JP2019012987A - Piezoelectric vibrator and piezoelectric unit - Google Patents

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川島 宏文
Hirofumi Kawashima
宏文 川島
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Abstract

To provide a tuning fork type vibrator.SOLUTION: A tuning fork type vibrator 100 includes a base portion 30, tuning fork arms 10, 20 connected to the base portion, and frames 1-4. The tuning fork arms include respective first vibration portions 11, 21 each having a first width W and a first length L, and respective second vibration portions 13, 23 each having a second width We greater than W and a second length Le smaller than L. Groove 12, 22 are formed to at least one face of the upper face and the lower face of the respective first vibration portions 11, 21. A first frame portion and a second frame portion are formed outside the respective tuning fork arms to be extended in a direction common with the tuning fork arms, the first frame portion being connected to the second frame portion via a third frame portion and a fourth frame portion. The base portion is connected to the third frame portion via a connection portion. When the sum of lengths of an outer side face from the first frame portion to the fourth frame portion is defined as a first length dimension Lo and the sum of lengths of an inner side face is defined as a second length dimension Li, 2.4 mm≤Lo≤5 mm and 1.6 mm≤Li≤4.2 mm are satisfied.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は音叉型の圧電振動子(音叉型圧電振動子)と、その音叉型圧電振動子とケースと蓋とを備えて構成される圧電ユニットと、その圧電ユニットを備える圧電発振回路を備えた圧電発振器とその圧電発振器を備えた電子機器とそれらの製造方法に関する。  The present invention includes a tuning fork type piezoelectric vibrator (tuning fork type piezoelectric vibrator), a piezoelectric unit including the tuning fork type piezoelectric vibrator, a case, and a lid, and a piezoelectric oscillation circuit including the piezoelectric unit. The present invention relates to a piezoelectric oscillator, an electronic apparatus including the piezoelectric oscillator, and a manufacturing method thereof.

例えば、特許文献1の段落0035には、基部側から先端部の約半分の位置に第1幅W

Figure 2019012987
の位置に形成されていることが記載されている。この形状で、かつ、従来のケースの内部の固定部に固定した方法では、基本波モード振動の発振周波数が、例えば約32.768kHzで、その周波数での等価直列抵抗Rの増加を抑え、かつ、ある程度の小型化(例えば、全長が2mm程度の水晶ユニット)を図ることができるが、全長が1.35mmに等しいか、あるいは、1.35mmより小さいより小型化された水晶ユニットを実現するには、
Figure 2019012987
直列抵抗Rが全長2mmの水晶ユニットの等価直列抵抗の2倍以上と極めて大きな等価直列抵抗となると共に、バラツキも大きくなり、等価直列抵抗Rの増加を抑制した音叉腕のより短い超小型の音叉型水晶振動子を実現することは極めて困難であった。同時に、音叉型水晶振動子の長さを短く小型化すると等価インダクタンスL1が大きくなり、その振動子で発振器を構成し、その発振器の電源をオンにしたときに、その発振器の出力信号の立ち上がり時間(L1に比例する)、いわゆる起動時間が長くなるという課題が残されていた。
特開2003−436310 For example, in paragraph 0035 of Patent Document 1, the first width W is set at a position about half of the tip from the base side.
Figure 2019012987
It is described that it is formed at the position. With this shape and the method fixed to the fixed part inside the conventional case, the oscillation frequency of the fundamental mode vibration is, for example, about 32.768 kHz, and an increase in the equivalent series resistance R 1 at that frequency is suppressed, In addition, a certain size reduction (for example, a crystal unit having a total length of about 2 mm) can be achieved, but a more compact crystal unit having a total length equal to 1.35 mm or smaller than 1.35 mm is realized. In
Figure 2019012987
With a series resistor R 1 is extremely large equivalent series resistance twice or more the equivalent series resistance of the quartz unit of full length 2 mm, the variation becomes large, the shorter micro tuning fork arm which can suppress an increase in equivalent series resistance R 1 It was extremely difficult to realize a tuning fork crystal resonator. At the same time, when the tuning fork crystal unit is shortened and reduced in size, the equivalent inductance L1 increases, and when the oscillator is constituted by the resonator and the oscillator is turned on, the rise time of the output signal of the oscillator The problem that the so-called start-up time becomes long (proportional to L1) remains.
JP 2003-436310 A

このようなことから、等価直列抵抗R1の増加を抑制し、かつ、等価インダクタンスL1の小さい音叉腕のより短い超小型の音叉型圧電振動子を実現するには、新形状の音叉型圧電振動子と、その音叉型圧電振動子と蓋とケースとを備えて構成される圧電ユニットと、その圧電ユニットと増幅器とコンデンサと抵抗とを備えて構成される圧電発振器と、その圧電発振器を備えた電子機器と、それらの製造方法が所望されていた。  For this reason, in order to realize an ultra-compact tuning fork type piezoelectric vibrator having a shorter tuning fork arm having a small equivalent inductance L1 while suppressing an increase in the equivalent series resistance R1, a new tuning fork type piezoelectric vibrator is provided. A piezoelectric unit including the tuning fork type piezoelectric vibrator, a lid, and a case, a piezoelectric oscillator including the piezoelectric unit, an amplifier, a capacitor, and a resistor, and an electron including the piezoelectric oscillator Devices and methods for their production have been desired.

特に、圧電材料として水晶を用いた新形状の音叉型水晶振動子と、その音叉型水晶振動子からなる水晶ユニットと、その水晶ユニットからなる水晶発振器と、その水晶発振器を備えた電子機器と、それらの製造方法が所望されていた。  In particular, a new-form tuning fork crystal resonator using quartz as a piezoelectric material, a crystal unit including the tuning fork crystal resonator, a crystal oscillator including the crystal unit, and an electronic device including the crystal oscillator, Their manufacturing method has been desired.

本発明は、以下の方法で従来の課題を有利に解決した屈曲モードで振動する、超小型の音叉型圧電(水晶)振動子と、その音叉型圧電(水晶)振動子と蓋とケースとを備えて構成される圧電(水晶)ユニットと、その圧電(水晶)ユニットと増幅器とコンデンサと抵抗とを備えて構成される圧電(水晶)発振器と、その圧電(水晶)発振器を備えた電子機器と、それらの製造方法を提供することを目的とするものである。  The present invention includes an ultra-compact tuning fork type piezoelectric (crystal) vibrator, a tuning fork type piezoelectric (crystal) vibrator, a lid, and a case that vibrate in a bending mode that advantageously solves the conventional problems by the following method. A piezoelectric (quartz) unit configured, a piezoelectric (quartz) oscillator configured including the piezoelectric (quartz) unit, an amplifier, a capacitor, and a resistor; and an electronic device including the piezoelectric (quartz) oscillator An object of the present invention is to provide a manufacturing method thereof.

すなわち、本発明の圧電振動子の第1の態様は、基部部分と、その基部部分に接続された少なくとも第1音叉腕と第2音叉腕と、枠とを備えて構成される音叉型振動子で、第1音叉腕と第2音叉腕の各音叉腕は、第1幅と第1長さとを備え第1振動部と、第1幅より大きい第2幅と第1長さより小さい第2長さとを備え第2振動部と、を少なくとも備えて構成され、第1振動部の上面と下面の少なくとも一面に溝が形成され、前記枠は少なくとも第1枠部分と第2枠部分と第3枠部分と第4枠部分とを備えて構成され、第1枠部分と第2枠部分は第1音叉腕と第2音叉腕の外側に第1音叉腕と第2音叉腕と共通の方向に延在して形成され、第1枠部分は第3枠部分と第4枠部分を介して第2枠部分に接続され、前記基部部分は接続部分を介して第3枠部分に接続され、第1枠部分から第4枠部分の外側側面の長さがそれぞれa,b,c,dで与えられ、その和が第1長さ寸法Loで定義され、かつ、Lo=a+b+c+dで与えられ、第1枠部分から第4枠部分の内側側面の長さがそれぞれA,B,C,Dで与えられ、その和が第2長さ寸法Liで定義され、かつ、Li=A+B+C+Dで与えられるとき、第1長さ寸法Loは2.4mmから5mmの範囲内にあり、第2長さ寸法Liは1.6mmから4.2mmの範囲内にある圧電振動子である。
本発明の圧電振動子の第2の態様は、第1の態様において、第4枠部分は第1音叉腕と第2音叉腕と異なる方向に延在し、第4枠部分の幅F4が第1音叉腕の第2振動部分と第2音叉腕の第2振動部分の間の間隔W3と異なる圧電振動子である。
That is, the first aspect of the piezoelectric vibrator of the present invention is a tuning fork vibrator comprising a base portion, at least a first tuning fork arm and a second tuning fork arm connected to the base portion, and a frame. Each tuning fork arm of the first tuning fork arm and the second tuning fork arm has a first width and a first length, a first vibrating portion, a second width greater than the first width, and a second length smaller than the first length. And at least one second vibration part, and a groove is formed on at least one of an upper surface and a lower surface of the first vibration part, and the frame includes at least a first frame part, a second frame part, and a third frame. The first frame portion and the second frame portion extend in the same direction as the first tuning fork arm and the second tuning fork arm on the outside of the first tuning fork arm and the second tuning fork arm. The first frame portion is connected to the second frame portion via the third frame portion and the fourth frame portion, and the base portion is connected via the connection portion. Connected to the third frame portion, the lengths of the outer side surfaces of the first frame portion to the fourth frame portion are given by a, b, c, d, respectively, and the sum is defined by the first length dimension Lo, and Lo = a + b + c + d, the lengths of the inner side surfaces of the first frame portion to the fourth frame portion are given by A, B, C, D, respectively, and the sum is defined by the second length dimension Li, and , Li = A + B + C + D, the first length dimension Lo is in the range of 2.4 mm to 5 mm, and the second length dimension Li is a piezoelectric vibrator in the range of 1.6 mm to 4.2 mm. is there.
According to a second aspect of the piezoelectric vibrator of the present invention, in the first aspect, the fourth frame portion extends in a different direction from the first tuning fork arm and the second tuning fork arm, and the width F4 of the fourth frame portion is the first. The piezoelectric vibrator is different from the interval W3 between the second vibration part of the first tuning fork arm and the second vibration part of the second tuning fork arm.

本発明の圧電ユニットの第1の態様は、第1の態様に記載の圧電振動子と、ケースと、蓋と、を備えて構成される圧電ユニットで、前記圧電ユニットの最大の辺の寸法は0.6mmから1.35mmの範囲内にあり、ケースと蓋の各々は少なくとも第1固定部から第4固定部を備えていて、第1枠部分がケースの第1固定部と蓋の第1固定部の間にあるように、第1枠部分はケースの第1固定部と蓋の第1固定部に固定され、第2枠部分がケースの第2固定部と蓋の第2固定部の間にあるように、第2枠部分はケースの第2固定部と蓋の第2固定部に固定され、第3枠部分がケースの第3固定部と蓋の第3固定部の間にあるように、第3枠部分はケースの第3固定部と蓋の第3固定部に固定され、かつ、第4枠部分がケースの第4固定部と蓋の第4固定部の間にあるように、第4枠部分はケースの第4固定部と蓋の第4固定部に固定されている圧電ユニットである。
本発明の圧電ユニットの第2の態様は、第1の態様において、第1音叉腕の先端部と第4枠部分の間の間隔と第2音叉腕の先端部と第4枠部分の間の間隔がそれぞれ間隔L3で定義されるとき、第4枠部分の幅F4が間隔L3より大きいか、あるいは等しい圧電ユニットである。
A first aspect of the piezoelectric unit of the present invention is a piezoelectric unit comprising the piezoelectric vibrator described in the first aspect, a case, and a lid, and the dimension of the maximum side of the piezoelectric unit is Each of the case and the lid includes at least a first fixing portion to a fourth fixing portion, and the first frame portion is the first fixing portion of the case and the first of the lid. The first frame portion is fixed to the first fixing portion of the case and the first fixing portion of the lid so that the second frame portion is located between the second fixing portion of the case and the second fixing portion of the lid so as to be between the fixing portions. The second frame portion is fixed to the second fixing portion of the case and the second fixing portion of the lid, and the third frame portion is between the third fixing portion of the case and the third fixing portion of the lid so as to be in between. As described above, the third frame portion is fixed to the third fixing portion of the case and the third fixing portion of the lid, and the fourth frame portion is fixed to the fourth fixing portion and the lid of the case. To lie between the fourth fixed portion, the fourth frame portion is a piezoelectric unit which is fixed to the fourth fixed portion of the fourth fixing portion and the lid of the case.
According to a second aspect of the piezoelectric unit of the present invention, in the first aspect, the distance between the tip of the first tuning fork arm and the fourth frame portion and the distance between the tip of the second tuning fork arm and the fourth frame portion. When the intervals are defined by the interval L3, the piezoelectric unit is a piezoelectric unit in which the width F4 of the fourth frame portion is greater than or equal to the interval L3.

水晶などの圧電材料から形成される音叉型振動子(音叉型圧電振動子、又は音叉型水晶振動子)は音叉腕と基部部分と枠とを少なくとも備え、かつ、それらは一体に形成されると共に、枠をケースと蓋に挟むように、枠がケースと蓋の固定部に固定されるので、小さい等価インダクタンスL1を備えた音叉型振動子が得られ、音叉型振動子とケースと蓋とを備えて構成される超小型の圧電(水晶)ユニットが実現できる。その結果、その音叉型振動子を備えた圧電(水晶)ユニットの最大の辺の寸法が1.35mmに等しいか、あるいは、1.35mmより小さい超小型の圧電(水晶)ユニットが高品質(小さい等価インダクタンスL1)で実現できる。この寸法は本発明によって初めてもたらされるものでありその作用効果は極めて大きなものである。  A tuning fork vibrator (tuning fork piezoelectric vibrator or tuning fork crystal vibrator) formed of a piezoelectric material such as quartz includes at least a tuning fork arm, a base portion, and a frame, and these are integrally formed. Since the frame is fixed to the fixing part of the case and the lid so that the frame is sandwiched between the case and the lid, a tuning fork vibrator having a small equivalent inductance L1 is obtained, and the tuning fork vibrator, the case and the lid are An ultra-compact piezoelectric (quartz) unit constructed and provided can be realized. As a result, an ultra-small piezoelectric (quartz) unit having a maximum side dimension equal to 1.35 mm or smaller than 1.35 mm is high quality (small). It can be realized with an equivalent inductance L1). This dimension is brought about for the first time by the present invention, and its effect is extremely large.

加えて、音叉型振動子の等価インダクタンスL1が小さくなるので、本振動子を用いて構成される発振器の電源をオンにしたとき、その発振器の出力信号の起動時間が短くなるという作用効果が奏される。  In addition, since the equivalent inductance L1 of the tuning fork vibrator is reduced, when the power source of the oscillator configured using this vibrator is turned on, the start time of the output signal of the oscillator is shortened. Is done.

さらに、等価直列抵抗R1が小さく、かつ、等価インダクタンスの小さい音叉型振動子を備えた超小型の圧電(水晶)ユニットと、増幅器と、コンデンサと抵抗とを備えて発振器は構成されるので、超小型の発振器でありながら消費電流(R1に大略比例する)が従来のものと遜色ないという優れた作用効果がもたらされる。加えて、その発振器を備えて構成される電子機器は電子機器の設計において自由度が増し、より多くの情報を備えた電子機器が実現できるという作用効果が奏される。  Furthermore, since the oscillator is configured by including an ultra-small piezoelectric (crystal) unit including a tuning fork vibrator having a small equivalent series resistance R1 and a small equivalent inductance, an amplifier, a capacitor, and a resistor, Even though it is a small oscillator, it has an excellent effect that current consumption (roughly proportional to R1) is comparable to the conventional one. In addition, the electronic device configured with the oscillator has an effect of increasing the degree of freedom in designing the electronic device and realizing an electronic device having more information.

以下、本発明の実施の形態に係わる水晶などの圧電材料から形成される圧電振動子と圧電ユニットを図面に基づき具体的に述べる。  Hereinafter, a piezoelectric vibrator and a piezoelectric unit formed of a piezoelectric material such as quartz according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

実施1の形態に係わる音叉型振動子Tuning fork vibrator according to the first embodiment

図1は本発明の実施1の形態に係わる屈曲モードで振動する音叉型振動子100の平面図を示す。例えば、音叉型振動子100は、圧電材料から形成される音叉型圧電振動子、あるいは、水晶から形成される音叉型水晶振動子である。図1では、音叉腕に配置される電極と、基部部分に配置される電極とフレームに配置される電極は省略されている。音叉型振動子100は基部部分30と、その基部部分30に接続された音叉腕10と音叉腕20と、基部部分30に接続された接続部分40と、その接続部分40に接続された第3枠部分3と、その第3枠部分3に接続された第1枠部分1と第2枠部分2と、その第1枠部分1と第2枠部分2に接続された第4枠部分4とを備えて構成される。それ故、枠は第1枠部分から第4枠部分で構成されている。  FIG. 1 is a plan view of a tuning fork vibrator 100 that vibrates in a bending mode according to the first embodiment of the present invention. For example, the tuning fork vibrator 100 is a tuning fork type piezoelectric vibrator formed of a piezoelectric material or a tuning fork type crystal vibrator formed of quartz. In FIG. 1, the electrode disposed on the tuning fork arm, the electrode disposed on the base portion, and the electrode disposed on the frame are omitted. The tuning fork vibrator 100 includes a base portion 30, a tuning fork arm 10 and a tuning fork arm 20 connected to the base portion 30, a connection portion 40 connected to the base portion 30, and a third portion connected to the connection portion 40. A frame part 3, a first frame part 1 and a second frame part 2 connected to the third frame part 3, and a fourth frame part 4 connected to the first frame part 1 and the second frame part 2; It is configured with. Therefore, the frame is composed of the first frame portion to the fourth frame portion.

すなわち、基部部分30は接続部分40を介して第3枠部分3に接続されている。詳細には、基部部分30の側面が接続部分40の側面に接続され、接続部分40の他の側面が第3枠部分3の側面に接続されている。さらに、音叉腕10は第1振動部11と第2振動部13とを少なくとも備えている。第1振動部11は第1幅Wと第1長さLとを少なくとも備え、第2振動部13は第1幅Wより大きい第2幅Weと第1長さLより小さい第2長さLeとを少なくとも備えている。加えて、第1振動部11の上面に溝12が、下面に溝32(図示されていない)が形成されている。同様に、音叉腕20は第1振動部21と第2振動部23とを少なくとも備えている。第1振動部21は第1幅Wと第1長さLとを少なくとも備え、第2振動部23は第1幅Wより大きい第2幅Weと第1長さLより小さい第2長さLeとを少なくとも備えている。加えて、第1振動部21の上面に溝22が、下面に溝42(図示されていない)が形成されている。  That is, the base portion 30 is connected to the third frame portion 3 via the connection portion 40. Specifically, the side surface of the base portion 30 is connected to the side surface of the connection portion 40, and the other side surface of the connection portion 40 is connected to the side surface of the third frame portion 3. Further, the tuning fork arm 10 includes at least a first vibrating part 11 and a second vibrating part 13. The first vibrating unit 11 includes at least a first width W and a first length L, and the second vibrating unit 13 includes a second width We larger than the first width W and a second length Le smaller than the first length L. And at least. In addition, a groove 12 is formed on the upper surface of the first vibrating section 11 and a groove 32 (not shown) is formed on the lower surface. Similarly, the tuning fork arm 20 includes at least a first vibrating portion 21 and a second vibrating portion 23. The first vibrating portion 21 includes at least a first width W and a first length L, and the second vibrating portion 23 has a second width We larger than the first width W and a second length Le smaller than the first length L. And at least. In addition, a groove 22 is formed on the upper surface of the first vibrating portion 21, and a groove 42 (not shown) is formed on the lower surface.

詳述するならば、音叉腕10、20の各音叉腕は第1振動部と第2振動部を備え、第1振動部は第1幅Wと第1長さLとを有し、第1振動部の第1長さLは第2振動部の第2長さLeより大きく、第1振動部の第1幅Wは第2振動部の第2幅Weより小さくなる寸法を有し、第1振動部の第1幅Wは0.03mmより大きく、かつ、0.05mmより小さく、好ましくは、0.035mmから0.048mmの範囲内にある。また、第1振動部の第1長さLは0.3mmから0.75mmの範囲内にあり、好ましくは、0.32mmから0.72mmの範囲内にある。さらに、第2振動部の第2幅Weと第2長さLeとの間には、We<LeあるいはWe=Leの関係があり、第2幅Weは0.12mmから0.26mmの範囲内に、第2長さLeは0.15mmより大きく、かつ、0.5mmより小さい、好ましくは、0.17mmから0.38mmの範囲内にある。  More specifically, each tuning fork arm of the tuning fork arms 10 and 20 includes a first vibrating portion and a second vibrating portion, and the first vibrating portion has a first width W and a first length L. The first length L of the vibration part is larger than the second length Le of the second vibration part, the first width W of the first vibration part is smaller than the second width We of the second vibration part, The first width W of one vibration part is larger than 0.03 mm and smaller than 0.05 mm, preferably in the range of 0.035 mm to 0.048 mm. In addition, the first length L of the first vibrating portion is in the range of 0.3 mm to 0.75 mm, and preferably in the range of 0.32 mm to 0.72 mm. Furthermore, there is a relationship of We <Le or We = Le between the second width We and the second length Le of the second vibrating portion, and the second width We is in the range of 0.12 mm to 0.26 mm. In addition, the second length Le is larger than 0.15 mm and smaller than 0.5 mm, preferably in the range of 0.17 mm to 0.38 mm.

また、第1枠部分1と音叉腕20の第1振動部分21との間の間隔をW5(図示されていない)で定義され、第2枠部分2と音叉腕10の第1振動部分11との間の間隔をW6(図示されていない)で定義されるとき、We>W5、W6の関係を備え、間隔W5と間隔W6の各々は0.02mmから0.18mmの範囲内にあり、好ましくは、0.03mmから0.16mmの範囲内にある。さらに、間隔W3と間隔W5と間隔W6との間には、W3<W5、W6の関係があり、間隔W3は0.015mmから0.07mmの範囲内にある。  The interval between the first frame portion 1 and the first vibration portion 21 of the tuning fork arm 20 is defined by W5 (not shown), and the second frame portion 2 and the first vibration portion 11 of the tuning fork arm 10 Is defined as W6 (not shown), with the relationship We> W5, W6, each of the distance W5 and the distance W6 being in the range of 0.02 mm to 0.18 mm, preferably Is in the range of 0.03 mm to 0.16 mm. Further, there is a relationship of W3 <W5, W6 between the interval W3, the interval W5, and the interval W6, and the interval W3 is in the range of 0.015 mm to 0.07 mm.

加えて、音叉腕10の第1振動部11と音叉腕20の第1振動部21の間にある間隔をW7(図示されていない)で定義されると、音叉腕10、20の各音叉腕の第2振動部の第2幅Weと間隔W7との間には、We=W7あるいはWe≠W7の関係を備える。すなわち、We>W7あるいはWe<W7.また、間隔W7と間隔W5と間隔W6との間には、W7>W5、W6の関係を備えている。さらに、基部部分30は幅W2と長さL2を、接続部分40は幅W1と長さL1を有している。加えて、第1枠部分1は外側の寸法aと内側の寸法Aと幅F1を、第2枠部分2は外側の寸法bと内側の寸法Bと幅F2を、第3枠部分3は外側の寸法cと内側の寸法Cと幅F3を、そして、第4枠部分4は外側の寸法dと内側の寸法Dと幅F4を有している。  In addition, if the distance between the first vibrating part 11 of the tuning fork arm 10 and the first vibrating part 21 of the tuning fork arm 20 is defined by W7 (not shown), each tuning fork arm of the tuning fork arms 10 and 20 A relationship of We = W7 or We ≠ W7 is provided between the second width We of the second vibrating section and the interval W7. That is, We> W7 or We <W7. Further, there is a relationship of W7> W5, W6 between the interval W7, the interval W5, and the interval W6. Further, the base portion 30 has a width W2 and a length L2, and the connection portion 40 has a width W1 and a length L1. In addition, the first frame part 1 has an outer dimension a, an inner dimension A and a width F1, the second frame part 2 has an outer dimension b, an inner dimension B and a width F2, and the third frame part 3 has an outer dimension. The dimension c, the inner dimension C and the width F3, and the fourth frame portion 4 have an outer dimension d, an inner dimension D and a width F4.

さらに、音叉腕10の第2振動部13と音叉腕20の第2振動部23の間の間隔W3で、音叉腕10の第2振動部13と第2枠部分2の間の間隔W4で与えられる。同様に、音叉腕20の第2振動部23と第1枠部分1の間も間隔W4で与えられる。加えて、第4枠部分4と音叉腕10の第2振動部13との間の間隔L3で、同様に、第4枠部分4と音叉腕20の第2振動部23との間も間隔L3で与えられる。すなわち、間隔L3は音叉腕10の先端部と第4枠部分4の間隔で、かつ、音叉腕20の先端部と第4枠部分4の間隔でもある。さらに、基部部分30と第1枠部分1との間の間隔がW8(図示されていない)で与えられ、基部部分30と第2枠部分2との間の間隔がW9(図示されていない)で与えられる。  Further, the distance W3 between the second vibration part 13 of the tuning fork arm 10 and the second vibration part 23 of the tuning fork arm 20 and the distance W4 between the second vibration part 13 of the tuning fork arm 10 and the second frame portion 2 are given. It is done. Similarly, the distance between the second vibrating portion 23 of the tuning fork arm 20 and the first frame portion 1 is also given by the interval W4. In addition, the distance L3 between the fourth frame portion 4 and the second vibrating portion 13 of the tuning fork arm 10 is similarly the distance L3 between the fourth frame portion 4 and the second vibrating portion 23 of the tuning fork arm 20. Given in. That is, the distance L3 is the distance between the tip of the tuning fork arm 10 and the fourth frame part 4, and is also the distance between the tip of the tuning fork arm 20 and the fourth frame part 4. Further, the spacing between the base portion 30 and the first frame portion 1 is given by W8 (not shown), and the spacing between the base portion 30 and the second frame portion 2 is W9 (not shown). Given in.

さらに詳述するならば、間隔W4はW4=W3またはW4≠W3の関係を備え、すなわち、W4>W3またはW4<W3の関係を備え、間隔W4は0.01mmより大きく、かつ、0.2mmより小さく、好ましくは、0.012mmから0.18mmの範囲内に、より好ましくは、0.025mmから0.1mmの範囲内にある。さらに、間隔L3はL3=W4またはL3≠W4の関係を備え、すなわち、L3>W4またはL3<W4の関係を備え、L3は0.01mmより大きく、かつ、0.2mmより小さく、好ましくは、0.015mmから0.18mmの範囲内にあり、より好ましくは、0.025mmから0.1mmの範囲内にある。また、基部部分と枠、第2振動部分と枠との間のエッチング加工を容易にするために、W3、W4≠W8、W9の関係を備えている。すなわち、W3、W4<W8、W9の関係、あるいは、W3、W4>W8、W9の関係を備えている。  More specifically, the interval W4 has a relationship of W4 = W3 or W4 ≠ W3, that is, a relationship of W4> W3 or W4 <W3, and the interval W4 is larger than 0.01 mm and 0.2 mm. It is smaller, preferably in the range of 0.012 mm to 0.18 mm, more preferably in the range of 0.025 mm to 0.1 mm. Further, the distance L3 has a relationship of L3 = W4 or L3 ≠ W4, that is, a relationship of L3> W4 or L3 <W4, and L3 is larger than 0.01 mm and smaller than 0.2 mm, preferably, It is in the range of 0.015 mm to 0.18 mm, more preferably in the range of 0.025 mm to 0.1 mm. In order to facilitate the etching process between the base portion and the frame and between the second vibration portion and the frame, the relationship of W3, W4 ≠ W8, W9 is provided. That is, a relationship of W3, W4 <W8, W9 or a relationship of W3, W4> W8, W9 is provided.

さらに、基部部分30の長さL2は間隔L3より大きく、または等しく、すなわち、L2>L3またはL2=L3の関係を有し、また、接続部分40の長さL1と間隔L3は等しいか、または異なる寸法を有する。換言するならば、L1=L3またはL1≠L3、すなわち、L1>L3またはL1<L3の関係を有する。加えて、音叉腕10の第2振動部13の幅Weは音叉腕10の第1振動部11と第2枠部分2の間の間隔より大きく、かつ、音叉腕20の第2振動部23の幅Weは音叉腕20の第1振動部21と第1枠部分1の間の間隔より大きい。さらに、L2<L3の関係を備えていても良い。  Further, the length L2 of the base portion 30 is greater than or equal to the distance L3, that is, the relationship L2> L3 or L2 = L3, and the length L1 of the connecting portion 40 and the distance L3 are equal, or Have different dimensions. In other words, L1 = L3 or L1 ≠ L3, that is, L1> L3 or L1 <L3. In addition, the width We of the second vibrating portion 13 of the tuning fork arm 10 is larger than the interval between the first vibrating portion 11 and the second frame portion 2 of the tuning fork arm 10 and the second vibrating portion 23 of the tuning fork arm 20. The width We is larger than the distance between the first vibrating portion 21 of the tuning fork arm 20 and the first frame portion 1. Furthermore, a relationship of L2 <L3 may be provided.

また、音叉腕10と音叉腕20の各音叉腕の第1振動部の幅Wと長さLの比(W/L)は0.098より大きく、好ましくは、0.0981から0.11の範囲内にある。あるいは、比(W/L)は0.097より小さく、好ましくは、0.088から0.0968の範囲内にある。  Further, the ratio (W / L) of the width W and the length L of the first vibrating part of each tuning fork arm 10 and tuning fork arm 20 is larger than 0.098, and preferably 0.0981 to 0.11. Is in range. Alternatively, the ratio (W / L) is less than 0.097, preferably in the range of 0.088 to 0.0968.

さらに、音叉腕10と音叉腕20の各音叉腕の第2振動部の第2長さLeと基部部分30の長さL2と第3枠部分3の幅F3との間には、Le>L2、F3の関係が存在する。また、接続部分40の幅W1と基部部分30の幅W2と第3枠部分3の内側側面の長さCとの間には、W1<W2、Cの関係を備えている。また、幅W1は0.04mmより大きく、かつ、0.2mmより小さい、好ましくは、0.045から0.18mmの範囲内に、より好ましくは、0.045mmから0.093mmの範囲内にある。さらに、  Further, Le> L2 between the second length Le of the second vibrating portion, the length L2 of the base portion 30 and the width F3 of the third frame portion 3 of each tuning fork arm of the tuning fork arm 10 and the tuning fork arm 20. , F3 exists. Further, there is a relationship of W1 <W2, C between the width W1 of the connection portion 40, the width W2 of the base portion 30, and the length C of the inner side surface of the third frame portion 3. The width W1 is larger than 0.04 mm and smaller than 0.2 mm, preferably in the range of 0.045 to 0.18 mm, more preferably in the range of 0.045 mm to 0.093 mm. . further,

加えて、基部部分30の長さL2と接続部分40の長さL1と第3枠部分3の幅F3との間には、L2>L1、F3の関係が存在し、長さL2は0.025mmから0.12mmの範囲内に、好ましくは、0.025mmから0.08mmの範囲内に、より好ましくは、0.025mmから0.078mmの範囲内にある。また、長さL1は0.01mmより大きく、かつ、0.12mmより小さい、好ましくは、0.015mmから0.08mmの範囲内に、より好ましくは、0.015mmから0.04mmの範囲内にある。  In addition, there is a relationship of L2> L1 and F3 between the length L2 of the base portion 30, the length L1 of the connection portion 40, and the width F3 of the third frame portion 3, and the length L2 is .0. It is in the range of 025 mm to 0.12 mm, preferably in the range of 0.025 mm to 0.08 mm, more preferably in the range of 0.025 mm to 0.078 mm. The length L1 is larger than 0.01 mm and smaller than 0.12 mm, preferably in the range of 0.015 mm to 0.08 mm, more preferably in the range of 0.015 mm to 0.04 mm. is there.

さらに、枠の枠部分の幅F1、F2、F3、F4の4個の幅は通常F1=F2=F3=F4の関係を備えるが、4個の幅すべて異なった幅でも良いし、4個の幅の内少なくとも1個の幅が異なっていても良い。例えば、第4枠部分4の幅F4が異なる場合には、F4≠F1=F2=F3の関係を、また、第3枠部分3の幅F3が異なる場合には、F3≠F1=F2=F4の関係を有する。さらなる例として、第3枠部分3の幅F3と第4枠部分4の幅F4が異なるときには、F3≠F4、すなわち、F3>F4あるいはF3<F4の関係がある。加えて、比(F4/F3)は0.45から1.8の範囲内にあり、好ましくは、0.45より大きく、かつ、1より小さい、あるいは1より大きく、かつ、1.8より小さい。いくつかの例を述べたが、多くの組み合わせが存在し、本発明はこれら全ての組み合わせを包含するものである。特に、長さ寸法を小さくして小型化を図るには、F1、F2はF3、F4と異なる幅を有し、好ましくは、F1、F2がF3、F4より大きく、すなわち、F1、F2>F3、F4の関係を備え、F3とF4はF3>F4、または、F3=F4、または、F3<F4のいずれかの関係を備えている。  Further, the four widths F1, F2, F3, and F4 of the frame portion of the frame usually have a relationship of F1 = F2 = F3 = F4, but all four widths may be different widths, At least one of the widths may be different. For example, when the width F4 of the fourth frame portion 4 is different, the relationship of F4 ≠ F1 = F2 = F3 is satisfied, and when the width F3 of the third frame portion 3 is different, F3 ≠ F1 = F2 = F4. Have the relationship. As a further example, when the width F3 of the third frame portion 3 and the width F4 of the fourth frame portion 4 are different, there is a relationship of F3 ≠ F4, that is, F3> F4 or F3 <F4. In addition, the ratio (F4 / F3) is in the range of 0.45 to 1.8, preferably greater than 0.45 and less than 1, or greater than 1 and less than 1.8. . Although some examples have been described, many combinations exist and the present invention encompasses all these combinations. In particular, in order to reduce the length and reduce the size, F1 and F2 have different widths from F3 and F4. Preferably, F1 and F2 are larger than F3 and F4, that is, F1, F2> F3. , F4, and F3 and F4 have a relationship of F3> F4 or F3 = F4 or F3 <F4.

加えて、第4枠部分4の幅F4はF4>L1、L3、W3、W4の関係を有し、また、第1枠部分1の幅F1と第2枠部分2の幅F2はF1、F2>L1、L2、L3、W3の関係を有する。この場合には、F1=F2またはF1≠F2の関係を有する。すなわち、F1>F2またはF1<F2の関係を有する。本発明は上記した関係に限定されるものではなく、F1、F2<F3、F4の関係であっても良い。さらに、F4=L2あるいはF4≠L2の関係を備えている。すなわち、F4>L2あるいはF4<L2の関係を備えている。加えて、音叉腕の方向の寸法を小さくするためには、F4≦L1、L3、W3、W4との関係を有しても良い。  In addition, the width F4 of the fourth frame portion 4 has a relationship of F4> L1, L3, W3, W4, and the width F1 of the first frame portion 1 and the width F2 of the second frame portion 2 are F1, F2. > L1, L2, L3, W3. In this case, there is a relationship of F1 = F2 or F1 ≠ F2. That is, there is a relationship of F1> F2 or F1 <F2. The present invention is not limited to the above relationship, and may have a relationship of F1, F2 <F3, F4. Furthermore, a relationship of F4 = L2 or F4 ≠ L2 is provided. That is, the relationship of F4> L2 or F4 <L2 is provided. In addition, in order to reduce the dimension in the direction of the tuning fork arm, there may be a relationship of F4 ≦ L1, L3, W3, W4.

また、第1枠部分1から第4枠部分4の各枠部分の外側(外側側面)の長さの和が第1長さ寸法Loで定義されると、Lo=a+b+c+dで与えられる。本発明の実施1の形態では、最大辺の長さ及び/又は実装面積を従来のユニットより小さくすることを目的にしているので、最大辺の長さが1.35mmに等しいか、あるいは、1.35mmより小さい寸法に限定される。この寸法は電子機器等に搭載されている従来の音叉型水晶振動子を搭載したユニットの最大辺の長さ(1.6mm)より、約15.6%短い寸法である。  Further, when the sum of the lengths of the outer sides (outer side surfaces) of the respective frame portions from the first frame portion 1 to the fourth frame portion 4 is defined by the first length dimension Lo, it is given by Lo = a + b + c + d. The first embodiment of the present invention aims to make the maximum side length and / or the mounting area smaller than that of the conventional unit, so that the maximum side length is equal to 1.35 mm, or 1 Limited to dimensions smaller than .35 mm. This dimension is about 15.6% shorter than the maximum side length (1.6 mm) of a unit on which a conventional tuning fork type crystal resonator mounted on an electronic device or the like is mounted.

加えて、従来の音叉型水晶振動子を搭載した水晶ユニットの従来の実装面積(長さ1.6mmx幅1mm=1.6mm)と遜色のない実装面積を、あるいは、より小さい実装面積を得るには、第1長さ寸法Loは5mmに等しいか、あるいは、5mmより小さい寸法に限定される。寸法Loが5mmの場合、最大となる実装面積は約1.563mmとなり、従来のものと比較しても遜色がない。もちろん、Loが5mmより小さいときには、その最大の実装面積より小さくなることは言うまでもない。In addition, a conventional mounting area (length 1.6 mm × width 1 mm = 1.6 mm 2 ) of a crystal unit equipped with a conventional tuning fork type crystal resonator is obtained, or a smaller mounting area is obtained. The first length dimension Lo is limited to a dimension equal to or smaller than 5 mm. When the dimension Lo is 5 mm, the maximum mounting area is about 1.563 mm 2 , which is comparable to the conventional one. Of course, when Lo is smaller than 5 mm, it goes without saying that it is smaller than the maximum mounting area.

さらに、第1枠部分1から第4枠部分4の各枠部分の内側(内側側面)の長さの和が第2長さ寸法Liで定義されると、Li=A+B+C+Dで与えられる。そのLiの中に、そのLiの寸法に応じた音叉型振動子が収納されることは言うまでもない。図3はLiと音叉型振動子の等価直列抵抗R1の変化ΔR=ΔR1/R1との関係を示す。図3では、Li=4.4mmのときに収納される音叉型振動子のR1で規格化されている。即ち、Li=4.4mmのとき、ΔR=0である。また、LiがLi=3mmのときには、ΔR=2.1%、Li=1.6mmのときには、ΔR=4.9%と、Liが小さくなるにつれて、ΔRは徐々に大きくなるが、従来のものと比較しても遜色のないものが得られる。  Furthermore, when the sum of the lengths of the inner sides (inner side surfaces) of the respective frame portions from the first frame portion 1 to the fourth frame portion 4 is defined by the second length dimension Li, Li = A + B + C + D is given. It goes without saying that a tuning fork vibrator according to the dimension of the Li is accommodated in the Li. FIG. 3 shows the relationship between Li and the change ΔR = ΔR1 / R1 of the equivalent series resistance R1 of the tuning fork vibrator. In FIG. 3, it is standardized by R1 of the tuning fork vibrator accommodated when Li = 4.4 mm. That is, ΔR = 0 when Li = 4.4 mm. Further, when Li is 3 mm, ΔR = 2.1%, and when Li = 1.6 mm, ΔR = 4.9%. As Li becomes smaller, ΔR gradually increases. Compared with, a comparable product is obtained.

しかし、Liがさらに小さいLi=1.4mmのときには、ΔRは23%と急激に大きく、さらに、Liがより小さいLi=1.2mmのときには、ΔRは62%とさらに急激に大きくなる。この関係から、Liは1.6mmに限定される。すなわち、この限定により従来のものと遜色ないものが得られる。  However, when Li is smaller Li = 1.4 mm, ΔR is abruptly large as 23%, and when Li is smaller, Li = 1.2 mm, ΔR is larger as 62%. From this relationship, Li is limited to 1.6 mm. In other words, this limitation provides a product that is comparable to the conventional one.

また、第1長さ寸法Loと第2長さ寸法Liとの差が、寸法差Loi=Lo−Liで定義される。図4は寸法差Loiと周波数の変化Δf=Δf1/f1との関係を示す。図4では、Loi=3.6mmのときに収納される音叉型振動子の周波数f1で規格化されている。すなわち、Loi=3.6mmのとき、Δf=0である。また、Loi=0.8mmに等しいか、あるいは、それより大きい、Loi=1.5mm、Loi=2.4mmのときには、周波数変化Δfはほとんどなく、安定している。  Further, a difference between the first length dimension Lo and the second length dimension Li is defined by a dimension difference Loi = Lo−Li. FIG. 4 shows the relationship between the dimensional difference Loi and the frequency change Δf = Δf1 / f1. In FIG. 4, it is standardized by the frequency f1 of the tuning fork vibrator housed when Loi = 3.6 mm. That is, when Loi = 3.6 mm, Δf = 0. Further, when Loi = 1.5 mm and Loi = 2.4 mm, which are equal to or larger than Loi = 0.8 mm, there is almost no frequency change Δf and the frequency is stable.

しかし、Loi=0.65mmのときには、Δf=0.115%と、周波数は急激に変化する。この理由の一つとして、振動漏れによる振動エネルキーの損失が考えられる。この周波数変化を振動エネルギーの損失に換算すると、約0.23%の漏れに相当する。それ故、Loiの下限値は0.8mmに限定され、Loi=0.8mmとLi=1.6mmの関係から第1長さ寸法Loの下限値は2.4mmに限定される。  However, when Loi = 0.65 mm, the frequency changes abruptly as Δf = 0.115%. One reason for this is the loss of vibration energy due to vibration leakage. When this frequency change is converted into vibration energy loss, it corresponds to about 0.23% leakage. Therefore, the lower limit value of Loi is limited to 0.8 mm, and the lower limit value of the first length dimension Lo is limited to 2.4 mm from the relationship between Loi = 0.8 mm and Li = 1.6 mm.

同様に、Loi=0.8mmとLo=5mmの関係から第2長さ寸法Liの上限値は4.2mmに限定される。換言するならば、第1長さ寸法Loは2.4mmから5mmの範囲内にあり、第2長さ寸法Liは1.6mmから4.2mmの範囲内にある。また、Loiは0.8mmから3.6mmの範囲内にある。その結果、周波数変化のない音叉型振動子を備えた実装面積の小さい、小型のユニットが得られるという効果が奏される。  Similarly, the upper limit value of the second length dimension Li is limited to 4.2 mm from the relationship of Loi = 0.8 mm and Lo = 5 mm. In other words, the first length dimension Lo is in the range of 2.4 mm to 5 mm, and the second length dimension Li is in the range of 1.6 mm to 4.2 mm. Loi is in the range of 0.8 mm to 3.6 mm. As a result, there is an effect that a small unit with a small mounting area provided with a tuning fork type vibrator having no frequency change can be obtained.

以上、詳細に述べたが、本発明は上記数値限定のユニットに限定されるものでなく、特に、等価直列抵抗R1と等価インダクタンスL1のより小さいユニットが要求されるときには、音叉型振動子のサイズを少し大きくすれば良い。すなわち、第2長さ寸法Liの上限値を4.2mmから少し長い4.4mmにすればよい。この場合には、Loi=0.8mmとLi=4.4mmの関係から第1長さ寸法Loの上限値は5mmから5.2mmに限定される。  As described above in detail, the present invention is not limited to the above numerically limited units, and particularly when a unit having a smaller equivalent series resistance R1 and equivalent inductance L1 is required, the size of the tuning fork vibrator Should be a little larger. That is, the upper limit value of the second length dimension Li may be changed from 4.2 mm to 4.4 mm, which is a little longer. In this case, the upper limit value of the first length Lo is limited to 5 mm to 5.2 mm from the relationship of Loi = 0.8 mm and Li = 4.4 mm.

その結果、等価直列抵抗R1と等価インダクタンスL1のより小さいユニットが実現できる。この場合のユニットの最大の実装面積は1.69mmとなり、従来のユニットの実装面積1.6mmと遜色がないことが分かる。なお、枠(ユニット)の最大の長さ寸法の下限値は第1長さ寸法Lo=2.4mmから決められる。すなわち、耐衝撃性や実装性を考慮して、その下限値は0.6mmとなる。換言するならば、ユニットの最大の辺の寸法は0.6mmから1.35mmの範囲内にある。実装面積を小さくするために、好ましくは、0.6mmから1.1mmの範囲内にある。As a result, a unit having a smaller equivalent series resistance R1 and equivalent inductance L1 can be realized. The largest footprint of the unit when it is found that there is no footprint 1.6 mm 2 and inferior of 1.69 mm 2, and the conventional units. The lower limit value of the maximum length dimension of the frame (unit) is determined from the first length dimension Lo = 2.4 mm. That is, the lower limit is 0.6 mm in consideration of impact resistance and mountability. In other words, the maximum side dimension of the unit is in the range of 0.6 mm to 1.35 mm. In order to reduce the mounting area, it is preferably in the range of 0.6 mm to 1.1 mm.

実施1の形態に係わる音叉型振動子では、A=B及び/又はC=Dの関係を備えているが、本発明はこれに限定されるものではなく、A≠B及び/又はC≠Dの関係を備えていても良い。換言するならば、A>BあるいはA<B及び/又は C>DあるいはC<Dの関係を備えている。  The tuning fork vibrator according to the first embodiment has a relationship of A = B and / or C = D, but the present invention is not limited to this, and A ≠ B and / or C ≠ D. You may have the relationship. In other words, a relationship of A> B or A <B and / or C> D or C <D is provided.

すなわち、第1長さ寸法と第2長さ寸法を限定することにより、音叉型振動子とケースと蓋から成る圧電ユニットの実装面積が極めて小さく、等価インダクタンスL1が小さく、小さい容量比と小さい等価直列抵抗R1と、エージング特性に優れ、かつ、衝撃に強く、振動漏れによるエネルギー損失の小さい音叉型振動子が得られるという作用効果が奏される。加えて、本音叉型振動子を搭載した発振器の出力信号の起動時間が短くなるという著しい作用効果がもたらされる。  That is, by limiting the first length dimension and the second length dimension, the mounting area of the piezoelectric unit composed of the tuning fork vibrator, the case, and the lid is extremely small, the equivalent inductance L1 is small, and the small capacitance ratio is small. There is an effect that the tuning fork vibrator having the series resistance R1, excellent in aging characteristics, strong against impact, and small in energy loss due to vibration leakage can be obtained. In addition, there is a remarkable effect that the startup time of the output signal of the oscillator equipped with the tuning fork type vibrator is shortened.

また、音叉型振動子100の音叉腕10、20と基部部分30と接続部分40と第1枠部分1から第4枠部分4は一体に形成される。加えて、本実施1の形態の音叉型振動子100は2本の音叉腕を示しているが、3本以上であっても良い。すなわち、少なくとも、2本の音叉腕を備えている。  Further, the tuning fork arms 10 and 20, the base portion 30, the connection portion 40, and the first frame portion 1 to the fourth frame portion 4 of the tuning fork type vibrator 100 are integrally formed. In addition, the tuning fork vibrator 100 of the first embodiment shows two tuning fork arms, but may be three or more. That is, at least two tuning fork arms are provided.

本実施1の形態に係わる音叉型振動子では第1振動部と第2振動部を備えているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、第1振動部と第2振動部の間に、第3振動部または第3振動部と第4振動部を含む幅の異なる2個以上の振動部を形成しても良い。換言するならば、第3振動部と第4振動部と第5振動部と第6振動部と・・・とN1振動部、ただし、N1は7以上の整数である。例えば、N1=10の場合には、第3振動部から第10振動部を備えている。すなわち、第3振動部から第N2振動部を備えている。ただし、N2は4以上の整数である。  Although the tuning fork vibrator according to the first embodiment includes the first vibrating portion and the second vibrating portion, the present invention is not limited to this. In other words, two or more vibration parts having different widths including the third vibration part or the third vibration part and the fourth vibration part may be formed between the first vibration part and the second vibration part. In other words, the third vibration part, the fourth vibration part, the fifth vibration part, the sixth vibration part,..., And the N1 vibration part, where N1 is an integer of 7 or more. For example, when N1 = 10, the third to tenth vibration units are provided. That is, the third to N2th vibration parts are provided. However, N2 is an integer of 4 or more.

第1の例では、少なくとも第3振動部が第1振動部と第2振動部の間に形成される場合には、第3振動部の第3幅は第1振動部の第1幅Wより大きく、かつ、第2振動部の第2幅Weより小さい。また、第3振動部の第3長さは第1振動部の第1長さLより小さく、かつ、第2振動部の第2長さLeより小さい。また、第2振動部の第2長さLeと第3振動部の第3長さの和が長さL4で定義されると、長さL4は第1振動部の第1長さLより小さい。第3振動部が第1振動部と第2振動部の間にある場合には、音叉腕10と音叉腕20の各音叉腕の比(We/W)は3.3から6.1の範囲内に、好ましくは、3.3から5.9の範囲内にある。加えて、各音叉腕の全体の長さLt(=L+Le)は0.45mmから0.92mmの範囲内にある。好ましくは、0.45mmから0.88mmの間にある。  In the first example, when at least the third vibration part is formed between the first vibration part and the second vibration part, the third width of the third vibration part is greater than the first width W of the first vibration part. It is larger and smaller than the second width We of the second vibrating part. Further, the third length of the third vibrating portion is smaller than the first length L of the first vibrating portion and smaller than the second length Le of the second vibrating portion. In addition, when the sum of the second length Le of the second vibrating portion and the third length of the third vibrating portion is defined by the length L4, the length L4 is smaller than the first length L of the first vibrating portion. . When the third vibration part is between the first vibration part and the second vibration part, the ratio (We / W) of each tuning fork arm 10 to the tuning fork arm 20 is in the range of 3.3 to 6.1. And preferably within the range of 3.3 to 5.9. In addition, the overall length Lt (= L + Le) of each tuning fork arm is in the range of 0.45 mm to 0.92 mm. Preferably, it is between 0.45 mm and 0.88 mm.

すなわち、音叉型振動子を搭載した発振器では、その発振器の出力信号が一定の値になる時間は振動子形状と寸法と密接な関係がある。それ故、本発明では出力信号が一定の値となるその値の約80%に達するまでの時間を立ち上がり時間、あるいは起動時間という。音叉腕10と音叉腕20の各音叉腕の比(We/W)が3.3で、長さLtが0.45mmのとき、起動時間が約0.3秒となり、比(We/W)が6.1で、かつ、Ltが0.92mmのとき、起動時間が約0.7秒となり、音叉型振動子を従来のものより小型化しても起動時間の短い発振器が得られるという作用効果が奏される。この結果は従来の大きなものと比較しても遜色のない結果であることは言うまでもない。  That is, in an oscillator equipped with a tuning fork vibrator, the time for which the output signal of the oscillator takes a constant value is closely related to the vibrator shape and dimensions. Therefore, in the present invention, the time until the output signal reaches about 80% of the constant value is referred to as rise time or start-up time. When the ratio (We / W) of each tuning fork arm of the tuning fork arm 10 and the tuning fork arm 20 is 3.3 and the length Lt is 0.45 mm, the start-up time is about 0.3 seconds, and the ratio (We / W) Is 6.1 and Lt is 0.92 mm, the start-up time is about 0.7 seconds, and an effect of obtaining an oscillator with a short start-up time even if the tuning fork vibrator is made smaller than the conventional one is obtained. Is played. It goes without saying that this result is inferior to the conventional large one.

第2の例では、少なくとも第3振動部と第4振動部が第1振動部と第2振動部の間に形成される場合には、第3振動部の第3幅と第4振動部の第4幅の各幅、あるいは少なくとも一方の幅は第1振動部の第1幅Wより大きく、かつ、第2振動部の第2幅Weより小さい。また、第3振動部の第3長さと第4振動部の第4長さの各長さ、あるいは少なくとも一方の長さは第1振動部の第1長さLより小さく、かつ、第2振動部の第2長さLeより小さい。  In the second example, when at least the third vibration part and the fourth vibration part are formed between the first vibration part and the second vibration part, the third width of the third vibration part and the fourth vibration part Each width of the fourth width or at least one of the widths is larger than the first width W of the first vibrating portion and smaller than the second width We of the second vibrating portion. In addition, each of the third length of the third vibrating portion and the fourth length of the fourth vibrating portion, or at least one of the lengths is smaller than the first length L of the first vibrating portion, and the second vibration. Smaller than the second length Le of the portion.

すなわち、第3振動部から第N2振動部(N2は4以上)が第1振動部と第2振動部の間に形成される場合には、第3振動部の第3幅と第N2振動部の第N2幅の各幅、あるいは少なくとも1個の振動部の幅は第1振動部の第1幅Wより大きく、かつ、第2振動部の第2幅Weより小さい。加えて、第3振動部の第3長さと第N2振動部の第N2長さの各長さ、あるいは少なくとも一個の振動部の長さは第1振動部の第1長さLより小さく、かつ、第2振動部の第2長さLeより小さい。第3振動部と第N2振動部が第1振動部と第2振動部の間にある場合には、0.3秒から0.7秒の起動時間を得るために、音叉腕10と音叉腕20の各音叉腕の比(We/W)は3.4から6.3の範囲内に、好ましくは、3.4から6.1の範囲内にある。加えて、各音叉腕の全体の長さLt(=L+Le)は0.45mmから0.92mmの範囲内にある。好ましくは、0.45mmから0.88mmの間にある。  That is, when the third to N2th vibration parts (N2 is 4 or more) are formed between the first vibration part and the second vibration part, the third width of the third vibration part and the N2th vibration part Each width of the N2th width, or the width of at least one vibration part is larger than the first width W of the first vibration part and smaller than the second width We of the second vibration part. In addition, each of the third length of the third vibrating portion and the N2 length of the N2 vibrating portion, or the length of at least one vibrating portion is smaller than the first length L of the first vibrating portion, and , Smaller than the second length Le of the second vibrating part. When the third vibration unit and the N2 vibration unit are between the first vibration unit and the second vibration unit, the tuning fork arm 10 and the tuning fork arm are obtained in order to obtain a startup time of 0.3 to 0.7 seconds. The ratio of 20 tuning fork arms (We / W) is in the range of 3.4 to 6.3, preferably in the range of 3.4 to 6.1. In addition, the overall length Lt (= L + Le) of each tuning fork arm is in the range of 0.45 mm to 0.92 mm. Preferably, it is between 0.45 mm and 0.88 mm.

本実施1の形態に係わる音叉型振動子では、少なくとも四つの角度を有する四角形をした枠であるが、すなわち、少なくとも第1枠部分から第4枠部分を備えた四個の枠であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、五角形以上(少なくとも第1枠部分から第5枠部分を備えた五個以上の枠)の形状をした枠も含まれる。  The tuning fork vibrator according to the first embodiment is a quadrangular frame having at least four angles, that is, four frames including at least a first frame portion to a fourth frame portion, The present invention is not limited to this, and includes a frame having a pentagonal shape or more (at least five frames including at least the first frame portion to the fifth frame portion).

さらに、本実施1の形態に係わる音叉型振動子の平面図では、四角形をした枠で、その枠の側面部分は直線であるが、本発明はこれに限定されるものでなく、その枠の側面部分が凹及び/または凸の形状をしていても本発明に含まれる。この場合には、第1長さ寸法Loと第2長さ寸法Liの各寸法は、平面図における凹部分及び/又は凸部分を含まない側面部分の直線の寸法でも良く、あるいは、凹部分及び/又は凸部分の側面部分の寸法を含んだ寸法でも良い。いずれも本発明に含まれる。  Further, in the plan view of the tuning fork vibrator according to the first embodiment, the frame is a quadrangular frame, and the side surface portion of the frame is a straight line. However, the present invention is not limited to this, and the frame Even if the side portion has a concave and / or convex shape, it is included in the present invention. In this case, each of the first length dimension Lo and the second length dimension Li may be a dimension of a straight line of a side surface portion not including a concave portion and / or a convex portion in the plan view, or The dimension including the dimension of the side part of the convex part may also be used. Both are included in the present invention.

換言するならば、音叉型振動子の平面図では、その枠の側面部分の端部は直線であるが、本発明はこれに限定されるものでなく、その枠の側面部分の端部が凹及び/又は凸の形状をしていても本発明に含まれる。この場合には、第1長さ寸法Loと第2長さ寸法Liの各寸法は、平面図における凹部分及び/又は凸部分を含まない側面部分の端部の直線の寸法でも良く、あるいは、凹部分及び/又は凸部分の側面部分の端部の寸法を含んだ寸法でも良い。いずれも本発明に含まれる。  In other words, in the plan view of the tuning fork vibrator, the end of the side portion of the frame is a straight line, but the present invention is not limited to this, and the end of the side portion of the frame is recessed. And even if it has a convex shape, it is included in the present invention. In this case, each dimension of the first length dimension Lo and the second length dimension Li may be a linear dimension at the end of the side surface portion not including the concave portion and / or the convex portion in the plan view, or The dimension including the dimension of the edge part of the side part of a recessed part and / or a convex part may be sufficient. Both are included in the present invention.

実施1の形態に係わる圧電ユニットPiezoelectric unit according to the first embodiment

図2は本発明の実施1の形態に係わる圧電ユニット200の側面図である。圧電ユニット200はすでに述べた実施1の形態に係わる音叉型振動子100とケース60と蓋50とを備えて構成されている。音叉型振動子100の第1枠部分1はケース60と蓋50の間にある。また、ケース60は内部空間65を有し、蓋50も同様に内部空間55を有している。加えて、音叉型振動子100は厚みT1を、ケース60は厚みT3を有し、そのケースの内部空間65の深さはT5で与えられる。一方、蓋50は厚みT2を有し、その蓋の内部空間55の深さはT4で与えられる。それ故、圧電ユニット200の厚みTはT=T1+T2+T3で与えられる。Tは0.6mmより小さく、好ましくは、0.2mmより大きく、かつ、0.5mmより小さく、より好ましくは、0.25mmから0.38mmの範囲内にある。  FIG. 2 is a side view of the piezoelectric unit 200 according to the first embodiment of the present invention. The piezoelectric unit 200 includes the tuning fork vibrator 100, the case 60, and the lid 50 according to the first embodiment already described. The first frame portion 1 of the tuning fork vibrator 100 is located between the case 60 and the lid 50. The case 60 has an internal space 65, and the lid 50 similarly has an internal space 55. In addition, the tuning fork vibrator 100 has a thickness T1, the case 60 has a thickness T3, and the depth of the internal space 65 of the case is given by T5. On the other hand, the lid 50 has a thickness T2, and the depth of the internal space 55 of the lid is given by T4. Therefore, the thickness T of the piezoelectric unit 200 is given by T = T1 + T2 + T3. T is less than 0.6 mm, preferably greater than 0.2 mm and less than 0.5 mm, more preferably in the range of 0.25 mm to 0.38 mm.

更に詳述するならば、ケース60と蓋50の各々は第1固定部から第4固定部を備えていて、実施1の形態に係わる音叉型振動子100の第1枠部分がケース60の第1固定部と蓋の第1固定部に固定される。すなわち、第1枠部分がケースの第1固定部と蓋の第1固定部の間にある(挟まれる)ように第1枠部分は固定される。同様に、音叉型振動子100の第2枠部分がケース60の第2固定部と蓋の第2固定部に固定される。すなわち、第2枠部分がケースの第2固定部と蓋の第2固定部の間にある(挟まれる)ように第2枠部分は固定される。  More specifically, each of the case 60 and the lid 50 includes a first fixing portion to a fourth fixing portion, and the first frame portion of the tuning fork vibrator 100 according to the first embodiment is the first portion of the case 60. It fixes to the 1st fixing part and the 1st fixing part of a lid | cover. That is, the first frame portion is fixed so that the first frame portion is located (sandwiched) between the first fixing portion of the case and the first fixing portion of the lid. Similarly, the second frame portion of the tuning fork vibrator 100 is fixed to the second fixing portion of the case 60 and the second fixing portion of the lid. That is, the second frame portion is fixed so that the second frame portion is located (sandwiched) between the second fixing portion of the case and the second fixing portion of the lid.

さらに、音叉型振動子100の第3枠部分がケース60の第3固定部と蓋の第3固定部に固定される。すなわち、第3枠部分がケースの第3固定部と蓋の第3固定部の間にある(挟まれる)ように第3枠部分は固定される。同様に、音叉型振動子100の第4枠部分がケース60の第4固定部と蓋の第4固定部に固定される。すなわち、第4枠部分がケースの第4固定部と蓋の第4固定部の間にある(挟まれる)ように第4枠部分は固定される。また、等価直列抵抗R1の小さい音叉型振動子を得るために、その振動子は真空中に収納されている。本発明の実施1の形態に係わる圧電ユニット200も、すでに述べられた第1長さ寸法Loと第2長さ寸法Liと寸法差Loiを備えていることは言うまでもない。  Further, the third frame portion of the tuning fork vibrator 100 is fixed to the third fixing portion of the case 60 and the third fixing portion of the lid. That is, the third frame portion is fixed so that the third frame portion is located (sandwiched) between the third fixing portion of the case and the third fixing portion of the lid. Similarly, the fourth frame portion of the tuning fork vibrator 100 is fixed to the fourth fixing portion of the case 60 and the fourth fixing portion of the lid. That is, the fourth frame portion is fixed so that the fourth frame portion is located (sandwiched) between the fourth fixing portion of the case and the fourth fixing portion of the lid. Further, in order to obtain a tuning fork vibrator having a small equivalent series resistance R1, the vibrator is housed in a vacuum. It goes without saying that the piezoelectric unit 200 according to the first embodiment of the present invention also has the first length dimension Lo, the second length dimension Li, and the dimension difference Loi already described.

本実施1の形態に係わる圧電ユニットでは、少なくとも第1枠部分から第4枠部分を備えた音叉型振動子を備えているが、本発明はこれに限定されるものではなく、五角形以上(少なくとも第1枠部分から第5枠部分を備えた五個以上の枠部分)の形状をした枠を備えた音叉型振動子も含まれる。この場合には、ケースと蓋の各々が少なくとも第5固定部を含む五個以上の固定部を備え、音叉型圧電振動子の第5枠部分がケースの第5固定部と蓋の第5固定部に固定される。すなわち、音叉型振動子の第5枠部分がケースの第5固定部と蓋の第5固定部の間にある(挟まれる)ように第5枠部分は固定される。第6枠部分、第7枠部分・・・・など無数の枠部分も同様に固定される。  The piezoelectric unit according to the first embodiment includes a tuning fork vibrator having at least a first frame portion to a fourth frame portion. However, the present invention is not limited to this, and a pentagon or more (at least A tuning fork vibrator having a frame in the shape of five or more frame portions including first to fifth frame portions is also included. In this case, each of the case and the lid is provided with five or more fixing portions including at least a fifth fixing portion, and the fifth frame portion of the tuning fork type piezoelectric vibrator is the fifth fixing portion of the case and the fifth fixing of the lid. Fixed to the part. That is, the fifth frame portion is fixed so that the fifth frame portion of the tuning fork type vibrator is located (sandwiched) between the fifth fixing portion of the case and the fifth fixing portion of the lid. Numerous frame parts such as the sixth frame part, the seventh frame part,... Are fixed in the same manner.

さらに、音響効果の影響を受けない等価直列抵抗R1の小さい、等価インダクタンスL1が小さく、かつ、衝撃に強い音叉型振動子を備えた圧電ユニットを実現するために、ケースの深さT5はT5>T3/6、T5<(3T3)/4の関係を備えている。同様に、蓋の深さT4はT4>T2/6、T4<(3T2)/4の関係がある。好ましくは、ケースの深さT5はT5>T3/5、T5<T3/2の関係を備えている。同様に、蓋の深さT4はT4>T2/5、T4<T2/2の関係がある。さらに、T4とT5は等しくても、あるいは異なっていても良い。すなわち、T4=T5あるいはT4>T5またはT4<T5の関係を備えている。  Further, in order to realize a piezoelectric unit having a small equivalent series resistance R1 that is not affected by the acoustic effect, a small equivalent inductance L1, and a tuning fork vibrator that is resistant to impact, the case depth T5 is T5>. The relationship of T3 / 6, T5 <(3T3) / 4 is provided. Similarly, the lid depth T4 has a relationship of T4> T2 / 6 and T4 <(3T2) / 4. Preferably, the case depth T5 has a relationship of T5> T3 / 5 and T5 <T3 / 2. Similarly, the lid depth T4 has a relationship of T4> T2 / 5 and T4 <T2 / 2. Furthermore, T4 and T5 may be equal or different. That is, T4 = T5 or T4> T5 or T4 <T5.

具体的には、ケース60の深さT5と蓋50の深さT4はそれぞれ0.01mmから0.2mmの範囲内にある。好ましくは、0.015mmから0.18mmの範囲内に、より好ましくは、0.02mmから0.15mmの範囲内にある。また、T2とT3は0.06mmより大きく、かつ、0.27mmより小さく、好ましくは、0.08mmから0.16mmの範囲内にある。さらに、温度変化による圧電ユニットの音叉型振動子とケースと蓋との間の歪を小さくするために、T1=T2=T3の関係を備えている。しかしながら、本発明では、これに限定されることなく、T1≠T2、T3の関係であっても良い。すなわち、T1>T2,T3またはT1<T2、T3、あるいはT2=T3またはT2≠T3の関係であっても良い。すなわち、T2>T3またはT2<T3。  Specifically, the depth T5 of the case 60 and the depth T4 of the lid 50 are in the range of 0.01 mm to 0.2 mm, respectively. Preferably, it is in the range of 0.015 mm to 0.18 mm, more preferably in the range of 0.02 mm to 0.15 mm. T2 and T3 are larger than 0.06 mm and smaller than 0.27 mm, and preferably in the range of 0.08 mm to 0.16 mm. Furthermore, in order to reduce the distortion between the tuning fork vibrator of the piezoelectric unit, the case, and the lid due to the temperature change, the relationship of T1 = T2 = T3 is provided. However, the present invention is not limited to this, and a relationship of T1 ≠ T2 and T3 may be used. That is, T1> T2, T3 or T1 <T2, T3, or T2 = T3 or T2 ≠ T3. That is, T2> T3 or T2 <T3.

さらに、例えば、音叉型振動子は水晶から作られた音叉型水晶振動子、あるいは、圧電材料から作られた音叉型圧電振動子で、また、ケースと蓋は水晶などの結晶材料から作られている。加えて、音叉型振動子とケースと蓋の加工は化学的、物理的、機械的なエッチング法などの少なくとも一つの方法を用いて形成される。また、音叉型水晶振動子とケースと蓋からなる圧電ユニットは特に水晶ユニットと呼ばれる。水晶は圧電材料の一つであることは言うまでもない。  Further, for example, the tuning fork type vibrator is a tuning fork type crystal vibrator made of quartz or a tuning fork type piezoelectric vibrator made of a piezoelectric material, and the case and the lid are made of a crystal material such as quartz. Yes. In addition, the tuning fork vibrator, the case, and the lid are formed using at least one method such as a chemical, physical, or mechanical etching method. A piezoelectric unit comprising a tuning fork type crystal resonator, a case and a lid is particularly called a crystal unit. Needless to say, quartz is one of piezoelectric materials.

本発明は本実施1の形態に係わる音叉型振動子と本実施1の形態に係わる圧電ユニットに限定されるものでなく、本実施1の形態に係わる音叉型振動子の第1長さ寸法Loと第2長さ寸法Liと寸法差Loiは、上述された音叉型振動子を含むいろいろな音叉型振動子を収納するケースの寸法にも適用できる。この場合には、音叉型振動子はケースの固定部に固定され、ケース内を真空にするために蓋がケースの開口部に接続される。すなわち、音叉型振動子はケース内に収納されている。詳述するならば、第1長さ寸法Loはそのケースの外側(外側側面)の寸法に相当し、第2長さ寸法Liはそのケースの内側(内側側面)の寸法に相当する。もちろん、寸法差Loiはそのケースの外側(外側側面)の第1長さ寸法Loとそのケースの内側(内側側面)の第2長さ寸法Liの差で、寸法差Loi=Lo−Liで与えられる。  The present invention is not limited to the tuning fork vibrator according to the first embodiment and the piezoelectric unit according to the first embodiment, but the first length dimension Lo of the tuning fork vibrator according to the first embodiment. The second length dimension Li and the dimension difference Loi can also be applied to the dimensions of a case housing various tuning fork vibrators including the tuning fork vibrator described above. In this case, the tuning fork vibrator is fixed to the fixing portion of the case, and a lid is connected to the opening of the case to evacuate the inside of the case. That is, the tuning fork vibrator is housed in the case. More specifically, the first length dimension Lo corresponds to the outside dimension (outer side face) of the case, and the second length dimension Li corresponds to the inside dimension (inner side face) of the case. Of course, the dimension difference Loi is the difference between the first length dimension Lo on the outside (outer side face) of the case and the second length dimension Li on the inside (inner side face) of the case, and is given by the dimension difference Loi = Lo-Li. It is done.

例えば、音叉型振動子の基部部分がケースの固定部に固定される。また、少なくとも複数の音叉腕(振動腕)が基部部分に接続されている。換言するならば、少なくとも第1音叉腕(振動腕)と第2音叉腕(振動腕)を備えている。加えて、本実施1の形態で述べられた全ての関係は、音叉型振動子を収納(固定)するケースとそのケースの開口部に接続される蓋とから成るユニットにも適用できる。  For example, the base portion of the tuning fork vibrator is fixed to the fixing portion of the case. At least a plurality of tuning fork arms (vibrating arms) are connected to the base portion. In other words, at least a first tuning fork arm (vibrating arm) and a second tuning fork arm (vibrating arm) are provided. In addition, all the relationships described in the first embodiment can be applied to a unit including a case for housing (fixing) a tuning fork vibrator and a lid connected to an opening of the case.

さらに、本実施1の形態に係わる音叉型振動子では、音叉型振動子は第1枠部分から第4枠部分を備えているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第4枠部分はなくても良い。すなわち、第1枠部分から第3枠部分を備えていても良い。この場合には、音叉型振動子はケース内に収納される。詳細には、第1枠部分がケース内の第1固定部に固定され、第2枠部分がケース内の第2固定部に固定される。また、蓋がケースの開口部を真空中で封止するために、蓋がケースに接続される。  Furthermore, in the tuning fork vibrator according to the first embodiment, the tuning fork vibrator includes the first frame portion to the fourth frame portion, but the present invention is not limited to this, and the fourth frame There is no part. That is, you may provide the 3rd frame part from the 1st frame part. In this case, the tuning fork vibrator is housed in the case. Specifically, the first frame portion is fixed to the first fixing portion in the case, and the second frame portion is fixed to the second fixing portion in the case. The lid is connected to the case so that the lid seals the opening of the case in a vacuum.

加えて、本実施1の形態に係わる音叉型振動子では、音叉型振動子は第1枠部分から第4枠部分を備えているが、本発明はこれに限定されるものではなく、少なくとも1個の枠(フレーム)を備えていても良い。この場合には、少なくとも1個の枠がケース内の固定部に固定される。また、蓋がケースの開口部を真空中で封止するために、蓋がケースに接続される。  In addition, in the tuning fork vibrator according to the first embodiment, the tuning fork vibrator includes the first frame portion to the fourth frame portion. However, the present invention is not limited to this, and at least 1 Individual frames (frames) may be provided. In this case, at least one frame is fixed to a fixing portion in the case. The lid is connected to the case so that the lid seals the opening of the case in a vacuum.

例えば、少なくとも1個の枠(例えば、第4枠部分)は、音叉型振動子の基部部分であっても良いし、あるいは、基部部分に接続されたフレームであっても良い。この場合には、フレームの少なくとも1か所がケースの固定部に固定される。好ましくは、フレームの2ヶ所がケースの固定部に固定される。例えば、フレームの第1フレーム部分がケースの第1固定部に、フレームの第2フレーム部分がケースの第2固定部に固定される。しかし、本発明はこれに限定されるものでなく、フレームの3ヶ所以上がケースの各固定部に固定されても良い。  For example, at least one frame (for example, the fourth frame portion) may be a base portion of a tuning fork vibrator, or may be a frame connected to the base portion. In this case, at least one portion of the frame is fixed to the fixing portion of the case. Preferably, two places of the frame are fixed to the fixing portion of the case. For example, the first frame portion of the frame is fixed to the first fixing portion of the case, and the second frame portion of the frame is fixed to the second fixing portion of the case. However, the present invention is not limited to this, and three or more portions of the frame may be fixed to each fixing portion of the case.

本実施1の形態に係わる音叉型振動子は、いろいろ適用できることを述べたが、これらもすでに上述された作用効果が奏されることは言うまでもない。  Although it has been described that the tuning fork type vibrator according to the first embodiment can be applied in various ways, it goes without saying that the above-described operational effects can also be achieved.

また、本発明の実施1の形態に係わる圧電ユニットは発振器として用いられる。すなわち、発振器を構成する発振回路図は増幅器(CMOSインバータ)と、帰還抵抗と、ドレイン抵抗と、複数のコンデンサと音叉型振動子とを備えて構成されている。すなわち、発振回路は増幅器と帰還抵抗とを備えて構成される増幅回路と、ドレイン抵抗とゲート側のコンデンサとドレイン側のコンデンサとケースと蓋あるいはケースに固定された音叉型振動子100とを備えて構成される帰還回路とを備えて構成される。  The piezoelectric unit according to the first embodiment of the present invention is used as an oscillator. In other words, the oscillation circuit diagram constituting the oscillator includes an amplifier (CMOS inverter), a feedback resistor, a drain resistor, a plurality of capacitors, and a tuning fork vibrator. That is, the oscillation circuit includes an amplifier circuit including an amplifier and a feedback resistor, a drain resistor, a gate-side capacitor, a drain-side capacitor, a case, a lid, and a tuning fork vibrator 100 fixed to the case. And a feedback circuit configured as described above.

詳細には、発振回路は増幅回路と帰還回路を備えて構成されていて、増幅回路は少なくとも増幅器から構成され、帰還回路は少なくとも音叉型振動子とコンデンサとを備えて構成されている。又、発振器の発振回路に用いられる音叉型振動子は容器(ユニット)に収納されている。いわゆる、ユニットが発振回路に用いられる。そして、本発明のユニットを備えた発振器の出力信号は携帯機器やファクシミリなどの電子機器の表示部に時間情報を表示するための信号として用いられる。  Specifically, the oscillation circuit includes an amplifier circuit and a feedback circuit, the amplifier circuit includes at least an amplifier, and the feedback circuit includes at least a tuning fork vibrator and a capacitor. Further, the tuning fork type vibrator used in the oscillation circuit of the oscillator is housed in a container (unit). A so-called unit is used for the oscillation circuit. The output signal of the oscillator provided with the unit of the present invention is used as a signal for displaying time information on a display unit of an electronic device such as a portable device or a facsimile.

本発明の音叉型振動子と圧電ユニットは小型化しても小さい等価直列抵抗R1と小さい等価インダクタンスL1とを備えているので、より小型化された音叉型振動子と圧電ユニットを特に必要とする携帯電話などの携帯機器や民生機器を含む電子機器に適用できる。  Since the tuning fork vibrator and the piezoelectric unit of the present invention are provided with a small equivalent series resistance R1 and a small equivalent inductance L1 even if the tuning fork vibrator and the piezoelectric unit are miniaturized, the mobile phone particularly requires a more compact tuning fork vibrator and piezoelectric unit. It can be applied to portable devices such as telephones and electronic devices including consumer devices.

本発明の実施1の形態に係わる屈曲モードで振動する音叉型振動子の平面図を示す。  1 is a plan view of a tuning fork vibrator that vibrates in a bending mode according to the first embodiment of the present invention. FIG. 本発明の実施1の形態に係わる圧電ユニットの側面図を示す。  The side view of the piezoelectric unit concerning Embodiment 1 of this invention is shown. 本発明の第2長さ寸法Liと等価直列抵抗R1の変化ΔRとの関係を示す。  The relationship between 2nd length dimension Li of this invention and change (DELTA) R of equivalent series resistance R1 is shown. 本発明の寸法差Loiと周波数f1の変化Δfとの関係を示す。  The relationship between the dimension difference Loi of this invention and the change (DELTA) f of the frequency f1 is shown.

100 音叉型圧電振動子
10,20 音叉腕
30 基部部分
40 接続部分
1〜4 第1フレーム〜第4フレーム
L 音叉腕の第1振動部分の長さ
L1 接続部分の長さ、
L2 基部部分の長さ
W1 接続部分の幅
W2 基部部分の幅
F1〜F4 第1フレーム〜第4フレームの幅
a 第1フレームの外側の長さ寸法
b 第2フレームの外側の長さ寸法
c 第3フレームの外側の長さ寸法
d 第4フレームの外側の長さ寸法
200 圧電ユニット
50 蓋
60 ケース
A 第1フレームの内側の長さ寸法
B 第2フレームの内側の長さ寸法
C 第3フレームの内側の長さ寸法
D 第4フレームの内側の長さ寸法
We 音叉腕の第2振動部の幅
100 tuning fork type piezoelectric vibrator 10, 20 tuning fork arm 30 base portion 40 connection portion 1-4 first frame to fourth frame L length of first vibration portion of tuning fork arm L1 length of connection portion,
L2 Base part length W1 Connection part width W2 Base part widths F1 to F4 First frame to fourth frame width a First frame outer length dimension b Second frame outer length dimension c First Length 3 outside the frame 3 d Length 4 outside the fourth frame 200 Piezoelectric unit 50 Lid 60 Case A Length inside the first frame B Length inside the second frame C Length of the third frame Inner length dimension D Inner length dimension We of the fourth frame Width of the second vibration part of the tuning fork arm

Claims (4)

基部部分と、その基部部分に接続された少なくとも第1音叉腕と第2音叉腕と、枠とを備えて構成される音叉型振動子で、
第1音叉腕と第2音叉腕の各音叉腕は、第1幅と第1長さとを備えた第1振動部と、第1幅より大きい第2幅と第1長さより小さい第2長さとを備えた第2振動部と、を少なくとも備えて構成され、
第1振動部の上面と下面の少なくとも一面に溝が形成され、
前記枠は少なくとも第1枠部分と第2枠部分と第3枠部分と第4枠部分とを備えて構成され、第1枠部分と第2枠部分は第1音叉腕と第2音叉腕の外側に第1音叉腕と第2音叉腕と共通の方向に延在して形成され、第1枠部分は第3枠部分と第4枠部分を介して第2枠部分に接続され、前記基部部分は接続部分を介して第3枠部分に接続され、
第1枠部分から第4枠部分の外側側面の長さがそれぞれa,b,c,dで与えられ、その和が第1長さ寸法Loで定義され、かつ、Lo=a+b+c+dで与えられ、第1枠部分から第4枠部分の内側側面の長さがそれぞれA,B,C,Dで与えられ、その和が第2長さ寸法Liで定義され、かつ、Li=A+B+C+Dで与えられるとき、
第1長さ寸法Loは2.4mmから5mmの範囲内にあり、第2長さ寸法Liは1.6mmから4.2mmの範囲内にあることを特徴とする圧電振動子。
A tuning fork vibrator comprising a base portion, at least a first tuning fork arm and a second tuning fork arm connected to the base portion, and a frame;
Each tuning fork arm of the first tuning fork arm and the second tuning fork arm has a first vibrating portion having a first width and a first length, a second width larger than the first width, and a second length smaller than the first length. A second vibration part comprising:
A groove is formed on at least one of the upper surface and the lower surface of the first vibrating part,
The frame includes at least a first frame portion, a second frame portion, a third frame portion, and a fourth frame portion, and the first frame portion and the second frame portion are formed of a first tuning fork arm and a second tuning fork arm. The first tuning fork arm and the second tuning fork arm are formed to extend outward in the same direction, and the first frame portion is connected to the second frame portion via the third frame portion and the fourth frame portion, and the base portion The part is connected to the third frame part via the connection part,
The lengths of the outer side surfaces of the first frame portion to the fourth frame portion are given by a, b, c, d, respectively, the sum is defined by the first length dimension Lo, and given by Lo = a + b + c + d, When the lengths of the inner side surfaces of the first frame portion to the fourth frame portion are given by A, B, C and D, respectively, and the sum is defined by the second length dimension Li and given by Li = A + B + C + D ,
The piezoelectric vibrator, wherein the first length dimension Lo is in the range of 2.4 mm to 5 mm, and the second length dimension Li is in the range of 1.6 mm to 4.2 mm.
請求項1において、第4枠部分は第1音叉腕と第2音叉腕と異なる方向に延在し、第4枠部分の幅F4が第1音叉腕の第2振動部分と第2音叉腕の第2振動部分の間の間隔W3と異なることを特徴とする圧電振動子。In claim 1, the fourth frame portion extends in a direction different from that of the first tuning fork arm and the second tuning fork arm, and the width F4 of the fourth frame portion is such that the second vibrating portion of the first tuning fork arm and the second tuning fork arm. A piezoelectric vibrator characterized by being different from the interval W3 between the second vibrating portions. 請求項1または請求項2に記載の圧電振動子と、ケースと、蓋と、を備えて構成される圧電ユニットで、前記圧電ユニットの最大の辺の寸法は0.6mmから1.35mmの範囲内にあり、
ケースと蓋の各々は少なくとも第1固定部から第4固定部を備えていて、第1枠部分がケースの第1固定部と蓋の第1固定部の間にあるように、第1枠部分はケースの第1固定部と蓋の第1固定部に固定され、第2枠部分がケースの第2固定部と蓋の第2固定部の間にあるように、第2枠部分はケースの第2固定部と蓋の第2固定部に固定され、第3枠部分がケースの第3固定部と蓋の第3固定部の間にあるように、第3枠部分はケースの第3固定部と蓋の第3固定部に固定され、かつ、第4枠部分がケースの第4固定部と蓋の第4固定部の間にあるように、第4枠部分はケースの第4固定部と蓋の第4固定部に固定されていることを特徴とする圧電ユニット。
A piezoelectric unit comprising the piezoelectric vibrator according to claim 1, a case, and a lid, wherein the maximum side dimension of the piezoelectric unit is in a range of 0.6 mm to 1.35 mm. In
Each of the case and the lid includes at least a first fixing portion to a fourth fixing portion, and the first frame portion is located between the first fixing portion of the case and the first fixing portion of the lid. Is fixed to the first fixing part of the case and the first fixing part of the lid, and the second frame part is arranged between the second fixing part of the case and the second fixing part of the lid so that the second frame part is The third frame part is fixed to the second fixing part of the case and the third fixing part of the case so that the third frame part is between the third fixing part of the case and the third fixing part of the cover. The fourth frame portion is fixed to the third fixing portion of the case and the lid, and the fourth frame portion is between the fourth fixing portion of the case and the fourth fixing portion of the lid. And a piezoelectric unit fixed to the fourth fixing portion of the lid.
請求項3において、第1音叉腕の先端部と第4枠部分の間の間隔と第2音叉腕の先端部と第4枠部分の間の間隔がそれぞれ間隔L3で定義されるとき、第4枠部分の幅F4が間隔L3より大きいか、あるいは等しいことを特徴とする圧電ユニット。In claim 3, when the distance between the tip portion of the first tuning fork arm and the fourth frame portion and the distance between the tip portion of the second tuning fork arm and the fourth frame portion are respectively defined by a distance L3, A piezoelectric unit characterized in that the width F4 of the frame portion is greater than or equal to the interval L3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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