JP2000218509A - ワイヤソー及びローラ組立体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工精度や加工効率の低下を防止できるとと
もに、加工用ローラを軸間距離の異なったものに簡単に
交換できるワイヤソーを提供する。 【解決手段】 複数の加工用ローラ１５，１６，１７を
固定フレーム１４及び支持フレーム２２に支持して、そ
れらの加工用ローラ１５〜１７間にワイヤ列１８を張設
する。複数の加工用ローラ１５〜１７のうちで、モータ
に連結された駆動側加工用ローラ１５を残して、ワーク
２１と対応する従動側加工用ローラ１６，１７を支持フ
レーム２２に支持し、その支持フレーム２２を固定フレ
ーム１４に対して脱着交換可能に装着する。

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、ワイヤを使用し
て、半導体材料、磁性材料、セラミック等の硬脆材料よ
りなるワークに対し、切断加工等を施すようにしたワイ
ヤソー及びそれに使用されるローラ組立体に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】この種のワイヤソーにおいては、図６に
示すように、複数の加工用ローラ３１，３２，３３が、
ワイヤソーに搭載した固定フレーム３４に装着され、そ
れらの加工用ローラ３１，３２，３３間にワイヤ列３５
が張設されていた。そして、ワーク３６と対応する一対
の加工用ローラ３２，３３間の軸間距離Ｌ１が、例えば
１２インチ径の大径のワーク３６に合わせて設定されて
いる。

【０００３】しかしながら、この従来構成では、前記の
場合よりも小径（例えば８インチあるいは６インチ）の
ワーク３６を切断加工する場合、加工用ローラ３２，３
３の外周とワーク３６の外周との隙間Ｓ１が大きくな
る。このため、ワイヤ列３５の撓み量が大きくなって、
ワーク３６の加工精度が低下するとともに、加工条件が
変化するという問題があった。

【０００４】このような問題に対処するため、例えば特
公平５−３６２０８号公報（第１従来構成）及び特公平
４−２６９７９号公報（第２従来構成）に示すようなワ
イヤソーが、従来から提案されている。

【０００５】すなわち、第１従来構成においては、ワイ
ヤ列を張設してなる複数の加工用ローラのうち、ワーク
と対応する一対の加工用ローラが固定フレーム等に対し
て、ワイヤの走行方向へ移動調整可能に装着されてい
る。そして、ワークの寸法や形状に応じて、一対の加工
用ローラを移動調整して、それらの加工用ローラ間の間
隔を変更するようになっている。

【０００６】また、第２従来構成においては、ワイヤ列
を張設してなる複数の駆動側及び従動側の加工用ローラ
が一対の面板間に支持されてローラユニットが構成さ
れ、このローラユニットがワイヤソーの取付板に脱着交
換可能に装着されている。そして、ワークの切断厚さを
変更する場合には、取付板上のローラユニットを、ワイ
ヤ列の張設ピッチが異なったローラユニットと脱着交換
するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの従
来構成においては、次のような問題があった。すなわ
ち、第１従来構成では、ワークと対応する一対の移動調
整可能な加工用ローラがワイヤ張力により移動調整位置
から移動して、ワイヤ張力が低下し、加工精度や加工効
率が著しく低下するおそれがある。これを防止するため
に、ワークと対応する一対の加工用ローラを保持機構に
より、移動調整位置に強力に位置決め保持することも考
えられるが、このように構成した場合には、保持機構の
構造が複雑でコストが高騰するという新たな問題が生じ
た。

【０００８】また、第２従来構成では、ワークの切断厚
さを変更するために、複数の加工用ローラのすべてがユ
ニット化されて、脱着交換されるようになっている。こ
のため、ローラユニットの構造が複雑でコストの高騰を
招くという問題があった。また、ローラユニットが大重
量になるため、ローラユニットの脱着交換作業が面倒で
あるという問題もあった。

【０００９】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、加工精度や加工効率の低下を防止できる
とともに、加工用ローラを軸間距離の異なったものに簡
単に交換できるようにすることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載のワイヤソーの発明では、駆動側
加工用ローラをワイヤソー本体に搭載した固定フレーム
に支持するとともに、従動側加工用ローラを前記固定フ
レームに対して着脱可能な支持フレームに支持したもの
である。

【００１１】従って、加工用ローラが移動調整されるよ
うには構成されていないため、加工用ローラの軸間距離
がワイヤ張力により変更されるようなことがなく、加工
精度や加工効率が低下することはない。また、ワークの
外径を変更したりするとき、交換脱着される支持フレー
ムには駆動側ローラが搭載されていない。このため、支
持フレーム全体の小型・軽量化及び構造の簡素化が可能
になる。従って、支持フレームの脱着交換作業を容易に
行うことができる。

【００１２】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載のワイヤソーにおいて、前記固定フレームと支持フレ
ームとの間には、支持フレームの位置決めのための位置
決め手段を設けたものである。

【００１３】従って、支持フレームを脱着交換する際
に、その支持フレームを固定フレーム上の所定位置に容
易かつ正確に位置決めすることができ、各ローラ間の位
置関係を正確に規定できる。

【００１４】請求項３に記載の発明では、請求項１また
は請求項２に記載のワイヤソーにおいて、固定フレーム
と支持フレームとの間には、ワイヤ列の張力を受ける張
力受け部を設けたものである。

【００１５】従って、支持フレームを固定フレーム上に
装着した状態において、駆動側加工用ローラと従動側加
工用ローラとの間及び従動用加工ローラの相互間に作用
するワイヤ列の張力を確実に受け止めることができ、ワ
イヤ張力を所要の値に維持できる。

【００１６】請求項４に記載のローラ組立体において
は、請求項１から３のいずれかに記載のワイヤソーの従
動側加工用ローラをフレームに支持し、ワイヤソーの切
断機構に脱着交換可能に搭載されるようにしたものであ
る。

【００１７】従って、このように構成した組立体を複数
用意しておけば、縦動側加工用ローラの軸間距離を自在
に設定できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下に、この
発明の第１の実施形態を、図１〜図３に基づいて説明す
る。

【００１９】図１に示すように、ベース１１上にはコラ
ム１２が立設されている。コラム１２の一側においてベ
ース１１上には切断機構１３が、一対の固定フレーム１
４及び一対の支持フレーム２２を介して装設されてい
る。この切断機構１３は、両フレーム１４，２２間に平
行に架設支持された加工用ローラ１５，１６，１７を備
え、それらの外周には多数の環状溝が形成されている。
この第１の実施形態においては、加工用ローラ１５，１
６，１７は逆三角形の頂点に配置された合計３個のもの
である。

【００２０】前記加工用ローラ１５，１６，１７間に
は、それらの環状溝に１本の線材よりなるワイヤを連続
的に巻回することによって、平行に延びるワイヤ列１８
が張設されている。そして、最下部に位置する駆動側加
工用ローラ１５には図示しないワイヤ走行用モータが直
接あるいはベルトを介して連結され、このモータにより
駆動側加工用ローラ１５が駆動回転されるとともに、ワ
イヤ列１８を介して従動側加工用ローラ１６，１７が従
動回転されて、ワイヤ列１８が走行される。

【００２１】そして、このワイヤソーの運転時には、ワ
イヤ列１８が切断機構１３の加工用ローラ１５，１６，
１７間で走行されながら、ワーク支持機構２０が図示し
ない送り用モータにより切断機構１３に向かって下方に
送り移動される。このとき、切断機構１３の上方のスラ
リ供給ノズル１９からワイヤ列１８上に遊離砥粒を含む
スラリが供給されるとともに、そのワイヤ列１８に対し
ワーク２１が押し付け接触されて、ワーク２１がウエハ
状あるいは薄板状に切断加工される。

【００２２】図１、図２及び図３（ａ）から明らかであ
るが、前述のように前記３つの加工用ローラ１５，１
６，１７のうちで、駆動側加工用ローラ１５は一対の固
定フレーム１４間に支持されている。また、ワーク２１
と対応する一対の従動側加工用ローラ１６，１７は、固
定フレーム１４に対して脱着交換可能な一対の支持フレ
ーム２２間に支持されている。

【００２３】すなわち、前記ワーク２１と対応する一対
の従動側加工用ローラ１６，１７は、一対の支持フレー
ム２２間に所定の間隔Ｌ１をおいて回転可能に取り付け
られ、各支持フレーム２２の下面には位置決め手段を構
成する複数の位置決め孔２３が形成されている。また、
各固定フレーム１４上には取付凹所２４が切欠形成さ
れ、その底部上面には位置決め手段を構成する複数の位
置決め突起２５が突設されている。

【００２４】そして、前記各支持フレーム２２を取付凹
所２４上に載置して、各位置決め孔２３を位置決め突起
２５に係脱可能に係合させることにより、一対の従動側
加工用ローラ１６，１７が固定フレーム１４上の所定位
置に位置決め保持されている。この状態で、各支持フレ
ーム２２から固定フレーム１４のねじ孔に複数のボルト
２６を螺合することにより、従動側加工用ローラ１６，
１７が固定フレーム１４上に脱着交換可能に装着されて
いる。

【００２５】また、前記各固定フレーム１４上の取付凹
所２４の底部上面と支持フレーム２２の底部下面との間
の接触部により、張力受け部２４ａが構成されている。
そして、各加工用ローラ１５，１６，１７間にワイヤ列
１８が張設された状態で、一対の従動側加工用ローラ１
６，１７に作用するワイヤ列１８の張力が、両支持フレ
ーム２２を介して取付凹所２４の張力受け部２４ａで受
け止められるようになっている。

【００２６】さらに、図３（ａ）〜（ｃ）に示すよう
に、前記従動側加工用ローラ１６，１７と支持フレーム
２２との組立体として、従動側加工用ローラ１６，１７
の軸間距離をＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃのように異にした
ものが、複数種（例えば１２インチ、８インチ、６イン
チの外径寸法のワークに対応する３種類）用意されてい
る。そして、ワイヤソーにて切断加工するワーク２１の
外径寸法がＲ１ａ，Ｒ１ｂ，Ｒ１ｃのように変更される
とき、そのワーク２１の外径寸法に応じていずれか１つ
の組立体を選択して、固定フレーム１４上に交換装着す
るようになっている。これにより、従動側加工用ローラ
１６，１７の外周とワーク２１の外周との間には、常に
ほぼ一定の隙間Ｓ１が形成されるようになっている。

【００２７】次に、前記のように構成されたワイヤソー
について動作を説明する。さて、このワイヤソーにおい
て、ワーク２１の切断加工を行う場合には、そのワーク
２１の外径寸法Ｒ１ａ〜Ｒ１ｃに応じたローラの軸間距
離Ｌ１ａ〜Ｌ１ｃを有する従動側加工用ローラ１６，１
７の組立体が、固定フレーム１４上に装着される。そし
て、ローラ１５，１６，１７間にワイヤ巻きを行ってワ
イヤ列１８を形成し、この状態でワイヤ走行用モータに
よりワイヤ列１８が加工用ローラ１５，１６，１７間に
おいて走行されながら、そのワイヤ列１８上にスラリ供
給ノズル１９からスラリが供給される。そして、送り用
モータによりワーク支持機構２０が下方に送り移動され
て、ワーク２１がワイヤ列１８に押し付け接触される。
これにより、ワーク２１が所定の厚さに切断加工され
る。

【００２８】また、切断加工するワーク２１の外径寸法
が変更された場合には、ワイヤを巻き戻すなどしてロー
ラ１５，１６，１７からワイヤを取外した後、複数のボ
ルト２６を緩めて、従動側加工用ローラ１６，１７及び
支持フレーム２２の組立体を固定フレーム１４の取付凹
所２４上から取り外す。その後、ワーク２１の外径寸法
Ｒ１ａ〜Ｒ１ｃに応じたローラ間隔Ｌ１ａ〜Ｌ１ｃを有
する従動側加工用ローラ１６，１７の組立体を、固定フ
レーム１４の取付凹所２４上に載置して、複数のボルト
２６により締め付け固定する。

【００２９】この状態で、ワイヤ巻きを行ってワーク２
１の切断加工を再開すれば、外径寸法の異なったワーク
２１についても、そのワーク２１の外周と従動側加工用
ローラ１６，１７の外周との間に、常にほぼ一定の隙間
Ｓ１が形成されて、ワイヤ列１８の撓み量を一定に維持
することができる。よって、ワーク２１の外径寸法の変
更に伴い、ワイヤ列１８の撓み量が変化して、ワーク２
１の加工精度が低下するおそれはなく、高精度の切断加
工を行うことができる。

【００３０】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。 ・ この実施形態のワイヤソーにおいては、複数の加工
用ローラ１５〜１７のうちで、モータに連結された駆動
側加工用ローラ１５を残して、ワーク２１と対応する従
動側加工用ローラ１６，１７が支持フレーム２２に支持
され、その支持フレーム２２が固定フレーム１４に脱着
交換可能に装着されている。

【００３１】このため、縦動側加工用ローラを支持した
支持フレーム２２が固定フレームに固定されるため、各
加工用ローラ１５〜１７の軸間距離がワイヤ張力により
変更されるようなことがなく、加工精度や加工効率が低
下することはない。また、ワーク２１の外径を変更した
りするとき、支持フレーム２２のみを脱着交換すればよ
くて、構造が簡単で安価に製作することができるととも
に、その脱着交換作業を容易に行うことができる。さら
に、この従動側加工用ローラ１６，１７の脱着交換によ
り、ワーク２１の外径寸法等に応じて、ワーク２１と対
応する一対の加工用ローラ１６，１７間の間隔を容易に
調整することができる。

【００３２】・ また、ローラの溝摩耗による交換時に
おいても、支持フレーム２２の交換により、比較的摩耗
の大きい従動側加工用ローラ１６，１７のみを容易に取
り替えることができる。

【００３３】・ 支持フレーム２２と固定フレーム１４
との間に、係脱可能な位置決め手段としての位置決め構
成２３，２５が施されている。このため、ワーク２１と
対応する従動側加工用ローラ１６，１７を脱着交換する
際に、その従動側加工用ローラ１６，１７を駆動側加工
用ローラ１５に対して容易かつ正確に位置決めすること
ができる。従って、高精度加工に寄与できる。

【００３４】・ 固定フレーム１４と支持フレーム２２
との間にワイヤ列１８の張力を受ける張力受け部２４ａ
が設けられている。このため、支持フレーム２２を固定
フレーム１４上に装着した状態において、駆動側加工用
ローラ１５と従動側加工用ローラ１６，１７との間、従
動側加工用ローラ１６，１７の相互間に作用するワイヤ
列１８の張力を確実に受け止めることができ、高精度、
高効率加工が可能になる。

【００３５】・ 従動側加工用ローラ１６，１７間の軸
間距離Ｌ１が異なる組立体を複数用意しておけば、ワー
ク２１の外径等に応じて縦動側加工用ローラ１６，１７
の軸間距離を自在に設定でき、各種のワーク２１に対し
て前述した正確で効率的な加工が可能になる。

【００３６】（第２の実施形態）次に、この発明の第２
の実施形態を、前記第１の実施形態と異なる部分を中心
に説明する。

【００３７】さて、この第２の実施形態においては、図
４に示すように、駆動側加工用ローラ１５及び従動側加
工用ローラ１６は各１個である。従って、１個の従動側
加工用ローラ１６のみが支持フレーム２２間に支持され
て組立体が構成され、支持フレーム２２に対する従動側
加工用ローラ１６の取付位置（図４の左右方向の位置）
を異にした組立体が複数種用意されている。そして、ワ
ーク２１の外径寸法に応じて、従動側加工用ローラ１６
の取付位置が異なる組立体を、固定フレーム１４上の取
付凹所２４に交換装着することにより、ワーク２１と対
応する一対の加工用ローラ１５，１６間の軸間距離を例
えばＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃのように変更させることが
できる。

【００３８】さらに、この実施形態においては、固定フ
レーム１４上の取付凹所２４の側面と支持フレーム２２
の側面との間にに張力受け部２４ａが形成され、駆動側
加工用ローラ１５と従動側加工用ローラ１６との間にに
作用するワイヤ列１８の張力がこの張力受け部２４ａで
受け止められるようになっている。

【００３９】従って、この第２の実施形態においても、
前述した第１の実施形態と同様の効果を発揮させること
ができる。 （第３の実施形態）次に、この発明の第３の実施形態
を、前記第１の実施形態と異なる部分を中心に説明す
る。

【００４０】さて、この第３の実施形態においては、図
５に示すように、加工用ローラ四角形の頂点に設けられ
た４個である。駆動側加工用ローラ１５，２７は下部の
２箇所に設けられ、従動側加工用ローラ１６，１７は上
部の２箇所に設けられている。そして、両駆動側加工用
ローラ１５，２７が固定フレーム１４上に支持され、両
従動側加工用ローラ１６，１７が支持フレーム２２上に
支持され、それらの加工用ローラ１５〜１７，２７間に
ワイヤ列１８が張設されている。また、従動側加工用ロ
ーラ１６，１７の軸間距離を例えばＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ
１ｃのように異にした組立体が複数種用意されている。

【００４１】従って、この第３の実施形態においても、
前述した第１の実施形態と同様の効果を発揮させること
ができる。なお、この実施形態は、次のように変更して
具体化することも可能である。

【００４２】・ 前記各実施形態において、固定フレー
ム１４をコラム１２の側面に装着すること。 ・ 前記各実施形態において、位置決め手段を構成する
位置決め孔２３を取付凹所２４側に形成し、位置決め突
起２５を支持フレーム２２側に突設すること。

【００４３】・ 前記第３の実施形態において、一方の
駆動用側加工用ローラ１５または２７を支持フレーム２
２に支持すること。 ・ 固定位置のワークに対して加工用ローラ側が上下動
されるタイプのワイヤソーにこの発明を具体化するこ
と。

【００４４】

【発明の効果】以上実施形態で例示したように、この発
明は以下の効果を発揮する。請求項１に記載のワイヤソ
ーの発明では、従動側加工用ローラを駆動側加工用ロー
ラ側の固定フレームに対して着脱可能な支持フレームに
支持したことにより、加工用ローラの軸間距離がワイヤ
張力により変更されるようなことがなく、加工精度等を
維持できるとともに、支持フレーム、すなわち縦動側加
工用ローラの脱着交換作業を容易に行うことができる。

【００４５】請求項２に記載の発明では、前記固定フレ
ームと支持フレームとの間には、支持フレームのための
位置決め手段を設けたことにより、その支持フレームを
固定フレーム上の所定位置に容易かつ正確に位置決めす
ることができ、各ローラ間の位置関係を正確に規定でき
る。

【００４６】請求項３に記載の発明では、固定フレーム
と支持フレームとの間に、ワイヤ列の張力を受ける張力
受け部を設けたことにより、支持フレームを固定フレー
ム上に装着した状態において、駆動側加工用ローラと従
動側加工用ローラとの間及び従動用加工ローラの相互間
に作用するワイヤ列の張力を確実に受け止めることがで
き、ワイヤ張力を所要の値に維持できる。

【００４７】請求項４に記載のローラ組立体において
は、請求項１から３のいずれかに記載のワイヤソーの従
動側加工用ローラをフレームに支持し、ワイヤソーの切
断機構に脱着交換可能に搭載されるようにしたことによ
り、このように構成した組立体を複数用意しておけば、
縦動側加工用ローラの軸間距離を自在に設定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明のワイヤソーの第１の実施形態を示
す要部正面図。

【図２】 加工用ローラの着脱構成を示す部分斜視図。

【図３】 加工用ローラの着脱構成の作用を示す説明
図。

【図４】 加工用ローラの着脱構成の第２の実施形態を
示す部分正面図。

【図５】 加工用ローラの着脱構成の第３の実施形態を
示す部分正面図。

【図６】 従来のワイヤソーの加工用ローラ支持構成を
示す要部正面図。

【符号の説明】

１３…切断機構、１４…固定フレーム、１５…駆動側加
工用ローラ、１６，１７…従動側加工用ローラ、１８…
ワイヤ列、２１…ワーク、２２…支持フレーム、２３…
位置決め手段を構成する位置決め孔、２４…取付凹所、
２４ａ…張力受け部、２５…位置決め手段を構成する位
置決め突起、２６…ボルト、２７…従動側加工用ロー
ラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3C058 AA05 AA07 AA14 AA15 AA18 CA01 CA04 CA05 CB01 CB03 DA03 3C069 AA01 BA06 BB01 BB03 BC01 CA04 CB01 DA04 EA01 EA02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動側加工用ローラと従動側加工用ロー
   ラとの間にワーク切断用のワイヤ列を張設してなるワイ
   ヤソーにおいて、 前記駆動側加工用ローラをワイヤソー本体に搭載した固
   定フレームに支持するとともに、従動側加工用ローラを
   前記固定フレームに対して着脱可能な支持フレームに支
   持したワイヤソー。
2. 【請求項２】 前記固定フレームと支持フレームとの間
   には、支持フレームの位置決めのための位置決め手段を
   設けた請求項１に記載のワイヤソー。
3. 【請求項３】 前記固定フレームと支持フレームとの間
   には、ワイヤ列の張力を受ける張力受け部を設けた請求
   項１または請求項２に記載のワイヤソー。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載のワイ
   ヤソーの従動側加工用ローラをフレームに支持し、ワイ
   ヤソーの切断機構に脱着交換可能に搭載されるようにし
   たローラ組立体。