JP2000201047A - 水晶振動子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の水晶振動子はケースの内面が平らであ
るため、ケース内面から水晶片との間において輻射によ
る熱伝達に有効でない部分が生じ、水晶片の温度を一定
に保つために、ヒーター線をより加熱することが必要と
なり、消費電力が大きくなるという課題があった。 【解決手段】 水晶片と、前記水晶片を挟持した一対の
電極と、前記水晶片と前記電極を保持するための部材
と、前記部材を電気的に接続するための一対の丸棒状の
リードと、前記リードの一部を突出させたベースと、前
記水晶片、前記電極、および前記部材を気密封止するた
めに前記ベースに具備されたコ字型をしたケースとから
構成される水晶振動子において、前記ケース内面を前記
ケース内部に収容された水晶片に指向するように鋸状の
不連続な平面とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は例えば通信用発振
器に使用される水晶振動子の改良に関し、さらに詳しく
述べると、水晶振動子の低消費電力化が図れる構造にす
るとともに、さらには作業の簡略化、製造の簡略化も図
ることのできる水晶振動子を提案するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず従来の水晶振動子の構成について図
７を用いて説明する。図７は従来の水晶振動子の一断面
図である。図７において、１は水晶片であって、図にお
いては、例えば円状に切断されている。この水晶片１
は、水晶片１に励振電圧を印加する一対の鍵穴状の電極
２によって、サンドイッチのように挟み込まれている。
３は水晶片１と電極２を保持するための部材であって、
図においては、例えば長方形のスリットを具備し、スリ
ットに水晶片１の外周部を内挿して水晶片１と電極２を
電気的・機械的に接続している。この部材３は、ベース
４から一部が突出している一対の丸棒状のリード５と立
設し、水晶片１側で電気的に接続されている。６は絶縁
部であって、例えばガラス等であり、ベース４とリード
５の間を電気的に絶縁している。７はケースであって、
図においては、例えばコ字型をしており、内面は平らで
ある。このケース７の開口部は、上記水晶片１、電極
２、および部材３を具備したベース４で水晶片１側が気
密封止されるように取り付けられている。８はヒーター
線Ａであって、図においては、ケース７の表面に螺旋状
に巻き付けられている。

【０００３】次に従来の水晶振動子における熱的構造に
ついて説明する。従来の水晶振動子においては、ケース
７の表面の温度は例えば温度センサによってモニタされ
る。温度補償回路は、上記のようにモニタされたケース
７の表面温度を一定温度にするようにヒーター線Ａ８に
流す電流を制御する。電流を流され発熱したヒーター線
Ａ８の熱は、ケース７の外表面へ伝導する。ケース７の
外表面の熱はケース７の内面へ伝導する。ケース７の内
面の熱は、ケース７内面とベース４内面で囲まれた空間
内で輻射と伝導により水晶片１へ伝播する。この輻射お
よび伝導による熱がケース７内面と水晶片１の間で熱的
に平衡状態になり、水晶片１の温度は、ケース７外表面
の温度とある温度差を持ちながら一定に保たれる。従っ
て上記水晶片は温度を一定に保たれ、周波数温度特性に
よる周波数変動が抑制され、安定な発振周波数を得てい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来の水晶振動子はケ
ース７の内面が平らであるため、ケース７内面から水晶
片１との間において輻射による熱伝達に有効でない部分
が生じていること、ヒーター線Ａ８とケース７の外表面
との間においても伝導による熱伝達に有効でない部分が
生じていることから、水晶片１の温度を一定に保つため
に、ヒーター線Ａ８をより加熱することが必要となり、
消費電力が大きくなるという課題があった。

【０００５】また、従来の水晶振動子はケース７にヒー
ター線Ａ８を巻く場合、ヒーター線Ａ８がケース７から
脱落し易く巻きにくい。また、加熱域を分けてヒーター
を巻き付ける際に、巻き付け位置を規定するものが無い
ため、巻き付けに手間がかかるといった課題があった。

【０００６】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、水晶振動子の熱伝達の効率を向
上させ、さらにヒーター線巻き付け時の作業性を向上さ
せ、ケース製造時の時間を短縮し、消費電力の小さいか
つ安価な水晶振動子を得ることを課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明による水晶振
動子は、ケース７の内面を水晶片１に指向するように鋸
状の不連続な平面にすることにより、ケース３と水晶片
１との間の輻射による熱伝播の効率を高めたものであ
る。

【０００８】また、第２の発明による水晶振動子はケー
ス７の内面を水晶片１に指向するように皿状の曲面にす
ることにより、ケース７の内面と水晶片１との間の輻射
による熱伝播の効率を高めるとともにケース７の内部成
形を容易にするようにしたものである。

【０００９】また、第３の発明による水晶振動子はケー
ス７の外表面に突起を持たせ、ケース７の外表面にヒー
ター線Ａ８を巻き付ける際にヒーター線Ａ８が脱落しに
くくし、ヒーター線巻き付け時の作業性が向上するよう
にしたものである。

【００１０】また、第４の発明による水晶振動子は第１
または第２の発明によるケースに第３の発明の突起をケ
ース７に設け、第１または第２の発明のケース７におい
てヒーター線巻き付け時の作業性が向上するようにした
ものである。

【００１１】また、第５の発明による水晶振動子は第３
または第４の発明による水晶振動子において複数の太さ
のヒーター線を交互に巻き付けることにより、ヒーター
線がケース７の外表面と接触していない部分を減らした
ものである。

【００１２】また、第６の発明による水晶振動子は、第
３または第４の発明による水晶振動子のケース７の外表
面に複数の凹凸を設け、前記凹部にヒーター線を巻き付
け、加熱域を選択できるようにしたものである。

【００１３】

【発明の実施の形態】実施の形態１．まずこの発明の実
施の形態１を示す水晶振動子の構成について図１を用い
て説明する。図１はこの発明の実施の形態１を示す水晶
振動子の一断面図である。図１において、１は水晶片で
あって、図においては、例えば円状に切断されている。
３は水晶片１を保持するための部材であって、図におい
ては、例えば長方形のスリットを具備し、スリットに水
晶片１の外周部を内挿して水晶片１を電気的・機械的に
接続している。この部材３は、ベース４から一部が突出
している複数の丸棒状のリード５と立設し、水晶片１と
接続されている。７はケースであって、図においては、
一つの開口部を有し、ケース７の内面は水晶片１に指向
するように例えば鋸状の不連続な平面部９となってい
る。そして、ケース７の開口部はベース４で水晶片１側
が気密封止されるように取り付けられている。

【００１４】以上のように実施の形態１では、ケース７
の内面を水晶片１に指向するように例えば鋸状の不連続
な平面部９とすることで、ケース７の内面から水晶片１
への輻射による熱の伝播の効率を上げることが可能とな
る。従って、例えば、特許番号第２５５９５９４号の第
１図（ｂ）のようにヒーター線を巻き付けた恒温槽に水
晶振動子を収容し、水晶振動子の内部の水晶片１の温度
を一定に保つような構成の水晶振動子に対して、保温に
要する熱効率の改善を図ることで、ヒーター線の加熱に
要する消費電力の低減を図ることが可能となる。

【００１５】実施の形態２．この発明の実施の形態２を
示す水晶振動子の構成について図２を用いて説明する。
図２はこの発明の実施の形態２を示す水晶振動子の一断
面図である。図２において、１は水晶片であって、図に
おいては、例えば円状に切断されている。３は水晶片１
を保持するための部材であって、図においては、例えば
長方形のスリットを具備し、スリットに水晶片１の外周
部を内挿して水晶片１を電気的・機械的に接続してい
る。この部材３は、ベース４から一部が突出している複
数の丸棒状のリード５と立設し、水晶片と接続されてい
る。７はケースであって、図においては、一つの開口部
を有し、ケース７の内面は水晶片１に指向するように皿
状の曲面部１０となっている。そして、ケース７の開口
部はベース４で水晶片１側が気密封止されるように取り
付けられている。

【００１６】以上のように実施の形態２では、ケース７
の内面を水晶片１に指向するように皿状の曲面部１０と
することで、実施の形態１と同様にヒーター線の加熱に
要する消費電力を低減することが可能である。さらに、
ケース７の内部を実施の形態１におけるケース７の内部
形状よりも単純化できるため、ケース７の成形性を向上
できるため、安価な水晶振動子を得ることが可能であ
る。

【００１７】実施の形態３．この発明の実施の形態３を
示す水晶振動子の構成について図３を用いて説明する。
図３はこの発明の実施の形態３を示す水晶振動子の一断
面図である。図３において、１は水晶片であって、図に
おいては、例えば円状に切断されている。３は水晶片１
を保持するための部材であって、図においては、例えば
長方形のスリットを具備し、スリットに水晶片１の外周
部を内挿して水晶片１を電気的・機械的に接続してい
る。この部材３は、ベース４から一部が突出している複
数の丸棒状のリード５と立設し、水晶片１と接続されて
いる。７はケースであって、図においては、例えばコ字
型をしており、内面は平らであり、ケース７の外表面に
突起部Ａ１１を具備している。このケース７の開口部は
ベース４で水晶片１側が気密封止されるように取り付け
られている。８はヒーター線Ａであって、図においては
ケース７の表面に螺旋状に巻き付けられている。

【００１８】以上のように実施の形態３では、ケース７
の外表面に突起部が設けられているので、ヒーター線Ａ
１１を巻き付ける時に、ケース７の外表面からヒーター
線Ａ１１が脱落することを防止することが可能である。
これによりヒーター線Ａ１１を巻き付けるときの作業性
が向上し、安価な水晶振動子を得ることが可能である。

【００１９】実施の形態４．この発明の実施の形態４を
示す水晶振動子の構成について図４を用いて説明する。
図４はこの発明の実施の形態４を示す水晶振動子の一断
面図である。図４において、１は水晶片であって、図に
おいては、例えば円状に切断されている。３は水晶片１
を保持するための部材であって、図においては、例えば
長方形のスリットを具備し、スリットに水晶片１の外周
部を内挿して水晶片１を電気的・機械的に接続してい
る。この部材３は、ベース４から一部が突出している複
数の丸棒状のリード５と立設し、水晶片と接続されてい
る。７はケースであって、図においては、一つの開口部
を有し、ケース７の内面は実施の形態１または実施の形
態２と同様であり、ケース７の外表面は実施の形態３と
同様である。このケース７の開口部はベース４で水晶片
１側が気密封止されるように取り付けられている。８は
ヒーター線Ａであって、図においてはケース７の表面に
螺旋状に巻き付けられている。

【００２０】以上のように実施の形態４では、実施の形
態１または２の水晶振動子に対し、例えば恒温槽を使用
せずヒーター線Ａ８を直接ケース７の外表面に巻き付け
ることが可能となり、より熱容量を下げることができる
ので、ヒーター線Ａ８を加熱するのに要する消費電力を
低減することが可能である。さらに、実施の形態３と同
様にヒーター線Ａ８をケース７の外表面に巻き付ける時
の作業性が向上するので、安価な水晶振動子を得ること
ができる。

【００２１】実施の形態５．この発明の実施の形態５を
示す水晶振動子の構成について図５を用いて説明する。
図５はこの発明の実施の形態５を示す水晶振動子の一断
面図である。図５において、１は水晶片であって、図に
おいては、例えば円状に切断されている。３は水晶片１
を保持するための部材であって、図においては、例えば
長方形のスリットを具備し、スリットに水晶片１の外周
部を内挿して水晶片１を電気的・機械的に接続してい
る。この部材３は、ベース４から一部が突出している複
数の丸棒状のリード５と立設し、水晶片と接続されてい
る。７はケースであって、ケース７内面は実施の形態３
同様であり、ケース７の外表面には実施の形態３同様で
ある。このケース７の開口部はベース４で水晶片１側が
気密封止されるように取り付けられている。８はヒータ
ー線Ａであって、図においてはケース７の表面に螺旋状
に巻き付けられている。１２はヒーター線Ａとは太さの
異なるヒーター線Ｂであって、図においては隣接するヒ
ーター線Ａ８とケース７の外表面との間の隙間に螺旋状
に巻き付けられている。

【００２２】以上のように実施の形態５では、隣り合う
ヒーター線Ａ８とケース７外表面との間の隙間に新たに
ヒーター線Ａ８とは太さの異なるヒーター線Ｂ１２を巻
き付けることにより、ヒーター線の接触していない部分
を削減することが可能であり、ヒーター線とケース７の
外表面との間の有効伝熱面積を拡大することが可能であ
る。これにより、ヒーター線を加熱するのに要する消費
電力を低減することが可能となる。

【００２３】実施の形態６．この発明の実施の形態６を
示す水晶振動子の構成について図６を用いて説明する。
図６はこの発明の実施の形態６を示す水晶振動子の一断
面図である。図６において、１は水晶片であって、図に
おいては、例えば円状に切断されている。３は水晶片１
を保持するための部材であって、図においては、例えば
長方形のスリットを具備し、スリットに水晶片１の外周
部を内挿して水晶片１を電気的・機械的に接続してい
る。この部材３は、ベース４から一部が突出している複
数の丸棒状のリード５と立設し、水晶片と接続されてい
る。７はケースであって、ケース７内面は実施の形態１
または２と同様であり、ケース７の外表面には、突起部
Ａ１１と突起部Ｂ１３が設けてある。このケース７の開
口部はベース４で水晶片１側が気密封止されるように取
り付けられている。８はヒーター線Ａであって、図にお
いては突起部Ｂ１３によって二つに分けられた区域の上
段部のケース７の外表面に螺旋状に巻き付けられてい
る。１２はヒーター線Ａとは太さの異なるヒーター線Ｂ
であって、図においては突起部Ｂ１３によって分けられ
た二つの区域の下段部のケース７の外表面に螺旋状に巻
き付けられている。

【００２４】以上のように実施の形態６では、ケース７
は外表面に具備された突起部Ｂ１３により二つの区域に
分けられており、具備された突起Ｂ１３の位置は選択で
きるようになっているため、二種類のヒーター線の組み
合わせによって最適な加熱域を選択することが可能であ
る。これにより、ヒーター線の加熱を最適化することが
可能となり、消費電力が小さい水晶振動子が得られる。

【００２５】

【発明の効果】第１の発明によれば、ケースの内面に水
晶片に指向するように例えば鋸状の不連続な平面部とす
ることで、ケース内面と水晶片との間の輻射による熱伝
播の効率を上げることができ、ヒーター線の加熱に必要
な消費電力を低減できる。

【００２６】また、第２の発明によれば、ケースの内面
に水晶片に指向するように皿状の曲面部を有することに
より、ケース内面と水晶片との間の輻射による熱伝播の
効率を高めることができる。さらに、ケースの形状を単
純化し、ケース内部の成形を容易にしたことにより、第
１の発明の効果に加えて、より安価な水晶振動子を得る
ことができる。

【００２７】また、第３の発明によれば、ケースの外表
面に突起を持たせることにより、ケースの外表面にヒー
ター線を巻き付ける時の脱落を防止することが可能であ
るので、ヒーター線を巻き付ける時の作業性が向上し、
安価な水晶振動子を得ることができる。

【００２８】また、第４の発明によれば、ケースの外表
面に直接ヒーター線を巻き付けることで、より熱容量が
下がり、ケース内部の水晶片を短時間で加熱することが
可能となり、ヒーター線を加熱するのに要する消費電力
を低減できる。さらに、第３の発明と同様にヒーター線
をケース外表面に巻き付ける時の作業性が向上するの
で、安価な水晶振動子を得ることができる。

【００２９】また、第５の発明によれば、太さの異なる
ヒーター線をそれぞれヒーター線とケース外表面との間
の隙間を埋めるように巻き付け、ヒーター線とケース外
表面との間の熱伝導に有効な接触面積が増大することに
より、ヒーター線を加熱するのに要する消費電力を低減
することが可能となる。

【００３０】また、第６の発明によれば、ケース外表面
の任意の位置に突起を設けて２以上の区域に分け、それ
ぞれの区域に対し、複数のヒーター線を用いてケースを
加熱できる構成にしたことにより、水晶片を保温するの
に最適な加熱域を選択できることが可能となり、水晶振
動子の加熱を最適化することが可能となり、ヒーター線
を加熱するのに要する消費電力を低減することが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明による水晶振動子の実施の形態１の
断面図を示す図である。

【図２】 この発明による水晶振動子の実施の形態２の
断面図を示す図である。

【図３】 この発明による水晶振動子の実施の形態３の
断面図を示す図である。

【図４】 この発明による水晶振動子の実施の形態４の
断面図を示す図である。

【図５】 この発明による水晶振動子の実施の形態５の
断面図を示す図である。

【図６】 この発明による水晶振動子の実施の形態６の
断面図を示す図である。

【図７】 従来の水晶振動子の断面図を示す図である。

【符号の説明】

１ 水晶片、２ 電極、３ 水晶片と電極を保持する部
材、４ ベース、５リード、６ 絶縁部、７ ケース、
８ ヒーター線Ａ、９ 不連続な平面部、１０ 曲面
部、１１ 突起部Ａ、１２ ヒーター線Ｂ、１３ 突起
部Ｂ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水晶片と、前記水晶片を挟持した一対の
   電極と、前記水晶片と前記電極を保持するためのスリッ
   トを有する角材状の部材と、前記部材を電気的に接続す
   るための一対の丸棒状のリードと、前記リードの一部を
   絶縁部材を介して突出させたベースと、前記水晶片、前
   記電極、および前記部材を気密封止するために前記ベー
   スに取付けたコ字型ケースとで構成した水晶振動子にお
   いて、前記ケース内面に、ケース内部に収容された水晶
   片に指向するように鋸状の不連続な平面を設けたことを
   特徴とする水晶振動子。
2. 【請求項２】 水晶片と、前記水晶片を挟持した一対の
   電極と、前記水晶片と前記電極を保持するためのスリッ
   トを有する角材状の部材と、前記部材を電気的に接続す
   るための一対の丸棒状のリードと、前記リードの一部を
   絶縁部材を介して突出させたベースと、前記水晶片、前
   記電極、および前記部材を気密封止するために前記ベー
   スに取付けたコ字型ケースとで構成した水晶振動子にお
   いて、上記ケース内面に、ケース内部に収容された水晶
   片に指向するように皿状の曲面を設けたことを特徴とす
   る水晶振動子。
3. 【請求項３】 水晶片と、前記水晶片を挟持した一対の
   電極と、前記水晶片と前記電極を保持するためのスリッ
   トを有する角材状の部材と、前記部材を電気的に接続す
   るための一対の丸棒状のリードと、前記リードの一部を
   絶縁部材を介して突出させたベースと、前記水晶片、前
   記電極、および前記部材を気密封止するために前記ベー
   スに取付けたコ字型ケースと、前記ケースを加熱するた
   めに前記ケース外表面に螺旋状に巻き付けられたヒータ
   ー線とで構成される水晶振動子において、前記ケースの
   外表面に突起部を設けたことを特徴とする水晶振動子。
4. 【請求項４】 前記ケース内面に水晶片に指向するよう
   な不連続な平面あるいは曲面を設けたことを特徴とする
   請求項３記載の水晶振動子。
5. 【請求項５】 前記ケース外表面に複数の太さのヒータ
   ー線を交互に巻きつけたことを特徴とする請求項３また
   は４記載の水晶振動子。
6. 【請求項６】 前記ケース外表面に複数の凹凸を設け、
   前記凹部にヒーター線を巻き付けることを特徴とする請
   求項３または４記載の水晶振動子。