(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
パッケージの蓋となる複数の矩形状平板を、それぞれ厚さ方向に固着して積層した積層体を形成する工程と、
研磨材と、前記積層体の前記厚さ方向及び前記筒状体の軸方向が平行になるように前記積層体とを筒状体に封入する工程と、
前記筒状体の内壁上で前記積層体をすべり運動させることにより、前記積層体の面取り加工を行う工程と、
を有することを特徴とする矩形状平板の面取り加工方法。
【請求項２】
前記筒状体の半径は、
【数１】
0004165146.tif 000008
を満足する半径Ｒまたはその近傍の半径に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の矩形状平板の面取り加工方法。
ただし、Ｌは前記矩形状平板の長辺の長さ（ｍｍ）、ｒは前記矩形状平板の長辺上における面取り部分の長さと短辺上における面取り部分の長さとの比率である。
【請求項３】
前記積層体の面取り加工は、前記矩形状平板の長辺上における面取り部分の長さと短辺上における面取り部分の長さとの比率が１．０以上４．０以下となるように行うことを特徴とする請求項１または２に記載の矩形状平板の面取り加工方法。
【請求項４】
前記積層体のすべり運動は、前記筒状体の公転軸から前記筒状体の一方端部までの距離と前記筒状体の公転軸から前記筒状体の他方端部までの距離との大小を繰り返し逆転させつつ前記筒状体を公転させることにより、前記筒状体の軸方向に前記積層体を相対移動させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の矩形状平板の面取り加工方法。
【請求項５】
前記積層体のすべり運動は、前記筒状体の公転軸から前記筒状体の一方端部までの距離と前記筒状体の公転軸から前記筒状体の他方端部までの距離との大小を繰り返し逆転させつつ前記筒状体を公転させるとともに、少なくとも１回は前記筒状体の公転方向を逆転させることにより、前記筒状体の軸方向に前記積層体を相対移動させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の矩形状平板の面取り加工方法。
【請求項６】
前記矩形状平板は、ガラス部材であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の矩形状平板の面取り加工方法。
【請求項７】
前記矩形状平板は、水晶部材であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の矩形状平板の面取り加工方法。
【請求項８】
前記矩形状平板は、セラミック部材であることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の矩形状平板の面取り加工方法。
【請求項９】
前記研磨材と、前記積層体とを前記筒状体に封入する工程の前に、前記積層体の少なくとも一部の面を保護膜で覆う工程を有することを特徴とする請求項１ない８のいずれかに記載の矩形状平板の面取り加工方法。
【請求項１０】
前記積層体を形成する工程は、
前記複数の基板を厚さ方向に固着して積層する工程と、
前記積層された複数の基板の上下面に前記保護部材を固着する工程と、
前記積層された複数の基板を前記厚さ方向に切断し複数の中間体を形成する工程と、
前記中間体の少なくとも２以上を前記厚さ方向に固着して積層し、横転する工程と、
前記積層及び横転された中間体の上下面に前記保護部材を固着する工程と、
前記積層された中間体を前記厚さ方向と直交する方向に切断して前記積層体を形成する工程と、
を有することを特徴とする、請求項９に記載の矩形状平板の面取り加工方法。
【請求項１１】
前記研磨材と、前記積層体とを前記筒状体に封入する工程の前に、前記積層体の全面を保護部材で覆う工程を有することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の矩形状平板の面取り加工方法。
【請求項１２】
複数の矩形状平板をそれぞれ厚さ方向に固着して積層した積層体を、前記積層体の前記厚さ方向及び前記筒状体の軸方向が平行になるように、研磨材とともに内部に封入するシームレス筒状体と、前記筒状体の公転軸から前記筒状体の一方端部までの距離と前記筒状体の公転軸から前記筒状体の他方端部までの距離との大小を繰り返し逆転させつつ前記筒状体を公転させるとともにその公転速度を変更可能に形成された筒状体公転手段とを有することを特徴とする矩形状平板の面取り加工装置。
【請求項１３】
前記筒状体公転手段は、前記筒状体の公転方向を逆転可能に形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の矩形状平板の面取り加工装置。
【請求項１４】
前記筒状体の半径は、
【数２】
0004165146.tif 000009
を満足する半径Ｒまたはその近傍の半径に形成されていることを特徴とする請求項１２または１３に記載の矩形状平板の面取り加工装置。
ただし、Ｌは前記矩形状平板の長辺の長さ（ｍｍ）、ｒは前記矩形状平板の長辺上における面取り部分の長さと短辺上における面取り部分の長さとの比率である。
【請求項１５】
前記積層体の長辺と前記積層体の短辺とのなす角部に第１の面取り加工を行い、前記矩形状平板の長辺上における面取り部分の長さを確保する工程と、
前記積層体の前記面取り部分の斜辺と前記積層体の短辺とのなす角部に第２の面取り加工を行い、前記矩形状平板の短辺上における面取り部分の長さを確保する工程と、
を有することを特徴とする、請求項１に記載の矩形状平板の面取り加工方法。
【請求項１６】
前記第２の面取り加工は、前記第１の面取り加工で使用した前記筒状体より内径の小さな筒状体に、前記第１の面取り加工を施した前記積層体と研磨材とを封入して行うことを特徴とする、請求項１５に記載の矩形状平板の面取り加工方法。
【請求項１７】
前記第２の面取り加工は、前記第１の面取り加工で使用した前記筒状体に、研磨材を追加投入して行うことを特徴とする、請求項１５に記載の矩形状平板の面取り加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は矩形状平板の面取り加工方法およびその装置に関するものであり、特に圧電振動片を封入したセラミックパッケージの蓋部材の面取り加工方法およびその装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子回路において一定の周波数を得るため、圧電振動子が広く利用されている。特に、携帯用の電子機器では小型化を図る必要があることから、圧電振動片を封入したセラミックパッケージの圧電振動子が利用されている。図８に示すセラミックパッケージの圧電振動子１００では、圧電振動片１０２を実装した後、蓋部材１０４としてガラス板を上面に装着し、内部を真空に保持している。なお、内部を真空に保持することにより、安定した共振周波数を得ることができる。
【０００３】
ここで、パッケージ１０１に対する蓋部材１０４の装着位置がずれると、蓋部材１０４の角部がパッケージ１０１の外側にはみ出すことになる。特に、パッケージ１０１の角部にキャスタレーション１０１ａが形成されている場合には、蓋部材１０４の角部がキャスタレーション１０１ａ部分にはみ出す可能性が高くなる。そして、はみ出した部分に何らかの力が作用すると、当該部分が欠けてクラックが発生する場合がある。さらにそのクラックが進行すると、パッケージ内部を真空に保持することができなくなる。そこで、蓋部材１０４の角部に面取り１０５を施している。
【０００４】
従来の面取り加工方法は、図９に示すように、まず蓋部材複数個分の大きさのガラス基板１１０を、捨て切りガラス１１２の上に固定する。そして、ダイヤホイールソー１１４により、ガラス基板１１０を蓋部材１個分の大きさに切断した後、さらに面取り部分を切断することにより行っている。具体的には、図１０に示すように、まず切断線１１６で縦横に切断することにより、矩形の蓋部材１０４を得る。さらに切断線１１８で斜めに切断することにより、角部に面取りを施す。このような面取り方法を使用することにより、ダイヤホイールソーの移動量が少なくなり、加工速度が早くなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の面取り加工方法では、図１０の切断線１１８で斜めに切断する際に、蓋部材１０４の前後左右の部材１０６が、中央部で切断されてしまう。その結果、部材１０６は廃棄することになり、ガラス基板１１０の半分程度しか蓋部材１０４として使用することができない。この歩留まりの悪さにより、多くの加工コストがかかるという問題があった。
【０００６】
また、ダイヤホイールソー１１４（図９参照）による切断面には、ガラス粉が付着する。このガラス粉が、圧電振動子の製造工程でパッケージ内部に混入し圧電振動片に付着すると、圧電振動子から安定した共振周波数が得られなくなるという問題がある。さらに、ダイヤホイールソーによる切断面は粗く、当該部分からクラックが発生する場合がある。そして発生したクラックが拡大すると、パッケージ内部を真空に保持できなくなるという問題がある。
【０００７】
本発明は上記問題点に着目し、加工コストの低減が可能な矩形状平板の面取り加工方法およびその装置の提供を目的とする。また本発明は、加工精度の向上が可能な矩形状平板の面取り加工方法およびその装置の提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る矩形状平板の面取り加工方法はパッケージの蓋となる複数の矩形状平板を、それぞれ厚さ方向に固着して積層した積層体を形成する工程と、研磨材と、前記積層体の前記厚さ方向及び前記筒状体の軸方向が平行になるように前記積層体とを筒状体に封入する工程と、前記筒状体の内壁上で前記積層体をすべり運動させることにより、前記積層体の面取り加工を行う工程と、を有することを特徴とする。これにより、従来の面取り加工方法に比べて歩留まりが
向上するので、加工コストの低減が可能となる。
【０００９】
また、前記筒状体の半径は、
【数３】
0004165146.tif 000002
を満足する半径Ｒまたはその近傍の半径に形成されている構成とした。ただし、Ｌは前記矩形状平板の長辺の長さ（ｍｍ）、ｒは前記矩形状平板の長辺上における面取り部分の長さと短辺上における面取り部分の長さとの比率である。これにより、所望の面取り加工を行うことができるので、加工精度の向上が可能となる。また、小径の筒状体による面取り加工が可能となり、矩形状平板の長辺の中央部分が研磨材によって研磨されることがなくなる。従って、加工精度の向上が可能となる。
【００１０】
なお前記積層体の面取り加工は、前記矩形状平板の長辺上における面取り部分の長さと短辺上における面取り部分の長さとの比率が１．０以上４．０以下となるように行う構成とするのが好ましい。比率を１．０以上とすることにより、筒状体の半径が小さくなりすぎて加工速度が低下することがない。一方、比率を４．０以下とすることにより、面取り部分が直角に近くなって当該部分からクラックが発生することがない。
【００１１】
また前記積層体のすべり運動は、前記筒状体の公転軸から前記筒状体の一方端部までの距離と前記筒状体の公転軸から前記筒状体の他方端部までの距離との大小を繰り返し逆転させつつ前記筒状体を公転させることにより、前記筒状体の軸方向に前記積層体を相対移動させる構成とした。筒状体の周方向のみならず、軸方向にも積層体を相対移動させることにより、面取り加工速度を向上させることができる。したがって、加工コストの低減が可能となる。
【００１２】
また前記積層体のすべり運動は、前記筒状体の公転軸から前記筒状体の一方端部までの距離と前記筒状体の公転軸から前記筒状体の他方端部までの距離との大小を繰り返し逆転させつつ前記筒状体を公転させるとともに、少なくとも１回は前記筒状体の公転方向を逆転させることにより、前記筒状体の軸方向に前記積層体を相対移動させる構成とした。筒状体の公転方向を逆転させることにより、筒状体の周方向における積層体の相対移動方向が逆転する。したがって、積層体の各角部に対して均等に面取り加工が行われ、加工精度の向上が可能となる。
【００１３】
なお前記矩形状平板は、ガラス部材である構成としてもよい。これにより、セラミックパッケージ圧電振動子の蓋部材となるガラス板に対して、低コストで精度のよい面取り加工を施すことができる。また、ガラス粉がパッケージ内部に混入して圧電振動片に付着することがなく、安定した共振周波数を得ることができる。さらに、面取り部分からクラックが発生することがなく、パッケージ内部を真空に保持することができる。そして、セラミックパッケージ圧電振動子の蓋部材としてガラス板を使用し、ガラス板越しに圧電振動片にレーザを照射して、共振周波数の調整を行うことができる。
【００１４】
なお前記矩形状平板は、水晶部材である構成としてもよい。これにより、セラミックパッケージ圧電振動子の蓋部材となる水晶板について、低コストで精度のよい面取り加工を施すことができる。また、圧電振動片と熱膨張率を一致させることができる。一方、前記矩形状平板は、セラミック部材である構成としてもよい。これにより、セラミックパッケージ圧電振動子の蓋部材となるセラミック板について、低コストで精度のよい面取り加工を施すことができる。また、パッケージと熱膨張率を一致させることができる。
【００１５】
なお、表面に保護部材を備えた前記積層体を、前記筒状体の内部に封入する構成としてもよい。また、表面に保護部材を備えた前記積層体は、基板を積層・固着し、その上下面に前記保護部材を固着した後に、前記矩形状平板の長辺の幅に切断し、切断された中間体を積層・固着して横転させ、その上下面に保護部材を固着した後に、矩形状平板の短辺の幅に切断して、形成する構成としてもよい。これにより、面取り加工部分以外の部分が研磨材から保護されるので、加工精度の向上が可能となる。また、面取り加工中に積層体が矩形状平板の個片に分解するのを防止することができる。
【００１６】
一方、本発明に係る矩形状平板の面取り加工装置は、厚さ方向に積層した矩形状平板を研磨材とともに内部に封入するシームレス筒状体と、前記筒状体の公転軸から前記筒状体の一方端部までの距離と前記筒状体の公転軸から前記筒状体の他方端部までの距離との大小を繰り返し逆転させつつ前記筒状体を公転させるとともにその公転速度を変更可能に形成された筒状体公転手段とを有する構成とした。これにより、歩留まりが向上するので、加工コストの低減が可能となる。なお、シームレス筒状体を採用したので、筒状体の内周面上を相対移動中の積層体がシーム部分から衝撃力を受けることがなくなり、加工精度の向上が可能となる。また、筒状体の公転速度を低下させることにより、内部に封入した積層体を反転させることができる。したがって、均等に面取り加工が行われ、加工精度の向上が可能となる。なお前記筒状体公転手段は、前記筒状体の公転方向を逆転可能に形成されている構成としてもよい。これにより、加工精度の向上が可能となる。
【００１７】
また、前記積層体の長辺と前記積層体の短辺とのなす角部に第１の面取り加工を行い、前記矩形状平板の長辺上における面取り部分の長さを確保する工程と、前記積層体の前記面取り部分の斜辺と前記積層体の短辺とのなす角部に第２の面取り加工を行い、前記矩形状平板の短辺上における面取り部分の長さを確保する工程と、を有する構成とした。なお、前記第２の面取り加工は、前記第１の面取り加工で使用した前記筒状体より内径の小さな筒状体に、前記第１の面取り加工を施した前記積層体と研磨材とを封入して行う構成とすればよい。これにより、積層体の長辺と短辺との角部に、Ｒ類似加工が施されるので、各角部に応力集中が発生することがなくなる。しかも、積層体の面取り加工時間を著しく伸長することがないので、加工コストの低減が可能となる。
【００１８】
また、前記第２の面取り加工は、前記第１の面取り加工で使用した前記筒状体に、研磨材を追加投入して行う構成としてもよい。研磨材を増量すると、パイプ内面と積層体との間に研磨材が多く入り込むため、パイプ内面の転写効果が弱くなると考えられる。その結果、研磨材を増量することにより、パイプ径を小さくした場合と同様の効果が得られる。したがって、第１の面取り加工を終えた積層体を、大径のパイプから小径のパイプに移し替える必要がなく、加工コストの低減が可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る矩形状平板の面取り加工装置およびその方法の好ましい実施の形態を、添付図面に従って詳細に説明する。なお以下に記載するのは本発明の実施形態の一態様にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２０】
最初に、第１実施形態について説明する。図２に第１実施形態に係るパイプの説明図を示し、図４に第１実施形態に係るバレル装置の説明図を示す。本実施形態に係る矩形状平板の面取り加工装置は、厚さ方向に積層した長方形ガラス板（以下、積層体という）８を研磨材１２とともに内部に封入するパイプ１０、および、パイプ１０の公転軸からパイプ１０の一方端部までの距離とパイプ１０の公転軸からパイプ１０の他方端部までの距離との大小を繰り返し逆転させつつパイプ１０を公転させるとともに、その公転速度を変更可能に形成されたバレル装置２０を有するものである。なお以下には、セラミックパッケージ圧電振動子の蓋部材となるガラス板の面取り加工を例にして説明する。このガラス板は、例えば長辺Ｌが３ｍｍおよび短辺Ｓが１．３ｍｍの長方形状の、微小な平板である。なお、金属板、水晶板またはセラミック板などに対しても、同様に面取り加工を施すことが可能であり、これらをセラミックパッケージ圧電振動子の蓋部材として使用することができる。そして水晶板を蓋部材として使用することにより、圧電振動片と熱膨張率を一致させることができる。またセラミック板を蓋部材として使用することにより、パッケージと熱膨張率を一致させることができる。
【００２１】
上記のような長方形のガラス板を厚さ方向に積層した積層体を形成する。図１に積層体の形成方法の説明図を示す。まず、図１（１）に示すように、蓋部材複数個分の大きさのガラス基板１を積層する。なお、その上端面および下端面に、保護部材としてダミーガラス２を配置し、全体を熱可塑性樹脂により固着する。次に、これを蓋部材の長辺Ｌの幅に、切断線３において切断する。その際、上下面にダミーガラス２を配置しているので、ダイヤホイールソーの出入りによるチッピングが、ガラス基板１に発生することがない。このようにして切断されたものを９０度横転させれば、図１（２）に示す中間体４となる。
【００２２】
次に、図１（３）に示すように、中間体４を横に並べて、その上下面に保護部材としてダミーガラス６を配置し、全体を熱可塑性樹脂により固着する。なおダミーガラスは、中間体４ごとに個別に固着してもよい。次に、これを蓋部材の短辺Ｓの幅に、切断線７において切断する。この場合も、上下面にダミーガラス６を配置しているので、ガラス基板１にチッピングが発生することがない。このようにして切断されたものを９０度横転させれば、図１（４）に示す積層体８となる。積層体８は、長辺Ｌおよび短辺Ｓのガラス板を厚さ方向に積層したものとなる。
【００２３】
なお積層体８は、その一部の面上にダミーガラス２，６を備えて形成される。ダミーガラスは、積層体８の面取り加工部分以外の部分を研磨材から保護する、保護部材として機能する。そこで、図１（３）の切断線７における切断面にも、切断後にダミーガラスを固着するのが好ましい。これにより、積層体８は全面に保護部材を備えることになる。
【００２４】
なお、積層したガラス基板を固着する熱可塑性樹脂として、環境に優しい水溶性の接着剤を使用するのが好ましい。しかし、高湿度の環境下で面取り加工を行うと、水溶性の接着剤が溶解して、積層体がガラス板の個片に分解するおそれがある。この点、積層体の表面に上述したダミーガラス６を固着すれば、そのダミーガラス６が積層体を束ねる役割を果たす。したがって、高湿度の環境下で面取り加工を行った場合でも、積層体がガラス板の個片に分解することはない。
【００２５】
上記のように形成した積層体８を、筒状体としてのパイプに封入する。図２に第１実施形態に係るパイプの説明図を示す。パイプ１０はステンレス等の金属材料等により形成する。なお、パイプ１０としてシームレスパイプを使用すれば、パイプ内周面上で積層体８を相対移動させて面取り加工を行う際に、積層体８がシーム（接合）部分において衝撃力を受けることがなくなる。したがって、面取り加工精度を向上させることができる。もっとも、パイプ１０の内周面が鏡面状態では、摩擦係数が小さく、面取り加工に時間がかかりすぎる。そこで、内周面を適度に荒らしたパイプ１０を使用するのが好ましい。また、パイプは円形断面を有するものに限られず、矩形断面を有するものでもよい。
【００２６】
パイプ１０の半径は、以下のようにして決定する。図３にパイプの半径の決定方法の説明図を示す。同図（１）はパイプの軸直角断面図であり、同図（２）は（１）におけるＨ部の拡大図である。まず、形成すべき面取りの寸法を決定する。図３（２）において、積層体８の長辺上における面取り部分の長さＬ０と短辺上における面取り部分の長さＳ０との比率ｒ（ｒ＝Ｌ０／Ｓ０）が４．０以上になると、面取り部分の斜辺と積層体８の短辺とのなす角度が９０度に近くなって、面取りを施す意味がなくなる。この点、比率ｒが１．０の場合が理想的だが、そのような面取りを実現可能なパイプの半径は非常に小さくなる。その結果、パイプ内部における積層体８の相対移動が困難になり、面取り加工に時間がかかる。そこで、形成すべき面取りの寸法として、比率ｒを１．０以上４．０以下に決定する。
【００２７】
次に、その比率ｒによる面取りを実現可能な、パイプの半径Ｒを決定する。図３（１）において、パイプ１０の内周面と積層体８との接点をＱとする。またパイプの中心Ｏと接点Ｑとを結ぶ線と、パイプの中心Ｏを通る垂直線とのなす角度をθとする。すると一般に、次式が成立する。
【数４】
0004165146.tif 000003
ただし、Ｌはガラス板の長辺の長さ（ｍｍ）である。一方、パイプ１０の内部における積層体８に対する面取り加工は、接点Ｑにおけるパイプの内周面に対する接線と平行に行われる。そこで、形成すべき面取りの斜辺と上記接線とが平行になるように、パイプ１０の半径Ｒを求める。ここで、図３（２）に示すように、形成すべき面取りの斜辺と長辺とのなす角度は、上記の角度θと等しくなる。従って、次式が成立する。
【数５】
0004165146.tif 000004
以上により、パイプの半径Ｒを次式のように求めることができる。
【数６】
0004165146.tif 000005
【００２８】
そして図２に示すように、パイプ１０の内部に積層体８を封入する。積層体８は、その積層方向がパイプ１０の軸方向と平行になるように封入する。なお、１本のパイプ１０に封入する積層体８の個数は、１個のみに限られず複数個でもよい。また、パイプ１０の内部に積層体８の研磨材１２を封入する。研磨材１２として、ＳｉＣ等の材料からなる直径２０μｍ程度の砥粒を使用する。積層体８および研磨材１２を封入した後、パイプ１０の両端部に閉止部材１４を取り付けて、パイプ１０から積層体８および研磨材１２が流出するのを防止する。
【００２９】
一方、パイプ１０の公転手段としてバレル装置を形成する。図４に第１実施形態に係るバレル装置の説明図を示す。図４（１）は（２）のＥ−Ｅ線における平面断面図であり、図４（２）は（１）の側面図である。バレル装置２０には、複数のパイプ１０を格納するタンク１８を形成する。例えば１個のタンクに、直径方向に束ねた３０本程度のパイプ１０を封入可能とする。なお、図４では簡単のため２個のタンク１８のみを記載しているが、タンク１８の個数はこれ以上でもよい。
【００３０】
タンク１８は、相対する２個のフライホイール２２の間に配置する。各フライホイール２２は、回転軸２３を中心として相互に同位相で回転するように形成する。またフライホイール２２は、その回転速度を変更できるように形成する。さらに、各フライホイール２２の相対する位置に、貫通穴２４を穿設する。一方、タンク１８は、その中心軸がフライホイールの回転軸２３と斜交するように配置する。またタンク１８の両端には、フライホイール２２の回転軸２３と平行に、アーム１９を接続する。そして、各フライホイール２２の貫通穴２４内にアーム１９を挿入して、タンク１８を支持する。この状態でフライホイール２２を回転させると、その回転軸２３の周りをタンク１８が公転する。これに伴って、タンク１８内に格納するパイプ１０も、フライホイール２２の回転軸２３の周りを公転する。
【００３１】
また、フライホイール２２の回転軸２３とタンク１８のアーム１９との間に、歯車機構３０を設ける。具体的には、フライホイール２２の回転軸２３と同軸状に、第１歯車３６を配置する。なお、第１歯車３６は回転しないように、その位置を絶対的に固定する。一方、タンク１８のアーム１９には、第２歯車３２を固定する。なお、第２歯車３２のピッチ円直径は、第１歯車３６のピッチ円直径と同一に形成する。そして、第１歯車３６の周りに、中間歯車３４を介して、第２歯車３２を転動可能とする。これにより、タンク１８がその上下左右の方向を変えずに、フライホイールの回転軸２３の周りを公転可能となる。これに伴って、タンク１８内に格納するパイプ１０も、その上下左右の方向を変えずに、フライホイール２２の回転軸２３の周りを公転可能となる。
【００３２】
なお、図１１にバレル装置の変形例の説明図を示す。図１１（１）は（２）のＵ−Ｕ線における平面断面図であり、図１１（２）は側面図である。このバレル装置２２０では、中心軸２２３が固定され、その中心軸２２３の周りをフライホイール２２２が回転する。なおフライホイール２２２を、ベルト２２７を介してモータ２２６により回転させる。これにより、タンク２１８が中心軸２２３の周りを公転可能となる。
【００３３】
一方、中心軸２２３と、タンク２１８のアーム２１９との間に、ベルト機構２３０を設ける。具体的には、中心軸２２３に固定した第１プーリ２３６と、タンク２１８のアーム２１９に固定した第２プーリ２３２との間に、ベルト２３４を掛け渡す。なお、第２プーリ２３２の直径は、第１プーリ２３６の直径と同一に形成する。これにより、タンク２１８がその上下左右の方向を変えずに、中心軸２２３の周りを公転可能となる。
【００３４】
上記のように構成した本実施形態に係る矩形状平板の面取り加工装置は、以下のようにして使用する。
上述したように、積層体を研磨材とともにパイプの内部に封入する。このようなパイプを複数個作成し、直径方向に束ねてひとまとめにする。そして束ねたパイプを、バレル装置のタンク内に格納する。
【００３５】
次に、バレル装置を運転する。具体的には、図４のバレル装置２０において、各フライホイール２２を同位相で回転させる。その回転数は、例えば１８０ｒｐｍとする。フライホイール２２が回転すると、その貫通穴２４からアーム１９を介して、タンク１８に回転方向の力が作用する。これによりタンク１８は、図５（１）のＡ，Ｂ，ＣおよびＤのように、フライホイール２２の回転軸を公転軸として公転する。同時に、タンク１８内に格納したパイプ１０も、フライホイール２２の回転軸を公転軸として公転する。これに伴って、パイプ１０の内部に封入された積層体８には遠心力が作用する。一方、パイプ１０は上下左右の方向を変えずに公転するので、積層体８はパイプ１０の内周面上において周方向にすべり運動する。そして、積層体８はＡないしＤの過程でパイプ１０の内周面を一周する。
【００３６】
図６に、パイプの軸方向に沿った積層体のすべり運動の説明図を示す。なお図６（１）は、図４（２）のＥ−Ｅ線に相当する部分における平面断面図であり、図６（２）は、図５（１）のＡ部におけるパイプ１０の側面断面図である。上述したように、タンク１８は、その中心軸がフライホイールの回転軸と斜交するように配置しているので、タンク１８内に格納したパイプ１０は、公転軸Ｇ−Ｇと斜交するように配置される。したがって、パイプ１０を公転させると、公転軸Ｇ−Ｇからパイプ１０の一方端部１０ａまでの距離と、公転軸Ｇ−Ｇからパイプ１０の他方端部１０ｂまでの距離との大小関係が、繰り返し逆転する。なお、パイプ１０の公転に伴って、パイプ１０内の積層体８には遠心力が作用するので、積層体８は、公転軸Ｇ−Ｇとの距離が小さい方の端部から、距離が大きい方の端部に向かって移動する。すなわち積層体８は、パイプ１０の内周面上において軸方向にすべり運動する。具体的には、図６（１）に示すように、タンク１８をＡからＣまで公転させると、積層体８は、矢印で示す端部１０ｂから端部１０ａに向かって移動する。また、タンク１８をＣからＡまで公転させると、積層体８は、矢印で示す端部１０ａから端部１０ｂに向かって移動する。その結果、図６（２）に示すように、パイプ１０の内周面と接触する積層体８の角部ＷおよびＸに対し、摩擦による面取り加工が施される。
【００３７】
なお、反対側の角部ＹおよびＺに対しても面取り加工を施すため、タンク１８ないしパイプ１０の公転速度を低下させる。図７に、パイプの公転速度を低下させる場合の説明図を示す。なお図７は、図５（１）のＢ部におけるパイプ１０の側面断面図である。パイプ１０の公転速度を低下させると、積層体８に作用する遠心力が低下する。すると図７に示すように、パイプ１０の上方に位置する積層体８が重力により下方に落下して、積層体８が反転する。以後、再びパイプ１０の公転速度を上昇させれば、角部ＹおよびＺに面取り加工が施される。なお、各タンク１８内に配置した全てのパイプ１０における積層体８の各角部に対し、均等に面取り加工が施されるように、複数回にわたって公転速度を低下させるのが好ましい。
【００３８】
一方、本実施形態に係る面取り加工装置では、上述した歯車機構を設けているので、タンクがその上下左右の方向を変えずに公転する。従って、図５（１）のＡないしＤのようにフライホイール２２が回転しても、タンク１８内に配置したパイプ１０はその上下左右の方向を変えない。もっとも、パイプ１０の上下左右方向が僅かずつ変化するように自転させるのが好ましい。これにより、上述したパイプ１０の軸方向に沿った積層体８の移動が、毎回異なる位置で行われることになり、パイプ内周面に偏摩耗が発生することがなくなる。従って、面取り加工の精度を向上させることができる。
【００３９】
パイプ１０はその上下左右方向を変えないので、図５（２）に示すように、パイプ１０の内部に封入された積層体８と、パイプ１０の内周面との間にはすべりが生じる。そして、パイプ１０の内周面と積層体８との接触点のうち、積層体８の進行方向５０の前方側の接触点に遠心力の多くが作用するため、この前方側の接触点に対応する積層体の角部Ｘの面取り加工が、後方側の接触点に対応する角部Ｗの面取り加工より速く進行する。なお上述したように、公転速度を低下させて積層体８を反転させるので、角部Ｚの面取り加工も角部Ｙの面取り加工より速く進行する。
【００４０】
そこで、タンク１８内に格納したパイプ１０の軸方向両端部の位置を逆転させる。すると、パイプ１０の内周面上における積層体８の進行方向５０が逆転する。これにより、上記とは逆に、角部Ｗの面取り加工が角部Ｘの面取り加工より速く進行する。また、公転速度を低下させて積層体８を反転させれば、角部Ｙの面取り加工も角部Ｚの面取り加工より速く進行する。従って、全ての角部に対して均等に面取り加工が施されることになる。なお、パイプ１０の軸方向を反転させる代わりに、バレル装置のフライホールの回転方向を逆転させれば、積層体８の進行方向５０が逆転する。この場合にも、上記と同様の結果が得られる。
【００４１】
上記のように構成した本実施形態に係る面取り加工装置を、上記の方法に従って使用することにより、面取り加工のコスト低減が可能となる。この点、従来の面取り加工方法では歩留まりが悪く、面取り加工に多くのコストがかかっていた。
【００４２】
しかし、本実施形態に係る面取り加工方法は、パッケージの蓋となる複数の矩形状平板を、それぞれ厚さ方向に固着して積層した積層体を形成する工程と、研磨材と、前記積層体の前記厚さ方向及び前記筒状体の軸方向が平行になるように前記積層体とを筒状体に封入する工程と、前記筒状体の内壁上で前記積層体をすべり運動させることにより、前記積層体の面取り加工を行う工程と、を有することを特徴とする。これにより、従来の面取り加工方法に比べて歩留まりが向上するので、加工コストの低減が可能となる。
【００４３】
また、前記筒状体の半径は、
【数７】
0004165146.tif 000006
を満足する半径Ｒまたはその近傍の半径に形成されている構成とした。ただし、Ｌは前記矩形状平板の長辺の長さ（ｍｍ）、ｒは前記矩形状平板の長辺上における面取り部分の長さと短辺上における面取り部分の長さとの比率である。これにより、所望の面取り加工を行うことができるので、加工精度の向上が可能となる。また、小径のパイプによる面取り加工が可能となり、ガラス板の長辺の中央部分が研磨材によって研磨されることがなくなる。従って、加工精度の向上が可能となる。
【００４４】
なお前記積層体の面取り加工は、前記矩形状平板の長辺上における面取り部分の長さと短辺上における面取り部分の長さとの比率が１．０以上４．０以下となるように行う構成とするのが好ましい。比率を１．０以上とすることにより、パイプの半径が小さくなりすぎて加工速度が低下することがない。一方、比率を４．０以下とすることにより、面取り部分が直角に近くなって当該部分からクラックが発生することがない。
【００４５】
また積層体のすべり運動は、パイプの公転軸からパイプの一方端部までの距離とパイプの公転軸からパイプの他方端部までの距離との大小を繰り返し逆転させつつパイプを公転させることにより、パイプの軸方向に積層体を相対移動させる構成とした。パイプの周方向のみならず、軸方向にも積層体を相対移動させることにより、面取り加工速度を向上させることができる。したがって、加工コストの低減が可能となる。
【００４６】
また積層体のすべり運動は、パイプの公転軸からパイプの一方端部までの距離とパイプの公転軸からパイプの他方端部までの距離との大小を繰り返し逆転させつつパイプを公転させるとともに、少なくとも１回はパイプの公転方向を逆転させることにより、または少なくとも１回はパイプの軸方向両端部の位置を逆転させることにより、パイプの軸方向に積層体を相対移動させる構成とした。パイプの公転方向を逆転させることにより、またはパイプの軸方向両端部の位置を逆転させることにより、パイプの周方向における積層体の相対移動方向が逆転する。したがって、積層体の各角部に対して均等に面取り加工が行われ、加工精度の向上が可能となる。なお、逆転前後につき少なくとも１回ずつパイプの公転速度を低下させて積層体を反転させれば、より均等に面取り加工が行われて加工精度の向上が可能となる。
【００４７】
また、表面に保護部材を備えた積層体をパイプの内部に封入する構成とした。これにより、面取り加工部分以外の部分が研磨材から保護されるので、加工精度の向上が可能となる。また、面取り加工中に積層体が矩形状平板の個片に分解するのを防止することができる。またパイプは、シームレスパイプである構成とした。これにより、パイプの内周面上を相対移動中の積層体がシーム部分から衝撃力を受けることがなくなり、加工精度の向上が可能となる。
【００４８】
以上のように、本実施形態に係る矩形状平板の面取り加工装置およびその方法を用いることにより、セラミックパッケージ圧電振動子の蓋部材となるガラス板に対して、低コストで精度のよい面取り加工を施すことができる。これにより、ガラス粉がパッケージ内部に混入して圧電振動片に付着することがなく、安定した共振周波数を得ることができる。また、面取り部分からクラックが発生することがなく、パッケージ内部を真空に保持することができる。従って、セラミックパッケージ圧電振動子の蓋部材としてガラス板を使用することができる。
【００４９】
なお、圧電振動子には共振周波数の調整が不可欠であり、かかる調整は圧電振動片にレーザ光を照射して質量を減少させることにより行う。また、調整後の共振周波数の変化を回避するため、共振周波数の調整は圧電振動子として完成した後に行うのが好ましい。一方、ガラス板はレーザ光を透過する性質を有する。そこで、セラミックパッケージ圧電振動子の蓋部材としてガラス板を使用することにより、圧電振動子として完成した後に、ガラス板越しにレーザを照射して共振周波数の調整を行うことができる。
【００５０】
次に、第２実施形態について説明する。図１２（１）に示すように、積層体の長辺上における面取り部分の長さＬ１と、短辺上における面取り部分の長さＳ１との比率ｒ（ｒ＝Ｌ１／Ｓ１）が大きい場合には、面取り部分の斜辺と積層体の短辺との角部Ｋにおける角度が９０度に近くなる。その結果、角部Ｋに応力集中が発生し、圧電振動子の蓋部材が破損して、パッケージの気密性が保持できなくなるという問題がある。一方、比率ｒが小さい場合には、図３に示す角度θが大きくなるので、内径の小さいパイプ１０を使用して面取り加工を行うことになる。ところが、内径の小さいパイプ１０を使用すると、パイプ１０の周方向における積層体８のすべり量が少なくなる。これにより、積層体８の面取り加工時間が長くなるという問題がある。
【００５１】
そこで、第２実施形態に係る面取り加工方法では、積層体の長辺と短辺とのなす角部に第１の面取り加工を行い、矩形状平板の長辺上における面取り部分の長さを確保する。そして、この面取り部分の長さを確保した後に、積層体の面取り部分の斜辺と積層体の短辺とのなす角部に第２の面取り加工を行い、矩形状平板の短辺上における面取り部分の長さを確保する。
【００５２】
すなわち、まず図１２（１）に示すように、矩形状平板の長辺上における面取り部分の長さＬ１を最終目標値Ｌｆに一致させるべく、積層体の長辺と短辺とのなす角部Ｊに、第１の面取り加工を行う。この第１の面取り加工工程では、矩形状平板の短辺上における面取り部分の長さＳ１を、最終目標値Ｓｆより小さく設定する。すると、比率ｒ１（ｒ１＝Ｌ１／Ｓ１）が最終目標値ｒｆ（ｒｆ＝Ｌｆ／Ｓｆ）より大きくなり、図３に示す角度θが小さくなるので、内径の大きいパイプ１０を使用することができる。したがって、面取り加工時間を短縮することができる。次に、図１２（２）に示すように、矩形状平板の短辺上における面取り部分の長さを最終目標値Ｓｆに一致させるべく、積層体の面取り部分の斜辺と積層体の短辺とのなす角部Ｋに、第２の面取り加工を行う。この第２の面取り加工工程における比率ｒ２（ｒ２＝Ｌ２／Ｓ２）は、第１の面取り加工工程におけるｒ１より小さく設定する。すなわち、第２の面取り加工工程では、第１の面取り加工工程より内径の小さいパイプを使用する。もっとも、第２の面取り加工工程における加工量は、第１の面取り加工工程における加工量より少ないので、面取り加工時間を著しく伸長することはない。
【００５３】
以上の結果、図１２（２）に示すように、積層体の長辺と第１の面取り加工によって形成された斜辺との角部Ｍ、第１の面取り加工によって形成された斜辺と第２の面取り加工によって形成された斜辺との角部Ｎ、および第２の面取り加工によって形成された斜辺と積層体の短辺との角部Ｐにおける角度は、いずれも９０度を大きく越えて１８０度に近くなる。すなわち、積層体の長辺と短辺との角部Ｊに、Ｒ加工を施した状態に接近する。これにより、各角部に応力集中が発生することがなくなる。したがって、圧電振動子の蓋部材の破損を防止することが可能となり、パッケージの気密性を保持することができる。
【００５４】
なお、第２の面取り加工時間を延長して、図１２（３）に示すように、ｒｆ（＝Ｌｆ／Ｓｆ′）＝ｒ２の斜辺を形成してもよい。本実施形態では第１の面取り加工に大径のパイプを使用しているので、最初から小径のパイプを使用する場合に比べて、面取り加工時間を短縮することができる。
【００５５】
ところで、上述した第２の面取り加工では、第１の面取り加工を終えた積層体を、大径のパイプから小径のパイプに移し替える必要がある。ところが、第１の面取り加工で使用した大径のパイプに、研磨材を追加投入することにより、第２の面取り加工に使用することができる。
【００５６】
上述した本発明に係る面取り加工方法では、パイプ１０の内面形状を積層体８に転写する形で、積層体の面取り加工が行われる。ここで研磨材を増量すると、パイプ内面と積層体との間に研磨材が多く入り込むため、パイプ内面の転写効果が弱くなると考えられる。その結果、研磨材を増量することにより、パイプ径を小さくした場合と同様の効果が得られるのである。図１３（１）は、研磨材の容積率を変えて面取り加工を行い、図１２（２）のＬ２寸法を測定した結果をグラフに表わしたものである。ここで、研磨材の容積率とは、パイプ内部の全容積に対して、第２の面取り加工で使用した研磨材の容積の占める比率をいう。なお、バレル装置の公転速度は１８０ＲＰＭであり、面取り加工時間は２時間である。同図によれば、研磨材容積率が１０％から３０％の場合には、Ｌ２寸法は０であるが、研磨材容積率が４０％の場合には、Ｌ２寸法が０．０２ｍｍとなっている。この結果は、研磨材容積率が小さい場合には、第２の面取り加工は行われず、第１の面取り加工が継続するのみであるが、研磨材容積率を大きくすると、第２の面取り加工が行われることを示している。
【００５７】
一方、図１３（２）は、バレル装置の公転速度を変えて面取り加工を行い、図１２（２）のＬ２寸法を測定した結果をグラフに表わしたものである。なお、研磨材容積率は２０％であり、面取り加工時間は２時間である。同図によれば、公転速度が１８０ＲＰＭの場合には、Ｌ２寸法は０であるが、公転速度が１００ＲＰＭの場合には、Ｌ２寸法が０．０３ｍｍとなっている。この得られた結果から、公転速度が速い場合には、積層体とパイプ内面との間に研磨材が入り込みにくく、パイプ内面の転写効果により第１の面取り加工が継続するのみであることが判る。一方、公転速度を遅くすると、積層体とパイプ内面との間に研磨材が入り込みやすくなり、第２の面取り加工が行われることが判る。
【００５８】
また、図１３（３）は、加工時間を変えて面取り加工を行い、図１２（２）のＬ２寸法を測定した結果をグラフに表わしたものである。なお、研磨材容積率は２０％であり、バレル装置の公転速度は１８０ＲＰＭである。同図によれば、面取り加工時間が２時間の場合には、Ｌ２寸法が０．０３ｍｍであり、面取り加工時間が４時間の場合には、Ｌ２寸法が０．１ｍｍとなっている。これは、面取り加工時間と面取り加工量とが比例関係にあることを示している。
【００５９】
以上の実験結果から、第２の面取り加工は、研磨材容積率を２０％程度、バレル装置の公転速度を１００ＲＰＭ程度、および加工時間を４時間程度として行うのが最適と考えられる。まず、研磨材容積率については、その値が大きいほど第２の面取り加工は行われやすい一方、研磨材の使用効率が低下することを考慮する必要がある。そこで、研磨材容積率は、第１の面取り加工が５％程度であるのに対し、２０％程度まで増加させる。また、バレル装置の公転速度については、その公転速度が遅いほど第２の面取り加工は行われやすい一方、加工が長時間になることを考慮する必要がある。そこで、バレル装置の公転速度は、第１の面取り加工が１８０ＲＰＭ程度であるのに対し、１００ＲＰＭ程度まで低下させる。一方、面取り加工時間は、図１２（２）のＬ２寸法またはＳ２寸法が目標値となるように、適宜設定すればよい。
【００６０】
ところで、粒径の小さい研磨材を使用して第１および第２の面取り加工を行うと、図１２（２）に示す角部Ｍ、ＮおよびＰの先端は鋭利に形成される。この場合、各角部の先端に応力集中が発生して、圧電振動子の蓋部材が破損し、その気密性が破られるおそれがある。そこで、粒径の大きい研磨材を使用して、第１および第２の面取り加工を行う。具体的には、粒径２０μｍ以上の研磨材を使用する。図１４は、粒径の大きい研磨材を使用して面取り加工を行った場合の、各角部の拡大図である。同図に示すように、各角部Ｍ，ＮおよびＰの先端には、粒径の大きい研磨材の衝撃（ぶつかり）作用により、面だれ（加工荒れ）が生じる。この加工荒れは、微細なＲ加工を連続して施した状態に類似する。これにより、各角部に応力集中が発生することなく、圧電振動子の蓋部材の破損を防止することが可能となり、その気密性を保持することができる。
【００６１】
【発明の効果】
パッケージ蓋用の矩形状平板を積層した積層体と研磨材とを筒状体に封入し、前記筒状体の内壁上で前記積層体をすべり運動させることにより、前記積層体の面取り加工を行う構成としたので、加工コストの低減が可能となる。
【００６２】
また、前記筒状体の半径は、
【数８】
0004165146.tif 000007
を満足する半径Ｒまたはその近傍の半径に形成されている構成とした。ただし、Ｌは前記矩形状平板の長辺の長さ（ｍｍ）、ｒは前記矩形状平板の長辺上における面取り部分の長さと短辺上における面取り部分の長さとの比率である。これにより、加工精度の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  積層体の形成方法の説明図である。
【図２】  第１実施形態に係るパイプの説明図である。
【図３】  パイプの半径の決定方法の説明図であり、（１）はパイプの軸直角断面図であり、（２）はＨ部の拡大図である。
【図４】  第１実施形態に係るバレル装置の説明図であり、（１）は（２）のＥ−Ｅ線における平面断面図であり、（２）は（１）の側面図である。
【図５】  図４のＦ−Ｆ線における側面断面図であり、（１）は積層体の周方向運動の説明図であり、（２）は積層体に施される面取り加工の説明図である。
【図６】  （１）は図４のＥ−Ｅ線における平面断面図であって、積層体の軸方向運動の説明図であり、（２）は図５（１）のＡ部における拡大図であって、積層体に施される面取り加工の説明図である。
【図７】  積層体が反転した状態の説明図である。
【図８】  セラミックパッケージの圧電振動子の説明図であり、（１）はＴ−Ｔ線における側面断面図であり、（２）は平面図である。
【図９】  従来の面取り加工装置の説明図である。
【図１０】  従来の面取り加工方法の説明図である。
【図１１】  バレル装置の変形例の説明図であり、（１）は（２）のＵ−Ｕ線における平面断面図であり、（２）は（１）の側面図である。
【図１２】  第２実施形態に係る面取り加工方法の説明図である。
【図１３】  条件を変えて面取り加工を行い、図１２（２）のＬ２寸法を測定した結果を表わしたグラフである。
【図１４】  粒径の大きい研磨材を使用して面取り加工を行った場合の、各角部の拡大図である。
【符号の説明】
１………ガラス基板、２………ダミーガラス、３………切断線、４………中間体、６………ダミーガラス、７………切断線、８………積層体、１０………パイプ、１０ａ，１０ｂ………端部、１２………研磨材、１４………閉止部材、１８………タンク、１９………アーム、２０………バレル装置、２２………フライホイール、２３………回転軸、２４………貫通穴、３０………歯車機構、３２………第２歯車、３４………中間歯車、３６………第１歯車、５０………進行方向、１００………セラミックパッケージ圧電振動子、１０１………パッケージ、１０１ａ………キャスタレーション、１０２………圧電振動片、１０４………蓋部材、１０５………面取り、１０６………部材、１１０………ガラス基板、１１２………捨て切りガラス、１１４………ダイヤホイールソー、１１６，１１８………切断線、２１８………タンク、２１９………アーム、２２０………バレル装置、２２２………フライホイール、２２３………中心軸、２２６………モータ、２２７………ベルト、２３０………ベルト機構、２３２………第２プーリ、２３４………ベルト、２３６………第１プーリ。
【図１】
0004165146.tif 000010
【図２】
0004165146.tif 000011
【図３】
0004165146.tif 000012
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004165146.tif 000016
【図８】
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【図９】
0004165146.tif 000018
【図１０】
0004165146.tif 000019
【図１１】
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【図１２】
0004165146.tif 000021
【図１３】
0004165146.tif 000022
【図１４】
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