JPS61187411A - 音叉型水晶振動子 - 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】 以下の順序で本発明を説明する。

Ａ　産業上の利用分野 Ｂ　発明の概要 Ｃ従来技術 Ｄ　発明が解決しようとする問題点 Ｅ　問題点を解決するための手段 に１　基部の長さく第６図、第７図、第８図）Ｔ２　音
叉腕の長嘔、鶴、厚み （第９図、第１０図、第１１図） ＩＩｉ５　　基部幅の寸法 （第１２図、第１３図、に１４図） Ｆ４　姿勢差及び振動子の全長 （第１５図、第１６図） Ｆ５　基部端部の凹部の形底 （第１７図、第１８図、Ｔより図、第 ２０図、第２１図） Ｆ６　カット方位（第９図） Ｆ　実施例 Ｇ　発明の効果 Ａ　（産業上の利用分野） 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水晶振動子の形状及び寸法に
関するものである。

Ｂ　（発明の概要） 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、基部の長さ及び
幅寸法を適切に選び、叉着部に凹部を設けることに工り
、主振動である屈曲の基本振動の振動モレを防ぎ、基部
の長さ寸法を従来の振動チェり短かくして姿勢差を小さ
くし、更にカット方位を適切な値に選ぶことにより、優
れた周波数温度特性を得られる様にしたことを特徴とす
るものである。　　、 Ｃ（従来技術） 近年、屈曲振動と捩れ振動の弾性結合を利用し、屈曲振
動の周波数温度特性（以後、ｆ−Ｔ特性と呼ぶ）を良好
にした音叉型水晶振動子が注目されている。

この振動子は、現在腕時計用振動子として便われている
音叉型水晶振動子に比較しｆ−Ｔ特性が数段に優れてい
るため、現在の腕時計が月差１０秒ないし１５秒を保証
するのに比べ、この振動子を使用したＦＡ時Ｉｒ′ｉは
手差１０秒を満足することが可能と考えられている。

屈曲振動と捩れ振、勘の弾性結合を利用する音叉型水晶
振動子は、従来、屈曲の二次振動（以後、Ｆ２と呼ぶ）
と捩れの基本振動（以後Ｔ１と呼ぶ）の弾性結合を利用
する方式が考えられてきた。

この方式は、Ｆ’２を利用することにぶり、振動子のＲ
，を小石〈することができる％徴を持っている。

しかし、屈曲の基本振（転）（以後、Ｆｌと呼ぶ）とＴ
１の弾性結合を利用すると、Ｆ２とＴ１の弾性結合を利
用する場合に比べ、同一の周波数を得る時、！ｔｉ動子
の大きさが小さくなシ、体積も小さくなり、振動子の小
型化に有利である。第２図にＦｌの、第３図にＦ２の振
ｍＫ位の様子を破線に工っで示す。

Ｆｉｉ利用すると振動子が小屋になる理由を以下ｖｃ説
明する。

第４図に示す９口く、振動子の厚みをｔ、音叉腕の長さ
と幅をそれぞれ２及びＷとすると、屈曲振動の周波数ｆ
ＩＦ（以後、ｆＦと呼ぶ）と捩れ振動の周波ａｔ　Ｔ　
（以後、ｆＴと呼ぶ）に次式で表わすことができる。

ｆ？＝＝ＯＦ＠ｉｔ／ｎ”　　　　　・・・・・・（１
）ｆＴ＝ａτ・ｔ／（ｊ＋ｗ）　　・・・・・・（２）
ここで、Ｏｙ及びＯＴは定数である。同一の形状金持つ
音叉型水晶振動子においてＦ２の周波数はＦｌの周波数
の約６倍の１１［ｔ−持っている。

故に、屈曲の二次振動と同一の周波数を基本振動で実現
しょうとする時、屈曲二次ａｍをする音叉型水晶振動子
に比較し、Ｗを大きくするか、２を短かくすれば艮い。

Ｗを大きくすると、限られた容器に入れにくくなる夷め
、普通に２を短かくする。故に、Ｆ２の周波数と同じ周
波数をＦｌで＊机する場合、音叉腕の長さ２に普通、屈
曲二次振動の場合の約４０チ位になる。

又、屈曲振動と換れ振動の弾性結合を利用する場合、ｆ
ＴをｆＦに近づける必要がある。手差表示可能な高ｎｔ
度の周波数温度特性忙持つ時のｆＸＰとｆＴが満たすべ
き条件に次式でほぼ表わすことができる。

（ｆＦ−ｆＴ）／ｆｌＦ＝＝α０２〜α０５　　・・・
・・・（３）故に、１！′２とＴ１の弾性結合を利用す
る場合に比べ、Ｆｌと１１の弾性結合を利用する場合に
、（３）式を実現する几めに、２が小さくなっているこ
とから厚みｔを小さくしなければならない。

２とｔを小さくする拳からＦｌとＴ１の弾性結合を利用
すると、Ｆ２とＴ１の弾性結合を利用する場合に比べ、
振動子の体８１ははるかに小さくなる。

父、フォトリングラフィを利用して音叉製水晶振動子を
作製する場合、振動子の厚みが薄いことに、水晶のエツ
チングを行なう時、時間を短かくする事が可能となる。

この様に、ＦｌとＴ１の弾性結合を利用すると、振動子
は小型になり、しかもフォトリングラフィを利用して振
動子を作る場合、短時間で作製できることからコストも
安い大きな利点を持っている。

Ｄ　（発明が解決しょうとする問題点）ところで、音叉
型水晶振動子１重力の影響による姿勢差が存在する。

姿勢差とに音叉型水晶振動子が重力方向に対してとる姿
勢、即ち音叉腕先端を上向き、下向き。

慣向き等のあらゆる方向に向け７ｔｆ＃の姿勢の違いに
工り、周波数が変化するＪＡ象を言う。

この姿勢差が大きいと、手差表示可能な高精度腕時計用
水晶振動子として使用することにできない。

また、ＦｌとＴ１の弾性結合を利用すると、音叉腕長見
が短かくなる丸め、振動子全体の長さも短かくなる。

その結果、振動子を支持する箇所である基部の端部にお
ける屈曲振動と捩れ振動の振動変位は大きくなる傾向が
あった。

ここで、基部とは音叉型水晶振動子の内、二本の音叉腕
を除いた部分を言う。このため、第５図に示す様に、音
叉型水晶振動子５１の振動がリード５２とプラグ５３を
介し、容器５４にもれるいわゆる振動モレが生じてしま
った。振動モレが大きいと、振動子のＱ値は低く、Ｒ１
が高いため、安定な周波数温度特性や周波数エージング
特性が得られない。

そこで本発明に、十分小型で姿勢差が少なく、しかも振
動モレの少ないＦｌとＴ１の弾性結合を利用する音叉型
水晶振動子を提供すること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。

Ｂ　（問題点を解決するための手段） Ｆｉ−１基部の長さ 第６図は音叉型水晶振動子の平面図を表わしている。

Ｘ軸は水晶の′１＠軸、ｙ′軸及び２′軸はそれぞれ水
晶の機械軸と光軸ヲ鑞気軸の回りに圧意の角度回転した
方向を表わしている。

ｎｂは音叉型水晶振動子の基部の長さを示している。

６１．６２．６３は音叉を水晶振動子の基部における、
振動子の長さ方向に沿った三本の直線を表わしている。

音叉型水晶振動子が屈曲振動をする場合、振動子のｉ部
における三方向の振動変位の内、最も大きい変位成分は
、振動子の長さ方向の変位ｕ　ｙ／である。

従来の屈曲振動のみを利用する音叉製水晶振動子は、音
叉腕の長さ２と幅Ｗの比ｗ／ｎの値が約Ｑ、１の値を持
っていた。

この条件の時、音叉型水晶振動子の基部におけるｏ　ｙ
　／の値は小さく、振動子の振動エネルギーがリードを
介して外部にもれることはほとんどなかった。

しかし、ｆｌの値を高くしたシ、Ｆｌと７１の弾性結合
を利用する場合の様に、音叉腕の長さｌを短かくすると
、即ちＷ／Ｒの値を１１よりも大きくすると、音叉型水
晶振動子の基部における屈曲振動のｕ　ｙ　／は大きく
なる傾向があった。

第７図は、第６図に示す３本の直線上に沿った、Ｆｌの
Ｏｙ’を示したグラフである。

この結果に、音叉腕の長さ２と幅Ｗの比ｗ／ｆｆｉが約
ＣＬＭ６の値を持つ音叉型水晶振動子に対し、有限要素
法により得られた結果である。

７１．７２．７３の曲線は、それぞれ第６図に示す直線
６１．６２．６５上におけるｕ　ｙ　／を表わしている
。

第７図から明らかな様に、基部の侵さ方向端部において
、藁６図に示す３本の直線上におけるｏ　ｙ　／は殆ん
ど等しい。

ｗ／ｇの直が池の値の時も、この事に言える。

故に、異なった形状を持つ音叉型水晶振動子の基部の長
さ方向端部におけるｕ　ｙ　／の大きさの比較は、第５
図に示すＡ点におけるｎ　ｙ　／の大きさで行なって良
い。

第８図は、ｗ／ｆｆｉの値が約１５６の時、第６図に示
すＡ点におけるＦｌの振動子の長さ方向変位ｏ　ｙ　／
と音叉型水晶振動子の基部の長さ２ｂの関係を示したグ
ラフである。

縦軸はＡ点におけるＦｌの０　、　／、横４にＱｂと音
叉腕の長さ２の比を表わしている。

但し、音叉腕の長さ２は一定である。

第８図から明らかな如く、ＡｂＩｍが１工夛小さい時、
Ａ点におけるｕ　ｙ／は急漱に増大する。

又、２ｂがＱ工り大きくなると、０　ｙ／の値にほぼ一
定値に近づく。この様に、ＷＩＱの値が大きい音叉型水
晶振動子に２いて、基部の長さを音叉腕の長さより大き
くすれば、基部の変位は小さくなる。

ＦｌとＦｌの弾性結合を利用する音叉型水晶振動子にお
いてに、２の長さを短かくするため、ｗ７’ｊｌの値は
必然的に大きくなる。ＦｌとＴ１の弾性結合を利用する
と百っても、その振動子を発振回路に組んだ時に発振す
る振動モード（以後、この振動モードを主振動と呼ぶ）
にＦｌであるため、支持する箇所である基部の長さ方向
端部におけるＦｌのＵｙ′を小さくすることは、振動モ
レを小さくする上で基本的に必要なことである。

１１８−２　　音叉腕の長さ１幅、厚みところで、この
音叉型水晶振動子の主１ａＴｊＩｊＪでめるＦｌの周波
数が約より６．６ＫＨ２になる様に、本発明の振動子の
寸法は設計されている。現在腕時計用水晶振動子として
使われている音叉型水晶振動子の周波数はｘ２７６８Ｈ
ｚであるので、本発明の振動子の周波数にその６倍の値
を持つ。周波ａをより６．６ＫＨ２にするには、第９図
に示す水晶９１のカット方位０が約−１０度付近の時の
音叉腕長りは約１．０１になる。但し、嘱９図において
θは、Ｘ軸回りに反時計回りに回転した場合を正とする
。この友め、基部におけるＦｌのＵｙ′を小さくするに
は、基部長ｎｂに１．０襲以上、振動子の全長ニ２．０
−以上にする必要がある。

ところで、ＦｌとＴ１の周波数を決定する音叉腕の長さ
寸法ｌ、幅寸法Ｗ及び振動子の厚み寸法ｔμそれぞれ関
連し合い、勝手に寸法を決めることをュできない。即ち
、主振動でおるＦｌの周波数をある櫃に選択すると、（
１）式から例えばｎ２決めるとＷが自動的に決まる。又
、（２）式と（３）式からｔも自動的に決まってしまう
。故にＦ′１の周波数をある値に決めるとλＩ　”　Ｉ
　ｔの三個の寸法の選択の自由度は１しかない。

第１０図は、第９図に示すθが一１０度の時の又腕幅Ｗ
と音叉腕長２の比ｗ／Ａと振動子の厚みｔの関係金示し
たものである。振動子の厚みが５０μｍ以上の時、ｗ／
ｆｆｉの値はＬＬ３５以上である必要があることが分る
。現状の水晶研磨技術でに、水ａ＋＋７二ノ・の厚みは
５０μｍ以上である事が望ましい、５０μｍ以下になる
と、ワエノー内の厚みのバラツキが大きくなったり、氷
島表面の欠陥が多数生じてくる等の問題が起り易くなる
。

第１１図は、第９図におけるθが一１０度におけるｗ／
Ａがα３６、音叉腕長が約１絹の音叉型水晶振動子の周
波数スペクトラムを表わしている。

図中、Ｆと表わした直線がＦｌの、Ｔと表わした直線が
Ｔ１の周波数と振動子の厚みの関係を表わしている。Ｔ
１の周波数にＦ′１の周波数を越えてはいけないため、
第１１図から明らかな様に振動子の厚みは約６０μｍ以
下である必要がある。

故に、振動子の厚みに、５０μｍ〜６０μｍの範囲にあ
る必要がある。

３９−３　　基部幅の寸法 又、更にＩ！′１の基部におけるｏ　ｙ　Ｚを下げるた
めに基部幅の寸法全力えり。第１２図は振動子の全長し
が＆３謁、音叉腕長ａが１．０語、音叉腕の幅貰と音叉
腕の長さＬの比Ｗ／患が１３６、振動子の厚みが約５４
μｍの音叉を水晶振動子の平面図を表わしている。ΔＷ
は音叉腕の幅方向外側の長さ方向に沿った直線の煽長縁
上工υ基部幅の広がり寸法を表わす。

第１３図框θが一１０度における、第１２図に示すΔＷ
が０４ｍと５０μｍの音叉型水晶振動子の基部における
ＦｌのＵｙ′の大きさを表わしている。第１３図の横軸
に、第１２図に示す基部の直線Ａ、　　Ｂ、上の位置を
、縦軸はｕ　ｙ　／の大きさをそれぞれ表わしている。

直線Ａ、Ｂ、の長さは約１．７鵬である。第１３図から
明らかな様に、ｔｈ９ｇが５０μｍの方が、０μ亀の時
より僅かではあるが、ｕｙ′の大きさは小さくなってい
る。

ΔＷを大きくすると、基部におけるＦｌのＵ　ｙ／の大
きさは計算上小さくなることが分っているが、音叉型水
晶振動子をフォトリングラフィを利用して作製する場合
、水晶のエツチング後に、第１４図の斜線で示す様にプ
ラスＸ軸方向にエツチング残りが生ずる。

このため、音叉型水晶振動子の幅方向におけるアンバラ
ンスが生じ、基部におけるＦｌのＵｙ′が増大し、振動
モレが増大することが分った。この傾向ｅよムＷが大き
くなる。惟大きく、第１２図に示す形状においてはΔＷ
が６０μｍ以上になると、アンバランスの形番が生じる
ことが明らかとなった。故に、第１１１に示すΔＷは６
０μｍ以下でるることが望ましい。

、Ｅ−４姿勢差及び振動子の全長 ところで、本発明の・筆者等は日本時計学会誌Ｎ０１１
０（より８４）Ｐ１’、１−２３において全長りが５ｓ
ａａｂの音叉型水ａ＋−動子の発表を行なった。ところ
が、この音叉型水晶振動子は約１　ｐｐｍの姿勢差を持
っていた。

姿勢差とは、重力方向に対する音叉型水晶振動子の置か
れ九姿勢の差により周波数が変化する現象を言う。第１
５図に、姿勢差が最も顕著に現われる姿勢を示した。１
５１は音叉型水晶振動子、１５２は周波数調整用のオモ
リ、１５３は振動子の支持も兼ねた励振電極用リード、
１５４はプラグ、１５５は音叉屋根動子の叉部である。

第１５図（Ａ）と（Ｂ）　において、どちらも重力Ｇは
、紙面上の上から下に慟らいているものとする。第１５
図（Ｂ）の姿勢は、第１５図（Ａ）の姿整を紙面に垂直
な軸の回りに１８０度回転して得られる。この二つの姿
勢の時の姿整差即ち、振１子の周波数の違いに最も大き
い。他の姿勢の時の周波ａｒｘ、これら二つの姿勢の時
の周波数のほぼ中間の値を持つ。

この姿勢屋は、基部の長さ方向端部が固定された音叉型
水晶振動子が、振動子の長さ方向に沿って重力によりた
わむことに起因する。第１６図は音叉型水晶振動子が重
力ＧＩＣ工りたわむ体子を破線にＪ：＃）示している。

１６１ｒＸ、音叉型水晶振動子、１６２はリード、１６
３はプラグ全表わしている。

このたわみは、リードと振動子が接触している最終端１
６４を固定端とする片持梁に等分布荷重が加わっている
場合に生ずるたわみとほとんど等しいと考えられる。点
１６４を原点とする振動子の長さ方向に沿ったｙ軸を想
定する。点ｙにおけるたわみ量をＤ（？）とする。たわ
み量ｎ（ｒ）は基部側で小さく、音叉腕先端で最大とな
る。

姿勢差は、たわみ量の絶対値ｎ（ｒ）よりもたわみ角ｄ
Ｄ（ｆ）／ｄｆに比例すると考えられる。

このたわみ角は振動子の全長をり、振動子の厚みをｔと
した時、Ｔ、　ｌ　／　ｔｔに比例する。故に、本発明
は、我々が時計学会で発表した振動子よりも更に小さい
姿勢差を持つ様に、振動子の全長Ｔ、１ｒ：短かくする
ことを考えた。年１０秒程度の精度を達成するために姿
勢差は１　ｐｐｍ以下であることが望ましい。振動子の
全長りを５　ｍｙｘとすると、姿勢差はＬ＝Ａ　３　ｍ
！１１１の従来の振動子が持つ姿勢差の３／４即ち、０
．７〜１８ｐｐｍ程度になる。音叉型水晶振動子の周ｙ
ｔ、数や電気的諸定数を変化させないために音叉腕長り
は１１１１に保ち、基部の長さを短かくして全長りを短
かくするのでるる。振動モレの要請からＬは２詣以上で
あることが望ましく、又、姿勢差の上からＬは３龍以下
が望ましい。

故に、本発明の振動子の全長は２〜３ｕとなる。

Ｋ−５基部端部の凹部の形成 ところで、音叉型水晶振動子の基部における捩れ振動の
変位は、振動子の長さ、幅、厚みの三方向の変位成分の
内、厚み方向変位ＵＺ’が最も大きい。ＦｌとＴ１の弾
性結合を利用する音叉型水晶振動子の主振動がＦｌであ
っても、Ｔ１と弾性結合していることにより、Ｆｌｉｊ
Ｔｌの振動変位成分を持っている。故に、Ｔ１と弾性結
合しているＦｌの振動モレ金小さくするには、音叉型水
晶振動子の基部におけるＴ１の振動変位、中でも特にＴ
１のＵｚ’を小さくすることが必要となる。

第１７図は音叉型水晶振動子の平面図を表わしている。

ｘ、ｙ’、ｉ軸の定義は第６図において説明したものと
同じである。

第１８図において、１８１は第１７図に示す音叉型水晶
振動子の基部端である直ｉＢｃ上におけるＴ１のｕｚ’
　　を表わしている。ここで第１７図の音叉型水晶振動
子は、音叉腕の長さと幅の比Ｗ／ｌは約（１３６であり
、音叉腕の長さと基部の長さの比ｔｂ７ｔは約２の値を
持っている。第１８図の結果は有限要素法の計算により
得られたものである。第１８図から明らかな様に、第１
７図に示す音叉製水晶振動子が捩れ振動をする時、基部
幅方向端部においてｕ　ｚ　／が非常に大きく、基部幅
方向に大きなおおシ振動を行なっている。

第より図は基部における凹部を基部の長さ方向端部に設
けた音叉型水晶振動子の平面図を示している。ｘ、−７
ｚ’軸の定義は第６図において説明したものと同じであ
る。この音叉型水晶振動子も、やはり音叉腕の長さと幅
の比ｗ　／　Ｌは約［Ｌ３６でおり、音叉腕と基部の長
さの比１　ｂ　／　ｔは約２の値を持っている。　　、
□。

第２０図は第より図に示す音叉型水晶振動子の基部に設
けた凹部の［−ＤＩ上と直ＭＡＩＰＧ上におけるＴ１の
Ｕｚ’の大きさｔ−弐わしている。この結果も有限要素
法により得られたものである。

２０１は直線ＤＩＤ上の２０２は直線ＩＦＧ上にお、け
るＵｚ”ｋそれぞれ表わしている。第２０図から明らか
な様に、直線Ｄｌｌｉ上のＵＺ’は直線ＩＦＧ上のＵｚ
’に比べ、非常に小さくなっている。更に、直線ＰＧ上
における振れ振動特有のあおり振動は、直線ＤＫ上にお
いて殆んど消失している。故に、基部端部に凹部を設け
ると、Ｔ１の振動変位を小さくする上で効果を持つ、て
いる。

この様に、基部の長さ方向端部に凹部を設けると、基部
端におけるＴ１の振動変位を小さくする上で非常に効果
かめることが分った。

その結果、Ｔ１と弾性結合するＦｌの基部におけるＵｚ
’も自ずから小さくなる。このため、基部−に凹ｉを設
けることにより、Ｔ１と弾性結合しているＦｌの振励モ
レを防ぐ上で非常に大きな効果がある。

ところで、基部の長さ方向端部に凹部を設けた時、その
凹部の寸法’に６まり大きくすると、振動子が、４下等
により衝撃力を受けた時、第２１図に示す点ＧＫ衝撃力
が集中し、そこから折れてしまう。故に、第２１図に示
す凹部の長さ寸法ｔ６及び幅寸法Ｗｄはあまり大きい値
にしてはならない。

ｚａｏｗａの寸法を種々選んで実験を行った所、ｔａは
振動子の全長りの１１５以下、Ｗａは基部の総幅ＷＢの
１／４以下であれば、コンクリート板上１ｍ上からの落
下衝撃に対して折れないことが分った。

ＩＣ−６カット方位 又、ＴＰｌの優れたｆ−Ｔ特性を得るためには、ｆＦと
ｆ′！′の差をある所望値にする詐りでなく、第９図に
示す水晶振動子の切り出し方位θをある適切な値にしな
ければならない。適切なθは、基部長の長さ、基部幅の
広がりΔＷ、又特に？１のｆＦとｆ−Ｔ特性を適切な条
件に設定するためのオモリの位置やオモリの量によって
異なるが、本発明の形状の音叉型水晶振動子においては
、θを一１２度〜−１７度、即ち水晶の２軸に垂直な面
を持ってｚ板を時計方向へ１２度〜１７度の範囲に設定
すれは、潰れたｆ−Ｔ特性が得られる。第１図に示した
形状の音叉型水晶振励子においては、適切なθの帯性は
一１３度〜−１４度の範囲にめった。

Ｆ　（実施例） 以下にこの発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の音叉型水晶振動子１の具体的寸法を表
わした平向図である。第１図において、音叉腕長りは約
１．０４　ａｌｌ、音叉腕幅ＷはＱ、５７〜０．３８龍
、全長ｚＶｉ２．８ｍ、撮勤子の厚みは５４〜５５μｍ
、振動子の基部の総幅ＷＢは、二本の音叉腕の幅方向外
側同志の間隔よシ約６０μｍ。

即ち第１図中ΔＷは約５０μｍ広く、凹部の幅寸ｉｗｄ
は約２００．ｃｚｍ、凹部の長さＬｄは約４４０μｍで
ある。

このような寸法を有する音叉型水晶振動子は、振動モレ
も小さく、周波数温度特性も優れているので、十分小型
な高精度水晶振動子として使用できる。

Ｇ　（発明の効果） 以上、詳細に説明した様に、本発明の音叉型水晶振動子
は、ＦｌてＴ１の弾性結合を利用することにより、従来
のＦ２てＴ１の弾性結合を利用する音叉型水晶振動子よ
り非常に小型にすることができ、振動モレが少ないこと
から周波数の短期及び長期安定性にも優れ、しかも姿勢
差の小さい、小型かつ高精度振動子として優れた性質を
持っている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の音叉型水晶振動子の実施例を示す平面
図、第２図は屈曲の基本振動の、第３図は屈曲の二次振
動の振動モードを示す平面図、第４図は音叉型水晶振動
子の斜視図、第５図は音叉型水晶振動子の支持方法を示
す側面図、第６図は音叉型水晶振動子の平面図、第７図
は、第６図に示す位置における、屈曲の基本振動め変位
量を示すグラフ、第８図は、音叉型水晶振動子の基部に
おける変位量と基部の長さの関係を示すグラフ、第９図
は音叉型水晶振動子のカット方位を示す斜視図、第１０
図は、屈曲の基本振動と捩れの基本振動の良好な弾性結
合が得られる、音叉腕の長さ幅、厚みの間の関係を表わ
すグラフ、第１１図は屈曲の基本振動と捩れの基本振動
の周波数と振動子の厚みの関係を示すグラフ、第１２図
は音叉型水晶振動子の形状を表わす平面図、第１３図は
、第１２図に示す位置における、屈曲の基本振動の振動
変位を示すグラフ、第１４図は、音叉型水晶振動子のエ
ツチング残りを示す平面図、第１５図　、は、姿勢差が
現われる支持方位の関係を示す側面図、第１６図は、重
力による音叉型水晶振動子のたわみを示す側面図、第１
７図は音叉型水晶振動子の平面図、第１８図は、第１７
図に示す音叉型水晶振動子の基部端部における捩れ振動
の変位を示すグラフ、第より１は音叉型水晶振動子の平
面図、第２０図は、第より図に示す音叉製水晶振動子の
基部における捩れ振動の変位を示すグラフ、第２１図は
音叉型水晶振動子の各部の寸ｔ、を示す平面図、 １・・・音叉型水晶振動子 Ｌ・・・音叉型水晶振動子の全長 ｔ・・・音叉腕の長さ Ｗ・・・音叉腕の幅 ｔ・・・音叉型水晶振動子の厚み ｔＢ・・・基部の長さ ＷＢ・・・基部の幅 ｔｄ・・・凹部の長さ ｗｄ・・・凹部の幅 ΔＷ・・・音叉腕の幅方向外側の長さ方向に沿った延長
線に対する基部幅の拡がシ量 θ・・・カット方位 以　　上 出願人　セイコー電子工業株式会社 代理人　弁理士　最　上　　　務 音叉型氷晶振動子の平面図 第１図 第２図 第３１￥１ 第４図 第５図 第６１２１ 第７１２］　　　　　　　　第８図 χ 第ｑ１２Ｉ ０．２０２５０３３０．３５　Ｍ　Ｍ　Ｏ，’Ａ第１Ｉ
図 第１３図 第１５図（Ａ） 第１５図（Ｂ） ￥：ＪＩ６図 第１３図 「 第１’？図 一一一伽χ 第ｍ［２Ｉ 第ｚＩ図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）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、音叉腕の長さをｌ、
   音叉腕の幅をｗとする時、ｗ／ｌは０．３５〜０．３７
   の範囲にあり、振動子の全長は２．０〜３．０ｍｍの範
   囲にあり、振動子の厚みは５０〜６０μｍの範囲にあり
   、振動子の基部における総幅は二本の音叉腕の幅方向外
   側同志の間隔より０〜１２０μｍ広いことを特徴とする
   音叉型水晶振動子。
2. （２）基部の長さ方向端部かつ幅方向両端部に凹部が設
   けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の音叉型水晶振動子。
3. （３）基部の端部の凹部の幅寸法ｗｄは、基部の総幅を
   ＷＢとした時、ＷＢ／４以下であり、凹部の長さ寸法ｌ
   ｄは、振動子の全長をＬとした時、Ｌ／５以下であるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の音叉型水晶
   振動子。
4. （４）音叉腕の長さｌは約１．０４ｍｍ、音叉腕の幅ｗ
   は約０．３７〜０．３８ｍｍ、振動子の全長Ｌは約２．
   ８ｍｍ、振動子の厚みは約５４〜５５μｍ、振動子の基
   部の総幅ＷＢは、二本の音叉腕の幅方向外側同志の間隔
   より約６０μｍ広く、基部の長さ方向端部かつ幅方向両
   端部に設けられた凹部の幅寸法ｗｄは約２００μｍ、凹
   部の長さ寸法ｌｄは約４４０μｍであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第２項もしくは第３項記載の音叉型水
   晶振動子。
5. （５）水晶のＺ板を水晶のｘ軸を回転の中心として、時
   計回りに１２度〜１７度の範囲に切り出されることを特
   徴とする特許請求の範囲第１〜４項までのいずれか１つ
   の項記載の音叉型水晶振動子。
6. （６）水晶のＺ板を水晶のｘ軸を回転の中心として、時
   計回りに１３度〜１４度の範囲に切り出されることを特
   徴とする特許請求の範囲第４項記載の音叉型水晶振動子
   。