(57)【要約】【課題】防振機能を備えながらもそれが小型化の妨げにならない水晶発振器およびそれを用いた電子装置を提供する。【解決手段】平板状の振動子パッケージ３を有する水晶振動子２と、少なくとも発振回路の形成された平板状の回路基板６とを備え、回路基板６上で振動子パッケージ３を回路基板６と略平行に支持する。その際、振動子パッケージ３を支持する支持部材８が振動子パッケージ３の底面において、その一方の辺の近傍でその辺に沿った１本の直線状に配置されている。【効果】水晶発振器に加わる衝撃が水晶振動子の水晶ブランクに加わりにくくなり、その結果として衝撃による発振周波数の瞬間的な変化を減少させることができる。また、サイズの大型化や価格の上昇を抑制することができる。【選択図】            図１
2004242089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の振動子パッケージを有する水晶振動子と、少なくとも発振回路の形成された平板状の回路基板とを備え、該回路基板上で前記振動子パッケージを前記回路基板と略平行に支持する水晶発振器において、
前記振動子パッケージを支持する支持部材が前記振動子パッケージの底面で１本の直線状に配置されていることを特徴とする水晶発振器。
【請求項２】
前記振動子パッケージは対向する２つの辺を有する矩形板状に形成されており、
前記支持部材は前記振動子パッケージの底面における対向する２つの辺のうちの一方の辺の近傍において、該一方の辺に沿った直線状に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の水晶発振器。
【請求項３】
前記振動子パッケージは対向する２つの辺を有する矩形板状に形成されており、
前記支持部材は前記振動子パッケージの底面における対角線に沿った直線状に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の水晶発振器。
【請求項４】
前記振動子パッケージは対向する２つの辺を有する矩形板状に形成されており、
前記支持部材は前記振動子パッケージの底面における対向する２つの辺のうちの一方の辺と他方の辺の中間に該２つの辺と平行な直線状に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の水晶発振器。
【請求項５】
前記水晶振動子は前記振動子パッケージの内部において片持ち梁構造で前記振動子パッケージと略平行になるように保持された平板状の水晶ブランクを有し、該水晶ブランクの保持位置は前記振動子パッケージの平板面に平行な１本の直線状になっており、
前記振動子パッケージの底面における前記支持部材の配置されている直線と、前記水晶ブランクの保持位置が形成する直線を前記振動子パッケージの底面に投影した直線とが不一致となっていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれかに記載の水晶発振器。
【請求項６】
前記振動子パッケージの底面における前記支持部材の配置されている直線と、前記水晶ブランクの保持位置が形成する直線を前記振動子パッケージの底面に投影した直線とが平行になっていることを特徴とする、請求項５に記載の水晶発振器。
【請求項７】
前記水晶振動子は前記振動子パッケージの内部において片持ち梁構造で前記振動子パッケージと略平行になるように保持された平板状の水晶ブランクを有し、該水晶ブランクの保持位置は前記振動子パッケージの平板面に平行な１本の直線状になっており、
前記水晶ブランクの保持位置が形成する直線を前記振動子パッケージの底面に投影した直線が、前記振動子パッケージの底面における前記対向する２つの辺のうちの他方の辺の近傍において、該他方の辺に沿って位置していることを特徴とする、請求項２に記載の水晶発振器。
【請求項８】
請求項１ないし７のいずれかに記載の水晶発振器を用いたことを特徴とする電子装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、水晶発振器およびそれを用いた電子装置、特に車載用途に用いられる水晶発振器およびそれを用いた電子装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
水晶振動子を用いた発振器をナビゲーションシステム用のＧＰＳ装置のような車載用途で利用すると、車両の振動によって発振周波数が瞬間的に変化することがある。これは、水晶振動子に含まれている水晶ブランクに強い振動が加わることが原因ではないかと考えられている。
【０００３】
水晶発振器を利用するものとして携帯電話機があるが、携帯電話機の場合には、通常は人間が手に持って利用するために、車両搭乗時にも人間の手がダンパーの役割を果たして水晶ブランクに強い振動が加わることはあまりない。しかしながら、運転時に携帯電話機を持ちながら利用することは禁止されているために、携帯電話機を車両に固定する必要があり、その場合にはＧＰＳ装置の場合と同様な問題が発生する可能性がある。
【０００４】
これに対して、水晶発振器に強い振動が加わらないようにするための構成が特許文献１、２等に開示されている。
【０００５】
特許文献１においては、水晶発振器全体を周囲から放射状に設けられたコイルスプリングで保持する構成が提案されている。
【０００６】
また、特許文献２においては、水晶発振器全体を振動加速度の大きい方向についてのみコイルスプリングで保持する構成が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−３３２３９９号公報
【特許文献２】
特開２０００−２７９４２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１や２で提案されている構成においては、コイルスプリングを利用する構成であるために防振能力においては優れている。しかしながら、コイルスプリングの設置がたとえ１方向に対応するもののみであっても大がかりな防振構造となることは避けられず、水晶発振器の小型化、省スペース化の妨げになる。また、その構造上、低価格化も困難になる。
【０００９】
そこで、本発明は上記の問題点を解決することを目的とするもので、防振機能を備えながらもそれが小型化の妨げにならない水晶発振器およびそれを用いた電子装置を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の水晶発振器は、平板状の振動子パッケージを有する水晶振動子と、少なくとも発振回路の形成された平板状の回路基板とを備え、該回路基板上で前記振動子パッケージを前記回路基板と略平行に支持する水晶発振器において、前記振動子パッケージを支持する支持部材が前記振動子パッケージの底面で１本の直線状に配置されていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の水晶発振器は、前記振動子パッケージは対向する２つの辺を有する矩形板状に形成されており、前記支持部材は前記振動子パッケージの底面における対向する２つの辺のうちの一方の辺の近傍において、該一方の辺に沿った直線状に配置されていることを特徴とする。あるいは、前記振動子パッケージは対向する２つの辺を有する矩形板状に形成されており、前記支持部材は前記振動子パッケージの底面における対角線に沿った直線状に配置されていることを特徴とする。さらには、前記振動子パッケージは対向する２つの辺を有する矩形板状に形成されており、前記支持部材は前記振動子パッケージの底面における対向する２つの辺のうちの一方の辺と他方の辺の中間に該２つの辺と平行な直線状に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の水晶発振器は、前記水晶振動子が前記振動子パッケージの内部において片持ち梁構造で前記振動子パッケージと略平行になるように保持された平板状の水晶ブランクを有し、該水晶ブランクの保持位置は前記振動子パッケージの平板面に平行な１本の直線状になっており、前記振動子パッケージの底面における前記支持部材の配置されている直線と、前記水晶ブランクの保持位置が形成する直線を前記振動子パッケージの底面に投影した直線とが不一致となっていることを特徴とする。その際、できれば前記振動子パッケージの底面における前記支持部材の配置されている直線と、前記水晶ブランクの保持位置が形成する直線を前記振動子パッケージの底面に投影した直線とが平行になっていることが望ましい。
【００１３】
また、本発明の水晶発振器は、前記水晶振動子は前記振動子パッケージの内部において片持ち梁構造で前記振動子パッケージと略平行になるように保持された平板状の水晶ブランクを有し、該水晶ブランクの保持位置は前記振動子パッケージの平板面に平行な１本の直線状になっており、前記水晶ブランクの保持位置が形成する直線を前記振動子パッケージの底面に投影した直線が、前記振動子パッケージの底面における前記対向する２つの辺のうちの他方の辺の近傍において、該他方の辺に沿って位置していることを特徴とする。
【００１４】
そして、本発明の電子装置は、上記のいずれかの水晶発振器を用いたことを特徴とする。
【００１５】
このように構成することにより、本発明の水晶発振器においては、衝撃による発振周波数の瞬間的な変化を減少させることができる。
【００１６】
また、本発明の電子装置においては、本発明の水晶発振器を用いることによって、衝撃による誤動作の可能性を低減することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明の水晶発振器の一実施例の一部破砕側面図を示す。図１において、水晶発振器１は、矩形平板状の振動子パッケージ３を有する水晶振動子２と、振動子パッケージ３の平面形状とほぼ同形状の矩形平板状の回路基板６を備えている。図１においては、水晶振動子２のみをその内部が見えるように破砕図で示している。
【００１８】
回路基板６の底面には外部接続電極７が形成されており、回路基板６の上面には発振回路を形成する回路部品９が搭載されている。水晶振動子２は支持部材８を介して回路基板６の上面において、振動子パッケージ３が回路基板６と略平行になるようにして搭載されている。支持部材８は水晶振動子２を支持するだけでなく、水晶振動子２と回路基板６に形成される回路との電気的な接続の機能も備えている。
【００１９】
水晶振動子２は矩形平板状の水晶ブランク４を有している。水晶ブランク４は、その１つの辺の近傍を保持部材５によって片持ち梁構造で振動子パッケージ３の中に振動子パッケージ３と略平行になるように保持されている。保持部材５は水晶ブランク４を保持するだけでなく、水晶ブランク４に設けられた電極と振動子パッケージ３の底面に設けられるとともに支持部材８に接続される接続電極とを電気的に接続する機能も備えている。
【００２０】
ここで、図２に、水晶発振器１の一部破砕平面図（ａ）および水晶振動子２のみを外した状態での平面図（ｂ）を示し、図１と図２を用いて水晶発振器１の構造についてさらに詳しく説明する。なお、図２（ａ）においては、水晶振動子２のみをその内部が見えるように破砕図で示している。
【００２１】
まず、３つの支持部材８は柱状部材からなっており、これらの柱状部材は振動子パッケージ３の矩形状の底面の１つの辺の近傍において、その辺に沿って直線状に配置されている。そのため、振動子パッケージ３は回路基板６上において支持部材８によって片持ち梁構造で支持されていることになる。なお、振動子パッケージ３と回路基板６はほぼ同じ平面形状となっているため、支持部材８は回路基板６に対しても、その１つの辺の近傍において、その辺に沿って直線状に配置されていることになる。
【００２２】
一方、矩形板状の水晶ブランク４は、その１つの辺の近傍を保持部材５によって片持ち梁構造で振動子パッケージ３の中に保持されている。その際、保持部材５は水晶ブランク４の１つの辺を２カ所で保持しており、その保持位置を結ぶ線は水晶ブランク４の１つの辺に沿ったものとなっている。しかも、水晶ブランク４の平面形状は振動子パッケージ３の平面形状に対して少し小さいだけであるため、水晶ブランク４の保持位置を結ぶ線を振動子パッケージ３の底面に投影した線は、振動子パッケージ３の矩形状の底面における支持部材８が沿っている辺に対向するもう１つの辺の近傍において、その辺に沿ったものとなっている。
【００２３】
そして、振動子パッケージ３の底面における支持部材８が近接している１つの辺に対向するもう１つの辺の近傍の下には、回路基板６との間に両者に接触するようにして樹脂１０が設けられている。
【００２４】
このように構成された水晶発振器１において、その全体に上下方向（回路基板６の厚み方向）の衝撃が加わった場合、回路基板６やその上に搭載された支持部材８と回路部品９にも同時に衝撃が加わる。しかしながら、振動子パッケージ３は、支持部材８によって片持ち梁構造で支持されているため、支持部材８で支持された一方の辺側には支持部材８と同じ衝撃が加わるが、対向するもう一方の辺側に加わる衝撃は小さくなる。これは、振動子パッケージ３が支持部材８を支点として振動することによって衝撃のエネルギーをある程度吸収するからである。なお、樹脂１０は振動子パッケージ３の振動のエネルギーを吸収することによって衝撃のエネルギーが振動子パッケージ３に伝わりにくくしている。
【００２５】
一方、振動子パッケージ３の中では、水晶ブランク４が同様に片持ち梁構造で保持されている。しかも保持部材５の位置が支持部材８が設けられている一方の辺とは対向するもう一方の辺の近傍であるため、水晶ブランク４の保持部材５には衝撃が直接には伝わらない。保持部材５には衝撃のエネルギーがある程度吸収された振動のエネルギーが伝わる。そして、水晶ブランク４は保持部材５によって片持ち梁構造で保持されているため、保持部材５で支持された一方の辺側には保持部材５と同じ振動が加わるが、対向するもう一方の辺側に加わる振動は小さくなる。これは、水晶ブランク４が保持部材５を支点として振動することによって振動のエネルギーをある程度吸収するからである。そのため、水晶ブランク４の保持部材５で保持された一方の辺側に対向するもう一方の辺側に加わる振動のエネルギーは、水晶振動子１に加わった衝撃のエネルギーに比べて大幅に小さいものとなる。
【００２６】
このように、水晶振動子１においては、振動子パッケージ３を支持する支持部材８が振動子パッケージ３の底面において、その一方の辺の近傍において１本の直線状に配置されているために、水晶振動子１に加わった衝撃のエネルギーが水晶ブランク４に加わる際に、それを減衰させることができる。さらに、水晶ブランク４の保持位置が形成する直線を振動子パッケージ３の底面に投影した直線が、支持部材８が形成する直線が近接する一方の辺とは反対側のもう一方の辺の近傍に平行に位置しているため、水晶ブランク４に加わる衝撃のエネルギーをさらに減衰させることができる。そのため、水晶振動子に加わる衝撃によって発振周波数が瞬間的に変化する可能性を大幅に小さくすることができる。
【００２７】
もちろん、特許文献１や２に開示された構成のようなコイルスプリングを備える必要がないので、大型化や価格の上昇を抑制することもできる。
【００２８】
なお、水晶ブランク４に加わる衝撃を吸収する能力は若干低下するが、水晶ブランク４の保持位置が形成する直線を振動子パッケージ３の底面に投影した直線と支持部材８が形成する直線が一致していても構わない。
【００２９】
図３に本発明の水晶振動子の別の実施例の平面図を示す。図３においては図２（ｂ）の場合と同様に水晶振動子のみを外した状態を示している。水晶振動子については図２の場合と同様である。図３において、図２と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明を省略する。
【００３０】
図３に示した水晶振動子２０においては、３つの支持部材８は回路基板６の上面において、その対角線上に直線状に配置されている。支持部材８の上には回路基板６とほぼ同じ形状の水晶振動子２が搭載されるので、支持部材８は振動子パッケージ３の底面における対角線に沿った直線状に配置されていることになる。また、回路基板６上の支持部材８が並ぶ対角線とは別の対角線の端部となる２つのコーナー部分には、回路基板６と振動子パッケージとの間に樹脂１０が設けられている。
【００３１】
このように、水晶発振器２０においては振動子パッケージの底面で支持部材８が１本の直線状に配置されているため、水晶振動子パッケージが支持部材８を支点として樹脂１０の上に位置する部分が交互に上下に振動することができる。そのため、水晶振動子２０に加わった衝撃のエネルギーが水晶ブランクに加わる際に、それを減衰させることができる。しかも、支持部材８の配置されている直線と水晶ブランクの保持位置が形成する直線とが平行にはなっていないものの一致もしていないため、水晶ブランクに加わる衝撃のエネルギーをさらに減衰させることができる。そのため、水晶振動子に加わる衝撃によって発振周波数が瞬間的に変化する可能性を大幅に小さくすることができる。また、水晶振動子１の場合と同様に、小型化、低価格化を図ることもできる。
【００３２】
図４に本発明の水晶振動子のさらに別の実施例の平面図を示す。図４においては図２（ｂ）の場合と同様に水晶振動子のみを外した状態を示している。水晶振動子については図２の場合と同様である。図４において、図２と同一もしくは同等の部分には同じ記号を付し、その説明を省略する。
【００３３】
図４に示した水晶振動子３０においては、３つの支持部材８は回路基板６の上面において、対向する２つの辺のうちの一方の辺と他方の辺の中間を該２つの辺と平行に通る直線に沿って配置されている。支持部材８の上には回路基板６とほぼ同じ形状の水晶振動子２が搭載されるので、支持部材８は振動子パッケージ３の底面において、対向する２つの辺のうちの一方の辺と他方の辺の中間を該２つの辺と平行な直線状に配置されていることになる。また、回路基板６上の支持部材８が並ぶ直線に平行な２つの辺の中央部分近傍、回路基板６と振動子パッケージとの間に樹脂１０が設けられている。
【００３４】
このように、水晶発振器３０おいては振動子パッケージの底面で支持部材８が１本の直線状に配置されているため、水晶振動子パッケージが支持部材８を支点として樹脂１０の上に位置する部分が交互に上下に振動することができる。そのため、水晶発振器３０に加わった衝撃のエネルギーが水晶ブランクに加わる際に、それを減衰させることができる。しかも、支持部材８の配置されている直線と水晶ブランクの保持位置が形成する直線とが平行になっているため、水晶ブランクに加わる衝撃のエネルギーをさらに減衰させることができる。そのため、水晶振動子に加わる衝撃による発振周波数が瞬間的に変化する可能性を大幅に小さくすることができる。また、水晶振動子１の場合と同様に、小型化、低価格化を図ることもできる。
【００３５】
なお、上記の各実施例においては振動子パッケージの下に樹脂１０を備えていたが、この樹脂１０は振動吸収能力は少し低減するものの無くても構わない。
【００３６】
樹脂１０が無い場合には振動子パッケージが振動することによって振動子パッケージの底面が回路基板６あるいは回路基板６の上に搭載された回路部品９の一部と接触する可能性が考えられる。そこで、衝撃を受けた際の振動子パッケージの振動のクリアランスを確保するために、振動子パッケージの底面の一部、より具体的には支持部材８が接続されている直線状の部分から最も離れた部分の底面を切り欠いておいても構わない。また逆に、その下に位置する回路基板６の方を切り欠いておいても構わない。
【００３７】
図５に、本発明の電子装置の一実施例の斜視図を示す。図５において、電子装置の１つである携帯電話機１００は、筐体１０１と、その中に配置されたプリント基板１０２と、プリント基板１０２上に基準信号源として実装された本発明の水晶発振器１を備えている。
【００３８】
このように構成された携帯電話機１００においては、本発明の水晶発振器１を用いているため、衝撃による誤動作の可能性を低減することができる。
【００３９】
なお、図５においては電子装置として携帯電話機を示したが、電子装置としては携帯電話機に限るものではなく、本発明の水晶発振器を用いたものであれば何でも構わないものである。
【００４０】
【発明の効果】
本発明の水晶発振器によれば、平板状の振動子パッケージを有する水晶振動子と、少なくとも発振回路の形成された平板状の回路基板とを備え、回路基板上で振動子パッケージを回路基板と略平行に支持する水晶発振器において、振動子パッケージを支持する支持部材を振動子パッケージの底面で１本の直線状に配置することによって、水晶発振器に加わる衝撃が水晶振動子の水晶ブランクに加わりにくくなり、その結果として衝撃による発振周波数の瞬間的な変化を減少させることができる。また、サイズの大型化や価格の上昇を抑制することができる。
【００４１】
また、本発明の電子装置によれば、本発明の水晶発振器を用いることによって、衝撃による誤動作の可能性を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の水晶発振器の一実施例を示す一部破砕側面図である。
【図２】図１の水晶発振器の一部破砕平面図（ａ）および水晶振動子を外した状態での平面図（ｂ）である。
【図３】本発明の水晶発振器の別の実施例を示す水晶振動子を外した状態での平面図である。
【図４】本発明の水晶発振器のさらに別の実施例を示す水晶振動子を外した状態での平面図である。
【図５】本発明の電子装置の一実施例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１、２０、３０…水晶発振器
２…水晶振動子
３…振動子パッケージ
４…水晶ブランク
５…保持部材
６…回路基板
７…端子電極
８…支持部材
９…回路部品
１０…樹脂
１００…携帯電話機
【図１】
2004242089.tif 000003
【図２】
2004242089.tif 000004
【図３】
2004242089.tif 000005
【図４】
2004242089.tif 000006
【図５】
2004242089.tif 000007