(57)【要約】      （修正有）【課題】第一の脚と第二の脚とを有する音叉型圧電振動片の共振周波数調整時、保持箇所での回転ずれにより脚先端での加工形状（長さ）が異なる事を防ぐ圧電振動子の製造方法を提供する。【解決手段】音叉型圧電振動片１００の第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端は、音叉型圧電振動片１００の基部２を保持具で保持した箇所を中心とする円弧曲線上の等距離線上で、第一の脚と第二の脚とのそれぞれの脚先端をブラスト加工する事で、それぞれの脚先端形状を等しくする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基部と、前記基部から突出した第一の脚および第二の脚とを有する音叉型圧電振動片の製造方法であって、前記第一の脚と前記第二の脚と等距離線上の一点を中心とした円弧曲線に倣って、前記第一の脚と前記第二の脚との脚先端を研削し、前記音叉型圧電振動片の共振周波数を調整することを特徴とする音叉型圧電振動片の製造方法。
【請求項２】
ブラスト加工により、前記脚先端を研削することを特徴とする請求項１記載の音叉型圧電振動片の製造方法。
【請求項３】
前記等距離線上で、かつ前記基部上に位置する箇所を、前記音叉型圧電振動片の保持部として、前記音叉型圧電振動片の共振周波数を調整することを特徴とする請求項１または２に記載の音叉型圧電振動片の製造方法。
【請求項４】
前記中心を前記保持部とすることを特徴とする請求項３記載の音叉型圧電振動片の製造方法。
【請求項５】
前記円弧曲線の半径Ｒは、前記基部を保持した箇所から前記音叉型圧電振動片の脚先端までの長さＬのとき、Ｒ＝Ｌとすることを特徴とする請求項１または３から４のいずれか一つに記載の音叉型圧電振動片の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音叉型圧電振動片の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、移動体通信機、スマートメーター等電子機器や時計の基準信号源として用いられる圧電振動子に関する。詳しくは、音叉型圧電振動片の共振周波数の調整方法に関するものである。
【０００３】
時計や移動体通信機の基準信号源として、二本の脚を有する音叉型圧電振動片が広く用いられている。このような二脚の音叉型圧電振動片は二本の脚が脚の並ぶ方向すなわち面内で、互いに反対方向に屈曲振動するような振動モードで使用される。
【０００４】
音叉型圧電振動片の共振周波数を調整する方法として、音叉型圧電振動片の脚先端をレーザ照射やブラスト加工等により脚先端を除去し、音叉型圧電振動片の脚の質量が変化することにより、所望の共振周波数に調整することが行われている。特許文献１では、圧電振動片の脚先端（第一の脚先端と第二の脚先端と）の外側角部をグラインダー等により削り共振周波数の調整を行うことが記載されている。
【０００５】
図２は、共振周波数調整前の音叉型圧電振動片１の上面図である。図２に示すように、音叉型圧電振動片１は、基部２とこの基部２から突出している第一の脚３ａと第二の脚３ｂとを有する。二本の脚の表裏主面および両側面のそれぞれには、脚を振動させるための励振電極が形成されている（不図示）。基部の表裏主面には外部電極と接続させるための基部電極が形成されている（不図示）。励振電極と基部電極とは接続電極で接続されている（不図示）。
【０００６】
従来のブラスト加工による共振周波数調整工程を以下に説明する。図３は、音叉型圧電振動片の共振周波数調整工程を説明する図である。図３（ａ）は上面図である。図３（ｂ）は側面図である。図３（ａ）と図３（ｂ）に示すように、保持具１０と保持具１０´とで、音叉型圧電振動片１の基部２を保持する。保持具１０´は基部２の幅をＷとしたとき、Ｗ／２の箇所すなわち幅方向の中心を保持している。次に発振回路（不図示）で音叉型圧電振動片１を発振駆動させ周波数カウンタ（不図示）で発振駆動させた音叉型圧電振動片１の共振周波数を測定する。共振周波数制御回路（不図示）は周波数カウンタで測定された共振周波数に応じて、ブラスト加工装置に研磨材１２の吐出指令をする。ブラスト加工装置は研磨材１２を吐出させるノズル１１が設けられている。研磨材１２は、ノズル１１に形成されている略矩形形状の開口部１３より吐出し、音叉型圧電振動片１の第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端から研削する。
【０００７】
図４は、共振周波数調整前後の音叉型圧電振動片の上面図である。図４（ａ）は、共振周波数調整前の音叉型圧電振動片１である。図４（ｂ）は、音叉型圧電振動片１の共振周波数調整後の音叉型圧電振動片２０である。図４（ｂ）に示すように、共振周波数調整後の音叉型圧電振動片２０の第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端を研削しているため、図４（ａ）に示す共振周波数調整前の音叉型圧電振動片１の第一の脚３ａと第二の脚３ｂとに比べ、脚が短くなっている。なお、図４（ｂ）に示す斜線部６は脚先端を研削した部分である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】実開平５−８００３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、保持具１０と保持具１０´とで音叉型圧電振動片１の基部２を保持すると音叉型圧電振動片１は、図５に示すように、保持した箇所を中心に回転ずれが起きる。図５は、回転ずれ（θ）した音叉型圧電振動片の共振周波数調整工程を説明する上面図である。
【００１０】
図６は、図５に示した音叉型圧電振動片１を、ブラスト加工した音叉型圧電振動片３０の上面図である。図６に示すように、音叉型圧電振動片３０の第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端の形状が異なると、第一の脚３ａと第二の脚３ａとは脚の長さが異なる。ここで、第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚長さの差を、Ａ寸法と定義する。
【００１１】
共振周波数調整後の音叉型圧電振動片の脚先端の形状が異なると、振動漏れが発生しやすくなり、圧電振動子の特性が低下する。振動漏れとは、圧電振動片をパッケージ内に固定し、パッケージ内は真空中で気密封止された圧電振動子において、特に圧電振動片が音叉型圧電振動片で屈曲振動するものである場合、この振動がパッケージにまで伝搬し、圧電振動子の特性を低下させる。
【００１２】
図１１は、Ａ寸法と振動漏れの関係を示す図である。図１１に示すように、Ａ寸法すなわち、第一の脚３ａの脚長さと第二の脚３ｂの脚長さの差が大きいと振動漏れは大きくなることが分かる。これは、第一の脚３ａの脚長さと第二の脚３ｂの脚長さが異なることにより、脚が屈曲振動するときバランスが悪く振動漏れが起こるためである。振動漏れは次の方法により求めた。先ず、図６に示す音叉型圧電振動片３０をパッケージ内に固定し、パッケージ内は真空中で気密封止された圧電振動子を用意する。圧電振動子を発振回路で発振駆動させる。次に圧電振動子を竹のピンセットで挟んだとき、挟まないときの共振周波数の差を振動漏れとした。なお、図１１のＡ寸法と振動漏れの値は絶対値で表示している。
【００１３】
本発明の目的は、上記課題を解決し、保持具１０と保持具１０´とで音叉型圧電振動片１の基部２を保持し、保持した箇所を中心に回転ずれした状態で、音叉型圧電振動片１の第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端をブラスト加工しても音叉型圧電振動片１の第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端の形状は等しくなる音叉型圧電振動片の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
基部と、基部から突出した第一の脚および第二の脚とを有する音叉型圧電振動片の製造方法であって、第一の脚と第二の脚と等距離線上の一点を中心とした円弧曲線に倣って、第一の脚と第二の脚との脚先端を研削し、音叉型圧電振動片の共振周波数を調整する。
【００１５】
ブラスト加工により、脚先端を研削する音叉型圧電振動片の製造方法。
【００１６】
等距離線上で、かつ基部上に位置する箇所を、音叉型圧電振動片の保持部として、音叉型圧電振動片の共振周波数を調整する。
【００１７】
中心を保持部とする音叉型圧電振動片の製造方法。
【００１８】
円弧曲線の半径Ｒは、基部を保持した箇所から音叉型圧電振動片の脚先端までの長さＬのとき、Ｒ＝Ｌとする音叉型圧電振動片の製造方法。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、音叉型圧電振動片１の第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端は音叉型圧電振動片１の基部を保持具１０と保持具１０´で保持した箇所を中心とする円弧曲線上でブラスト加工するため、音叉型圧電振動片１の第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端の形状は等しく、これにより圧電振動子の特性の低下を防ぐことが出来る。
本発明によれば、音叉型圧電振動片の保持が回転ずれしても、第一の脚と第二の脚との脚先端の形状を等しく加工する音叉型圧電振動片の製造方法を提供することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の音叉型圧電振動片を説明する図である。
【図２】共振周波数調整前の音叉型圧電振動片を説明する図である。
【図３】従来技術の音叉型圧電振動片の共振周波数調整工程を説明する図である。
【図４】共振周波数調整前後の音叉型圧電振動片を説明する図である。
【図５】従来技術の回転ずれ（θ）した音叉型圧電振動片の共振周波数調整工程を説明する図である。
【図６】共振周波数調整後の音叉型圧電振動片を説明する図である。
【図７】本実施例の音叉型圧電振動片を説明する図である。
【図８】本発明の音叉型圧電振動片の共振周波数調整工程を説明する図である。
【図９】本実施例の共振周波数調整前後の音叉型圧電振動片を説明する図である。
【図１０】本実施例の変形例の共振周波数調整前後の音叉型圧電振動片を説明する図である。
【図１１】音叉型圧電振動片の第一の脚と第二の脚との差をＡ寸法しＡ寸法と振動漏れの関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。なお本発明の範囲は以下の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また図面においては各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等を異ならせる場合がある。説明にあたっては、発明に関係ない部分は省略している。
【００２２】
図７は、本実施例の共振周波数調整前の音叉型圧電振動片１の上面図である。図７に示すように、音叉型圧電振動片１は、基部２とこの基部２から突出している第一の脚３ａと第二の脚３ｂとを有する。音叉型圧電振動片１の基部端部から第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端までの距離すなわち全長Ｌは４．５ｍｍである。音叉型圧電振動片１は、機械加工により形成される。二本の脚の表裏主面および両側面のそれぞれには、脚を振動させるための励振電極が形成されている（不図示）。基部の表裏主面には外部電極と接続させるための基部電極が形成されている（不図示）。励振電極と基部電極とは接続電極で接続されている（不図示）。音叉型圧電振動片への電極を設ける方法として、金属製の蒸着マスクを２枚用いて音叉型圧電振動片の表裏面を挟持し、例えば真空蒸着法等の手段により音叉型圧電振動片の表裏主面および側面にクロム、銀、金等の電極材料を付着させている。
【００２３】
次に本実施例の音叉型圧電振動片１の共振周波数調整工程について説明する。図８は音叉型圧電振動片１の共振周波数調整工程の上面図である。図８に示すように、保持具１０と保持具１０´とで、音叉型圧電振動片１の基部２を保持する。保持具１０´は基部２の幅をＷとしたとき、Ｗ／２の箇所すなわち幅方向の中心であり、第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの等距離線（仮想線２００）上で保持している。次に発振回路（不図示）で音叉型圧電振動片１を発振駆動させ周波数カウンタ（不図示）で発振駆動させた音叉型圧電振動片１の共振周波数を測定する。共振周波数制御回路（不図示）は周波数カウンタで測定された共振周波数に応じて、ブラスト加工装置に研磨材の吐出指令をする。ブラスト加工装置は研磨材を吐出させるノズル１１が設けられている。研磨材はノズル１１に形成されている曲線形状の開口部１４より吐出し、音叉型圧電振動片１の第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端から研削する。
【００２４】
ブラスト加工装置に設けられているノズル１１に形成する曲線形状の開口部１４の半径は、次の方法で決定される。共振周波数の調整を行う音叉型圧電振動片１を用意する。保持具１０と保持具１０´とで音叉型圧電振動片１の基部２を保持する。次に保持した箇所から音叉型圧電振動片１の第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端まで距離を測定する。保持した箇所から音叉型圧電振動片１の第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端までの距離に基づきノズル１１に形成する曲線形状の開口部１４の半径を決定する。図８に示す音叉型圧電振動片１の共振周波数を調整する際に用いられるノズル１１に形成する曲線形状の開口部１４の半径は、音叉型圧電振動片１の全長をＬ、音叉型圧電振動片の基部端部から保持具１０と保持具１０´とで基部を保持した箇所までの長さをＢ、ノズル１１に形成する曲線形状の開口部１４の半径をＲとしたとき、Ｒ＝（Ｌ−Ｂ）±１５％で表すことが出来る。
【００２５】
図１は、本発明の製造方法によって製造される共振周波数調整後の音叉型圧電振動片１００の上面図である。図１に示すように、音叉型圧電振動片１００の第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端は、音叉型圧電振動片１００の基部２を保持具で保持した箇所を中心とする円弧曲線上でブラスト加工される。このため第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端の形状は、仮想線２００に対して対称となる。仮想線２００は、音叉型圧電振動片１００の第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの等距離線であり、基部２の幅をＷとしたとき、Ｗ／２の箇所すなわち幅方向の中心上に形成されている。
【００２６】
図９は、本実施例の共振周波数調整前後の音叉型圧電振動片を比較する上面図である。図９（ａ）は、共振周波数調整前の音叉型圧電振動片１の上面図である。図９（ｂ）は、共振周波数調整後の音叉型圧電振動片１００の上面図である。本実施例では、共振周波数調整前の音叉型圧電振動片の全長Ｌ１を、４．５ｍｍとし、音叉型圧電振動片１の基部端部より、０．２ｍｍ脚側の箇所２０１を保持具１０（不図示）と保持具１０´（不図示）とで保持した。ノズル１１に形成する曲線形状の開口部１４の半径Ｒ１は、音叉型圧電振動片１の基部２を保持した箇所から音叉型圧電振動片１の第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端までの距離に基づき決定し、４．３ｍｍとした。このノズル１１の開口部１４より研磨材を吐出させ音叉型圧電振動片１の第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端を研削すると、図９（ｂ）に示す音叉型圧電振動片１００の第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端の曲面の半径Ｒ１は４．３ｍｍとなり、第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端の形状は等しくなる。なお、本実施例では、音叉型圧電振動片の基部端部より、０．２ｍｍ脚側の箇所を保持具で保持したが、これは一例であり保持する箇所は任意に設定すればよい。また前述したように保持具１０´は基部２の幅をＷとしたとき、Ｗ／２の箇所すなわち幅方向の中心であり、第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの等距離線（仮想線２００）上で保持している。
【００２７】
図１０は、本実施例の変形例の共振周波数調整前後の音叉型圧電振動片を比較する上面図である。図１０（ａ）は、共振周波数調整前の音叉型圧電振動片７の上面図である。図１０（ｂ）は、共振周波数調整後の音叉型圧電振動片１１０の上面図である。本実施例では、共振周波数調整前の音叉型圧電振動片７の全長Ｌ２を、３．４ｍｍとし、音叉型圧電振動片７の基部端部より、０．４ｍｍ脚側の箇所２０１を保持具１０（不図示）と保持具１０´（不図示）とで保持した。ノズル１１に形成する曲線形状の開口部１４の半径Ｒ２は、音叉型圧電振動片７の基部２を保持した箇所から音叉型圧電振動片７の第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端までの距離に基づき決定し、３．０ｍｍとした。このノズル１１の開口部１４より研磨材を吐出させ音叉型圧電振動片１の第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端を研削すると、図１０（ｂ）に示す音叉型圧電振動片１１０の第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端の曲面の半径Ｒ２は３．０ｍｍとなり、第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの脚先端の形状は等しくなる。なお、本実施例では、音叉型圧電振動片の基部端部より、０．４ｍｍ脚側の箇所を保持具で保持したが、これは一例であり保持する箇所は任意に設定すればよい。また前述したように保持具１０´は基部２の幅をＷとしたとき、Ｗ／２の箇所すなわち幅方向の中心であり、第一の脚３ａと第二の脚３ｂとの等距離線（仮想線２００）上で保持している。
【符号の説明】
【００２８】
１、７、２０、３０、１００、１１０、  音叉型圧電振動片
２  基部
３ａ  第一の脚
３ｂ  第二の脚
６  脚先端が除去された部分
１０、１０´  保持具
１１  ノズル口
１２  研磨材
１３  略矩形形状の開口部
１４  曲線形状の開口部
２００  仮想線
２０１  保持点
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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