JPS58166820A - 音叉型振動子 - Google Patents
音叉型振動子Info
- Publication number
- JPS58166820A JPS58166820A JP5037582A JP5037582A JPS58166820A JP S58166820 A JPS58166820 A JP S58166820A JP 5037582 A JP5037582 A JP 5037582A JP 5037582 A JP5037582 A JP 5037582A JP S58166820 A JPS58166820 A JP S58166820A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- tuning fork
- vibration
- tip
- weights
- flexion
- 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
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H3/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators
- H03H3/007—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks
- H03H3/02—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks
- H03H3/04—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture of impedance networks, resonating circuits, resonators for the manufacture of electromechanical resonators or networks for the manufacture of piezoelectric or electrostrictive resonators or networks for obtaining desired frequency or temperature coefficient
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- 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】
本発明は、屈曲振動の基本振動と捩れ振動の基本振動の
弾性結合を利用する音叉型振動子において、二つの振動
の周波数を調整するためのオモリの位置に関するもので
ある。
弾性結合を利用する音叉型振動子において、二つの振動
の周波数を調整するためのオモリの位置に関するもので
ある。
辺部、屈曲振動と捩れ振動の弾性結合を利用して、屈曲
振動の周波数温度特性（以後ｆＴ特性と呼ぶ）を良好に
しようとする音叉型水晶振動子が提案されている。この
音叉型水晶振動子は、比較的低い周波数で年差表示可能
な高精度腕時計用水晶振動子になり得るため、注目され
ている。
振動の周波数温度特性（以後ｆＴ特性と呼ぶ）を良好に
しようとする音叉型水晶振動子が提案されている。この
音叉型水晶振動子は、比較的低い周波数で年差表示可能
な高精度腕時計用水晶振動子になり得るため、注目され
ている。
ところで、二つの振動の弾性結合を利用し、屈曲振動の
ｆＴ特性を良好にする場合、二つの振動の周波数差（以
後δｆと呼ぶ）を適切な値にする必要がある。音叉腕の
長さをｔ、幅をＷ、振動子の厚みをｔとした時、屈曲振
動の周波数（以後ｆνと呼ぶ）は、／ ｔｌに、捩れ振
動の周波数（以後ｆ！と呼ぶ）はｔｌＣ１Ｍｊ）にそれ
ぞれ比例する。故にａｆを適切な値にするには、振動子
の厚みｔを適切な値にすれば良い。ところが、厚みｔに
よるｆ！の変化量は非常に大きいために、厚みｔのみに
よりａｆを適切な値にする事は殆んど不可能である。そ
こで、音叉型振動子上にオモリの増減を施こし、Ｊｆの
調整（以後、Ｊｆ調と呼ぶ）を行なう事が試みられてい
る。
ｆＴ特性を良好にする場合、二つの振動の周波数差（以
後δｆと呼ぶ）を適切な値にする必要がある。音叉腕の
長さをｔ、幅をＷ、振動子の厚みをｔとした時、屈曲振
動の周波数（以後ｆνと呼ぶ）は、／ ｔｌに、捩れ振
動の周波数（以後ｆ！と呼ぶ）はｔｌＣ１Ｍｊ）にそれ
ぞれ比例する。故にａｆを適切な値にするには、振動子
の厚みｔを適切な値にすれば良い。ところが、厚みｔに
よるｆ！の変化量は非常に大きいために、厚みｔのみに
よりａｆを適切な値にする事は殆んど不可能である。そ
こで、音叉型振動子上にオモリの増減を施こし、Ｊｆの
調整（以後、Ｊｆ調と呼ぶ）を行なう事が試みられてい
る。
オモリの増減による周波数調整には、主振動である屈曲
振動の周波数ｆνをねらい値にするものと、屈曲振動と
捩れ振動の周波数差ａｆを調整するａｆ調の二種類のも
のが考えられる。後者のａｆ調の場合、オモリの増減に
より一方の振動の周波数は殆んど変化せず、他方の振動
の周波数のみが大きく変化する事が銀ましい。
振動の周波数ｆνをねらい値にするものと、屈曲振動と
捩れ振動の周波数差ａｆを調整するａｆ調の二種類のも
のが考えられる。後者のａｆ調の場合、オモリの増減に
より一方の振動の周波数は殆んど変化せず、他方の振動
の周波数のみが大きく変化する事が銀ましい。
第１図は、屈曲の二次振動と捩れの基本振動の弾性結合
を利用する音叉型水晶振動子において、増減するオモリ
の位置の従来例を示したものである。１１は音叉型水晶
振動子、１２と１３は音叉腕先端に増減するオモリ、１
４と１５は音叉腕の長さをｔとした時、叉部からα７７
１のｔ′の位置に増減するオモリを示している＊’ｍｌ
’ｓ”はそれぞれ振動子の幅、長さ、厚み方向を示し、
なおかつ水晶の電気軸１機械軸ｙ軸をＸ軸の回りに回転
した方向、光軸２軸をＸ軸の回りに回転した方向をも２
表わしている。第２図は音叉型水晶振動子の屈曲二次振
動の変位の様子を示すものである。第２図は、第１図の
音叉腕上の直線ム１上のＸ方向の変位を表わしている。
を利用する音叉型水晶振動子において、増減するオモリ
の位置の従来例を示したものである。１１は音叉型水晶
振動子、１２と１３は音叉腕先端に増減するオモリ、１
４と１５は音叉腕の長さをｔとした時、叉部からα７７
１のｔ′の位置に増減するオモリを示している＊’ｍｌ
’ｓ”はそれぞれ振動子の幅、長さ、厚み方向を示し、
なおかつ水晶の電気軸１機械軸ｙ軸をＸ軸の回りに回転
した方向、光軸２軸をＸ軸の回りに回転した方向をも２
表わしている。第２図は音叉型水晶振動子の屈曲二次振
動の変位の様子を示すものである。第２図は、第１図の
音叉腕上の直線ム１上のＸ方向の変位を表わしている。
音叉腕の長さをｔとすると、点ムから約Ｑ、７７ｔのｔ
′の位置において変位はゼロになる。故に、第１図に示
すオモリ１４と１５を増減する事により、ＩＰを殆んど
変化させず、ｆｔを大きく変化させる事ができるところ
が、屈曲二次振動と捩れの基本振動の結合を利用する音
叉型水晶振動子は、屈曲の基本振動と捩れの基本振動の
結合を利用する音叉型水晶振動子に比べ、同一周波数に
する時、腕の長さを長くしなければならない。しかも、
屈曲振動と捩れ振動の弾性結合を起させるために、振動
子の厚みを厚くしなければならない。この様に、屈曲二
次振動と捩れ振動の弾性結合を利用する場合、振動子の
大きさが大きくなる事と、フォトリソグラフィを゛利用
してエツチングにより振動子を作製する時に長時間を要
し、量産に適していない欠点を持っている０本発明は従
来の欠点を改善し、しかもａｆ調のし易い屈曲の基本振
動と捩れの基本振動の弾性結合を利用した音叉歴振動子
を提供する事を目的としたものである。
′の位置において変位はゼロになる。故に、第１図に示
すオモリ１４と１５を増減する事により、ＩＰを殆んど
変化させず、ｆｔを大きく変化させる事ができるところ
が、屈曲二次振動と捩れの基本振動の結合を利用する音
叉型水晶振動子は、屈曲の基本振動と捩れの基本振動の
結合を利用する音叉型水晶振動子に比べ、同一周波数に
する時、腕の長さを長くしなければならない。しかも、
屈曲振動と捩れ振動の弾性結合を起させるために、振動
子の厚みを厚くしなければならない。この様に、屈曲二
次振動と捩れ振動の弾性結合を利用する場合、振動子の
大きさが大きくなる事と、フォトリソグラフィを゛利用
してエツチングにより振動子を作製する時に長時間を要
し、量産に適していない欠点を持っている０本発明は従
来の欠点を改善し、しかもａｆ調のし易い屈曲の基本振
動と捩れの基本振動の弾性結合を利用した音叉歴振動子
を提供する事を目的としたものである。
以下図面を参照し、本発明の詳細な説明する。
第３図は、屈曲の基本振動と捩れの基本振動の弾性結合
を利用する音叉製水晶振動子の平面図な示したものであ
る。３１は音叉型水晶振動子を示し、ｘ、ｙ’、ｚ’は
第１図において説明した定義と同じものである。
を利用する音叉製水晶振動子の平面図な示したものであ
る。３１は音叉型水晶振動子を示し、ｘ、ｙ’、ｚ’は
第１図において説明した定義と同じものである。
第４図は、捩れ振動の変位成分の内最も大きい厚み方向
変位、ｚ／の、第３図に示す直線ｏｎｍ上における大き
さを表わしたものである。この図からオモリを増減する
事によりｆｔが最も大きく変化する箇所は、音叉腕先端
の近傍である事が明らかである。
変位、ｚ／の、第３図に示す直線ｏｎｍ上における大き
さを表わしたものである。この図からオモリを増減する
事によりｆｔが最も大きく変化する箇所は、音叉腕先端
の近傍である事が明らかである。
第５図は音叉腕先端の断面における捩れ振動の変位の様
子を表わしたものである。実線は二つの音叉腕の先端の
断面形状を表わし、破線は捩れ振動の変位の様子を表わ
している。この図から、音叉腕の幅方向端部、即ち点シ
、Ｇ、Ｇ’、ＩＦ’上でｕＺ’は太き（、幅方向中央部
付近において塾ｚ′は小さい。故に、音叉腕先端におい
ては等量のオモリの増減によって、音叉腕の幅方向端部
の方が幅方向中央部よりもｆｔの変化は大きい。
子を表わしたものである。実線は二つの音叉腕の先端の
断面形状を表わし、破線は捩れ振動の変位の様子を表わ
している。この図から、音叉腕の幅方向端部、即ち点シ
、Ｇ、Ｇ’、ＩＦ’上でｕＺ’は太き（、幅方向中央部
付近において塾ｚ′は小さい。故に、音叉腕先端におい
ては等量のオモリの増減によって、音叉腕の幅方向端部
の方が幅方向中央部よりもｆｔの変化は大きい。
第６図は、屈曲の基本振動と捩れの基本振動の弾性結合
を利用する音叉型水晶振動子における増減するオモリの
位置を示している。４１．６１’、４２．６２’ 、６
５．６５’がオモリの位置を示している。
を利用する音叉型水晶振動子における増減するオモリの
位置を示している。４１．６１’、４２．６２’ 、６
５．６５’がオモリの位置を示している。
第７図は、第６図に示す三種のオモリなレーザーにより
飛散した場合のｆｔの変化の様子を示す、縦軸はｆｔの
変化率Ｊ ７ ｔ ／、、ｒを示し、横軸は第６図に示
す音叉腕の幅方向の位置”＠ ＊ ”１ ｅＸ・１
．、Ｉを示している。７１，７２．７３はそれぞれ第６
図に示すオモリ６１と４１’ 、６２と６２’、４３と
６３／をレーザーで飛散させた時のｆｔの変化率を表わ
している。第７図から明らかな様に、６２と６２′のオ
モリの内、音叉腕幅方向中央部のオモリな飛散させた時
、ｆｔは殆んど変化しない。又同様に、第６図に示す６
３と６５’のオモリの内、音叉腕輻方向外側のオモリを
飛散させた時、ｆｔは殆んど変化しない。
飛散した場合のｆｔの変化の様子を示す、縦軸はｆｔの
変化率Ｊ ７ ｔ ／、、ｒを示し、横軸は第６図に示
す音叉腕の幅方向の位置”＠ ＊ ”１ ｅＸ・１
．、Ｉを示している。７１，７２．７３はそれぞれ第６
図に示すオモリ６１と４１’ 、６２と６２’、４３と
６３／をレーザーで飛散させた時のｆｔの変化率を表わ
している。第７図から明らかな様に、６２と６２′のオ
モリの内、音叉腕幅方向中央部のオモリな飛散させた時
、ｆｔは殆んど変化しない。又同様に、第６図に示す６
３と６５’のオモリの内、音叉腕輻方向外側のオモリを
飛散させた時、ｆｔは殆んど変化しない。
第８図は、第３図に示す直線０ＤＩＣ上における屈曲振
動の変位成分の内最大の幅方向変位ＫＸの大きさを示し
たものである。同図から・、ｆ ’を最も大きく変化さ
せるオモリの位置は勿論音叉腕先端であるが、音叉腕上
であれば、ｆｌを変化させる事は可能である。
動の変位成分の内最大の幅方向変位ＫＸの大きさを示し
たものである。同図から・、ｆ ’を最も大きく変化さ
せるオモリの位置は勿論音叉腕先端であるが、音叉腕上
であれば、ｆｌを変化させる事は可能である。
この様に、本発明は音叉腕先端にオモリの増減を行なう
事によりｆｌを変化させ、音叉腕先端より叉部側の位置
でｆｌを変化させる事を特徴とする。
事によりｆｌを変化させ、音叉腕先端より叉部側の位置
でｆｌを変化させる事を特徴とする。
第９図は本発明の一実施例を示す音叉型水晶振動子の平
面図である。９１は音叉製水晶振動子、９２と９２′は
音叉腕先端において増減するオモリの位置、９５と９３
′は音叉腕先端より叉部側において増減するオモリの位
置を示している。
面図である。９１は音叉製水晶振動子、９２と９２′は
音叉腕先端において増減するオモリの位置、９５と９３
′は音叉腕先端より叉部側において増減するオモリの位
置を示している。
第１０図は本発明の他の実施例を示す音叉製水晶振動子
の平面図を示している。１０１は音叉製水晶振動子、１
０２と１０２′は音叉腕先端上に増減するオモリの位置
、１０３，１０３’ 、１０４．１ｆ１４’は音叉腕
先端より叉部側において増減するオそりの位置を示して
いる。
の平面図を示している。１０１は音叉製水晶振動子、１
０２と１０２′は音叉腕先端上に増減するオモリの位置
、１０３，１０３’ 、１０４．１ｆ１４’は音叉腕
先端より叉部側において増減するオそりの位置を示して
いる。
第９図と第１０図において、音叉腕先端にあるオモリは
ｆｌなねらい値に合わせるためのものであり、音叉腕先
端より叉部側にあるオモリはｆｌを殆んど変化させずｆ
ｌのみをねらい値に調整するためのものである。音叉腕
先端より内側にあるオモリの増減によってｆｌは殆んど
変化しないため、本発明は、屈曲の基本振動と捩れの基
本振動の弾性結合を利用する音叉型水晶振動子において
も、屈曲振動の良好なｆ！特性を量産性良く実現できる
ａｆ調が可能となる優れた性質を持っている。しかも、
本発明によれば、屈曲の基本振動を利用するため音叉製
水晶振動子を小皺にでき、フォトリソグラフィを用いて
この振動子を作製する場合、振動子の厚みが薄いために
量産性に適するという長所も持っている。
ｆｌなねらい値に合わせるためのものであり、音叉腕先
端より叉部側にあるオモリはｆｌを殆んど変化させずｆ
ｌのみをねらい値に調整するためのものである。音叉腕
先端より内側にあるオモリの増減によってｆｌは殆んど
変化しないため、本発明は、屈曲の基本振動と捩れの基
本振動の弾性結合を利用する音叉型水晶振動子において
も、屈曲振動の良好なｆ！特性を量産性良く実現できる
ａｆ調が可能となる優れた性質を持っている。しかも、
本発明によれば、屈曲の基本振動を利用するため音叉製
水晶振動子を小皺にでき、フォトリソグラフィを用いて
この振動子を作製する場合、振動子の厚みが薄いために
量産性に適するという長所も持っている。
ところで１以上の説明において、水晶振動子を例に挙げ
て説明してきたが、振動子の材質は水晶に限らない事は
勿論の事である。以上述べた議論は、振動子の材質が水
晶以外であっても、あてはまるからである。
て説明してきたが、振動子の材質は水晶に限らない事は
勿論の事である。以上述べた議論は、振動子の材質が水
晶以外であっても、あてはまるからである。
以上、詳細に説明した様に、本発明は屈曲の基本振動と
捩れの基本振動の弾性結合を利用した音叉型振動子を、
特性を揃えて量産性良く作製できる優れた性質を持って
いる。
捩れの基本振動の弾性結合を利用した音叉型振動子を、
特性を揃えて量産性良く作製できる優れた性質を持って
いる。
第１図は、従来のオモリの位置を示す音叉型水晶振動子
の平面図。第２ｗＪは屈曲二次振動の変位の様子を示す
グラフ、第５図は音叉型水晶振動子の平面図、第４図は
、捩れ振動の厚み方向変位の大きさを示すグラフ。第５
図は、音叉腕先端上における捩れ振動の変位の様子を示
す断面図、第６図は、音叉型水晶振動子に増減するオモ
リの位置を示す平面図、第７図は、第６図に示した位置
にあるオモリを飛散させた場合の捩れ振動の周波数の変
化を示すグラフ、第８図は、屈曲の基本振動の変位を示
すグラフ、第９図と第１０図は本発明の増減するオモリ
の位置を示す音叉型水晶振動子の平面図。 ？１，１０１・・・・・・音叉型水晶振動子９２．９２
’ 、９５．９５’ 、１０２，１０２’、１０！５．
１０！５’ 、１０４，１０４’・・・・・・増減する
オモリ 以上 第１図 第２図 ＋１ｘ 第３図 第４図 μ２゛ 第５図 第６図 第７図 第−８図 し ＤＥ 第９図 第１０図 １υｑｔｔｉ、ｓｕｔ
の平面図。第２ｗＪは屈曲二次振動の変位の様子を示す
グラフ、第５図は音叉型水晶振動子の平面図、第４図は
、捩れ振動の厚み方向変位の大きさを示すグラフ。第５
図は、音叉腕先端上における捩れ振動の変位の様子を示
す断面図、第６図は、音叉型水晶振動子に増減するオモ
リの位置を示す平面図、第７図は、第６図に示した位置
にあるオモリを飛散させた場合の捩れ振動の周波数の変
化を示すグラフ、第８図は、屈曲の基本振動の変位を示
すグラフ、第９図と第１０図は本発明の増減するオモリ
の位置を示す音叉型水晶振動子の平面図。 ？１，１０１・・・・・・音叉型水晶振動子９２．９２
’ 、９５．９５’ 、１０２，１０２’、１０！５．
１０！５’ 、１０４，１０４’・・・・・・増減する
オモリ 以上 第１図 第２図 ＋１ｘ 第３図 第４図 μ２゛ 第５図 第６図 第７図 第−８図 し ＤＥ 第９図 第１０図 １υｑｔｔｉ、ｓｕｔ
Claims (2)
- （１） 屈曲振動の基本振動と捩れ振動の基本振動の
弾性結合を利用する音叉型振動子において、音叉腕先端
にオモリを増減する事により捩れ振動の、音叉腕先端よ
り叉部側の位置にオモリを増減する事により屈曲振動の
周波数をそれぞれ調整する事を特徴とする音叉型振動子
。 - （２） 振動子は水晶振動子である事を特徴とする特
許請求の範囲第１項記載の音叉型振動子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5037582A JPS58166820A (ja) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | 音叉型振動子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5037582A JPS58166820A (ja) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | 音叉型振動子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58166820A true JPS58166820A (ja) | 1983-10-03 |
Family
ID=12857129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5037582A Pending JPS58166820A (ja) | 1982-03-29 | 1982-03-29 | 音叉型振動子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58166820A (ja) |
-
1982
- 1982-03-29 JP JP5037582A patent/JPS58166820A/ja active Pending
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