振動片、振子以及傳感器制造技術

振動片、振子以及傳感器，能夠降低熱彈性損失，具有高的Q值。振動片(10)具有：進行彎曲振動的振動臂(30)；結合振動臂(30)的端部的基部(20)；錐形部(25)，其關于振動臂(30)的振動中心對稱，隨著從錐形部(25)與振動臂(30)的結合部靠近錐形部(25)與基部(20)的結合部，錐形部(25)的寬度變寬，當用L表示振動臂(30)的長度、用W表示振動臂(30)的寬度、用Lt表示錐形部(25)的長度、用Wt表示錐形部(25)的寬度時，利用錐形長度占有率η＝Lt/L和錐形寬度占有率ξ＝2Wt/W來規(guī)定錐形部(25)的形狀。通過這樣地規(guī)定錐形部(25)的形狀，能夠降低隨振動產生的熱彈性損失而提高Q值，實現(xiàn)穩(wěn)定的振動特性。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
振動片、振子以及傳感器本申請是申請日為2011年4月7日，申請?zhí)枮?01110086238.7，專利技術名稱為“振動片以及振子”的專利技術專利申請的分案申請。
本專利技術涉及振動片以及具有該振動片的振子。
技術介紹
以往，公知有如下的振動片：該振動片具有振動臂以及結合振動臂的基部，在振動臂與基部的結合部設有關于振動臂的振動中心對稱的錐形部(例如參照專利文獻1)。【專利文獻1】日本特開2005-5896號公報在這樣的專利文獻1中，通過在振動臂與基部的結合部設置錐形部，由此抑制了基本振動的泄漏，從而提高了Q值，不會對振動模式造成影響。并且，專利文獻1的目的在于，防止振動片受到?jīng)_擊力時發(fā)生損壞，并防止振動模式的劣化。但是，在實際地設置錐形部的情況下，有時會由于錐形部的形狀而使Q值劣化。這是由以下原因導致的，即：與通過設置錐形部帶來的振動泄漏的抑制效果即Q值的上升相比，由錐形部的形狀引起的熱彈性損失更高。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術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用例來實現(xiàn)。[應用例1]本應用例的振動片的特征在于，該振動片具有：至少一個振動臂，其進行彎曲振動；基部，其結合所述振動臂的端部；以及錐形部，其關于所述振動臂的振動中心對稱，隨著從所述錐形部與所述振動臂的結合部靠近所述錐形部與所述基部的結合部，該錐形部的寬度變寬，當用L表示所述振動臂的長度、用W表示所述振動臂的寬度、用Lt表示所述錐形部的長度、用Wt表示所述錐形部的寬度時，利用錐形長度占有率η＝Lt/L和錐形寬度占有率ξ＝2Wt/W來規(guī)定所述錐形部的形狀。根據(jù)本應用例，利用錐形長度占有率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，其結果，與未設置錐形部的情況相比，或者與簡單地設置錐形部的情況相比，提高了Q值，從而能夠實現(xiàn)具有穩(wěn)定的振動模式的振動片。[應用例2]上述應用例的振動片優(yōu)選為，對于處于0.0168≦η≦0.1680的范圍的所述錐形長度占有率η，所述錐形寬度占有率ξ處于以下范圍：2.409η2+4.728×10-2η+2.959×10-2≤ξ≤-4.723×101η2+1.434×101η+1.711×10-2，所述錐形部的形狀由連接所述錐形部與所述振動臂的結合位置和所述錐形部與所述基部的結合位置的直線或曲線形成。通過相對于錐形長度占有率η將錐形寬度占有率ξ設定在這樣的范圍內，由此，與未設置錐形部時的Q值相比，能夠得到大約1.1倍的Q值。[應用例3]上述應用例的振動片優(yōu)選為，對于處于0.0168≦η≦0.1680的范圍的所述錐形長度占有率η，所述錐形寬度占有率ξ處于以下范圍：9.417η2-6.358×10-1η+9.984×10-2≤ξ≤-5.255×101η2+1.394×101η-1.219×10-1，所述錐形部的形狀由連接所述錐形部與所述振動臂的結合位置和所述錐形部與所述基部的結合位置的直線或曲線形成。這樣，通過相對于錐形長度占有率η將錐形寬度占有率ξ設定在這樣的范圍內，由此，與未設置錐形部時的Q值相比，能夠得到大約1.2倍的Q值。[應用例4]上述應用例的振動片優(yōu)選為，對于處于0.0504≦η≦0.1260的范圍的所述錐形長度占有率η，所述錐形寬度占有率ξ處于以下范圍：5.191×101η2-6.959η+4.339×10-1≤ξ≤-9.160×101η2+1.899×101η-4.679×10-1，所述錐形部的形狀由連接所述錐形部與所述振動臂的結合位置和所述錐形部與所述基部的結合位置的直線或曲線形成。這樣，通過相對于錐形長度占有率η將錐形寬度占有率ξ設定在這樣的范圍內，由此，與未設置錐形部時的Q值相比，能夠得到大約1.3倍的Q值。[應用例5]上述應用例的振動片優(yōu)選為，所述錐形部的形狀是通過連接多個直線而形成的，所述多個直線之間的交叉角度比所述振動臂的延長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臂的結合位置和所述錐形部與所述基部的結合位置的直線。這樣，在使錐形部成為利用多個直線連接而成的形狀的情況下，錐形部內產生的應力得到分散。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。[應用例6]上述應用例的振動片優(yōu)選為，所述錐形部的形狀由連接所述錐形部與所述振動臂的結合位置和所述錐形部與所述基部的結合位置的連續(xù)的一個曲線形成，所述曲線與所述振動臂之間的交叉角度比所述振動臂的延長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臂的結合位置和所述錐形部與所述基部的結合位置的直線。如上所述，利用多個直線來形成錐形形狀，由此，應力和變形得到分散，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，則能夠進一步降低熱彈性損失。[應用例7]本應用例的振子的特征在于，該振子在封裝內收納有所述各應用例所記載的振動片。所述振動片被收納在例如由陶瓷等形成的封裝內。優(yōu)選封裝內處于真空狀態(tài)，通過使振動片在真空環(huán)境下振動，由此，能夠長期維持更加穩(wěn)定的振動。并且，通過收納在封裝內，由此，容易進行處理，而且還能夠保護振動片不受濕度等外部環(huán)境的影響。附圖說明圖1是示出實施方式1的振動片的概略結構的平面圖。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。圖3是示出錐形長度占有率η、錐形寬度占有率ξ以及Q值之間的關系的曲線圖。圖4是示出使得Q/Q0為1.1以上的錐形長度占有率η(橫軸)與錐形寬度占有率ξ(縱軸)之間的關系的曲線圖。圖5是示出使得Q/Q0為1.2以上的錐形長度占有率η(橫軸)與錐形寬度占有率ξ(縱軸)之間的關系的曲線圖。圖6是示出使得Q/Q0為1.3以上的錐形長度占有率η(橫軸)與錐形寬度占有率ξ(縱軸)之間的關系的曲線圖。圖7是示出第4實施例的錐形部的局部平面圖。圖8是示出第5實施例的錐形部的局部平面圖。圖9是示出第6實施例的錐形部的局部平面圖。圖10是示出振子的概略結構的示意圖，(a)是平面圖，(b)是示出(a)的E-E切斷面的截面圖。標號說明10：振動片；20：基部；25：錐形部；30：振動臂。具體實施方式下面，根據(jù)附圖對本專利技術的實施方式進行說明。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際情況不同的示意圖。(實施方式1)圖1是示出實施方式1的振動片的概略結構的平面圖，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，參照圖1對振動片的概略結構進行說明。振動片10在由X軸和與X軸垂直的Y軸構成的平面中展開，Z軸表示厚度。本實施方式的振動片10的材質沒有特別限定，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軸為機械軸、Z軸為光軸的方式，從石英的單晶中切出振動片。另外，本實施方式的振動片10例示了諧振片，但是，也可以應用于加速度傳感器和陀螺儀傳感器。振動片10具有：2個平行的振動臂30，它們沿著Y軸方向延伸，在X軸方向上進行彎曲振動；基部20，其結合振動臂30的一方的端部；施重部40，其設置于振動臂30的另一方的端部上；以及2個支撐臂本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種振動片，其特征在于，該振動片具有：基部；以及在平面視圖中從所述基部起延伸的振動臂，所述振動臂在平面視圖中包含：施重部；臂部，其配置在所述施重部與所述基部之間，并且所述臂部沿著與所述延伸的方向交叉的方向的寬度比所述施重部窄；以及配置在所述施重部與所述臂部之間的錐形部，隨著從所述錐形部的所述臂部側朝向所述錐形部的所述施重部側，所述錐形部沿著所述交叉的方向的寬度變寬，當設所述振動臂沿著所述延伸的方向的長度為L，所述臂部沿著所述交叉的方向的寬度為W，所述錐形部沿著所述延伸的方向的長度為Lt，所述錐形部的外緣與所述臂部的外緣相接合的第1結合部、和所述錐形部的所述外緣與所述施重部相接合的第2結合部之間的沿著所述交叉的方向的長度為Wt，所述Lt相對于所述L的長度占有率為η＝Lt/L，所述Wt相對于所述W的寬度占有率為ξ＝2Wt/W時，滿足如下關系：0.0168≤η≤0.1680，2.409η2+4.728×10?2η+2.959×10?2≤ξ≤?4.723×101η2+1.434×101+1.711×10?2。

【技術特征摘要】
2010.04.08 JP 2010-0892591.一種振動片，其特征在于，該振動片具有：基部；以及在平面視圖中從所述基部起延伸的振動臂，所述振動臂在平面視圖中包含：施重部；臂部，其配置在所述施重部與所述基部之間，并且所述臂部沿著與所述延伸的方向垂直的方向的寬度比所述施重部窄；以及配置在所述施重部與所述臂部之間的錐形部，隨著從所述錐形部的所述臂部側朝向所述錐形部的所述施重部側，所述錐形部沿著所述垂直的方向的寬度變寬，當設所述振動臂沿著所述延伸的方向的長度為L，所述臂部沿著所述垂直的方向的寬度為W，所述錐形部沿著所述延伸的方向的長度為Lt，所述錐形部的外緣與所述臂部的外緣相接合的第1結合部、和所述錐形部的所述外緣與所述施重部相接合的第2結合部之間的沿著所述垂直的方向的長度為Wt，所述Lt相對于所述L的長度占有率為η＝Lt/L，所述Wt相對于所述W的寬度占有率為ξ＝2Wt/W時，滿足如下關系：0.0168≤η≤0.1680，2.409η2+4.728×10-2η+2.959×10-2≤ξ≤-4.723×101η2+1.434×101η+1.711×10-2。2.一種振動片，其特征在于，該振動片具有：基部；以及在平面視圖中從所述基部起延伸的振動臂，所述振動臂在平面視圖中包含：施重部；臂部，其配置在所述施重部與所述基部之間，并且所述臂部沿著與所述延伸的方向垂直的方向的寬度比所述施重部窄；以及配置在所述施重部與所述臂部之間的錐形部，隨著從所述錐形部的所述臂部側朝向所述錐形部的所述施重部側，所述錐形部沿著所述垂直的方向的寬度變寬，當設所述振動臂沿著所述延伸的方向的長度為L，所述臂部沿著所述垂直的方向的寬度為W，所述錐形部沿著所述延伸的方向的長度為Lt，所述錐形部的外緣與所述臂部的外緣相接合的第1結合部、和所述錐形部的所述外緣與所述施重部相接合的第2結合部之間的沿著所述垂直的方向的長度為Wt，所述Lt相對于所述L的長度占有率為η＝Lt/L，所述Wt相對于所述W的寬度占有率為ξ＝2Wt/W時，滿足如下關系：0.0168≤η≤0.1680，9.417η2-6.358×10-1η+9.984×10-2...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：山田明法，
申請(專利權)人：精工愛普生株式會社，
類型：發(fā)明
國別省市：日本;JP