【手続補正書】
【提出日】平成22年12月21日(2010.12.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
基部と、
前記基部の一端側から所定方向に突出する第１振動腕部及び第２振動腕部と、
前記第１及び第２振動腕部の表面に前記所定方向に伸びて形成されている第１溝部及び第２溝部と、を備え、
前記第１溝部と前記第２溝部とが、前記第１振動腕部及び第２振動腕部の間の中心を中心線として線対称でないことを特徴とする圧電振動片。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項８】
前記第１溝部と前記第２溝部とは、前記所定方向の長さおよび溝部の形状が同じであり、前記第１溝部の基部側形状及び第２溝部の基部側形状は前記所定方向の中心線に対して線対称でないことを特徴とする請求項１に記載の圧電振動片。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
特許文献１に開示された音叉型圧電振動片は、基部と基部から所定方向に伸びて形成されている一対の振動腕部とを備えている。その一対の振動腕部には対称的な同じ形状となる溝部が一つずつ設けられている。その溝部の正面から見た端部形状は、例えば箱型、Ｕ字型又はＶ字型である。また、振動腕部の裏面にも同様に溝部が設けられている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
エッチングによって生じる異形部の影響により一対の振動腕部の振動バランスが悪くなる。そのため、特許文献１に開示された音叉型圧電振動片のように、一対の振動腕部に設けられた溝部の形状が同じで対称である場合には、一対の振動腕部の振動バランスをとるために、振動腕部の股部に対するエッチングの要求がより高くなる。しかしながら、音叉型圧電振動片の小型化により、一対の振動腕部の隙間の幅がより狭くなるため、隙間を均一にエッチングすることがより難しくなる。従って、より大きな異形部が生じる問題があり、その異形部は振動バランスに多大な影響を与える。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
特許文献２に開示された音叉型圧電振動片は切り込みを設けることで、前述の異形部が振動腕部の剛性バランスを悪くする問題を解決するが、音叉型圧電振動片の小型化により、一対の振動腕部の隙間の幅もより狭くなるので、正しく切り込みを設けることも難しくなってしまい、問題が解決されなくなってしまった。従って、これも同様に異形部が振動バランスに多大な影響を与える問題がある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたもので、一対の振動腕部の股部のエッチングで形成される異形部によって生じる影響をより小さくする圧電振動片、圧電振動子及び圧電発振器を提供することを目的とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
第１の観点の圧電振動片は、基部と、基部の一端側から所定方向に突出する第１振動腕部及び第２振動腕部と、第１及び第２振動腕部の表面に所定方向に伸びて形成されている第１溝部及び第２溝部とを備える。そして、第１溝部の基部側と第２溝部の基部側とが、第１振動腕部及び第２振動腕部の間を中心線として線対称でない。
この構成によれば、圧電振動片は第１溝部及び第２溝部の基部側の形状及び長さなどを調整することで、第１振動腕部及び第２振動腕部の隙間のエッチングの影響により第１振動腕部及び第２振動腕部の剛性バランスが不良になることを防止できる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
第４の観点の圧電振動片において、第１溝部の基部側と第２溝部の基部側とは、形状が異なる。
振動腕部の股部のエッチングにより振動腕部の剛性の強くなった側の溝部をより大きくエッチングし形状を変えることにより、第１振動腕部及び第２振動腕部の剛性バランスをとることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
第８の観点の圧電振動片において、第１溝部の基部側と第２溝部の基部側とは、形状も長さも同じで第１溝部及び第２溝部の所定方向の中心線に対して対称でない。
振動腕部の股部のエッチングによって振動腕部の剛性が相対的に強くなった側の溝部を、より大きくエッチングし非対称的な形状にすることで、第１振動腕部及び第２振動腕部の剛性バランスをとることができる。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明は、振動腕部に形成された溝部の長さ及び基部側の形状などを調整することで、振動腕部の剛性バランスをとり、一対の振動腕部の股部のエッチングによる影響をより小さくする圧電振動片を提供できる。また、このような圧電振動片を圧電振動子及び圧電発振器に用いることで、所望の周波数からずれることが防止できる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
図１（ａ）に示されたように、音叉型圧電振動片１０は基部１１と基部１１から所定方向に伸びて形成されている一対の第１振動腕部１２Ａ及び第２振動腕部１２Ｂを備えている。また、一対の第１振動腕部１２Ａ及び第２振動腕部１２Ｂの表面には、長さが異なっている第１溝部１３Ａ及び第２溝部１３Ｂがそれぞれ形成されている。また、第１溝部１３Ａ及び第２溝部１３Ｂの基部１１側の端部（以下、端部と称する）１３ａ、１３ｂは箱型である。箱型とは溝部の基部側の端部がＸ方向に直線であることを意味している。さらに、第１振動腕部１２Ａ及び第２振動腕部１２Ｂの股部の隙間において、第１振動腕部１２Ａ側が第２振動腕部１２Ｂ側に比べてより大きくエッチングされている。このため、第１振動腕部１２Ａ及び第２振動腕部１２Ｂの隙間の股部（以下、股部と称する）３１にはヒレ状の異形部３２が生じる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
ここで、音叉型圧電振動片１０の大きさは次のとおりである。
基部１１の縦方向の長さＬ１は、例えば０．５８ｍｍないし０．６４ｍｍに形成されている。この基部１１から突出して配置されている第１振動腕部１２Ａ及び第２振動腕部１２Ｂの縦方向の長さＬ２は約１．４５ｍｍないし１．６５ｍｍに形成されている。従って、第１振動腕部１２Ａ及び第２振動腕部１２Ｂの長さＬ２に対する基部１１の長さＬ１は、約４０パーセントとなっている。また、第１溝部１３Ａの長さＬ３の範囲は第１振動腕部１２Ａ及び第２振動腕部１２Ｂの長さＬ２の約６０パーセントから７０パーセントであり、０．８７ｍｍないし１．１２ｍｍに形成されている。第２溝部１３Ｂの長さＬ４の範囲は第１振動腕部１２Ａ及び第２振動腕部１２Ｂの長さＬ２の約６１パーセントから７５パーセントであり、０．９０ｍｍないし１．３０ｍｍに形成されている。つまり、本実施例の第２溝部１３Ｂは第１溝部１３Ａに比べて基部１１側に０．０３ｍｍないし０．１７ｍｍほど長く形成されている。したがって、第１溝部１３Ａと第２溝部１３Ｂとは、第１振動腕部１２Ａ及び第２振動腕部１２Ｂの間の中心線ＡＸを中心として線対称でない。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
基部１１の幅Ｗ１は０．４２ｍｍないし０．５０ｍｍ程度で、第１振動腕部１２Ａ及び第２振動腕部１２Ｂの腕幅Ｗ２は、０．０８ないし０．１２ｍｍ程度である。従って、第１振動腕部１２Ａと第２振動腕部１２Ｂとの隙間の幅Ｗ３は０．１ｍｍないし０．１５ｍｍ程度である。また、各溝部の幅Ｗ４は、第１振動腕部１２Ａ及び第２振動腕部１２Ｂの腕幅Ｗ２の約８０パーセントで０．０７ｍｍから０．１ｍｍ程度である。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
音叉型圧電振動片１０の厚さＤ１は、０．０８ｍｍないし０．１２ｍｍ程度である。これは水晶単結晶ウエハの厚さと同等である。また、各溝部の深さＤ２は、第１振動腕部１２Ａ及び第２振動腕部１２Ｂの厚さＤ１の３０パーセントから４５パーセントであり、０．３ｍｍから０．４５ｍｍとなる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
第１振動腕部１２Ａ及び第２振動腕部１２Ｂの隙間の股部３１には第二振動腕部１２Ｂ側に偏った異形部３２が形成されるので、第１振動腕部１２Ａの剛性が弱くなり剛性バランスが不良になる。しかし、上述のような構成によれば、第１溝部１３Ａを第２溝部１３Ｂより短くエッチングすることで、第１振動腕部１２Ａと第２振動腕部１２Ｂとの剛性バランスを均一にすることができる。そして、股部３１にエッチングにより形成される異形部による第１振動腕部１２Ａ及び第２振動腕部１２Ｂの振動に対する影響が減少される。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
また、本実施例では図２（ａ）のように端部１４ａ、１４ｂをＵ字型にしても良いし、図２（ｂ）のように端部１５ａ、１５ｂをＶ字型にしても良い。Ｕ字型とは、端部が半円形の曲線形状を意味し、Ｖ字型とは端部がＸ方向に対して±４５度〜７０度方向の直線辺が交わる形状を意味する。Ｕ字型の端部１４ａ、１４又はＶ字型の端部１５ａ、１５ｂは、箱型の端部１３ａ、１３ｂに比べて過度な力が振動腕部１２Ａ、１２Ｂに加わった時の応力集中を緩和でき、振動腕部１２Ａ、１２Ｂの折れの発生を軽減することができるからである。さらに、圧電振動片１０の大きさを小型化しても、クリスタルインピーダンスＣＩ値が低く抑えられ、一対の振動腕部の剛性バランスもとることができる。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
図３（ａ）に示されたように、股部３１は第１振動腕部１２Ａ側が第２振動腕部１２Ｂ側より大きくエッチングされて第２振動腕部１２Ｂ側に異形部３２が形成されている。この場合、第１振動腕部１２Ａの剛性が第２振動腕部１２Ｂより弱くなって剛性バランスが不良になる。このため、第１溝部１６Ａの端部１６ａをＵ字型にし、同じ長さの第２溝部１６Ｂの端部１６ｂを箱型にする。エッチングされた体積は、箱型にする方がＵ字型にする方より大きい。第１溝部１６Ａと第２溝部１６Ｂとは、第１振動腕部１２Ａ及び第２振動腕部１２Ｂの間の中心線ＡＸを中心として線対称でない。これにより、第１振動腕部１２Ａ及び第２振動腕部１２Ｂの剛性が均一になる。したがって一対の振動腕部の剛性バランスが向上し、エッチングにより形成される異形部による振動に対する影響が少なくなる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
（第３の実施例）
第３の実施例の音叉型圧電振動片１０について、図４を参照しながら説明する。
図４は、第３の実施例に係る音叉型圧電振動片１０の平面図である。図４（ａ）の溝部は端部１９ａ、１９ｂの形状を溝部の中心線ＢＸ（図のＹ軸の方向）に対して線対称でない同じ斜めにし、図４（ｂ）の溝部は端部２０ａ、２０ｂの形状を中心線ＢＸに対して線対称でない階段のような形状にする。なお、第３の実施例は第２の実施例に比べれば、端部だけ異なっているので、説明した部分は省略し、同じ構成要素については同符号を付し説明する。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
図４（ａ）に示されたように、股部３１は第１振動腕部１２Ａ側(−Ｘ側)が第２振動腕部１２Ｂ側(＋Ｘ側)より大きくエッチングされて第２振動腕部１２Ｂ側に異形部３２が形成されている。この場合、第１振動腕部１２Ａの剛性が弱くなって剛性バランスが不良になる。このため、溝部の端部１９ａ、１９ｂは、−Ｘ側が＋Ｘ側より大きくエッチングされた斜めの形状となる。こうすることで、第１振動腕部１２Ａと第２振動腕部１２Ｂとの剛性を均一させることができる。したがって一対の振動腕部の剛性バランスが向上し、エッチングにより形成される異形部による振動に対する影響が少なくなる。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
同様に、図４（ｂ）のように第１溝部２０Ａの端部２０ａ及び第２溝部２０Ｂの端部２０ｂを階段のような形状にしても良い。この場合も、図４（ａ）で説明された圧電振動片１０と同じ効果がある。即ち、圧電振動片１０の大きさを小型化しても、クリスタルインピーダンスＣＩ値が低く抑えられ、一対の振動腕部の剛性バランスもとることができ、エッチングにより形成される異形部による振動に対する影響が少なくなる。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
同様に、図５（ｂ）のように第１溝部２２Ａの端部２２ａをＶ字型に、第１溝部２２Ａより長い第２溝部２２Ｂは端部２２ｂを階段のような形状にしても良い。この場合も、図５（ａ）で説明された圧電振動片１０と同じ効果がある。即ち、圧電振動片１０の大きさを小型化しても、クリスタルインピーダンスＣＩ値が低く抑えられ、一対の振動腕部の剛性バランスもとることができ、異形部による振動に対する影響が少なくなる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４４】
（第２の変形例）
本変形例の音叉型圧電振動片１０について、図６を参照しながら説明する。
図６（ａ）は、本発明の一つの変形例を示す平面図である。図６（ａ）に示されたように、股部３１は第１振動腕部１２Ａ側が第２振動腕部１２Ｂ側より大きくエッチングされて第２振動腕部１２Ｂ側に異形部３２が形成されている。第１溝部２３Ａ、２３Ｃ及び第２溝部２３Ｂ、２３ＤはＹ軸方向で二つに分けている。ここで、基部１１側の第１溝部２３Ａの端部２３ａはＶ字型（第２の実施例と同じ形状）で、基部１１側の第２溝部２３Ｂの端部２３ｂは箱型（第１の実施例と同じ長さ）である。そして、第１の実施例のように第１溝部２３Ａは第２溝部２３Ｂより短くになっている。さらに、第１振動腕部１２Ａ及び第２振動腕部１２Ｂは、基部１１に対する付け根の箇所で先端側に向かって徐々に縮幅（幅はＷ５からＷ６になる）した後、途中のある点Ｐから先端側まではＷ５より大きな等しい寸法Ｗ７で延びる。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
また、第１振動腕部１２Ａ及び第２振動腕部１２Ｂの基部１１に対する付け根の箇所で、先端側に向かって徐々に縮幅する形状により、第１振動腕部１２Ａ及び第２振動腕部１２Ｂが屈曲振動する際に、最も大きな応力が作用して歪みが大きくなる付け根部分の剛性を向上させることができる。これにより、一対の振動腕部１２Ａ及び１２Ｂの屈曲振動が安定し、不要な方向への振動成分が抑制することができる。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
その結果、クリスタルインピーダンスＣＩ値をより低減させることができる。さらに、小型化にしても、安定した屈曲振動が実現でき、クリスタルインピーダンスＣＩ値を低く抑えることもできる音叉型圧電振動片１０が得られる。従って、振動に対する隙間に施されるエッチングにより形成される異形部による影響が小さくなる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
同様に、図６（ｂ）の構成であっても、図６（ａ）で説明された効果がある。即ち、圧電振動片１０の大きさを小型化しても、クリスタルインピーダンスＣＩ値が低く抑えられ、一対の振動腕部の剛性バランスもとることができ、振動に対する隙間に施されるエッチングにより形成される異形部による影響が小さくなる。