JPS5866411A - 音又型水晶振動子 - Google Patents
音又型水晶振動子Info
- Publication number
- JPS5866411A JPS5866411A JP16529681A JP16529681A JPS5866411A JP S5866411 A JPS5866411 A JP S5866411A JP 16529681 A JP16529681 A JP 16529681A JP 16529681 A JP16529681 A JP 16529681A JP S5866411 A JPS5866411 A JP S5866411A
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- JP
- Japan
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- tuning fork
- type crystal
- bridge
- fork type
- vibration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 25
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000013016 damping Methods 0.000 claims description 3
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 241000272814 Anser sp. Species 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
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
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)
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。
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、卑み方向への変位成分が支配的な振動モード
を主振又は制振として用いる音叉型水晶振動子に関する
。
を主振又は制振として用いる音叉型水晶振動子に関する
。
本発明の目的は、音叉型水晶振動子の基部から容器を伝
わって外部へ漏れるＩＩｉ勤エネルギーを小さくするこ
とにある。
わって外部へ漏れるＩＩｉ勤エネルギーを小さくするこ
とにある。
近年、電子時計の高精度化に伴い、いくつかの提案がな
されている。このうち、庫み方向への変位成分が支配的
な振動モードを主振又は制振として用いる音叉型水晶振
動子が注目されている。その中でも特に、屈曲振動モー
ドを主根に、ねじれ振動モードを側根にして両者を結合
させ、主根の周波数温度特性を改善しようとする試みが
最も有望と見なされている。しかしながら、この振動子
には音叉の基部から外部へ漏れる振動エネルギーが大き
いという問題があり、未だ実用化の域に達していない。
されている。このうち、庫み方向への変位成分が支配的
な振動モードを主振又は制振として用いる音叉型水晶振
動子が注目されている。その中でも特に、屈曲振動モー
ドを主根に、ねじれ振動モードを側根にして両者を結合
させ、主根の周波数温度特性を改善しようとする試みが
最も有望と見なされている。しかしながら、この振動子
には音叉の基部から外部へ漏れる振動エネルギーが大き
いという問題があり、未だ実用化の域に達していない。
つまり、面内の変位成分が支配的な屈曲振動に関しては
、振動子の形状や寸法を変えることにより音叉基部での
変位量を小さくできる（つまり外部へ漏れる振動エネル
ギーを少なくできる）が、一方、厚み方向への変位成分
が支配的なねじれ振動モードに関しては、振動子の形状
・寸法を変えても音叉基部での厚み方向変位成分を小さ
くすることができないからである。
、振動子の形状や寸法を変えることにより音叉基部での
変位量を小さくできる（つまり外部へ漏れる振動エネル
ギーを少なくできる）が、一方、厚み方向への変位成分
が支配的なねじれ振動モードに関しては、振動子の形状
・寸法を変えても音叉基部での厚み方向変位成分を小さ
くすることができないからである。
振動漏れが大きいということは、発揚周波数の経時変化
やＣ〒（クリスタルインレーダンス）値の増加が顕著に
なるということであり、％に高精度を目ざす場合には、
ぜひ解決しなければならぬ問題であ゛る。
やＣ〒（クリスタルインレーダンス）値の増加が顕著に
なるということであり、％に高精度を目ざす場合には、
ぜひ解決しなければならぬ問題であ゛る。
本発明は、以上の点につき生みだされ几もので第１図（
ａ） ｔ （ｂ）は、ねじれ振動モードで振動する音叉
型振動子とＡ−Ａ′軸上で測った厚み方向変位分布を示
している。振動子１は、２本の振動腕２と基部３とから
なっている。図で示されているように、厚み方向変位量
は、音叉基部でがなり大きくなっていて、最大変位量（
音叉先端）の１Ａ・゛程度である。ところで基部の厚み
方向変位分布を詳１１［Ｂ［検討した結果、第２図に水
子ような２つのケースがあることを確認した。ここで第
２図Ｃ１，）は第１図と同じ振動子であり、基部のＢ−
Ｂ’軸に沿った厚み方向変位分布が第２図（ｂ） ｓ
（ｃ）に示されている。第２図（°ｂ）は基部全体が同
じ位相で振動する場合であり、第２図（０）に基部の両
端と中央で振動の位相が違っている場合である。
ａ） ｔ （ｂ）は、ねじれ振動モードで振動する音叉
型振動子とＡ−Ａ′軸上で測った厚み方向変位分布を示
している。振動子１は、２本の振動腕２と基部３とから
なっている。図で示されているように、厚み方向変位量
は、音叉基部でがなり大きくなっていて、最大変位量（
音叉先端）の１Ａ・゛程度である。ところで基部の厚み
方向変位分布を詳１１［Ｂ［検討した結果、第２図に水
子ような２つのケースがあることを確認した。ここで第
２図Ｃ１，）は第１図と同じ振動子であり、基部のＢ−
Ｂ’軸に沿った厚み方向変位分布が第２図（ｂ） ｓ
（ｃ）に示されている。第２図（°ｂ）は基部全体が同
じ位相で振動する場合であり、第２図（０）に基部の両
端と中央で振動の位相が違っている場合である。
この両者は振動子、特に基部の寸法により自由に選ぶこ
とのできるものである。
とのできるものである。
さて、第５図は、基部の振動変位分布が第２図（ｃ）の
ようになっている振動子を用いた本発明の一実施例を示
す音叉型水晶振動子である。第３図（ａ）において、音
叉型振動子１は、２本の振動腕２とそれらを接続する基
Ｎ ５ ％及びこの振動子１を支持する支持部材（図示
せず）に固足されるマウント部８、更には基ｖ！６３と
マウント部８を接続する複数本のブリッヂｓ５ ＃ ７
ａ ７’から構成されている。本実施例はブリッヂ部
が６本の例を示している。ま次、基部３、ブリッヂ部５
，７゜７′、及びマウント部８で細長い穴６．６′が構
成されている。第３図（ｂ）は、第５図（！Ｌ）のブリ
ッヂ部を拡大して書いたものである。先に述べたように
、振動子１の基ｓ３における厚み方向変位は、基部の両
端と中央では位相が違っているのであるから、第５図（
ｂ）の人１−Ａｔ’、ＡＩ−犀。
ようになっている振動子を用いた本発明の一実施例を示
す音叉型水晶振動子である。第３図（ａ）において、音
叉型振動子１は、２本の振動腕２とそれらを接続する基
Ｎ ５ ％及びこの振動子１を支持する支持部材（図示
せず）に固足されるマウント部８、更には基ｖ！６３と
マウント部８を接続する複数本のブリッヂｓ５ ＃ ７
ａ ７’から構成されている。本実施例はブリッヂ部
が６本の例を示している。ま次、基部３、ブリッヂ部５
，７゜７′、及びマウント部８で細長い穴６．６′が構
成されている。第３図（ｂ）は、第５図（！Ｌ）のブリ
ッヂ部を拡大して書いたものである。先に述べたように
、振動子１の基ｓ３における厚み方向変位は、基部の両
端と中央では位相が違っているのであるから、第５図（
ｂ）の人１−Ａｔ’、ＡＩ−犀。
Ａｌ−Ａｓ／、及びＢ、−Ｂｌ’、Ｂｌ−Ｂ雪′に沿っ
て醐った厚み方向変位分布は、第４図、第５図に示すよ
うになる。図のように、各ブリッヂ部は、いわゆる厚み
方向の屈曲モードで振動しているはりのような動きをし
ているのがわかるであろう。従って、第５図（ａ）にお
いて、マウント部８では厚み方向変位が打ち消しあって
、大きさが非常に小さくなるわけである。マウントした
状態を第６図に示した。ここで振動子１は、第３図に示
し次ものと全く同じなので、説明は省略する。マウント
部８は先に述べたように、ブリッヂ部５ 、７ ａ ７
’との反対位相の振動によＩ）Ｊ％Ｌみ方向変位が打ち
消し合って小さくなっており、半田１１で支持部材１０
にマウントしても、振動子から支持部材を伝わって外部
へ漏れる振動エネルギーは小さくなっている。
て醐った厚み方向変位分布は、第４図、第５図に示すよ
うになる。図のように、各ブリッヂ部は、いわゆる厚み
方向の屈曲モードで振動しているはりのような動きをし
ているのがわかるであろう。従って、第５図（ａ）にお
いて、マウント部８では厚み方向変位が打ち消しあって
、大きさが非常に小さくなるわけである。マウントした
状態を第６図に示した。ここで振動子１は、第３図に示
し次ものと全く同じなので、説明は省略する。マウント
部８は先に述べたように、ブリッヂ部５ 、７ ａ ７
’との反対位相の振動によＩ）Ｊ％Ｌみ方向変位が打ち
消し合って小さくなっており、半田１１で支持部材１０
にマウントしても、振動子から支持部材を伝わって外部
へ漏れる振動エネルギーは小さくなっている。
以上、本発明を説明してきたが、その主旨は基部でのね
じれ振動等の淳み方向変位が支配的な振動を複数本のブ
リッヂ部で厚み屈曲振動に変換するとともに、各ブリッ
ヂで振動位相を異なるようにして、マウント部でそれら
を互いに打ち消し合い、合成された厚み方向変位を小さ
くすることによって、支持材を伝わって外部に漏れる振
動エネルギーを小さくしようとするものである。ところ
で、本発明の効果を充分なものとするには、各部分の寸
法が大事となってくる。特にブリッヂの寸法は、非常に
重要である。第７図はこの寸法を説明する図であり、振
動子は第３図のものと同様であるので説明は省略するが
、使用している記号は同じものである。さて、ブリッヂ
部７，５．７’は、それぞれ概略等しい長さＩＬｌで、
幅はブリッヂ７はω鵞、ブリッヂ５はａｌｌ、ブリッヂ
７′はω３となっており、幅方向で対称横進になってい
る。本発明の主旨とするところを満足するには、ω、＃
ω３くωｌ ・・自・・・・・・・・ ■λ１〉２ω
１ ・・・・・・・・・・・・ ■が必要であるこ
とを、実験的に確認した。■式はマウント部８でのそれ
ぞれ逆の位相で振動するブリッヂ５と７，７′の振動エ
ネルギーが互いに打ち消し合うのに必要な関係であり、
■式はブリッヂが厚み屈曲振動を有するのに必要な関係
である。
じれ振動等の淳み方向変位が支配的な振動を複数本のブ
リッヂ部で厚み屈曲振動に変換するとともに、各ブリッ
ヂで振動位相を異なるようにして、マウント部でそれら
を互いに打ち消し合い、合成された厚み方向変位を小さ
くすることによって、支持材を伝わって外部に漏れる振
動エネルギーを小さくしようとするものである。ところ
で、本発明の効果を充分なものとするには、各部分の寸
法が大事となってくる。特にブリッヂの寸法は、非常に
重要である。第７図はこの寸法を説明する図であり、振
動子は第３図のものと同様であるので説明は省略するが
、使用している記号は同じものである。さて、ブリッヂ
部７，５．７’は、それぞれ概略等しい長さＩＬｌで、
幅はブリッヂ７はω鵞、ブリッヂ５はａｌｌ、ブリッヂ
７′はω３となっており、幅方向で対称横進になってい
る。本発明の主旨とするところを満足するには、ω、＃
ω３くωｌ ・・自・・・・・・・・ ■λ１〉２ω
１ ・・・・・・・・・・・・ ■が必要であるこ
とを、実験的に確認した。■式はマウント部８でのそれ
ぞれ逆の位相で振動するブリッヂ５と７，７′の振動エ
ネルギーが互いに打ち消し合うのに必要な関係であり、
■式はブリッヂが厚み屈曲振動を有するのに必要な関係
である。
本発明の振動子の実験結果を次に示す。
板淳５５μｍで共振周波数が約１３０ＫＨｚのねじれ振
動音叉型水晶振動子を、第５図の形状でブリッヂ幅ωｌ
＝ １５０１１漢、＃鵞＝８０μ凱。
動音叉型水晶振動子を、第５図の形状でブリッヂ幅ωｌ
＝ １５０１１漢、＃鵞＝８０μ凱。
ω、＝８０μｍ、ブリッヂ長１＝６２０μ霞としたとこ
ろ、厚み方向変位の最大値（音叉先端）に対して、マウ
ント部では約１／１０００ 程度となり、第１図に示し
次従来品とくらべて２ケタ以上も改善することができた
。この時の変位分布図゛を第９図に示す。マウント部８
での曲線Ｂ５−Ｂ５／ が極めて小さくなうでいるの
がわかるであろう。
ろ、厚み方向変位の最大値（音叉先端）に対して、マウ
ント部では約１／１０００ 程度となり、第１図に示し
次従来品とくらべて２ケタ以上も改善することができた
。この時の変位分布図゛を第９図に示す。マウント部８
での曲線Ｂ５−Ｂ５／ が極めて小さくなうでいるの
がわかるであろう。
従って、庫み方向への変位成分が支配的な振動モードを
１振又は側根として用いる音叉型水晶振動子への本発明
の適用は、実用化への大きな助けとなるものである。
１振又は側根として用いる音叉型水晶振動子への本発明
の適用は、実用化への大きな助けとなるものである。
本発明の他の実施例を第８図に示す。第３図のような形
状の振動子ではブリッヂの幅が狭くなり、耐衝撃性に問
題が出てくる可能性がある。そのために、第８図のよう
に基部に段差９，９′を設けて幅を広くし、ブリッヂ７
．５．７’の＃Ａｔ広くとれるようにしである。従って
耐衝撃性が向上し非常に実用的である。
状の振動子ではブリッヂの幅が狭くなり、耐衝撃性に問
題が出てくる可能性がある。そのために、第８図のよう
に基部に段差９，９′を設けて幅を広くし、ブリッヂ７
．５．７’の＃Ａｔ広くとれるようにしである。従って
耐衝撃性が向上し非常に実用的である。
以上、本発明を図面とともに説明してきたが、振動子は
リソグラフィープロゼヌにより成形スルと、複雑な形状
でも一度に大量に、かつ精度良く作れるので、何ら製造
上の制限はない。
リソグラフィープロゼヌにより成形スルと、複雑な形状
でも一度に大量に、かつ精度良く作れるので、何ら製造
上の制限はない。
本発明の効果をまとめると、次のようになる。
■ 従来は不可能であった厚み方向変位成分による振動
漏れの改善が、容易に行なえる。
漏れの改善が、容易に行なえる。
■ 製造上の問題曇ま何らなく、ま次コストアップにも
ならないので、容易に適用できる。
ならないので、容易に適用できる。
以上、本発明の効果は大きい。
第１図（ａ） 、 （ｂ）は、それぞれ音叉型水晶振動
子の平面図と厚み方向変位成分の分布図を示している。 第２図（ａ）は振動子の平面図％ （ｂ） ＊ ＜ｅ）
は、それぞれその厚み方向変位分布図である。 第３図（ａ） 、 （ｂ）は、それぞれ本発明の音叉型
水晶振動子の一実施例を示す平面図および部分拡大図で
ある。 第４図・第５図は、本発明の音叉型水晶振動子子の淳み
方向変位成分の分布図を示している。 ＠６図は、本発明の音叉型水晶振動子のマウント状態を
示す平面図である。 第７図は、本発明の音叉型水晶振動子の寸法を説明する
平面図である。 第８図は、本発明の音叉型水晶振動子の他の実施例を示
す平面図である。 ＠９図（ａ） 、 （１））は、それぞれ本発明の音叉
型水晶振動子の平面図と厚み方向変位成分の分布図を示
す図である。 １・・・・・・音叉型水晶振動子 ２・・・・・・振動腕 ５・・・・・・基 部 ５・７・７′・・・・・・ブリッヂ部 ８・・・・・・マウント部 以上 出願人 株式会社第二精工舎 代理人 弁理士 最上 務 第２図（ｂ） 第２図（こ）
８ 第４図 第５図 第６図 第７叉 第３図 第９図（α）
子の平面図と厚み方向変位成分の分布図を示している。 第２図（ａ）は振動子の平面図％ （ｂ） ＊ ＜ｅ）
は、それぞれその厚み方向変位分布図である。 第３図（ａ） 、 （ｂ）は、それぞれ本発明の音叉型
水晶振動子の一実施例を示す平面図および部分拡大図で
ある。 第４図・第５図は、本発明の音叉型水晶振動子子の淳み
方向変位成分の分布図を示している。 ＠６図は、本発明の音叉型水晶振動子のマウント状態を
示す平面図である。 第７図は、本発明の音叉型水晶振動子の寸法を説明する
平面図である。 第８図は、本発明の音叉型水晶振動子の他の実施例を示
す平面図である。 ＠９図（ａ） 、 （１））は、それぞれ本発明の音叉
型水晶振動子の平面図と厚み方向変位成分の分布図を示
す図である。 １・・・・・・音叉型水晶振動子 ２・・・・・・振動腕 ５・・・・・・基 部 ５・７・７′・・・・・・ブリッヂ部 ８・・・・・・マウント部 以上 出願人 株式会社第二精工舎 代理人 弁理士 最上 務 第２図（ｂ） 第２図（こ）
８ 第４図 第５図 第６図 第７叉 第３図 第９図（α）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）厚み方向への変位取分が支配的な振動モードを主
振又は制振として用いる音叉型水晶振動子において、前
記音叉型水晶振動子は、２本の振動腕と前記振動腕を接
続する基部、前記音叉型水晶振動子を支持する支持部材
に固定されるマウント部、及び前記基部と前記マウント
部を接続する複数の細長いブリッヂ部より構成されてい
ることを特徴とする音叉型水晶振動子。 （２、特許請求の範囲第（１）項において、ブリッヂ部
は３本あり、前記ブリッヂ部は互いに概略平行となって
いることを特徴とする音叉型水晶振動子。 （３）％許請求の範囲第（２）項において、３本のブリ
ッヂのうち、中央のブリッヂと両端の２本のブリッヂと
では厚み方向の振動成分の位相が互いに反対となってい
ることを特徴とする音叉型水晶振動子。 （４）特許請求の範囲第（３）項において、両端のブリ
ッヂの幅寸法をω１．ω３とし、中央のブリッヂの幅寸
法をω１とした時に、それぞれのブリッヂの長さを概略
ｉ１．ｌ とすると ω１＃ω３〈ωｌ ｎ、）２ω１ となっていることを特徴とする音叉型水晶振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16529681A JPS5866411A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 音又型水晶振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16529681A JPS5866411A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 音又型水晶振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5866411A true JPS5866411A (ja) | 1983-04-20 |
Family
ID=15809629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16529681A Pending JPS5866411A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 音又型水晶振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5866411A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007081698A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Daishinku Corp | 音叉型圧電振動片および圧電振動デバイス |
| JP2011160250A (ja) * | 2010-02-02 | 2011-08-18 | Seiko Epson Corp | 振動体および振動デバイス |
-
1981
- 1981-10-16 JP JP16529681A patent/JPS5866411A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007081698A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Daishinku Corp | 音叉型圧電振動片および圧電振動デバイス |
| JP2011160250A (ja) * | 2010-02-02 | 2011-08-18 | Seiko Epson Corp | 振動体および振動デバイス |
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