JP2014000656A - ワイヤ放電加工装置、ワイヤ放電加工方法、加工物 - Google Patents

Abstract

【課題】 加工液槽内の加工液供給機構から供給される加工液の噴流によるワイヤのブレを抑止すること。
【解決手段】 ワイヤと被加工物との間の放電により前記被加工物を加工する仕組みにおいて、前記被加工物と前記ワイヤとの間で放電加工されるために用いられる加工液が貯留される加工液槽を備え、前記加工液槽は、前記加工液槽内に加工液を供給する加工液供給機構と、前記加工液供給機構から供給される加工液による、前記加工液槽内の加工液の噴流を軽減するべく、前記加工液供給機構から供給される加工液の水流を制御する水流制御機構と、を更に備え、前記水流制御機構は、前記ワイヤと前記加工液供給機構との間に設けられていることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

ワイヤ放電加工装置、ワイヤ放電加工方法、加工物に関する。

近年、半導体材料や太陽電池材料、硬質材料等の被加工材料を、放電加工により、短時間で同時に複数切り出す方法が開発されている。

たとえば、ワイヤ放電加工装置は、当該被加工材料を薄板状に切り出すために、給電子を介してワイヤに電圧を印加しながら走行させ、そのワイヤに当該被加工材料を近づけることで放電現象を発生させ、当該被加工材料を放電加工するものである。

特許文献１には、走行する複数本のワイヤで被加工物を放電加工することにより、薄片に切断することが記載されている。

特開２０１０−２６０１５１号公報

しかしながら、従来、例えば、走行するワイヤの速度が速くなるにつれ、また、ワイヤ電極の本数が多くなるにつれ、また、ワイヤ間隔が狭小するにつれて、加工水槽内の加工液が、走行するワイヤによって加工水槽の外に運び出されてしまい、加工水槽内にワイヤ放電加工に必要な加工液の水量を十分に確保することができない場合がある。

そのため、放電発生部である、被加工物（ワーク）とワイヤとの間に、放電加工に必要な加工液の水量を十分に確保できない場合には、例えば、空中放電等が発生し、被加工物であるワークやワイヤを破損してしまい、被加工物を適切に放電加工することができないおそれがあった。

また、加工水槽に供給される加工液の流速の大きい水流が直接ワイヤに当たることにより、その加工液の水流によりワイヤの間隔が変動して（ワイヤがぶれてしまい）、被加工物を適切に放電加工することができないおそれがあった。すなわち、加工液槽に供給される加工液の噴流によりワイヤがぶれてしまい、被加工物を均一に加工することが困難であった。

本発明は、加工液槽内の加工液供給機構から供給される加工液の噴流によるワイヤのブレを抑止するための仕組みを提供することを目的とする。

本発明は、ワイヤと被加工物との間の放電により前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、前記被加工物と前記ワイヤとの間で放電加工されるために用いられる加工液が貯留される加工液槽を備え、前記加工液槽は、前記加工液槽内に加工液を供給する加工液供給機構と、前記加工液供給機構から供給される加工液による、前記加工液槽内の加工液の噴流を軽減するべく、前記加工液供給機構から供給される加工液の水流を制御する水流制御機構と、を更に備え、前記水流制御機構は、前記ワイヤと前記加工液供給機構との間に設けられていることを特徴とする。

また、本発明は、ワイヤと被加工物との間の放電により前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置によるワイヤ放電加工方法であって、加工液槽が、前記被加工物と前記ワイヤとの間で放電加工されるために用いられる加工液が貯留し、前記加工液槽が備える加工液供給機構が、前記加工液槽内に加工液を供給し、前記加工液槽に備える水流制御機構が、前記ワイヤと前記加工液供給機構との間に設けられており、前記加工液供給機構から供給される加工液による、前記加工液槽内の加工液の噴流を軽減するべく、前記加工液供給機構から供給される加工液の水流を制御することを特徴とする。

また、本発明は、このワイヤ放電加工方法により、ワイヤにより前記被加工物を放電加工されることにより加工された加工物。

本発明によれば、加工液槽内の加工液供給機構から供給される加工液の噴流によるワイヤのブレを抑止することができる。

マルチワイヤ放電加工システムを前方から見た外観図である。 図１に示す点線１６枠内の拡大図である。 マルチワイヤ放電加工装置１が備える、加工液槽６と、囲い板１２と、ワイヤ７との構成を示す図である。 マルチワイヤ放電加工装置１が備える囲い板１２内に放電加工に必要な加工液の水量が貯留されることを説明するための図である。 マルチワイヤ放電加工装置１が備える、囲い板１２、給水部１３、整流板１４の構成を説明するための図である。 マルチワイヤ放電加工装置１が備える、整流板１４と、ワイヤ７の構成について説明する図である。 マルチワイヤ放電加工装置１が備える、加工液槽６に加工液が供給される加工液供給口７０１を説明するための図である。 加工液供給口７０１から、水流制御板１７を備えていない加工液槽６に加工液が供給され、当該加工液が供給されることによる加工液槽６内の加工液の流れを示した図である。 加工液供給口７０１から、水流制御板１７を備えている加工液槽６に加工液が供給され、当該加工液が供給されることによる加工液槽６内の加工液の流れを示した図である。

以下、添付図面を参照して、本発明を好適な実施形態に従って詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係るマルチワイヤ放電加工装置１を前方から見た外観図である。尚、図１に示す各機構の構成は一例であり、目的や用途に応じて様々な構成例があることは言うまでもない。

本発明の実施の形態に係るマルチワイヤ放電加工システムは、マルチワイヤ放電加工装置１、電源ユニット（電源装置）１５、加工液供給装置１８から構成されている。

マルチワイヤ放電加工システムは、放電により、並設された複数本のワイヤ７（ワイヤ電極）の間隔で被加工物（図１の例では、シリコンインゴット５）を薄片にスライスすることができる。

マルチワイヤ放電加工装置１は、電源ユニット１５と電線（電圧印加線）を介して接続されており、電源ユニット１５から供給される電力により作動する。

マルチワイヤ放電加工装置１は、不図示のサーボモータにより駆動されるワーク送り装置３が上下方向に移動することにより、ワーク送り装置３に接着剤（接着部４の接着剤）により接着されているワーク（ワークは、被加工物を示し、図１の例ではシリコンインゴット５である）を上下方向に移動することができる。

また、マルチワイヤ放電加工装置１は、本発明のワイヤ放電加工装置の適用例であり、ワイヤと被加工物との間で発生する放電により被加工物を加工する。

本発明の実施の形態では、シリコンインゴット５が下方向に移動することで、シリコンインゴット５とワイヤ７とが接近し、シリコンインゴット５とワイヤ７との間で放電が発生し、シリコンインゴット５の放電加工を行う。このとき、シリコンインゴット５とワイヤ７との間の空間（放電ギャップ（シリコンインゴット５とワイヤ７との間の隙間））には加工液が満たされており、この加工液が所定幅の電気抵抗値を有していることから、シリコンインゴット５とワイヤ７との間で放電が発生し、シリコンインゴット５の放電加工を行うことができる。

また、ワーク送り装置３をワイヤ７よりも下部へ設け、シリコンインゴット５を上方向へ移動させることにより、シリコンインゴット５とワイヤ７との間で放電加工を行わせるようにすることも可能である。

本実施の形態では、被加工物の一例としてシリコンインゴット５を用いて説明するが、ＳＩＣ（炭化シリコン）などの、絶縁体ではない他の材料（導体又は半導体）を用いることもできる。

マルチワイヤ放電加工装置１は、図１に示すように、マルチワイヤ放電加工装置１の土台として機能するブロック１９と、ブロック１９の上部の装置内に設置されている、ブロック２と、ワーク送り装置３と、接着部４と、シリコンインゴット５と、加工液槽６と、メインローラ８と、ワイヤ７と、メインローラ９と、給電ユニット１０と、給電子１１と、囲い板１２と、給水部１３と、整流板１４と、水流制御板１７を備えている。

１５は、電源ユニット（電源装置）であり、２には、サーボモータを制御する放電サーボ制御回路が放電の状態に応じて効率よく放電を発生させるために放電ギャップを一定の隙間に保つように制御し、またワークの位置決めを行い、放電加工を進行させる。

１８は、加工液供給装置であり、放電加工部の冷却、加工チップ（屑）の除去に必要な加工液をポンプによりシリコンインゴット５とワイヤ７へ送液すると共に、加工液中の加工チップの除去、イオン交換樹脂による比抵抗または電導度（１μＳ〜２５０μＳ）の管理、液温（２０℃付近）の管理を行う。加工液には、主に水が使用されるが、放電加工油を用いることもできる。本実施の形態では、加工液の例として水を用いるが、放電加工油でもよい。

８，９はメインローラであり、メインローラには、所望する厚さで加工出来るようにあらかじめ決められたピッチ、数で溝が形成されており、ワイヤ供給ボビンからの張力制御されたワイヤが２つのメインローラに必要数巻きつけられ、巻き取りボビンへ送られる。ワイヤ速度は１００ｍ／ｍｉｎから９００ｍ／ｍｉｎ程度が用いられる。

メインローラ９は、本発明のガイドローラの適用例であり、メインローラ９が回転することによりメインローラ９に巻きつけられたワイヤ７を走行させる。

２つのメインローラが同じ方向でかつ同じ速度で連動して回転することにより、ワイヤ繰出し部から送られた１本のワイヤ７がメインローラ（２つ）の外周を周回し、並設されている複数本のワイヤ７を同一方向に走行させることができる。

ワイヤ７は、１本の繋がったワイヤであり、図示しないボビンから繰り出され、メインローラ８、９の外周面のガイド溝（図示しない）に嵌め込まれながら、当該メインローラの外側に多数回（最大で２０００回程度）螺旋状に巻回された後、図示しないボビンに巻き取られる。

加工液槽６は、所定の範囲の比抵抗（電気伝導度）に管理されたイオン交換水を、並設されたワイヤ７（ワイヤ電極とも言う）とシリコンインゴット５とが近接する放電ギャップの位置（放電点）に加工液として供給している。

加工液槽６は、本発明の加工液槽の適用例であり、被加工物とワイヤとの間で放電加工されるために用いられる加工液が貯留される。

給水部１３から噴射される冷却水の比抵抗は、イオン交換水（加工液）の比抵抗とほぼ等しく、冷却水の比抵抗も加工液と同様にイオン交換樹脂により管理されている。これは冷却水と加工液が混ざっても放電に影響をあたえないためである。

すなわち、給水部１３から噴射される冷却水は、メインローラ８、９、ワイヤ７を冷却する加工液である。

また、給水部１３から噴射される加工液は、加工液槽６に貯留されている加工液と同一、又はほぼ同一の比抵抗を有する加工液である。

また、整流板１４は、給水部１３から噴射される加工液を、走行しているワイヤ７により、加工液槽６に流し込むための機構である。整流板１４の構成については、後で詳しく説明する。

また、囲い板１２は、加工液槽６、及びワイヤ７の上部に設けられており、加工液槽６内に流入する加工液の界面（液面）がワイヤ７よりも高い位置になるように、ワークの周りを囲っている、囲い板１２を用いることで、加工液の水位がワイヤ７よりも高くすることが可能となる。

囲い板１２は、本発明の流出抑制板の適用例であり、加工液槽よりも上部に設けられ、加工液槽内に貯留される加工液の当該加工液槽からの流出を抑制する。また、流出抑制板と加工液槽との間の隙間には、走行するワイヤが設けられている。

図３に示す囲い板１２は、加工液槽６の縁上に設けられているが、加工液槽６の縁の直上ではなく、加工液槽６の内側、又は外側に設けるようにすることもできる。

また、図３に示す流出抑制板は、加工液槽６内の加工液を囲むように構成されているが、少なくとも、被加工物に対してワイヤの走行方向側に設けることで、加工液槽６内の加工液が、ワイヤが走行している方向に運び出され加工液槽６の外に運び出されるのを防ぎ、ワークとワイヤとの間の隙間（放電ギャップ）に、放電加工に必要な加工液の水量を確保することができるようになる。

流出抑制板は、被加工物に対してワイヤの走行方向側の加工液槽の縁よりも上部に設けられている。

また、加工液槽６の内部には、加工液の流れ（水流）を制御するための水流制御板１７を備えている。

加工液槽６内への加工液の供給は、加工液槽６の下部に備えられた加工液供給部（加工液供給口７０１を加工液供給部とも言う。）から行われる。そのため、加工液供給部から供給された加工液が、ワイヤ７の下部から直接ワイヤ７にあたり、その加工液の水流によりワイヤの間隔が変動してしまい（ワイヤがぶれてしまい）、被加工物を均一に加工することが難しくなるおそれがある。

そのため、図９を用いて、後で説明するが、被加工物の加工の不均一性の増大を抑えるために、加工液供給部から供給された加工液が、ワイヤ７の下部から直接ワイヤ７にあたらないようにするための水流制御板１７を、加工液槽６内に設けている。

水流制御板１７についての詳細は、図９を用いて、後で説明する。

次に、図２について、説明する。

図２は、図１に示す点線１６枠内の拡大図である。

ブロック２は、ワーク送り装置３と接合されている。また、ワーク送り装置３は、シリコンインゴット５（ワーク）と接着部４により接着（接合）されている。

本実施例では、被加工材料（ワーク）として、シリコンインゴット５を例に説明する。

接着部４は、ワーク送り装置３と、シリコンインゴット５（ワーク）とを接着（接合）するためのものであれば何でもよく、例えば、導電性接着剤が用いられる。

ワーク送り装置３は、接着部４により接着（接合）されているシリコンインゴット５を上下方向に移動する機構を備えた装置であり、ワーク送り装置３が下方向に移動することにより、シリコンインゴット５をワイヤ７に近づけることが可能となる。

加工液槽６は、加工液を溜めるための容器である。加工液は、例えば、抵抗値が高い脱イオン水である。ワイヤ７と、シリコンインゴット５との間に、加工液が設けられることにより、ワイヤ７と、シリコンインゴット５との間で放電が発生し、シリコンインゴット５を削ることが可能となる。

また、図１でも説明したが、マルチワイヤ放電加工装置１は、加工液槽６の上部に囲い板１２を備えている。

囲い板１２は、放電発生部である、ワークとワイヤとの間（放電ギャップ）に、放電加工に必要な加工液の量を確保するために備えている。

囲い板１２は、本発明の囲い板であり、加工液槽６の上部に設けられ、加工液槽６内に貯留される加工液の水位をワイヤ７よりも上位になるように貯留し、ワイヤが走行することによる、加工液槽内の加工液の加工漕外への流出量を減らすように機能する。

また、囲い板１２と加工液槽６との間には、隙間があり、その隙間を走行するワイヤが設けられている。

囲い板１２についての詳細は、図３、図４、図５を用いて、後で説明する。

図２に示すように、加工液槽６の上部に囲い板１２が設けられ、更に、給水部１３から加工液がメインローラ９、及び／又は、加工液槽６又は囲い板１２との間のワイヤ７に、噴射され、当該噴射された加工液が、整流板１４を通り加工液槽６内に貯留される。このようにして加工液槽６内に貯留される加工液の水位がワイヤ７よりも上位になるように貯留することができ、ワイヤが走行することによる、加工液槽内の加工液の加工漕外への流出量を減らすことができる。

これにより、放電発生部である、ワークとワイヤとの間（放電ギャップ）に、放電加工に必要な加工液の量を確保することが出来るようになり、放電加工を安定して行うことができ被加工物への欠陥の発生を防ぐことが可能となる。

図２に示すように、マルチワイヤ放電加工装置１は、整流板１４と給水部１３を備えている。

給水部１３は、加工液を、メインローラ９の上部でありメインローラ９に巻きつけられたワイヤの上部、及び／又はメインローラ９と加工液槽６との間のワイヤの上部に流すように、これらの上部に配置されている。

給水部１３は、本発明の給水機構の適用例であり、メインローラ９と加工液槽との間で走行するワイヤ、及び／又はメインローラ９に加工液を噴射する。

この給水機構は、ワイヤ７の走行方向とは逆方向に設けられたメインローラ９と加工液槽６との間のワイヤ７、及び／又は当該メインローラ９に加工液を噴射する。

また、給水機構は、ワイヤ７の走行方向とは逆方向に設けられたメインローラ９と加工液槽６との間のワイヤ７、及び／又は当該メインローラ９よりも上部に設けられている。

給水部１３は、ワイヤ７に給電されている場合にワイヤ電極（ワイヤ７）から発する熱から、メインローラ９を保護するために、メインローラ９の上部でかつ、メインローラ９に巻きつけられたワイヤの上部に、冷却水としての加工液を噴射する。

ここでは、ワーク（シリコンインゴット５）とワイヤ７との間の隙間に、放電加工に必要な加工液の量を確保するために、この冷却水としての加工液を利用する。そのために、整流板１４を設けて、メインローラ９を伝わってきた冷却用の加工液を加工液槽６に運ぶように構成している。これにより、ワイヤの静止状態からワイヤの走行状態まで放電加工に必要な加工液槽６内の加工液量の確保が可能となる。

例えば、給水部１３からの加工液の噴射を行わず、ワイヤを走行した場合、囲い板１２と加工液槽６との間の隙間を走行しているワイヤにより、空気が加工液槽６内に大量に入り込むと共に、囲い板１２と加工液槽６との間の隙間から、加工液槽６内の加工液が漏れ出し加工液槽６内の水位が低下してしまうおそれがある。

このような課題を解消するために、マルチワイヤ放電加工装置１は、整流板１４と給水部１３を備えている。

メインローラ８、９（ガイドローラとも言う）には、ワイヤ７を取り付けるための溝が複数列形成されており、その溝にワイヤ７が取り付けられている。そして、メインローラ８、９が右又は左回転することにより、ワイヤ７が走行する。

メインローラにワイヤ７が複数回巻きつけられており、メインローラに刻まれた溝に従い、所定ピッチでワイヤ７が整列している。

メインローラ８、９は中心に金属を使用し、外側は樹脂で覆う構造である。

給電子１１は、機械的摩耗に強く、導電性があることが要求され超硬合金が使用されている。

メインローラの間の中央部の上部に、シリコンインゴット５が配置され、シリコンインゴット５はワーク送り装置３に取付けられており、ワーク送り装置３が上下方向に移動することにより、シリコンインゴット５が上下方向に移動し、シリコンインゴット５の加工を行う。

また、メインローラ間の中央部に加工液槽６を設け、ワイヤ７およびシリコンインゴット５を浸漬し、放電加工部の冷却、加工チップの除去を行う。

ワイヤ７は、図２に示すように、メインローラ８、９に取り付けられ、メインローラ８、９の上側、及び下側にワイヤ列を形成している。

また、ワイヤ７は、伝導体であり、電源ユニット１５から電圧が供給された給電ユニット１０の給電子１１と、ワイヤ７とが接触することにより、当該供給された電圧が給電子１１からワイヤ７に印加される。（給電子１１がワイヤ７に電圧を印加している。）

そして、ワイヤ７と、シリコンインゴット５との間で放電が起き、シリコンインゴット５を削り（放電加工を行い）、薄板状のシリコン（シリコンウエハ）（加工物）を作成することが可能となる。

次に、図３を用いて、加工液槽６と、囲い板１２と、ワイヤ７との構成について説明する。

図３は、マルチワイヤ放電加工装置１が備える、加工液槽６と、囲い板１２と、ワイヤ７との構成を示す図である。

図３に示す通り、加工液槽６と囲い板１２との間には隙間があり、その隙間にワイヤ７が走行する構成となっている。

加工液槽６内に供給される加工液は、この隙間から流れ出ることになるが、この隙間から流れ出る以上の流量の加工液が加工液槽６に供給される。

そのため、囲い板１２内にも、放電加工に必要な加工液の水量が貯留されることとなる。

次に、図４を用いて、囲い板１２内に放電加工に必要な加工液の量が貯留されることを説明する。

図４は、マルチワイヤ放電加工装置１が備える囲い板１２内に放電加工に必要な加工液の水量が貯留されることを説明するための図である。

図４の（Ａ）は、囲い板１２を備えていない加工液槽６内に加工液が溜められ、ワイヤ７が走行していない状態を示す図である。

図４の（Ａ）に示すように、ワイヤ７が走行していないため、加工液槽６内に供給される加工液により、ワイヤ７と、加工液槽６内の加工液とが接触している状態となる。

また、図４の（Ｂ）は、囲い板１２を備えていない加工液槽６内に加工液が溜められ、ワイヤ７が走行している状態を示す図である。

図４の（Ｂ）に示すように、ワイヤ７が走行しているため、加工液槽６内の加工液が、ワイヤが走行している方向に運び出され、加工液槽６内の加工液が、ワイヤ７に一部接触していない状態となる。図４の（Ｂ）に示す加工液槽６内の矢印は、加工液槽６内の加工液の流れを示している。ワイヤが走行しているため、加工液槽６内の加工液が、図４の（Ｂ）に示す矢印のように流れてしまい、加工液槽６内の加工液が、ワイヤが走行している方向に運び出され、加工液槽６の外に出てしまう。そのため、加工液槽６内の加工液が、ワイヤ７に接触することさえできず、ワークとワイヤとの間（放電ギャップ）に、放電加工に必要な加工液の水量を確保することが難しくなってしまう。

そこで、本実施の形態では、図４の（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、加工液槽６の上部に、囲い板１２を備え、ワークとワイヤとの間（放電ギャップ）に、放電加工に必要な加工液の水量を確保するようにしている。

図４の（Ｃ）は、加工液槽６、及び囲い板１２内に加工液が溜められ、ワイヤ７が走行していない状態を示す図である。

また、図４の（Ｄ）は、加工液槽６、及び囲い板１２内に加工液が溜められ、ワイヤ７が走行している状態を示す図である。

図４の（Ｄ）に示すように、加工液槽６と囲い板１２との間のワイヤ７が走行しているため、加工液槽６内の加工液が、ワイヤが走行している方向に運び出されるが、囲い板が、当該運び出される加工液が加工液槽６、及び囲い板１２の外に運び出されるのを防いでいる。

そのため、ワークとワイヤとの間の隙間（放電ギャップ）に、放電加工に必要な加工液の水量を確保することができるようになる。

図４の（Ｄ）に示す加工液槽６内の矢印は、加工液槽６内の加工液の流れを示している。

また、ワイヤ速度の増加などにより加工液槽６内の水流が大きくなる場合には、囲い板の高さを上げる（調整する）ことで加工液槽６の外への水の運び出し（流出）を減らすことが可能である。

次に、図５を用いて、マルチワイヤ放電加工装置１が備える、囲い板１２、給水部１３、整流板１４の構成について説明する。

図５は、マルチワイヤ放電加工装置１が備える、囲い板１２、給水部１３、整流板１４の構成を説明するための図である。

図５を用いて、給水部１３から噴射される冷却水としての加工液を、ワイヤ７の走行、及び整流板１４により、加工液槽６、及び囲い板１２に、流入させ、ワークとワイヤとの間の隙間に、放電加工に必要な加工液の水量を確保することについて説明する。

上述したように、図４の（Ｂ）では、ワイヤが走行すると、加工液槽６内の加工液が加工液槽６の外に出てしまい、ワイヤ７が、加工液に浸かっていない状態となる。

また、この課題を改善するために、囲い板１２を備える構成としたが、囲い板１２と、加工液槽６との間の隙間（ワイヤが走行するための隙間）から、空気が入ってきたり、加工液が漏れてしまい、ワイヤが走行する方向とは逆方向側の加工液槽６内のワイヤが、加工液に一部浸かっていない状態となるおそれもある。

そこで、更に、ワークとワイヤとの間に、放電加工に必要な加工液の水量を確保するための機構について、図５を用いて説明する。

給水部１３は、図５に示すように、ワイヤからの発熱からメインローラ９を保護するために、冷却水としての加工液をメインローラ９に噴射する。また、メインローラ９と加工液槽６との間のワイヤ７の上に加工液を噴射することもできる。

給水部１３から、メインローラ９により走行するワイヤ７に加工液が噴射され、走行しているワイヤ７により、噴射された加工液が加工液槽６と囲い板１２との間の隙間に流れていく。

その際に、ワイヤ７から落ちた加工液も、加工液槽６と囲い板１２との間の隙間に流すために、図５に示すように、整流板１４を、メインローラ９と加工液槽６、及び／又は囲い板１２との間の走行中のワイヤ７の下に設ける。

このように、給水部１３から、走行するワイヤ７／メインローラ９に加工液が噴射され、走行しているワイヤ７により、整流板１４、及びワイヤ７にある加工水が加工液槽６と囲い板１２との間の隙間に流れていく。

マルチワイヤ放電加工装置１が備える整流板１４とワイヤ７の構成については、図６を用いて説明する。

図６は、マルチワイヤ放電加工装置１が備える、整流板１４と、ワイヤ７の構成について説明する図である。

整流板１４は、図６に示すように、ワイヤ７の下部に設けられ、整流板の底板（底面）と側板（側面）により、ワイヤ７から落ちた加工液が溜められ、走行しているワイヤ７の上下面で、ワイヤ７の走行により、噴射された加工液を、加工液槽６、及び／又は囲い板１２に運ぶことができる。

整流板１４は、本発明の整流板の適用例であり、メインローラ９と加工液槽６との間のワイヤ７の下部に設けられた、給水機構により噴射された加工液を加工液槽に送り出す。

そして、加工液槽６、及び／又は囲い板１２に運ばれた加工液は、加工液槽６と囲い板１２との間の隙間を通り、加工液槽６と囲い板１２の中に入り、ワークとワイヤとの間に、放電加工に必要な加工液の水量を確保することが出来るようになる。

これにより、ワイヤの静止状態からワイヤの走行状態まで放電加工に必要な加工槽内の加工液量の確保が可能となる。

次に、図７を用いて、マルチワイヤ放電加工装置１が備える、加工液槽６に加工液が供給される加工液供給口７０１について説明する。

図７は、マルチワイヤ放電加工装置１が備える、加工液槽６に加工液が供給される加工液供給口７０１を説明するための図である。

図７に示すように、加工液槽６には、加工液槽６の下部の前面側の左右にそれぞれ加工液供給口７０１を設けている。

このそれぞれの加工液供給口７０１から、加工液槽６内に加工液が供給される。

加工液供給口７０１は、加工槽の底面など他の位置であってもよく、また設置数量も２か所に限定されるものではない。

また、加工液供給口７０１は、加工液供給装置１８と導通しており、加工液供給装置１８から、加工液が加工液供給口７０１に供給され、加工液供給口７０１から加工液槽６内に加工液が供給される。

加工液供給口７０１は、本発明の加工液供給機構の適用例であり、加工液槽６内に加工液を供給する。

図８は、加工液供給口７０１から、水流制御板１７を備えていない加工液槽６に加工液が供給され、当該加工液が供給されることによる加工液槽６内の加工液の流れを示した図である。

図８の（Ａ）に示す加工液槽６内の矢印は、加工液が供給されることによる加工液槽６内の加工液の流れを表している。

図８（Ａ）では、加工液槽６の両側面の加工液供給口７０１から加工液を供給したときに、２つの水流がぶつかり合って水面方向へ噴流となって湧き上がるため、複数本のワイヤ７に当該噴流が直接当たることとなり、等間隔に張設されたワイヤ間の間隔が乱されるおそれがある。

図８（Ｂ）では、加工液供給口７０１を２つではなく１つにした場合の図である。矢印は、加工液が供給されることによる加工液槽６内の加工液の流れを表している。

図８（Ｂ）のように、加工液槽６の片側面の加工液供給口７０１から加工液を供給したときに、水流は加工液供給口７０１とは反対側の側面にぶつかった後、水面方向へ噴流となって湧き上がるため、図８（Ａ）と同様にワイヤ間の間隔が乱されるおそれがある。

次に、図９を用いて、加工液供給口７０１から、水流制御板１７を備えている加工液槽６に加工液が供給され、当該加工液が供給されることによる加工液槽６内の加工液の流れについて説明する。

図９は、加工液供給口７０１から、水流制御板１７を備えている加工液槽６に加工液が供給され、当該加工液が供給されることによる加工液槽６内の加工液の流れを示した図である。

図９に示す加工液槽６内の矢印は、加工液が供給されることによる加工液槽６内の加工液の流れを表している。

図９に示すように、水流制御板１７は、加工液槽６の底部近傍に、加工液供給口７０１をワイヤ張設部から隔絶するように設置することにより、水流は加工液槽６の底部と水流制御板１７の間を通り、複数本のワイヤ７が張設された水面方向に直接湧き上がることなく、流速が緩和された状態で水面に達するため、等間隔に張設されたワイヤの間隔を乱すことが低減され、より安定した放電加工が可能となる。

図９の（Ｃ）、（Ｄ）は、それぞれ、同一の加工液槽６を示した図であり、加工液槽６を見ている方向がそれぞれ異なる。図９の（Ｃ）は、正面から見た図であり、図９の（Ｄ）は右側から見た図である。

図９の（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、少なくとも、複数本のワイヤ７の幅（Ｌ０からＬ１の間の距離）、又はそれ以上の幅を有する水流制御板１７を、ワイヤ７の下部に備えている。

図９の（Ｄ）に示すように、加工液供給口７０１から供給された加工液は、水流制御板１７により、前面から後面方向に流れ、加工液槽６の壁面（後方の壁面）にぶつかり、そのまま水面方向に上昇する。そして、その水流は、直接ワイヤに衝突することなく、ワイヤのない水面方向に流れ、ワイヤのある部分に流れるため、水流によりワイヤの間隔が変動して（ワイヤがぶれてしまい）、被加工物を均一に加工することが難しくなるおそれを低減させることが可能となる。

このように、水流制御板１７（水流制御機構）は、加工液供給口（加工液供給機構）から供給される加工液の水流をワイヤ７が受ける力を減らすように当該加工液の水流を制御する。

すなわち、水流制御板１７（水流制御機構）は、加工液供給口（加工液供給機構）から供給される加工液を、水流制御板１７（水流制御機構）を迂回させ、当該加工液の水流をワイヤ７が受ける力を減らすように当該加工液の水流を制御する。

また、水流制御板１７は、張設されるワイヤ７の本数に応じて、例えば図９（Ｄ）に示すＬ１からＬ２の範囲において、その奥行の寸法を調節可能に構成することにより、ワイヤ７の張設位置に湧き上がる噴流をワイヤ７に直接当たらないようにできるため、水流によりワイヤの間隔が変動して（ワイヤがぶれてしまい）、被加工物を均一に加工することが難しくなるおそれを低減させることが可能となる。そして、結果として、安定した放電加工が可能となる。

図９の（Ｄ）に示すように、ワイヤ７の本数が増え、ワイヤ７の幅が、例えば、Ｌ０からＬ２の間の距離に長くなると、その長さに応じて、水流制御板１７の長さをＬ０からＬ２の間の長さになるように、調節可能に構成している（水流制御板１７をスライドさせ長さを調整できる機構（調整部）を備えている）ため、ワイヤ７の本数に応じて、水流制御板１７の長さを調整することが可能となり、例えば、ワイヤ７の本数に応じた長さの水流制御板１７に取り換えるといった、ユーザの煩雑な作業を軽減することも可能である。

すなわち、水流制御板１７は、ワイヤの本数に従って決定される長さに調整可能な板（水流制御機構）である。

このように、水流制御板１７は、ワイヤ７の本数に従って板の長さを調整する調整部を備えている。

図９の（Ｄ）に示すように、加工液供給口７０１（加工液供給機構）、及び水流制御板１７（水流制御機構）、ワイヤが走行する配置位置は、加工液槽６内の同一方向の位置である。すなわち、図９の例では、前面の方向に、それぞれ設けられている。

水流制御板１７は、本発明の水流制御機構の適用例であり、加工液供給口７０１（加工液供給機構）から供給される加工液による、加工液槽６内の加工液の噴流を軽減するべく、加工液供給口７０１（加工液供給機構）から供給される加工液の水流を制御する。

また、水流制御板１７は、ワイヤ７と加工液供給口７０１（加工液供給機構）との間に設けられており、加工液供給口７０１から供給される加工液が、水流制御板を迂回して水面方向に流れる位置に配置されている。

また、加工液槽６内の加工液の水面近傍に走行するワイヤ７の下部に、加工液供給口７０１が設けられ、水流制御板１７は、当該ワイヤ７と加工液供給口７０１との間に設けられた板である。

また、水流制御板１７は、複数本のワイヤ７の幅に従って決定される長さの板であり、複数本のワイヤ７の幅と同一、又は当該幅よりも長い板である。

以上、本発明によれば、加工液槽内の加工液供給機構から供給される加工液の噴流によるワイヤのブレを抑止することができる。

また、本発明によれば、さらに、放電加工部（放電ギャップ）における、放電加工に必要な加工液の量を確保し、被加工物を適切に放電加工することができる。

また、本実施の形態で説明したワイヤ放電加工方法により、被加工物を放電加工されることにより加工された加工物も本発明の特徴である。

１ マルチワイヤ放電加工装置
２ ブロック２
３ ワーク送り装置
４ 接着部
５ シリコンインゴット
６ 加工液槽
７ ワイヤ
８ メインローラ
９ メインローラ
１０ 給電ユニット
１１ 給電子
１２ 囲い板
１３ 給水部
１４ 整流板
１５ 電源ユニット
１７ 水流制御板
１８ 加工液供給装置
１９ ブロック

本発明は、ワイヤ放電加工装置、ワイヤ放電加工方法、加工物に関し、加工液槽内の加工液供給口から供給される加工液の噴流によるワイヤのブレを低減し、被加工物を適切に放電加工するための技術に関する。

本発明は、加工液槽内の加工液供給口から供給される加工液の噴流によるワイヤのブレを低減し、被加工物を適切に放電加工するための仕組みを提供することを目的とする。

本発明は、ワイヤと被加工物との間の放電により前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、前記被加工物と前記ワイヤとの間で放電加工されるために用いられる加工液が貯留される加工液槽と、前記加工液槽に導通し、前記加工液を供給する加工液供給装置から前記加工液槽内に前記加工液を供給する加工液供給口と、前記加工液供給口から前記加工液槽内に供給される前記加工液の、前記加工液槽内の前記加工液の水面方向への水流を抑えるように設置された水流制御機構と、を備え、前記水流制御機構は、前記ワイヤと前記加工液供給口との間の、前記加工液供給口の鉛直方向の上部に設けることを特徴とする。

また、本発明は、ワイヤと被加工物との間の放電により前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置によるワイヤ放電加工方法であって、加工液槽が、前記被加工物と前記ワイヤとの間で放電加工されるために用いられる加工液を貯留し、前記加工液槽に導通した加工液供給口が、前記加工液を供給する加工液供給装置から前記加工液槽内に前記加工液を供給し、前記ワイヤと前記加工液供給口との間の、前記加工液供給口の鉛直方向の上部に設けられた水流制御機構が、前記加工液供給口から前記加工液槽内に供給される前記加工液の、前記加工液槽内の前記加工液の水面方向への水流を抑えることを特徴とする。

また、本発明は、前記ワイヤ放電加工方法により前記被加工物が加工された加工物を特徴とする。

本発明によれば、加工液槽内の加工液供給口から供給される加工液の噴流によるワイヤのブレを低減し、被加工物を適切に放電加工することができる。

Claims (8)

1. ワイヤと被加工物との間の放電により前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、
   前記被加工物と前記ワイヤとの間で放電加工されるために用いられる加工液が貯留される加工液槽を備え、
   前記加工液槽は、
   前記加工液槽内に加工液を供給する加工液供給機構と、
   前記加工液供給機構から供給される加工液による、前記加工液槽内の加工液の噴流を軽減するべく、前記加工液供給機構から供給される加工液の水流を制御する水流制御機構と、
   を更に備え、
   前記水流制御機構は、前記ワイヤと前記加工液供給機構との間に設けられていることを特徴とするワイヤ放電加工装置。
2. 前記水流制御機構は、前記加工液供給機構から供給される加工液が、前記水流制御機構を迂回して水面方向に流れる位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。
3. 前記加工液槽内の加工液の水面近傍に走行するワイヤの下部に、前記加工液供給機構が設けられ、前記水流制御機構は、当該ワイヤと前記加工液供給機構との間に設けられた板であることを特徴とする請求項１又は２に記載のワイヤ放電加工装置。
4. 前記水流制御機構は、複数本のワイヤの幅に従って決定される長さの板であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のワイヤ放電加工装置。
5. 前記水流制御機構は、複数本のワイヤの幅と同一、又は当該幅よりも長い板であることを特徴する請求項１乃至４の何れか１項に記載のワイヤ放電加工装置。
6. 前記水流制御機構は、前記ワイヤの本数に従って板の長さを調整する調整部を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のワイヤ放電加工装置。
7. ワイヤと被加工物との間の放電により前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置によるワイヤ放電加工方法であって、
   加工液槽が、前記被加工物と前記ワイヤとの間で放電加工されるために用いられる加工液が貯留し、
   前記加工液槽が備える加工液供給機構が、前記加工液槽内に加工液を供給し、
   前記加工液槽に備える水流制御機構が、前記ワイヤと前記加工液供給機構との間に設けられており、前記加工液供給機構から供給される加工液による、前記加工液槽内の加工液の噴流を軽減するべく、前記加工液供給機構から供給される加工液の水流を制御することを特徴とするワイヤ放電加工方法。
8. 請求項７に記載のワイヤ放電加工方法により、前記ワイヤにより前記被加工物を放電加工されることにより加工された加工物。
   

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