよい。

【００４０】第２の実施例 図３（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施例にかかる圧電フ
ィルタを示す平面図及び圧電板を透かして下方の電極形
状を示した模式的平面図である。

【００４１】第２の実施例の圧電フィルタ２１は、接続
導電部及び端子電極の形成位置が異なり、この圧電共振
部が差動接続されることを除いては、図１に示した第１
の実施例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、第１の
実施例について行った説明を援用することにより省略す
る。

【００４２】圧電フィルタ２１では、保持部１１の上面
において、端面１１ｂ側に寄せられて端子電極２３が形
成されている。また、保持部１２上においては、端面１
２ａ側に寄せられて端子電極２４が形成されている。

【００４３】他方、下面側においては、保持部１１の端
面１１ｂ側に寄せられて端子電極２５が形成されてお
り、保持部１２の端面１２ｂ側に寄せられて端子電極２
６が形成されている。また、接続導電部２７ａ〜２７ｄ
により、端子電極２３〜２６が電極５〜８に電気的に接
続されている。本実施例においても、支持部９において
上面に形成された接続導電部２７ａと下面に形成された
接続導電部２７ｃとが表裏対向し合わないように形成さ
れており、かつ接続導電部２７ｃと２７ｄも支持部１０
において表裏対向し合わないように形成されている。

【００４４】圧電フィルタ２１では、下面側の端子電極
２５が入力端ＩＮとして、上面側の端子電極２４が出力
端ＯＵＴとして、さらに、端子電極２３及び端子電極２
６がアース電位に接続される。すなわち、第１，第２の
圧電共振部２，３が上記のような電気的接続により差動
接続されていることになり、二重モード圧電フィルタと
して動作する。

【００４５】圧電フィルタ２１においても、圧電共振部
２，３が、接続部４により連結されて一体化されてお
り、かつ保持部１１，１３により機械的に保持すること
が可能とされている。従って、第１の実施例の圧電フィ
ルタ１と同様に、保持構造の簡略化、製造工程の簡略
化、部品点数の削減等を果たすことができる。

【００４６】第１の実施例の圧電フィルタを用いたチッ
プ型圧電共振部品 図４〜図６を参照して、第１の実施例にかかる圧電フィ
ルタを用いたチップ型圧電共振部品を説明する。

【００４７】図４は、チップ型圧電共振部品の使用部材
を説明するための分解斜視図であり、図５はチップ型圧
電共振部品の外観を示す斜視図であり、図６はその回路
構成を示す図である。

【００４８】図４を参照して、チップ型圧電共振部品
は、共振プレート３１の上下に保護基板３２，３３を積
層した構造を有する。共振プレート３１は、圧電フィル
タ１の側方に、スペーサー３４，３５を接合した構造を
有する。

【００４９】スペーサー３４，３５は、それぞれ、圧電
フィルタ１側に切欠３４ａ，３５ａを有する。切欠３４
ａ，３５ａは、圧電フィルタ１の振動部分、すなわち第
１，第２の圧電共振部２，３の振動を妨げないための空
間を圧電共振部２，３の側方に確保するために設けられ
ている。従って、スペーサー３４，３５は、切欠３４
ａ，３５ａが設けられている部分の両側において、圧電
フィルタ１の保持部１１，１２に接合されている。この
接合は、絶縁性接着剤等の適宜の材料を用いて行うこと
ができる。

【００５０】なお、上記スペーサー３４，３５は、圧電
フィルタ１と同等の厚みを有する絶縁性材料、例えば合
成樹脂や絶縁性セラミックスにより構成される。チップ
型圧電共振部品の強度を高めるためには、合成樹脂より
もアルミナなどの絶縁性セラミックスにより、スペーサ
ー３４，３５を構成することが好ましい。

【００５１】また、より好ましくは、上記圧電フィルタ
１、スペーサー３４，３５を一体化してもよい。すなわ
ち、圧電セラミック板を図４に示した共振プレート３１
の平面形状を有するように、エッチングや繰り抜き加工
により加工し、次に種々の電極を形成することにより、
共振プレート３１を構成してもよい。この場合には、ス
ペーサー３４，３５も圧電フィルタ１と一体の部材で構
成されることになるため、上記のような接合作業を省略
することができる。

【００５２】しかも、接合部分Ａが存在しないため、第
１，第２の圧電共振部２，３の密封性を高めることがで
きる。従って、最終的に得られるチップ型圧電共振部品
の耐湿性を効果的に高め得る。

【００５３】保護基板３２，３３は、それぞれ、絶縁性
セラミックスまたは合成樹脂などの適宜の絶縁性材料で
構成される。保護基板３３の上面には、凹部３３ａが形
成されている。凹部３３ａは、共振部２，３の振動を妨
げないのための空間を下方に形成するために設けられて
いる。従って、凹部３３ａの面積は、上記共振部２，３
を少なくとも囲撓し得るような大きさに選ばれる。

【００５４】同様に、他方の保護基板３２の下面にも、
凹部３３ａと同様の凹部が形成されている。なお、凹部
３３ａの形成に代えて、凹部３３ａと同様の大きさの開
口を有する矩形枠状のスペーサーを保護基板と共振プレ
ート３１との間に介在させてもよく、あるいは矩形枠状
に接着剤を付与することにより上記空間を確保してもよ
い。

【００５５】本実施例の圧電共振部品では、共振プレー
ト３１の上下に、上記保護基板３２，３３が絶縁性接着
剤などの適宜の接合手段を用いて積層され、一体化され
る。しかる後、図５に示すように、外部電極３６ａ〜３
６ｄを、得られた積層体の端面から上面及び下面に至る
ように形成することにより、チップ型フィルタ３７を得
ることができる。なお、外部電極３６ａ〜３６ｄは、そ
れぞれ、前述した端子電極１３〜１６に電気的に接続さ
れている。外部電極３６ａ〜３６ｄは、導電ペーストの
塗布・硬化、あるいは蒸着、スパッタリングもしくはめ
っき等の薄膜形成法により形成することができる。

【００５６】チップ型フィルタ３７は、チップ型部品と
して構成されているため、プリント回路基板上に容易に
面実装することができる。また、第１の実施例で説明し
たように、端子電極１３が入力端ＩＮとして、端子電極
１４が出力端ＯＵＴとして、端子電極１５，１６がアー
ス電位に接続されるため、上記外部電極３６ａが入力端
ＩＮとして、外部電極３６ｂが出力端ＯＵＴとして用い
られ、外部電極３６ｃ及び３６ｄは、アース電位に接続
されることになる。

【００５７】本実施例のチップ型フィルタ３７では、上
記のように共振プレート３１の上下に保護基板３２，３
３を積層して一体化し外部電極を形成するだけで、チッ
プ型部品として構成される。従って、従来の絶縁ケース
内に複数の圧電共振子を収納してなる圧電フィルタに比
べて、構造を大幅に簡略化することができ、かつチップ
型フィルタの小型化も果たすことができる。さらに、ば
ね端子等を内蔵していないため、耐機械的衝撃性も高め
られる。

【００５８】チップ型フィルタの他の例 図５に示したチップ型フィルタ３７では、第１の実施例
の圧電フィルタ１が用いられていたが、上記実施例の圧
電フィルタ１を複数用いてチップ型フィルタを構成して
もよい。このような例を、図７〜図１１を参照して説明
する。

【００５９】図７は、チップ型フィルタの他の例を説明
するための分解斜視図である。本構造例のチップ型フィ
ルタでは、第１の共振プレート４１と、第２の共振プレ
ート４２とが、矩形枠状のスペーサー４３を介して積層
されており、その上下に保護基板３２，３３が積層され
る。共振プレート４１，４２は、それぞれ、端子電極の
形成位置が異なることを除いては、図４に示した共振プ
レート３１とほぼ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。

【００６０】図８は、第１の共振プレート４１の下面側
の電極形状を示す模式的平面図である。下面側の端子電
極４４，４５は、支持部１１，１２の略中央部に形成さ
れている。

【００６１】同様に、図９は、第２の共振プレート４２
の下面の電極形状を示す模式的平面図である。第２の共
振プレート４２では、下面の端子電極４６，４７が保持
部１１，１２の略中央領域に形成されている。

【００６２】また、第２の共振プレート４２では、上面
側の端子電極４８，４９は、保持部１１，１２の端面１
１ｂ，１２ｂ側に寄せられて形成されている。従って、
共振プレート４１，４２を図７に示す向きに積層した場
合、端子電極４４，４６が保持部１１，１２の略中央部
分に形成されているため、端子電極４４と端子電極４６
とが上下に重なり合わされており、これらと、端子電極
１３と端子電極４８とは上下方向に重なり合わない位置
に配置されることになる。他方側の端子電極４５，４７
についても、上下に重ね合わされ、これらと、端子電極
１４と端子電極４９とは上下に重なり合わない位置に配
置されることになる。

【００６３】図７に戻り、矩形枠状のスペーサー４３
は、矩形の開口４３ａを有する。スペーサー４３は、共
振プレート４１，４２の各共振部２，３の振動を妨げな
いための空間を形成するために設けられている。

【００６４】スペーサー４３は、例えば矩形枠状の接着
剤フィルムにより構成することができるが、通常の合成
樹脂フィルタや絶縁性セラミックスによりスペーサー４
３を構成してもよく、その場合には、接着剤等を用いて
共振プレート４１，４２に接着される。また、スペーサ
ー４３に代えて、接着剤を共振プレート４１の下面及び
共振プレート４２の上面の少なくとも一方に塗布し硬化
させることにより、スペーサー４３を構成してもよい。

【００６５】本実施例では、上記共振プレート４１，４
２、スペーサー４３及び保護基板３２，３３を積層し、
図１０に示す外部電極５１〜５６を積層体の端面から上
面及び下面を覆うように形成することにより、チップ型
フィルタ５７が得られる。外部電極５１〜５６の形成
は、図５に示した外部電極３６ａ〜３６ｄと同様に行わ
れる。

【００６６】チップ型フィルタ５７の回路構成を図１１
に示す。ここでは、外部電極５４と５６が相互に接続さ
れている。図１０に示したチップ型フィルタ５７から明
らかなように、本発明のチップ型圧電フィルタを複数用
い、より多段の二重モード圧電フィルタをチップ型部品
として構成することができる。

【００６７】第３の実施例 図１２（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施例にかかる圧電
フィルタを説明するための平面図及び圧電板を透かして
下方の電極形状を示した模式的平面図である。圧電フィ
ルタ６１は、第１，第２の圧電共振部６２，６３を有す
る。圧電共振部６２，６３は接続部６４を介して連結さ
れている。圧電共振部６２，６３は、矩形板状の厚み方
向に分極処理された圧電板の両主面の全面に電極６５〜
６８を形成した構造を有する。圧電板を構成する材料と
しては、チタン酸ジルコン酸鉛系圧電セラミックス、Ｌ
ｉＮｂＯ₃ 圧電単結晶またはＬｉＴａＯ₃ 圧電単結晶な
どの適宜の圧電材料を用いることができる。

【００６８】上記共振部６２，６３を構成している圧電
板は平面形状が長方形であり、従って上記電極６５，６
７間及び電極６６，６８間に交流電圧を印加することに
より、第１，第２の圧電共振部６２，６３は幅モードあ
るいは幅拡がりモードで励振される。この場合、圧電共
振部６２，６３の平面形状を、第１の実施例の圧電フィ
ルタ１と同様に、式（１）を中心とした値から±１０％
を満たすように比ｂ／ａを選択した場合には、幅拡がり
モードで励振される。従って、比ｂ／ａを上記のように
選択した場合には、第１，第２の圧電共振部６２，６３
おいて振動エネルギーを効果的に閉じ込め得る。

【００６９】また、圧電共振部６２，６３の外側の側面
中央に、支持部６９，７０が連結されている。圧電共振
部６２，６３は、幅モードまたは幅拡がりモードで励振
されるため、その振動のノード点が、上記側面中央部に
位置する。従って、支持部６９，７０には、さほど振動
は漏洩してこない。さらに、支持部６９，７０の外側端
に、屈曲モードで振動する動吸振部７１，７２が設けら
れている。

【００７０】動吸振部７１，７２は、支持部６９，７０
から漏洩してきた振動を受けて屈曲モードで共振し、動
吸振現象により、漏洩してきた振動を抑制する。動吸振
現象の詳細は、谷口修著「振動工学」第１１３頁〜第１
１６頁（コロナ社発行）に記載されている。

【００７１】動吸振部７１，７２は、上記のように支持
部６９，７０を介して伝達してきた振動により屈曲モー
ドで共振し、動吸振現象により振動を抑制するように作
用するものであるため、動吸振部７１，７２の寸法は、
漏洩してきた振動に合わせて選択される。すなわち、動
吸振部７１，７２の共振周波数が、漏洩してきた振動の
周波数と一致するように、動吸振部７１，７２の形状及
び寸法が定められる。

【００７２】動吸振部７１，７２の外側端には、連結部
７３，７４が連結されており、連結部７３，７４の外側
端に保持部７５，７６が連結されている。本実施例で
は、動吸振部７１，７２までの部分において圧電フィル
タ６１を動作させた場合の振動が閉じ込められることに
なる。従って、連結部７３，７４の外側端において機械
的に保持し得るが、他の部材への機械的固定を容易とす
るため、並びに後述の端子電極を形成する面積を確保す
るために、上記保持部７５，７６が設けられている。も
っとも、保持部７５，７６は、連結部７３，７４をその
まま延長した形状に構成されていてもよい。

【００７３】保持部７５の上面には、端面７５ａ側によ
せて端子電極７８が形成されており、保持部７６の上面
には、端子電極７９が端面７６ａ側によせて形成されて
いる。また、保持部７６の下面には、端面７５ｂ側によ
せて端子電極８０が、保持部７６の下面には、端面７６
ｂ側によせて端子電極８１が形成されている。また、８
２ａ〜８２ｄは、それぞれ、接続導電部を示し、端子電
極７８〜８１と、電極６５〜６８とを電気的に接続して
いる。

【００７４】本実施例においても、第１の実施例と同様
に、圧電セラミック板を機械加工により図１２（ａ）に
示す平面形状を有するように加工し、上述した各電極、
接続導電部及び端子電極を形成することにより得ること
ができる。もっとも、第１，第２の圧電共振部６２，６
３、接続部６４、支持部６９，７０、動吸振部７１，７
２、連結部７３，７４及び保持部７５，７６を、それぞ
れ別部材で構成し、接着剤等を用いて接合し、一体化し
てもよい。

【００７５】本実施例の圧電フィルタ６１では、上記端
子電極７８を入力端とし、端子電極７９を出力端とし、
下面側の端子電極８０，８１をアース電位に接続するこ
とにより、第１の実施例の圧電フィルタ１と同様に二重
モード圧電フィルタとして動作させることができる。

【００７６】第３の実施例の圧電フィルタ６１において
は、上記のように、動吸振部７１，７２までの部分に、
フィルタとして動作された場合の振動が効果的に閉じ込
められる。従って、単一の素子で二重モード圧電フィル
タを構成することができ、しかも保持部７５，７６によ
り容易に機械的に保持することができるため、第１の実
施例と同様に、部品点数の削減、製造工程の簡略化を果
たし得る。また、チップ型フィルタとして構成すること
も容易である。すなわち、前述した第１の実施例の圧電
フィルタ１と同様に、図５や図１０に示したチップ型フ
ィルタを構成することができる。

【００７７】第４の実施例 図１３（ａ）及び（ｂ）は、第４の実施例にかかる圧電
フィルタを説明するための平面図及び圧電板を透かして
他方の電極形状を示す模式的平面図である。

【００７８】第４の実施例の圧電フィルタ９１は、第
１，第２の圧電共振部９２，９３が正方形板の拡がり振
動モードを利用したことを除いては、第３の実施例の圧
電フィルタ６１と同様に構成されている。

【００７９】すなわち、圧電共振部９２，９３は、平面
形状が正方形の圧電板を用いて構成されており、該圧電
板は厚み方向に分極処理されている。その他の点につい
ては、第３の実施例の圧電フィルタ６１と同様であるた
め、同一部分については同一の参照番号を付することに
よりその説明を省略する。

【００８０】本実施例の圧電フィルタ９１においても、
第３の実施例の圧電フィルタ６１と同様に、動吸振部７
１，７２までの部分にフィルタとして動作させた場合の
振動エネルギーが閉じ込められる。従って、第３の実施
例の圧電フィルタ６１と同様に、保持部７５，７６を用
いて機械的に保持することができる。また、単一の素子
において、二重モード圧電フィルタが構成されているた
め、部品点数の低減及び製造工程の簡略化を果たし得
る。

【００８１】このように、動吸振部７１，７２を設けた
場合には、上記式（１）を満たす値を中心として±１０
％の範囲内に入るように比ｂ／ａを選択せずともよい。
また、圧電共振部は、拡がりモード以外のモード、例え
ば細長い振動体の長さ振動モードを利用したものであっ
てもよい。

【００８２】第５の実施例 図１４は、第５の実施例にかかる圧電フィルタを示す斜
視図であり、図１５は、その平面図である。

【００８３】図１４及び図１５を参照して、圧電フィル
タ１０１は、図示の平面形状を有する圧電セラミック
板、すなわち細長い矩形の圧電板に、一方側面に溝１０
２，１０３を、他方側面に溝１０４を形成した形状を有
する圧電板１０５を用いて構成されている。

【００８４】圧電板１０５は、チタン酸ジルコン酸鉛系
圧電セラミックスや、ＬｉＮｂＯ₃圧電単結晶またはＬ
ｉＴａＯ₃ 圧電単結晶などの圧電材料により構成され
る。また、圧電板１０５は、図示の矢印Ｐ方向、すなわ
ちその主面と平行な方向に分極処理されている。

【００８５】圧電フィルタ１０１では、図１５に示すよ
うに、溝１０４の両側に、破線で囲まれた平面形状が矩
形の第１，第２の圧電共振部１１１，１１２が構成され
ている。第１，第２の圧電共振部１１１，１１２は、溝
１０４が構成されている部分の側方の圧電板部分により
構成されている接続部１１３により連結されている。ま
た、第１，第２の圧電共振部１１１，１１２の外側に
は、溝１０２，１０３の側方の細い幅の圧電基板部分に
より構成されている支持部１１４，１１５が設けられて
いる。支持部１１４，１１５の外側には、支持部１１
４，１１５に比べて幅の広い圧電板部分が、保持部１１
６，１１７を構成している。

【００８６】なお、本実施例の圧電フィルタ１０１で
は、上記圧電板１０５に溝１０２〜１０４を形成するこ
とにより、上記各部分が構成されているが、上記各部分
を構成した後、絶縁性接着剤等により接合し、一体化す
ることによって圧電フィルタ１０１を得てもよい。

【００８７】もっとも、本実施例のように、細長い矩形
の圧電板１０５に、上記溝１０２〜１０４を形成するこ
とにより、より容易に上記各部分を構成することができ
る。圧電フィルタ１０１では、圧電板１０５の一方側面
において、溝１０２，１０３間に電極１１８が形成され
ている。また、圧電板１０５の他方側面においては、溝
１０４の一方側に電極１１９が、他方側に電極１２０が
形成されている。電極１１９，１２０は、それぞれ、第
１，第２の圧電共振部１１１，１１２から圧電板１０５
の端部に至るように延ばされている。

【００８８】また、上記圧電共振部１１１，１１２の平
面形状、すなわち溝１０２，１０４間に挟まれた第１の
圧電共振部１１１、及び溝１０３，１０４間に挟まれた
第２の圧電共振部１１２は、電極１１８〜１２０により
電圧が印加される方向に沿う長さをｂ、電圧が印加され
る方向と直交する方向の長さをａとし、圧電板１０１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、前述した式（２）を中心とした値から±１０％
の範囲内とされるように、その平面形状が選択されてい
る。

【００８９】従って、電極１１８と電極１１９との間に
交流電圧を印加した場合、第１の圧電共振部１１１は、
すべりモードで共振し、しかも、上記平面形状を有する
ため、すべりモードの振動エネルギーが、第１の圧電共
振部１１１に効果的に閉じ込められる。同様に、第２の
圧電共振部１１２においても、その平面形状が上記のよ
うに定められているため、すべりモードによる共振エネ
ルギーが第２の共振部１１２に効果的に閉じ込められ
る。

【００９０】上記のように、式（２）に示す値を中心と
して±１０％の範囲内となるように比ｂ／ａを選択する
ことにより、すべりモードを利用したエネルギー閉じ込
め型圧電共振部を構成し得ることは、本願発明者により
実験的に確かめられており、本願発明者が先に提出した
特願平５−２４１７４８号に開示されている。

【００９１】圧電フィルタ１０１では、図１５に示すよ
うに、電極１１８を基準電位、例えばアース電位に接続
し、電極１１９を入力端とし、電極１２０を出力端とす
ることにより、第１，第２の圧電共振部１１１，１１２
が共振し、二重モード圧電フィルタとして動作する。

【００９２】しかも、本実施例の圧電フィルタ１０１に
おいても、第１，第２の圧電共振部１１１，１１２に振
動エネルギーが効果的に閉じ込められるため、支持部１
１４，１１５にはほとんど振動が伝達されない。よっ
て、保持部１１６，１１７を用いて圧電フィルタ１０１
を機械的に保持することができる。

【００９３】従って、第１の実施例の圧電フィルタ１と
同様に、単一の素子で二重モード圧電フィルタを構成す
ることができるため、部品点数の低減及び製造工程の簡
略化を果たし得る。また、ばね端子等複雑な構造の部材
を必要とすることなく、第１の実施例の圧電フィルタ１
と同様に、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。

【００９４】なお、圧電フィルタ１０１においては、第
１，第２の圧電共振部１１１，１１２の各外側に、支持
部１１４，１１５及び保持部１１６，１１７が設けられ
ていたが、一方の圧電共振部１１１または１１２の外側
にのみ支持部及び保持部が設けられた構造であってもよ
い。

【００９５】また、図１５に示した実施例では、各圧電
共振部１１１，１１２を共振させるための電極が、圧電
板１０１の側面に形成されていたが、電極１１８〜１２
０は、圧電板１０５の主面に形成されていてもよい。す
なわち、図１６に斜視図で示す変形例のように、圧電板
１０５の一方面上において、一方側縁に沿うように電極
１１８を、他方側縁に沿うように電極１１９，１２０を
形成してもよい。この場合においても、電極１１８〜１
２０を、第５の実施例の圧電フィルタ１０１と同様に接
続することにより、第１，第２の圧電共振部１１１，１
１２をすべりモードで共振させることができ、二重モー
ド圧電フィルタとして用いることができる。

【００９６】また、図１６では、圧電板１０５の一方主
面側において、電極１１８〜１２０が形成されていた
が、他方主面にも、電極１１８〜１２０とそれぞれ表裏
対向するように電極を形成してもよい。さらに、一方の
電極１１８を一方主面上に、他方の電極１１９，１２０
を他方主面上に形成してもよい。さらに、図１５に示し
た実施例では、電極１１８，１１９，１２０は圧電板１
０１の側面に形成されていたが、側面だけでなく、両主
面の少なくとも一方に至るように形成してもよい。

【００９７】さらに、図１５に示した圧電フィルタ１０
１では、圧電板１０１の一方側面側から溝１０２，１０
３を形成していたが、溝１０２，１０３が形成されてい
る位置において、他方側面側から同じ幅の溝を形成し、
それによって支持部１１４，１１５の幅を狭めてもよ
い。同様に、溝１０４が形成されている部分において、
他方側面側からも同じ幅の溝を形成することにより、接
続部１１３の幅を狭めてもよい。

【００９８】さらに、前述した第１の実施例と同様に、
第１，第２の圧電共振部１１１，１１２のうち一方側に
おいてのみ、支持部及び保持部が連結されていてもよ
い。

【００９９】第６の実施例 図１７は、本発明の第６の実施例にかかる圧電フィルタ
を示す平面図であり、図５の実施例について示した図１
５に相当の図である。

【０１００】圧電フィルタ１３０は、細長い矩形の圧電
板１３１を図１７に示す形状となるように加工し、後述
の電極を形成することにより構成されている。圧電板１
３１では、一方側面側から、溝１３２，１３３，１３
４，１３５が形成され、他方側面側から溝１３６，１３
７が形成されている。溝１３２，１３３間、溝１３４，
１３５間及び溝１３６，１３７間には、それぞれ、動吸
振部１３８，１３９，１４０が構成されている。動吸振
部１３８〜１４０は、動吸振現象により共振部から伝達
してきた振動を抑制するために設けられている。従っ
て、動吸振部１３８〜１４０は、動吸振現象により振動
を抑制し得るように、その寸法及び形状が選択される。

【０１０１】本実施例の圧電フィルタ１３０は、上記動
吸振部１３８〜１４０を設けたことを除いては、第５の
実施例の圧電フィルタ１０１と同様に構成されている。
従って、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、その詳細な説明は省略する。

【０１０２】圧電フィルタ１３０では、第１，第２の圧
電共振部１１１，１１２がすべりモードを利用した共振
部として構成されており、かつその主面の平面形状が、
前述した式（２）を満たす値を中心として±１０％以内
となるように比ｂ／ａが定められている。よって、元
来、圧電共振部１１１，１１２に、効果的に振動エネル
ギーが閉じ込められるが、僅かに漏洩した振動は、上記
動吸振部１３８〜１４０により動吸振現象により抑制さ
れる。従って、圧電フィルタ１０１に比べて、より一層
効果的に振動エネルギーを閉じ込めることができ、保持
部１１６及び１１７を用いてより一層強固に機械的に保
持することが可能である。

【０１０３】なお、本実施例では、動吸振部１３８，１
３９が設けられているため、第１，第２の圧電共振部１
１１，１１２と保持部１１６，１１７との間には、支持
部１１４，１１５が設けられているだけでなく、連結部
１４１，１４２が設けられている。すなわち、連結部１
４１，１４２は、溝１３２，１３５の側方の幅の細い圧
電基板部分により構成されている。

【０１０４】また、本実施例においても、上述した各部
分を別々の材料で構成し、接着剤等を用いて一体化する
ことにより構成してもよい。さらに、圧電フィルタ１３
０では、上記のように、圧電共振部１１１，１１２を、
第５の実施例の圧電フィルタ１０１と同様の平面形状を
有するように構成することにより、振動エネルギーをよ
り効果的に閉じ込めることができるが、圧電フィルタ１
３０では動吸振部１３８〜１４０が設けられているた
め、第１，第２の圧電共振部１１１，１１２は、上記式
（２）を満たす値を中心として±１０％の範囲となるよ
うに比ｂ／ａを定めずともよい。すなわち、圧電共振部
１１１，１１２がすべりモードで共振した際に、振動エ
ネルギーが支持部１１４，１１５側にある程度の大きさ
で漏洩してきたとしても、上記動吸振部１３８，１３９
により、動吸振現象によって抑制される。従って、第６
の実施例の圧電フィルタ１３０では、圧電共振部１１
１，１１２が上述した特定範囲の比ｂ／ａを満たさない
場合であっても、保持部１１６，１１７を用いて特性に
影響を与えることなく機械的保持が可能な二重モード圧
電フィルタを提供することができる。

【０１０５】なお、第６の実施例の圧電フィルタ１３０
においても、電極１１８〜１２０の形成位置やその他の
構造の変更は、第５の実施例の圧電フィルタ１０１と同
様に行い得ることを指摘しておく。

【０１０６】なお、上述してきた実施例では、圧電板に
より圧電共振部及び／または支持部等の他の部分が構成
されていたが、シリコン基板や金属板を上記実施例の形
状に加工し、所定の部分に圧電セラミック板や圧電膜を
貼りつけて、圧電共振部を構成したものであってもよ
い。

【０１０７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明では、第１，第２
の圧電共振部が幅拡がりモードで共振されて、多重モー
ド圧電フィルタが構成され、さらに、この多重モード圧
電フィルタが、単一の素子として構成される。しかも、
幅拡がりモードで共振する第１，第２の圧電共振部に振
動エネルギーが効果的に閉じ込められる。よって、保持
部を利用して特性に影響を与えることなく機械的に保持
することができるため、多重モード圧電フィルタの製造
工程の簡略化及び部品点数の低減を果たすことが可能と
なる。また、チップ型部品として構成することも容易で
ある。

【０１０８】また、本願の第２発明では、すべりモード
を利用した第１，第２の圧電共振部が、上記比ｂ／ａを
満たすようにその形状が選択されているため、第１発明
と同様に、第１，第２の圧電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。よって、保持部を利
用して特性に影響を与えることなく圧電フィルタを機械
的に保持することができる。よって、単一の素子で多重
モード圧電フィルタを構成することができ、しかも特性
に影響を与えることなく機械的に保持することができる
ため、多重モード圧電フィルタの製造工程の簡略化及び
部品点数の低減を図ることができる。また、第１発明と
同様に、チップ型部品として構成することも容易であ
る。

【０１０９】本願の第３発明では、第１，第２の圧電共
振部を有する多重モード圧電フィルタを単一の素子で構
成することができ、しかも動吸振部により、動吸振現象
によって第１，第２の圧電共振部の振動の漏洩が抑制さ
れる。よって、第１，第２の発明と同様に、保持部を利
用して特性に影響を与えることなく圧電フィルタを機械
的に保持することができる。従って、第３発明において
も、多重モード圧電フィルタの部品点数の削減及び製造
工程の簡略化を果たすことができ、さらにチップ型圧電
フィルタを容易に構成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）及び（ｂ）は、第１の実施例の圧電フィ
ルタの平面図及び圧電板を透かして下方の電極形状を示
す模式的平面図。

【図２】第１の実施例の圧電フィルタの減衰量−周波数
特性を示す図。

【図３】（ａ）及び（ｂ）は、第２の実施例の圧電フィ
ルタの平面図及び下面の電極形状を示す模式的平面図。

【図４】チップ型圧電フィルタの使用部材を説明するた
めの分解斜視図。

【図５】チップ型圧電フィルタの外観を示す斜視図。

【図６】図５に示したチップ型圧電フィルタの回路構成
を示す回路図。

【図７】２つの素子を用いたチップ型圧電フィルタの使
用部材を示す分解斜視図。

【図８】第１の共振プレートの下面の電極形状を説明す
るための模式的平面図。

【図９】第２の共振プレートの下面の電極形状を説明す
るための模式的平面図。

【図１０】二素子を用いたチップ型圧電フィルタの外観
を示す斜視図。

【図１１】図１０に示した圧電フィルタの回路構成を示
す回路図。

【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、第３の実施例の圧電フ
ィルタを示す平面図及び下方の電極形状を示す模式的平
面図。

【図１３】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、第４の実施
例の圧電フィルタの平面図及び下方の電極形状を示す模
式的平面図。

【図１４】第５の実施例にかかる圧電フィルタの斜視
図。

【図１５】第５の実施例の圧電フィルタの平面図。

【図１６】第５の実施例の圧電フィルタの変形例を示す
斜視図。

【図１７】第６の実施例の圧電フィルタを示す平面図。

【符号の説明】

１…圧電フィルタ ２，３…第１，第２の圧電共振部 ４…接続部 ５，６，７，８…電極 ９，１０…支持部 １１，１２…保持部 １３〜１６…端子電極 ２３〜２６…端子電極 ４４〜４７…端子電極 ６１…圧電フィルタ ６２，６３…第１，第２の圧電共振部 ６４…接続部 ６５〜６８…電極 ６９，７０…支持部 ７１，７２…動吸振部 ７３，７４…連結部 ７５，７６…保持部 １０１…圧電フィルタ １０２〜１０４…溝 １０５…圧電板 １１１，１１２…第１，第２の圧電共振部 １１３…接続部 １１４，１１５…支持部 １１６，１１７…保持部 １１８〜１２０…電極 １３０…圧電フィルタ １３１…圧電板 １３２〜１３７…溝 １３８，１３９，１４０…動吸振部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 幅拡がりモードを利用した第１，第２の
   圧電共振部と、 前記第１，第２の圧電共振部を機械的に連結している接
   続部と、 前記第１，第２の圧電共振部の少なくとも一方に連結さ
   れた支持部と、 前記支持部に連結された保持部と、 前記第１，第２の圧電共振部を幅拡がりモードで共振さ
   せるために、前記第１，第２の共振部に設けられた電極
   とを備える、圧電フィルタ。
2. 【請求項２】 前記幅拡がりモードで共振される第１，
   第２の圧電共振部が、 短辺の長さをａ、長辺の長さをｂ、圧電共振部を構成し
   ている圧電材料のポアソン比をσとしたときに、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断面が矩形
   の圧電体を用いて構成されている、請求項１に記載の圧
   電フィルタ。
3. 【請求項３】 すべりモードを利用した第１，第２の圧
   電共振部と、 前記第１，第２の圧電共振部を機械的に連結している接
   続部と、 前記第１及び第２の圧電共振部の少なくとも一方に連結
   された支持部と、 前記支持部に連結された保持部と、 前記第１，第２の圧電共振部をすべりモードで共振させ
   るために、前記第１，第２の圧電共振部に設けられた電
   極とを備え、 前記すべりモードを利用した第１，第２の圧電共振部
   が、それぞれ、主面と平行な方向に分極処理された圧電
   板を用いて構成されており、該共振部の主面において電
   界が印加される方向の長さをｂ、電界が印加される方向
   に直交する方向の長さをａ、圧電板を構成している材料
   のポアソン比をσとしたときに、ｂ／ａが、 【数２】 を中心として±１０％の範囲内とされている、圧電フィ
   ルタ。
4. 【請求項４】第１，第２の圧電共振部と、 前記第１，第２の圧電共振部を機械的に連結している接
   続部と、 前記第１，第２の圧電共振部の少なくとも一方に連結さ
   れた支持部と、 支持部に連結された動吸振部と、 前記動吸振部に連結された連結部と、 前記連結部に連結された保持部と、 前記第１，第２の圧電共振部を共振させるために、該第
   １，第２の共振部に設けられた電極とを備える、圧電フ
   ィルタ。