JP2000263413A - ワイヤソー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工ピッチの変更に容易かつ迅速に対応でき
るようにしたワイヤソーを提供する。 【解決手段】 複数のローラに設けられたワイヤガイド
溝間に１本のワイヤを螺旋状に巻回し、ワーク加工部に
隣接する一対のローラ間を走行する複数列のワイヤでワ
ークに加工を施すようにしたワイヤソーにおいて、外周
面に１個のワイヤガイド溝１２を有する複数のシーブ１
３をクランプ装置１４を介してローラ軸１５にそれぞれ
クランプさせてローラ１０ａ〜１０ｄを構成するととも
に、クランプ装置１４によるクランプを外部から解除し
てシーブ１３をローラ軸１５に沿って移動させるシーブ
移動装置４６を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体材
料、磁性材料、セラミックス材料等の脆性材料を所定の
加工ピッチで切断するのに使用して好適なワイヤソーに
関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は、従来の一般的なワイヤソーの概
要を示すもので、このワイヤソーには、新線リール１及
び巻取りリール２と、この例では互いに平行に配置され
た３本の円柱状のローラ３ａ，３ｂ，３ｃが備えられて
いる。この各ローラ３ａ，３ｂ，３ｃの外周面には、一
定のピッチＰでワイヤガイド溝４が設けられている。そ
して、前記新線リール１から繰り出される、例えばピア
ノ線からなる１本のワイヤＷは、前記３本のローラ３
ａ，３ｂ，３ｃのワイヤガイド溝４に螺旋状に巻回され
て、巻取りリール２で巻取られている。

【０００３】一方、水平位置にある一対のローラ（以
下、加工ローラという）３ｂ，３ｃの下方に位置して、
上面にワークＡを保持するテーブル５が配置され、この
テーブル５には該テーブル５を上方に押圧する荷重６が
接続されている。

【０００４】これにより、前記３本のローラ３ａ，３
ｂ，３ｃは、少なくとも１本のローラの正逆または一方
向の駆動に伴って同期して同方向に回転し、この回転に
伴って前記加工ローラ３ｂ，３ｃ間を往復または一方向
に走行する複数列のワイヤＷに、テーブル５に保持され
たワークＡを荷重６を介して押付け、同時に砥粒を含む
加工液をワイヤＷに供給することで、該ワークＡに前記
ピッチＰを加工ピッチとした切削加工を施すようになっ
ている。

【０００５】なお、この例では、三角形の頂点位置にあ
る１本のローラ（以下、案内ローラという）３ａと前記
新線リール１及び巻取りリール２との間にワーク加工部
のワイヤ走行を往復動させるためのシーソ装置７が配置
され、新線リール１と案内ローラ３ａとの間を走行する
ワイヤＷは該シーソ装置７の揺動棒８の一端に回転自在
に支承されたプーリ９ａに、巻取りリール２と案内ロー
ラ３ａとの間を走行するワイヤＷは該シーソ装置７の揺
動棒８の他端に回転自在に支承されたプーリ９ｂにそれ
ぞれ巻掛けられている。

【０００６】ここに、この種のワイヤソーにあっては、
ワークＡの加工ピッチは、各円柱状のローラ３ａ，３
ｂ，３ｃの外周面に設けられたワイヤガイド溝４のピッ
チＰによって決まる。このため、このワイヤガイド溝４
のピッチＰを任意に変更できず、加工ピッチを変えるた
めには、この加工ピッチに合った異なるピッチのワイヤ
ガイド溝を有するローラを別途用意して交換するように
していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の技術のように、加工ピッチが異なる毎に異なるピッ
チのワイヤガイド溝を有するローラを別途用意して交換
すると、この作業には、ワイヤの巻取り及び再巻掛け等
の作業を伴うため、この作業が非常に面倒で長時間を要
するばかりでなく、多用な所要ピッチに対応したローラ
の準備も大変であるといった問題があった。

【０００８】本発明は上記課題に鑑みて為されたもの
で、加工ピッチの変更に容易かつ迅速に対応できるよう
にしたワイヤソーを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のワイヤソーは、
複数のローラに設けられたワイヤガイド溝間に１本のワ
イヤを螺旋状に巻回し、ワーク加工部に隣接する一対の
ローラ間を走行する複数列のワイヤでワークに加工を施
すようにしたワイヤソーにおいて、外周面に１個のワイ
ヤガイド溝を有する複数のシーブをクランプ装置を介し
てローラ軸にそれぞれクランプさせて前記ローラを構成
するとともに、前記クランプ装置によるクランプを外部
から解除してシーブをローラ軸に沿って移動させるシー
ブ移動装置を備えたことを特徴とする。

【００１０】これにより、加工ピッチが変わった場合に
は、互いに隣り合うシーブの外周面に設けられたワイヤ
ガイド溝のピッチが前記加工ピッチと一致するように、
シーブをローラ軸に沿って移動させ、この移動後の位置
でローラ軸にクランプさせることで、これに対処するこ
とができる。

【００１１】また、前記クランプ装置には、２つ割りの
ボスと、このボスを互いに近接する方向に付勢させて該
ボスをローラ軸に圧接させるばねとが備えられているこ
とを特徴とする。これにより、ばねの弾性力でシーブを
ローラ軸にこれと一体に回転するようにクランプするこ
とができる。

【００１２】また、前記シーブ移動装置には、開閉自在
で閉じた時に前記ばねを該ばねの付勢力に抗して移動さ
せ、開いた時に前記ばねを元の状態に復帰させる一対の
ハンドが前後動自在、かつ前記ローラ軸に沿って移動自
在に備えられていることを特徴とする。これにより、ハ
ンドを閉じてばねの弾性力によるクランプを解き、この
状態でハンドをローラ軸に沿って移動させた後、ハンド
を開くことで、ばねの弾性力による再クランプを行うこ
とができる。

【００１３】また、前記シーブは、ワイヤガイド溝にワ
イヤを巻掛けた状態で格納部分に格納され、加工ピッチ
に合わせて必要なシーブのみをローラ軸に沿って移動す
るようにしたことを特徴とする。これにより、細かい加
工ピッチに対応できるようにした多数のシーブを格納部
分に格納しておき、加工ピッチに応じて任意のシーブの
み移動させることで、広範囲の加工ピッチに対応させる
ことができる。

【００１４】また、前記ワイヤを前記全てのシーブのワ
イヤガイド溝に螺旋状に巻掛けるワイヤ巻掛け装置が備
えられていることを特徴とする。これにより、ワイヤの
巻掛けをワイヤ巻掛け装置により自動的に行うことがで
きる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態のワイ
ヤソーを図１乃至図７を参照して説明する。

【００１６】この実施の形態は、図１に示す長方形の頂
点位置に互いに平行に配置された４本のローラ１０ａ，
１０ｂ，１０ｃ，１０ｄを有し、この各ローラ１０ａ〜
１０ｄ間に１本のワイヤＷを螺旋状に巻回し、下方に位
置する一対のローラ（以下、加工ローラという）１０
ｃ，１０ｄ間を走行する複数列のワイヤＷで、図２に示
すテーブル（ワーク加工部）１１の上面に保持された、
例えば半導体ウエハ等のワークＡに加工を施すようにし
たワイヤソーに適用した例を示す。

【００１７】前記各ローラ１０ａ〜１０ｄは、外周面に
ワイヤガイド溝１２（図６参照）を有する複数のシーブ
１３をクランプ装置１４を介してローラ軸１５にクラン
プして構成されている。そして、１本のローラ１０ａの
ローラ軸１５の一端に設けられたプーリ１６とサーボモ
ータ１７の駆動軸に設けられたプーリ１８との間にタイ
ミングベルト１９が、このローラ軸１５の他端に設けら
れたプーリ２０と他の３本のローラ１０ｂ，１０ｃ，１
０ｄのローラ軸１５に設けられたプーリ２１の間にタイ
ミングベルト２２がそれぞれ掛渡され、これによって、
サーボモータ１７の回転に伴って、４本のローラ１０ａ
〜１０ｄが同期して同方向に回転するようになっている
（図３参照）。

【００１８】前記４本のローラ１０ａ〜１０ｄの周囲を
囲繞して中空で矩形平板状のシフタ２５が配置されてい
る（図４、図５参照）。シフタ２５には、後述するシー
プを所定位置に移動させて固定するシープ移動装置４６
が搭載されている。このシフタ２５は、図２に示すよう
に、サーボモータ２６の駆動に伴ってローラ１０ａ〜１
０ｄの軸方向に沿って走行する。移動体２７にブラケッ
ト２８を介して連結され、更にこのシフタ２５を案内す
るガイド棒２９がローラ１０ａ〜１０ｄと平行に、駆動
側と反対側に配置されている。これにより、シフタ２５
は、サーボモータ２６の駆動に伴って、ガイド棒２９に
案内されてローラ１０ａ〜１０ｄの軸方向に移動するよ
うになっている。

【００１９】前記シーブ１３は、図６に示すように、例
えばＳＵＳ製で、ローラ軸１５が挿通できる大きさの中
空部を有するディスク３０の外周面に、例えばウレタン
等の樹脂３１を、例えば１〜２ｍｍ程度固着して構成さ
れ、この樹脂３１の外表面に前記ワイヤガイド溝１２が
設けられている。そして、このシーブ１３の片面にクラ
ンプ装置１４が取付けられている。

【００２０】このクランプ装置１４は、図６及び図７に
示すように、２つ割りの一対のボス３５と、この各ボス
３５の外方に配置された円弧状の一対のトリガ３６とを
有し、前記各ボス３５とトリガ３６とは、シーブ１３に
突設したピン３７を介して揺動自在に支承された揺動レ
バー３８で連結されている。更に、各ボス３５とトリガ
３６との間には、両者３５，３６が離れる方向に付勢す
る板ばね３９が介装されているとともに、トリガ３６の
側方にはガイド４０が配置されている。

【００２１】これにより、板ばね３９の弾性力で揺動レ
バー３８を図６のＸ方向に付勢してボス３５をローラ軸
１５に押付けてシーブ１３を該ローラ軸１５にクランプ
する。そして、トリガ３６を内方（図６のＢ方向）に押
圧して、これを同方向に移動させることで、揺動レバー
３８を板ばね３９の弾性力に抗して図６のＹ方向に移動
させ、この揺動レバー３８の揺動に伴って、ボス３５を
外方（図６のＣ方向）に移動させて、このクランプを解
くように構成されている。

【００２２】なお、この実施の形態にあっては、ボスの
付勢手段として板ばねを使用した例を示しているが、コ
イルばね等の他のばねを使用しても良いことは勿論であ
る。

【００２３】ここに、前記各ボス３５の内周面にはキー
４１が突設され、ローラ軸１５の該キー４１に対応する
位置には、軸方向に直線状に延びるキー溝（図示せず）
が設けられて、クランプを解いた時のシーブ１３のロー
ラ軸１５に対する空回りが防止されている。

【００２４】一方、前記シフタ２５の四隅には、シリン
ダブラケット４５が固着され、この各シリンダブラケッ
ト４５に前記シフタ２５とともにシーブ移動装置４６を
構成するクランプ解除装置４７が取付けられている。す
なわち、この各クランプ解除装置４７には、図４に詳細
に示すように、互いに対峙して配置された一対のハンド
４８と、このハンド４８を互いに接離する方向に平行移
動させて開閉させるエアチャック４９と、このエアチャ
ック４９を前後動させるシリンダ５０とが備えられてい
る。

【００２５】そして、ハンド４８を開いたままシリンダ
５０を駆動させてエアチャック４９を前進させた時、こ
のハンド４８が前記クランプ装置１４のトリガ３６の外
方に位置し、エアチャック４９によりハンド４８を閉じ
た時に、このハンド４８が図６のＢ方向にトリガ３６を
押圧してこれを同方向移動させて、クランプ装置１４の
クランプを解くようになっている。

【００２６】これによって、図２に示すように、互いに
隣り合うシーブ１３，１３のピッチＰによって加工ピッ
チが決まるのであるが、このピッチＰの変更は以下のよ
うにして行うことができる。すなわち、まず、サーボモ
ータ２６を介してシフタ２５を所定の位置に移動させ、
ハンド４８を開いたままエアチャック４９を前進させた
後、エアチャック４９によりハンド４８を閉じてクラン
プ装置１４のクランプを解く。この状態で、シフタ２５
をサーボモータ２６を介して所定に位置に移動させ、し
かる後、エアチャック４９によりハンド４８を開いて、
シーブ１３をクランプ装置１４でローラ軸１５にクラン
プさせて、エアチャック４９を後退させる。この操作を
所定の数のシーブ１３に対して順次行う。

【００２７】このようにして、ワイヤを巻き取った後に
ローラを取換え、再度ワイヤを巻掛けるといった面倒で
時間のかかる操作を行うことなく、ワイヤＷを巻き付け
たままシーブ１３を所定の位置に移動させるといった簡
単な操作で、加工ピッチＰの変更に対処することができ
る。

【００２８】ここに、この実施の形態にあっては、図２
に示すように、細かい加工ピッチに対応できるようにし
た多数のシーブ１３をワイヤＷを巻き付けた状態で格納
部分に格納しておき、加工ピッチに応じて任意のシーブ
１３のみ移動させることで、広範囲の加工ピッチに対応
させることができるようになっている。

【００２９】前記シフタ２５には、ワイヤ巻掛け装置５
５が組み込まれている。すなわち、このワイヤ巻掛け装
置５５には、図４及び図５に示すように、シフタ２５の
内周にこの全周に亘って設けられたチャンネル状のレー
ル５６と、このレール５６内を走行するローラ５７と、
このローラ５７を回転自在に支承したライナ５８とが備
えられている。そして、前記シフタ２５に固定されたサ
ーボモータ５９の駆動軸に取付けられたスプロケット６
０と該シフタ２５の１隅に回転自在に支承されたスプロ
ケット６１との間にチェーン６２が、前記スプロケット
６１とシフタ２５の他の３隅に回転自在に支承されたス
プロケット６３との間にチェーン６４がそれぞれ掛け渡
され、このチェーン６４にコネクタ６５を介して前記ラ
イナ５８が連結されている。これによって、サーボモー
タ５９の駆動に伴って、チェーン６２，６４が走行し、
このチェーン６４の走行でライナ５８がレール５６に沿
って走行するようになっている。

【００３０】ここに、下方に位置する一対の加工ローラ
１０ｃ，１０ｄ間にあっては、互いに対向するシーブ１
３，１３のワイヤガイド溝１２，１２間を、すなわち加
工ローラ１０ｃ，１０ｄと直角にワイヤＷが走行する。
しかしながら、上方に位置する一対のローラ（以下、案
内ローラという）１０ａ，１０ｂ間にあっては、１ピッ
チＰだけずれたシーブ１３，１３のワイヤガイド溝１
２，１２間を、すなわち案内ローラ１０ａ，１０ｂと所
定の角度を持ってワイヤＷが走行することになる。

【００３１】このため、この実施の形態にあっては、上
方に位置する案内ローラ１０ａ，１０ｂの各シーブ１３
の内方には、図２に示すように、このシーブ１３と一体
に移動するワイヤチェンジャ７０が配置され、これによ
って、図２に示すように、案内ローラ１０ａ，１０ｂの
シーブ１３とワイヤチェンジャ７０との間をワイヤＷが
該案内ローラ１０ａ，１０ｂに直角に走行し、ワイヤチ
ェンジャ７０，７０間をワイヤＷが１ピッチＰ分前進し
て斜めに走行するようになっている。

【００３２】ここに、前記ワイヤチェンジャ７０の摺動
部は、例えばＳｉＣやＡｌ_２Ｏ_３等のワイヤＷに付着し
た砥粒に耐える、例えばダイヤモンドやＣＢＮ等によっ
て構成されている。

【００３３】そして、前記ワイヤ巻掛け装置５５で各ロ
ーラ１０ａ〜１０ｄのシーブ１３のワイヤガイド溝１２
間にワイヤを巻掛ける時には、前記ライナ５８でワイヤ
Ｗの端部を固定し、これをレール５６に沿って１周さ
せ、しかる後、シフタ２５を１ピッチＰ分だけ前進させ
て、更に１周させる操作を繰り返すのであり、この時、
この１ピッチＰ分の前進を前記ワイヤチェンジャ７０，
７０間で行うことで、ワイヤチェンジャ７０，７０間を
ワイヤＷが１ピッチＰ分だけ前進して斜めに走行するよ
うにすることができる。

【００３４】このようにワイヤ巻掛け装置５５を備え、
しかもこのワイヤ巻掛け装置５５をシフタ２５に一体に
組み込むことで、ワイヤＷの巻掛け作業を自動的に行う
ことができる。しかも、ワイヤチェンジャ７０を備える
ことで、ワイヤガイド溝１２の偏摩耗を防止して、ワー
クの切断後の厚みにバラツキが生じてしまうことを防止
することができる。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
加工ピッチが変わった場合に、互いに隣り合うシーブの
外周面に設けられたワイヤガイド溝のピッチが前記加工
ピッチと一致するように、シーブをローラ軸に沿って移
動させ、この移動後の位置でローラ軸にクランプさせる
ことで、これに対処することができる。これによって、
加工ピッチの変更作業を容易且つ迅速に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態のワイヤソーの要部を示す
側面図である。

【図２】図１のＩ−Ｉ線断面図である。

【図３】図１のII−II線断面図である。

【図４】図１の要部を拡大して示す要部拡大図である。

【図５】図４のIII−III線断面図である。

【図６】シーブ及びクランプ装置を示す平面図である。

【図７】図６の側面図である。

【図８】従来のワイヤソーの全体概要図である。

【符号の説明】

１０ａ〜１０ｄ ローラ １１ テーブル（ワーク加工部） １２ ワイヤガイド溝 １３ シーブ １４ クランプ装置 １５ ローラ軸 １７，２６，５９ サーボモータ ２５ シフタ ２７ 走行体 ３５ ボス ３６ トリガ ３９ 板ばね ４６ シーブ移動装置 ４７ クランプ解除装置 ４８ ハンド ４９ エアチャック ５５ ワイヤ巻掛け装置 ５６ レール ５８ ライナ ７０ ワイヤチェンジャ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 豊武 秀臣 東京都大田区羽田旭町11番１号 株式会社 荏原製作所内 Ｆターム(参考） 3C058 AA05 AA09 AA14 AB08 BC02 CB03 CB04 DA17 3C069 AA01 BA06 BB01 BB03 BC01 CA05 CB01 DA04 EA01

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のローラに設けられたワイヤガイド
   溝間に１本のワイヤを螺旋状に巻回し、ワーク加工部に
   隣接する一対のローラ間を走行する複数列のワイヤでワ
   ークに加工を施すようにしたワイヤソーにおいて、 外周面に１個のワイヤガイド溝を有する複数のシーブを
   クランプ装置を介してローラ軸にそれぞれクランプさせ
   て前記ローラを構成するとともに、前記クランプ装置に
   よるクランプを外部から解除してシーブをローラ軸に沿
   って移動させるシーブ移動装置を備えたことを特徴とす
   るワイヤソー。
2. 【請求項２】 前記クランプ装置には、２つ割りのボス
   と、このボスを互いに近接する方向に付勢させて該ボス
   をローラ軸に圧接させるばねとが備えられていることを
   特徴とする請求項１に記載のワイヤソー。
3. 【請求項３】 前記シーブ移動装置には、開閉自在で閉
   じた時に前記ばねを該ばねの付勢力に抗して移動させ、
   開いた時に前記ばねを元の状態に復帰させる一対のハン
   ドが前後動自在、かつ前記ローラ軸に沿って移動自在に
   備えられていることを特徴とする請求項２に記載のワイ
   ヤソー。
4. 【請求項４】 前記シーブは、ワイヤガイド溝にワイヤ
   を巻掛けた状態で格納部分に格納され、加工ピッチに合
   わせて必要なシーブのみをローラ軸に沿って移動するよ
   うにしたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに
   記載のワイヤソー。
5. 【請求項５】 前記ワイヤを前記全てのシーブのワイヤ
   ガイド溝に螺旋状に巻掛けるワイヤ巻掛け装置が備えら
   れていることを特徴とする請求項４に記載のワイヤソ
   ー。