JP2016155195A - ワイヤーソー及び切断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加工精度が高く加工コストを低減できるワイヤーソーを提供する。
【解決手段】被加工物Ｗを設置する設置部４１と、設置部４１を挟む一対の下部固定ローラー３６ａ、３６ｂと、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂに張架されるワイヤー２とを備え、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間で屈曲したワイヤー２が被加工物Ｗに接触して所定の張力で往復移動し、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２が短縮して被加工物Ｗの切断が進行するワイヤーソー１において、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２を掛けて屈曲させる可動ローラー３７ａ、３７ｂを設け、可動ローラー３７ａ、３７ｂが所定方向に移動して下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２を短縮するとともに下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２から退避できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ワイヤーの往復移動により被加工物を切断するワイヤーソー及び切断方法に関する。

従来のワイヤーソーは特許文献１に記載されている。このワイヤーソーはシングルワイヤーソーから成り、被加工物を設置する設置部と、設置部に設置された被加工物を挟む一対の第１ローラーと、第１ローラーに張架されるワイヤーと、被加工物に対してワイヤーを所定位置に案内する左右一対の案内部材とを備える。案内部材はワイヤーに嵌合する隙間を介して前後に対向する案内板を有し、ワイヤーを案内する。

上記構成のワイヤーソーにおいて、被加工物の下部には左右に延びる位置決め溝を形成したダミー部材が設けられる。一対の第１ローラー間のワイヤーは下に凸に屈曲して位置決め溝内に挿入され、所定の張力で往復移動して被加工物を切断する。そして、ワイヤーの張力によって第１ローラー間のワイヤーが短縮され、切断が進行する。位置決め溝及び案内部材によって所望の切断位置に対するワイヤーのずれを防止することができる。

特開２０１４−１０８４６７号公報（第３頁−第５頁、第１図、第２図）

しかしながら、上記従来のワイヤーソーを用いた切断方法によると、ダミー部材によって被加工物に位置決め溝を設けているため加工コストが大きくなる。一方で、位置決め溝を省いて加工を行うと、ワイヤーが左右方向に長い被加工物に線接触して加工抵抗が大きいため案内部材間で蛇行する。このため、所望の切断位置に対するワイヤーのずれが大きくなり、加工精度が低下する問題があった。また、マルチワイヤーソーの場合は狭ピッチのワイヤー間に案内板を設置できないため、加工精度が更に低下する問題がある。

本発明は、加工精度が高く加工コストを低減できるワイヤーソー及びそれを用いた切断方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、被加工物を設置する設置部と、前記設置部を挟む一対の第１ローラーと、第１ローラーに張架されるワイヤーとを備え、第１ローラー間で屈曲した前記ワイヤーが被加工物に接触して所定の張力で往復移動し、第１ローラー間の前記ワイヤーが短縮して被加工物の切断が進行するワイヤーソーにおいて、
第１ローラー間の前記ワイヤーを掛けて屈曲させる可動の第２ローラーを設け、
第２ローラーが所定方向に移動して第１ローラー間の前記ワイヤーを短縮するとともに第１ローラー間の前記ワイヤーから退避できることを特徴としている。

また本発明は、上記構成のワイヤーソーにおいて、一対の第２ローラーが第１ローラーの並設方向に並設され、第２ローラーが互いに接近する方向に移動して第１ローラー間の前記ワイヤーを短縮すると好ましい。

また本発明は、上記構成のワイヤーソーにおいて、一方の第２ローラーが着脱可能に配されて他方の第２ローラーと被加工物との間に退避して取り外された後、他方の第２ローラーが被加工物の側方を通って被加工物と第１ローラーとの間の前記ワイヤーから退避すると好ましい。

また本発明は、上記構成のワイヤーソーにおいて、両方の第２ローラーが被加工物の側方を通って被加工物と第１ローラーとの間の前記ワイヤーから退避すると好ましい。

また本発明は、上記構成のワイヤーソーにおいて、第２ローラーが被加工物に接近する方向に移動して第１ローラー間の前記ワイヤーを短縮するとともに、被加工物の側方を通って被加工物と第１ローラーとの間の前記ワイヤーから退避すると好ましい。

また本発明は、上記構成のワイヤーソーにおいて、前記設置部が被加工物に対向する第３ローラーを有し、前記ワイヤーの接触により第３ローラーが回転した際に加工を終了すると好ましい。

また本発明は、上記構成のワイヤーソーにおいて、前記ワイヤーの張力を検出して調整する張力調整部を備えると好ましい。

また本発明は、上記構成のワイヤーソーにおいて、加工液を貯留して被加工物が浸漬される加工槽を備えると好ましい。

また本発明は、被加工物を設置する設置部と、前記設置部を挟む一対の第１ローラーと、第１ローラーに張架されるワイヤーとを備え、第１ローラー間で屈曲した前記ワイヤーが被加工物に接触して所定の張力で往復移動し、第１ローラー間の前記ワイヤーが短縮して被加工物の切断が進行する切断方法において、
前記ワイヤーが被加工物の稜線で被加工物に点接触して切断を開始することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の切断方法において、第１ローラー間の前記ワイヤーを掛けて屈曲させる可動の第２ローラーを設け、第２ローラーの移動により第２ローラーと第１ローラーとの間の前記ワイヤーを被加工物の稜線で被加工物に点接触させて切断を開始し、切断の途中に第２ローラーを第１ローラー間の前記ワイヤーから退避させると好ましい。

また本発明は、上記構成の切断方法において、被加工物が加工対象の主材上にダミー部材が接合され、前記ダミー部材と第１ローラーとの間の前記ワイヤーが前記主材の稜線で前記主材に点接触して切断を開始すると好ましい。

また本発明は、上記構成の切断方法において、被加工物が加工対象の主材上にダミー部材が接合され、第１ローラー間の前記ワイヤーが前記ダミー部材の稜線で前記ダミー部材に点接触して切断を開始すると好ましい。

本発明のワイヤーソーによると、第１ローラー間のワイヤーを掛けて屈曲させる可動の第２ローラーが所定方向に移動して第１ローラー間のワイヤーを短縮するとともに第１ローラー間のワイヤーから退避できる。これにより、第１ローラーと第２ローラーとの間のワイヤーを被加工物の稜線で被加工物に点接触させることができる。この時、第１ローラー間のワイヤーは第２ローラーに掛けられているため、切断開始時にワイヤーの往復移動によって被加工物の稜線付近の所望の切断位置に溝を形成することができ、この溝に沿って被加工物の切断を進めることができる。したがって、加工コストが低く被加工物の加工精度が高い切断を行うことができる。

また本発明の切断方法によると、ワイヤーが被加工物の稜線で被加工物に点接触して切断を開始する。これにより、切断開始時に被加工物の稜線付近の所望の切断位置に溝を形成することができ、この溝に沿って被加工物の切断を進めることができる。したがって、加工コストが低く被加工物の加工精度が高い切断を行うことができる。

本発明の第１実施形態のワイヤーソーを示す側面断面図 本発明の第１実施形態のワイヤーソーの切断開始時の側面断面図 本発明の第１実施形態のワイヤーソーの一方の可動ローラーの退避時の側面断面図 本発明の第１実施形態のワイヤーソーの一方の可動ローラーを取り外した後の側面断面図 本発明の第１実施形態のワイヤーソーの他方の可動ローラーの退避途中の側面断面図 本発明の第１実施形態のワイヤーソーの他方の可動ローラーの退避終了後の切断時の側面断面図 本発明の第１実施形態のワイヤーソーの加工動作終了時の側面断面図 本発明の第１実施形態のワイヤーソーの切断開始時の側面断面図であってダミー部材を用いた例を説明するための図 本発明の第１実施形態のワイヤーソーの切断開始時の側面断面図であって他のダミー部材を用いた例を説明するための図 本発明の第１実施形態のワイヤーソーの退避工程終了後の切断時の側面断面図であって他のダミー部材を用いた例を説明するための図 本発明の第２実施形態のワイヤーソーを示す側面断面図

＜第１実施形態＞
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は第１実施形態のワイヤーソーの側面断面図を示している。ワイヤーソー１はマルチワイヤーソーから成り、ワイヤー２、ワイヤー往復移動機構３、及び加工槽４を有する。

ワイヤー２は例えば線径１．０ｍｍ以下のピアノ線等から成り、表面に例えばダイヤモンドの砥粒が固着されている。なお、ワイヤー２の表面に固着される砥粒はダイヤモンド以外の砥粒でもよい。

ワイヤー２はワイヤー往復移動機構３により矢印Ｅ１で示すように往復移動を行って被加工物Ｗを切断する。被加工物Ｗには加工対象の主材Ｍ及びダミー部材Ｄ１〜Ｄ３（ダミー部材Ｄ１、Ｄ２についてはそれぞれ図８及び図９を参照）が含まれる。主材Ｍに特に限定はないが、例えばシリコンのインゴット、ガラスや樹脂（例えばアクリル樹脂）等のブロック等をあげることができる。また、ワイヤー２による主材Ｍの切断面の面精度は例えばＰＶ（Peak to Valley）値で１００μｍ以下に形成される。

ワイヤー往復移動機構３は、ワイヤーリール３１、ガイドローラー３２、ダンサローラー３３、上部固定ローラー３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ（第１ローラー）、及び可動ローラー３７ａ、３７ｂ（第２ローラー）を有する。加工槽４を挟む一対のワイヤーリール３１は一本のワイヤー２で接続され、それぞれワイヤー２を巻回している。両方のワイヤーリール３１にはそれぞれモータ３９が接続され、モータ３９の駆動により一方のワイヤーリール３１からワイヤー２が引き出されて他方のワイヤーリール３１に巻き取られる。

ガイドローラー３２はワイヤーリール３１から引き出されたワイヤー２をダンサローラー３３、上部固定ローラー３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ、及び可動ローラー３７ａ、３７ｂに案内する。ダンサローラー３３はダンサ装置３５に接続されている。ダンサ装置３５はモータ３５ａ及び支持アーム３５ｂを有し、支持アーム３５ｂの一端はモータ３５ａに接続されるとともに他端はダンサローラー３３の軸部（不図示）に接続される。モータ３５ａの駆動により支持アーム３５ｂが上下方向で回動してダンサローラー３３が上下方向で回動する。これにより、ワイヤー２の張力を検出して調整する。ダンサローラー３３及びダンサ装置３５により、ワイヤー２の張力を検出して調整する張力調整部が構成される。

上部固定ローラー３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ、及び可動ローラー３７ａ、３７ｂは表面に軸方向（図１において紙面に直交する方向）に所定周期で溝部（不図示）が凹設される。ワイヤー２は各溝部に配され、上部固定ローラー３４ａ、３４ｂ、３４ｃ、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ、及び可動ローラー３７ａ、３７ｂ間に螺旋状に巻回されている。上部固定ローラー３４ａは上部固定ローラー３４ｂ、３４ｃよりも上方に配置され、上部固定ローラー３４ｂ、３４ｃの間の中央部に所定距離を隔てて対向している。これにより、上部固定ローラー３４ａと切断中の被加工物Ｗとの接触を防止することができる。

加工槽４内の底部には被加工物Ｗを設置する設置部４１が設けられ、設置部４１と加工対象の主材Ｍとの間には主材Ｍと材質が同じダミー部材Ｄ３が配置される。設置部４１は被加工物Ｗに対向する検知ローラー３８（第３ローラー）を有する。ワイヤー２の接触により検知ローラー３８が回転するとワイヤー２の往復移動が停止し、ワイヤー２で被加工物Ｗを切断する加工動作が終了する。

一対の下部固定ローラー３６ａ、３６ｂは設置部４１を挟んで配置され、上部固定ローラー３４ｂ、３４ｃ間のワイヤー２を掛けている。一対の可動ローラー３７ａ、３７ｂは下部固定ローラー３６ａ、３６ｂの並設方向（図１において左右方向）に並設され、被加工物Ｗに対して設置部４１の反対側で下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２を掛けて屈曲させている。可動ローラー３７ａ、３７ｂは図１において上下方向及び左右方向に移動できるように構成されるとともに、着脱可能になっている。

加工槽４は加工液Ｓを貯留して被加工物Ｗが浸漬される。加工液Ｓとして例えば水、水性の研削液、油性の研削液等を用いることができる。加工槽４の底壁には吸込口５１が開口し、加工槽４の両側壁にはそれぞれ吹出口５２ａ、５２ｂが開口する。吸込口５１と吹出口５２ａ、５２ｂとは循環経路５により連結される。循環経路５には吸込口５１から吹出口５２ａ、５２ｂに向かって順に濾過部６及びポンプ７が設けられる。循環経路５はポンプ７の下流側で分岐する第１分岐路５ａ及び第２分岐路５ｂを有する。第１分岐路５ａを介して吸込口５１と吹出口５２ａとが連通する。また、第２分岐路５ｂを介して吸込口５１と吹出口５２ｂとが連通する。

濾過部６は例えば循環経路５に対して着脱可能なフィルタを有し、ワイヤー２による被加工物Ｗの切断時に生じる加工屑を加工液Ｓ中から除去する。ポンプ７を駆動させると、加工槽４内の加工液Ｓが吸込口５１から循環経路５内に吸い込まれ、吹出口５２ａ、５２ｂから加工槽４内に送出される。これにより、加工槽４内の加工液Ｓが循環経路５を介して循環し、濾過部６により加工屑が除去される。

上記構成のワイヤーソー１において、例えば四角柱形状の被加工物Ｗを加工槽４内の設置部４１上に設置して固定する。この時、被加工物Ｗは上面まで加工液Ｓ中に浸漬される。その後、所定の操作により加工の開始が指示されると、図２に示すように、一対の可動ローラー３７ａ、３７ｂが互いに接近する方向（矢印Ａ１）に移動する。これにより、下部固定ローラー３６ａと可動ローラー３７ａとの間及び下部固定ローラー３６ｂと可動ローラー３７ｂとの間の被加工物Ｗから離れたワイヤー２が被加工物Ｗの左右上端の稜線Ｒで被加工物Ｗに点接触する。すなわち、ワイヤー２は稜線Ｒに点接触するとともに稜線Ｒの両側の面（上面及び側面）から離れている。

この時、図１の左方のモータ３９を駆動させて両方のワイヤーリール３１が時計回りに回転し、右方のワイヤーリール３１からワイヤー２が引き出されて左方のワイヤーリール３１に巻き取られる。所定時間経過後に左方のモータ３９を停止して右方のモータ３９を駆動させ、両方のワイヤーリール３１を反時計回りに回転させる。両方のモータ３９を交互に駆動させ、ワイヤーリール３１の回転方向を可変させることにより、ワイヤー２が矢印Ｅ１（図１参照）に示すように往復移動する。この時、ワイヤーリール３１の回転角が左右で異なり、ワイヤー２が徐々に一方のワイヤーリール３１に巻き取られる。

また、ポンプ７の駆動により加工槽４内の加工液Ｓが吸込口５１から循環経路５内に吸い込まれる。循環経路５内に吸い込まれた加工液Ｓ中の加工屑は濾過部６で除去される。濾過部６で加工屑が除去された加工液Ｓは第１分岐路５ａ及び第２分岐路５ｂを流通し、それぞれ吹出口５２ａ、５２ｂから加工槽４内に送出される。

その後に、被加工物Ｗの切断が稜線Ｒから開始される。ワイヤー２が往復移動しながら可動ローラー３７ａ、３７ｂが所定の速度で互いに接近する方向に移動する。これにより、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２が短縮して被加工物Ｗの切断が進行する。切断の開始時にワイヤー２が被加工物Ｗの稜線Ｒに点接触するため加工抵抗が少なく、稜線Ｒ近傍に傾斜した溝部Ｇ（図５参照）を所望の切断位置に形成することができる。

切断開始後の所定時間経過後にワイヤー２の往復移動が一時停止し、可動ローラー３７ａ、３７ｂがワイヤー２から退避する退避工程に移行する。退避工程では、図３に示すように、可動ローラー３７ｂが可動ローラー３７ａと被加工物Ｗとの間に移動し、ワイヤー２から退避する。そして、可動ローラー３７ｂは使用者によってワイヤーソー１から取り外される。なお、可動ローラー３７ｂのワイヤー２からの退避を検知すると自動的にワイヤーソー１から外されるようにしてもよい。図４は可動ローラー３７ｂがワイヤーソー１から取り外された後の様子を示している。

その後に、図５に示すように、可動ローラー３７ａは矢印Ａ２で示すように一方の下部固定ローラー３６ｂ側に移動する。この時、下部固定ローラー３６ｂと可動ローラー３７ａとの間のワイヤー２は切断開始時に形成された溝部Ｇから離脱する。

その後に、図６の矢印Ａ３に示すように、可動ローラー３７ａが被加工物Ｗの側方を通って被加工物Ｗと下部固定ローラー３６ｂとの間のワイヤー２から退避する。可動ローラー３７ａのワイヤー２からの退避の際に、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２が溝部Ｇに再び進入する。これにより、退避工程が終了する。この時、可動ローラー３７ａは設置部４１の上面及び下部固定ローラー３６ｂの下端よりも下方に配されるため、被加工物Ｗの切断の支障にはならない。なお、ワイヤー２から退避した可動ローラー３７ａを取り外してもよい。

退避工程が終了すると、ワイヤー２の往復移動が再開する。図６に示すように、可動ローラー３７ａがワイヤー２から退避した状態でワイヤー２の張力により下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２が短縮して被加工物Ｗの切断が進行する。そして、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２により被加工物Ｗは完全に切断される。

本実施形態では、切断開始時にワイヤー２の往復移動によって稜線Ｒ付近に形成された溝部Ｇに沿って、被加工物Ｗの切断を進めることができる。したがって、被加工物Ｗを高精度で切断することができる。

下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２は図６に示すように、上方に凸になるように湾曲しながら被加工物Ｗを切断する。このため、主材Ｍの左右両端部は中央部よりも先に切断が完了する。本実施形態では、主材Ｍの下方にダミー部材Ｄ３を設けているため、主材Ｍの中央部の切断完了前におけるワイヤー２の張力の急激な変化を防止することができる。したがって、ワイヤー２の断線や捩れによる主材Ｍの切断不良を容易に防止することができる。

図７に示すように、ワイヤー２の検知ローラー３８への接触により検知ローラー３８が矢印方向に回転すると、ワイヤー２の往復移動は停止してワイヤーソー１の加工動作は終了する。この時、ポンプ７の駆動も停止され、循環経路５を介した加工液Ｓの循環も停止する。加工動作終了後に被加工物Ｗを設置部４１から取り外す。

なお、退避工程において、可動ローラー３７ｂが下部固定ローラー３６ｂ側に移動して被加工物Ｗの側方を通って被加工物Ｗと下部固定ローラー３６ｂとのワイヤー２から退避した後に、可動ローラー３７ａが下部固定ローラー３６ａ側に移動して被加工物Ｗの側方を通って被加工物Ｗと下部固定ローラー３６ａとのワイヤー２から退避してもよい。これにより、可動ローラー３７ａ、３７ｂをワイヤーソー１から取り外す手間を省くことができる。この時、可動ローラー３７ａが可動ローラー３７ｂよりも先にワイヤー２から退避してもよい。

ここで、本実施形態のワイヤーソー１を用いた他の切断方法について説明する。図８に示すように、被加工物Ｗはダミー部材Ｄ１が主材Ｍ上に接合されている。本実施形態では、ダミー部材Ｄ１の材質は主材Ｍと同じになっているが、異なってもよい。ダミー部材Ｄ１の左右方向の幅は主材Ｍの左右方向の幅よりも狭くなっている。

被加工物Ｗを設置部４１に設置した後に、所定の操作により加工の開始が指示されると、可動ローラー３７ａ、３７ｂは図８の矢印方向に下降し、可動ローラー３７ａ、３７ｂ間のワイヤー２はダミー部材Ｄ１の上面に接触する。また、下部固定ローラー３６ａと可動ローラー３７ａとの間のワイヤー２及び下部固定ローラー３６ｂと可動ローラー３７ｂとの間のワイヤー２は主材Ｍの稜線Ｒで主材Ｍに点接触する。

そして、可動ローラー３７ａ、３７ｂがさらに下降すると、可動ローラー３７ａ、３７ｂは下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２から退避し、取り外される。その後に、ダミー部材Ｄ１及び主材Ｍの切断が開始され、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２によりダミー部材Ｄ１及び主材Ｍが完全に切断される。これにより、溝部Ｇ（図５参照）からワイヤー２を離脱させずに可動ローラー３７ａ、３７ｂをワイヤーソー１から取り外すことができる。したがって、被加工物Ｗの加工の精度を一層向上させることができる。

なお、ダミー部材Ｄ１の左右方向の幅は主材Ｍの左右方向の幅よりも狭くなっているため、ワイヤー２がダミー部材Ｄ１の上面に線接触しても加工抵抗は小さく、下部固定ローラー３６ａ、３６間で蛇行するおそれは少ない。

また、ダミー部材Ｄ１とは異なる形状のダミー部材Ｄ２を用いた場合について説明する。図９に示すように、上方に向けて突出して可動ローラー３７ａ、３７ｂの軸方向に垂直な断面が三角形の突出部Ｂを有するダミー部材Ｄ２が主材Ｍ上に接合されている。本実施形態では、ダミー部材Ｄ２の材質は主材Ｍと同じになっているが、異なってもよい。

被加工物Ｗを設置部４１に設置した後に、所定の操作により加工の開始が指示されると、可動ローラー３７ａ、３７ｂは矢印のように互いに接近する方向に移動し、下部固定ローラー３６ａと可動ローラー３７ａとの間のワイヤー２及び下部固定ローラー３６ｂと可動ローラー３７ｂとの間のワイヤー２がダミー部材Ｄ２の左右端の稜線Ｒに点接触する。そして、可動ローラー３７ａ、３７ｂが下降し、可動ローラー３７ａ、３７ｂ間のワイヤー２が突出部Ｂの稜線Ｒに点接触する。その後に、ダミー部材Ｄ２の切断が開始され、退避工程に移行する。そして、退避工程終了後は図１０に示すように、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２によりダミー部材Ｄ２及び主材Ｍの切断が進行する。

本実施形態によると、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ（第１ローラー）間のワイヤー２を掛けて屈曲させる可動ローラー３７ａ、３７ｂ（第２ローラー）が上下方向及び左右方向に移動して下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２を短縮するとともに下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２から退避できる。

これにより、切断開始前に下部固定ローラー３６ａ、３６ｂと可動ローラー３７ａ、３７ｂとの間のワイヤー２を被加工物Ｗの稜線Ｒに点接触させることができる。この時、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２は可動ローラー３７ａ、３７ｂに掛けられているため、切断開始時にワイヤー２の往復移動によって被加工物Ｗの稜線Ｒ付近の所望の切断位置に溝部Ｇを形成することができ、この溝部Ｇに沿って被加工物Ｗの切断を進めることができる。したがって、被加工物を高精度で切断することができる。また、被加工物Ｗに予め位置決め溝を形成する必要がないため、加工コストを低減することができる。

また、可動ローラー３７ａ、３７ｂが下部固定ローラー３６ａ、３６ｂの並設方向に並設され、可動ローラー３７ａ、３７ｂが互いに接近する方向に移動して下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２を短縮する。これにより、切断開始前に下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２を被加工物Ｗの稜線Ｒに容易に点接触させることができる。

また、一方の可動ローラー３７ｂが着脱可能に配され、退避工程で他方の可動ローラー３７ａと被加工物Ｗとの間に退避して取り外された後、他方の可動ローラー３７ａが被加工物Ｗの側方を通って被加工物Ｗと下部固定ローラー３６ｂとの間のワイヤー２から退避する。これにより、可動ローラー３７ａ、３７ｂをワイヤー２から容易に退避させることができる。

なお、退避工程において、両方の可動ローラー３７ａ、３７ｂが被加工物Ｗの側方を通って被加工物Ｗと下部固定ローラー３６ａ、３６ｂとの間のワイヤー２から退避してもよい。これにより、可動ローラー３７ａ、３７ｂを取り外す手間を省くことができる。

また、設置部４１が被加工物Ｗに対向する検知ローラー３８（第３ローラー）を有し、ワイヤー２の接触により検知ローラー３８が回転した際に加工を終了する。これにより、検知ローラー３８が往復移動するワイヤー２を受けることで、ワイヤー２の張力の急激な変化を防止することができる。したがって、ワイヤー２の断線や捩れを防止することができる。また、ワイヤー２の接触により検知ローラー３８が回転した際に加工を終了するため、被加工物Ｗを確実に切断することができる。

また、ワイヤー２の張力を検出して調整する張力調整部を備えているため、被加工物Ｗにワイヤー２を確実に押し付けて切断を行うことができる。

また、加工液Ｓを貯留して被加工物Ｗが浸漬される加工槽４を備えているため、往復移動するワイヤー２と被加工物Ｗとの間に生じる摩擦熱による被加工物Ｗの温度上昇を低減することができる。また、被加工物Ｗの切断時に生じる加工屑は加工液Ｓ中に拡散するため、被加工物Ｗの切断箇所における加工屑の滞留を防止することができる。

また、被加工物Ｗが主材Ｍ上にダミー部材Ｄ１が接合され、ダミー部材Ｄ１と下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２が主材Ｍの稜線Ｒで主材Ｍに点接触して切断を開始する。これにより、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２を主材Ｍの稜線Ｒに容易に点接触させることができる。また、退避工程の際にワイヤー２を被加工物Ｗに形成された溝部Ｇから離脱させずに可動ローラー３７ａ、３７ｂをワイヤー２から退避させることができる。

また、被加工物Ｗが主材Ｍ上にダミー部材Ｄ２が接合され、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２がダミー部材Ｄ２の稜線Ｒでダミー部材Ｄ２に点接触して切断を開始する。これにより、主材Ｍが小型の場合でも安定して切断を行うことができる。

＜第２実施形態＞
次に本発明の第２実施形態について説明する。図１１は第２実施形態のワイヤーソーの要部の側面断面図を示している。説明の便宜上、図１〜図１０に示す第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付している。本実施形態では可動ローラー３７ｂを省いている点で第１実施形態とは異なっている。その他の部分は第１実施形態と同様である。

被加工物Ｗを設置部４１上に設置し、所定の操作により加工の開始が指示されると、可動ローラー３７ａは一点鎖線３７ａ´に示すように被加工物Ｗに接近する方向（矢印Ａ４）に移動し、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２を短縮する。そして、一点鎖線２´、３７ａ´で示すように、下部固定ローラー３６ａと可動ローラー３７ａとの間のワイヤー２及び下部固定ローラー３６ｂと可動ローラー３７ａとの間のワイヤー２は被加工物Ｗの稜線Ｒで被加工物Ｗに点接触する。その後、被加工物Ｗの切断が開始され、退避工程に移行する。

本実施形態によると、可動ローラー３７ａが被加工物Ｗに接近する方向に移動して下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２を短縮するとともに、被加工物Ｗの側方を通って被加工物Ｗと下部固定ローラー３６ａ、３６ｂとの間のワイヤー２から退避する。これにより、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。また、可動ローラー３７ｂを省き、一つの可動ローラー３７ａを用いている。これにより、ワイヤーソー１の製造コストの増大を抑制することができる。

なお、第１実施形態及び第２実施形態では、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２が下部固定ローラー３６ａ、３６ｂの軸方向で所定周期で配置されるマルチワイヤーソーを例に説明したが、マルチワイヤーソーに替えて、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ間のワイヤー２が１本になっているシングルワイヤーソーを用いてもよい。

また、下部固定ローラー３６ａ、３６ｂ及び可動ローラー３７ａ、３７ｂの溝部の数と同じ数のワイヤーを用意し、溝部の数と同じ数のモータを設けて各々のワイヤーを各々のモータにより往復移動させてもよい。これにより、一のワイヤーが断線した場合でもその他のワイヤーで被加工物Ｗの切断を行うことができる。

また、第１実施形態及び第２実施形態において、加工槽４を省いてもよい。この場合、ワイヤー２の表面に砥粒を固着させずに、ワイヤー２と被加工物Ｗとの接触部の近傍に砥粒を含む液体を供給してもよい。

本発明は、往復移動するワイヤーにより被加工物を切断するワイヤーソー及び切断方法に利用することができる。

１ ワイヤーソー
２ ワイヤー
３ ワイヤー往復移動機構
４ 加工槽
５ 循環経路
５ａ 第１分岐路
５ｂ 第２分岐路
６ 濾過部
７ ポンプ
３１ ワイヤーリール
３２ ガイドローラー
３３ ダンサローラー
３４ａ、３４ｂ、３４ｃ 上部固定ローラー
３６ａ、３６ｂ 下部固定ローラー（第１ローラー）
３７ａ、３７ｂ 可動ローラー（第２ローラー）
３８ 検知ローラー（第３ローラー）
４１ 設置部
５１ 吸込口
５２ａ、５２ｂ 吹出口
Ｓ 加工液
Ｗ 被加工物
Ｍ 主材
Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３ ダミー部材

Claims (12)

1. 被加工物を設置する設置部と、前記設置部を挟む一対の第１ローラーと、第１ローラーに張架されるワイヤーとを備え、第１ローラー間で屈曲した前記ワイヤーが被加工物に接触して所定の張力で往復移動し、第１ローラー間の前記ワイヤーが短縮して被加工物の切断が進行するワイヤーソーにおいて、
   第１ローラー間の前記ワイヤーを掛けて屈曲させる可動の第２ローラーを設け、
   第２ローラーが所定方向に移動して第１ローラー間の前記ワイヤーを短縮するとともに第１ローラー間の前記ワイヤーから退避できることを特徴とするワイヤーソー。
2. 一対の第２ローラーが第１ローラーの並設方向に並設され、第２ローラーが互いに接近する方向に移動して第１ローラー間の前記ワイヤーを短縮することを特徴とする請求項１に記載のワイヤーソー。
3. 一方の第２ローラーが着脱可能に配されて他方の第２ローラーと被加工物との間に退避して取り外された後、他方の第２ローラーが被加工物の側方を通って被加工物と第１ローラーとの間の前記ワイヤーから退避することを特徴とする請求項２に記載のワイヤーソー。
4. 両方の第２ローラーが被加工物の側方を通って被加工物と第１ローラーとの間の前記ワイヤーから退避することを特徴とする請求項２に記載のワイヤーソー。
5. 第２ローラーが被加工物に接近する方向に移動して第１ローラー間の前記ワイヤーを短縮するとともに、被加工物の側方を通って被加工物と第１ローラーとの間の前記ワイヤーから退避することを特徴とする請求項１に記載のワイヤーソー。
6. 前記設置部が被加工物に対向する第３ローラーを有し、前記ワイヤーの接触により第３ローラーが回転した際に加工を終了することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載のワイヤーソー。
7. 前記ワイヤーの張力を検出して調整する張力調整部を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のワイヤーソー。
8. 加工液を貯留して被加工物が浸漬される加工槽を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のワイヤーソー。
9. 被加工物を設置する設置部と、前記設置部を挟む一対の第１ローラーと、第１ローラーに張架されるワイヤーとを備え、第１ローラー間で屈曲した前記ワイヤーが被加工物に接触して所定の張力で往復移動し、第１ローラー間の前記ワイヤーが短縮して被加工物の切断が進行する切断方法において、
   前記ワイヤーが被加工物の稜線で被加工物に点接触して切断を開始することを特徴とする切断方法。
10. 第１ローラー間の前記ワイヤーを掛けて屈曲させる可動の第２ローラーを設け、
    第２ローラーの移動により第２ローラーと第１ローラーとの間の前記ワイヤーを被加工物の稜線で被加工物に点接触させて切断を開始し、切断の途中で第２ローラーを第１ローラー間の前記ワイヤーから退避させることを特徴とする請求項９に記載の切断方法。
11. 被加工物が加工対象の主材上にダミー部材が接合され、前記ダミー部材と第１ローラーとの間の前記ワイヤーが前記主材の稜線で前記主材に点接触して切断を開始することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の切断方法。
12. 被加工物が加工対象の主材上にダミー部材が接合され、第１ローラー間の前記ワイヤーが前記ダミー部材の稜線で前記ダミー部材に点接触して切断を開始することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載の切断方法。

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