JPS6342742Y2 - - Google Patents
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- JPS6342742Y2 JPS6342742Y2 JP1980113566U JP11356680U JPS6342742Y2 JP S6342742 Y2 JPS6342742 Y2 JP S6342742Y2 JP 1980113566 U JP1980113566 U JP 1980113566U JP 11356680 U JP11356680 U JP 11356680U JP S6342742 Y2 JPS6342742 Y2 JP S6342742Y2
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- JP
- Japan
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- movable part
- frame
- insulating substrate
- mechanical vibrator
- coil
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Links
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Landscapes
- Piezo-Electric Or Mechanical Vibrators, Or Delay Or Filter Circuits (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
本考案は、特定な周波数で共振する共振子や、
周波数選択性を有するフイルター、力、圧力、密
度、粘度等の各種物理量の検出素子として利用可
能な機械振動子に関するものである。
周波数選択性を有するフイルター、力、圧力、密
度、粘度等の各種物理量の検出素子として利用可
能な機械振動子に関するものである。
本考案の目的は、構造簡単にして、品質、性能
が均一でかつ、価格も安価な機械振動子を提供し
ようとするものである。
が均一でかつ、価格も安価な機械振動子を提供し
ようとするものである。
第1図は本考案にかかわる機械振動子の一例を
示す構成斜視図である。図において、1はフレー
ム,2は可動部で、フレーム1に細くなつた3個
のバネ部31,32,33を介して支持されてい
る。これらのフレーム1,可動部2およびバネ部
31,32,33は、ひとつの絶縁基板によつて
構成されており、また、これらの形状は、後述す
るように例えばホトリソグラフイ(写真食刻)の
技術とエツチングの技術とを利用して形成され
る。ここで絶縁基板としては、例えば厚さが
5x10-5m程度の水晶基板が使用可能である。4は
コイルパターンで、可動部2、バネ部32,33
およびフレーム1にまたがつて形成されており、
これもホトリソグラフイの技術とエツチングの技
術を用いて形成されている。51,52はフレー
ム1に形成されたコイル4のリード線、50はコ
イルパターン4上を飛び越えるように一方のリー
ド線51に接続されたジヤンパ線である。
示す構成斜視図である。図において、1はフレー
ム,2は可動部で、フレーム1に細くなつた3個
のバネ部31,32,33を介して支持されてい
る。これらのフレーム1,可動部2およびバネ部
31,32,33は、ひとつの絶縁基板によつて
構成されており、また、これらの形状は、後述す
るように例えばホトリソグラフイ(写真食刻)の
技術とエツチングの技術とを利用して形成され
る。ここで絶縁基板としては、例えば厚さが
5x10-5m程度の水晶基板が使用可能である。4は
コイルパターンで、可動部2、バネ部32,33
およびフレーム1にまたがつて形成されており、
これもホトリソグラフイの技術とエツチングの技
術を用いて形成されている。51,52はフレー
ム1に形成されたコイル4のリード線、50はコ
イルパターン4上を飛び越えるように一方のリー
ド線51に接続されたジヤンパ線である。
このように構成した機械振動子を図示する矢印
B方向(絶縁基板の平面方向と同一方向)の磁界
中に配置するとともに、コイルパターン4にリー
ド線51,52を介して電流を流すと、可動部2
にねじりトルクを働かせることができることか
ら、振動子の固有振動数で決まる周波数で発振さ
せることが出来る。この場合、機械振動子の可動
部2の固有振動数foは次式で表わすことができ
る。
B方向(絶縁基板の平面方向と同一方向)の磁界
中に配置するとともに、コイルパターン4にリー
ド線51,52を介して電流を流すと、可動部2
にねじりトルクを働かせることができることか
ら、振動子の固有振動数で決まる周波数で発振さ
せることが出来る。この場合、機械振動子の可動
部2の固有振動数foは次式で表わすことができ
る。
ただしJ:回転慣性モーメント
ΔJ:周囲の気体(液体)の密度に比例し
て決まる量(真空の時零) このように、可動部2を気体あるいは液体中で
振動させると、この可動部2は周囲の気体あるい
は液体を一緒に動かすために、可動部2の回転慣
性モーメントJの等価的な値が変化し、この結
果、可動部2の固有振動数fが変化することとな
る。ここで、回転慣性モーメントJの等価的な値
の変化は、可動部2の周囲の流体(気体、液体)
の密度あるいは粘度に比例していることから、固
有振動数fの変化は気体、液体の密度あるいは粘
度に対応したものとなる。従つて、可動部2の固
有振動数fを測定することによつて可動部2の周
囲の気体、液体の密度あるいは粘度を知ることが
できる。
て決まる量(真空の時零) このように、可動部2を気体あるいは液体中で
振動させると、この可動部2は周囲の気体あるい
は液体を一緒に動かすために、可動部2の回転慣
性モーメントJの等価的な値が変化し、この結
果、可動部2の固有振動数fが変化することとな
る。ここで、回転慣性モーメントJの等価的な値
の変化は、可動部2の周囲の流体(気体、液体)
の密度あるいは粘度に比例していることから、固
有振動数fの変化は気体、液体の密度あるいは粘
度に対応したものとなる。従つて、可動部2の固
有振動数fを測定することによつて可動部2の周
囲の気体、液体の密度あるいは粘度を知ることが
できる。
第2図は本考案にかかわる機械振動子の他の例
を示す構成斜視図である。この実施例では、可動
部2を左右対称な合計4個のバネ部31〜34に
よつて、フレーム1に支持させるようにしたもの
で、コイルパターン4は、各バネ部31〜34、
可動部2およびフレーム1を通過し、これらにま
たがつて形成されている。
を示す構成斜視図である。この実施例では、可動
部2を左右対称な合計4個のバネ部31〜34に
よつて、フレーム1に支持させるようにしたもの
で、コイルパターン4は、各バネ部31〜34、
可動部2およびフレーム1を通過し、これらにま
たがつて形成されている。
このようにコイルパターンを、バネ部,可動部
およびフレームにまたがつて形成すると、コイル
4のリード線51,52はフレーム1上に形成さ
れているコイル4から取り出すことができるの
で、その取り出しは容易であり、また可動部2の
動きがリード線51,52に伝わらず、可動部2
の固有振動数に正確に対応する周波数信号をリー
ド線51,52から得ることができる。なお、こ
れらの実施例においてコイルパターンは絶縁基板
の両面に形成するようにしてもよい。
およびフレームにまたがつて形成すると、コイル
4のリード線51,52はフレーム1上に形成さ
れているコイル4から取り出すことができるの
で、その取り出しは容易であり、また可動部2の
動きがリード線51,52に伝わらず、可動部2
の固有振動数に正確に対応する周波数信号をリー
ド線51,52から得ることができる。なお、こ
れらの実施例においてコイルパターンは絶縁基板
の両面に形成するようにしてもよい。
第3図は、これらの機械振動子を含んで密度計
を構成する場合の構成ブロツク図である。MVは
機械振動子を総括的に示したものであつて、この
機械振動子MVの等価回路は第4図に示すよう
に、インダクタンスとコンデンサと抵抗の直列共
振回路で示すことができる。OSは発振回路で、
機械振動子MVを含んで、例えば自励振回路を構
成しており、この発振回路OSからの発振周波数
は、機械振動子周囲の気体又は液体の密度ある
いは粘度に対応している。CPはマイクロプロセ
ツサで構成される演算回路で、発振回路OSから
の発振周波数を入力しており、密度あるいは粘
度に関連する信号を演算によつて得ている。
を構成する場合の構成ブロツク図である。MVは
機械振動子を総括的に示したものであつて、この
機械振動子MVの等価回路は第4図に示すよう
に、インダクタンスとコンデンサと抵抗の直列共
振回路で示すことができる。OSは発振回路で、
機械振動子MVを含んで、例えば自励振回路を構
成しており、この発振回路OSからの発振周波数
は、機械振動子周囲の気体又は液体の密度ある
いは粘度に対応している。CPはマイクロプロセ
ツサで構成される演算回路で、発振回路OSから
の発振周波数を入力しており、密度あるいは粘
度に関連する信号を演算によつて得ている。
第5図及び第6図は、本考案にかかわる機械振
動子の他の構成例である。
動子の他の構成例である。
第5図実施例は、フレーム1に2個の可動部2
A,2Bをそれぞれバネ部31〜33によつて支
持させるように構成したものである。ここで、2
個の可動部2A,2Bの形状は、図示するように
同一形状でもよく、また異なつた形状でもよい。
このような構成において、可動部2Aの固有振動
数をfA,可動部2Bの固有振動数をfBとし、
fA,fBの差又は比を演算することによつて、機
械振動子自身の温度特性等に起因する誤差を軽減
させることができる。
A,2Bをそれぞれバネ部31〜33によつて支
持させるように構成したものである。ここで、2
個の可動部2A,2Bの形状は、図示するように
同一形状でもよく、また異なつた形状でもよい。
このような構成において、可動部2Aの固有振動
数をfA,可動部2Bの固有振動数をfBとし、
fA,fBの差又は比を演算することによつて、機
械振動子自身の温度特性等に起因する誤差を軽減
させることができる。
第6図の実施例は、フレーム1に4個のバネ部
31〜34によつて支持される可動部を設けると
ともに、この可動部2に各バネ部31,33側と
32,34側とに分けられる2個のコイル4A,
4Bを形成させ、4端子構成としたものである。
ここで、各コイル4A,4Bは、いずれも可動
部,バネ部,フレーム部にまたがつて形成されて
いる。
31〜34によつて支持される可動部を設けると
ともに、この可動部2に各バネ部31,33側と
32,34側とに分けられる2個のコイル4A,
4Bを形成させ、4端子構成としたものである。
ここで、各コイル4A,4Bは、いずれも可動
部,バネ部,フレーム部にまたがつて形成されて
いる。
第7図は第6図機械振動子の等価回路であつ
て、2個のコイル4A,4Bは機械振動子の共振
回路を介して結合しており、この共振回路の共振
周波数(機械振動子の固有振動数に対応)で選択
特性をもつメカニカルフイルタとしての役目をさ
せることができる。また、複数個の固有振動数の
異なる振動子の組合せを行なえば、より帯域の広
いフイルタとすることも可能である。
て、2個のコイル4A,4Bは機械振動子の共振
回路を介して結合しており、この共振回路の共振
周波数(機械振動子の固有振動数に対応)で選択
特性をもつメカニカルフイルタとしての役目をさ
せることができる。また、複数個の固有振動数の
異なる振動子の組合せを行なえば、より帯域の広
いフイルタとすることも可能である。
第8図は本考案にかかわる機械振動子を製作す
る製造方法の一例を示す簡略工程図である。ここ
では絶縁基板として、異方性エツチングのできる
水晶板、Si基板、ガラス等が用いられる。この例
では水晶のZ板を使用する場合を示しており、a
は、この水晶基板10の光学軸Z、機械軸Y、電
気軸Xの方向をそれぞれ示している。11はこの
水晶基板10上に被着させた第1マスク物質層、
例えばCr層、あるいはNi層、12はこの第1マ
スク層12上に被着させた第2マスク物質層、例
えばAu層である。
る製造方法の一例を示す簡略工程図である。ここ
では絶縁基板として、異方性エツチングのできる
水晶板、Si基板、ガラス等が用いられる。この例
では水晶のZ板を使用する場合を示しており、a
は、この水晶基板10の光学軸Z、機械軸Y、電
気軸Xの方向をそれぞれ示している。11はこの
水晶基板10上に被着させた第1マスク物質層、
例えばCr層、あるいはNi層、12はこの第1マ
スク層12上に被着させた第2マスク物質層、例
えばAu層である。
先ずはじめに、bに示すように、水晶基板10
の両面にそれぞれ第1マスク物質層11、第2マ
スク物質層12を順次被着し、さらにその上にレ
ジスト層13を被着する。ここで、第1のマスク
物質層11、第2マスク物質層12は、それぞれ
スパツタあるいは蒸着等によつて被着することが
できる。またレジスト層13は塗布すればよい。
の両面にそれぞれ第1マスク物質層11、第2マ
スク物質層12を順次被着し、さらにその上にレ
ジスト層13を被着する。ここで、第1のマスク
物質層11、第2マスク物質層12は、それぞれ
スパツタあるいは蒸着等によつて被着することが
できる。またレジスト層13は塗布すればよい。
次にcに示すように水晶基板10上に形成すべ
きコイルパターンおよび、フレーム1、可動部
2、バネ部31,32、貫通孔21等の形状をホ
トリングラフイー(写真食刻)の技術により作成
する。ここで、水晶基板10を切り離すか、つな
がつた状態として残すかは、各パターンとパター
ンの間隔l1,l2によつて適宜選択しておくものと
する。
きコイルパターンおよび、フレーム1、可動部
2、バネ部31,32、貫通孔21等の形状をホ
トリングラフイー(写真食刻)の技術により作成
する。ここで、水晶基板10を切り離すか、つな
がつた状態として残すかは、各パターンとパター
ンの間隔l1,l2によつて適宜選択しておくものと
する。
続いて、このような水晶基板10を水晶加工
剤、例えばフツ素酸水溶液に入れ、エツチングす
ると、dに示すように水晶基板10が、選択的に
除去され所定の形状をもつた水晶振動子を完成す
ることができる。
剤、例えばフツ素酸水溶液に入れ、エツチングす
ると、dに示すように水晶基板10が、選択的に
除去され所定の形状をもつた水晶振動子を完成す
ることができる。
ここで、dに示すように、エツチングされる理
由は次の通りである。すなわち、水晶基板10に
おいて、そのZ軸方向からのエツチング速度が、
dに示す結晶面A,Bのエツチング速度より数十
倍以上速いためで、この場合図示する角度θAが
30゜、θBが80゜となつて横方向のエツチングがそれ
以上進まなくなるからである。このことから、水
晶基板10を切り離す場合、パターンとパターン
との間隔l1を l1>t/2・{tan(90−θA)+tan(90−θB)} ただし、t:水晶基板10の厚さ に、また、水晶基板10をつながつた状態として
残す場合、パターンとパターンとの間隔l2を、 l1<t/2・{tan(90−θA)+tan(90−θB)} にそれぞれ選定すればよい。
由は次の通りである。すなわち、水晶基板10に
おいて、そのZ軸方向からのエツチング速度が、
dに示す結晶面A,Bのエツチング速度より数十
倍以上速いためで、この場合図示する角度θAが
30゜、θBが80゜となつて横方向のエツチングがそれ
以上進まなくなるからである。このことから、水
晶基板10を切り離す場合、パターンとパターン
との間隔l1を l1>t/2・{tan(90−θA)+tan(90−θB)} ただし、t:水晶基板10の厚さ に、また、水晶基板10をつながつた状態として
残す場合、パターンとパターンとの間隔l2を、 l1<t/2・{tan(90−θA)+tan(90−θB)} にそれぞれ選定すればよい。
なお、ここでは両方の面からエツチングする場
合を示しているが、片方の面からエツチングする
こともでき、この場合、l1,l2は前記した2倍に
選定される。
合を示しているが、片方の面からエツチングする
こともでき、この場合、l1,l2は前記した2倍に
選定される。
このような製造工程によるものは、コイルパタ
ーンの形成とフレームや可動部の形状の形成を少
ない工程でしかも多数同時に実現することができ
る利点がある。さらに振動子の形状を作るパター
ンとコイルを作るパターンを別々に分けて行なつ
ても同一の加工が出来る。
ーンの形成とフレームや可動部の形状の形成を少
ない工程でしかも多数同時に実現することができ
る利点がある。さらに振動子の形状を作るパター
ンとコイルを作るパターンを別々に分けて行なつ
ても同一の加工が出来る。
以上に説明したように、本考案によれば、ひと
つの絶縁基板からフレーム、可動部等を形成する
もので、高性能で品質の揃つた素子を一度に多数
生産することが可能で、価格の安価な機械振動子
が実現できる。また、コイルに接続されるリード
線の取り出しをフレーム上のコイルから行うこと
ができるので、可動部2の動きがリード線に伝わ
らず、精度の良好な機械振動子が実現できる。
つの絶縁基板からフレーム、可動部等を形成する
もので、高性能で品質の揃つた素子を一度に多数
生産することが可能で、価格の安価な機械振動子
が実現できる。また、コイルに接続されるリード
線の取り出しをフレーム上のコイルから行うこと
ができるので、可動部2の動きがリード線に伝わ
らず、精度の良好な機械振動子が実現できる。
第1図および第2図は、本考案の一実施例を示
す構成斜視図、第3図は密度計を構成する場合の
構成ブロツク図、第4図は機械振動子の等価回
路、第5図、第6図は本考案にかかわる機械振動
子の他の構成図、第7図は第6図機械振動子の等
価回路、第8図は本考案にかかわる機械振動子を
製作する製造方法の一例を示す簡略工程図であ
る。 1……フレーム、2……可動部、31〜34…
…バネ部、4……コイルパターン、51,52…
…リード線。
す構成斜視図、第3図は密度計を構成する場合の
構成ブロツク図、第4図は機械振動子の等価回
路、第5図、第6図は本考案にかかわる機械振動
子の他の構成図、第7図は第6図機械振動子の等
価回路、第8図は本考案にかかわる機械振動子を
製作する製造方法の一例を示す簡略工程図であ
る。 1……フレーム、2……可動部、31〜34…
…バネ部、4……コイルパターン、51,52…
…リード線。
Claims (1)
- 【実用新案登録請求の範囲】 絶縁基板で構成される可動部上のコイルに電流
を流すと共に、前記絶縁基板の平面方向と同一方
向の磁界を与え、前記可動部を機械振動させる機
械振動子において、 前記絶縁基板と同じ絶縁基板によつて構成され
たフレームと、 前記絶縁基板と同じ絶縁基板によつて構成され
前記可動部を前記フレームに対して少なくとも3
か所において支持するバネ部とを設け、 前記3つのバネ部の内の前記フレームの同一辺
に結合する2つのバネ部と可動部及びフレーム上
であつて、これらの2つのバネ部と可動部及びフ
レームによつて囲まれた貫通孔を巻くように前記
コイルを形成したことを特徴とする機械振動子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1980113566U JPS6342742Y2 (ja) | 1980-08-11 | 1980-08-11 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1980113566U JPS6342742Y2 (ja) | 1980-08-11 | 1980-08-11 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5736022U JPS5736022U (ja) | 1982-02-25 |
JPS6342742Y2 true JPS6342742Y2 (ja) | 1988-11-09 |
Family
ID=29474578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1980113566U Expired JPS6342742Y2 (ja) | 1980-08-11 | 1980-08-11 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6342742Y2 (ja) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5115388A (ja) * | 1974-07-29 | 1976-02-06 | Citizen Watch Co Ltd | Suishoshindoshi |
-
1980
- 1980-08-11 JP JP1980113566U patent/JPS6342742Y2/ja not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5115388A (ja) * | 1974-07-29 | 1976-02-06 | Citizen Watch Co Ltd | Suishoshindoshi |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5736022U (ja) | 1982-02-25 |
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