JPS5828767B2 - 幅すべり振動子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は幅すべり振動を起す幅すべり振動子に関し、更
に詳細には幅すべり振動子の小型化と耐衝撃性及び振動
特性の向上を図った幅すべり振動子に関するものである
。

水晶振動子等の振動子は、所定の電界が印加されると歪
を起し、所定の周波数で発振するが、上記電界を印加す
る位置、方向、或いは振動子のカットの仕方等によって
、たとえば水晶振動子においては、ＤＴカット、ＣＴカ
ット、ＡＴカット、ＢＴカット、ＮＴカット水晶振動子
等のように分類される。

このようにカットされた水晶振動子に適宜電界を印加す
ると、幅すべり振動、輪郭すべり振動、厚みすべり振動
、屈曲振動等、上記振動子に各々対応する振動を起す。

幅すべり振動を起す幅すべり振動子は、説明の都合上、
水晶振動子を例にとると、第１図、第２図に示すように
、例えば水晶結晶体のＸ軸（電気軸）に直交する２軸（
光軸）をＸ軸のまわりにθ（たとえば第１図の場合は約
３５°〜５２°）だけ傾けた２′軸と上記Ｘ軸とで構成
されるｚ’−ｘ平面に平行な相対向するカット面と、上
記Ｘ軸とＸ軸とによってｚ−ｘ平面に直交し、ｙ軸をθ
だけＸ軸を回転軸として回転させたｙ′軸とＸ軸とで構
成されるＸ−ｙ′平面に平行な相対向するカット面と、
上記ｙ′軸と２′軸とで構成されるｙ′−２平面に平行
な相対向するカット面とを有するＡＴカット水晶振動子
１、Ｘカット水晶振動子２の変形として形成されるとい
える。

上記ＡＴカット水晶振動子１の変形として形成される幅
すべり水晶振動子３は、第１図に示すようにＸ軸に沿っ
てカットされてＸ軸方向に細長い長方形状に形成され、
また上記Ｘカット水晶振動子２の変形として形成される
幅すべり水晶振動子４は、第２図に示すようにｙ′軸に
沿ってカットされてｙ′軸方向に細長い長方形状に形成
されている。

これらは、その駆動電極の構成によっては、一種のＤＴ
カット水晶振動子と呼ばれることもある。

このように形成される幅すべり振動子３，４は、従来０
．５ＭＨｚ以上の周波数のフィルタ用、或いは発振器用
として開発されつつあるが、基本的には第３図ａに示す
ように長さｌが幅Ｗの２０〜３０倍以上で、幅Ｗが厚さ
ｔの２〜３倍以上の寸法の長方形状に形成される。

上記幅すべり水晶振動子３，４は、厚さｌ方向に直交す
る一対のカット面５．５に電極６，６を介して重合Ｅを
印加すると、第３図のしに矢印で示すような幅すべり歪
を起し、所定の周波数で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
。

幅すべり振動子の主振動は、上記幅すべり歪によって得
られ、その共振周波数は主に幅Ｗの寸法によって決定さ
れる。

従来提案されている幅すべり振動子７は、第４図に示す
ように両端の幅が狭くなるようにテーパ状にカットされ
たプラノ・ベベル状に形成され、その厚さｌ方向に直交
するカット面に電極８，８が設けられると共に長さｌ方
向の両端部に支持のための鎖点９，１０が設けられてい
る。

上記幅すべり振動子７は、上記鎖点９，１０にハンダ、
導電性接着剤等によって固定される支持柄ｌＬ１２を介
して支持されているが、幅すべり振動子７の端部におけ
る支持柄取付に関して生じる振動の束縛面積が上記鎖点
９，１０およびハンダ等によって大きくなるため、Ｑ値
が低下され易いと共に振動特性の悪化を招き易く、上述
した幅Ｗに対する長さｌの寸法を２０〜３０倍以上とし
なげれば所定の振動特性を得ることができず、振動子自
体が大型化されてしまうという欠点を有している。

また、上記振動の束縛面積を小さくり、Ｑ値および振動
特性を向上させるためには、上記支持柄１１゜１２の太
さを細くしたり、長さを長くしたりして支持強度を弱め
る必要があるが、上記支持柄１１゜１２の機械的強度を
弱めて支持強度を弱めると耐衝撃性が著しく低下され、
外部からのわずかな衝撃によって振動子が激しく振れ動
き発振周波数が変化したり振動子が破損し発振不能にな
る等の不都合が生ずる。

したがって、電子腕時計等のような小型携帯用電子装置
の発振器用として使用することは困難であった。

本発明は上述した従来の振動子の欠陥を除去し、振動の
束縛を少なくし振動子としてのＱ値を高め、振動特性の
向上を図ることができると共に、小型化を図ることがで
きる幅すべり振動子を提案するものである。

以下、図示した実施例を参照しながら本発明の詳細な説
明する。

第５図、第６図は本発明に従う幅すべり振動子の一実施
例を示すもので、符号１３は幅すべり振動子の振動子本
体である。

振動子本体１３は、長さｌ方向の両端部における幅ｗ２
が中央部分の幅ｗ１よりも狭くなるように幅方向に直交
する端面の一方が円弧状に形成されている。

上記振動子本体１３の幅Ｗ方向に交鎖する面１４におけ
る長さｌ方向の両端部近傍には、幅Ｗ、方向に突出する
突出部１５，１６が形成されている。

また振動子本体１３の厚みｌ方向に直交する一対のカッ
ト面１７．１７には、蒸着、スパッタリング等の手段に
よって電極１８が形成されている。

電極１８は、振動子本体１３の略中央部に形成された電
極１９と、この主電極１９から振動子本体１３の長さｌ
方向の端部近傍の突出部１５．１６に延びる引き出し電
極２０とから形成されている。

このように構成された幅すべり振動子１３は、第６図に
示すように長さｌ方向の両端部近傍に設けられた突出部
１５．１６を介して、例えばケース２１に支持される。

ケース２１には、上記突出部１５．１６に対応する凹部
２２．２３が設けられている。

上記振動子本体１３は、長さ１方向の両端部の幅がｗ２
に狭く形成されているため、振動子本体１３の中央部で
発生される振動が長さ方向の両端部に伝播し難く、更に
上記長さｌ方向の端部近傍に突出形成された突出部１５
．１６を介して支持されるため、上記突出部１５．１６
を強固に支持しても振動子本体１３の幅すべり振動を束
縛する束縛面積を実質的に著しく小さくすることができ
、支持することによる振動の束縛を著しく減少させるこ
とが可能で、Ｑ値を高め、幅すべり振動の振動特性を向
上させることができると共に耐衝撃性を向上させること
ができる。

さらに、支持の仕方が簡単になるため、量産コストの著
しい低減をはかることができる。

このようにＱ値および振動特性の向上を図ることができ
るため、振動子本体１３の長さｌを幅Ｗの１０倍位の寸
法にしても実用上充分なＱ値および振動特性を得ること
ができ、従来に比べ幅すベリ振動子の小型化を図ること
が容易となる。

したがって上記幅すべり振動子を電子腕時計等のような
高精度で小型携帯用の電子装置の発振器用に利用すれは
、発振器の性能を低下させることなく容易に小型化を図
ることができる。

第７図は、本発明に従う幅すべり振動子の他の実施例を
示すもので、前述した実施例と相違する点は振動子本体
２４の長さｌ方向の両端部をテーパ状にベベルカットし
中央部の幅ｗ３に対して長さ１方向の両端部の幅をｗ４
に狭く形成すると共に、幅Ｗ方向に交鎖する面としての
上記ベベル状にカットされた面２５．２６における長さ
ｌ方向の両端部近傍には、幅ｗ３方向に突出した突出部
２７．２８を形成し、更に上記突出部２７ 、２８に加
工部としての穴２９．３０を設けた点である。

上記加工部としての穴２９．３０は、厚さｌ方向に設け
られ一方の面から他方の面に貫通されている。

加工部としての穴２９，３０には、支持柄３Ｌ３２がハ
ンダ、導電接着剤等によって固定されている。

振動子本体２４の厚みｌ方向に直交する一対のカット面
には、蒸着、スパツタリ等の手段によって主電極３４と
、引き出し電極３５とからなる電極３３が各々形成され
、上記引き出し電極３５．３５の先端部が上記支持柄３
１．３２に電気的に接続されている。

上記支持柄３１．３２を導電性を有した弾性材料で構成
すれば、この支持柄３１．３２によって上記振動子本体
２４を機械的に支持することができると共に、上記支持
柄３Ｌ３２を上記電極３３と外部端子（図示せ力とを電
気的に接続するリード線として利用することができる。

このように振動子本体２４の長さｌ方向の両端部近傍に
形成した突出部２７．２８に加工部としての穴２９．３
０を設け、この穴２９．３０に支持柄３１．３２を取り
付けたことにより、上記突出部２７，２８の固着面積を
減少させることができ、上記振動子本体２４の幅すべり
振動を上記支持柄３１，３２によって束縛することが殆
んどなくＱ値を高め良好な振動特性を得ることができる
。

また上記支持柄３１，３２を振動子本体２４の突出部２
７．２８に設けた加工部としての穴２９゜３０に強固に
固定し支持強度を高めることができ、耐衝撃性を高める
ことができる。

更に上記振動子本体２４を支持する支持柄３１，３２を
第７図に示すように振動子本体２４の下方に位置させれ
ば、従来の幅すべり振動子のように支持柄が長さｌ方向
の両端部に張り出すことがなく、上記支持柄を含めた幅
すべり振動子全体を小型化することができる。

以上、図示した実施例を参照しながら本発明の詳細な説
明してきたが、本発明は図示したものに限定されるもの
ではなく、例えば突出部を厚さ方向の他方の面（長さ方
向に直交する面）に設けることもでき、また突出部に形
成する加工部を溝にしたり、加工部としての穴、溝等の
方向を種々に変更することができる等、種々の変更、改
良をなし得るものである。

上述したように本発明に従う幅すべり振動子は、長さ方
向の端部近傍に振動子本体から突出した突出部を設けた
ことにより、上記突出部を介して支持することができ幅
すべり振動を束縛する束縛面積を実質的に著しく小さく
することができ、Ｑ値を高め振動特性の向上を図ること
ができると共に、上記突出部を強固に支持してもＱ値お
よび振動特性が低下されることがなく支持強度を高める
ことが可能で耐衝撃性を向上させることができ、またＱ
値および振動特性の向上を図ることが容易であるため、
長さｌの寸法を幅Ｗの寸法に対して１０倍程度にするこ
ともでき小型化を図ることが容易で、更に上記突出部に
加工部を設け、この加工部に取り付けた支持柄を介して
支持することにより、幅すべり振動の束縛を更に少なく
することができＱ値の高い良好な振動特性を得ることが
できるもので、小型で高精度な発振器、フィルタ等を構
成することが容易で電子腕時計等のような小型携帯用の
電子装置に広く利用することが可能で、充分に所期の目
的を達成し得、実施上多大な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は一般に使用される幅すべり振動子
をＡＴカット水晶振動子、Ｘカット水晶振動子に対応さ
せて示す斜視図、第３図は幅すべり振動を起す幅すべり
振動子の概念を説明するための図で、ａは斜視図、ｂは
幅すべり振動子に生ずる歪を示した斜視図、第４図は従
来の幅すべり振動子を示す斜視図、第５図は本発明に従
う幅すべり振動子の一実施例を示す斜視図、第６図は第
５図に示す幅すべり振動子を支持した状態を示す側面図
、第７図は本発明に従う幅すべり振動子の他の実施例を
示す斜視図である。 １３．２４・・・幅すベリ振動子の振動子本体、１５．
１６，２７．２８・・・突出部、１８ 、３４・・・電
極、２９．３０・・・突出部に形成された加工部として
の穴、３１．３２・・・支持柄、ｌ・・・振動子本体の
長さ、 Ｗ 、Ｗｌ 、Ｗ２．Ｗ３ 、Ｗ４ ・・・振動子本体の幅、 ｔ・・・振動子本体の厚さ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 幅に対して長さが充分に長く、厚みよりも幅が広く
   形成された幅すべり振動子において、上記長さ方向の端
   部近傍に突出部を設け、上記突出部を介して支持される
   ことを特徴とする幅すべり振動子。 ２ 突出部を厚さ方向に対して交鎖する面に設けた特許
   請求の範囲第１項記載の幅すべり振動子。 ３ 幅に対して長さが充分に長く、厚みよりも幅が広く
   形成された幅すべり振動子において、上記長さ方向の端
   部近傍に突出部を設けると共に、上記突出部に加工部を
   設け、上記加工部に取り付けられる支持柄を介して支持
   されることを特徴とする幅すべり振動子。 ４ 突出部を厚さ方向に対して交鎖する面に設けた特許
   請求の範囲第３項記載の幅すべり振動子。 ５ 加工部が厚さ方向に平行な穴である特許請求の範囲
   第３項記載の幅すべり振動子。