JPS585018A - 小型ｇｔカツト水晶振動子 - 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、ＧＴカット水晶振動子に関する。

本発明の目的は、周波数調整が容易で、周波数温度特性
（以下、温特と記す〕の優れた小型ＧＴカッＦ水晶振動
子を提供することＫある。

従来、ＧＴカット水晶振動子は、温度範囲１００ＣＫ対
し、周波数変化１〜２ＰＰＭと最も優れた温特を有する
振動子として知られている。第１図に、Ｇτカット振動
子の切り出し方位を示す。

ｔ　ｆ、”軸ノｆｔ）ｊ）Ｋ、φ＝４９°〜５６°回転
し、更に、新たなｘｚ１平面内で０＝±（４０６〜５０
°）回転した板として切シ出される。０丁カット振動子
は、板面の短辺寸法ｔ　”　ｓ長辺寸法をＬとすると、
ＷおよびＬＫそｎぞれ依存する２つの縦振動が結合して
振動する。温特は、カット角φと辺比デ（Ｗ／Ｌ）に依
存し、デ＝０．８６〜０．９８の間で、良好な温特が得
らｎる。第２図に各種の振動子の温特の例を示す、−線
１は、腕時計に用いられている音叉型屈曲振動子の温特
、曲線２は、民生機器等に広（用いられているムチカッ
ト厚み滑り振動子の温特、曲線３は、従来のＧＴカット
輪郭滑〉振動子の温特である。

ところで、通常、振動子は目的に応じ、その振動周波数
を所要の周波数に調整する必要があシ、特に高精度の振
動子においては、周波数のバラ−ツキを士（１０〜２０
）ＰＰＭ以下に調整することが望ｔｒＬる。しかしなが
らＧＴカット振動子の周波数温度特性は、２つの振動モ
ード間の結合状態に非常に敏感でＴｏシ、温特を悪化す
ることなく、周波数の調整を行なうことが極めて困難で
あるという難点があった。従来の機械加工による大型の
矩形板状ＧＴカット振動子では、まず、短辺を研摩する
ことによって、概略の周波数を一調整し、次に、長辺を
研摩して、寸法比Ｗ／ＩＪｔ−調整する。更に短辺を研
摩して周波数を追い込むとともに１長辺を研摩して寸法
比を調整するという具合に、各辺會少しづつ研摩するこ
とによって、所望の温％を得るとともに、その周波数の
調整を行っていたが、作業線困難で時間も要し、歩留シ
も悪く、量産しに（（、高偵なものとなっていた。

本発明は、上記難点を解決し、容品かつ精度よく、周波
数と周波数温度特性を調整することのできる、小型薄塩
の（）？カット水晶振動子を提供するものである。

以下、本発明の詳細を図面とともに説明する。

第３図は、本発明による振動子の実施例を示す平面図Ｃ
ａ）、及び、側面図ｅ）である、振動部４は、平面図（
ロ））に示すように、長さＬ１幅がＷの矩形状であシ、
短辺のほぼ中央、両ｆｌｌＫブリッジ部６を介して支持
ｓ７が設けられている。主振動である短辺縦振動の周波
数は、幅寸法Ｗに、と牡と結合する長辺縦振動の周波数
は、長さ寸法りにそｎぞｎ依存している。振動駆動用電
極５は、振動部４の上下のほぼ全面に設けられてお）、
側面図（６）に示すように、振動部４０両端に設けられ
た支持部７へ、上下の電極が反対方向に引き出さｎてい
る、また図示しないが、電極５は、同一の支持部の上下
に引き出されて４よい。

第４図（ａ）〜（６）は、本発明による振動子の周波数
調整（以下、ｆ調と略記する〕、及び、温特調節Ｃ以下
、温調と略記する）の原理を説明するための平面図とグ
ラフである。第４図（８）は、振動子を長辺方向の中央
で切断し九時の半分のみを示す平面図である。第４図φ
）は、振動ｓ４の長辺に沿つ九ム点からＥ点の近傍に設
けられた重りｔレーザ等を用いて除去した時の１次温度
係数αと２次温度係数βの変化率を示すグラフである。

このグラフの示すことは、例えば、五点の附近の重シを
取つた場合、ａ、βともどんどん負の方向に変わるとい
うことでおシ、また、０点附近の重シを取った場合、直
、βは、ともに正の方向に変化するということであり、
Ｂ点あるいはＤ点の附近の重りを取っても、ａ、βの変
化は、零、すなわち＠特が全（変化し危いことを示して
いる。第４図（９は、ム点から１点附近の重ｂｔ取った
時の主振動周波数の変化率を示すグラフである。このグ
ラフの示すところ拡、ム点〜１点の各点の附近のいずれ
の重シを取っても、主振動周波数は正の方向、すなわち
、周波数社高くなるということを示している。そこで、
Ｂ点、Ｄ点の附近の重＃）を取ることによシ、温特を変
えることなく、主振動周波数のみ変・見ることができる
ため、例えば、Ｂ、Ｏ，Ｄの附近に重シを設けて、まず
０点附近の重シを取ることによって温調し、次に、３も
しくは９点の重りによってｆｌ１４を行なう、あるいは
、ム、Ｂとり、Ｉの各点の附近に重りを設けて置き、ム
あるいは罵、もしくはムと１の両方の重ｂｔ取ることに
よって温調し、次に、ＢとＤ点の重１１取りてｆ調する
。また、こｎらの方法を併用することにより、温調及び
ｆ調が可能である０以上の原理は、重＃）を取る場合管
側にとって説明してきたが、真空蒸着法あるいはスパッ
タ法等の方法により、重りを耐着もしくは増加する場合
も変化は、正負逆となるが、重りを取る場合と同様の効
果ｔ！得られる。

第５図は、本発明による振動子の１実施例を示す斜視図
である。振動部４の長辺に沿って重ｐ　１０、１１　、
１２が設けられている。駆動用電極５は、重り１０　、
１１　、１２の部分が切り欠かれて、振動部４０はぽ、
全面に設けられ、ブリッジ部６を介して１支持部７ｔで
引き出されている。この実施例の場合には、重り１１に
よって温調が行なわれた後、重り１０、オるいは、重シ
１２、もしくはその両方によって、主振動周波数のｆ調
が行なわれる。

第６図（Ｇ）〜（イ）は、本発明による振動子の他の実
施例を示す平面図である。第６図（ロ）は、温特金員の
方向に変えることのできる重）９と１３、それに温特を
変えることなく主振動周波数ｔ−調整できる重シ１０と
１２が設けられている６重り９か１３、もしくは、その
両方によって温調し、次に１重シ１０か【２、もしく祉
、その両方によってｆ調が行なわれる。第６図φ）は、
長辺に沿って一連の重シが設けられておシ、重り９と１
３、および１１によって温特は、正負いずｔＬＫも調節
可能できる。第６図０は、重りの数を少なくした例で、
重り１０と１２を用いて温調し、重シ１１によってｆｉ
１４を行なう。第６図（ロ）は、そ牡ぞれの重ｂｔ分離
して設けた時の例である０重シ９と１３によって温調し
、重シ１０と１２によって／１ｉｉｅ行なう０重シは、
温特の変化しない部分に１カ所と温特の変化する部分に
７カ所、それぞれ最低一カ所設ければ、温調とｆ調が行
な見る。また、これらの重シは、第６図に示すように、
それぞれを分離して１つづつ設けても、あるいは、分離
せずに設けてもよい。また、重夛は、振動部の片面のみ
に設け、ても、あるいは、両面に設けても効果は同様で
ある。

以上、述べて１またよりに、本発明によるＧτカット振
動子杜、重シを除去もしくは耐層することによシ、容易
かつ精度よ〈温特の調整と周波数の調整を行なうことが
できる。また、特に説明しなかったが、重りの増減によ
る周波数の変化、及び温特の変化は、直線的であるため
、調整の工程がルーチン化しやすく、自動化も容易であ
る。ｔた。

、温特の調整の後、独立に周波数の調整ができる。更に
、工程も簡略にできるため安価に製造できる等の利点が
おばら詐る６本発明による振動子は、周波数の合わせ込
みの精度、周波数温度特性ともに優れていることから、
時計、計測器等高精度の要求される分野の振動子として
最適でＴｏシ、そ工業的価値は、極めて高い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ＧＴカット振動子の切シ出し方位を示す斜視
図、第２図は、各種の振動子の温特の例を示すグラフ、
第３図＆Ｉ）は本発明による振動子の形状を示す平面図
、第３図φ）はその側面図、第４図に）は、本発明によ
る振動子の原理を説明するための一部切欠平面図、φ）
は、重シの変化に対する一度係数の変化率を示すグラフ
、（６）は、重シの変化に対する主振動周波数の変化率
を示すグラフ、第５図社、本発明による振動子の実施例
會示す斜視図、第６図−）〜■は、本発明による振動子
の他の実施例を示す平面図である。 １　、２　、３　ｅｅ。温特グラフ　４゜０．振動部５
゜。。電極　６０．。ブリッジ部　７０．。支持部９．
１０，１１，１２，１３．、、重シ以上 出願人　株式会社第二精工金 代理人　弁理士最上　　務 １１図 ア 箪２１！１ 第６図（υ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、Ｙ板ｆＸ軸を回転軸とＬ−Ｃ１４９°〜５６゜回転
   し、更に、その板面内で、±（４０°〜５０°）回転し
   た水晶薄板より、振動部と支持部が一体的に形ｍｌれる
   Ｇテカット振動子において、振動部長辺偶の端部の温特
   の変化しない部分、及び温特の変化する部分に重）を設
   けたことｔ−特徴とするＣテカツＦ水晶振動子。