JPH0753304Y2 - 圧電フィルタ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は圧電フィルタの改良に係り、詳しくは小型化，
コストダウンを実現し且つ特性を向上し、更に電極を差
動接続すると共に電極パターンの構成を単純化した圧電
フィルタに関する。

〔従来技術〕

第10図（ｃ）は角板広がりモードの振動を利用した従来
の圧電フィルタの一例を示す。

この圧電フィルタ51では、方形の圧電基板52の片面側の
中央部に第10図（ａ）に示すように第１電極53が形成さ
れ、更に同片面側の圧電基板52の周縁部に第２電極54が
形成されている。

そして、この圧電基板52の他面側にこれらの第１電極5
3,第２電極54に対向して第３電極55が形成されている
（第10図（ｂ））。

また、上記第1,第2,第３電極にそれぞれ対応して第１引
出端子T₁，第２引出端子T₂，第３引出端子T₃が引き出さ
れる。

この圧電フィルタ51の圧電振動は第11図（ａ），（ｂ）
の矢印X,Yに示すように広がり振動モードであり第11図
（ｃ）はこの圧電基板52の断面の振動を破線で示してい
る。

第12図は、この圧電フィルタ51の等価回路を示してい
る。上述した圧電振動に従って各電極が振動する。この
機械的振動部に相当するこの圧電フィルタ51の等価回路
はこの図の破線Z₁で囲まれた部分である。

この圧電フィルタ51は、上述した圧電振動を妨げないよ
うにバネ等により保持されて外装される。

この圧電フィルタ51の広域周波数特性（スプリアス特
性）の一例を第９図（ｂ）に示す。

第13図（ａ），（ｂ）は音叉型の圧電フィルタ61の片面
側および他面側を示す平面図である。

この圧電フィルタ61では、圧電基板62に少なくとも１つ
のスリット63が切り込まれ、このスリット63の両側が腕
部64,64として構成され、音叉部65が形成される。

更に、この音叉部65の圧電振動を阻害しないようにスリ
ット66a,66bが設けられる。

そして、この圧電基板62の片面側のスリット63の周縁近
傍に第１電極67が形成される。

更に、この圧電基板62の同片面側には、スリット63を中
心とする腕部64,64の各外側縁に沿って、上記第１電極6
7と別個に第２電極68a,68bが形成される。

そして、この圧電基板62の他面側に上記第１電極67,上
記第２電極68a,68bと対向して第３電極69が形成され
る。

上記第１電極，第２電極，第３電極の各電極は、音叉部
65を除く圧電基板上に形成された延長部にてそれぞれ第
１引出端子T₁，第２引出端子T₂，第３引出端子T₃に接続
される。

この圧電フィルタ61は音叉部65の圧電振動を阻害しない
ように、同音叉部65近傍を空洞とする樹脂ディップ外装
等により外装される。

第14図はこの圧電フィルタ61の等価回路を示している。

この図の破線Z₂で囲まれた部分が、音叉部65近傍に形成
された上記各電極の機械的振動に相当する等価回路であ
る。また第１電極と第２電極との間の静電容量はC_Sで示
される。

なお、第15図はこの圧電フィルタ61の各電極の位置関係
を示す模式図である。

〔考案が解決しようとする課題〕

第10図（ｃ）に示した従来の角板広がりモード振動型の
圧電フィルタは前述したようにバネ等により保持される
必要がある。このような保持が不安定であり、且つ容易
でなかった。

また、前記バネにより機械的振動が抑制されるためスプ
リアス特性が満足できるものでないとの欠点を有してい
た。

更に、前述した保持機構を必要とする構成のため、小型
化，コストダウンが容易でなかった。

また、第13図に示した従来の音叉型の圧電フィルタ61
は、圧電フィルタ51の上述した欠点を除去したものであ
るが第１電極67、第２電極68a,68b、第３電極69の電極
パターンの構成がこの図に示すように複雑であった。特
に第２電極68a,68bが分割されて形成されているため第1
3図（ａ）に示すように外部で短絡する必要がありその
引出端子の取り出しも複雑となっていた。

また第１電極67と第２電極68a,68bとの間の距離が近い
ために上記静電容量C_Sが大きな値となっていた。

従って、本考案はバネ等を用いずに圧電フィルタを保持
し、且つ小型化，コストダウンを図ると共に特性を向上
し、更に電極を差動接続することにより上記静電容量C_S
を小さくし、且つ電極パターンの構成を単純化した圧電
フィルタを提供することを目的としてなされたものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本考案は圧電基板に複数の
電極を形成してなる圧電フィルタにおいて、上記圧電基
板に少なくとも１つのスリットを切り込み該スリットの
両側を腕部として構成してなる音叉部と、上記圧電基板
の片面側に設けられ、上記スリットに対して上記片方の
腕部外側縁に沿った部分に形成される第１電極と、上記
圧電基板の片面側に設けられ、上記スリットの周縁近傍
部分に上記第１電極と別個に形成される第２電極と、上
記圧電基板の他面側に設けられ、上記第１電極に対向
し、且つ上記第２電極に短絡されて形成される第３電極
と、上記圧電基板の他面側に設けられ、上記第２電極に
対向して上記第３電極と別個に形成される第４電極とを
具備してなることを特徴とする圧電フィルタとして構成
されている。

〔作用〕

この圧電フィルタでは、上記腕部の振動に伴ってスリッ
トの周縁部分と上記腕部の各外側縁が伸縮される。

従って、上記第１電極，第２電極，第３電極，第４電極
は上記圧電振動に従って振動し、この機械的振動によっ
て圧電フィルタとしての機能が達成される。

上記腕部を除いた部分を固定しても腕部の振動に影響を
与えないので、この圧電フィルタの外装はバネ等を用い
ることなく腕部以外の部分を支持することにより簡単に
行える。

従って、例えば樹脂外装等を行えるので、従来の角板広
がりモード振動型の圧電フィルタに比較してコストダウ
ンができると共に全体外形寸法を小型化できる。

また、バネ等を用いることによる圧電振動の阻害要因が
除去され特性も向上される。

更に、従来の音叉型の圧電フィルタと比較して上記第１
電極，第２電極，第３電極，第４電極の電極パターンの
構成が単純化されており、その引出端子の取り出しも容
易である。

また上記第２電極と第３電極とが差動接続され、上記第
１電極と第４電極との間の静電容量が小さな値となる。

〔実施例〕

以下、添付図面を参照して、本考案を具体化した実施例
につき説明し、本考案の理解に供する。尚、以下の実施
例は、本考案を具体化した一例であって、本考案の技術
的範囲を限定する性格のものではない。

第１（ａ）および（ｂ）は本考案の一実施例に係る圧電
フィルタの片面側および他面側を同じ方向から見た平面
図、第２図（ａ）および（ｂ）は同圧電フィルタの圧電
基板形状の変形例の片面側および他面側を同じ方向から
見た平面図、第３図は本考案に係る圧電フィルタの各電
極の位置関係を示す模式図、第４図は同圧電フィルタの
等価回路図、第５図は音叉型の圧電フィルタの振動モー
ドを示す説明模式図、第６図（ａ），（ｂ）はそれぞれ
第１図，第２図に示す圧電フィルタの外装一例を示す斜
視図、第７図は第１図に示す圧電フィルタの外装の他の
例を示す分解斜視図、第８図（ａ），（ｃ）および
（ｂ），（ｄ）はそれぞれ第１電極および第２電極の電
極形成領域条件を示す模式図、第９図（ａ）は第１図に
示す圧電フィルタの一例の特性グラフである。

第１図に示すこの圧電フィルタ１では、圧電基板２に少
なくとも１つのスリット３が切り込まれ、このスリット
３の両側が腕部4,4として構成され、音叉部５が形成さ
れる。

この音叉部５がこの圧電フィルタ１の圧電振動部分とな
る。

更に、この音叉部５の振動領域を規制するためにスリッ
ト6a,6bが設けられる。

そして、この圧電基板２の片面側にスリット３に対して
上記片方の腕部４の外側縁に沿った部分に第１電極７が
形成される。

第８図（ａ）の斜線部は上記第１電極７の形成可能領域
を示すものであり、この第１電極７はこの領域内のいず
れかの部分に形成されればよい。

上記領域はこの図に示すように腕部の幅Ｗに対して2W/3
の幅の領域である。

上記第１電極７は、音叉部５を除く圧電基板上に形成さ
れた延長部7aにて第１引出端子T₁に接続される。

そして、この圧電基板２の同片面側のスリット３の周縁
近傍部分に上記第１電極７と別個に第２電極８が形成さ
れる。

第８図（ｂ）の斜線部は上記第２電極８の形成可能領域
を示すものであり、この領域内のいずれかの部分に上記
第２電極８が形成されればよい。

そして、この圧電基板２の他面側に上記第１電極７と対
向し且つ上記第２電極８に短絡されて第３電極９が形成
される（第１図（ｂ））。

上記短絡は、音叉部５を除く圧電基板上にそれぞれ形成
された上記第２電極８の延長部8aと第３電極９の延長部
9aとを接続して引き出される引出端子T₂によりなされ
る。

上記第２電極８の延長部8aと第３電極９の延長部9aとの
短絡は、圧電基板２の端部をスパッタ等により接続して
行なってもよい。

上記第２電極８と第３電極９との短絡が差動接続であ
る。

上記第３電極９は上記第１電極７に対向して形成されれ
ばよく、その形状は任意に決定される。

更に、圧電基板２の同他面側に上記第３電極９と別個に
上記第２電極８と対向して第４電極10が形成される。

上記第４電極10は上記第２電極８と対向して形成されれ
ばよくその形状は任意に決定される。

上記第４電極10は音叉部５を除く圧電基板上に形成され
た延長部10aにて第３引出端子T₃に接続される。

第２図（ａ），（ｂ）は前記スリット6a,6bが設けられ
ていない場合の圧電フィルタ1aを示しており、第１図に
示した要素と同一構成要素には同一番号を付して説明を
省略する。

この圧電フィルタ1aの第１電極7,第２電極８はそれぞれ
第８図（ｃ），（ｄ）の斜線部で示される領域に形成さ
れる。

上述したように、上記引出端子T₁，T₂，T₃は音叉部５を
除く圧電基板上に形成された各延長部から引き出される
ので、音叉部５の圧電振動が上記引出端子T₁，T₂，T₃に
より阻害されることはない。

上記音叉部５の圧電振動の方向は例えば第５図の矢印x,
yで示される。

この振動に伴って、スリット３の周縁部分αと、腕部4,
4の各外側縁β，βは伸縮される。

ただし、上記周縁部分αが伸びたときは外側縁β，βは
その反対に縮まる。

第４図は、この圧電フィルタ1,1aの等価回路を示してい
る。上述した音叉部５の圧電振動に従って、第１電極，
第２電極，第３電極，第４電極が振動する。この機械的
振動部に相当するこの圧電フィルタ1,1aの等価回路はこ
の図の破線ｌで囲まれた部分である。

この圧電フィルタ1,1aは圧電振動する音叉部５を除いた
部分を固定できるので従来の角板広がりモード振動型の
圧電フィルタに比較すると後述するように簡単に外装さ
れる。

また、従来の音叉型の圧電フィルタに比較すると、前述
したように各電極構成が単純化されており、それゆえに
その電極形状およびその延長部の形状の変化も容易であ
る。

従って、引出端子T₁，T₂，T₃の接続およびその取り出し
が容易となり、特に第２電極は第３電極と引出端子T₂に
より差動接続されるにもかかわらずその取り出しが単純
化される。

上記差動接続が前述したようにスパッタ等によりなされ
た場合、上記引出端子T₂の取り出しは更に単純化され
る。

また、上記したように第２電極８と第３電極９とが差動
接続されており、第３図に示す各電極の位置関係からも
解るように第１電極７と第４電極10とが圧電基板２をは
さんで斜め方向に対向しており、その間の静電容量C
_S（第４図）は従来よりも小さくできる。

第６図（ａ），（ｂ）は前記圧電フィルタ1,1aの樹脂外
装の一例を示しており、引出端子T₁，T₂，T₃がそれぞれ
第１電極7,第２電極8,第４電極10に接続され、音叉部５
にワックス等が塗布され、樹脂ディップされた後焼成さ
れたものである。

この焼成により上記ワックスは樹脂外装11（破線）に吸
収されて音叉部５の周辺部分には空洞部11a（破線）が
形成される。

従って、従来の角板広がりモード振動型の圧電フィルタ
のようにバネ等を用いることなく簡単に音叉部５の振動
を阻害しないように外装できるので、コストダウンが図
れると共に小型化できる。

第９図（ａ）は、この圧電フィルタ１のスプリアス特性
の一例を示しており、所望周波数に対するスプリアスが
従来の角板広がりモード振動型の圧電フィルタの特性
（第９図（ｂ））に比較して小さくなっている（第９図
（ａ）のA₁＞第９図（ｂ）A₂）。

これは、バネ等を用いていないため圧電振動を阻害する
要因が除去されたためと考えられる。

第７図は、前記圧電フィルタ１を他の方法を用いて外装
した一例を示している。

この例の場合は、圧電基板２の音叉部５の圧電振動を妨
げないようにスペーサ12が同音叉部５に突き合わされる
ように配設され、接着剤13が塗布されたシート14,15に
より同圧電基板２及びスペーサ12がサンドイッチ状に挟
着されて外装される。

この場合、引出端子T₁，T₂，T₃は必要に応じて設けられ
たシート14,15の切欠部14a,15aより取り出される。

〔考案の効果〕

本考案により圧電基板に複数の電極を形成してなる圧電
フィルタにおいて、上記圧電基板に少なくとも１つのス
リットを切り込み該スリットの両側を腕部として構成し
てなる音叉部と、上記圧電基板の片面側に設けられ、上
記スリットに対して上記片方の腕部外側縁に沿った部分
に形成される第１電極と、上記圧電基板の片面側に設け
られ、上記スリットの周縁近傍部分に上記第１電極と別
個に形成される第２電極と、上記圧電基板の他面側に設
けられ、上記第１電極に対向し、且つ上記第２電極に短
絡されて形成される第３電極と、上記圧電基板の他面側
に設けられ、上記第２電極に対向して上記第３電極と別
個に形成される第４電極とを具備してなることを特徴と
する圧電フィルタが提供される。

従って、上記音叉部を除いた部分を固定できるので、こ
の圧電フィルタの外装はバネ等を用いることなく簡単に
なされる。

ゆえに、例えば樹脂外装等を用いることができ、従来の
角板広がりモード振動型の圧電フィルタに比較してコス
トダウンできると共に全体外形寸法を小さくできる。

また、バネ等を用いることによる圧電振動の阻害要因が
除去され特性も向上される。

更に、従来の音叉型の圧電フィルタと比較して上記第２
電極と第３電極とが差動接続されており、上記第１電極
と第４電極との間の静電容量を小さくできる。

また、各電極の構成が単純化されており、その引出端子
の取り出しも容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）および（ｂ）は本考案の一実施例に係る圧
電フィルタの片面側および他面側を同じ方向から見た平
面図、第２図（ａ）および（ｂ）は同圧電フィルタの圧
電基板形状の変形例の片面側および他面側を同じ方向か
ら見た平面図、第３図は本考案に係る圧電フィルタの各
電極の位置関係を示す模式図、第４図は同圧電フィルタ
の等価回路図、第５図は音叉型の圧電フィルタの振動モ
ードを示す説明模式図、第６図（ａ），（ｂ）はそれぞ
れ第１図，第２図に示す圧電フィルタの外装の一例を示
す斜視図、第７図は第１図に示す圧電フィルタの外装の
他の例を示す分解斜視図、第８図（ａ），（ｃ）および
（ｂ），（ｄ）はそれぞれ第１電極および第２電極の電
極形成領域条件を示す模式図、第９図（ａ）は第１図に
示す圧電フィルタの一例の特性グラフ、第９図（ｂ）は
従来の角板広がりモード振動型の圧電フィルタの一例の
特性グラフ、第10図（ａ）および（ｂ）は同圧電フィル
タの片面側および他面側を示す平面図、第10図（ｃ）は
同圧電フィルタの斜視図、第11図（ａ），（ｂ），
（ｃ）は同圧電フィルタの振動の状態を示す説明模式
図、第12図は同圧電フィルタの等価回路図、第13図
（ａ）および（ｂ）は従来の音叉型の圧電フィルタの片
面側および他面側を示す平面図、第14図は同圧電フィル
タの等価回路図、第15図は同圧電フィルタの各電極の位
置関係を示す模式図である。 〔符号の説明〕 1,1a……圧電フィルタ ２……圧電基板 ３……スリット ４……腕部 ５……音叉部 ７……第１電極 ８……第２電極 ９……第３電極 10……第４電極

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】圧電基板に複数の電極を形成してなる圧電
   フィルタにおいて、 上記圧電基板に少なくとも１つのスリットを切り込み該
   スリットの両側を腕部として構成してなる音叉部と、 上記圧電基板の片面側に設けられ、上記スリットに対し
   て上記片方の腕部外側縁に沿った部分に形成される第１
   電極と、 上記圧電基板の片面側に設けられ、上記スリットの周縁
   近傍部分に上記第１電極と別個に形成される第２電極
   と、 上記圧電基板の他面側に設けられ、上記第１電極に対向
   し、且つ上記第２電極に短絡されて形成される第３電極
   と、 上記圧電基板の他面側に設けられ、上記第２電極に対向
   して上記第３電極と別個に形成される第４電極とを具備
   してなることを特徴とする圧電フィルタ。