(57)【要約】【目的】耐衝撃性を低下させず、クリスタルインピ−ダンスを小さく維持して小型化を促進する音叉型振動子を提供する。【構成】音叉基部と一対の音叉腕からなる音叉型振動子において、前記音叉腕の少なくとも一主面に前記音叉腕の長さ方向に沿って凹凸状とする溝を設けて励振電極を形成した構成とする。そして、前記凹凸状の溝は前記音叉腕の両主面に設けた構成とする。これにより、励振電極の面積を大きくしてクリスタルインピ−ダンスを小さくできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
音叉基部と一対の音叉腕からなる音叉型振動子において、前記音叉腕の少なくとも一主面に前記音叉腕の長さ方向に沿って凹凸状とする溝を設けて励振電極を形成したことを特徴とする音叉型振動子。
【請求項２】
前記凹凸状の溝は前記音叉腕の両主面に設けられた請求項１の音叉型振動子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は音叉型振動子を産業上の技術分野とし、特にクリスタルインピーダンス（以下、ＣＩとする）を小さくして小型化を促進した音叉型振動子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（発明の背景）音叉型振動子は特に時計用の歩度を刻む信号源として知られ、近年ではジャイロスコープのセンサ素子等にも適用されている。そして、このようなものでは、他の電子部品と同様に小型化が求められている。
【０００３】
（従来技術の一例）第２図は一従来例を説明する音叉型振動子の図で、同図（ａ）は外観図、同図（ｂ）は上面図、同図（ｃ）は正面図である。
音叉型振動子は例えばＺカットとした（通称では＋５度Ｘカット）音叉状水晶片からなり、音叉基部１と一対の音叉腕２を有する。通常では、結晶軸（ＸＹＺ）のＸ軸を幅、Ｙ軸を長さ、Ｚ軸を厚みとする。そして、各音叉腕２の４面に励振電極３を形成する「第２図（ａ）」。
【０００４】
励振電極３は、音叉腕２の一方では各組の対向面（両主面と両側面）を同電位として、一組と他組の対向面は逆電位とする。そして、音叉腕２の他方では音叉腕２の一方とは逆電位として、図示しない結線図により一方と他方の同電位同士を共通接続する。
【０００５】
このようなものでは、例えば音叉腕２の一方での両主面を＋電位とし、両側面を−電位とすると、矢印で示す各電界によって音叉腕２の中心から外側面と内側面に向かう電界合成ベクトルＰ、Ｑが発生する「第２図（ｂ）」。
【０００６】
そして、この電界合成ベクトルＰ、Ｑに起因した圧電逆効果によって、音叉腕の外側面では伸張し、内側面では縮小する。したがって、音叉腕２の一方は矢印Ａで示すように外方向に撓む。そして、音叉腕２の一方とは電位を逆とした他方は矢印Ｂで示すように反対方向の外方向に撓む「第２図（ｃ）」。
【０００７】
また、前述とは逆に音叉腕２の一方での両主面を−電位とし（未図示）、両側面を＋電位とすると、音叉腕２の外側面と内側面から中心に向かう電界ベクトルが発生する。そして、外側面では縮小、内側面では伸張する。したがって、音叉腕２の一方は内方向に撓む。そして、他方は反対方向の内方向に撓む。
【０００８】
これらにより、両主面と両側面に±電位とする交番電圧を印加すると、一対の音叉腕２が互いに反対方向に水平振動即ち音叉振動が励起される。これらのものでは、音叉腕２の長さＬと幅Ｗによって共振周波が決定され、概ねＷ／Ｌ２に比例する。そして、発振回路に組み込まれて発振子として、ここではＱの高いインダクタ素子として機能する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
（従来技術の問題点）しかしながら、上記構成の音叉型振動子では小型化が進行するとＣＩが増大する問題があった。すなわち、音叉腕２の幅が小さくなると励振電極３の主面電極幅も小さくなり、充分な電界を供給できずにＣＩが増大する。ちなみに、音叉腕２の幅を１００μｍ、長さ１．６ｍｍ、厚み８０μｍとした共振周波数３２ＫＨｚとした場合の、両主面の励振電極幅ｄとＣＩの関係は第３図になる。
【００１０】
これから明らかなように、励振電極３の幅ｄが小さくなるとＣＩはこれに比例して増大する。そして、発振子として求められる実際的なＣＩ値を５０Ω以下とするためには、両主面の励振電極３の幅ｄを８５μｍ以下にする必要のあることが分かる。なお、図中の実線は実側線、点線は推測線である。しかし、この場合には、マスク等を設けての励振電極３の形成を困難にし、実際的には５０Ω以下にするには限界があった。
【００１１】
そこで、第４図に示したように音叉腕２の両主面に対向する凹所４を設けて励振電極３を形成する。このようにすれば、Ｘ軸（幅）方向での電界が直線的になるので電界強度が増してＣＩを小さくできることが提案されている（特許文献１及び２）。しかしながら、この場合には主面の中央部に対向する凹所４を設けるため、強度が低下して耐衝撃性に問題を生ずる。
【００１２】
（発明の目的）本発明はＣＩを小さく維持して小型化を促進する音叉型振動子を提供することを目的とする。
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−７６８２７号公報
【特許文献２】特開２００２−２０４１４１号公報
【００１４】
【課題を解決するための手段】
（着目点）本発明は前述した主面電極幅とＣＩとの関係に、即ち主面電極面積が大きくなればＣＩは小さくなる点に着目した。
【００１５】
（解決手段、請求項１）本発明は、音叉腕の少なくとも一主面を凹凸状とする溝を設けて励振電極を形成したことを基本的な解決手段とする。これにより、励振電極の面積が大きくなるのでＣＩを小さくできる。以下、本発明の一実施例を説明する。
【００１６】
【実施例】
第１図は本発明の一実施例を説明する音叉型振動子の図で、同図（ａ）は励振電極を除く外観図、同図（ｂ）は上面図である。なお、前従来例と同一部分には同番号を付与してその説明は簡略又は省略する。
音叉型振動子は前述したように音叉基部１と一対の音叉腕２からなり、各音叉腕２に励振電極３を設けてなる。ここでは、印刷及びエッチング技術により、図示しない水晶ウェハから多くの音叉状水晶片を形成して電極をも一体的に形成する。
【００１７】
そして、この実施例では、各音叉腕２の両主面にＹ軸（長さ）方向に沿った複数列の溝５をエッチングによって設け、両主面を幅方向に凹凸状にする。そして、両主面及び両側面に励振電極３を形成する。なお、両側面の励振電極３は製造上（エッチング）の点から両主面側にまたがって形成される。
【００１８】
このような構成であれば、各音叉腕２の両主面の励振電極３は実質的に電極面積が増加する。すなわち、両主面の励振電極３の幅ｄを凹凸を設けることによって実質的に８５μｍ以上にするので、前第３図のＣＩ特性図に示したようにＣＩ値を５０Ω以下にできる。
【００１９】
【他の事項】
上記実施例では溝５は方形状としたが、例えば３角状であってもＵ字状であってもよく実質的に電極幅ｄが長くなればよい。また、音叉腕２の両主面に設けたが、両側面をも含めていずれかの一面に設けられていればその効果を期待できる。但し、エッチングの場合には両主面に設けるのが最適である。また、溝５は少なくとも２列以上あれば同様にその効果を期待できる。
【００２０】
そして、単に音叉型振動子として説明したが、ジャイロスコープ用のセンサ素子として利用する場合にも同様に適用でき、要は音叉振動を励起する場合には適用できる。
【００２１】
【発明の効果】
本発明は、音叉腕の少なくとも一主面を凹凸状とする溝を設けて励振電極を形成したので、ＣＩを小さく維持して小型化を促進する音叉型振動子を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を説明する音叉型振動子の図で、同図（ａ）は励振電極を除く外観図、同図（ｂ）は上面図である。
【図２】従来例を説明する音叉型振動子の図で、同図（ａ）は外観図、同図（ｂ）は上面図、同図（ｃ）は正面図である。
【図３】従来例の問題点を説明するＣＩ特性図である。
【図４】従来例の他の例を説明する音叉型振動子の上面図である。
【符号の説明】
１　音叉基部、２　音叉腕部、３　励振電極、４　凹所、５　溝．
【図１】
2004135052.tif 000003
【図２】
2004135052.tif 000004
【図３】
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【図４】
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