JPH04240912A - 複合縦振動メカニカル・フィルタおよびその製造方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複合縦振動メカニカル
・フィルタおよびその製造方法に関し、一層詳細には、
一組の縦振動体（以下、縦振動音片という）を屈曲した
結合部材により連結した複合縦振動メカニカル・フィル
タおよびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、メカニカル・フィルタが通信機器
等に広汎に採用されるに至っている。メカニカル・フィ
ルタは良好なＱの値の特性を有することから選択特性が
良好であり、さらに、温度変化に対する安定性に優れ、
且つ小型化が可能であるという理由による。従来技術に
係るこの種のメカニカル・フィルタを図３に示す。

【０００３】概略的にこのメカニカル・フィルタについ
て説明すれば、このメカニカル・フィルタは同一平面上
に配置され、且つ金属材料等からなる入力側縦振動音片
２と出力側縦振動音片４とを有し、前記入力側縦振動音
片２と出力側縦振動音片４とは恒弾性を有する結合部材
６および８によって一体的に連結されている。この場合
、入力側縦振動音片２と出力側縦振動音片４の外側中央
部にロッド状の支持部材１０および１２が夫々突出して
設けられ、前記支持部材１０および１２の端部はコ字状
の保持部材１４の直立片１４ａおよび１４ｂの上端部中
央にレーザ溶接等により固着されている。

【０００４】入力側縦振動音片２の表裏には夫々入力側
圧電セラミックス１６ａ並びに１６ｂが半田付け等を用
いて固着され、同様に、出力側縦振動音片４の表裏には
夫々圧電セラミックス１８ａ、１８ｂが固着されている
。そして、このように構成されるメカニカル・フィルタ
の入力側圧電セラミックス１６ａ、１６ｂおよび直立片
１４ａ間には入力信号を供給するための給電線２０と接
地線２２とが接続され、一方、出力側圧電セラミックス
１８ａ、１８ｂおよび直立片１４ｂ間には出力信号を導
出するための導出線２４と接地線２６とが接続されてい
る。すなわち、入力側縦振動音片２と出力側縦振動音片
４とは保持部材１４並びに支持部材１０、１２によって
中空状に配置されているものであることが諒解されよう
。

【０００５】そこで、前記メカニカル・フィルタは図示
しない筐体等に収納された後、通信機器等の中間周波増
幅部等に介装されてメカニカル・フィルタとしての機能
を達成する。すなわち、給電線２０および接地線２２間
に信号源Ｏｓｃから抵抗Ｒを経た高周波信号Ｓ１　が入
力側圧電セラミックス１６ａおよび１６ｂ上に印加され
ると、電気的にアースされている入力側縦振動音片２と
の間に前記高周波信号Ｓ１　に対応した電界が生起され
る。 この電界により入力側圧電セラミックス１６ａおよび１
６ｂは、図３において、ＶｍおよびＶｎに示す方向に電
歪を生じ、入力側縦振動音片２の長さＬ１　を縦波の半
波長とする周波数Ｆ１　で共振するに至る。

【０００６】入力側縦振動音片２における縦波の平均伝
搬速度をＶとすると、前記周波数Ｆ１　は次式によって
算出される。 Ｆ１　＝Ｖ／（２Ｌ１　）　　　　　　　　　　…（１
）この周波数Ｆ１　による縦振動は結合部材６並びに８
によって出力側縦振動音片４に伝搬し、前記出力側縦振
動音片４は長さＬ２　に基づく周波数Ｆ２　の縦振動で
共振する。この周波数Ｆ２　は前記第１式と同様に、縦
波の平均伝搬速度をＶとしたとき、 Ｆ２　＝Ｖ／（２Ｌ２　）　　　　　　　　　　…（２
）として得られる。そして、この出力側縦振動音片４の
縦振動に起因して出力側圧電セラミックス１８ａおよび
１８ｂに生起した電圧は導出線２４と接地線２６間に、
例えば、急峻な周波数特性を有する高周波信号Ｓ２　と
して得られる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のメ
カニカル・フィルタにおいては、当該フィルタの特性を
決定する各縦振動音片の共振周波数の精度および夫々の
縦振動音片間の結合精度が重要となる。換言すれば、入
力側縦振動音片２と出力側縦振動音片４とを連結する結
合部材に製造上のばらつきがあると、メカニカル・フィ
ルタとしての特性が劣化することになり、この不都合を
回避しようとすると、メカニカル・フィルタ全体として
サイズが大型化してしまい、所望の装置に組み込むこと
が困難である等の難点を露呈する。

【０００８】従って、本発明の目的は、複合縦振動メカ
ニカル・フィルタにおいて、複数の縦振動音片間が屈曲
した結合部材により連結され、これによってメカニカル
・フィルタとしての製造上のばらつきを可及的に少なく
抑制し、且つ小型化に適する複合縦振動メカニカル・フ
ィルタおよびその製造方法を提供することを目的とする
。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、供給された高周波信号を所定の周波数
帯域に形成して導出する複合縦振動メカニカル・フィル
タであって、高周波信号の入力側縦振動音片と、出力側
縦振動音片と、前記入力側縦振動音片に固着され、入力
側と導体により接続された電極を有する第１の圧電部材
と、前記出力側縦振動音片に固着され、出力側と導体に
より接続された電極を有する第２の圧電部材と、前記入
力側縦振動音片と出力側縦振動音片とから夫々突出する
第１と第２の支持部材と、前記第１と第２の支持部材が
夫々係合し前記入力側縦振動音片と出力側縦振動音片と
を中空状に保持する保持部材と、前記入力側縦振動音片
と出力側縦振動音片とを屈曲して結合する結合部材と、
からなることを特徴とする。

【００１０】また、本発明は、前記複合縦振動メカニカ
ル・フィルタを製造するための方法であって、結合部材
が入力側縦振動音片側の第１の結合部材と出力側縦振動
音片側の第２の結合部材とに夫々分割形成され、入力側
縦振動音片と第１の結合部材、および出力側縦振動音片
と第２の結合部材とが一体的にフォトリソグラフィによ
るエッチング法により形成されることを特徴とする。

【００１１】

【作用】上記の本発明に係る複合縦振動メカニカル・フ
ィルタでは、入力側縦振動音片と出力側縦振動音片とが
屈曲した結合部材で連結されているので、入力側縦振動
音片に入力された周波数の信号は屈曲振動に変換されて
出力側縦振動音片側へと伝達される。従って、スプリア
ス特性が向上し、さらに小型化される。

【００１２】一方、本発明に係る複合縦振動メカニカル
・フィルタの製造方法によれば、複合縦振動メカニカル
・フィルタ自体を構成する入力側縦振動音片と第１結合
部材、出力側縦振動音片と第２結合部材とをフォトリソ
グラフィ技術によるエッチング方法で形成するため、そ
の製造上のばらつきの発生が回避され、均一な品質の複
合縦振動メカニカル・フィルタが得られる。

【００１３】

【実施例】本発明に係る複合縦振動メカニカル・フィル
タについて実施例を挙げ、その製造方法との関連におい
て以下詳細に添付の図面を参照しながら説明する。

【００１４】図１において、参照符号３０は、本実施例
に係る複合縦振動メカニカル・フィルタを示し、この複
合縦振動メカニカル・フィルタ３０は、入力側縦振動音
片３２と出力側縦振動音片３４とを有する。図から容易
に諒解されるように、前記入力側縦振動音片３２と出力
側縦振動音片３４とは実質的に同一形状で構成されてお
り、屈曲し且つ互いに所定間隔離間する細い恒弾性の結
合部材３６、３８によって一体的に結合されている。

【００１５】入力側縦振動音片３２と出力側縦振動音片
３４の外側中央部から外方へと指向して夫々ロッド状の
支持部材４０および４２が突出形成され、これらの支持
部材４０および４２は、後述するように、屈曲した外枠
部材５０ａ、５０ｂに連結されている。入力側縦振動音
片３２にはその表裏に一組の入力側圧電セラミックス４
４ａ、４４ｂが、好ましくは半田付け等により固着され
、同様に、出力側縦振動音片３４にも出力側圧電セラミ
ックス４６ａ、４６ｂが固着されている。前記入力側圧
電セラミックス４４ａ、４４ｂおよび出力側圧電セラミ
ックス４６ａ、４６ｂには、図示はしていないが、メタ
ライズ等によって電極が形成されていることは勿論であ
る。

【００１６】外枠部材５０ａ、５０ｂは平面コ字状およ
び逆コ字状を有し、その端面が互いに屈曲して結合され
るとともに、支持部材４０、４２を介して前記入力側縦
振動音片３２と出力側縦振動音片３４を中空状に支承す
る。すなわち、外枠部材５０ａと入力側縦振動音片３２
は同一平面上にあり、外枠部材５０ｂと出力側縦振動音
片３４も同様に同一平面上にある。この場合、入力側圧
電セラミックス４４ａ、４４ｂの図示しない電極には給
電線５２が接続され、一方、外枠部材５０ａには接地線
５３が電気的に接続されている。

【００１７】同様に、出力側圧電セラミックス４６ａ、
４６ｂの図示しない電極には導出線５４が接続され、且
つ外枠部材５０ｂには接地線５５が接続されている。な
お、この実施例においては、結合部材３６、３８を夫々
屈曲した一体形状のものとして説明しているが、例えば
、結合部材３６をその屈曲部分で結合片３６ａ、３６ｂ
に二分割し、且つ結合部材３８をその屈曲部分で結合片
３８ａ、３８ｂに二分割し、外枠部材５０ａ、入力側圧
電セラミックス４４ａ、４４ｂおよび入力側縦振動音片
３２と結合片３６ａ、３８ａを一体的なものとし、且つ
出力側にあっては外枠部材５０ｂ、支持部材４２、出力
側圧電セラミックス４６ａ、４６ｂおよび出力側縦振動
音片３４、さらに結合片３６ｂ、３８ｂを一体的なもの
とし、前記結合片３６ａと３６ｂ、３８ａと３８ｂを所
定角度を有するように屈曲させて溶接、半田付け、若し
くは樹脂による接着等によって一体化してもよい。

【００１８】なお、このようにした場合、入力側縦振動
音片３２と結合片３６ａおよび３８ａ、出力側縦振動音
片３４と結合片３６ｂおよび３８ｂは夫々エッチング等
により一枚の平板から製造してもよい。

【００１９】本実施例に係る複合縦振動メカニカル・フ
ィルタ３０は基本的には以上のように構成されるもので
あり、次にその作用並びに効果について説明する。

【００２０】先ず、信号源Ｏｓｃより抵抗Ｒを介して高
周波信号Ｓ４　、例えば、スーパーヘテロダイン式受信
機等の周波数変換部から生成される４５５ｋＨｚの中間
周波信号が一組の入力側圧電セラミックス４４ａ、４４
ｂと入力側縦振動音片３２との間に供給される。電気的
に接地されている入力側縦振動音片３２との間に入力側
圧電セラミックス４４ａおよび４４ｂを介して高周波信
号Ｓ４　に対応した電界が生起される。

【００２１】このようにして得られた電界により入力側
圧電セラミックス４４ａおよび４４ｂは、図１において
、矢印ｍｉ並びにｍｏに示す方向に電歪を生じ、入力側
縦振動音片３２がその長さＬ４　を縦波の半波長とする
周波数Ｆ４　で共振する。そこで、この周波数Ｆ４　は
入力側縦振動音片３２の縦波の平均伝搬速度をＶとする
と、次の式によって得られる。 Ｆ４　＝Ｖ／（２Ｌ４　）　　　　　　　　　　…（３
）この縦振動は屈曲する結合部材３６、３８を介して出
力側縦振動音片３４に伝搬され、出力側縦振動音片３４
の長さＬ５　によって周波数Ｆ５　の振動で共振する。 この周波数Ｆ５　は、前記第３式と同様に、出力側縦振
動音片３４の縦波の平均伝搬速度をＶとしたとき、Ｆ５
　＝Ｖ／（２Ｌ５　）　　　　　　　　　　…（４）と
して得られる。この出力側縦振動音片３４の縦振動に起
因する電歪により出力側圧電セラミックス４６ａおよび
４６ｂの図示しない電極に電圧が生起され、所定の急峻
な周波数特性、すなわち、狭帯域の周波数特性を有する
、例えば、４５５ｋＨｚの中間周波数信号が導出線５４
および接地線５５の間で出力信号Ｓ５　として得られる
ことになる。

【００２２】そこで、このように形成された本実施例に
係る複合縦振動メカニカル・フィルタ３０において、入
力側縦振動音片３２および出力側縦振動音片３４を形成
する各点の縦振動方向における変位は、夫々の縦振動音
片３２、３４の先端部の方が大きく、一方、前記縦振動
と直交する垂直方向の変位は夫々の縦振動音片３２およ
び３４の中央部において大きくなる。この場合、屈曲す
る結合部材３６、３８は入力側縦振動音片３２の縦振動
により生ずる縦振動方向並びに前記縦振動と直交する垂
直方向の変位を出力側縦振動音片３４に伝達するが、特
に、縦振動方向に直交する垂直方向の振動は結合部材３
６、３８が屈曲形成されているために、主として縦波と
して伝搬する。

【００２３】なお、このように結合部材３６、３８を屈
曲形成することによって縦振動方向の変位は前記縦振動
と直交する垂直方向の振動と比較し、出力側縦振動音片
３４の縦振動に結合し、スプリアス応答が小さくなる。 換言すれば、縦振動方向の振動は屈曲する結合部材３６
、３８において横波、すなわち、屈曲振動となり、出力
側縦振動音片３４に伝達される。

【００２４】従って、夫々の縦振動音片３２、３４の先
端付近等、縦振動方向の変位の大きい部分に結合部材３
６、３８を設ければ、縦振動方向の振動は屈曲振動とし
て入力側縦振動音片３２から出力側縦振動音片３４へと
伝達され、これによってスプリアス特性等を改善するこ
とが可能となる。

【００２５】さらにまた、この種の複合縦振動メカニカ
ル・フィルタ３０を複数製造しようとするとき、素子間
のばらつきを小さくすることが要求されることは勿論で
ある。この場合、入力側縦振動音片３２から出力側縦振
動音片３４へ伝達される振動は製造された素子間で一定
とする必要があり、このために結合部材３６、３８は夫
々入力側縦振動音片並びに出力側縦振動音片に対する位
置を一定に保つことが要求される。この要請に応ずるべ
く、本発明では入力側縦振動音片３２と結合部材３６、
３８、出力側縦振動音片３４を夫々フォトリソグラフィ
技術によりエッチング法によって一枚の平板から形成し
ている。

【００２６】本実施例においては、以上のように、入力
側縦振動音片３２と出力側縦振動音片３４を屈曲した結
合部材３６、３８により連続しているために、この屈曲
形状を介して不要な縦振動を出力側へと伝達することを
阻止でき、スプリアス特性を改善できるとともに、全体
として屈曲形状であるために、従来のメカニカル・フィ
ルタと比較して小型化が達成される利点がある。

【００２７】図２に本発明の別の実施例を示す。この場
合、図１に示す実施例と同一の構成要素には同一の参照
符号を付し、その詳細な説明を省略している。

【００２８】図２から容易に諒解されるように、縦振動
音片７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄ、７０ｅおよび７
０ｆは夫々屈曲する結合部材８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、
８０ｄ、８０ｅ、８０ｆおよび８０ｇによって入力側縦
振動音片３２と出力側縦振動音片３４に連結されている
。これによっても、前記実施例と同様の効果が得られる
ことは勿論である。

【００２９】

【発明の効果】本発明に係る複合縦振動メカニカル・フ
ィルタおよびその製造方法によれば、以下の効果が得ら
れる。

【００３０】入力側縦振動音片および出力側縦振動音片
が屈曲した結合部材によって連結されており、また、必
要に応じて夫々の縦振動音片と結合部材とを一体的にフ
ォトリソグラフィ技術で平板から形成することが可能で
ある。

【００３１】従って、縦振動音片の製造上のばらつきを
小さくし、スプリアス特性が向上した安定した動作を得
られるとともに、素子として小型化が達成されるという
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る複合縦振動メカニカル・フィルタ
の第１の実施例の斜視説明図である。

【図２】本発明に係る複合縦振動メカニカル・フィルタ
の第２の実施例の縦断説明図である。

【図３】本出願人が既に提案したメカニカル・フィルタ
の斜視説明図である。

【符号の説明】

３０…複合縦振動メカニカル・フィルタ３２…入力側縦
振動音片 ３４…出力側縦振動音片 ３６、３８…結合部材 ４０、４２…支持部材 ４４ａ、４４ｂ…入力側圧電セラミックス４６ａ、４６
ｂ…出力側圧電セラミックス５０ａ、５０ｂ…外枠部材 ５２…給電線 ５３…接地線 ５４…導出線 ５５…接地線 ７０ａ〜７０ｆ…縦振動音片 ８０ａ〜８０ｇ…結合部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】供給された高周波信号を所定の周波数帯域
   に形成して導出する複合縦振動メカニカル・フィルタで
   あって、高周波信号の入力側縦振動音片と、出力側縦振
   動音片と、前記入力側縦振動音片に固着され、入力側と
   導体により接続された電極を有する第１の圧電部材と、
   前記出力側縦振動音片に固着され、出力側と導体により
   接続された電極を有する第２の圧電部材と、前記入力側
   縦振動音片と出力側縦振動音片とから夫々突出する第１
   と第２の支持部材と、前記第１と第２の支持部材が夫々
   係合し前記入力側縦振動音片と出力側縦振動音片とを中
   空状に保持する保持部材と、前記入力側縦振動音片と出
   力側縦振動音片とを屈曲して結合する結合部材と、から
   なることを特徴とする複合縦振動メカニカル・フィルタ
   。
2. 【請求項２】請求項１記載の複合縦振動メカニカル・フ
   ィルタを製造するための方法であって、前記結合部材は
   入力側縦振動音片側の第１の結合部材と出力側縦振動音
   片側の第２の結合部材とに夫々分割形成され、入力側縦
   振動音片と第１の結合部材、および出力側縦振動音片と
   第２の結合部材とが一体的にフォトリソグラフィによる
   エッチング法により形成されることを特徴とする複合縦
   振動メカニカル・フィルタの製造方法。
3. 【請求項３】請求項２記載の方法において、第１の結合
   部材と第２の結合部材が溶接、半田付け若しくは樹脂に
   よる接着等により互いに屈曲して連結形成されることを
   特徴とする複合縦振動メカニカル・フィルタの製造方法
   。