JPS587702Y2 - 幅すべり結晶振動子 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案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および振動特性の向
上を図った幅すべり結晶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の場合には、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、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θ（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ｚ′−Ｘ平面に直交する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 ／ ｚ
／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、またはＸカット水晶振動子２の変形
として形成されるということもできる。

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に、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、駆動の仕方によって、ある種の変形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を介して電界Ｅを
印加すると、第３図のｂ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を起し、これに
加えて上記所定のモードおよび周波数以外のモードおよ
び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
ように幅Ｗ方向が長さｌ方向の適当な部分からテーパ状
にカットされ、長さｌ方向の一方の端部近傍が幅Ｗに形
成されると共に長さ方向の他方の端部が上記幅Ｗよりも
狭い幅Ｗ工に形成されている。

上記幅すべり振動子７の長さｌ方向の一方の端部近傍と
しての幅Ｗに形成された端部近傍には、主電極８，８が
蒸着、スパッタリング等の方法によって形成されている
。

上記主電極８，８が配置される長さｌ方向の一方の端部
９は、長さｌ方向に対して直角に交鎖するように垂直状
に形成されている。

このように上記幅すべり振動子７に形成される主電極８
および上記主電極８が形成される長さｌ方向の一方の端
部９が四角形状に形成されているため、上記幅すべり振
動子７には上記主電極８，８によって幅すべり振動が発
生されるが、長さｌ方向の角部９辺部など端部近傍にお
ける振動の反射。

共振などのために輪郭振動等のスプリアス振動が発生さ
れる。

このため、上記幅すべり振動子７を励振した場合には、
第５図に示すように主振動としての幅すべり振動の共振
点ｆ。

附近に多数のスプリアス振動が現われ、上記主振動のＱ
値が低下され良好な振動特性を得ることが困難であった
。

そのため、発振子として用いた場合には必らずしも所定
周波数で発振しないという欠点があった。

また上記幅すべり振動子７を実際に使用する場合には、
支持柄１０等によって支持しなければならないが、上記
主電極８から最も遠く離れた長さｌ方向の他方の端部近
傍を支持した場合においても、支持することによる振動
特性に対する悪影響が大きくなるため、上記主電極８が
形成された部分がら他方の端部までの長さ１１を長く形
成し、支持することによる振動特性に対する悪影響を少
なくしなければならず幅すべり振動子７が大型化される
という欠点を有している。

このように上記した幅すべり振動子７は、スプリアス振
動が多いため外部から衝撃が加えられたり、温度が変化
した場合等わずかな発振条件の変化により発振周波数が
変移し易く、例えば電子腕時計の発振器の一部を構成す
る振動子として使用した場合に正確な時間計測を行うこ
とができなくなり、大幅な時間の誤差が生じ易くなる等
の欠陥があった。

本考案は上述した従来の振動子の欠陥を回避し、スプリ
アス振動を減少させ、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考案の詳細を説
明する。

第６図は、本考案に従う幅すべり振動子の一実施例を示
すもので、符号１１は幅すべり振動子の振動子本体であ
る。

振動子本体１１は、幅Ｗ方向に対して交鎖するカット面
の一方のカット面が図９のように略中央部分からテーパ
状にカットされ、これにより長さｌ方向の一方の端部近
傍が幅Ｗに形成されると共に、長さｌ方向の他方の端部
が上記幅Ｗよりも狭い幅Ｗ２に形成されている。

上記幅Ｗに形成された長さｌ方向の一方の端部１２は、
幅Ｗ方向の寸法が先端部に向かって急激に順次減少する
円弧状に形成されている。

上記円弧状に形成された長さｌ方向の端部１２の近傍に
は、主電極１３゜１４が蒸着、スパッタリング等の手段
によって形成されていると共に、上記主電極１３．１４
がら長さ方向の他方の端部に延びるように引き出し電極
１５゜１６が同じく蒸着、スパッタリング等の手段によ
って形成されている。

上記主電極１３．１４は、厚さｌ方向に対して互いに相
対向する位置に配置され、また引き出し電極１５．１６
は、厚さｌ方向に対して互いに対向しないように幅Ｗ方
向に直交または所定の角度で交鎖する幅Ｗ方向の稜辺に
沿う位置に配置されている。

上記振動子本体１１は、幅Ｗ１に形成された長さｌ方向
の他方の端部近傍に取り付けられた一対の支持柄１７．
１８によって支持されている。

上記支持柄１７．１８は、導電性を有した弾性材料によ
って構成され、振動子本体１１を機械的に支持すると共
に、上記引き出し電極１５．１６を介して主電位１３．
１４と電気的に接続されている。

このように構成された幅すべり振動子の主電極１３．１
４に所定の電界を印加すれば、振動子本体１１には幅す
べり振動が発生される。

振動子本体１１の長さ！方向の一方の端部１２、および
主電極１３．１４の一方の端部が円弧状に形成されてお
り、角部もまるめられていることにより、この部分ど長
さ！方向の他端部との間に有害な共振器が形成される割
合が著しく減少され、スプリアス振動が従来の振動子の
スプリアス振動に比べ著しく減少される。

したがって上記幅すべり振動子を発振させた場合には、
第７図に示すように主振動としての幅すべり振動の共振
点ｆ。

附近にはわずかなスプリアス振動が現われるだけで、上
記主振動のＱ値が高く良好な振動特性が得られる。

このように振動子本体１１の形状を変化させると共に、
主電極１３゜１４から延びる引き出し電極１５．１６を
厚みｔ方向に対して対向しない位置に配置したことによ
り、スプリアス振動を一層減少させることができるため
、支持することによる振動特性に対する悪影響が少なく
、主電極１３．１４が形成された部分から支持柄１７．
１８が取り付けられる長さ方向の端部までの長さ１２を
幅Ｗの５倍程度にできるなど従来の振動子に比べ短かく
することができ、振動特性を悪化させることなく振動子
本体１１を小型に形成することができる。

上記幅すべり振動子を使用すれば、小型で精度の高い発
振器を構成することができ、例えば特に小型化が要求さ
れる婦人用の電子腕時計に使用することが可能で、小型
携帯用の電子時計を常に安定に動作させることができ正
確な時間計測を行うことができる。

以上、図示した実施例を参照しながら本考案の詳細を説
明してきたが、本考案は図示したものに限定されるもの
ではなく、例えば振動子本体１１の長さ方向の一方の端
部１２の形状を円弧状に形成せず楕円状、多角形状等、
種々の形状に変更することができ、更に振動子本体をタ
ンタル配りチュウム、ニオブ酸すチュウム等の圧電性を
有した結晶体によって構成することもできる等、種々の
変更、改良がなされ得るものである。

上述したように本考案に従う幅すべり振動子は、幅に対
して長さが５倍以上の如く充分に長く、厚みよりも幅が
広く形成された振動子本体の長さ方向の一方の端部近傍
に主電極を設け、上記主電極が形成された長さ方向の一
方の端部を幅方向の寸法が急激に順次減少する形状に形
成したことにより、従来の幅すべり′振動子に比ベスプ
リアス振動を著しく減少させることができ、主振動のＱ
値が高く良好な振動特性を得ることができると共に、支
持することによる振動特性に対する悪影響を少なくする
ことができ、上記主電極が形成された部分から支持柄等
によって支持される長さ方向の端部までの長さを短かく
することが可能で、振動特性を悪化させることなく幅す
べり振動子を小型に形成することができ、更に上記主電
極から長さ方向の他方の端部に延びる引き出し電極を厚
み方向に対して互いに対向しないように配置したことに
よりなお一層スプリアス振動を減少させることができ、
Ｑ値および振動特性を高め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でき特
に小型化が要求される婦人用の電子腕時計等の小型電子
装置に広く利用することが可能で、充分に所期の目的を
達成し得失用上多大な効果を有する。

【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図は上記従来の
幅すべり振動子を発振させた場合の主振動とスプリアス
振動とを横軸に周波数、縦軸に振幅をとって表わした図
、第６図は本考案に従う幅すべり振動子の一実施例を示
す斜視図、第７図は同幅すべり振動子を発振させた場合
の主振動とスプリアス振動とを横軸に周波数、縦軸に振
幅をとって表わした図である。 １１・・・・・・幅すべり振動子の振動子本体、１２・
・・・・・主電極が形成される長さ方向の一方の端部、
１３゜１４・・・・・・長さ方向の一方の端部近傍に形
成された電極、１５．１６・・・・・・主電極から長さ
方向の他方の端部に延びる引き出し電極、１７．１８・
・・・・・支持柄、ｌ・・・・・・振動子本体の長さ、
ｗ 、 ｗ １・・・・・・振動子本体の幅、ｔ・・・
・・・振動子本体の厚さ。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （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結晶振動子において、厚さ方向に
   直交する一対のカット面における長さ方向の一方の端部
   近傍にそれぞれ主電極を形成し、上記主電極から延びる
   引き出し電極を長さ方向の他方の端部近傍に延長させて
   形成すると共に、上記主電極が形成される長さ方向の一
   方の端部を幅方向の寸法が急激に順次変化する形状に形
   成したことを特徴とする幅すべり結晶振動子。
2. （２）主電極が形成される長さ方向の一方の端部を円弧
   状に形成した実用新案登録請求の範囲第１項記載の幅す
   べり結晶振動子。
3. （３）主電極を厚み方向に対して互いに相対向する位置
   に配置すると共に、引き出し電極を厚さ方向に対して互
   いに対向しない位置に配置した実用新案登録請求の範囲
   第１項記載の幅すべり結晶振動子。