JPH02135907A - 縦水晶振動子 - Google Patents
縦水晶振動子Info
- Publication number
- JPH02135907A JPH02135907A JP29054188A JP29054188A JPH02135907A JP H02135907 A JPH02135907 A JP H02135907A JP 29054188 A JP29054188 A JP 29054188A JP 29054188 A JP29054188 A JP 29054188A JP H02135907 A JPH02135907 A JP H02135907A
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- JP
- Japan
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- oscillation
- crystal resonator
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- 239000013078 crystal Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 abstract description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 17
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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１
本発明は、共振周波数が約ＩＭＨｚ前後の中周波数帯域
をカバー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。
をカバー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。
［発明の撮要］
本発明は、振動モレが非常に少なく、Ｒ，の小さい、小
型縦水晶振動子を提供することにある。
型縦水晶振動子を提供することにある。
水晶は物理的、および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され
て初めて得られるのである。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噌水晶振動子
の支持部の形状を工夫、故善することにより、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。そ
の結果、損失抵抗Ｒ，の小さい、且つ、Ｑ値の高い縦水
晶振動子を得ることができる。
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され
て初めて得られるのである。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噌水晶振動子
の支持部の形状を工夫、故善することにより、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。そ
の結果、損失抵抗Ｒ，の小さい、且つ、Ｑ値の高い縦水
晶振動子を得ることができる。
［従来の技術１
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
の小さい権水品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
の小さい権水品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課題］
このために、増幅器の増中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。
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。
［課題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一実施例で、第２図は
第１図の縦水晶振動子の原理を説明するための簡略化し
た平面図である。第２図において、振動子ｌは振動部２
と支持部３がら成り、支持部３は両端固定という境界条
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ＬＬ、幅Ｗ１、厚みＴで表わし、支持部３は長
さ１−２１幅Ｗ２で表わすと、今、振動子ｌ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の屈曲部は、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６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５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のひずみエネル
ギーによって決まる。すなわち。
第１図の縦水晶振動子の原理を説明するための簡略化し
た平面図である。第２図において、振動子ｌは振動部２
と支持部３がら成り、支持部３は両端固定という境界条
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ＬＬ、幅Ｗ１、厚みＴで表わし、支持部３は長
さ１−２１幅Ｗ２で表わすと、今、振動子ｌ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の屈曲部は、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６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５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のひずみエネル
ギーによって決まる。すなわち。
振動部２のひずみエネルギーをｔＪ、、屈曲部のひずみ
エネルギーをＵ２とすると、Ｕ、、Ｕ２は次式で表わさ
れる。
エネルギーをＵ２とすると、Ｕ、、Ｕ２は次式で表わさ
れる。
但し、応力Ｔ２．ひずみＳ２．ヤング率Ｅ、断面２次モ
ーメント■、変位Ｖ１体ｆｉＶ ＋ 、 Ｖ２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。
ーメント■、変位Ｖ１体ｆｉＶ ＋ 、 Ｖ２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。
０１＞ｔＪ２ −（
３）これより、屈曲部５の寸法Ｌ２．Ｗ２が決定される
０例えば、本発明の周波ｇ９１ ＬＩ Ｈｚのときの振
動部の寸法は長さり、＝２．６ｍｍ、Ｗ８０ＬＬｍ、Ｔ
＝１６０ｕｍのとき、支持部の屈曲部の寸法比Ｗ、’／
Ｌ２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６次に、振動モレ
について述べる。２第２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ヘブリッジ
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、両端固定部の質量が実質的
に無限に大きければ、支持部３の屈曲部５のエネルギー
はマウント部８まで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Ｗ２と長さ１．．２の比Ｗ
、／Ｌ２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両端固定の境
界条件を持つ支持部の質量を無限に大きくすることによ
って１本発明の目的を達成するものである。
３）これより、屈曲部５の寸法Ｌ２．Ｗ２が決定される
０例えば、本発明の周波ｇ９１ ＬＩ Ｈｚのときの振
動部の寸法は長さり、＝２．６ｍｍ、Ｗ８０ＬＬｍ、Ｔ
＝１６０ｕｍのとき、支持部の屈曲部の寸法比Ｗ、’／
Ｌ２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６次に、振動モレ
について述べる。２第２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ヘブリッジ
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、両端固定部の質量が実質的
に無限に大きければ、支持部３の屈曲部５のエネルギー
はマウント部８まで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Ｗ２と長さ１．．２の比Ｗ
、／Ｌ２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両端固定の境
界条件を持つ支持部の質量を無限に大きくすることによ
って１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Ｑｌａ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Ｑｌａ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１
次に、本発明にて得られた結果を具体的に述べる。第１
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ｌは振動部２と支持部３からブノッジ部４を介して構
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。尚、支持部３は屈曲部５、穴７．フレーム６とマ
ウント部８から成っている。振動部２は外部からの電界
駆動（図示されてない）にて、長平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
４の方向にも同様の振動をする。この時に、まず、振動
部２の長平方向の振動を自由に励振するには、ブリッジ
部４の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、本発明では支持部３の屈曲部５が十分に自由
に振動できるように、穴７が設けられている。又、屈曲
部５の長さしと幅Ｗ（図示されてない）の比によって１
例えば、周波数が約ＩＭ）ｌｚの場合、辺比Ｗ／Ｌが０
．１６以下であれば、長手方向の振動の抑圧を十分に小
さくすることができる。次に、振動モレについては、振
動子ｌ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形成され、屈曲部５の振
動を十分に自由にさせるために、穴７が設けられている
。更に、穴７の両端部はフレーム６に接続され、マウン
ト部８まて延びている。同時に、屈曲部５は振動部２を
囲むように構成されている。それ故、振動部２のブリッ
ジ部４の方向の振動は屈曲モードに変換され、且つ、穴
７の両端部を介してフレム６に接続、マウント部まで延
びているので、マウント部８で固定しても、全く振動モ
レのない縦水晶振動子が得られる。
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ｌは振動部２と支持部３からブノッジ部４を介して構
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。尚、支持部３は屈曲部５、穴７．フレーム６とマ
ウント部８から成っている。振動部２は外部からの電界
駆動（図示されてない）にて、長平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
４の方向にも同様の振動をする。この時に、まず、振動
部２の長平方向の振動を自由に励振するには、ブリッジ
部４の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、本発明では支持部３の屈曲部５が十分に自由
に振動できるように、穴７が設けられている。又、屈曲
部５の長さしと幅Ｗ（図示されてない）の比によって１
例えば、周波数が約ＩＭ）ｌｚの場合、辺比Ｗ／Ｌが０
．１６以下であれば、長手方向の振動の抑圧を十分に小
さくすることができる。次に、振動モレについては、振
動子ｌ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形成され、屈曲部５の振
動を十分に自由にさせるために、穴７が設けられている
。更に、穴７の両端部はフレーム６に接続され、マウン
ト部８まて延びている。同時に、屈曲部５は振動部２を
囲むように構成されている。それ故、振動部２のブリッ
ジ部４の方向の振動は屈曲モードに変換され、且つ、穴
７の両端部を介してフレム６に接続、マウント部まで延
びているので、マウント部８で固定しても、全く振動モ
レのない縦水晶振動子が得られる。
〔発明の効果１
以上述べたように１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１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１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、 ｔｍｍ低抵抗小さくなる
。
にさせることができるので、 ｔｍｍ低抵抗小さくなる
。
■屈曲部とフレームの間に穴を設けているので、振動部
の振動を自由にさせることができると同時に、屈曲部の
エネルギーはフレームに伝わらないので、振動モレがな
くなり、マウント部で固定しても、Ｒ１の小さい振動子
が得られる。
の振動を自由にさせることができると同時に、屈曲部の
エネルギーはフレームに伝わらないので、振動モレがな
くなり、マウント部で固定しても、Ｒ１の小さい振動子
が得られる。
■片側でマウントするので、製造が容易、且つ小型化で
きる。
きる。
第１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。 第２図は本発明の縦水晶振動子の原理を説明するだめの
簡略化した平面図である。 １ ・ ・ ・ ２ ・ ・ ・ ３ ・ ・ ・ ４ ・ ・ ・ ５ ・ ・ ・ ６ ・ ・ ７ ・ ・ ・ ８ ・ ・ ・ １１、 Ｌ２ Ｗ、Ｗ２ Ｌｌ ・ ・ Ｗ ・ ・ 振動子 振動部 支持部 ブリッジ部 屈曲部 フレーム 穴 マウント部 屈曲部の長さ 屈曲部の幅 振動部の長さ 振動部の幅 本発明の一天兄例とホ（平面図 弔１ 図
す平面図である。 第２図は本発明の縦水晶振動子の原理を説明するだめの
簡略化した平面図である。 １ ・ ・ ・ ２ ・ ・ ・ ３ ・ ・ ・ ４ ・ ・ ・ ５ ・ ・ ・ ６ ・ ・ ７ ・ ・ ・ ８ ・ ・ ・ １１、 Ｌ２ Ｗ、Ｗ２ Ｌｌ ・ ・ Ｗ ・ ・ 振動子 振動部 支持部 ブリッジ部 屈曲部 フレーム 穴 マウント部 屈曲部の長さ 屈曲部の幅 振動部の長さ 振動部の幅 本発明の一天兄例とホ（平面図 弔１ 図
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、振動部と接続する屈曲部
は前記振動部を囲み、更に、穴の両端を介してフレーム
に接続されるとともに、マウント部まで延びていること
を特徴とする縦水晶振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63290541A JPH0831765B2 (ja) | 1988-11-17 | 1988-11-17 | 縦水晶振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63290541A JPH0831765B2 (ja) | 1988-11-17 | 1988-11-17 | 縦水晶振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02135907A true JPH02135907A (ja) | 1990-05-24 |
| JPH0831765B2 JPH0831765B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=17757360
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63290541A Expired - Lifetime JPH0831765B2 (ja) | 1988-11-17 | 1988-11-17 | 縦水晶振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0831765B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5218260A (en) * | 1991-07-10 | 1993-06-08 | Seiko Electronic Components Ltd. | Longitudinal quartz crystal resonator |
| JP2016513406A (ja) * | 2013-02-14 | 2016-05-12 | オネラ（オフィス・ナショナル・ドゥエチュード・エ・ドゥ・ルシェルチェ・アエロスパシャル）Ｏｎｅｒａ （Ｏｆｆｉｃｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｄ’Ｅｔｕｄｅｓ Ｅｔ Ｄｅ Ｒｅｃｈｅｒｃｈｅｓ Ａｅｒｏｓｐａｔｉａｌｅｓ） | 屈曲振動と伸張／圧縮振動によって分離された機械共振器の平面構造 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5552621A (en) * | 1978-10-11 | 1980-04-17 | Matsushima Kogyo Co Ltd | Vertical vibration-type piezo-vibrator |
| JPS5917627U (ja) * | 1982-07-23 | 1984-02-02 | キンセキ株式会社 | 圧電振動子 |
| JPS5937722A (ja) * | 1982-08-26 | 1984-03-01 | Matsushima Kogyo Co Ltd | 縦振動型圧電振動子 |
| JPS6210518U (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-22 |
-
1988
- 1988-11-17 JP JP63290541A patent/JPH0831765B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5552621A (en) * | 1978-10-11 | 1980-04-17 | Matsushima Kogyo Co Ltd | Vertical vibration-type piezo-vibrator |
| JPS5917627U (ja) * | 1982-07-23 | 1984-02-02 | キンセキ株式会社 | 圧電振動子 |
| JPS5937722A (ja) * | 1982-08-26 | 1984-03-01 | Matsushima Kogyo Co Ltd | 縦振動型圧電振動子 |
| JPS6210518U (ja) * | 1985-07-04 | 1987-01-22 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5218260A (en) * | 1991-07-10 | 1993-06-08 | Seiko Electronic Components Ltd. | Longitudinal quartz crystal resonator |
| JP2016513406A (ja) * | 2013-02-14 | 2016-05-12 | オネラ（オフィス・ナショナル・ドゥエチュード・エ・ドゥ・ルシェルチェ・アエロスパシャル）Ｏｎｅｒａ （Ｏｆｆｉｃｅ Ｎａｔｉｏｎａｌ Ｄ’Ｅｔｕｄｅｓ Ｅｔ Ｄｅ Ｒｅｃｈｅｒｃｈｅｓ Ａｅｒｏｓｐａｔｉａｌｅｓ） | 屈曲振動と伸張／圧縮振動によって分離された機械共振器の平面構造 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0831765B2 (ja) | 1996-03-27 |
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