JPH08298421A - 圧電共振子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 方形状をした圧電素子12の電極が形成された
両主面を、その圧電素子を側面から衝止せしめるための
保持片13ａを突設してなる２個の端子板13・13で挟持せ
しめた圧電共振子11である。 【効果】 ２個の端子板13・13に同じものを使用するこ
とができ、部品点数や組立工数を増加させることなく、
組立不良の発生や使用時の特性変化を防止することがで
き、安定した特性の圧電共振子を安価に提供することが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は圧電共振子に関し、詳し
くは端子板の形状により圧電素子の位置ずれを防止した
圧電共振子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】圧電素子を利用した圧電共振子は、安定
した周波数を発振したり特定の周波数を選択したりする
ための小型電子部品として各種の電子回路や電子機器に
使用されており、そのような圧電共振子は一般に、圧電
基板の両面に電極を形成した圧電素子が一対の端子板と
ガイド部材とにより電気的に接続されるとともに保持さ
れて、ケースに収納された構成となっている。

【０００３】そのような従来の圧電共振子の構成例を図
４に分解組立図で示す。同図の圧電共振子１において、
２は圧電基板の両面に電極を形成した圧電素子であり、
３・３は端子板、４は端子板３・３とともに圧電素子２
を保持するガイド、５は以上の部材を収納するケースで
ある。なお端子板３・３は通常、同じ形状のものが図示
したように対称に配置されている。そして同図に矢印で
示したように下側の端子板３の上にガイド４を置き、そ
のガイド４の中へ圧電素子２を入れてさらに上から端子
板３を乗せ、そのように組み立てた一式の部材をケース
５の開口５ａから内部へ挿入して収納し、最後に開口５
ａを樹脂あるいは蓋体などにより封止して圧電共振子１
が完成される。

【０００４】上記のような構成の圧電共振子１では、組
立作業中に圧電素子２およびガイド４は端子板３の上に
乗っているだけの状態になることから、その作業中に振
動などの外力が加わると圧電素子２またはガイド４が動
いて圧電素子２がガイド４と端子板３との間に挟まるよ
うな状態となって、組立後の不良発生要因となることが
あるという問題点があった。

【０００５】図５（ａ）〜（ｄ）はそのような組立不良
状態を示すものであり、同図（ａ）および（ｂ）はそれ
ぞれ正常状態および不良状態を示す圧電素子とガイドの
平面図であり、同図（ｃ）および（ｄ）は同じく正常状
態および不良状態を示す圧電素子と端子板・ガイドの断
面図である。

【０００６】図５（ａ）および（ｃ）に示すように、組
立正常状態では圧電素子２はガイド４のほぼ中央に位置
し、弾性を有する端子板３・３の中央部に設けられた突
起部が上下から圧電素子２の両面の電極にそのほぼ中央
のノード点で接触して、圧電素子２と端子板３・３とが
電気的に接続されるとともに圧電素子２が正しい位置に
保持される。

【０００７】他方、図５（ｂ）および（ｄ）に示した組
立不良状態では、圧電素子２が端子板３とガイド４との
間に挟まるような状態となり、圧電素子２の電気的接続
や保持が不良状態となって不良発生要因となる。これ
は、組立作業中には圧電素子２およびガイド４は端子板
３の上に乗っているだけの状態となるため、作業中に外
部から衝撃や振動などの外力が加わると圧電素子２やガ
イド４が動いて位置ずれを生じてしまうことによる。

【０００８】これに対して従来、衝撃や振動による圧電
素子の位置ずれを防止するための端子板の形状などがい
くつか提案されている。

【０００９】例えば実開昭60−167425号公報には、図６
（ａ）および（ｂ）に分解斜視図で示したような圧電素
子と一対の端子板および保持片を用いた圧電共振子が提
案されている。すなわち同図（ａ）は、両主面が圧接挟
持される面外方への屈曲振動モードを有する角板型圧電
素子６と一対の端子板７・８とからなる圧電共振子にお
いて、一対の端子板の一方８に対してその位置関係が固
定され、かつ圧電素子６の四方側面側から圧電素子６の
振動ノード点またはその近傍に接するように位置して圧
電素子６が端子板８に対してずれないように保持する保
持片９ａを備えた十字ホルダ９を設けた例である。また
同図（ｂ）は、一方の端子板10の四辺の各一部が曲成さ
れて、保持片10ａがその端子板10と一体的に形成されて
いる例である。そしてこれらの構成によって落下衝撃な
どに伴う圧電素子６の位置ずれがなくなり、共振特性の
変化がなくなる安定した特性の圧電共振子となるという
ものである。

【００１０】また特開平４−150300号公報には、圧電素
子の電極に接続する形状を記憶させられた形状記憶合金
からなる端子板を用いて圧電共振子を組み立てる製造方
法が提案されている。これは、ケース内で圧電素子を保
持するとともに圧電素子に設けられた電極に接続する形
状を記憶させられた形状記憶合金からなる端子板を、圧
電素子を位置決め固定し得る形状に成形し、その成形さ
れた端子板により圧電素子を位置決め固定してケース内
に収納し、その後に逆変態温度以上に加熱して端子板を
記憶させられた形状に復元させることによって、ケース
内で圧電素子を保持するとともに電極に接続するという
ものである。また、ケース内で圧電素子を保持するとと
もに圧電素子の電極に接続する形状を記憶させられた形
状記憶合金からなる補助部材を任意に変形させてケース
内に圧電素子と端子板とを位置決め固定し、その後に逆
変態温度以上に加熱して補助部材を記憶させられた形状
に復元させることによって、ケース内で圧電素子を保持
するとともに電極に接続するというものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記各
提案の構成によっても以下のような問題点があった。す
なわち実開昭60−167425号公報の圧電共振子では、保持
片９ａまたは10ａは一方の端子板側のみに形成されてい
たため組立時に圧電素子６を安定して確実に保持するこ
とが難しくて位置ずれを生じやすく、また保持片９ａま
たは10ａが設けられていない側の端子板７の方向に衝撃
を受けた場合にも位置ずれを生じやすいという問題点が
あった。

【００１２】さらに一対の端子板の形状がそれぞれ異な
るため２種類の端子板あるいはそれに加えて保持片を備
えた十字ホルダを必要とし、組立部品の種類が多くなっ
て作業が煩雑になり、それに伴って組立ミスを発生させ
やすくするとともに、部品コストの増加を招いて製品価
格を高くするという問題点もあった。

【００１３】また特開平４−150300号公報の圧電共振子
では、端子板を高価な形状記憶合金で形成したり新たな
補助部材を設けることによって部品コストの増加を招い
て製品価格を高くするとともに、さらにケースに収納す
る前に所定形状に成形して収納後に加熱するなどの製造
工数の増加が必要であり、加えてケース中に精度良く位
置決め固定して収納する作業が煩雑で難しいという問題
点があった。

【００１４】本発明は上記の問題点に鑑みて本発明者が
鋭意研究を進めた結果完成されたもので、その目的は、
組立部品の種類や点数を増やすことなく、また組立工数
を増加させることなく、組立作業時や外部からの衝撃が
加わった時の圧電素子の位置ずれの発生を防止して、組
立不良の発生や使用時の特性変化を防止した圧電共振子
を提供することにある。

【００１５】また本発明の目的は、同一形状の一対の端
子板を用いて圧電素子の位置ずれを防止することがで
き、それにより組立不良の発生や使用時の特性変化を防
止した安価な圧電共振子を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の圧電共振子は、
方形状をした圧電素子の電極が形成された両主面を、そ
の圧電素子を側面から衝止せしめるための保持片を突設
してなる２個の端子板で挟持せしめたことを特徴とする
ものである。

【００１７】

【作用】本発明の圧電共振子によれば、圧電素子の両主
面の電極と接触して圧電素子を挟持する一対の端子板
を、圧電素子の各側面に対向して、圧電素子の位置ずれ
を側面から衝止せしめるような保持片を端子板本体から
突設した２個の端子板としたことにより、圧電素子を保
持片で周囲から囲うようにして、圧電素子の位置を規制
することができる。そのため組立時や外部からの衝撃・
振動による圧電素子の位置ずれを防止することができ、
組立不良の発生や使用時の特性変化を防止することがで
きる。

【００１８】また本発明の圧電共振子では、一対の端子
板として上記のように保持片を形成した同形状の２個の
端子板を圧電素子を挟んで対向して用いることにより、
組立部品の点数や組立工数を増加させることがないので
組立コストや製造コストは増加せず、組立作業性に優れ
た安定した特性の圧電共振子を安価に提供できる。また
部品点数が増加することがなく、同形状の端子板を用い
ることができるため組立作業が煩雑になることもないの
で、それによっても組立不良の発生も防止でき、製造コ
ストを増加させることなく安定した特性の安価な圧電共
振子を提供することができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の圧電共振子について実施例に
基づいて詳述する。なお、本発明は以下の例に限定され
るものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々
の変更を加えることは何ら差し支えない。

【００２０】図１は本発明の圧電共振子の実施例の構成
を示す分解斜視図である。図１の圧電共振子11におい
て、12は圧電基板の両面に電極（図示せず）を形成した
圧電素子であり、13・13は一対（２個）の端子板、14は
ガイド、15は以上の部材を収納するケースである。そし
て同図に矢印で示したように、ガイド14の内側で一対の
端子板13・13により圧電素子12を上下から挟持するよう
に組立て、そのように組み立てた一式の部材をケース15
の開口15ａから内部へ挿入して収納し、開口15ａを樹脂
あるいは蓋体などにより封止して圧電共振子11が完成さ
れる。

【００２１】本例では端子板13に同形状のものを用い、
各端子板13には圧電素子12の各側面とそれぞれの中央部
と一隅との間で対向する保持片13ａが圧電素子12を側面
から衝止するように端子板本体に対してほぼ垂直に突設
されているので、これらの端子板13・13により圧電素子
12を挟持した場合、図２に圧電素子12と端子板13・13お
よびガイド14の断面図で示すように、各保持片13ａで圧
電素子12の側面を周囲から囲うように保持して位置を規
制することができ、それにより圧電素子12の位置ずれを
防止することができる。

【００２２】なおこれらの図においては圧電素子12の側
面と保持片13ａとが接触していないように示している
が、これらは圧電素子12の位置ずれを完全に防止するた
めに接触していてもよいことは当然である。

【００２３】また図１および図２に示した端子板13に
は、圧電素子12の主面に形成された電極と接触する突起
部13ｂや端子板13にバネ弾性を持たせるための切欠き13
ｃが形成されており、またガイド14と安定して接触する
ために四隅が張り出した形状となっており、さらに一隅
からリード部13ｄが延出されているが、これらはいずれ
も所望に応じて適宜設計して設定すればよい。なお図１
においてリード部13ｄはその一部を省略して示してい
る。

【００２４】圧電素子12には、通常は拡がり振動モード
を利用する圧電素子などが用いられ、そのような素子と
してはＰＺＴなどからなる角板形状の圧電基板に、銀や
銀合金などの電極を焼付あるいは蒸着・スパッタリング
といった方法によって形成したものが用いられる。その
寸法は所望の共振周波数に応じて適宜選択され、一辺が
１ｍｍから12ｍｍ程度のものがある。

【００２５】端子板13は、銅合金などのバネ部材などか
らなる厚み 0.1〜0.2 ｍｍ程度の板材から、プレスフォ
ーミングなどの方法によって製作される。またその中央
部には、 0.6〜1.0 ｍｍφ程度の大きさの突起部13ｂが
プレスフォーミングなどの方法によって、さらに一隅か
らは、幅１ｍｍ程度、長さ15ｍｍ程度の寸法のリード部
13ｄが同じくプレスフォーミングなどの方法によって形
成される。

【００２６】また端子板13は図２に示したようにその断
面がやや反った形状になっており、ケース15に収納され
たときに、その形状によるバネ性でもって圧電素子12を
両主面側から挟持するようになっている。

【００２７】端子板13の保持片13ａは、本例では折り曲
げ加工などにより端子板13に一体的に形成されている。
このような端子板のいくつかの例を図３（ａ）〜（ｃ）
に展開図で示す。

【００２８】図３（ａ）の端子板13は、図１および図２
の端子板13と同じ例を示し、各保持片13ａはそれぞれ点
線部分で直角に折り曲げて突設することにより圧電素子
12の各側面に対向する保持片13ａとなる。13ｂは突起部
であり、13ｄはリード部（一部を省略して図示してい
る）である。

【００２９】図３（ｂ）の端子板16は、リード部16ｄの
延長方向と直角な側面で圧電素子12の中央部に対して同
じ側の一隅との間に保持片16ａを設けた例であり、リー
ド部16ｄ（一部を省略して図示している）の延長方向と
平行な側面に対しては圧電素子12の中央部に対して反対
側の一隅との間に設けている。なお16ｂは突起部であ
る。

【００３０】図３（ｃ）の端子板17は、各保持片17ａの
幅を狭くして各側面の中央部よりに設けた例であり、こ
のようにすれば各保持片17ａが圧電素子12の側面に接触
した場合でも振動を妨げることがなく、圧電共振子の特
性が安定する。なお17ｂは突起部であり、17ｄはリード
部（一部を省略して図示している）である。

【００３１】以上の例からも分かるように保持片13ａ・
16ａ・17ａの位置は、特に圧電素子12に拡がり振動モー
ドのものを用いた場合にはコーナー部の振動を妨害する
ことは好ましくないので、圧電素子12の各側面に対して
できるだけ中央部よりに設けることが望ましい。また、
同形状の２個の端子板13・16・17を対向させて組み立て
た時に圧電素子12の同じ側面を保持する保持片13ａ・16
ａ・17ａ同士が接触しないように設定することが肝要で
ある。

【００３２】特に同形状の２個の端子板13・16・17を対
向させて組み立てるため、図３（ｂ）にも例示したよう
に、対向する２つの側面に対向する保持片13ａ・16ａ・
17ａ同士は、リード部の延長方向と直角な側面では圧電
素子12の中央部に対して同じ側の一隅との間にあっても
反対側の一隅との間にあってもよいが、リード部の延長
方向と平行な側面では圧電素子12の中央部に対して反対
側の一隅との間にある必要がある。

【００３３】保持片13ａ・16ａ・17ａの幅は、圧電素子
12の側面の中央部と一隅との間の幅で、保持片13ａ・16
ａ・17ａに必要とされる強度などを考慮して適宜設定す
ればよく、好ましくは図３（ｃ）に例示したように、で
きるだけ中央部よりで狭い幅に設定するとよい。

【００３４】また保持片13ａ・16ａ・17ａの高さは、保
持片13ａ・16ａ・17ａの先端と対向する端子板13・16・
17との間から圧電素子12が飛び出すことがなく、かつ保
持片13ａ・16ａ・17ａの先端と対向する端子板13・16・
17とが接触しないように適宜設定する。

【００３５】さらに、保持片13ａ・16ａ・17ａを設けた
部分の端子板13・16・17の、圧電素子12の側面の中央部
に対して反対側の部分は、図１〜図３の各端子板13・16
・17の例に示したように切欠いて、２個の端子板13・16
・17を対向させたときに保持片13ａ・16ａ・17ａの先端
が対向する端子板13・16・17に接触しないようにしてお
くことが好ましい。

【００３６】また、２個の端子板を対向させたときに保
持片の先端が対向する端子板に接触しないようにした端
子板のより好適な例を、図７に図３と同様の展開図で、
また図８に図２と同様の断面図で示す。

【００３７】図７の端子板18は端子板13とほぼ同様の形
状であり、18ａは保持片、18ｂは突起部、18ｄはリード
部（一部を省略して図示している）であるが、この端子
板18においては切欠き部18ｅの深さを保持片18ａの高さ
よりも大きくとってある。

【００３８】これにより、端子板18を対向させたときに
保持片18ａの先端が対向する位置が端子板の無い部分と
なるため、保持片18ａの先端が対向する端子板18に接触
しなくなる。その結果、保持片18ａの高さを十分にとっ
て、組立時の圧電素子保持機能をより確実なものにする
ことができるものとなる。

【００３９】図８においては、図２と同様にガイド14の
内側で一対の端子板13・13により圧電素子12を側面から
衝止するようにその周囲を囲うように保持して上下から
挟持した状態を示しているが、本例の場合は、端子板13
に対する保持片13ａの角度を図中にθで示したように垂
直よりも小さな角度としている。この保持片13ａの角度
θは約60度〜90度、好適には約60度〜80度とするとよ
く、これにより圧電素子12の保持機能を維持しつつ組立
時の圧電素子12の挿入を容易にすることができるととも
に、保持片13ａの先端と対向する端子板13との接触をよ
り確実に防止することができるものとなる。この図８に
おける端子板13は上記の各端子板16・17・18であっても
よい。

【００４０】なお以上の例では保持片13ａ・16ａ・17ａ
・18ａとして端子板13・16・17・18の一部を折り曲げて
板状に形成したものを示したが、これらは押し出し加工
などによって凸状に形成して突設させたものであっても
よい。

【００４１】ガイド14は端子板13・16・17・18を支持し
て圧電素子12を安定して挟持させるためのものであり、
また以上の部材を図１中の矢印で示したように組み立て
てケース15に収納した後、ケース15の開口15ａをシール
樹脂によって封入する場合に樹脂をケース15内部に侵入
させない役目を持つが、開口15ａの封止に蓋体を用いた
場合などは特に必要としないものであり、本発明にとっ
ては必ずしも必要なものではない。

【００４２】ケース15は上記の各部材を収納して固定し
密封するためのものであり、その材料としてはＰＢＴや
ＰＰＳなどが用いられる。そして開口15ａをエポキシ樹
脂やフェノール樹脂などのシール樹脂によって封止し
て、あるいは蓋体をエポキシ樹脂などの樹脂によって封
止接合して、内部空間を密封し、圧電共振部品11が完成
する。

【００４３】以上の結果より、本発明の構成の圧電共振
子によれば、部品点数や組立工数を増すことなく、また
２個の端子板として同じ形状のものを用いて、圧電素子
の位置ずれを防止して組立不良の発生や使用時の特性変
化を防止することができた、作業性が良好で安定した特
性の圧電共振子が得られることが確認できた。

【００４４】また、組立にかかる部品点数が増加せず、
２個の端子板に同じものを使用できることから、部品点
数や組立工数の増加による製造コストの増加ならびに組
立ミスによる組立不良の発生を抑えることもできた。

【００４５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、圧
電素子を各側面から衝止せしめる保持片を突設した２個
の端子板を用いて圧電素子を挟持するようにしたことに
より、２個の端子板に同じものを使用でき、部品点数や
組立工数を増加させることなく、圧電素子の位置ずれを
防止して組立不良の発生を抑えかつ使用時に外部からの
衝撃が加わってもその特性が変化しない、安定した特性
の圧電共振子を提供することができた。

【００４６】また本発明によれば、組立にかかる部品点
数や組立工数が増加せず、しかも２個の端子板に同じも
のを使用できることから、製造コストの増加や組立ミス
による組立不良の発生を防止することができ、それによ
り安定した特性の安価な圧電共振子を提供することがで
きた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧電共振子の実施例の構成を示す分解
斜視図である。

【図２】本発明の圧電共振子の実施例の圧電素子と端子
板・ガイドの断面図である。

【図３】本発明の圧電共振子における端子板の形状の例
を示す展開図である。

【図４】従来の圧電共振子の構成を示す分解斜視図であ
る。

【図５】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ従来の圧電共振
子における正常状態および不良状態を示す圧電素子とガ
イドの平面図であり、同図（ｃ）および（ｄ）は同じく
正常状態および不良状態を示す圧電素子と端子板・ガイ
ドの断面図である。

【図６】（ａ）および（ｂ）は従来の他の圧電共振子に
おける圧電素子と端子板の例を示す分解斜視図である。

【図７】本発明の圧電共振子における端子板の形状の他
の例を示す展開図である。

【図８】本発明の圧電共振子の他の実施例の圧電素子と
端子板・ガイドの断面図である。

【符号の説明】

11・・・・・・・・・・・・・圧電共振子 12・・・・・・・・・・・・・圧電素子 13、16、17、18・・・・・・・端子板 13ａ、16ａ、17ａ、18ａ・・・保持片

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 方形状をした圧電素子の電極が形成され
   た両主面を、該圧電素子を側面から衝止せしめるための
   保持片を突設してなる２個の端子板で挟持せしめたこと
   を特徴とする圧電共振子。