振動(dòng)片以及振子的制作方法
【專利摘要】振動(dòng)片以及振子。該振動(dòng)片具有基部和振動(dòng)臂，振動(dòng)臂具有從基部延伸出的寬度擴(kuò)大部和從寬度擴(kuò)大部延伸出的臂部，隨著從寬度擴(kuò)大部與臂部的結(jié)合部朝向?qū)挾葦U(kuò)大部與基部的結(jié)合部，寬度擴(kuò)大部沿著與延伸的方向交叉的方向的寬度變寬，設(shè)振動(dòng)臂沿著延伸的方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)，臂部沿著交叉的方向的寬度為W，寬度擴(kuò)大部沿著延伸的方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)t，寬度擴(kuò)大部的外緣與臂部的外緣相接合的第1結(jié)合部、和寬度擴(kuò)大部的外緣與基部相接合的第2結(jié)合部之間的沿著交叉的方向的寬度即錐形部的寬度為Wt，寬度擴(kuò)大部的長(zhǎng)度Lt相對(duì)于振動(dòng)臂的長(zhǎng)度L的長(zhǎng)度占有率為η=Lt/L，錐形部的寬度Wt相對(duì)于臂部的寬度W的寬度占有率為ξ=2Wt/W時(shí)，滿足：0.0168≦η≦0.1680，并且2.409η2+4.728×10-2η+2.959×10-2≤ξ≤-4.723×101η2+1.434×101η+1.711×10-2。
【專利說明】振動(dòng)片以及振子
[0001]本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2011年4月7日，申請(qǐng)?zhí)枮?01110086238.7，發(fā)明名稱為“振動(dòng)片以及振子”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002]本發(fā)明涉及振動(dòng)片以及具有該振動(dòng)片的振子。
【背景技術(shù)】
[0003]以往，公知有如下的振動(dòng)片:該振動(dòng)片具有振動(dòng)臂以及結(jié)合振動(dòng)臂的基部，在振動(dòng)臂與基部的結(jié)合部設(shè)有關(guān)于振動(dòng)臂的振動(dòng)中心對(duì)稱的錐形部(例如參照專利文獻(xiàn)I)。
[0004]【專利文獻(xiàn)I】日本特開2005-5896號(hào)公報(bào)
[0005]在這樣的專利文獻(xiàn)I中，通過在振動(dòng)臂與基部的結(jié)合部設(shè)置錐形部，由此抑制了基本振動(dòng)的泄漏，從而提高了 Q值，不會(huì)對(duì)振動(dòng)模式造成影響。并且，專利文獻(xiàn)I的目的在于，防止振動(dòng)片受到?jīng)_擊力時(shí)發(fā)生損壞，并防止振動(dòng)模式的劣化。
[0006]但是，在實(shí)際地設(shè)置錐形部的情況下，有時(shí)會(huì)由于錐形部的形狀而使Q值劣化。這是由以下原因?qū)е碌模?與通過設(shè)置錐形部帶來的振動(dòng)泄漏的抑制效果即Q值的上升相t匕，由錐形部的形狀引起的熱彈性損失更高。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0007]本發(fā)明是為了解決上述課題中的至少一部分而完成的，可作為以下方式或應(yīng)用例來實(shí)現(xiàn)。
[0008][應(yīng)用例I]本應(yīng)用例的振動(dòng)片的特征在于，該振動(dòng)片具有:至少一個(gè)振動(dòng)臂，其進(jìn)行彎曲振動(dòng)；基部，其結(jié)合所述振動(dòng)臂的端部；以及錐形部，其關(guān)于所述振動(dòng)臂的振動(dòng)中心對(duì)稱，隨著從所述錐形部與所述振動(dòng)臂的結(jié)合部靠近所述錐形部與所述基部的結(jié)合部，該錐形部的寬度變寬，當(dāng)用L表示所述振動(dòng)臂的長(zhǎng)度、用W表示所述振動(dòng)臂的寬度、用Lt表示所述錐形部的長(zhǎng)度、用Wt表示所述錐形部的寬度時(shí)，利用錐形長(zhǎng)度占有率η =Lt/L和錐形寬度占有率l=2Wt/W來規(guī)定所述錐形部的形狀。
[0009]根據(jù)本應(yīng)用例，利用錐形長(zhǎng)度占有率η和錐形寬度占有率ξ來規(guī)定錐形部的形狀，由此，可找出能夠抑制熱彈性損失的錐形形狀，其結(jié)果，與未設(shè)置錐形部的情況相比，或者與簡(jiǎn)單地設(shè)置錐形部的情況相比，提高了 Q值，從而能夠?qū)崿F(xiàn)具有穩(wěn)定的振動(dòng)模式的振動(dòng)片。
[0010][應(yīng)用例2]上述應(yīng)用例的振動(dòng)片優(yōu)選為，對(duì)于處于0.0168 ^ n ^ 0.1680的范圍的所述錐形長(zhǎng)度占有率n，所述錐形寬度占有率ξ處于以下范圍:
[0011]2.409 n 2+4.728 X IO-2 n +2.959 X IO-2 ^ ξ ≤-4.723 X IO1 η 2+1.434 X IO1n+1.7iixio_2,
[0012]所述錐形部的形狀由連接所述錐形部與所述振動(dòng)臂的結(jié)合位置和所述錐形部與所述基部的結(jié)合位置的直線或曲線形成。[0013]通過相對(duì)于錐形長(zhǎng)度占有率η將錐形寬度占有率ξ設(shè)定在這樣的范圍內(nèi)，由此，與未設(shè)置錐形部時(shí)的Q值相比，能夠得到大約1.1倍的Q值。
[0014][應(yīng)用例3]上述應(yīng)用例的振動(dòng)片優(yōu)選為，對(duì)于處于0.0168 ^ n ^ 0.1680的范圍的所述錐形長(zhǎng)度占有率n，所述錐形寬度占有率ξ處于以下范圍:
[0015]9.417 η 2-6.358 X KT1 η+9.984 X 10-2 ≤ ξ ≤ _5.255 X IO1 η 2+1.394 X IO1n-1.219Χ10—1,
[0016]所述錐形部的形狀由連接所述錐形部與所述振動(dòng)臂的結(jié)合位置和所述錐形部與所述基部的結(jié)合位置的直線或曲線形成。
[0017]這樣，通過相對(duì)于錐形長(zhǎng)度占有率η將錐形寬度占有率ξ設(shè)定在這樣的范圍內(nèi)，由此，與未設(shè)置錐形部時(shí)的Q值相比，能夠得到大約1.2倍的Q值。
[0018][應(yīng)用例4]上述應(yīng)用例的振動(dòng)片優(yōu)選為，對(duì)于處于0.0504 ^ n ^ 0.1260的范圍的所述錐形長(zhǎng)度占有率n，所述錐形寬度占有率ξ處于以下范圍:
[0019]5.191Χ IO1 n2-6.959 n+4.339Χ IO-1 ^ ξ ≤ _9.160 X IO1 η 2+1.899 X IO1n-4.679X ΙΟ—1,
[0020]所述錐形部的形狀由連接所述錐形部與所述振動(dòng)臂的結(jié)合位置和所述錐形部與所述基部的結(jié)合位置的直線或曲線形成。
[0021]這樣，通過相對(duì)于錐形長(zhǎng)度占有率η將錐形寬度占有率ξ設(shè)定在這樣的范圍內(nèi)，由此，與未設(shè)置錐形部 時(shí)的Q值相比，能夠得到大約1.3倍的Q值。
[0022][應(yīng)用例5]上述應(yīng)用例的振動(dòng)片優(yōu)選為，所述錐形部的形狀是通過連接多個(gè)直線而形成的，所述多個(gè)直線之間的交叉角度比所述振動(dòng)臂的延長(zhǎng)線與以下直線之間的交叉角度小，所述直線是利用直線連接所述錐形部與所述振動(dòng)臂的結(jié)合位置和所述錐形部與所述基部的結(jié)合位置的直線。
[0023]這樣，在使錐形部成為利用多個(gè)直線連接而成的形狀的情況下，錐形部?jī)?nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力得到分散。由此，變形也得到分散，溫度梯度減小，熱流得到抑制。由此，能夠降低熱彈性損失而提高Q值。
[0024][應(yīng)用例6]上述應(yīng)用例的振動(dòng)片優(yōu)選為，所述錐形部的形狀由連接所述錐形部與所述振動(dòng)臂的結(jié)合位置和所述錐形部與所述基部的結(jié)合位置的連續(xù)的一個(gè)曲線形成，所述曲線與所述振動(dòng)臂之間的交叉角度比所述振動(dòng)臂的延長(zhǎng)線與以下直線之間的交叉角度小，所述直線是連接所述錐形部與所述振動(dòng)臂的結(jié)合位置和所述錐形部與所述基部的結(jié)合位
置的直線。
[0025]如上所述，利用多個(gè)直線來形成錐形形狀，由此，應(yīng)力和變形得到分散，能夠降低熱彈性損失，所以，直線數(shù)量越多，越能降低熱彈性損失。因此，如果利用曲線形成錐形部的形狀，則能夠進(jìn)一步降低熱彈性損失。
[0026][應(yīng)用例7]本應(yīng)用例的振子的特征在于，該振子在封裝內(nèi)收納有所述各應(yīng)用例所記載的振動(dòng)片。
[0027]所述振動(dòng)片被收納在例如由陶瓷等形成的封裝內(nèi)。優(yōu)選封裝內(nèi)處于真空狀態(tài)，通過使振動(dòng)片在真空環(huán)境下振動(dòng)，由此，能夠長(zhǎng)期維持更加穩(wěn)定的振動(dòng)。
[0028]并且，通過收納在封裝內(nèi)，由此，容易進(jìn)行處理，而且還能夠保護(hù)振動(dòng)片不受濕度等外部環(huán)境的影響?！緦＠綀D】
【附圖說明】
[0029]圖1是示出實(shí)施方式I的振動(dòng)片的概略結(jié)構(gòu)的平面圖。
[0030]圖2 (a)是示出圖1的A-A切斷面的截面圖，(b)是放大地示出圖1的B部的局部平面圖。
[0031]圖3是示出錐形長(zhǎng)度占有率η、錐形寬度占有率ξ以及Q值之間的關(guān)系的曲線圖。
[0032]圖4是示出使得Q/U為1.1以上的錐形長(zhǎng)度占有率η (橫軸)與錐形寬度占有率I (縱軸)之間的關(guān)系的曲線圖。
[0033]圖5是示出使得Q/U為1.2以上的錐形長(zhǎng)度占有率η (橫軸)與錐形寬度占有率I (縱軸)之間的關(guān)系的曲線圖。
[0034]圖6是示出使得Q/U為1.3以上的錐形長(zhǎng)度占有率η (橫軸)與錐形寬度占有率I (縱軸)之間的關(guān)系的曲線圖。
[0035]圖7是示出第4實(shí)施例的錐形部的局部平面圖。
[0036]圖8是示出第5實(shí)施例的錐形部的局部平面圖。
[0037]圖9是示出第6實(shí)施例的錐形部的局部平面圖。
[0038]圖10是示出振子的概略結(jié)構(gòu)的示意圖，(a)是平面圖，(b)是示出(a)的E-E切斷面的截面圖。
[0039]標(biāo)號(hào)說明
[0040]10:振動(dòng)片；20:基部；25:錐形部；30:振動(dòng)臂。
【具體實(shí)施方式】
[0041]下面，根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。
[0042]另外，為了便于圖示，以下說明中參照的附圖是部件或部分的縱橫比例尺與實(shí)際情況不同的示意圖。
[0043](實(shí)施方式I)
[0044]圖1是示出實(shí)施方式I的振動(dòng)片的概略結(jié)構(gòu)的平面圖，圖2 (a)是示出圖1的A-A切斷面的截面圖，圖2 (b)是放大地示出圖1的B部的局部平面圖。首先，參照?qǐng)D1對(duì)振動(dòng)片的概略結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。振動(dòng)片10在由X軸和與X軸垂直的Y軸構(gòu)成的平面中展開，Z軸表不厚度。
[0045]本實(shí)施方式的振動(dòng)片10的材質(zhì)沒有特別限定，可以是石英、石英以外的壓電材料、或除此之外的材料，在為石英的情況下，以X軸為電軸、Y軸為機(jī)械軸、Z軸為光軸的方式，從石英的單晶中切出振動(dòng)片。
[0046]另外，本實(shí)施方式的振動(dòng)片10例示了諧振片，但是，也可以應(yīng)用于加速度傳感器和陀螺儀傳感器。
[0047]振動(dòng)片10具有:2個(gè)平行的振動(dòng)臂30，它們沿著Y軸方向延伸，在X軸方向上進(jìn)行彎曲振動(dòng)；基部20，其結(jié)合振動(dòng)臂30的一方的端部；施重部40，其設(shè)置于振動(dòng)臂30的另一方的端部上；以及2個(gè)支撐臂50，它們從基部20的面向該基部20與振動(dòng)臂30的結(jié)合部的端面突出，在振動(dòng)臂30的兩側(cè)平行地延伸。[0048]在振動(dòng)臂30上形成有槽部35。如圖2 (a)所示，在2個(gè)振動(dòng)臂30各自的正面背面這兩個(gè)表面上，槽部35以相同寬度、長(zhǎng)度、深度形成在相同位置，具有大致“H”形的截面形狀。
[0049]并且，在振動(dòng)臂30上，在振動(dòng)臂30的±X方向上形成有錐形部25。錐形部25關(guān)于振動(dòng)臂30的振動(dòng)中心對(duì)稱(關(guān)于將振動(dòng)臂30的寬度二等分的中心線呈線對(duì)稱)，并且，錐形部25具有如下形狀:隨著從錐形部25與振動(dòng)臂30的結(jié)合部靠近錐形部25與基部20的結(jié)合部，該錐形部25的寬度變寬。參照?qǐng)D2 (b)說明錐形部25的形狀。
[0050]這里，用Wt表示錐形部的寬度，用Lt表示錐形部的長(zhǎng)度，用W表示振動(dòng)臂30的寬度，用L表示振動(dòng)臂30的長(zhǎng)度。其中，振動(dòng)臂30的長(zhǎng)度L是包括施重部40和錐形部25在內(nèi)的長(zhǎng)度。并且，將錐形部25的寬度Wt與振動(dòng)臂30的寬度W之比表示為錐形寬度占有率ξ，將錐形部25的長(zhǎng)度Lt與振動(dòng)臂30的長(zhǎng)度L之比表示為錐形長(zhǎng)度占有率η。由此，錐形寬度占有率可表示為l=2Wt/W、錐形長(zhǎng)度占有率可表示為n=Lt/L。
[0051]在本實(shí)施方式中，利用錐形長(zhǎng)度占有率η和錐形寬度占有率ξ來規(guī)定錐形部25的形狀，由此發(fā)現(xiàn)了能夠抑制熱彈性損失。參照附圖對(duì)此進(jìn)行說明。
[0052]圖3是示出錐形長(zhǎng)度占有率η、錐形寬度占有率ξ以及Q值之間的關(guān)系的曲線圖。在圖3中，示出了在將錐形長(zhǎng)度占有率η作為參數(shù)而使其在η=0.0168~η=0.1680之間變化的情況下，對(duì)Q值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后的Q/Qo (縱軸)相對(duì)于錐形寬度占有率ξ (橫軸)的變化。另外，關(guān)于Q/U，設(shè)不存在錐形部時(shí)的Q值為Qo、設(shè)置了錐形部時(shí)的Q值為Q，對(duì)它們之比進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化而示出。
[0053]如圖3所示，存在如下組合:在錐形長(zhǎng)度占有率η為0.0168~0.1680的范圍內(nèi)，在錐形寬度占有率ξ的某個(gè)范圍內(nèi)Q/U為I以上，即，與不存在錐形部的情況相比，即使設(shè)置了錐形部，也不會(huì)導(dǎo)致Q值劣化，且示出了如下情況:存在使得Q/^為 1.1以上、1.2以上、1.3以上的組合區(qū)域。
[0054]另外，隨著錐形寬度占有率ξ增大而導(dǎo)致Q值劣化的原因是，振動(dòng)臂30的彎曲振動(dòng)引起基部20整體的移動(dòng)，在切入部55 (參照?qǐng)D1)中產(chǎn)生嚴(yán)重的變形(溫度梯度)。
[0055]因此，利用錐形長(zhǎng)度占有率η和錐形寬度占有率ξ來規(guī)定錐形部25的形狀，由此，可找出能夠抑制熱彈性損失的錐形部25的形狀，其結(jié)果，與未設(shè)置錐形部25的情況相t匕，或者與未考慮錐形長(zhǎng)度占有率η和錐形寬度占有率ξ而簡(jiǎn)單地設(shè)置錐形部的情況相t匕，提高了 Q值，從而能夠?qū)崿F(xiàn)具有穩(wěn)定的振動(dòng)模式的振動(dòng)片10。
[0056]另外，根據(jù)圖3可知，為了得到更理想的Q/U，存在恰當(dāng)?shù)腻F形長(zhǎng)度占有率η與錐形寬度占有率ξ的組合，所以，列舉具體的實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0057](第I實(shí)施例)
[0058]首先，參照?qǐng)D4對(duì)使得Q/U為1.1以上的范圍進(jìn)行說明。
[0059]圖4是示出使得Q/U為1.1以上的錐形長(zhǎng)度占有率η (橫軸)與錐形寬度占有率I (縱軸)之間的關(guān)系的曲線圖。這里，針對(duì)所使用的錐形長(zhǎng)度占有率H和錐形寬度占有率ξ，從上述圖3中提取了使得Q/U為1.1以上的范圍。
[0060]在圖4中，上部的曲線表示使得QAitl為1.1以上的、錐形寬度占有率ξ相對(duì)于錐形長(zhǎng)度占有率n的變化的上限范圍，下部的曲線表示下限范圍，中部的曲線表示僅描繪了最大值(Imax)的曲線。需要說明的是，最大值Imax是使得Q/Q。的值最大的ξ的值。而且，對(duì)于上部的曲線，在錐形長(zhǎng)度占有率η為0.0168 ^ n ^ 0.1680的范圍內(nèi)，I表示為ξ =-4.723X101 n2+l.434X101 n+1.711X10_2。
[0061]而對(duì)于下部的曲線，在錐形長(zhǎng)度占有率η為0.0168= η = 0.1680的范圍內(nèi)，ξ表示為 ξ =2.409 n2+4.728Χ10_2 η+2.959Χ10_2。
[0062]SP，在錐形長(zhǎng)度占有率η為0.0168蘭η蘭0.1680的范圍內(nèi)，能夠得到Q/Q。蘭1.1的錐形寬度占有率ξ由下式表示。
[0063]【式I】
[0064]2.409 n 2+4.728 X IO-2 n +2.959 X IO-2 ≤ξ ≤-4.723 η IO1 η 2+1.434 X IO1n+ι.7?ιχιο_2
[0065]...(I)
[0066]通過相對(duì)于錐形長(zhǎng)度占有率Π，將錐形寬度占有率ξ設(shè)定在式(I)的范圍內(nèi)，由此，與未設(shè)置錐形部時(shí)的Q值相比，能夠得到1.1倍以上的Q值，能夠?qū)崿F(xiàn)具有穩(wěn)定的振動(dòng)模式的振動(dòng)片10。
[0067](第2實(shí)施例)
[0068]接著，參照?qǐng)D5對(duì)使得QziQtl為1.2以上的范圍進(jìn)行說明。
[0069]圖5是示出使得Q/U為1.2以上的錐形長(zhǎng)度占有率η (橫軸)與錐形寬度占有率I (縱軸)之間的關(guān)系的曲線圖。這里，針對(duì)所使用的錐形長(zhǎng)度占有率H和錐形寬度占有率ξ，從上述圖3中提取了使得Q/^為1.2以上的范圍。
[0070]在圖5中，上部的曲線表示使得QAitlSl.2以上的、錐形寬度占有率ξ相對(duì)于錐形長(zhǎng)度占有率n的變化的上限范圍，下部的曲線表示下限范圍，中部的曲線表示僅描繪了最大值(Imax)的曲線圖。需要說明的是，最大值Imax是使得Q/Q。的值最大的ξ的值。而且，對(duì)于上部的曲線，在錐形長(zhǎng)度占有率Π為0.0168 ^ n ^ 0.1680的范圍內(nèi)，ξ表示為 ξ =-5.255X 101 n2+l.394X101 n-1.219X10'
[0071]而對(duì)于下部的曲線，在錐形長(zhǎng)度占有率η為0.0168蘭η蘭0.1680的范圍內(nèi)，ξ表示為 ξ =9.417 n2-6.358 X KT1 η+9.984Χ10_2。
[0072]SP，在錐形長(zhǎng)度占有率η為0.0168蘭η蘭0.1680的范圍內(nèi)，能夠得到Q/Q。蘭1.2的錐形寬度占有率ξ由下式表示。
[0073]【式2】
[0074]9.417 η 2-6.358 X KT1 η+9.984 X 10-2 ≤ ξ ≤ _5.255 X IO1 η 2+1.394 X IO1n-1.219Χ10—1
[0075]...(2)
[0076]通過相對(duì)于錐形長(zhǎng)度占有率Π，將錐形寬度占有率ξ設(shè)定在式(2)的范圍內(nèi)，由此，與未設(shè)置錐形部時(shí)的Q值相比，能夠得到1.2倍以上的Q值，能夠?qū)崿F(xiàn)具有更加穩(wěn)定的振動(dòng)模式的振動(dòng)片10。
[0077](第3實(shí)施例)
[0078]接著，參照?qǐng)D6對(duì)使得QziQtl為1.3以上的范圍進(jìn)行說明。
[0079]圖6是示出使得Q/U為1.3以上的錐形長(zhǎng)度占有率η (橫軸)與錐形寬度占有率I (縱軸)之間的關(guān)系的曲線圖。這里，針對(duì)所使用的錐形長(zhǎng)度占有率H和錐形寬度占有率ξ，從上述圖3中提取了使得Q/^為1.3以上的范圍。[0080]在圖6中，上部的曲線表示錐形寬度占有率ξ相對(duì)于錐形長(zhǎng)度占有率Π的變化的上限范圍，下部的曲線表示下限范圍，中部的曲線表示僅描繪了最大值(Imax)的曲線圖。需要說明的是，最大值Imax是使得Q/U的值最大的ξ的值。而且，對(duì)于上部的曲線，在錐形長(zhǎng)度占有率n為0.0504 ≦n ≦ 0.1260的范圍內(nèi)，I表示為I =-9.160 X IO1 n2+
1.899X IO1 n-4.679X10'
[0081]而對(duì)于下部的曲線，在錐形長(zhǎng)度占有率η為0.0504≦η≦0.1260的范圍內(nèi)，ξ表示為 ξ =5.191 X IO1 n2-6.959 n+4.339X10'
[0082]SP，在錐形長(zhǎng)度占有率η為0.0504≦η≦0.1260的范圍內(nèi)，能夠得到Q/Q。≦1.3的錐形寬度占有率ξ由下式表示。
[0083]【式3】
[0084]5.191Χ IO1 n2-6.959 n+4.339Χ IO-1 ≤ ξ≤ _9.160 X IO1 η 2+1.899 X IO1n-4.679X 10—1
[0085]...(3)
[0086]通過相對(duì)于錐形長(zhǎng)度占有率Π，將錐形寬度占有率ξ設(shè)定在式(3)的范圍內(nèi)，由此，與未設(shè)置錐形部時(shí)的Q值相比，能夠得到1.3倍以上的Q值，能夠?qū)崿F(xiàn)具有更加穩(wěn)定的振動(dòng)模式的振動(dòng)片10。
[0087]另外，在上述第I實(shí)施例~第3實(shí)施例中，錐形部25的形狀為利用一條直線連接錐形部25與振動(dòng)臂30的結(jié)合位置和錐形部25與基部20的結(jié)合位置的形狀，但是，利用連接多個(gè)直線的形狀、通過曲線進(jìn)行連接的形狀，能夠進(jìn)一步降低熱彈性損失而提高Q值。參照附圖對(duì)這些具體例進(jìn)行說明。
[0088](第4實(shí)施例)
[0089]接著，參照附圖對(duì)第4實(shí)施例進(jìn)行說明。上述第I實(shí)施例~第3實(shí)施例是利用一條直線形成錐形部25，與此相對(duì)，第4實(shí)施例的特征在于，通過連接多個(gè)直線來形成錐形部25。因此，放大地圖示錐形部25來進(jìn)行說明。
[0090]圖7是示出第4實(shí)施例的錐形部的局部平面圖。需要說明的是，在2個(gè)振動(dòng)臂30各自的2個(gè)部位、合計(jì)4個(gè)部位處形成了錐形部25，而圖7僅圖示了其中的一個(gè)部位。如圖7所示，錐形部25是由3條直線連接而形成的。這里，設(shè)錐形部25與振動(dòng)臂30的結(jié)合位置為Pl位置，設(shè)錐形部25與基部20的結(jié)合位置為Ρ4位置，設(shè)Pl位置與Ρ4位置之間的直線不連續(xù)的位置為Ρ2位置、Ρ3位置。
[0091]并且，用Θ I表示連接錐形部25與振動(dòng)臂30的結(jié)合位置(Pl位置)和錐形部25與基部20的結(jié)合位置(Ρ4位置)的一條直線與振動(dòng)臂30的延長(zhǎng)線之間的交叉角度，用Θ 2表示連接Pl位置和Ρ2位置的直線的延長(zhǎng)線與連接Ρ2位置和Ρ3位置的直線之間的交叉角度，用Θ 3表示連接Ρ2位置和Ρ3位置的直線的延長(zhǎng)線與連接Ρ3位置和Ρ4位置的直線之間的交叉角度。
[0092]利用一條直線連接Pl位置和Ρ4位置的形狀相當(dāng)于上述第I實(shí)施例~第3實(shí)施例所記載的錐形部25的形狀。
[0093]在本實(shí)施例的錐形部25中，不連續(xù)部(Ρ2位置、Ρ3位置)處的交叉角度Θ 2、Θ 3比直線Ρ1-Ρ4的交叉角度Θ1小。并且，錐形部25位于由以下直線形成的三角形中:該直線連接滿足上述第I實(shí)施例~第3實(shí)施例中的錐形長(zhǎng)度占有率η和錐形寬度占有率ξ的條件的范圍中的Lt、以及使該Lt固定時(shí)的Wtmax、Wtmin。
[0094]這樣，在錐形部25為利用多個(gè)直線連接而成的形狀的情況下，與利用一條直線形成的情況相比，錐形部?jī)?nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力得到分散。由此，變形也得到分散，溫度梯度減小，熱流得到抑制。由此，能夠降低熱彈性損失而提高Q值。
[0095]因此，關(guān)于錐形部25，不連續(xù)地結(jié)合的直線的數(shù)量越多(S卩，不連續(xù)部的數(shù)量越多)，錐形部?jī)?nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力越分散，越能降低熱彈性損失。
[0096](第5實(shí)施例)
[0097]接著，參照附圖對(duì)第5實(shí)施例進(jìn)行說明。上述第4實(shí)施例是結(jié)合多個(gè)直線來形成錐形部25，與此相對(duì)，第5實(shí)施例的特征在于，利用曲線形成錐形部25。因此，放大地圖示錐形部25進(jìn)行說明。
[0098]圖8是示出第5實(shí)施例的錐形部的局部平面圖。需要說明的是，在2個(gè)振動(dòng)臂30各自的2個(gè)部位、合計(jì)4個(gè)部位處形成了錐形部25，而圖8僅圖示了其中的一個(gè)部位。如圖8所示，錐形部25由連接錐形部25與振動(dòng)臂30的結(jié)合位置(Pl位置)和錐形部25與基部20的結(jié)合位置(P4位置)的一條曲線形成。
[0099]這里，設(shè)該曲線與振動(dòng)臂30的延長(zhǎng)線之間的交叉角度為Θ4。即，交叉角度Θ4是Pl位置處的、錐形部25的曲線的切線與振動(dòng)臂30的延長(zhǎng)線所成的角度。并且，設(shè)振動(dòng)臂30的延長(zhǎng)線與以下直線之間的交叉角度為Θ 5，該直線是連接錐形部25與振動(dòng)臂30的結(jié)合位置(Pl位置)和錐形部25與基部20的結(jié)合位置(P4位置)的直線。而且，交叉角度Θ 4被設(shè)定為比交叉角度Θ 5小。
[0100]另外，錐形部25位于由以下直線形成的三角形中:該直線連接滿足上述第I實(shí)施例?第3實(shí)施例中的錐形長(zhǎng)度占有率η和錐形寬度占有率ξ的條件的范圍中的Lt、以及使該Lt固定時(shí)的Wtmax、Wtmin。
[0101]如上述第4實(shí)施例所說明的那樣，關(guān)于錐形部25，不連續(xù)地結(jié)合的直線的數(shù)量越多，錐形部?jī)?nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力越分散，越能降低熱彈性損失。因此，當(dāng)不連續(xù)地結(jié)合的直線的數(shù)量為無限大時(shí)，錐形部25成為曲線。因此，通過使錐形部25成為曲線，與利用直線形成錐形部25的情況相比，錐形部?jī)?nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力進(jìn)一步得到分散。由此，變形也得到分散，溫度梯度減小，熱流得到抑制。由此，能夠進(jìn)一步降低熱彈性損失而提高Q值。
[0102]另外，關(guān)于錐形部25的形成位置，在滿足上述第I實(shí)施例?第4實(shí)施例中的各個(gè)條件的情況下，即使進(jìn)行變形也能夠得到相同的效果。將其作為第6實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0103](第6實(shí)施例)
[0104]上述第I實(shí)施例?第5實(shí)施例中的錐形部25的結(jié)合位置位于基部20的+X方向上的端部，與此相對(duì)，第6實(shí)施例的特征在于，錐形部25的結(jié)合位置位于基部20的從+X方向上的端部向內(nèi)側(cè)凹入的位置處。因此，放大地圖示錐形部25進(jìn)行說明。
[0105]圖9是示出第6實(shí)施例的錐形部的局部平面圖。需要說明的是，在2個(gè)振動(dòng)臂30各自的2個(gè)部位、合計(jì)4個(gè)部位處形成了錐形部25，而圖9僅圖示了其中的一個(gè)部位。如圖9所示，錐形部25由連接錐形部25與振動(dòng)臂30的結(jié)合位置(Pl位置)和錐形部25與基部20的結(jié)合位置(P4位置)的一條直線形成。
[0106]這里，P4位置位于基部20的從+X方向上的端部向內(nèi)側(cè)凹入的位置處，在P4位置與+X方向的端部之間形成了直線部21。[0107]另外，錐形部25可以是第4實(shí)施例那樣結(jié)合多個(gè)直線的形狀、或者是第5實(shí)施例那樣由連續(xù)的一個(gè)曲線形成的形狀，即使為這樣的形狀，也能夠得到與上述各實(shí)施方式相同的效果。
[0108]另外，關(guān)于上述振動(dòng)片10，例示說明了音叉型諧振片，不過，也可以應(yīng)用于加速度傳感器和陀螺儀傳感器。
[0109]另外，以上在振動(dòng)臂30的末端部設(shè)有施重部40，不過，也可以是不存在施重部40的形狀，在設(shè)置了施重部的情況下，優(yōu)選在施重部與振動(dòng)臂的結(jié)合部處設(shè)置基于上述各個(gè)實(shí)施例的技術(shù)思想的錐形部。
[0110]而且，也可以省略支撐臂50，從而將振動(dòng)片10的固定部設(shè)為基部20。
[0111](振子)
[0112]接著，參照附圖對(duì)使用了上述振動(dòng)片10的振子的一例進(jìn)行說明。
[0113]圖10是示出振子的概略結(jié)構(gòu)的示意圖，(a)是平面圖，(b)是示出(a)的E-E切斷面的截面圖。在圖10 (a)、(b)中，振子70構(gòu)成為具有上述振動(dòng)片10以及收納振動(dòng)片10的封裝80。
[0114]封裝80由封裝基體81、接縫環(huán)82、蓋體85等構(gòu)成。封裝基體81以能夠收納振動(dòng)片10的方式形成有凹部，在該凹部中設(shè)置了連接焊盤88，該連接焊盤88與振動(dòng)片10的未圖示的安裝電極連接。連接焊盤88與封裝基體81內(nèi)的配線連接，構(gòu)成為能夠與設(shè)于封裝基體81的外周部的外部連接端子83導(dǎo)通。
[0115]在封裝基體81的凹部的周圍設(shè)有接縫環(huán)82。而且，在封裝基體81的底部設(shè)有貫通孔86。
[0116]振動(dòng)片10通過支撐臂50、借助導(dǎo)電性粘接劑84粘接固定于封裝基體81的連接焊盤88上。而且，關(guān)于封裝80，對(duì)覆蓋封裝基體81的凹部的蓋體85與接縫環(huán)82進(jìn)行了縫焊。
[0117]在封裝基體81的貫通孔86中填充有由金屬材料等構(gòu)成的密封件87。該密封件87在減壓氛圍內(nèi)熔融后固化，將貫通孔86氣密地密封，使得封裝基體81內(nèi)能夠保持減壓狀態(tài)或真空狀態(tài)。
[0118]關(guān)于振子70，根據(jù)經(jīng)由外部連接端子83而來自外部的驅(qū)動(dòng)信號(hào)對(duì)振動(dòng)片10進(jìn)行激勵(lì)，以規(guī)定的頻率(例如32kHz)振蕩(諧振)。
[0119]如上所述，振子70具有形成有上述第I實(shí)施例?第6實(shí)施例中說明的錐形部的振動(dòng)片10，所以，能夠抑制振動(dòng)泄漏而提高Q值，具有穩(wěn)定的振動(dòng)特性，并且，能夠防止振動(dòng)片10受到?jīng)_擊力時(shí)發(fā)生損壞，并防止振動(dòng)模式的劣化。
[0120]另外，振動(dòng)片10被收納在封裝80內(nèi)，在封裝80內(nèi)，使得振動(dòng)片10在真空環(huán)境下振動(dòng)，由此，能夠長(zhǎng)期維持更加穩(wěn)定的振動(dòng)。并且，通過收納在封裝內(nèi)，由此，容易進(jìn)行處理，而且還能夠保護(hù)振動(dòng)片不受濕度等外部環(huán)境的影響。
【權(quán)利要求】
1.一種振動(dòng)片，其特征在于，該振動(dòng)片具有: 基部;以及 振動(dòng)臂，其具有在平面視圖中從所述基部延伸出的寬度擴(kuò)大部和從所述寬度擴(kuò)大部延伸出的臂部， 隨著從所述寬度擴(kuò)大部與所述臂部的結(jié)合部朝向所述寬度擴(kuò)大部與所述基部的結(jié)合部，所述寬度擴(kuò)大部沿著與所述延伸的方向交叉的方向的寬度變寬， 當(dāng)設(shè)所述振動(dòng)臂沿著所述延伸的方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)， 所述臂部沿著所述交叉的方向的寬度為W， 所述寬度擴(kuò)大部沿著所述延伸的方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)t， 所述寬度擴(kuò)大部的外緣與所述臂部的外緣相接合的第I結(jié)合部、和所述寬度擴(kuò)大部的所述外緣與所述基部相接合的第2結(jié)合部之間的沿著所述交叉的方向的寬度即錐形部的寬度為Wt， 所述寬度擴(kuò)大部的長(zhǎng)度Lt相對(duì)于所述振動(dòng)臂的所述長(zhǎng)度L的長(zhǎng)度占有率為n=Lt/L， 所述錐形部的寬度Wt相對(duì)于所述臂部的所述寬度W的寬度占有率為ξ =2fft/ff時(shí)， 滿足以下關(guān)系: 0.0168 ^ n ^ 0.1680，并且
2.409 η2+4.728 Χ 10-2 η+2.959Χ 10-2 ≤ ξ ≤ _4.723 X IO1 η 2+1.434 X IO1n+1.711Χ10—2。
2.一種振動(dòng)片，其特征在于，該振動(dòng)片具有: 基部;以及 振動(dòng)臂，其具有在平面視圖中從所述基部延伸出的寬度擴(kuò)大部和從所述寬度擴(kuò)大部延伸出的臂部， 隨著從所述寬度擴(kuò)大部與所述臂部的結(jié)合部朝向所述寬度擴(kuò)大部與所述基部的結(jié)合部，所述寬度擴(kuò)大部沿著與所述延伸的方向交叉的方向的寬度變寬， 當(dāng)設(shè)所述振動(dòng)臂沿著所述延伸的方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)， 所述臂部沿著所述交叉的方向的寬度為W， 所述寬度擴(kuò)大部沿著所述延伸的方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)t， 所述寬度擴(kuò)大部的外緣與所述臂部的外緣相接合的第I結(jié)合部、和所述寬度擴(kuò)大部的所述外緣與所述基部相接合的第2結(jié)合部之間的沿著所述交叉的方向的寬度即錐形部的寬度為Wt， 所述寬度擴(kuò)大部的長(zhǎng)度Lt相對(duì)于所述振動(dòng)臂的所述長(zhǎng)度L的長(zhǎng)度占有率為n=Lt/L， 所述錐形部的寬度Wt相對(duì)于所述臂部的所述寬度W的寬度占有率為ξ =2fft/ff時(shí)， 滿足以下關(guān)系: 0.0168 ^ n ^ 0.1680，并且
9.417 η2-6.358 X KT1 η+9.984X 10-2 ≤ ξ ≤ _5.255 X IO1 η 2+1.394 X IO1n-1.219Χ10—1。
3.一種振動(dòng)片，其特征在于，該振動(dòng)片具有: 基部;以及 振動(dòng)臂，其具有在平面視圖中從所述基部延伸出的寬度擴(kuò)大部和從所述寬度擴(kuò)大部延伸出的臂部， 隨著從所述寬度擴(kuò)大部與所述臂部的結(jié)合部朝向所述寬度擴(kuò)大部與所述基部的結(jié)合部，所述寬度擴(kuò)大部沿著與所述延伸的方向交叉的方向的寬度變寬， 當(dāng)設(shè)所述振動(dòng)臂沿著所述延伸的方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)， 所述臂部沿著所述交叉的方向的寬度為W， 所述寬度擴(kuò)大部沿著所述延伸的方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)t， 所述寬度擴(kuò)大部的外緣與所述臂部的外緣相接合的第I結(jié)合部、和所述寬度擴(kuò)大部的所述外緣與所述基部相接合的第2結(jié)合部之間的沿著所述交叉的方向的寬度即錐形部的寬度為Wt， 所述寬度擴(kuò)大部的長(zhǎng)度Lt相對(duì)于所述振動(dòng)臂的所述長(zhǎng)度L的長(zhǎng)度占有率為n=Lt/L， 所述錐形部的寬度Wt相對(duì)于所述臂部的所述寬度W的寬度占有率為ξ =2fft/ff時(shí)， 滿足以下關(guān)系:
，0.0504 ^ n ^ 0.1260，并且
，5.191 X IO1 η 2-6.959 η+4.339 X 10—1 ≤ ξ ≤-9.160 X IO1 η 2+1.899 X IO1n-4.679 X ΙΟ—1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1~3中的任一項(xiàng)所述的振動(dòng)片，其特征在于， 在平面視圖中，所述寬度擴(kuò)大部的所述外緣是連結(jié)所述第I結(jié)合部和所述第2結(jié)合部的直線或曲線。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述 的振動(dòng)片，其特征在于， 在平面視圖中，所述寬度擴(kuò)大部的所述外緣由多個(gè)直線構(gòu)成， 所述多個(gè)直線中的相互連結(jié)的直線彼此的交叉角度比所述振動(dòng)臂的所述延伸的方向與連結(jié)所述第I結(jié)合部和所述第2結(jié)合部的直線之間的交叉角度小。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的振動(dòng)片，其特征在于， 在平面視圖中，所述寬度擴(kuò)大部的所述外緣由連結(jié)所述第I結(jié)合部和所述第2結(jié)合部的曲線構(gòu)成， 所述第I結(jié)合部處的所述曲線的切線與所述振動(dòng)臂的所述延伸的方向的交叉角度比所述振動(dòng)臂的所述延伸的方向與連結(jié)所述第I結(jié)合部和所述第2結(jié)合部的直線之間的交叉角度小。
7.—種振子,其特征在于,該振子具有: 權(quán)利要求1~3中的任一項(xiàng)所述的振動(dòng)片；以及 收納有所述振動(dòng)片的封裝。
【文檔編號(hào)】G01C19/56GK103812471SQ201410027347
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