JPS596007Y2 - 単結晶振動子 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は振動の外部洩れを少なくシ、長期の安定性、耐
衝撃性に優れ、しかも特性の安定した単結晶振動子を提
供しようとするものである。

水晶などの単結晶よりなる音叉形の振動体に蒸着やスパ
ッタリングなどによって電極を形或し、これを端子台に
取付けて構成される単結晶振動子は種々開発されている
。

その代表例について第１図〜第３図により説明する。

まず、第１図Ａ，Ｈに示すものは／’％−メチツクシー
ル端子台１に設けた２本の端子２に弾性的にたわみを行
なう細線３を介して振動体４が端子台１より浮いて取付
けられた単結晶振動子である。

上記細線３は振動体４の支持を行なうとともにリード線
の働きをしている。

この構戊によるものは、振動体４を弾性的に支持するた
め振動体４の振動が端子２または端子台１を伝って外部
に洩れることは少なく、この点では正確な周波数は期待
できるが、細線３が励振され、細線３の長さによって周
波線偏差を生じることになり、問題があった。

また、弾性支持のための細線３で支持しているだけであ
るから、衝撃に弱く、衝撃によって振動体４の位置が変
わり、細線３自体、あるいは細線の接続部を歪ませ、は
なはだしいときは衝突によって破壊にいたるといった欠
点があり、信頼性の乏しいものであった。

また、第２図Ａ，Ｂに示すものは、端子台１上に振動体
４を接着剤５によって直接結合し、振動体４の電極と端
子２とを導電ペースト６で電気的に接続したものである
。

この構成によるものは、衝撃に対しては強固であるが、
接着剤５に有機物を用いるものでは経年変化によって接
着強度の劣化、変形があり、長期間の安定使用に耐えな
いといった欠点や高温に耐えないといった欠点があった
。

さらに、振動の節となる基底部を接着固定しているとは
いえ、音叉左右振動片のアンバランスなどによって振動
洩れが発生するといった欠点があった。

さらに、第３図Ａ，Ｂに示すものは、端子台１上に振動
体４を接触させ、その状態で端子２と振動体４の電極と
を半田７によって接続結合したもので゛ある。

この構成によるものでは、接着剤を使用しなｌ／）ため
、長期の安定性は確保されるが、振動体４と端子台１と
が接しているため振動が外部に洩れるといった欠点があ
った。

このように振動の洩れがあるものにおいては、振動エネ
ルギーのロスとなるだけでなく、保護のためのキャップ
を被せた場合、キャップをも振動させるため、付加質量
が加わって周波数が変化する。

したがって正確な周波数を要求される単結晶振動子にお
いて、せっかく音叉振動体４を精度よく加工して周波数
を定めても、キャップにより狂いを生じ、正確な周波数
をもつ単結晶振動子が製作できないといった致命的な欠
点となっていた。

本考案は以上のような従来の欠点を除去しようとするも
のである。

以下、本考案の一実施例を添付の図面第４図、第５図に
より説明する。

８は２本の端子９を有するハーメチックシールの端子台
であり、この端子台８上には水晶などの単結晶により音
叉形に形威され、周面に電極１１を形或して圧電振動を
行なうように構威した振動体１０が、端子台８の上面よ
り０．０１〜０．５ｍｍ浮いた状態で配置され、その状
態で端子９と振動体１０の電極１１とが半田などの低隔
点合金１２で接続結合されている。

上記端子台８と振動体１０との０．０１〜０．５ｍｍの
間隙１３は、スペーサを端子台８上に配置し、低融点合
金で結合した後、抜きとることによって形成できる。

この間隙１３が０．５ｍｍ以上になると単結晶振動子全
体が大きくなって小形化を計ることが困難となるだけで
なく、端子９の端子台８の上面より突出する長さが長く
なって、端子９がたわみなどで変形しやすく、支持が不
安定となって特性面、品質面での安定化が困難になる。

また、この間隙１３が０．０１ｍｍ以下になると、スペ
ーサの製作が困難となり、また、周囲温度の変化によっ
て、端子９などの熱膨張や収縮によって振動体１０が端
子台８に接触するおそれがあり、接触すると振動の外部
への洩れが発生し、正確な周波数特性のものが得られな
くなるといった欠点が出てぐ７−，〜 このため、間隙１３の範囲は０．０１〜９．５ｍｍが最
も好ましい。

このように本考案の単結晶振動子は構或されるため、振
動子は端子台に剛体的に支持されるために衝撃に対して
強固で経年変化もなく、長期安定性が確保できる。

また、振動体の基底部と端子台は中央部の節点を除き、
振動的に隔離されているので、振動の外部への洩れがな
く、保護キャップを被せても、また、取付条件によって
周波数を変化させることがなく、正確な周波数で実用性
に富んだ単結晶振動子が歩留りよく提供できることにな
る。

このような単結晶振動子と従来の単結晶振動子の振動の
洩れ量を比較するため、完威品に保護キャップを被せる
前と、被せた後の周波数の変化を第６図〜第８図に示し
た。

第６図は第２図に示した従来の単結晶振動子の周波数変
化であり、第７図は第３図に示した従来の単結晶振動子
の周波数変化であり、第８図は本考案の単結晶振動子の
周波数変化であり、それぞれ２５個づつの比較である。

この結果、本考案の単結晶振動子は周波数変化が少なく
、ロスの少ない正確な単結晶振動子であることが明らか
で゛ある。

また、耐衝撃性を確認するため、完或品を７５ ｃｍの
高さから堅木上に落下させ、周波数ドリフトをみたが、
いずれも２ ＰＰＭ以下の変化で第２図、第３図に示す
従来のものとほとんど同等であった。

このように種々の利点をもち、本考案の単結晶振動子は
実用的価値の大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂ〜第３図Ａ，Ｂは従来の単結晶振動子を示
す正面図および側面図、第４図は本考案の単結晶振動子
の一実施例を示す正面図、第５図は同側面図、第６図、
第７図は従来の単結晶振動子の周波数変化を示す分布図
、第８図は本考案の単結晶振動子の周波数変化を示す分
布図である。 ８・・・・・・端子台、９・・・・・・端子、１０・・
・・・・振動体、１１・・・・・・電極、１２・・・・
・・低融点合金、１３・・・・・・間隙。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 少なくとも２個の端子を有する端子台の上面に、単結晶
   で音叉形をし、所定の電極を形或した振動体を０．０１
   〜９．５ｍｍ端子台の上面より浮いた状態で配置し、端
   子と振動体の電極とを低融点合金で接続結合してなる単
   結晶振動子。