(57)【要約】【目的】各音叉腕の貫通溝あるいは溝に補強用の充填材を埋設することで機械的衝撃に対する強度を高めるとともに、電界効率を高めてクリスタルインピ−ダンスを良好にし、小型化を促進した音叉型振動子を提供する。【構成】両主面に溝を有する一対の音叉腕が基部から延出し、前記溝の内周面には駆動電極を有する音叉型振動子において、前記溝には補強用の充填材が埋設した構成とする。また、前記溝は前記音叉腕の両主面から貫通した構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両主面に溝を有する一対の音叉腕が基部から延出し、前記溝の内周面には駆動電極を有する音叉型水晶振動子において、前記溝には補強用の充填材が埋設したことを特徴とする音叉型水晶振動子。
【請求項２】
前記溝は前記音叉腕の両主面から通した請求項１の音叉型水晶振動子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は音叉腕の両主面に溝を有する音叉型水晶振動子（以下、音叉型振動子とする）を技術分野とし、特に機械的強度を高めた音叉型振動子に関する。
【背景技術】
【０００２】
（発明の背景）
音叉型振動子は特にクロック源として時計を含む各種電子機器に発振回路とともに内蔵される。近年では、各種電子機器の小型化に伴い、音叉型振動子には例えば3.2×1.5ｍｍ以下とした超小型化が求められている。このようなものの一つに、一対の音叉腕の両主面に溝を設けて駆動効率を高めたものがある。
【０００３】
（従来技術の一例）
第３図は一従来例を説明する音叉型振動子の外観図である。音叉型振動子は主面が結晶軸（ＸＹＺ）のＺ軸に直交したＺカットの水晶片からなり、一対の音叉腕１（ａｂ）が基部２から延出してなる。但し、結晶軸（ＸＹＺ）のＸ軸を幅、Ｙ軸を長さ、Ｚ軸を厚み方向とする。そして、一対の音叉腕１（ａｂ）の両主面には溝３を有する。
【０００４】
各音叉腕１（ａｂ）におけるそれぞれの両主面（溝３）及び両側面には、第４図（断面図）に示したように駆動電極４（ａｂｃｄ）を有する。両主面の溝３内の駆動電極４（ａｂ）は内周面及び底面に形成される。各駆動電極４（ａｂｃｄ）は図示しない引き回し電極によって結線される。そして、各音叉腕１（ａｂ）における駆動電極４（ａｂｃｄ）の両主面同士及び両側面同士は同電位とし、両主面と両側面間では互いに異符号とする。
【０００５】
また、各音叉腕１（ａｂ）間では、両主面の駆動電極４（ａｂ）と両側面の駆動電極４（ｃｄ）とでは同電位として、両主面間同士及び両側面間同士では異符号とする。これにより、各音叉腕１（ａｂ）では両主面と両側面との間で生じる互いに逆向きの電界「第４図（ａ）の矢印」によって屈曲振動を生じ、結局は、所謂音叉振動を生じる。
【０００６】
例えば、一方の音叉腕１ａでは、両主面から内側面に向かうＸ軸方向の電界によって、第４図（ｂ）の上向きの矢印で示すように、音叉腕１ｂの外側領域ではＹ軸方向に伸張する。また、両主面から内側両に向かうＸ軸方向の電界によって、音叉腕１ａの内側領域では下向きの矢印で示すようにＹ軸方向に縮小する。したがって、一方の音叉腕１ａは水平方向の矢印で示すように内側に向かって撓む。
【０００７】
そして、一方の音叉腕１ａに、前述とは逆に両側面から両主面に向かう電界が生ずると、第４図（ｃ）に示したように外側領域ではＹ軸方向に縮小し、内側領域ではＹ軸方向に伸張する。したがって、一方の音叉腕１ａは外側に向かって撓む。これらの撓みは、発振回路からの交番電圧によって交互に生じ、屈曲振動を生ずる。
【０００８】
他方の音叉腕１ｂでは、両主面と両側面との間に生ずる電界が一方の音叉腕１ａとは逆向きであることから、一方の音叉腕１ａが内側に向かって撓むときは同様に内側に撓み、一方の音叉腕１ａが外側に向かって撓むときは同様に外側に向かって撓む。したがって、一対の音叉腕１（ａｂ）は互いに逆向きの水平方向に振動して、所謂音叉振動を生ずる。
【０００９】
このようなものでは、一対の音叉腕１（ａｂ）の主面に溝３を設けて特に内周面に駆動電極４（ａｂ）を形成する。したがって、両側面の駆動電極４（ｃｄ）との間では、Ｘ軸方向の電界が直線的になるので、電界効率が高まる。これにより、音叉型振動子の長さが短くなっても駆動効率（電界効率）が高まるので、小型化を促進できる。
【特許文献１】特開２００２−２６１５７５号公報（セイコーエプソン）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
（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、音叉腕１（ａｂ）の主面に設けた溝３によって駆動効率は高まるものの、その反面、機械的衝撃には弱くて破損等を生じる問題があった。また、音叉主面の溝３は貫通して貫通溝３Ａとし（第５図）、貫通溝３Ａの内側面の全面に駆動電極４を設ければ電界効率は高まる。しかし、この場合には、貫通溝３Ａによって充分な屈曲振動が得られず、不要振動を発生してクリスタルインピーダンス（ＣＩ）を逆に悪化させる問題があった。
【００１１】
すなわち、貫通溝３Ａによって、各音叉腕１（ａｂ）例えば一方の音叉腕１ａでは、内側領域と外側領域がそれぞれＸ軸方向の電界によって伸張及び縮小する。しかし、貫通溝３Ａである中央領域での機械的結合がないため、音叉腕１（ａｂ）の外側及び内側への撓みがなくなり、結局は音叉振動が阻害される。このことから、不要振動を生じてＣＩを悪化させる問題があった。
【００１２】
（発明の目的）
本発明は機械的衝撃に対する強度を高め、さらにＣＩを向上した音叉型振動子を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、特許請求の範囲（請求項１）に示したように、両主面に溝を有する一対の音叉腕が基部から延出し、前記溝の内周面には駆動電極を有する音叉型振動子において、前記溝には補強用の充填材が埋設した構成とする。また、請求項２では前記溝は前記音叉腕の両主面から貫通した構成とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記構成（請求項１）であれば、補強用の充填材を音叉主面の溝に埋設したので、電界強度を高めてしかも機械的強度を維持できる。
【００１５】
また、請求項２では溝を貫通溝とするので、音叉腕の特に中心部分での電界強度を高める。この場合、貫通溝には補強用の充填材が埋設するので、各音叉腕ともに屈曲振動を維持して、音叉振動を阻害しない。したがって、機械的強度を高めてＣＩを向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
第１図は本発明の一実施形態を説明する図で、同図（ａ）は音叉型振動子の外観図、同図（ｂ）断面図である。なお、前従来例と同一部分の説明は簡略又は省略する。
【００１７】
音叉型振動子は前述したように一対の音叉腕１（ａｂ）が基部２から延出したＺカットの水晶片からなり、各音叉腕１（ａｂ）にはここでは両主面を貫通した貫通溝３Ａを有する。そして、各貫通溝３Ａの内側面を含む両主面及び両側面には駆動電極４を有する。また、各貫通溝３Ａには例えばガラスからなる充填材５が埋設される。
【００１８】
駆動電極４は、前述同様に、図示しない引き回し電極によって結線され、各音叉腕１（ａｂ）の貫通溝３Ａにおける内周面の駆動電極４（ａｂ）同士、及び外側面と内側面の駆動電極４（ｃｄ）同士とは同電位とする。また、内周面の駆動電極４（ａｂ）と両側面の駆動電極４（ｃｄ）とでは互いに異符号とする。そして、一対の音叉腕１（ａｂ）間では、貫通溝３Ａの内周面の駆動電極４（ａｂ）同士、及び両側面の駆動電極同士４（ｃｄ）は異符号とする。
【００１９】
なお、これらは図示しない水晶ウェハの状態で駆動電極及び引き回し電極を一体的に形成した後、貫通溝３Ａに充填材としての溶融ガラスを埋設して硬化させる。その後、個々の音叉型振動子に分割される。
【００２０】
このような構成であれば、各音叉腕１（ａｂ）の貫通溝３Ａの内周面の全面には駆動電極４（ａｂ）が形成される。したがって、各音叉腕１（ａｂ）における貫通溝３Ａの内周面の駆動電極４（ａｂ）と外側面及び内側面の駆動電極４（ｃｄ）との間での電界は、中心部分を含めて全てが直線的になる。
【００２１】
これにより、電界効率が高まるので、例えばＣＩを良好にして小型化を促進できる。そして、貫通溝３Ａには充填材５を埋設するので、機械的強度を高められる。
【００２２】
（他の事項）
上記実施形態では各音叉腕１（ａｂ）の溝３は貫通溝３Ａとしたが、両主面から溝の深さを大きくした貫通しない溝であってもよい。例えば第２図（断面図）に示したように、両主面から厚みの９０％以上（例えば片面から４５％以上）溝）を設けて充填材を埋設してもよい。この場合でも、充填材を埋設するので機械的強度を維持して、内周面の駆動電極４（ａｂ）の面積を増加してＣＩを高められる。そして、溝３の底面を含めて内周面と充填材５の接触面積が増加するので、両者間の接合強度をさらに高める。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の一実施形態を説明する図で、同図（ａ）は音叉型振動子の外観図、同図（ｂ）は断面図である。
【図２】本発明の他の実施形態を説明する音叉型振動子の断面図である。
【図３】従来例を説明する音叉型振動子の外観図である。
【図４】従来例を説明する図で、同図（ａ）は音叉型振動子の断面図、同図（ｂｃ）は正面図である。
【図５】従来例を説明する音叉型振動子の断面図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  音叉腕、２  基部、３  溝、４  駆動電極、５  充填材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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