JPH0310505A - 結合水晶振動子 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は長辺振動と短辺振動が強く結合した結合水晶振
動子に関する。特に、振動子形状１辺比カット角に関す
るもので、最近開発が積極的に行われている、ポケット
ベルやＩＣカード等の携帯機器の基準信号源として最適
な結合水晶振動子である。

〔発明の概要〕

本発明は長辺振動を主振動とし、これに副振動である短
辺振動を結合させることにより、主振動の周波数温度特
性（以下、単に温度特性と呼ぶ）を改善し、優れた温度
特性の結合水晶振動子を提供することにある。それ故、
優れた温度特性を与えるカット角（φ／θ）と辺比を開
示するものである。また、他の目的は振動モレの非常に
小さい振動子形状を与えるものであり、その結果、等個
直列抵抗Ｒ１の小さい結合水晶振動子を得ることができ
る０本発明の目的を達成するために、振動部の形状を長
方形にし、その長辺寸法と短辺寸法の比（７ｏ／Ｘｓ）
を１．２５〜２．０にし、カット角（φ／θ）はＩＲＥ
表示ｚｙｗｔ（φ／θ）でφ−２０”〜３０’、　　θ
−±（３５６〜５５°）に設定することにより、優れた
温度特性を得ている。また、振動モレを小さくし、等個
直列抵抗Ｒ６を小さくするために、長辺方向の中心部の
両端部には振動部の振動を抑圧しない支持部がブリッジ
部を介して形成されていて、これらはエツチング法によ
って一体に形成されている結合水晶振動子である。

〔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
形状であった。また、温度特性は２次曲線で表され、そ
の値は約−３，５Ｘｌ０−”／　℃ｇ　という値であっ
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来の形状では振動部のエネルギーがマウント
部まで伝わり、すなわち、振動モレが非常に大きく、そ
のために、等個直列抵抗Ｒ３の小さい水晶振動子を得る
ことができなかった。また、温度特性では２次温度係数
が−３，５Ｘｌ０−’／ｌ”と比較的大きく、さらに小
さい温度係数を得ることが一つの大きな課題として残さ
れていた。

〔課題を解決するための手段〕

それ故、本発明は以下の方法で従来の問題点を解決する
ものである。すなわち、振動部が長辺方向に大きく変位
する長辺振動と短辺方向に太き（変位する短辺振動が結
合した結合水晶振動子で、前記振動部の長辺の長さｙｏ
と短辺の長さｘｏの比（ｙｏ　／ｘｏ　）は１，２５〜
２．０の間にあり、カット角（φ、θ）はＩＲＥ表示ｚ
ｙｗｔ　（φ／θ）でφ＝２０”〜３０°、θ＝±（３
５°〜５５°）から切断され、前記振動部はブリッジ部
を介して支持部の屈曲部に接続される支持部から成り、
前記屈曲部は穴の両端部を介してフレームに接続されて
いる振動子に構成することにより、本発明の目的を達成
している。

〔作用〕

このように、本発明の結合水晶振動子は振動部が長方形
状を成し、その辺比（ｙｏ　／ｘ＊　）を１゜２５〜２
．０．カット角φ、θをφ＝２０’〜３０　”　、　θ
＝±（３５′″〜５５°）と設定することにより、温度
特性に優れた結合水晶振動子が得られる。さらに、長辺
方向の中心部の両端部に振動を抑圧しない支持部が設け
られ、しかも、これらはエツチング法によって一体に形
成されるので、振動モレがなく、小型化が可能であると
同時に等個直列抵抗Ｒ１の小さい、Ｑ値の高い結合水晶
振動子が実現できる。

更に、材料として水晶を用いるので、エージング特性に
優れた、高い周波数安定性を持った結合水晶振動子が得
られる。

〔実施例〕

次に、本発明を実施例に基づいて具体的に述べる。第１
図は本発明の結合水晶振動子形状の一実施例の平面図で
その振動部の励振電極の配置法を示す上面図が第２図で
ある。振動子１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、エツチング法によって一体に形成さ
れている。尚、本振動子は励ａｔ極９とｌＯが振動部２
の上下面に配置され、図示されてないが、ブリッジ部４
とフレーム６を通ってマウント部８まで延びて配置され
ていて、マウント部８でリード線等の外部端子に接続さ
れる。従って、第２図の電極端子ＡＢ間に交流電圧を印
加することによって、振動部２の長辺方向と短辺方向に
それぞれ結合した伸縮運動を持続して行うことができる
０次に、本発明の振動子は振動モレが非常に小さくなる
理由について、第１図の実施例を用いて説明する。長辺
形状からなる振動部２の両端部はブリッジ部４を介して
屈曲部５へと接続され、前述したように一体にエツチン
グ法によって形成される。また、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、
穴フの両端部はフレーム６に接続され、マウント部８ま
で延びている。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で振動し、且つ、穴マの両端部を介
してフレーム６に接続、マウント部８まで延びているの
で、振動部のエネルギーはフレーム６まで伝わらず、マ
ウント部８で支持固定しても全く振動モレのない結合水
晶振動子が得られる。また、第３図は本発明にて得られ
た温度特性の一実施例である。振動子１は長さ方向に長
辺長ｙｏ、短辺方向に短辺長Ｘ、とするとｙｏ　／　Ｘ
ｓ−１，４３、更に、カット角くφ、θ）については、
２仮（２軸に垂直な仮）をＸ軸まわりにφ度、さらに、
新軸ｙ′軸まわりにθ度回転した仮（これをＩＲＥ表示
で示すと２ｙｗｔ　　（φ／θ）で表される）として表
すと、φ−２５’、　　θ−４５°の場合の一実施例で
ある。尚、ｘｌ　、　　ｙ＃　、　　ｚ　’は座標軸を
（φ／θ）回転したときの新軸であり、ｙ１軸は長辺長
ｙＩとＸ′軸は短辺長Ｘ、と一致している。第３図から
明らかなように、本結合振動子の２次温度係数は約−１
９８Ｘｌ０−＠／’ｃ＊と従来の単一モードの縦水晶振
動子の約１／２倍となり、相当温度特性に優れているこ
とが分かる０本実施例ではＶｏ　／　Ｘｓ　＝１．４３
゜φ＝２５°、θ−４５°の時を示したが、同じような
温度特性は辺比ｙ・／ｘ、−１，２５〜２．０．φ−２
゜〜３０１．θ＝±（３５１〜５５９）で得られる。し
かし、圧電効率を考えた場合には、φは大きい数値をま
たθはθ−±４５°が最も好ましい条件となる。

〔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結合水晶振動子に於いて、
新形状の結合水晶振動子及び最適な辺比とカット角を提
案することにより、次の著しい効果を有する。

■　支持部の形状を新規にすることにより、振動部の振
動を抑圧せず、自由にさせることができるので、等個直
列抵抗Ｒ，の小さい結合水晶振動子が得られる。

■　振動部の長辺方向と短辺方向の辺比とカント角を最
適に選ぶことにより、温度特性に優れた振動子が得られ
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、マウント部で支持固定しても、等個直列抵抗
Ｒ１の小さい、Ｑ値の高い結合水晶振動子が得られる。

■　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図は本発明の結合水晶振動子の形状を示す平面図、
第２図は本発明の励振電穫配置法を示す上面図、第３図
は本発明の周波数温度特性の一実施例を示す特性図であ
る。 ｌ・・・振動子 ２・・・振動部 ３・・・支持部 ４・・・ブリッジ部 ５・・・屈曲部 ６・・・フレーム ７・・・穴 ８・・・マウント部 ９、ＩＯ・・・励振電極 ｙｏ　・・・長辺長 Ｘゆ　・・・短辺長 ｘ　　　、ｙ　　　、ｚ　　　　・　・・座標回転後の
電気軸。 機械軸、光軸 以上 本発明／’ｌＪ＆？７３と示す平面図 第１図 本発明の！ｍ揉電極と示す上面図 第２図 本発明のｊ星度’ｗａどホ１特杜図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　振動部が長辺方向に大きく変位する長辺振動と短辺方
   向に大きく変位する短辺振動が結合した結合水晶振動子
   で、前記振動部の長辺の長さｙ＿０と短辺の長さｘ＿０
   の比（ｙ＿０／ｘ＿０）は１．２５〜２．０の間にあり
   、カット角（φ，θ）はＩＲＥ表示＿２ｙｗｔ（φ／θ
   ）でφ＝２０゜〜３０゜，θ＝±（３５゜〜５５゜）か
   ら切断され、前記振動部はブリッジ部を介して支持部の
   屈曲部に接続される支持部から成り、前記屈曲部は穴の
   両端部を介してフレームに接続されていることを特徴と
   する結合水晶振動子。