JPH10166256A - ワイヤソー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切削開始時に生じる切削用ワイヤ１５のぶれ
・たわみを阻止することができるワイヤソーを提供す
る。 【解決手段】 ３本の加工用ローラ１３，１４，及び１
７を逆三角形の各頂点に配置し、前記３本のローラ間に
ワイヤ１５を所定ピッチで巻回し、そのワイヤを走行さ
せながら、ワイヤ上に遊離砥粒を含むスラリを供給する
とともに、ワイヤ１５に対しワーク２１を接触させて、
切削加工を行なうようにした。最下部の加工用ローラ１
７はワーク２１に対する加工開始時において下降し、ワ
イヤ１５を緊張させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ワイヤを用い
て、半導体材料、磁性材料、セラミック等の硬脆材料よ
りなるワークを切削加工するためのワイヤソーに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】この種のワイヤソーにおいては、複数の
加工用ローラが所定間隔おきに配設され、それらのロー
ラの外周には複数の環状溝が所定ピッチで形成されてい
る。また、各加工用ローラ間において、環状溝には一本
のワイヤが順に巻回されている。そして、ワイヤが走行
されながら、そのワイヤ上に遊離砥粒を含む水性又は油
性のスラリが供給され、この状態でワイヤに対しワーク
が押し付け接触されて、そのワークがスライス状に切削
加工されるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種のワイヤソー
は、通常硬脆材料を１ｍｍ以下の厚さにまで切削加工す
るために用いられ、前記硬脆材料の切削時におけるワイ
ヤの走行には、そのワイヤの張力を所定の値に保つこと
が重要となる。この条件が確保されてないと、高精度加
工を達成し得ない。ここで問題となるのが、ワイヤのぶ
れ・たわみ現象であり、これは運転開始時に最も顕著で
ある。そして、一般のワイヤソーにおいては、ワイヤの
リールと加工用ローラとの間のワイヤ経路上に張力調節
機構が設けられていて、ワイヤの張力変動を吸収するよ
うになっている。

【０００４】ところが、加工用ローラと張力調節機構と
の間にかなりの距離があるばかりでなく、ワイヤが加工
用ローラに多数回巻かれているため、加工用ローラの部
分において生じるぶれ・たわみに対する張力調節のため
の応答に時間的なずれを起こし、充分な精度をもってこ
れを修正する機能を果していなかった。

【０００５】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その目的と
するところは、例えば、運転開始時より生じる切削用ワ
イヤのぶれ・たわみの修正において、高い精度を有する
機能を備えたワイヤソーを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、複数の加工用ローラ
間にワイヤを所定ピッチで巻回し、そのワイヤを走行さ
せながら、ワイヤ上に遊離砥粒を含むスラリを供給する
とともに、ワイヤに対しワークを接触させて、切削加工
を行なうようにしたワイヤソーにおいて、少なくとも１
本の加工用ローラを駆動手段の作動によりワイヤの緊張
方向に移動可能にしたことを要旨とする。

【０００７】請求項２に記載の発明では、加工用ローラ
を逆三角形の各頂点に配置し、最下部の加工用ローラが
ワイヤ緊張方向に移動させるようにしたことを要旨とす
る。請求項３に記載の発明では、ワイヤを緊張させるた
めの加工用ローラの移動を、ワークに対する加工開始時
に行われるようにしたことを要旨とする。

【０００８】さて、請求項１に記載のワイヤソーにおい
ては、ワイヤ上において張力調節が行なわれる位置と切
削部位が近接するために、張力調節機能の精度も容易に
高められる。

【０００９】また、前記の張力調節は、ワイヤの動きと
連動して回転する加工用ローラによるため、余分な機構
を必要としない。請求項２においては、ワイヤに緊張を
付与する部分が切削部位の両側から等距離の位置に配置
される。このため、切削部位に対する緊張付与がバラン
スよく行われる。

【００１０】請求項３に記載のワイヤソーにおいては、
ワイヤのぶれ・たわみが発生する加工開始時にワイヤを
緊張させるため、ワイヤにかかる負担が軽減される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明を具体化した実施
形態について図１〜図３に基づいて説明する。

【００１２】図１および図２に示すように、切断機構１
１は装置台１２上に装設されている。この切断機構１１
は、逆三角形の頂点の位置に配設された３本の加工用ロ
ーラ１３，１４，１７により形成される。前記３本の加
工ローラ１３，１４，１７は、ボックス１０内の図示し
ないモータの駆動とワイヤ１５の走行により同時に同方
向へ回転される。各ローラ１３，１４，１７の外周には
環状溝１３ａ，１４ａ，１７ａが所定ピッチで形成され
ている。なお、図面においては理解を容易にするため
に、環状溝１３ａ，１４ａ，１７ａの数を実際よりも少
なく描いてある。一本の線材よりなるワイヤ１５は前記
加工用ローラ１３，１４，１７の各環状溝１３ａ，１４
ａ，１７ａに連続的に巻回されている。そして、加工用
ローラ１３，１４，及び１７の回転によって、ワイヤ１
５が所定の走行速度で走行される。このワイヤ１５の走
行は、一定前進（例えば１０ｍ）及び一定量後退（例え
ば９ｍ）を繰り返し、全体として歩進的に前進するよう
に行なわれる。

【００１３】ワーク支持機構１９は前記切断機構１１の
上方に位置するように、装置基台１２上に配置されたコ
ラム２０に上下動可能に支持され、その下部には硬脆材
料よりなるワーク２１が着脱自在にセットされる。ワー
ク昇降用モータ２２はコラム２０上に配設され、このモ
ータ２２により図示しないボールスクリュー等を介して
ワーク支持機構が上下動される。スラリ供給機構３４は
切断機構１１の上方に対向配置され、ワーク２１の前後
両側において加工用ローラ１３、１４と平行に延びる複
数のスラリ供給パイプ３５を備えている。

【００１４】そして、このワイヤソーの運転時には、ワ
イヤ１５が切断機構１１の加工用ローラ１３、１４間で
走行されながら、ワーク支持機構１９が切断機構１１に
向かって下降される。このとき、スラリ供給機構３４の
スラリ供給パイプ３５からワイヤ１５上へ、遊離砥粒を
含む水性又は油性のスラリが供給されるとともに、その
ワイヤ１５に対しワーク２１が押し付け接触され、ラッ
ピング作用によってワーク２１がスライス状に切削加工
される。

【００１５】リール機構２３は前記装置基台１２上に装
設され、ワイヤ１５を繰り出すための繰り出しリール２
４と、ワイヤ１５を巻き取るための巻取りリール２５と
を備えている。回転方向及び回転速度を変更可能な一対
のリール回転用モータ２６、２７は装置基台１２に配設
され、それらのモータ軸には図示しない伝達機構を介し
てリール２４、２５が連結されている。

【００１６】トラバース機構２８は前記リール機構２３
に隣接して装置基台１２上に配設され、繰り出しリール
２４からのワイヤ１５の繰り出し及び巻取りリール２５
へのワイヤ１５の巻取りを、上下にそれぞれトラバース
しながら案内する。そして、前記リール機構２３の両リ
ール２４，２５の回転により、繰り出しリール２４から
切断機構１１へワイヤ１５が繰り出されるとともに、加
工後のワイヤ１５が巻取りリール２５に巻取られる。

【００１７】張力付与機構２９及びガイド機構３０は、
前記リール機構２３と切断機構１１との間に配設されて
いる。そして、切断機構１１の加工用ローラ１３、１４
間に巻回されたワイヤ１５の両端が、ガイド機構３０の
各ガイドローラ３１を介して張力付与機構２９に掛装さ
れている。この状態で、張力付与機構２９により、加工
用ローラ１３，１４間のワイヤ１５に所定の張力が付与
されるようになっている。

【００１８】図３に示すように、最下部の加工用ローラ
１７は台座６４上に一対のステー６４ａを介して支持さ
れている。台座６４は、その両端にねじ筒６５を固定し
ている。装置基台１２上には一対のサーボモータ６３が
固定され、それらの出力軸には軸受６６ａを介してそれ
ぞれねじ６６が回転自在に連結されており、そのねじ６
６は前記ねじ筒６５に螺入されている。そして、サーボ
モータ６３の回転により前記台座６４が上下動される。
前記台座６４の両端にはストッパ６７が取着されてお
り、これらのストッパ６７が装置フレーム６８に設けら
れた当座６９に接触することにより、台座６４の上動限
が規制される。従って、最下部の加工用ローラ１７は他
の加工用ローラ１３及び１４とは独立して、装置基台１
２に対し一定範囲内で上下動可能となっている。

【００１９】さて、このワイヤソーにおいては、ワイヤ
１５がリール機構２３の繰出しリール２４から繰り出さ
れ、切断機構１１の加工用ローラ１３，１４，１７間に
おいて歩進的に走行された後、巻取りリール２５に巻き
取られる。そして、スラリ供給３４のスラリ供給パイプ
３５から、加工用ローラ１３，１４間のワイヤ１５上
に、遊離砥粒を含むスラリが供給されながら、ワーク支
持機構１９の下降により、ワイヤ１５に対してワーク２
１が押し付け接触される。これにより、ワーク２１が所
定の厚さに切削加工される。

【００２０】前記切削加工のための装置運転開始時にお
いてあらかじめ設定された時間のみ、加工用ローラ１７
は、サーボモータ６３の駆動により装置本体に対して下
降運動してワイヤ張力を高める。このため運転開始直
後、ワイヤ１５に対するワーク２１の押下げにより一時
的に発生するワイヤのぶれ・たわみが抑止される。前記
あらかじめ設定された時間は数十秒間程度が好適であ
る。その後前記加工用ローラ１７は上昇運動されて所定
の位置に戻され、加工用ローラ１７によりワイヤ１５に
対して必要以上の負荷がかかることはない。

【００２１】前記の実施形態によって期待できる効果に
ついて、以下に記載する。 （ａ） この実施形態のワイヤソーにおいては、加工位
置の加工用ローラ１７により加工開始時にワイヤ１５を
押動するため、ワイヤ１５の張力を遅れることなく瞬時
に高めて、ぶれ・たわみを阻止することができるため、
ワーク２１の所要の位置にワイヤを当てることができ、
高精度加工が可能になる。

【００２２】（ｂ） ワイヤ調節のための加工用ローラ
１７の動作は直線的な上下運動であり装置の構成が容易
である。 （ｃ） 前記上下運動によるワイヤ１５の張力変更は、
サーボモータ６３の駆動力によって行われるため、その
サーボモータ６３の回転量を調節すれば、緊張力付与に
おいて強弱の微妙な調節が自在に可能である。

【００２３】（ｄ） 張力調節のために加工用ローラ１
７がワイヤ上に作用を及ぼす点は、ぶれ・たわみの修正
が必要とされるワーク切削箇所と近接しているため、調
節の効果が直接的であり高い精度の維持が可能である。

【００２４】（ｅ） しかも、加工用ローラ１７の位置
は切削部位にその両側から等距離のところに位置してい
るため、バランスのとれた緊張状態にすることができ
る。 （ｆ） ワイヤ１５を緊張させるためのローラがワイヤ
１５を案内するために本来備えられている加工用ローラ
１７である。従って、余分な構成を必要とせず、構成が
簡単になる。

【００２５】なお、この発明を以下のように変更して具
体化することも可能である。すなわち、 （１） 切断機構内の加工用ローラを、例えば２本ある
いは４本かそれ以上の本数にし、それらのうちの１本を
切削開始時におけるワイヤ緊張用とすること。

【００２６】（２） 前記実施形態とは異なる位置の加
工用ローラを緊張力付与用とすること。例えば、上部の
一対のローラを張力付与用とすること。この場合は、一
対のローラが相互に離間する方向に移動される。

【００２７】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、次のような効果を奏する。請求項１の発明によ
れば、ワイヤのぶれ・たわみが阻止されるため、高精度
加工を達成でき、しかも、余分な機構を必要としないた
め、構成が簡単になる。請求項２の発明によれば、ワイ
ヤに対して緊張をバランス良く付与できるため、前記と
同様に高精度加工に寄与できる。請求項３の発明によれ
ば、ワイヤのぶれたわみが最も生じ易い加工開始時に緊
張付与が行われるため、ワーク上の所要の位置から正確
に加工を開始できるとともに、ワイヤや加工用ローラに
対し余分なストレスを与えることがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の第１実施形態を示すワイヤソーの
正面図。

【図２】 そのワイヤソーの平面図。

【図３】 加工用ローラを上下動させる機構の側面図。

【符号の説明】

１１…切断機構、１２…装置基台、１３…加工用ローラ
（左）、１４…加工用ローラ（右）、１３ａ，１４ａ…
環状溝、１５…ワイヤ、１６…ワイヤ走行用モータ、１
７…加工用ローラ（下）、１７ａ…環状溝、１９…ワー
ク支持機構。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の加工用ローラ間にワイヤを所定ピ
   ッチで巻回し、そのワイヤを走行させながら、ワイヤ上
   に遊離砥粒を含むスラリを供給するとともに、ワイヤに
   対しワークを接触させて、切削加工を行なうようにした
   ワイヤソーにおいて、 少なくとも１本の加工用ローラを駆動手段の作動により
   ワイヤの緊張方向に移動可能にしたワイヤソー。
2. 【請求項２】 加工用ローラは逆三角形の各頂点に配置
   されたものであって、最下部の加工用ローラがワイヤ緊
   張方向に移動される請求項１に記載のワイヤソー。
3. 【請求項３】 ワイヤを緊張させるための加工用ローラ
   の移動が、ワークに対する加工開始時に行われる請求項
   １又は２に記載のワイヤソー。