JPS63260311A - 縦水晶振動子 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ＩＭＨｚ前後と中周波数を有する縦水晶振動
子に関する。特に、その振動子形状に関する。

〔発明の概要〕

本発明は、振動モレの非常に少ない縦水晶振動子を提供
することにある。水晶は物理的、化学的に大変に安定し
た物質であり、従って、これから形成される、いわゆる
水晶振動子は損失抵抗の小さい、高いＱ値を持った振動
子を得ることができる。

しかしながら、このように優れた特性が得られるのは、
振動モレの小さい振動子形状の設計がなられて初めて得
られるのである１本発明では振動部と支持部がエツチン
グ法によって一体に形成された縦水晶振動子の支持部の
形状を工夫することにより、振動部のエネルギーを振動
部内部に閉じ込めることができる。即ち、本発明の目的
は、振動モレの小さい縦水晶振動子を得ることにある。

〔従来の技術〕

振動部と支持部をエツチング法によって一体に形成され
た従来の縦水晶振動子は支持部のフレームの幅が一様、
且つ、同一方向に形成され、その端部でマウントされる
ため、振動部のエネルギーがマウント部まで伝わり、振
動モレの原因となっていた。そのために、損失抵抗Ｒ＋
の小さい縦水晶振動子を得ることができなかった。

（発明が解決しようとする問題点〕 このために、ｔＣの増幅度を高める等して対応して来た
が消費電流が多くなる等の欠点があり、ひどい時には、
機器に配置したときに、振動モレが大きく、発振停止す
るという大きな問題が生じていた。そこで、本発明はこ
の振動モレの非常に小さい縦水晶振動子を提案するもの
である。即ち、振動モレの非常に小さい形状を提供する
ものである。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図は本発明の縦水晶振動子の筒略化した図である。

振動子１は振動部２と支持部３からなり、支持部３１よ
両端で固定されていると考えることができる。又、振動
部２は長さＬ１１幅Ｗ１．厚みＴで表わし、支持部３は
長さＬｘ、幅Ｗ、で表わすと、今、振動子１の振動部２
は矢°印Ａで示したように、伸びの変位をすると、支持
部３は当然、矢印Ｂで示すごとく内側に曲げのモードを
発生する。逆に、振動部２が縮めば、支持部３は外側に
曲げのモードを発生する。即ち、本発明では、振動部２
の幅方向の変位を支持部３の屈曲モードに変換すること
によって、その振動の自由度を抑圧しないようにしてい
る。そして、実際には、振動を抑圧しない寸法がある。

この形状寸法は振動部２の歪みエネルギーによって決ま
る。即ち、振動部２の歪みエネルギーをＵｔ、屈曲部の
歪みエネルギーをＵ２とすると、Ｕｔ、Ｕｚは次式で表
わされる。

但し、応力Ｔ８．歪みＳ□、ヤング率Ｅ、断面２次モー
メント１．変位Ｖ１体積■、座標Ｘを示す。

又、縦水晶振動子の振動を抑圧しない関係は式（１）。

（２）より次の関係が成り立つ。

Ｕ、＞Ｕ、　　　　・・・・・・−・・−（３）これよ
り、屈曲部の寸法Ｌ　ｔ　、　Ｗ　！が決定される。

例えば、本発明の周波数ＩＭＨｚのときの寸法は長さ、
Ｌ＋　−２，６ｎ、　Ｗ＋＝８０．ｃｒｓ、Ｔ＝１６０
　μｍのととき、支持部の寸法比Ｗ　ｔ　／　Ｌ　ｔは
０．１６以下であれば良い、このように寸法を決めるこ
とにより、損失抵抗の小さい、且つ、高いＱ値を持つ縦
水晶振動子を得ることができる１次に、振動モレについ
て述べる。第１図の簡幣化した図から分かるように、振
動部２の振動エネルギーは支持部３へ伝達する。従って
、支持部３でのエネルギー損失を小さくすれば良い訳で
、支持部３のモードは屈曲モードに変換されるから、両
端部のマウントされる部分、即ち、固定部の質量が無限
大であれば、支持部３のエネルギーはモレないことにな
る。即ち、本発明は、振動部２から伝わる支持部３の屈
曲モードに変換する形状、即ち、幅ＷとＷ及びＷ／Ｌを
選択することにより、振動部の振動を自由にし、且つ、
屈曲モードする部分と接続する部分の質量を大きくする
ことによって、本発明の目的を達成するものである。

〔作用〕

このように、本発明は、振動部と支持部から構成される
、エツチング法によって形成される縦水晶振動子の支持
部の形状寸法を改善することにより、損失抵抗の小さい
、且つ、高いＱ値を有する縦水晶振動子を得ることがで
きる。同時に、支持部の振動モードを解析することによ
り、振動モレの小さい縦水晶振動子が得られる。

〔実施例〕

次に、本発明にて得られた結果を具体的に述べる。第２
図は本発明の縦水晶振動子の一実施例で、振動子１は振
動部２と支持部３から構成されていて、エツチング法に
よって一体に形成されている。

振動部２は外部からの電界駆動にて、長手方向に伸縮運
動をするが、それと同時に、その垂直方向、即ち、ブリ
ッジ部５の方向にも同様の振動をする。

この時に、先ず、振動部２の長手方向の振動を自由に励
振するには、ブリッジ部５方向の振動を十分に自由にす
ることが大切で、そのためには、本発明では支持部３の
減衰部４の長さしと幅のＷの比によって、即ち、周波数
がＩＭＨｚの場合、Ｗ／Ｌが０．１６以下であれば、長
手方向の振動の抑圧を防止することができる０次に、振
動モレは支持部３の幅Ｗを減衰部の幅Ｗより太きく（ｗ
＞Ｗ）することによって、質量効果を持たせエネルギー
の閉じ込めを図るものである。更に、支持部３の端部に
マウント部６を設け、ここでマウントすることにより損
失抵抗の小さい、振動モレのない縦水晶振動子が得られ
る。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明は振動部と支持部をエツチン
グ法によって一体に形成する縦水晶振動子において、新
形状の縦水晶振動子を提案することにより、次の著しい
効果を有する。

■　支持部の形状寸法を改善することにより、振動を自
由にさせることができるので、損失抵抗が小さくなる。

■　減衰部４の幅Ｗを幅Ｗより小さくすることにより（
Ｗｏｗ）、質量効果が在るので、振動モレが小さくなる
。

■　両端部で支持するので、製造が容易、且つ耐衝撃性
に優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の縦水晶振動子の原理を説明するための
概略図、第２図は本発明の縦水晶振動子形状寸法の一実
施例を示す平面図である。 ｌ・・・振動子 ２・・・振動部 ３・・・支持部 ４・・・減衰部 ５・・・ブリッジ部 ６・・・マウント部 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　振動部と支持部をエッチング法によって、一体に形成
   された縦水晶振動子において、支持部の減衰部の幅Ｗと
   長さＬの比Ｗ／Ｌは０．１以下で、且つ、支持部の幅ｗ
   ＞Ｗであることを特徴とする縦水晶振動子。