JPS6316169Y2 - - Google Patents

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JPS6316169Y2
JPS6316169Y2 JP1979162163U JP16216379U JPS6316169Y2 JP S6316169 Y2 JPS6316169 Y2 JP S6316169Y2 JP 1979162163 U JP1979162163 U JP 1979162163U JP 16216379 U JP16216379 U JP 16216379U JP S6316169 Y2 JPS6316169 Y2 JP S6316169Y2
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vibrating
vibration
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03HIMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H9/00Networks comprising electromechanical or electro-acoustic devices; Electromechanical resonators
    • H03H9/15Constructional features of resonators consisting of piezoelectric or electrostrictive material
    • H03H9/21Crystal tuning forks
    • H03H9/215Crystal tuning forks consisting of quartz

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  • 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)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は音叉形水晶振動子に係り、特に小型で
良好な温度特性を有する音叉形水晶振動子に関す
る。
腕時計用水晶振動子としては従来、+5゜XY屈曲
振動を利用した音叉形水晶振動子が最も多く利用
されている。この+5゜XY屈曲振動を利用した音
叉形水晶振動子は小型であり、又共振周波数が
32768KHzと低くいため発振回路に低消費電力の
C−MOS 集積回路が使用できるメリツトを有
する。しかし反面、+5゜XY屈曲振動を利用した音
叉形水晶振動子の温度特性は2次曲線(放物線)
となり、特性が平担となる温度範囲が狭い。とこ
ろで、腕時計等の動作温度範囲は−10℃〜+60℃
に規格化されている。このため、上記音叉形水晶
振動子を利用した腕時計においては一般に月差15
秒の誤差が生じ高精度の腕時計を提供することが
できなかつた。
一方、腕時計用水晶振動子としてはすべり振動
を利用したATカツト水晶振動子も用いられてい
る。このATカツト水晶振動子の温度特性は3次
曲線となり、特性が平担になつている温度範囲が
広い。このため、たとえば共振周波数が4.19MHz
のATカツト水晶振動子を利用すると年差5秒の
高精度の腕時計を提供することができる。しかし
共振周波数が4.19MHzと高いため、動作速度が遅
いC−MOS 集積回路を利用できない。又、C
−MOS集積回路を利用するためには分周段数を
多くするか、ATカツト水晶振動子を厚くして共
振周波数を下げなくてはならず、前者の場合には
回路が複雑になると共に消費電力が増加し、後者
の場合には腕時計を厚くしなければならない。
従つて、本考案の目的は小型で、消費電力が少
なく、しかも温度特性が良好な高精度の音叉型水
晶振動子を提供することを目的とする。
さて、前述の如く屈曲振動の音叉形水晶振動子
は小型で、低消費電力駆動が可能であるが温度特
性が2次曲線となるため温度変化による誤差が大
きくなり、又すべり振動のATカツト水晶振動子
は温度特性が3次曲線となるため温度変化による
誤差が小さい。そこで、音叉水晶振動子に屈曲振
動に加えて、すべり振動の一種である捩り振動を
生ぜしめ両者の温度特性を合成できれば広い温度
範囲にわたつて平担な温度特性が得られ極めて高
精度で、小型、低消費電力駆動可能な振動子を提
供できるといえる。
以下、本考案を図面に従つて詳細に説明する。
第1図はXY屈曲振動を利用した公知の音叉型
振動子の説明図で、同図aは同斜視図、同図bは
同電極配置を説明する図である。
図中、21は音叉形水晶振動子で、+5゜XYカツ
トの水晶板の長手方向の端部から切込み22を設
けることにより一対の面対称の振動腕21a,2
1bと、これら両振動腕21a,21bを連結す
る基部21cとを有している。一方の振動腕21
aの表裏面電極21a1,21a2は他方の振動腕2
1bの両側面電極21b1,21b2へ基部21cに
設けた接続電極21c1(第1図b)を介して共通
接続され、又他方の振動腕21bの表裏面電極2
1b3,21b4は一方の振動腕21aの両側面電極
21a3,21a4へ基部21cに設けた接続電極2
1c2を介して共通接続されている。そして各共通
接続した2組の電極21a1,21a2,21b1,2
1b2および21a3,21a4,21b3,21b4はそ
れぞれ基部21cの中央部から、たとえば接続電
極21c1,21c2に接続されたリード線23,2
4を介して外部へ導出されている。又、水晶振動
子の基部21c下端面中央には小孔25が穿設さ
れ、こゝに支持線26を挿入し、該水晶振動子を
支持している。
かゝる音叉形水晶振動子において、各振動腕の
21a,21bの長さをl、幅をWとすれば共振
周波数は =KW/l2 で与えられる。但し、Kは水晶振動子の辺比に
よつて定まる定数である。従つて、長さlを増減
し、これに応じて幅Wを増減すれば所望の共振周
波数を有する小型の音叉形水晶振動子を提供でき
る。そして、振動子の各リード線23,24に図
示しないC−MOS集積回路等の発振回路を接続
して励振すれば各振動腕には相反運動が生じ、第
2図aに示す如く振動腕はハ字形および逆ハ字形
に交互に屈曲し所定の共振周波数で振動を持続す
る。しかし、その温度特性は第2図bに示す如く
2次曲線となり温度誤差が大きい。
第3図は捩り振動を利用した音叉形水晶振動子
の説明図で、同図aは一部斜視図、同図bは電極
配置を説明する説明図、第4図aは捩り振動状態
説明図、同図bは温度特性図である。
この捩り振動を利用した音叉型振動子の構造は
第1図の屈曲振動を利用したものに比らべ、その
電極配置が異なるだけで他は同一である。即ち、
振動腕31aの隣接する2つの側面をそれぞれ覆
うように、しかもL1=L2となるように4つの励
振電極31a1,31a2,31a3,31a4を形成す
ると共に、振動腕31bにも同様に励振電極31
b1,31b2,31b3,31b4をそれぞれ形成す
る。そして、振動腕31aの励振電極31a1,3
1a2及び,31a3,31a4をそれぞれれ第1図と
同様に接続電極21c1,21c2を介して振動腕3
1bの励振電極31b1,31b2及び31b3,31
b4に共通接続する。
かゝる振動子の各リード線23,24(第3図
b)に図示しないC−MOS集積回路等の発振回
路を接続して励振すれば第4図aに示す如く各振
動腕は交互に捩れ、所定の周波数で振動を持続す
る。そして、捩りの主な振動はすべり振動である
ためその温度特性は第4図bに示す如く3次曲線
となりその周波数温度特性は屈曲振動のものに比
らべ向上する。
第5図は本考案に係る屈曲及び捩り振動を利用
した音叉形水晶振動子の説明図で、同図aは一部
斜視図、同図bは同電極配置を説明する図、第6
図は本考案に係る音叉形水晶振動子の温度特性図
である。
この音叉形振動子の構造も第1図の屈曲振動を
利用したものに比らべその電極配置が異なるだけ
で他は同一である。即ち、振動腕41aの隣接す
る2つの側面をそれぞれ覆うように、しかもL1
≠L2となるように全く同形の4つの励振電極4
1a1〜41a4を振動腕41aに形成し、同様に振
動腕41bにも励振電極41b1〜41b4を形成す
る。そして、振動腕41aの励振電極41a1,4
1a2及び41a3,41a4をそれぞれ第1図と同様
に接続電極21c1,21c2を介して振動腕41b
の励振電極41b1,41b2及び41b3,41b4
共通接続する。
かゝる振動子のリード線23,24にC−
MOS集積回路等の発振回路を接続すれば各振動
腕には屈曲振動と捩り振動が同時に発生する。即
ち、各励振電極41a1〜41a4,41b1〜41b4
の斜線部はそれぞれ対面に形成された励振電極と
対向するから、この斜線部に関しては第1図と同
一の電極配置となつて屈曲振動じ、又第3図と同
様の電極配置を有することから捩り振動も生ず
る。
従つて、各振動腕には屈曲と捩り振動が合成さ
れた所定周波数の振動が交互に生じて接続する。
そして、その温度特性は第6図の実線に示す如
く、第1図の屈曲振動による温度特性と第3図の
捩り振動による温度特性とを合成したものとなり
広い温度範囲にわたつて平担な特性、即ち、屈曲
振動の平担部と捩り振動の平担部とを合成した広
い温度範囲にわたつて平担な温度特性が得られ
る。これは引込み現象により屈曲振動と捩り振動
が両者のうち高い周波数に引込まれて振動するか
らである。尚、L1とL2の辺比を調整することに
より温度特性を変えることが可能である。
第7図は本考案に係る音叉形水晶振動子の別の
実施例で、その一部斜視図である。この音叉形振
動子の構造も第1図の屈曲振動を利用したものに
比らべ電極配置が異なるだけで他は同一である。
即ち、振動腕51aの隣接する2の側面をそれぞ
れ覆うように全く同形の4つの励振電極51a1
51a4を振動腕51aに形成する。尚、同様に他
方の振動腕にも4つの同形の励振電極を形成す
る。各励振電極の斜線部は捩り振動に寄与し、他
は屈曲振動に寄与する。
尚、本考案の電極構造は第5図、第7図に示す
ものに限らず種々変更可能であり、要は屈曲振動
と捩り振動を同時に生ぜしめることができればよ
い。
以上、本考案によれば各振動腕を上部と下部に
2分割して各々の周面にはそれぞれ電極を配設
し、前記振動腕下部においては一方の振動腕の表
裏板面電極と他方の振動腕の両側面電極とを共通
接続し他方の振動腕の表裏板面電極と一方の振動
腕の両側面電曲とを共通接続してあつて、かつ前
記振動腕上部においては隣接する2つの周面に跨
がつて4電極が相互に絶縁して配設され前記振動
腕下部の対応する各周面電極にそれぞれ電気接続
されているから、音叉形振動子に屈曲振動と捩り
振動を同時に生ぜしめ、その温度特性を広い範囲
にわたつて平担にできるから温度誤差を小さくす
ることができる。又、音叉形水晶振動子の利点を
そのまゝ維持できるので小型、低消費電力駆動が
可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図はXY屈曲振動を利用した公知の音叉形
振動子の説明図で、同図aは同斜視図、同図bは
同電極配置を説明する図、第2図aは屈曲振動
図、第2図bは温度特性図、第3図は捩り振動を
利用した音叉形振動子の説明図、同図aは同一部
斜視図、同図b同電極配置図、第4図aは捩り振
動図、第4図bは温度特性図、第5図は本考案の
実施例説明図で同図aは同一部斜視図、同図bは
同電極配置図、第6図は温度特性図、第7図は本
考案に係る音叉形水晶振動子の別の実施例の一部
斜視図である。 41a,41b,51a,51b……振動腕、
41a1〜41a4,41b1〜41b4,51a1〜51
a4,51b1〜51b4……励振電極、21……音叉
形振動子。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 一対の振動腕が面対称的に配置された音叉形状
    を有する振動体において、各振動腕が互いに逆位
    相の屈曲振動を持続するように、しかも音叉の対
    称軸に平行な軸の周囲に互いに逆位相の捩れ振動
    を持続するように前記各振動腕を上部と下部に2
    分割して各々の周面にはそれぞれ電極を配置し、
    前記振動腕下部においては一方の振動腕の表裏板
    面電極と他方の振動腕の両側面電極とを共通接続
    し他方の振動腕の表裏板面電極と一方の振動腕の
    両側面電極とを共通接続してあつて、かつ前記振
    動腕上部においては隣接する2つの周面に跨がつ
    て4電極が相互に絶縁して配設され前記振動腕下
    部の対応する各周面電極にそれぞれ電気接続され
    ていることを特徴とする音叉型水晶振動子。
JP1979162163U 1979-11-22 1979-11-22 Expired JPS6316169Y2 (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1979162163U JPS6316169Y2 (ja) 1979-11-22 1979-11-22
US06/208,065 US4382204A (en) 1979-11-22 1980-11-18 Tuning fork-shaped quartz oscillator
GB8037431A GB2065965B (en) 1979-11-22 1980-11-21 Tuning fork-shaped quartz oscillator
CH863080A CH636995B (de) 1979-11-22 1980-11-21 Stimmgabelfoermiger quarzoszillator.

Applications Claiming Priority (1)

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JP1979162163U JPS6316169Y2 (ja) 1979-11-22 1979-11-22

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JPS5679024U JPS5679024U (ja) 1981-06-26
JPS6316169Y2 true JPS6316169Y2 (ja) 1988-05-09

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ID=15749219

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US (1) US4382204A (ja)
JP (1) JPS6316169Y2 (ja)
CH (1) CH636995B (ja)
GB (1) GB2065965B (ja)

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