JP2001500715A - オーブン加熱結晶共振器及び発振器アセンブリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ピエソ電気共振器が熱伝導性基体の上に設けられさらに１個以上の熱発生素子が基体上に位置する結晶共振器アセンブリが記述される。加熱素子は、伝導及び放射の両者により熱をもたらしそして熱伝導性基体の使用により所望のオーブン温度に結晶共振器の均一かつ能率的な加熱を可能にする。

Description

【発明の詳細な説明】 オーブン加熱結晶共振器及び発振器アセンブリ 技術分野 本発明は、結晶発振器に関し、概してそしてさらに特にピエソ電気共振器が囲 い内に所望の温度で維持されるいわゆるオーブンコントロール発振器を含むアセ ンブリに関する。 背景技術 しばしばＯＣＸＯとして知られているオーブンコントロール発振器は、業界で 周知である。一般に、結晶共振器は、温度により変化する周波数で共振する。こ の変化の大きさは、しばしば、熱発生装置例えばサーミスタ、抵抗器及び赤外線 放射により得られる熱補償を使用することによりコントロールされる。米国特許 第４２５９６０６号では、赤外線ヒータを使用して真空の内側で共振器の放射性 加熱をもたらし、それにより、共振器の操作周波数を安定化するのに必要な時間 を短縮する。共振器は、絶縁器マウントにより支持され、それは、共振器プレー トの操作性表面と電気的な接触を行うために、薄い導体を有する。構造全体は、 次に排気された囲いの内側に配置され、赤外線放射は、排気された囲いの外側か らウインドウをへて適用される。 米国特許第５５００６２８及び５４３８２１９号は、両面発振器パッケージを 記述しており、ピエソ素子はプラットフォームの下に設けられ、一方他の回路コ ンポーネントはプラットフォームの上に配置されそしてワイヤはプラットフォー ムの内側に埋め込まれる。他のＯＣＸＯは、Ｍａｒｖｉｎらの米国特許第５１８ ０９４２号に記述されている。結晶発振器のためのセラミックパッケージは、米 国特許第４６２７５３３号に記述されている。 これらの従来技術の装量は携帯用の応用に有用であるが、共振器の非能率的な 加熱及び電池の充電の有用な寿命の結果として生ずる低下から問題が発生する。 発明の開示 それゆえ、能率的なやり方でオーブン発生熱を使用する発振器で使用されるオ ーブンコントロール結晶共振器を提供するのが、本発明の目的である。動力を供 給する電池に対するその消耗が低下しそしてそれらの有用な充電が延長するよう に能率的な赤外線加熱ＯＣＸＯを提供するのが本発明のさらなる目的である。 本発明による一つのオーブンコントロール結晶共振器において、共振器は、熱 伝導性基体上に熱伝導性のやり方で設けられ、後者は、次にベースの上に熱絶縁 のやり方で設けられる。基体は、熱伝導性物質から形成され、そして一つ又はい くつかの加熱素子を有する。ヒーター素子及び加熱された基体からの熱は、共振 器に伝導されてその望ましい温度を維持し、一方ベースを有する絶縁された構造 体は熱の過度な損失を防ぐ。このやり方で、共振器は、電池エネルギーの過度な 消耗なしに高温度に維持できる。カバーはベースと係合し、そして共振器、基体 及びベース上の導体へ基体を接続する電線を囲む。電線は、共振器からの熱損失 を制限するために、それを通る熱伝導を制限するように非常に細い線から製造さ れる。 本発明のこれら及び他の利点及び目的は、図に画かれている本発明のいくつか の態様の以下の記述から理解できる。 図面の簡単な説明 図１は、本発明によるオーブンコントロール結晶共振器の断面図である。 図２は、図１の線２−２に沿ってとられた図１のオーブンコントロール結晶共 振器の水平断面図である。 図３は、本発明による他のオーブンコントロール結晶共振器の断面図である。 図４は、本発明によるオーブンコントロール共振器を使用する結晶コントロー ル発振器の断面図である。 図５は、本発明による結晶コントロール発振器の他の形の断面図である。 発明を実施するための最良の形態 図１及び２について、標準結晶共振器１２例えばピエソ電気結晶１４に形成さ れたオーブンコントロール共振器１０が示される。結晶１４は、当業者に周知の 物質から製造され、そして結晶１４の相対する表面２０、２２上の電極１６及び １８をもつ平らな構造を有する。電極１６、１８は、電導性かつ高い熱伝導性の 固いクリップ２４、２６に接続し、後者は次に基体２８上に設けられる。基体２ ８は次に固い非熱伝導性の絶縁体３２．１−３によりベース３０に設けられる。 基体２８は、高い熱伝導性を有するが電気的に絶縁性のセラミック材料例えば 酸化ベリリウム又は窒化アルミニウム又はこれらの他の同様なしかも好適な材料 から形成される。セラミック材料は、平面即ち基体２８の表面３４にわたって非 常に低い温度勾配を特徴とする。 一つ又はいくらかのヒーター素子４０は、熱伝導性基体２８の上に設けられ、 そして導線４２．１及び４２．２により電源に電気的に接続される。これらの導 線４２は、ほとんどの熱が基体２８から導線４２を伝わって出ないように、実際 上断面をできる限り小さくする。同様に、導線４４．１及び４４．２は、それぞ れクリップ２４、２６をベース３０上の適切な導体の平坦面４６．１及び４６． ２に接続する。カバー４８は、結晶共振器アセンブリ１２を囲んで、ベース３０ とともに、密封した室を形成し、それは、結晶発振器の製造に使用される周知の 技術のように気体で満たされるか又は排気される。温度センサー４９は、それそ して基体２８の温度を制御するためにヒーター素子４０に組み合わされた従来の コントロール回路の一部として加熱された基体２８上に置かれる。 ベース３０は、セラミック、金属又は他の好適な材料から製造される。低い熱 伝導性の熱絶縁柱３２は、ガラスから製造され、そしてベース３０にシールされ る。クリップは、好適な熱伝導性エポキシ材料によりセラミック基体２８に結合 できる。 本発明による結晶共振器により、従来の装置に要求される熱の約５−１０％が 所望の温度で結晶共振器を操作するのに使用できるために、能率の顕著な改良が 得られる。 図３は、図１と同様な結晶共振器１２を画いているが、平坦面４６は、ベース ３０を通って延在する導体５０により置換されている。この構造は、例えば、結 晶発振器を、図５に示すようなベース３０の下に位置する発振器回路５２と接続 するのに使用される。図４は、結晶発振器アセンブリ５６を画き、図１に画かれ た結晶共振器１２は、次に、ベース３０の延在するセグメント６２上の発振器回 路６０も囲むカバー５８により囲まれて示される。温度感受性発振器コンポーネ ント４９は、また、加熱された基体２８上に置かれ、そしてセグメント６２上に 設けられうる従来のコントロール回路６４と組み合わされる。回路６４は、次に ヒーター素子４０を駆動するように組み合わされて、基体２８の所望の温度を維 持する。 本発明によるいくつかの態様を記述したが、その利点は理解可能である。説明 された図及び記述からの変化は、以下の請求の範囲により決められる本発明の範 囲から離れることなく行うことができる。例えば、共振器１２は、加熱された基 体２８に直接結合された表面音波装置でもよい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ， ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，Ｓ Ｎ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ， ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ， ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，Ｓ Ｌ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 リー，ジャコブ エム アメリカ合衆国コネチカット州 06810 ダンバリー ウィックス マナー ドライ ブ 19 (72)発明者 レーン，デビッド アメリカ合衆 国マサチューセッツ州 01915 ベバリー ウエスト ストリート 90 (72)発明者 ボザー，オトマー アメリカ合衆国ニューヨーク州 10583 スカースデール ムーアランド ドライブ 56

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ベース； 低い温度勾配の特徴を有する表面をもつ熱伝導性の電気絶縁性基体； 基体は複数の固い熱絶縁性柱によりベースの上に支持され； 該基体表面から放射及び伝導の熱をもたらすように表面にわたって実質的に同等 に及ぶ所望の温度に基体を加熱するように基体上に設けられヒーター素子； 接点及びほぼ平らな構成を有する結晶共振器であって、該結晶共振器は、基体か ら結晶共振器に延在する熱伝導性かつ電導性の素子により基体に表面とほぼ並行 に設けられ、結晶共振器は、所望の温度にそれにより均一に加熱されるように基 体に密に配置され； ベース上に配置される電気的導体を該基体上の電気的導体に接続する電線であっ て、該電線はそれを通る熱伝導を制限するようなサイズにされ；並びに 該結晶共振器及び該基体及び該電線を囲んで該ベースとともにそれらに対する密 封した室をもたらすカバー； からなり、それにより該結晶共振器が、低い熱損失とともに能率的なやり方で前 記の望ましい温度に均一に加熱できるオーブンコントロール共振器アセンブリ。 ２．該柱が、該ベース、及び該熱伝導性かつ電導性基体に融着されたガラス棒か ら形成される請求項１のオーブンコントロール共振器アセンブリ。 ３．該柱が、該ベース及び該基体に接着されたガラス棒から形成される請求項１ のオーブンコントロール共振器。 ４．該ヒーター素子が、結晶共振器を赤外線放射により加熱しそして前記の赤外 線放出素子からの熱伝導により該基体を加熱するように、該結晶共振器に作動的 に面する赤外線発射素子である請求項１のオーブンコントロール共振器。 ５．該赤外線発射素子が、該結晶共振器に赤外線放射を発射するように向けられ た赤外線発射ダイオードからなる請求項４のオーブンコントロール共振器。 ６．該表面からの該放射の発射並びに結晶共振器の前記の所望の温度を維持する ための前記の熱伝導をコントロールするための該基体上に設けられた回路手段を さらに含む請求項１のオーブンコントロール共振器。 ７．カバー及びベースにより囲まれた空間が真空である請求項１のオーブンコン トロール共振器。 ８．ヒーター素子から生成される熱を制御しそして該基体の前記の所望の温度を 確立するために、基体及び該ヒーター素子に組み合わされた回路手段並びに基体 上に作動的に位置する温度センサーをさらに含む請求項１のオーブンコントロー ル共振器。 ９．ベース； 低い温度勾配の特徴を有する表面をもつ熱伝導性かつ電気絶縁性の基体； 複数の固い熱絶縁柱によりベース上に支持される基体； 該基体表面から放射及び伝導の熱をもたらすように表面にわたって実質的に同等 に及ぶ所望の温度に基体を加熱するように基体上に設けられヒーター素子； 該基体上に設けられる温度センサー； 接点及びほぼ平らな構成を有する結晶共振器であって、該結晶共振器は、基体か ら結晶共振器に延在する熱伝導性かつ電導性の素子により基体に表面とほぼ並行 に設けられ、結晶共振器は、所望の温度にそれにより均一に加熱されるように基 体に密に配置され； ベース上に配置される電気的導体を該基体上の電気的導体に接続する電線であっ て、該電気導体は該ヒーター素子及び該温度センサーと組み合わされ、該電線は それを通る熱伝導を制限するようなサイズにされ； 該基体の前記の所望の温度を維持するように、該ベース上に設けられしかも該電 線に電気的に接続された発振器回路及び温度コントロール回路； 該結晶共振器及び該基体及び該電線及び発振器回路を囲んで該ベースとともにそ れらに対する密封した室をもたらすカバー； からなり、それにより該結晶発振器が、低い熱損失とともに能率的なやり方で前 記の望ましい温度に均一に共振器を加熱することにより、電池の電源から延長さ れた時間で精密にコントロールされた周波数で操作できるオーブンコントロール 発振器。