JPH077361A - 幅拡がりモードを利用した共振子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １〜２ＭＨｚ帯及びそれ以上の周波数帯にお
いて用いるのに適しており、幅拡がりモードの振動を利
用しておりかつ共振特性に優れた共振子を得る。 【構成】 矩形の圧電セラミック板２３の両面に電極２
４，２５を形成してなる幅拡がりモードを利用した圧電
共振部２２のノード点に支持部２６，２７を連結し、該
支持部２６，２７の他端に動吸振部２８，２９を連結し
てなる幅拡がりモードを利用した圧電共振子２１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、矩形板状の振動体の幅
拡がりモードを利用した共振子に関し、特に、該幅拡が
りモードを効果的に閉じ込め得る構造を有するエネルギ
ー閉じ込め型の共振子及び圧電共振部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、種々の周波数帯で用いられる圧電
共振子や圧電フィルタ等が開発されているが、１〜２Ｍ
Ｈｚ帯において利用するのに有効な圧電共振子はあまり
実用化されていない。もっとも、１〜２ＭＨｚ帯におい
て用いる共振子として、矩形板状の圧電体の輪郭すべり
振動モードを利用したものが商品化されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来、
１〜２ＭＨｚ帯において有効な圧電共振子は存在せず、
商品化されている輪郭すべり振動モードを利用した圧電
共振子では、その振動モードの特質上、ばね端子を用い
て圧電共振子を保持しなければならなかった。そのた
め、圧電共振子を保持する構造が大きくならざるを得な
かった。

【０００４】そこで、本願発明者は、上述した問題を解
決するために、矩形板状の振動体の幅拡がりモードを利
用すれば、上記の周波数帯で用いるのに適した圧電共振
子が得られることを見出した。すなわち、未だ公知では
ない幅拡がりモードを利用した圧電共振子は、矩形板状
の振動体の幅モード振動と拡がりモード振動との間の振
動姿態をとる振動モードであるが、その構造は図１に示
す通りである。

【０００５】図１を参照して、この圧電共振子１は、幅
拡がりモードの振動で共振する共振部２を有する。共振
部２は、厚み方向に一様に分極処理された圧電セラミッ
ク板３の両主面に電極４，５を形成した構造を有する。
幅拡がりモードでは、圧電共振子部２の主面の中心と、
短辺の中央が振動のノード点となる。そこで、圧電共振
子１では、圧電セラミック板３の短辺側中央に、それぞ
れ、支持部６，７が連結されている。支持部６，７は、
振動のノード点に連結されているため、支持部６，７が
連結されていたとしても、上記幅拡がりモードの振動は
阻害され難い。

【０００６】他方、支持部６，７の一方主面には、電極
４，５にそれぞれ電気的に接続されるように接続導電部
８ａ，８ｂが形成されており、接続導電部８ａ，８ｂ
は、支持部６，７の外側端に連結された保持部９，１０
の一方主面に設けられた端子電極１１，１２に電気的に
接続されている。なお、図１に示した圧電共振子１で
は、上記圧電セラミック板３、支持部６，７及び保持部
９，１０が一体に形成されている。すなわち、セラミッ
ク板を図示の平面形状を有するように、機械加工するこ
とにより、圧電セラミック板３、支持部６，７及び保持
部９，１０が形成されている。

【０００７】上記幅拡がりモードを利用した圧電共振子
１では、圧電セラミック板３の縦横比を適当な範囲に選
択し、端子電極１１，１２から交流電界を印加すれば、
平面形状が矩形の圧電共振部２が幅拡がりモードで強く
励振される。その結果、圧電共振子１のインピーダンス
−周波数特性は、図２に示す通りとなり、かつ圧電共振
子１の各部分の変位分布は、有限要素法による解析によ
れば、図３に示す通りとなることが予想される。

【０００８】ところが、実際に圧電共振子１を製作した
場合、圧電共振部２を正確な寸法及び形状を有するよう
に製作することは非常に難しい。例えば、図４に電極を
省略して略図的平面図で示すように、圧電セラミック板
３の短辺３ａ，３ｂが、破線で示す目的とする形状から
ｄｘ＝５０μｍ程度ずれて形成されることがある。これ
は、上記支持部６，７を形成するに際し、矩形板状のセ
ラミック板に両側から溝加工することにより、上記支持
部６，７を形成しているため、該溝加工の位置が、支持
部６，７の両側においてずれた場合に起こりがちであ
る。

【０００９】上記のように、溝加工の位置ずれによっ
て、圧電セラミック板３の短辺側の形状が所望とする形
状からずれた場合、最終的に得られた圧電共振子１のイ
ンピーダンス−周波数特性は、図５に示すように、かな
り乱れたものとなることがわかった。すなわち、幅拡が
りモードの反共振点ｆ_a の近傍において非常に大きなス
プリアス振動Ｘの発生することがあった。

【００１０】また、有限要素法により解析した結果によ
れば、上記のように圧電セラミック板３の短辺側の形状
が目的とする形状からずれた場合、スプリアス振動Ｘの
変位分布は図６に示す通りであることがわかった。すな
わち、圧電セラミック板３の短辺側の形状が目的形状か
らずれることにより、幅拡がりモード以外に図６に示す
ような不要なモードが生じ、そのためにインピーダンス
波形が乱れることがわかった。

【００１１】従って、幅拡がりモードを利用した圧電共
振子１では、非常に高精度に圧電セラミック板３を形成
しなければ、良好な共振特性やフィルタ特性を得ること
ができないという問題があった。

【００１２】本発明の目的は、幅拡がりモードを利用し
た共振部をさほど高精度に形成せずとも、幅拡がりモー
ド以外の不要なモードを確実に抑えることができ、従っ
て良好な発振特性やフィルタ特性を得ることができる幅
拡がりモードを利用した共振子及び圧電共振部品を提供
することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の幅拡がりモード
を利用した共振子は、矩形板の幅拡がりモードを利用し
た共振部と、前記共振部のノード点に一端が連結された
支持部と、前記支持部の他端に連結された動吸振部とを
備えることを特徴とする、幅拡がりモードを利用した共
振子である。

【００１４】なお、動吸振部とは、動吸振現象を利用す
ることにより構成されたものであり、この動吸振現象の
詳細は、例えば谷口修著「振動工学」第１１３頁〜第１
１６頁（コロナ社発行）に記載されているが、簡単にい
えば、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適当に選ぶことによ
り、該副振動体により主振動体の振動が抑制される現象
であるということができる。本発明における動吸振部と
は、この動吸振現象における副振動体に相当するもので
あり、支持部を伝達してきた圧電共振部からの振動が該
動吸振部により動吸振現象に基づいて抑制される。

【００１５】本発明の共振子では、好ましくは、請求項
２に記載のように、前記共振部の両側に、それぞれ、上
記支持部及び動吸振部が連結されており、かつ各動吸振
部の支持部が連結されている側とは反対側に一端が連結
された連結部と、各連結部の他端に連結された保持部と
がさらに備えられる。この構造では、共振部の両側にお
いて、保持部が備えられており、該一対の保持部間にお
いて、動吸振部を介して共振部が連結されているため、
両側の保持部を利用して共振子を機械的に保持すること
ができる。すなわち、動吸振現象により、共振部の振動
が、両側の動吸振部が設けられている部分までに閉じ込
められるため、両側の保持部を利用して、幅拡がりモー
ドを利用した共振子を共振部の振動を妨げることなく機
械的に保持することができる。

【００１６】また、上記本発明の幅拡がりモードを利用
した共振子では、請求項３に記載のように、上記一対の
保持部の側方に配置されており、かつ保持部と接合され
て共振部及び動吸振部を囲む矩形の収納空間を構成する
ための第１，第２のスペーサ板がさらに備えられる。こ
の構造では、両側の保持部間に連結されている共振部及
び動吸振部の一方の側方に、第１のスペーサが配置さ
れ、該第１のスペーサが両側の保持部に接合され、他方
側の側方においては、第２のスペーサ板が両側の保持部
と接合されて、共振部及び動吸振部を囲む矩形の収納空
間が構成されている。従って、両側の保持部と第１，第
２のスペーサ板とで構成される矩形枠状の部材の一部に
設けられた矩形の収納空間内に共振部及び動吸振部が配
置される。よって、第１，第２のスペーサ板を接合した
構造を利用することにより、共振部及び動吸振部を囲む
矩形の収納空間を容易に構成することができるため、上
下に適宜の保護基板等を、吸振部及び動吸振部の振動を
妨げないように、取り付けることにより、密閉性に優れ
た共振部品を構成することができる。

【００１７】また、本発明の幅拡がりモードを利用した
チップ型圧電共振部品は、上記本発明の共振子におい
て、共振部が圧電効果を利用した圧電共振部により構成
されており、請求項３に記載のように、共振部の両側
に、支持部、動吸振部、連結部及び保持部が構成された
圧電共振子の側方に、第１，第２のスペーサ板が配置さ
れており、該圧電共振子及びスペーサ板が一体化された
構造の上下に第１，第２の保護基板が積層されている。
さらに、圧電共振子の共振部及び動吸振部の振動を妨げ
ないための空間を共振部及び動吸振部の上下に形成する
ための振動空間形成手段が設けられている。

【００１８】

【作用】本発明の共振子では、矩形板の幅拡がりモード
を利用した共振部の振動のノード点に上記支持部が連結
されている。従って、支持部は、もっとも変位の小さな
ノード点に連結されているため、支持部側への共振部か
らの振動の漏洩が非常に少なくされている。

【００１９】さらに、上記動吸振部が設けられているた
め、幅拡がり振動モードの振動が漏洩してきたとして
も、動吸振現象により動吸振部の外への該振動の漏洩を
確実に防止することができる。

【００２０】加えて、共振部の加工上の問題により、共
振部の形状が目的とする形状からずれている場合には、
支持部を変位させるような不要な振動モードが生じると
考えられるが、このような不要振動モードも動吸振部に
より抑制することができる。すなわち、上記不要振動モ
ードは、目的とする幅拡がりモードの振動周波数の近く
に生じるものであるため、動吸振部により、目的周波数
の幅拡がりモードの振動だけでなく、上記不要モードの
振動も吸収されることになる。よって、動吸振現象によ
り、支持部から動吸振部に漏洩してきた幅拡がりモード
の振動及び上記不要振動の双方が、確実に抑圧されるこ
とになる。

【００２１】

【発明の効果】本発明の圧電共振子では、幅拡がりモー
ドを利用した圧電共振部のノード点に支持部が連結され
ているため、支持部側への振動の漏洩が生じ難い。加え
て、上記支持部の他端には、動吸振部が連結されている
ため、動吸振現象に基づいて支持部に漏洩してきた幅拡
がり振動モードの振動を効果的に抑制することができ
る。また、加工上の問題等によりノード点から支持部側
に幅拡がり振動モード以外の不要振動が漏洩してきたと
しても、動吸振現象により該不要振動も効果的に抑制さ
れる。

【００２２】よって、例えば、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って、共振特
性やフィルタ特性に優れた圧電共振部品を提供すること
が可能となり、従来実現することが困難であった１〜２
ＭＨｚ帯及びこれ以上の周波数帯において用いるのに適
した圧電共振子を得ることができる。

【００２３】また、請求項４に記載のように、共振部を
圧電効果を利用した圧電共振部とし、請求項３に記載の
ように圧電共振子とスペーサ板とを一体化してなる構造
において、共振部及び動吸振部を囲む矩形の収納空間を
形成し、さらに上下に第１，第２の保護基板を積層する
ことにより、本発明の共振子を利用したチップ型の圧電
共振部品を容易に提供することが可能となる。すなわ
ち、本発明の共振子は、請求項４に記載のように、チッ
プ型の電子部品として構成することが容易である。よっ
て、上記のような従来実現することが困難であった１〜
２ＭＨｚ帯及びこれ以上の周波数帯において用いるのに
適したエネルギー閉じ込め型のチップ型の圧電共振部品
を提供することが可能となる。

【００２４】

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

【００２５】図７（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本発
明の一実施例にかかるエネルギー閉じ込め型の圧電共振
子を示す平面図及び正面図である。圧電共振子２１は、
略矩形の共振部２２を有する。共振部２２は、厚み方向
に一様に分極処理された圧電セラミック板２３の両主面
に電極２４，２５を形成した構造を有する。この圧電共
振部２２の電極２４，２５から交流電圧を印加すること
により、圧電共振部２２では、幅拡がりモードの振動が
強く励振される。

【００２６】幅拡がりモードの振動のノード点は、前述
したように、矩形の圧電セラミック板２３の中心及び両
端辺の中央に存在する。従って、本実施例では、圧電セ
ラミック板２３の短辺中央に、支持部２６，２７が連結
されている。また、支持部２６，２７の他端には、それ
ぞれ、動吸振部２８，２９が連結されている。動吸振部
２８、２９は、支持部２６，２７の他端において、支持
部２６，２７の延ばされている方向と直交する方向に細
長い棒状の振動部を形成することにより構成されてお
り、該動吸振部２８，２９の共振周波数は、支持部２
６，２７を介して漏洩してきた振動の共振周波数と一致
するように定められている。

【００２７】動吸振部２８，２９の外側には、連結部３
０，３１の一端が連結されており、該連結部３０，３１
の外側端には、本実施例の圧電共振子２１を機械的に保
持するための保持部３２，３３が連結されている。

【００２８】本実施例では、上記支持部２６，２７、動
吸振部２８，２９、連結部３０，３１及び保持部３２，
３３は、一体に構成されている。すなわち、圧電セラミ
ック板を図７（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形成されている。すなわち、略
矩形の圧電セラミック板の対向側縁から溝を内側に向か
って機械加工により形成することにより、上記支持部２
６，２７及び連結部３０，３１を形成するとともに、ダ
イヤモンドカッター等の切断装置を用いて動吸振部２
８，２９を所定の長さになるように切断することにより
得られる。

【００２９】もっとも、圧電セラミック板２３の外側に
連結される、支持部２６，２７、動吸振部２８，２９、
連結部３０，３１及び保持部３２，３３は、それぞれ別
体に構成されていてもよく、接着剤等を用いて接合され
て一体化されていてもよい。

【００３０】また、保持部３２，３３の一方主面には、
それぞれ、端子電極３４，３５が形成されている。ま
た、端子電極３４，３５と電極２４，２５とを電気的に
接続するために、支持部２６，２７、動吸振部２８，２
９及び連結部３０，３１の一方主面を通るように接続導
電部３６，３７が形成されている。

【００３１】本実施例の圧電共振子２１では、端子電極
３４，３５から交流電圧を印加することにより、共振部
２２において幅拡がりモードの振動が強く励振される。
また、幅拡がりモードの振動のノード点は、圧電セラミ
ック板２３の中心及び両短辺の中央に存在する。本実施
例では、圧電セラミック板２３の両短辺の中央に上記支
持部２６，２７が連結されているため、圧電セラミック
板２３が正確に目的とする矩形形状に加工されておれ
ば、支持部２６，２７には振動エネルギーは殆ど漏洩し
てこない。従って、支持部２６，２７間に共振エネルギ
ーが確実に閉じ込められる。

【００３２】もっとも、図７（ａ）に図示されているよ
うに、上記支持部２６，２７を形成するにあたっての溝
加工に際し、溝の形成位置がずれ、圧電セラミック板２
３の形状が目的とする矩形からずれることがある。この
場合には、図１に示した圧電共振子の場合と同様に、支
持部２６，２７に振動エネルギーが漏洩してくる。

【００３３】しかしながら、本実施例の圧電共振子２１
では、動吸振部２８，２９が支持部２６，２７の他端に
構成されているため、動吸振現象により漏洩してきた振
動が効果的に抑制される。従って、動吸振部２８，２９
の外側の連結部３０，３１及び保持部３２，３３側へは
殆ど振動が漏洩しない。よって、動吸振部２８，２９ま
での部分に共振エネルギーを確実に閉じ込めることがで
きる。

【００３４】本実施例の圧電共振子２１において、圧電
セラミック板２３の短辺２３ａ，２３ｂが、図７（ａ）
に示すように、ｄｘ＝５０μｍずれて加工された場合の
インピーダンス−周波数特性及び有限要素法により解析
した変位分布を図８及び図９に示す。

【００３５】図８及び図９から明らかなように、本実施
例では、動吸振部２８，２９の作用により、動吸振部２
８，２９間の部分に共振エネルギーが確実に閉じ込めら
れ、波形分割が生じないことがわかる。

【００３６】なお、図８及び図９は、有限要素法による
シミュレーションに基づく結果であるが、このような結
果が正しいことを具体的な実験例に基づいて説明する。
すなわち、上記のように動吸振部２８，２９を設けたこ
とによる効果を確かめるために、圧電セラミックスとし
てチタン酸ジルコン酸鉛系セラミックスを用い、短辺の
長さ＝２．０ｍｍ、長辺の長さ＝２．８ｍｍの圧電セラ
ミック板２３と、幅０．６ｍｍ及び長さ０．８ｍｍの支
持部２６，２７と、全長０．９ｍｍ及び幅０．６ｍｍの
動吸振部２８，２９を設けた圧電共振子２１を作製し、
そのインピーダンス−周波数特性を測定した。また、比
較のために、動吸振部２８，２９を形成しないことを除
いては、上記実施例と同様にして構成した図１に示した
圧電共振子を製作し、インピーダンス−周波数特性を測
定した。

【００３７】結果を図１０及び図１１に示す。図１０は
比較のために用意した動吸振部を有しない圧電共振子の
インピーダンス−周波数特性を、図１１は、実施例のイ
ンピーダンス−周波数特性を示す。

【００３８】図１０及び図１１の比較から明らかなよう
に、比較のために用意した圧電共振子では、加工精度の
ばらつきにより図１０に示したように波形分割を多発し
ていたのに対し、実施例の圧電共振子では、図１１に示
すように波形分割は見られなかった。

【００３９】図１２は、本発明のさらに他の実施例に係
るエネルギー閉じ込め型の圧電共振子を示す。圧電共振
子４１は、第１の実施例と同様に、矩形板状の振動体と
しての圧電共振部４２を有する。もっとも、圧電共振部
４２では、圧電板４２ａ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４２ｂ，４２ｃが形成さ
れている。なお、圧電板４２ａは、図示の矢印Ｐ方向す
なわち共振電極４２ｂから共振電極４２ｃに向かう方向
に分極処理されている。

【００４０】従って、共振電極４２ｂ，４２ｃ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
電共振部４２が振動する。この場合、圧電共振部４２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。

【００４１】また、本実施例の圧電共振子４１において
も、上記幅拡がりモードで共振する圧電共振部４２の振
動のノード点に支持部材４６，４７が連結されており、
支持部材４６，４７の外側端部に保持部４８，４９が連
結されている。なお、図１２において、４４ａ，４５ａ
は引出し導電部を、５０，５１は端子電極を示す。

【００４２】図１２に示した実施例から明らかなよう
に、本発明の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。

【００４３】図１３は、図７（ａ）及び（ｂ）に示した
実施例の圧電共振子２１を用いて構成されるチップ型圧
電共振部品の分解斜視図である。このチップ型圧電共振
部品では、共振プレート１０１の上下に、矩形枠状のス
ペーサ１０２，１０３を介して保護基板１０４，１０５
が貼り合わされる。

【００４４】共振プレート１０１は、前述した圧電共振
子２１の側方にスペーサ板１０６，１０７を接着剤によ
り接合した構造を有する。スペーサプレート１０６，１
０７は、それぞれ、内側に切欠１０６ａ，１０７ａを有
する。切欠１０６ａ，１０７ａは、圧電共振子２１の振
動する部分、すなわち共振部及び動吸振部の振動を妨げ
ないための空間を設けるために形成されている。スペー
サ板１０６，１０７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により構成され、圧電共振子２１
とほぼ等しい厚みを有するように構成されている。ま
た、本実施例では、スペーサ板１０６，１０７は、圧電
共振子２１の保持部３２，３３に絶縁性接着剤を用いて
接合されている。従って、圧電共振子２１の共振部２２
及び動吸振部２８，２９は、上記スペーサ板１０６，１
０７と保持部３２，３３で構成される矩形枠状の開口に
収納されている。なお、１０８は、ダミーの電極を示
す。

【００４５】スペーサ１０２，１０３は、矩形枠状の接
着剤フィルムにより構成されており、共振プレート１０
１と保護基板１０４，１０５とを貼り合わせるように機
能する。また、スペーサ１０２，１０３は、それぞれ、
開口１０２ａ，１０３ａを有する。従って、開口１０２
ａ，１０３ａが形成されているため、圧電共振子２１の
振動する部分の振動を妨げないための空間が、圧電共振
子２１の上下に構成される。

【００４６】なお、上記スペーサ１０２，１０３を省略
し、矩形枠状に接着剤を保持基板１０４の下面及び保護
基板１０５の上面に付与することによっても、上記のよ
うな振動を妨げないための空間を形成することができ
る。

【００４７】図１３に示した共振プレート１０１、スペ
ーサ１０２，１０３及び保護基板１０４，１０５を積層
し、得られた積層体の一対の側面に、外部電極を形成す
ることにより、チップ型圧電共振部品を構成することが
できる。このようなチップ型圧電共振部品の外観は、後
述の図１７に示すチップ型圧電共振部品と同様となる。
もっとも、上記チップ型圧電共振部品では、圧電共振
子２１が、スペーサ板１０６，１０７と絶縁性接着剤を
用いて接合されている。従って、図１３の矢印Ａで示す
接合部分において、接着不良が生じている場合には、密
閉性が損なわれる。すなわち、圧電共振子２１の共振部
２２や動吸振部２８，２９が構成されている部分の密封
性が損なわれる。密封性が損なわれた場合、チップ型圧
電共振部品における耐湿性などの特性が低下する。

【００４８】次に、上記のような耐湿性の問題を克服し
得る実施例を、図１４〜図１７を参照して説明する。図
１４は、本発明の他の実施例に係るチップ型圧電共振部
品を説明するための分解斜視図であり、図１３に相当す
る図である。図１４に示すチップ型圧電共振部品では、
図１３に示されていた圧電共振子２１及びスペーサ１０
６，１０７に代えて、外形が矩形板状の圧電共振子１１
１が用いられている。その他の構造、すなわちスペーサ
１０２，１０３及び保護基板１０４，１０５について
は、図１３に示した実施例と同様であるため、同一の参
照番号を付することにより、前述した説明を援用するこ
とにより省略する。

【００４９】圧電共振子１１１は、図１５に斜視図で示
す圧電セラミック板１１２を用いて構成されている。す
なわち、１枚の矩形の圧電セラミック板を、例えばレー
ザによるエッチングや機械加工により図１５に示す形状
に加工し、それによって圧電セラミック板１１２を得
る。圧電セラミック板１１２では、開口１１３ａを有す
る矩形枠状の支持部１１３と、共振部を構成する圧電セ
ラミック板部分１１４及び動吸振部を構成する圧電セラ
ミック板部分１１５，１１６が一体化されている。そし
て、上記圧電セラミック板１１２に、圧電共振子２１と
同様に電極を形成することにより、図１６に示す上記圧
電共振子１１１が得られる。

【００５０】言い換えれば、圧電共振子１１１は、図１
３に示した圧電共振子２１と、スペーサ板１０６，１０
７とを一体化した構造に相当する。従って、圧電共振子
１１１における共振部、動吸振部及び電極等について
は、圧電共振子２１と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。

【００５１】図１４に示した圧電共振子１１１は、上記
１枚の圧電セラミック板１１２を用いて構成されてい
る。従って、図１３で示した実施例では、矢印Ａで示し
た接合部分により耐湿性が劣化するおそれがあったのに
対し、本実施例のチップ型圧電共振部品では、共振部や
動吸振部の側方に上記のような接合部が存在しないた
め、耐湿性が効果的に高められる。

【００５２】図１７は、図１４に示した圧電共振子、ス
ペーサ１０２，１０３及び保護基板１０４，１０５を積
層した得られたチップ型圧電共振部品の斜視図である。
チップ型圧電共振部品１２０では、上記各部材を貼り合
わせることにより得られた積層体１２１の一対の端面を
覆うように外部電極１２２，１２３が形成されている。
従って、他のチップ型電子部品と同様にプリント回路基
板などに面実装することができる。

【００５３】図１８は、前述した圧電共振子１１１の変
形例を示す。ここでは、圧電共振子１３１は、矩形枠状
の支持部材１３２と、該矩形枠状の支持部材１３２と一
体に構成された圧電共振子部分１３３とを有する。圧電
共振子部分１３３は、前述した図１２に示した圧電共振
子４１と同様に構成されている。従って、共振部等の構
成については、圧電共振子４１と同一であるため、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。

【００５４】圧電共振子１３１においても、矩形枠状の
支持部１３２と圧電共振子部分１３３とが一体化されて
いるため、図１６に示した圧電共振子１１１と同様に、
チップ型圧電共振部品を構成した場合、該チップ型圧電
共振部品の耐湿性を効果的に高め得る。

【００５５】前述してきた実施例では、圧電共振子に、
幅拡がりモードを利用した共振部が１個形成されてい
る。しかしながら、本発明は、幅拡がりモードを利用し
た共振部が複数形成されている圧電共振子にも適用され
る。このような例を、図１９を参照して説明する。図１
９（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、上記のような圧電共
振子の平面図及び圧電セラミック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。

【００５６】圧電共振子１４１は、２重モードを圧電フ
ィルタを構成するためのものであり、幅拡がり振動モー
ドを利用した第１，第２の圧電共振子ユニット１４２，
１４３を有する。圧電共振ユニット１４２，１４３は、
厚み方向に一様に分極処理された矩形の圧電セラミック
板部分の一方主面に共振電極を構成するための電極１４
２ａ，１４３ａを形成し、下面にアース電極として機能
する電極１４２ｂ，１４３ｂを形成した構造を有する。

【００５７】第１，第２の圧電共振ユニット１４２，１
４３は、それぞれ、幅拡がり振動モードで励振される
が、その振動のノード点同士が連結材１４４により連結
されている。また、下面においては、電極１４２ｂと１
４３ｂとが、連結部材の下面に形成された接続導電部に
より相互に電気的に接続されている。従って、電極１４
２ａまたは１４３ａを入力電極もしくは出力電極とし、
下面の電極１４２ｂ，１４３ｂをアース電極として用い
ることにより、対称モード及び非対称モードを利用した
２重モード圧電フィルタが構成される。

【００５８】本実施例は、上記２個の圧電共振ユニット
１４２，１４３を用いたことに特徴を有し、その他の点
については、圧電共振子２１と同様に構成されている。
すなわち、第１，第２の圧電共振ユニット１４２，１４
３の外側には、それぞれ、振動伝達部を介して屈曲モー
ドで共振される動吸振部１４５，１４６が構成されてお
り、動吸振部１４５，１４６の外側端が連結バーを介し
て矩形枠状の支持部材１４７に連結されている。従っ
て、矩形枠状の支持部材１４７の開口１４７ａ内に、第
１，第２の圧電共振ユニット１４２，１４３等が配置さ
れている。

【００５９】また、これら開口１４７ａ内に配置された
第１，第２の圧電共振ユニット１４２，１４３等は、支
持部材１４７と一体に構成されている。すなわち、一枚
の圧電セラミック板を機械加工することにより、あるい
はエッチングすることにより図示のように平面形状を有
する一体の部材が得られている。

【００６０】前述した各実施例では、振動体の材料とし
て圧電セラミックスを用いたが、圧電性を示す材料であ
れば何でも良く、圧電セラミックスに代えて、ＬｉＴａ
Ｏ₃もしくはＬｉＮｂＯ₃ などからなる圧電単結晶を用
いても良いし、圧電性を示す高分子物質などを用いても
よい。

【００６１】また、それ自身が圧電性を示さない半導体
や金属板であっても、その上に圧電材料を形成させて圧
電体と同等の働きを持つように構成したものを用いても
よい。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ、本発明をなす
契機となった圧電共振子を示す平面図及び正面図。

【図２】図１に示した圧電共振子により得られる理論的
なインピーダンス−周波数特性を示す図。

【図３】図１に示した圧電共振子の変位分布を有限要素
法により解析した結果を示す図。

【図４】図１示した圧電共振子において、加工精度のば
らつきにより圧電共振部の形状がずれた場合の例を示す
平面図。

【図５】図４に示した形状の圧電共振子のインピーダン
ス−周波数特性を示す図。

【図６】図４に示した形状の圧電セラミック板を用いた
場合の圧電共振子の変位分布を有限要素法により解析し
た図。

【図７】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の一実施例の圧電
共振子の平面図及び正面図。

【図８】実施例の圧電共振子について理論的に解析する
ことにより得られたインピーダンス−周波数特性を示す
図。

【図９】実施例の圧電共振子の有限要素法により解析さ
れた変位分布を示す図。

【図１０】比較のために用意された図１に示した圧電共
振子のインピーダンス−周波数特性を示す図。

【図１１】試作された実施例の圧電共振子のインピーダ
ンス−周波数特性を示す図。

【図１２】本発明のさらに他の実施例に係る幅拡がりモ
ードを利用した圧電共振子を示す平面図。

【図１３】本発明の一実施例に係る圧電共振子を用いた
チップ型圧電共振部品を説明するための分解斜視図。

【図１４】本発明の他の実施例に係る圧電共振子を用い
たチップ型圧電共振部品を説明するための分解斜視図。

【図１５】図１４で用いられている圧電共振子において
採用されている圧電セラミック板を示す斜視図。

【図１６】圧電共振子を示す斜視図。

【図１７】図１４に示したチップ型圧電共振部品の外観
を示す斜視図。

【図１８】矩形枠状の支持部材と一体化された圧電共振
子の他の例を説明するための斜視図。

【図１９】（ａ）及び（ｂ）は、本発明のさらに他の実
施例に係る圧電共振子としての圧電フィルタを示す平面
図及び圧電セラミック板を透かして下方の電極形状を示
した模式的平面図。

【符号の説明】

２１…圧電共振子 ２２…圧電共振部 ２３…圧電セラミック板 ２４，２５…電極 ２６，２７…支持部 ２８，２９…動吸振部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 矩形板の幅拡がりモードを利用した共振
   部と、 前記共振部のノード点に一端が連結された支持部と、 前記支持部の他端に連結された動吸振部とを備えること
   を特徴とする、幅拡がりモードを利用した共振子。
2. 【請求項２】 前記共振部の両側に、それぞれ、支持部
   及び動吸振部が連結されており、かつ各動吸振部の支持
   部が連結されている側と反対側に一端が連結された連結
   部と、各連結部の他端に連結された保持部とをさらに備
   える、請求項１に記載の幅拡がりモードを利用した共振
   子。
3. 【請求項３】 前記保持部の側方に配置されており、か
   つ保持部と接合されて前記共振部及び動吸振部を囲む矩
   形の収納空間を構成するための第１，第２のスペーサ板
   をさらに備える、請求項２に記載の幅拡がりモードを利
   用した共振子。
4. 【請求項４】 前記共振部が圧電効果を利用した圧電共
   振部である請求項３に記載の幅拡がりモードを利用した
   共振子と、 前記圧電共振子及びスペーサ板が一体化された構造の上
   下に積層された第１，第２の保護基板と、 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
   の空間を、共振部及び動吸振部の上下に形成するための
   振動空間形成手段とを備える、チップ型圧電共振部品。