JP2003092530A - 音叉型振動片、音叉型振動子、音叉型発振器及び電子機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 所定の範囲内に周波数絶対値が収まり、耐衝
撃性に優れた音叉型振動片、音叉型振動子、音叉型発振
器及び電子機器を提供すること。 【解決手段】 基部１１０と、前記基部から突出して形
成されている複数の振動腕部１２１，１２２と、を備え
略３２．７６８ｋＨｚで発振する周波数特性を有する水
晶で形成されている音叉型振動片であって、前記複数の
各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部１２１ａ若
しくは貫通孔が形成されると共に、前記基部には、切り
込み部１１２が形成され、さらに、前記振動腕部の突出
方向の長さＬが略１１６２μｍ乃至略２０１３μｍに形
成され、前記振動腕部の前記突出方向に直交する幅方向
の長さＷが略５０μｍ乃至略１５０μｍに形成され、且
つ、前記振動腕部の前記突出方向に直交する厚み方向の
長さが略８０μｍ乃至略１３０μｍに形成されているこ
とで音叉型振動片１００を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】

【０００２】本発明は、水晶からなる音叉型振動片、こ
の音叉型振動片を有する音叉型振動子、この音叉型振動
子を備える音叉型発振器や電子機器に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来、例えば音叉型水晶振動片は、例え
ば図１１に示すように構成されている。すなわち、音叉
型水晶振動片１０は、基部１１と、この基部１１から突
出して形成されている２本の腕部１２，１３を有してい
る。そして、この２本の腕部１２，１３と基部１１に
は、図示しない電極部が形成され、その後、所定のパッ
ケージ内に導電性接着剤によって、電気的に接続されつ
つ固定され、音叉型振動子が形成される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
音叉型振動子１０が実際に電子機器等に配置され使用さ
れると、使用者の不注意等により電子機器等が落下し、
この落下等により音叉型振動子１０も衝撃を受けること
になる。このとき受けた衝撃で音叉型振動片１０等が発
振する周波数が大きく変化すると、音叉型振動片１０及
び音叉型振動子の不良の原因となる。このため、落下等
による耐衝撃性が一定の範囲に収まること、すなわち、
落下前の音叉型振動片１０の周波数と落下後の周波数と
の差である周波数偏差の絶対値が一定の範囲内に収まる
ことが極めて重要となる。

【０００５】本発明は上記問題に鑑み、所定の範囲内に
周波数絶対値が収まり、耐衝撃性に優れた音叉型振動
片、音叉型振動子、音叉型発振器及び電子機器を提供す
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的は、請求項１の
発明によれば、基部と、前記基部から突出して形成され
ている複数の振動腕部と、を備え略３２．７６８ｋＨｚ
で発振する周波数特性を有する水晶で形成されている音
叉型振動片であって、前記複数の各振動腕部の表面部及
び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されると共
に、前記基部には、切り込み部が形成され、さらに、前
記振動腕部の突出方向の長さが略１１６２μｍ乃至略２
０１３μｍに形成され、前記振動腕部の前記突出方向に
直交する幅方向の長さが略５０μｍ乃至略１５０μｍに
形成され、且つ、前記振動腕部の前記突出方向に直交す
る厚み方向の長さが略８０μｍ乃至略１３０μｍに形成
されていることを特徴とする音叉型振動片により達成さ
れる。

【０００７】ところで、音叉型振動片の落下等の衝撃
は、前記請求項１の構成における前記基部からの前記振
動腕部へのモーメント力である。すなわち、このモーメ
ント力は、前記振動腕部の基部からの突出方向である長
さに重量を乗じた値である。したがって、モーメント力
を小さくするためには、突出方向である振動腕部の長さ
を短くすればするほど良いことになる。すなわち周波数
が高くするほど耐衝撃性が良好となることになる。そし
て、この振動腕部の長さは、音叉型振動片の発振する周
波数をどのような値にするか、そして、請求項１の前記
振動腕部の前記突出方向に直交する幅方向の長さをどの
ような値にするかによって定まることになる。

【０００８】請求項１では、音叉型振動片の発振する周
波数を略３２．７６８ｋＨｚとし、前記振動腕部の前記
幅方向の長さが略５０μｍ乃至略１５０μｍとされる。
また、前記振動腕部には、請求項１のように前記溝部又
は前記貫通孔が形成され、前記振動腕部内に電界を効率
的に発生させる構成となっている。このため、請求項１
の音叉型振動片では、従来の３２．７６８ｋＨｚの音叉
型振動片と比べ前記振動腕部の前記幅方向の長さが短く
なっている。このように前記音叉型振動片の周波数を３
２．７６８ｋＨｚとし、前記振動腕部の前記幅方向の長
さを略５０μｍ乃至略１５０μｍとした場合、前記振動
腕部の長さは、略１１６２μｍ乃至略２０１３μｍとな
る。このような条件下で、前記モーメント力を小さくす
るには、前記振動腕部の前記突出方向に直交する厚み方
向の長さを短くればするほど良いはずである。

【０００９】しかし、製造上の限界である略８０μｍが
下限として定められる。また、前記耐衝撃性としては、
許容値としての周波数偏差絶対値（落下前の周波数を基
準に落下後の周波数と落下前の周波数の偏差を絶対値に
しｐｐｍ単位で表したもの）があり、この周波数偏差絶
対値を５ｐｐｍとした場合、前記振動腕部の厚み方向の
長さを、上限で略１３０μｍ以下とすることで５ｐｐｍ
以下が達成することができた。以上のように請求項１の
構成によれば、所定の範囲内に周波数絶対値が収まり、
耐衝撃性に優れた音叉型振動片となる。

【００１０】前記目的は、請求項２の発明によれば、基
部と、前記基部から突出して形成されている複数の振動
腕部とを備え、略３２．７６８ｋＨｚで発振する周波数
特性を有する水晶で形成されている音叉型振動片がパッ
ケージ内に収容されている音叉型振動子であって、前記
音叉型振動片の前記複数の各振動腕部の表面部及び／又
は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されると共に、前
記基部には、切り込み部が形成され、さらに、前記振動
腕部の突出方向の長さが略１１６２μｍ乃至略２０１３
μｍに形成され、前記振動腕部の前記突出方向に直交す
る幅方向の長さが略５０μｍ乃至略１５０μｍに形成さ
れ、且つ、前記振動腕部の前記突出方向に直交する厚み
方向の長さが略８０μｍ乃至略１３０μｍに形成されて
いることを特徴とする音叉型振動子により達成される。

【００１１】請求項２の構成によれば、前記音叉型振動
子が請求項１と同様の前記音叉型振動片を有するので、
この音叉型振動片は、請求項１と同様に所定の範囲内に
周波数絶対値が収まり、耐衝撃性に優れた音叉型振動片
となる。そして、請求項２の構成では、このように耐衝
撃性に優れた音叉型振動片を有する音叉型振動子とな
る。

【００１２】好ましくは、請求項３の発明によれば、請
求項２の構成において、前記パッケージが箱状に形成さ
れていることを特徴とする音叉型振動子である。請求項
３の構成によれば、前記パッケージが箱状に形成されて
いる場合も、耐衝撃性に優れた音叉型振動片を有する音
叉型振動子となる。

【００１３】好ましくは、請求項４の発明によれば、請
求項２又は請求項３の構成において、前記パッケージが
所謂シリンダータイプに形成されていることを特徴とす
る音叉型振動子である。請求項４に構成によれば、前記
パッケージが所謂シリンダータイプに形成されている場
合も、耐衝撃性に優れた音叉型振動片を有する音叉型振
動子となる。

【００１４】前記目的は、請求項５の発明によれば、基
部と、前記基部から突出して形成されている複数の振動
腕部とを備え、略３２．７６８ｋＨｚで発振する周波数
特性を有する水晶で形成されている音叉型振動片と集積
回路がパッケージ内に収容されている音叉型発振器であ
って、前記音叉型振動片の前記複数の各振動腕部の表面
部及び／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成される
と共に、前記基部には、切り込み部が形成され、さら
に、前記振動腕部の前記突出方向に直交する幅方向の長
さが略５０μｍ乃至略１５０μｍに形成されていると共
に、前記振動腕部の前記突出方向に直交する厚み方向の
長さが略８０μｍ乃至略１３０μｍに形成されているこ
とを特徴とする音叉型発振器により達成される。

【００１５】請求項５の構成によれば、前記音叉型発振
器が請求項１と同様の前記音叉型振動片を有するので、
この音叉型振動片は、請求項１と同様に所定の範囲内に
周波数絶対値が収まり、耐衝撃性に優れた音叉型振動片
となる。そして、請求項５の構成では、このように耐衝
撃性に優れた音叉型振動片を有する音叉型発振器とな
る。

【００１６】前記目的は、請求項６の発明によれば、基
部と、前記基部から突出して形成されている複数の振動
腕部とを備え、略３２．７６８ｋＨｚで発振する周波数
特性を有する水晶で形成されている音叉型振動片がパッ
ケージ内に収容されている音叉型振動子であり、前記音
叉型振動子を制御部に接続している電子機器であって、
前記音叉型振動片の前記複数の各振動腕部の表面部及び
／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されると共
に、前記基部には、切り込み部が形成され、さらに、前
記振動腕部の前記突出方向に直交する幅方向の長さが略
５０μｍ乃至略１５０μｍに形成されていると共に、前
記振動腕部の前記突出方向に直交する厚み方向の長さが
略８０μｍ乃至略１３０μｍに形成されていることを特
徴とする電子機器により達成される。

【００１７】請求項６の構成によれば、前記音叉型発振
器が請求項１と同様の前記音叉型振動片を有するので、
この音叉型振動片は、請求項１と同様に所定の範囲内に
周波数絶対値が収まり、耐衝撃性に優れた音叉型振動片
となる。そして、請求項６の構成では、このように耐衝
撃性に優れた音叉型振動片を有する電子機器となる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【００１９】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る音叉型水晶振動片１００を示す図
である。音叉型水晶振動片１００は、例えば所謂水晶Ｚ
板となるように水晶の単結晶を切り出して形成されてい
る。また、図１に示す音叉型水晶振動片１００は例えば
３２．７６８ＫＨｚで発信する振動片であるため、極め
て小型の音叉型水晶振動片となっている。このような音
叉型水晶振動片１００は、図１に示すように、基部１１
０を有している。そして、この基部１１０から図におい
て上方向に突出するように振動腕部である音叉腕１２
１，１２２が２本配置されている。

【００２０】また、この音叉腕１２１，１２２の表面と
裏面には、溝部１２１ａ，１２２ａが図１に示すように
形成されている。この溝部１２１ａ，１２２ａは、図１
に示されていない音叉腕１２１，１２２の裏面側にも同
様に形成されているため、図２に示すように図１のＦ−
Ｆ’断面図では、略Ｈ型に形成されている。

【００２１】また、この溝部１２１ａ、１２２ａには、
図１及び図２に示すように溝電極１２３、１２４が配置
され、これら溝電極１２３、１２４と対向するように、
図２に示すように側面電極１２５、１２６が配置されて
いる。したがって、電圧が図１に示す基部電極１２７を
介して、溝電極１２３、１２４及び側面電極１２５、１
２６に印加されると、音叉腕１２１，１２２内部に効果
的に電界が発生し、振動損失が低くＣＩ値も低く抑える
ことができる音叉型水晶振動片１００となる。なお、本
実施の形態では、上述のように音叉腕１２１，１２２に
溝部１２１ａ、１２２ａが形成されているが、これに限
らず、音叉腕１２１，１２２に貫通孔を形成して、電極
を配置しても構わない。

【００２２】ところで、図１に示す音叉腕１２１，１２
２の図において縦方向の長さである音叉腕長さＬは例え
ば１６４４μｍに形成されている。また、基部１１０
は、全体が略板状に形成されていると共に、図１に示す
ように切り込み部１１２が例えば２カ所形成されてい
る。この切り込み部１１２，１１２は、音叉腕部１２
１，１２２の基部１１０からの突出方向（図において縦
方向）と直交する方向（基部１１０の幅方向）に向かっ
て形成されている。このように切り込み部１１２、１１
２が形成されているため、音叉腕１２１，１２２の振動
の基部１１０のマウント部１１３への漏れを小さくする
ことができるようになっている。すなわち、前記音叉腕
部１２１，１２２の垂直方向成分の振動漏れを有効に抑
え、ＣＩ値の音叉型水晶振動片間のバラツキを小さくす
ることができる。ここで、マウント部１１３は、音叉型
水晶振動片１００を導電性接着剤によりパッケージ等に
固定し電気的に接続するための部分を指す。

【００２３】また、音叉腕１２１、１２２の幅方向の長
さＷは、たとえば１００μｍとなっている。さらに、音
叉腕１２１，１２２の厚み方向の厚さＤは、たとえば１
００μｍに形成されている。

【００２４】以上のように構成される音叉型水晶振動片
１００は、たとえばシリンダーパッケージやセラミック
パッケージ等にパッケージングされると音叉型水晶振動
子となり、この音叉型水晶振動子が各種電子機器に搭載
されて、利用されることになる。そして、このように音
叉型水晶振動片１００が搭載された電子機器等が誤って
落下等されると、その衝撃により音叉型水晶振動片１０
０の周波数に変化が生じることが一般に知られている。
このような周波数の変化が大であると音叉型水晶振動片
１００の品質の劣化となるため、周波数の変化を一定の
範囲内に収める必要がある。

【００２５】ところで、落下等による音叉型水晶振動片
１００に対する衝撃は、基部１１０から音叉腕１２１，
１２２へのモーメント力であり、このモーメント力は、
音叉腕長さＬに重量を乗じたものである。ここでモーメ
ント力を小さくし耐衝撃性を良くするには、先ず、音叉
腕１２１，１２２の長さＬを可能な限り短くすることが
必要となる。しかし、本実施の形態では、音叉型水晶振
動片１００の周波数を３２．７６８ｋＨｚとする必要が
あるので、この周波数を維持するための最小限の音叉腕
１２１，１２２の長さＬを確保する必要がある。

【００２６】本実施の形態では、周波数を３２．７６８
ｋＨｚとするため、音叉腕１２１，１２２の長さＬを１
６４４μｍとしたが、これに限らず１１６２μｍ又は２
０１３μｍとしてもよい。

【００２７】一方、前記モーメント力を小さくするに
は、重量を小さくすることが有効である。具体的には、
音叉腕１２１，１２２の図２の音叉腕の幅Ｗ及び厚さＤ
を小さくすれば重量が小となる。先ず、音叉腕の幅Ｗ
は、周波数を３２．７６８ｋＨｚとする必要があるた
め、音叉腕の長さＬによって、その値が異なる。本実施
の形態では、音叉腕の長さＬを１６４４μｍとしたた
め、音叉腕の幅Ｗは、１００μｍと成っている。この音
叉腕の長さＬが上述のように１１６２μｍ又は２０１３
μｍとされた場合は、音叉腕の幅Ｗは、それぞれ５０μ
ｍ、１５０μｍとなることになる。

【００２８】このように音叉腕の長さＬが定まり、音叉
腕の幅Ｗが定まると、残りは音叉腕の厚みＤということ
になる。音叉腕の厚みＤは、上述のより出来るだけ薄く
すれば上述の「重量」が小さくなり、モーメント力が小
さくなり、耐衝撃性が良好になるはずである。しかし、
製造上の限界である８０μｍを越えて音叉腕１２１，１
２２を薄く形成することはできない。本実施の形態の音
叉型水晶振動片１００では、音叉腕の厚みＤを製造容易
且つ薄い１００μｍとしている。

【００２９】このように定められた音叉型水晶振動片１
００の耐衝撃性は、具体的には周波数の変化が程度とし
て表れるので、以下のように実験で検証される。すなわ
ち、このような周波数３２．７６８ｋＨｚの音叉型水晶
振動片１００の落下等の衝撃による周波数の変化が、そ
の許容値である一定の範囲の周波数偏差絶対値（ｐｐ
ｍ）内に収まるか否かで判断する。この周波数偏差は、
具体的には、所定の落下試験で、落下前の音叉型水晶振
動片１００の周波数をｆ１とし、落下後の音叉型水晶振
動片１００の周波数をｆ２とした場合の周波数偏差は
（ｆ２−ｆ１）／ｆ１（ｐｐｍ）である。そして、この
周波数偏差の値の絶対値を周波数偏差絶対値とする。

【００３０】図３は、このような周波数偏差絶対値と音
叉腕の厚さＤとの関係を示すグラフである。図３のグラ
フにおいて縦軸は周波数偏差の絶対値（ｐｐｍ）であ
り、横軸は音叉腕の厚みＤを製造上の限界である８０μ
ｍから１４０μｍまで厚くしたものである。

【００３１】さらに、落下実験の対象は、本実施の形態
の音叉型水晶振動片１００（音叉腕の長さＷ：１６４４
μｍ、音叉腕の幅Ｗ：１００μｍ）だけでなく、他の音
叉型水晶振動片Ａ（音叉腕の長さＷ：１１６２μｍ、音
叉腕の幅Ｗ：５０μｍ）、他の音叉型水晶振動片Ｂ（音
叉腕の長さＷ：２０１３μｍ、音叉腕の幅Ｗ：１５０μ
ｍ）についても行った。落下試験は、実験対象の音叉型
水晶振動片をシリンダーやセラミックパッケージにパッ
ケージングし、たとえば１００ｇの治具に固定して図４
に示すＸ、Ｙ及びＺ方向に落下させた。そして、これら
Ｘ、Ｙ及びＺ方向にそれぞれ１０回づつ落下させた音叉
型水晶振動片の周波数偏差の絶対値が許容値である５ｐ
ｐｍ以内になるか否かを確認した。

【００３２】周波数偏差絶対値（ｐｐｍ）は、通常の許
容限度である５ｐｐｍとした。本実施の形態の音叉型水
晶振動片１００は音叉腕の厚みＤが１００μｍなので図
３のグラフからも２．５ｐｐｍで許容範囲内に十分含ま
れているが、本実施の形態の音叉型水晶振動片１００の
厚みを１３０μｍまで厚くしても４ｐｐｍで上述の許容
範囲に含まれることが判明した。また、同じく実験した
上述した他の音叉型水晶振動片Ａは、音叉腕の厚みＤを
１３０μｍとしても２．５ｐｐｍ以内に収まり、上述の
許容範囲内に含まれる。さらに、他の音叉型水晶振動片
Ｂの場合も、音叉腕の厚みＤを１３０μｍとした場合で
も５ｐｐｍ以内に収まった。

【００３３】このように本実施の形態の係る音叉型水晶
振動片１００は、音叉腕の厚さＤを８０μｍのみなら
ず、１３０μｍまで厚くしても周波数偏差絶対値（ｐｐ
ｍ）が許容値５ｐｐｍ内に収まり、落下等による耐衝撃
性が優れた振動片となる。また、前記他の音叉型水晶振
動片Ａ及びＢも音叉腕の厚みＤを１００μｍ乃至１３０
μｍとしても、周波数偏差絶対値（ｐｐｍ）が許容値５
ｐｐｍ内に収まり、落下等による耐衝撃性が優れた振動
片となることが判明した。

【００３４】ところで、図１に示される切り込み部１１
２は、音叉型水晶振動片１００毎のＣＩ値のバラツキを
抑えるため振動漏れを抑制するものである。以下、この
振動漏れについて詳細に説明する。図１に示す音叉型水
晶振動片１００は、上述のように小型化されているた
め、図２に示す音叉腕１２１，１２２の音叉腕の幅Ｗ
は、１００μｍと極めて狭くなっている。また音叉腕の
厚みＤも１００μｍと薄くなっている。

【００３５】ところで、図５（ａ）（ｂ）は音叉型水晶
振動片の振動状態を説明する概略説明図であり、図５
（ａ）は、音叉型水晶振動片の従来の振動状態を説明す
る説明図であり、図５（ｂ）は、音叉型水晶振動片の垂
直方向の成分を含む振動状態を説明する説明図である。

【００３６】図５に示すように音叉型水晶振動片の音叉
腕１２１，１２２は、図５（ａ）に示すように、幅Ｗが
長く厚みＤが短ければ、図において矢印Ｂに示すように
通常の水平方向の振動を行うこととなる。しかし、上述
のように幅Ｗが短くなると、図５（ｂ）に示すように、
垂直方向の成分（図において矢印Ｃ方向）を含むように
なり、矢印Ｅで示す方向に音叉腕１２１，１２２が振動
するようになる。

【００３７】図６は、垂直振動成分変位量（ｎｍ）と音
叉腕１２１，１２２の幅Ｗ／厚みＤとの関係を示すグラ
フである。図６に示すグラフでも明らかなように垂直振
動成分変位量（ｎｍ）は音叉腕１２１，１２２の幅Ｗ／
厚みＤが１．２より小さくなると急激に変位量も大きく
なるのがわかる。このように音叉腕１２１，１２２の振
動の垂直成分が増加した状態で、音叉腕１２１、１２２
が振動すると、この垂直成分の振動が図１の基部１１０
のマウント部１１３、１１３へと伝わり、エネルギーが
逃げてしまうことになる。このようなエネルギーの逃げ
である振動漏れが生じると、音叉腕１２１、１２２の振
動が不安定となり、音叉型水晶振動片１００毎のＣＩ値
のバラツキが大なる。

【００３８】したがって、音叉型水晶振動片１００毎の
ＣＩ値のバラツキを抑えるために、この振動漏れを抑え
る必要があり、振動漏れを上述の切り込み部１１２、１
１２によって抑える構成となっている。このため、音叉
腕１２１，１２２から漏れた振動は、切り込み部１１
２，１１２によって、幅が狭くなった部分で振動漏れが
抑えられ、マウント部１１３、１１３への影響を小さく
することができる。

【００３９】このように、本実施の形態では、切り込み
部１１２，１１２が形成されているため、漏れ振動が基
部１１０のマウント部１１３等へ影響を及ぼし、マウン
ト部１１３からエネルギーが漏れ、振動片毎によるＣＩ
値のバラツキが大きくなるという減少を有効に抑えるこ
とができる。本実施の形態の音叉型水晶振動片１００を
用いて実験した結果、ＣＩ値平均が４０ｋΩ、標準偏差
４．０ｋΩという優れた結果となった。

【００４０】（第２の実施の形態）図７は、本発明の第
２の実施の形態に係る振動子であるセラミックパッケー
ジ音叉型振動子２００を示す図である。このセラミック
パッケージ音叉型振動子２００は、上述の第１の実施の
形態の音叉型水晶振動片１００を用いている。したがっ
て、音叉型水晶振動片１００の構成、作用等について
は、同一符号を用いて、その説明を省略する。図７は、
セラミックパッケージ音叉型振動子２００の構成を示す
概略断面図である。図７に示すようにセラミックパッケ
ージ音叉型振動子２００は、その内側に空間を有する箱
状のパッケージ２１０を有している。

【００４１】このパッケージ２１０には、その底部にベ
ース部２１１を備えている。このベース部２１１は、例
えばアルミナ等のセラミックス等で形成されている。ベ
ース部２１１上には、封止部２１２が設けられており、
この封止部２１２は、ベース部２１１と同様の材料から
形成されている。また、この封止部２１２の上端部に
は、蓋体２１３が載置され、これらベース部２１１、封
止部２１２及び蓋体２１３で、中空の箱体を形成するこ
とになる。このように形成されているパッケージ２１０
のベース部２１１上にはパッケージ側電極２１４が設け
られている。このパッケージ側電極２１４の上には導電
性接着剤等を介して音叉型水晶振動片１００の基部１１
０のマウント部１１３が固定されている。

【００４２】この音叉型水晶振動片１００は、図１に示
すように構成されているため、周波数偏差絶対値（ｐｐ
ｍ）が許容値５ｐｐｍ内に収まり、落下等による耐衝撃
性が優れた高性能な音叉型水晶振動片である。したがっ
て、この振動片を搭載したセラミックパッケージ音叉型
振動子２００も小型で高性能な振動子となる。

【００４３】（第３の実施の形態）図８は、本発明の第
３の実施の形態に係る電子機器の一例であるデジタル携
帯電話３００を示す概略図である。このデジタル携帯電
話３００は、上述の第２の実施の形態のセラミックパッ
ケージ音叉型振動子２００と音叉型水晶振動片１００と
を使用している。したがって、セラミックパッケージ音
叉型振動子２００と音叉型水晶振動片１００の構成、作
用等については、同一符号を用いる等して、その説明を
省略する。

【００４４】図８はデジタル携帯電話３００の回路ブロ
ックを示しているが、図８に示すように、デジタル携帯
電話３００で送信する場合は、使用者が、自己の声をマ
イクロフォンに入力すると、信号はパルス幅変調・符号
化のブロックと変調器／復調器のブロックを経てトラン
スミッター、アンテナスイッチを介しアンテナから送信
されることになる。

【００４５】一方、他人の電話から送信された信号は、
アンテナで受信され、アンテナスイッチ、受信フィルタ
ーを経て、レシーバーから変調器／復調器ブロックに入
力される。そして、変調又は復調された信号がパルス幅
変調・符号化のブロックを経てスピーカーに声として出
力されるようになっている。このうち、アンテナスイッ
チや変調器／復調器ブロック等を制御するためのコント
ローラが設けられている。このコントローラは、上述の
他に表示部であるＬＣＤや数字等の入力部であるキー、
更にはＲＡＭやＲＯＭ等も制御するため、高精度である
ことが求められる。また、デジタル携帯電話３００の小
型化の要請もある。このような要請に合致するものとし
て上述のセラミックパッケージ音叉振動子２００が用い
られている。

【００４６】このセラミックパッケージ音叉型振動子２
００は、図１に示す音叉型水晶振動片１００を有するた
め、周波数偏差絶対値（ｐｐｍ）が許容値５ｐｐｍ内に
収まり、落下等による耐衝撃性が優れた高性能な音叉型
水晶振動片である。したがって、このセラミックパッケ
ージ音叉型振動子２００を搭載したデジタル携帯電話３
００も小型で高性能なデジタル携帯電話となる。

【００４７】（第４の実施の形態）図９は、本発明の第
４の実施の形態に係る発振器である音叉水晶発振器４０
０を示す図である。このデジタル音叉水晶発振器４００
は、上述の第３の実施の形態のセラミックパケージ音叉
型振動子２００と多くの部分で構成が共通している。し
たがって、セラミックパケージ音叉型振動子２００と音
叉型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一
符号とし、その説明を省略する。

【００４８】図９に示す音叉型水晶発振器４００は、図
７に示すセラミックパッケージ音叉振動子２００の音叉
型水晶振動片１００の下方で、ベース部２１１の上に、
図９に示すように集積回路４１０を配置したものであ
る。すなわち、音叉水晶発振器４００では、その内部に
配置された音叉型水晶振動片１００が振動すると、その
振動は、集積回路４１０に入力され、その後、所定の周
波数信号を取り出すことで、発振器として機能すること
になる。すなわち、音叉水晶発振器４００に収容されて
いる音叉型水晶振動片１００は、図１に示すように構成
されているため、周波数偏差絶対値（ｐｐｍ）が許容値
５ｐｐｍ内に収まり、落下等による耐衝撃性が優れた高
性能な音叉型水晶振動片である。したがって、この振動
片を搭載したデジタル音叉水晶発振器４００も小型で高
性能な発振器となる。

【００４９】（第５の実施の形態）図１０は、本発明に
第５の実施の形態に係る振動子であるシリンダータイプ
音叉振動子５００を示す図である。このシリンダータイ
プ音叉振動子５００は、上述の第１の実施の形態の音叉
型水晶振動片１００を使用している。したがって、音叉
型水晶振動片１００の構成、作用等については、同一符
号等とし、その説明を省略する。図１０は、シリンダー
タイプ音叉振動子５００の構成を示す概略図である。図
１０に示すようにシリンダータイプ音叉振動子５００
は、その内部に音叉型水晶振動片１００を収容するため
の金属製のキャップ５３０を有している。このキャップ
５３０は、ステム５２０に対して圧入され、その内部が
真空状態に保持されるようになっている。

【００５０】また、キャップ５３０に収容された略Ｈ型
の音叉型水晶振動片１００を保持すうためのリード５１
０が２本配置されている。このようなシリンダータイプ
音叉振動子５００に外部より電流等を印加すると音叉型
水晶振動片１００の音叉腕１２１，１２２が振動し、振
動子として機能することになる。このとき、音叉型水晶
振動片１００は、図１に示すように構成されているた
め、周波数偏差絶対値（ｐｐｍ）が許容値５ｐｐｍ内に
収まり、落下等による耐衝撃性が優れた高性能な音叉型
水晶振動片である。したがって、この振動片を搭載した
シリンダータイプ音叉振動子５００も小型で高性能な振
動子となる。

【００５１】また、上述の実施の形態に係る音叉型水晶
振動片１００は、上述の例のみならず、他の電子機器、
携帯情報端末、さらに、テレビジョン、ビデオ機器、所
謂ラジカセ、パーソナルコンピュータ等の時計内蔵機器
及び時計にも用いられることは明らかである。さらに、
本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範
囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
そして、上記実施の形態の構成は、その一部を省略した
り、上述していない他の任意の組み合わせに変更するこ
とができる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
所定の範囲内に周波数絶対値が収まり、耐衝撃性に優れ
た音叉型振動片、音叉型振動子、音叉型発振器及び電子
機器を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る音叉型水晶振
動片を示す概略図である。

【図２】図１のＦ−Ｆ’線概略断面図である。

【図３】周波数偏差絶対値と音叉腕の厚さＤとの関係を
示すグラフである。

【図４】実験対象の音叉型水晶振動片の落下方向を示す
概略説明図である。

【図５】（ａ）音叉型水晶振動片の通常の振動状態を説
明する説明図である。（ｂ）音叉型水晶振動片の垂直方
向の成分を含む振動状態を説明する説明図である。

【図６】垂直振動成分変位量（ｎｍ）と音叉腕１２１，
１２２の幅Ｗ／厚みＤとの関係を示すグラフである。

【図７】本発明の第２の実施の形態に係るセラミックパ
ッケージ音叉型振動子の構成を示す概略断面図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態に係るデジタル携帯
電話の回路ブロックを示す概略図である。

【図９】本発明の第４の実施の形態に係る音叉水晶発振
器の構成を示す概略断面図である。

【図１０】本発明の第５の実施の形態に係るシリンダー
タイプ音叉振動子の構成を示す概略断面図である。

【図１１】従来の音叉型水晶振動片を示す概略図であ
る。

【符号の説明】

１００・・・音叉型水晶振動片 １１０・・・基部 １１２・・・切り込み部 １１３・・・マウント部 １２１，１２２・・・音叉腕 １２１ａ、１２２ａ・・・溝部 １２３，１２４・・・溝電極 １２５，１２６・・・側面電極 １２７・・・基部電極 Ｌ・・・音叉腕の長さ Ｗ・・・音叉腕の幅 Ｄ・・・音叉腕の厚さ ２００・・・セラミックパッケージ音叉型振動子 ２１０・・・パッケージ ２１１・・・ベース部 ２１２・・・封止部 ２１３・・・蓋体 ２１４・・・パッケージ側電極 ３００・・・デジタル携帯電話 ４００・・・音叉水晶発振器 ４１０・・・集積回路 ５００・・・シリンダータイプ音叉振動子 ５１０・・・リード ５２０・・・ステム ５３０・・・キャップ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 坂田 淳一郎 長野県諏訪市大和３丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 Ｆターム(参考） 5J108 BB02 BB03 CC06 CC12 DD05 EE02 EE07 EE11 FF04 GG03 GG04 GG06 KK01 KK02 KK03

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基部と、 前記基部から突出して形成されている複数の振動腕部
   と、を備え略３２．７６８ｋＨｚで発振する周波数特性
   を有する水晶で形成されている音叉型振動片であって、 前記複数の各振動腕部の表面部及び／又は裏面部に溝部
   若しくは貫通孔が形成されると共に、前記基部には、切
   り込み部が形成され、 さらに、前記振動腕部の突出方向の長さが略１１６２μ
   ｍ乃至略２０１３μｍに形成され、 前記振動腕部の前記突出方向に直交する幅方向の長さが
   略５０μｍ乃至略１５０μｍに形成され、 且つ、前記振動腕部の前記突出方向に直交する厚み方向
   の長さが略８０μｍ乃至略１３０μｍに形成されている
   ことを特徴とする音叉型振動片。
2. 【請求項２】 基部と、 前記基部から突出して形成されている複数の振動腕部と
   を備え、略３２．７６８ｋＨｚで発振する周波数特性を
   有する水晶で形成されている音叉型振動片がパッケージ
   内に収容されている音叉型振動子であって、 前記音叉型振動片の前記複数の各振動腕部の表面部及び
   ／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されると共
   に、前記基部には、切り込み部が形成され、 さらに、前記振動腕部の突出方向の長さが略１１６２μ
   ｍ乃至略２０１３μｍに形成され、 前記振動腕部の前記突出方向に直交する幅方向の長さが
   略５０μｍ乃至略１５０μｍに形成され、且つ、前記振
   動腕部の前記突出方向に直交する厚み方向の長さが略８
   ０μｍ乃至略１３０μｍに形成されていることを特徴と
   する音叉型振動子。
3. 【請求項３】 前記パッケージが箱状に形成されている
   ことを特徴とする請求項２に記載の音叉型振動子。
4. 【請求項４】 前記パッケージが所謂シリンダータイプ
   に形成されていることを特徴とする請求項２又は請求項
   ３に記載の音叉型振動子。
5. 【請求項５】 基部と、 前記基部から突出して形成されている複数の振動腕部と
   を備え、略３２．７６８ｋＨｚで発振する周波数特性を
   有する水晶で形成されている音叉型振動片と集積回路が
   パッケージ内に収容されている音叉型発振器であって、 前記音叉型振動片の前記複数の各振動腕部の表面部及び
   ／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されると共
   に、前記基部には、切り込み部が形成され、 さらに、前記振動腕部の前記突出方向に直交する幅方向
   の長さが略５０μｍ乃至略１５０μｍに形成されている
   と共に、前記振動腕部の前記突出方向に直交する厚み方
   向の長さが略８０μｍ乃至略１３０μｍに形成されてい
   ることを特徴とする音叉型発振器。
6. 【請求項６】 基部と、 前記基部から突出して形成されている複数の振動腕部と
   を備え、略３２．７６８ｋＨｚで発振する周波数特性を
   有する水晶で形成されている音叉型振動片がパッケージ
   内に収容されている音叉型振動子であり、前記音叉型振
   動子を制御部に接続している電子機器であって、 前記音叉型振動片の前記複数の各振動腕部の表面部及び
   ／又は裏面部に溝部若しくは貫通孔が形成されると共
   に、前記基部には、切り込み部が形成され、 さらに、前記振動腕部の前記突出方向に直交する幅方向
   の長さが略５０μｍ乃至略１５０μｍに形成されている
   と共に、前記振動腕部の前記突出方向に直交する厚み方
   向の長さが略８０μｍ乃至略１３０μｍに形成されてい
   ることを特徴とする電子機器。