JP2012139773A

JP2012139773A - ワーク切断方法

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Publication number: JP2012139773A
Application number: JP2010293903A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Kozu; 力神津; Shinji Hikuma; 慎二日隈; Hiromichi Kanazawa; 弘道金澤; Yuji Mori; 裕司森
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2012-07-26
Anticipated expiration: 2030-12-28
Also published as: JP5429155B2

Abstract

【課題】接着剤を用いずに複数のブロック状ワークを複数段積み重ねて切断する場合に、切断精度の低下を抑制すること。
【解決手段】このワーク切断方法は、切断対象となる複数のブロック状ワークをワイヤで切断するにあたって、複数のブロック状ワークを複数段積み重ねる準備工程と（ステップＳ１１）、ワイヤで複数のブロック状ワークを切断する切断工程と（ステップＳ１３）、を含む。切断工程においては、第１のブロック状ワークの段を切断中に、第１のブロック状ワークの段に隣接して積み重ねられた第２のブロック状ワークの段の切断が開始されるように前記ワイヤの撓みが制御される。
【選択図】図７

Description

本発明は、ワイヤで切断対象となるワークを複数に切断する技術に関し、特に、マルチワイヤ方式のワーク切断装置を用いてワークを同時に複数の薄片状ワークに切断する技術に関する。

従来、半導体材料、ガラス材料、セラミックス、磁性材料等の硬質で脆い材料のワークに、細線ワイヤを等ピッチで多数列状態に配列させたマルチワイヤ方式のワーク切断部を用いて同時に複数の片状ワークに切断するようにしたマルチワイヤソーがある。

例えば、従来のマルチワイヤソーは、同時に切断を行う複数のワークをワイヤソーにセットするために、隣接して直交する２枚の位置決め用基準板を用いてワークを位置決めしつつガラス板等のベースに接着剤で貼り付けるようにしている。そして、ガラス板上に固定されたワークをマルチワイヤソーに対してセットし、ガラス板側をマルチワイヤソー側に向けて上昇移動させることで、ワークをマルチワイヤソーの等ピッチ配列の各ワイヤによってガラス板ごと切断するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１の技術は、位置決め用基準板を用いて位置決めしながらワークの固定作業を行っても、接着剤の塗布量や硬化時の状況により、ワークの固定位置に傾きやずれが生じてしまう。この結果、マルチワイヤソーによる切断に際して切断精度が低下してしまう。特に、ワーク同士の繋ぎ目部の両端においては、切断位置精度が低くなる。このため、両端部の片状ワークは不良品として廃棄しているものであり、ワーク材料に無駄が生じてしまう。あるいは、両端部の薄片状ワークをリサイクル材料として活用することもあり得るが、薄片状ワークを原材料へ戻すことになり、効率のよい再利用ではない。また、ワークの固定に接着剤を用いているため、必然的に、切断前の接着工程と切断後の剥離工程とを必要とする。接着工程の接着作業時間や接着剤硬化時間には、例えば６時間にも及ぶ多大な時間を要する。また、剥離工程の選別作業時間や剥離時間にも、例えば２時間ほどの時間を要している。このため、特許文献１の技術は、効率が悪く、工程・時間の無駄の多いものである。さらに、特許文献１の技術は、接着剤やガラス板等の副部材をも切断することとなるので、これらの切削屑が、片状ワークの表面性状（表面平滑性、表面抵抗、めっき製膜性等）を低下させる場合もある。

このため、接着剤を用いることなくワークを位置決め固定して切断精度を向上させることが望まれている。例えば、特許文献２には、接着工程や剥離工程が不要なワーク切断装置が記載されている。

特開平１０−１２８６４９号公報特許４３５５０２９号公報

特許文献２の図２には、挟持用基準体の下部側にワイヤの切断部を配置させ、上方よりワークを押出手段としての押出プッシャにより下方のワイヤに向けて押し出すことでワークを切断させるダウンカット可能なワーク切断装置が記載されている。

このワーク切断装置は、接着剤を用いることなく複数段に積み重ねたブロック状ワークを位置決め固定している。複数段に積み重ねたブロック状ワークをワイヤで切断する場合、それぞれのブロック状ワークの段にワイヤが切り進む際に、ワイヤの切り込み位置が安定せず、ブロック状ワークの切断精度が低下するおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、接着剤を用いずに複数のブロック状ワークを複数段積み重ねて切断する場合に、切断精度の低下を抑制することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、切断対象となる複数のブロック状ワークをワイヤで切断するにあたって、前記複数のブロック状ワークを複数段積み重ねる準備工程と、前記ワイヤで前記複数のブロック状ワークを切断する切断工程と、を含み、前記切断工程においては、第１のブロック状ワークの段を切断中に、前記第１のブロック状ワークの段に隣接して積み重ねられた第２のブロック状ワークの段の切断が開始されるように前記ワイヤの撓みを制御することを特徴とするワーク切断方法である。

このワーク切断方法は、ワイヤの切断により第１のブロック状ワークの段に形成されたワイヤの切り込み及び第１のブロック状ワークの段に隣接する第２のブロック状ワークの段に形成されたワイヤの切り込みにより、ワイヤを案内する。このため、接着剤を用いずに複数のブロック状ワークを複数段積み重ねて切断する場合であってもワイヤの走行が安定し、かつ精度よくワイヤが走行する。その結果、このワーク切断方法は、接着剤を用いずに複数のブロック状ワークを複数段積み重ねて切断する場合において、ブロック状ワークの切断精度の低下を抑制できる。

本発明の望ましい態様としては、前記第１のブロック状ワークの段を切断中に、前記第２のブロック状ワークの段に対する前記ワイヤによる切り込み量は、前記第２のブロック状ワークの段の前記第１のブロック状ワークの段と接する面から、前記ワイヤの切り込み方向に向かって３ｍｍ以上であることが好ましい。このようにすることで、ブロック状ワークの切断中におけるワイヤは、切断位置が安定するので、より確実に切断精度の低下を抑制できる。

本発明の望ましい態様としては、前記切断工程においては、前記第２のブロック状ワークの段に隣接して積み重ねられた第３のブロック状ワークの段は切断しないことが好ましい。このようにすることで、第２のブロック状ワークの段が有するすべてのブロック状ワークの切断が終了する前に、第２のブロック状ワークの段からブロック状ワークが脱落するおそれを低減できる。その結果、接着剤で複数のブロック状ワークを結合しなくとも、ブロック状ワークの段が有するブロック状ワークの切断精度の低下を抑制できる。

本発明は、接着剤を用いずに複数のブロック状ワークを複数段積み重ねて切断する場合に、切断精度の低下を抑制することができる。

図１は、本実施形態に係るワーク切断装置の構成を示す概念図である。図２は、本実施形態に係るワーク切断装置の切断対象となるワークの一例を示す斜視図である。図３は、本実施形態に係るワーク切断装置の切断対象となるワークの他の例を示す斜視図である。図４は、本実施形態に係るワーク切断装置の平面図である。図５は、本実施形態に係るワーク切断装置の側面図である。図６は、本実施形態に係るワーク切断装置が有する挟持用基準体の一部平面図である。図７は、本実施形態に係るワーク切断装置を用いて本実施形態に係るワーク切断方法を実行する手順を示すフローチャートである。図８は、切断工程におけるワイヤとワークとの関係を示す模式図である。図９は、切断工程におけるブロック状ワークの状態を示す正面図である。図１０は、切断工程におけるブロック状ワークの状態を示す側面図である。図１１は、ワイヤの撓み量を制御する手法の一例を示す模式図である。図１２は、ワイヤの撓み量を制御する手法の別の一例を示す模式図である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

図１は、本実施形態に係るワーク切断装置の構成を示す概念図である。図２は、本実施形態に係るワーク切断装置の切断対象となるワークの一例を示す斜視図である。図３は、本実施形態に係るワーク切断装置の切断対象となるワークの他の例を示す斜視図である。ワーク切断装置１０は、本実施形態に係るワーク切断方法を実現する。ワーク切断装置１０は、複数のワイヤ１１を用いて切断対象となるワーク１を同時に複数の薄片状ワークに切断するマルチワイヤ方式のワーク切断装置である。なお、本実施形態は、ワイヤ１１の本数は複数に限定されるものではない。

図２に示すように、ワーク１は、同一形状及び同一寸法のブロック状ワーク２を複数組み合わせたものである。本実施形態において、ブロック状ワーク２は、直方体形状であるが、本実施形態においては、後述するように、ブロック状ワーク２の形状は限定されるものではない。本実施形態においては、ブロック状ワーク２が直方体形状なので、複数のブロック状ワーク２を組み合わせたワーク１も直方体形状である。

図２に示すように、ブロック状ワーク２が縦横に複数個組み合わされてブロック状ワーク２の段（ワーク段）３_１、３_２、３_３、３_４が作られる（必要に応じて、ワーク段３ともいう）。ワーク段３を複数段積み重ねることにより、ワーク１が作られる。ワーク段３が積み重ねられる数は限定されない。このように、ワーク１は、ブロック状ワーク２の端面同士を当接させてワーク段３とし、このワーク段３を複数積み重ねたブロック状ワーク２の集合体である。

なお、ワーク１は、直方体形状のものに限らず、例えば図３に示すような瓦状のブロック状ワーク２ａを多段に積み重ねたワーク１ａであってもよい。本実施形態において、ワーク１、１ａは、形成すべき薄片状ワークに要求される厚みの整数倍の長さ及び切り代に形成されるとともに、向き合う両端の端面が平行な形状のものであればよい。

図１に示すように、ワーク切断装置１０は、複数本のワイヤ１１と、複数個のガイドローラ１２ａ、１２ｂと、第１ワイヤ供給・回収部３４ａと、第２ワイヤ供給・回収部３４ｂと、位置決め用基準体２１と、挟持用基準体３１と、ワーク移動機構４０とを有する。ワイヤ１１は、所定の間隔（本実施形態では等間隔）で平行に配列されている。ワイヤ１１は、例えば、固定砥粒方式のものが用いられるが、これに限定されるものではない。

ガイドローラ１２ａ、１２ｂは、円筒形状の部材である。ガイドローラ１２ａ、１２ｂは、複数本のワイヤ１１を安定して走行させるために、表面（側面）に複数のガイド溝が形成されている。このガイド溝に複数のワイヤ１１がそれぞれ入り、複数個のガイドローラ１２ａ、１２ｂに案内される。ワイヤ１１は、例えば、固定砥粒型であり、レジンタイプ、電着タイプのいずれでもよい。本実施形態において、ワイヤ１１の直径は約０．３ｍｍであるが、ワイヤ１１の直径はこれに限定されるものではない。

ガイドローラ１２ａ、１２ｂ間には、複数のワイヤ１１が所定の張力を付与されて架け渡されている。本実施形態においては、ガイドローラ１２ａとガイドローラ１２ｂとは、それぞれ駆動ローラと従動ローラとの機能を有する。第１ワイヤ供給・回収部３４ａは、ガイドローラ１２ａ、１２ｂに複数のワイヤ１１を供給する。また、第１ワイヤ供給・回収部３４ｂは、ガイドローラ１２ａ、１２ｂから複数のワイヤ１１を回収する。

図４は、本実施形態に係るワーク切断装置の平面図である。図５は、本実施形態に係るワーク切断装置の側面図である。図６は、本実施形態に係るワーク切断装置が有する挟持用基準体の一部平面図である。位置決め用基準体２１は、板状の部材である。位置決め用基準体２１は、位置決め用基準面２１ａを有する。位置決め用基準面２１ａは、ワーク切断装置１０のワイヤ１１による切断面（切断時にワーク１とワイヤ１１とが相対移動することによりワイヤ１１がワーク１に形成する面）に平行で、かつワイヤ１１との位置関係が設定された面である。

位置決め用基準体２１は、ワーク１の切断時において、位置決め用基準面２１ａが直方体形状のワーク１の一面に当接する。位置決め用基準体２１は、ワーク１の切断に際して位置決め用基準面２１ａにワーク１が矢印Ａで示す方向から押し当てられた状態で、ワーク１が位置決め用基準面２１ａに直交する方向にずれないように位置決めする。位置決め用基準面２１ａにワーク１を押し当てるのは、図４、図５に示す位置決め用押さえ体２２である。

挟持用基準体３１は、板状の部材である。挟持用基準体３１は、位置決め用基準体２１に隣接し、かつ直交して配置される。挟持用基準体３１は、挟持用基準面３１ａを有する。挟持用基準面３１ａは、ワーク切断装置１０のワイヤ１１による切断面及び位置決め用基準面２１ａに直交した面である。挟持用基準体３１は、ワーク１の切断時において、挟持用基準面３１ａが直方体形状のワーク１の一面（位置決め用基準面２１ａに当接する面と直交する面の１つ）に当接する。また、図６に示すように、挟持用基準体３１は、一端部にスリット３１ｓが形成されている。このスリット３１ｓにより、挟持用基準体３１の前記一端部は、隣接する棒状部材３１Ｌの間にスリット３１ｓが配置される構造である。このスリット３１ｓを、ワイヤ１１が通る。このように、スリット３１ｓによって、ワイヤ１１と挟持用基準体３１との干渉が回避される。

挟持用基準体３１は、ワーク１の切断に際して、挟持用基準面３１ａにワーク１が矢印Ｂで示すように押し当てられた状態で、ワーク１が複数のワイヤ１１に対してずれないように挟持する。挟持用基準面３１ａにワーク１を押し当てるのは、図４、図５に示すワーク挟持体３２である。このようにして、位置決め用基準体２１と位置決め用押さえ体２２とで位置決めされたワーク１は、ワイヤ１１の長手方向に位置する両端が、挟持用基準体３１とワーク挟持体３２とで挟持される。

このように、位置決め用基準体２１と位置決め用押さえ体２２とで位置決めされたワーク１を、さらに挟持用基準体３１とワーク挟持体３２とで挟持するのは、次の理由からである。すなわち、ワーク１の切断中及び切断後は、ワイヤ１１による切り代分のギャップがワーク１に生じるので、ワーク１を矢印Ａ方向に押さえることができないからである。なお、位置決め用基準体２１、位置決め用押さえ体２２、挟持用基準体３１及びワーク挟持体３２は、ワーク１の切断時において、ワイヤ１１の切断に支障をきたさない寸法及び形状とする。

ワーク移動機構４０は、ワーク１の切断時において、ワーク１を複数のワイヤ１１に向けて移動させる機構である。ワーク１は、複数のブロック状ワーク２が組み合わせられているので、ワーク移動機構４０は、複数のブロック状ワーク２全体をワイヤ１１に向けて移動させる。なお、ワーク移動機構４０は、位置決め固定されたワーク１を、その上方（鉛直方向とは反対側）に位置するワイヤ１１に対して上昇移動させて切断するアッパーカット方式であっても、位置決め固定されたワーク１を、その下方（鉛直方向側）に位置するワイヤ１１に対して下降移動させて切断するダウンカット方式であってもよい。ワイヤ１１によって複数の薄片状ワークに切断されたブロック状ワーク２は、図５に示すワーク回収手段１３に落下し、これに回収される。

図７は、本実施形態に係るワーク切断装置を用いて本実施形態に係るワーク切断方法を実行する手順を示すフローチャートである。ワーク切断装置１０でワーク１を切断する場合、まず、ステップＳ１１において、複数のブロック状ワーク２の端面同士を縦横に当接させて図２に示すワーク段３を作り、得られたワーク段３を複数段積み重ねて、複数のブロック状ワーク２の集合体であるワーク１を形成する（準備工程）。その後、ワーク１を位置決め用基準体２１の位置決め用基準面２１ａに対して当接させてから、位置決め用基準面２１ａに直交する方向にずれないように、位置決め用押さえ体２２によって位置決めする。そして、ワイヤ１１の長手方向におけるワーク１の両端を、挟持用基準体３１とワーク挟持体３２とで挟持させる（位置決め挟持工程）。

次に、ステップＳ１２へ進み、図１、図４に示すように、ガイドローラ１２ｂ、１２ｂの間かつ複数のワイヤ１１の上部（鉛直方向とは反対側）に、位置決め用基準体２１及び挟持用基準体３１等で保持されたワーク１を設置する（設置工程）。そして、ステップＳ１３へ進み、ワーク切断装置１０は、ガイドローラ１２ａが回転駆動することによりワイヤ１１を走行させ、この状態で、図５に示すように、ワーク移動機構４０がワーク１をワイヤ１１に押し付ける。このようにして、ワーク切断装置１０は、ワーク１のそれぞれのブロック状ワーク２を、同時に薄片状ワークに切断する（切断工程）。本実施形態では、例えば、切断速度を２０ｍｍ／時間〜７０ｍｍ／時間とした。すなわち、ワーク移動機構４０によるワーク１の移動速度が２０ｍｍ／時間〜７０ｍｍ／時間となるようにした。より好ましい切断速度は、３０ｍｍ／時間〜６０ｍｍ／時間である。この切断速度は一例であって、ワイヤ１１の直径、ブロック状ワーク２の種類等によって、適宜変更する。

次に、ステップＳ１４に進み、ワーク１が有するすべてのワーク段３の切断が終了していない場合には（ステップＳ１４、Ｎｏ）、すべてのワーク段３の切断が終了するまで、ステップＳ１３、ステップＳ１４を繰り返す。すべてのワーク段３の切断が終了したら（ステップＳ１４、Ｙｅｓ）、本実施形態に係るワーク切断方法は終了する。

図８は、切断工程におけるワイヤとワークとの関係を示す模式図である。図９は、切断工程におけるブロック状ワークの状態を示す正面図である。図１０は、切断工程におけるブロック状ワークの状態を示す側面図である。ステップＳ１３の切断工程において、ワイヤ１１の撓み量が適切に制御されていないと、各ワーク段３へワイヤ１１が切り進む際、ワイヤ１１の切り込み位置が安定せず、切断の精度に影響を与えるおそれがある。

そこで、本実施形態に係るワーク切断方法は、切断工程において、ワイヤ１１の撓み量を制御して、第１のブロック状ワークの段を切断中に、前記第１のブロック状ワークの段に隣接して積み重ねられた第２のブロック状ワークの段の切断が開始されるようにする。図８に示す例では、ワイヤ１１は、ワーク段３_１（第１のブロック状ワークの段に相当する）を切断中に、ワーク段３_１に隣接して積み重ねられたワーク段３_２（第２のブロック状ワークの段に相当する）の切断を開始する。

このように、本実施形態では、ワーク段３_１のブロック状ワーク２を切断し終わる前に、ワーク段３_１に隣接して積み重ねられたワーク段３_２のブロック状ワーク２を切断し始めるように、切断中のワイヤ１１の撓みが制御される。図８に示す例では、ワーク段３_１のブロック状ワーク２の切断中に、ワイヤ１１の長手方向におけるワーク段３_２の両端に配置されたブロック状ワーク２Ｃ、２Ｃにワイヤ１１が切り込まれている。このため、本実施形態では、切断中のワーク段３_１に形成されたワイヤ１１の切り込み及びワーク段３_１に隣接するワーク段３_２に形成されたワイヤ１１の切り込みが、ワイヤ１１を案内する機能を果たす。この機能により、ワーク段３_２を安定して切断することができるとともに、切断の精度も向上する。その結果、ブロック状ワーク２を切断して得られた薄片状のワークの寸法精度が向上する。

ワイヤ１１の撓み量を制御するパラメータとしては、図１、図４、図５に示すワーク切断装置１０のワーク移動機構４０によるワーク１の移動（押し込み）速度、ワイヤ１１の走行速度、新しいワイヤ１１を供給する量等がある。これらのパラメータのうち少なくとも１つを用いて、ワーク段３_１を切断中に、ワーク段３_１に隣接して積み重ねられたワーク段３_２の切断が開始されるように、ワイヤ１１の撓み量が制御される。

一般に、ワイヤ１１を用いてワーク１を切断する場合、ワイヤ１１の全長すべてを用いて切断するのではなく、ワイヤ１１の全長のうち一部を用い、その一部を走行させてワーク１を切断する。ワーク１の切断が進行するとワイヤ１１が劣化するため、切断に供するワイヤ１１を新たに追加してワーク１の切断を継続するが、この追加した新たなワイヤ１１の量が、新しいワイヤ１１を供給する量である。新しいワイヤ１１はよく切れるため、新しいワイヤ１１を供給する量によってワイヤ１１の撓み量が変化する。このため、ワイヤ１１の撓み量を制御するパラメータとして、新しいワイヤ１１を供給する量が用いられる。なお、前記パラメータは、上述したものに限定されず、ワイヤ１１の撓み量に影響を与えるものであれば、前記パラメータとして用いることができる。

切断中のワーク段３_１に隣接して積み重ねられたワーク段３_２に対するワイヤ１１の切り込み量は、ワーク段３_２のワーク段３_１に接する面から、ワイヤ１１の切り込み方向（ワーク１の移動方向とは反対方向）に向かって３ｍｍ以上とすることが好ましい。このようにすれば、切断中におけるワイヤ１１の切断位置が安定するので、切断精度の低下をより効果的に抑制できる。図９、図１０に、切り込み量ｈを示す。切り込み量ｈは、ワーク段３_２のワーク段３_１と接する面、すなわち、ワーク段３_２が有するブロック状ワーク２Ｃの、ワーク段３_１が有するブロック状ワーク２と接する面２Ｃｂを基準とし、ワイヤ１１の切り込み方向に向かって計測する。また、切り込み量ｈは、ワイヤ１１の長手方向におけるブロック状ワーク２Ｃの端面２ＣＴで計測する。端面２ＣＴは、ブロック状ワーク２Ｃの複数の面のうち、面２Ｃｂと直交し、ワイヤ１１によって切り込まれた切り込み２Ｃｓが開口する面である。

図８に示す例において、ワーク段３_１を切断中に、ワーク段３_１に隣接するワーク段３_２及びワーク段３_３の切断が開始されると、ワーク段３_１の中では、切断が完了するブロック状ワーク２も発生する。本実施形態において、複数のブロック状ワーク２は接着剤で結合されていないので、切断が完了したブロック状ワーク２は、ワーク段３_１から落下する。すると、挟持用基準体３１とワーク挟持体３２とによるワーク段３_１の保持が不十分となり、ワーク段３_２が有する残りのブロック状ワーク２の切断精度が低下するおそれがある。

このため、本実施形態に係るワーク切断方法は、図８に示すように、切断工程において、ワーク段３_２（第２のワークの段相当する）に隣接して積み重ねられたワーク段３_３（第３のワークの段に相当する）は切断しない。このようにすることで、接着剤で複数のブロック状ワーク２を結合しなくとも、ワーク段３_２が有するすべてのブロック状ワーク２の切断がほとんど終了するまで、これらは挟持用基準体３１とワーク挟持体３２とに保持される。すなわち、ワーク段３_２が有するすべてのブロック状ワーク２の切断が終了するタイミングを揃えることができる。その結果、ワーク段３_２が有するすべてのブロック状ワーク２の切断が終了する前に、ワーク段３_２からブロック状ワーク２が脱落するおそれを低減できる。そして、接着剤で複数のブロック状ワーク２を結合しなくとも、ワーク段３_２が有するブロック状ワーク２の切断精度の低下を抑制できる。

図１１は、ワイヤの撓み量を制御する手法の一例を示す模式図である。この手法は、第１ガイドローラ１２Ａと挟持用基準体３１との間、第２ガイドローラ１２Ｂとワーク挟持体３２との間に、それぞれ撓み調整手段として撓み調整ローラ１４ａ、１４ｂを配置する。この例では、第１ガイドローラ１２Ａと第２ガイドローラ１２Ｂとに架け渡した複数のワイヤ１１を、さらに第３ガイドローラ１２Ｃに架け渡す。このように、第１ガイドローラ１２Ａと第２ガイドローラ１２Ｂと第３ガイドローラ１２Ｃとの外周部に複数のワイヤ１１を架け渡す。そして、例えば、第１ガイドローラ１２Ａ及び第２ガイドローラ１２Ｂを駆動ローラとし、第３ガイドローラ１２Ｃを従動ローラとして、複数のワイヤ１１を走行させる。このように、複数のワイヤ１１を略三角形状に張ると、ワーク切断装置を小型化することができる。

図１２は、ワイヤの撓み量を制御する手法の別の一例を示す模式図である。図１２に示す手法のように、第１ガイドローラ１２Ａと第２ガイドローラ１２Ｂと第３ガイドローラ１２Ｃとに複数のワイヤ１１を架け渡したワーク切断装置を用いてもよい。図１２に示す手法は、第１、第２、第３ガイドローラ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに張られた複数のワイヤ１１の内側に挟持用基準体３１及びワーク挟持体３２が入る。このため、図１２に示す手法は、ワーク切断装置が大型化することがある。このため、上述した図１１に示す手法のように、第１、第２、第３ガイドローラ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに架け渡された複数のワイヤ１１の外側に挟持用基準体３１及びワーク挟持体３２を配置することが好ましい。

具体的には、図１１に示す手法は、第１ガイドローラ１２Ａと第２ガイドローラ１２Ｂとの間に張られたワイヤ１１がワーク１を切断している。この場合、ワーク１の移動方向（図１１中の矢印Ｍで示す方向）側に、ワーク１を切断しているワイヤ１１と対向するガイドローラ（この例では第３ガイドローラ１２Ｃ）を配置する。このようにすることで、ワーク切断装置の大型化を抑制することができる。なお、図１２に示す手法において、第１、第２、第３ガイドローラ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに複数のワイヤ１１を架け渡したワーク切断装置を用いる場合、複数のワイヤ１１の外側に挟持用基準体３１及びワーク挟持体３２を配置して、アップ（ライズ）カット（ワーク１を複数のワイヤ１１に向けて上昇させる）としてもよい。この場合、撓み調整ローラ１４ａ、１４ｂは、複数のワイヤ１１の第３ガイドローラ１２Ｃ側に配置される。なお、本実施形態においては、図１２に示すような、挟持用基準体３１及びワーク挟持体３２を、第１、第２、第３ガイドローラ１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃに張られた複数のワイヤ１１の内側に配置する手法を排除するものではない。

撓み調整ローラ１４ａ、１４ｂは、ワイヤ１１の切り込み方向と平行な方向（図１１の矢印Ｍで示す方向に対して反対方向）に移動可能である。例えば、ワイヤ１１の切り込み方向側に撓み調整ローラ１４ａ、１４ｂを移動させると、ワーク１の移動方向とは反対方向にワイヤ１１が移動しようとするので、ワイヤ１１の撓み量が大きくなる。また、ワーク１の移動方向側に撓み調整ローラ１４ａ、１４ｂを移動させると、ワイヤ１１の切り込み方向とは反対方向にワイヤ１１が移動しようとするので、ワイヤ１１の撓み量が小さくなる。このように、ワイヤ１１の撓みを制御する撓み調整ローラ１４ａ、１４ｂにより、ワイヤ１１の撓みを制御することもできる。

以上、本実施形態に係るワーク切断方法は、複数段積み重ねられたブロック状ワークをワイヤで切断する場合に、ワイヤの撓みを制御して、第１のブロック状ワークの段を切断中に、第１のブロック状ワークの段に隣接して積み重ねられた第２のブロック状ワークの段の切断が開始されるようにする。このようにすることで、切断中のブロック状ワークの段（第１のブロック状ワークの段）に形成されたワイヤの切り込み及び切断中のブロック状ワークの段に隣接するブロック状ワークの段（第２のブロック状ワークの段）に形成されたワイヤの切り込みが、ワイヤを案内する。その結果、接着剤で複数のブロック状ワーク同士を結合しない場合であってもワイヤの走行が安定し、かつ精度よくワイヤが走行するので、ブロック状ワークの切断精度が向上する。そして、本実施形態に係るワーク切断方法によれば、精度の高い製品を得ることができる。

また、本実施形態に係るワーク切断方法は、マルチワイヤ方式のワーク切断装置を用いて切断対象となるブロック状ワークを同時に複数の薄片状ワークに切断するにあたり、準備工程と、位置決め挟持工程と、切断工程とを含む。位置決め挟持工程は、複数のブロック状ワークを複数段積み重ねる工程である。位置決め挟持工程は、複数のブロック状ワークの端面同士を押し当てて重ねた集合体であるワークを、本実施形態に係るワーク切断装置のワイヤによる切断面に平行で、かつ前記ワイヤとの位置関係が設定された位置決め用基準面に対して押し当てて前記位置決め用基準面に直交する方向にずれないように位置決めするとともに、前記ワークのワイヤ長手方向に位置する両端をワーク挟持体により挟持させる工程である。切断工程は、前記ワーク挟持体により挟持された前記ワークと前記ワーク切断装置とを、前記ワイヤによる切断方向に相対移動させて前記ワークを複数の薄片状ワークに切断する工程である。

このような工程により、本実施形態に係るワーク切断方法は、切断対象となる複数のブロック状ワークを、接着剤を用いることなく位置決め固定して切断することができる。この場合、位置決め用基準体及び挟持用基準体等で、複数のブロック状ワークの集合体であるワークを保持するので、ワークの固定位置を安定させることができる。その結果、ワークの切断精度を向上させることができる。

特に、ブロック状ワークは、ワイヤとの位置関係が設定された位置決め用基準面によりワークを位置決めすることにより、薄片状ワークの厚みの整数倍の長さ及び切り代に形成されて、向かい合う端面が平行なブロック状ワークの集合体であるワークであれば、繋ぎ目部の両端においても位置精度を確保できる。その結果、寸法精度の高い薄片状ワークを得ることができる。また、ワーク材料の無駄を抑制できるので、歩留りも向上する。このため、本実施形態に係るワーク切断方法は、特に、高価な材料、例えば、希土類焼結磁石等の切断に適している。また、接着剤を用いないため、多大な時間を要する接着工程や接着剤の剥離工程が不要となる。このため、ブロック状ワークを切断する工程全体の時間を大幅に短縮させることができ、生産性が向上する。

１、１ａワーク
２、２ａ、２Ｃブロック状ワーク
２ＣＴ端面
２Ｃｂ面
３、３_１、３_２、３_３、３_４ワーク段
１０ワーク切断装置
１１ワイヤ
１２ａ、１２ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃガイドローラ
１３ワーク回収手段
１４ａ、１４ｂ撓み調整ローラ
２１位置決め用基準体
２１ａ位置決め用基準面
２２位置決め用押さえ体
３１挟持用基準体
３１ａ挟持用基準面
３１Ｌ棒状部材
３１ｓスリット
３２ワーク挟持体
４０ワーク移動機構

Claims

切断対象となる複数のブロック状ワークをワイヤで切断するにあたって、
前記複数のブロック状ワークを複数段積み重ねる準備工程と、
前記ワイヤで前記複数のブロック状ワークを切断する切断工程と、を含み、
前記切断工程においては、第１のブロック状ワークの段を切断中に、前記第１のブロック状ワークの段に隣接して積み重ねられた第２のブロック状ワークの段の切断が開始されるように前記ワイヤの撓みを制御することを特徴とするワーク切断方法。
前記第２のブロック状ワークの段に対する前記ワイヤによる切り込み量は、前記第２のブロック状ワークの段の前記第１のブロック状ワークの段と接する面から、前記ワイヤの切り込み方向に向かって３ｍｍ以上である請求項１に記載のワーク切断方法。
前記切断工程においては、前記第１のブロック状ワークの段を切断中に、前記第２のブロック状ワークの段に隣接して積み重ねられた第３のブロック状ワークの段は切断しない請求項１又は２に記載のワーク切断方法。