JPS6121860Y2

JPS6121860Y2 -

Info

Publication number: JPS6121860Y2
Application number: JP1978083161U
Authority: JP
Priority date: 1978-06-16
Filing date: 1978-06-16
Publication date: 1986-07-01
Also published as: JPS55828U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、矩形状厚み辷り圧電振動子の支持構
造に関するものである。

近年、腕時計の電子化が進められ、その高精度
化がはかられているが、現在その一例として音叉
型水晶振動子を周波数標準として用いた水晶腕時
計が実用化されている。この音叉型水晶振動子の
周波数温度特性は二次曲線となり、広い温度範囲
に亘つて精度の高い安定した周波数を得ることが
難しく、そのために温度によつて静電容量の変わ
るチタン酸バリウムコンデンサを用いて温度補償
を行なうことにより、かなり精度の高い水晶腕時
計が実用化されている。しかし、その際、精度を
更に上げようとすれば、温度補償用コンデンサと
水晶振動子の温度特性を最適なところに合わせる
必要があり、更に温度補償用コンデンサの容量の
経時変化が問題となつてくるので、ある程度以上
の高精度化は不可能であつた。

そこで上記の欠点を改善するために、周波数温
度特性が三次曲線となる円盤型厚み辷り水晶振動
子（以下、厚み辷り振動子と略す）が注目され
る。現在この厚み辷り振動子は、高安定を必要と
する通信用機器等にもさかんに用いられている
が、近年、この安定な周波数温度特性をもつ厚み
辷り振動子を腕時計に用いる試みが各方面で行な
われている。しかし、従来の厚み辷り振動子の支
持構造のままでは、以下に述べるような腕時計に
使える小型厚み辷り振動子を実現することができ
ず、問題となつていた。

すなわち、第１図は、従来通信用機器等に用い
られてきた厚み辷り振動子の正面図であり、１は
厚み辷り振動子、２は振動子１を支持するための
スリツトを持つたリード端子、３は振動子を固定
支持するための固定支持材（たとえば、半田とか
導電性接着剤）である。ここで、従来の厚み辷り
振動子は、第１図に示すように、その平面形状が
円形であるため、腕時計用厚み辷り振動子として
用いるために小型化していくと、Ｑ値の低下、ク
リスタルインピーダンスの増大等、諸特性が劣下
し、腕時計用厚み辷り振動子として使用するには
かなりの困難が伴なつていた。

上記の欠点を除去するために注目されているの
が、第２図に示される矩形状厚み辷り振動子であ
る。この振動子の振動方向は、図の矢印で示すよ
うに長辺方向（ｘ軸方向）の主面であり、短辺方
向（z′軸方向）に振動は伝播しないため、振動子
の厚さの２倍程度まで振動子の幅を小さくするこ
とができる。

従つて、矩形状厚み辷り振動子は、腕時計用振
動子として非常に適している。しかも矩形状厚み
辷り振動子は、円形の厚み辷り振動子のように１
個ずつベベル形状に加工する必要がなく、１枚の
大きな板にベベル加工をした後に切断することも
可能なので、製造コストが安くなるという利点を
持つている。しかし、矩形状厚み辷り振動子にお
いても、第３図に示すように、ケース４内に納め
られる矩形状厚み辷り振動子１ａは、電気的導通
と支持を兼ねたリード端子２に差し込み固定さ
れ、かつ、支持材３を用いて支持されている。こ
の構造では、Ｑ値の低下、クリスタルインピーダ
ンスCIの増大、寄生振動の発生等の欠点がある
ため、時計用振動子としては不充分であつた。

本考案は、上記矩形状厚み辷り振動子の利点を
損なうことなく、Ｑ値の低下及び諸特性の劣下を
防ぐ支持構造と共に、小型で高精度な腕時計用等
の小型化が要求される振動子を提供することを目
的とするものである。

第４図は、本考案を説明するための平面図と正
面図で、１ａは矩形状厚み辷り振動子（以下、矩
形振動子と略す）、２は支持部材、３は固定支持
材である。矩形振動子１ａの長辺方向の長さ（以
下、振動子の長さと略す）をｌ、短辺方向の長さ
（以下、振動子の幅と略す）をｗ。そして、支持
部材２の固定部分の長さl₁、幅をw₁とすると、第
５図に示すように、支持部材２の固定部分のl₁及
びw₁が大きくなるに従つてＱ値の低下はまぬが
れない。それに伴つてクリスタルインピーダンス
CIの増大、寄生振動の発生（図示せず）等の欠
点が生じる。

第５図から、諸特性の良好な矩形振動子を得る
ためには、支持部の面積を少なくすることが有効
である。しかし、腕時計用等の小型振動子として
不可欠な条件である耐衝撃性を満足する支持は、
充分に大きな支持面積を取ることが、一つの解決
手段として従来から用いられて来た。

矩形振動子の特性も良く、耐衝撃性も良好な支
持面積を得るため、本考案者は種々の実験結果、
許容できる範囲として第５図から理解できるよう
に、夫々振動子の長さｌの1/10以下、振動子の幅
ｗの1/3以下が必要なことが、実験によつて確か
められた。

本考案の一実施例を、第６図Ａ，Ｂ，Ｃと第７
図に示し、図に沿つて説明すると、矩形振動子１
ａの両端部を支持部材であるリード端子２又は支
持板２ｃを用いて矩形振動子１ａの振動主面の片
面のみを固定支持したものである。

第６図Ａの場合、プラグ枠２ａに気密封止用ガ
ラス２ｂを介して支持部材であるリード端子２を
植設し、更にプラグ枠２ａをケース４にろう付す
る。この時に、リード端子間の寸法は、所望の寸
法になるように加工されており、支持部材である
リード端子２の上に矩形振動子１ａをのせ、固定
支持材３を用いて振動主面の片面のみで固定支持
すると、矩形振動子１ａとリード端子２との支持
部の寸法は、振動子の長さｌの1/10以下で、幅ｗ
の1/3以下になるように固定支持される。なお、
リード端子２の断面形状は、丸型でも、角型でも
なんらさしつかえない。

第６図Ｂ，Ｃの場合、第６図Ａと同様の工程に
よつてケース４が製造され、リード端子２にエツ
チング加工もしくはプレス加工によつて成形され
た支持部材である支持板２ｃを接合し、更に、矩
形振動子１ａを第６図Ａと同様に固定支持する。
この固定支持構造は、煩雑な工程を踏むこともな
く、しかも熟練を必要とせずに、矩形振動子の諸
特性を損なうことなく、安定した品質のものを容
易に製造することができる。

また、第６図に示すように、冷間圧接によつて
気密封止される偏平型気密封止容器４は、矩形振
動子１ａの長さ及び幅に極力近づけて加工するこ
とができ、加えて容器の厚みも薄くすることがで
きるので、小型化・薄型化が本考案の支持構造に
よつて容易に可能になつた。

また、振動主面の片面のみで固定支持する方法
は、振動子を挾み込んで両面で支持するのにくら
べ、リードへのマウントが容易化、簡略化される
とともに、位置精度が出しやすい等、生産性の向
上が図れる。さらに、蒸着によつて振動子上にお
もりをつけて周波数調整する場合、マスクを振動
子主面に平行にしておくのが容易であり、その結
果おもりを均一に付着することができ振動子の特
性に悪影響を及ぼさない。

第７図の場合、円筒型気密封止容器に矩形振動
子を実装した図であるが、プラグ枠２ａに気密封
止用ガラスを介して植設されるリード端子２は、
予めエツチング加工もしくはプレス加工によつて
成型されており、リード端子間の寸法は、所望の
寸法に加工されている。この支持部材であるリー
ド端子２の上に矩形振動子１ａを乗せ、固定支持
材３を用いて矩形振動子１ａの振動主面である片
面のみを固定支持するものである。矩形振動子１
ａと支持部材であるリード端子２の固定支持寸法
は、第６図と同様に振動子の長さｌの1/10以下
で、幅ｗの1/3以下となつている。

本考案の支持構造を用いることによつて、矩形
振動子が持つている諸特性を損なうことなく、気
密封止容器の小型化を可能にしたものである。

その他の実施例として、第８図Ａ，Ｂは、矩形
振動子１ａの振動主面の両面を支持部材であるリ
ード端子２で振動子の両端部をはさみ込み、固定
支持材３によつて固定支持している。これらも、
第６図・第７図と同様に、矩形振動子１ａと支持
部材であるリード端子２との固定支持材の寸法
は、夫々振動子の長さｌの1/10以下、幅ｗの1/3
以下で固定支持される。この矩形振動子の振動主
面の両面をはさみ込んで支持する構造は、矩形振
動子が持つている諸特性を損なうことなく、耐衝
撃性にも優れている上に、第８図Ａ，Ｂに示すよ
うに色々な気密封止容器に応用できる。

その他の実施例として、第９図Ａ，Ｂは、矩形
振動子１ａの両端部である端面を、固定支持材３
を用いてリード端子２ａに固定支持したものであ
る。ここでいう端面とは、Y′−Z′面のことであ
る。

なお、第９図において、支持部材であるリード
端子２は、矩形振動子１ａに支持材３を介して振
動子の端面に振動子の幅ｗの1/3以下の寸法で固
定支持されているものであるが、第５図から容易
に理解できるように、矩形振動子１ａの持つてい
る諸特性に悪影響を及ぼすこともほとんどない。

以上、述べてきたように、本考案の支持構造を
用いることによつて、あらゆる気密封止容器に応
用可能で、特に小型化が要求される腕時計などの
振動子として不可欠な条件である、 (1) 長期に亘つて高安定・高品質であること。

(2) 小型気密封止容器であること。

(3) 耐衝撃性に優れていること。

(4) 歩留よく、容易に大量生産できること。

等の条件を全て満足する本考案の効果は大きい。

なお、本文中で水晶振動子を例にとつて説明し
たが、他の圧電振動子を用いてもなんらさしつか
えないことはいうまでもない。また、上記の説明
においては、第２図に示すようにxz′面の上下面
の長さ方向端部をベベル形状にしたものについて
主に述べてきたが、この振動形状は、xz′を上か
ら見たときに矩形状のものであればよく、たとえ
ば、上面と下面を円弧状としたいわゆるコンベツ
クス形状のもの、上面と下面のいずれか一方のみ
をベベルあるいはコンベツクス形状としたもの、
上面と下面の一方をベベル形状に他方をコンベツ
クス形状にしたもの等にも本考案の支持構造を採
用することができる。また、xy′面をｘ軸のまわ
りにわずかな角度だけ回転させた側面形状を持つ
ものにも採用できることはもちろんである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の円盤型厚み辷り水晶振動子を
固定支持した正面図を示した図である。第２図
は、矩形状厚み辷り水晶振動子の斜視図と各辺の
軸方向を示した図である。第３図は、従来の支持
構造を示した斜視図である。第４図は、本考案を
説明するための正面図と平面図である。第５図
Ａ，Ｂは、振動子の長さｌ及び幅ｗに対して、固
定支持材の長さl₁及び幅w₁の比を可変した場合の
特性の変化を表わしたグラフである。第６図Ａ，
Ｂ，Ｃは、本考案の一実施例で、振動子の両端部
を支持部材で支持したもので、振動子の振動主面
の片面のみで支持した支持構造を示した正面図と
平面図である。第７図は、本考案の他の実施例
で、円筒型気密容器に第６図と同様に支持し、実
装した断面図を示した図である。第８図Ａ，Ｂ
は、本考案の他の実施例で、振動子の両端部を支
持部材で支持したもので、振動子の振動主面の両
面で支持した支持構造を示した断面図である。第
９図Ａ，Ｂは、本考案の他の実施例で、振動子の
両端部を支持部材で支持したもので、振動子の端
面で支持した支持構造を示した断面図である。１……円盤型厚み辷り水晶振動子、１ａ……矩
形状厚み辷り水晶振動子、２……リード端子、２
ａ……プラグ枠、２ｂ……気密封止用ガラス、２
ｃ……支持板、３……固定支持材（例として、半
田・導電性接着剤等）、４……水晶封入用ケース
もしくはキヤツプ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

矩形状厚み辷り圧電振動子の長辺方向端部を支
持部材で固定支持する支持構造において、前記支
持部材と前記振動子の固定部分の寸法が、長辺方
向の寸法は振動子長辺の1/10以下、短辺方向の寸
法は振動子短辺の1/3以下で、振動主面の片面の
みで支持したことを特徴とする矩形状厚み辷り圧
電振動子の支持構造。