JP2000278066A

JP2000278066A - 屈曲振動子の特性調整方法

Info

Publication number: JP2000278066A
Application number: JP11078814A
Authority: JP
Inventors: Minoru Iizuka; 実飯塚
Original assignee: Daishinku Corp
Current assignee: Daishinku Corp
Priority date: 1999-03-24
Filing date: 1999-03-24
Publication date: 2000-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】振動子の超小型化に対応するとともに、任意
の振動脚部に対し調整を行うことができ、また振動脚部
にクラック等の発生させにくい特性調整方法を提供す
る。【解決手段】音叉型水晶片１は、Ｘ−Ｙ水晶板から
切り出され、一対の振動脚部１１，１２とこれら脚部を
連結する基部１３とからなる。特性調整はレーザービー
ムにより行い、通常振動脚部の寸法を効率的に変化させ
るために、外側の角部を漸次切断して調整を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は音叉型水晶振動子等の屈
曲振動子の周波数あるいはＣＩ（クリスタルインピーダ
ンス）等の電気的特性の調整方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】屈曲振動子は、その周波数がその外形寸
法比に依存しており、例えば音叉型水晶振動子は振動脚
部の短辺（幅）寸法Ｗと長辺（長手）寸法Ｌの比で、そ
の周波数が決定される。音叉型振動子は２つの振動脚部
とこれらを連結する基部からなり、この特性の調整は、
最も振幅の大きい振動脚部の先端部分に対して行うと効
率的であり、一般的には振動脚部の先端の寸法比を変化
させることにより行ったり、振動脚部先端に金属材料等
を質量付加することにより行われている。本発明は主に
前者の調整方法に関するものであり、調整される特性は
周波数のほかＣＩ値等がある。ＣＩ値は振動脚部のバラ
ンスに関連する。すなわちバランスが良好な状態である
と、振動エネルギーの大部分は振動脚部および基部の上
部に閉じこめられ、基部の底部（下部）においてはほと
んど振動しない。ところがアンバランスが生じると、基
部底部も振動し、基部底部から支持体等に振動エネルギ
ーが漏洩する。このような振動エネルギーの漏洩は支持
体との複合共振系を形成することになり、共振抵抗すな
わちＣＩ値が大きくなる。また周波数変動の要因にもな
る。

【０００３】調整例として、特開昭５９−８１９１２号
があげられる。これは音叉型水晶振動子の振動脚部の角
（稜）部分を、円柱状砥石を軸回転させて研削し、所定
の特性に調整しようとするものである。この特開昭５９
−８１９１２号においては、密面、粗面の両方を有する
砥石により、これを適宜使い分けることにより、研削作
業を効率的に行う発明が開示されている。また別途、砥
石の回転速度を変化させて、単位時間あたりの研削量を
異ならせ、効率的に研削する試みもなされている。

【０００４】ところがいずれも回転する砥石で研削を行
うために、研削面に大きなクラックが入ったり、また脚
部の基部部分に応力が集中し、脚部が折損するという問
題があった。特に最近においては超小型の屈曲振動子が
用いられており、この小型化に対応した特性の調整方法
が求められていた。

【０００５】さらに３本以上の振動脚部が一平面に並ぶ
構成を採用した音叉振動子の場合、外側以外の振動脚部
に対しては、従来の研削による調整方法を適用が困難で
あるという問題を有していた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決するためになされたもので、屈曲振動子の特性調整
において、振動子の超小型化に対応するとともに、任意
の振動脚部に対し調整を行うことができ、また振動脚部
にクラック等の発生させにくい特性調整方法を提供する
ものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による屈曲振動子
の特性調整方法は、圧電体からなる屈曲振動子の振動脚
部の先端部分をレーザービームにより一部切除すること
により、所定の特性に調整することを特徴とするもので
ある。

【０００８】本発明によれば、振動脚部先端の任意の部
分を選択的に切断することができるので、最適な調整を
行うことができる。また、切断面も砥石による研削に比
較してクラックが少なく、調整後の励振に悪影響を与え
ない。

【０００９】

【実施の形態】本発明による実施の形態について、音叉
型水晶振動子の特性調整を例にとり説明する。図１は音
叉型水晶片の斜視図であり、レーザービーム調整される
部分も示している。図２はレーザービーム切断方向例を
示す平面図、図３は調整システムの概略図である。

【００１０】音叉型水晶片１は、Ｘ−Ｙ水晶板から切り
出され、一対の振動脚部１１，１２とこれら脚部を連結
する基部１３とからなる。図示していないが、振動脚部
１１，１２には屈曲振動を行わしめるよう、主面並びに
側面にそれぞれ対向して電極が形成され、それぞれの対
向電極は基部１３にて共通接続されている。

【００１１】音叉型振動子は周知のとおり、次式により
周波数が決定される。

【００１２】ｆ＝Ｋ・Ｗ／Ｌ² ただし、ｆは周波数、Ｋは振動子固有の定数、Ｗは振動
脚部の幅方向寸法、Ｌは振動脚部の長手方向寸法であ
る。従って、振動脚部の先端部分を切除することによ
り、当該脚部の寸法比を実質的に変化させ、周波数が調
整されるとともに、バランスの調整も行われ、ＣＩ値が
調整される。

【００１３】図２はレーザービームによる走査切断方向
を示しており、通常振動脚部の寸法を効率的に変化させ
るために、外側の角部を漸次切断して調整を行う。最近
においては、例えば水晶の切断に適した波長のレーザー
光が開発され、一部実用に供されており、レーザービー
ムによる切断面を極めて良好な状態に仕上げることがで
きる。

【００１４】次に具体的な調整方法について、図３とと
もに説明する。電極形成された音叉型水晶片１はその基
部がチャック２により挟持されており、この状態で発振
器３１により駆動させる。このときの出力周波数をカウ
ンタ３２により測定するとともに、そのときのＣＩ値を
ＣＩ値検出装置３３により測定する。その後いずれかの
振動脚部をレーザービームにて微小切断する。この切断
は移動制御装置により、レーザー切断機４を所定の位置
に移動させ、図２に示すような振動脚部の先端を斜めに
レーザービームにて切断する。この切断により周波数、
ＣＩ値等が所望値に近づく場合は、そのまま当該振動脚
部について漸次切断を実行する。所望値から遠ざかる場
合は、反対側の振動脚部にレーザー切断機４を移動さ
せ、先端をレーザービームにて切断する。このような調
整を適宜繰り返し実行することにより、周波数並びにＣ
Ｉ値を所望範囲内に追い込んでいく。

【００１５】なお、本実施の形態において、レーザー切
断機を移動させ、所定位置に停止させる例を示したが、
音叉型水晶片を挟持するチャックをアクチュエータ等で
移動させたり、あるいは両者を有機的に２軸移動させ、
所望の切断部分を選択するようにしてもよい。

【００１６】また、本発明は音叉型水晶振動子のみに適
用されるものではなく、棒状屈曲振動子または３脚以上
の屈曲振動子にも適用することができる。特に３本以上
の振動脚部が一平面に並ぶ音叉型振動子の場合（例えば
特開平７−９８２２８号）、従来の研削方法では外側以
外の振動脚部に対して調整が困難であったが、本発明は
任意の振動脚部に対して選択的に調整を実行することが
できる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、振動脚部先端の任意の
部分を選択的に切断することができるので、最適な調整
を行うことができる。またレーザービームの照射領域を
絞り込むことにより、超小型の屈曲振動子についても特
性調整を実行することができる。さらに切断面も砥石に
よる研削に比較してクラックが少なくなるので、調整後
の励振に悪影響を与えず、長期信頼性を低下させない。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態を示す斜視図。

【図２】第１の実施の形態を示す平面図。

【図３】調整システムの概略図。

【符号の説明】

１音叉型水晶片２チャック３１発振器３２カウンタ３３ＣＩ値検出装置３４制御装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】圧電体からなる屈曲振動子の振動脚部の
先端部分をレーザービームにより一部切断することによ
り、所定の特性に調整する屈曲振動子の特性調整方法。