JPS63284440A - 双ビ−ム圧電共振子の構造 - 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） 本発明は極めて高い共振の尖鋭度（Ｑ）を得ること及び
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
数応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） 双ビーム共幾子は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な結合
せしめた形状を有するものであって従来はこれを金属の
一体加工にて形成した上でそのビーム表面に圧電素子を
貼着し両ビーム間に相互に１８０°位相の異なる振動な
生せしめる如く励振するものであった。

しかしながら斯る構造物は当該共振子の双方のビームに
均等なストレスを加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を生
ずると共に振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振が停止する可能性を有
するという重大な欠陥があった。

この問題を解決するため本願発明者は特願昭６０−２８
２６１２において振動部たる双ビームと支持部との間に
両ビームの間隙を含む振動部幅員よシ少しく幅の大きい
境界部を設けることによって双方のビームに均等にスト
レスが加わるようにした双ビーム圧電共振子を提案した
。

しかしながら、上述した如き共振子も振動エネルギの支
持部への漏洩という観点からは未だ不十分なものであっ
て満足すべきＱが得られないという欠点があった。

（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、振動部たるビーム
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振動エネル
ギ漏洩が極めて少ない双ビーム圧電共振子を提供するこ
とを目的とする。

（発明の概要） 上述の目的を達成する為９本発明に係る双ビーム圧電共
振子は振動部たる双ビームと支持部との間に設けた境界
部内外側に所要の深さの切欠を設けたものである。

（発明の実施例） 以下１本発明を図面に示す実施例によって詳細に説明す
る。

先ず９本発明の理解を容易にする為９本願発明者が既に
提案した双ビーム圧電共振子について第２図を用いて簡
単に説明する。

本図に於いて１は振動部たる柱状ビームでおって該ビー
ム１の両端を核部の幅員よシ少しく幅の大なる境界部２
を介して大面積の支持部３に結合したものである。

斯くすることによって支持部３に加わるストレスが前記
双ビーム１の中心線を正確に通らない場合に於ても前記
境界部２の作用によシ双方のビームに加わるストレスを
均等に付加することが出来る。

しかしながら、この様な工夫を共振子に施してもなお振
動エネルギの漏洩は少なからず発生し十分満足すべきＱ
が得られ力いこと前述の通りである。

この問題を解決するため本発明の双ビーム圧電共振子は
第１図に示すごとき構成をとる。

即ち前記境界部２０両外側に所要の深さの切欠４を設け
るものである。

との切欠４を設けた効果についての実験結果を以下に詳
述する。

第３図は本発明に係る切欠の効果を示す実験データの図
である。

本実験に於いて使用した双ビーム圧電共振子は同図に示
す如き形状を有するものであって厚さ０．２ｆｌの回転
Ｚカット水晶をエツチングによって成形したものである
。

回転２カツト水晶とは零温度係数の頂点温度を所望の温
度に定めるため最適表カットにＸ軸の回ｊＤＫ若干偏角
したＺカット水晶をいう。

本図は縦軸として上記共振子の支持部固定時と非固定時
の無負荷励振周波数の偏差を、横軸としては境界部の張
シ出し幅Ｘ１を取シ切欠の深さＸ２をパラメータとした
ものである。

本図において右上りの太い実線（Ｘ　２　＝＠）ｍｍ　
）本願発明者が既に提案している境界部に切欠の無い双
ビーム圧電共振子のデータであって境界部の張シ出し幅
Ｘ１が小なるほど振動エネルギの漏洩が小ないことを示
している。このことは前述した境界部を付する効果の説
明と矛盾する様に見えるが、境界部を付する効果は共振
子のビームにストレスが加わった時に始めて発生するも
のであって本実験の如く無負荷励振の際にはむしろ共振
子の特性を幾分低下させる方向に手 働くこと及び前記境界部の共振子長【方向寸法が大とな
ればこの曲線の勾配は一層緩やかになるということに注
目されたい。もつとも境界部の前記寸法を長大なものと
することは共振子サイズを大きくするととのみならずそ
の強度をも低下させるものであるから核部の寸法は適当
な値に選ぶ必要があう本実験においても１．５ｎ＋に固
定しである。

以上の前提のもとにおいては本発明に係る切子 欠の共振子長く方向寸法は自から適当な値を摩らざるを
得すこれが多少変動しても共振子の特性に大きな影響を
与えることは考え難い故０．３ｎに固定し切欠の深さＸ
２を変化させ共振子の特性を比較した。

その結果切欠の深さＸ２が境界部の張シ出し幅Ｘｌの概
ね２倍程度（実用上は１乃至３倍）であれば振動エネル
ギの漏洩が最小となるということが判明した。

以上境界部２に付した切欠４の効果について説明したが
本発明は境界部の形状が第４図に示す如くビーム１の外
側から支持部３に向ってなだらかに幅員を増す様変化す
るものに於いても同様の効果がある。

又双ビームｌの間に延存するスリット６の両端部は第５
図に示す様に前記境界部２の内部にまで延長した方がス
リット６端部のエツチング残による悪影響、即ち振動部
１と境界部２の境にスリット６端部のエツチング残が存
在するとビーム振部領域が不明瞭とカシ両ビームの振動
部の長さに差異が生ずるという悪影響を避ける上で好都
合である。

この場合スリット６の端部と前記切欠４の底　　　部と
が極めて接近する可能性があシ共振子強度上の問題が懸
念される場合には切欠４の深さを前述した範囲内で適宜
選択すれば良い。

（発明の効果） 本発明は以上説明した如く構成したものであるから従来
の双ビーム圧電共振子の製造方法に何らの影響を与える
ことなくその振動エネルギの漏洩を太幅に減少しＱを増
大することから発振回路側の負担を減少し、外乱による
周波数の変動を押える上で著しい効果がある。

【図面の簡単な説明】

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図は従来の双ビーム圧電共振子
の構造を示す平面図、第３図は本発明に係る切欠の効果
を示す実験結果の図、第４図及び第５図は夫々本発明の
他の実施例を示す平面図である。 １・・・・・・・・・柱状ビーム、　　　２及び５・・
・・・・・・・境界部、　　　３・・・・・・・・・支
持部、　　　４・・・・・・・・・切欠、　　　６・・
・・・・・・・スリット。 特許出願人　　東洋通信機株式会社 第　５　閃

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （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、且つ前記振動部のそれより大と
   すると共に前記境界部両外側に所要の深さの切欠を設け
   たことを特徴とする双ビーム圧電共振子の構造。
2. （２）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。
3. （３）前記切欠の深さを前記境界部のビーム側面から張
   出し幅の１乃至３倍としたことを特徴とする特許請求の
   （１）又は（２）記載の双ビーム圧電共振子の構造。
4. （４）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。
5. （５）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（４）
   記載の双ビーム圧電共振子の構造。