JP2007320011A - ワイヤソー - Google Patents

Abstract

【課題】ワーク切断面の平面精度を高め、さらに各切断面の面精度の均一性を向上させる。
【解決手段】ワイヤソーは、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ等に巻回されたワイヤＷにより形成されるワイヤ群と、このワイヤ群を駆動する駆動モータ２５等と、ワーク２８を切断送りするワーク送り装置３０と、ワイヤＷにスラリを供給するスラリ供給装置３６，３８とを有する。また、ワーク２８に対して冷却用の冷媒を供給する一対の冷媒供給装置４２，４４を備える。これらの冷媒供給装置４２，４４はそれぞれ、ワーク２８を挟んでワイヤ軸方向両側に配備されており、ワイヤＷの駆動方向に応じて当該駆動方向におけるワーク下流側に位置する冷媒供給装置４２，４４からのみ冷媒が供給されるようにコントローラにより制御される。
【選択図】図２

Description

本発明は、切断用ワイヤにより構成されたワイヤ群に対して半導体インゴット等のワークを切断送りすることにより当該ワークをウエハ状に切断するワイヤソーに関するものである。

従来から、ワークをウエハ状に切り出す手段としてワイヤソーが知られている。ワイヤソーは、複数のガイドローラ間に切断用ワイヤが巻き掛けられることにより該ワイヤが多数本並んだ状態で張設され、このワイヤ群をその軸方向に高速駆動しながら該ワイヤ群に遊離砥粒を含むスラリを供給し、この状態で、ワーク保持部に保持されたワークを切断用ワイヤの軸方向と直交する方向に、前記ワイヤ群に対して切断込み送りすることにより、ワークをウエハ状に多数枚同時に切り出すように構成されている。

また、最近では、ワーク切断面の平面精度をより向上させるために、ワークに対する切断用ワイヤの切り込み部分に冷却用エアを吹き付けてワークの冷却を促進するものも提案されている（例えば特許文献１）。つまり、ワイヤソーによる切断作業では、その加工熱によりワークが熱膨張を起こして切断面が多少湾曲する傾向があるため、冷却用エアを吹き付けてワークの熱膨張を抑制し、これにより切断面の平面精度を向上させるようにしている。
特開２００５−１６９６０５号公報

上記特許文献１のようなワイヤソーは、切断面の平面精度を向上させる上で有効と考えられるが次のような課題が残されている。すなわち、冷却用エアを吹き付けるためにこれがワイヤに作用して振動を起こし、特に、送り込み側（ワイヤ駆動方向におけるワークの上流側）ではこのようなワイヤの振動によってワイヤに付着したスラリが脱落し、ワイヤ群を構成する各ワイヤのワークに対するスラリ持ち込み量にバラツキが生じてしまい、結果、各切断面の面精度の均一性が損なわれることが考えられる。従って、この点について対策をとる必要がある。

また、切断作業中の発熱量は、ワークの断面形状によっては切断する位置で異なる場合があるため、引用文献１のように同じ条件で継続的に冷却用エアを供給する場合には、過冷却や冷却不足が発生してワーク冷却の有効性が低減することも考えられる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、ワーク切断面の平面精度を高めるとともに各切断面の面精度の均一性を高めることにより、ワーク切断面の品質をより一層向上させることを目的としている。

上記の課題を解決するために、本発明は、複数のガイドローラに巻回された切断用ワイヤにより形成されるワイヤ群と、このワイヤ群をワイヤ軸方向に往復駆動する駆動手段と、この駆動手段によるワイヤ群の駆動の向きを切換え制御するワイヤ駆動制御手段と、ワークを保持し、前記ワイヤ群に対して相対的に移動することにより前記ワイヤ群に対してワークを切断送りするワーク保持部材と、前記ワイヤ群のうちワークが切込み送りされる領域よりもワイヤ軸方向外側に配置され、前記ワイヤ群に対してスラリを供給するスラリ供給手段とを備えたワイヤソーにおいて、前記ワーク保持部材に保持されるワークを挟んで前記ワイヤ駆動方向両側にそれぞれ配備され、前記ワークに対してワーク冷却用の冷媒を供給する冷媒供給手段と、前記ワイヤ駆動制御手段によるワイヤ群の駆動の向きの切換えに応じて、当該ワイヤ駆動方向におけるワーク上流側に位置する冷媒供給手段が停止し、かつワーク下流側に位置する冷媒供給手段のみが作動するように各冷媒供給手段の作動の切換えを制御する冷媒供給制御手段と、を備えているものである。

この構成によると、スラリ供給手段により供給されるスラリが各ワイヤに付着し、ワイヤの移動と共にワーク（切断溝）内に持ち込まれることによりワークの切断が進められ、その一方で、冷媒供給手段によりワークに対して冷媒が供給されることにより当該切断作業に伴うワークの熱膨張が抑制される。この冷媒の供給に際しては、ワイヤの駆動の向きの切換えに応じ、当該駆動方向におけるワーク下流側からのみ冷媒が供給されるように冷媒供給手段の作動が制御される。そのため、送り込み側（つまり、ワイヤ駆動方向におけるワークの上流側）のワイヤに対しては冷媒が供給されることがなく、当該送り込み側のワイヤのスラリ脱落などの不都合が回避される。

なお、このワイヤソーにおいては、各冷媒供給手段により供給される冷媒の供給量又は温度の少なくとも一方を調整可能な調整手段と、ワークの切断送り位置を検出する送り位置検出手段とをさらに有し、前記冷媒供給制御手段が、前記ワイヤ群に対するワークの切断送り位置に応じてこの調整手段を制御するものであるのが好ましい。

つまり、切断作業中のワークの発熱量は、ワークの断面形状や切断位置によって異なる場合がある。この点、上記の構成によると、ワークの具体的な断面形状や切断送り位置に応じて冷媒の供給量又は温度といった条件を可変制御することが可能となるため、ワークの断面形状等に応じてワークをより適切に冷却することが可能となる。

より具体的な構成として、断面円形のワークを切断するものでは、次のような構成を採用することが考えられる。すなわち、前記調整手段は、前記冷媒の供給量を調整可能に設けられ、前記冷媒供給制御手段は、ワーク中心部分切断時の冷媒の供給量がそれ以外のときの供給量よりも多くなるように前記調節手段を制御する。あるいは、前記調整手段は、前記冷媒の温度を調整可能に設けられ、前記冷媒供給制御手段は、ワーク中心部分切断時の冷媒の温度がそれ以外のときの温度よりも低くなるように前記調整手段を制御する。

つまり、断面円形のワークではワイヤによる切断長さがワーク中心で最大となるため、ワークの熱膨張は、切断開始から徐々に増加し、切断位置がワーク中心に達したところでピークを迎え、その後、徐々に緩和される。従って、上記の構成によれば、このようなワークの熱膨張特性に対応して過不足無く合理的にワークを冷却することが可能となる。特に、ワークの切断終期に過冷却が発生すると、一旦膨張したワークが短期間に大きく収縮する結果、切断面の平面精度が大きく損なわれることが考えられるが、上記の構成によれば、このような過冷却による弊害を有効に回避することが可能となる。

なお、上記の各ワイヤソーにおいて、前記冷媒供給手段は、前記ワーク保持部材に設けられているのが好適である。

この構成によれば、ワークと冷媒供給手段とが一体に移動するので、ワークと冷媒供給手段との干渉を防止することが可能となる。

この場合、ワーク保持部材が、その下端に前記ワークを垂下した状態で保持し、前記ワークをワイヤ群に対してその上側から切り込み送りするものでは、前記冷媒供給手段は、前記ワークの被保持部分、又はその近傍に前記冷媒を供給するものであるのが好適である。

この構成によれば、ワークの被保持部分からワーク表面に沿って冷媒が流下することとなるので、冷媒を飛散させることなくワークの広い範囲に供給することが可能となる。

また、上記の各ワイヤソーにおいて、前記冷媒供給手段は、前記冷媒として前記スラリ供給手段とは別にスラリを供給するものであるのが好適である。

冷媒は、ワークの冷却に適したものであればその種類は問わないが、スラリを冷媒として用いる上記の構成によれば、冷媒およびスラリを供給回収するための配管系統を共通化することが可能となる。

本発明のワイヤソーによれば、ワークに対して冷媒を供給しながら切断作業を進めるため、ワークの熱膨張を効果的に抑えることができる。しかも、この冷媒の供給は、ワイヤの駆動の向きに応じて、当該駆動方向におけるワークの下流側でのみ行うように構成されているので、送り込み側（つまり、ワイヤ駆動方向におけるワークの上流側）のワイヤに冷媒が供給されてスラリが脱落するといった不都合を有効に回避することができ、ワーク（切断溝）に対する各ワイヤのスラリ持ち込み量を適切に確保することができる。従って、ワークの熱膨張を抑制してワーク切断面の平面精度を高める一方で、各切断面の面精度の均一性を向上させることができる。

本発明の好ましい実施の形態について図面を用いて説明する。

図１は、本発明に係るワイヤソーの全体構成を概略的に示している。この図に示すワイヤソーは、一対のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ，１０Ｂ、ガイドプーリ１２Ａ，１２Ｂ、ガイドプーリ１４Ａ，１４Ｂ、ガイドプーリ１６Ａ，１６Ｂ、ワイヤ張力調節装置１８Ａ，１８Ｂ、ガイドプーリ２２Ａ，２２Ｂ、及び４つのガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂを備えている。

ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂは互いに同じ高さ位置に配され、ガイドローラ２６Ａ，２６Ｂはそれぞれガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの下方の位置に配されており、ガイドローラ２６Ａが駆動モータ２５によって回転駆動されるようになっている。

各ワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ，１０Ｂは、切断用のワイヤＷが巻かれるボビン９Ａ，９Ｂと、これを回転駆動するボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂと、を備えている。一方のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａのボビン９Ａから繰出されたワイヤＷは、ガイドプーリ１２Ａ，１４Ａ，１６Ａ、ワイヤ張力調節装置１８Ａのプーリ２０Ａ、及びガイドプーリ２２Ａの順に掛けられ、さらにガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ｂ，２６Ａの外周面のガイド溝（図示省略）に嵌め込まれながらこれらガイドローラの外側に多数回螺旋状に巻回された（巻き掛けられた）後、ガイドプーリ２２Ｂ、ワイヤ張力調節装置１８Ｂのプーリ２０Ｂ、ガイドプーリ１６Ｂ，１４Ｂ，１２Ｂの順に掛けられ、他方のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ｂのボビン９Ｂに巻き取られており、両ワイヤ張力調節装置１８Ａ，１８ＢによってワイヤＷに適当な張力が与えられている。そして、駆動モータ２５によるガイドローラ２６Ａの回転駆動方向と、各ボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂによるボビン９Ａ，９Ｂの回転駆動方向が正逆に切換えられることにより、ワイヤＷがボビン９Ａから繰出されてボビン９Ｂに巻き取られる状態（前進駆動状態という）と、ワイヤＷがボビン９Ｂから繰出されてボビン９Ａに巻き取られる状態（後退駆動状態という）とにワイヤＷの駆動方向が切換え可能となっている。

すなわち、このワイヤソーにおいては、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの間に多数本のワイヤＷが互いに平行な状態で張られたワイヤ群を形成しながら、これらワイヤ群がその軸方向に進退駆動可能となっている。なお、この実施形態では、前記ワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａ，１０Ｂ等が本発明の駆動手段に相当する。

図２は、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間の部分をやや詳細に図示している。

この図に示すように、前記ワイヤ群のうちワーク２８が切り込み送りされる領域よりもワイヤＷの駆動方向（同図では左右方向）両外側であってワイヤＷ（ワイヤ群）の上方には、それぞれワイヤ群に対してスラリ（砥粒が混合された加工液）を供給するための一対のスラリ供給装置３６，３８（本発明に係るスラリ供給手段に相当する）が配備されている。

これらのスラリ供給装置３６，３８は、それぞれ二つ一組のノズル部材３６ａ，３６ｂ（３８ａ，３８ｂ）を備えている。これらノズル部材３６ａ，３６ｂ，３８ａ，３８ｂは、例えば前後方向に延びるスリット状の液吐出口を有しており、この液吐出口からスラリを吐出することにより、前記ワイヤ群全体、つまりワイヤＷの並び方向（図２では紙面に直交する方向）全体に亘ってスラリを供給するようになっている。

ノズル部材３６ａ，３６ｂ、および３８ａ，３８ｂは、それぞれワイヤＷの駆動方向に一定間隔を隔てて配置されることにより、前記作業領域の両側、つまりワイヤＷの駆動方向上流側および下流側のそれぞれ二箇所でワイヤ群に対してスラリを供給するようになっている。特に、各組のノズル部材３６ａ，３６ｂ、３８ａ，３８ｂのうち前記作業領域から離間する側のノズル部材３６ａ、３８ａは、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの真上に配置されており、これによって前記ワイヤ群と共にガイドローラ２４Ａ，２４Ｂにスラリを供給し、同ローラ２４Ａ，２４Ｂを冷却するようになっている。

前記ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られた前記ワイヤ群の上方には、円柱状のワーク（インゴット）２８を移動させるワーク送り装置３０が設けられている。

このワーク送り装置３０は、ワーク保持部３２（本発明に係るワーク保持部材に相当する）と、ワーク送りモータ３４とを備えている。

ワーク保持部３２は、スライスベース３３を介して前記ワーク２８をその結晶軸に基づいて目的の結晶方位が得られる向きに保持するものであり、ワーク送りモータ３４は、図略のボールネジとの組み合わせにより、前記ワーク保持部３２とワーク２８とを一体に昇降させる（すなわち切断送りする）ものである。従って、このワイヤソーでは、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られた多数本のワイヤＷがその長手方向に同時高速駆動され、かつこれらのワイヤＷにノズル部材３６ａ，３６ｂ，３８ａ，３８ｂから加工液が供給されながら、これらのワイヤＷに対してワーク２８が下方に切断送りされることにより、このワーク２８から一度に多数枚のウエハ（薄片）が同時に切り出されるようになっている。

なお、この実施の形態では、ワーク送りモータ３４は駆動モータ２５等と同様にサーボモータで構成されており、ワーク２８の切断送り位置を検出する本発明に係る送り位置検出手段を兼ねている。

ワーク送り装置３０の前記ワーク保持部３２には、さらに切断作業中のワーク２８に対してワーク冷却用の冷媒を供給する一対の冷媒供給装置４２，４４が設けられている。

これら冷媒供給装置４２，４４は、ワーク２８の被保持部分（スライスベース３３）を挟んでワイヤＷの駆動方向両側に設けられている。各冷媒供給装置４２，４４は、それぞれワイヤＷの駆動方向外側からスライスベース３３に向かって斜め下向きに延び、かつ、ワーク２８の軸方向（同図では紙面に直交する方向）に亘って延びるスリット状の液吐出口を有したノズル部材４２ａ，４４ａを備えている。そして、これらノズル部材４２ａ，４４ａから冷媒を吐出することにより、スライスベース３３の部分（ワーク２８の被保持部分）からワーク２８の表面に沿って冷媒を流下させつつ当該ワーク２８を冷却するようになっている。

冷媒としてはスラリが用いられており、当実施形態では、前記スラリ供給装置３６，３８によって供給されるスラリと冷媒としてのスラリとが共用されるようになっている。すなわち、当実施形態では、スラリは、給送ポンプを備えた図外の単一のタンクに貯溜されており、前記ポンプの駆動によりタンクから共通配管５０を通じて給送されつつ、当該共通配管５０から分岐する分岐管５２〜６４を介して前記スラリ供給装置３６，３８の各ノズル部材３６ａ，３６ｂ、および冷媒供給装置４２，４４の各ノズル部材４２ａ，４４ａにそれぞれ案内される。そして、これらノズル部材３６ａ，３６ｂ等から吐出された後、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂの下方に配置されるスラリパンによって捕集されつつまとめて図外の回収管を通じて前記タンクに戻されるようになっている。

なお、以下の説明ではスラリ供給装置３６，３８により供給されるスラリと、冷媒供給装置４２，４４により供給される冷媒としてのスラリとを区別するため、後者については特に必要な場合を除き「冷媒」と呼ぶことにする。

各分岐管５２〜６４には、それぞれ電磁バルブ等からなる開度調整可能なバルブ５２ａ〜６４ａが介設されており、後記コントローラによりこれらバルブ５２ａ〜６４ａの開閉および開度が制御されるようになっている。また、冷媒供給装置４２，４４に対して冷媒（スラリ）を供給するための分岐管６２ａ，６４ａは、主にフレキシブルチューブ等の可撓性のある配管から構成されており、これによってワーク保持部３２の移動に容易に追従し得るようになっている。

上記のワイヤソーには、図示を省略するが、一連のワーク切断動作を制御するためのＣＰＵ等を含むコントローラが搭載されており、切断作業中は、ワイヤＷを所定の設定条件に従って駆動するとともに、ワーク２８を所定の設定送り速度で切断送りすべく前記ボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂ、駆動モータ２５およびワーク送りモータ３４等の駆動がこのコントローラにより制御されるようになっている。また、スラリ供給装置３６，３８および冷媒供給装置４２，４４により設定量のスラリを供給すべく各バルブ５２ａ〜６４ａの開閉制御が前記コントローラにより行われるようになっている。すなわち、この実施形態では、このコントローラが本発明に係るワイヤ駆動制御手段および冷媒供給制御手段に相当する。

次に上記コントローラの制御に基づくワーク２８の切断動作についてその作用と共に説明する。

まず、ワーク保持部３２にワーク２８が保持される。そして、この状態で、ワーク送りモータ３４の駆動によりワーク２８が初期位置、例えば図２に実線で示すようにワイヤＷ（ワイヤ群）から上方に離間した位置にセットされる。この際、スラリ供給系統（上記共通配管５０、分岐管５２〜６４等）のバルブ５２ａ〜６４ａは全て閉止されている。

上記初期位置にワーク２８がセットされると、駆動モータ２５およびボビン駆動モータ１１Ａ，１１Ｂが駆動され、一方側のワイヤ繰出し・巻取り装置１０ＡからワイヤＷが繰り出されながら他方側のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ｂにより巻き取られることにより、図３（ａ）に矢印で示すようにワイヤＷが前進駆動される。

そして、このワイヤＷの駆動速度が予め設定された切断速度に達すると、バルブ５２ａ〜５８ａが開操作されて両スラリ供給装置３６，３８からワイヤＷ（ワイヤ群）へのスラリの供給が開始される。また、バルブ６４ａが開操作され、これにより同図に示すように、ワーク２８を挟んでワイヤＷの駆動方向下流側に配置された冷媒供給装置４４からのみワーク２８へのスラリ（冷媒）の供給が開始される。

そして、ワーク送りモータ３４の作動により一定速度でワーク２８の切断送りが開始される。このようにワーク２８の切断送りが開始されると、ワイヤＷがワーク２８に対して切り込むとともに、当該ワイヤＷに付着した遊離砥粒を含むスラリがワイヤＷの移動とともにワーク２８内（切断溝）に持ち込まれ、これによってワーク２８の切断が進められることとなる。

切断作業中は、ワーク２８に対して冷媒が供給されることによりワーク２８が冷却される。具体的には、ノズル部材４４ａからスライスベース３３の部分に供給された冷媒が同図に示すようにワーク表面に沿って流下しつつワーク２８ａの熱を奪うことによりワーク２８が冷却され、これにより加工熱によるワーク２８の熱膨張が抑制されることとなる。

この際、このワイヤソーでは、上記の通りワイヤＷの駆動方向に対してワーク２８の下流側に位置する冷媒供給装置４４からのみスラリが供給されるため、ワーク２８に対して送り込み側（つまり、ワイヤＷの駆動方向におけるワーク２８の上流側）に位置するワイヤＷに冷媒が供給される（流下する）ことがない。そのため、冷媒の流下等により送り込み側のワイヤＷに振動が生じて当該ワイヤＷに付着したスラリ（スラリ供給装置３６，３８により供給されたスラリ）が脱落するといった不都合を伴うことがなく、その結果、各ワイヤＷによるワーク２８に対するスラリ持ち込み量が均一に保たれたままで各ワイヤＷによるワーク２８の切断が進められることとなる。

このようにしてワイヤＷを前進駆動した状態で一定期間だけ切断作業が進められると、ワイヤＷの駆動速度が減速されて一旦停止された後、今度は逆に、他方側のワイヤ繰出し・巻取り装置１０ＢからワイヤＷが繰り出されながら上記一方側のワイヤ繰出し・巻取り装置１０Ａにより巻き取られ、これによりワイヤＷの駆動が、図３（ｂ）に矢印で示すように後退駆動に切り換えられてワーク２８の切断作業が進められる。

この際、ワイヤＷの駆動方向が切り替わると同時に、前記バルブ６４ａが閉止されるとともにバルブ６２ａが開操作され、これによって、同図に示すように前進駆動時とは逆側の冷媒供給装置４２からの冷媒の供給が開始される。つまり、ワイヤＷの後退駆動への切換後も前進駆動時と同様にワイヤＷの駆動方向においてワーク２８の下流側からのみ冷媒の供給が行われ、その結果、各ワイヤＷによるワーク２８に対するスラリ持ち込み量が均一に保たれつつ各ワイヤＷによる切断が進められることとなる。

こうして一定の期間毎にワイヤＷの駆動の向きが切換えられるとともに、この切換えに応じて冷媒供給装置４２，４４の切換えが行われながら、ワーク２８の切断作業が進められ、ワーク２８が所定の切断終了送り位置に到達すると、ワイヤＷの駆動が停止されて一連の切断作業が終了することとなる。

以上説明したように、このワイヤソーでは、切断作業中、ワーク２８に対して冷媒を供給しながら切断作業を進めるように構成されているため、加工に伴うワーク２８の熱膨張を効果的に抑えることができる。しかも、このワイヤソーでは、冷媒を供給する装置としてワイヤＷの駆動方向にワーク２８を挟んで一対の冷媒供給装置４２，４４が設けられ、さらにワイヤＷの駆動の向きに応じて常にワーク２８の下流側（ワイヤＷの駆動方向における下流側）からのみ冷媒の供給が行われるように冷媒供給装置４２，４４が切換え制御されることにより、冷媒を供給することによる弊害、つまり、送り込み側（ワイヤＷの駆動方向におけるワーク上流側）のワイヤＷに冷媒が供給されて当該ワイヤＷからスラリが脱落するという弊害が有効に回避され、その結果、当該ワイヤＷによるワーク２８（切断溝）へのスラリ持ち込み量が均一に保たれるようになっているので、ワーク２８の熱膨張を抑えてワーク切断面の平面精度を高める一方で、各切断面の面精度の均一性を向上させることができるようになる。従って、従来のこの種のワイヤソーに比べると、ワーク切断面の品質をより一層向上させることができるという効果がある。

また、このワイヤソーでは、上記の通り、ワーク保持部３２に各冷媒供給装置４２，４４が搭載され、スライスベース３３の近傍に冷媒が供給されつつワーク上端からその表面に沿って流下するようになっているので、冷媒を、飛散を伴うことなく可及的に広い範囲に亘って供給することができる。従って、上記のようにワイヤＷの駆動方向におけるワーク２８の下流側からのみ冷媒を供給しならも高い冷却効果を得ることができるという利点もある。

また、上記のようにワーク保持部３２に各冷媒供給装置４２，４４が搭載され、冷媒供給装置４２，４４とワーク２８とが一体的に移動するので、冷媒供給装置４２，４４とワーク２８とが干渉するおそれがないという利点もある。

なお、上記の実施形態では、冷媒供給装置４２，４４による冷媒の供給量については特に説明していないが、ワーク２８の切断送り位置に応じて冷媒の供給量を制御することによって、より合理的にワーク２８を冷却し得るように構成してもよい。すなわち、上記のように円柱状のワーク２８を切断する場合、その切断面は、図５に示すように軸方向中央（切断面Ｆａ）では平面又はこれに近い状態となるが、その両側（切断面Ｆｂ，Ｆｃ）では熱膨張の影響により湾曲した形状となる傾向がある。これは円柱状のワーク２８では切断送り位置によってワイヤＷによるワーク２８の切断長さが異なり、切断に伴う発熱量がワーク中心部分で大きくなることに起因している。そのため、冷媒の供給に関してもこの傾向に対応して冷媒の供給量を変化させることが有効となる。具体的には、駆動モータ２５によりワーク２８の切断送り位置を検出しながら、ワーク中心部分切断時の冷媒供給量がそれ以外の時の冷媒供給量よりも相対的に多くなるように上記コントローラによりバルブ６２ａ，６４ａの開度を制御するように構成する。

このような構成によれば、切断に伴うワーク２８の発熱量に対応して過不足なくワーク２８を冷却することが可能となるため、合理的にワーク２８を冷却することができる。

また、ワーク２８の過冷却を有効に防止することができ、当該過冷却による平面精度への影響を回避できるという利点もある。すなわち、切断開始から終了まで定量的に冷媒を供給していると、例えば、発熱量の少ない切断終期の段階でワーク２８が過剰に冷却される結果、一旦膨張したワーク２８の収縮が急激に進行し、例えば同図中に一点鎖線で示すように切断面Ｆｂ，Ｆｃが大きく変形することが考えられる。しかし、上記のように冷媒の供給量を制御するようにすれば、このような切断終期段階でのワーク２８の過冷却を防止することができ、その結果、切断面の平面精度を高めることが可能となる。

なお、このような作用効果は、冷媒の供給量を制御する以外に、冷媒の温度を制御することにより得ることも可能である。すなわち、冷媒を定量的に供給しつつワーク中心部分切断時の冷媒温度がそれ以外の冷媒温度よりも低くなるように冷媒の温度を可変制御するようにしてもよい。具体的には、例えば図４に示すように、前記共通配管５０と各分岐管６２，６４との間の部分に温調用ヒータ６１をもつ温調用配管６０を介設し、共通配管５０、温調配管６０および分岐管６２，６４を介して冷媒供給装置４２，４４に冷媒を供給するように構成する。そして、駆動モータ２５によりワーク２８の切断送り位置を検出しながら、ワーク中心部分切断時の冷媒の温度がそれ以外の時の温度よりも相対的に低くなるように、上記コントローラにより温調用ヒータ６１の作動を制御するようにする。

このような構成の場合も、切断に伴うワーク２８の発熱量に応じて適切に、かつ合理的にワーク２８を冷却することができる。なお、ここでは、温調配管６０に温調用ヒータ６１を設け、冷媒をヒータ過熱することにより冷媒温度を調整するようにしているが、例えば、温調用ヒータ６１に代えて冷却装置を設け、ワーク中心部分切断時の冷媒の温度がそれ以外の時の温度よりも相対的に低くなるように前記冷却装置を制御するようにしてもよい。

なお、以上説明したワイヤソーは、本発明に係るワイヤソーの実施形態の一例であって、その具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

例えば、上記実施形態では、ワーク２８を冷却するための冷媒としてスラリを用いているが、勿論、これ以外の冷媒を用いるようにしてもよい。例えば、冷媒として圧縮エアをワーク２８に吹き付けるように構成してもよい。但し、上記実施形態のように、冷媒としてスラリを用いる構成によれば、冷媒の供給（回収）系統とスラリの供給（回収）系統とを共通化することができるため、ワイヤソーを合理的に構成でき、装置の低廉化に貢献できるという利点がある。また、冷媒とスラリの管理を共通化することができるため、管理負担も軽減される。

本発明に係るワイヤソーの全体構成図である。 ガイドローラ間の部分およびワーク送り装置のワーク保持部を詳細に示した図である。 冷媒供給装置の作動状態を示す図である（（ａ）はワイヤが前進駆動されている場合の作動状態、（ｂ）はワイヤが後退駆動されている場合の作動状態を示す）。 ワイヤソーの別の構成を示す模式図である。 円柱状のワークをワイヤソーにより切断する場合の切断面の一般的な傾向を説明するための模式図である。

符号の説明

Ｗ ワイヤ
１０Ａ，１０Ｂ ワイヤ繰出し・巻取り装置
１１Ａ，１１Ｂ ボビン駆動モータ
２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂ ガイドローラ
２５ 駆動モータ
２８ ワーク
３０ ワーク送り装置
３４ ワーク送りモータ
３６，３８ スラリ供給装置
４２，４４ 冷媒供給装置

Claims (7)

1. 複数のガイドローラに巻回された切断用ワイヤにより形成されるワイヤ群と、このワイヤ群をワイヤ軸方向に往復駆動する駆動手段と、この駆動手段によるワイヤ群の駆動の向きを切換え制御するワイヤ駆動制御手段と、ワークを保持し、前記ワイヤ群に対して相対的に移動することにより前記ワイヤ群に対してワークを切断送りするワーク保持部材と、前記ワイヤ群のうちワークが切込み送りされる領域よりもワイヤ軸方向外側に配置され、前記ワイヤ群に対してスラリを供給するスラリ供給手段とを備えたワイヤソーにおいて、
   前記ワーク保持部材に保持されるワークを挟んで前記ワイヤ駆動方向両側にそれぞれ配備され、前記ワークに対してワーク冷却用の冷媒を供給する冷媒供給手段と、
   前記ワイヤ駆動制御手段によるワイヤ群の駆動の向きの切換えに応じて、当該ワイヤ駆動方向におけるワーク上流側に位置する冷媒供給手段が停止し、かつワーク下流側に位置する冷媒供給手段のみが作動するように各冷媒供給手段の作動の切換えを制御する冷媒供給制御手段と、を備えていることを特徴とするワイヤソー。
2. 請求項１に記載のワイヤソーにおいて、
   前記各冷媒供給手段により供給される冷媒の供給量又は温度の少なくとも一方を調整可能な調整手段と、ワークの切断送り位置を検出する送り位置検出手段とをさらに有し、
   前記冷媒供給制御手段は、前記ワイヤ群に対するワークの切断送り位置に応じてこの調整手段を制御することを特徴とするワイヤソー。
3. 請求項２に記載のワイヤソーにおいて、
   前記ワークとして断面円形のワークを切断するものであって、
   前記調整手段は、前記冷媒の供給量を調整可能に設けられ、
   前記冷媒供給制御手段は、ワーク中心部分切断時の冷媒の供給量がそれ以外のときの供給量よりも多くなるように前記調節手段を制御することを特徴とするワイヤソー。
4. 請求項２に記載のワイヤソーにおいて、
   前記ワークとして断面円形のワークを切断するものであって、
   前記調整手段は、前記冷媒の温度を調整可能に設けられ、
   前記冷媒供給制御手段は、ワーク中心部分切断時の冷媒の温度がそれ以外のときの温度よりも低くなるように前記調整手段を制御することを特徴とするワイヤソー。
5. 請求項１乃至４に記載のワイヤソーにおいて、
   前記冷媒供給手段は、前記ワーク保持部材に設けられていることを特徴とするワイヤソー。
6. 請求項４に記載のワイヤソーにおいて、
   前記ワーク保持部材は、その下端に前記ワークを垂下した状態で保持し、前記ワークをワイヤ群に対してその上側から切断送りするものであって、
   前記冷媒供給手段は、前記ワークの被保持部分又はその近傍に前記冷媒を供給することを特徴とするワイヤソー。
7. 請求項１乃至６の何れかに記載のワイヤソーにおいて、
   前記冷媒供給手段は、前記冷媒として前記スラリ供給手段とは別にスラリを供給することを特徴とするワイヤソー。

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