(57)【要約】【課題】  水晶材料、ガラス、セラミックなどと言った硬くて脆弱な材料に精度良く孔加工を施すために、加工機械を使用し効率の良い加工作業を行うための加工方法を得ることを目的とする。【解決手段】  課題を解決するために本発明は、孔加工を施すための孔加工方法であって、圧電板を緩衝材に貼り合わせた後に孔加工機の作業テーブルに装着し、作業テーブルを揺動しながら孔加工機のドリル部を揺動させる孔加工方法である。また、この加工機械はNumerical Control、いわゆる数値演算制御機構を備えたＮＣ機械を用い、加工すべき孔形状の精度を確保するためにドリル部あるいはテーブル部の揺動範囲は画像認識により認識し制御する機構を有したことにより課題を解決する。【選択図】  図１
2007076183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
孔加工を施すための孔加工方法であって、被加工物を緩衝材に貼り合わせた後に孔加工機の作業テーブルに装着し、作業テーブルを揺動しながら孔加工機のドリル部を揺動させることを特徴とする孔加工方法。
【請求項２】
請求項１に記載する孔加工機はNumerical Controlされた機械を用い、ドリル部あるいは作業テーブル部の揺動範囲は画像認識により制御する機構を有したことを特徴とする孔加工方法。
【請求項３】
請求項１記載の孔加工の被加工物は、圧電材料、ガラス材料、セラミック材料であることを特徴とする孔加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水晶材料、ガラス、セラミックなどと言った硬くて脆弱な被加工物（特に脆性材）に精度良く孔加工を施すために、加工機械を使用し効率の良い加工作業を行うための加工方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水晶振動子の殆どは人工的に作られた水晶材料を原料にして加工されている。人工水晶の育成にはオートクレーブ内に種水晶と屑水晶（ラスカ）と育成液を充填し、温度と圧力により種水晶に人工的に水晶結晶を成長させるいわゆる人工水晶の育成技術が取り込まれている。ここで育成された人工水晶の端面加工を施したランバードを基にして、各種形状や寸法の水晶デバイスを加工していく。
【０００３】
その加工方法には、水晶振動子としての周波数特性や温度特性を決定づけるカットアングルを決めた所定の切出し角度に基づいた切断行程があり、水晶外形を決める工程があり、所望の周波数を得るための水晶板の厚み研磨工程などを行ったものが、一般的な水晶振動子の加工工程として挙げることができる。
【０００４】
切断行程、研磨工程にはそれぞれで特殊な加工機を用い、水晶業界が各社凝らした加工技術を用いることで所望の周波数を得る水晶振動子の加工を行っている。加工工程は全般的に機械加工が主流ではあるが、水晶振動子に至るまでの工程で、水晶材料の表面を精度良く仕上げるために必要に応じて化学処理（エッチング）工程を行うことで、水晶振動子の加工を実現しているのが現状である。
【０００５】
前述のように、従来の水晶振動子では最終外形寸法、厚みまでの工程により所望の特性、周波数を得た工程が組まれている。その結果、例えば丸板形状であったり、短冊形状であったりと製品型式や用途に応じて加工形状や供給形状が決まったものに、励振電極やパッケージングを行うことにより水晶振動子を得ることとなる。
【０００６】
上述する水晶振動子は主には電子部品として通信機器や制御機器のクロック信号源としての利用目的が多く、産業通信機器から個人所有の携帯電話機やゲーム機器と幅広い利用分野で使われている。
【０００７】
ところで、昨今では利用分野も前述する通信機器を中心とした電子機器から、変位、質量、圧力といった物理的な計測用に用いたり、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）との組合せによりカーナビケーションシステムに搭載する自動車の姿態認識など、ジャイロ（ヨーレイト）センサと言った自動車に搭載する分野などにも広く展開される現状にある。
【０００８】
また、自動車の分野では安全性と走行性を重視した各種センシングにも水晶振動子の利用が進められており、従来の水晶振動子の形態とは異なった形状や仕様を満たす要求も高まる現状にある。また、以上の仕様を満足する上では、従来の水晶振動子の加工方法に変えて、一般機械加工も取り入れながらの製品作りを展開しつつある現状にもある
【特許文献１】特開２００１−０５４８０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述するように現状の水晶加工は金属材料を加工するような機械加工を、水晶振動子の一部の加工に用いることが増えつつある。そのひとつの例として、自動車用に組み込まれるセンシング部品として、リング状に水晶板を加工する作業が見受けられている。この機械加工とは、いわゆる立てフライスのような工作機械を用いて、水晶板に所定の孔形状を加工するというものである。
【００１０】
立てフライス式の加工機械ではエンドミルドリルと、上下、東西南北に可動する作業テーブルとがあり、作業テーブルに取り付けられた被加工物を切断、削り加工を行うものであるが、この機械加工を応用して水晶板という硬く脆弱な材料（脆性材）を加工することが試みられている。そのため、水晶板の切削加工にはダイヤモンド材料を付着させたドリルを使用し加工するが、水晶材料が非常に硬いために、所望とする孔加工精度を確保することが非常に難しいのが現状にある。
【００１１】
また、水晶材料は背景技術にも記述するように、外形寸法、厚み寸法により所特性が大きく変化することから、前述する孔加工においてもドリルの消耗などにより精度よく安定して孔加工を継続することが難しく、また硬く、脆弱な水晶材料であることから、ドリル自体も頻繁にドレッシングが必要となることから、加工精度上の問題と加工時の工数の問題と言った課題が挙げられる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述する課題を解決するために本発明は、孔加工を施すための孔加工方法であって、圧電板を緩衝材に貼り合わせた後に孔加工機の作業テーブルに装着し、作業テーブルを揺動しながら孔加工機のドリル部を揺動させる孔加工方法である。また、この加工機械はNumerical Control、いわゆる数値演算制御機構を備えたＮＣ機械を用い、加工すべき孔形状の精度を確保するためにドリル部あるいは作業テーブル部の揺動範囲は画像認識により認識し制御する機構を有したことを特徴とする孔加工方法である。
【００１３】
要するに、本願発明は圧電材料、ガラス材料、セラミック材料といった硬くて脆弱な材料を効率良く、精度の良い孔加工を実現するために、従来では管理していなかった孔加工時の寸法をフィードバックすることにより、孔加工に用いるドリルの消耗具合を考慮し、継続的に安定した精度の高い孔加工を得ることができる。
【００１４】
また、ドリルに対する一定期間のメンテナンス（ドレッシング）処理後のドリル加工量の変化に対しても、ドリルの切削能力に起因することなく加工仕上がりで管理することから、孔加工全体で加工精度が安定した状態を維持することで作業効率の改善も実現するなど課題を解決するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の孔加工方法を用いることにより、加工に用いるドリル自体の消耗や切削効率に関係無く、所望とする孔形状を基準に加工を実現することにより、加工精度の均一性、安定性を得ることができる。このことによって、加工効率の向上と品質の改善、歩留まりの向上など、加工工数の削減も行えることから、加工コストの低減も実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、添付図面に従ってこの発明の実施例を説明する。なお、各図において同一の符号は同様の対象を示すものとする。図１に示すのは本願発明の孔加工を行うときのドリル部３の動きを示すものである。ここで図示するドリル形状は孔加工を行うために使用する一例として示すもので、逆凹状形状で示しているが、ドリル部３の形状に拘るものではない。また特に図示はしないが、ドリル部３の外周あるいはドリル部３を構成する金属成分中にダイヤモンドあるいはダイヤモンドに準じる硬度を持った成分により、水晶材料、ガラス材料、セラミック材料の研削を実現するものである。
【００１７】
図１に示すのは加工時の概念図を示すもので、図１（ａ）では加工時のドリル部３の動きを側面から見たときの図で、図１（ｂ）はドリル方向則ち、図１（ａ）紙面の上部から見た平面図である。ここで図３の従来の加工時のドリルの動きと見比べれば一目瞭然ではあるが、ドリル部３が回転すると同時に、孔加工をするべき被加工物に対しても回転運動をしているところに特徴がある。
【００１８】
要するに、被加工物に対して孔加工を行う際に、加工に用いるドリル自体の消耗や切削効率に関係無く、所望とする孔形状を基準した加工を実現することにより、加工精度の均一性、安定性を得ることを狙うものである。図１（ｂ）に示すドリル部３の動きを行うことによって、ドリル径（斜線部）よりも広い範囲にまで加工を行うことができ、同時に加工寸法を正確に維持することにより、加工効率を上げることができ、ひいては品質の改善、歩留まりの向上を行うことができる。更には、加工工数の削減も行えることから、加工コストの低減も実現することができる。
【００１９】
また、図１に示すドリル動作により所望とする孔加工寸法を維持するために、当然ながら孔加工状況をドリル部３の揺動範囲に反映させる必要があるが、この制御についての一例としては、Numerical Control則ちＮＣ方式で加工位置精度を演算方式で制御するのに加えて、現在の加工状況とドリル部３あるいは作業テーブル部４の揺動範囲をリアルタイムで画像認識により認識し制御することによっても、所望とする孔加工寸法を精度良く仕上げることを実現するものである。
【００２０】
図１ではドリルを動かすことで本発明の目的を達成するよう図示するものであるが、孔加工機のドリル部３を揺動させるか、あるいは作業テーブル４を揺動するかは任意に選択しても構わない。また両者であるドリルと作業テーブルとを揺動させることもより作業効率を速めることができる。なお、図１には作業テーブル部４を揺動させた状態を図示していない。
【００２１】
図２は本発明の段取りを示したフロー図である。本発明孔の加工を施すための孔加工方法は、圧電板１を例えばガラス板などの緩衝材２に貼り合わせた後に、孔加工機の作業テーブル部４に装着し、作業テーブル部４を揺動しながら孔加工機のドリル部３を揺動させることにより孔加工を行う。ここで重複するが孔加工精度を確保するために加工状況はリアルタイムで画像認識により制御されている。
【００２２】
以上のように、本願発明は圧電材料、ガラス材料、セラミック材料といった硬くて脆弱な材料を効率良く、精度の良い孔加工を実現するために、従来では管理していなかった孔加工時の寸法をフィードバックすることにより、孔加工に用いるドリルの消耗具合を考慮し、ドリル部３を揺動するかあるいは、テーブル部４を揺動するかまたはその両方を揺動するかにより、ドリルの消耗具合に関係無く継続的に安定した精度の高い孔加工を得ることができる。
【００２３】
なお、本実施例では丸孔形状で説明するが、孔形状を限定するもので無く、四角形、三角形、楕円形でも同様の加工方法を応用できることは言うまでも無い。また、説明では画像認識装置を２台設置しているが、画像認識の数の制限は無く最低１台でも事が足りる。そして画像認識装置の設置場所についても制限は無いが、緩衝材２に透明材質を用いることを考えると、加工部下方からの方が加工時に発生する汚れや加工屑の影響を受けにくいと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の孔加工の概念を示す概念図である。
【図２】本発明の加工の流れを示すフロー図である。
【図３】従来の孔加工の概念を示す概念図である。
【符号の説明】
【００２５】
１        圧電板
２        緩衝材
３        ドリル部
４        作業テーブル部
【図１】
2007076183.tif 000003
【図２】
2007076183.tif 000004
【図３】
2007076183.tif 000005