JPS6236347Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は捩り振動共振子の補強を図り、メカニ
カルフイルタの改良に関する。

メカニカルフイルタは機械共振子を結合子によ
つて音響的に結合したフイルタで、機械共振子が
有する小形，高安定，高Ｑの特徴を生かし、各種
通信装置に広く使用されている。

近年、上記特徴を生かし、メカニカルフイルタ
は水晶フイルタに替る狭帯域フイルタの領域につ
いても検討が加えられている。

メカニカルフイルタにおけるフイルタとしての
通常帯域幅と結合子寸法の関係は次式で表わされ
る。

Δ∝Ｓｃ・Ｅｃ／ｌｃ 上式においてΔ：フイルタ通過帯域幅，
Sc：結合子断面積，Ec：結合子材料縦弾性係
数，lc：結合子長であつて、狭帯域なメカニカル
フイルタを実現するためには上式より理解できる
ように、Sc，Ecを小さくするかlcを大きくすれ
ばよい。しかしながらEcは材料によつて決まる
定数であり選択できる範囲は限られる。またメカ
ニカルフイルタの小形化の傾向からlcを大きくす
るのは得策ではなく、従つて一般的にはSc即ち
結合子断面を小さくすることが行なわれる。

第１図に従来構造のメカニカルフイルタを要部
斜視図に示すが、これは並列した第二次捩り振動
共振子１，２の長さ方向中心をそれぞれ共通して
縦振動結合子３で結合するとともに共振子１の中
心から両端のそれぞれの端部方向の振動節線１
１，１１′の下方にそれぞれ図示しない基板に支
持装着される支持線４，４を具えている。もう一
つの共振子２についても同様である。そうしてこ
れら共振子１，２は点線Ａで示すように長さ方向
に第二次捩り振動が起され、中心と両端とでは矢
印で示す互いに逆方向の捩り振動となり、振動節
線部１１，１１′は偏移を生じない。

しかしながら上記構成のメカニカルフイルタに
おいては外部から振動，衝撃等が加わると支持線
４，４を介して共振子１，２にそれによる機械エ
ネルギ振動が印加され、この結果支持線を含めた
捩り振動共振子全体に片持梁的な振動が生じ、そ
れぞれの共振子１，２間を結合している細棒から
なる結合子３にこの振動による機械的なストレス
が加わる。このため結合子３の変形とか最悪時に
は結合子の切断する恐れもあるなどして狭帯域フ
イルタとしての信頼度が低下するという問題があ
つた。

上記のようなことの生ずるのを防止するため
に、第二次捩り振動共振子１，２の節線１１，１
１′に具える支持線４，４を太く丈夫にすること
で片持的な振動の振幅を小さくすることが考えら
れるが、このようにすると支持線を介して捩り振
動の振動エネルギが外部に漏洩し、捩り振動共振
子のＱが低下しフイルタ通過域特性が劣化する。

本考案は上述の点に鑑みこれら問題点を解決し
狭帯域メカニカルフイルタの耐振性，耐衝撃性を
向上させ、フイルタの信頼度向上に有効なメカニ
カルフイルタの提供を目的とし、このため本考案
の構成は所定間隔で並列せる第二次捩り振動共振
子をそれぞれその長さ方向中心を共通して縦振動
結合子で結合するとともに該第二次捩り振動共振
子の長さ方向中心からそれぞれの端部方向の振動
節線にそれぞれ支持線を具えるメカニカルフイル
タにおいて、前記第二次捩り振動共振子の一方の
振動節線外周の同一面をそれぞれ共通して接続す
る第一の補強線と、他の一方の振動節線外周を互
いに隣接する第二次捩り振動共振子間をその共通
の断面中心より一端を一方の上、他端を他方の下
方となるよう傾斜状態に第２の補強線で接続し、
かつ該第１並びに第２の補強線の断面を少なくも
縦振動結合子のそれよりも大としてなることを特
徴としている。この本考案の実施例を図面を参照
しながら以下説明する。なお第１図と同一部分に
は同一符号を付して示してある。

第２図は本考案になるメカニカルフイルタの一
実施例要部を斜視図に示している。本図は第１図
と同様構成で、フイルタの通過帯域幅を決める結
合子３は第二次捩り振動共振子１，２のループ
（Loop）点となる捩り振動共振子の長さ方向中心
に結合して、捩り振動共振子の長さ方向表面にお
ける結合子の結合位置ずれによる帯域幅の変動を
少なくしている。両側の節線１１，１１′部に支
持線４，４をもまた同様に具えている。

そうして第２図が第１図と異なる所は共振子
１，２の一方の振動節線１１，２１の外周上面
（逆面であつてもよい）を結合子３と並行にそれ
ぞれ共通して接続する第１の補強線５と他の一方
の振動節線１１′，２１′の外周を隣接する共振子
１，２間を共通する断面中心よりも一端を１の
上、他端を２の下方となるよう接線上に傾斜して
第２の補強線６で接続していることにある。この
状態を第３図の正面図に示す。これら接続線５，
６の断面は何れも中心を結合している結合子３の
断面より少なくも大きい。

このように両端側の節線部を補強接続したこと
によつて、外部から加わる振動，衝撃により捩り
振動共振子と支持線とによる片持梁的な振動現象
は剛構造を構成する補強線に加わりこれによつて
支承され、細線でなる結合子には外部からのスト
レスは作用しないことになる。

また、２つの補強線の一方の補強線５は共振子
１，２の同一側に配置され、他方の補強線６は互
いに上下方向の接線上を傾斜接続しているので、
第二次振動モード（図示点線Ａ）で捩り振動する
場合その中心周波数近傍では補強線による共振子
１，２相互の音響的結合は無く、従つて通過帯域
特性への影響は無いか極めて少ない。

さらに捩り振動共振子の第１，第３…等の奇数
次の振動においては、捩り振動共振子１，２の長
さ方向中心が節線となるためこの場合結合子３に
よる共振子相互の音響的結合はなくなる。そうし
て２つの補強線の接続が一方が同一面、他方が傾
斜して逆方面の接線上を接続しているので、これ
ら結合線が結合子として機能し一方は正の結合、
他方は負の結合となり、いわゆる差動結合とな
る。

上記で２つの結合子としての補強線による正負
の結合の大きさを等しくするように材料定数
Ec，断面Scを適当に選択することで、補強線に
よる捩り振動共振子相互の音響的結合はなくな
り、捩り振動共振子の奇数次振動によるスプリア
ス応答出力は抑圧され、フイルタの帯域外特性の
改善効果は大きい。

本考案メカニカルフイルタは上述の説明は第二
次捩り振動共振子を２つの場合としたがこれに限
定するものではなく、その他より多く並列した場
合にも上述の状態をそれぞれについて延長して行
なうことができることはいうまでもない。また結
合子よりも補強線の断面が面積に限らず等価的に
剛性が大きければ例えば断面が円形に限らず断面
２次モーメントが大きければよいものである。

以上説明したように本考案になるメカニカルフ
イルタは第二次捩り振動共振子の節線部に補強線
を設けたことによつて、外部から印加される振
動，衝撃等による機械的なストレスが２つの補強
線によつて支承され、これによつて細線でなる結
合子に上記ストレスが加わらないようになる。従
つてフイルタ特性は極めて安定となる。また２つ
の補強線は捩り振動共振子の奇数次振動に対して
差動結合として機能するのでフイルタの帯域外ス
プリアス応答は抑圧され、メカニカルフイルタの
高性能化，高信頼化に優れた効果を示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のメカニカルフイルタの要部斜視
図、第２図は本考案のメカニカルフイルタの一実
施例で要部を示す斜視図、第３図は第２図の正面
図を示す。 図において、１，２は第二次捩り振動共振子、
３は結合子、４は支持線、５，６は補強線、１
１，１１′，２１，２１′は節線である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 所定間隔で並列せる第二次捩り振動共振子をそ
   れぞれその長さ方向中心を共通して縦振動結合子
   で結合するとともに該第二次捩り振動共振子の長
   さ方向中心からそれぞれの端部方向の振動節線に
   それぞれ支持線を具えるメカニカルフイルタにお
   いて、前記第二次捩り振動共振子の一方の振動節
   線外周の同一面をそれぞれ共通して接続する第１
   の補強線と、他の一方の振動節線外周を互いに隣
   接する第二次捩り振動共振子間をその共通の断面
   中心より一端を一方の上、他端を他方の下方とな
   るよう傾斜状態に第２の補強線で接続し、かつ該
   第１並びに第２の補強線の断面を少なくも縦振動
   結合子のそれよりも大としてなることを特徴とす
   るメカニカルフイルタ。