JP2014161924A

JP2014161924A - ワイヤソー

Info

Publication number: JP2014161924A
Application number: JP2013032268A
Authority: JP
Inventors: Toyohiro Hoshiyama; 豊宏星山; Tatsumi Hamazaki; 辰己濱崎
Original assignee: Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Current assignee: Toyo Advanced Technologies Co Ltd
Priority date: 2013-02-21
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2014-09-08

Abstract

【課題】加工精度及び耐久性に優れたワイヤソーを提供する。
【解決手段】走行するワイヤ３にワークＷを押し付けて切断するワイヤソー１である。回転軸Ａを中心に回転する複数の円柱状のワイヤガイド２Ｒ，２Ｌの周囲に、ワイヤ３が巻き付けられている。ガイド溝１１にワイヤ３を巻き掛けることにより、一対のワイヤガイド２Ｒ，２Ｌの間に同一ピッチＰで平行に並ぶワイヤ列１０が形成されている。直交する方向から見て、ワイヤ列１０が回転軸Ａに対して傾斜している。
【選択図】図９

Description

本発明は、走行するワイヤにインゴット等（ワーク）を押し付けて切断し、一度に複数の薄膜片を形成することができるワイヤソーに関し、特に、ワイヤガイドへのワイヤの巻き掛け方に関する。

ワイヤガイドの構造は、例えば、特許文献１に開示されている。

ワイヤの巻き掛け方に関する先行技術は、例えば、特許文献２や特許文献３に開示されている。

特開２００８−１２６３４１号公報特開２０００―１０８０１２号公報特開２０００−３０９０１５号公報

この種のワイヤソーでは、互いに平行な回転軸を中心に回転する円柱状のワイヤガイドが、離れて並べられている。これらワイヤガイドの周囲にワイヤが巻き付けられていて、２つのワイヤガイド間に、等ピッチで回転軸と直交する方向に延びる一群のワイヤからなるワイヤ列が形成されている。高速で走行するワイヤ列にワークを押し付けることにより、ワークは複数の薄膜片に分断される。

走行中、ワイヤは振動する。そのため、大きく振動するワイヤでワークを切断すると、切削量や切削位置がばらついて加工精度が低下する。特に、切り始め時は、ワイヤがワークに食い込み始めるため、その影響が大きい。

ワイヤは、ワイヤガイドの外周に形成された環状のガイド溝に巻き掛けられている。そのガイド溝は、ワイヤと擦れて偏摩耗するため、ワイヤガイドの製品寿命を短くしている。

本発明の目的は、加工精度及び耐久性に優れたワイヤソーを提供することにある。

開示するワイヤソーは、走行するワイヤにワークを押し付けて当該ワークを切断するワイヤソーである。ワイヤソーは、互いに離れた位置に並べられて、互いに平行な回転軸を中心に回転する複数の円柱状のワイヤガイドと、前記複数のワイヤガイドの周囲に、中間部分が巻き付けられるワイヤと、前記ワイヤの両端の各々に対応して設けられ、当該ワイヤの巻き出し及び巻き取りを行う一対のワイヤ送り装置と、前記ワークを保持し、一対の前記ワイヤガイドの間に向かって進退するワーク保持部と、を備える。

前記ワイヤガイドの各々の外周には、前記回転軸方向に平行に並ぶ環状のガイド溝が複数形成されている。前記複数のガイド溝に前記ワイヤを巻き掛けることにより、前記一対のワイヤガイドの間に、前記ワークが押し付けられる同一ピッチで平行に並ぶワイヤ列が形成されている。そして、前記ワイヤ列に直交する方向から見て、当該ワイヤ列が、前記回転軸に対して傾斜している。

すなわち、従来のワイヤソーでは、ワークが押し付けられる切断用のワイヤ列は、回転軸と直交しているのに対し、このワイヤソーでは、切断用のワイヤ列は回転軸に対して傾斜している。

そして、このワイヤソーでは、切断方向が前記ワイヤ列の延びる方向と一致するように、前記ワーク保持部が、前記回転軸に対して傾斜した状態で前記ワークを前記ワイヤ列に押し付けるように構成されている。

具体的には、前記ワイヤガイドは前記一対のワイヤガイドのみからなり、これらワイヤガイドを挟んで前記ワイヤ列の反対側に、当該ワイヤ列と逆向きに走行する対向ワイヤ列が形成されている。そして、前記ワイヤ列に直交する方向から見て、前記対向ワイヤ列が傾斜し、当該対向ワイヤ列と前記ワイヤ列とが線対称に配置されている。

より具体的には、前記ガイド溝はＶ字状の断面形状を有し、前記ワイヤは固定砥粒ワイヤである。

本発明のワイヤソーによれば、加工精度及び耐久性を向上させることができる。

従来のワイヤソーの要部を示す概略斜視図である。従来のワイヤソーのワイヤガイドの部分を示す概略斜視図である。従来のワイヤソーのワイヤガイドの部分の概略上面図である。従来のワイヤソーのワイヤガイドの部分の概略下面図である。従来のワイヤソーのワイヤの挙動を説明する図である。（ａ）は、ワイヤガイドの上端部における断面を表している。（ｂ）は、ワイヤガイドの下端部における断面を表している。従来のワイヤソーのワイヤの挙動を説明するための図である。ワイヤの捩れ角度を説明するための図である。同図は、走行方向に向かって見たワイヤの断面を表している。本実施形態のワイヤソーの基本構造を示す概略斜視図である。本実施形態のワイヤソーのワイヤガイドの部分の概略上面図である。本実施形態のワイヤソーのワイヤガイドの部分の概略下面図である。本実施形態のワイヤソーのワイヤの挙動を説明するための図である。本実施形態のワイヤソーのワイヤガイドの部分の概略上面図であり、切断時におけるワークの状態を表している。実施例における測定項目を説明するための概略図である。（ａ）は薄膜片を、（ｂ）、（ｃ）は薄膜片の断面を誇張して表してある。実施例の試験結果をまとめた図である。変形例のワイヤソーの要部を示す概略図である。

＜従来のワイヤソーの要部構造＞
図１及び図２に、従来のワイヤソーの一例として、固定砥粒方式のワイヤソーの要部を示す。このワイヤソーでは、表面に砥粒１０２が固定されたワイヤ１０１が用いられる。使用されるワイヤ１０１は１本であり、その長さは数１００ｍにも及ぶ。

そして、そのワイヤ１０１の中間部分が複数（３つや４つのタイプもあるが、同図では２つ）のワイヤガイド１０３Ｒ，１０３Ｌ（包括的にワイヤガイド１０３ともいう）の周囲に巻き付けられていて、これらワイヤガイド１０３の間に、平行に並ぶ一群のワイヤ１０１からなるワイヤ列１０４が形成されている。

なお、便宜上、上下や左右、前後等の方向は、特に言及しない限り図示の矢印に従うものとする。また、実際には、ワイヤ１０１の直径は０．１〜０．５ｍｍ程度であり、ワイヤ列１０４の間隔は数１００μｍ程度であるが、図では、分かり易くするために誇張及び簡略化して表してある。

ワイヤ１０１を、その一方の端部側から巻き出しながら他方の端部側を巻き取ることにより、ワイヤ列１０４は同方向に高速で走行する。図では、ワイヤ列１０４が、右側のワイヤガイド１０３Ｒ側から左側のワイヤガイド１０３Ｌ側に向かって走行する場合を表している。これら走行するワイヤ列１０４の上に、液供給装置１０５を通じて加工液を垂らしながら、上方から、シリコンやサファイアなどからなるインゴット（ワークＷともいう）がワイヤ列１０４に押し付けられる。

そうすることで、円柱形状をしたワークＷは輪切り状に切断され、複数の薄膜片が形成される。

図３及び図４にも示すように、ワイヤ１０１は、各ワイヤガイド１０３に形成されたガイド溝１０６に巻き掛けながら、両ワイヤガイド１０３に巻き付けられている。具体的には、各ワイヤガイド１０３の外周面には、回転軸Ａに沿って並ぶ環状のガイド溝１０６が、数１００μｍの同ピッチで複数形成されている。

左右のワイヤガイド１０３のガイド溝１０６は、それぞれ、回転軸Ａと直交して対向するように位置決めされている。

なお、これらガイド溝１０６を区別する場合には、右側のワイヤガイド１０３Ｒのガイド溝１０６を右ガイド溝１０６Ｒと称し、左側のワイヤガイド１０３Ｌのガイド溝１０６を左ガイド溝１０６Ｌと称する。また、各ワイヤガイド１０３の前端から順に、１番，２番，…，Ｎ番とする。

このワイヤソーの場合、ワイヤ１０１の走行方向から見ると、ワイヤ１０１は、右側のワイヤガイド１０３Ｒの１番目の右ガイド溝１０６Ｒ（１）の上側から巻き始められている。そして、図３に示すように、右ガイド溝１０６Ｒ（１）に巻き掛けられたワイヤ１０１は、ワイヤガイド１０３Ｌに向かって直線状に延び、右ガイド溝１０６Ｒ（１）と対向して位置する１番目の左ガイド溝１０６Ｌ（１）の上側に巻き掛けられる。

左ガイド溝１０６Ｌ（１）に巻き掛けられたワイヤ１０１は、図４に示すように、ワイヤガイド１０３Ｌの下側に回り込み、ワイヤガイド１０３Ｌの下端部からワイヤガイド１０３Ｒに向かって傾斜しながら直線状に延び、ワイヤガイド１０３Ｒの下端部から２番目の右ガイド溝１０６Ｒ（２）の下側に巻き掛けられる。ワイヤ１０１の傾斜角度は、ピッチＰによって定まる。ちなみに、このワイヤソーの場合、傾斜角度はα°である。

右ガイド溝１０６Ｒ（２）に巻き掛けられたワイヤ１０１は、ワイヤガイド１０３Ｒの上側に回り込み、再度、図３に示すように、ワイヤガイド１０３Ｌに向かって直線状に延び、２番目の左ガイド溝１０６Ｌ（２）の上側に巻き掛けられる。

その後は、同じように繰り返し左右のワイヤガイド１０３にワイヤ１０１が巻き掛けられ、ワイヤガイド１０３Ｌの後端に位置するＮ番目の左ガイド溝１０６Ｌ（Ｎ）の上側からワイヤ１０１が図外に引き出されている。

その結果、図３に示すように、両ワイヤガイド１０３間の上側には、回転軸Ａに直交して延びる切断用のワイヤ列１０４が形成されている。そして、図４に示すように、両ワイヤガイド１０３間の下側には、回転軸Ａに傾斜して延びる移行用のワイヤ列１０７が形成されている。

従って、このワイヤソーの場合、図３に示すように、ワークＷの中心軸Ｃを回転軸Ａと平行に位置決めした状態で、ワークＷはワイヤ列１０４に押し付けられる。そうすることで、切断方向をワイヤ列１０４の延びる方向と一致させている。

すなわち、従来のワイヤソーの場合、ワイヤガイドの周囲にワイヤが螺旋状に巻き付けられてはいるが、厳密には、ワイヤガイドの上側と下側とで巻き掛け方が異なり、歪んだ巻き付け方になっている。

＜従来のワイヤソーの問題点＞
ところが、このようにワイヤを巻き付けた場合、移行用のワイヤ列１０７が、左右のワイヤガイド１０３間を斜めに引っ張られた状態で走行するため、ワイヤ１０１に捩れが発生する。その結果、ワイヤ１０１の挙動が不安定になり、その影響は切断用のワイヤ列１０４にも及ぶため、切削量や切削位置がばらついて加工精度の低下を招く。

図５に、ワイヤ１０１が巻き掛けられたガイド溝１０６の断面を示す。（ａ）は、ワイヤ１０１がワイヤガイド１０３から外れ始める位置である、ワイヤガイド１０３の上端部における断面である。（ｂ）は、ワイヤ１０１がワイヤガイド１０３から外れ始める位置である、ワイヤガイド１０３の下端部における断面である。

上端部及び下端部のいずれのワイヤ１０１も、ワイヤガイド１０３の径方向には同じ大きさの力が作用しているが、ワイヤガイド１０３の回転軸Ａの方向に作用する力の大きさは異なっている。

すなわち、上端部のワイヤ１０１の場合、水平方向には、左右のワイヤガイド１０３間を真っ直ぐに延びるワイヤ列１０４によって強く引っ張られていて、垂直方向には、ガイド溝１０６に確りと巻き掛けられている。そのため、ワイヤガイド１０３の回転軸Ａの方向に作用する力は小さく、ワイヤガイド１０３の上側はガイド溝１０６の底側に保持される。

そのため、切断用のワイヤ列１０４では、ワイヤ１０１を捩る力はほとんど生じない。

それに対し、下端部のワイヤ１０１の場合、図６にも示すように、垂直方向には、ガイド溝１０６に確りと巻き掛けられているが、水平方向には、左右のワイヤガイド１０３間を斜めに延びるワイヤ列１０７によって強く引っ張られている。そのため、ワイヤガイド１０３の回転軸Ａの方向には強い力が作用し、しかもガイド溝１０６の斜面に沿って延びるため、ワイヤ１０１がガイド溝１０６の斜面を転がり易くなっている。

その結果、図６及び図７に示すように、移行用のワイヤ列１０７は、ワイヤ１０１の走行方向に向かって見た場合、反時計回りに大きな捩れを生じる（捩れ角度τ）。実測したところでは、約２０°の捩れが認められた。

移行用のワイヤ列１０７だけが大きく捩れると、その影響が切断用のワイヤ列１０４に及び、走行するワイヤ１０１の挙動が不安定になる。その結果、切削量や切削位置がばらついて加工精度の低下を招く。

更に、図６に示すように、左右のワイヤガイド１０３で、符号ｆ_Ｒ（Ａ）及びｆ_Ｌ（Ａ）で示す回転軸Ａの方向への力の成分は逆向きに作用する。

具体的には、図４において白抜き矢印が示すように、左側のワイヤガイド１０３Ｌでは、後端側に向かって作用し、右側のワイヤガイド１０３Ｒでは、前端側に向かって作用する。その結果、左右のワイヤガイド１０３で、ガイド溝１０６の位置がずれるおそれがあり、また、各ワイヤガイド１０３の一端が偏って摩耗し易い傾向がある。

また更に、ワイヤ１０１は、左右のワイヤガイドで、それぞれ各ガイド溝１０６の一方の斜面に偏って接触しているため、各ガイド溝１０６は、ワイヤ１０１と擦れて偏摩耗する。

そのため、ワイヤガイド１０３の製品寿命を短くしている。

＜本実施形態のワイヤソーの基本構造＞
そこで、本発明者らは、ワイヤのワイヤガイドへの巻き掛け方を工夫した。

図８に、本実施形態のワイヤソー１の基本構造を示す。ワイヤソー１には、ワイヤガイド２（２Ｒ，２Ｌ）やワイヤ３、支持部４、ワイヤ送り装置５，６、ワーク保持部７、液供給装置８、加工制御装置９などが備えられている。

なお、方向の表示や図示の誇張及び簡略化は、先の説明と同様である。

支持部４は、ワイヤソー１の加工スペースに配置され、加工スペースを区画している壁体１ａに取り付けられている。支持部４は、互いに離れて対向する一対の支持壁部４ａ，４ａや、これら支持壁部４ａ，４ａの下端部分に連なる連結部４ｂなどで構成されている。支持壁部４ａの上端部分に、２つのワイヤガイド２Ｒ，２Ｌ（包括的にワイヤガイド２ともいう）が配置されている。

ワイヤガイド２は、円柱形状をしている。各ワイヤガイド２は、水平方向に互いに離れた位置に並べられた状態で、その各端部が各支持壁部４ａに回転自在に支持されている。これらワイヤガイド２は、ワイヤガイド駆動モータ２ａによって駆動され、同期して互いに平行な回転軸Ａを中心に回転する。ワイヤガイド駆動モータ２ａは、加工制御装置９によって駆動制御されている。

ワイヤ３には、公知の固定砥粒ワイヤが用いられている。１つのワイヤソー１に対し、例えば１００ｍ以上の長さの１本のワイヤ３が用いられ、その中間部分が左右の両ワイヤガイド２Ｒ，２Ｌの周囲に螺旋状に巻き付けられている。

左側ワイヤガイド２Ｌから外方に引き出されたワイヤ３の左端側の部分は、複数のプーリＰに案内されて左側のワイヤ送り装置５（左ワイヤ供給装置５ともいう）まで延びている。同様に、ワイヤ３の右端側の部分も複数のプーリＰに案内されて右側のワイヤ送り装置６（右ワイヤ巻取装置６ともいう）まで延びている。

これら一対のワイヤ送り装置５，６と、ワイヤガイド２との間には、それぞれ、テンション機構１１が設けられ、これらテンション機構１１がワイヤ３のテンションを調節している。左右のワイヤ送り装置５，６は、それぞれ加工制御装置９によって駆動制御されるアシストモータ５ａ，６ａを有し、アシストモータ５ａ，６ａの回転により、ワイヤ３の巻き出しや巻き取りが交互に同期して行われる。

具体的には、左ワイヤ供給装置５に新線のワイヤ３が設置される。そして、左ワイヤ供給装置５から所定長さのワイヤ３が巻き出されて、右ワイヤ巻取装置６に巻き取られる（前進走行）。続いて、所定長さよりも短い長さ分だけ、右ワイヤ巻取装置６からワイヤ３が巻き出されて、ワイヤ３は逆方向に走行し、左ワイヤ供給装置５に再度巻き取られる（後退走行）。

通常、前進走行及び後退走行ともに、その走行の開始時及び終了時以外は、等速で走行するように制御される。ワイヤ３は、これら前進走行と後退走行とを交互に繰り返し行うことにより、その新線部分は左ワイヤ供給装置５から順次繰り出され、左ワイヤ供給装置５から右ワイヤ巻取装置６へと順次巻き取られていく。ワイヤ３の走行時に、支持部４が揺動制御される場合もある。

ワーク保持部７は、ワーク保持部材７ａや昇降モータ７ｂなどで構成され、支持部４の上方に配設されている。ワーク保持部材７ａの下面は左右のワイヤガイド２Ｒ，２Ｌの間の部分と対向している。そのワーク保持部材７ａの下面に、横向きにされたワークＷが着脱可能に支持される。

昇降モータ７ｂはワーク保持部材７ａの上側に配置されている。昇降モータ７ｂは、加工制御装置９と協働し、ボールネジ機構（不図示）により、上下にワーク保持部材７ａを変位させる。それにより、図８に矢印で示すように、ワークＷを支持したワーク保持部材７ａは、鉛直方向を、両ワイヤガイド２Ｒ，２Ｌの中間点に向かって進退する。

液供給装置８は、両ワイヤガイド２の上方にそれぞれ設置されており、走行するワイヤ３の上に加工液を流下する。

加工制御装置９は、ＣＰＵやメモリ等のハードウエアと、メモリに実装された制御プログラム等のソフトウエアとで構成されている。加工制御装置９は、ワイヤソー１の動作全体を総合的に制御する機能を有している。ワークＷをセットし、ワイヤソー１を作動させるだけで、切断の各処理は自動的に実行される。

＜本実施形態のワイヤソーの要部構造＞
図９及び図１０に、ワイヤガイド２の部分を詳細に示す。図９は、鉛直方向の上方から見た図であり、図１０は、鉛直方向の下方から見た図である。図９に示すように、このワイヤソー１では、上側に位置する切断用のワイヤ列１０が、従来のワイヤソーのように各ワイヤガイド２の回転軸Ａに対して直交して延びるのではなく、回転軸Ａに傾斜して延びるように配置されている。

各ワイヤガイド２は、外径が１５０〜４００ｍｍの円柱形状をしており、左右のワイヤガイド２Ｒ，２Ｌは、それぞれの中心を通る回転軸Ａが４００〜８００ｍｍ離れた位置に配置されている。各ワイヤガイド２の外周面には、回転軸Ａに沿って並ぶ環状のガイド溝１１が、数１００μｍの一定のピッチＰで複数形成されている。

ガイド溝１１は、断面Ｖ字状の形状をしており、溝底部の開き角度αは３０〜１００°の範囲で設定されている。特に固定砥粒ワイヤの場合には、３０〜６０°の範囲で設定するのが好ましい。そうすれば、切断用のワイヤ３を傾けても安定して支持できる。

このワイヤソー１では、左右のワイヤガイド２Ｒ，２Ｌのガイド溝１１は、互いに対向するのではなく、回転軸Ａの方向にずれて位置決めされている。具体的には、左ガイド溝１１Ｌに対して、右ガイド溝１１Ｒは、半ピッチ分だけ回転軸Ａの方向にシフトしている。

そして、従来のワイヤソーと同様に、ワイヤ３は、各ワイヤガイド２に形成されたガイド溝１１に巻き掛けながら、左右のワイヤガイド２Ｒ，２Ｌに螺旋状に巻き付けられている。

具体的には、ワイヤ３は、右側のワイヤガイド２Ｒの１番目の右ガイド溝１１Ｒ（１）の上側から巻き始められている。そして、図１０に示すように、右ガイド溝１１Ｒ（１）に巻き掛けられたワイヤ３は、左側のワイヤガイド２Ｌに向かって傾斜しながら直線状に延び、右ガイド溝１１Ｒ（１）と半ピッチずれて位置する左ガイド溝１１Ｌ（１）の上側に巻き掛けられる。

左ガイド溝１１Ｌ（１）に巻き掛けられたワイヤ３は、図１０に示すように、ワイヤガイド２Ｌの下側に回り込み、ワイヤガイド２Ｌの下端部からワイヤガイド２Ｒに向かって傾斜しながら直線状に延び、ワイヤガイド２Ｒの下端部から右ガイド溝１１Ｒ（２）の下側に巻き掛けられる。

上下のワイヤ３の傾斜角度は、左右のガイド溝１１の位置関係とピッチＰによって定まる。ちなみに、このワイヤソー１の場合、上下のワイヤ３の傾斜角度は同じ角度θに設定されている。

右ガイド溝１１Ｒ（２）に巻き掛けられたワイヤ３は、ワイヤガイド２Ｒの上側に回り込み、再度、図９に示すように、ワイヤガイド２Ｌに向かって傾斜しながら直線状に延び、左ガイド溝１１Ｌ（２）の上側に巻き掛けられる。

その後は、同じように繰り返し左右のワイヤガイド２Ｒ，２Ｌにワイヤ３が巻き掛けられ、ワイヤガイド２Ｌの後端に位置するＮ番目の左ガイド溝１１（Ｎ）の上側からワイヤ３が図外に引き出されている。

その結果、図９に示すように、両ワイヤガイド２の上側には、同一ピッチＰで平行に並ぶ切断用のワイヤ列１０が形成されている。図１０に示すように、両ワイヤガイド２の下側には、同一ピッチＰで平行に並ぶ移行用のワイヤ列１２が形成されている。

そして、このワイヤソー１の場合、切断用及び移行用の両ワイヤ列１０，１２ともに、回転軸Ａに対して傾斜角度θで互い違いに傾斜して延びている。すなわち、切断用のワイヤ列１０及び移行用のワイヤ列１２は、鉛直方向の同じ向きから見た場合、ガイド溝１１を通って回転軸と直交する基準線Ｓに対して互いに線対称状に配置されている。

切断用のワイヤ列１０は、水平方向を、ワイヤガイド２Ｒからワイヤガイド２Ｌに向かって走行し、移行用のワイヤ列１２は、水平方向を、切断用のワイヤ列１０とは逆向きに走行する。

従って、図１１に示すように、左右のガイド溝１１Ｒ，１１Ｌに巻きかけられたワイヤ３は、上下とも、傾斜した状態となっているが、その分、従来のワイヤソーと比べて、傾斜角度は小さくなる。また、ワイヤ３が、自然な状態でワイヤガイド２に螺旋状に巻き付けられるため、ガイド溝１１の上下間及び左右のガイド溝１１Ｒ，１１Ｌ間で、ワイヤ３に力がバランス良く作用する。その結果、ワイヤ３の挙動が安定し、加工精度が向上する。

詳細には、切断用及び移行用のワイヤ列１０，１２ともに、ワイヤ３に捩れが生じるが、その捩れの程度は抑制され、かつ、均等に捩れる。実測したところでは、ワイヤ３の走行方向に向かって見た場合、切断用及び移行用の両ワイヤ列１０，１２ともに、反時計回りに約１０°の捩れが認められた。

このように、捩れが生じても、ワイヤ３の全体がバランスよく捩れて、その捩れの程度も抑制される結果、ワイヤの挙動が安定して切断用のワイヤ列１０の振動も抑制されるため、加工精度が向上する。

更に、各ワイヤガイド２のガイド溝１１の上下で、ワイヤ３が同じ傾斜角度θで互い違いに傾斜しているため、ワイヤ３が傾斜することによって生じる回転軸Ａの方向への力成分が、個々のガイド溝１１の上下で相殺される。例えば、左ガイド溝１１Ｌの上端部でワイヤ３に作用する回転軸Ａ方向の力成分ｆ_ＬＵ（Ａ）の大きさは、その下端部の同力成分ｆ_ＬＤ（Ａ）と同じであり、互いに逆向きに作用する。右ガイド溝１１の各力成分ｆ_ＲＵ（Ａ），ｆ_ＲＤ（Ａ）も同様である。

従って、左右のワイヤガイド２Ｒ，２Ｌは、ワイヤ３が走行しても、回転軸Ａの方向に作用する力成分が釣り合うため、ガイド溝１１Ｒ，１１Ｌの位置ずれや、ワイヤガイド２の端部の偏った摩耗を効果的に防ぐことができる。

しかも、ワイヤ３は、各ガイド溝１１の両斜面に均等に接触するため、各ガイド溝１１の偏摩耗も効果的に防止できる。

従って、ワイヤガイド２の製品寿命を延ばすことができ、耐久性の向上が図れる。

このワイヤソー１の場合、切断用のワイヤ列１０は、回転軸Ａに対して傾斜しているため、ワークＷの切断方向がワイヤ列１０の延びる方向と一致するように、ワークＷは、図１２に示すように、角度θ傾けた状態で押し付けられる。

すなわち、ワーク保持部材７ａは、鉛直方向から見て、切断用のワイヤ列１０の傾斜角度θに対応して、ワークＷの中心軸Ｃを回転軸Ａに対して角度θ傾斜させた状態で支持するように構成されている。従って、ワークＷは従来のワイヤソーと同様に、輪切り状に切断され、複数の薄膜片が形成される。

（実施例）
切断用のワイヤ列１０が回転軸Ａに直交する従来の巻き掛け方（比較例）と、本実施形態の巻き掛け方（実施例）とについて、加工精度を比較する実験を行った。なお、実験では、巻き掛け方のみが異なるように、それ以外の条件は比較例及び実施例で同じに設定した。

実験では、図１３に示すように、比較例及び実施例の加工条件で得られた薄膜片Ｐについて、反り精度（Ｗ）と、厚みのばらつき（Δｔ）について測定した。その結果を図１４に示す。

図１４に示すように、反り精度及び厚みのばらつきともに、比較例に比べて実施例が小さくなり、加工精度の向上が認められた。

なお、本開示のワイヤソーは、上述した実施形態に限定されず、それ以外の種々の構成をも包含する。

例えば、ワイヤガイドの本数は２本に限らず、３本以上であってもよい。ただし、本数が増えればそれだけ傾斜角度は小さくなるため、特にワイヤガイドが２本の場合に効果的である。

切断用及び移行用のワイヤ列は、線対称に配置するのが好ましいが、必ずしもそうではなく、両ワイヤ列の傾斜角度は異なっていてもよい。ワイヤソーには、固定砥粒方式以外にも、砥粒を含む加工液を通常のワイヤに付着させるタイプ（遊離砥粒方式）もあるが、本発明はいずれにも適用可能である。

左右のワイヤガイド２Ｒ，２Ｌに同じ構造のワイヤガイドを使用し、図１５に示すように、左右で反ピッチ分ずらした状態で回転自在に支持するのが好ましい。そうすれば、左右のワイヤガイド２Ｒ，２Ｌが共用可能になるため、部材コストや部品点数の削減が図れる。

１ワイヤソー
２（２Ｒ，２Ｌ）ワイヤガイド
３ワイヤ
１０ワイヤ列（切断用）
１１（１１Ｒ，１１Ｌ）ガイド溝
１２ワイヤ列（移行用）

Claims

走行するワイヤにワークを押し付けて当該ワークを切断するワイヤソーであって、
互いに離れた位置に並べられて、互いに平行な回転軸を中心に回転する複数の円柱状のワイヤガイドと、
前記複数のワイヤガイドの周囲に、中間部分が巻き付けられるワイヤと、
前記ワイヤの両端の各々に対応して設けられ、当該ワイヤの巻き出し及び巻き取りを行う一対のワイヤ送り装置と、
前記ワークを保持し、一対の前記ワイヤガイドの間に向かって進退するワーク保持部と、
を備え、
前記ワイヤガイドの各々の外周には、前記回転軸方向に平行に並ぶ環状のガイド溝が複数形成され、
前記複数のガイド溝に前記ワイヤを巻き掛けることにより、前記一対のワイヤガイドの間に、前記ワークが押し付けられる同一ピッチで平行に並ぶワイヤ列が形成され、
前記ワイヤ列に直交する方向から見て、当該ワイヤ列が、前記回転軸に対して傾斜しているワイヤソー。
請求項１に記載のワイヤソーにおいて、
切断方向が前記ワイヤ列の延びる方向と一致するように、前記ワーク保持部が、前記回転軸に対して傾斜した状態で前記ワークを前記ワイヤ列に押し付けるワイヤソー。
請求項１又は請求項２に記載のワイヤソーにおいて、
前記ワイヤガイドは前記一対のワイヤガイドのみからなり、これらワイヤガイドを挟んで前記ワイヤ列の反対側に、当該ワイヤ列と逆向きに走行する対向ワイヤ列が形成され、
前記ワイヤ列に直交する方向から見て、前記対向ワイヤ列が傾斜し、当該対向ワイヤ列と前記ワイヤ列とが線対称に配置されているワイヤソー。
請求項３に記載のワイヤソーにおいて、
前記ガイド溝は、Ｖ字状の断面形状を有し、
前記ワイヤが、固定砥粒ワイヤであるワイヤソー。