JPS5824966B2 - Ａｔカツト水晶振動子 - Google Patents
Ａｔカツト水晶振動子Info
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- JPS5824966B2 JPS5824966B2 JP50091280A JP9128075A JPS5824966B2 JP S5824966 B2 JPS5824966 B2 JP S5824966B2 JP 50091280 A JP50091280 A JP 50091280A JP 9128075 A JP9128075 A JP 9128075A JP S5824966 B2 JPS5824966 B2 JP S5824966B2
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- Japan
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- cut crystal
- crystal resonator
- support
- cut
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- 230000035882 stress Effects 0.000 description 21
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
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- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
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- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
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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
- H03H9/17—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator
- H03H9/19—Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material having a single resonator consisting of quartz
Landscapes
- 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】
本発明は、携帯用電子時計等、小型化を要求される装置
に使用されるＡＴカット水晶振動子の厚みすべり振動の
振動特性の向上を図ったものに関し、さらに具体的には
、支持に起因する主振動周波数の変動を小さくするよう
な形状にしたＡＴカット水晶振動子に関するものである
。
に使用されるＡＴカット水晶振動子の厚みすべり振動の
振動特性の向上を図ったものに関し、さらに具体的には
、支持に起因する主振動周波数の変動を小さくするよう
な形状にしたＡＴカット水晶振動子に関するものである
。
ＡＴカット水晶振動子には、方形、円板形等、種々の形
状のものがあるが基本的には、第１図および第２図に示
すように、水晶結晶体のＸ軸（電気軸）に直交するＸ軸
（機械軸）および２軸（光軸）を、Ｘ軸を回転軸として
θ（約３５°）だけ回転して得られるＸ軸、ｙ’＊Ｌ
ｚ働で構成される面（ｘ ｙＺ而、ｙ’−２ｇＪｓ
ｚ’ ｘ面）に平行な一対のカット面を有し、上記ｚ
′−ｘ面に平行な一対のカット面に電極２が取り付けら
れている。
状のものがあるが基本的には、第１図および第２図に示
すように、水晶結晶体のＸ軸（電気軸）に直交するＸ軸
（機械軸）および２軸（光軸）を、Ｘ軸を回転軸として
θ（約３５°）だけ回転して得られるＸ軸、ｙ’＊Ｌ
ｚ働で構成される面（ｘ ｙＺ而、ｙ’−２ｇＪｓ
ｚ’ ｘ面）に平行な一対のカット面を有し、上記ｚ
′−ｘ面に平行な一対のカット面に電極２が取り付けら
れている。
このような形状が基本となり、実用上は、この種々の変
形が多く用いられている。
形が多く用いられている。
上記電極２を介して電界を印加すると、ＡＴカット水晶
振動子１は厚みすべりひずみを生じ、所定の周波数で厚
みすべり振動する主振動および上記所定の周波数以外の
周波数で振動するスプリアス振動を起す。
振動子１は厚みすべりひずみを生じ、所定の周波数で厚
みすべり振動する主振動および上記所定の周波数以外の
周波数で振動するスプリアス振動を起す。
ＡＴカット水晶振動子１の主振動は厚みすべりひずみに
よって得られるもので、第１図に示すように電極２が配
置された場合のひずみの分布は第３図および第４図に示
すように、Ｘ軸方向中央部で最大と・なり周辺部で小さ
くなることが知られている。
よって得られるもので、第１図に示すように電極２が配
置された場合のひずみの分布は第３図および第４図に示
すように、Ｘ軸方向中央部で最大と・なり周辺部で小さ
くなることが知られている。
また、図からも判るように２′軸方向のひずみの分布は
、はぼ一様の分布状態になる。
、はぼ一様の分布状態になる。
電子腕時計等、携帯用電子時計の如き小型装置のＡＴカ
ット水晶振動子は一般に、小型化のため耽、ｚ’ＸＮｄ
３方向の端部を上下から支持する構造であって、支持に
よる応力が、主としてＸ軸方向およびｙ′軸方向に加え
られている。
ット水晶振動子は一般に、小型化のため耽、ｚ’ＸＮｄ
３方向の端部を上下から支持する構造であって、支持に
よる応力が、主としてＸ軸方向およびｙ′軸方向に加え
られている。
このようなものにおいては、小型化を要求される反面、
端部および支持の影響を少なくするには、厚みに比して
、支１持方向を充分に長くとらねばならない。
端部および支持の影響を少なくするには、厚みに比して
、支１持方向を充分に長くとらねばならない。
実験的に厚みに対し、支持方向の長さを１０倍以上に、
幅を２．５倍以上にとる場合が多い。
幅を２．５倍以上にとる場合が多い。
これに対し、従来の発振子用振動子は、厚みすべり振動
の振動変位がＸ軸方向であることから、Ｘ軸方向を長く
し、′この方向を支持して用いていた。
の振動変位がＸ軸方向であることから、Ｘ軸方向を長く
し、′この方向を支持して用いていた。
ＡＴカット水晶振動子の性質として、支持による応力の
方向によって応力感度が変化し、主振動周波数が偏移す
ることか知られているが、例えば一定の支持応力で支持
方向を変化させた場合に、賢その主振動周波数が支持方
向によって偏移する様子が第５図に示されている。
方向によって応力感度が変化し、主振動周波数が偏移す
ることか知られているが、例えば一定の支持応力で支持
方向を変化させた場合に、賢その主振動周波数が支持方
向によって偏移する様子が第５図に示されている。
図中、横軸は、Ｘ軸を００としてｙ′軸回りに長手方向
すなわち支持方向を変化させた場合の回転角で、縦軸は
主振動周波数の偏移量を表わしている。
すなわち支持方向を変化させた場合の回転角で、縦軸は
主振動周波数の偏移量を表わしている。
第５図からもわかるように、Ｘ軸方向の支持応力に対す
る主振動周波数の偏移が最も大きく、応力感度が最も高
いことを示している。
る主振動周波数の偏移が最も大きく、応力感度が最も高
いことを示している。
したがって、Ｘ軸方向で支持した場合には、支持によっ
て加わる応力の強さを一定に保持することが要求される
が、残留加工歪などに起因する支持部材の経年変化、さ
らに、水晶振動子自身が弾性体である等の理由によって
、その支持応力を長時間一定に保持することは極めて困
難である。
て加わる応力の強さを一定に保持することが要求される
が、残留加工歪などに起因する支持部材の経年変化、さ
らに、水晶振動子自身が弾性体である等の理由によって
、その支持応力を長時間一定に保持することは極めて困
難である。
しかしながら、前述したように、従来のＡＴカット水晶
振動子は、Ｘ軸方向で支持されているため、支持部材の
経年変化、あるいは外部からの衝撃等による支持応力の
変化によって主振動周波数が変化するので、高精度な支
持部材装着工程や、エージング工程等を施しても、耐衝
撃性が高く長時間安定した良好な振動特性を有したＡＴ
カット水晶振動子を得がたい難点があった。
振動子は、Ｘ軸方向で支持されているため、支持部材の
経年変化、あるいは外部からの衝撃等による支持応力の
変化によって主振動周波数が変化するので、高精度な支
持部材装着工程や、エージング工程等を施しても、耐衝
撃性が高く長時間安定した良好な振動特性を有したＡＴ
カット水晶振動子を得がたい難点があった。
而して本発明は、支持応力の主振動におよぼす影響を極
力軽減することが可能であると共に、耐衝撃性の高い良
好な振動特性が得られるＡＴカット水晶振動子を提案す
るもので、以下に図示した実施例に基づきその詳細を説
明する。
力軽減することが可能であると共に、耐衝撃性の高い良
好な振動特性が得られるＡＴカット水晶振動子を提案す
るもので、以下に図示した実施例に基づきその詳細を説
明する。
第６図は本発明に従うＡＴカット水晶振動子の一実施例
を示す斜視図で、符号３は厚みすべりひずみを生じ、一
定の周波数で厚みすべり振動する振動子本体である。
を示す斜視図で、符号３は厚みすべりひずみを生じ、一
定の周波数で厚みすべり振動する振動子本体である。
振動子本体３は、第７図に示すように、第２図および第
４図における直交座標軸（以下、単に座標軸と略す）（
Ｘ軸、ｙ′軸、Ｘ′軸）のｙ＠を回転軸として４５°な
いし１３５゜の範囲の所定角度ψ（本実施例では６０°
）だけ回転して得られるＸ′軸、ｙ′軸、２“軸で構成
されるｘ／ ｙ ／面、ｙ／ ｚ“面、／′−ｘ′
面に平行な一対のカット面を有し、２“−Ｘ７面に平行
な一対のカット面には、図示したように一対の電極４
ａ ｔ ４ ｂが蒸着あるいはスパッタリング等によっ
て形成される。
４図における直交座標軸（以下、単に座標軸と略す）（
Ｘ軸、ｙ′軸、Ｘ′軸）のｙ＠を回転軸として４５°な
いし１３５゜の範囲の所定角度ψ（本実施例では６０°
）だけ回転して得られるＸ′軸、ｙ′軸、２“軸で構成
されるｘ／ ｙ ／面、ｙ／ ｚ“面、／′−ｘ′
面に平行な一対のカット面を有し、２“−Ｘ７面に平行
な一対のカット面には、図示したように一対の電極４
ａ ｔ ４ ｂが蒸着あるいはスパッタリング等によっ
て形成される。
また、ｙ／ 、１１面に平行な一対のカット面には、
振動子本体３をケース等に支持する支持部材（図示せず
）が取り付けられる。
振動子本体３をケース等に支持する支持部材（図示せず
）が取り付けられる。
このような構成のＡＴカット水晶振動子は、支持部材が
ｙ′−７７面に平行な一対のカット面に取り付けられる
ため、支持による圧縮、引張り等の応力は、Ｘ′軸方向
に作用する。
ｙ′−７７面に平行な一対のカット面に取り付けられる
ため、支持による圧縮、引張り等の応力は、Ｘ′軸方向
に作用する。
ＡＴカット水晶振動子においては、第５図に示されたよ
うに、一定の支持応力に対する主振動周波数の偏移がＸ
軸方向で最大となり、Ｘ軸を００として、ｙ′軸の回り
に回転した回転角度６０°付近で偏赫は負に転じ、更に
回転角度１２０°付近で再び正に転じる。
うに、一定の支持応力に対する主振動周波数の偏移がＸ
軸方向で最大となり、Ｘ軸を００として、ｙ′軸の回り
に回転した回転角度６０°付近で偏赫は負に転じ、更に
回転角度１２０°付近で再び正に転じる。
したがってＸ軸を０°として角度４５°〜１３５°の間
に支持方向を定めれば、主振動周波数の偏移を最大偏移
の約１／３以下におさえることができる。
に支持方向を定めれば、主振動周波数の偏移を最大偏移
の約１／３以下におさえることができる。
しかるに、本実施例におけるＡＴカット水晶振動子は、
前述したように、／ ｚ“面に平行な一対のカット面
に、支持部材（図示せず）が取り付けられているため、
支持により振動子に加えられる圧縮、引張り応力の方向
は、Ｘ軸を００としてｙ′軸の回りに回転した回転角度
６０°になる。
前述したように、／ ｚ“面に平行な一対のカット面
に、支持部材（図示せず）が取り付けられているため、
支持により振動子に加えられる圧縮、引張り応力の方向
は、Ｘ軸を００としてｙ′軸の回りに回転した回転角度
６０°になる。
したがって支持応力の変化による主振動への影響が最も
少なくなり、支持部材等の経年変化による支持応力の緩
慢な変化、あるいは外部からの衝撃による示持応力の急
激な変化に基づく主振動周波数の偏移が極めて小さく、
長時間安定した周波数の厚みすべり振動が得られると共
に、支持部材装置、エージング等の工程を簡略化するこ
とができる。
少なくなり、支持部材等の経年変化による支持応力の緩
慢な変化、あるいは外部からの衝撃による示持応力の急
激な変化に基づく主振動周波数の偏移が極めて小さく、
長時間安定した周波数の厚みすべり振動が得られると共
に、支持部材装置、エージング等の工程を簡略化するこ
とができる。
本実施例では、Ｘ軸を００として、ｙ鴬の回りに回転し
た回転角を６０°にとっであるため、第５図ならびに上
記の説明から理解され得るように、支持応力の主振動周
波数への影響を最少にすることができるが、Ｘ軸と、Ｘ
′軸とのなす角が、４５°〜１３５°の範囲であれば少
なくとも支持応力の主振動周波数への影響を従来の１／
３以下に減少させることができ、充分に本発明の目的を
達成し得るものである。
た回転角を６０°にとっであるため、第５図ならびに上
記の説明から理解され得るように、支持応力の主振動周
波数への影響を最少にすることができるが、Ｘ軸と、Ｘ
′軸とのなす角が、４５°〜１３５°の範囲であれば少
なくとも支持応力の主振動周波数への影響を従来の１／
３以下に減少させることができ、充分に本発明の目的を
達成し得るものである。
第８図および第９図は本発明に従うＡＴカット水晶振動
子の形状の具体例を、Ｘ′軸を紙面に垂直にして示す側
面図で、第８図中（ａ）は、ｘ’ｌ［Ｉ］方向端部をテ
ーパー状に形成したＡＴカット水晶振動子で、（ｂ）は
、／′軸方向から見た形状が略楕円形をなしたＡＴカッ
ト水晶振動子で、（Ｃ）は、第６図に示した棒状の振動
子本体の一部に凹部を設けたＡＴカット水晶振動子で、
（ｄ）は、ｙ′−／′而に平行なカット面のＸ′軸方向
上端部あるいは下端部をテーパー状に形成したＡＴカッ
ト水晶振動子である。
子の形状の具体例を、Ｘ′軸を紙面に垂直にして示す側
面図で、第８図中（ａ）は、ｘ’ｌ［Ｉ］方向端部をテ
ーパー状に形成したＡＴカット水晶振動子で、（ｂ）は
、／′軸方向から見た形状が略楕円形をなしたＡＴカッ
ト水晶振動子で、（Ｃ）は、第６図に示した棒状の振動
子本体の一部に凹部を設けたＡＴカット水晶振動子で、
（ｄ）は、ｙ′−／′而に平行なカット面のＸ′軸方向
上端部あるいは下端部をテーパー状に形成したＡＴカッ
ト水晶振動子である。
上記水晶振動子の形状は、いずれも支持の悪影響とスプ
リアス振動を軽減するための形状で、第１０図〜第１３
図に示すＡＴカット水晶振動子も同様の効果を得るため
の形状をなしている。
リアス振動を軽減するための形状で、第１０図〜第１３
図に示すＡＴカット水晶振動子も同様の効果を得るため
の形状をなしている。
以上、図示した実施例に基すき本発明に従うＡＴカット
水晶振動子の詳細を説明してきたが、本発明は、図示し
た実施例に限定されるものではなく形状等においては種
々の変更、あるいは改良がなされ得るものである。
水晶振動子の詳細を説明してきたが、本発明は、図示し
た実施例に限定されるものではなく形状等においては種
々の変更、あるいは改良がなされ得るものである。
なお、支持に際し、Ｘ′軸方向の端部もしくはその近傍
を支持することが上記効果多大であるが。
を支持することが上記効果多大であるが。
Ｘ′軸方向端部もしくはその近傍で、かつ振動主要部分
（電極部）の厚み中心線の延長線の近傍を支持すること
が、上記効果を一層大ならしめるものである。
（電極部）の厚み中心線の延長線の近傍を支持すること
が、上記効果を一層大ならしめるものである。
斜上の如く、本発明に従うＡＴカット水晶振動子は、切
り出し角がＸ軸から所定の角度ψだけ回転しているため
、支持による応力の変化に対する振動子本体の応力感度
が低く、支持応力による主振動への影響が充分に軽減さ
れ、振動子としての振動特性の向上を図ることができる
と共に、工程の簡略化が可能となる等、充分に所期の目
的を達成し得実施上の効果多大である。
り出し角がＸ軸から所定の角度ψだけ回転しているため
、支持による応力の変化に対する振動子本体の応力感度
が低く、支持応力による主振動への影響が充分に軽減さ
れ、振動子としての振動特性の向上を図ることができる
と共に、工程の簡略化が可能となる等、充分に所期の目
的を達成し得実施上の効果多大である。
第１図は厚みすべり振動を起すＡＴカット水晶振動子の
概念を説明するためのＡＴカット水晶振動子の斜視図、
第２図は水晶振動子結晶の座標軸を表わす図、第３図は
第１図に示したＡＴカット水晶振動子の厚みすべりひず
み分布を表わす図、第４図は水晶振動子結晶の座標軸を
表わす図、第５図は水晶結晶体のＸ軸を基準（０°）と
して、ｙ′軸回りに応力を加えた場合の応力方向と主振
動周波数の偏移との関係を表わす図、第６図は本発明に
従うＡＴカット水晶振動子の実施例の斜視図、第７図は
第６図に示した水晶振動子結晶の座・標軸を表わす図、
第８図は本発明に従うＡＴカット水晶振動子の側面図、
第９図は第８図に示した水晶振動子結晶の座標軸を表わ
す図、第１０図は本発明に従うＡＴカット水晶振動子の
一実施例の平面図、第１１図は第１０図に示した水晶振
動子結晶の座標軸を表わす図、第１２図は本発明に従う
ＡＴカット水晶振動子の一実施例を示す図、第１３図は
第１２図に示したＡＴカット水晶振動子結晶の座標軸を
表わす図である。 ３・・・・・・振動子本体、４ａ 、 ４ｂ・・・・・
・電極、Ｘ。 ｙ′、ｙ、ｙ′、ｚ、ｚ′、ｚ“・・・・・・水晶結晶
体の座標軸、θ・・・・・・Ｘ軸を回転軸として回転さ
せる所定角度、ψ・・・・・・ｙ′軸を回転軸として回
転させる所定角度。
概念を説明するためのＡＴカット水晶振動子の斜視図、
第２図は水晶振動子結晶の座標軸を表わす図、第３図は
第１図に示したＡＴカット水晶振動子の厚みすべりひず
み分布を表わす図、第４図は水晶振動子結晶の座標軸を
表わす図、第５図は水晶結晶体のＸ軸を基準（０°）と
して、ｙ′軸回りに応力を加えた場合の応力方向と主振
動周波数の偏移との関係を表わす図、第６図は本発明に
従うＡＴカット水晶振動子の実施例の斜視図、第７図は
第６図に示した水晶振動子結晶の座・標軸を表わす図、
第８図は本発明に従うＡＴカット水晶振動子の側面図、
第９図は第８図に示した水晶振動子結晶の座標軸を表わ
す図、第１０図は本発明に従うＡＴカット水晶振動子の
一実施例の平面図、第１１図は第１０図に示した水晶振
動子結晶の座標軸を表わす図、第１２図は本発明に従う
ＡＴカット水晶振動子の一実施例を示す図、第１３図は
第１２図に示したＡＴカット水晶振動子結晶の座標軸を
表わす図である。 ３・・・・・・振動子本体、４ａ 、 ４ｂ・・・・・
・電極、Ｘ。 ｙ′、ｙ、ｙ′、ｚ、ｚ′、ｚ“・・・・・・水晶結晶
体の座標軸、θ・・・・・・Ｘ軸を回転軸として回転さ
せる所定角度、ψ・・・・・・ｙ′軸を回転軸として回
転させる所定角度。
Claims (1)
- １ 水晶結晶体のＸ軸に直交するＸ軸およびＺ軸をＸ軸
を回転軸として所定角度θ（約３５°）だけ回転したこ
とにより得られるＡＴカット水晶振動子の三直交軸Ｘ軸
、ｙ’＃ｌｓ Ｚ’軸をさらにｙ′軸を回転軸として
±４５°から±１３５°の範囲の所定角度ψだけ回転す
ることにより得られる三直交軸ｘ／軸、ｙ／軸、ｙ′軸
中のｘＴｊｌ１１１方向の寸法をｙ′軸方向の寸法より
太きく形成し、ｙ′軸方向の端部およびその近傍を支持
したことを特徴とするＡＴカット水晶振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50091280A JPS5824966B2 (ja) | 1975-07-25 | 1975-07-25 | Ａｔカツト水晶振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50091280A JPS5824966B2 (ja) | 1975-07-25 | 1975-07-25 | Ａｔカツト水晶振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5215284A JPS5215284A (en) | 1977-02-04 |
| JPS5824966B2 true JPS5824966B2 (ja) | 1983-05-24 |
Family
ID=14022038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50091280A Expired JPS5824966B2 (ja) | 1975-07-25 | 1975-07-25 | Ａｔカツト水晶振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5824966B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5443214A (en) * | 1977-09-09 | 1979-04-05 | Ishikawatoshi Tekko | Method and machine having mechanism of bottom revolution and restoring force* for forming product |
| JPS5467967A (en) * | 1977-11-09 | 1979-05-31 | Ishikawatoshi Tekko | Method of supplying roof tile base to sucker one by one |
| JPS55652A (en) * | 1978-06-16 | 1980-01-07 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Electrode structure of thickness shear oscillator |
| JPS586617A (ja) * | 1981-07-04 | 1983-01-14 | Nippon Dempa Kogyo Co Ltd | 水晶振動子 |
| JP2533633Y2 (ja) * | 1987-03-06 | 1997-04-23 | 日本電波工業 株式会社 | Ａｔカット水晶振動子 |
| DE69129957T2 (de) * | 1990-04-27 | 1998-12-24 | Seiko Epson Corp., Tokio/Tokyo | In AT-Richtung geschnittenes Kristalloszillatorelement und sein Herstellungsverfahren |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5177086A (ja) * | 1974-12-27 | 1976-07-03 | Seiko Instr & Electronics | Atsumisuberishindoshi |
-
1975
- 1975-07-25 JP JP50091280A patent/JPS5824966B2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5177086A (ja) * | 1974-12-27 | 1976-07-03 | Seiko Instr & Electronics | Atsumisuberishindoshi |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5215284A (en) | 1977-02-04 |
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