JP2000153460A - 液体供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比較的広い範囲にわたって場所に限らずほぼ
均一の量の液体をほぼ均一に供給する。 【構成】 外側管状体21内に内側管状体22が挿入され，
内側管状体22にはその長手方向に間隔をあけて穴25が形
成されている。内側管状体22に供給された液体は穴25を
通って外側管状体21内に送られる。外側管状体21の一側
にその長手方向に沿って噴出口23が形成され，この噴出
口23の下縁に沿って，外方に突出し，先端が尖ったガイ
ド24が設けられている。液体は噴出口23からガイド24上
に均一に広がりながら吐出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は液体供給装置，たとえばワイヤ
ソーにおいてパラレルに走行する多数本のワイヤに切削
液を供給する切削液供給装置，その他の加工装置におい
て加工液を供給する加工液供給装置等として利用するこ
とのできる液体供給装置に関する。

【０００２】

【背景技術】ワイヤソーを例にとる。ワイヤソーでは，
一定間隔で一列に（すなわちパラレルに）並んだ状態で
複数本のワイヤを走行させ，切断箇所付近に砥粒を含む
切削液を供給しながら，被切断材を走行するワイヤに押
し付けて被切断材を切断する。ワイヤまたは切断箇所に
切削液が供給されない箇所があると，その箇所では切断
が不完全となる。したがって，切削液をすべての箇所に
ほぼ均一に供給することが要求される。被切断材の長さ
の全体にわたって多数本のワイヤが走行するから，一列
に並んだ多数本のワイヤの全体の幅は比較的広い。広い
範囲にわたって切削液をほぼ均一に供給するのは至難で
ある。

【０００３】

【発明の開示】この発明は比較的広い範囲にわたってほ
ぼ均一に液体を供給することのできる装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００４】この発明による液体供給装置は，外側管状
体と内側管状体とを含む。内側管状体は外側管状体内に
その長手方向に沿って挿入されており，内側管状体の外
面と外側管状体の内面との間に間隔を保つように保持，
固定されている。

【０００５】外側管状体にその長手方向に沿って噴出口
が形成され，その噴出口の縁に沿って外方に突出した柵
（ガイド）が設けられる。好ましくは，柵の先端は尖っ
た形に形成される。

【０００６】内側管状体の管壁には，複数の穴がその長
手方向に間隔をあけてあけられている。

【０００７】加圧された液体が外部から内側管状体内に
供給される。内側管状体内に供給された液体は内側管状
体の管壁にあけられた穴を通して外側管状体内に送り込
まれる。

【０００８】一般的には外部から液体が内側管状体にそ
の一端，両端または中央部等，一ないし数箇所から導入
される。この液体は内側管状体内をその長手方向に流
れ，管内の全体に満たされる。液体は内側管状体から外
側管状体に，内側管状体の管壁に形成された穴を通って
移動する（径方向または幅方向の流れ）。外側管状体内
に移った液体の流れにおいて，管状体の長手方向成分は
殆ど無くなっている。

【０００９】外側管状体内の加圧された液体は，スリッ
ト状の噴出口から噴出する。噴出した液体は棚の上面に
沿って流れ，ほぼ均一に広がっていき，その先端からほ
ぼ均一に飛び出し，カーテン状の液体膜をつくる。液体
はスリット状噴出口の長さ方向の全体にわたってほぼ均
一に供給される。

【００１０】内側管状体の管壁にあけられた穴の大きさ
によって，内側管状体から外側管状体に供給される液量
を調整することができる。また，穴の配置により，外側
管状体への液体の供給状態を調整することができる。し
たがって，内側管状体の穴の調整のみで種々の応用に対
処することが可能となる。たとえば，外部からの液体を
内側管状体の一端のみから供給する場合でも，その全長
にわたって吐出流量をほぼ均一にすることが可能とな
る。

【００１１】

【実施例】この発明による液体供給装置をワイヤソー
（ワイヤ式切断加工装置）における切削液（または加工
液）の供給装置に適用した実施例について説明する。

【００１２】図１はワイヤソーの一部，とくにワーク
（被切断材；たとえば半導体ロッド）を切断する部分を
模式的に示すものである。

【００１３】３つの溝ロール11，12および13が回転自在
に支持されている。これらの溝ロール11〜13は互いに平
行である。３つの溝ロール11〜13は側面からみて，鉛直
および水平な辺をもつ直角三角形の頂点に相当する位置
にそれぞれ配置されている。溝ロール11〜13の周面には
それぞれ一定間隔で溝が形成されている。溝の間隔がワ
ークを切断する間隔（切断により形成される半導体ウエ
ハの厚さ）を規定する（図１では作図を容易にするため
に溝間隔がかなり広く描かれている）。１本のソーワイ
ヤ（または切断用ワイヤ）14が溝ロール11〜13の溝に順
番に掛けられ，溝ロールにおける溝の数だけ巻回されて
いる。

【００１４】ソーワイヤ14はワイヤ繰出し機構から供給
され，ワイヤ巻取り機構（ともに図示略）に巻取られ
る。

【００１５】３つの溝ロール11〜13のうちの少なくとも
いずれか一つが回転駆動され，溝ロール11〜13に掛けら
れたソーワイヤ14が走行する。溝ロール11と12の配置は
上下の関係にある。したがって，溝ロール11と12との間
においてソーワイヤ14は鉛直下方に（または上方に）走
行する。

【００１６】溝ロール11と12の間において鉛直に走行す
るソーワイヤ14の外側であって，ソーワイヤ14から少し
離れた位置に切削液供給装置20と30が上下に配置されて
いる。上部の切削液供給装置20は上部の溝ロール11のや
や下方に相当する位置にあり，下部の切削液供給装置30
は下部の溝ロール12のやや上方に相当する位置にある。
これらの切削液供給装置20，30は水平に配置されてい
る。

【００１７】後に詳述するように，切削液供給装置20，
30には，ソーワイヤ14の走行路に向って，その全幅にわ
たって開口したスリット状の切削液噴出口23，33（図
３，図４，図５参照）がそれぞれ形成されている。溝ロ
ール11と12との間において，ソーワイヤ14が上から下に
向って走行するときには，上部の切削液供給装置20のス
リット状噴出口23から砥粒を含む切削液が噴出され，走
行するソーワイヤ14にかけられる。逆に，ソーワイヤ14
が下から上に向って走行するときには下部の切削液供給
装置30のスリット状噴出口33から砥粒を含む切削液が噴
出され，走行するソーワイヤ14に供給される。

【００１８】ワーク19はワーク送り装置（図示略）の先
端部に設けられたワーク保持装置に着脱自在に保持され
ている。ワーク19はワーク送り装置によって，溝ロール
11と12との間を走行する複数本のソーワイヤ14に垂直に
押し付けられる。ワーク19は切削液を伴うソーワイヤ14
によって輪切にされる。

【００１９】溝ロール11と12との間におけるソーワイヤ
14の走行方向は厳密に鉛直でなくともよく，斜めになっ
ていてもよい。切削液供給装置20，30も水平でなく，多
少傾いていてもよい。ソーワイヤ14の走行方向切換えに
は種々の方法がある。その一は，繰出し機構のすべての
ソーワイヤを巻取り機構に巻取るまでソーワイヤを一方
向に走行させ，この後，巻取り機構から繰出し機構にソ
ーワイヤを走行させることである。その二は，一つのワ
ークを切断する間はソーワイヤを一方向に走行させ，そ
の後ソーワイヤを逆方向に走行させて次のワークを切断
するものである。その三は，ソーワイヤをある程度の長
さ一方向に走行させ，その後，その半分の長さ逆方向に
走行させ，これを一つのワークの切断の間繰返すことで
ある。

【００２０】図２および図３は上，下の切削液供給装置
20，30を示すものである。これらの切削液供給装置20と
30は，切削液噴出口の位置を除いて基本的に同じ構造の
ものであるから，上部の切削液供給装置20の構成につい
て説明する。

【００２１】切削液供給装置20は断面方形の外側管状体
21と断面円形の内側管状体22とを備えている。外側管状
体21の両端はフランジ21Ａによって閉塞されている。内
側管状体22はフランジ21Ａを貫通して外側管状体21内に
その長手方向に挿入されている。内側管状体22の外径は
外側管状体21の断面における一辺の長さよりも小さく，
したがって内側管状体22の外面と外側管状体21の内面と
の間には間隙がある。

【００２２】外側管状体21の一側下部にはその長手方向
に沿ってスリット状の噴出口23があけられている。この
噴出口23の下の縁から外方に向って板状ガイド（棚）24
が外側管状体21と一体に形成されている。ガイド24の先
端部は，その下面において傾斜がつけられることによ
り，尖った形状につくられている。すなわち，ガイド24
の先端部はナイフ・エッジとなっている。ガイド24の上
面は平坦である。

【００２３】内側管状体22の管壁にはその長手方向にそ
って間隔をあけて多数の穴25があけられている。この穴
25の位置は，噴出口23からできるだけ遠く離れているこ
とが好ましい。

【００２４】内側管状体22の両端は外側管状体21の両端
のフランジ21Ａよりも外方に突出し，継手によりパイプ
38に接続されている（図１参照）。切削液タンクに貯え
られた切削液はポンプ（いずれも図示略）により，パイ
プ38を通して，内側管状体22内に加圧した状態で供給さ
れる。内側管状体22内に供給された切削液はその穴25を
通って外側管状体21内に送り込まれ，さらに外側管状体
21の噴出口23からガイド24に沿って外部に噴出する。

【００２５】内側管状体22に供給された加圧された切削
液はその長手方向に流れるが，穴25を通って外側管状体
21に移るときに流れの方向が径方向（幅方向）に変化す
る。そして，外側管状体21の噴出口23から噴出される。
このため，外側管状体21の長手方向の位置にかかわらず
吐出流量がほぼ等しくなる（逆に言えば吐出流量がほぼ
等しくなるように穴25の位置と大きさが定められる）。

【００２６】外側管状体21内の加圧された切削液はスリ
ット状噴出口23からガイド24に沿って外部に噴出する。
ガイド24の上面は平坦であり，かつ先端がナイフ・エッ
ジ状に尖っているので，噴出された切削液はガイド24上
でほぼ均一に広がり，噴出する切削液は切れ目のないカ
ーテン状の切削液膜となる。この切削液膜が下方に向っ
て走行するソーワイヤ14にかかり，ソーワイヤ14に付着
してワーク19の切断部に供給されることになる。すべて
のソーワイヤ14にほぼ均等にかつ切れ目なく切削液が供
給されるので，ワーク19はほぼ均一に切断されていくこ
とになる。

【００２７】外側管状体21に形成されたスリット状噴出
口23の長さは，一列に並んで走行するソーワイヤ14の並
び幅よりも長い。また，ガイド24はスリット状噴出口23
の長さのすべてにわたって設けられている。したがっ
て，すべてのソーワイヤ14に切削液が供給される。

【００２８】外側管状体21および内側管状体22の横断面
は方形，円形，楕円形，多角形等，任意の形状でよい。
ガイド24の上面はわずかに湾曲していてもよい。要する
に切削液がガイド24の上面を滑らかに流れればよい。

【００２９】下部の切削液供給装置30も外側管状体31と
その内部に挿入された内側管状体32とを備えている（図
２において，下部の切削液供給装置30に関する参照符号
は()内に示されている）。内側管状体32に外部から切削
液が供給される。内側管状体32の管壁には穴35が形成さ
れており，切削液はこの穴35を通して外側管状体31内に
流入する。外側管状体31の一側の上部にスリット状噴出
口33が形成されている。噴出口33の下縁にはその全長に
わたって外方に突出する板状ガイド（棚）34が設けら
れ，このガイド34の先端部は尖っている。外側管状体31
に供給された加圧された切削液は噴出口33から吐出され
ガイド34の上面で均一に広がりながら，上方に向かって
走行するソーワイヤ14にほぼ均一に供給される。切削液
はソーワイヤ14とともに上昇してワーク19の切断部に送
られる。

【００３０】内側管状体22，32に形成される穴25，35の
大きさで切削液の供給量を，配置により吐出量分布をそ
れぞれ調整することができる。上記実施例では内側管状
体22，32にその両端から切削液を供給しているが，内側
管状体22，32の一端を閉鎖し，他端のみから切削液を供
給するようにしてもよい。内側管状体22，32に形成する
複数の穴25，35の大きさと配置を適宜定めることによ
り，外側管状体21，31の長手方向のどの箇所においても
切削液の吐出量をほぼ等しくすることが可能である。切
削液供給装置20，30は金属製でもプラスチック製でもよ
い。

【００３１】図６および図７は上部の切削液供給装置の
変形例を示している。外側管状体21のスリット状噴出口
23の上縁に上部ガイド26が一体的に形成されている。下
部ガイド24（棚）の方が上部ガイド26よりも外方に延び
る幅が広い。切削液はこれらのガイド24と26の間を通っ
て外部に吐出される。

【００３２】図８および図９は下部の切削液供給装置の
変形例を示している。外側管状体31のスリット状噴出口
33の上縁に上部ガイド36が一体的に形成されている。

【００３３】図６〜図９において，上述したもの以外の
他の構成は図１〜図５に示すものと同じである。

【００３４】図10は他の実施例を示している。ソーワイ
ヤ14の列を挟んで，上部の切削液供給装置20の噴出口23
と対向する位置に戻し部材40が設けられている。戻し部
材40は外側管状体21と平行に配置されている。戻し部材
40の噴出口23に対向する面は断面がほぼ半円形状のへこ
んだ湾曲面（戻し面）41となっている。厳密にいうと湾
曲面41の上部が噴出口23に対向する。

【００３５】噴出口23からガイド24を経て均一に噴出さ
れた切削液は下方に向って走行するソーワイヤ14にかか
る。切削液の一部はソーワイヤ14の列を通り抜け戻し部
材40の湾曲面41に達し，この湾曲面41でほぼ反対方向に
方向転換させられ，再びソーワイヤ14にかかる。このよ
うにして，噴出口23から一旦噴出した切削液はソーワイ
ヤ14に２度にわたって供給されるので，切削液の利用効
率が向上する。

【００３６】下部の切削液供給装置30にも，同じよう
に，ソーワイヤ14を挟んで供給装置30に対向する位置に
戻し部材を設けることができるのはいうまでもない。戻
し部材もまた金属製でもプラスチック製でもよく，中空
に形成することもできる。

【００３７】図11に示すように切削液供給装置30（切削
液供給装置20についても同じ）を傾け，ガイド34が斜め
下方を向くように配置してもよい。

【００３８】上述した実施例はソーワイヤが垂直方向に
走行するタイプのワイヤソーに関するものであるが，ソ
ーワイヤが水平方向に走行するタイプのワイヤソーにも
上記の構成をもつ切削液供給装置20（切削液供給装置30
についても同じ）を適用することができる。

【００３９】図12から図14は水平に走行するソーワイヤ
14の上方にあたる位置に切削液供給装置20または30を配
置した構成を示すものである。図12はガイド24の上面が
水平となるように装置20を配置したもの，図13はガイド
34の上面が斜め下方を向くように装置30の姿勢を定めた
もの，図14はガイド34が垂直下方を向くように装置30を
配置したものである。図14に示す装置30の姿勢において
はガイド34は必ずしも必要ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】ワイヤソーの一部を示す斜視図である。

【図２】切削液供給装置を示すもので，図３のIIＡ−II
Ａ線にそう断面図（縦断面図）である。

【図３】上，下部切削液供給装置の横断面である。

【図４】上部切削液供給装置の一部を示す斜視図であ
る。

【図５】下部切削液供給装置の一部を示す斜視図であ
る。

【図６】上部切削液供給装置の変形例を示す断面図であ
る。

【図７】上部切削液供給装置の変形例を示すもので，一
部の斜視図である。

【図８】下部切削液供給装置の変形例を示す断面図であ
る。

【図９】下部切削液供給装置の変形例を示すもので，一
部の斜視図である。

【図１０】切削液戻し部材を設けた他の実施例を示す斜
視図である。

【図１１】切削液供給装置を斜めに配置した例を示す断
面図である。

【図１２】ソーワイヤが水平に走行するタイプのワイヤ
ソーに適用された切削液供給装置を示すもので，ガイド
が水平になるように配置された切削液供給装置の断面図
である。

【図１３】ガイドが斜めに配置された切削液供給装置の
断面図である。

【図１４】ガイドが下向きに配置された切削液供給装置
の断面図である。

【符号の説明】 20，30 切削液供給装置 21，31 外側管状体 22，32 内側管状体 23，33 噴出口 24，34 ガイド（棚） 25，35 穴

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外側管状体と，外側管状体内に，外側管
   状体の内面との間に間隙をもって配置された内側管状体
   とを含み，外側管状体にその長手方向に沿って噴出口が
   形成され，この噴出口の縁に沿って外方に突出した棚が
   設けられ，内側管状体の管壁には外部から供給される液
   体を外側管状体内に供給する複数の穴がその長さ方向に
   間隔をあけてあけられている，液体供給装置。
2. 【請求項２】 内側管状体はその一端が閉じられ，他端
   が開口し，この他端を通して外部から内側管状体内に液
   体が供給される，請求項１に記載の液体供給装置。
3. 【請求項３】 内側管状体はその両端が開口し，この両
   端を通して外部から内側管状体内に液体が供給される，
   請求項１に記載の液体供給装置。