JPH1093378A - 圧電部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 圧電振動子のクラックの発生が防止されると
ともに、特性の変動が生じにくい圧電部品を提供する。 【解決手段】 ケース７４の内壁との間にケース７４に
収納される各部品を狭持する板バネに、板バネの変形量
が大きくなるにつれ板バネに作用するバネ荷重が一旦所
定のピーク荷重に達した後減少に転じる荷重特性を有す
る板バネを用いた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧電振動子が組み
込まれた圧電部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、セラミックス等からなる圧電
振動子が組み込まれ、発振回路やフィルタ回路等として
用いられる圧電部品が知られている。図５は、従来の圧
電部品の断面図、図６は、図５に示す圧電部品を構成す
る圧電共振子とその圧電振動子を挟持した端子電極板を
示す斜視図、図７は、その断面図、図８は、図５に示す
圧電部品を構成する板バネの平面図、図９は、その側面
図、図１０は、図８に示す板バネの荷重特性を示すグラ
フ、図１１は、ケースに収納される各部品の配列状態を
示す図、および図１２は、図５に示す圧電部品を構成す
るケースを示す斜視図である。

【０００３】ここでは図５に示す圧電部品５０を説明す
るにあたり、先ず、圧電部品を構成する、圧電振動子お
よびこの圧電振動子を挟む端子電極板について、構造お
よび作用を説明する。ここでは代表として、図５に示す
圧電振動子５４およびこの圧電振動子５４を挟む端子電
極板５７，５８について、図６、図７を参照して、構造
および作用を説明する。その後、図８〜図１０を参照し
て、板バネについて説明し、さらにその後図１１、図１
２を参照して圧電部品の組立方法について説明し、最後
に図６に示す圧電部品全体について説明する。

【０００４】図６に示す圧電振動子５４には、その圧電
振動子５４の表面５４ａおよび裏面５４ｂに導体膜が形
成されている。一方、端子電極板５７，５８は、圧電振
動子５４を支持するための平板状の支持部５７ａ，５８
ａを有し、図７に示すように、この支持部５７ａ，５８
ａの中心部分に導電性の突起５７ｂ，５８ｂが形成され
ている。圧電振動子５４は、２枚の端子電極板５７，５
８で挟持されており、圧電振動子５４に形成された導体
膜と端子電極板５７，５８に形成された突起５７ｂ，５
８ｂとが電気的に接している。ここで、２枚の端子電極
板５７，５８の間に高周波電圧が印加されると圧電振動
子５４がその圧電振動子５４固有の周波数で共振する。

【０００５】図８に示す板バネ６３は、各端面の中央部
分が半円状に切り欠かれた形状をなすとともに、図９に
示すように、湾曲板形状をなす。この板バネ６３は、図
８が示されている紙面に対する垂直方向の荷重に対し
て、図１０に示すようなバネ荷重特性を示す。このグラ
フにおいて、縦軸は、板バネ６３に作用するバネ荷重を
表わし、横軸は、バネ荷重による板バネ６３の変形量を
表わす。このグラフからバネ荷重に対する板バネ６３の
変形量は単調的に増加していることがわかる。

【０００６】以下に、ケース６４に収納される各部品の
収納方法について説明する。先ず、圧電振動子５２を、
電極板５９および端子電極板５６で挟み、端子電極板５
６の裏面に絶縁板６１を配置し、これらの部品を跨ぐよ
うにコ字状電極板６２を配置する。また、コ字状電極板
６２の裏面に圧電振動子５１を配置し、コ字状電極板６
２との間に圧電振動子５１を挟むように端子電極板５５
を配置する。また、端子電極板５５の裏面に板バネ６３
を配置する。また、コ字状電極板６２の反対側の面に圧
電振動子５３を配置し、コ字状電極板６２との間に圧電
振動子５３を挟むように電極板６０を配置する。さら
に、電極板６０の裏面に端子電極板５７を配置し、端子
電極板５７の裏面に圧電振動子５４を配置する。また、
端子電極板５７との間に圧電振動子５４を挟むように端
子電極板５８を配置する。このようにして、各部品を図
１１に示すように配列する。

【０００７】次に、上述のように配列した配列部品１１
０を、図示しない治具等を用いて、この配列部品１１０
がケース６４に収納された際にケース６４の内壁から受
ける力よりも大きい力で挟持し、図１２に示すケース６
４に収納する。このようにして、ケース６４に各部品を
収納することにより、図５に示す圧電部品５０が構成さ
れる。

【０００８】圧電部品５０を構成する端子電極板５５，
５６，５７，５８の先端部は、それぞれ外部回路と接続
するための取出し電極５５ｃ，５６ｃ，５７ｃ，５８ｃ
を兼ねており、電圧が印加されると、各圧電共振子それ
ぞれが固有の周波数で共振し、フィルタ等としての機能
を発揮する。図１３は、図５に示す圧電部品の等価回路
を示す図である。

【０００９】図１３に示す等価回路は、図５に示す電極
板５９とコ字状電極板６２とで、圧電共振子５１，５
２，５３が互いに接続されるとともに、電極板６０と端
子電極板５７とで圧電共振子５３，５４が互いに接続さ
れており、これにより４素子構造のラダー型フィルタが
構成されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、図５に示す
圧電部品５０では、ケース６４に配列部品１１０を収納
する際に、配列部品１１０をケース６４の内壁の間隔よ
りも狭める必要上、配列部品１１０を、ケース６４の内
壁から受ける力よりも大きい力で挟持しなければなら
ず、そのように大きい力で狭持した際に圧電振動子にク
ラックが発生するおそれがあるという問題がある。

【００１１】また、圧電部品５０の周波数の合わせ込み
調整等の際には、ケース６４に収納されている各部品を
ケース６４から一旦取り出す必要があるが、ケース６４
から各部品を取り出すことにより、板バネ６３の荷重特
性が変化し、これに伴ない圧電部品のフィルタ特性も変
化してしまうという問題もある。本発明は、上記事情に
鑑み、圧電振動子のクラックの発生を防ぐとともに、フ
ィルタ特性が変化しにくい圧電部品を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を成する本発明
の圧電部品は、箱体と、この箱体に配置された圧電振動
子と、この箱体内においてこの圧電振動子を挟む電極板
と、この箱体の内壁に反力をとってこの箱体の向かい側
の内壁との間に、上記圧電振動子および上記電極板を挟
持する湾曲板形状の板バネとを備えた圧電部品であっ
て、上記板バネが、板バネの変形量が大きくなるにつれ
板バネに作用するバネ荷重が一旦所定のピーク荷重に達
した後減少に転じる荷重特性を有する板バネであること
を特徴とする。

【００１３】本発明の圧電部品を構成する板バネは、バ
ネ荷重が一旦所定のピーク荷重に達した後減少に転じる
荷重特性を有しているため、箱体に配置される部品には
ピーク荷重よりも大きい力が加わるおそれがなく、ピー
ク荷重を適正に設定しておくことにより圧電振動子のク
ラックの発生が防止される。また、板バネの荷重特性も
変化しにくく、したがって圧電部品のフィルタ特性が変
化することも防止される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
説明する。図１は、本発明の圧電部品の一実施形態の断
面図、図２は、図１に示す圧電部品を構成する板バネの
平面図、図３は、荷重を作用させることにより変形した
板バネの断面図、図４は、図２に示す板バネの荷重特性
を示すグラフである。

【００１５】図１に示す圧電部品１０は、図５に示す圧
電部品５０において、板バネ６３に代えて、図４に示す
特性を有する、図２，図３に示す板バネ１３を採用する
ことにより構成されたものである。この板バネ１３は湾
曲板形状をなし、図２に示すように中央部に突起２１が
形成されており、図３に示すように荷重を作用させるこ
とにより弓形に変形する。この板バネ１３は、図４に示
すような荷重特性を有する。

【００１６】図４に示すグラフは横軸が板バネ１３の変
形量を示し、縦軸は板バネ１３に作用するバネ荷重を示
す。このグラフに示されるように、板バネ１３の荷重特
性は、上に凸の放物線で表わされ、変形量が大きくなる
につれバネ荷重が一旦ピークに達し、その後減少する。

【００１７】このように、図１に示す圧電部品１０は、
図４に示す荷重特性を有する板バネ１３を備えているた
め、圧電振動子にクラックが発生することが防止され、
フィルタ特性の変化も防止される。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例について、上述した従
来例および発明の実施形態の説明の際に用いた図を参照
しながら説明する。先ず、所定の組成に調合したＰＺＴ
セラミックスを板状に成形し、１３００℃で焼成した。
次に、Ａｇとガラスフリットを有機ビヒクルとバインダ
で混合したペーストを、そのセラミックスの両面に印刷
して焼成し、さらに２５００Ｖで分極してＰＺＴの単板
を得た。次に、これを所定の大きさに切断し、圧電振動
子を得た。また、厚み０．１ｍｍのりん青銅板を用意
し、このりん青銅板に高さ０．１ｍｍの突起を形成し、
厚み５μｍのＡｇめっきを施して電極板を得た。板バネ
は、厚み０．１ｍｍで直径４．５ｍｍの湾曲板形状であ
って、中央部に高さ０．１ｍｍの突起が形成され、図４
に示す荷重特性を有するものを使用した。

【００１９】次に、図１３に示すようなラダー型フィル
タを構成するため、図１１に示すように圧電振動子、端
子電極板、電極板、コ字状電極板、絶縁板、板バネを配
列し、図１２に示すケースに収納した。このようにし
て、図１に示す圧電部品１０を製造した。上述した圧電
部品１０は、図４に示す荷重特性を有する板バネを用い
たため、圧電振動子のクラックの発生は認められず、ケ
ースから各部品を取り出しても、圧電部品のフィルタ特
性の変化も認められなかった。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の圧電部品
によれば、圧電振動子のクラックが防止され、圧電部品
の特性の変化も防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧電部品の一実施形態の断面図であ
る。

【図２】図１に示す圧電部品を構成する板バネの平面図
である。

【図３】荷重を作用させることにより変形した板バネの
断面図である。

【図４】図２に示す板バネの荷重特性を示すグラフであ
る。

【図５】従来の圧電部品の断面図である。

【図６】図５に示す圧電部品を構成する圧電共振子とそ
の圧電振動子を挟持した端子電極板を示す斜視図であ
る。

【図７】図５に示す圧電部品を構成する圧電共振子とそ
の圧電振動子を挟持した端子電極板を示す側面図であ
る。

【図８】図５に示す圧電部品を構成する板バネの平面図
である。

【図９】図５に示す圧電部品を構成する板バネの側面図
である。

【図１０】図８に示す板バネの荷重特性を示すグラフで
ある。

【図１１】ケースに収納される各部品の配列状態を示す
図である。

【図１２】図５に示す圧電部品を構成するケースを示す
斜視図である。

【図１３】図５に示す圧電部品の等価回路を示す図であ
る。

【符号の説明】

１３ 板バネ ５１，５２，５３，５４ 圧電振動子 ５４ａ 表面 ５４ｂ 裏面 ５５，５６，５７，５８ 端子電極板 ５７ａ，５８ａ 支持部 ５７ｂ，５８ｂ 突起 ５９，６０ 電極板 ６１ 絶縁板 ６２ コ字状電極板 ６４ ケース １１０ 配列部品

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 箱体と、該箱体に配置された圧電振動子
   と、該箱体内において該圧電振動子を挟む電極板と、該
   箱体の内壁に反力をとって該箱体の向かい側の内壁との
   間に、前記圧電振動子および前記電極板を挟持する湾曲
   板形状の板バネとを備えた圧電部品であって、 前記板バネが、板バネの変形量が大きくなるにつれ板バ
   ネに作用するバネ荷重が一旦所定のピーク荷重に達した
   後減少に転じる荷重特性を有する板バネであることを特
   徴とする圧電部品。