JPH0340969B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は圧電共振子とコンデンサとを組み合わ
せて一つの部品とした回路素子に関する。

（従来技術） 一般に、圧電共振子は、各種デジタルシステム
のクロツク信号発生用の発振回路等に使用されて
いる。

従来、この種の圧電共振子を使用した発振回路
としては、たとえば第１図に示すように、インバ
ータ１の入力端子と出力端子との間に２端子型の
圧電共振子２を接続するとともに、インバータ１
の入力端子とアースとの間およびインバータ１の
出力端子とアースとの間に夫々コンデンサC₁お
よびC₂を接続したものが一般に知られている。

ところで、上記発振回路では、通常、集積回路
化されて形状が小形化されているインバータ１の
他に、圧電共振子２、コンデンサC₁およびC₂の
３点の単体部品を必要とする。このため、インバ
ータ１とともに上記圧電共振子２、コンデンサ
C₁およびC₂をプリント基板に実装すると、イン
バータ１の実装面積に比べて上記圧電共振子２、
コンデンサC₁およびC₂の実装面積が大きくなる
とともに部品の半田付け個所が多いという問題が
あつた。

また、第１図の発振回路では、圧電共振子２の
電気特性のバラツキ、コンデンサC₁およびC₂の
静電容量のバラツキの影響を受け、発振出力周波
数は、通常、所期の値からずれる。このため、コ
ンデンサC₁およびC₂のうち一方を静電容量の調
整が可能なトリマコンデンサを使用し、プリント
基板実装後に、発振回路の発振出力周波数を所期
の値に調整することも行われているが、このよう
にすると発振回路の部品コストが上昇し、発振出
力周波数の調整を発振回路の組立後に必要とする
等工数が増加する問題があつた。

（発明の目的） 本発明は元々圧電共振子を使用した発振回路に
おける上記問題を解消すべくなされたものであつ
て、インバータ等の能動回路素子とともに発振回
路を構成する複数の素子を一つの部品としてユニ
ツト化することにより、小形で高精度の発振出力
周波数を有する発振回路を構成することのできる
発振回路素子を得ることを目的としている。

また、本発明は、圧電共振子とコンデンサを組
込んだコンパクトで、取扱いの点で便利な回路素
子を得ることを目的としている。

（発明の構成） このため、本発明はほヾ一定巾を有する底壁部
の巾方向の中央部から立ち上つた保持壁部を有す
る内ケースに導電性金属端子がモールドされてお
り、上記保持壁部に沿つてその一側にはエネルギ
閉じ込め形の圧電共振ユニツトが上記保持壁部と
の間に振動間隙を保持して配置され、他側には一
枚の誘電体板に少なくとも１組のコンデンサが形
成されたコンデンサユニツトが配置され、これら
圧電共振ユニツトおよびコンデンサユニツトはそ
の各電極が対応する端子に夫々導電的に接着され
て保持されており、上記内ケースは圧電共振ユニ
ツトおよびコンデンサユニツトを含んで外ケース
に嵌合され、この外ケースの開口部が封止樹脂で
封止されてなるものである。

（実施例） 以下、添付図面を参照して発振回路に適用した
本発明の実施例を説明する。

第２図に示すように、ほゞ平板状の保持壁部１
１の両側に夫々エネルギ閉じ込め形の圧電共振ユ
ニツト１２およびコンデンサユニツト１３が配置
された絶縁性の樹脂よりなる内ケース１４が、一
端開口状の外ケース１５内に収容されている。

上記内ケース１４は、第３図および第４図に示
すように、両端部に夫々側壁部１６ａ，１６ｂを
有するほゞ一定巾の底壁部１６ｃを備えており、
上記側壁部１６ａ，１６ｂの間で上記底壁部１６
ｃの巾方向の中央部で立ち上がる保持壁部１１を
有している。この内ケース１４には、平板状の金
属板（図示せず。）を打ち抜いて形成した金属端
子１７，１８および１９がモールドされている。
これら金属端子（以下、端子と記す。）１７，１
８および１９のうち、端子１７の接続部１７ａは
上記保持壁部１１のほヾ中央部に位置し、また、
端子１８および１９の接続部１８ａおよび１９ａ
は夫々上記保持壁部１１の両端部に位置してい
る。

上記端子１７，１８および１９は、内ケース１
４の保持壁部１１とほゞ等しい厚さを有する。こ
のため、内ケース１４の外部に突出した部分と等
しい巾を有する端子１７の接続部１７ａ、内ケー
ス１４の外部に突出した部分よりも大きな巾を有
する端子１８および１９の各接続部１８ａおよび
１９ａは、内ケース１４の保持壁部１１の両側面
に夫々露出し、他物と電気的の接触可能となつて
いる。

上記のように、端子１７，１８および１９の端
子部１７ａ，１８ａおよび１９ａがモールドされ
た保持壁部１１に沿つてその一側に配置されるエ
ネルギ閉じ込め形の圧電共振ユニツト１２は、第
５図に示すように、四角形状の圧電セラミツク板
２０の両主表面に夫々電極２１および２２が形成
され、これら電極２１および２２が上記圧電セラ
ミツク板２０のほゞ中央部で対向するようにした
ものである。上記圧電共振ユニツト１２は、電極
２１および２２が対向する圧電セラミツク板２０
のほゞ中央部にてエネルギ閉じ込め形の厚みすべ
り振動を行う。

また、上記保持壁部１１の他側に配置されるコ
ンデンサユニツト１３は、第６図に示すように、
上記圧電セラミツク板２０とほヾ等しい外形寸法
を有する誘電体板２３の一方の主表面に、その中
央部にて相互に分離された２つの電極２４，２５
が形成され、また、上記誘電体板１９の他方の主
表面には、電極２４，２５に部分的に対向する一
つの電極２６が形成されている。上記電極２４と
２６との対向部分が一つのコンデンサC₁を構成
し、また、上記電極２５と２６との対向部分がい
ま一つのコンデンサC₂を構成する。

上記圧電共振ユニツト１２は、第２図に示すよ
うに、内ケース１４の保持壁部１１の一側に端子
１８の接続部１８ａおよび端子１９の接続部１９
ａに夫々隣接して形成された突条２７および２８
に当接して、電極２１の一部分が端子１８の接続
端子１８ａに導電ペースト３１により接着され、
また、いま一つの電極２２の一部分が端子１９の
接続部１９ａに導電ペースト３１により接着され
て保持されている。

上記圧電共振ユニツト１２と内ケース１４の保
持壁部１１との間には、上記突条２７，２８によ
り、圧電セラミツク板２０の電極２１と２２との
間におけるエネルギ閉じ込め形の厚みすべり振動
を許容する間隙ｇが形成される。

一方、コンデンサユニツト１３は、内ケース１
４の保持壁部１１の他側に端子１８の接続部子１
８ａおよび端子１９の接続部１９ａに夫々隣接し
て形成された突条２９および３０に当接し、電極
２６の一部分が端子１７の接続部１７ａに導電ペ
ースト３１により接着され、コンデンサユニツト
１３の電極２４および２５はその各一部分が端子
１８の接続部子１８ａおよび端子１９の接続部１
９ａに導電ペースト３１により夫々接着されてい
る。

上記圧電共振ユニツト１２およびコンデンサユ
ニツト１３接着時、導電ペースト３１の圧電共振
ユニツト１２と内ケース１４の保持壁部１１との
間への侵入は突条２７，２８により阻止され、ま
た、導電ペースト３１のコンデンサユニツト１３
と上記保持壁部１１との間への侵入は突条２９，
３０により阻止される。なお。この導電ペースト
３１は半田であつてもよい。

ところで、圧電共振ユニツト１２およびコンデ
ンサユニツト１３が内ケース１４の保持壁部１１
に取り付けられた状態では、第７図に示すよう
に、端子１８と１９との間には、圧電共振ユニツ
ト１２が接続され、また、端子１７と１８との間
および端子１７と１９との間には夫々コンデンサ
ユニツト１３のコンデンサC₁およびC₂が接続さ
れた回路構成となる。従つて、内ケース１４を外
ケース１５内に収容する前に、上記端子１７はア
ースに、また、上記端子１８および１９は夫々イ
ンバータ１（第１図参照）の入力端子および出力
端子に接続することにより発振回路を構成して、
以下に述べるように発振出力周波数の調整が可能
になる。すなわち、この発振回路の発振出力周波
数をカウンタ等でモニタしつゝ、第８図に番号３
２で示すように、この発振出力周波数が所定の範
囲に入るまでコンデンサユニツト１３の電極２
４，２５の電極２４に対向する部分を、サンドブ
ラストもしくはレーザ等で一部分除去し、コンデ
ンサユニツト１３のコンデンサC₁，C₂の静電容
量を調整する。

コンデンサユニツト１３のコンデンサC₁，C₂
の静電容量を上記のようにして調整して発振出力
周波数を所定の値にした後、圧電共振ユニツト１
２およびコンデンサユニツト１３が保持壁部１１
に取付けられた内ケース１４は、第８図に示すよ
うに、一端開口状の外ケース１５内にその一端開
口１５ａより嵌入され、この一端開口１５ａがた
とえば熱硬化性樹脂３３で封止される。

上記のようにすれば、発振回路を構成するため
の圧電共振ユニツト１２およびコンデンサC₁，
C₂が形成されたコンデンサユニツト１３が一つ
のケース、すなわち外ケース１５内に収容されて
ユニツト化された発振回路素子を得ることができ
る。この発振回路素子とインバータ１（第１図参
照）とを組み合せることにより、２点の部品で発
振回路を構成することができる。上記実施例では
外ケース１５の巾ｗ、厚さｔおよび高さｈは夫々
ｗ＝8.5mm、ｔ＝2.8mm、ｈ＝5.5mm程度とすること
ができ、プリント基板（図示せず。）への実装面
積も2.8×8.5≒25mm²と非常に小さくすることがで
きる。

また、内ケース１４を外ケース１５に収容する
前に、実際の発振回路によりコンデンサユニツト
１３のコンデンサC₁，C₂の静電容量を調整して
いるため、組立後の製品としてインバータ１（第
１図参照）と組み合わせた発振回路の発振出力周
波数は、原理的には、零パーセント、実用上は±
0.1パーセント以内とすることが可能となる。第
１図の発振回路において、圧電共振子２として従
来のものを使用した場合、この圧電共振子２の特
性のバラツキおよびコンデンサC₁，C₂の静電容
量のバラツキにより、発振周波数のバラツキは±
0.6％よりも大きくなる。

上記実施例においては、圧電共振ユニツト１２
の圧電セラミツク板２０の厚みを変えることによ
り、発振出力周波数が2.0MHzないし6.5MHz（厚
みすべり振動共振子利用の場合）の範囲の発振回
路を同一の外形寸法を有する発振回路素子により
構成することができる。

なお、上記実施例において、圧電共振ユニツト
１２は、圧電セラミツク板２０のエネルギ閉じ込
め形厚みすべり振動を利用する上述構造のものに
限定されず、圧電板セラミツク板２０のエネルギ
閉じ込め形の振動モードであれば、他の振動モー
ドさらには電極パターンの異なるものも利用する
ことができる。

また、コンデンサユニツト１３に形成されてい
るコンデンサの組は任意で、たとえば１組でもよ
く、一例として、圧電共振ユニツトとコンデンサ
ユニツトが直列接続されたものの両端に引出端子
を有する二端子型の回路構成や、さらに圧電共振
ユニツトとコンデンサユニツトとの接続点も引出
した三端子型の回路構成にも本発明が適用でき
る。

（発明の効果） 以上、詳述したことからも明らかなように、本
発明によると、圧電共振ユニツトとコンデンサユ
ニツトとを一つの外ケースに収容して能動回路素
子と組み合せて発振回路を構成できるから、発振
回路に使用される圧電共振子とコンデンサとが発
振回路素子としてユニツト化され、発振回路の部
品点数が少くなるとともに発振回路の実装面積も
削減される。もと、圧電共振ユニツトとともに、
外ケースに組み込む前にコンデンサユニツトのコ
ンデンサの静電容量を実際の発振回路により調整
することができ、本発明に係る発振回路素子を能
動回路素子と組み合せることにより、調整を要せ
ずに発振出力周波数精度の高い圧電発振回路を得
ることができる。なお、本発明は発振回路素子と
しての構成のみならず、圧電共振子とコンデンサ
との組合せ部品全般に適用できることを強調して
おく。

【図面の簡単な説明】

第１図は圧電発振回路の回路図、第２図は本発
明に係る発振回路素子の一実施例の横断面図、第
３図および第４図は夫々内ケースの正面図および
平面図、第５図および第６図は夫々圧電共振ユニ
ツトおよびコンデンサユニツトの斜視図、第７図
は第２図の発振回路素子の等価回路図、第８図は
コンデンサユニツトのコンデンサの静電容量調整
の説明図である。 １１……保持壁部、１２……圧電共振ユニツ
ト、１３……コンデンサユニツト、１４……内ケ
ース、１５……外ケース、１６ａ……底壁部、１
７，１８，１９……金属端子（１７ａ，１８ａ，
１９ａ……接続部）、２０……圧電板、２１，２
２……電極、２３……誘電体板、２４，２５，２
６……電極、３１……導電ペースト、３３……熱
硬化性樹脂。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ほゞ一定巾を有する底壁部の巾方向の中央部
   から立ち上つた保持壁部を有する内ケースに導電
   性金属端子がモールドされており、上記保持壁部
   に沿つてその一側にはエネルギ閉じ込め形の圧電
   共振ユニツトが上記保持壁部との間に振動間隙を
   保持して配置され、他側には一枚の誘電体板に少
   なくとも１組のコンデンサが形成されたコンデン
   サユニツトが配置され、これら圧電共振ユニツト
   およびコンデンサユニツトはその各電極が対応す
   る端子に夫々導電的に接着されて保持されてお
   り、上記内ケースは圧電共振ユニツトおよびコン
   デンサユニツトを含んで外ケースに嵌合され、こ
   の外ケースの開口部が封止樹脂で封止されてなる
   回路素子。