(57)【要約】      （修正有）【課題】小型化高周波化が進んだ圧電素板を短時間で効率よくベベリング加工することができ、因って圧電素板を使用する圧電振動子等の電子部品を安価に短時間で提供できる遠心バレル研磨装置を提供する。【解決方法】設置面に対し垂直方向に設けた公転軸１４に固定された公転板１３と、公転板１３に設けられ装置設置面に対し垂直又は公転軸側にある一定の傾斜角を有する自転軸１６と、自転軸１６に固定され自転する容器ホルダ１５と、容器ホルダ１５に固定保持され且つその内壁に研磨加工粒子を配置した加工容器１７と、公転軸１４及び自転軸１６を独自又は連動して回転させ且つ回転方向、回転数及び回転時間を制御する駆動モータ及び駆動回転機構を備えた遠心バレル研磨装置１１である。【選択図】図１
2004230520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置設置面に対し垂直方向に設けた公転軸に固定された公転板と、該公転板に設けられ装置設置面に対し垂直又は公転軸側にある一定の傾斜角を有する自転軸と、該自転軸に固定され自転する容器ホルダと、該容器ホルダに固定保持され且つその内壁に研磨加工粒子を配置した加工容器と、該公転軸及び該自転軸を独自又は連動して回転させ且つ回転方向、回転数及び回転時間を制御する駆動モータ及び駆動回転機構を備えた遠心バレル研磨装置。
【請求項２】
該研磨加工粒子を、該加工容器の内壁に電着，メタルボンド又はレジンボンドにより固定したことを特徴とする請求項１記載の遠心バレル研磨装置。
【請求項３】
該研磨加工粒子が、該加工容器の内壁面形状に嵌め合うような容器形状の集合固化された研磨加工粒子体を形成し、該研磨加工粒子体を該加工容器内に配置固定したことを特徴とする請求項１記載の遠心バレル研磨装置。
【請求項４】
該研磨加工粒子を、該加工容器の内壁の底面と、該加工容器の内壁側面のうち、該加工容器内の最底面から該内壁側面と該内壁底面間の曲面の半径Ｒ以上の高さの範囲とに配置したことを特徴とする請求項１乃至３記載の遠心バレル研磨装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、水晶板などの圧電素板をベベリング加工する際に使用する遠心バレル研磨装置に関するものであり、特に装置設置面に対し垂直方向に公転軸を設けた遠心バレル研磨装置に関する。
【０００２】
【従来技術】圧電振動子や発振器等の電子部品の小型化に伴い、その内部に搭載する圧電振動板を構成する圧電素板も外形の小型化が必要とされると同時に、発振周波数の高周波化も進んでいることから圧電素板の薄型化も必要とされるようになった。
【０００３】
例えば圧電材料の一つである水晶板では、その小型化が進むにつれクリスタルインピーダンス（以下ＣＩという）が高くなり水晶板の振動の起動に不具合を生じるようになってきた。そこで、圧電素板の外形をベベリング加工することにより、後に水晶板主面上に形成する電極膜による「エネルギー閉じ込め」効果を大きくすることができ、水晶板の振動の起動が容易になるためＣＩが低くなる。
【０００４】
このようなことから、圧電素板にベベリング加工を施す装置としては、両端を閉口した径寸法より長さ寸法が長い円筒形の加工容器を複数配置し、且つこのドラム内に水晶片と研磨材とを投入し、この加工容器を接地面と平行の公転軸で公転させ、更に加工容器自体も両端部の断面の中心を貫く中心軸又は両端断面を斜めに貫く軸を、公転軸と平行に自転させることで、加工容器内部に投入した圧電素板を加工容器内壁、水晶片及び研磨材との摩擦運動により、圧電素板外形をベベリング加工する遠心バレル装置が使用されている。
【０００５】
前記のような遠心バレル装置については、以下のような文献が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３５４９４７号公報
【特許文献２】
特開２００２−１２０１４１号公報
【０００７】
尚、出願人は前記した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を、本件出願時までに発見するに至らなかった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来の遠心バレル装置では、研磨材を添加せず、その加工容器の内壁に研磨加工粒子を配置し、圧電素板を研磨することが行われてきたが、その装置を構成する加工容器として、直径が５０〜２００ｍｍ、長さが３００〜６００ｍｍ程度の大きな加工容器が用いられており、この加工容器は容器内壁全面を使用して研磨を行っている。そのため研磨加工粒子を容器内壁全面に形成しなければならず、加工容器の価格が高くなってしまう。
【０００９】
又、従来の遠心バレル装置では、大型のモータを使用しても加工容器の公転速度は最速でも百数十ｒｐｍ程度までしか得られない。加工容器の自転運動は、公転運動に伴い加工容器がそのままの状態を維持しようとするために発生するもので、公転速度と反対方向に同一速度による自転となっている。つまり、自転速度が公転速度に依存するため、公転速度に限界がある従来の遠心バレル装置における加工能率の更なる向上も難しく、現状ではベベリング加工に数十時間掛かっている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は前記従来技術の課題を鑑みて成されたものであり、設置面に対し垂直方向に設けた公転軸に固定された公転板と、該公転板に設けられ装置設置面に対し垂直又は公転軸側にある一定の傾斜角を有する自転軸と、該自転軸に固定され自転する容器ホルダと、該容器ホルダに固定保持され且つその内壁に研磨加工粒子を配置した加工容器と、該公転軸及び該自転軸を独自又は連動して回転させ且つ回転方向、回転数及び回転時間を制御する駆動モータ及び駆動回転機構を備えた遠心バレル研磨装置である。
【００１１】
又、前記研磨加工粒子を、加工容器の内壁に電着，メタルボンド又はレジンボンドにより固定したこと特徴とする前述した遠心バレル研磨装置でもある。
【００１２】
更に、前記研磨加工粒子を、加工容器内の壁面形状に嵌め合うような容器形状に集合固化し、この研磨加工粒子を加工容器内に配置固定したことを特徴とする前述した遠心バレル研磨装置である。
【００１３】
更に、前記該研磨加工粒子を、加工容器の内壁の底面と、加工容器の内壁側面のうち、内壁側面と内壁底面間の曲面の半径Ｒ以上の高さの範囲とに配置したことを特徴とする前述した遠心バレル研磨装置。
【００１４】
このような加工容器を遠心バレル研磨装置に使用することにより、研磨材を添加する場合に比べ、より効率の高いベベリング加工をすることができる。特に、装置設置面に対し垂直方向に公転軸を設けた本願発明の遠心バレル装置では、加工容器の小型軽量化が図られているため、加工容器の自公転運動を高速化できることから、更に加工能率を向上できる。
【００１５】
又、加工容器内には加工物以外のものを極力添加しないので、ベベリング加工後の加工物と加工物以外のものとを分別する工程を簡易に且つ短時間化することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１はこの発明における遠心バレル研磨装置の概略の一例を示した構成図である。尚、点線枠は枠内にある装置を構成する部品類の形態を明りょうにするための断面略図である。図２は、図１に示した加工容器の一形態を示す断面図である。図３は図１に示した加工容器の他の形態を示す断面図である。図４は、図１に示した加工容器の一製造形態を示した断面構成図である。尚、図１乃至４において、説明を明りょうにするため構造体の一部を図示せず、また寸法も一部誇張して図示している。
【００１７】
即ち、ケース１２内に納められている遠心バレル研磨装置１１を構成する公転板１３は、遠心バレル研磨装置１１の設置面に対し垂直方向に形成した公転軸心１４周りに回転し、公転板１３の公転軸を対称軸とし且つ公転板１３の両端付近に装着された容器ホルダ１５が自転軸心１６周りに回転する。
【００１８】
このことにより、容器ホルダ１５と、容器ホルダ１５に固定保持される加工容器１７とは、公転軸心１４周りを公転しながら、自転軸心１６周りを自転することになる。公転軸の回転方向と自転軸の回転方向とは正逆どちらの回転方向でも良い。
【００１９】
又、自転軸心１６は公転軸心１４に対し、本実施例では公転軸側に４５°傾いている。これにより、公転運動から発生する加速度は、加工容器１７の底面から公転軸に垂直の外方向ある側面にかかるので、加工容器の壁部などの厚みを一部薄くすることができ、更に公転の遠心力によって加工容器１７が容器ホルダ１５から外れたり、加工容器１７内の圧電素板などの加工物１９がこぼれたりするのを防止している。尚、実施例では公転板１３は一つで加工容器を一対搭載する構造になっているが、公転板を複数形成し、各々の公転板に加工容器を搭載した構造にしてもよい。又、一つの公転板に搭載する二つの加工容器のうち、一方を外し、替わりにバランサーを搭載することで、一つの公転板に一つの加工容器とする構造にしてもよい。
【００２０】
加工容器１７を公転軸心１４周りで公転させながら自転軸心１６周りで自転させる具体的な機構としては、公転用駆動モータと自転用駆動モータを別々に設けて、それぞれが自立して駆動する機構にしてもよい。又、公転自転共用の駆動モータを用いて、モータの回転運動をベルトとプーリ又は遊星歯車装置により公転と自転とに分ける機構にしてもよい。更に、これら駆動モータの起動停止、回転数及び回転時間等を制御する制御機構も併設されており、この制御機構にはケース１２の外に設けたコントロールパネル等からアクセスでき、且つプログラム等で自動制御もできるようになっている。図１においては、公転用駆動モータ及びその制御機構は構造体１８内に内蔵されている。
【００２１】
図１に示した遠心バレル装置に使用される加工容器１７を図２及び図３に示す。即ち加工容器１７は有底円筒形の本体部２１と蓋部２２で構成され、本体部２１は金属により形成されている。又、蓋部２１は加工容器１７の公転及び自転の際には本体部２１から外れないような構造になっている。尚、蓋部２２は加工容器内の加工物等が外部に飛散しないために用いており、加工容器の運動の仕方により加工物の外部飛散が起こらない場合は、必ずしも蓋部２２を必要とするものではない。
【００２２】
加工容器の本体部２１の内壁には、ダイヤモンド，溶解アルミナ又は炭化珪素等の研磨加工粒子を、電着，メタルボンド又はレジンボンドにより配置され、研磨加工面２４が形成されている。この加工容器内に、短冊形状等の圧電素板等の加工物を複数投入し、加工容器を高速で自公転させることで、研磨加工面２４と加工物とが適宜摩擦することで、その加工物の表面にベベリング加工を行う。
【００２３】
又、図４のように、研磨加工粒子を、加工容器の内壁面の形状に嵌め合うような容器形状に集合固化し研磨加工粒子体４１を形成する。このような研磨加工粒子体４１を加工容器内に配置し、加工容器の内壁へ固定することで、研磨加工面２４を加工容器内に形成してもよい。
【００２４】
図１のような遠心バレル装置では、加工容器の形状を小型に且つ非常に軽量に形成できるので、加工容器の自公転運動能力を著しく向上でき、加工時間を大幅に短縮することができる。又、公転と自転との相互作用により、加工物が加工容器内で自由に移動し混ざり合うことが促進され、ベベリング加工を投入した加工物全体に均一に施すことができる。尚、加工物に加工圧力を加え、且つ加工容器内の加工物の自由運動を促すことで、更に加工能率を向上させるために、加工容器内にメディア等の加工補助物を適宜添加してもよい。
【００２５】
図２乃至４に開示したような加工容器１７を使用することで、加工物と研磨加工面のと摩擦点に有効に加工圧力を加えることができ、効率的な加工をすることができる。又、従来のように、研磨材を加工容器内に入れて加工する必要がなく、加工後の加工物と、使用した研磨材等の添加剤との分別工程が非常に簡易及び短時間になる。
【００２６】
尚、本発明における加工装置では、加工容器の自公転による遠心力を利用しているために、加工容器内面におけるベベリング加工使用域は、加工容器内底面及びその周囲の内壁面に限定される。加工容器上部の内壁面はベベリング加工に使用していないので、図３に開示のように加工容器内壁への研磨加工面の形成を加工容器の底面から、内壁側面と内壁底面間の曲面の半径Ｒ以上の高さ以上の範囲（図３ではＲの３倍の高さ）であればベベリング加工には支障がない。このように加工容器内壁上部に研磨加工面を形成しないことによって、加工容器の制作費低減を図っている。
【００２７】
【発明の効果】本発明の遠心バレル研磨装置により、小型化高周波化が進んだ圧電素板を短時間で効率よくベベリング加工することができ、因って圧電素板を使用する圧電振動子等の電子部品を安価に短時間で提供できる効果を成す。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明における遠心バレル研磨装置の概略を示した構造図（一部断面図）である。
【図２】図２は、図１に示した加工容器の一形態の断面図である。
【図３】図３は、図１に示した加工容器の他の形態の断面図である。
【図４】図４は、図１に示した加工容器の一製造形態を示した断面図である。
【符号の説明】
１１，遠心バレル研磨装置
１３，公転板
１４，公転軸心
１５，容器ホルダ
１６，自転軸心
１７，加工容器
１８，構造体
４１，研磨加工粒子体
【図１】
2004230520.tif 000003
【図２】
2004230520.tif 000004
【図３】
2004230520.tif 000005
【図４】
2004230520.tif 000006