JPH0661777A - 圧電共振子 - Google Patents
圧電共振子Info
- Publication number
- JPH0661777A JPH0661777A JP23538792A JP23538792A JPH0661777A JP H0661777 A JPH0661777 A JP H0661777A JP 23538792 A JP23538792 A JP 23538792A JP 23538792 A JP23538792 A JP 23538792A JP H0661777 A JPH0661777 A JP H0661777A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- piezoelectric
- plate
- piezoelectric resonator
- resonator
- piezoelectric plate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 abstract description 4
- 230000010287 polarization Effects 0.000 abstract description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 abstract 2
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 229910052451 lead zirconate titanate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N lead zirconate titanate Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ti+4].[Zr+4].[Pb+2] HFGPZNIAWCZYJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ｋＨｚ帯域のような低周波帯域で共振周波数
を得る場合においても、小型化することができる、圧電
共振子を得る。 【構成】 圧電共振子１０は、圧電体板１２を含む。圧
電体板１２は、リング板の一部を欠いた形状に形成され
る。圧電体板１２は、その厚み方向に分極処理される。
この圧電体板１２の両主面に、それぞれ電極１４および
電極１６を形成する。
を得る場合においても、小型化することができる、圧電
共振子を得る。 【構成】 圧電共振子１０は、圧電体板１２を含む。圧
電体板１２は、リング板の一部を欠いた形状に形成され
る。圧電体板１２は、その厚み方向に分極処理される。
この圧電体板１２の両主面に、それぞれ電極１４および
電極１６を形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は圧電共振子に関し、特
にたとえば、セラミックフィルタなどに応用される、横
効果の振動モードを共振モードとして利用する圧電共振
子に関する。
にたとえば、セラミックフィルタなどに応用される、横
効果の振動モードを共振モードとして利用する圧電共振
子に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の圧電共振子としては、たとえば正
方形板状の圧電体板または矩形板状の圧電体板の両主面
に電極を形成したものがあった。これらの圧電体板の厚
み方向に分極を施し、両主面の電極に信号を印加するこ
とによって、圧電共振子が振動する。このような振動モ
ードが、セラミックフィルタなどに応用され、その共振
周波数は素子の材料定数，形状，振動モードにより決ま
る。たとえば、ｋＨｚ帯域のフィルタにおいては、正方
形板状の圧電体板を用いた圧電共振子の場合、拡がり振
動モードが利用される。また、矩形板状の圧電体板を用
いた圧電共振子の場合、伸び振動モードが利用される。
方形板状の圧電体板または矩形板状の圧電体板の両主面
に電極を形成したものがあった。これらの圧電体板の厚
み方向に分極を施し、両主面の電極に信号を印加するこ
とによって、圧電共振子が振動する。このような振動モ
ードが、セラミックフィルタなどに応用され、その共振
周波数は素子の材料定数，形状，振動モードにより決ま
る。たとえば、ｋＨｚ帯域のフィルタにおいては、正方
形板状の圧電体板を用いた圧電共振子の場合、拡がり振
動モードが利用される。また、矩形板状の圧電体板を用
いた圧電共振子の場合、伸び振動モードが利用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このような
従来の圧電共振子では、圧電体板の材料としてＰＺＴ
（チタン酸ジルコン酸鉛）を使用した場合、たとえば４
５５ｋＨｚの共振周波数を得るには、一辺の寸法が最低
約５ｍｍ必要となる。しかも、圧電体板の外形寸法が決
まると、一義的に圧電共振子の共振周波数が決まってし
まう。そのため、所望の共振周波数を得ようとすれば、
圧電体板の外形寸法が決まってしまい、小型化が望めな
かった。
従来の圧電共振子では、圧電体板の材料としてＰＺＴ
（チタン酸ジルコン酸鉛）を使用した場合、たとえば４
５５ｋＨｚの共振周波数を得るには、一辺の寸法が最低
約５ｍｍ必要となる。しかも、圧電体板の外形寸法が決
まると、一義的に圧電共振子の共振周波数が決まってし
まう。そのため、所望の共振周波数を得ようとすれば、
圧電体板の外形寸法が決まってしまい、小型化が望めな
かった。
【０００４】それゆえに、この発明の主たる目的は、ｋ
Ｈｚ帯域の共振周波数を得る場合においても小型化する
ことができる、圧電共振子を提供することである。
Ｈｚ帯域の共振周波数を得る場合においても小型化する
ことができる、圧電共振子を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、圧電体板
と、圧電体板に形成された電極とを含み、横効果の振動
モードを共振モードとして利用する圧電共振子におい
て、圧電体板はリング板の一部を欠いた形状に形成され
たことを特徴とする、圧電共振子である。
と、圧電体板に形成された電極とを含み、横効果の振動
モードを共振モードとして利用する圧電共振子におい
て、圧電体板はリング板の一部を欠いた形状に形成され
たことを特徴とする、圧電共振子である。
【０００６】
【作用】圧電体板をリング板状にすることによって、同
じ最大外形寸法を有する圧電体板を用いた圧電共振子に
比べてスティフネスが低下し、圧電共振子の共振周波数
が低くなる。また、圧電体板の外径が同じである場合、
内径寸法が大きくなるほど、圧電共振子の共振周波数が
低くなる。さらに、圧電体板のリング形状の中心とリン
グ板の一部を欠いた端部とを結ぶ２つの線で形成される
角度が大きくなるほど、圧電共振子の共振周波数が低く
なる。
じ最大外形寸法を有する圧電体板を用いた圧電共振子に
比べてスティフネスが低下し、圧電共振子の共振周波数
が低くなる。また、圧電体板の外径が同じである場合、
内径寸法が大きくなるほど、圧電共振子の共振周波数が
低くなる。さらに、圧電体板のリング形状の中心とリン
グ板の一部を欠いた端部とを結ぶ２つの線で形成される
角度が大きくなるほど、圧電共振子の共振周波数が低く
なる。
【０００７】
【発明の効果】この発明によれば、圧電共振子の共振周
波数は、圧電体板の外径，内径の寸法および圧電体板の
リング形状の中心とリング板の一部を欠いた端部とを結
ぶ２つの線で形成される角度を適当に選ぶことにより調
整することができる。したがって、ｋＨｚ帯域のような
低周波領域で使用する圧電共振子を小型化することがで
きる。
波数は、圧電体板の外径，内径の寸法および圧電体板の
リング形状の中心とリング板の一部を欠いた端部とを結
ぶ２つの線で形成される角度を適当に選ぶことにより調
整することができる。したがって、ｋＨｚ帯域のような
低周波領域で使用する圧電共振子を小型化することがで
きる。
【０００８】この発明の上述の目的，その他の目的，特
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳
細な説明から一層明らかとなろう。
【０００９】
【実施例】図１（Ａ）はこの発明の一実施例を示す平面
図であり、図１（Ｂ）はその断面図である。圧電共振子
１０は、圧電体板１２を含む。圧電体板１２は、たとえ
ば圧電セラミックを用いて、リング板の一部を欠いた形
状に形成される。この圧電体板１２には、その厚み方向
に分極処理が施される。さらに、圧電体板１２の両面に
は、それぞれの全面に電極１４および１６が形成され
る。これらの電極１４，１６間に信号を印加することに
よって、圧電共振子１０が振動する。
図であり、図１（Ｂ）はその断面図である。圧電共振子
１０は、圧電体板１２を含む。圧電体板１２は、たとえ
ば圧電セラミックを用いて、リング板の一部を欠いた形
状に形成される。この圧電体板１２には、その厚み方向
に分極処理が施される。さらに、圧電体板１２の両面に
は、それぞれの全面に電極１４および１６が形成され
る。これらの電極１４，１６間に信号を印加することに
よって、圧電共振子１０が振動する。
【００１０】このような圧電共振子１０を作製するため
に、Ｐｂ（Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48）Ｏ3＋０．５ｗｔ％Ｎｂ
2 Ｏ5 で表される材料を準備した。この材料を仮焼した
のち、５ｗｔ％の酢酸ビニル系のバインダを加えて造粒
粉末を作製し、この造粒粉末を１．０ｔｏｎ／ｃｍ2 の
圧力で、外径５ｍｍ，内径１ｍｍ，厚み１ｍｍのリング
状にプレス成形した。得られた成形体を電気炉中におい
て１２５０℃で焼成し、焼結体を得た。この焼結体をラ
ッピングにより０．５ｍｍの厚さにした。そして、ラッ
ピング処理した焼結体に銀電極を蒸着し、外周研磨機お
よび内周研磨機で所定の寸法に研磨した。そののち、６
０℃のシリコンオイル中において、２．０〜３．０ｋＶ
／ｍｍの電界を印加して、焼結体の厚み方向に分極処理
を施した。そして、分極処理を施した焼結体の一部をダ
イシングソーで切断して、圧電共振子を得た。なお、銀
電極は、焼結体の両主面のそれぞれが等電位面となるよ
うに形成した。
に、Ｐｂ（Ｚｒ0.52Ｔｉ0.48）Ｏ3＋０．５ｗｔ％Ｎｂ
2 Ｏ5 で表される材料を準備した。この材料を仮焼した
のち、５ｗｔ％の酢酸ビニル系のバインダを加えて造粒
粉末を作製し、この造粒粉末を１．０ｔｏｎ／ｃｍ2 の
圧力で、外径５ｍｍ，内径１ｍｍ，厚み１ｍｍのリング
状にプレス成形した。得られた成形体を電気炉中におい
て１２５０℃で焼成し、焼結体を得た。この焼結体をラ
ッピングにより０．５ｍｍの厚さにした。そして、ラッ
ピング処理した焼結体に銀電極を蒸着し、外周研磨機お
よび内周研磨機で所定の寸法に研磨した。そののち、６
０℃のシリコンオイル中において、２．０〜３．０ｋＶ
／ｍｍの電界を印加して、焼結体の厚み方向に分極処理
を施した。そして、分極処理を施した焼結体の一部をダ
イシングソーで切断して、圧電共振子を得た。なお、銀
電極は、焼結体の両主面のそれぞれが等電位面となるよ
うに形成した。
【００１１】そして、図１のａ点で示すように、圧電共
振子１０の外周端縁の中間部付近を固定し、それ以外は
自由振動できるように保持した。このような状態で、電
極１４，１６間に励振信号を印加することにより、図２
の矢印に示すように、振動体板１２の周囲に向かって拡
がったり収縮したりする振動モードを励振させることが
できた。
振子１０の外周端縁の中間部付近を固定し、それ以外は
自由振動できるように保持した。このような状態で、電
極１４，１６間に励振信号を印加することにより、図２
の矢印に示すように、振動体板１２の周囲に向かって拡
がったり収縮したりする振動モードを励振させることが
できた。
【００１２】図２に示すモード以外の振動モードを励振
させるために、図３に示すような圧電共振子１０を作製
することができる。この圧電共振子１０では、圧電体板
１２の一方の面の電極１４が、同心円状の２つの電極１
４ａ，１４ｂに分割される。同様に、圧電体板１２の他
方の電極１６も、同心円状の２つの電極１６ａ，１６ｂ
に分割される。これらの電極１４，１６では、それぞれ
分割された電極１４ａと１６ａおよび電極１４ｂと１６
ｂが対向するように形成される。そして、図３に示すよ
うに、電極１４ａ，１６ｂが励振回路の一方端に接続さ
れ、電極１４ｂ，１６ａが励振回路の他方端に接続され
る。したがって、励振回路から各電極に励振信号が印加
されると、圧電体板１２に印加される電界の向きは、分
割された各電極の形成された部分で逆向きとなる。その
ため、図３の矢印に示すように、圧電共振子１０は、全
体が外周側に変位したり、全体が内周側に変位したりす
る振動モードとなる。
させるために、図３に示すような圧電共振子１０を作製
することができる。この圧電共振子１０では、圧電体板
１２の一方の面の電極１４が、同心円状の２つの電極１
４ａ，１４ｂに分割される。同様に、圧電体板１２の他
方の電極１６も、同心円状の２つの電極１６ａ，１６ｂ
に分割される。これらの電極１４，１６では、それぞれ
分割された電極１４ａと１６ａおよび電極１４ｂと１６
ｂが対向するように形成される。そして、図３に示すよ
うに、電極１４ａ，１６ｂが励振回路の一方端に接続さ
れ、電極１４ｂ，１６ａが励振回路の他方端に接続され
る。したがって、励振回路から各電極に励振信号が印加
されると、圧電体板１２に印加される電界の向きは、分
割された各電極の形成された部分で逆向きとなる。その
ため、図３の矢印に示すように、圧電共振子１０は、全
体が外周側に変位したり、全体が内周側に変位したりす
る振動モードとなる。
【００１３】このようにして得られた圧電共振子につい
て、その寸法，圧電体板のリング形状の中心とリング板
の一部を欠いた端部とを結ぶ２つの線で形成される角度
θと共振周波数，電気機械結合係数との関係を測定し、
表１に示した。
て、その寸法，圧電体板のリング形状の中心とリング板
の一部を欠いた端部とを結ぶ２つの線で形成される角度
θと共振周波数，電気機械結合係数との関係を測定し、
表１に示した。
【００１４】
【表１】
【００１５】表１からわかるように、圧電体板をリング
板状に形成し、その外径および内径を適当に選ぶことに
より、または角度θを適当に選ぶことにより、圧電共振
子の共振周波数および電気機械結合係数を変えることが
できる。たとえば、この発明の圧電共振子を用いて、４
５５ｋＨｚの共振周波数を得るためには、圧電体板の外
径を４．０ｍｍ，圧電体板の内径を３．１ｍｍ，角度θ
を３２０度にすればよく、従来の圧電共振子では５．０
ｍｍの外形寸法を必要としていたのに対し、小型化が可
能になった。このように、この発明によれば、ｋＨｚ帯
域のような低周波領域で用いる圧電共振子を小型化する
ことができる。
板状に形成し、その外径および内径を適当に選ぶことに
より、または角度θを適当に選ぶことにより、圧電共振
子の共振周波数および電気機械結合係数を変えることが
できる。たとえば、この発明の圧電共振子を用いて、４
５５ｋＨｚの共振周波数を得るためには、圧電体板の外
径を４．０ｍｍ，圧電体板の内径を３．１ｍｍ，角度θ
を３２０度にすればよく、従来の圧電共振子では５．０
ｍｍの外形寸法を必要としていたのに対し、小型化が可
能になった。このように、この発明によれば、ｋＨｚ帯
域のような低周波領域で用いる圧電共振子を小型化する
ことができる。
【図１】（Ａ）はこの発明の一実施例を示す平面図であ
り、（Ｂ）はその断面図である。
り、（Ｂ）はその断面図である。
【図２】図１に示す圧電共振子の振動状態を示す図解図
である。
である。
【図３】この発明の他の実施例を示す図解図である。
１０ 圧電共振子 １２ 圧電体板 １４ 電極 １６ 電極
Claims (3)
- 【請求項１】 圧電体板と、前記圧電体板に形成された
電極とを含み、横効果の振動モードを共振モードとして
利用する圧電共振子において、 前記圧電体板はリング板の一部を欠いた形状に形成され
たことを特徴とする、圧電共振子。 - 【請求項２】 前記圧電体板の外径が５ｍｍ以下であ
る、請求項１の圧電共振子。 - 【請求項３】 前記圧電体板の共振モードは、前記圧電
体板が均一な伸縮をする拡がり振動以外のモードを含
む、請求項１または請求項２の圧電共振子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23538792A JPH0661777A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 圧電共振子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23538792A JPH0661777A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 圧電共振子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0661777A true JPH0661777A (ja) | 1994-03-04 |
Family
ID=16985332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23538792A Pending JPH0661777A (ja) | 1992-08-10 | 1992-08-10 | 圧電共振子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0661777A (ja) |
-
1992
- 1992-08-10 JP JP23538792A patent/JPH0661777A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| USRE23813E (en) | Piezoelectric transducer and method for producing same | |
| JP5430367B2 (ja) | 塵埃除去装置および塵埃除去方法 | |
| US3699484A (en) | Width extensional resonator and coupled mode filter | |
| JP6367693B2 (ja) | 圧電素子、圧電振動装置、音響発生器、音響発生装置および電子機器 | |
| JP4930381B2 (ja) | 圧電振動装置 | |
| US5057801A (en) | Filter device of piezo-electric type including divided co-planar electrodes | |
| JP3715831B2 (ja) | 圧電共振子 | |
| JPS61150499A (ja) | 分割形圧電振動板 | |
| US3433982A (en) | Piezoelectric ceramic resonators | |
| JPH0661776A (ja) | 圧電共振子 | |
| JPH0661777A (ja) | 圧電共振子 | |
| JPH04127709A (ja) | Ａｔカット水晶振動子 | |
| JPS6358384B2 (ja) | ||
| JPH05145369A (ja) | 表面波装置 | |
| US6842087B2 (en) | Three-terminal filter using area flexural vibration mode | |
| JPS6098711A (ja) | 厚みすべり振動子 | |
| JPH0211008A (ja) | 圧電共振子 | |
| JP2837722B2 (ja) | 圧電型超音波振動子 | |
| JPS58173912A (ja) | 圧電体屈曲振動子および圧電フィルタ | |
| JP3239399B2 (ja) | 表面波装置 | |
| JPS6360617A (ja) | 圧電セラミツク共振子の製造方法 | |
| JP2559708B2 (ja) | 圧電振動子 | |
| JP3301901B2 (ja) | 圧電共振子 | |
| JPH0354895B2 (ja) | ||
| JP2001108441A (ja) | エネルギー閉込め型圧電振動子および圧電振動ジャイロ |