JPH0538483B2 - - Google Patents
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- JPH0538483B2 JPH0538483B2 JP9957584A JP9957584A JPH0538483B2 JP H0538483 B2 JPH0538483 B2 JP H0538483B2 JP 9957584 A JP9957584 A JP 9957584A JP 9957584 A JP9957584 A JP 9957584A JP H0538483 B2 JPH0538483 B2 JP H0538483B2
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- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 claims description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
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- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H9/00—Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
- H03H9/15—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
- H03H9/21—Crystal tuning forks
- H03H9/215—Crystal tuning forks consisting of quartz
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は小型電子機器で使われているマイコン
のクロツク信号源などに適した圧電振動子の電極
構造に関する。
のクロツク信号源などに適した圧電振動子の電極
構造に関する。
民生産業用の小型電子機器、例えばステレオヘ
ツドホーン、トランシーバー、リモコンなどで使
われているマイコンのクロツク信号用振動子は、
消費電力、動作スピードとの兼ね合いから、周波
数は中周波帯（300KHz〜3MHz）にあり、振動子
サイズは小型であることが要求されてきている。
この要求に対して、従来からあるATカツト厚み
すべり振動子は、周波数3MHzで、水晶片寸法が、
直径８mm板厚0.3mm位になり、振動子サイズが大
きいものしか作れなかつた。又従来からある音叉
型屈曲振動子は、振動子サイズは小さく出来るも
のの、周波数が高い（例えば3MHz）所では、CI
値やＱ値など特性の良好なものが得られず、製造
可能な周波数の上限は500KHz位となつている。
ツドホーン、トランシーバー、リモコンなどで使
われているマイコンのクロツク信号用振動子は、
消費電力、動作スピードとの兼ね合いから、周波
数は中周波帯（300KHz〜3MHz）にあり、振動子
サイズは小型であることが要求されてきている。
この要求に対して、従来からあるATカツト厚み
すべり振動子は、周波数3MHzで、水晶片寸法が、
直径８mm板厚0.3mm位になり、振動子サイズが大
きいものしか作れなかつた。又従来からある音叉
型屈曲振動子は、振動子サイズは小さく出来るも
のの、周波数が高い（例えば3MHz）所では、CI
値やＱ値など特性の良好なものが得られず、製造
可能な周波数の上限は500KHz位となつている。
その他本出願人が提案した特開昭58−111515に
記載されている屈曲振動モードを利用したＥ型振
動子も、事情は音叉型屈曲振動子とほぼ同様であ
る。
記載されている屈曲振動モードを利用したＥ型振
動子も、事情は音叉型屈曲振動子とほぼ同様であ
る。
そこで本出願人は、長さたて振動モードを利用
したいわゆる長さたて振動子を特開昭56−103520
で提案した。
したいわゆる長さたて振動子を特開昭56−103520
で提案した。
しかしながら、従来の長さたて振動子にも次に
述べるような問題点があつた。即ち従来の長さた
て振動子は１次振動モードを利用しているため、
中周波帯の比較的高い方の周波数、例えば1.5M
Hz以上の周波数で振動子を作ろうとすると、振動
子の振動枝の長さは極めて短かくしなければなら
ず、このことは振動子の重要な特性であるクリス
タルインピーダンス（CI値）の増大を招き、従
来の長さたて振動子では、事実上1.5MHz以上の
周波数の振動子を作ることは極めて困難であつ
た。
述べるような問題点があつた。即ち従来の長さた
て振動子は１次振動モードを利用しているため、
中周波帯の比較的高い方の周波数、例えば1.5M
Hz以上の周波数で振動子を作ろうとすると、振動
子の振動枝の長さは極めて短かくしなければなら
ず、このことは振動子の重要な特性であるクリス
タルインピーダンス（CI値）の増大を招き、従
来の長さたて振動子では、事実上1.5MHz以上の
周波数の振動子を作ることは極めて困難であつ
た。
本発明が解決しようとする課題は、中周波帯の
比較的高い方の周波数で、CI値の劣化がなく、
超小型で量産性のある長さたてた振動子を提案す
ることである。
比較的高い方の周波数で、CI値の劣化がなく、
超小型で量産性のある長さたてた振動子を提案す
ることである。
この課題を解決するために、本発明では、同一
平面内でほぼ平行に配置され一端が連結された３
本の振動枝が高次長さたて振動モードで動作する
圧電振動子の電極構造において、前記３本の振動
枝のすべては、それらの両側面あるいは上下面の
いずれかの対向面に振動枝の長手方向に沿つて配
置された複数の電極を有し、更に該電極は各振動
枝の長手方向において連結された端部からそれぞ
れほぼ等距離である少くとも一個所の部分で分割
されており、そして前記連結された端部からの距
離がほぼ等しい前記各振動枝の断面内に生ずる前
記電極の基づく駆動電界の方向は、いずれの振動
枝のいずれの電極位置における断面についても、
断面内で前記同一平面に対して垂直あるいは平行
のいずれかを向きかつ断面内で駆動電界はほぼ一
様であり、そして、 ３本の振動枝における前記断面内の駆動電界の
方向の関係は、両側の振動枝については互いに同
じ方向であつて、中央の振動枝に対しては逆方向
であり、かつ いずれの振動枝も、１本の振動枝の長手方向に
関しては、前記分割された電極に基づく駆動電界
の方向は、前記連結された端部の方から交互に反
転していることを特徴とする。以下本発明の長さ
たて振動子をＥ型たて振動子と呼ぶことにする。
平面内でほぼ平行に配置され一端が連結された３
本の振動枝が高次長さたて振動モードで動作する
圧電振動子の電極構造において、前記３本の振動
枝のすべては、それらの両側面あるいは上下面の
いずれかの対向面に振動枝の長手方向に沿つて配
置された複数の電極を有し、更に該電極は各振動
枝の長手方向において連結された端部からそれぞ
れほぼ等距離である少くとも一個所の部分で分割
されており、そして前記連結された端部からの距
離がほぼ等しい前記各振動枝の断面内に生ずる前
記電極の基づく駆動電界の方向は、いずれの振動
枝のいずれの電極位置における断面についても、
断面内で前記同一平面に対して垂直あるいは平行
のいずれかを向きかつ断面内で駆動電界はほぼ一
様であり、そして、 ３本の振動枝における前記断面内の駆動電界の
方向の関係は、両側の振動枝については互いに同
じ方向であつて、中央の振動枝に対しては逆方向
であり、かつ いずれの振動枝も、１本の振動枝の長手方向に
関しては、前記分割された電極に基づく駆動電界
の方向は、前記連結された端部の方から交互に反
転していることを特徴とする。以下本発明の長さ
たて振動子をＥ型たて振動子と呼ぶことにする。
〔作用〕
Ｅ型たて振動子の電極端子に高次たて振動モー
ドの共振周波数に等しい周波数の交流電圧を印加
すると、各振動枝には振動枝の連結部の方から方
向が交互に反転した駆動電界が発生し、逆圧電効
果により、振動枝の長手方向には、駆動電界の方
向によつて定まる、のびあるいは縮みの弾性ひず
みを生じ、その結果、Ｅ型たて振動子は電極の分
割数に応じて振動の次数が定まる高次長さたて振
動モードの振動を行う。
ドの共振周波数に等しい周波数の交流電圧を印加
すると、各振動枝には振動枝の連結部の方から方
向が交互に反転した駆動電界が発生し、逆圧電効
果により、振動枝の長手方向には、駆動電界の方
向によつて定まる、のびあるいは縮みの弾性ひず
みを生じ、その結果、Ｅ型たて振動子は電極の分
割数に応じて振動の次数が定まる高次長さたて振
動モードの振動を行う。
以下図面に基づき本発明の実施例を説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図である。
Ｅ型たて振動子１０は、一様な板厚の水晶から一
体に形成されており、振動枝１１，１２，１３の
側面には、電極として金属の蒸着膜がもうけられ
ている。例えば、振動枝１１の一方の側面１１ａ
上には電極膜１４ａ，１５ａが各々独立に基部側
からこの順に蒸着により形成されている。そして
電極膜１４ａ，１５ａは極性が互いに逆極性とな
るように電極端子１４，１５に接続されている。
そして振動枝１１の他方の側面１１ｂ上には電極
膜１５ｂ，１４ｂがやはり基部側からこの順に蒸
着にて形成されている。そして電極膜１４ｂ，１
５ｂの極性も互いに逆極性となるよう電極端子１
４，１５に接続されており、それと共に電極膜１
４ａと１５ｂ，１５ａと１４ｂは夫々枝を挟んで
逆極性にて対向配置されている。振動枝１２，１
３の電極配置も同様である。Ｅ型たて振動子１０
の電極端子１４，１５に２次の長さたて振動モー
ドの共振周波数に等しい周波数の交流電圧を印加
すると各振動枝１１，１２，１３の断面内には、
Ｅ型たて振動子１０の板面に平行な矢印で示す向
きの駆動電界（以下簡単に平行電界と称する）が
発生する。その結果、振動枝１１，１２，１３
は、水晶の逆圧電効果によつて、長手方向にのび
縮みのひずみ成分を伴つた２次の長さたて振動を
行う。この場合振動枝１１と１３は同相で、振動
枝１２は逆相で振動する。
第１図は本発明の一実施例を示す斜視図である。
Ｅ型たて振動子１０は、一様な板厚の水晶から一
体に形成されており、振動枝１１，１２，１３の
側面には、電極として金属の蒸着膜がもうけられ
ている。例えば、振動枝１１の一方の側面１１ａ
上には電極膜１４ａ，１５ａが各々独立に基部側
からこの順に蒸着により形成されている。そして
電極膜１４ａ，１５ａは極性が互いに逆極性とな
るように電極端子１４，１５に接続されている。
そして振動枝１１の他方の側面１１ｂ上には電極
膜１５ｂ，１４ｂがやはり基部側からこの順に蒸
着にて形成されている。そして電極膜１４ｂ，１
５ｂの極性も互いに逆極性となるよう電極端子１
４，１５に接続されており、それと共に電極膜１
４ａと１５ｂ，１５ａと１４ｂは夫々枝を挟んで
逆極性にて対向配置されている。振動枝１２，１
３の電極配置も同様である。Ｅ型たて振動子１０
の電極端子１４，１５に２次の長さたて振動モー
ドの共振周波数に等しい周波数の交流電圧を印加
すると各振動枝１１，１２，１３の断面内には、
Ｅ型たて振動子１０の板面に平行な矢印で示す向
きの駆動電界（以下簡単に平行電界と称する）が
発生する。その結果、振動枝１１，１２，１３
は、水晶の逆圧電効果によつて、長手方向にのび
縮みのひずみ成分を伴つた２次の長さたて振動を
行う。この場合振動枝１１と１３は同相で、振動
枝１２は逆相で振動する。
第２図は本発明の他の実施例を示す斜視図であ
る。本実施例においては振動枝２１，２２，２３
の上下面に金属の蒸着膜がもうけられていて、各
振動枝２１，２２，２３の断面内には、Ｅ型たて
振動子の板面に垂直な方向に駆動電界（以下簡単
に垂直電界と称する）が発生する。電極配置とＥ
型たて振動子の動作については前記第１図の実施
例と同様である。
る。本実施例においては振動枝２１，２２，２３
の上下面に金属の蒸着膜がもうけられていて、各
振動枝２１，２２，２３の断面内には、Ｅ型たて
振動子の板面に垂直な方向に駆動電界（以下簡単
に垂直電界と称する）が発生する。電極配置とＥ
型たて振動子の動作については前記第１図の実施
例と同様である。
第３図は本発明の更に他の実施例を示す斜視図
である。Ｅ型たて振動子３０は３次の長さたて振
動モードで動作する。電極配置については、例え
ば振動枝３１の同一側面３１ａは極性が長手方向
に交互に反転しており、振動枝３１の反対側の同
一側面３１ｂにも同様の電極が配置されている。
他の振動枝３２，３３の電極配置も同様である。
この場合のＥ型たて振動子の駆動は平行電界で行
われる。第３図の実施例に対応する３次長さたて
振動モードの更に他の実施例として、図示しない
が電極配置は振動枝の上下面にもうけ、駆動は垂
直電界で行う方法があるが、図示は省略する。
である。Ｅ型たて振動子３０は３次の長さたて振
動モードで動作する。電極配置については、例え
ば振動枝３１の同一側面３１ａは極性が長手方向
に交互に反転しており、振動枝３１の反対側の同
一側面３１ｂにも同様の電極が配置されている。
他の振動枝３２，３３の電極配置も同様である。
この場合のＥ型たて振動子の駆動は平行電界で行
われる。第３図の実施例に対応する３次長さたて
振動モードの更に他の実施例として、図示しない
が電極配置は振動枝の上下面にもうけ、駆動は垂
直電界で行う方法があるが、図示は省略する。
以上の説明から明らかなように一般にｎ次（ｎ
＝２，３，４…）の長さたて振動モードを励振す
る場合は極性が交互に反転するｎ個の電極を配置
すればよく、電極を振動枝の側面にもうけるか、
上下面にもうけるかは、駆動電界を平行電界とす
るか、垂直電界とするかによつて決めればよいこ
とがわかる。以上の実施例では、Ｅ型たて振動子
の材質は水晶でできている場合について説明した
きたが、本発明は在室が水晶に限定されるもので
はなく、他の圧電材、例えば、タンタル酸リチウ
ム、ニオブ酸リチウム、セラミツクス等に適用で
きることは明らかである。又Ｅ型たて振動子の形
状も、３本の振動枝の枝巾寸法が等しい場合に限
らず、枝巾寸法が互いに異なつている場合にも適
用できるものである。
＝２，３，４…）の長さたて振動モードを励振す
る場合は極性が交互に反転するｎ個の電極を配置
すればよく、電極を振動枝の側面にもうけるか、
上下面にもうけるかは、駆動電界を平行電界とす
るか、垂直電界とするかによつて決めればよいこ
とがわかる。以上の実施例では、Ｅ型たて振動子
の材質は水晶でできている場合について説明した
きたが、本発明は在室が水晶に限定されるもので
はなく、他の圧電材、例えば、タンタル酸リチウ
ム、ニオブ酸リチウム、セラミツクス等に適用で
きることは明らかである。又Ｅ型たて振動子の形
状も、３本の振動枝の枝巾寸法が等しい場合に限
らず、枝巾寸法が互いに異なつている場合にも適
用できるものである。
本発明によれば、Ｅ型たて振動子の振動枝の長
さ寸法を短くすることなく、中周波帯の比較的高
い方の周波数である1.5MHz以上でも、特性の良
好な超小型振動子の量産が可能になり、従来超小
型振動子の実現が全く困難であつた周波数帯で超
小型振動子を実現できることは、極めて大きな効
果である。例えば周波数が3MHzで本発明のＥ型
振動子を作ると、水晶片寸法は長さ2.3mm、幅寸
法0.6mm、厚さ寸法0.1mmになり、従来からある
ATカツト厚みすべり振動子にくらべて、本発明
の振動子の寸法は格段に小さく出来る。このた
め、小型電子機器の発展に対する本発明の寄与は
大きい。
さ寸法を短くすることなく、中周波帯の比較的高
い方の周波数である1.5MHz以上でも、特性の良
好な超小型振動子の量産が可能になり、従来超小
型振動子の実現が全く困難であつた周波数帯で超
小型振動子を実現できることは、極めて大きな効
果である。例えば周波数が3MHzで本発明のＥ型
振動子を作ると、水晶片寸法は長さ2.3mm、幅寸
法0.6mm、厚さ寸法0.1mmになり、従来からある
ATカツト厚みすべり振動子にくらべて、本発明
の振動子の寸法は格段に小さく出来る。このた
め、小型電子機器の発展に対する本発明の寄与は
大きい。
第１図は本発明の実施例の電極構造を示す斜視
図で、２次の長さたて振動モードを励振する電界
は平行電界の場合である。第２図は本発明の他の
実施例の電極構造を示す斜視図で、２次の長さた
て振動モードを励振する電界は垂直電界の場合で
ある。第３図は本発明の他の実施例を示す斜視図
で、３次の長さたて振動モードを励振する電界は
平行電界の場合である。 １０，３０……Ｅ型たて振動子、１１，１２，
１３，２１，２２，２３，３１，３２，３３……
振動枝、１４ａ，１５ａ，３５，３６，３７……
金属の蒸着膜電極。
図で、２次の長さたて振動モードを励振する電界
は平行電界の場合である。第２図は本発明の他の
実施例の電極構造を示す斜視図で、２次の長さた
て振動モードを励振する電界は垂直電界の場合で
ある。第３図は本発明の他の実施例を示す斜視図
で、３次の長さたて振動モードを励振する電界は
平行電界の場合である。 １０，３０……Ｅ型たて振動子、１１，１２，
１３，２１，２２，２３，３１，３２，３３……
振動枝、１４ａ，１５ａ，３５，３６，３７……
金属の蒸着膜電極。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 同一平面内でほぼ平行に配置され一端が連結
された３本の振動枝が高次長さたて振動モードで
動作する圧電振動子の電極構造において、前記３
本の振動枝のすべては、それらの各々が両側面あ
るいは上下面のいずれかの対向面に振動枝の長手
方向に沿つて配置された複数の電極を有し、更に
該電極は各振動枝の長手方向において連結された
端部からそれぞれほぼ等距離である少くとも一個
所の部分で分割されており、そして前記連結され
た端部からの距離がほぼ等しい前記各振動枝の断
面内に生ずる前記電極の基づく駆動電界の方向
は、いずれの振動枝のいずれの電極位置における
断面についても、断面内で前記同一平面に対して
垂直あるいは平行のいずれかを向きかつ断面内で
駆動電界はほぼ一様であり、そして、 ３本の振動枝における前記断面内の駆動電界の
方向の関係は、両側の振動枝についつては互に同
じ方向であつて、中央の振動枝に対しては逆方向
であり、かつ いずれの振動枝も、１本の振動枝の長手方向に
関しては、前記分割された電極に基づく駆動電界
の方向は、前記連結された端部の方から交互に反
転していることを特徴とする圧電振動子の電極構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9957584A JPS60242713A (ja) | 1984-05-17 | 1984-05-17 | 圧電振動子の電極構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9957584A JPS60242713A (ja) | 1984-05-17 | 1984-05-17 | 圧電振動子の電極構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60242713A JPS60242713A (ja) | 1985-12-02 |
| JPH0538483B2 true JPH0538483B2 (ja) | 1993-06-10 |
Family
ID=14250903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9957584A Granted JPS60242713A (ja) | 1984-05-17 | 1984-05-17 | 圧電振動子の電極構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60242713A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002031975A1 (fr) * | 2000-10-10 | 2002-04-18 | Citizen Watch Co., Ltd. | Dispositif produisant des vibrations de torsion |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5760720A (en) * | 1980-09-26 | 1982-04-12 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Tuning fork type quartz vibrator |
| JPS58111515A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-02 | Citizen Watch Co Ltd | 水晶振動子 |
| JPS58205318A (ja) * | 1982-05-25 | 1983-11-30 | Citizen Watch Co Ltd | 圧電結晶振動子の電極構造 |
-
1984
- 1984-05-17 JP JP9957584A patent/JPS60242713A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5760720A (en) * | 1980-09-26 | 1982-04-12 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Tuning fork type quartz vibrator |
| JPS58111515A (ja) * | 1981-12-25 | 1983-07-02 | Citizen Watch Co Ltd | 水晶振動子 |
| JPS58205318A (ja) * | 1982-05-25 | 1983-11-30 | Citizen Watch Co Ltd | 圧電結晶振動子の電極構造 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002031975A1 (fr) * | 2000-10-10 | 2002-04-18 | Citizen Watch Co., Ltd. | Dispositif produisant des vibrations de torsion |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60242713A (ja) | 1985-12-02 |
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