專利名稱：矩形平板的倒角加工裝置的制作方法
專利說明矩形平板的倒角加工裝置 本發(fā)明涉及矩形平板的倒角(面取リ)加工裝置，特別是涉及封入有壓電振動(dòng)片的陶瓷封裝的蓋部件的倒角加工裝置。在電子電路中，為了獲得一定的頻率，廣泛利用壓電振子。特別是攜帶用的電子設(shè)備，必須小型化，故利用封入有壓電振動(dòng)片的陶瓷封裝的壓電振子。圖8所示的陶瓷封裝的壓電振子100，安裝了壓電振動(dòng)片102后，將作為蓋部件104的玻璃板裝在上面，使內(nèi)部保持真空。通過使內(nèi)部保持真空，可以獲得穩(wěn)定的共振頻率。
在此，若蓋部件104相對(duì)于封裝件101的安裝位置錯(cuò)位，則蓋部件104的角部露出在封裝件101的外側(cè)。特別是在封裝件101的角部形成有圓弧凹口101a的場(chǎng)合，蓋部件104的角部露出在圓弧凹口101a部分的可能性大。很小的力作用于露出部分時(shí)，該部分往往出現(xiàn)缺口，產(chǎn)生裂紋。若該裂紋進(jìn)一步發(fā)展，則使封裝件內(nèi)部不能保持真空。于是，對(duì)蓋部件104的角部加工倒角105。
現(xiàn)有的倒角加工方法如圖9所示，是這樣進(jìn)行的，即首先將數(shù)個(gè)蓋部件那么大小的玻璃基板110固定在加工用輔助玻璃112的上面，用金剛石圓盤鋸114將玻璃基板110切斷成1個(gè)蓋部件那么大小，然后再對(duì)倒角部分進(jìn)行切斷。具體地說，如

圖10所示，首先按切斷線116沿縱橫向進(jìn)行切斷，便可得到矩形的蓋部件104。再按切斷線118、沿斜向進(jìn)行切斷，便對(duì)角部進(jìn)行倒角。使用這樣的倒角方法，金剛石圓盤鋸的移動(dòng)量小，加工速度快。
現(xiàn)有的倒角加工方法，按圖10的切斷線118、沿斜向進(jìn)行切斷時(shí)，蓋部件104的前后左右的部件106的中央部被切斷。結(jié)果，部件106廢棄掉，只能使用玻璃基板110的一半左右作為蓋部件104。由于其成材率低，故存在加工成本高的問題。
另外，在用金剛石圓盤鋸114(參照?qǐng)D9)切斷的切斷面上附著有玻璃粉。該玻璃粉若在壓電振子的制造過程中混入封裝件內(nèi)部而附著在壓電振動(dòng)片上，則存在著不能從壓電振子獲得穩(wěn)定的共振頻率的問題。并且，金剛石圓盤鋸的切斷面粗糙，往往從該部分上產(chǎn)生裂紋。若所產(chǎn)生的裂紋擴(kuò)大，則存在不能使封裝件內(nèi)部保持真空的問題。本發(fā)明是著眼于上述問題而研究成的，其目的是提供一種可降低加工成本的矩形平板的倒角加工方法及其裝置。另外，本發(fā)明的目的是提供一種可提高加工精度的矩形平板的倒角加工方法及其裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的矩形平板的倒角加工方法是這樣構(gòu)成的，即，將封入有壓電振動(dòng)片的封裝蓋用的矩形平板層疊而成的層疊體和研磨材料封入筒狀體內(nèi)，通過使上述層疊體在上述筒狀體的內(nèi)壁上進(jìn)行滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，來進(jìn)行上述層疊體的倒角加工，上述筒狀體的半徑設(shè)成滿足(3)式的半徑R或接近該值的半徑。
R=L2r2+1(mm)---(3)]]>式中，L為上述矩形平板的長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度(mm)，r為上述矩形平板的長(zhǎng)邊上的倒角部分的長(zhǎng)度與短邊上的倒角部分的長(zhǎng)度之比率。因此，與現(xiàn)有的倒角加工方法相比，由于成材率提高，故可降低加工成本。并且，可進(jìn)行所希望的倒角加工，故可提高加工精度。并且，可用小直徑的筒狀體進(jìn)行倒角加工，矩形平板的長(zhǎng)邊的中央部分不會(huì)被研磨材料研磨。因此，可提高加工精度。
最好上述層疊體的倒角加工這樣進(jìn)行，即，上述矩形平板的長(zhǎng)邊上的倒角部分的長(zhǎng)度與短邊上的倒角部分的長(zhǎng)度之比率為1.0以上、4.0以下。將比率設(shè)為1.0以上，就不會(huì)因筒狀體的半徑過小而降低加工速度。將比率設(shè)為4.0以下，就不會(huì)因倒角部分接近直角而從該部分上產(chǎn)生裂紋。
上述層疊體的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)是通過邊使從上述筒狀體的公轉(zhuǎn)軸到上述筒狀體的一端的距離和從上述筒狀體的公轉(zhuǎn)軸到上述筒狀體的另一端的距離的大小反復(fù)顛倒、邊使上述筒狀體公轉(zhuǎn)，使得上述層疊體在上述筒狀體的軸向上相對(duì)移動(dòng)。通過使層疊體不僅在筒狀體的周向上、而且在軸向上也相對(duì)移動(dòng)，可以提高倒角加工速度。因此，可降低加工成本。
另外，上述層疊體的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)是通過邊使從上述筒狀體的公轉(zhuǎn)軸到上述筒狀體的一端的距離和從上述筒狀體的公轉(zhuǎn)軸到上述筒狀體的另一端的距離的大小反復(fù)顛倒、邊使上述筒狀體公轉(zhuǎn)，同時(shí)至少使上述筒狀體的公轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)1次，使得上述層疊體在上述筒狀體的軸向上相對(duì)移動(dòng)。通過使筒狀體的公轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)，便可使層疊體在筒狀體的圓周方向上的相對(duì)移動(dòng)方向反過來。因此，對(duì)于層疊體的各角部可均等地進(jìn)行倒角加工，可提高加工精度。
上述矩形平板可以是玻璃部件。這樣，對(duì)于作為陶瓷封裝壓電振子的蓋部件的玻璃板，可以以低成本進(jìn)行高精度的倒角加工。另外，不會(huì)因玻璃粉混入封裝件內(nèi)部而附著在壓電振動(dòng)片上，可以得到穩(wěn)定的共振頻率。并且，倒角部分上不會(huì)產(chǎn)生裂紋，可以使封裝件內(nèi)部保持真空。使用玻璃板作為陶瓷封裝壓電振子的蓋部件，將激光越過玻璃板照射在壓電振動(dòng)片上，可以調(diào)整共振頻率。
上述矩形平板也可以是水晶部件。這樣，對(duì)于作為陶瓷封裝壓電振子的蓋部件的水晶板，可以以低成本進(jìn)行高精度的倒角加工。并且，可以與壓電振動(dòng)片的熱膨脹率一致。另外，上述矩形平板也可以是陶瓷部件。這樣，對(duì)于作為陶瓷封裝壓電振子的蓋部件的陶瓷板，可以以低成本進(jìn)行高精度的倒角加工。并且，可以與封裝件的熱膨脹率一致。
也可以做成這樣的結(jié)構(gòu)，即，將表面上具有保護(hù)部件的上述層疊體封入上述筒狀體的內(nèi)部。表面上具有保護(hù)部件的上述層疊體這樣形成，即將基板層疊并粘結(jié)起來，在其上下面上粘住上述保護(hù)部件后，切斷成上述矩形平板的長(zhǎng)邊尺寸，將切斷后的中間體層疊并粘結(jié)起來，使其橫轉(zhuǎn)，并將保護(hù)部件粘在其上下面上后，切斷成矩形平板的短邊寬度尺寸，便形成上述層疊體。這樣，由于使倒角加工部分以外的部分離開研磨材料而被保護(hù)，故可提高加工精度。并且，在倒角加工中可以防止層疊體分解成單片的矩形平板。
本發(fā)明的封入有壓電振動(dòng)片的矩形平板的倒角加工裝置具有無縫筒狀體和筒狀體公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其中無縫筒狀體用于將在厚度方向上層疊而成的矩形平板與研磨材料一起封入內(nèi)部；筒狀體公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)邊使從上述筒狀體的公轉(zhuǎn)軸到上述筒狀體的一端的距離和從上述筒狀體的公轉(zhuǎn)軸到上述筒狀體的另一端的距離的大小反復(fù)顛倒、邊使上述筒狀體公轉(zhuǎn)，并且可變更其公轉(zhuǎn)速度地形成。因此，成材率提高，故可降低加工成本。另外，由于采用無縫筒狀體，故在筒狀體的內(nèi)周面上相對(duì)移動(dòng)中的層疊體不會(huì)受接縫部分的沖擊力，可提高加工精度。并且，通過使筒狀體的公轉(zhuǎn)速度降低，便可使封入內(nèi)部的層疊體翻轉(zhuǎn)。因此，可均等地進(jìn)行倒角加工，可提高加工精度。另外，也可以做成這樣的結(jié)構(gòu)，即，上述筒狀體公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，可反轉(zhuǎn)地形成上述筒狀體的公轉(zhuǎn)方向。這樣，可提高加工精度。
另外，做成這樣的結(jié)構(gòu)，即具有對(duì)上述層疊體的長(zhǎng)邊與上述層疊體的短邊構(gòu)成的角部進(jìn)行第1倒角加工，確保上述矩形平板的長(zhǎng)邊上的倒角部分的長(zhǎng)度的工序；和對(duì)上述層疊體的上述倒角部分的斜邊與上述層疊體的短邊構(gòu)成的角部進(jìn)行第2倒角加工，確保上述矩形平板的短邊上的倒角部分的長(zhǎng)度的工序?？梢宰龀蛇@樣的結(jié)構(gòu)，即，上述第2倒角加工是將進(jìn)行了上述第1倒角加工的上述層疊體和研磨材料封入比在上述第1倒角加工時(shí)所使用的上述筒狀體的內(nèi)徑小的筒狀體內(nèi)進(jìn)行的。這樣，對(duì)層疊體的長(zhǎng)邊與短邊構(gòu)成的角部進(jìn)行類似R加工，故在各角部上不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中。而且，不會(huì)使層疊體的倒角加工時(shí)間顯著延長(zhǎng)，故可降低加工成本。
也可以做成這樣的結(jié)構(gòu)，即，上述第2倒角加工是將研磨材料追加投入到在上述第1倒角加工時(shí)所使用的上述筒狀體內(nèi)進(jìn)行的。增加研磨材料量后，在管子內(nèi)表面與層疊體之間進(jìn)入很多研磨材料，故管子內(nèi)表面的復(fù)制效果減弱。結(jié)果，通過增加研磨材料量，可得到與減小管子直徑的場(chǎng)合同樣的效果。因此，不需要從大直徑管子中將完成第1倒角加工的層疊體轉(zhuǎn)移到小直徑管子內(nèi)，可降低加工成本。圖1是層疊體的形成方法的說明圖。
圖2是實(shí)施形式1的管子的說明圖。
圖3是管子半徑的決定方法的說明圖，圖3(1)是管子的垂直于軸線的斷面圖，圖3(2)是H部的放大圖。
圖4是實(shí)施形式1的滾筒裝置的說明圖，圖4(1)是沿圖4(2)的E-E線的平面斷面圖，圖4(2)是圖4(1)的側(cè)視圖。
圖5是沿圖4的F-F線的側(cè)面斷面圖，圖5(1)是層疊體的周向運(yùn)動(dòng)的說明圖，圖5(2)是對(duì)層疊體進(jìn)行的倒角加工的說明圖。
圖6(1)是沿圖4的E-E線的平面斷面圖，是層疊體的軸向運(yùn)動(dòng)的說明圖，圖6(2)是圖5(1)的A部的放大圖，是對(duì)層疊體進(jìn)行的倒角加工的說明圖。
圖7是層疊體顛倒?fàn)顟B(tài)的說明圖。
圖8是陶瓷封裝的壓電振子的說明圖，圖8(1)是沿T-T線的側(cè)面斷面圖，圖8(2)是俯視圖。
圖9是現(xiàn)有的倒角加工裝置的說明圖。
圖10是現(xiàn)有的倒角加工方法的說明圖。
圖11是滾筒裝置的變形例的說明圖，圖11(1)是圖11(2)的沿U-U線的平面斷面圖，圖11(2)是圖11(1)的側(cè)視圖。
圖12是實(shí)施形式2的倒角加工方法的說明圖。
圖13是表示改變條件、進(jìn)行倒角加工，測(cè)定圖12(2)的L2尺寸的結(jié)果的圖。
圖14是使用粒徑大的研磨材料進(jìn)行倒角加工情況下的各個(gè)角部的放大圖。根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的矩形平板的倒角加工裝置及其方法的理想實(shí)施形式詳細(xì)地進(jìn)行說明。另外，以下所述的不過是本發(fā)明的實(shí)施形式的一種形式，本發(fā)明不局限于此。
首先，對(duì)實(shí)施形式1進(jìn)行說明。圖2表示實(shí)施形式1的管子的說明圖，圖4表示實(shí)施形式1的滾筒裝置的說明圖。本實(shí)施形式的矩形平板的倒角加工裝置具有管子10和滾筒裝置20，其中管子10的內(nèi)部封入有在厚度方向上層疊的長(zhǎng)方形玻璃板(以下稱為層疊體)8和研磨材料12；滾筒裝置邊使從管子10的公轉(zhuǎn)軸到管子10的一端的距離和從管子10的公轉(zhuǎn)軸到管子10的另一端的距離的大小反復(fù)顛倒、邊使管子10公轉(zhuǎn)，同時(shí)可變更該公轉(zhuǎn)速度地形成。以下，以作為陶瓷封裝壓電振子的蓋部件的玻璃板的倒角加工為例進(jìn)行說明。該玻璃板例如是長(zhǎng)邊L為3mm和短邊S為1.3mm的長(zhǎng)方形的微小平板。另外，對(duì)于金屬板、水晶板或陶瓷板等也可同樣地進(jìn)行倒角加工，可將它們作為陶瓷封裝壓電振子的蓋部件使用。將水晶板作為蓋部件使用，可與壓電振動(dòng)片的熱膨脹率一致。另外，將陶瓷板作為蓋部件使用，可與封裝件的熱膨脹率一致。
將上述那種長(zhǎng)方形的玻璃板在厚度方向?qū)盈B起來，形成層疊體。圖1表示層疊體的形成方法的說明圖。首先，如圖1(1)所示，將數(shù)個(gè)蓋部件那么大小的玻璃基板1層疊起來。另外，在其上端面和下端面上配置作為保護(hù)部件的隔板(dummy)玻璃2，整體用熱可塑性樹脂粘結(jié)住。然后，在切斷線3處將它切斷成蓋部件的長(zhǎng)邊L的尺寸。這時(shí)，由于在上下面上配置有隔板玻璃2，故在玻璃基板1上不會(huì)產(chǎn)生因金剛石盤鋸出入而形成的屑。將這樣切斷下來的部分橫轉(zhuǎn)90度，成為圖1(2)所示的中間體4。
接著，如圖1(3)所示，將中間體4橫向排列起來，在其上下面上配置作為保護(hù)部件的隔板玻璃6，全體用熱可塑性樹脂粘結(jié)住。另外，隔板玻璃也可以分別固定在每個(gè)中間體4上。然后，在切斷線7處將它切斷成蓋部件的短邊寬度S大小。這種情況下，也由于在上下面上配置有隔板玻璃6，故在玻璃基板1上不會(huì)產(chǎn)生屑。將這樣切斷下來的部分橫轉(zhuǎn)90度，便成為圖1(4)所示的層疊體8。層疊體8是將長(zhǎng)邊L和短邊S的玻璃板在厚度方向上層疊而成的。
另外，層疊體8的一部分面上具有隔板玻璃2、6。隔板玻璃保護(hù)層疊體8的倒角加工部分以外的部分免受研磨材料磨損，作為保護(hù)部件起作用。因此，圖1(3)的切斷線7處的切斷面也最好在切斷后粘結(jié)隔板玻璃。這樣，在層疊體8的全部面上都具有保護(hù)部件。
粘結(jié)層疊的玻璃基板的熱可塑性樹脂，最好使用有利于環(huán)境保護(hù)的水溶性的粘結(jié)劑。但是，若在高濕度環(huán)境下進(jìn)行倒角加工，則水溶性粘結(jié)劑溶化，層疊體會(huì)分解成單片玻璃板。關(guān)于這一點(diǎn)，若在層疊體的表面上粘著上述的隔板玻璃6，則該隔板玻璃6起束住層疊體的作用。因此，即使在高濕度環(huán)境下進(jìn)行倒角加工的場(chǎng)合，層疊體也不會(huì)分解成單片玻璃板。
將如上述那樣形成的層疊體8封入制成筒狀體的管子中。圖2所示為實(shí)施形式1的管子的說明圖。管子10由不銹鋼等金屬材料形成。另外，管子10，若使用無縫管，則使層疊體8在管子內(nèi)周面上相對(duì)移動(dòng)而進(jìn)行倒角加工時(shí)，層疊體8在接縫(接合)部分不會(huì)受到?jīng)_擊力。因此，可提高倒角加工精度。不過，管子10的內(nèi)周面為鏡面狀態(tài)時(shí)，摩擦系數(shù)小，倒角加工時(shí)過于費(fèi)時(shí)間。因此，最好使用使內(nèi)周面適度變粗糙后的管子10。另外，管子不限于具有圓形斷面，也可以具有矩形斷面。
管子10的半徑用以下方法來決定。圖3表示決定管子半徑的方法的說明圖。圖3(1)是管子的垂直于軸線的斷面圖，圖3(2)是圖3(1)的H部的放大圖。首先，決定應(yīng)形成的倒角的尺寸。在圖3(2)中，層疊體8的長(zhǎng)邊上的倒角部分的長(zhǎng)度LO與短邊上的倒角部分的長(zhǎng)度SO之比率r(r＝LO/SO)為4.0以上時(shí)，倒角部分的斜邊與層疊體8的短邊構(gòu)成的角度接近90度，失去了進(jìn)行倒角的意義。關(guān)于這一點(diǎn)，雖然比率r為1.0的情況是理想的，但可實(shí)現(xiàn)這樣的倒角的管子的半徑非常小。結(jié)果，管子內(nèi)部的層疊體8的相對(duì)移動(dòng)困難，倒角加工很費(fèi)時(shí)間。因此，應(yīng)形成的倒角尺寸，是將比率r規(guī)定為1.0以上、4.0以下。
然后，決定可實(shí)現(xiàn)該比率r的倒角的管子半徑R。在圖3(1)中，假設(shè)管子10的內(nèi)周面與層疊體8的接點(diǎn)為Q。另外，假設(shè)連接管子中心O和接點(diǎn)Q的線、與通過管子中心O的垂直線構(gòu)成的角度為θ。于是，一般下式成立。
Rsinθ=L2(mm)---(4)]]>這里，L為玻璃板長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度(mm)。另外，對(duì)于在管子10的內(nèi)部的層疊體8的倒角加工，與在接點(diǎn)Q處的管子內(nèi)周面的切線相平行地進(jìn)行。因此，求管子10的半徑R，要使應(yīng)形成的倒角的斜邊與上述切線相平行。在此，如圖3(2)所示，應(yīng)形成的倒角的斜邊與長(zhǎng)邊構(gòu)成的角度同上述的角度θ相等。因而，下式成立。
sinθ=SOLO2+SO2=1r2+1---(5)]]>根據(jù)以上關(guān)系，可以用下式求管子的半徑R。
R=L2r2+1(mm)---(6)]]>然后，如圖2所示，將層疊體8封入管子10的內(nèi)部。對(duì)層疊體8以其層疊方向與管子10的軸向相平行的方式進(jìn)行封入。另外，封入1根管子10內(nèi)的層疊體8的個(gè)數(shù)不只限于1個(gè)，數(shù)個(gè)也可以。并且，將層疊體8的研磨材料12封入管子10的內(nèi)部。研磨材料12，使用由SiC等材料構(gòu)成的直徑為20μm左右的磨料(粒)。將層疊體8和研磨材料12封入以后，將封閉部件14安裝在管子10的兩端部，防止層疊體8和研磨材料12從管子10內(nèi)流出來。
另外，形成滾筒裝置作為管子10的公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。圖4所示為實(shí)施形式1的滾筒裝置的說明圖。圖4(1)是圖4(2)的沿E-E線的平面斷面圖，圖4(2)是圖4(1)的側(cè)視圖。在滾筒裝置20上設(shè)有收放數(shù)個(gè)管子10的容器18。例如，1個(gè)容器中可封入在直徑方向上束起來的30根左右的管子10。另外，為了簡(jiǎn)單起見，圖4中只記載了2個(gè)容器18，但容器18的個(gè)數(shù)也可以2個(gè)以上。
容器18配置在相向的2個(gè)飛輪22之間。各飛輪22以回轉(zhuǎn)軸23為中心相互以相同相位進(jìn)行回轉(zhuǎn)。另外，飛輪22設(shè)成可以改變其回轉(zhuǎn)速度的形式。在各飛輪22的相向的位置上穿設(shè)有貫通孔24。容器18配置成其中心軸與飛輪的回轉(zhuǎn)軸23斜交的形式。將桿19與飛輪22的回轉(zhuǎn)軸23相平行地連接在容器18的兩端上。并且，將桿19插入各飛輪22的貫通孔24內(nèi)，支承容器18。在這種狀態(tài)下，使飛輪22回轉(zhuǎn)時(shí)，容器18圍繞回轉(zhuǎn)軸23公轉(zhuǎn)。隨之，使收放在容器18內(nèi)的管子10也圍繞飛輪22的回轉(zhuǎn)軸23公轉(zhuǎn)。
飛輪22的回轉(zhuǎn)軸23與容器18的桿19之間設(shè)有齒輪機(jī)構(gòu)30。具體地說，與飛輪22的回轉(zhuǎn)軸23同軸地配置第1齒輪36。為了使第1齒輪36不回轉(zhuǎn)，將其位置絕對(duì)地進(jìn)行固定。另外，將第2齒輪32固定在容器18的桿19上。將第2齒輪32的節(jié)圓直徑設(shè)成與第1齒輪36的節(jié)圓直徑相同。第2齒輪32通過中間齒輪34可圍繞第1齒輪36轉(zhuǎn)動(dòng)。因此，容器18可不改變其上下左右方向地圍繞飛輪的回轉(zhuǎn)軸23公轉(zhuǎn)。隨之，將放在容器18內(nèi)的管子10也可不改變其上下左右方向地圍繞飛輪22的回轉(zhuǎn)軸23公轉(zhuǎn)。
圖11所示為滾筒裝置的變形例的說明圖。圖11(1)是圖11(2)的沿U-U線的平面斷面圖，圖11(2)為側(cè)視圖。中心軸223被固定在該滾筒裝置220上，飛輪222圍繞該中心軸223回轉(zhuǎn)。由電機(jī)226通過皮帶227使飛輪222回轉(zhuǎn)。這樣，容器218可圍繞中心軸223公轉(zhuǎn)。
另外，在中心軸223與容器218的桿219之間設(shè)有皮帶機(jī)構(gòu)230。具體地說，在固定在中心軸223上的第1皮帶輪236與固定在容器218的桿219上的第2皮帶輪232之間裝有皮帶234。第2皮帶輪232的直徑設(shè)成與第1皮帶輪236的直徑相同。這樣，容器218可不改變其上下左右方向地圍繞中心軸223公轉(zhuǎn)。
具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施形式的矩形平板的倒角加工裝置如下述那樣使用。
如上所述，將層疊體與研磨材料一起封入管子內(nèi)部。作成幾個(gè)這樣的管子，在直徑方向上束起來而匯集在一起。然后，將束起來的管子收放在滾筒裝置的容器內(nèi)。
接著，使?jié)L筒裝置運(yùn)轉(zhuǎn)。具體地說，在圖4的滾筒裝置20上，使各飛輪22以相同的相位回轉(zhuǎn)。其轉(zhuǎn)速為例如180rpm。飛輪22進(jìn)行回轉(zhuǎn)時(shí)，回轉(zhuǎn)方向的力從其貫通孔24、通過桿19作用于容器18上。因此，容器18如圖5(1)的A、B、C和D那樣地以飛輪22的回轉(zhuǎn)軸為公轉(zhuǎn)軸進(jìn)行公轉(zhuǎn)。同時(shí)，收放在容器18內(nèi)的管子10也以飛輪22的回轉(zhuǎn)軸為公轉(zhuǎn)軸進(jìn)行公轉(zhuǎn)。隨之，離心力作用于封入管子10內(nèi)部的層疊體8上。另外，由于管子10不改變上下左右方向地進(jìn)行公轉(zhuǎn)，故層疊體8在管子10的內(nèi)周面上沿著圓周方向作滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。層疊體8以A至D的過程在管子10的內(nèi)周面上滑動(dòng)一周。
圖6所示為層疊體沿管子軸向的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)的說明圖。圖6(1)是相當(dāng)于圖4(2)的E-E線的部分的平面斷面圖，圖6(2)是圖5(1)的A部的管子10的側(cè)面斷面圖。如上所述，容器18配置成其中心軸與飛輪的回轉(zhuǎn)軸斜交的形式，故收放在容器18內(nèi)的管子10配置成與公轉(zhuǎn)軸G-G斜交。因此，當(dāng)使管子10公轉(zhuǎn)時(shí)，從公轉(zhuǎn)軸G-G到管子10的一端10a的距離和從公轉(zhuǎn)軸G-G到管子10的另一端10b的距離的大小關(guān)系反復(fù)顛倒。另外，隨著管子10的公轉(zhuǎn)，離心力作用于管子10內(nèi)的層疊體8上，故層疊體8從與公轉(zhuǎn)軸G-G的距離較小的端部向與公轉(zhuǎn)軸G-G的距離較大的端部移動(dòng)。即，層疊體8在管子10的內(nèi)周面上、在軸向上進(jìn)行滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。具體地說，如圖6(1)所示，使容器18從A到C公轉(zhuǎn)時(shí)，則層疊體8從箭頭所示的端部10b向端部10a移動(dòng)。使容器18從C到A公轉(zhuǎn)時(shí)，則層疊體8從箭頭所示的端部10a向端部10b移動(dòng)。結(jié)果，如圖6(2)所示，對(duì)于與管子10的內(nèi)周面接觸的層疊體8的角部W和X通過摩擦而進(jìn)行倒角加工。
另外，為了對(duì)相反側(cè)的角部Y和Z也進(jìn)行倒角加工，使容器18乃至管子10的公轉(zhuǎn)速度降低。圖7所示為使管子的公轉(zhuǎn)速度降低場(chǎng)合的說明圖。圖7是圖5(1)的B部的管子10的側(cè)面斷面圖。使管子10的公轉(zhuǎn)速度降低時(shí)，作用于層疊體8的離心力降低。于是，如圖7所示，位于管子10上方的層疊體8因重力作用落到下方，而使層疊體8翻轉(zhuǎn)。然后，若再使管子10的公轉(zhuǎn)速度上升，則對(duì)角部Y和Z進(jìn)行倒角加工。另外，為了對(duì)配置在各容器18內(nèi)的全部管子10內(nèi)的層疊體8的各角部均等地進(jìn)行倒角加工，最好數(shù)次使公轉(zhuǎn)速度降低。
另外，由于在本實(shí)施形式的倒角加工裝置上設(shè)有上述的齒輪機(jī)構(gòu)，故容器不改變其上下左右方向地進(jìn)行公轉(zhuǎn)。因此，即使飛輪2如圖5(1)的A-D那樣地回轉(zhuǎn)，配置在容器18內(nèi)的管子10也不改變其上下左右的方向。不過，最好以使管子10的上下左右方向一點(diǎn)一點(diǎn)地變化的方式進(jìn)行自轉(zhuǎn)。這樣，上述的層疊體8沿著管子10的軸向的移動(dòng)，每次不同的位置上進(jìn)行，管子內(nèi)周面不會(huì)產(chǎn)生偏磨損。因而，可提高倒角加工的精度。
由于管子10不改變其上下左右方向，故如圖5(2)所示，封入管子10內(nèi)部的層疊體8與管子10的內(nèi)周面之間產(chǎn)生滑動(dòng)。在管子10的內(nèi)周面與層疊體8的接觸點(diǎn)中，層疊體8的前進(jìn)方向50的前方側(cè)的接觸點(diǎn)上作用有較大的離心力，故與該前方側(cè)的接觸點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的層疊體的角部X的倒角加工，比與后方側(cè)的接觸點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的角部W的倒角加工進(jìn)行得快。如上所述，由于使公轉(zhuǎn)速度降低而使層疊體8翻轉(zhuǎn)，故角部Z的倒角加工也比角部Y的倒角加工進(jìn)行得快。
因此，使收放在容器18內(nèi)的管子10的軸向兩端部的位置顛倒過來。于是，管子10內(nèi)周面上的層疊體8的前進(jìn)方向50反過來。這樣，便與上述相反，角部W的倒角加工比角部X的倒角加工進(jìn)行得快。另外，使公轉(zhuǎn)速度降低，而使層疊體8翻轉(zhuǎn)時(shí)，則角部Y的倒角加工也比角部Z的倒角加工進(jìn)行得快。因而，可對(duì)所有的角部均等地進(jìn)行倒角加工。另外，不將管子10的軸向顛倒，而使?jié)L筒裝置的飛輪的回轉(zhuǎn)方向反過來時(shí)，層疊體8的前進(jìn)方向50便相反。這種情況下，也可得到與上述同樣的結(jié)果。
按照上述方法使用具有上述結(jié)構(gòu)的本實(shí)施形式的倒角加工裝置，便可以降低倒角加工的成本。這一點(diǎn)，用現(xiàn)有的倒角加工方法，成材率低，倒角加工所花的費(fèi)用高。
本實(shí)施形式的倒角加工方法是這樣構(gòu)成的，即，將封裝蓋用的玻璃板層疊而成的層疊體和研磨材料封入管子內(nèi)，通過使層疊體在管子的內(nèi)壁上進(jìn)行滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)來進(jìn)行層疊體的倒角加工。因此，與現(xiàn)有的倒角加工方法相比，成材率提高，故可以降低加工成本。
另外，上述筒狀體的半徑設(shè)成滿足下式的半徑R或接近該值的半徑。
R=L2r2+1(mm)---(7)]]>式中，L為上述矩形平板的長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度(mm)，r為上述矩形平板的長(zhǎng)邊上的倒角部分的長(zhǎng)度與短邊上的倒角部分的長(zhǎng)度之比率。這樣，可進(jìn)行所希望的倒角加工，故可提高加工精度。另外，可用小直徑管子進(jìn)行倒角加工，玻璃板的長(zhǎng)邊中央部分不會(huì)被研磨材料研磨。因此，可提高加工精度。
上述層疊體的倒角加工最好加工成上述矩形平板的長(zhǎng)邊上的倒角部分的長(zhǎng)度與短邊上的倒角部分的長(zhǎng)度之比率為1.0以上、4.0以下。將比率設(shè)為1.0以上，不會(huì)因管子的半徑過小而使加工速度降低。將比率設(shè)為4.0以下，不會(huì)固倒角部分接近于直角而從該部分上產(chǎn)生裂紋。
另外，層疊體的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)是這樣構(gòu)成的，即，邊使從管子的公轉(zhuǎn)軸到管子一端的距離和從管子的公轉(zhuǎn)軸到管子的另一端的距離的大小反復(fù)顛倒、邊使管子公轉(zhuǎn)，這樣，便使層疊體在管子的軸向上相對(duì)移動(dòng)。通過使層疊體不僅在管子的周向上、而且在軸向上也相對(duì)移動(dòng)，便可使倒角加工速度提高。因此，可降低加工成本。
又，層疊體的滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)這樣構(gòu)成，即，邊使從管子的公轉(zhuǎn)軸到管子一端的距離和從管子的公轉(zhuǎn)軸到管子的另一端的距離的大小反復(fù)顛倒、邊使管子公轉(zhuǎn)，與此同時(shí)，至少使管子的公轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)1次，或者至少使管子的軸向兩端部的位置顛倒1次，這樣，便使層疊體在管子的軸向上相對(duì)移動(dòng)。通過使管子的公轉(zhuǎn)方向反轉(zhuǎn)，或者通過使管子的軸向兩端部的位置顛倒，便使層疊體在管子圓周方向上的相對(duì)移動(dòng)方向反過來。因此，可以對(duì)層疊體的各角部均等地進(jìn)行倒角加工，可提高加工精度。另外，在反過來前后，至少使管子的公轉(zhuǎn)速度每降低1次，使層疊體翻轉(zhuǎn)，則可以更均等地進(jìn)行倒角加工，可提高加工精度。
另外，做成將表面具有保護(hù)部件的層疊體封入管子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)。這樣，可以保護(hù)倒角加工部分以外的部分不受研磨材料磨損，故可提高加工精度。并且，可以在倒角加工中防止層疊體分解成單片矩形平板。又，管子是無縫管。因此，在管子的內(nèi)周面上相對(duì)移動(dòng)過程中的層疊體不會(huì)受到接縫部分的沖擊力，可提高加工精度。
如上所述，采用本實(shí)施形式的矩形平板的倒角加工裝置及其方法，可以以低成本對(duì)作為陶瓷封裝壓電振子的蓋部件的玻璃板進(jìn)行精度良好的倒角加工。因此，不會(huì)因玻璃粉混入封裝件內(nèi)部而附著在壓電振動(dòng)片上，可以得到穩(wěn)定的共振頻率。并且，倒角部分不會(huì)產(chǎn)生裂紋，可使封裝件內(nèi)部保持真空。因而，可以使用玻璃板作為陶瓷封裝壓電振子的蓋部件。
另外，調(diào)整壓電振子的共振頻率是不可缺少的，這種調(diào)整是這樣進(jìn)行的，即通過將激光照射到壓電振動(dòng)片上使質(zhì)量減少。并且，為了避免調(diào)整后的共振頻率變化，共振頻率的調(diào)整最好在做成壓電振子以后進(jìn)行。另一方面，玻璃板具有透過激光的性質(zhì)。因此，通過使用玻璃板作為陶瓷封裝壓電振子的蓋部件，在制成壓電振子以后，越過玻璃板照射激光，可以進(jìn)行共振頻率的調(diào)整。
下面，對(duì)實(shí)施形式2進(jìn)行說明。如圖12(1)所示，層疊體長(zhǎng)邊上的倒角部分的長(zhǎng)度L1與短邊上的倒角部分的長(zhǎng)度S1之比率r(r＝L1/S1)大時(shí)，倒角部分的斜邊與層疊體的短邊的角部K的角度接近90度。結(jié)果，存在這樣的問題，即在角部K處產(chǎn)生應(yīng)力集中，使壓電振子的蓋部件破損，不能保持封裝件的氣密性。另外，比率r小時(shí)，圖3所示的角度θ增大，故使用內(nèi)徑小的管子10進(jìn)行倒角加工。但，若使用內(nèi)徑小的管子10，則層疊體8在管子周圍方向上的滑動(dòng)量小。因此，存在層疊體8的倒角加工時(shí)間長(zhǎng)的問題。
于是，實(shí)施形式2的倒角加工方法，是在層疊體的長(zhǎng)邊與短邊構(gòu)成的角部進(jìn)行第1倒角加工，確保矩形平板的長(zhǎng)邊上的倒角部分的長(zhǎng)度。在確保了該倒角部分的長(zhǎng)度以后，再在層疊體的倒角部分的斜邊與層疊體的短邊構(gòu)成的角部進(jìn)行第2倒角加工，確保矩形平板的短邊上的倒角部分的長(zhǎng)度。
即，首先如圖12(1)所示，為了使矩形平板長(zhǎng)邊上的倒角部分的長(zhǎng)度L1與最終目標(biāo)值Lf一致，對(duì)層疊體的長(zhǎng)邊與短邊構(gòu)成的角部J進(jìn)行第1倒角加工。在該第1倒角加工工序中，將矩形平板的短邊上的倒角部分的長(zhǎng)度S1設(shè)定得比最終目標(biāo)值Sf小。因此，比率r1(r1＝L1/S1)比最終目標(biāo)值rf(rf＝Lf/Sf)大，圖3所示的角度θ變小，故可以使用內(nèi)徑較大的管子10。因而，可以縮短倒角加工時(shí)間。然后，如圖12(2)所示，為了使矩形平板的短邊上的倒角部分的長(zhǎng)度與最終目標(biāo)值Sf一致，對(duì)層疊體的倒角部分的斜邊與層疊體的短邊構(gòu)成的角部K進(jìn)行第2倒角加工。該第2倒角加工工序的比率r2(r2＝L2/S2)比第1倒角加工工序的r1設(shè)定得小。即，第2倒角加工工序使用的管子的內(nèi)徑比第1倒角加工工序的小。不過，第2倒角加工工序的加工量比第1倒角加工工序的加工量少，故不會(huì)顯著延長(zhǎng)倒角加工的時(shí)間。
以上的結(jié)果，如圖12(2)所示，層疊體的長(zhǎng)邊與通過第1倒角加工形成的斜邊構(gòu)成的角部M、通過第1倒角加工形成的斜邊與通過第2倒角加工形成的斜邊構(gòu)成的角部N及通過第2倒角加工形成的斜邊與層疊體的短邊構(gòu)成的角部P的角度，都大大超過90度、接近180度。即，接近于對(duì)層疊體的長(zhǎng)邊與短邊構(gòu)成的角部J進(jìn)行R加工的狀態(tài)。這樣，在各角部不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中。因此，可防止壓電振子的蓋部件的破損，可保持封裝件的氣密性。
另外，如圖12(3)所示，也可以延長(zhǎng)第2倒角加工時(shí)間，形成rf(＝Lf/Sf’)＝r2的斜邊。本實(shí)施形式在第1倒角加工中使用大直徑的管子，故與從最初使用小直徑的管子的情況相比，可以縮短倒角加工時(shí)間。
然而，進(jìn)行上述第2倒角加工時(shí)，必須從大直徑管子中將完成第1倒角加工的層疊體移到小直徑的管子中。但，第1倒角加工所使用的大直徑管子，通過追加投入研磨材料，可以用于第2倒角加工。
上述的本發(fā)明倒角的加工方法是以將管子10的內(nèi)表面形狀復(fù)制在層疊體8上的形式進(jìn)行層疊體的倒角加工的。在此，若增加研研磨材料量，則進(jìn)入管子內(nèi)表面與層疊體之間的研磨材料多，管子內(nèi)表面的復(fù)制效果變?nèi)?。結(jié)果，通過增加研磨材料量，便可以得到與減小管子直徑的情況同樣的效果。圖13(1)所示為改變研磨材料的容積率進(jìn)行倒角加工，測(cè)定圖12(2)的L2尺寸的結(jié)果之圖。在此，所謂研磨材料的容積率，系指第2倒角加工中所使用的研磨材料的容積占管子內(nèi)部總?cè)莘e的比率。另外，滾筒裝置的公轉(zhuǎn)速度為180RPM，倒角加工時(shí)間為2小時(shí)。根據(jù)該圖，研磨材料容積率為10％-30％的場(chǎng)合，L2尺寸為0，但研磨材料容積率為40％的場(chǎng)合，L2尺寸為0.02mm。其結(jié)果表明，在研磨材料容積率較小的場(chǎng)合，不進(jìn)行第2倒角加工，只繼續(xù)進(jìn)行第1倒角加工，但若增大研磨材料容積率，便可進(jìn)第2倒角加工。
圖13(2)所示為改變滾筒裝置的公轉(zhuǎn)速度進(jìn)行倒角加工、測(cè)定圖12(2)的L2尺寸的結(jié)果之圖。研磨材料容積率為20％，倒角加工時(shí)間為2小時(shí)。根據(jù)該圖，公轉(zhuǎn)速度為180RPM的場(chǎng)合，L2尺寸為0，但公轉(zhuǎn)速度為100RPM的場(chǎng)合，L2尺寸為0.03mm。根據(jù)所得到的結(jié)果判斷，公轉(zhuǎn)速度較快的場(chǎng)合，研磨材料不易進(jìn)入層疊體與管子內(nèi)表面之間，只是通過管子內(nèi)表面的復(fù)制效果繼續(xù)進(jìn)行第1倒角加工。另外，如果降低公轉(zhuǎn)速度，則可以判斷，研磨材料容易進(jìn)入層疊體與管子內(nèi)表面之間，進(jìn)入第2倒角加工。
圖13(3)所示為改變加工時(shí)間進(jìn)行倒角加工、測(cè)定圖12(2)的L2尺寸的結(jié)果之圖。研磨材料容積率為20％，滾筒裝置的公轉(zhuǎn)速度為180RPM。根據(jù)該圖，倒角加工時(shí)間為2小時(shí)的場(chǎng)合，L2尺寸為0.03mm，倒角加工時(shí)間為4小時(shí)的場(chǎng)合，L2尺寸為0.1mm。這表示倒角加工時(shí)間和倒角加工量有比例關(guān)系。
根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果，將研磨材料容積率設(shè)為20％左右、滾筒裝置的公轉(zhuǎn)速度設(shè)為100RPM左右，和加工時(shí)間設(shè)為4小時(shí)左右進(jìn)行第2倒角加工是最合適的。首先，關(guān)于研磨材料容積率，該值越大，第2倒角加工越容易進(jìn)行，另一方面，必須考慮研磨材料的使用效率降低的問題。于是，研磨材料容積率，在第1倒角加工時(shí)為5％左右，在第2倒角加工時(shí)使其增加到20％左右。關(guān)于滾筒裝置的公轉(zhuǎn)速度，該公轉(zhuǎn)速度越低，第2倒角加工越容易進(jìn)行，另一方面，必須考慮加工時(shí)間延長(zhǎng)的問題。于是，滾筒裝置的公轉(zhuǎn)速度，在第1倒角加工時(shí)為180RPM左右，在第2倒角加工時(shí)，使其降低到100RPM左右。另外，可以適當(dāng)?shù)卦O(shè)定倒角加工時(shí)間，使圖12(2)的L2尺寸和S2尺寸達(dá)到目標(biāo)值。
然而，若使用粒徑較小的研磨材料進(jìn)行第1和第2倒角加工，則圖12(2)所示的角部M、N和P的前端呈尖銳形狀。在這種情況下，在各角部的前端產(chǎn)生應(yīng)力集中，會(huì)使壓電振子的蓋部件破損而破壞其氣密性。因此，使用粒徑較大的研磨材料，進(jìn)行第1和第2倒角加工。具體地說，使用粒徑20μm以上的研磨材料。圖14為使用粒徑較大的研磨材料進(jìn)行倒角加工時(shí)的各角部的放大圖。如該圖所示，在各角部M、N及P的前端，由于粒徑較大的研磨材料的沖擊作用，產(chǎn)生加工圓角層(粗加工)。該加工圓角層類似于連續(xù)地進(jìn)行細(xì)小的R加工的狀態(tài)。這樣，在各角部不會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，可防止壓電振子的蓋部件的破損，可保持其氣密性。
將封裝蓋用的矩形平板層疊而成的層疊體和研磨材料封入筒狀體，通過使上述層疊體在上述筒狀體的內(nèi)壁上進(jìn)行滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行上述層疊體的倒角加工，由于做成這樣的結(jié)構(gòu)，故可降低加工成本。
上述筒狀體的半徑設(shè)成滿足下式的半徑R或接近該值的半徑。
R=L2r2+1(mm)---(8)]]>式中，L為上述矩形平板的長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度(mm)，r為上述矩形平板的長(zhǎng)邊上的倒角部分的長(zhǎng)度與短邊上的倒角部分的長(zhǎng)度之比率。這樣，可提高加工精度。
權(quán)利要求
1.一種矩形平板的倒角加工裝置，其特征在于，具有無縫筒狀體和筒狀體公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其中無縫筒狀體用于將在厚度方向上層疊而成的矩形平板與研磨材料一起封入其內(nèi)部；筒狀體公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)邊使從上述筒狀體的公轉(zhuǎn)軸到上述筒狀體的一端的距離和從上述筒狀體的公轉(zhuǎn)軸到上述筒狀體的另一端的距離的大小反復(fù)顛倒、邊使上述筒狀體公轉(zhuǎn)，并且可變更上述筒狀體的公轉(zhuǎn)速度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的矩形平板的倒角加工裝置，其特征在于，上述筒狀體公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，可反轉(zhuǎn)地形成上述筒狀體的公轉(zhuǎn)方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的矩形平板的倒角加工裝置，其特征在于，上述筒狀體的半徑設(shè)成滿足(2)式的半徑R或接近該值的半徑，R=L2r2+1(mm)···(2)]]>式中，L為上述矩形平板的長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度(mm)，r為上述矩形平板的長(zhǎng)邊上的倒角部分的長(zhǎng)度與短邊上的倒角部分的長(zhǎng)度之比率。
全文摘要
本發(fā)明的目的在于提供一種可降低加工成本、并且可提高加工精度的封入有壓電振動(dòng)片的矩形平板的倒角加工裝置。具有無縫筒狀體和筒狀體公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，其中無縫筒狀體用于將在厚度方向上層疊而成的矩形平板與研磨材料一起封入其內(nèi)部；筒狀體公轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)邊使從上述筒狀體的公轉(zhuǎn)軸到上述筒狀體的一端的距離和從上述筒狀體的公轉(zhuǎn)軸到上述筒狀體的另一端的距離的大小反復(fù)顛倒、邊使上述筒狀體公轉(zhuǎn)，并且可變更上述筒狀體的公轉(zhuǎn)速度。
文檔編號(hào)B24B9/06GK1846938SQ20061008170
公開日2006年10月18日 申請(qǐng)日期2002年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月22日
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