JPS5986915A - チツプ状圧電振動部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明はチップ状圧電振動部品に関し、特に圧電エレ
メントを保持しあるいは位置決めするための改良された
構造を有するチップ状圧電Ｓ動部品に関する。

先行技術の説明 第１図はこの発明の背景となりかつこの発明に利用され
得るチップ状圧電エレメントの一例を示す斜視図である
。圧電エレメント１はたとえばセラミックなどからなる
圧電プレートを含み、そのプレートの両表面に、対向す
る振動ｇｒｉ極１１１および１２１が、それぞれ形成さ
れている。振動電極１１１および１２１は、協働して、
圧電プレートに、厚みすべり振動９幅すベリ振動９幅縦
振動やその他所定のモードの振動を生ぜしめる。これら
振動電極１１１および１２１は、それぞれ、リード電極
１１２および１２２によって引出型１１ｉ１１３および
１２３にそれぞれ接続される。

このような圧電エレメント１は、第２図に示すようにケ
ース２内に収納される。ケース２は両端に開口を有する
筒状のものであり、その間口はキャップ３１および３２
によってそれぞれ覆われる。

キャップ３１およＵ３２と、ケース２内に収納された圧
電エレメント１の引出電極１１３および１２３（第１図
）とが、導電ペイントやクリーム状はんだのような１ｊ
重接続部材４１および４２によって電気的に接続される
、このようにして、チップ状圧電振動部品が作られる。

このようなチップ状圧電振動部品はより安価にしかも小
形化できるので、色々な分野に利用されることができる
が、従来のものは次のようなさらに解決すべき問題点を
含むものであった。

すなわち従来のキャップを用いるチップ状圧電振動部品
においては、ｓ電ペイントが同化するより前に、エレメ
ント１の自重によって、第２図の１′で示すように、エ
レメントが下がってしまう。

一方エレメント１をケース２内に収納する際に固定的に
エレメントの上下にスペースをあけることはむつかしか
った。したがって、結果的に、従来の構造では、エレメ
ント１とケース２の内壁との接触が生じる。リード電他
や引出電極の部分はケースと接触しても問題ないが、＠
動電極の部分がケースと接触すると、共握抵抗が大きく
なるばかりでなく、共振周波数と反共振周波数との間あ
るいはそれらの近傍において微少なスプリアスが生じて
しまう。このようなことは、チップ状圧電振動部品を発
成回路の発掘子やＦ；剖回路のディスクリミネータエレ
メントとして用いる場合などにおいて、不都合を生じる
。

発明の目的 それゆえに、この発明の目的は、圧電エレメ〉・トの少
なくとも撮動部分はケース内壁に接触しないようにする
ことができる、チップ状圧電振動部品を提供することで
ある。

発明の要約 この発明に従ったチップ状圧電振動部品は、１対のＮ極
が形成された圧電エレメントと、両端部に開口を有しそ
の中に圧電エレメントが収納される筒状のケースと、ケ
ースの開口を覆うようにケース戸端部に被せられる導電
材料の薄板で形成されたキャップど、圧電ニレメン１−
の１対の電極のそれぞれを対応のキャップに電気的に接
続するための導電接続部材とを含み、特徴的には、少な
くとも一方のキャップに圧電エレメントを保持しあるい
は位置決めするための位置決め部が形成されている。

発明の効果 この発凋によれば、ケースの両端に被せられるキャップ
の少な（とも一方に形成された位置決め部によって、圧
電エレメントの少なくとも振動電極部分はケース内壁と
スペースが隔てられて、圧電エレメントがケース内に収
納されるので、圧電エレメントの振動部分がケースと接
触することがない。そのために、共振抵抗が増大しある
いは微少スプリアスが発生するという問題点は生じず、
発振子や周波数ディスクリミネータとして有効に利用で
きろ。

さらに［介ｒＪ）宍め部にＪ、って圧電工１ノメンｉ・
が１尺械的に保持−′・れるので、機械的な安定性がさ
らに贈強される。

この発明の上述の目的およびその他の目的と特徴は図面
を＠照して行なう以下の詳細な説明力゛・ら一層明らか
となろう。

実施例の説明 第３Ａ図および第３Ｂ図はこの発明の一実ｆ、例を示し
、第３Ａ図１４．所而図、第３Ｂ図は斜視図を示す。こ
の発明の圧電ニレメン１〜１とじτ（二、第１図に示す
ような従来の圧電ニレメン１〜が利用可能である。なＪ
３、第１図では、振動電極１１１および１２１はそれぞ
れ細いリード電極１１２および１２２を通して引出電１
ζ１１３および１２３に接続されているが、接続電極な
いしリード電ａｉ１１２および１２２は、圧電ブレー【
・の仝輻にわたって形成されていてもよい。圧電ニレメ
ン１〜１は、たとえば合成樹脂やアルミナ（セラミック
）あるいはガラスなどからなる筒状のケース２内に収納
される。ケース２は両端に開口を有し、その両端部には
それぞれキャップ３１および３２が被せられる。キャッ
プ３１および３２は、それぞれ、導電ペイント、クリー
ム状のはんだあるいはその他の導電接着剤などのような
導電性接Ｆ％部材４１および４２によって、ニレメン１
〜１の引出電極１１３および１２３（第１図）とそれぞ
れ電気的に接読される。

キャップ３１および３２は、それぞれ、筒状のケース２
に対応する第１の部分とその第１の部分からケース２の
側面に沿って延び〈・第２の部分とを含む。一方のキャ
ップ３１のその第１の部分に（才、ケース２の外方に突
出した娑出部３１１が形成される。なお、これらキトツ
ブＳ１および３２は、たとえばアルミニウムや銅などの
導電材料の薄板によって形成されるため、このような突
出部３１１は公知のプレス成形などによって容易に形成
することができる。そして、ニレメン１〜１の一端がそ
の突出部３１１によって形成される凹みと係合する。し
たがって、この実施例ではニレメン１−１は、第３Ａ図
に示すように斜めにケース２内に収納される。このとき
、エレメント１の他端に形成された引出電極１２３（第
１図）の部分はケース２の内壁に接触することになるが
、エレメント１のほぼ中央部に形成される振動電極゛１
１１および１２１（第１図）に相当する部分は、決して
ケース２の内壁と接触することはないつすなわち、エレ
メント弓の振動部分（才、必ず、ケース内唇と成るスペ
ースが隔てられろことになる。

第４図はこの発明の他の実施例を示す断面図解図である
１、この実施例は、キャップ３１の形状が先の第３Ａ図
に示すものとは異なる。すｔ−ね１コ、第３Ａ図および
第３Ｂ図に示す実施例では、ケース２の外方に突出した
突出部３１１によって位置決めのための段差部を形成し
たのに対し、この第４図大箱例では、ケース２の内方に
突出した凹部３１２によって段於部を形成する。７：シ
て、この四部３１２によって形成された段差部に、圧で
エレメント１の一方端を保持する。この実施例において
も、圧電エレメント１のほぼ中央に形成される振動電極
部分について見れば、必ず、ケース２の内壁と成るスペ
ースが隔てられる。

第５図はこの発明のさらに他の実施例を示Ｖ断面口解図
である。この実施例は、第４図実施例に比べて、キャン
プ３２にも、キャップ３１と同様に、ケース２の内方に
突出する四部３２２が形成されている。これによって、
圧電ニレメン１〜１の位置決めしたがってｄ械的安定性
がより−Ｕ大き（なる。

第５図に示すようなチップ拡圧′雇振動部品は、第６Ａ
図および第６３図に示すようにして作ることができる。

両端開放の筒状のケース２を’Ｊ−備し、その−万端に
、凹部３１２を有するキャップ３１を被せる。そして、
このときはんだクリームないし導電ペイン１〜４１を予
め塗布しておく。次いで、第１図に示すような圧電エレ
メント１を開放されているケース２の他端からケース内
に挿入し、第６Ａ図において二点鎖線で示すように位置
決めする。

次いで、第６Ａ図に示すように長手方向を回転軸として
１８００回転させると第６Ｂ図シこ示Ｊように、圧電エ
レメント１の他端はその自重によってケース２の内型に
接触するよう落下する。その後、予め導電ベーストない
し導電ベイン！＝　４２を塗布したキャンプ３２をケー
ス２の他端に被ぜる。

このようにして、第５図実施例が完成される。

第７図はこの発明のざらに他の実施例を示す断面図解図
であるっこの実施例は第３Ａ図および第３Ｂ図に示ずも
のの変形である。すなわち、この実施例はキャップ３１
のみならずキャップ３２にもケース２の外方に突出する
突出部３２１を形成し−（、両方のキャップ３１および
３２に圧電ニレメン１へ１の位置決めのための段差部を
形成したものである。このようにすれば、ケース２内に
おいて圧電エレメント１をケースと平行に支持すること
ができる。

第８図はこの発明のさらに他の実施例を示す断面図解図
である。この実施例も第７図実施例と同様に圧電エレメ
ント１をケース２内にそれと平行に支持するようにした
ものである。キャップ３１および３２には、それぞれ、
同じように、ケースの外方に突出する突出部３１３およ
び３２３を形成する。しかしながら、この突出Ｍ３１３
および３２３は、キャップ３１および３２の周縁よりも
その突出筒ざが小さくされている。この実施例によれば
、第７０と同じように圧電エレメント１をケース２と平
行に支持でき、しかも突出部３１３および３２３がキャ
ップの周縁よりも内方に位置するため、第４図または第
５図実態例と同じように取扱いが容易であるー 第９図はこの発明に用いられるキャップの他の例を丞す
断面図解図である。この実施例では、キャップ３１には
、たとえば第３Ａ図および第７図！、＝示ず実施例と同
じようにつ°−スの外方に突出する突出ａｌ１３１１を
有するっそして、このキャップ３１の第１の部分すなわ
ちケース２の端面に対応する部分には孔３１４が形成さ
れでいる。この孔３１４は圧電エレメント１の電極をそ
のキャップに電気的に接＠するための導電接合部材とし
てたとえば溶融した状態のはんだを注入するために利用
される。すなわち、ここまでに示した実施例では、いず
れも、圧電エレメント１の電極とキャップ３１および３
２とは、導電ペイントやクリーム状のはんだを利用した
が、この第９図実施例に示すようなキャップを利用ずれ
ば、圧電エレメント１とケース２とを組立てた後に溶融
したはんだを利用して圧電エレメントの電極とキャップ
との導電的接続を行なうことができる。

第１０図はこの発明の好ましい実施例を示す図解図であ
る。この実施例では、第３Ａ図および第７図実施例と同
じように、キャップ３１（３，２＞に、ケース２の外方
に突出する突出部３’１（３２１）を形成した。このよ
うなキャップ３１（３２）を利用することにより、その
突出部３１１（３２１）に、引出端子５を直接接続する
ことができる。すなわち、引出端子５ばけば円形の頭部
とそこから延びる脚部５２とを含む。頭部には孔５１が
形成され、その孔はキャップ３ｊ（３２）の突出部３１
１　（３２１）とほぼ同じ径を有し、この突子３１１　
（３２１）が引出端子５の孔５１にちまうど嵌まり合う
、そして、キャップ３１（３２）と引出端子５のＷ部と
をたとえばはんだにより接合すれば、簡単に引出端子付
きの圧電撮動部品を構成することができる。

第″ｉ１図はこの発明のなお′（ン他のすｈと（−′１
を示す図解図である。今までｕ２明したり＜　１．’、
；例では、キャップ３１Ｃよび３２をケース２にｈｆ’
−４ｒ’＜的に固定するために導電ペイントや（ｊんだ
の凡♀Ｉ力利用以上の特別の手段を用いていなかった。

し、がしながら、外的応力によって、場合に位っでは、
キャップ３１および３２がケース２から脱落し、結果的
にチップ状圧電振！ｉ７Ｊ部配そのものが破損τ゛ろこ
ともある。そこで、この第１１図案店６１１では、荻脂
り゛−ヌ２内に圧電エレメント１を挿入ニー１、ｓ電ペ
イントを付着させたキャップ３１を被せ、導電ペイント
を硬化させるより前にキャップ３１の一部にポンチ７１
および７２によってポンチングし、キャップ３１０ケー
ス２に沿って延びる第２の部分を破り、このとき発生す
る「ぼり」が樹脂ケース２に食い込むようにする。この
ようにすれば、樹脂ケース２とキャップ３１とを柵械的
により安定に接続ないし固定することができる。

第１２図はこの発明に従ったチップ状圧電振動部品を利
用する発振回路の一例を示す回路図である。集積回路８
にはインバータＩＮＶが含まれ、このインバータＩＮＶ
は集積回路８の端子８０１および８０２に接続される。

この端子８０１および８０２には、インバータＩＮＶと
協働して発振回路を構成するチップ状圧電振動部品Ｘお
よびフィードバック抵抗Ｒが並列接続され、端子８０１
および８０２にはそれぞれ接地に接続されたコンデンサ
Ｃ１およびＣ２が接続される。コンデンサＣ１およびＣ
２は負荷容量であって振動子Ｘを含む回路とインバータ
ＩＮＶとで正帰還する条件を与えている。フィードバッ
ク抵抗Ｒはインバータに含まれる増幅器の自励発振を抑
圧するために挿入されるものであって通常５００にΩ〜
１０ＭΩである。そして、振動子Ｘの出力すなわち端子
８０２から発振出力が導出される。

第１３Ａ図および第１３８図と第１４図とに示すそれぞ
れの実施例は、このような発振回路を構成する抵抗ある
い（Ｊコンデンサをチップ状圧電振動部品すなわち振動
子Ｘと複合化せんとするものである。

たとえニブラスやセラミックなどのような不導体でかつ
Ｑ　４３に′ｒ、（える材料で作った筒状ケース２の中
に、圧電エレメント１を収納し、その筒状クース２０両
端に千−「ツブ３１８５よひ３２を被せる。

なお、圧電エレメント１の収納ないし支持洛造について
はこの実施例のばか前述の任意のものが利用＋：Ｊ能な
ことはもちろんである。

回状ケース２の側面にたとえば酸化被膜やカー、Ｗ　：
、７等の抵抗体波膜９を設け、それによってインバー１
）！ＸＮ　ｖ従って振動子Ｘに並列接続されるべきフィ
ードバック抵抗Ｒをこの振口り子Ｘと一体的に構成する
。

なお、この抵抗被膜っけ、たとえば酸化被膜やカーボン
を塗布してＡ温焼付をすることによって形成でピる、こ
の抵抗被膜９による抵抗値は調整されてもよいが、上述
のような必要とされる抵抗値の範囲５００にΩ〜ＩＯＭ
Ωを考慮すれば、特別な調整は必要ではない。

この第１３Ａ図および第１３８図に示す実施例によれば
、特別な工程を追加するづ゛ることなく、共振子と抵抗
との複合化が可能である。また、抵抗被膜はたとえば１
０〜６０μｍ程度の厚みであるため、特に完成したチッ
プ状圧電振動部品の形状を大きくしたりするという問題
はない。

第１４図の実施例は、さらにコンデンサＣ″！およびＣ
２をも複合化せんとするものである。

第１４図を参照Ｌ・て、角形のケース２′内にはたとえ
ば第１図に示すような圧電エレメントが収納されている
。そして、このケース２の両端にはキャップ３１′およ
び３２′が被せられる。なおキャップ３１′および３２
′には任意の方法で、ケース２内に収納されるニレメン
１へのための位置決め構造（段差部）が形成されている
。そして、ケース２の表面には抵抗被膜９が形成されて
いる。

り“−ス２の側面には、２つのチップ状コンデンサ１０
１および１０２が取付けられる。チップ状コンデンサ１
０１および１０２はそれぞれ第１２図に示すコンデンサ
Ｃ１およびＣ２に相当する。チップ状コンデンサ１ｏｉ
ｔ３よび１０２のそれぞれの両端にはコンデンサ電極が
形成されている。なお、これらチップ状コンデンサ１０
１および１０２とケース２との一体化は、たとえば接着
剤により貼り合わせればよい。そして、たとえばプリン
ト基板（図示せず）のプリントパターン８０，８１およ
び８２にこの一体化したチップ状圧電振動部品モ接続す
る。すなわち、アースパターン８２にはチップコンデン
サ１０１および１０２のそれぞれの一方のコンデンサ？
ＩｆｔＮ！を接続し、たとえば第８図の集積回路８の端
子８０１および８０２にそれぞれ接続されるパターン８
１および８２には、それぞれ、キャンプ３１′とチップ
コンデンサ１０１の他方電極とをそしてキャップ３２′
とチップコンデンサ１０２の他方電極とを接続する。

なお、具体的には、角形のケース２に納められたチップ
状圧電振動部品は厚み２．２Ｘ幅２．２×長さ５．９＋
ａｍであり、チップコンデンサ１０１および１０２はた
とえば幅１．６×長さ３．２ｍｎ＋のサイズである。

第１３Ａ図および第１３Ｂ図ならびに第１４図実施例に
おいて、ケース２の側面に形成する抵抗被膜は、その側
面全面にわたって形成されてもよくまたその形成される
位置は任意である。但しキャップ３１　（３１’　）お
よび３２（３２°　）と接続されていることは条件であ
る。

このようにすれば、振動子のみならずその振動子と協働
して発振回路等を構成する抵抗あるいはコンデンサを一
体化することができ、非常にコンパクトで取扱いが簡単
になりしかも集積度が向上する。

なお、上述の実施例においては、筒状ケースとキャップ
とはそれぞれ円形同士あるいは角形同士を利用したが、
たとえば角形のケースに円形のキャップを利用すること
も可能である。

さらに、上述の実ｙＡ例では、いずれも、キャップの第
２部分はケースの外側面に沿って嵌め込まれているが、
これはケースの内側面（内装）に沿また、第３Ａ図、第
３Ｂ図〜第８図までに示す実態例に用いられるキャップ
３１．３２をそれぞれ任意に組合わせて用いてもよく、
また、段差部を形成する構造はこれら実施例の形状に限
定されるべきでないことももちろんである。

以上のように、この発明によれば、ケース内において圧
電エレメントの振動部分は必ずケースと成るスペースを
隔てて収給されるので、共振抵抗の増加や微少スプリア
スの発生などを生じることはない。また、キャップにエ
レメントを支持ないし保持するための位置決め部を形成
しているため、エレメントの機械的安定性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の背景となるかつこの発明に利用され
得る圧電エレメントの一例を示す斜視図である。第２図
はこの発明の背景となるチップ状圧電振動部品の一例を
示す断面図解図である。 第３Ａ図および第３Ｂ図はこの発明の一実施例を示す図
であり、第３Ａ図がその断面図解図を、第３Ｂ図がその
外観斜視図をそれぞれ示す。 第４図および第５図は、それぞれこの発明の別の実施例
を示す断面図解図である。第６Ａ図および第６Ｂ図は第
５図に示すチップ状圧電振動部品を作る過程を示す図解
図である。 第７図および第８図は、それぞれこの発明のさらに他の
実施例を示す断面図解図である。 第９図はキャップの他の例を示す断面図解図である。 第１０図は引出端子との接続の一例を示す図である。 第１１図はキャップの瀕械的固定の一例を示す図解図で
ある。 第１２図はこの発明に従ったチップ状１勅圧電部品が利
用された発振回路の一例を示す回路図である。 第１３Ａ図および第１３Ｂ図はこの発明のさらに他の実
施例を示す図であり、第１３Ａ図が断面図解図を、そし
て第１３Ｂ図が外観斜視図を示す。 第１４図はこの発明のその他の実施例を示す外観斜視図
である。 図にお（゛て、１は圧電エレメント、１１１．１２１は
振動Ｎ極、１１３，１２３は引出電極、２゜２′はケー
ス、３１．３２．３１’　、３２’はキャップ、３１１
，３２１，３１３．３２３は突出部、３１２．３２２は
突子、４１．４２は導電接続部材を示す。 特許出願人　株式会社村田製作所 手　　続　　補　　正　　書 昭和５８年４月７Ｅ 特許庁長官　殿 １、事件の表示 昭和５７年特許願第１９８４９３号 ２、発明の名称 チップ状圧電振動部品 ３、補正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所　京都府長岡京市天神二丁目２６番１０号名称　（
６２３）株式会社　村　１）製　作　所代表者　村　１
）　　昭 ４、補正命令の日付 自　　発 出願時の明細書第４ページ下から６行目〜第５ページ５
行目を以下のとおり補正する。 「ることができるが、次のようなさらに解決すべき問題
点を含むと考えられたことがある。 すなわち上述のキャップを用いるチップ状圧電振動部品
においては、場合によっては、導電ペイントが固化する
より前に、エレメント　１の自重にシ よって、第２図の１′で示すように、エレメントが下が
るかも知れない。一方エレメント　１をケース２内に収
納する際に固定的にエレメントの上下にスペースをあけ
ることはむつかしかった。したがって、結果的に、上述
の構造では、仮に、ケース２の内底面が真平らで、かつ
エレメント　１が水平状態を保って下がり、しかもエレ
メント　１の下降にともないエレメント　１の両端下面
に−たん付着した導電ペイントが完全に除かれたとした
ら、エレメント１とケース２の内底面との接触が生じる
だろう。重力が働く方向がエレメント　１の主平面に直
交しない場合も同様である。エネルギーとじこめ型であ
るため、リードＮ極や引出電極の部分はケースと接触し
ても問題ないが、振動電極の部分がケ」 以上

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）　１対の振動電極が形成された圧電エレメント、 その両端部に開口が形成され、その中に前記圧電エレメ
   ントが収納される筒状のケース、それぞれが導電材料の
   薄板で形成され、前記ケースの両端同口に被せられるキ
   ャップを備え、少なくとも一方のキャップに前記圧電エ
   レメントの位置決めのための位置決め部を形成し、それ
   によって前記ケース内に前記圧電エレメントが収納され
   たとき前記振動電極部分と前記ケース内壁との間に成る
   スペースが隔てられるようにし、さらに 前記圧電エレメントの１対の振動電極のそれぞれを対応
   の前記キャップに電気的に接続するための導電性接続部
   材を備える、チップ状圧電振動部品。
2. （２）　前記少なくとも一方のキャップに形成された前
   記位置決め部は段差部を含む、特許請求の範囲第１項記
   載のチップ状圧電振動部品。
3. （３）　前記段差部は前記ケースの外方に突出した突出
   部を含む、特許請求の範囲第２項記載のチップ状圧電振
   動部品。
4. （４）　前記段差部は前記ケースの内方に突出した四部
   を含む、特許請求の範囲第２項記載のチップ状圧電振動
   部品。
5. （５）　前記キャップは前記ケースの開口に相当する第
   １の部分と、前記第１の部分から前記ケースの側面に沿
   うように延びる第２の部分とを含み、 前記段差部は前記第１の部分に形成される、特許請求の
   範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載のチップ状圧
   電振動部品。
6. （６）　前記ケースは樹脂材料からなり、ざらに 前記第２の部分に形成され、その第２の部分と前記樹脂
   ケースの側面とをかしめることによってそのキャップを
   ケースに機械的に固定するための、かしめ部を含む、特
   許請求の範囲＆１５項に記載のチップ状圧電振動部品。