JPS62141810A - 双ビ−ム圧電共振子の構造 - Google Patents
双ビ−ム圧電共振子の構造Info
- Publication number
- JPS62141810A JPS62141810A JP28261285A JP28261285A JPS62141810A JP S62141810 A JPS62141810 A JP S62141810A JP 28261285 A JP28261285 A JP 28261285A JP 28261285 A JP28261285 A JP 28261285A JP S62141810 A JPS62141810 A JP S62141810A
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- JP
- Japan
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- beams
- boundary
- piezoelectric resonator
- width
- beam piezoelectric
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- Pending
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- 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】
（産業上の利用分野）
本発明は極めて高い共撮の尖鋭度（Ｑ）’に得ること及
び振動部の形状を工夫すればストレスに対して顕著な周
波数６答を得ることが可能である故殊に圧力或は加速度
センサとしての応用が注目されている双ビーム圧電共振
子の構造に関する。
び振動部の形状を工夫すればストレスに対して顕著な周
波数６答を得ることが可能である故殊に圧力或は加速度
センサとしての応用が注目されている双ビーム圧電共振
子の構造に関する。
（従来技術）
双ビーム共振子は２本の長柱（ビーム）を所要の間隙を
介して並行に配列すると共に前記両ビームの端部全結合
せしめた形状全有するものであって従来はこれを金属の
一体力０工にて形成した上でそのビーム表面に圧電素子
を貼青し両ビーム間に相互に１８０°位相の異なる振動
を生せしめる如く励損するものであった。
介して並行に配列すると共に前記両ビームの端部全結合
せしめた形状全有するものであって従来はこれを金属の
一体力０工にて形成した上でそのビーム表面に圧電素子
を貼青し両ビーム間に相互に１８０°位相の異なる振動
を生せしめる如く励損するものであった。
しかしながら断る構造物は製造に要する王政が犬なるの
みならず高いＱの実現及び超小型化が困難であるという
欠陥があった１、 然るに近年、フォト・エツチングをはじめとする微細加
工技術の進歩によって水晶等の圧電体を比較的自由な形
状に加工することが可能になった為、圧′置体の直接成
形による双ビーム共振子の開発並びに実用化が始まって
いる。
みならず高いＱの実現及び超小型化が困難であるという
欠陥があった１、 然るに近年、フォト・エツチングをはじめとする微細加
工技術の進歩によって水晶等の圧電体を比較的自由な形
状に加工することが可能になった為、圧′置体の直接成
形による双ビーム共振子の開発並びに実用化が始まって
いる。
その幾つかを簡県に紹介するならば２例えば米国特許第
３，２３８，７８９に示す如く双ビーム圧電共振子を加
速度センサに適用したもの、同じく米国特許第４，２１
５，５７０の如く水晶矩形平板中央部にスリットを設け
た極めて曝純な形状の双ビーム共振子或は同じく米国特
許ｉ ４，３７２．１７３（特開昭５７−１０８６３０
）、同４，３８４，４９５（特開昭５７−１）３３３５
）若しくは同４．３２１，５００（特開昭５６−１３
２５３４）の如く双ビーム水晶共振子を現実に圧カセ／
す等に適用する場合当該共振子に付与すべき雫ましい形
状全開示したもの等がある。
３，２３８，７８９に示す如く双ビーム圧電共振子を加
速度センサに適用したもの、同じく米国特許第４，２１
５，５７０の如く水晶矩形平板中央部にスリットを設け
た極めて曝純な形状の双ビーム共振子或は同じく米国特
許ｉ ４，３７２．１７３（特開昭５７−１０８６３０
）、同４，３８４，４９５（特開昭５７−１）３３３５
）若しくは同４．３２１，５００（特開昭５６−１３
２５３４）の如く双ビーム水晶共振子を現実に圧カセ／
す等に適用する場合当該共振子に付与すべき雫ましい形
状全開示したもの等がある。
しかしながら、上記した発明も双ビーム圧電共振子に付
与すべき形状としては全く不充分なものであり、現実の
共振子として各種セ／すに適用する上では当該共掻子の
双方のビームに均等なストレス音別えることが極めて困
難である故双方のビームの共振周波数に差異が生じ大き
な測定誤差音生ずると共に撮動エネルギの支持部からの
漏洩によりＱが著しく低下し極端な場合には発掘が停止
する可能性を有するという重大な欠陥があり几。
与すべき形状としては全く不充分なものであり、現実の
共振子として各種セ／すに適用する上では当該共掻子の
双方のビームに均等なストレス音別えることが極めて困
難である故双方のビームの共振周波数に差異が生じ大き
な測定誤差音生ずると共に撮動エネルギの支持部からの
漏洩によりＱが著しく低下し極端な場合には発掘が停止
する可能性を有するという重大な欠陥があり几。
（発明の目的）
本発明は上述した如き従来の双ビーム圧電共振子の欠陥
を除去すべくなされたものであって、振ｒ肋部たるビー
ムと当該ビームへのストレス印加部たるビーム両端の支
持部との境界部の形状を工夫することによって双方のビ
ームに加わるストレス全平均化するようにした双ビーム
圧電共振子を提供すること全目的とする。
を除去すべくなされたものであって、振ｒ肋部たるビー
ムと当該ビームへのストレス印加部たるビーム両端の支
持部との境界部の形状を工夫することによって双方のビ
ームに加わるストレス全平均化するようにした双ビーム
圧電共振子を提供すること全目的とする。
（発明の概要）
上述の目的を達成する為１本発明に係る双ビーム圧電共
振子は所定の間隙を介して並行配列した双ビーム、即ち
機動部の幅員に対し前記双ビーム両端の結合部、即ち該
双ビームにストレス金印加する支持部の幅員を大きく設
定すると共に前記機動部と前記支持部との境界に幅員が
前記振動部のそれより犬でありて前記支持部のそれより
小なる境界ｇを設けたものである。
振子は所定の間隙を介して並行配列した双ビーム、即ち
機動部の幅員に対し前記双ビーム両端の結合部、即ち該
双ビームにストレス金印加する支持部の幅員を大きく設
定すると共に前記機動部と前記支持部との境界に幅員が
前記振動部のそれより犬でありて前記支持部のそれより
小なる境界ｇを設けたものである。
（発明の実施例）
以下９本発明を図面に示す実施例によって詳細に説明す
る。
る。
先ず１本発明の理解を容易にする為、前述した従来技術
の内から典型的な例を引用してその欠陥を簡単に説明す
る。
の内から典型的な例を引用してその欠陥を簡単に説明す
る。
第３図（ａｔは前述した米国特許ｍ３，２３８，７８９
或は同４，２１５，５７０に記載された双ビーム圧電共
振子の形状を示す図であるが、双ビーム圧電共振子は振
動部またる両ビーム２及び２が極力小断面積である程良
好な感度が得られることは自明である上前記両ビーム１
，２間の間隙３の幅員は小なる程前記両ビーム１，２両
端の結合部４．４に於ける振動の結合が大きくなるから
双方のビームによる相互に１８０°位相の異なる振動は
核部で打消し合い振動エネルギの漏洩が少なくなり高い
Ｑｋ実現する上で好都合である。
或は同４，２１５，５７０に記載された双ビーム圧電共
振子の形状を示す図であるが、双ビーム圧電共振子は振
動部またる両ビーム２及び２が極力小断面積である程良
好な感度が得られることは自明である上前記両ビーム１
，２間の間隙３の幅員は小なる程前記両ビーム１，２両
端の結合部４．４に於ける振動の結合が大きくなるから
双方のビームによる相互に１８０°位相の異なる振動は
核部で打消し合い振動エネルギの漏洩が少なくなり高い
Ｑｋ実現する上で好都合である。
従って斯る共振子の幅員は極めて小なるものとせざるを
得ない故共振子両端の支持部５，５の幅減が極めて小な
ることはいかなるストレス印加メカニズムを採用するに
せよセンサとして組立てる上ではなはだ具合が悪い。
得ない故共振子両端の支持部５，５の幅減が極めて小な
ることはいかなるストレス印加メカニズムを採用するに
せよセンサとして組立てる上ではなはだ具合が悪い。
一方、同図（ｂ）は前述した米国特許第４，３７２．１
７３に示された共振子であるが上述したセンサ・メカニ
ズムへの共振子の組込みを容易にする為機動部１に対し
支持部５，５の幅員を充分大きく設定したものである。
７３に示された共振子であるが上述したセンサ・メカニ
ズムへの共振子の組込みを容易にする為機動部１に対し
支持部５，５の幅員を充分大きく設定したものである。
而して前記支持部５，５と前記撮動ｇ１とけ突如として
それらの幅員が変化している為、前記支持部５．５の中
央に於いて前記振動部１に対し完全に平行にストレスが
加わらない限り前記両ビーム２，２には均等なストレス
が印加されることのないことが理解されよう。
それらの幅員が変化している為、前記支持部５．５の中
央に於いて前記振動部１に対し完全に平行にストレスが
加わらない限り前記両ビーム２，２には均等なストレス
が印加されることのないことが理解されよう。
しかしながら現実のストレス印加メカニズムに於いて上
述した如き条件が満足されることは事実上あり得ない放
置ビーム２，２の間には必ず振動の不均等が生じその結
果測定精度の不良をもたらし極鴇な場合には発振停止に
至るという重大な欠陥のあること前述の通りである。
述した如き条件が満足されることは事実上あり得ない放
置ビーム２，２の間には必ず振動の不均等が生じその結
果測定精度の不良をもたらし極鴇な場合には発振停止に
至るという重大な欠陥のあること前述の通りである。
このような欠陥を大幅に緩和する為９本発明に係る双ビ
ーム圧電共振子は基本的には第２図に示す如き構成をと
る。
ーム圧電共振子は基本的には第２図に示す如き構成をと
る。
即ち、所定の幅を有する間隙３を介して並行配列し九双
ビーム２，２によって構成する振動部１とその両端の前
記系動部１に比して犬な幅はを有する支持部５，５との
間を前肥振動部１の幅員より大なる幅員金有し且つ前記
支持部５．５のそれより小なる幅易を有する境界部６゜
６によって核部の幅員が漸増する如くなめらかに結合す
るものである。
ビーム２，２によって構成する振動部１とその両端の前
記系動部１に比して犬な幅はを有する支持部５，５との
間を前肥振動部１の幅員より大なる幅員金有し且つ前記
支持部５．５のそれより小なる幅易を有する境界部６゜
６によって核部の幅員が漸増する如くなめらかに結合す
るものである。
斯くすることによって支持部５，５に印加されるストレ
スに幾分の偏りがあったとしてもそれは前記境界部６，
６で吸収せられ前記両ビーム２，２には実質的に均等な
ストレスが印加されることになる。
スに幾分の偏りがあったとしてもそれは前記境界部６，
６で吸収せられ前記両ビーム２，２には実質的に均等な
ストレスが印加されることになる。
もっとも斯る形状の共振子は前記振動部１と前記が２界
部６，６との境が判然としない為振動部全構成する両ビ
ーム２．２の間に形状的アノバランスが生ずる可能性が
太きく形状的バランス全回復する為の調整に工数を要す
る虞れがある。
部６，６との境が判然としない為振動部全構成する両ビ
ーム２．２の間に形状的アノバランスが生ずる可能性が
太きく形状的バランス全回復する為の調整に工数を要す
る虞れがある。
そこで第１図に示す如くＳ′＠部１と支持部５．５との
壇界に少なくとも１段の階段状境界部７．７を設けた方
が実際的であろう０、共振子の形状を斯くの如くしても
充分効果的であることは既に実験によって確認済である
。
壇界に少なくとも１段の階段状境界部７．７を設けた方
が実際的であろう０、共振子の形状を斯くの如くしても
充分効果的であることは既に実験によって確認済である
。
ところで上述した如き形状の双ビーム圧電共振子に例え
ば水晶を用いて製造する場合の問題点金考えるに、フォ
ト・エツチングによって前記間隙３を完全平滑に形成す
ることは仲々困難であって＠４図に示す如く必ずエツチ
ング残８と× 称する”バリ”が水晶±Ｙ軸方向及び＋１軸方向に発生
する。
ば水晶を用いて製造する場合の問題点金考えるに、フォ
ト・エツチングによって前記間隙３を完全平滑に形成す
ることは仲々困難であって＠４図に示す如く必ずエツチ
ング残８と× 称する”バリ”が水晶±Ｙ軸方向及び＋１軸方向に発生
する。
斯ルエッチング残が振動部１０間隙３の両端に生ずるこ
とはビーム振動領域が不明瞭となり共撮周汲数にバラツ
キが発生するのみならず。
とはビーム振動領域が不明瞭となり共撮周汲数にバラツ
キが発生するのみならず。
本図からも明らかな如く両ビーム２，２の蛋動部の長さ
に実質的な差異が生ずると同等の結果となりはなはだ具
合が悪い。
に実質的な差異が生ずると同等の結果となりはなはだ具
合が悪い。
この問題全解決する為には第５図に示す如く前記間隙３
を前記Ｓ＠ｇｉの領域から前記境界部７の領域内まで延
長すればよい。
を前記Ｓ＠ｇｉの領域から前記境界部７の領域内まで延
長すればよい。
同、上述の如き手法は前記間隙３全ダイアモンド・ディ
スクの如きカッタを用いて形成する場合にも有効である
ことは云うまでもあるまい。
スクの如きカッタを用いて形成する場合にも有効である
ことは云うまでもあるまい。
以上本発明の実施例として最もボビュラな水晶を基板と
する場合についてのみ説明したがこのような双ビーム圧
電共振子はその他の圧電材料２例えばリチウムナイオベ
ート、リチウムタンタレート等全用いてもよいことは自
明であろう。
する場合についてのみ説明したがこのような双ビーム圧
電共振子はその他の圧電材料２例えばリチウムナイオベ
ート、リチウムタンタレート等全用いてもよいことは自
明であろう。
（発明の効果）
本発明に係る双ビーム圧電共振子は以上説明した如き構
造を有するものであるから基本的に当該共振子へのスト
レスの印加がビーム方向と完全に一致しない場合にも両
ビームに均等にストレスを加えることが可能となるので
ストレス印加メカニズムの精度及び該メカニズムに対−
１−る共振子の取付は精度に関する要求を大幅に緩和す
ることができセ／す構体のコスト低減に著しい効果があ
る。
造を有するものであるから基本的に当該共振子へのスト
レスの印加がビーム方向と完全に一致しない場合にも両
ビームに均等にストレスを加えることが可能となるので
ストレス印加メカニズムの精度及び該メカニズムに対−
１−る共振子の取付は精度に関する要求を大幅に緩和す
ることができセ／す構体のコスト低減に著しい効果があ
る。
又１両ビーム間の間隙を前記境界部まで延長することに
より間隙両端部のエツチング残或はディスク・カッタに
よる切り残しを除去する必要がないので余分な加工々数
を要せずして振動部の両ビーム長を等しくする上で極め
て効果的である。
より間隙両端部のエツチング残或はディスク・カッタに
よる切り残しを除去する必要がないので余分な加工々数
を要せずして振動部の両ビーム長を等しくする上で極め
て効果的である。
第１図は本発明に係る双ビーム圧電共振子の構造の一実
施例を示す平面図、第２図はその基本的実９施例を示す
平面図、第３図（ａｌ及び（ｂｌは夫々従来の双ビーム
圧電共振子の異った構成例を示す平面図、第４図（ａｌ
及び（ｂｌは夫々は本発明に係る双ビーム水晶共援子を
フォト・エツチング手法によって形成する除虫ずるエツ
チ７グ残の様子全示す平面図及びＡ−Ａ断面図、第５寵
は本発明の他の実施例を示す平面図である。 １・・・・・・・・・Ｓ動部、 ２・・・・・・・・
・柱状ビーム。 ３・・・・・・・・・間隙、 ５（４１・・・・・
・・・・結合部（支持部）６・・・・・・・・・境界部
、 ７・・・・・・・・・階段状境界部。 特許出願人 東洋通信機株式会社 第 ３ 図（ら９
施例を示す平面図、第２図はその基本的実９施例を示す
平面図、第３図（ａｌ及び（ｂｌは夫々従来の双ビーム
圧電共振子の異った構成例を示す平面図、第４図（ａｌ
及び（ｂｌは夫々は本発明に係る双ビーム水晶共援子を
フォト・エツチング手法によって形成する除虫ずるエツ
チ７グ残の様子全示す平面図及びＡ−Ａ断面図、第５寵
は本発明の他の実施例を示す平面図である。 １・・・・・・・・・Ｓ動部、 ２・・・・・・・・
・柱状ビーム。 ３・・・・・・・・・間隙、 ５（４１・・・・・
・・・・結合部（支持部）６・・・・・・・・・境界部
、 ７・・・・・・・・・階段状境界部。 特許出願人 東洋通信機株式会社 第 ３ 図（ら９
Claims (4)
- （１）２本の柱状ビームを所要の間隙を介して並行に配
列し前記両ビームの両端を夫々一体的に結合した双ビー
ム圧電共振子に於いて、前記両ビームの両端結合部（以
下支持部と称する）の幅員を前記間隙を含む両ビーム（
以下振動部と称する）のそれよりも大とすると共に前記
支持部と前記振動部との境界（以下境界部と称する）の
幅員を前記支持部のそれより小に、前記振動部のそれよ
り大としたことを特徴とする双ビーム圧電共振子の構造
。 - （２）前記境界部の幅員を前記支持部のそれから前記振
動部のそれまで漸減せしめたことを特徴とする特許請求
の範囲（１）記載の双ビーム圧電共振子の構造。 - （３）前記境界部の幅員を少なくとも１段の階段状とし
たことを特徴とする特許請求の範囲（１）記載の双ビー
ム圧電共振子の構造。 - （４）前記両ビーム間の間隙を前記境界部内にまで延長
したことを特徴とする特許請求の範囲（１）乃至（３）
記載の双ビーム圧電共振子の構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28261285A JPS62141810A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 双ビ−ム圧電共振子の構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28261285A JPS62141810A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 双ビ−ム圧電共振子の構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62141810A true JPS62141810A (ja) | 1987-06-25 |
Family
ID=17654780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28261285A Pending JPS62141810A (ja) | 1985-12-16 | 1985-12-16 | 双ビ−ム圧電共振子の構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62141810A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6429110A (en) * | 1987-07-24 | 1989-01-31 | Toyo Communication Equip | Structure of twin tuning fork piezoelectric vibrator |
| JPS6486608A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-31 | Toyo Communication Equip | Structure of piezoelectric vibrator |
| TWI477752B (zh) * | 2012-05-02 | 2015-03-21 | Nat Applied Res Laboratories | Piezoelectric vacuum gauge and its measuring method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5180216A (ja) * | 1975-01-09 | 1976-07-13 | Suwa Seikosha Kk | Onsashindoshi |
| JPS5753126A (en) * | 1980-09-16 | 1982-03-30 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Tuning fork type quartz vibrator |
| JPS58116811A (ja) * | 1981-12-29 | 1983-07-12 | Seiko Epson Corp | 圧電振動子 |
| JPS59231909A (ja) * | 1983-05-31 | 1984-12-26 | オウアス・スケ−ル・コ−ポレ−シヨン | 圧電結晶振動子 |
-
1985
- 1985-12-16 JP JP28261285A patent/JPS62141810A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5180216A (ja) * | 1975-01-09 | 1976-07-13 | Suwa Seikosha Kk | Onsashindoshi |
| JPS5753126A (en) * | 1980-09-16 | 1982-03-30 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Tuning fork type quartz vibrator |
| JPS58116811A (ja) * | 1981-12-29 | 1983-07-12 | Seiko Epson Corp | 圧電振動子 |
| JPS59231909A (ja) * | 1983-05-31 | 1984-12-26 | オウアス・スケ−ル・コ−ポレ−シヨン | 圧電結晶振動子 |
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|---|---|---|---|---|
| JPS6429110A (en) * | 1987-07-24 | 1989-01-31 | Toyo Communication Equip | Structure of twin tuning fork piezoelectric vibrator |
| JPS6486608A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-31 | Toyo Communication Equip | Structure of piezoelectric vibrator |
| TWI477752B (zh) * | 2012-05-02 | 2015-03-21 | Nat Applied Res Laboratories | Piezoelectric vacuum gauge and its measuring method |
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