JPS63302612A - 縦水晶振動子 - Google Patents
縦水晶振動子Info
- Publication number
- JPS63302612A JPS63302612A JP13838387A JP13838387A JPS63302612A JP S63302612 A JPS63302612 A JP S63302612A JP 13838387 A JP13838387 A JP 13838387A JP 13838387 A JP13838387 A JP 13838387A JP S63302612 A JPS63302612 A JP S63302612A
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- JP
- Japan
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- oscillation
- crystal resonator
- vertical crystal
- frame
- curvature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 10
- 230000005684 electric field Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 13
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000010724 Wisteria floribunda Nutrition 0.000 description 1
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Landscapes
- 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、ＩＭＨｚ前後と中周波数を有する縦水晶振動
子に関す名、特に、その振動子形状に関する。
子に関す名、特に、その振動子形状に関する。
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
た物質でありく従って、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。
することにある。水晶は物理的、化学的に大変に安定し
た物質でありく従って、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されて初めて得
られるのである０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、改善することにより、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。
振動モレの小さい振動子形状の設計がなされて初めて得
られるのである０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、改善することにより、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。
で従来の技術〕
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Ｒ１
の小さい縦水晶振動子を得ることができなかった。
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Ｒ１
の小さい縦水晶振動子を得ることができなかった。
このために、ｔＣの増幅度を高める等して対応してきた
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。
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。
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
簡略化した図である。振動子１は振動部２と支持部３か
ら成り、支持部３は片側で支持という条件で固定されて
いると考えることができる。
簡略化した図である。振動子１は振動部２と支持部３か
ら成り、支持部３は片側で支持という条件で固定されて
いると考えることができる。
又、振動部２は長さし３３幅％１１．厚みＴで表し、支
持部３は長さＬｘ、幅りで表すと、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。ここでは屈曲モードを起こす部分を屈曲部５
で示す、逆に、振動部２が縮めば、支持部３の屈曲部５
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
することによつて、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０１．
屈曲部の歪みエネルギーをＵ８とすると、Ｕ、、 ａｔ
は次式で表される。
持部３は長さＬｘ、幅りで表すと、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。ここでは屈曲モードを起こす部分を屈曲部５
で示す、逆に、振動部２が縮めば、支持部３の屈曲部５
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
することによつて、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０１．
屈曲部の歪みエネルギーをＵ８とすると、Ｕ、、 ａｔ
は次式で表される。
但し、応力り、歪みＳｔ、ヤング率Ｅ、断面２次モーメ
ント！、変位Ｖ１体積Ｖ、、 Ｖ、、座標Ｘを示す。
ント！、変位Ｖ１体積Ｖ、、 Ｖ、、座標Ｘを示す。
又、縦水晶振動子？振動を抑圧しない関係は式（ｌ）。
（２）より、次の関係が成り立つ。
Ｕ、＞Ｕ□ □（３）
これより、屈曲部５の寸法Ｌｘ、 ’Ａｔが決定される
。
。
例えば、本発明の周波数ＩＭ）Ｉｚのときの振動部の寸
法は長さＬｌ＝２．６鶴、 Ｗ！＝ｌｌｏμｍ、 ？−
１６０μ−のとき、支持部の屈曲部の寸法比−２／Ｌ！
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０次に・振動モレにつ
いて述べる。第１図の簡略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ヘプリフジ部４を
介して伝達する。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、片側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。換言するならば、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と長さしの比−八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、更に、自由にするこ
とによって、本発明の目的を達成するものである。
法は長さＬｌ＝２．６鶴、 Ｗ！＝ｌｌｏμｍ、 ？−
１６０μ−のとき、支持部の屈曲部の寸法比−２／Ｌ！
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０次に・振動モレにつ
いて述べる。第１図の簡略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ヘプリフジ部４を
介して伝達する。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、片側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。換言するならば、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と長さしの比−八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、更に、自由にするこ
とによって、本発明の目的を達成するものである。
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。
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。
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の平面図で、
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（図示されていない）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、ブリフジ部４の方向にも同様の振動をする。この
時に、まず、振動部−２の長手方向の振動を自由に励振
するには、プリフジ部４方向の振動を十分に自由にする
ことが大切である０本発明では支持部３の屈曲部５の長
さＬと幅Ｗの比によって、即ち、周波数がＩＭ翫の場合
、−ルが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、振動部２
からブリッジ部４を介して屈曲部５へと一体にエツチン
グ法によって一体に形成され、その端部はフレーム６に
接続される。このとき屈曲部５は屈曲モードで振動する
が、端部がフレーム６に接続されているので、一端支持
の境界条件を持つ振動をする。それ故、フレーム６の質
量を大きくすると支持部３の先端部にエネルギーを閉じ
込めることができるので、マウント部７で固定しても、
全（振動モレのない縦水晶振動子が得られる。
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（図示されていない）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、ブリフジ部４の方向にも同様の振動をする。この
時に、まず、振動部−２の長手方向の振動を自由に励振
するには、プリフジ部４方向の振動を十分に自由にする
ことが大切である０本発明では支持部３の屈曲部５の長
さＬと幅Ｗの比によって、即ち、周波数がＩＭ翫の場合
、−ルが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、振動部２
からブリッジ部４を介して屈曲部５へと一体にエツチン
グ法によって一体に形成され、その端部はフレーム６に
接続される。このとき屈曲部５は屈曲モードで振動する
が、端部がフレーム６に接続されているので、一端支持
の境界条件を持つ振動をする。それ故、フレーム６の質
量を大きくすると支持部３の先端部にエネルギーを閉じ
込めることができるので、マウント部７で固定しても、
全（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於いて、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。
グ法によって一体に形成する縦水晶振動子に於いて、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。
由にさせることができるので、損失抵抗が小さくなる。
■ 屈曲部をマウント部と逆の方向のフレームに接続し
、又、フレームは質量効果があるので、振動モレが小さ
くなる。
、又、フレームは質量効果があるので、振動モレが小さ
くなる。
■ 片側でマウントするので、製造が容易、且つ、小型
化ができる。
化ができる。
第１図（＾）（Ｂ）は本発明の縦水晶振動子の原理を説
明するための簡略化した平面図と側面図である。 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。 １・・・振動子 ２・・・振動部 ３・・・支持部 ４・・・ブリッジ部 ５・・・屈曲部 ６・・・フレーム ７・・・マウント部 Ｌ・・・屈曲部の長さ Ｗ・・・屈曲部の輻 以上
明するための簡略化した平面図と側面図である。 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。 １・・・振動子 ２・・・振動部 ３・・・支持部 ４・・・ブリッジ部 ５・・・屈曲部 ６・・・フレーム ７・・・マウント部 Ｌ・・・屈曲部の長さ Ｗ・・・屈曲部の輻 以上
Claims (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於いて、振動部と接続される屈曲部
はフレームを介して支持部と接続されていることを特徴
とする縦水晶振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13838387A JPS63302612A (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | 縦水晶振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13838387A JPS63302612A (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | 縦水晶振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63302612A true JPS63302612A (ja) | 1988-12-09 |
Family
ID=15220657
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13838387A Pending JPS63302612A (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | 縦水晶振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63302612A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03158015A (ja) * | 1989-11-15 | 1991-07-08 | Seiko Electronic Components Ltd | 縦水晶振動子 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6070810A (ja) * | 1983-09-27 | 1985-04-22 | Matsushima Kogyo Co Ltd | 縦振動型圧電振動子 |
-
1987
- 1987-06-02 JP JP13838387A patent/JPS63302612A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6070810A (ja) * | 1983-09-27 | 1985-04-22 | Matsushima Kogyo Co Ltd | 縦振動型圧電振動子 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03158015A (ja) * | 1989-11-15 | 1991-07-08 | Seiko Electronic Components Ltd | 縦水晶振動子 |
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