JPH0310510A - 屈曲水晶振動子 - 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〕 本発明は周波数が１００ＫＨｚ〜５００ＫＨｚと低周波
数を有する屈曲水晶振動子に関する。特に、その振動子
形状と励振電極配置に関するもので、最近開発が積重的
に行われている、ポケットベル、ＩＣカード等の携帯機
器の基準信号源として最適な屈曲水晶振動子に関する。

（発明の概要〕 （本発明の背景） 水晶は物理的、および化学的に極めて安定した物質であ
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Ｒ，の小さい、高いＱ値を持った振動子を得る
ことができる。そのため、各種機器の時間あるいは周波
数基準源として多用されてきた。特に、最近は各種機器
の小型化及び新商品の開発が積極的に行われている。例
えば、ＩＣカードのように超薄型の水晶振動子が要求さ
れると同時に、周波数基準源として数百Ｋｌ（ｚの要求
が強くなっている。本発明はこれらに鑑み行われた。

（本発明の目的） すなわち、本発明の目的は周波数が１００ＫＨｚ〜５０
０Ｋｔｌｚで振動モレが非常に少なく、損失抵抗Ｒ１の
小さい、Ｑ値の高い超薄型の屈曲水晶振動子を提供する
ことにある。

（本発明の要旨） すでに述べたように、水晶は大変に安定した物質である
から優れた水晶振動子が得られる。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
動子形状が得られて初めて可能となる。本発明では屈曲
振動する振動部と支持部がエツチング法によって一体に
形成された屈曲水晶振動子の振動部が節となる位置にブ
リッジ部を介して支持部と接続する形状にし、更に、支
持部の形状を新規に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形状にしている。

その結果、損失抵抗Ｒ１の小さい、且つ、Ｑ債の高い屈
曲水晶振動子を得ることができる。又、数百ＫＨｚの周
波数を得るために本発明では、振動子の振動部の中心部
で支持部に接続されているから、片持ち梁が２本長手方
向にあると考えることができる。それ故、振動部の幅と
長さの比（辺比と呼ぶ）を大きくして周波数を高くして
も、振動部の長さは音叉型振動子と比較して長く取れる
ので、損失抵抗Ｒ１を劣化させずに周波数を高くするこ
とができる。

〔従来の技術〕

低い周波数の振動子としては音叉型屈曲水晶振動子が挙
げられるが、更に周波数を高くするには、高調波振動を
使用しなければならない。そのため、励振電極配置が複
雑となり、また電気的特性の一つである容量比が大きく
なる等の不具合が生じる。

同時に、高調波振動を使用すると、音叉基部でマウント
した場合、励動モレが太きく、を置火抵抗Ｒ６の小さい
振動子を得ることが非常に難しい。更に、音叉型屈曲水
晶振動子の周波数は量産レヘルで考えた場合、２００に
ｌｌｚが最高で、本発明の５００にｌｌｚの屈曲水晶振
動子は未だ実用化されていない。

〔発明が解決しようとする課題〕

以上述べたように、従来の音叉型屈曲水晶振動子では高
周波数化には限界があり、それと同時に損失抵抗Ｒ＋　
の上昇、容量比が大きくなる等の多くの問題があった。

〔課題を解決するための手段］ それ故、本発明では棒状の振動部を有する屈曲水晶振動
子の上下側面の４面に励振電極を配置し、前記振動子の
上下面と２側面はそれぞれ同極の励振電極を形成し、前
記棒の中心部でブリッジ部を介して支持部に接続される
ように振動子を構成することにより、振動子の周波数定
数が音叉型屈曲水晶振動子の約６．５倍になり本発明の
目的とする５００にＨｚという高い周波数の振動子を得
ることができる。

〔作用〕

本発明の振動子は振動部の中心で支持部と接続され、し
かも、エツチング法によって一体に形成されているので
、小型で、振動モレの小さい、かつ、比較的高い周波数
を屈曲モードで実現できる。

更に、材料として水晶を用いるので、物理的、化学的に
安定していて、そのために高い周波数安定性を有する水
晶振動子が得られる。

〔実施例〕

次に、本発明を具体的に述べる。

第１図は本発明の屈曲水晶振動子の一実施例を示す平面
図で、振動子ｌは振動部２と支持部３からブリッジ部４
を介して構成され、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から成り、フレーム６の上には電極１１
と１２が配置されている。また、振動部２にはｌ１ｉＩ
Ｉ振電穫９と１０が対向する側面と対向する上下面に配
置されている。

即ち、第２図の上面図で示すごとく、２つの側面電極は
同極に（Ａ）また、２つの上下面電極も同様に同極にな
るように（Ｂ）形成し、それらの電極は異極になるよう
に形成されている。更に詳述すると、励振電極９と１０
はフレーム上の電極１１と１２に各々接続され、マウン
ト部８で同一平面上に異極となるように配置されている
。そして、図示されていないが各電極は２本の外部端子
のリード線に半田あるいは導電性接着剤等によって支持
固定と電気的接続を兼ねている。従って、２本のリード
端子に交番電圧を印加することによって、振動部２はｘ
ｙ平面内（ｘ：水晶の電気軸、ｙ：水晶の機械軸）で屈
曲振動をする。それに伴ってブリッジ部４の位置でも若
干の振動をする。従って、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。

次に、本発明の振動子は振動モレが非常に小さくなる理
由について述べる。振動子１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、穴フの両端部はフレーム６に接続され、マウント
部８まで延びている。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で振動し、且つ、穴フの両端
部を介してフレーム６に接続、マウント部８まで延びて
いるので、振動部のエネルギーはフレーム６まで伝わら
ず、マウント部８で支持固定しても全（振動モレのない
屈曲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屈曲水晶振動子に於いて、
新形状の屈曲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。

■　支持部の形状を工夫改善することにより、振動部の
振動を抑圧せず、自由にさせることができるので、損失
抵抗Ｒ１が小さくなる。

■　振動部の中央部でブリッジ部を介して支持部に接続
する形状であるので、周波数定数が従来の音叉型屈曲水
晶振動子より太き（なり、高い周波数の屈曲水晶振動子
が得られる。

■　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ともに、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、損失抵抗Ｒ５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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の屈曲水晶振動子の形状を示す平面図、
第２図は本発明の励振電極の一実施例を示す上面図であ
る。 ■・・・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・・・穴 ８・・・マウント部 ９．１０・・・励振電極 １１、１２・・・電極 ｘ、ｙ、ｚ・・・電気軸９機械軸、光軸本鉋哨ハ根勧子
と示１平面図 ′＄１図 以上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　棒状の振動部を有する屈曲水晶振動子の上下側面の４
   面に励振電極を配置し、前記振動子の上下面と２側面は
   それぞれ同極の励振電極を形成し、前記棒の中心部でブ
   リッジ部を介して支持部に接続されていることを特徴と
   する屈曲水晶振動子。