JP5499852B2

JP5499852B2 - 振動片、振動子

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Publication number: JP5499852B2
Application number: JP2010089259A
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Inventors: 明法山田
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Current assignee: Seiko Epson Corp
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Filing date: 2010-04-08
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Description

本発明は、振動片と、この振動片を有する振動子に関する。

従来、振動腕と、振動腕を結合する基部とを有し、振動腕と基部との結合部に振動腕の振動中心に対して対称なテーパー部が設けられている振動片というものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−５８９６号公報

このような特許文献１では、振動腕と基部との結合部にテーパー部を設けることによって、基本振動の漏れを抑制することでＱ値を高くして振動モードに影響を与えないようにしている。また、振動片が衝撃力を受けた場合に破壊されることや、振動モードの劣化を防止することを目的としている。

しかしながら、実際にテーパー部を設けた場合、テーパー部の形状によってはＱ値が劣化してしまうことがあった。これは、テーパー部を設けることによる振動漏れの抑制効果としてのＱ値の上昇よりも、テーパー部の形状に起因する熱弾性損失の方が上回った結果と考えられる。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
本発明のある形態に係る振動片は、基部と、平面視で、前記基部から延出されている拡幅部、及び前記拡幅部から延出されている腕部を有する振動腕と、を含み、前記拡幅部は、前記腕部との結合部から前記基部との結合部に向うに従って、前記延出方向と交差する方向に沿った幅が広くなっており、前記振動腕の前記延出方向に沿った長さをＬ、前記腕部の前記交差する方向に沿った幅をＷ、前記拡幅部の前記延出方向に沿った長さをＬｔ、前記拡幅部の外縁と前記腕部の外縁とが接合している第１の結合部と、前記拡幅部の前記外縁と前記基部とが接合している第２の結合部と、の間の前記交差する方向に沿った幅であるテーパー部の幅をＷｔ、前記振動腕の前記長さＬに対する前記拡幅部の長さＬｔの長さ占有率をη＝Ｌｔ／Ｌ、前記振動腕の前記幅Ｗに対する前記テーパー部の幅Ｗｔの幅占有率をξ＝２Ｗｔ／Ｗとしたとき、
０．０５０４≦η≦０．１２６０

を満たしていることを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動片は、平面視で、前記拡幅部の前記外縁が、前記第１の結合部と前記第２の結合部とを結ぶ直線または曲線であることを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動片は、平面視で、前記拡幅部の前記外縁が複数の直線により構成され、前記複数の直線のうち互いに連結している直線同士の交差角度は、前記振動腕の前記延出方向と、前記第１の結合部と前記第２の結合部とを結ぶ直線との交差角度よりも小さいことを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動片は、平面視で、前記拡幅部の前記外縁が、前記第１の結合部と前記第２の結合部とを結ぶ曲線により構成され、前記第１の結合部における前記曲線の接線と前記振動腕の前記延出方向との交差角度は、前記振動腕の前記延出方向と、前記第１の結合部と前記第２の結合部とを結ぶ直線との交差角度よりも小さいことを特徴とする。
本発明のある別の形態に係る振動子は、前記振動片と、前記振動片が収容されているパッケージと、を備えていることを特徴とする。

［適用例１］本適用例に係る振動片は、屈曲振動をする少なくとも１本の振動腕と、前記振動腕の端部を結合する基部と、前記振動腕の振動中心に対して対称で、前記振動腕との結合部から前記基部との結合部に近づくにつれての幅が広がるテーパー部と、を有し、前記振動腕の長さをＬ、幅をＷで表し、前記テーパー部の長さをＬｔ、幅をＷｔと表すとき、前記テーパー部の形状を、テーパー長さ占有率η＝Ｌｔ／Ｌとテーパー幅占有率ξ＝２Ｗｔ／Ｗで律することを特徴とする。

本適用例によれば、テーパー長さ占有率ηとテーパー幅占有率ξとで、テーパー部の形状を律することで、熱弾性損失を抑制できるテーパー形状を見出すことができ、その結果、テーパー部を設けない場合、または単純にテーパー部を設ける場合よりもＱ値を上昇させることにより安定した振動モードを有する振動片を実現できる。

［適用例２］上記適用例に係る振動片は、０．０１６８≦η≦０．１６８０の範囲の前記テーパー長さ占有率ηにおいて、前記テーパー幅占有率ξが、

の範囲にあり、前記テーパー部の形状が、前記振動腕との結合位置と前記基部との結合位置とを結ぶ直線または曲線で形成されていることが好ましい。

このような範囲に、テーパー長さ占有率ηに対してテーパー幅占有率ξを設定することにより、テーパーを設けない場合のＱ値に対して約１．１倍のＱ値を得ることができる。

［適用例３］上記適用例に係る振動片は、０．０１６８≦η≦０．１６８０の範囲の前記テーパー長さ占有率ηにおいて、前記テーパー幅占有率ξが、

このように、テーパー長さ占有率ηに対してテーパー幅占有率ξを設定することにより、テーパーを設けない場合のＱ値に対して約１．２倍のＱ値を得ることができる。

［適用例４］上記適用例に係る振動片は、０．０５０４≦η≦０．１２６０の範囲の前記テーパー長さ占有率ηにおいて、前記テーパー幅占有率ξが、

の範囲にあり、前記テーパー部の形状が、前記振動腕との結合位置と前記基部との結合位置とを結ぶ直線または曲線で形成されていることがより好ましい。

このように、テーパー長さ占有率ηに対してテーパー幅占有率ξを設定することにより、テーパーを設けない場合のＱ値に対して約１．３倍のＱ値を得ることができる。

［適用例５］上記適用例に係る振動片は、前記テーパー部の形状が、複数の直線の連結により形成され、前記複数の直線の交差角度が、前記振動腕の延長線と、前記振動腕との結合位置と前記基部との結合位置とを直線で結ぶ直線と、の交差角度よりも小さいことが好ましい。

このように、テーパー部を複数の直線で結んだ形状にすると、テーパー部内に発生する応力が分散される。よって、歪も分散され温度勾配が小さくなり熱流が抑圧される。そのことによって熱弾性損失が低減し、Ｑ値を高めることができる。

［適用例６］上記適用例に係る振動片は、前記テーパー部の形状が、前記振動腕との結合位置と前記基部との結合位置とを結ぶ連続した一つの曲線で形成され、前記曲線と前記振動腕との交差角度が、前記振動腕の延長線と前記振動腕との結合位置と、前記基部との結合位置とを結ぶ直線との交差角度よりも小さいことがさらに好ましい。

前述したように、テーパー形状が複数の直線で形成されることで、応力及び歪が分散し熱弾性損失を低減できることから、直線の数が多い方が熱弾性損失を低減できる。従って、テーパー部の形状を曲線で形成すれば、さらに熱弾性損失を低減できる。

［適用例７］本適用例に係る振動子は、前述の各適用例に記載の振動片が、パッケージ内に収容されていることを特徴とする。

前述した振動片は、例えば、セラミック等で形成されたパッケージ内に収納される。パッケージ内は真空状態にあることが好ましく、真空環境で振動片が振動されることで、より一層安定した振動を長期間にわたって維持することができる。
また、パッケージに収納されることで、扱いやすいうえ、湿度など外部環境から振動片を保護することができる。

実施形態１に係る振動片の概略構成を示す平面図。（ａ）は、図１のＡ−Ａ切断面を示す断面図、（ｂ）は、図１のＢ部を拡大して示す部分平面図。テーパー長さ占有率ηとテーパー幅占有率ξとＱ値との関係を表すグラフ。Ｑ／Ｑ₀が１．１以上となるテーパー長さ占有率η（横軸）と、テーパー幅占有率ξ（縦軸）との関係を表すグラフ。Ｑ／Ｑ₀が１．２以上となるテーパー長さ占有率η（横軸）と、テーパー幅占有率ξ（縦軸）との関係を表すグラフ。Ｑ／Ｑ₀が１．３以上となるテーパー長さ占有率η（横軸）と、テーパー幅占有率ξ（縦軸）との関係を表すグラフ。第４実施例に係るテーパー部を示す部分平面図。第５実施例に係るテーパー部を示す部分平面図。第６実施例に係るテーパー部を示す部分平面図。振動子の概略構成を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ切断面を示す断面図。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
なお、以下の説明で参照する図は、図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺は実際のものとは異なる模式図である。
（実施形態１）

図１は、実施形態１に係る振動片の概略構成を示す平面図、図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ切断面を示す断面図、図２（ｂ）は、図１のＢ部を拡大して示す部分平面図である。まず、図１を参照して振動片の概略構成を説明する。振動片１０は、Ｘ軸と、Ｘ軸に対して垂直なＹ軸で構成される平面に展開されており、Ｚ軸は厚さを表す。

本実施形態の振動片１０の材質は特に限定されないが、水晶や、水晶以外の圧電材料、または、それ以外の材料であってもよく、水晶の場合は、Ｘ軸が電気軸、Ｙ軸が機械軸、Ｚ軸が光軸となるように、水晶の単結晶から切り出される。
また、本実施形態の振動片１０は共振子片を例示しているが、加速度センサーやジャイロセンサーにも適合できる。

振動片１０は、Ｙ軸方向に延在され、Ｘ軸方向に屈曲振動をする２本の平行な振動腕３０と、振動腕３０の一方の端部を結合する基部２０と、他方の端部に設けられる錘部４０と、基部２０の振動腕３０との結合部とは対向する端面から突設され、振動腕３０の両側に平行に延在される２本の支持腕５０とを有する。

振動腕３０には、溝部３５が形成されている。溝部３５は、図２（ａ）に示すように２本の振動腕３０それぞれの表裏両面に、同じ位置、同じ幅、長さ、深さで形成され、略Ｈ型の断面形状を有している。

また、振動腕３０には、振動腕３０の±Ｘ方向にテーパー部２５が形成されている。テーパー部２５は、振動腕３０の振動中心に対して対称で、且つ、振動腕３０との結合部から基部２０との結合部に近づくにつれての幅が広がる形状を有している。テーパー部２５の形状について図２（ｂ）を参照して説明する。

ここで、テーパー部の幅をＷｔ、長さをＬｔで表し、振動腕３０の幅をＷ、長さをＬで表す。なお、振動腕３０の長さＬは、錘部４０とテーパー部２５とを含む長さである。また、テーパー部２５の幅Ｗｔと振動腕３０の幅Ｗの比をテーパー幅占有率ξとして表し、テーパー部２５の長さＬｔと振動腕３０の長さＬの比をテーパー長さ占有率ηとして表す。よって、テーパー幅占有率ξ＝２Ｗｔ／Ｗ、テーパー長さ占有率η＝Ｌｔ／Ｌと表すことができる。
本実施形態では、テーパー長さ占有率ηとテーパー幅占有率ξとで、テーパー部２５の形状を律することで、熱弾性損失を抑制できることを見出すことができた。そのことについて図面を参照して説明する。

図３は、テーパー長さ占有率ηとテーパー幅占有率ξとＱ値と、の関係を表すグラフである。図３では、テーパー長さ占有率ηをパラメーターとしてη＝０．０１６８〜η＝０．１６８０まで変化させた場合、テーパー幅占有率ξ（横軸）に対して、Ｑ値を規格化したＱ／Ｑ₀（縦軸）の変化を表している。なお、Ｑ／Ｑ₀はテーパー部がない場合のＱ値をＱ₀とし、テーパー部を設けた場合のＱ値をＱとして、その比を規格化して表している。

図３に表すように、テーパー長さ占有率ηが０．０１６８〜０．１６８０の範囲で、テーパー幅占有率ξが、ある範囲においてＱ／Ｑ₀が１以上、つまり、テーパーを設けてもテーパーがない場合に対してＱ値が劣化しない組み合わせがあり、Ｑ／Ｑ₀が１．１以上、１．２以上、１．３以上となる組み合わせ領域が存在することを示している。

なお、テーパー幅占有率ξが大きくなるに従い、Ｑ値が劣化していく理由は、振動腕３０の屈曲振動が基部２０全体を動かし、切り込み部５５（図１、参照）に大きな歪（温度勾配）が発生すると考えられる。

よって、テーパー長さ占有率ηとテーパー幅占有率ξとで、テーパー部２５の形状を律することで、熱弾性損失を抑制できるテーパー部２５の形状を見出すことができ、その結果、テーパー部２５を設けない場合、またはテーパー長さ占有率ηとテーパー幅占有率ξを考慮せずに単純にテーパー部を設ける場合よりもＱ値を上昇させて安定した振動モードを有する振動片１０を実現できる。

なお、図３から、より好ましいＱ／Ｑ₀を得るためには、適切なテーパー長さ占有率ηとテーパー幅占有率ξとの組み合わせが存在することが分かることから、具体的な実施例をあげ説明する。
（第１実施例）

まず、Ｑ／Ｑ₀が１．１以上となる範囲について図４を参照して説明する。
図４は、Ｑ／Ｑ₀が１．１以上となるテーパー長さ占有率η（横軸）と、テーパー幅占有率ξ（縦軸）との関係を表すグラフである。ここで、用いるテーパー長さ占有率ηとテーパー幅占有率ξは、前述した図３からＱ／Ｑ₀が１．１以上となる範囲を抽出している。

図４において、曲線の上段は、Ｑ／Ｑ₀が１．１以上となるテーパー長さ占有率ηの変化に対するテーパー幅占有率ξの上限範囲を表し、下段は下限範囲を表し、中段は最大値（ξｍａｘ）のみをプロットしたグラフを表している。そして、上段のグラフは、テーパー長さ占有率ηが０．０１６８≦η≦０．１６８０の範囲において、ξ＝−４．７２３×１０¹η²＋１．４３４×１０¹η＋１．７１１×１０^-2で表される。

また、下段のグラフは、テーパー長さ占有率ηが０．０１６８≦η≦０．１６８０の範囲において、ξ＝２．４０９η²＋４．７２８×１０^-2η＋２．９５９×１０^-2で表される。

つまり、Ｑ／Ｑ₀≧１．１が得られるテーパー幅占有率ξは、テーパー長さ占有率ηが０．０１６８≦η≦０．１６８０の範囲において、次式で表される。

テーパー長さ占有率ηに対してテーパー幅占有率ξを数式（１）の範囲に設定することにより、テーパーを設けない場合のＱ値に対して１．１倍以上のＱ値を得ることができ、安定した振動モードを有する振動片１０を実現できる。
（第２実施例）

続いて、Ｑ／Ｑ₀が１．２以上となる範囲について図５を参照して説明する。
図５は、Ｑ／Ｑ₀が１．２以上となるテーパー長さ占有率η（横軸）と、テーパー幅占有率ξ（縦軸）との関係を表すグラフである。ここで、用いるテーパー長さ占有率ηとテーパー幅占有率ξは、前述した図３からＱ／Ｑ₀が１．２以上となる範囲を抽出している。

図５において、曲線の上段は、Ｑ／Ｑ₀が１．２以上となるテーパー長さ占有率ηの変化に対するテーパー幅占有率ξの上限範囲を表し、下段は下限範囲を表し、中段は最大値（ξｍａｘ）のみをプロットしたグラフを表している。そして、上段のグラフは、テーパー長さ占有率ηが０．０１６８≦η≦０．１６８０の範囲において、ξ＝−５．２５５×１０¹η²＋１．３９４×１０¹η−１．２１９×１０^-1で表される。

また、下段のグラフは、テーパー長さ占有率ηが０．０１６８≦η≦０．１６８０の範囲において、ξ＝９．４１７η²−６．３５８×１０^-1η＋９．９８４×１０^-2で表される。

つまり、Ｑ／Ｑ₀≧１．２が得られるテーパー幅占有率ξは、テーパー長さ占有率ηが０．０１６８≦η≦０．１６８０の範囲において、次式で表される。

テーパー長さ占有率ηに対してテーパー幅占有率ξを数式（２）の範囲に設定することにより、テーパー部を設けない場合のＱ値に対して１．２倍以上のＱ値を得ることができ、より安定した振動モードを有する振動片１０を実現できる。
（第３実施例）

続いて、Ｑ／Ｑ₀が１．３以上となる範囲について図６を参照して説明する。
図６は、Ｑ／Ｑ₀が１．３以上となるテーパー長さ占有率η（横軸）と、テーパー幅占有率ξ（縦軸）との関係を表すグラフである。ここで、用いるテーパー長さ占有率ηとテーパー幅占有率ξは、前述した図３からＱ／Ｑ₀が１．３以上となる範囲を抽出している。

図６において、曲線の上段は、テーパー長さ占有率ηの変化に対するテーパー幅占有率ξの上限範囲を表し、下段は下限範囲を表し、中段は最大値（ξｍａｘ）のみをプロットしたグラフを表している。そして、上段のグラフは、テーパー長さ占有率ηが０．０５０４≦η≦０．１２６０の範囲において、ξ＝−９．１６０×１０¹η²＋１．８９９×１０¹η−４．６７９×１０^-1で表される。

また、下段のグラフは、テーパー長さ占有率ηが０．０５０４≦η≦０．１２６０の範囲において、ξ＝５．１９１×１０¹η²−６．９５９η＋４．３３９×１０^-1で表される。

つまり、Ｑ／Ｑ₀≧１．３が得られるテーパー幅占有率ξは、テーパー長さ占有率ηが０．０５０４≦η≦０．１２６０の範囲において、次式で表される。

テーパー長さ占有率ηに対してテーパー幅占有率ξを数式（３）の範囲に設定することにより、テーパー部を設けない場合のＱ値に対して１．３倍以上のＱ値を得ることができ、さらに安定した振動モードを有する振動片１０を実現できる。

なお、前述した第１実施例〜第３実施例では、テーパー部２５の形状は、振動腕３０との結合位置と基部２０との結合位置とを１本の直線で結ぶ形状としているが、複数の直線を連結する形状、曲線で連結する形状により、さらに熱弾性損失を低減しＱ値を高くすることが可能である。それらの具体例について図面を参照して説明する。
（第４実施例）

続いて、第４実施例について図面を参照して説明する。前述した第１実施例〜第３実施例が、テーパー部２５が１本の直線で形成されていることに対し、第４実施例は、テーパー部２５が、複数の直線の連結により形成されていることを特徴とする。よって、テーパー部２５を拡大図示して説明する。
図７は、第４実施例に係るテーパー部を示す部分平面図である。なお、テーパー部２５は、２本の振動腕３０に対して２箇所、計４箇所に形成されるが、図７は、そのうちの１箇所を図示している。図７に示すように、テーパー部２５は、３本の直線で連結され形成されている。ここで、振動腕３０との結合位置をＰ１位置、基部２０との結合位置をＰ４位置とし、Ｐ１位置とＰ４位置の間の直線が不連続となる位置をＰ２位置、Ｐ３位置とする。

また、振動腕３０との結合位置（Ｐ１位置）と基部２０との結合位置（Ｐ４位置）とを結ぶ１本の直線と、振動腕３０の延長線との交差角度をθ１、Ｐ１位置とＰ２位置を結ぶ直線の延長線と、Ｐ２位置とＰ３位置とを結ぶ直線の交差角度をθ２、Ｐ２位置とＰ３位置とを結ぶ直線の延長線と、Ｐ３位置とＰ４位置とを結ぶ直線の交差角度をθ３で表す。Ｐ１位置とＰ４位置とを一本の直線で結ぶ形状は、前述した第１実施例〜第３実施例に記載のテーパー部２５の形状に相当する。

本実施例のテーパー部２５では、不連続部（Ｐ２位置、Ｐ３位置）の交差角度θ２，θ３は、直線Ｐ１‐Ｐ４の交差角度θ１より小さい。また、テーパー部２５は、前述した第１実施例〜第３実施例におけるテーパー長さ占有率ηとテーパー幅占有率ξの条件を満たす範囲のＬｔと、このＬｔを一定にしたときのＷｔｍａｘ、Ｗｔｍｉｎを結ぶ直線で形成される三角形の中にある。

このように、テーパー部２５を複数の直線で結んだ形状にすると、１本の直線で形成する場合に比べ、テーパー部内に発生する応力が分散される。よって、歪も分散され温度勾配が小さくなり熱流が抑圧される。そのことによって熱弾性損失が低減し、Ｑ値を高めることができる。

従って、テーパー部２５は、不連続で結合される直線の数が多いほど（つまり、不連続部の数が多いほど）テーパー部内に発生する応力が分散され、熱弾性損失を低減できる。
（第５実施例）

続いて、第５実施例について図面を参照して説明する。前述した第４実施例が、複数の直線を結合してテーパー部２５を形成していることに対して、第５実施例は、テーパー部２５を曲線で形成したことを特徴としている。よって、テーパー部２５を拡大図示して説明する。
図８は、第５実施例に係るテーパー部を示す部分平面図である。なお、テーパー部２５は、２本の振動腕３０に対して２箇所ずつ、計４箇所に形成されるが、図８は、そのうちの１箇所を図示している。図８に示すように、テーパー部２５は、振動腕３０との結合位置（Ｐ１位置）と基部２０との結合位置（Ｐ４位置）とを結ぶ一つの曲線で形成されている。

ここで、この曲線と振動腕３０の延長線との交差角度をθ４とする。つまり、交差角度θ４は、Ｐ１位置におけるテーパー部２５の曲線の接線と、振動腕３０の延長線とがなす角度である。また、振動腕３０の延長線と振動腕３０との結合位置（Ｐ１位置）と基部２０との結合位置（Ｐ４位置）とを結ぶ直線との交差角度をθ５とする。そして、交差角度θ４は、交差角度θ５より小さくなるように設定される。

なお、テーパー部２５は、前述した第１実施例〜第３実施例におけるテーパー長さ占有率ηとテーパー幅占有率ξの条件を満たす範囲のＬｔと、このＬｔを一定にしたときのＷｔｍａｘ、Ｗｔｍｉｎを結ぶ直線で形成される三角形の中にある。

前述した第４実施例で説明したように、テーパー部２５は、不連続で結合される直線の数が多いほどテーパー部内に発生する応力が分散され、熱弾性損失を低減できる。従って、不連続で結合される直線の数を無限大にすると、テーパー部２５は曲線となる。このことから、テーパー部２５を曲線にすることにより、テーパー部２５を直線で形成する場合よりもテーパー部内に発生する応力が分散される。よって、歪も分散され温度勾配が小さくなり熱流が抑圧される。そのことによって、さらに熱弾性損失が低減し、Ｑ値を高めることができる。

なお、テーパー部２５の形成位置は、前述した第１実施例〜第４実施例の各条件を満たせば、変形させても同様な効果が得られる。このことを第６実施例として説明する。
（第６実施例）

第６実施例は、前述した第１実施例〜第５実施例におけるテーパー部２５が、基部２０の＋Ｘ方向端部に結合位置があることに対して、基部２０の＋Ｘ方向端部から内側に入った位置に結合位置があることに特徴を有している。よって、テーパー部２５を拡大図示して説明する。
図９は、第６実施例に係るテーパー部を示す部分平面図である。なお、テーパー部２５は、２本の振動腕３０に対して２箇所ずつ、計４箇所に形成されるが、図９は、そのうちの１箇所を図示している。図９に示すように、テーパー部２５は、振動腕３０との結合位置（Ｐ１位置）と基部２０との結合位置（Ｐ４位置）とを結ぶ一つの直線で形成されている。

ここで、Ｐ４位置は、基部２０の＋Ｘ方向端部から内側に入った位置にあり、＋Ｘ方向端部との間に、直線部２１が形成されている。

なお、テーパー部２５は、第４実施例のように複数の直線を結合させる形状や、第５実施例のように連続する一つの曲線で形成する形状であってもよく、このような形状にしても、前述した各実施形態と同様な効果が得られる。

また、前述した振動片１０は、音叉形共振子片を例示して説明したが、加速度センサーやジャイロセンサーにも適合できる。
また、振動腕３０の先端部には錘部４０が設けられているが、錘部４０がない形状であってもよく、錘部を設ける場合には、錘部と振動腕との結合部に、前述した各実施例の技術的思想に基づくテーパー部を設ければなおよい。
さらに、支持腕５０を省いて、振動片１０の固定部を基部２０とすることもできる。
（振動子）請求項７

次に、前述した振動片１０を用いた振動子の１例について図面を参照して説明する。
図１０は、振動子の概略構成を示す模式図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＥ−Ｅ切断面を示す断面図である。図１０（ａ）、（ｂ）において、振動子７０は、前述した振動片１０と、振動片１０を収容するパッケージ８０と、を有して構成されている。

パッケージ８０は、パッケージベース８１、シームリング８２、蓋体８５などから構成されている。パッケージベース８１は、振動片１０を収容できるように凹部が形成され、その凹部に振動片１０の図示しないマウント電極と接続される接続パッド８８が設けられている。接続パッド８８は、パッケージベース８１内の配線に接続され、パッケージベース８１の外周部に設けられた外部接続端子８３と導通可能に構成されている。

パッケージベース８１の凹部の周囲には、シームリング８２が設けられている。さらに、パッケージベース８１の底部には、貫通穴８６が設けられている。
振動片１０は、支持腕５０によりパッケージベース８１の接続パッド８８に導電性接着剤８４を介して接着固定されている。そして、パッケージ８０は、パッケージベース８１の凹部を覆う蓋体８５とシームリング８２とがシーム溶接される。

パッケージベース８１の貫通穴８６には、金属材料などからなる封止材８７が充填されている。この封止材８７は、減圧雰囲気内で溶融後固化され、パッケージベース８１内が減圧状態または真空状態を保持できるように、貫通穴８６を気密に封止している。

振動子７０は、外部接続端子８３を介した外部からの駆動信号により振動片１０が励振され、所定の周波数（例えば、３２ｋＨｚ）で発振（共振）する。

上述したように、振動子７０は、前述した第１実施例〜第６実施例にて説明したテーパー部が形成された振動片１０を有していることから、振動漏れを抑制してＱ値を高くして安定した振動特性を有し、また、振動片１０が衝撃力を受けた場合に破壊されることや、振動モードの劣化を防止することができる。

また、振動片１０は、パッケージ８０内に収納され、パッケージ８０内において、真空環境で振動片１０が振動されることで、より一層安定した振動を長期間にわたって維持することができる。また、パッケージに収納されることで、扱いやすいうえ、湿度など外部環境から振動片を保護することができる。

１０…振動片、２０…基部、２５…テーパー部、３０…振動腕。

Claims

基部と、
平面視で、前記基部から延出されている拡幅部、及び前記拡幅部から延出されている腕部を有する振動腕と、
を含み、
前記拡幅部は、前記腕部との結合部から前記基部との結合部に向うに従って、前記延出方向と交差する方向に沿った幅が広くなっており、
前記振動腕の前記延出方向に沿った長さをＬ、
前記腕部の前記交差する方向に沿った幅をＷ、
前記拡幅部の前記延出方向に沿った長さをＬｔ、
前記拡幅部の外縁と前記腕部の外縁とが接合している第１の結合部と、前記拡幅部の前記外縁と前記基部とが接合している第２の結合部と、の間の前記交差する方向に沿った幅であるテーパー部の幅をＷｔ、
前記振動腕の前記長さＬに対する前記拡幅部の長さＬｔの長さ占有率をη＝Ｌｔ／Ｌ、
前記振動腕の前記幅Ｗに対する前記テーパー部の幅Ｗｔの幅占有率をξ＝２Ｗｔ／Ｗとしたとき、
０．０５０４≦η≦０．１２６０

を満たしていることを特徴とする振動片。
請求項１において、
平面視で、前記拡幅部の前記外縁が、前記第１の結合部と前記第２の結合部とを結ぶ直線または曲線であることを特徴とする振動片。
請求項２において、
平面視で、前記拡幅部の前記外縁が複数の直線により構成され、
前記複数の直線のうち互いに連結している直線同士の交差角度は、
前記振動腕の前記延出方向と、前記第１の結合部と前記第２の結合部とを結ぶ直線との交差角度よりも小さいことを特徴とする振動片。
請求項２において、
平面視で、前記拡幅部の前記外縁が、前記第１の結合部と前記第２の結合部とを結ぶ曲線により構成され、
前記第１の結合部における前記曲線の接線と前記振動腕の前記延出方向との交差角度は、
前記振動腕の前記延出方向と、前記第１の結合部と前記第２の結合部とを結ぶ直線との交差角度よりも小さいことを特徴とする振動片。
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の振動片と、
前記振動片が収容されているパッケージと、
を備えていることを特徴とする振動子。