JP2021171891A - Guide pulley and wire saw - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ワイヤを案内するガイドプーリ及び当該ガイドプーリを用いたワイヤソーに関する。 The present invention relates to a guide pulley for guiding a wire and a wire saw using the guide pulley.
従来から、走行するワイヤに被加工物を押し付けて、当該被加工物を切断するワイヤソーが知られている(例えば、特許文献1)。上述した特許文献1のワイヤソーでは、被加工物の切断にあたり、ダイヤモンド、CBN、SiC、GC、アルミナ等の砥粒がワイヤの外周に固定された固定砥粒ワイヤが用いられている。また、特許文献1のワイヤソーは、ワイヤ線速を1500m/分以上に速めることで被加工物の切断速度を速くし、これにより、切削抵抗を減らして切断精度を向上させている。 Conventionally, a wire saw that presses an workpiece against a traveling wire to cut the workpiece is known (for example, Patent Document 1). In the wire saw of Patent Document 1 described above, a fixed abrasive wire in which abrasive grains such as diamond, CBN, SiC, GC, and alumina are fixed on the outer circumference of the wire is used for cutting the workpiece. Further, the wire saw of Patent Document 1 increases the cutting speed of the workpiece by increasing the wire speed to 1500 m / min or more, thereby reducing the cutting resistance and improving the cutting accuracy.
上述したワイヤソーでは、被加工物の切断部までワイヤを案内して導くガイドプーリが複数設けられている。前記ガイドプーリは、巻き掛けられたワイヤとの摩擦力で回転駆動されている。しかしながら、ガイドプーリとワイヤとの摩擦力が低い場合、ガイドプーリとワイヤとがスリップし、上述したワイヤにより、ガイドプーリの案内溝が削られる問題がある。したがって、摩擦力を確保すべく、前記ガイドプーリは、ワイヤと接触する部分がウレタンゴムや高分子ポリエチレンといったゴムや樹脂などの素材が使用されている。特に、ダイヤモンド砥粒を用いる場合は、摩擦力の確保と、摩耗低減の観点から、ウレタンゴムなど熱可塑性ゴムや熱可塑性樹脂を素材とした弾性体が多く用いられている。 In the wire saw described above, a plurality of guide pulleys are provided to guide and guide the wire to the cut portion of the workpiece. The guide pulley is rotationally driven by a frictional force with the wound wire. However, when the frictional force between the guide pulley and the wire is low, there is a problem that the guide pulley and the wire slip and the guide groove of the guide pulley is cut by the above-mentioned wire. Therefore, in order to secure the frictional force, the guide pulley is made of a material such as rubber or resin whose portion in contact with the wire is urethane rubber or high molecular weight polyethylene. In particular, when diamond abrasive grains are used, elastic bodies made of thermoplastic rubber such as urethane rubber or thermoplastic resin are often used from the viewpoint of ensuring frictional force and reducing wear.
ところで、特許文献1のワイヤソーのようにワイヤ線速を速めた場合、ガイドプーリも高速に回転することとなる。しかしながら、上述のような弾性体で形成されたガイドプーリを高速で回転させた場合、弾性体が遠心力によって変形することにより、ガイドプーリが偏心回転する。そのため、ワイヤがガイドプーリの案内溝から脱線したり、ガイドプーリの外径変化によりワイヤ張力が変動してワイヤが断線したりする問題がある。また、ガイドプーリの案内溝が偏摩耗する問題もある。そのため、ワイヤを高速で走行させるができないという問題が生じている。 By the way, when the wire speed is increased as in the wire saw of Patent Document 1, the guide pulley also rotates at a high speed. However, when the guide pulley formed of the elastic body as described above is rotated at high speed, the elastic body is deformed by the centrifugal force, so that the guide pulley rotates eccentrically. Therefore, there is a problem that the wire derails from the guide groove of the guide pulley, or the wire tension fluctuates due to a change in the outer diameter of the guide pulley and the wire breaks. There is also a problem that the guide groove of the guide pulley is unevenly worn. Therefore, there is a problem that the wire cannot be run at high speed.
そこで、本発明は、回転時の偏位を抑制することで、ワイヤの走行速度を向上させることが可能なガイドプーリを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a guide pulley capable of improving the traveling speed of the wire by suppressing the deviation during rotation.
上述した課題を解決すべく提供される本発明のガイドプーリは、ワイヤの走行を案内するガイドプーリであって、所定の軸心位置を中心として回動可能なプーリ本体と、前記プーリ本体の外周側に取り付けられ、前記ワイヤが巻き掛けられるガイド体と、を有し、前記ガイド体の外周部に、前記ワイヤを案内する案内溝が設けられ、前記ガイド体の少なくとも一方側の側面に、ガイド体側係合部が設けられ、前記プーリ本体が、前記ガイド体側係合部に係合する本体側係合部を有し、前記ガイド体側係合部と前記本体側係合部とが係合することにより、前記プーリ本体に対する前記ガイド体の径方向外側への偏位が規制されることを特徴とするものである。 The guide pulley of the present invention provided to solve the above-mentioned problems is a guide pulley that guides the traveling of a wire, and has a pulley body that can rotate around a predetermined axial position and an outer circumference of the pulley body. It has a guide body attached to the side and around which the wire is wound, and a guide groove for guiding the wire is provided on the outer peripheral portion of the guide body, and a guide is provided on at least one side surface of the guide body. A body-side engaging portion is provided, and the pulley body has a main body-side engaging portion that engages with the guide body-side engaging portion, and the guide body-side engaging portion and the main body-side engaging portion engage with each other. As a result, the deviation of the guide body to the outside of the pulley body in the radial direction is regulated.
本発明のガイドプーリは、ガイド体が、側面の少なくとも一方にガイド体側係合部を有しており、プーリ本体が、前記ガイド体側係合部と対向して設けられた本体側係合部を有している。また、前記ガイド体側係合部と前記本体側係合部とが係合することにより、ガイドプーリが回転した際に、遠心力によってガイド体が径方向外側に偏位することが抑制される。これにより、ガイドプーリが安定に回転し、巻き掛けられたワイヤが、案内溝から脱線することが抑制される。また、ガイド体の外径変化が抑制されているので、巻き掛けられたワイヤの張力変動を低減することができる。 In the guide pulley of the present invention, the guide body has a guide body side engaging portion on at least one of the side surfaces, and the pulley main body has a main body side engaging portion provided so as to face the guide body side engaging portion. Have. Further, by engaging the guide body side engaging portion with the main body side engaging portion, it is possible to prevent the guide body from being displaced outward in the radial direction due to centrifugal force when the guide pulley rotates. As a result, the guide pulley rotates stably, and the wound wire is prevented from derailing from the guide groove. Further, since the change in the outer diameter of the guide body is suppressed, the tension fluctuation of the wound wire can be reduced.
上述した課題を解決すべく提供される本発明のガイドプーリは、本体側係合部の回転中心側を向いている壁面と、その壁面に対向するガイド体側係合部の壁面とが係合することが望ましい。 In the guide pulley of the present invention provided to solve the above-mentioned problems, the wall surface of the main body side engaging portion facing the rotation center side and the wall surface of the guide body side engaging portion facing the wall surface are engaged with each other. Is desirable.
かかる構成によれば、係合(規制)する壁面以外の部分に隙間(遊び)を設けることができる。これにより、ガイド体側係合部と本体側係合部との係合を、容易に行うことができるので、作業性が向上する。 According to such a configuration, a gap (play) can be provided in a portion other than the wall surface to be engaged (regulated). As a result, the guide body side engaging portion and the main body side engaging portion can be easily engaged, so that workability is improved.
上述した課題を解決すべく提供される本発明のガイドプーリは、前記本体側係合部が、前記ガイド体の外周端と内周端との中間部から前記案内溝の底部に至るまでの間に形成されていることが望ましい。 In the guide pulley of the present invention provided to solve the above-mentioned problems, the main body side engaging portion extends from the intermediate portion between the outer peripheral end and the inner peripheral end of the guide body to the bottom portion of the guide groove. It is desirable that it is formed in.
かかる構成によれば、案内溝の近傍で本体側係合部とガイド体側係合部との係合構造を形成できるので、遠心力によるガイド体の径方向外側への偏位を抑制することができる。すなわち、案内溝の近傍が係合により束縛されているので、ガイド体の径方向外側への偏位をより一層抑制することができる。 According to such a configuration, since an engaging structure between the main body side engaging portion and the guide body side engaging portion can be formed in the vicinity of the guide groove, it is possible to suppress the deviation of the guide body to the outside in the radial direction due to centrifugal force. can. That is, since the vicinity of the guide groove is bound by engagement, the deviation of the guide body to the outside in the radial direction can be further suppressed.
上述した課題を解決すべく提供される本発明のガイドプーリは、前記ガイド体が、両側から前記プーリ本体に挟み込みによって保持されていることが望ましい。 In the guide pulley of the present invention provided to solve the above-mentioned problems, it is desirable that the guide body is held by being sandwiched between the pulley main body from both sides.
かかる構成によれば、ガイド体の取り外しが、挟み込みを解除するだけで行えるので、ガイド体を容易に交換することができる。ガイド体のプーリ本体への挟み込みは、上述した本体側係合部やガイド体側係合部をクランプ爪状に形成し、当該クランプ爪で挟持するようにすると良い。このように本体側係合部やガイド体側係合部をクランプ爪とすることにより、ガイド体が径方向外側に偏位することが抑制される。 According to such a configuration, the guide body can be removed only by releasing the sandwiching, so that the guide body can be easily replaced. For sandwiching the guide body into the pulley body, it is preferable to form the above-mentioned main body side engaging portion and guide body side engaging portion in the shape of a clamp claw and to sandwich the guide body with the clamp claw. By using the main body side engaging portion and the guide body side engaging portion as clamp claws in this way, it is possible to prevent the guide body from being displaced outward in the radial direction.
上述した課題を解決すべく提供される本発明のガイドプーリは、前記ガイド体が、熱可塑性ゴム又は熱可塑性樹脂のいずれかからなることが望ましい。 In the guide pulley of the present invention provided to solve the above-mentioned problems, it is desirable that the guide body is made of either a thermoplastic rubber or a thermoplastic resin.
かかる構成によれば、ガイドプーリとして一定の弾性や柔軟性を確保できるので、ガイドプーリとワイヤとの摩擦力を確保することができる。これにより、ガイドプーリとワイヤとのスリップが抑制され、ガイドプーリの摩耗を低減することができる。その一方で、遠心力による径方向外側への偏位量が増大するということが懸念される。しかしながら、本発明のガイドプーリは、本体側係合部とガイド体側係合部とが係合することにより、遠心力によるガイド体の径方向外側への偏位と、ガイドプーリの摩耗という二律背反した課題を解決することができる。したがって、より一層ワイヤを高速に走行させることができる。また、前記ガイド体が、熱可塑性ゴム又は熱可塑性樹脂を素材とする例えばウレタンゴムのような弾性体からなるものとすると良い。前記ガイド体を弾性体とすることにより、ガイドプーリとワイヤとの摩擦力をより一層高めることが期待できる。これにより、ワイヤがガイドプーリに対してスリップすることを抑制できるので、ガイドプーリのより一層の摩耗低減とワイヤのより一層の高速化とが期待できる。 According to such a configuration, since a certain elasticity and flexibility can be secured as the guide pulley, the frictional force between the guide pulley and the wire can be secured. As a result, slippage between the guide pulley and the wire is suppressed, and wear of the guide pulley can be reduced. On the other hand, there is a concern that the amount of radial outward deviation due to centrifugal force will increase. However, in the guide pulley of the present invention, the engagement portion on the main body side and the engaging portion on the guide body side engage with each other, which contradicts the deviation of the guide body to the outside in the radial direction due to centrifugal force and the wear of the guide pulley. The problem can be solved. Therefore, the wire can be run at a higher speed. Further, it is preferable that the guide body is made of an elastic body such as urethane rubber made of a thermoplastic rubber or a thermoplastic resin. By making the guide body an elastic body, it can be expected that the frictional force between the guide pulley and the wire is further increased. As a result, it is possible to prevent the wire from slipping with respect to the guide pulley, so that further wear reduction of the guide pulley and further speeding up of the wire can be expected.
上述した課題を解決すべく提供される本発明のガイドプーリは、前記プーリ本体が、前記案内溝の延長線上に形成されていることが望ましい。 In the guide pulley of the present invention provided to solve the above-mentioned problems, it is desirable that the pulley body is formed on an extension line of the guide groove.
かかる構成によれば、ガイドプーリの重心を案内溝の延長線上に位置させることができる。これにより、案内溝が幅方向に横振れすることを抑制でき、ワイヤを安定に走行させることができる。 According to such a configuration, the center of gravity of the guide pulley can be positioned on the extension line of the guide groove. As a result, it is possible to prevent the guide groove from swinging laterally in the width direction, and the wire can be stably traveled.
上述した課題を解決すべく提供される本発明のワイヤソーは、上述したガイドプーリを有し、前記ワイヤを被加工物に押し当てることにより、当該被加工物を切断するものであることを特徴とするものである。 The wire saw of the present invention provided to solve the above-mentioned problems is characterized in that it has the above-mentioned guide pulley and cuts the work piece by pressing the wire against the work piece. Is what you do.
本発明のワイヤソーは、上述したガイドプーリを有するものであるので、ワイヤを高速(例えば1500m/分以上)で走行させても、ガイドプーリを径方向に偏心させることなく、安定して回転させることができる。そのため、ワイヤを安定に走行させることができ、切断精度を向上させることができる。また、ワイヤが安定に走行するので、さらなるワイヤの高速化が期待できる。 Since the wire saw of the present invention has the guide pulley described above, even if the wire is run at a high speed (for example, 1500 m / min or more), the guide pulley can be stably rotated without being eccentric in the radial direction. Can be done. Therefore, the wire can be run stably and the cutting accuracy can be improved. Moreover, since the wire runs stably, further speeding up of the wire can be expected.
本発明によれば、回転時の偏位を抑制することができ、これにより、ワイヤの走行速度を向上させることが可能なガイドプーリを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a guide pulley capable of suppressing deviation during rotation, thereby improving the traveling speed of the wire.
本発明のガイドプーリ10の一実施形態について、図1〜図3に基づいて以下に詳細を説明する。
An embodiment of the
図1及び図2に示すように、ガイドプーリ10は、所定の軸心位置を中心として回動可能なプーリ本体15と、プーリ本体15の外周側に取り付けられ、ワイヤ3が巻き掛けられるガイド体11等を有している。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
ガイド体11は、円環状に形成され、外周部にV字状の案内溝12(図2参照)が形成されている。案内溝12は、巻き掛けられたワイヤ3を保持して、ワイヤ3の脱線を抑制している。また、ガイド体11は、例えば、熱可塑性ゴムや熱可塑性樹脂等を素材として用いられている。そのため、ガイド体11が一定の弾性や柔軟性を有し、弾性体としての役割を果たすので、ガイド体11の案内溝12とワイヤ3との摩擦力が確保される。これにより、案内溝12に対してワイヤ3がスリップすることが抑制され、案内溝12の摩耗を低減することができる。また、ガイド体11は、両側面の円周方向全周に亘ってガイド体側係合部13が形成されている。本実施形態において、ガイド体側係合部13は、断面がコの字状の溝として形成されている。
The
プーリ本体15は、円盤状のベース部16と、ガイド体11を保持する保持部17と、回転軸21周りの回動を許容する軸受部22等を有している。保持部17は、プーリ本体15の外周縁に形成され、ガイド体11の内周面と両側面とを支持している。また、プーリ本体15は、高速回転時のイナーシャを減らすため、軸受部22と、保持部17との間が、軸受部22や保持部17よりも薄く形成されており、軽量化が図られている。また、保持部17は、ガイド体側係合部13と係合可能なように本体側係合部18が突出形成されている。
The pulley
図2及び図3に示すように、保持部17は、蓋体19を有しており、蓋体19とプーリ本体15の外周縁部とで、ガイド体11を両側面から挟持している。蓋体19は、内側面に、プーリ本体15と同様の本体側係合部18が形成されている。本体側係合部18は、対向するガイド体側係合部13と係合している。蓋体19は、ベース部16との間でガイド体11を挟持し、ネジ19aによってプーリ本体15に固定されている。これにより、ガイド体11は、プーリ本体15に一体的に保持されると共にガイド体11が、プーリ本体15に対して脱着可能とされている。そのため、ガイド体11が摩耗した際に、ガイド体11をプーリ本体15から取り外して容易に交換することができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the holding
本体側係合部18は、ガイド体11の両側面と対向するそれぞれの面に円環状に形成されている。本実施形態では、本体側係合部18として断面がコの字状のクランプ爪が形成されており、ガイド体側係合部13と係合して、ガイド体11を挟持している。これにより、ガイド体11が遠心力により径方向外側に伸びたり、移動したりすることを抑制できる。したがって、ガイド体11の径方向外側への偏心等による偏位が抑制される。なお、プーリ本体15におけるベース部16は、案内溝12の延長線5上に形成されていることが望ましい。これにより、ガイドプーリ10の回転時に、ガイド体11が横方向に芯振れすることを抑制することができ、ガイドプーリ10を安定に回転させることができる。
The main body
図3に示すように、本体側係合部18を、例えば、ガイド体側係合部13よりも、僅かに小さく形成し、ガイド体側係合部13の少なくとも内周側の壁面13aが、本体側係合部18の少なくとも内周側の壁面18aと係合するようにすると良い。すなわち、本体側係合部の回転中心側を向いている壁面と、その壁面に対向するガイド体側係合部の壁面とが係合(規制)する状態となる。これにより、ガイド体側係合部13と本体側係合部18との間に隙間(遊び)が形成されていても、ガイド体11の径方向外側への偏位を抑制できる。
As shown in FIG. 3, the main body
また、本体側係合部18は、例えば、ガイド体11の外周端と内周端との中間部18bから案内溝12の底部に至るまでの間に形成されていると良い。かかる構成とすることにより、案内溝12の近傍で本体側係合部18とガイド体側係合部13との係合構造を形成できるので、遠心力によるガイド体11の径方向外側への偏心等による偏位を抑制することができる。すなわち、案内溝12の近傍が係合により束縛されているので、ガイド体11の径方向外側への偏位をより一層抑制することができる。
Further, the main body
図1及び図2に示すように、軸受部22は、ガイドプーリ10の中央に設けられ、ガイドプーリ10を回動可能に支持する回転軸21と、回転軸21の外周に装着されたベアリング23等を有している。回転軸21は、例えば後述するワイヤソー30に軸止めされる。
As shown in FIGS. 1 and 2, the bearing
ベアリング23は、後方側が押え部材24で押さえ込まれており、プーリ本体15に保持されている。また、ベアリング23は、ゴム等のシール部材29等で、加工液の侵入が抑制されている。押え部材24は、ネジ24aで固定されており、ベアリング23の交換時に着脱が可能である。また、ベアリング23に回転軸21が嵌め込まれることにより、プーリ本体15が回転軸21に対して回動可能に支持されている。すなわち、回転軸21周りにガイドプーリ10が回動自在とされている。
The rear side of the
ガイドプーリ10の案内溝12には、ワイヤ3が巻き掛けられる。これにより、ワイヤ3の走行に伴って、ガイドプーリ10が回転する。なお、本実施形態では、回転軸21やベアリング23が、ガイドプーリ10側に装着されているが、回転軸21やベアリング23がワイヤソー30側に設けられているものであっても良い。以上が、本発明のガイドプーリ10の一実施形態である。
The
次に、ガイドプーリ10の他の実施形態について、図4(a)及び図4(b)を参照しながら以下に説明する。本実施形態では、ガイド体側係合部13と、本体側係合部18との形状が異なる以外は、上述の実施形態と同様であるので、説明を一部省略する。また、上述の実施形態と同一の部材は同一の符号を付していることに留意されたい。
Next, another embodiment of the
図4(a)に示すように、ガイド体側係合部13は、内周側の壁面が回転軸21と平行に形成され、外周側の壁面が内側方向に傾斜するように形成されている。なお、前記傾斜の角度は、任意に変更することが可能である。また、本体側係合部18が、ガイド体側係合部13に沿った形状に形成されている。したがって、ガイド体11をプーリ本体15に保持させる際に、ガイド体側係合部13と本体側係合部18とが係合する。これにより、ガイド体11が径方向外側へ偏心等により偏位することが抑制される。
As shown in FIG. 4A, the guide body
次に、本発明のガイドプーリ10のさらに別の実施形態について、図4(b)を参照しながら以下に説明する。図示のように、本実施形態では、ガイド体側係合部13が、両側の側面から凸状に突出している。また、ガイド体側係合部13と対向するように、ベース部16及び蓋体19にコの字状の溝が形成されている。したがって、ガイド体11をプーリ本体15に保持させる際に、ガイド体側係合部13と本体側係合部18とが係合する。これにより、ガイド体11が径方向外側へ偏心等により偏位することが抑制される。
Next, yet another embodiment of the
ガイド体11の径方向外周への偏心による変位を効率的に抑えるために、凸状のガイド体側係合部13及び凹状の本体側係合部18における外周側の壁面同士が互いに係合している。つまり、図4(b)に示すガイドプーリ10は、規制と遊びにおける径方向の位置関係が、図3に示すガイドプーリ10と逆であるが、本体側係合部18の回転中心側を向いている壁面と、その壁面に対向するガイド体側係合部13の壁面とが係合する状態となっている。
In order to efficiently suppress the displacement of the
次に、本発明のガイドプーリ10を採用したワイヤソー30の一実施形態について、図5を参照しつつ以下に詳細を説明する。本実施形態では、ワイヤソー30として、サファイアやシリコン等の被加工物2を複数のウエハとして切断するマルチワイヤソーを例として説明する。また、ワイヤソー30に用いられるワイヤ3として、ダイヤモンド等の砥粒が外周面に電着等により固定された固定砥粒方式のワイヤソーについて説明する。なお、ガイドプーリ10を遊離砥粒方式のワイヤソーに用いる場合は、ワイヤ3としてブラスメッキ等された鋼線を用い、加工液にダイヤモンドやシリコンカーバイド等の砥粒が混合されたスラリーを用いれば良い。
Next, an embodiment of the wire saw 30 that employs the
図5に示すように、ワイヤソー30は、1本のワイヤ3が多重に巻き掛けられた供給リール31と、ワイヤ3が巻き取られる回収リール32と、一対のワークローラ33a,33bと、ワイヤ3を案内する本発明の複数のガイドプーリ10等を有している。また、ワイヤソー30は、一対のワークローラ33a,33b上に被加工物2を保持する保持テーブル35を有している。
As shown in FIG. 5, the wire saw 30 includes a
供給リール31及び回収リール32は、図示しない支持枠に回動可能に支持されると共にそれぞれ図示しないモータにより正逆回転駆動が可能である。供給リール31から供給されたワイヤ3は、供給リール軸に沿って往復駆動されるトラバースプーリ25でトラバースされながら、複数のガイドプーリ10を経由して、供給側のテンションプーリ26aに導かれる。ガイドプーリ10は、回転軸21が、ワイヤソー30の図示しない支持枠に軸止めされている。したがって、ガイドプーリ10は、ワイヤソー30に回動自在に支持されている。
The
テンションプーリ26aは、テンションアーム27の一端側に回動可能に支持されている。テンションアーム27の他端側には、モータ28が接続されており、モータ28の出力により、テンションアーム27がテンションプーリ26aと一体的に揺動する。これにより、テンションプーリ26aを介してワイヤ3に所定の張力が付与される。所定の張力が付与されたれたワイヤ3は、テンションプーリ26aによって所定の張力が付与された後、ワークローラ33a,33bに導かれる。
The
ワークローラ33a,33bは、間隔を空けて図示しない支持枠にそれぞれ回動可能に支持されている。ワークローラ33a,33bの外周面には、所定のピッチで多数の環状溝(図示しない)が形成されている。ワークローラ33a,33bの環状溝間には、ワイヤ3が螺旋状に巻き回されることにより、ワイヤ列34が形成されている。なお、図5において、ワイヤ列34は、紙面奥行方向に形成されている。また、ワークローラ33a,33bは、図示しないモータ等の駆動源が接続されており、駆動源の出力により、それぞれが同期して回転する。
The
また、本実施形態では、ワークローラ33a,33bが、ワークローラ33a,33bの間の中央付近に配置される回転軸心(図示しない)を支点として、一体的に回動が可能なように上述の支持枠に支持されている。したがって、図示しない駆動源によって、図示二点鎖線のように一対のワークローラ33a,33bが揺動円弧運動可能とされている。
Further, in the present embodiment, the
ワイヤ列34の上方には、被加工物2を保持する保持テーブル35が設けられている。被加工物2はセラミックスやカーボン等からなるダミー材4を介して、保持テーブル35の下面側に保持されている。保持テーブル35は、ワイヤソー30の本体に昇降可能に支持されている。また、保持テーブル35には、モータ36が接続されており、モータ36の出力により、所定ピッチで被加工物2をワイヤ列34に向けて押し付けることが可能である。また、ワイヤ列34の上方側で被加工物2の両側には、加工液を供給するノズル37が設けられている。ノズル37は、ワークローラ33a,33bと共に揺動することが可能である。加工液には、例えば、界面活性剤が添加された水や、グリコール類からなる冷却液等が用いられる。
A holding table 35 for holding the
ワイヤ3は、ワイヤ列34で切断に寄与した後、ワークローラ33a,33bから、複数のガイドプーリ10を経て、回収側のテンションプーリ26bに導かれる。なお、供給側のテンションプーリ26aと、回収側のテンションプーリ26bとは、同様の機構であるので説明を省略する。
After contributing to cutting in the
テンションプーリ26bにより、所定の張力が付与されたワイヤ3は、複数のガイドプーリ10に案内されて、回収リール32に巻き取られる。本実施形態では、ワイヤ3は、一定の周期で往復走行するものとされ、供給リール31と回収リール32とが逆転することにより、ワイヤ3は、逆転走行が可能である。ワイヤ3は、逆転走行時間よりも正転走行時間を長くすることにより、所定量ずつ回収リール32側に送られて巻き取られる。ワイヤ3の送り量は、切断する被加工物2の形状や材質等に応じて適宜変更が可能である。
The
次に、上述したワイヤソー30での被加工物2の切断について、以下に説明する。まず、切断に先立って、被加工物2とダミー材4とが接着される。被加工物2が接着されたダミー材4を図示しない貼り付け台等に接着し、当該貼り付け台を介して被加工物2を保持テーブル35に保持させる。
Next, the cutting of the
ワイヤソー30を起動し、例えば、ワイヤ3の線速が2500m/分以上(遊離砥粒方式のワイヤソーであれば、例えば1500m/分)となるように制御する。この状態で、ワイヤ列34を回転軸心に対して例えば±3〜±35°の範囲で揺動円弧運動させながら、保持テーブル35を下降させることで、被加工物2がワイヤ列34に押し付けられる。これにより、被加工物2の切断が開始される。この後、所定の周期でワイヤ3を往復走行させながら、保持テーブル35が所定速度で下降し、被加工物2が切断される。なお、ワイヤ列34を揺動させることにより、ワイヤ3と被加工物2との接触を点接触に近づけることができるので、ワイヤ3への抵抗が弱まって、加工速度を向上させることができる。また、このとき、ワイヤ3の傾斜方向に沿って切断部への加工液の供給が促進され、切断屑の排出も円滑に行われる。また、ワイヤ3の揺動に伴い、被加工物2の切断面が研磨されるので、被加工物2の切断精度が向上する。これらにより、加工速度と加工精度を向上させることができる。なお、揺動円弧運動させない場合であっても、本発明のガイドプーリ10を採用することにより、加工速度を向上でき、これに伴って加工精度も向上させることができる。
The wire saw 30 is started and controlled so that the wire speed of the
また、ガイドプーリ10は、ガイド体11として、例えば、ウレタンゴム等の熱可塑性ゴムや熱可塑性樹脂等が用いられている。したがって、ガイド体11として一定の弾性や柔軟性を確保できるので、案内溝12とワイヤ3との摩擦力を確保することができる。これにより、ガイド体11とワイヤ3とのスリップが抑制され、案内溝12の摩耗を低減することができる。その一方で、遠心力による径方向外側への偏位量が増大するということが懸念される。
Further, in the
しかしながら、本発明のガイドプーリ10は、本体側係合部18とガイド体側係合部13とが係合することにより、遠心力によるガイド体の径方向外側への偏位と、ガイドプーリ10の摩耗という二律背反した課題を解決することができる。したがって、より一層ワイヤ3を高速に走行させることができる。また、ガイド体11が、熱可塑性ゴム又は熱可塑性樹脂を素材とする例えばウレタンゴムのような弾性体からなるものとすると良い。ガイド体11を弾性体とすることにより、ガイドプーリとワイヤとの摩擦力をより一層高めることが期待できる。これにより、ワイヤ3がガイドプーリ10に対してスリップすることを抑制できるので、ガイドプーリ10のより一層の摩耗低減とワイヤ3のより一層の高速化とが期待できる。
However, in the
以上が、本発明のガイドプーリ10及びワイヤソー30の実施形態であるが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲内で適宜の変更を行うことができる。
The above is the embodiment of the
本実施形態のガイドプーリ10は、ガイド体側係合部13と、本体側係合部18とが両側面に設けられるものであったが、ガイドプーリ10は、ガイド体側係合部13と本体側係合部18とが片側の側面だけに設けられるものであっても良い。また、ガイド体側係合部13や本体側係合部18の形状は、上述の実施形態に限定されるものではなく、互いに係合することが可能なものであれば、各種の形状のものとすることができる。ガイド体側係合部13と本体側係合部18とを設ける位置についても、適宜変更することができる。また、一方側の側面に形成される一対のガイド体側係合部13及び本体側係合部18が、他方側の側面に形成される一対のガイド体側係合部13及び本体側係合部18と異なる形状の組合せとなるようにしても良い。また、本実施形態では、ガイド体11の両側面のそれぞれに1つずつガイド体側係合部13と本体側係合部18とを設けたが、ガイド体側係合部13及び本体側係合部18が、ガイド体11の両側面のそれぞれに複数設けられるようにしても良い。
In the
本実施形態では、ワイヤソー30として固定砥粒方式のワイヤを用いるものを例示したが、本発明のガイドプーリ10やワイヤソー30は、遊離砥粒方式のワイヤを用いるものであっても良い。かかる場合は、ワイヤ3として、例えば、ブラスメッキ等した鋼線を用い、加工液としてダイヤモンドやシリコンカーバイド等の砥粒がオイル等に混合されたスラリーを用いれば良い。
In the present embodiment, a wire saw 30 using a fixed-abrasive wire is exemplified, but the
本実施形態では、複数枚のウエハを切り出すマルチワイヤソーを例示したが、ガイドプーリ10が、一本切りのシングルワイヤソーに適用されるものでも良い。また、ワイヤ3の線速も1500m/分以上のものだけではなく、これより低速のものであっても良い。また、ワークローラ33a,33bは、2本だけではなく、3本以上のものであっても良い。ワイヤソー30は、被加工物2や保持テーブル35が複数設けられたものであっても良い。また、本実施形態では、ワークローラ33a,33bが揺動するものとしたが、ワークローラ33a,33bが、揺動しないものであっても良い。また、ワークローラ33a,33bの揺動に代えて、被加工物2が揺動するものや両者が揺動するものであっても良い。また、被加工物2は、上方からワイヤ列34に押し付けるものだけでなく、側方や下方から被加工物2をワイヤ列34に押し付けるものであっても良い。
In the present embodiment, a multi-wire saw that cuts out a plurality of wafers has been illustrated, but the
また、本実施形態では、ワイヤ3の線速は1500m/分以上としたが、線速は、被加工物2の種類や切断する厚み、ワイヤ3の太さ等に応じて適宜変更することができ、線速が例えば1500m/分未満のものであっても良い。なお、固定砥粒方式のワイヤソーにガイドプーリ10を用いる場合は、線速を2500m/分程度に高めて使用すると良い。これにより、被加工物2の切断速度や切断精度の向上が期待できる。また、上述の実施形態では、ワークローラ33a,33bの揺動角度を回転軸心に対して±3〜±35°としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、揺動角度は、被加工物2の種類や切断する厚み、ワイヤ3の太さ等に応じて適宜変更することができる。
Further, in the present embodiment, the linear velocity of the
また、ワイヤソー30に設けられるガイドプーリ10の数は任意のものであり、レイアウトに応じて、適宜の数量とすることができる。また、トラバースプーリ25やテンションプーリ26a,26bにも、本発明のガイドプーリ10と同様の構造を採用することができる。また、ガイドプーリ10やガイド体11の外径も各種の径のものを採用することができる。また、ガイド体11の材質も熱可塑性ゴムや熱可塑性樹脂だけでなく、熱硬化性樹脂やセラミックス、炭素繊維強化樹脂等の各種の素材を採用することができる。
Further, the number of guide pulleys 10 provided on the wire saw 30 is arbitrary, and can be an appropriate number depending on the layout. Further, the
本実施形態では、ガイド体側係合部13と本体側係合部18との間に隙間を形成することを例示したが、隙間がないものとしても良い。また、当該隙間の大きさは、適宜変更することができる。
In the present embodiment, it is illustrated that a gap is formed between the guide body
なお、本発明は上述した実施形態や変形例において例示したものに限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲でその教示及び精神から他の実施形態があり得ることは当業者に容易に理解できよう。 It should be noted that the present invention is not limited to those illustrated in the above-described embodiments and modifications, and it is possible to those skilled in the art that there may be other embodiments from the teaching and spirit within the scope of the claims. It will be easy to understand.
本発明のガイドプーリは、各種のワイヤを所定方向に案内する巻線機やワイヤソーなどに利用することが可能である。本発明のワイヤソーは、サファイア、シリコンカーバイド、ガリウムヒ素やタンタル酸リチウム等の化合物半導体、シリコン、水晶等各種の被加工物の切断に利用することが可能である。 The guide pulley of the present invention can be used for a winding machine, a wire saw, or the like that guides various wires in a predetermined direction. The wire saw of the present invention can be used for cutting various workpieces such as sapphire, silicon carbide, compound semiconductors such as gallium arsenide and lithium tantalate, silicon, and crystal.
2 :被加工物
3 :ワイヤ
10 :ガイドプーリ
11 :ガイド体
12 :案内溝
13 :ガイド体側係合部
13a:内周側壁面
15 :プーリ本体
16 :ベース部
17 :保持部
18 :本体側係合部
18a:内周側壁面
18b:中間部
19 :蓋体
30 :ワイヤソー
31 :供給リール
32 :回収リール
33a:ワークローラ
33b:ワークローラ
34 :ワイヤ列
35 :保持テーブル
2: Work piece 3: Wire 10: Guide pulley 11: Guide body 12: Guide groove 13: Guide body
Claims (7)
所定の軸心位置を中心として回動可能なプーリ本体と、
前記プーリ本体の外周側に取り付けられ、前記ワイヤが巻き掛けられるガイド体と、を有し、
前記ガイド体の外周部に、前記ワイヤを案内する案内溝が設けられ、
前記ガイド体の少なくとも一方側の側面に、ガイド体側係合部が設けられ、
前記プーリ本体が、前記ガイド体側係合部に係合する本体側係合部を有し、
前記ガイド体側係合部と前記本体側係合部とが係合することにより、前記プーリ本体に対する前記ガイド体の径方向外側への偏位が規制されることを特徴とするガイドプーリ。 It is a guide pulley that guides the running of the wire.
A pulley body that can rotate around a predetermined axial position,
It has a guide body attached to the outer peripheral side of the pulley body and around which the wire is wound.
A guide groove for guiding the wire is provided on the outer peripheral portion of the guide body.
A guide body side engaging portion is provided on at least one side surface of the guide body.
The pulley body has a body-side engaging portion that engages with the guide body-side engaging portion.
A guide pulley characterized in that the displacement of the guide body to the outside in the radial direction with respect to the pulley body is restricted by engaging the guide body side engaging portion and the main body side engaging portion.
前記ガイド体の外周端と内周端との中間部から前記案内溝の底部に至るまでの間に形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のガイドプーリ。 The main body side engaging portion
The guide pulley according to claim 1 or 2, wherein the guide pulley is formed between an intermediate portion between the outer peripheral end and the inner peripheral end of the guide body and the bottom portion of the guide groove.
前記ワイヤを被加工物に押し当てることにより、当該被加工物を切断するものであることを特徴とするワイヤソー。 The guide pulley according to any one of claims 1 to 6 is provided.
A wire saw characterized in that the work piece is cut by pressing the wire against the work piece.
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