JP3769302B2 - 圧電振動子及びこの圧電振動子を実装した回路基板 - Google Patents
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Description
技術分野
本発明は、水晶振動子などの圧電振動片を内部に収納する圧電振動子容器、この圧電振動子容器を用いた圧電振動子及びこの圧電振動子を実装した回路基板並びに圧電振動子の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、圧電振動子容器に用いた楕円あるいは略楕円の筒状ケースの開放端に対する封止技術に関するものである。
背景技術
各種電子機器に用いられる圧電振動子は容器に収納された状態で電子機器に組み込まれる。圧電振動子では、音叉型あるいはＡＴカットされた水晶片などといった圧電振動片に対して所定のパターンで電極が形成された薄板状のものが用いられる。従って、圧電振動片の形状に対応させて、楕円あるいは略楕円の筒状ケースを用いれば、圧電振動片を効率よく収納でき、圧電振動子の薄型化を図ることができる。このような容器としては、たとえば、実開平２−５５７２７号公報に開示されたものがある。この圧電振動子容器では、圧電振動子を略楕円のケース内に収納するとともに、ケースの開放端に対してステムを圧入してその封止を行う構造になっている。
しかしながら、実開平２−５５７２７号公報に開示された圧電振動子容器のように、略楕円のケースを圧入によって封止する構造では、ケースとステムとの接触面圧が周方向においてばらつくため、接触面圧の小さな部分で漏れが発生しやすいという問題点がある。
このような問題点を解消するものとして、再公表特許公報ＷＯ９７／０８８２６には、楕円あるいは略楕円の円周形状を備えるケースに対して、楕円あるいは略楕円の外周形状を備えるステムを圧入する際の圧入代を短径部分と長径部分との間において最大にした圧電振動子容器が開示されている。この構成によれば、実験的に最も気密不良が発生しやすい箇所の圧入代を最大にしているので、この部分での気密不良を防止できるというものである。
しかしながら、圧入代を短径部分と長径部分との間において最大にした圧電振動子容器では、この短径部分と長径部分との間に相当する部分において、圧入時にケースの周方向に加わる応力（引っ張り応力）が最大となる部分が発生する。その結果、この部分でケースが破断し、気密不良が発生するという新たな問題点がある。
本発明の目的は、上記課題を解消して、楕円あるいは略楕円のケースを用いても気密不良の発生しない圧電振動子容器、それを用いた圧電振動子及びこの圧電振動子を実装した回路基板並びに圧電振動子の製造方法を実現し、楕円あるいは略楕円といった偏平なケースを用いてもケース内周に圧電振動片が触れることのない圧電振動子容器を実現することである。
発明の開示
本発明における圧電振動子は、
（１）一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ステム外周が第１の曲率半径を備える短径部分と前記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分とを有し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径との接続部分で前記第１の曲率半径の接線と前記第２の曲率半径の接線とが一致し、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記円弧の曲率半径が前記ステムの長径部分より短径部分の方で大きく、前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ケース内周が第３の曲率半径を備える短径部分と前記第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径の長径部分とを有し、前記第３の曲率半径と前記第４の曲率半径との接続部分で前記第３の曲率半径の接線と前記第４の曲率半径の接線とが一致し、前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする。
（２）一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてステム外周が楕円形状を有し、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記円弧の曲率半径が前記ステムの長径部分より短径部分の方で大きく、前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてケース内周が楕円形状を有し、前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする。
この（１）（２）の発明では、ステムの外周およびケースの内周が大小２種類の円弧で形成された略楕円形状、もしくは楕円形状を有していても、ステムの圧入方向に位置する円弧状断面を有する肩部の曲率半径を長径部分より短径部分を大きくすることで、ケースをステムにセットする際にケース開放端部の内周縁に設けたテーパ面の全周にわたりステムの円弧状肩部が当接することになり、ケースとステムの回転方向のずれを発生させないので、ステムとケースが正しい回転位置で圧入され、ずれが原因となる圧入代「０」部分の発生が防止され気密が確保される。よって、本発明によれば、信頼性の高い圧電振動子及びこれを実装した回路基板を構成することができる。
（３）一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ステム外周が第１の曲率半径を備える短径部分と前記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分とを有し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径との接続部分で前記第１の曲率半径の接線と前記第２の曲率半径の接線とが一致し、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記円弧の中心位置が前記ステムの短径部分より長径部分の方で前記圧入方向側に位置し、前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ケース内周が第３の曲率半径を備える短径部分と前記第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径の長径部分とを有し、前記第３の曲率半径と前記第４の曲率半径との接続部分で前記第３の曲率半径の接線と前記第４の曲率半径の接線とが一致し、前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面について内周縁がテーパ面になっており、前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする。
（４）一方端が開放端になっている状態のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてステム外周が楕円形状を有し、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記円弧の中心位置が前記ステムの短径部分より長径部分の方で前記圧入方向側に位置し、前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてケース内周が楕円形状を有し、前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする。
この（３）（４）の発明では、ステムの外周およびケースの内周が大小２種類の円弧で形成された略楕円形状、もしくは楕円形状を有していても、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分が、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記円弧の中心位置が前記ステムの短径部分より長径部分の方で前記圧入方向側に位置することで、前記ケースを前記ステムにセットする際に前記ケース開放端部の内周縁に設けたテーパ面の全周にわたり前記ステムの円弧状肩部が当接することになり、前記ケースと前記ステムの回転方向のずれを発生させないので、前記ステムと前記ケースが正しい回転位置で圧入され、ずれが原因となる圧入代「０」部分の発生が防止され気密が確保される。よって、本発明によれば、信頼性の高い圧電振動子及びこれを実装した回路基板を構成することができる。
（５）一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ステム外周が第１の曲面半径を備える短径部分と前記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分とを有し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径との接続部分で前記第１の曲率半径の接線と前記第２の曲率半径の接線とが一致し、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状の断面形状を有し、前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ケース内周が第３の曲率半径を備える短径部分と前記第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径の長径部分とを有し、前記第３の曲率半径と前記第４の曲率半径との接続部分で前記第３の曲率半径の接線と前記第４の曲率半径の接線とが一致し、前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記テーパ面が前記軸線方向となす角度が前記ケースの長径部分より短径部分の方で小さく、前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする。
（６）一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてステム外周が楕円形状を有し、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状の断面形状を有し、前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてケース内周が楕円形状を有し、前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記テーパ面が前記軸線方向となす角度が前記ケースの長径部分より短径部分の方で小さく、前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする。
この（５）（６）の発明では、ステムの外周およびケースの内周が大小２種類の円弧で形成された略楕円形状、もしくは楕円形状を有していても、前記ステムの圧力方向側に位置する肩部分が、前記ケースの軸線方向において円弧状の断面を有しており、前記ケースの開放端の内周縁がテーパ面になっており、前記テーパ面が前記ケースの軸線方向となす角度が長径部分より短径部分のほうが小さくなっていることで、前記ケースを前記ステムにセットする際に前記ケース開放端部の内周縁に設けたテーパ面の全周にわたり前記ステムの円弧状肩部が当接することになり、前記ケースと前記ステムの回転方向のずれを発生させないので、前記ステムと前記ケースが正しい回転位置で圧入され、ずれが原因となる圧入代「０」部分の発生が防止され気密が確保される。よって、本発明によれば、信頼性の高い圧電振動子及びこれを実装した回路基板を構成することができる。
（７）一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ステム外周が第１の曲率半径を備える短径部分と前記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分とを有し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径との接続部分で前記第１の曲率半径の接線と前記第２の曲率半径の接線とが一致し、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状の断面形状を有し、前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ケース内周が第３の曲率半径を備える短径部分と前記第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径の長径部分とを有し、前記第３の曲率半径と前記第４の曲率半径との接続部分で前記第３の曲率半径の接線と前記第４の曲線半径の接線とが一致し、前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記テーパ面の前記軸線方向における位置が前記ケースの長径部分より短径部分の方で前記圧入方向側にあり、前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内でおさめていることを特徴とする。
（８）一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてステム外周が楕円形状を有し、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状の断面形状を有し、前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてケース内周が楕円形状を有し、前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記テーパ面の前記軸線方向における位置が前記ケースの長径部分より短径部分の方で前記圧入方向側にあり、前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする。
この（７）（８）の発明では、ステムの外周およびケースの内周が大小２種類の円弧で形成された略楕円形状もしくは楕円形状を有していても、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分が、前記ケースの軸線方向において円弧状の断面を有しており、前記ケースの開放端の内周縁がテーパ面になっており、前記テーパ面が前記ケースの軸線方向における位置が長径部分より短径部分の方で圧入方向側にあることで、前記ケースを前記ステムにセットする際に前記ケース開放端部の内周縁に設けたテーパ面の全周にわたり前記ステムの円弧状肩部が当接することになり、前記ケースと前記ステムの回転方向のずれを発生させないので、前記ステムと前記ケースが正しい回転位置で圧入され、ずれが原因となる圧入代「０」部分の発生が防止され気密が確保される。よって、本発明によれば、信頼性の高い圧電振動子及びこれを実装した回路基板を構成することができる。
（９）一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ステム外周が第１の曲率半径を備える短径部分と前記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分とを有し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径との接続部分で前記第１の曲率半径の接線と前記第２の曲率半径の接線とが一致し、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記長径部分と前記短径部分との間に相当する４箇所には、突起がそれぞれ形成され、前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ケース内周が第３の曲率半径を備える短径部分と前記第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径を長径部分とを有し、前記第３の曲率半径と前記第４の曲率半径との接続部分で前記第３の曲率半径の接線と前記第４の曲率半径の接線とが一致し、前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において、内周縁が前記ステムの前記肩部分の前記４箇所の突起に当接するテーパ面になっており、前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする。
（１０）一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止してステムとを有する圧力振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてステム外周が楕円形状を有し、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記長径部分と前記短径部分との間に相当する４箇所には、突起がそれぞれ形成され、前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてケース内周が楕円形状を有し、前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において、内周縁が前記ステムの前記肩部分の前記４箇所の突起に当接するテーパ面になっており、前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする。
この（９）（１０）の発明では、ステムの外周およびケースの内周が大小２種類の円弧で形成された略楕円形状もしくは楕円形状を有していても、前記ケースを前記ステムにセットする際に、前記ケース開放端部の内周縁に設けたテーパ面に、前記ステムの円弧状肩部の４箇所の突起が同時に当接し、前記ケースと前記ステムの回転方向のずれを発生させないので、前記ステムと前記ケースが正しい回転位置で圧入され、ずれが原因となる圧入代「０」部分の発生が防止され気密が確保される。よって、本発明によれば、信頼性の高い圧電振動子及びこれを実装した回路基板を構成することができる。
さらに（１）（３）（５）（７）（９）の発明によれば、ステムの外周およびケースの内周が大小２種類の円弧で形成された略楕円形状を有しているので、偏平な圧電振動片を効率よく収納でき、圧電振動子を薄型化できる。さらに、短径部分と長径部分の曲率半径の接続部において接線を一致させ、滑らかな形状となり角部分がなくなることで圧入時の垂直応力の不安定部分を解消し、気密不良が発生しない。さらに、垂直応力が小さくなりがちな短径部分について圧入代を大きくしたので、全周にわたって垂直応力が下限値以上となり、封止不良に起因する気密不良が発生しない。さらに、引っ張り応力が大きくなりがちな長径部分について圧入代を小さく設定したので、全周にわたって引っ張り応力が上限値以下である。このため、ケースの破断に起因する気密不良も発生しない。よって、本発明によれば、信頼性の高い圧電振動子及びこれを実装した回路基板を構成することができる。
また（２）（４）（６）（８）（１０）の発明によれば、ステムの外周およびケースの内周が楕円形状を有しているので、偏平な圧電振動片を効率よく収納でき、圧電振動子を薄型化できる。さらに、垂直応力が小さくなりがちな短径部分について圧入代を大きく設定したので、全周にわたって垂直応力が下限値以上である。また、引っ張り応力が大きくなりがちな長径部分について圧入代を小さく設定したので、全周にわたって引っ張り応力が上限値以下である。従って、封止不良やケースの破断に起因する気密不良が発生しないので、信頼性の高い圧電振動子及びこれを実装した回路基板を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、圧電振動子の全体構成を示す平面図、側面図および正面図。
第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１に係る圧電振動子容器の全体構成を示す平面断面図、側面断面図および正面断面図。
第３図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１に係る圧電振動子容器におけるケース内周面とステム外周面とのサイズを比較して示す説明図、およびその一部を拡大して示す説明図。
第４図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明を適用した圧電振動子容器および比較例に係る圧電振動子容器について垂直応力および引っ張り応力を計算した結果を示すグラフ、（Ｃ）は応力の方向を示す説明図。
第５図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明の実施の形態２に係る圧電振動子容器の全体構成を示す平面断面図、側面断面図および正面断面図。
第６図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態２に係る圧電振動子容器におけるケース内周面とステム外周面とのサイズを比較して示す説明図、およびその一部を拡大して示す説明図。
第７図本発明の実施の形態１、２に係る圧電振動子容器を更に改良すべき点を説明するための圧電振動子容器の封止部分の説明図。
第８図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１、２に係る圧電振動子容器を更に改良すべき点を説明するためのケースとステムとの相対的な位置関係を示す説明図。
第９図は、本発明の実施の形態１、２の改良例１に係る圧電振動子容器の封止部分の説明図。
第１０図は、本発明の実施の形態１、２の改良例２に係る圧電振動子容器の封止部分の説明図。
第１１図は、本発明の実施の形態１、２の改良例３に係る圧電振動子容器の封止部分の説明図。
第１２図は、本発明の実施の形態１、２の改良例４に係る圧電振動子容器の封止部分の説明図。
第１３図は、本発明の実施の形態１、２の改良例５に係る圧電振動子容器の封止部分の説明図。
第１４図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１、２に係る各圧電振動子容器において第１３図に示す突起を形成すべき位置を示す説明図。
第１５図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、ステムの外周上の位置（回転角θ）と外形寸法（半径Ｃ）との関係、およびステムの外周上の位置（回転角θ）に対する外径寸法（半径Ｃ）の変化率を示すグラフ。
第１６図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１、２の改良例６に係る圧電振動子容器においてケースの周方向における肉厚分布を示す説明図、およびこの圧電振動子容器に圧力が加わった様子を示す説明図。
第１７図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１、２の改良例７に係る圧電振動子容器においてステムから延びるインナーリード部分の径を示すステムの正面図および平面断面図。
第１８図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１、２に係る圧電振動子容器におけるケース内周と圧電振動片との隙間を示す説明図、本発明の実施の形態１、２の改良例８に係る圧電振動子容器におけるケース内周と圧電振動片との隙間を示す説明図、および本発明の実施の形態１、２の改良例７に係る圧電振動子容器におけるケース内周と圧電振動片との隙間を示す説明図。
第１９図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１、２の改良例８に係る圧電振動子容器に用いたステムの正面図、平面断面図および側面断面図。
第２０図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１、２の改良例８に係る別の圧電振動子容器に用いたステムの平面断面図および側面断面図。
第２１図は、本発明の実施の形態１、２の改良例８に係る圧電振動子容器において、断面形状の異なる２つのタイプのケースにおけるケース内周と圧電振動片との隙間を示す説明図。
第２２図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１、２の改良例８に係る圧電振動子容器をさらに改良すべき点を説明する説明図、および本発明の実施の形態１、２の改良例９に係る圧電振動子容器の説明図。
第２３図は、本発明の実施の形態１、２の改良例９に係る圧電振動子容器においてインナーリード部分に形成した突起の第１の例を示す説明図。
第２４図は、本発明の実施の形態１、２の改良例９に係る圧電振動子容器においてインナーリード部分に形成した突起の第２の例を示す説明図。
第２５図は、本発明の実施の形態１、２の改良例９に係る圧電振動子容器においてインナーリード部分に形成した突起の第３の例を示す説明図。
第２６図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ本発明の実施の形態１０に係る圧電振動子の構成を示す側面断面図、（Ａ）のＡ−Ａ矢視図、および（Ａ）のマウント部の部分拡大図。
第２７図は、本発明の実施の形態１０に係る圧電振動子の製造方法の説明図であり、（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、インナーリード曲げ治具にステムをセットした断面図、インナーリード曲げ治具によりインナーリードが曲げられたステムの断面図。
第２８図は、本発明の実施の形態１０に係る圧電振動子の別の製造方法の説明図であり、マウント治具に圧電振動片とステムとをセットした断面図。
第２９図は、本発明の実施の形態に係わる各圧電振動子のいずれかを基板に実装した場合の応用例を示す斜視図。
第３０図（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ第２９図の圧電振動子を基板にはんだ付けした場合の構成例を示す斜視図及び部分断面図。
第３１図（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ図２９図の圧電振動子を基板にはんだ付けした場合の別の構成例を示す斜視図及び部分断面図。
発明を実施するための最良の形態
以下に、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を説明する。
〔実施の形態１〕
第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、圧電振動子の全体構成を示す平面図、側面図および正面図である。第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、圧電振動子の全体構成を示す平面断面図、側面断面図および正面断面図である。
第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）からわかるように、圧電振動子２０に用いた圧電振動子容器１０は、一方端が開放端１１０になっている筒状のケース１１と、このケース１１の開放端１１０を封止するステム１２とから構成されている。ケース１１は、主組成が銅、亜鉛、ニッケルである洋白材、あるいは約４１％〜約４２％のニッケルと残部の鉄からなる４２アロイなどから構成され、その表面には膜厚が約１０μｍ以下のニッケルめっきなどが施されている。ステム１２は、コバールや４２アロイなどからなる金属外環１２１と、この金属外環１２１の内側に充填された封止ガラス１２２と、この封止ガラス１２２によって金属外環１２１の内側に固定された２本のリード１３、１４とから構成され、２本のリード１３、１４は、互いに電気的に絶縁している。金属外環１２１は、下地として形成された膜厚が約６μｍ以下の銅めっき層の表面に膜厚が約２２μｍ以下のはんだめっきが施されている。２本のリード１３、１４では、ステム１２から外側に突き出ている一方側がアウターリード部分１３１、１４１であり、ケース１１内に向けて延びている部分がインナーリード部分１３２、１４２である。これらのリード１３、１４は、コバールや４２アロイなどの金属表面に膜厚が約６μｍ以下の銅めっき層を下地層として形成し、その表面に膜厚が約２２μｍ以下の高融点のはんだをめっきしたものである。封止ガラス１２２は、熱膨張係数が約４×１０−６／℃〜約６×１０−６／℃とコバールに近いコバールガラスである。
圧電振動子２０は、ＡＴカットした水晶片からなる薄板状の圧電振動片２１に所定の電極パターン２２が形成され、圧電振動片２１の基部に相当する部分がマウント部２３になっている。マウント部２３には、前記のインナーリード部分１３２、１４２が導電性接着剤やはんだなどで接続され、これらのインナーリード部分１３２、１４２への接続によって圧電振動片２１は、ステム１２に対して所定の姿勢で保持されている。
このように構成した圧電振動子容器１０では、リード１３、１４に固定された圧電振動片２１をケース１１内に差し込むようにしてケース１１の開放端１１０にステム１２を取り付ける。ここで、ケース１１の開放端１１０における内径寸法はステム１２の外径寸法よりも全周にわたって小さく設定されているので、ケース１１の開放端１１０にステム１２を圧入すると、圧入代（ケース１１の内径寸法とステム１２の外径寸法との差）に応じた垂直応力によって、ケース１１の開放端１１０がステム１２によって封止される。
このような封止工程においては、はんだの固相線よりもやや低い温度に予熱された治工具（図示せず。）にケース１１とステム１２とを取り付けた後、真空炉あるいは窒素ガス雰囲気中に投入して、ケース１１、ステム１２および圧電振動片２１などに付着、吸着しているガスを除去する。次に、真空雰囲気中でケース１１の開放端１１０にステム１２を圧入する。このときには、ステム１２の金属外環１２１の表面に形成されているはんだは固相状態であるが、固相点近くの温度にまで熱せられているので、軟化している。従って、この状態でケース１１の開放端１１０にステム１２を圧入すると、はんだがケース１１とステム１２との間を隙間無く埋め、開放端１１０を確実に封止する。
第３図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本形態の圧電振動子容器１０におけるケース内周面とステム外周面とのサイズを比較して示す説明図、およびその一部を拡大して示す説明図である。
本形態では、圧電振動子容器１０に対して薄板上の圧電振動片２１を効率よく収納し、かつ、圧電振動子容器１０の薄型化を図るために、圧電振動子容器１０は、第３図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、円筒状ではなく、略楕円形状の断面形状を有している。すなわち、ステム１２とケース１１とが接触する部分におけるケース１１の軸線Ｌの方向と直交する方向の断面において、ステム１２の外周１２０は、第１の曲率半径を備える短径部分１２５と、この第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分１２６を有する略楕円形状（２円弧構成）を有している。従って、ステム１２の外周１２０は、短径部分１２５に相当する大きな円弧部分と、長径部分１２６に相当する小さな円弧部分が交互に配置された形状になっており、短軸および長軸に対して線対称になっている。ここで、大きな円弧部分と小さな円弧部分とが接続する点が接続点Ｐであり、この接続点Ｐでは、大きな円弧部分に対する接線と小さな円弧部分に対する接線とが一致する。このため、ステム１２の外周形状において、大きな円弧部分と小さな円弧部分とは滑らかに接続し、角部分がない。
また、ケース１１とステム１２とが接触する部分におけるケース１１の軸線Ｌの方向と直交する方向の断面において、ケース１１の内周１１１は、第３の曲率半径を備える短径部分１１５と、この第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径の長径部分１１６を有する略楕円形状を有している。従って、ケース１１の内周１１１も、短径部分１１５に相当する大きな円弧部分と、長径部分１１６に相当する小さな円弧部分が交互に配置された形状になっており、短軸および長軸に対して線対称になっている。ここで、大きな円弧部分と小さな円弧部分とが接続する接続点Ｐに相当する位置では、大きな円弧部分に対する接線と小さな円弧部分に対する接線とが一致する。このため、ケース１１の内周１１１において、大きな円弧部分と小さな円弧部分とは滑らかに接続し、角部分がない。
このように構成した圧電振動子容器１０では、ケース１１にステム１２を圧入した状態において、ケース１１の軸線Ｌの方向と直交する方向の断面では、長軸方向の寸法が約３．５ｍｍ以下で、かつ、短軸方向における寸法は長軸方向における寸法の約１／４〜約２／３になっている。
このように構成した圧電振動子容器１０において、本形態では、第３図（Ｂ）に示すように、ケース１１の開放端１１０にステム１２を圧入する際の圧入代は、ケース１１およびステム１２の長径部分１１６、１２６の側から短径部分１１５、１２５の側に向かって単調増加している。圧入代とは、厳密にはステム１２の外周面の法線方向におけるケース１１の内周１１１とステム１２の外周１２０との間の寸法として定義される。ここで、ケース１１およびステム１２の長径部分１１６、１２６における圧入代は約０．０３ｍｍ以下であり、ケース１１およびステム１２の短径部分１１５、１２５における圧入代は約０．０２ｍｍ〜約０．０６ｍｍの範囲内であり、このような条件下で、圧入代がケース１１およびステム１２の長径部分１１６、１２６の側から短径部分１１５、１２５の側に向かって単調増加するように設定されている。
このように構成した圧電振動子容器１０、および比較例に係る圧電振動子容器について、ケース１１にステム１２を圧入した際の垂直応力および引っ張り応力を計算した結果を、第４図（Ａ）、（Ｂ）に示す。ここで、垂直応力とは、第４図（Ｃ）に矢印Ａで示す方向の応力である。従って、垂直応力（圧入した後の接触面圧）が大きいほど封止能力が高い。また、引っ張り応力とは、第４図（Ｃ）に矢印Ｂで示す方向の応力であり、ケース１１を周方向に破断させる応力に相当する。それ故、引っ張り応力が大きいほどケース１１に無理がかかって破断が起きやすいので、気密不良などを発生しやすいといえる。
第４図（Ａ）、（Ｂ）において、実線Ｌ１で示すのが本形態に係る圧電振動子容器１０について計測した結果である。×と実線Ｌ３で示すのは、比較例１に係る圧電振動子容器について計測した結果であり、この比較例１に係る圧電振動子容器は、断面長円形状（トラック形状）のケース１１およびステム１２が使用されている。点線Ｌ４および二点鎖線Ｌ５で示すのは、比較例２、３に係る圧電振動子容器について計測した結果であり、この比較例２、３に係る圧電振動子では、長径部分１２６と短絡部分１２５との間に圧入代の最大部分がある。なお、第４図（Ａ）において実線ＬＬ１で示すのは垂直応力の下限値である。第４図（Ｂ）において実線ＬＬ２で示すのは引っ張り応力の上限値である。
第４図（Ａ）からわかるように、実線Ｌ１で示す本形態に係る圧電振動子容器１０では、垂直応力が小さくなりがちな短径部分１１５、１２５において圧入代を大きく設定したので、全周にわたって垂直応力が下限値以上である。従って、封止不良に起因する気密不良が発生しない。また、第４図（Ｂ）からわかるように、実線Ｌ１で示す本形態に係る圧電振動子容器では、引っ張り応力が大きくなりがちな長径部分１１６、１２６において圧入代を小さく設定したので、全周にわたって引っ張り応力が上限値以下である。このため、ケース１１の破断に起因する気密不良も発生しない。よって、本形態によれば、信頼性の高い圧電振動子２０を構成することができる。
これに対して、比較例に係る圧電振動子容器では、垂直応力および引っ張り応力を全周にわたって許容範囲内におさめることが困難であることがわかる。
〔実施の形態２〕
第５図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、圧電振動子の全体構成を示す平面断面図、側面断面図および正面断面図である。第６図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本形態の圧電振動子容器１０におけるケース内周面とステム外周面とのサイズを比較して示す説明図、およびその一部を拡大して示す説明図である。なお、本形態の圧電振動子は、実施の形態１と外形など基本的な構成が共通するので、対応する部分には同一の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。
第５図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）からわかるように、本形態の圧電振動子容器１０も、一方端が開放端１１０になっている筒状のケース１１と、ケース１１の開放端１１０を封止するステム１２とから構成されている。ステム１２は、金属外環１２１と、この金属外環１２１の内側に充填された封止ガラス１２２と、この封止ガラス１２２によって金属外環１２１の内側に固定された２本のリード１３、１４とから構成され、２本のリード１３、１４は、互いに電気的に絶縁している。２本のリード１３、１４では、ステム１２から外側に突き出ている一方側がアウターリード部分１３１、１４１であり、ケース１１内に向けて延びている部分がインナーリード部分１３２、１４２である。
圧電振動子２０は、音叉型形状にカットした水晶片からなる薄板状の圧電振動片２１に所定の電極パターン（図示せず。）が形成されているとともに、圧電振動片２１の基部に相当する部分がマウント部２３になっている。マウント部２３には、インナーリード部１３２、１４２が導電性接着剤やはんだなどで接続され、これらのインナーリード部１３２、１４２によって圧電振動子片２１は、ステム１２に対して所定の姿勢で保持されている。
このように構成した圧電振動子容器１０において、本形態でも、ケース１１の内径寸法はステム１２の外径寸法よりも小さく設定されているので、ケース１１の開放端１１０にステム１２を圧入すると、圧入代（ケース１１の内径寸法とステム１２の外径寸法との差）に応じた垂直応力によって、ケース１１の開放端１１０がステム１２によって封止される。
このように構成した圧電振動子２０において、薄板上の圧電振動片２１を効率よく収納し、かつ、圧電振動子容器１０の薄型化を図るために、第６図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本形態の圧電振動子容器１０は円筒状ではなく、楕円形状の断面形状を有している。すなわち、ステム１２とケース１１とが接触する部分におけるケース１１の軸線Ｌの方向と直交する方向の断面において、ステム１２の外周１２０が楕円形状を有している。従って、ステム１２の外周１２０の形状は、短径部分１２５と長径部分１２６と交互に配置された形状になっており、短軸および長軸に対して線対称になっている。
また、ケース１１とステム１２とが接触する部分におけるケース１１の軸線Ｌの方向と直交する方向の断面において、ケース１１の内周１１１が楕円形状を有している。従って、ケース１１の内周１１１の形状も、短径部分１１５と長径部分１１６とが交互に配置された形状になっており、短軸および長軸に対して線対称になっている。
このように構成した圧電振動子容器１０では、ケース１１にステム１２を圧入した状態において、ケース１１の軸線Ｌの方向と直交する方向の断面では、長軸方向の寸法が約３．５ｍｍ以下で、かつ、短軸方向における寸法は長軸方向における寸法の約１／４〜約２／３になっている。
本形態でも、ケース１１の開放端１１０にステム１２を圧入する際の圧入代は、ケース１１およびステム１２の長径部分１１６、１２６の側から短径部分１１５、１２５の側に向かって単調増加している構成になっている。ここで、ケース１１およびステム１２の長径部分１１６、１２６における圧入代は約０．０３ｍｍ以下であり、ケース１１およびステム１２の短径部分１１５、１２５における圧入代は約０．０２ｍｍ〜約０．０６ｍｍの範囲内であり、このような条件下で、圧入代がケース１１およびステム１２の長径部分１１６、１２６の側から短径部分１１５、１２５の側に向かって単調増加するように設定されている。
このように構成した圧電振動子容器１０について、垂直応力および引っ張り応力を計算した結果は、実施の形態１での計算結果と同様、第４図（Ａ）、（Ｂ）において、実線Ｌ１で示す特性である。すなわち、第４図（Ａ）からわかるように、実線Ｌ１で示す本形態に係る圧電振動子容器１０では、垂直応力が小さくなりがちな短径部分１２５について圧入代を大きく設定したので、全周にわたって垂直応力が下限値以上である。また、第４図（Ｂ）からわかるように、実線Ｌ１で示す本形態に係る圧電振動子容器１０では、引っ張り応力が大きくなりがちな長径部分１２６について圧入代を小さく設定したので、全周にわたって引っ張り応力が上限値以下である。それ故、本形態に係る圧電振動子容器１０は、封止不良やケース１１の破断に起因する気密不良が発生しない。
〔実施の形態１、２の改良例１〕
第７図および第８図は、実施の形態１、２に係る圧電振動子容器を本例において更に改良した点を説明するための説明図、第９図は本例の圧電振動子容器１０の封止部分の説明図である。なお、第７図および第９図では、ステム１２の各位置における肩部分と、それに対応するケース１１との相対位置関係を比較しやすいように、ケース１１を共通のものとして表すとともに、ステム１２の各位置における肩部分を重ねて表してある。
第７図に示すように、実施の形態の１、２に係る圧電振動子容器１０において、ケース１１の開放端１１０の側はステム１２を圧入しやすいように、内周縁がテーパ面１１７になっている。また、ステム１２の圧入方向（矢印Ｃで示す。）の側に位置する肩部分１２７は、ケース１１の軸線方向における断面において円弧状になっている。ここで、ケース１１の開放端１１０にステム１２を圧入する際の圧入代は、ケース１１の長径側から短径側に向かって、寸法Ｌｃ、Ｌｂ、Ｌａと単調増加している。このため、ケース１１の開放端１１０にステム１２を圧入していくと、短径部分１２５の肩部分１２７、短径部分１２５と長径部分１２６との間の肩部分１２７、および長径部分１２６の肩部分１２７の順にケース１１のテーパ面１１７に接することになる。従って、圧入前のケース１１の開放端１１０においてステム１２を位置合わせした際には、ケース１１のテーパ面１１７に対してステム１２の短径部分１２５の肩部分１２７のみが当接することになる。このような状態では、ケース１１のテーパ面１１７とステム１２の長径部分１２６の肩部分１２７との間には隙間Ｌｄがある。従って、本来ならば第８図（Ａ）に示すように、ケース１１の長径部分１１６とステム１２の長径部分１２６が同一の角度位置にあって、かつ、ケース１１の短径部分１１５とステム１２の短径部分１２５が同一の角度位置にある状態で位置合わせされるべきケース１１とステム１２との間に、第８図（Ｂ）に矢印Ｄで示す方向の位置ずれが発生するおそれがある。このような位置ずれが発生すると、圧入代が０の部分が発生し、そこが気密不良となる。
そこで、本形態では、第９図に示すように、肩部分１２７の円弧の曲率半径がステム１２の長径部分１２６の側で小さく、短径部分１２５の側で大きくなるように設定されている。従って、ステム１２の長径部分１２６の側では肩部分１２７が突き出る傾向にある。それ故、ケース１１の開放端１１０においてステム１２を位置合わせする際には、ステム１２の短径部分１２５の肩部分１２７、短径部分１２５と長径部分１２６との間の肩部分１２７、および長径部分１２６の肩部分１２７は、略同時にケース１１の開放端１１０のテーパ面１１７に当接することになる。すなわち、ステム１２の全周において肩部分１２７がテーパ面１１７に当接することになる。
このような状態では、ケース１１とステム１２との間に、第８図（Ｂ）に示したような位置ずれが発生することがないので、第８図（Ａ）に示すように、ケース１１とステム１２との間において短径部分１１５、１２５同士および長径部分１１６、１２６同士が対応するように位置合わせされ、ケース１１とステム１２との間に位置ずれが発生しない。それ故、ケース１１とステム１２との間において圧入代が０の部分が発生することがないので、気密不良が発生することがない。
〔実施の形態１、２の改良例２〕
第１０図は本例の圧電振動子容器１０の封止部分の説明図である。なお、第１０図では、ステム１２の各位置における肩部分と、それに対応するケース１１との相対位置関係を比較しやすいように、ケース１１を共通のものとして表すとともに、ステム１２の各位置における肩部分を重ねて表してある。
改良例１で説明した問題点（第７図および第８図（Ｂ）を参照。）を解消するにあたっては、第１０図に示すように、ステム１２において圧入方向（矢印Ｃで示す方向）に位置する肩部分１２７は、ケース１１の軸線Ｌの方向における断面において円弧状になっているとともに、この円弧の中心位置がステム１２の短径部分１２５より長径部分１２６の方で圧入方向（矢印Ｃで示す方向）の側に位置するように構成してもよい。
このように構成すると、ケース１１の開放端１１０においてステム１２を位置合わせする際に、短径部分１２５の肩部分１２７、短径部分１２５と長径部分１２６との間の肩部分１２７、および長径部分１２６の肩部分１２７は、ケース１１の開放端１１０のテーパ面１１７に略同時に当接することになる。すなわち、ステム１２の全周において肩部分１２７がテーパ面１１７に当接することになる。従って、ケース１１とステム１２との間に、第８図（Ｂ）に示すような位置ずれが発生することがないので、第８図（Ａ）に示すように、ケース１１とステム１２との間において短径部分同士１１５、１２５および長径部分１１６、１２６同士が対応するように位置合わせされる。それ故、ケース１１とステム１２との間において圧入代が０の部分が発生することはないので、気密不良が発生しない。
〔実施の形態１、２の改良例３〕
第１１図は本例の圧電振動子容器１０の封止部分の説明図である。なお、第１１図では、ステム１２の各位置における肩部分と、それに対応するケース１１との相対位置関係を比較しやすいように、ケース１１の各位置におけるテーパ面、およびステム１２の各位置における肩部分をそれぞれ重ねて表してある。
改良例１で説明した問題点（第７図および第８図（Ｂ）を参照。）を解消するにあたっては、第１１図に示すように、ケース１１の開放端１１０において、ケース１１の軸線方向における断面において内周縁をテーパ面１１７にするとともに、このテーパ面１１７が軸線方向となす角度がケース１１の長径部分１１６より短径部分１１５の方で小さくしてもよい。すなわち、ステム１２の肩部分１２７の曲率は全周にわたって等しく、かつ、ケース１１の長さ寸法は全周にわたって同一であるが、短径部分１１５の側ではケース１１のテーパ面１１７の角度が小さい。
従って、ケース１１の開放端１１０においてステム１２を位置合わせする際には、ステム１２の短径部分１２５の肩部分１２７、短径部分１２５と長径部分１２６との間の肩部分１２７、および長径部分１２６の肩部分１２７は、ケース１１の開放端１１０のテーパ面１１７に略同時に当接することになる。すなわち、ステム１２の全周において肩部分１２７がテーパ面１１７に当接することになる。それ故、ケース１１とステム１２との間に、第８図（Ｂ）に示すような位置ずれが発生することがないので、第８図（Ａ）に示すように、ケース１１とステム１２との間において短径部分１１５、１２５同士および長径部分１１６、１２６同士が対応するように位置合わせされる。よって、ケース１１とステム１２との間において圧入代が０の部分が発生することがないので、気密不良が発生しない。
〔実施の形態１、２の改良例４〕
第１２図は本例の圧電振動子容器１０の封止部分の説明図である。なお、第１２図では、ステム１２の各位置における肩部分と、それに対応するケース１１との相対位置関係を比較しやすいように、ケース１１の各位置におけるテーパ面、およびステム１２の各位置における肩部分をそれぞれ重ねて表してある。
改良例１で説明した問題点（第７図および第８図（Ｂ）を参照。）を解消するにあたっては、第１２図に示すように、ケース１１の開放端１１０において、ケース１１の軸線Ｌの方向における断面において内周縁をテーパ面１１７にするとともに、このテーパ面１１７の軸線Ｌの方向における位置をケース１１の長径部分１１６より短径部分１１５の方で圧入方向（矢印Ｃで示す方向）の側に位置するようにしてもよい。すなわち、ステム１２の肩部分１２７の曲率は全周にわたって等しく、かつ、ケース１１のテーパ面１１７の傾きは全周にわたって等しいが、ケース１１の長径部分１１６より短径部分１１５の方でケース１１が短い。
従って、ケース１１の開放端１１０においてステム１２を位置合わせする際には、短径部分１２５の肩部分１２７、短径部分１２５と長径部分１２６との間の肩部分１２７、および長径部分１２６の肩部分１２７は、ケース１１の開放端１１０のテーパ面１１７に略同時に当接することになる。すなわち、ステム１２の全周において肩部分１２７がテーパ面１１７に当接することになる。それ故、ケース１１とステム１２との間に、第８図（Ｂ）に示すような位置ずれが発生することがないので、第８図（Ａ）に示すように、ケース１１とステム１２との間において短径部分１１５、１２５同士および長径部分１１６、１２６同士が対応するように位置合わせされる。よって、ケース１１とステム１２との間において圧入代が０の部分が発生することがないので、気密不良が発生しない。
〔実施の形態１、２の改良例５〕
第１３図は、本例の圧電振動子容器の封止部分の説明図である。第１４図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１、２に係る各圧電振動子容器において第１３図に示す突起を形成すべき位置を示す説明図である。
改良例１で説明した問題点（第７図および第８図（Ｂ）を参照。）を解消するにあたっては、第１３図および第１４図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ケース１１の開放端１１０において、ケース１１の軸線Ｌの方向における断面において内周縁をテーパ面１１７にするとともに、ステム１２の圧入方向（矢印Ｃで示す方向）の側に位置する肩部分１２７のうち、長径部分１２６と短径部分１２５との間に相当する４箇所（第１４図（Ａ）、（Ｂ）において斜線を付した領域）に、ケース１１の開放端１１０に形成されたテーパ面１１７に各々の位置で同時に当接するような突起１２８をそれぞれ形成してもよい。
このように構成すると、ケース１１の開放端１１０においてステム１２を位置合わせした際に、ステム１２が回転して位置ずれを起こそうとしても、このような位置ずれの原因となるステム１２の回転は、ステム１２の肩部分１２７に形成した４つの突起１２８で止められる。従って、ケース１１とステム１２との間に、第８図（Ｂ）に示すような位置ずれが発生することがないので、第８図（Ａ）に示すように、ケース１１とステム１２との間において短径部分１１５、１２５同士および長径部分１１６、１２６同士が対応するように位置合わせされる。それ故、ケース１１とステム１２との間において圧入代が０の部分が発生することがないので、気密不良が発生することがない。
ここで、突起１２８は、ステム１２の肩部分１２７（ステム１２を構成する金属外環）に対する絞り加工、ステム１２の肩部分１２７に固着したはんだボール、あるいはステム１２の肩部分１２７に形成した厚膜はんだめっきなどから構成することができる。
また、圧電振動子容器１０において、ケース１１の開放端１１０にステム１２を位置合わせする際に、超音波振動子（図示せず。）あるいはピエゾ素子（図示せず。）が発生した振動をケース１１あるいはステム１２に伝えると、ケース１１あるいはステム１２は振動しながら適正な位置にずれる。それ故、第８図（Ａ）に示すように、ケース１１とステム１２との間において短径部分１１５、１２５同士および長径部分１２６、１２６同士が対応するように位置合わせされる。
ここで、突起１２８を短径部分１２５と長径部分１２６との間に相当する位置に形成したのは、第１５図（Ａ）、（Ｂ）に示す検討結果に基づく。
第１５図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、ステム１２の外周上の位置（回転角θ）と外形寸法（半径Ｃ）との関係、およびステム１２の外周上の位置（回転角θ）に対する外形寸法（半径Ｃ）の変化率を示すグラフである。第１５図（Ａ）、（Ｂ）には、実施の形態１で使用した略楕円形状の断面を有するケース１１およびステム１２を用いた場合、および実施の形態２で説明した楕円形状の断面を有するケース１１およびステム１２を用いた場合のそれぞれについて、ステム１２の外周上の位置（回転角θ）と外形寸法（半径Ｃ）との関係、およびステム１２の外周上の位置（回転角θ）と外形寸法（半径Ｃ）の変化率との関係をそれぞれＬ６、Ｌ７で表してある。
第１５図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、実施の形態１、２のいずれの形態に係る圧電振動子容器１０においても、長径部分１２６に対して２０°±１０°の回転角をなす範囲において回転角θに対する外形寸法（半径Ｃ）の変化率が著しく大きい。従って、このような位置に対応させて、第１４図（Ａ）、（Ｂ）に斜線を付した領域に突起１２８を形成しておけば、４つの突起１２８によってステム１２の回転を防止することができるので、ケース１１とステム１２との間で位置ずれが発生しない。それ故、この製造方法によれば、ケース１１とステム１２との間に、第８図（Ｂ）に示すような位置ずれが発生することがないので、第８図（Ａ）に示すように、ケース１１とステム１２との間において短径部分１１５、１２５同士および長径部分１１６、１２６同士が対応するように位置合わせされる。それ故、ケース１１とステム１２との間において圧入代が０の部分が発生することがないので、気密不良が発生することがない。
〔実施の形態１、２の改良例６〕
第１６図は、本例の圧電振動子容器１０におけるケース１１およびステム１２の断面形状、およびケース１１の肉厚を示す説明図である。
第１６図に示すように、本例でも、実施の形態１、２で説明したように、略楕円形状の断面を有するケース１１およびステム１２、あるいは楕円形状の断面を有するケース１１およびステム１２を用いる。また、圧入代については、ケース１１の長径側から短径側に向かって単調増加している。
さらに、本形態において、ケース１１は、長径部分１１６における肉厚が短径部分１１５における肉厚よりも薄くなっている。たとえば、ケース１１の肉厚は、長径部分１１６に対して２０°±１０°の回転角をなす位置から長径部分１１６に向かって肉厚が単調減少している。
このように形成したケース１１を用いた圧電振動子容器１０について垂直応力および引っ張り応力を計算した結果を、第４図（Ａ）、（Ｂ）に□および破線Ｌ２で示す。第４図（Ａ）からわかるように、本例の圧電振動子容器１０を用いた場合にも、垂直応力が小さくなりがちな短径部分１１５について圧入代を大きく設定してあるので、全周にわたって垂直応力が下限値以上である。また、本例の圧電振動子容器１０を用いた場合には、第４図（Ｂ）からわかるように、実施の形態１、２に係る圧電振動子と比較して、引っ張り応力が大きくなりがちな長径部分１１６において肉厚を薄くしたので、長径部分１１６に発生する引っ張り応力が低下し、全周にわたって引っ張り応力が上限値以下である。従って、封止不良やケース１１の破断に起因する気密不良が発生しない。
また、本例の圧電振動子容器１０のように、長径部分１１６におけるケース１１の肉厚を薄くし、短径部分１１５におけるケース１１の肉厚を厚くすると、ケース１１の肉厚が一定の場合に比較して、短径部分１１５に圧力が加わっても変形しにくいという利点がある。第１６図（Ｂ）に示すように、たとえば、圧電振動子２０をＩＣなどと一緒に樹脂モールドした際にモールド圧（矢印Ｍで示す。）がケース１１の短径部分１１５に加わっても、この短径部分１１５は厚肉に形成されているので、ケース１１の短径部分１１５が凹んで圧電振動子容器１０の気密性が低下するということがない。
〔実施の形態１、２の改良例７〕
第１７図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本例の圧電振動子容器１０を用いたステム１２の正面図および平面断面図である。
第１７図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本例では、ステム１２に固着されているリード１３、１４のうち、ケース１１内で圧電振動片２１のマウント部２３に重ねられるインナーリード部分１３２、１４２がアウターリード部分１３１、１４１と比較して小径である。従って、第１８図（Ａ）に示すように、圧電振動子容器１０に用いたケース１１を偏平化するとともに、短径部分１２５の圧入代を大きくしたために、圧電振動片２１とケース１１の内周１１１との隙間寸法Ｇａが狭くなった場合でも、第１８図（Ｃ）に示すように、インナーリード部分１３２、１４２を小径にしたリード１３、１４を使用しているので、インナーリード部分１３２、１４２が細い分、圧電振動片２１とケース１１の内周１１１との隙間寸法Ｇｃが広い。従って、本例によれば、圧電振動子容器１０に用いたケース１１を偏平化し、かつ、短径部分１２５に圧入代を大きく確保した場合でも、圧電振動片２１が落下などにより撓んでもケース１１の内周１１１に触れることがない。それ故、圧電振動片２１が落下などにより撓んでケース１１の内周１１１に触れることに起因する圧電振動片２１の折れや欠けを防止することができる。
〔実施の形態１、２の改良例８〕
本形態も、改良例７と同様、圧電振動子容器１０に用いたケース１１を偏平化し、かつ、短径部分１２５の圧入代を大きくした場合でも、圧電振動片２１とケース１１の内周１１１との間に十分な隙間寸法を確保することを目的とする。
第１９図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本例の圧電振動子容器を用いたステム１２の平面図、平面断面図、および側面断面図である。
第１９図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、本例では、ステム１２に固着されているリード１３、１４のうち、ケース１１内で圧電振動片２１のマウント部２３に重ねられるインナーリード部分１３２、１４２を偏平にしてある。従って、第１８図（Ａ）を示すように、圧電振動子容器１０に用いたケース１１を偏平化するとともに、短径部分１２５の圧入代を大きくしたために圧電振動片２１とケース１１の内周１１１との隙間寸法Ｇａが狭くなった場合でも、第１８図（Ｂ）に示すように、インナーリード部分１３２、１４２を偏平にしたリード１３、１４を使用しているので、インナーリード部分１３２、１４２が薄い分、圧電振動片２１とケース１１の内周１１１との隙間寸法Ｇｂが広い。従って、本例によれば、圧電振動子容器１０に用いたケース１１を偏平化し、かつ、短径部分１２５の圧入代を大きく確保した場合でも、圧電振動片２１が落下などにより撓んでもケース１１の内周１１１に触れることがない。それ故、圧電振動片２１が落下などにより撓んでケース１１の内周１１１に触れることに起因する圧電振動片２１の折れや欠けを防止することができる。
本例では、第１９図（Ａ）に示すように、インナーリード部分１３２、１４２を偏平にするにあたって、丸棒状のインナーリード部分にプレス加工を施したものである。従って、インナーリード部分１３２、１４２は、アウターリード部分１３１、１４１などに比較して幅広になっているが、第２０図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、インナーリード部分１３２、１４２の幅寸法をアウターリード部分１３１、１４１の径と等しい形状に加工したものを用いてもよい。
なお、本例および改良例７に示すように、圧電振動子容器１０に用いたケース１１を偏平化し、かつ、短径部分１２５の圧入代を大きくした場合でも、圧電振動片２１とケース１１の内周１１１との間に十分な隙間を確保するという観点からすれば、第２１図に示すように、ケース１１の断面を略楕円形状（実施の形態１）にしたときに確保できる圧電振動片２１とケース１１の内周１１１との間の隙間寸法Ｇ１の方が、ケース１１の断面と楕円形状（実施の形態２）にしたときに確保できる圧電振動片２１とケース１１の内周１１１との間の隙間寸法Ｇ２より広い。それ故、圧電振動片２１が、落下などにより撓んでもケース１１の内周１１１に触れることに起因する圧電振動片２１の折れや欠けを防止するという点では、実施の形態１のように、ケース１１およびステム１２の断面を略楕円形状（実施の形態１）にしたときの方が有利である。
〔実施の形態１、２の改良例９〕
本形態は、第２２図（Ａ）に示すように、インナーリード部分１３２、１４２を偏平にしたときにインナーリード部分１３２、１４２が傾いても、インナーリード部分１３２、１４２と圧電振動片２１のマウント部２３との間において導電性接着剤やはんだが偏らないようにすることを目的とする。すなわち、第２２図（Ａ）に示すように、インナーリード部分１３２、１４２を圧電振動片のマウント部２３に導電性接着剤やはんだなどを用いて電気的および機械的に接続する際には、インナーリード部分１３２、１４２を押さえ板１５で圧電振動片２１の方に押圧する。しかし、インナーリード部分１３２、１４２が偏平な場合にインナーリード部分１３２、１４２が傾くと、インナーリード部分１３２、１４２を押さえ板１５で均等に押圧することができない。
そこで、本形態では、第２２図（Ｂ）に示すように、インナーリード部分１３２、１４２には、その偏平な端面よりも外側に張り出す突起１３５、１４５が形成されている。従って、押さえ板１５は、あくまでインナーリード部分１３２、１４２の突起１３５、１４５を介してインナーリード部分１３２、１４２を圧電振動片２１に向けて押圧するので、偏平なインナリード部分１３２、１４２が傾いていても、インナリード部分１３２、１４２を圧電振動片２１のマウント部２３に向けて確実に押し付けることができる。それ故、インナーリード部分１３２、１４２と圧電振動片２１のマウント部２３との間において導電性接着剤やはんだを広い範囲に行き渡らせることができる。
ここで、インナーリード部分１３２、１４２に対して突起１３５、１４５を形成する方法としては、たとえば、第２３図に示すように、インナーリード部分１３２、１４２にはんだボールを固着してそれを突起１３５、１４５とした構成、第２４図に示すように、インナーリード部分１３２、１４２に厚膜はんだめっきを施してそれを突起１３５、１４５とした構成、さらには、第２５図に示すように、機械加工によってインナーリード部分１３２、１４２を変形させ、それによって形成される凸部を突起１３５、１４５とした構成を利用することができる。
〔実施の形態１、２の改良例１０〕
第２６図（Ａ）は本例の圧電振動子２０の構成例を示す側面断面図であり、第２６図（Ｂ）は第２６図（Ａ）のＡ−Ａ矢視図、第２６図（Ｃ）は第２６図（Ａ）のマウント部の部分拡大図である。
第２６図（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、本例では、ステム１２に固着されているリード１３、１４のうち、ケース１１内で圧電振動片２１のマウント部２３に重ねられるインナーリード部分１３２、１４２が、圧電振動片２１の先端部２４が圧電振動子２０の厚み方向中央になるように角度ψ分だけ曲げられている。従って、圧電振動子容器１０に用いたケース１１を偏平化するとともに、短径部分１２５の圧入代を大きくしても、インナーリード部分１３２、１４２が曲げられている分、圧電振動片２１とケース１１の内周１１１との隙間寸法Ｇｄが広い。従って、本例によれば、圧電振動子容器１０に用いたケース１１を偏平化し、かつ、短径部分１２５の圧入代を大きく確保した場合でも、圧電振動片２１が落下などにより撓んでもケース１１の内周１１１に触れることがない。それ故、圧電振動片２１が落下などにより撓んでケース１１の内周１１１に触れることに起因する圧電振動片２１の折れや欠けを防止することができる。
また、本改良例１０の圧電振動子の製造方法においては圧電振動片２１の先端部２４が圧電振動子２０の厚み方向中央になるように予め曲げられたインナーリード１３２、１４２に圧電振動片２１をマウントする方法と、インナーリード１３２、１４２に圧電振動片２１をマウントする際に、インナーリード１３２、１４２を、圧電振動片２１の先端部２４が圧電振動子２０の厚み方向中央になるように曲げながらマウントする方法とが考えられる。
前者の方法は、インナーリード１３２、１４２が曲げにくい形状や材質である場合（例えば、断面が円形で太い場合や、硬い材質である場合）などに有効であり、まず、第２７図（Ａ）に示すように、ステム１２を単体でインナーリード曲げ治具１７にセットし、インナーリード１３２、１４２を所定の角度ψに予め曲げておく。次に、圧電振動片２１をマウントするための治具に、圧電振動片２１と、インナーリード１３２、１４２が予め曲げられたステム１２（第２７図（Ｂ））とをセットしマウントを行う。この方法によれば、本改良例１０に示すような構成の圧電振動子２０を容易に製造することができる。
一方、後者の方法は、インナーリード１３２、１４２が曲げやすい形状や材質である場合（例えば、改良例７に示す断面が円形で細い場合や改良例８に示す偏平形状の場合、あるいは比較的柔らかい材質である場合）などに有効であり、第２８図に示すように、圧電振動片２１をセットする部分と、ステム１２をセットする部分とが、所定の角度ψに設定されているマウント治具１８に、圧電振動片２１とステム１２とをセットし、インナーリード１３２、１４２を押さえ板１６で圧電振動片２１に押圧してマウントを行う。このようにすると、インナーリード１３２、１４２は押さえ板１６により所定の角度ψ分だけ曲げられて、圧電振動片２１のマウント部２３の面に密着し、マウントが完成する。従って、この方法によれば、本改良例１０に示すような構成の圧電振動子２０を容易に、かつ、工程を増加することなしに製造することかできる。
〔各実施の形態の応用例〕
第２９図は、本発明の実施の形態に係わる各圧電振動子のいずれかを基板に実装した場合の応用例を示す斜視図である。
第３０図（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ第２９図の圧電振動子２を基板にはんだ付けした場合の構成例を示す斜視図及び部分断面図であり、第３１図（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ図２９図の圧電振動子２を基板にはんだ付けした場合の別の構成例を示す斜視図及び部分断面図である。
上述の各実施の形態に係わる圧電振動子２は、例えば第２９図のように基板１００に実装される。基板１００の表面には、例えばその他にも電子部品が実装されており、これらを接続するための所定の配線が形成されている。この配線における圧電振動子２が実装される位置には、リード１３、１４が貫通する穴またはリードを載置するパターンが設けられている。圧電振動子２は、リード１３、１４がそれぞれ第３０図（Ａ）や第３１図（Ａ）に示すようにこれらの穴に差し込まれ、またはこれらのパターンに載置され、第３０図（Ｂ）や第３１（Ｂ）に示すようにはんだ付けされることで実装される。
以上説明したように本発明によれば、ステムおよびケースが略楕円形状あるいは楕円形状の断面を有しているので、偏平な圧電振動片を効率よく収納でき、圧電振動子を薄型化できる。従って、圧電振動子を基板に実装させた場合には、実装面垂直方向における高さを低くし、圧電振動子を実装する基板の薄型化を図ることができる、また、垂直応力が小さくなりがちな短径部分について圧入代を大きく設定したので、全周にわたって垂直応力が下限値以上である。さらに、引っ張り応力が大きくなりがちな長径部分について圧入代を小さく設定したので、全周にわたって引っ張り応力が上限値以下である。従って、封止不良やケースの破断に起因する気密不良が発生しないので、信頼性の高い圧電振動子を構成することができる。
産業上の利用可能性
このように、本発明は、水晶振動子などの圧電振動片を内部に収納する圧電振動子容器、この圧電振動子容器を用いた圧電振動子及びこの圧電振動子を実装した回路基板並びに圧電振動子の製造方法として用いるのに適している。さらに詳しくは、圧電振動子容器に用いた楕円あるいは略楕円の筒状ケースの開放端に対する封止技術として用いるのに適している。
本発明は、水晶振動子などの圧電振動片を内部に収納する圧電振動子容器、この圧電振動子容器を用いた圧電振動子及びこの圧電振動子を実装した回路基板並びに圧電振動子の製造方法に関するものである。さらに詳しくは、圧電振動子容器に用いた楕円あるいは略楕円の筒状ケースの開放端に対する封止技術に関するものである。
背景技術
各種電子機器に用いられる圧電振動子は容器に収納された状態で電子機器に組み込まれる。圧電振動子では、音叉型あるいはＡＴカットされた水晶片などといった圧電振動片に対して所定のパターンで電極が形成された薄板状のものが用いられる。従って、圧電振動片の形状に対応させて、楕円あるいは略楕円の筒状ケースを用いれば、圧電振動片を効率よく収納でき、圧電振動子の薄型化を図ることができる。このような容器としては、たとえば、実開平２−５５７２７号公報に開示されたものがある。この圧電振動子容器では、圧電振動子を略楕円のケース内に収納するとともに、ケースの開放端に対してステムを圧入してその封止を行う構造になっている。
しかしながら、実開平２−５５７２７号公報に開示された圧電振動子容器のように、略楕円のケースを圧入によって封止する構造では、ケースとステムとの接触面圧が周方向においてばらつくため、接触面圧の小さな部分で漏れが発生しやすいという問題点がある。
このような問題点を解消するものとして、再公表特許公報ＷＯ９７／０８８２６には、楕円あるいは略楕円の円周形状を備えるケースに対して、楕円あるいは略楕円の外周形状を備えるステムを圧入する際の圧入代を短径部分と長径部分との間において最大にした圧電振動子容器が開示されている。この構成によれば、実験的に最も気密不良が発生しやすい箇所の圧入代を最大にしているので、この部分での気密不良を防止できるというものである。
しかしながら、圧入代を短径部分と長径部分との間において最大にした圧電振動子容器では、この短径部分と長径部分との間に相当する部分において、圧入時にケースの周方向に加わる応力（引っ張り応力）が最大となる部分が発生する。その結果、この部分でケースが破断し、気密不良が発生するという新たな問題点がある。
本発明の目的は、上記課題を解消して、楕円あるいは略楕円のケースを用いても気密不良の発生しない圧電振動子容器、それを用いた圧電振動子及びこの圧電振動子を実装した回路基板並びに圧電振動子の製造方法を実現し、楕円あるいは略楕円といった偏平なケースを用いてもケース内周に圧電振動片が触れることのない圧電振動子容器を実現することである。
発明の開示
本発明における圧電振動子は、
（１）一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ステム外周が第１の曲率半径を備える短径部分と前記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分とを有し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径との接続部分で前記第１の曲率半径の接線と前記第２の曲率半径の接線とが一致し、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記円弧の曲率半径が前記ステムの長径部分より短径部分の方で大きく、前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ケース内周が第３の曲率半径を備える短径部分と前記第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径の長径部分とを有し、前記第３の曲率半径と前記第４の曲率半径との接続部分で前記第３の曲率半径の接線と前記第４の曲率半径の接線とが一致し、前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする。
（２）一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてステム外周が楕円形状を有し、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記円弧の曲率半径が前記ステムの長径部分より短径部分の方で大きく、前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてケース内周が楕円形状を有し、前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする。
この（１）（２）の発明では、ステムの外周およびケースの内周が大小２種類の円弧で形成された略楕円形状、もしくは楕円形状を有していても、ステムの圧入方向に位置する円弧状断面を有する肩部の曲率半径を長径部分より短径部分を大きくすることで、ケースをステムにセットする際にケース開放端部の内周縁に設けたテーパ面の全周にわたりステムの円弧状肩部が当接することになり、ケースとステムの回転方向のずれを発生させないので、ステムとケースが正しい回転位置で圧入され、ずれが原因となる圧入代「０」部分の発生が防止され気密が確保される。よって、本発明によれば、信頼性の高い圧電振動子及びこれを実装した回路基板を構成することができる。
（３）一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ステム外周が第１の曲率半径を備える短径部分と前記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分とを有し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径との接続部分で前記第１の曲率半径の接線と前記第２の曲率半径の接線とが一致し、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記円弧の中心位置が前記ステムの短径部分より長径部分の方で前記圧入方向側に位置し、前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ケース内周が第３の曲率半径を備える短径部分と前記第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径の長径部分とを有し、前記第３の曲率半径と前記第４の曲率半径との接続部分で前記第３の曲率半径の接線と前記第４の曲率半径の接線とが一致し、前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面について内周縁がテーパ面になっており、前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする。
（４）一方端が開放端になっている状態のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてステム外周が楕円形状を有し、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記円弧の中心位置が前記ステムの短径部分より長径部分の方で前記圧入方向側に位置し、前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてケース内周が楕円形状を有し、前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする。
この（３）（４）の発明では、ステムの外周およびケースの内周が大小２種類の円弧で形成された略楕円形状、もしくは楕円形状を有していても、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分が、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記円弧の中心位置が前記ステムの短径部分より長径部分の方で前記圧入方向側に位置することで、前記ケースを前記ステムにセットする際に前記ケース開放端部の内周縁に設けたテーパ面の全周にわたり前記ステムの円弧状肩部が当接することになり、前記ケースと前記ステムの回転方向のずれを発生させないので、前記ステムと前記ケースが正しい回転位置で圧入され、ずれが原因となる圧入代「０」部分の発生が防止され気密が確保される。よって、本発明によれば、信頼性の高い圧電振動子及びこれを実装した回路基板を構成することができる。
（５）一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ステム外周が第１の曲面半径を備える短径部分と前記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分とを有し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径との接続部分で前記第１の曲率半径の接線と前記第２の曲率半径の接線とが一致し、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状の断面形状を有し、前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ケース内周が第３の曲率半径を備える短径部分と前記第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径の長径部分とを有し、前記第３の曲率半径と前記第４の曲率半径との接続部分で前記第３の曲率半径の接線と前記第４の曲率半径の接線とが一致し、前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記テーパ面が前記軸線方向となす角度が前記ケースの長径部分より短径部分の方で小さく、前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする。
（６）一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてステム外周が楕円形状を有し、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状の断面形状を有し、前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてケース内周が楕円形状を有し、前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記テーパ面が前記軸線方向となす角度が前記ケースの長径部分より短径部分の方で小さく、前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする。
この（５）（６）の発明では、ステムの外周およびケースの内周が大小２種類の円弧で形成された略楕円形状、もしくは楕円形状を有していても、前記ステムの圧力方向側に位置する肩部分が、前記ケースの軸線方向において円弧状の断面を有しており、前記ケースの開放端の内周縁がテーパ面になっており、前記テーパ面が前記ケースの軸線方向となす角度が長径部分より短径部分のほうが小さくなっていることで、前記ケースを前記ステムにセットする際に前記ケース開放端部の内周縁に設けたテーパ面の全周にわたり前記ステムの円弧状肩部が当接することになり、前記ケースと前記ステムの回転方向のずれを発生させないので、前記ステムと前記ケースが正しい回転位置で圧入され、ずれが原因となる圧入代「０」部分の発生が防止され気密が確保される。よって、本発明によれば、信頼性の高い圧電振動子及びこれを実装した回路基板を構成することができる。
（７）一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ステム外周が第１の曲率半径を備える短径部分と前記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分とを有し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径との接続部分で前記第１の曲率半径の接線と前記第２の曲率半径の接線とが一致し、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状の断面形状を有し、前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ケース内周が第３の曲率半径を備える短径部分と前記第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径の長径部分とを有し、前記第３の曲率半径と前記第４の曲率半径との接続部分で前記第３の曲率半径の接線と前記第４の曲線半径の接線とが一致し、前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記テーパ面の前記軸線方向における位置が前記ケースの長径部分より短径部分の方で前記圧入方向側にあり、前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内でおさめていることを特徴とする。
（８）一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてステム外周が楕円形状を有し、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状の断面形状を有し、前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてケース内周が楕円形状を有し、前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記テーパ面の前記軸線方向における位置が前記ケースの長径部分より短径部分の方で前記圧入方向側にあり、前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする。
この（７）（８）の発明では、ステムの外周およびケースの内周が大小２種類の円弧で形成された略楕円形状もしくは楕円形状を有していても、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分が、前記ケースの軸線方向において円弧状の断面を有しており、前記ケースの開放端の内周縁がテーパ面になっており、前記テーパ面が前記ケースの軸線方向における位置が長径部分より短径部分の方で圧入方向側にあることで、前記ケースを前記ステムにセットする際に前記ケース開放端部の内周縁に設けたテーパ面の全周にわたり前記ステムの円弧状肩部が当接することになり、前記ケースと前記ステムの回転方向のずれを発生させないので、前記ステムと前記ケースが正しい回転位置で圧入され、ずれが原因となる圧入代「０」部分の発生が防止され気密が確保される。よって、本発明によれば、信頼性の高い圧電振動子及びこれを実装した回路基板を構成することができる。
（９）一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ステム外周が第１の曲率半径を備える短径部分と前記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分とを有し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径との接続部分で前記第１の曲率半径の接線と前記第２の曲率半径の接線とが一致し、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記長径部分と前記短径部分との間に相当する４箇所には、突起がそれぞれ形成され、前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ケース内周が第３の曲率半径を備える短径部分と前記第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径を長径部分とを有し、前記第３の曲率半径と前記第４の曲率半径との接続部分で前記第３の曲率半径の接線と前記第４の曲率半径の接線とが一致し、前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において、内周縁が前記ステムの前記肩部分の前記４箇所の突起に当接するテーパ面になっており、前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする。
（１０）一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止してステムとを有する圧力振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてステム外周が楕円形状を有し、前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記長径部分と前記短径部分との間に相当する４箇所には、突起がそれぞれ形成され、前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてケース内周が楕円形状を有し、前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において、内周縁が前記ステムの前記肩部分の前記４箇所の突起に当接するテーパ面になっており、前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする。
この（９）（１０）の発明では、ステムの外周およびケースの内周が大小２種類の円弧で形成された略楕円形状もしくは楕円形状を有していても、前記ケースを前記ステムにセットする際に、前記ケース開放端部の内周縁に設けたテーパ面に、前記ステムの円弧状肩部の４箇所の突起が同時に当接し、前記ケースと前記ステムの回転方向のずれを発生させないので、前記ステムと前記ケースが正しい回転位置で圧入され、ずれが原因となる圧入代「０」部分の発生が防止され気密が確保される。よって、本発明によれば、信頼性の高い圧電振動子及びこれを実装した回路基板を構成することができる。
さらに（１）（３）（５）（７）（９）の発明によれば、ステムの外周およびケースの内周が大小２種類の円弧で形成された略楕円形状を有しているので、偏平な圧電振動片を効率よく収納でき、圧電振動子を薄型化できる。さらに、短径部分と長径部分の曲率半径の接続部において接線を一致させ、滑らかな形状となり角部分がなくなることで圧入時の垂直応力の不安定部分を解消し、気密不良が発生しない。さらに、垂直応力が小さくなりがちな短径部分について圧入代を大きくしたので、全周にわたって垂直応力が下限値以上となり、封止不良に起因する気密不良が発生しない。さらに、引っ張り応力が大きくなりがちな長径部分について圧入代を小さく設定したので、全周にわたって引っ張り応力が上限値以下である。このため、ケースの破断に起因する気密不良も発生しない。よって、本発明によれば、信頼性の高い圧電振動子及びこれを実装した回路基板を構成することができる。
また（２）（４）（６）（８）（１０）の発明によれば、ステムの外周およびケースの内周が楕円形状を有しているので、偏平な圧電振動片を効率よく収納でき、圧電振動子を薄型化できる。さらに、垂直応力が小さくなりがちな短径部分について圧入代を大きく設定したので、全周にわたって垂直応力が下限値以上である。また、引っ張り応力が大きくなりがちな長径部分について圧入代を小さく設定したので、全周にわたって引っ張り応力が上限値以下である。従って、封止不良やケースの破断に起因する気密不良が発生しないので、信頼性の高い圧電振動子及びこれを実装した回路基板を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、圧電振動子の全体構成を示す平面図、側面図および正面図。
第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１に係る圧電振動子容器の全体構成を示す平面断面図、側面断面図および正面断面図。
第３図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１に係る圧電振動子容器におけるケース内周面とステム外周面とのサイズを比較して示す説明図、およびその一部を拡大して示す説明図。
第４図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明を適用した圧電振動子容器および比較例に係る圧電振動子容器について垂直応力および引っ張り応力を計算した結果を示すグラフ、（Ｃ）は応力の方向を示す説明図。
第５図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明の実施の形態２に係る圧電振動子容器の全体構成を示す平面断面図、側面断面図および正面断面図。
第６図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態２に係る圧電振動子容器におけるケース内周面とステム外周面とのサイズを比較して示す説明図、およびその一部を拡大して示す説明図。
第７図本発明の実施の形態１、２に係る圧電振動子容器を更に改良すべき点を説明するための圧電振動子容器の封止部分の説明図。
第８図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１、２に係る圧電振動子容器を更に改良すべき点を説明するためのケースとステムとの相対的な位置関係を示す説明図。
第９図は、本発明の実施の形態１、２の改良例１に係る圧電振動子容器の封止部分の説明図。
第１０図は、本発明の実施の形態１、２の改良例２に係る圧電振動子容器の封止部分の説明図。
第１１図は、本発明の実施の形態１、２の改良例３に係る圧電振動子容器の封止部分の説明図。
第１２図は、本発明の実施の形態１、２の改良例４に係る圧電振動子容器の封止部分の説明図。
第１３図は、本発明の実施の形態１、２の改良例５に係る圧電振動子容器の封止部分の説明図。
第１４図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１、２に係る各圧電振動子容器において第１３図に示す突起を形成すべき位置を示す説明図。
第１５図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、ステムの外周上の位置（回転角θ）と外形寸法（半径Ｃ）との関係、およびステムの外周上の位置（回転角θ）に対する外径寸法（半径Ｃ）の変化率を示すグラフ。
第１６図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１、２の改良例６に係る圧電振動子容器においてケースの周方向における肉厚分布を示す説明図、およびこの圧電振動子容器に圧力が加わった様子を示す説明図。
第１７図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１、２の改良例７に係る圧電振動子容器においてステムから延びるインナーリード部分の径を示すステムの正面図および平面断面図。
第１８図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１、２に係る圧電振動子容器におけるケース内周と圧電振動片との隙間を示す説明図、本発明の実施の形態１、２の改良例８に係る圧電振動子容器におけるケース内周と圧電振動片との隙間を示す説明図、および本発明の実施の形態１、２の改良例７に係る圧電振動子容器におけるケース内周と圧電振動片との隙間を示す説明図。
第１９図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１、２の改良例８に係る圧電振動子容器に用いたステムの正面図、平面断面図および側面断面図。
第２０図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１、２の改良例８に係る別の圧電振動子容器に用いたステムの平面断面図および側面断面図。
第２１図は、本発明の実施の形態１、２の改良例８に係る圧電振動子容器において、断面形状の異なる２つのタイプのケースにおけるケース内周と圧電振動片との隙間を示す説明図。
第２２図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１、２の改良例８に係る圧電振動子容器をさらに改良すべき点を説明する説明図、および本発明の実施の形態１、２の改良例９に係る圧電振動子容器の説明図。
第２３図は、本発明の実施の形態１、２の改良例９に係る圧電振動子容器においてインナーリード部分に形成した突起の第１の例を示す説明図。
第２４図は、本発明の実施の形態１、２の改良例９に係る圧電振動子容器においてインナーリード部分に形成した突起の第２の例を示す説明図。
第２５図は、本発明の実施の形態１、２の改良例９に係る圧電振動子容器においてインナーリード部分に形成した突起の第３の例を示す説明図。
第２６図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は、それぞれ本発明の実施の形態１０に係る圧電振動子の構成を示す側面断面図、（Ａ）のＡ−Ａ矢視図、および（Ａ）のマウント部の部分拡大図。
第２７図は、本発明の実施の形態１０に係る圧電振動子の製造方法の説明図であり、（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、インナーリード曲げ治具にステムをセットした断面図、インナーリード曲げ治具によりインナーリードが曲げられたステムの断面図。
第２８図は、本発明の実施の形態１０に係る圧電振動子の別の製造方法の説明図であり、マウント治具に圧電振動片とステムとをセットした断面図。
第２９図は、本発明の実施の形態に係わる各圧電振動子のいずれかを基板に実装した場合の応用例を示す斜視図。
第３０図（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ第２９図の圧電振動子を基板にはんだ付けした場合の構成例を示す斜視図及び部分断面図。
第３１図（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ図２９図の圧電振動子を基板にはんだ付けした場合の別の構成例を示す斜視図及び部分断面図。
発明を実施するための最良の形態
以下に、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を説明する。
〔実施の形態１〕
第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、圧電振動子の全体構成を示す平面図、側面図および正面図である。第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、圧電振動子の全体構成を示す平面断面図、側面断面図および正面断面図である。
第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）および第２図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）からわかるように、圧電振動子２０に用いた圧電振動子容器１０は、一方端が開放端１１０になっている筒状のケース１１と、このケース１１の開放端１１０を封止するステム１２とから構成されている。ケース１１は、主組成が銅、亜鉛、ニッケルである洋白材、あるいは約４１％〜約４２％のニッケルと残部の鉄からなる４２アロイなどから構成され、その表面には膜厚が約１０μｍ以下のニッケルめっきなどが施されている。ステム１２は、コバールや４２アロイなどからなる金属外環１２１と、この金属外環１２１の内側に充填された封止ガラス１２２と、この封止ガラス１２２によって金属外環１２１の内側に固定された２本のリード１３、１４とから構成され、２本のリード１３、１４は、互いに電気的に絶縁している。金属外環１２１は、下地として形成された膜厚が約６μｍ以下の銅めっき層の表面に膜厚が約２２μｍ以下のはんだめっきが施されている。２本のリード１３、１４では、ステム１２から外側に突き出ている一方側がアウターリード部分１３１、１４１であり、ケース１１内に向けて延びている部分がインナーリード部分１３２、１４２である。これらのリード１３、１４は、コバールや４２アロイなどの金属表面に膜厚が約６μｍ以下の銅めっき層を下地層として形成し、その表面に膜厚が約２２μｍ以下の高融点のはんだをめっきしたものである。封止ガラス１２２は、熱膨張係数が約４×１０−６／℃〜約６×１０−６／℃とコバールに近いコバールガラスである。
圧電振動子２０は、ＡＴカットした水晶片からなる薄板状の圧電振動片２１に所定の電極パターン２２が形成され、圧電振動片２１の基部に相当する部分がマウント部２３になっている。マウント部２３には、前記のインナーリード部分１３２、１４２が導電性接着剤やはんだなどで接続され、これらのインナーリード部分１３２、１４２への接続によって圧電振動片２１は、ステム１２に対して所定の姿勢で保持されている。
このように構成した圧電振動子容器１０では、リード１３、１４に固定された圧電振動片２１をケース１１内に差し込むようにしてケース１１の開放端１１０にステム１２を取り付ける。ここで、ケース１１の開放端１１０における内径寸法はステム１２の外径寸法よりも全周にわたって小さく設定されているので、ケース１１の開放端１１０にステム１２を圧入すると、圧入代（ケース１１の内径寸法とステム１２の外径寸法との差）に応じた垂直応力によって、ケース１１の開放端１１０がステム１２によって封止される。
このような封止工程においては、はんだの固相線よりもやや低い温度に予熱された治工具（図示せず。）にケース１１とステム１２とを取り付けた後、真空炉あるいは窒素ガス雰囲気中に投入して、ケース１１、ステム１２および圧電振動片２１などに付着、吸着しているガスを除去する。次に、真空雰囲気中でケース１１の開放端１１０にステム１２を圧入する。このときには、ステム１２の金属外環１２１の表面に形成されているはんだは固相状態であるが、固相点近くの温度にまで熱せられているので、軟化している。従って、この状態でケース１１の開放端１１０にステム１２を圧入すると、はんだがケース１１とステム１２との間を隙間無く埋め、開放端１１０を確実に封止する。
第３図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本形態の圧電振動子容器１０におけるケース内周面とステム外周面とのサイズを比較して示す説明図、およびその一部を拡大して示す説明図である。
本形態では、圧電振動子容器１０に対して薄板上の圧電振動片２１を効率よく収納し、かつ、圧電振動子容器１０の薄型化を図るために、圧電振動子容器１０は、第３図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、円筒状ではなく、略楕円形状の断面形状を有している。すなわち、ステム１２とケース１１とが接触する部分におけるケース１１の軸線Ｌの方向と直交する方向の断面において、ステム１２の外周１２０は、第１の曲率半径を備える短径部分１２５と、この第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分１２６を有する略楕円形状（２円弧構成）を有している。従って、ステム１２の外周１２０は、短径部分１２５に相当する大きな円弧部分と、長径部分１２６に相当する小さな円弧部分が交互に配置された形状になっており、短軸および長軸に対して線対称になっている。ここで、大きな円弧部分と小さな円弧部分とが接続する点が接続点Ｐであり、この接続点Ｐでは、大きな円弧部分に対する接線と小さな円弧部分に対する接線とが一致する。このため、ステム１２の外周形状において、大きな円弧部分と小さな円弧部分とは滑らかに接続し、角部分がない。
また、ケース１１とステム１２とが接触する部分におけるケース１１の軸線Ｌの方向と直交する方向の断面において、ケース１１の内周１１１は、第３の曲率半径を備える短径部分１１５と、この第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径の長径部分１１６を有する略楕円形状を有している。従って、ケース１１の内周１１１も、短径部分１１５に相当する大きな円弧部分と、長径部分１１６に相当する小さな円弧部分が交互に配置された形状になっており、短軸および長軸に対して線対称になっている。ここで、大きな円弧部分と小さな円弧部分とが接続する接続点Ｐに相当する位置では、大きな円弧部分に対する接線と小さな円弧部分に対する接線とが一致する。このため、ケース１１の内周１１１において、大きな円弧部分と小さな円弧部分とは滑らかに接続し、角部分がない。
このように構成した圧電振動子容器１０では、ケース１１にステム１２を圧入した状態において、ケース１１の軸線Ｌの方向と直交する方向の断面では、長軸方向の寸法が約３．５ｍｍ以下で、かつ、短軸方向における寸法は長軸方向における寸法の約１／４〜約２／３になっている。
このように構成した圧電振動子容器１０において、本形態では、第３図（Ｂ）に示すように、ケース１１の開放端１１０にステム１２を圧入する際の圧入代は、ケース１１およびステム１２の長径部分１１６、１２６の側から短径部分１１５、１２５の側に向かって単調増加している。圧入代とは、厳密にはステム１２の外周面の法線方向におけるケース１１の内周１１１とステム１２の外周１２０との間の寸法として定義される。ここで、ケース１１およびステム１２の長径部分１１６、１２６における圧入代は約０．０３ｍｍ以下であり、ケース１１およびステム１２の短径部分１１５、１２５における圧入代は約０．０２ｍｍ〜約０．０６ｍｍの範囲内であり、このような条件下で、圧入代がケース１１およびステム１２の長径部分１１６、１２６の側から短径部分１１５、１２５の側に向かって単調増加するように設定されている。
このように構成した圧電振動子容器１０、および比較例に係る圧電振動子容器について、ケース１１にステム１２を圧入した際の垂直応力および引っ張り応力を計算した結果を、第４図（Ａ）、（Ｂ）に示す。ここで、垂直応力とは、第４図（Ｃ）に矢印Ａで示す方向の応力である。従って、垂直応力（圧入した後の接触面圧）が大きいほど封止能力が高い。また、引っ張り応力とは、第４図（Ｃ）に矢印Ｂで示す方向の応力であり、ケース１１を周方向に破断させる応力に相当する。それ故、引っ張り応力が大きいほどケース１１に無理がかかって破断が起きやすいので、気密不良などを発生しやすいといえる。
第４図（Ａ）、（Ｂ）において、実線Ｌ１で示すのが本形態に係る圧電振動子容器１０について計測した結果である。×と実線Ｌ３で示すのは、比較例１に係る圧電振動子容器について計測した結果であり、この比較例１に係る圧電振動子容器は、断面長円形状（トラック形状）のケース１１およびステム１２が使用されている。点線Ｌ４および二点鎖線Ｌ５で示すのは、比較例２、３に係る圧電振動子容器について計測した結果であり、この比較例２、３に係る圧電振動子では、長径部分１２６と短絡部分１２５との間に圧入代の最大部分がある。なお、第４図（Ａ）において実線ＬＬ１で示すのは垂直応力の下限値である。第４図（Ｂ）において実線ＬＬ２で示すのは引っ張り応力の上限値である。
第４図（Ａ）からわかるように、実線Ｌ１で示す本形態に係る圧電振動子容器１０では、垂直応力が小さくなりがちな短径部分１１５、１２５において圧入代を大きく設定したので、全周にわたって垂直応力が下限値以上である。従って、封止不良に起因する気密不良が発生しない。また、第４図（Ｂ）からわかるように、実線Ｌ１で示す本形態に係る圧電振動子容器では、引っ張り応力が大きくなりがちな長径部分１１６、１２６において圧入代を小さく設定したので、全周にわたって引っ張り応力が上限値以下である。このため、ケース１１の破断に起因する気密不良も発生しない。よって、本形態によれば、信頼性の高い圧電振動子２０を構成することができる。
これに対して、比較例に係る圧電振動子容器では、垂直応力および引っ張り応力を全周にわたって許容範囲内におさめることが困難であることがわかる。
〔実施の形態２〕
第５図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、圧電振動子の全体構成を示す平面断面図、側面断面図および正面断面図である。第６図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本形態の圧電振動子容器１０におけるケース内周面とステム外周面とのサイズを比較して示す説明図、およびその一部を拡大して示す説明図である。なお、本形態の圧電振動子は、実施の形態１と外形など基本的な構成が共通するので、対応する部分には同一の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。
第５図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）からわかるように、本形態の圧電振動子容器１０も、一方端が開放端１１０になっている筒状のケース１１と、ケース１１の開放端１１０を封止するステム１２とから構成されている。ステム１２は、金属外環１２１と、この金属外環１２１の内側に充填された封止ガラス１２２と、この封止ガラス１２２によって金属外環１２１の内側に固定された２本のリード１３、１４とから構成され、２本のリード１３、１４は、互いに電気的に絶縁している。２本のリード１３、１４では、ステム１２から外側に突き出ている一方側がアウターリード部分１３１、１４１であり、ケース１１内に向けて延びている部分がインナーリード部分１３２、１４２である。
圧電振動子２０は、音叉型形状にカットした水晶片からなる薄板状の圧電振動片２１に所定の電極パターン（図示せず。）が形成されているとともに、圧電振動片２１の基部に相当する部分がマウント部２３になっている。マウント部２３には、インナーリード部１３２、１４２が導電性接着剤やはんだなどで接続され、これらのインナーリード部１３２、１４２によって圧電振動子片２１は、ステム１２に対して所定の姿勢で保持されている。
このように構成した圧電振動子容器１０において、本形態でも、ケース１１の内径寸法はステム１２の外径寸法よりも小さく設定されているので、ケース１１の開放端１１０にステム１２を圧入すると、圧入代（ケース１１の内径寸法とステム１２の外径寸法との差）に応じた垂直応力によって、ケース１１の開放端１１０がステム１２によって封止される。
このように構成した圧電振動子２０において、薄板上の圧電振動片２１を効率よく収納し、かつ、圧電振動子容器１０の薄型化を図るために、第６図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本形態の圧電振動子容器１０は円筒状ではなく、楕円形状の断面形状を有している。すなわち、ステム１２とケース１１とが接触する部分におけるケース１１の軸線Ｌの方向と直交する方向の断面において、ステム１２の外周１２０が楕円形状を有している。従って、ステム１２の外周１２０の形状は、短径部分１２５と長径部分１２６と交互に配置された形状になっており、短軸および長軸に対して線対称になっている。
また、ケース１１とステム１２とが接触する部分におけるケース１１の軸線Ｌの方向と直交する方向の断面において、ケース１１の内周１１１が楕円形状を有している。従って、ケース１１の内周１１１の形状も、短径部分１１５と長径部分１１６とが交互に配置された形状になっており、短軸および長軸に対して線対称になっている。
このように構成した圧電振動子容器１０では、ケース１１にステム１２を圧入した状態において、ケース１１の軸線Ｌの方向と直交する方向の断面では、長軸方向の寸法が約３．５ｍｍ以下で、かつ、短軸方向における寸法は長軸方向における寸法の約１／４〜約２／３になっている。
本形態でも、ケース１１の開放端１１０にステム１２を圧入する際の圧入代は、ケース１１およびステム１２の長径部分１１６、１２６の側から短径部分１１５、１２５の側に向かって単調増加している構成になっている。ここで、ケース１１およびステム１２の長径部分１１６、１２６における圧入代は約０．０３ｍｍ以下であり、ケース１１およびステム１２の短径部分１１５、１２５における圧入代は約０．０２ｍｍ〜約０．０６ｍｍの範囲内であり、このような条件下で、圧入代がケース１１およびステム１２の長径部分１１６、１２６の側から短径部分１１５、１２５の側に向かって単調増加するように設定されている。
このように構成した圧電振動子容器１０について、垂直応力および引っ張り応力を計算した結果は、実施の形態１での計算結果と同様、第４図（Ａ）、（Ｂ）において、実線Ｌ１で示す特性である。すなわち、第４図（Ａ）からわかるように、実線Ｌ１で示す本形態に係る圧電振動子容器１０では、垂直応力が小さくなりがちな短径部分１２５について圧入代を大きく設定したので、全周にわたって垂直応力が下限値以上である。また、第４図（Ｂ）からわかるように、実線Ｌ１で示す本形態に係る圧電振動子容器１０では、引っ張り応力が大きくなりがちな長径部分１２６について圧入代を小さく設定したので、全周にわたって引っ張り応力が上限値以下である。それ故、本形態に係る圧電振動子容器１０は、封止不良やケース１１の破断に起因する気密不良が発生しない。
〔実施の形態１、２の改良例１〕
第７図および第８図は、実施の形態１、２に係る圧電振動子容器を本例において更に改良した点を説明するための説明図、第９図は本例の圧電振動子容器１０の封止部分の説明図である。なお、第７図および第９図では、ステム１２の各位置における肩部分と、それに対応するケース１１との相対位置関係を比較しやすいように、ケース１１を共通のものとして表すとともに、ステム１２の各位置における肩部分を重ねて表してある。
第７図に示すように、実施の形態の１、２に係る圧電振動子容器１０において、ケース１１の開放端１１０の側はステム１２を圧入しやすいように、内周縁がテーパ面１１７になっている。また、ステム１２の圧入方向（矢印Ｃで示す。）の側に位置する肩部分１２７は、ケース１１の軸線方向における断面において円弧状になっている。ここで、ケース１１の開放端１１０にステム１２を圧入する際の圧入代は、ケース１１の長径側から短径側に向かって、寸法Ｌｃ、Ｌｂ、Ｌａと単調増加している。このため、ケース１１の開放端１１０にステム１２を圧入していくと、短径部分１２５の肩部分１２７、短径部分１２５と長径部分１２６との間の肩部分１２７、および長径部分１２６の肩部分１２７の順にケース１１のテーパ面１１７に接することになる。従って、圧入前のケース１１の開放端１１０においてステム１２を位置合わせした際には、ケース１１のテーパ面１１７に対してステム１２の短径部分１２５の肩部分１２７のみが当接することになる。このような状態では、ケース１１のテーパ面１１７とステム１２の長径部分１２６の肩部分１２７との間には隙間Ｌｄがある。従って、本来ならば第８図（Ａ）に示すように、ケース１１の長径部分１１６とステム１２の長径部分１２６が同一の角度位置にあって、かつ、ケース１１の短径部分１１５とステム１２の短径部分１２５が同一の角度位置にある状態で位置合わせされるべきケース１１とステム１２との間に、第８図（Ｂ）に矢印Ｄで示す方向の位置ずれが発生するおそれがある。このような位置ずれが発生すると、圧入代が０の部分が発生し、そこが気密不良となる。
そこで、本形態では、第９図に示すように、肩部分１２７の円弧の曲率半径がステム１２の長径部分１２６の側で小さく、短径部分１２５の側で大きくなるように設定されている。従って、ステム１２の長径部分１２６の側では肩部分１２７が突き出る傾向にある。それ故、ケース１１の開放端１１０においてステム１２を位置合わせする際には、ステム１２の短径部分１２５の肩部分１２７、短径部分１２５と長径部分１２６との間の肩部分１２７、および長径部分１２６の肩部分１２７は、略同時にケース１１の開放端１１０のテーパ面１１７に当接することになる。すなわち、ステム１２の全周において肩部分１２７がテーパ面１１７に当接することになる。
このような状態では、ケース１１とステム１２との間に、第８図（Ｂ）に示したような位置ずれが発生することがないので、第８図（Ａ）に示すように、ケース１１とステム１２との間において短径部分１１５、１２５同士および長径部分１１６、１２６同士が対応するように位置合わせされ、ケース１１とステム１２との間に位置ずれが発生しない。それ故、ケース１１とステム１２との間において圧入代が０の部分が発生することがないので、気密不良が発生することがない。
〔実施の形態１、２の改良例２〕
第１０図は本例の圧電振動子容器１０の封止部分の説明図である。なお、第１０図では、ステム１２の各位置における肩部分と、それに対応するケース１１との相対位置関係を比較しやすいように、ケース１１を共通のものとして表すとともに、ステム１２の各位置における肩部分を重ねて表してある。
改良例１で説明した問題点（第７図および第８図（Ｂ）を参照。）を解消するにあたっては、第１０図に示すように、ステム１２において圧入方向（矢印Ｃで示す方向）に位置する肩部分１２７は、ケース１１の軸線Ｌの方向における断面において円弧状になっているとともに、この円弧の中心位置がステム１２の短径部分１２５より長径部分１２６の方で圧入方向（矢印Ｃで示す方向）の側に位置するように構成してもよい。
このように構成すると、ケース１１の開放端１１０においてステム１２を位置合わせする際に、短径部分１２５の肩部分１２７、短径部分１２５と長径部分１２６との間の肩部分１２７、および長径部分１２６の肩部分１２７は、ケース１１の開放端１１０のテーパ面１１７に略同時に当接することになる。すなわち、ステム１２の全周において肩部分１２７がテーパ面１１７に当接することになる。従って、ケース１１とステム１２との間に、第８図（Ｂ）に示すような位置ずれが発生することがないので、第８図（Ａ）に示すように、ケース１１とステム１２との間において短径部分同士１１５、１２５および長径部分１１６、１２６同士が対応するように位置合わせされる。それ故、ケース１１とステム１２との間において圧入代が０の部分が発生することはないので、気密不良が発生しない。
〔実施の形態１、２の改良例３〕
第１１図は本例の圧電振動子容器１０の封止部分の説明図である。なお、第１１図では、ステム１２の各位置における肩部分と、それに対応するケース１１との相対位置関係を比較しやすいように、ケース１１の各位置におけるテーパ面、およびステム１２の各位置における肩部分をそれぞれ重ねて表してある。
改良例１で説明した問題点（第７図および第８図（Ｂ）を参照。）を解消するにあたっては、第１１図に示すように、ケース１１の開放端１１０において、ケース１１の軸線方向における断面において内周縁をテーパ面１１７にするとともに、このテーパ面１１７が軸線方向となす角度がケース１１の長径部分１１６より短径部分１１５の方で小さくしてもよい。すなわち、ステム１２の肩部分１２７の曲率は全周にわたって等しく、かつ、ケース１１の長さ寸法は全周にわたって同一であるが、短径部分１１５の側ではケース１１のテーパ面１１７の角度が小さい。
従って、ケース１１の開放端１１０においてステム１２を位置合わせする際には、ステム１２の短径部分１２５の肩部分１２７、短径部分１２５と長径部分１２６との間の肩部分１２７、および長径部分１２６の肩部分１２７は、ケース１１の開放端１１０のテーパ面１１７に略同時に当接することになる。すなわち、ステム１２の全周において肩部分１２７がテーパ面１１７に当接することになる。それ故、ケース１１とステム１２との間に、第８図（Ｂ）に示すような位置ずれが発生することがないので、第８図（Ａ）に示すように、ケース１１とステム１２との間において短径部分１１５、１２５同士および長径部分１１６、１２６同士が対応するように位置合わせされる。よって、ケース１１とステム１２との間において圧入代が０の部分が発生することがないので、気密不良が発生しない。
〔実施の形態１、２の改良例４〕
第１２図は本例の圧電振動子容器１０の封止部分の説明図である。なお、第１２図では、ステム１２の各位置における肩部分と、それに対応するケース１１との相対位置関係を比較しやすいように、ケース１１の各位置におけるテーパ面、およびステム１２の各位置における肩部分をそれぞれ重ねて表してある。
改良例１で説明した問題点（第７図および第８図（Ｂ）を参照。）を解消するにあたっては、第１２図に示すように、ケース１１の開放端１１０において、ケース１１の軸線Ｌの方向における断面において内周縁をテーパ面１１７にするとともに、このテーパ面１１７の軸線Ｌの方向における位置をケース１１の長径部分１１６より短径部分１１５の方で圧入方向（矢印Ｃで示す方向）の側に位置するようにしてもよい。すなわち、ステム１２の肩部分１２７の曲率は全周にわたって等しく、かつ、ケース１１のテーパ面１１７の傾きは全周にわたって等しいが、ケース１１の長径部分１１６より短径部分１１５の方でケース１１が短い。
従って、ケース１１の開放端１１０においてステム１２を位置合わせする際には、短径部分１２５の肩部分１２７、短径部分１２５と長径部分１２６との間の肩部分１２７、および長径部分１２６の肩部分１２７は、ケース１１の開放端１１０のテーパ面１１７に略同時に当接することになる。すなわち、ステム１２の全周において肩部分１２７がテーパ面１１７に当接することになる。それ故、ケース１１とステム１２との間に、第８図（Ｂ）に示すような位置ずれが発生することがないので、第８図（Ａ）に示すように、ケース１１とステム１２との間において短径部分１１５、１２５同士および長径部分１１６、１２６同士が対応するように位置合わせされる。よって、ケース１１とステム１２との間において圧入代が０の部分が発生することがないので、気密不良が発生しない。
〔実施の形態１、２の改良例５〕
第１３図は、本例の圧電振動子容器の封止部分の説明図である。第１４図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本発明の実施の形態１、２に係る各圧電振動子容器において第１３図に示す突起を形成すべき位置を示す説明図である。
改良例１で説明した問題点（第７図および第８図（Ｂ）を参照。）を解消するにあたっては、第１３図および第１４図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ケース１１の開放端１１０において、ケース１１の軸線Ｌの方向における断面において内周縁をテーパ面１１７にするとともに、ステム１２の圧入方向（矢印Ｃで示す方向）の側に位置する肩部分１２７のうち、長径部分１２６と短径部分１２５との間に相当する４箇所（第１４図（Ａ）、（Ｂ）において斜線を付した領域）に、ケース１１の開放端１１０に形成されたテーパ面１１７に各々の位置で同時に当接するような突起１２８をそれぞれ形成してもよい。
このように構成すると、ケース１１の開放端１１０においてステム１２を位置合わせした際に、ステム１２が回転して位置ずれを起こそうとしても、このような位置ずれの原因となるステム１２の回転は、ステム１２の肩部分１２７に形成した４つの突起１２８で止められる。従って、ケース１１とステム１２との間に、第８図（Ｂ）に示すような位置ずれが発生することがないので、第８図（Ａ）に示すように、ケース１１とステム１２との間において短径部分１１５、１２５同士および長径部分１１６、１２６同士が対応するように位置合わせされる。それ故、ケース１１とステム１２との間において圧入代が０の部分が発生することがないので、気密不良が発生することがない。
ここで、突起１２８は、ステム１２の肩部分１２７（ステム１２を構成する金属外環）に対する絞り加工、ステム１２の肩部分１２７に固着したはんだボール、あるいはステム１２の肩部分１２７に形成した厚膜はんだめっきなどから構成することができる。
また、圧電振動子容器１０において、ケース１１の開放端１１０にステム１２を位置合わせする際に、超音波振動子（図示せず。）あるいはピエゾ素子（図示せず。）が発生した振動をケース１１あるいはステム１２に伝えると、ケース１１あるいはステム１２は振動しながら適正な位置にずれる。それ故、第８図（Ａ）に示すように、ケース１１とステム１２との間において短径部分１１５、１２５同士および長径部分１２６、１２６同士が対応するように位置合わせされる。
ここで、突起１２８を短径部分１２５と長径部分１２６との間に相当する位置に形成したのは、第１５図（Ａ）、（Ｂ）に示す検討結果に基づく。
第１５図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、ステム１２の外周上の位置（回転角θ）と外形寸法（半径Ｃ）との関係、およびステム１２の外周上の位置（回転角θ）に対する外形寸法（半径Ｃ）の変化率を示すグラフである。第１５図（Ａ）、（Ｂ）には、実施の形態１で使用した略楕円形状の断面を有するケース１１およびステム１２を用いた場合、および実施の形態２で説明した楕円形状の断面を有するケース１１およびステム１２を用いた場合のそれぞれについて、ステム１２の外周上の位置（回転角θ）と外形寸法（半径Ｃ）との関係、およびステム１２の外周上の位置（回転角θ）と外形寸法（半径Ｃ）の変化率との関係をそれぞれＬ６、Ｌ７で表してある。
第１５図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、実施の形態１、２のいずれの形態に係る圧電振動子容器１０においても、長径部分１２６に対して２０°±１０°の回転角をなす範囲において回転角θに対する外形寸法（半径Ｃ）の変化率が著しく大きい。従って、このような位置に対応させて、第１４図（Ａ）、（Ｂ）に斜線を付した領域に突起１２８を形成しておけば、４つの突起１２８によってステム１２の回転を防止することができるので、ケース１１とステム１２との間で位置ずれが発生しない。それ故、この製造方法によれば、ケース１１とステム１２との間に、第８図（Ｂ）に示すような位置ずれが発生することがないので、第８図（Ａ）に示すように、ケース１１とステム１２との間において短径部分１１５、１２５同士および長径部分１１６、１２６同士が対応するように位置合わせされる。それ故、ケース１１とステム１２との間において圧入代が０の部分が発生することがないので、気密不良が発生することがない。
〔実施の形態１、２の改良例６〕
第１６図は、本例の圧電振動子容器１０におけるケース１１およびステム１２の断面形状、およびケース１１の肉厚を示す説明図である。
第１６図に示すように、本例でも、実施の形態１、２で説明したように、略楕円形状の断面を有するケース１１およびステム１２、あるいは楕円形状の断面を有するケース１１およびステム１２を用いる。また、圧入代については、ケース１１の長径側から短径側に向かって単調増加している。
さらに、本形態において、ケース１１は、長径部分１１６における肉厚が短径部分１１５における肉厚よりも薄くなっている。たとえば、ケース１１の肉厚は、長径部分１１６に対して２０°±１０°の回転角をなす位置から長径部分１１６に向かって肉厚が単調減少している。
このように形成したケース１１を用いた圧電振動子容器１０について垂直応力および引っ張り応力を計算した結果を、第４図（Ａ）、（Ｂ）に□および破線Ｌ２で示す。第４図（Ａ）からわかるように、本例の圧電振動子容器１０を用いた場合にも、垂直応力が小さくなりがちな短径部分１１５について圧入代を大きく設定してあるので、全周にわたって垂直応力が下限値以上である。また、本例の圧電振動子容器１０を用いた場合には、第４図（Ｂ）からわかるように、実施の形態１、２に係る圧電振動子と比較して、引っ張り応力が大きくなりがちな長径部分１１６において肉厚を薄くしたので、長径部分１１６に発生する引っ張り応力が低下し、全周にわたって引っ張り応力が上限値以下である。従って、封止不良やケース１１の破断に起因する気密不良が発生しない。
また、本例の圧電振動子容器１０のように、長径部分１１６におけるケース１１の肉厚を薄くし、短径部分１１５におけるケース１１の肉厚を厚くすると、ケース１１の肉厚が一定の場合に比較して、短径部分１１５に圧力が加わっても変形しにくいという利点がある。第１６図（Ｂ）に示すように、たとえば、圧電振動子２０をＩＣなどと一緒に樹脂モールドした際にモールド圧（矢印Ｍで示す。）がケース１１の短径部分１１５に加わっても、この短径部分１１５は厚肉に形成されているので、ケース１１の短径部分１１５が凹んで圧電振動子容器１０の気密性が低下するということがない。
〔実施の形態１、２の改良例７〕
第１７図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ、本例の圧電振動子容器１０を用いたステム１２の正面図および平面断面図である。
第１７図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本例では、ステム１２に固着されているリード１３、１４のうち、ケース１１内で圧電振動片２１のマウント部２３に重ねられるインナーリード部分１３２、１４２がアウターリード部分１３１、１４１と比較して小径である。従って、第１８図（Ａ）に示すように、圧電振動子容器１０に用いたケース１１を偏平化するとともに、短径部分１２５の圧入代を大きくしたために、圧電振動片２１とケース１１の内周１１１との隙間寸法Ｇａが狭くなった場合でも、第１８図（Ｃ）に示すように、インナーリード部分１３２、１４２を小径にしたリード１３、１４を使用しているので、インナーリード部分１３２、１４２が細い分、圧電振動片２１とケース１１の内周１１１との隙間寸法Ｇｃが広い。従って、本例によれば、圧電振動子容器１０に用いたケース１１を偏平化し、かつ、短径部分１２５に圧入代を大きく確保した場合でも、圧電振動片２１が落下などにより撓んでもケース１１の内周１１１に触れることがない。それ故、圧電振動片２１が落下などにより撓んでケース１１の内周１１１に触れることに起因する圧電振動片２１の折れや欠けを防止することができる。
〔実施の形態１、２の改良例８〕
本形態も、改良例７と同様、圧電振動子容器１０に用いたケース１１を偏平化し、かつ、短径部分１２５の圧入代を大きくした場合でも、圧電振動片２１とケース１１の内周１１１との間に十分な隙間寸法を確保することを目的とする。
第１９図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、本例の圧電振動子容器を用いたステム１２の平面図、平面断面図、および側面断面図である。
第１９図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、本例では、ステム１２に固着されているリード１３、１４のうち、ケース１１内で圧電振動片２１のマウント部２３に重ねられるインナーリード部分１３２、１４２を偏平にしてある。従って、第１８図（Ａ）を示すように、圧電振動子容器１０に用いたケース１１を偏平化するとともに、短径部分１２５の圧入代を大きくしたために圧電振動片２１とケース１１の内周１１１との隙間寸法Ｇａが狭くなった場合でも、第１８図（Ｂ）に示すように、インナーリード部分１３２、１４２を偏平にしたリード１３、１４を使用しているので、インナーリード部分１３２、１４２が薄い分、圧電振動片２１とケース１１の内周１１１との隙間寸法Ｇｂが広い。従って、本例によれば、圧電振動子容器１０に用いたケース１１を偏平化し、かつ、短径部分１２５の圧入代を大きく確保した場合でも、圧電振動片２１が落下などにより撓んでもケース１１の内周１１１に触れることがない。それ故、圧電振動片２１が落下などにより撓んでケース１１の内周１１１に触れることに起因する圧電振動片２１の折れや欠けを防止することができる。
本例では、第１９図（Ａ）に示すように、インナーリード部分１３２、１４２を偏平にするにあたって、丸棒状のインナーリード部分にプレス加工を施したものである。従って、インナーリード部分１３２、１４２は、アウターリード部分１３１、１４１などに比較して幅広になっているが、第２０図（Ａ）、（Ｂ）に示すように、インナーリード部分１３２、１４２の幅寸法をアウターリード部分１３１、１４１の径と等しい形状に加工したものを用いてもよい。
なお、本例および改良例７に示すように、圧電振動子容器１０に用いたケース１１を偏平化し、かつ、短径部分１２５の圧入代を大きくした場合でも、圧電振動片２１とケース１１の内周１１１との間に十分な隙間を確保するという観点からすれば、第２１図に示すように、ケース１１の断面を略楕円形状（実施の形態１）にしたときに確保できる圧電振動片２１とケース１１の内周１１１との間の隙間寸法Ｇ１の方が、ケース１１の断面と楕円形状（実施の形態２）にしたときに確保できる圧電振動片２１とケース１１の内周１１１との間の隙間寸法Ｇ２より広い。それ故、圧電振動片２１が、落下などにより撓んでもケース１１の内周１１１に触れることに起因する圧電振動片２１の折れや欠けを防止するという点では、実施の形態１のように、ケース１１およびステム１２の断面を略楕円形状（実施の形態１）にしたときの方が有利である。
〔実施の形態１、２の改良例９〕
本形態は、第２２図（Ａ）に示すように、インナーリード部分１３２、１４２を偏平にしたときにインナーリード部分１３２、１４２が傾いても、インナーリード部分１３２、１４２と圧電振動片２１のマウント部２３との間において導電性接着剤やはんだが偏らないようにすることを目的とする。すなわち、第２２図（Ａ）に示すように、インナーリード部分１３２、１４２を圧電振動片のマウント部２３に導電性接着剤やはんだなどを用いて電気的および機械的に接続する際には、インナーリード部分１３２、１４２を押さえ板１５で圧電振動片２１の方に押圧する。しかし、インナーリード部分１３２、１４２が偏平な場合にインナーリード部分１３２、１４２が傾くと、インナーリード部分１３２、１４２を押さえ板１５で均等に押圧することができない。
そこで、本形態では、第２２図（Ｂ）に示すように、インナーリード部分１３２、１４２には、その偏平な端面よりも外側に張り出す突起１３５、１４５が形成されている。従って、押さえ板１５は、あくまでインナーリード部分１３２、１４２の突起１３５、１４５を介してインナーリード部分１３２、１４２を圧電振動片２１に向けて押圧するので、偏平なインナリード部分１３２、１４２が傾いていても、インナリード部分１３２、１４２を圧電振動片２１のマウント部２３に向けて確実に押し付けることができる。それ故、インナーリード部分１３２、１４２と圧電振動片２１のマウント部２３との間において導電性接着剤やはんだを広い範囲に行き渡らせることができる。
ここで、インナーリード部分１３２、１４２に対して突起１３５、１４５を形成する方法としては、たとえば、第２３図に示すように、インナーリード部分１３２、１４２にはんだボールを固着してそれを突起１３５、１４５とした構成、第２４図に示すように、インナーリード部分１３２、１４２に厚膜はんだめっきを施してそれを突起１３５、１４５とした構成、さらには、第２５図に示すように、機械加工によってインナーリード部分１３２、１４２を変形させ、それによって形成される凸部を突起１３５、１４５とした構成を利用することができる。
〔実施の形態１、２の改良例１０〕
第２６図（Ａ）は本例の圧電振動子２０の構成例を示す側面断面図であり、第２６図（Ｂ）は第２６図（Ａ）のＡ−Ａ矢視図、第２６図（Ｃ）は第２６図（Ａ）のマウント部の部分拡大図である。
第２６図（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示すように、本例では、ステム１２に固着されているリード１３、１４のうち、ケース１１内で圧電振動片２１のマウント部２３に重ねられるインナーリード部分１３２、１４２が、圧電振動片２１の先端部２４が圧電振動子２０の厚み方向中央になるように角度ψ分だけ曲げられている。従って、圧電振動子容器１０に用いたケース１１を偏平化するとともに、短径部分１２５の圧入代を大きくしても、インナーリード部分１３２、１４２が曲げられている分、圧電振動片２１とケース１１の内周１１１との隙間寸法Ｇｄが広い。従って、本例によれば、圧電振動子容器１０に用いたケース１１を偏平化し、かつ、短径部分１２５の圧入代を大きく確保した場合でも、圧電振動片２１が落下などにより撓んでもケース１１の内周１１１に触れることがない。それ故、圧電振動片２１が落下などにより撓んでケース１１の内周１１１に触れることに起因する圧電振動片２１の折れや欠けを防止することができる。
また、本改良例１０の圧電振動子の製造方法においては圧電振動片２１の先端部２４が圧電振動子２０の厚み方向中央になるように予め曲げられたインナーリード１３２、１４２に圧電振動片２１をマウントする方法と、インナーリード１３２、１４２に圧電振動片２１をマウントする際に、インナーリード１３２、１４２を、圧電振動片２１の先端部２４が圧電振動子２０の厚み方向中央になるように曲げながらマウントする方法とが考えられる。
前者の方法は、インナーリード１３２、１４２が曲げにくい形状や材質である場合（例えば、断面が円形で太い場合や、硬い材質である場合）などに有効であり、まず、第２７図（Ａ）に示すように、ステム１２を単体でインナーリード曲げ治具１７にセットし、インナーリード１３２、１４２を所定の角度ψに予め曲げておく。次に、圧電振動片２１をマウントするための治具に、圧電振動片２１と、インナーリード１３２、１４２が予め曲げられたステム１２（第２７図（Ｂ））とをセットしマウントを行う。この方法によれば、本改良例１０に示すような構成の圧電振動子２０を容易に製造することができる。
一方、後者の方法は、インナーリード１３２、１４２が曲げやすい形状や材質である場合（例えば、改良例７に示す断面が円形で細い場合や改良例８に示す偏平形状の場合、あるいは比較的柔らかい材質である場合）などに有効であり、第２８図に示すように、圧電振動片２１をセットする部分と、ステム１２をセットする部分とが、所定の角度ψに設定されているマウント治具１８に、圧電振動片２１とステム１２とをセットし、インナーリード１３２、１４２を押さえ板１６で圧電振動片２１に押圧してマウントを行う。このようにすると、インナーリード１３２、１４２は押さえ板１６により所定の角度ψ分だけ曲げられて、圧電振動片２１のマウント部２３の面に密着し、マウントが完成する。従って、この方法によれば、本改良例１０に示すような構成の圧電振動子２０を容易に、かつ、工程を増加することなしに製造することかできる。
〔各実施の形態の応用例〕
第２９図は、本発明の実施の形態に係わる各圧電振動子のいずれかを基板に実装した場合の応用例を示す斜視図である。
第３０図（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ第２９図の圧電振動子２を基板にはんだ付けした場合の構成例を示す斜視図及び部分断面図であり、第３１図（Ａ）、（Ｂ）は、それぞれ図２９図の圧電振動子２を基板にはんだ付けした場合の別の構成例を示す斜視図及び部分断面図である。
上述の各実施の形態に係わる圧電振動子２は、例えば第２９図のように基板１００に実装される。基板１００の表面には、例えばその他にも電子部品が実装されており、これらを接続するための所定の配線が形成されている。この配線における圧電振動子２が実装される位置には、リード１３、１４が貫通する穴またはリードを載置するパターンが設けられている。圧電振動子２は、リード１３、１４がそれぞれ第３０図（Ａ）や第３１図（Ａ）に示すようにこれらの穴に差し込まれ、またはこれらのパターンに載置され、第３０図（Ｂ）や第３１（Ｂ）に示すようにはんだ付けされることで実装される。
以上説明したように本発明によれば、ステムおよびケースが略楕円形状あるいは楕円形状の断面を有しているので、偏平な圧電振動片を効率よく収納でき、圧電振動子を薄型化できる。従って、圧電振動子を基板に実装させた場合には、実装面垂直方向における高さを低くし、圧電振動子を実装する基板の薄型化を図ることができる、また、垂直応力が小さくなりがちな短径部分について圧入代を大きく設定したので、全周にわたって垂直応力が下限値以上である。さらに、引っ張り応力が大きくなりがちな長径部分について圧入代を小さく設定したので、全周にわたって引っ張り応力が上限値以下である。従って、封止不良やケースの破断に起因する気密不良が発生しないので、信頼性の高い圧電振動子を構成することができる。
産業上の利用可能性
このように、本発明は、水晶振動子などの圧電振動片を内部に収納する圧電振動子容器、この圧電振動子容器を用いた圧電振動子及びこの圧電振動子を実装した回路基板並びに圧電振動子の製造方法として用いるのに適している。さらに詳しくは、圧電振動子容器に用いた楕円あるいは略楕円の筒状ケースの開放端に対する封止技術として用いるのに適している。
Claims (20)
- 一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、
前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ステム外周が第１の曲率半径を備える短径部分と前記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分とを有し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径との接続部分で前記第１の曲率半径の接線と前記第２の曲率半径の接線とが一致し、
前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記円弧の曲率半径が前記ステムの長径部分より短径部分の方で大きく、
前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ケース内周が第３の曲率半径を備える短径部分と前記第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径の長径部分とを有し、前記第３の曲率半径と前記第４の曲率半径との接続部分で前記第３の曲率半径の接線と前記第４の曲率半径の接線とが一致し、
前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、
前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、
前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする圧電振動子。 - 一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、
前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてステム外周が楕円形状を有し、
前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記円弧の曲率半径が前記ステムの長径部分より短径部分の方で大きく、
前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてケース内周が楕円形状を有し、
前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、
前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする圧電振動子。 - 一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、
前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ステム外周が第１の曲率半径を備える短径部分と前記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分とを有し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径との接続部分で前記第１の曲率半径の接線と前記第２の曲率半径の接線とが一致し、
前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記円弧の中心位置が前記ステムの短径部分より長径部分の方で前記圧入方向側に位置し、
前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ケース内周が第３の曲率半径を備える短径部分と前記第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径の長径部分とを有し、前記第３の曲率半径と前記第４の曲率半径との接続部分で前記第３の曲率半径の接線と前記第４の曲率半径の接線とが一致し、
前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、
前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、
前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする圧電振動子。 - 一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、
前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてステム外周が楕円形状を有し、
前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記円弧の中心位置が前記ステムの短径部分より長径部分の方で前記圧入方向側に位置し、
前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてケース内周が楕円形状を有し、
前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、
前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする圧電振動子。 - 一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、
前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ステム外周が第１の曲率半径を備える短径部分と前記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分とを有し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径との接続部分で前記第１の曲率半径の接線と前記第２の曲率半径の接線とが一致し、
前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状の断面形状を有し、
前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ケース内周が第３の曲率半径を備える短径部分と前記第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径の長径部分とを有し、前記第３の曲率半径と前記第４の曲率半径との接続部分で前記第３の曲率半径の接線と前記第４の曲率半径の接線とが一致し、
前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記テーパ面が前記軸線方向となす角度が前記ケースの長径部分より短径部分の方で小さく、
前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、
前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする圧電振動子。 - 一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、
前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてステム外周が楕円形状を有し、
前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状の断面形状を有し、
前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてケース内周が楕円形状を有し、
前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記テーパ面が前記軸線方向となす角度が前記ケースの長径部分より短径部分の方で小さく、
前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする圧電振動子。 - 一方が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、
前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ステム外周が第１の曲率半径を備える短径部分と前記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分とを有し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径との接続部分で前記第１の曲率半径の接線と前記第２の曲率半径の接線とが一致し、
前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状の断面形状を有し、
前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ケース内周が第３の曲率半径を備える短径部分と前記第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径の長径部分とを有し、前記第３の曲率半径と前記第４の曲率半径との接続部分で前記第３の曲率半径の接線と前記第４の曲率半径の接線とが一致し、
前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記テーパ面の前記軸線方向における位置が前記ケースの長径部分より短径部分の方で前記圧入方向側にあり、
前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、
前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする圧電振動子。 - 一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、
前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてステム外周が楕円形状を有し、
前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状の断面形状を有し、
前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてケース内周が楕円形状を有し、
前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記テーパ面の前記軸線方向における位置が前記ケースの長径部分より短径部分の方で前記圧入方向側にあり、
前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする圧電振動子。 - 一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、
前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ステム外周が第１の曲率半径を備える短径部分と前記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分とを有し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径との接続部分で前記第１の曲率半径の接線と前記第２の曲率半径の接線とが一致し、
前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記長径部分と前記短径部分との間に相当する４箇所には、突起がそれぞれ形成され、
前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ケース内周が第３の曲率半径を備える短径部分と前記第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径の長径部分とを有し、前記第３の曲率半径と前記第４の曲率半径との接続部分で前記第３の曲率半径の接線と前記第４の曲率半径の接線とが一致し、
前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において、内周縁が前記ステムの前記肩部分の前記４箇所の突起に当接するテーパ面になっており、
前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、
前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする圧電振動子。 - 一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子において、
前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてステム外周が楕円形状を有し、
前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記長径部分と前記短径部分との間に相当する４箇所には、突起がそれぞれ形成され、
前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてケース内周が楕円形状を有し、
前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において、内周縁が前記ステムの前記肩部分の前記４箇所の突起に当接するテーパ面になっており、
前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする圧電振動子。 - 一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子を実装した回路基板において、
前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ステム外周が第１の曲率半径を備える短径部分と前記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分とを有し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径との接続部分で前記第１の曲率半径の接線と前記第２の曲率半径の接線とが一致し、
前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記円弧の曲率半径が前記ステムの長径部分より短径部分の方で大きく、
前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ケース内周が第３の曲率半径を備える短径部分と前記第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径の長径部分とを有し、前記第３の曲率半径と前記第４の曲率半径との接続部分で前記第３の曲率半径の接線と前記第４の曲率半径の接線とが一致し、
前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、
前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、
前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする圧電振動子を実装した回路基板。 - 一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子を実装した回路基板において、
前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてステム外周が楕円形状を有し、
前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記円弧の曲率半径が前記ステムの長径部分より短径部分の方で大きく、
前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてケース内周が楕円形状を有し、
前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、
前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする圧電振動子を実装した回路基板。 - 一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子を実装した回路基板において、
前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ステム外周が第１の曲率半径を備える短径部分と前記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分とを有し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径との接続部分で前記第１の曲率半径の接線と前記第２の曲率半径の接線とが一致し、
前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記円弧の中心位置が前記ステムの短径部分より長径部分の方で前記圧入方向側に位置し、
前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ケース内周が第３の曲率半径を備える短径部分と前記第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径の長径部分とを有し、前記第３の曲率半径と前記第４の曲率半径との接続部分で前記第３の曲率半径の接線と前記第４の曲率半径の接線とが一致し、
前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、
前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、
前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする圧電振動片を実装した回路基板。 - 一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動子を収納した圧電振動子を実装した回路基板において、
前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてステム外周が楕円形状を有し、
前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記円弧の中心位置が前記ステムの短径部分より長径部分の方で前記圧入方向側に位置し、
前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてケース内周が楕円形状を有し、
前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、
前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする圧電振動子を実装した回路基板。 - 一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子を実装した回路基板において、
前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ステム外周が第１の曲率半径を備える短径部分と前記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分とを有し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径との接続部分で前記第１の曲率半径の接線と前記第２の曲率半径の接線とが一致し、
前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状の断面形状を有し、
前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ケース内周が第３の曲率半径を備える短径部分と前記第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径の長径部分とを有し、前記第３の曲率半径と前記第４の曲率半径との接続部分で前記第３の曲率半径の接線と前記第４の曲率半径の接線とが一致し、
前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記テーパ面が前記軸線方向となす角度が前記ケースの長径部分より短径部分の方で小さく、
前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、
前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする圧電振動子を実装した回路基板。 - 一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子を実装した回路基板において、
前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてステム外周が楕円形状を有し、
前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状の断面形状を有し、
前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてケース内周が楕円形状を有し、
前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記テーパ面が前記軸線方向となす角度が前記ケースの長径部分より短径部分の方で小さく、
前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする圧電振動子を実装した回路基板。 - 一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子を実装した回路基板において、
前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ステム外周が第１の曲率半径を備える短径部分と前記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分とを有し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径との接続部分で前記第１の曲率半径の接線と前記第２の曲率半径の接線とが一致し、
前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状の断面形状を有し、
前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ケース内周が第３の曲率半径を備える短径部分と前記第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径の長径部分とを有し、前記第３の曲率半径と前記第４の曲率半径との接続部分で前記第３の曲率半径の接線と前記第４の曲率半径の接線とが一致し、
前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記テーパ面の前記軸線方向における位置が前記ケースの長径部分より短径部分の方で前記圧入方向側にあり、
前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、
前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする圧電振動子を実装した回路基板。 - 一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子を実装した回路基板において、
前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてステム外周が楕円形状を有し、
前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状の断面形状を有し、
前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてケース内周が楕円形状を有し、
前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において内周縁がテーパ面になっており、前記テーパ面の前記軸線方向における位置が前記ケースの長径部分より短径部分の方で前記圧入方向側にあり、
前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする圧電振動子を実装した回路基板。 - 一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子を実装した回路基板において、
前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ステム外周が第１の曲率半径を備える短径部分と前記第１の曲率半径よりも小さな第２の曲率半径の長径部分とを有し、前記第１の曲率半径と前記第２の曲率半径との接続部分で前記第１の曲率半径の接線と前記第２の曲率半径の接線とが一致し、
前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記長径部分と前記短径部分との間に相当する４箇所には、突起がそれぞれ形成され、
前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面において、ケース内周が第３の曲率半径を備える短径部分と前記第３の曲率半径よりも小さな第４の曲率半径の長径部分とを有し、前記第３の曲率半径と前記第４の曲率半径との接続部分で前記第３の曲率半径の接線と前記第４の曲率半径の接線とが一致し、
前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において、内周縁が前記ステムの前記肩部分の前記４箇所の突起に当接するテーパ面になっており、
前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、
前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする圧電振動子を実装した回路基板。 - 一方端が開放端になっている筒状のケースと、前記ケースの前記開放端を封止するステムとを有する圧電振動子容器内に圧電振動片を収納した圧電振動子を実装した回路基板において、
前記ステムは、前記ケースと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてステム外周が楕円形状を有し、
前記ステムの圧入方向側に位置する肩部分は、前記ケースの軸線方向における断面において円弧状になっているとともに、前記長径部分と前記短径部分との間に相当する４箇所には、突起がそれぞれ形成され、
前記ケースは、前記ステムと接触する部分における前記ケースの軸線方向と直交する方向の断面においてケース内周が楕円形状を有し、
前記ケースの開放端側は、前記ケースの軸線方向における断面において、内周縁が前記ステムの前記肩部分の前記４箇所の突起に当接するテーパ面になっており、
前記ケースの開放端に前記ステムを圧入する際の圧入代は、前記ケースの長径側から短径側に向かって単調増加し、前記ケースに発生する垂直応力および引っ張り応力を前記ケースの全周にわたって許容範囲内におさめていることを特徴とする圧電振動子を実装した回路基板。
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