JPH02135908A - 縦水晶振動子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、周波数が約１Ｍ８２前後の中周波数帯をカバ
ーする縦水晶振動子に関する。特に、その振動子形状に
関する。

［発明の概要］ 本発明は、振動モレが非常に少なく、Ｒ１の小さい、小
型縦水晶振動子を提供することにある。

水晶は物理的、および化学的に大変に安定した物質であ
り、従って、これから形成される、いわゆる水晶振動子
は損失抵抗の小さい、高いＱ値を持った振動子を得るこ
とができる。しかしながら、このように優れた特性が得
られるのは、振動モレの小さい振動子形状の設計がなさ
れて初めてｉＦ）られるのである０本発明では振動部と
支持部がエツチング法によって一体に形成された縦水晶
振動子の支持部の形状を工夫、改善することにより、振
動部のエネルギーを振動部内部に閉じ込めることができ
る。その結果、損失抵抗Ｒ，の小さい、且つ、Ｑ値の高
い縦水晶振動子を得ることができる。

［従来の技術］ 振動部と支持部をエツチング法によって一体に形成され
た従来の縦水晶振動子は支持部のフレームの幅が一様、
且つ、同一方向に形成され、その端部でマウントされる
ため、振動部のエネルギーがマウント部まで伝わり、振
動モレの原因となっていた。そのために、損失抵抗Ｒ１
の小さい縦水高振動子を得ることができなかった。

〔発明が解決しようとする課題１ このために、増幅器の増中度を高める等して対応してき
たが消費電流が多くなる等の欠点があり、ひどい時には
、機器に配置したときに、振動モレが大きく、発振停止
するという大きな問題が生じていた。そこで、本発明は
、この振動モレの非常に小さい縦水晶振動子を提案する
ものである。即ち、振動モレの非常に小さい形状を提供
するものである。

［課題を解決するための手段〕 第１図は本発明の縦水晶振動子の一実施例で、第２図は
第１図の縦水晶振動子の原理を説明するための簡略化し
た平面図である。第２図において、振動子１は振動部２
と支持部３から成り、支持部３は両端支持という境界条
件で固定されていると考えることができる。又、振動部
２は長さし３、幅Ｗ３、厚みＴで表わし、支持部３は長
さＬｘ、幅Ｗ２で表わすと、今、振動子ｌの振動部２は
矢印Ａで示したように、伸びの変位をすると、支持部３
の屈曲部は、当然矢印Ｂで示すごとく内側に曲げのモー
ドを発生する。ここでは屈曲モードを起こす部分を屈曲
部５で示す、逆に、振動部２が縮めば、支持部３の屈曲
部５は外側に曲げのモードを発生する。即ち、本発明で
は、振動部２の幅方向の変位を支持部３の屈曲モードに
変換することによって、その振動の自由度を抑圧しない
ようにしている。そして、実際には、振動を抑圧しない
寸法がある。この形状寸法は振動部２のひずみエネルギ
ーによって決まる。すなわち振動部２のひずみエネルギ
ーをＵ３、屈曲部のひずみエネルギーなＵ２とすると、
Ｕ、、Ｕ２は次式で表わされる。

但し、応力Ｔ！、ひずみＳ２．ヤング率Ｅ、断面２次モ
ーメントＩ、変位Ｖ、体積Ｖ、、Ｖ、、座標Ｘを示す、
又、縦水晶振動子の振動を抑圧しない関係は式（１）、
（２）より、次の関係が成り立つ。

Ｕ＋＞Ｕｉ　　　　　　　　　　　　−（３）これより
、屈曲部５の寸法Ｌ　２　、　Ｗ２が決定される０例え
ば、本発明の周波数ＩＭＨ２のときの振動部の寸法は長
さＬ　＋　：　２　、６　ｍｍ、　Ｗ＋　＝８０ｕｍ、
”ｒ＝１６０ｕｍのとき、支持部の屈曲部の寸法比Ｗ　
＊　／　ｔ、　＊は０．１６以下であれば良い、このよ
うに寸法を決めることにより、損失抵抗の小さい、且つ
、高いＱ値を持つ縦水晶振動子を得ることができる０次
に、振動モレについて述べる。第２図の簡略化した図か
ら分かるように、振動部２の振動エネルギーは支持部３
ヘブリッジ部４を介して伝達する。従って、支持部３で
のエネルギー損失を小さくすれば良い訳で、支持部３の
モードは屈曲モードに変換されるから、両端支持部の質
量が実質的に無限に大きければ、支持部３の屈曲部５の
エネルギーはマウント部８までモレないことになる。換
言するならば、本発明は、振動部２から伝わる支持部３
の屈曲モードに変換する形状、即ち、幅Ｗ２と長さＬ２
の比Ｗ２／Ｌ２を選択することにより、振動部の振動を
自由にし、且つ、屈曲モードする部分と接続する両端支
持の境界条件を持つ支持部の質量を無限に大きくするこ
とによって、本発明の目的を達成するものである。

〔作用］ このように、本発明は振動部と支持部から構成される。

エツチング法によって形成される縦水晶振動子の支持部
の形状寸法を改善することにより、損失抵抗の小さい、
且つ、高いＱ値を有する縦水晶振動子を得ることができ
る。同時に、支持部の振動モードを解析することにより
、振動モレの小さい縦水晶振動子が得られる。

［実施例１ 次に、本発明にて得られた結果を具体的に述べる。第１
図は本発明の縦水晶振動子の形状の一実施例の平面図で
、振動子ｌは振動部２と支持部３からブリッジ部４を介
して構成されていて、エツチング法によって一体に形成
されている。尚、支持部３は屈曲部５、穴７、フレーム
６とマウント部８から成っている。振動部２は外部から
の電界駆動（図示されてない）にて、長手方向に伸縮運
動をするが、それと同時に、その垂直方向、即ち、ブリ
ッジ部４の方向にも同様の振動をする。

この時に、まず、振動部２の長平方向の振動を自由に振
動するには、ブリッジ部４の方向の振動を十分に自由に
することが大切で、そのために、本発明では支持部３の
屈曲部５が十分に自由に振動できるように、穴７が設け
られている。又、屈曲部５の長さしと幅Ｗ（図示されて
ない）の比によって、例えば１周波数が約ＩＭＨ２の場
合、辺比Ｗ／Ｌが０，１６以下であれば、長平方向の振
動の抑圧を十分に小さくすることができる０次に、振動
モレについては、振動子ｌは振動部２からブリッジ部４
を介して屈曲部５へと一体にエツチング法によって形成
され、屈曲部５の振動を十分に自由にさせるために、穴
７が設けられている。更に、詳述すると、振動部はブリ
ッジ部を介して屈曲部５に接続され、さらに、屈曲部５
の両端に穴７を形成するように、一本のフレーム６が設
けられ、マウント部８まで延びる構造となっている。そ
れ故、振動部２のブリッジ部４の方向の振動は屈曲モー
ドに変換され、且つ、穴７を設けるために、フレーム６
を設はマウント部８まで延びているので、マウント部８
で固定しても、全く振動モレのない縦水晶振動子が得ら
れる。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明は振動部と支持部をエツチン
グ法によって一体に形成する縦水晶振動子に於いて、新
形状の縦水晶振動子を提案することにより１次の著しい
効果を有する。

■支持部の形状寸法を改善することにより、振動を自由
にさせることができるので、ＦＭ失低抵抗小さくなる。

■屈曲部とフレームの間に穴を設けているので、振動部
の振動を自由にさせることができると同時に、屈曲部の
エネルギーはフレームに伝わらないので、振動モレがな
くなり、マウント部で固定しても、Ｒ１の小さい、Ｑ値
の高い振動子が得られる。

０片側でマウントするので、製造が容易、且つ、小型化
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の縦水晶振動子形状寸法の一実施例を示
す平面図である。 第２図は本発明の縦水晶振動子の原理を説明するための
簡略化した平面図である。 Ｌ、　　・・・・振動部の長さ Ｗ、・・・・振動部の幅 以上 出願人　セイコー電子部品株式会社 代理人　弁理士　　林　　　敗　之　助■　・　・　・
　・ ２　・　・　・　・ ３　・　・ ４　・　・ ５　・　・　・ ６　・　・　・ ７　・　・　・ ８　・　・　・ Ｌ、　　Ｒ２ Ｗ、　　Ｗ２ 振動子 振動部 支持部 ブリッジ部 ・屈曲部 ・フレーム 穴 ・マウント部 ・屈曲部の長さ ・屈曲部の幅

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　振動部と支持部をエッチング法によって、一体に形成
   された縦水晶振動子であって、振動部はブリッジ部を介
   して屈曲部に接続されるものにおいて、該屈曲部の両端
   に穴を形成するように、一本のフレームが設けられ、マ
   ウント部まで延びていることを特徴とする縦水晶振動子
   。