JP4329286B2 - 振動片、振動子、発振器及び電子機器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、例えば水晶等からなる振動片、この振動片を有する振動子、この振動子を備える発振器や電子機器に関する。
【０００３】
【従来の技術】
従来、振動片である例えば音叉型水晶振動片は、例えば図１０に示すように構成されている。
すなわち、音叉型水晶振動片１０は、基部１１と、この基部１１から突出して形成されている２本の腕部１２，１３を有している。そして、この２本の腕部１２，１３には、溝１２ａ，１３ａが表面に形成されている。また、この溝は図１０の腕部１２，１３の裏面側にも同様に形成されている。
このため、図１０のＡ−Ａ’断面図である図１１に示すように腕部１２，１３は、その断面形状が略Ｈ型の形成されている。
【０００４】
このような音叉型水晶振動片１０の基部１１には、図１０に示すように固定部であるマウント部１１ａが２カ所形成されており、導電性接着剤等により、パッケージ等に固定され、電気的に接続されるようになっている。
このような略Ｈ型の音叉型水晶振動片１０は、振動片の大きさを小型化しても、腕部１２，１３の振動損失が低くＣＩ値（クリスタルインピーダンス又は等価直列抵抗）も低く抑えることができるという特性を有する。
このため、略Ｈ型の音叉型水晶振動片１０は、例えば特に小型でも高精度な性能が求められる振動子に適用されている。
略Ｈ型の音叉型水晶振動片１０の大きさとしては、例えば図１０に示すように腕部１２，１３の長さが１．６４４ｍｍ、幅が０．１ｍｍとなっており、この腕部１２，１３に幅０．０７ｍｍの幅で溝１２ａ，１３ａが形成されている。
また、基部１１の図において縦方向の長さが０．７ｍｍとなっているため、振動片１０全体の縦方向の長さ（Ｌ）は、２．３４４ｍｍ程度となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように極めて小型の音叉型水晶振動片１０であっても、近年の電子機器等の装置の小型化の要請に対応するには、更なる小型化が求められている。
この小型化の要請に対応するには、基部１１の図１０における縦方向の長さ（Ｌ）を０．７ｍｍより短く形成すれば、全体として振動片１０の長さ（Ｌ）が短くなり、振動片１０が小型化され、最も良いのであるが、以下のような問題があった。
すなわち、単純に基部１１の縦方向の長さを短くすると、前記マウント部１１ａ、１１ａの面積も小さくなり、これにより音叉型水晶振動片１０の落下時等の耐衝撃性が悪くなるという問題があった。また、このマウント部１１ａ、１１ａの面積が小さくなると、振動片１０のＣＩ値は大きくなり、且つ振動片毎のＣＩ値バラツキも大きくなるという問題もあった。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑み、基部の固定部の面積を十分確保し、振動片毎のＣＩ値のバラツキを抑え、且つ小型化できる振動片、振動子、発振器及び電子機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的は、請求項１の発明によれば、基部本体と、振動片を固定するための固定部と、を備える基部と、この基部から突出して形成されている複数の振動腕部と、前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されている振動片であって、前記基部の前記基部本体には、切り込み部が形成されていると共に、前記基部の固定部には、固定用突起部が前記基部から突出して形成されていることを特徴とする振動片により達成される。
【０００８】
請求項１の構成によれば、前記基部の固定部には、固定用突起部が前記基部から突出して形成されているので、前記基部を小型化しても、前記固定部の面積を十分確保することができる。このため、落下時の耐衝撃性の優れた振動片となる。
また、前記基部の前記基部本体には、切り込み部が形成されているので、前記振動腕部の振動の前記固定部への漏れを小さくすることができる。すなわち、前記振動腕部の垂直方向成分を有した振動の振動漏れを有効に抑えることができるので、ＣＩ値の振動片間のバラツキを小さくすることができる。
さらに、前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されているので、振動腕部の振動損失を低くすることができ、ＣＩ値も低く抑えることができる。
したがって、振動片を小型化しても、振動片毎のＣＩ値のバラツキを抑えることができ、個々の振動片のＣＩ値も低く抑えることができる高性能な振動片となる。
【０００９】
好ましくは、請求項２の発明によれば、請求項１の構成において、前記固定用突起部が、前記振動腕部の突出方向である長さ方向に向かって突出して形成されていることを特徴とする振動片である。
請求項２の構成によれば、前記固定用突起部が、前記振動腕部の突出方向である長さ方向に向かって突出して形成されているので、前記基部を前記振動腕部の突出方向と直交する幅方向に広げずに、前記固定部の面積を十分確保できる。このため、前記基部を前記幅方向に広げずに小型化でき、振動片全体も小型化することができる。特に振動片全体を前記振動腕部の突出方向について短くすることが可能となる。
【００１０】
好ましくは、請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の構成において、前記切り込み部が前記振動腕部の突出方向である長さ方向に直交する幅方向に向かって形成されていると共に、この切り込み部の近傍には前記振動腕部の突出方向である長さ方向に向かって凹状の切り欠き凹部が形成されていることを特徴とする振動片である。
【００１１】
請求項３の構成によれば、前記切り込み部が前記振動腕部の突出方向である長さ方向に直交する幅方向に向かって形成されていると共に、この切り込み部の近傍には前記振動腕部の突出方向である長さ方向に向かって凹状の切り欠き凹部が形成されている。このため、前記基部における前記切り込み部と前記切り欠き凹部とが形成されている部分は他の領域より狭い部分となる。したがって、前記振動腕部から前記基部の固定部への振動漏れをより効果的に抑えることができ、ＣＩ値の振動片間のバラツキをさらに小さくすることができる。
【００１２】
好ましくは、請求項４の発明によれば、請求項１乃至請求項３の構成において、前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片であることを特徴とする振動片である。
請求項４の構成によれば、前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片の前記基部を小型化しても、前記固定部の面積を十分確保することができる。このため、落下時の耐衝撃性の優れた振動片となる。
【００１３】
前記目的は、請求項５の発明によれば、基部本体と、振動片を固定するための固定部と、を備える基部と、この基部から突出して形成されている複数の振動腕部と、前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されている振動片がパッケージ内に収容されている振動子であって、前記振動片の前記基部の前記基部本体には、切り込み部が形成されていると共に、前記基部の固定部には、固定用突起部が前記基部から突出して形成されていることを特徴とする振動子により達成される。
【００１４】
請求項５の構成によれば、前記振動片の前記基部の固定部には、固定用突起部が前記基部から突出して形成されているので、前記基部を小型化しても、前記固定部の面積を十分確保することができる。このため、落下時の耐衝撃性の優れた振動子となる。
また、前記振動片の前記基部の前記基部本体には、切り込み部が形成されているので、前記振動腕部の振動の前記固定部への漏れを小さくすることができる。すなわち、前記振動腕部の垂直方向成分を有した振動の振動漏れを有効に抑えることができるので、ＣＩ値の振動片間のバラツキを小さくすることができる。
さらに、前記振動片の前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されているので、振動腕部の振動損失を低くすることができ、ＣＩ値も低く抑えることができる。
したがって、振動片を小型化しても、振動片毎のＣＩ値のバラツキを抑えることができ、個々の振動片のＣＩ値も低く抑えることができる高性能な振動子となる。
【００１５】
好ましくは、請求項６の発明によれば、請求項５の構成において、前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片であることを特徴とする振動子である。
請求項６の構成によれば、前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片の前記基部を小型化しても、前記固定部の面積を十分確保することができる。このため、落下時の耐衝撃性の優れた振動子となる。
【００１６】
好ましくは、請求項７の発明によれば、請求項５又は請求項６の構成において、前記パッケージが箱状に形成されていることを特徴とする振動子である。
請求項７の構成によれば、前記パッケージが箱状に形成されている振動子の振動片の前記基部を小型化しても、前記固定部の面積を十分確保することができる。このため、落下時の耐衝撃性の優れた振動子となる。
【００１７】
好ましくは、請求項８の発明によれば、請求項５又は請求項６の構成において、前記パッケージが所謂シリンダータイプに形成されていることを特徴とする振動子である。
請求項８の構成によれば、前記パッケージが所謂シリンダータイプに形成されている振動子の振動片の前記基部を小型化しても、前記固定部の面積を十分確保することができる。このため、落下時の耐衝撃性の優れた振動子となる。
【００１８】
前記目的は、請求項９の発明によれば、基部本体と、振動片を固定するための固定部と、を備える基部と、この基部から突出して形成されている複数の振動腕部と、前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されている振動片と集積回路がパッケージ内に収容されている発振器であって、前記振動片の前記基部の前記基部本体には、切り込み部が形成されていると共に、前記基部の固定部には、固定用突起部が前記基部から突出して形成されていることを特徴とする発振器により達成される。
【００１９】
請求項９の構成によれば、前記振動片の前記基部の固定部には、固定用突起部が前記基部から突出して形成されているので、前記基部を小型化しても、前記固定部の面積を十分確保することができる。このため、落下時の耐衝撃性の優れた発振器となる。
また、前記振動片の前記基部の前記基部本体には、切り込み部が形成されているので、前記振動腕部の振動の前記固定部への漏れを小さくすることができる。すなわち、前記振動腕部の垂直方向成分を有した振動の振動漏れを有効に抑えることができるので、ＣＩ値の振動片間のバラツキを小さくすることができる。
さらに、前記振動片の前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されているので、振動腕部の振動損失を低くすることができ、ＣＩ値も低く抑えることができる。
したがって、振動片を小型化しても、振動片毎のＣＩ値のバラツキを抑えることができ、個々の振動片のＣＩ値も低く抑えることができる高性能な発振器となる。
【００２０】
前記目的は、請求項１０の発明によれば、基部本体と、振動片を固定するための固定部と、を備える基部と、この基部から突出して形成されている複数の振動腕部と、前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されている振動片がパッケージ内に収容されている振動子であり、この振動子を制御部に接続している電子機器であって、前記振動片の前記基部の前記基部本体には、切り込み部が形成されていると共に、前記基部の固定部には、固定用突起部が前記基部から突出して形成されていることを特徴とする電子機器により達成される。
【００２１】
請求項１０の構成によれば、前記振動片の前記基部の固定部には、固定用突起部が前記基部から突出して形成されているので、前記基部を小型化しても、前記固定部の面積を十分確保することができる。このため、落下時の耐衝撃性の優れた電子機器となる。
また、前記振動片の前記基部の前記基部本体には、切り込み部が形成されているので、前記振動腕部の振動の前記固定部への漏れを小さくすることができる。すなわち、前記振動腕部の垂直方向成分を有した振動の振動漏れを有効に抑えることができるので、ＣＩ値の振動片間のバラツキを小さくすることができる。
さらに、前記振動片の前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されているので、振動腕部の振動損失を低くすることができ、ＣＩ値も低く抑えることができる。
したがって、振動片を小型化しても、振動片毎のＣＩ値のバラツキを抑えることができ、個々の振動片のＣＩ値も低く抑えることができる高性能な電子機器となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００２３】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る振動片である音叉型水晶振動片１００を示す図である。
音叉型水晶振動片１００は、例えば所謂水晶Ｚ板となるように水晶の単結晶を切り出して形成されている。また、図１に示す音叉型水晶振動片１００は例えば３２．７６８ＫＨｚで発信する振動片であるため、極めて小型の振動片となっている。
このような音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように、基部本体１１３及び固定部であるマウント部１１１、１１１を有する基部１１０を有している。そして、この基部１１０から図において上方向に突出するように振動腕部である音叉腕１２１，１２２が２本配置されている。
【００２４】
また、この音叉腕１２１，１２２の表面と裏面には、溝部１２１ａ，１２２ａが図１に示すように形成されている。この溝部１２１ａ，１２２ａは、図１に示されていない音叉腕１２１，１２２の裏面側にも同様に形成されているため、図２に示すように図１のＦ−Ｆ’断面図では、略Ｈ型に形成されている。
この溝部１２１ａ、１２２ａには、図１及び図２に示すように溝電極１２３、１２４が配置され、これら溝電極１２３、１２４と対向するように、図２に示すように側面電極１２５、１２６が配置されている。
したがって、電圧が図１に示す基部電極１２７を介して、溝電極１２３、１２４及び側面電極１２５、１２６に印加されると、音叉腕１２１，１２２内部に効果的に電界が発生し、振動損失が低くＣＩ値も低く抑えることができる音叉型水晶振動片１００となる。
なお、本実施の形態では、上述のように音叉腕１２１，１２２に溝部１２１ａ、１２２ａが形成されているが、これに限らず、音叉腕１２１，１２２に貫通孔を形成して、電極を配置しても構わない。
【００２５】
ところで、図１に示す音叉腕１２１，１２２の図において縦方向の長さである音叉腕長さＬ１は例えば１．６４４ｍｍに形成されている。
また、基部１１０は、全体が略板状に形成されていると共に、図１に示すように切り込み部１１２が例えば２カ所形成されている。
この切り込み部１１２，１１２は、音叉腕部１２１，１２２の基部１１０からの突出方向（図において縦方向）と直交する方向（基部１１０の幅方向）に向かって形成されている。
このように切り込み部１１２、１１２が形成されているため、音叉腕１２１，１２２の振動の基部１１０のマウント部１１１への漏れを小さくすることができるようになっている。すなわち、前記音叉腕部１２１，１２２の垂直方向成分の振動漏れを有効に抑え、ＣＩ値の音叉型水晶振動片間のバラツキを小さくすることができる。
【００２６】
以下、上述の振動漏れについて詳細に説明する。図１に示す音叉型水晶振動片１００は、上述のように小型化されているため、図２に示す音叉腕１２１，１２２の幅Ｗは、０．１ｍｍと極めて狭くなっている。また厚みＤも０．１ｍｍと小さくなっている。
ところで、図３（ａ）（ｂ）は音叉型水晶振動片の振動状態を説明する概略説明図であり、図３（ａ）は、音叉型水晶振動片の通常の振動状態を説明する説明図であり、図３（ｂ）は、音叉型水晶振動片の垂直方向の成分を含む振動状態を説明する説明図である。
図３に示すように音叉型水晶振動片１００の音叉腕１２１，１２２は、図３（ａ）に示すように、幅Ｗが長く厚みＤが短ければ、図において矢印Ｂに示すように通常の水平方向の振動を行うこととなる。
しかし、上述のように幅Ｗが短くなると、図３（ｂ）に示すように、垂直方向の成分（図において矢印Ｃ方向）を含むようになり、矢印Ｅで示す方向に音叉腕１２１，１２２が振動するようになる。
【００２７】
図４は、垂直振動成分変位量（ｎｍ）と音叉腕１２１，１２２の幅Ｗ／厚みＤとの関係を示すグラフである。図４に示すグラフでも明らかなように垂直振動成分変位量（ｎｍ）は音叉腕１２１，１２２の幅Ｗ／厚みＤが１．２より小さくなると急激に変位量も大きくなるのがわかる。
このように音叉腕１２１，１２２の振動の垂直成分が増加した状態で、音叉腕１２１、１２２が振動すると、この垂直成分の振動が図１の基部１１０のマウント部１１１、１１１へと矢印のように伝わり、エネルギーが逃げてしまうことになる。
このようなエネルギーの逃げである振動漏れが生じると、音叉腕１２１、１２２の振動が不安定となり、音叉型水晶振動片１００毎のＣＩ値のバラツキが大なる。
【００２８】
したがって、音叉型水晶振動片１００毎のＣＩ値のバラツキを抑えるために、この振動漏れを抑える必要があり、振動漏れを上述の切り込み部１１２、１１２によって抑える構成となっている。
すなわち、この切り込み部１１２，１１２は、図１に示すように、音叉腕１２１，１２２の振動漏れがマウント部１１１，１１１に伝わる中間部に設けられている。
したがって、音叉腕１２１，１２２から漏れた振動は、切り込み部１１２，１１２によって、幅が狭くなった部分で振動漏れが抑えられ、マウント部１１１、１１１への影響を小さくすることができる。
【００２９】
ところで、基部１１０は、その図１における縦方向の長さである基部長Ｌ２が、例えば０．５０ｍｍ程度に形成され、従来の図１０の基部長である０．７ｍｍと比べ、略０．２０ｍｍ程度短くなっている。
したがって、基部１１０の基部長Ｌ２が短くなったことにより、音叉型水晶振動片１００全体の縦方向の長さが従来に比べ格段に短くなり、振動片全体を小型化することができるような構成となっている。
【００３０】
ところで、基部１１０には、図１に示すように固定部であるマウント部１１１，１１１がその両側に２カ所形成されている。このマウント部１１１，１１１は、音叉型水晶振動片１００を例えばパッケージ等に固定する際に固定領域として機能する。すなわち、このマウント部１１１，１１１に導電性接着剤等を塗布し、パッケージ等に対して振動片を固定すると共に電気的な接続を行う構成となっている。
したがって、上述のように基部１１０の基部長Ｌ２を短くすると、その分、マウント部１１１，１１１の面積も小さくなってしまう。このようにマウント部１１１，１１１の面積が小さくなると、音叉型水晶振動片１００の接着剤等による固定面積が減ってしまい、これにより、落下時等の耐衝撃性が悪化してしまうという問題が生じる。
【００３１】
ところで、本実施の形態では、図１に示すように、基部１１０のマウント部１１１，１１１には、基部１１０から音叉腕１２１，１２２の突出方向に向かって突起部１１１ａ、１１１ａが２カ所形成されている。
このように突起部１１１ａ、１１１ａをマウント部１１１，１１１の一部として形成することにより、マウント部１１１，１１１全体の面積を小さくすることなく、基部長Ｌ２を短くすることが可能となる。
また、突起部１１１ａ、１１１ａは、基部１１０から音叉腕１２１，１２２方向に突出して形成されているため、基部１１０の図１における幅方向の長さをより長くすることがない。
【００３２】
したがって、マウント部１１１、１１１の面積を十分確保し、耐衝撃性を悪化させることなく、音叉型水晶振動片１００全体の小型化が可能となる。
また、このように突出して形成された突起部１１１ａ、１１１ａは、基部１１０に形成されている切り込み部１１２、１１２によって、音叉腕１２１，１２２から離れて形成されている。すなわち、音叉腕１２１，１２２から漏れる上述の漏れ振動は、切り込み部１１２，１１２の端部を迂回してマウント部１１１、そして突起部１１１ａへと達する構成となっている。
したがって、突起部１１１ａ、１１１ａは、音叉腕１２１，１２２からの振動漏れの影響が最も受けにくい場所に配置されるため、マウント部１１１全体の面積を十分に確保しても、漏れ振動の影響も受けにくい構成となっている。したがって、振動片毎によるＣＩ値のバラツキを抑えることができる。
【００３３】
さらに、本実施の形態では、上述のように基部１１０に切り込み部１１２，１１２が形成されているため、突起部１１１ａを含むマウント部１１１への漏れ振動の流路は著しく小さくなっている。したがって、漏れ振動が基部１１０のマウント部１１１等へ影響を及ぼし、マウント部１１１からエネルギーが漏れ、振動片毎によるＣＩ値のバラツキが大きくなるという減少を有効に抑えることができる。
本実施の形態の音叉型水晶振動片１００を用いて実験した結果、ＣＩ値平均が４０ｋΩ、標準偏差４．０ｋΩという優れた結果となった。
【００３４】
（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態にかかる音叉型水晶振動片２００を示す概略図である。
本実施の形態にかかる音叉型水晶振動片２００は、上述の第１の実施の形態にかかる音叉型水晶振動片１００と多くの部分の構成が共通するため共通の構成は同一符号等とし、以下、相違点を中心に説明する。
【００３５】
本実施の形態にかかる音叉型水晶振動片２００は、第１の実施の形態にかかる音叉型水晶振動片１００と異なり、図５に示すように基部１１１の下部に音叉腕１２１，１２２方向に凹状の切り欠き凹部２１４が形成されている。この切り欠き凹部２１４は、基部本体１１３の基部電極１２７が形成されていない部分に設けられている。このため、この切り欠き凹部２１４によって基部電極１２７の配置を妨げることがない構成となっている。
この切り欠き凹部２１４と切り込み部１１２によって形成される基部本体１１３の部分（図において丸印の部分）は、他の部分より狭く形成されることになる。そして、この狭く形成された部分が振動の流路（図において矢印）となって上述の漏れ振動がマウント部１１１に伝わることになる。
このため、この狭い流路によって上述の漏れ振動は、第１の実施の形態にかかる音叉型水晶振動片１００より更に抑えられ、そして、ＣＩ値の振動片間のバラツキをさらに小さくすることができるようになる。
本実施の形態の音叉型水晶振動片２００を用いて実験した結果、ＣＩ値平均が４０ｋΩ、標準偏差２．０ｋΩという更に優れた結果となった。
【００３６】
（第３の実施の形態）
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る振動子であるセラミックパッケージ音叉型振動子３００を示す図である。
このセラミックパッケージ音叉型振動子３００は、上述の第１の実施の形態の音叉型水晶振動片１００を用いている。したがって、音叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号を用いて、その説明を省略する。
図６は、セラミックパッケージ音叉型振動子３００の構成を示す概略断面図である。図６に示すようにセラミックパッケージ音叉型振動子３００は、その内側に空間を有する箱状のパッケージ３１０を有している。
このパッケージ３１０には、その底部にベース部３１１を備えている。このベース部３１１は、例えばアルミナ等のセラミックス等で形成されている。
【００３７】
ベース部３１１上には、封止部３１２が設けられており、この封止部３１２は、蓋体３１１と同様の材料から形成されている。また、この封止部３１２の上端部には、蓋体３１３が載置され、これらベース部３１１、封止部３１２及び蓋体３１３で、中空の箱体を形成することになる。
このように形成されているパッケージ３１０のベース部３１１上にはパッケージ側電極３１４が設けられている。このパッケージ側電極３１４の上には導電性接着剤等を介して音叉型水晶振動片１００の基部１１０のマウント部１１１が固定されている。
この音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように構成されているため、小型で振動片毎にＣＩ値のバラツキが抑えられ、個々の振動片のＣＩ値も低く抑えることができる高性能な振動片である。
したがって、この振動片を搭載したセラミックパッケージ音叉型振動子３００も小型で高性能な振動子となる。
【００３８】
（第４の実施の形態）
図７は、本発明の第４の実施の形態に係る電子機器の一例であるデジタル携帯電話４００を示す概略図である。
このデジタル携帯電話４００は、上述の第３の実施の形態のセラミックパッケージ音叉型振動子３００と音叉型水晶振動片１００とを使用している。
したがって、セラミックパッケージ音叉型振動子３００と音叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号を用いる等して、その説明を省略する。
図７はデジタル携帯電話４００の回路ブロックを示しているが、図７に示すように、デジタル携帯電話４００で送信する場合は、使用者が、自己の声をマイクロフォンに入力すると、信号はパルス幅変調・符号化のブロックと変調器／復調器のブロックを経てトランスミッター、アンテナスイッチを介しアンテナから送信されることになる。
【００３９】
一方、他人の電話から送信された信号は、アンテナで受信され、アンテナスイッチ、受信フィルターを経て、レシーバーから変調器／復調器ブロックに入力される。そして、変調又は復調された信号がパルス幅変調・符号化のブロックを経てスピーカーに声として出力されるようになっている。
このうち、アンテナスイッチや変調器／復調器ブロック等を制御するためのコントローラが設けられている。
このコントローラは、上述の他に表示部であるＬＣＤや数字等の入力部であるキー、更にはＲＡＭやＲＯＭ等も制御するため、高精度であることが求められる。また、デジタル携帯電話４００の小型化の要請もある。
このような要請に合致するものとして上述のセラミックパッケージ音叉振動子３００が用いられている。
【００４０】
このセラミックパッケージ音叉型振動子３００は、図１に示す音叉型水晶振動片１００を有するため、小型で振動片毎にＣＩ値のバラツキが抑えられ、個々の振動片のＣＩ値も低く抑えることができる高性能な振動子である。
したがって、このセラミックパッケージ音叉型振動子３００を搭載したデジタル携帯電話４００も小型で高性能なデジタル携帯電話となる。
【００４１】
（第５の実施の形態）
図８は、本発明の第５の実施の形態に係る発振器である音叉水晶発振器５００を示す図である。
このデジタル音叉水晶発振器５００は、上述の第３の実施の形態のセラミックパケージ音叉型振動子３００と多くの部分で構成が共通している。したがって、セラミックパケージ音叉型振動子３００と音叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号とし、その説明を省略する。
【００４２】
図８に示す音叉型水晶発振器５００は、図６に示すセラミックパッケージ音叉振動子３００の音叉型水晶振動片１００の下方で、ベース部３１１の上に、図８に示すように集積回路５１０を配置したものである。
すなわち、音叉水晶発振器５００では、その内部に配置された音叉型水晶振動片１００が振動すると、その振動は、集積回路５１０に入力され、その後、所定の周波数信号を取り出すことで、発振器として機能することになる。
すなわち、音叉水晶発振器５００に収容されている音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように構成されているため、小型で振動片毎にＣＩ値のバラツキが抑えられ、個々の振動片のＣＩ値も低く抑えることができる高性能な振動片である。
したがって、この振動片を搭載したデジタル音叉水晶発振器５００も小型で高性能な発振器となる。
【００４３】
（第６の実施の形態）
図９は、本発明に第６の実施の形態に係る振動子であるシリンダータイプ音叉振動子６００を示す図である。
このシリンダータイプ音叉振動子６００は、上述の第１の実施の形態の音叉型水晶振動片１００を使用している。したがって、音叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号等とし、その説明を省略する。
図９は、シリンダータイプ音叉振動子６００の構成を示す概略図である。
図９に示すようにシリンダータイプ音叉振動子６００は、その内部に音叉型水晶振動片１００を収容するための金属製のキャップ６３０を有している。このキャップ６３０は、ステム６２０に対して圧入され、その内部が真空状態に保持されるようになっている。
【００４４】
また、キャップ６３０に収容された略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００を保持すうためのリード６１０が２本配置されている。
このようなシリンダータイプ音叉振動子６００に外部より電流等を印加すると音叉型水晶振動片１００の音叉腕１２１，１２２が振動し、振動子として機能することになる。
このとき、音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように構成されているため、小型で振動片毎にＣＩ値のバラツキが抑えられ、個々の振動片のＣＩ値も低く抑えることができる高性能な振動片である。
したがって、この振動片を搭載したシリンダータイプ音叉振動子６００も小型で高性能な振動子となる。
【００４５】
また、上述の各実施の形態では、３２．７６８ｋＨの音叉型水晶振動子を例に説明したが、１５ｋＨ乃至１５５ｋＨの音叉型水晶振動子に適用できることは明らかである。
なお、上述の実施の形態に係る音叉型水晶振動片１００は、上述の例のみならず、他の電子機器、携帯情報端末、さらに、テレビジョン、ビデオ機器、所謂ラジカセ、パーソナルコンピュータ等の時計内蔵機器及び時計にも用いられることは明らかである。
さらに、本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。そして、上記実施の形態の構成は、その一部を省略したり、上述していない他の任意の組み合わせに変更することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基部の固定部の面積を十分確保し、振動片毎のＣＩ値のバラツキを抑え、且つ小型化できる振動片、振動子、発振器及び電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る音叉型水晶振動片の概略図である。
【図２】図１のＦ−Ｆ’線概略断面図である。
【図３】（ａ）音叉型水晶振動片の通常の振動状態を説明する説明図である。（ｂ）音叉型水晶振動片の垂直方向の成分を含む振動状態を説明する説明図である。
【図４】垂直振動成分変位量（ｎｍ）と音叉腕１２１，１２２の幅Ｗ／厚みＤとの関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る音叉型水晶振動片の概略図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るセラミックパッケージ音叉型振動子の構成を示す概略断面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係るデジタル携帯電話の回路ブロックを示す概略図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係る音叉水晶発振器の構成を示す概略断面図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態に係るシリンダータイプ音叉振動子の構成を示す概略断面図である。
【図１０】従来の音叉型水晶振動片を示す概略図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ’線概略断面図である。
【符号の説明】
１００、２００・・・音叉型水晶振動片
１１０・・・基部
１１１・・・マウント部
１１１ａ・・・突起部
１１２・・・切り欠き部
１１３・・・基部本体
Ｌ１・・・音叉腕長さ
Ｌ２・・・基部長
１２１，１２２・・・音叉腕
１２１ａ、１２２ａ・・・溝部
１２３，１２４・・・溝電極
１２５，１２６・・・側面電極
１２７・・・基部電極
２１４・・・切り欠き凹部
３００・・・セラミックパッケージ音叉型振動子
３１０・・・パッケージ
３１１・・・ベース部
３１２・・・封止部
３１３・・・蓋体
３１４・・・パッケージ側電極
４００・・・デジタル携帯電話
５００・・・音叉水晶発振器
５１０・・・集積回路
６００・・・シリンダータイプ音叉振動子
６１０・・・リード
６２０・・・ステム
６３０・・・キャップ
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、例えば水晶等からなる振動片、この振動片を有する振動子、この振動子を備える発振器や電子機器に関する。
【０００３】
【従来の技術】
従来、振動片である例えば音叉型水晶振動片は、例えば図１０に示すように構成されている。
すなわち、音叉型水晶振動片１０は、基部１１と、この基部１１から突出して形成されている２本の腕部１２，１３を有している。そして、この２本の腕部１２，１３には、溝１２ａ，１３ａが表面に形成されている。また、この溝は図１０の腕部１２，１３の裏面側にも同様に形成されている。
このため、図１０のＡ−Ａ’断面図である図１１に示すように腕部１２，１３は、その断面形状が略Ｈ型の形成されている。
【０００４】
このような音叉型水晶振動片１０の基部１１には、図１０に示すように固定部であるマウント部１１ａが２カ所形成されており、導電性接着剤等により、パッケージ等に固定され、電気的に接続されるようになっている。
このような略Ｈ型の音叉型水晶振動片１０は、振動片の大きさを小型化しても、腕部１２，１３の振動損失が低くＣＩ値（クリスタルインピーダンス又は等価直列抵抗）も低く抑えることができるという特性を有する。
このため、略Ｈ型の音叉型水晶振動片１０は、例えば特に小型でも高精度な性能が求められる振動子に適用されている。
略Ｈ型の音叉型水晶振動片１０の大きさとしては、例えば図１０に示すように腕部１２，１３の長さが１．６４４ｍｍ、幅が０．１ｍｍとなっており、この腕部１２，１３に幅０．０７ｍｍの幅で溝１２ａ，１３ａが形成されている。
また、基部１１の図において縦方向の長さが０．７ｍｍとなっているため、振動片１０全体の縦方向の長さ（Ｌ）は、２．３４４ｍｍ程度となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このように極めて小型の音叉型水晶振動片１０であっても、近年の電子機器等の装置の小型化の要請に対応するには、更なる小型化が求められている。
この小型化の要請に対応するには、基部１１の図１０における縦方向の長さ（Ｌ）を０．７ｍｍより短く形成すれば、全体として振動片１０の長さ（Ｌ）が短くなり、振動片１０が小型化され、最も良いのであるが、以下のような問題があった。
すなわち、単純に基部１１の縦方向の長さを短くすると、前記マウント部１１ａ、１１ａの面積も小さくなり、これにより音叉型水晶振動片１０の落下時等の耐衝撃性が悪くなるという問題があった。また、このマウント部１１ａ、１１ａの面積が小さくなると、振動片１０のＣＩ値は大きくなり、且つ振動片毎のＣＩ値バラツキも大きくなるという問題もあった。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑み、基部の固定部の面積を十分確保し、振動片毎のＣＩ値のバラツキを抑え、且つ小型化できる振動片、振動子、発振器及び電子機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的は、請求項１の発明によれば、基部本体と、振動片を固定するための固定部と、を備える基部と、この基部から突出して形成されている複数の振動腕部と、前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されている振動片であって、前記基部の前記基部本体には、切り込み部が形成されていると共に、前記基部の固定部には、固定用突起部が前記基部から突出して形成されていることを特徴とする振動片により達成される。
【０００８】
請求項１の構成によれば、前記基部の固定部には、固定用突起部が前記基部から突出して形成されているので、前記基部を小型化しても、前記固定部の面積を十分確保することができる。このため、落下時の耐衝撃性の優れた振動片となる。
また、前記基部の前記基部本体には、切り込み部が形成されているので、前記振動腕部の振動の前記固定部への漏れを小さくすることができる。すなわち、前記振動腕部の垂直方向成分を有した振動の振動漏れを有効に抑えることができるので、ＣＩ値の振動片間のバラツキを小さくすることができる。
さらに、前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されているので、振動腕部の振動損失を低くすることができ、ＣＩ値も低く抑えることができる。
したがって、振動片を小型化しても、振動片毎のＣＩ値のバラツキを抑えることができ、個々の振動片のＣＩ値も低く抑えることができる高性能な振動片となる。
【０００９】
好ましくは、請求項２の発明によれば、請求項１の構成において、前記固定用突起部が、前記振動腕部の突出方向である長さ方向に向かって突出して形成されていることを特徴とする振動片である。
請求項２の構成によれば、前記固定用突起部が、前記振動腕部の突出方向である長さ方向に向かって突出して形成されているので、前記基部を前記振動腕部の突出方向と直交する幅方向に広げずに、前記固定部の面積を十分確保できる。このため、前記基部を前記幅方向に広げずに小型化でき、振動片全体も小型化することができる。特に振動片全体を前記振動腕部の突出方向について短くすることが可能となる。
【００１０】
好ましくは、請求項３の発明によれば、請求項１又は請求項２の構成において、前記切り込み部が前記振動腕部の突出方向である長さ方向に直交する幅方向に向かって形成されていると共に、この切り込み部の近傍には前記振動腕部の突出方向である長さ方向に向かって凹状の切り欠き凹部が形成されていることを特徴とする振動片である。
【００１１】
請求項３の構成によれば、前記切り込み部が前記振動腕部の突出方向である長さ方向に直交する幅方向に向かって形成されていると共に、この切り込み部の近傍には前記振動腕部の突出方向である長さ方向に向かって凹状の切り欠き凹部が形成されている。このため、前記基部における前記切り込み部と前記切り欠き凹部とが形成されている部分は他の領域より狭い部分となる。したがって、前記振動腕部から前記基部の固定部への振動漏れをより効果的に抑えることができ、ＣＩ値の振動片間のバラツキをさらに小さくすることができる。
【００１２】
好ましくは、請求項４の発明によれば、請求項１乃至請求項３の構成において、前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片であることを特徴とする振動片である。
請求項４の構成によれば、前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片の前記基部を小型化しても、前記固定部の面積を十分確保することができる。このため、落下時の耐衝撃性の優れた振動片となる。
【００１３】
前記目的は、請求項５の発明によれば、基部本体と、振動片を固定するための固定部と、を備える基部と、この基部から突出して形成されている複数の振動腕部と、前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されている振動片がパッケージ内に収容されている振動子であって、前記振動片の前記基部の前記基部本体には、切り込み部が形成されていると共に、前記基部の固定部には、固定用突起部が前記基部から突出して形成されていることを特徴とする振動子により達成される。
【００１４】
請求項５の構成によれば、前記振動片の前記基部の固定部には、固定用突起部が前記基部から突出して形成されているので、前記基部を小型化しても、前記固定部の面積を十分確保することができる。このため、落下時の耐衝撃性の優れた振動子となる。
また、前記振動片の前記基部の前記基部本体には、切り込み部が形成されているので、前記振動腕部の振動の前記固定部への漏れを小さくすることができる。すなわち、前記振動腕部の垂直方向成分を有した振動の振動漏れを有効に抑えることができるので、ＣＩ値の振動片間のバラツキを小さくすることができる。
さらに、前記振動片の前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されているので、振動腕部の振動損失を低くすることができ、ＣＩ値も低く抑えることができる。
したがって、振動片を小型化しても、振動片毎のＣＩ値のバラツキを抑えることができ、個々の振動片のＣＩ値も低く抑えることができる高性能な振動子となる。
【００１５】
好ましくは、請求項６の発明によれば、請求項５の構成において、前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片であることを特徴とする振動子である。
請求項６の構成によれば、前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片の前記基部を小型化しても、前記固定部の面積を十分確保することができる。このため、落下時の耐衝撃性の優れた振動子となる。
【００１６】
好ましくは、請求項７の発明によれば、請求項５又は請求項６の構成において、前記パッケージが箱状に形成されていることを特徴とする振動子である。
請求項７の構成によれば、前記パッケージが箱状に形成されている振動子の振動片の前記基部を小型化しても、前記固定部の面積を十分確保することができる。このため、落下時の耐衝撃性の優れた振動子となる。
【００１７】
好ましくは、請求項８の発明によれば、請求項５又は請求項６の構成において、前記パッケージが所謂シリンダータイプに形成されていることを特徴とする振動子である。
請求項８の構成によれば、前記パッケージが所謂シリンダータイプに形成されている振動子の振動片の前記基部を小型化しても、前記固定部の面積を十分確保することができる。このため、落下時の耐衝撃性の優れた振動子となる。
【００１８】
前記目的は、請求項９の発明によれば、基部本体と、振動片を固定するための固定部と、を備える基部と、この基部から突出して形成されている複数の振動腕部と、前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されている振動片と集積回路がパッケージ内に収容されている発振器であって、前記振動片の前記基部の前記基部本体には、切り込み部が形成されていると共に、前記基部の固定部には、固定用突起部が前記基部から突出して形成されていることを特徴とする発振器により達成される。
【００１９】
請求項９の構成によれば、前記振動片の前記基部の固定部には、固定用突起部が前記基部から突出して形成されているので、前記基部を小型化しても、前記固定部の面積を十分確保することができる。このため、落下時の耐衝撃性の優れた発振器となる。
また、前記振動片の前記基部の前記基部本体には、切り込み部が形成されているので、前記振動腕部の振動の前記固定部への漏れを小さくすることができる。すなわち、前記振動腕部の垂直方向成分を有した振動の振動漏れを有効に抑えることができるので、ＣＩ値の振動片間のバラツキを小さくすることができる。
さらに、前記振動片の前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されているので、振動腕部の振動損失を低くすることができ、ＣＩ値も低く抑えることができる。
したがって、振動片を小型化しても、振動片毎のＣＩ値のバラツキを抑えることができ、個々の振動片のＣＩ値も低く抑えることができる高性能な発振器となる。
【００２０】
前記目的は、請求項１０の発明によれば、基部本体と、振動片を固定するための固定部と、を備える基部と、この基部から突出して形成されている複数の振動腕部と、前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されている振動片がパッケージ内に収容されている振動子であり、この振動子を制御部に接続している電子機器であって、前記振動片の前記基部の前記基部本体には、切り込み部が形成されていると共に、前記基部の固定部には、固定用突起部が前記基部から突出して形成されていることを特徴とする電子機器により達成される。
【００２１】
請求項１０の構成によれば、前記振動片の前記基部の固定部には、固定用突起部が前記基部から突出して形成されているので、前記基部を小型化しても、前記固定部の面積を十分確保することができる。このため、落下時の耐衝撃性の優れた電子機器となる。
また、前記振動片の前記基部の前記基部本体には、切り込み部が形成されているので、前記振動腕部の振動の前記固定部への漏れを小さくすることができる。すなわち、前記振動腕部の垂直方向成分を有した振動の振動漏れを有効に抑えることができるので、ＣＩ値の振動片間のバラツキを小さくすることができる。
さらに、前記振動片の前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されているので、振動腕部の振動損失を低くすることができ、ＣＩ値も低く抑えることができる。
したがって、振動片を小型化しても、振動片毎のＣＩ値のバラツキを抑えることができ、個々の振動片のＣＩ値も低く抑えることができる高性能な電子機器となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００２３】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る振動片である音叉型水晶振動片１００を示す図である。
音叉型水晶振動片１００は、例えば所謂水晶Ｚ板となるように水晶の単結晶を切り出して形成されている。また、図１に示す音叉型水晶振動片１００は例えば３２．７６８ＫＨｚで発信する振動片であるため、極めて小型の振動片となっている。
このような音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように、基部本体１１３及び固定部であるマウント部１１１、１１１を有する基部１１０を有している。そして、この基部１１０から図において上方向に突出するように振動腕部である音叉腕１２１，１２２が２本配置されている。
【００２４】
また、この音叉腕１２１，１２２の表面と裏面には、溝部１２１ａ，１２２ａが図１に示すように形成されている。この溝部１２１ａ，１２２ａは、図１に示されていない音叉腕１２１，１２２の裏面側にも同様に形成されているため、図２に示すように図１のＦ−Ｆ’断面図では、略Ｈ型に形成されている。
この溝部１２１ａ、１２２ａには、図１及び図２に示すように溝電極１２３、１２４が配置され、これら溝電極１２３、１２４と対向するように、図２に示すように側面電極１２５、１２６が配置されている。
したがって、電圧が図１に示す基部電極１２７を介して、溝電極１２３、１２４及び側面電極１２５、１２６に印加されると、音叉腕１２１，１２２内部に効果的に電界が発生し、振動損失が低くＣＩ値も低く抑えることができる音叉型水晶振動片１００となる。
なお、本実施の形態では、上述のように音叉腕１２１，１２２に溝部１２１ａ、１２２ａが形成されているが、これに限らず、音叉腕１２１，１２２に貫通孔を形成して、電極を配置しても構わない。
【００２５】
ところで、図１に示す音叉腕１２１，１２２の図において縦方向の長さである音叉腕長さＬ１は例えば１．６４４ｍｍに形成されている。
また、基部１１０は、全体が略板状に形成されていると共に、図１に示すように切り込み部１１２が例えば２カ所形成されている。
この切り込み部１１２，１１２は、音叉腕部１２１，１２２の基部１１０からの突出方向（図において縦方向）と直交する方向（基部１１０の幅方向）に向かって形成されている。
このように切り込み部１１２、１１２が形成されているため、音叉腕１２１，１２２の振動の基部１１０のマウント部１１１への漏れを小さくすることができるようになっている。すなわち、前記音叉腕部１２１，１２２の垂直方向成分の振動漏れを有効に抑え、ＣＩ値の音叉型水晶振動片間のバラツキを小さくすることができる。
【００２６】
以下、上述の振動漏れについて詳細に説明する。図１に示す音叉型水晶振動片１００は、上述のように小型化されているため、図２に示す音叉腕１２１，１２２の幅Ｗは、０．１ｍｍと極めて狭くなっている。また厚みＤも０．１ｍｍと小さくなっている。
ところで、図３（ａ）（ｂ）は音叉型水晶振動片の振動状態を説明する概略説明図であり、図３（ａ）は、音叉型水晶振動片の通常の振動状態を説明する説明図であり、図３（ｂ）は、音叉型水晶振動片の垂直方向の成分を含む振動状態を説明する説明図である。
図３に示すように音叉型水晶振動片１００の音叉腕１２１，１２２は、図３（ａ）に示すように、幅Ｗが長く厚みＤが短ければ、図において矢印Ｂに示すように通常の水平方向の振動を行うこととなる。
しかし、上述のように幅Ｗが短くなると、図３（ｂ）に示すように、垂直方向の成分（図において矢印Ｃ方向）を含むようになり、矢印Ｅで示す方向に音叉腕１２１，１２２が振動するようになる。
【００２７】
図４は、垂直振動成分変位量（ｎｍ）と音叉腕１２１，１２２の幅Ｗ／厚みＤとの関係を示すグラフである。図４に示すグラフでも明らかなように垂直振動成分変位量（ｎｍ）は音叉腕１２１，１２２の幅Ｗ／厚みＤが１．２より小さくなると急激に変位量も大きくなるのがわかる。
このように音叉腕１２１，１２２の振動の垂直成分が増加した状態で、音叉腕１２１、１２２が振動すると、この垂直成分の振動が図１の基部１１０のマウント部１１１、１１１へと矢印のように伝わり、エネルギーが逃げてしまうことになる。
このようなエネルギーの逃げである振動漏れが生じると、音叉腕１２１、１２２の振動が不安定となり、音叉型水晶振動片１００毎のＣＩ値のバラツキが大なる。
【００２８】
したがって、音叉型水晶振動片１００毎のＣＩ値のバラツキを抑えるために、この振動漏れを抑える必要があり、振動漏れを上述の切り込み部１１２、１１２によって抑える構成となっている。
すなわち、この切り込み部１１２，１１２は、図１に示すように、音叉腕１２１，１２２の振動漏れがマウント部１１１，１１１に伝わる中間部に設けられている。
したがって、音叉腕１２１，１２２から漏れた振動は、切り込み部１１２，１１２によって、幅が狭くなった部分で振動漏れが抑えられ、マウント部１１１、１１１への影響を小さくすることができる。
【００２９】
ところで、基部１１０は、その図１における縦方向の長さである基部長Ｌ２が、例えば０．５０ｍｍ程度に形成され、従来の図１０の基部長である０．７ｍｍと比べ、略０．２０ｍｍ程度短くなっている。
したがって、基部１１０の基部長Ｌ２が短くなったことにより、音叉型水晶振動片１００全体の縦方向の長さが従来に比べ格段に短くなり、振動片全体を小型化することができるような構成となっている。
【００３０】
ところで、基部１１０には、図１に示すように固定部であるマウント部１１１，１１１がその両側に２カ所形成されている。このマウント部１１１，１１１は、音叉型水晶振動片１００を例えばパッケージ等に固定する際に固定領域として機能する。すなわち、このマウント部１１１，１１１に導電性接着剤等を塗布し、パッケージ等に対して振動片を固定すると共に電気的な接続を行う構成となっている。
したがって、上述のように基部１１０の基部長Ｌ２を短くすると、その分、マウント部１１１，１１１の面積も小さくなってしまう。このようにマウント部１１１，１１１の面積が小さくなると、音叉型水晶振動片１００の接着剤等による固定面積が減ってしまい、これにより、落下時等の耐衝撃性が悪化してしまうという問題が生じる。
【００３１】
ところで、本実施の形態では、図１に示すように、基部１１０のマウント部１１１，１１１には、基部１１０から音叉腕１２１，１２２の突出方向に向かって突起部１１１ａ、１１１ａが２カ所形成されている。
このように突起部１１１ａ、１１１ａをマウント部１１１，１１１の一部として形成することにより、マウント部１１１，１１１全体の面積を小さくすることなく、基部長Ｌ２を短くすることが可能となる。
また、突起部１１１ａ、１１１ａは、基部１１０から音叉腕１２１，１２２方向に突出して形成されているため、基部１１０の図１における幅方向の長さをより長くすることがない。
【００３２】
したがって、マウント部１１１、１１１の面積を十分確保し、耐衝撃性を悪化させることなく、音叉型水晶振動片１００全体の小型化が可能となる。
また、このように突出して形成された突起部１１１ａ、１１１ａは、基部１１０に形成されている切り込み部１１２、１１２によって、音叉腕１２１，１２２から離れて形成されている。すなわち、音叉腕１２１，１２２から漏れる上述の漏れ振動は、切り込み部１１２，１１２の端部を迂回してマウント部１１１、そして突起部１１１ａへと達する構成となっている。
したがって、突起部１１１ａ、１１１ａは、音叉腕１２１，１２２からの振動漏れの影響が最も受けにくい場所に配置されるため、マウント部１１１全体の面積を十分に確保しても、漏れ振動の影響も受けにくい構成となっている。したがって、振動片毎によるＣＩ値のバラツキを抑えることができる。
【００３３】
さらに、本実施の形態では、上述のように基部１１０に切り込み部１１２，１１２が形成されているため、突起部１１１ａを含むマウント部１１１への漏れ振動の流路は著しく小さくなっている。したがって、漏れ振動が基部１１０のマウント部１１１等へ影響を及ぼし、マウント部１１１からエネルギーが漏れ、振動片毎によるＣＩ値のバラツキが大きくなるという減少を有効に抑えることができる。
本実施の形態の音叉型水晶振動片１００を用いて実験した結果、ＣＩ値平均が４０ｋΩ、標準偏差４．０ｋΩという優れた結果となった。
【００３４】
（第２の実施の形態）
図５は、本発明の第２の実施の形態にかかる音叉型水晶振動片２００を示す概略図である。
本実施の形態にかかる音叉型水晶振動片２００は、上述の第１の実施の形態にかかる音叉型水晶振動片１００と多くの部分の構成が共通するため共通の構成は同一符号等とし、以下、相違点を中心に説明する。
【００３５】
本実施の形態にかかる音叉型水晶振動片２００は、第１の実施の形態にかかる音叉型水晶振動片１００と異なり、図５に示すように基部１１１の下部に音叉腕１２１，１２２方向に凹状の切り欠き凹部２１４が形成されている。この切り欠き凹部２１４は、基部本体１１３の基部電極１２７が形成されていない部分に設けられている。このため、この切り欠き凹部２１４によって基部電極１２７の配置を妨げることがない構成となっている。
この切り欠き凹部２１４と切り込み部１１２によって形成される基部本体１１３の部分（図において丸印の部分）は、他の部分より狭く形成されることになる。そして、この狭く形成された部分が振動の流路（図において矢印）となって上述の漏れ振動がマウント部１１１に伝わることになる。
このため、この狭い流路によって上述の漏れ振動は、第１の実施の形態にかかる音叉型水晶振動片１００より更に抑えられ、そして、ＣＩ値の振動片間のバラツキをさらに小さくすることができるようになる。
本実施の形態の音叉型水晶振動片２００を用いて実験した結果、ＣＩ値平均が４０ｋΩ、標準偏差２．０ｋΩという更に優れた結果となった。
【００３６】
（第３の実施の形態）
図６は、本発明の第３の実施の形態に係る振動子であるセラミックパッケージ音叉型振動子３００を示す図である。
このセラミックパッケージ音叉型振動子３００は、上述の第１の実施の形態の音叉型水晶振動片１００を用いている。したがって、音叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号を用いて、その説明を省略する。
図６は、セラミックパッケージ音叉型振動子３００の構成を示す概略断面図である。図６に示すようにセラミックパッケージ音叉型振動子３００は、その内側に空間を有する箱状のパッケージ３１０を有している。
このパッケージ３１０には、その底部にベース部３１１を備えている。このベース部３１１は、例えばアルミナ等のセラミックス等で形成されている。
【００３７】
ベース部３１１上には、封止部３１２が設けられており、この封止部３１２は、蓋体３１１と同様の材料から形成されている。また、この封止部３１２の上端部には、蓋体３１３が載置され、これらベース部３１１、封止部３１２及び蓋体３１３で、中空の箱体を形成することになる。
このように形成されているパッケージ３１０のベース部３１１上にはパッケージ側電極３１４が設けられている。このパッケージ側電極３１４の上には導電性接着剤等を介して音叉型水晶振動片１００の基部１１０のマウント部１１１が固定されている。
この音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように構成されているため、小型で振動片毎にＣＩ値のバラツキが抑えられ、個々の振動片のＣＩ値も低く抑えることができる高性能な振動片である。
したがって、この振動片を搭載したセラミックパッケージ音叉型振動子３００も小型で高性能な振動子となる。
【００３８】
（第４の実施の形態）
図７は、本発明の第４の実施の形態に係る電子機器の一例であるデジタル携帯電話４００を示す概略図である。
このデジタル携帯電話４００は、上述の第３の実施の形態のセラミックパッケージ音叉型振動子３００と音叉型水晶振動片１００とを使用している。
したがって、セラミックパッケージ音叉型振動子３００と音叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号を用いる等して、その説明を省略する。
図７はデジタル携帯電話４００の回路ブロックを示しているが、図７に示すように、デジタル携帯電話４００で送信する場合は、使用者が、自己の声をマイクロフォンに入力すると、信号はパルス幅変調・符号化のブロックと変調器／復調器のブロックを経てトランスミッター、アンテナスイッチを介しアンテナから送信されることになる。
【００３９】
一方、他人の電話から送信された信号は、アンテナで受信され、アンテナスイッチ、受信フィルターを経て、レシーバーから変調器／復調器ブロックに入力される。そして、変調又は復調された信号がパルス幅変調・符号化のブロックを経てスピーカーに声として出力されるようになっている。
このうち、アンテナスイッチや変調器／復調器ブロック等を制御するためのコントローラが設けられている。
このコントローラは、上述の他に表示部であるＬＣＤや数字等の入力部であるキー、更にはＲＡＭやＲＯＭ等も制御するため、高精度であることが求められる。また、デジタル携帯電話４００の小型化の要請もある。
このような要請に合致するものとして上述のセラミックパッケージ音叉振動子３００が用いられている。
【００４０】
このセラミックパッケージ音叉型振動子３００は、図１に示す音叉型水晶振動片１００を有するため、小型で振動片毎にＣＩ値のバラツキが抑えられ、個々の振動片のＣＩ値も低く抑えることができる高性能な振動子である。
したがって、このセラミックパッケージ音叉型振動子３００を搭載したデジタル携帯電話４００も小型で高性能なデジタル携帯電話となる。
【００４１】
（第５の実施の形態）
図８は、本発明の第５の実施の形態に係る発振器である音叉水晶発振器５００を示す図である。
このデジタル音叉水晶発振器５００は、上述の第３の実施の形態のセラミックパケージ音叉型振動子３００と多くの部分で構成が共通している。したがって、セラミックパケージ音叉型振動子３００と音叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号とし、その説明を省略する。
【００４２】
図８に示す音叉型水晶発振器５００は、図６に示すセラミックパッケージ音叉振動子３００の音叉型水晶振動片１００の下方で、ベース部３１１の上に、図８に示すように集積回路５１０を配置したものである。
すなわち、音叉水晶発振器５００では、その内部に配置された音叉型水晶振動片１００が振動すると、その振動は、集積回路５１０に入力され、その後、所定の周波数信号を取り出すことで、発振器として機能することになる。
すなわち、音叉水晶発振器５００に収容されている音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように構成されているため、小型で振動片毎にＣＩ値のバラツキが抑えられ、個々の振動片のＣＩ値も低く抑えることができる高性能な振動片である。
したがって、この振動片を搭載したデジタル音叉水晶発振器５００も小型で高性能な発振器となる。
【００４３】
（第６の実施の形態）
図９は、本発明に第６の実施の形態に係る振動子であるシリンダータイプ音叉振動子６００を示す図である。
このシリンダータイプ音叉振動子６００は、上述の第１の実施の形態の音叉型水晶振動片１００を使用している。したがって、音叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符号等とし、その説明を省略する。
図９は、シリンダータイプ音叉振動子６００の構成を示す概略図である。
図９に示すようにシリンダータイプ音叉振動子６００は、その内部に音叉型水晶振動片１００を収容するための金属製のキャップ６３０を有している。このキャップ６３０は、ステム６２０に対して圧入され、その内部が真空状態に保持されるようになっている。
【００４４】
また、キャップ６３０に収容された略Ｈ型の音叉型水晶振動片１００を保持すうためのリード６１０が２本配置されている。
このようなシリンダータイプ音叉振動子６００に外部より電流等を印加すると音叉型水晶振動片１００の音叉腕１２１，１２２が振動し、振動子として機能することになる。
このとき、音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように構成されているため、小型で振動片毎にＣＩ値のバラツキが抑えられ、個々の振動片のＣＩ値も低く抑えることができる高性能な振動片である。
したがって、この振動片を搭載したシリンダータイプ音叉振動子６００も小型で高性能な振動子となる。
【００４５】
また、上述の各実施の形態では、３２．７６８ｋＨの音叉型水晶振動子を例に説明したが、１５ｋＨ乃至１５５ｋＨの音叉型水晶振動子に適用できることは明らかである。
なお、上述の実施の形態に係る音叉型水晶振動片１００は、上述の例のみならず、他の電子機器、携帯情報端末、さらに、テレビジョン、ビデオ機器、所謂ラジカセ、パーソナルコンピュータ等の時計内蔵機器及び時計にも用いられることは明らかである。
さらに、本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。そして、上記実施の形態の構成は、その一部を省略したり、上述していない他の任意の組み合わせに変更することができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、基部の固定部の面積を十分確保し、振動片毎のＣＩ値のバラツキを抑え、且つ小型化できる振動片、振動子、発振器及び電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る音叉型水晶振動片の概略図である。
【図２】図１のＦ−Ｆ’線概略断面図である。
【図３】（ａ）音叉型水晶振動片の通常の振動状態を説明する説明図である。（ｂ）音叉型水晶振動片の垂直方向の成分を含む振動状態を説明する説明図である。
【図４】垂直振動成分変位量（ｎｍ）と音叉腕１２１，１２２の幅Ｗ／厚みＤとの関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る音叉型水晶振動片の概略図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態に係るセラミックパッケージ音叉型振動子の構成を示す概略断面図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係るデジタル携帯電話の回路ブロックを示す概略図である。
【図８】本発明の第５の実施の形態に係る音叉水晶発振器の構成を示す概略断面図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態に係るシリンダータイプ音叉振動子の構成を示す概略断面図である。
【図１０】従来の音叉型水晶振動片を示す概略図である。
【図１１】図１０のＡ−Ａ’線概略断面図である。
【符号の説明】
１００、２００・・・音叉型水晶振動片
１１０・・・基部
１１１・・・マウント部
１１１ａ・・・突起部
１１２・・・切り欠き部
１１３・・・基部本体
Ｌ１・・・音叉腕長さ
Ｌ２・・・基部長
１２１，１２２・・・音叉腕
１２１ａ、１２２ａ・・・溝部
１２３，１２４・・・溝電極
１２５，１２６・・・側面電極
１２７・・・基部電極
２１４・・・切り欠き凹部
３００・・・セラミックパッケージ音叉型振動子
３１０・・・パッケージ
３１１・・・ベース部
３１２・・・封止部
３１３・・・蓋体
３１４・・・パッケージ側電極
４００・・・デジタル携帯電話
５００・・・音叉水晶発振器
５１０・・・集積回路
６００・・・シリンダータイプ音叉振動子
６１０・・・リード
６２０・・・ステム
６３０・・・キャップ
Claims (9)
- 基部本体と、
振動片を固定するための固定部と、を備える基部と、
前記基部から突出して形成されている複数の振動腕部と、
前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されている振動片であって、
前記基部の前記基部本体には、切り込み部が形成されていると共に、
前記固定部は、前記切り込み部を挟んで前記振動腕部の反対側の前記基部本体から前記振動腕部の突出方向である長さ方向に略直交する幅方向に突出して形成されており、
前記固定部には、固定用突起部が前記振動腕部の突出方向である長さ方向であって前記振動腕部側に向かって突出して形成されていることを特徴とする振動片。 - 前記切り込み部が前記振動腕部の突出方向である長さ方向に略直交する幅方向に向かって形成されていると共に、前記切り込み部の近傍には前記振動腕部の突出方向である長さ方向に向かって凹状の切り欠き凹部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の振動片。
- 前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の振動片。
- 基部本体と、
振動片を固定するための固定部と、を備える基部と、
前記基部から突出して形成されている複数の振動腕部と、
前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されている振動片がパッケージ内に収容されている振動子であって、
前記振動片の前記基部の前記基部本体には、切り込み部が形成されていると共に、
前記固定部は、前記切り込み部を挟んで前記振動腕部の反対側の前記基部本体から前記振動腕部の突出方向である長さ方向に略直交する幅方向に突出して形成されており、
前記固定部には、固定用突起部が前記振動腕部の突出方向である長さ方向であって前記振動腕部側に向かって突出して形成されていることを特徴とする振動子。 - 前記振動片が略３０ＫＨｚ乃至略４０ＫＨｚで発振する水晶で形成されている音叉型振動片であることを特徴とする請求項４に記載の振動子。
- 前記パッケージが箱状に形成されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の振動子。
- 前記パッケージが所謂シリンダータイプに形成されていることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の振動子。
- 基部本体と、
振動片を固定するための固定部と、を備える基部と、
前記基部から突出して形成されている複数の振動腕部と、
前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されている振動片と集積回路がパッケージ内に収容されている発信器であって、
前記振動片の前記基部の前記基部本体には、切り込み部が形成されていると共に、
前記固定部は、前記切り込み部を挟んで前記振動腕部の反対側の前記基部本体から前記振動腕部の突出方向である長さ方向に略直交する幅方向に突出して形成されており、
前記固定部には、固定用突起部が前記振動腕部の突出方向である長さ方向であって前記振動腕部側に向かって突出して形成されていることを特徴とする発信器。 - 基部本体と、
振動片を固定するための固定部と、を備える基部と、
前記基部から突出して形成されている複数の振動腕部と、
前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されている振動片がパッケージ内に収容されている振動子であり、前記振動子を制御部に接続している電子機器であって、
前記振動片の前記基部の前記基部本体には、切り込み部が形成されていると共に、
前記固定部は、前記切り込み部を挟んで前記振動腕部の反対側の前記基部本体から前記振動腕部の突出方向である長さ方向に略直交する幅方向に突出して形成されており、
前記固定部には、固定用突起部が前記振動腕部の突出方向である長さ方向であって前記振動腕部側に向かって突出して形成されていることを特徴とする電子機器。
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