JPH0828639B2 - 縦水晶振動子 - Google Patents
縦水晶振動子Info
- Publication number
- JPH0828639B2 JPH0828639B2 JP62178425A JP17842587A JPH0828639B2 JP H0828639 B2 JPH0828639 B2 JP H0828639B2 JP 62178425 A JP62178425 A JP 62178425A JP 17842587 A JP17842587 A JP 17842587A JP H0828639 B2 JPH0828639 B2 JP H0828639B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- vibration
- vibrating
- crystal unit
- vertical crystal
- supporting
- 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.)
- Expired - Lifetime
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- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、1MHz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。
に関する。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、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。
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されて初め
て得られるものである。本発明は振動部と支持部がエッ
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、本発明は
振動モレの小さい縦水晶振動子を得るものである。
は、振動モレの小さい振動子形状の設計がなされて初め
て得られるものである。本発明は振動部と支持部がエッ
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、本発明は
振動モレの小さい縦水晶振動子を得るものである。
振動部と支持部をエッチング法によって一体に形成さ
れた従来の縦水晶振動子は支持部の屈曲部の幅が一定で
あるために、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。それ故、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。
れた従来の縦水晶振動子は支持部の屈曲部の幅が一定で
あるために、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。それ故、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、IC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。
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
の簡略化した平面図である。振動子１は振動部２と支持
部３から成り、この支持部３は屈曲部４とブリッジ部５
から構成されている。又、支持部３は片側で、長さL1，
幅W1，で支持という条件で、且つ、長さL2，で固定とい
う境界条件で固定されていると考えることができる。更
に、振動部２を長さL3，幅W3，厚みＴ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。ここでは屈曲モードを起こす部
分を屈曲部４で示す。逆に、振動部２が縮めば支持部３
の屈曲部４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、振動子の自由振動を抑圧
しないようにしている。そして、実際には，振動を抑圧
しない形状，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U1，屈曲部の歪みエネルギーをU2とする
と、U1，U2は次式で表わされる。
の簡略化した平面図である。振動子１は振動部２と支持
部３から成り、この支持部３は屈曲部４とブリッジ部５
から構成されている。又、支持部３は片側で、長さL1，
幅W1，で支持という条件で、且つ、長さL2，で固定とい
う境界条件で固定されていると考えることができる。更
に、振動部２を長さL3，幅W3，厚みＴ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。ここでは屈曲モードを起こす部
分を屈曲部４で示す。逆に、振動部２が縮めば支持部３
の屈曲部４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、振動子の自由振動を抑圧
しないようにしている。そして、実際には，振動を抑圧
しない形状，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U1，屈曲部の歪みエネルギーをU2とする
と、U1，U2は次式で表わされる。
但し、応力T2，歪みS2，ヤング率E,断面２次モーメン
トI,変位v,体積V1，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。
トI,変位v,体積V1，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。
U1＞U2 ………（３） これより、屈曲部４の形状と寸法L1，L2，W1等が決定
される。例えば、本発明の周波数1MHzのときの振動部の
寸法は長さL3＝2.6mm,W3＝80μm,T＝160μｍのとき、支
持部の屈曲部の寸法比W1／L1は0.16以下であれば良い。
このように寸法が決めることにより、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。次に、振動モレについて延べる。第１図の簡略化
した平面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、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、
本発明は振動子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W1と長さL1の比W1／L1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
ドで振動する部分と接続され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。
される。例えば、本発明の周波数1MHzのときの振動部の
寸法は長さL3＝2.6mm,W3＝80μm,T＝160μｍのとき、支
持部の屈曲部の寸法比W1／L1は0.16以下であれば良い。
このように寸法が決めることにより、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。次に、振動モレについて延べる。第１図の簡略化
した平面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、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、
本発明は振動子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W1と長さL1の比W1／L1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
ドで振動する部分と接続され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。
このように本発明は、振動部と支持部から構成され
る、エッ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。
る、エッ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延べる。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、エッ
チング法によって一体に形成されている。又、支持部３
はブリッジ部5,屈曲部4,段差部６とマウント部７から構
成されている。更に、屈曲部４端部は段差部６の中央部
で接続されている。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、ブリッジ部５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、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ある。本発明
では支持部３の屈曲部４の長さＬと幅Ｗの比によって、
即ち、周波数が約1MHz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。次
に、振動モレは、振動部２からブリッジ部５を介して屈
曲部４へと振動子はエッチング法によって一体に形成さ
れ、その端部は支持となる境界条件を持つように、段差
を設けている。即ち、幅を屈曲部の幅Ｗより広くしてあ
る。このようにすることによって、振動部２の自由振動
をさらに容易にすることができる。さらに、段差部６の
質量を大きくすると支持部３の先端部付近にエネルギー
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、全く振動モレのない縦水晶振動子が得られる。
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、エッ
チング法によって一体に形成されている。又、支持部３
はブリッジ部5,屈曲部4,段差部６とマウント部７から構
成されている。更に、屈曲部４端部は段差部６の中央部
で接続されている。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、ブリッジ部５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、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ある。本発明
では支持部３の屈曲部４の長さＬと幅Ｗの比によって、
即ち、周波数が約1MHz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。次
に、振動モレは、振動部２からブリッジ部５を介して屈
曲部４へと振動子はエッチング法によって一体に形成さ
れ、その端部は支持となる境界条件を持つように、段差
を設けている。即ち、幅を屈曲部の幅Ｗより広くしてあ
る。このようにすることによって、振動部２の自由振動
をさらに容易にすることができる。さらに、段差部６の
質量を大きくすると支持部３の先端部付近にエネルギー
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、全く振動モレのない縦水晶振動子が得られる。
〔発明の効果〕 以上延べたように、本発明は振動部と支持部をエッチ
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。
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。
にさせることができるので、損失抵抗が小さくなる。
屈曲部に段差を設け、且つ、段差部の質量を大きくす
ることにより、振動モレが小さくなる。
ることにより、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。
ができる。
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
簡略化した平面図、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。 １……振動子 ２……振動部 ３……支持部 ４……屈曲部 ５……ブリッジ部 ６……段差部 ８……マウント部 L1，L2，L3，L4……長さ W1，W3,W……幅
簡略化した平面図、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。 １……振動子 ２……振動部 ３……支持部 ４……屈曲部 ５……ブリッジ部 ６……段差部 ８……マウント部 L1，L2，L3，L4……長さ W1，W3,W……幅
Claims (1)
- 【請求項１】振動部と支持部がエッチング法によって一
体に形成され、支持部には段差部を有する縦水晶振動子
において、支持部はブリッジ部，屈曲部，段差部とマウ
ント部から構成され、屈曲部の辺比（W/L）は0.16以下
で、屈曲部の端部は段差部の中央部で接続されているこ
とを特徴とする縦水晶振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62178425A JPH0828639B2 (ja) | 1987-07-17 | 1987-07-17 | 縦水晶振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62178425A JPH0828639B2 (ja) | 1987-07-17 | 1987-07-17 | 縦水晶振動子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6422105A JPS6422105A (en) | 1989-01-25 |
| JPH0828639B2 true JPH0828639B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=16048280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62178425A Expired - Lifetime JPH0828639B2 (ja) | 1987-07-17 | 1987-07-17 | 縦水晶振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0828639B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03192810A (ja) * | 1989-12-21 | 1991-08-22 | Seiko Electronic Components Ltd | Ｈ型屈曲水晶振動子 |
| JP2010119128A (ja) * | 2003-08-19 | 2010-05-27 | Seiko Epson Corp | 音叉型圧電振動片 |
| JP5779354B2 (ja) * | 2011-01-19 | 2015-09-16 | リバーエレテック株式会社 | 圧電振動子 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5937722A (ja) * | 1982-08-26 | 1984-03-01 | Matsushima Kogyo Co Ltd | 縦振動型圧電振動子 |
| JPS59137629U (ja) * | 1983-03-04 | 1984-09-13 | キンセキ株式会社 | 輪郭水晶振動子 |
| JPS60112121U (ja) * | 1983-12-29 | 1985-07-30 | キンセキ株式会社 | 圧電振動子 |
-
1987
- 1987-07-17 JP JP62178425A patent/JPH0828639B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6422105A (en) | 1989-01-25 |
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