JP2000218507A - ワイヤソーのグルーブローラ支持装置 - Google Patents

ワイヤソーのグルーブローラ支持装置

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JP2000218507A
JP2000218507A JP1985499A JP1985499A JP2000218507A JP 2000218507 A JP2000218507 A JP 2000218507A JP 1985499 A JP1985499 A JP 1985499A JP 1985499 A JP1985499 A JP 1985499A JP 2000218507 A JP2000218507 A JP 2000218507A
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temperature
wire
refrigerant
spindle
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Masashi Nagatsuka
真史 永塚
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Tokyo Seimitsu Co Ltd
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】正確な温度を把握することができるワイヤソー
のグルーブローラ支持装置の提供。 【解決手段】温度センサ76A、76Bをスピンドルユ
ニット62A、62Bの外筒72A、72Bに設置す
る。これにより、スピンドルユニット62A、62Bの
実際の温度を正確に把握することができる。そして、こ
の温度結果に基づいて冷媒流路74A、74Bに供給す
る冷媒の流量をコントロールすることにより、スピンド
ルユニット62A、62Bの温度管理を正確に行うこと
ができるようになり、ワイヤソーの切断精度が安定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はワイヤソーのグルー
ブローラ支持装置に係り、特にシリコン、ガラス、セラ
ミック等の硬脆性材料を切断するワイヤソーのグルーブ
ローラ支持装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ワイヤソーのグルーブローラは、その両
端部をグルーブローラ支持装置によって回動自在に支持
されている。このグルーブローラ支持装置は、一対のス
ピンドルによってグルーブローラの両端部を挟持するこ
とにより、グルーブローラを回動自在に支持する。一対
のスピンドルは、それぞれベアリングを介して外筒に回
動自在に支持されており、これにより挟持したグルーブ
ローラを回動自在に支持する。
【0003】ところで、前記グルーブローラは、ワーク
の切断に際して高速回転するため、その支持部であるグ
ルーブローラ支持装置は発熱して高温になる。そして、
このグルーブローラ支持装置の発熱はグルーブローラに
熱変形をもたらし、切断精度を低下させる要因となる。
このため、通常、グルーブローラ支持装置には冷却機構
が設けられており、発熱を抑制するようにしている。
【0004】グルーブローラ支持装置の冷却機構として
は、特開平5−154831号公報に開示されているよ
うに、グルーブローラ支持装置の外筒に流体流路を形成
し、この流路に一定温度に温調された冷媒を循環供給す
ることにより、グルーブローラ支持装置の発熱を抑制し
ている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開平5−154831号公報に開示されているグルーブ
ローラ支持装置の冷却機構は、タンク内に貯留された冷
媒の温度を測定し、この温度が一定になるようにタンク
内の冷媒温度を調整することにより、グルーブローラ支
持装置の温度制御をしているため、実際のグルーブロー
ラ支持装置の温度を正確に把握することができないとい
う欠点がある。このため、正確にグルーブローラ支持装
置の温度を調整することができず、高精度な切断が達成
できないという欠点がある。
【0006】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、正確な温度を把握することができるワイヤソー
のグルーブローラ支持装置を提供することを目的とす
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、ワイヤが巻き掛けられてワーク切断用のワ
イヤ列を形成するグルーブローラを回動自在に支持する
ワイヤソーのグルーブローラ支持装置において、前記グ
ルーブローラの同軸上に連結されるスピンドルと、ベア
リングを介して前記スピンドルを回動自在に支持する外
筒と、前記外筒に埋設された温度センサと、からなるこ
とを特徴とする。
【0008】本発明によれば、温度センサがグルーブロ
ーラ支持装置の外筒に埋設されているので、外気と接触
することがなく正確にグルーブローラ支持装置の温度を
検出することができる。したがって、この温度情報を利
用してグルーブローラ支持装置に備えられた冷却機構の
温度制御を行うようにすれば、グルーブローラ支持装置
の正確な温度管理を行うことができるようになり、ワイ
ヤソーの切断精度が向上する。
【0009】
【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るワイヤソーのグルーブローラ支持装置の実施の形態に
ついて詳説する。まず、本発明に係るグルーブローラ支
持装置が適用されるワイヤソーの全体構成について説明
する。
【0010】図1はワイヤソー10の全体構成を示す斜
視図である。同図に示すように、ワイヤソー10は、主
として、切断を行うワイヤソー本体11と、そのワイヤ
ソー本体11の切断部にスラリを供給するスラリ供給ユ
ニット42から構成されている。ワイヤソー本体11に
は、一対のワイヤリール12が設置されている(図1で
は一方側のみ図示)。一方側のワイヤリール12から繰
り出されたワイヤ14は、多数のガイドローラ16、1
6、…によって4本のグルーブローラ18、18、…に
ガイドされる。そして、その4本のグルーブローラ18
に一定ピッチで巻き掛けられることにより上部に水平な
ワイヤ列20を形成する。ワイヤ列20を形成したワイ
ヤ14は、ワイヤ列20を挟んで左右対称に配置されて
いる図示しない他方側のガイドローラにガイドされるこ
とにより図示しない他方側のワイヤリールにガイドされ
る。そして、その他方側のワイヤリールに巻き取られ
る。
【0011】前記ガイドローラ16、16、…によって
ワイヤ列20の両側に形成されているワイヤ走行路に
は、それぞれワイヤ案内装置22、ダンサローラユニッ
ト24が配設されている(一方側のみ図示)。ワイヤ案
内装置22は、ワイヤ14がワイヤリール12から一定
ピッチで繰り出されるようにガイドするとともに、ワイ
ヤ14がワイヤリール12に一定ピッチで巻き取られる
ようにガイドする。また、ダンサローラユニット24
は、デッドウェイトが付加されて上下動自在に支持され
たダンサローラにワイヤ14が巻き掛けられることによ
り、ワイヤ14に一定の張力を付与する。
【0012】前記4本のグルーブローラ18のうち1本
のグルーブローラ18及び前記一対のワイヤリール12
には、それぞれ正逆回転可能なモータ26、28が連結
されており、これらのモータ26、28を同期させて駆
動することにより、ワイヤ14が一対のワイヤリール1
2間を高速で往復走行する。ワイヤ列20の上方にはワ
ークフィードテーブル30が配設されており、該ワーク
フィードテーブル30はフィードベース32にスライド
自在に設けられている。ワークフィードテーブル30
は、フィードベース32に設置されたワークフィードモ
ータ34を駆動することにより、ワイヤ列20に対して
垂直に昇降移動する。被加工物であるインゴットIn
は、このワークフィードテーブル30の下部に結晶方位
合わせした状態で装着される。
【0013】一方、ワイヤ列20の下方にはオイルパン
36が設置されている。後述するように加工時にワイヤ
列20に供給されたスラリは、このオイルパン36に回
収される。このオイルパン36には図示しない回収パイ
プが接続されており、該回収パイプの他端はスラリ回収
タンク40に連結されている。したがって、オイルパン
36に回収されたスラリは、この回収パイプを介してス
ラリ回収タンク40に貯留される。
【0014】スラリ供給ユニット42は、移動自在な台
車44上にスラリタンク46、熱交換器50、供給ポン
プ52及び流量計54等が搭載されて構成されている。
スラリタンク46には図示しない配管が接続されてお
り、該配管の他端は図示しない回収ポンプを介してスラ
リ回収タンク40に接続されている。前記スラリ回収タ
ンク40に貯留されたスラリは、この回収ポンプ41に
汲み上げられることによりスラリタンク46に送液され
る。
【0015】一方、スラリタンク46に回収されたスラ
リは、該スラリタンク46に設置された供給ポンプ52
で汲み上げることにより、ワイヤ列20の上方に設置さ
れた図示しないスラリノズルに送液され、該スラリノズ
ルからワイヤ列20に向けて噴射される。スラリノズル
から噴射されたスラリは、加工に供されたのち、前述し
たようにオイルパン36で回収され、スラリ回収タンク
40を介してスラリタンク46に戻される。すなわち、
スラリは循環供給されている。
【0016】なお、スラリタンク46に貯留されている
スラリは、熱交換器50に循環供給されており、これに
より常に一定温度になるように調整されている。以上の
ように構成されたワイヤソー10において、インゴット
Inは次のように切断される。すなわち、まず、インゴ
ットInをワークフィードテーブル30に装着する。次
に、モータ26、28を同期駆動させることによりワイ
ヤ14を高速で往復走行させる。これにより、ワイヤ列
20が高速で往復走行する。次に、ワークフィードテー
ブル30をワイヤ列20に向けて下降させる。これと同
時に図示しないスラリノズルからワイヤ列20に向けて
スラリを噴射する。この結果、インゴットInが高速走
行するワイヤ列20に押し付けられるとともに、そのワ
イヤ列20に供給されたスラリのラッピング作用によっ
て多数枚のウェーハに同時に切断される。
【0017】次に、上述したワイヤソー10に適用され
る本実施の形態のグルーブローラ支持装置の構成につい
て説明する。なお、上述したようにグルーブローラは4
本設置されているが、各グルーブローラを支持するグル
ーブローラ支持装置は共に同一構成なので、以下の説明
では代表する1台のグルーブローラ支持装置60の構成
についてのみ説明する。
【0018】まず、本実施の形態のグルーブローラ支持
装置60に支持されるグルーブローラ18の構成につい
て説明する。図2に示すように、グルーブローラ18
は、軸芯56の外周にローラ58が固着されて構成され
ている。軸芯56は中空状に形成されており、その両端
部にはテーパ状のシャンク56A、56Bが形成されて
いる。一方、ローラ58は、外周面に多数の溝が一定ピ
ッチで形成されており、この溝にワイヤ14が巻き掛け
られることにより、ワイヤ列20が形成される。
【0019】次に、本実施の形態のグルーブローラ支持
装置60の構成について説明する。グルーブローラ支持
装置60は、図2に示すように、一対のスピンドルユニ
ット62A、62Bと、そのスピンドルユニット62
A、62Bを支持するスピンドルブラケット64A、6
4B、締結ボルト66及び冷媒循環供給装置86から構
成されている。
【0020】一対のスピンドルユニット62A、62B
は、それぞれスピンドル68A、68Bを有しており、
該スピンドル68A、68Bは複数のベアリング70A
1 〜70A4 、70B1 〜70B4 を介して外筒72
A、72Bに回動自在に支持されている。スピンドル6
8A、68Bは、それぞれ円柱状に形成されており、先
端部分には、前記グルーブローラ18の両端部に形成さ
れたシャンク56A、56Bが嵌入されるテーパ穴68
a、68bが形成されている。グルーブローラ18は、
このテーパ穴68a、68bに両シャンク56A、56
Bを嵌め込むことにより、スピンドル68A、68Bの
同軸上に連結される。
【0021】一方、外筒72A、72Bは、その外周部
に冷媒流路74A、74Bが螺旋状に形成されており、
この冷媒流路74A、74Bに冷媒(水、オイル等)を
流すことにより、スピンドルユニット62A、62Bが
冷却される。なお、冷媒流路74A、74Bは、外筒7
2A、72Bの外周に螺旋状の溝74a、74bを密封
するとともに、その外周にスリーブ75A、75Bを嵌
め込むことにより形成される。そして、冷媒は、この密
封された冷媒流路74A、74Bの一方端に形成された
供給口74AIN、74BINから供給され、冷媒流路74
A、74Bを流れる間に熱交換されて排出口74
OUT 、74BOUT から排出される。
【0022】また、外筒72A、72Bには、先端のベ
アリング70A1 、70B1 の設置位置に温度センサ7
6A、76Bが設置されており、この温度センサ76
A、76Bによってスピンドルユニット62A、62B
の温度を検出できるようにされている。温度センサ76
A、76Bで検出された温度は、ケーブル80A、80
Bを介して制御装置82に出力される。
【0023】なお、この温度センサ76A、76Bは、
外筒72A、72Bに形成された設置孔78A、78B
に挿入され、ベアリング70A1 、70B1 の真上の位
置に設置されている。また、設置孔78A、78Bの先
端部は、温度センサ76A、76Bが外気と接触するの
を防止するためにグリース84A、84Bが充填されて
いる。
【0024】ここで、スピンドルユニット62A、62
Bで発生する熱は、主にベアリングの回転による摩擦抵
抗によって生じるので、温度センサ76A、76Bは可
能な限りベアリングに近接させることが正確な温度を測
定する点で好ましい。また、ベアリングで発生する熱を
ベアリングの容量で比較すると、容量の大きいベアリン
グの方が発熱量が大きい傾向にあるので、温度センサ7
6A、76Bは、ベアリング70A1 〜70A4 、70
1 〜70B4 のうち容量の大きいベアリング70
1 、70B1 に近接させることが好ましい。
【0025】前記スピンドルブラケット64A、64B
は、ワイヤソー本体に固定されており、前記一対のスピ
ンドルユニット62A、62Bを所定の間隔をもって同
軸上に支持する。そして、そのうち一方のスピンドルユ
ニット62A(図中右側)を軸線に沿ってスライド自在
に支持する。前記締結ボルト66は、前記可動側のスピ
ンドル68Aの軸心部に形成された通し孔69Aに挿通
され、固定側のスピンドル68Bの軸心部に形成された
ボルト穴69Bに螺合される。ボルト穴69Bに螺合さ
れた締結ボルト66は、締め付けることにより、その頭
部66Aが可動側のスピンドル68Aの端面を押圧し
て、可動側のスピンドルユニット62A全体を固定側の
スピンドルユニット62Bに向けて移動させる。グルー
ブローラ18は、この一対のスピンドルユニット62
A、62Bのスピンドル68A、68Bで両側から挟持
することにより、回動自在に支持される。
【0026】前記冷媒循環供給装置86は、図3に示す
ように、クーラーユニット88を有している。クーラー
ユニット88は冷媒を所定温度に冷却し、このクーラー
ユニット88によって所定温度に冷却された冷媒が、第
1供給配管90を介して外筒72Aに形成された冷媒流
路74Aの供給口74AINに供給される。供給口74A
INに供給された冷媒は、冷媒流路74A内を通って排出
口74AOUT から排出され、第2供給配管91を介して
外筒72Bに形成された冷媒流路74Bの供給口74B
INに供給される。供給口74BINに供給された冷媒は、
冷媒流路74B内を通って排出口74BOUT から排出さ
れ、回収配管92を介してクーラーユニット88に戻さ
れる。
【0027】前記第1供給配管90の管路途中には流量
制御バルブ94が設置されており、この流量制御バルブ
94の開度をコントロールすることにより、外筒72
A、72Bに形成された冷媒流路74A、74Bに供給
される冷媒の流量が調整される。ここで、この流量制御
バルブ94は、制御装置82の駆動信号に基づいてバル
ブ開度がコントロールされる。そして、制御装置82
は、流量制御バルブ94の下流部に設置されたフローメ
ーター96の検出値に基づいて所望の流量になるように
制御バルブ94のバルブ開度をコントロールする。
【0028】また、制御装置82で設定する流量は、前
記温度センサ76A、76Bの検出値に基づいて設定さ
れる。すなわち、温度センサ76A、76Bの検出値が
所定の設定値になるように流量を可変させる。本実施の
形態のグルーブローラ支持装置60は以上のように構成
される。他の3本のグルーブローラを支持するグルーブ
ローラ支持装置も同様の構成であるが、クーラーユニッ
ト88については1台を共用している。
【0029】次に、前記のごとく構成された本実施の形
態のグルーブローラ支持装置60の作用について説明す
る。まず、グルーブローラ18をグルーブローラ支持装
置60に装着する場合について説明する。まず、グルー
ブローラ18を一対のスピンドルユニット62A、62
Bの間に配置する。このとき、グルーブローラ18は、
一対のスピンドル68A、68Bと略同軸上に位置する
ように配置する。
【0030】次に、固定側のスピンドル68Bのテーパ
穴68bにグルーブローラ18の一方側のシャンク56
Bを嵌め込む。次に、グルーブローラ18の他方側のシ
ャンク56Aに可動側のスピンドル68Aのテーパ穴6
8aを嵌め合わせる。そして、固定側のスピンドル68
Aの通し孔69Aに締結ボルト66を挿入する。次に、
挿入した締結ボルト66を固定側のスピンドル68Bの
ボルト穴69Bに螺合させる。そして、このボルト穴6
9Bに螺合させた締結ボルト66を締め付けてゆくと、
可動側のスピンドル68Aが締結ボルト66の頭部66
Aに押圧されて、可動側のスピンドルユニット62Aが
固定側のスピンドルユニット62Bに向かって移動す
る。この結果、両端部をスピンドル68A、68Bに挟
持されてグルーブローラ18がグルーブローラ支持装置
60に装着される。
【0031】次に、前記のごとくグルーブローラ18が
装着されたグルーブローラ支持装置60の作用について
説明する。ワイヤソー10の運転開始とともに、クーラ
ーユニット88から一定温度に温調された冷媒が第1供
給配管90を通って外筒72Aの冷媒流路74Aに供給
される。冷媒は、その冷媒流路74Aを通過することに
より、スピンドルユニット62Aで発生した熱を吸熱し
て第2供給配管91に流れだす。そして、その第2供給
配管91を通って外筒72Bの冷媒流路74Bに供給さ
れる。冷媒は、その冷媒流路74Bを通過することによ
り、スピンドルユニット62Bで発生した熱を吸熱して
回収配管92に流れ出す。そして、その回収配管92を
通って再びクーラーユニット88に戻される。クーラー
ユニット88に戻された冷媒は、該クーラーユニット8
8で熱交換されて所定温度に冷却されたのち、再び第1
供給配管90を介して冷媒流路74Aに供給される。
【0032】一方、温度センサ76A、76Bは、各ス
ピンドルユニット62A、62Bの温度を検出し、その
検出値を制御装置82に出力する。この際、温度センサ
76A、76Bは、スピンドルユニット62A、62B
の外筒72A、72Bに埋設されているため、実際のス
ピンドルユニット62A、62Bの温度状態を正確に把
握することができる。すなわち、温度センサ76A、7
6Bは外筒72A、72Bに埋設されているため外気と
接触することがなく、この結果、外因に乱されることな
く正確にスピンドルユニット62A、62Bの温度を検
出することができる。
【0033】制御装置82は、温度センサ76A、76
Bで検出されるスピンドルユニット62A、62Bの温
度に基づいて、各スピンドルユニット62A、62Bが
所定の設定温度になるように、供給する冷媒の流量を演
算し、その演算結果に基づいて流量制御バルブ94のバ
ルブ開度を制御する。これにより、各スピンドルユニッ
ト62A、62Bの温度が常に一定温度に維持され、精
度の安定した切断を行うことができるようになる。
【0034】このように、本実施の形態のグルーブロー
ラ支持装置60によれば、温度センサ76A、76B
が、スピンドルユニット62A、62Bの外筒72A、
72Bに設置されているため、スピンドルユニット62
A、62Bの温度を正確に把握することができる。そし
て、この正確に検出した温度情報に基づいて冷媒流路7
4A、74Bに供給する冷媒の流量をコントロールする
ようにしているので、スピンドルユニット62A、62
Bの温度を正確にコントロールすることができる。この
結果、精度の安定した切断を行うことができるようにな
る。
【0035】なお、上記の例では、代表する1台のグル
ーブローラ支持装置60の作用についてのみ説明してい
るが、他の3台のグルーブローラ支持装置も同様の作用
をする。なお、本実施の形態では、一対の外筒72A、
72Bにそれぞれ温度センサ76A、76Bを設置する
ようにしているが、片側の外筒72A(又は72B)に
のみ設置するようにしてもよい。また、4台あるグルー
ブローラ支持装置のうち一台のグルーブローラ支持装置
の外筒にのみ設置するようにしてもよい。この場合、一
つの温度センサの検出結果に基づいて4台あるグルーブ
ローラ支持装置の全ての温度制御を行う。
【0036】また、本実施の形態では、外筒72A、7
2Bに形成された冷媒流路74A、74Bに冷媒を供給
してスピンドルユニット62A、62Bを冷却するよう
にしているが、スピンドルユニット62A、62Bの冷
却機構は、これに限定されるものではない。例えば、ス
ピンドル68A、68Bに冷媒流路を形成し、この冷媒
流路に冷媒を流すことにより冷却するようにしてもよ
い。
【0037】さらに、本実施の形態では、冷媒流路74
A、74Bに供給する冷媒の流量をコントロールするこ
とにより、スピンドルユニット62A、62Bの温度制
御を行っているが、流量を一定にし、冷媒の温度を可変
させることにより、スピンドルユニット62A、62B
の温度制御を行うようにしてもよい。また、本実施の形
態では、グルーブローラ18の両端を挟持してグルーブ
ローラ18を回動自在に支持するタイプのグルーブロー
ラ支持装置60に本発明を適用した例で説明したが、本
発明はグルーブローラ18を片持ち支持するタイプのグ
ルーブローラ支持装置にも同様に適用することができ
る。
【0038】なお、温度センサ76A、76Bの設置位
置は、外筒72A、72Bであれば特に限定されない
が、本実施の形態のように主要ベアリングの設置位置に
設置することにより、より正確なスピンドルユニット6
2A、62Bの温度状況を把握することができる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
温度センサがグルーブローラ支持装置の外筒に埋設され
ているので、外気と接触することがなく正確にグルーブ
ローラ支持装置の温度を検出することができる。したが
って、この温度情報を利用してグルーブローラ支持装置
に備えられた冷却機構の温度制御を行うようにすれば、
グルーブローラ支持装置の温度管理を正確に行うことが
できるようになり、ワイヤソーの切断精度が安定する。
【図面の簡単な説明】
【図1】ワイヤソーの全体構成を示す斜視図
【図2】グルーブローラ支持装置の正面断面図
【図3】冷媒循環供給装置の構成を示すブロック図
【符号の説明】
10…ワイヤソー 14…ワイヤ 18…グルーブローラ 60…グルーブローラ支持装置 62A、62B…スピンドルユニット 64A、64B…スピンドルブラケット 66…締結ボルト 68A、68B…スピンドル 72A、72B…外筒 74A、74B…冷媒流路 76A、76B…温度センサ 82…制御装置 86…冷媒循環供給装置 88…クーラーユニット 94…流量制御バルブ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワイヤが巻き掛けられてワーク切断用の
    ワイヤ列を形成するグルーブローラを回動自在に支持す
    るワイヤソーのグルーブローラ支持装置において、 前記グルーブローラの同軸上に連結されるスピンドル
    と、 ベアリングを介して前記スピンドルを回動自在に支持す
    る外筒と、 前記外筒内に埋設された温度センサと、からなることを
    特徴とするワイヤソーのグルーブローラ支持装置。
  2. 【請求項2】 前記温度センサは、前記ベアリングの設
    置位置に設けられていることを特徴とする請求項1記載
    のワイヤソーのグルーブローラ支持装置。
JP1985499A 1999-01-28 1999-01-28 ワイヤソーのグルーブローラ支持装置 Pending JP2000218507A (ja)

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