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公開番号2025151616
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024053137
出願日2024-03-28
発明の名称圧電素子
出願人TDK株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H10N 30/853 20230101AFI20251002BHJP()
要約【課題】共振周波数にばらつきが生じがたく、かつ、振動特性が低下しがたい圧電素子を提供する。
【解決手段】圧電素子PE1は、圧電素体1と、一対の外部電極10,20と、を含む。圧電素体1は、互いに対向する一対の主面3,5を含む。一対の外部電極10,20のそれぞれは、一対の主面3,5のうち対応する主面に配置されている。一対の主面3,5が対向する方向DOから見て、圧電素体1は、最小包含円の面積に対する比が0.8以上1未満である面積を有する多角形状を呈する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
互いに対向する一対の主面を含む圧電素体と、
前記一対の主面のうち対応する主面にそれぞれ配置されている複数の外部電極と、を備え、
前記一対の主面が対向する方向から見て、前記圧電素体は、最小包含円の面積に対する比が０．８以上１未満である面積を有する多角形状を呈する、圧電素子。
続きを表示（約 760 文字）【請求項２】
前記多角形状は、正六角形状を含む、請求項１に記載の圧電素子。
【請求項３】
前記多角形状は、正八角形状を含む、請求項１に記載の圧電素子。
【請求項４】
前記複数の外部電極のそれぞれは、前記一対の主面のうち対応する主面に含まれる外縁と一致する外縁を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の圧電素子。
【請求項５】
前記圧電素体は、前記一対の主面を連結する複数の側面を含み、
前記複数の外部電極は、第一外部電極と第二外部電極とを含み、
前記第一外部電極は、前記一対の主面のうち一の主面の一部に配置されている第一電極部分を含み、
前記第二外部電極は、
前記一の主面の残部に配置されていると共に、前記第一電極部分から離間している第二電極部分と、
前記一対の主面のうち他の主面に配置されている第三電極部分と、
前記複数の側面のうち少なくとも一つの側面に配置されていると共に、前記第二電極部分と前記第三電極部分とを連結する第四電極部分と、を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の圧電素子。
【請求項６】
前記第一電極部分と前記第二電極部分とは、それぞれに対向する第一外縁と、前記第一外縁に連続すると共に前記一の主面に含まれる外縁と一致する第二外縁と、を含み、
前記一の主面に直交する方向から見て、前記第一電極部分と前記第二電極部分とのそれぞれに含まれる前記第一外縁と、前記一の主面に含まれる前記外縁とのなす角は、直角以外である、請求項５に記載の圧電素子。
【請求項７】
前記第三電極部分は、前記他の主面に含まれる外縁と一致する外縁を含む、請求項５に記載の圧電素子。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧電素子に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
知られている圧電素子は、互いに対向する一対の主面を含む圧電素体と、一対の主面のうち対応する主面にそれぞれ配置されている複数の外部電極と、を含む（たとえば、特許文献１を参照）。一対の主面が対向する方向から見て、圧電素体は、円形状を呈する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２３－０１２７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の一つの態様は、共振周波数にばらつきが生じがたく、かつ、振動特性が低下しがたい圧電素子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、調査研究の結果、圧電素子の共振周波数について、以下の知見を新たに得た。
圧電素子の共振周波数は、圧電素体の、一対の主面が対向する方向から見るときの形状、すなわち、圧電素体の平面形状に影響を受ける傾向がある。一対の主面が対向する方向から見て、圧電素体が円形状を呈する構成では、共振周波数にばらつきが生じやすい。これに対し、一対の主面が対向する方向から見て、圧電素体が多角形状を呈する構成では、共振周波数にばらつきが生じがたい。
【０００６】
たとえば、一対の主面が対向する方向から見て、圧電素体が円形状を呈する構成では、製造ばらつきに起因して、圧電素子間で真円度が異なることがある。すなわち、圧電素体の平面形状が、単純な円形状を呈さないおそれがある。圧電素体の平面形状が円形状を呈する場合でも、圧電素体の平面形状が、真円形状ではなく、オーバル形状を呈するおそれもある。オーバル形状は、たとえば、楕円形状又は角丸長方形状を含む。
したがって、圧電素体の平面形状が円形状を呈する構成では、圧電素体の平面形状が圧電素子間で異なるおそれ、すなわち、圧電素体の平面形状にばらつきが生じるおそれがある。圧電素体の平面形状でのばらつきは、圧電素子間で、共振周波数にばらつきを生じさせる。
【０００７】
たとえば、一対の主面が対向する方向から見て、圧電素体が多角形状を呈する構成では、製造ばらつきが生じる場合でも、平面形状での角の数は、圧電素子間で変わることはない。たとえば、圧電素体の平面形状が六角形状を呈する構成では、製造ばらつきが生じる場合でも、圧電素体の平面形状は、あくまでも、六角形状を呈する。
したがって、圧電素体の平面形状が多角形状を呈する構成では、圧電素体の平面形状が圧電素子間で異なりがたい、すなわち、圧電素体の平面形状にばらつきが生じがたい。圧電素子間で、共振周波数にばらつきが生じがたい。
【０００８】
本発明者らは、調査研究の結果、圧電素子の振動特性について、以下の知見を新たに得た。
一対の主面が対向する方向から見て、圧電素体が多角形状を呈する構成では、一対の主面が対向する方向から見て、圧電素体が円形状を呈する構成に比して、振動特性が低下するおそれがある。
【０００９】
多角形状は、通常、当該多角形状の最小包含円の面積より小さい面積を有する。すなわち、多角形状は、通常、当該多角形状の最小包含円の面積に対する比が１未満である面積を有する。圧電素体の平面形状が多角形状を呈する構成では、当該多角形状を呈する平面形状の最小包含円にて規定される円形状を圧電素体の平面形状が呈する構成に比して、主面の面積が小さい。圧電素体の平面形状が多角形状を呈する構成では、上述した最小包含円にて規定される円形状を圧電素体の平面形状が呈する構成に比して、圧電的に活性する領域の面積が小さい。圧電的に活性する領域の面積が小さいと、振動特性が低下する傾向がある。
【００１０】
本発明者らは、振動特性が低下することを抑制する圧電素子について、調査研究を更に進めた。この結果、本発明者らは、一対の主面が対向する方向から見て、圧電素体が、最小包含円の面積に対する比が０．８以上である面積を有する多角形状を呈する構成では、振動特性が低下しがたいことを見出した。
（【００１１】以降は省略されています）

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