JP3043465U

JP3043465U - ワイヤソー用多溝ローラ

Info

Publication number: JP3043465U
Application number: JP1997003976U
Authority: JP
Inventors: 宜久田中
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 1997-11-18
Anticipated expiration: 2003-05-16

Abstract

(57)【要約】【課題】多溝ローラを長時間安定して使用することが
できるようにする。【解決手段】セラミックスにより形成したワイヤソー用
多溝ローラ１の一端に軸部５を形成し、該軸部５に金属
製スリーブ５aを嵌着固定し、該ローラ１の他端に装着
穴を形成し、該挿着穴２に金属製の雌型テーパ部を嵌着
固定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、複数本の多溝ローラを配置し、該多溝ローラのワイヤ溝にワイヤを巻き付け張設することにより多数のワイヤ列を形成し、シリコン、磁性体、水晶等の被加工物に該ワイヤ列を砥粒と共に押しつけながら摺動させ、該ワイヤ列のピッチ幅に応じて切断または溝入れ加工等を行うワイヤソー装置に用いる多溝ローラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

ワイヤソー用の多溝ローラの耐性寿命或いは精度を上げるため、耐摩耗性があり、且つ、熱膨張の低い材料であるセラミックスが用いられている。従来は、多溝部分をセラミックスにより形成し、芯材を金属により形成したものが多く使用されてきている。ところが、この様な材料を使用すると、芯材が金属であるが故に、加工中の温度上昇に伴う熱膨張から金属が伸長し、それにより加工精度が低下するといった問題が発生した。

【０００３】その為、近年は前述の問題点を解決し高精度化を図るため、或いは、軽量化を図る為、多溝ローラ全体がセラミックスで形成されたものが考案されている。

【０００４】しかし、このセラミックス製多溝ローラには次の様な問題がある。（１）一般にセラミックスの硬度は、金属の硬度より大きく、長時間多溝ローラを回転させると、金属製の軸受がセラミックスの軸部による摩耗を受け、軸受の摩耗による変形及び軸受と軸部とのクリアランスが設計値より大きくなって軸受と軸部にガタが生ずる。このため、異常音が発生するとともに、ローラの回転中心が変化し多溝ローラが振れて回転し加工精度が低下する。

【０００５】（２）多溝ローラを回転させると、ワイヤソーの軸受とローラの軸部に回転による摩擦熱を発生するが、金属製の軸受とセラミックス製の軸部では、熱膨張率が違うため、該軸受と軸部のクリアランスの値が設計値から外れてしまい、前記（１）と同様軸受と軸部にガタが生じ、加工精度を低下させる原因となる。

【０００６】（３）セラミックスからなる雌型テーパー部に嵌着固定されている金属のワイヤソー装置のテーパ軸が何百時間という運転で徐々に摩耗していくと、次第に多溝ローラの雌型テーパ部との接触面にガタが発生する。この状態で多溝ローラを運転した場合、該多溝ローラに芯振れが生じ、その結果ワイヤが振れ加工精度の低下を招くことになる。この場合、該テーパ軸の交換を余儀なくされ、それに関わるコストの発生及び取り替え作業に伴う稼働率の低下といった問題が起こった。

【０００７】ワイヤソー装置のテーパ軸の摩耗の原因としては以下のことが考えられる。（１）一般にワイヤソー装置は、ワイヤを往復運動させて切断等の加工を行うため、一定の間隔で多溝ローラを瞬時に反転させなくてはならない。例えば、該多溝ローラをワイヤに所定の線速を与える駆動用ローラに使用する場合、モータからベルトを介してテーパ軸に回転が伝わる。一方、多溝ローラは該テーパ軸に該多溝ローラの雌型テーパ部を嵌合させ、取り付け金具にて該ワイヤソー装置に固定装着されている。しかし、反転する瞬間、テーパ軸は急激な減速、加速を行うため、多溝ローラが固定されているにもかかわらずそれに追随できず、セラミックスからなる雌型テーパ部と金属からなるテーパ軸との接触面に滑りが発生する。この反転運動は数秒から数十秒間隔で行われるため、一回の加工で数千回もの反転が繰り返されることになり、その結果硬度に劣る該テーパ軸が次第に円周方向に摩耗すると考えられる。

【０００８】（２）ワイヤソーでは運転の開始と共に摩擦熱によりローラ部の温度が上昇するが、セラミックスである多溝ローラと、金属である取り付け金具とでは熱膨張係数の違いにより熱膨張に差が生じる。例えば、全長１５０ｍｍのセラミックス製多溝ローラを装着固定し、加工中に１０度温度が上昇した場合、セラミックスの熱膨張係数を７．１×１０^-6／℃、金属のそれを１１．２×１０^-6／℃とすると、多溝ローラの伸びＬ1及び取り付け金具の伸びＬ2は次式で求められる。

【０００９】Ｌ₁＝１５０ｍｍ×１０℃×７．１×１０^-6／℃＝０．０１０７ｍｍＬ₂＝１５０ｍｍ×１０℃×１１．２×１０^-6／℃＝０．０１６８ｍｍ従って、多溝ローラと取り付け金具との熱膨張差△Ｌは次のようになる。 △Ｌ＝Ｌ₂−Ｌ₁＝０．００６１ｍｍ

【００１０】上式の様に熱膨張差から多溝ローラと取り付け金具とにおよそ６μｍの伸長差が発生することになる。従って、多溝ローラの雌型テーパ部とワイヤソー装置のテーパ軸との接触面においても数μｍのクリアランスが生ずることが予想され、そのクリアランスが多溝ローラとワイヤソー装置との装着力を弱めることになり、多溝ローラの反転時に滑りを発生させる原因となることが考えられる。

【００１１】本来ワイヤソー用多溝ローラにセラミックスを採用する理由として、樹脂製ローラでは得られなかった使用寿命の長さがあげられ、その耐摩耗性によって長期にわたり安定した精度にて加工することが可能となった。しかし、ワイヤソー装置のテーパ軸の摩耗に起因する該テーパ軸の交換に伴う稼働率の低下、或いはコストの発生によってセラミックスを使用したことの利点が大幅に減ずることとなり問題となっている。

【００１２】本考案の目的は、かかる問題を解決し、多溝ローラを長時間安定して使用することができるようにすることである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本考案は、一端に軸部を有し、他端に雌型テーパ部を有するセラミックス製のワイヤソー用多溝ローラであって；前記軸部に金属製スリーブを嵌着固定し、前記雌型テーパ部を金属で形成したことを特徴とするワイヤソー用多溝ローラ、である。

【００１４】本考案は、一端に軸部を有し、他端に挿着穴を形成し、該装着穴に雌型テーパ部を嵌着固定したセラミックス製のワイヤソー用多溝ローラであって；前記軸部に金属製スリーブを嵌着固定し、前記挿着穴を円柱状に形成し、該雌型テーパ部を円筒状の金属で形成し、その内周面に円筒部と円錐台部とを形成したことを特徴とするワイヤソー用多溝ローラ、である。

【００１５】本考案は、一端に軸部を有し、他端に挿着穴を形成し、該装着穴に雌型テーパ部を嵌着固定したセラミックス製のワイヤソー用多溝ローラであって；前記軸部に金属製スリーブを嵌着固定し、前記挿着穴を円錐台状に形成し、該雌型テーパ部を均一な肉厚の円錐台筒状の金属により形成したことを特徴とするワイヤソー用多溝ローラ、である。

【００１６】本考案は、一端に軸部を有し、他端に挿着穴を形成し、該装着穴に雌型テーパ部を嵌着固定したセラミックス製のワイヤソー用多溝ローラであって；前記軸部に金属製スリーブを嵌着固定し、前記挿着穴を円錐台状に形成し、該雌型テーパ部を前記挿着穴の長さより長い円筒状の金属により形成し、その内周面に円筒部と円錐台部とを形成したことを特徴とするワイヤソー用多溝ローラ、である。

【００１７】本考案は、一端に軸部を有し、他端に雌型テーパ部を有するセラミックス製のワイヤソー用多溝ローラであって；前記軸部に金属製スリーブを嵌着固定し、前記雌型テーパ部を前記他端の端面に固定した金属製円筒状体により形成したことを特徴とするワイヤソー用多溝ローラ、である。

【００１８】

【考案の実施の形態】セラミックス製のワイヤソー用多溝ローラは、その一端に軸部を有し、又、その他端に雌型テーパ部を備えている。このセラミックス製の軸部には、金属スリーブが設けられ、又、雌型テーパ部は金属により形成されている。

【００１９】金属スリーブ及び金属製の雌型テーパ部に用いる金属として、ワイヤソー装置の軸受と同一材質のもの、又、該ワイヤソー装置のテーパ軸と同一材質のものが用いられるが、装着される軸受やテーパ軸に適合するものであれば特に限定されるものではない。

【００２０】金属スリーブ及び雌型テーパ部は接着剤によりセラミックス製の多溝ローラに固定されるが、この固定方法は、特に限定されるものではなく、例えば、焼バメ、または圧入によって固定しても良い。

【００２１】雌型テーパ部は、必ずしも全体を金属で形成する必要はなく、例えば、セラミックスで形成されている雌型テーパ部の内面に金属を張設し固定してもよい。

【００２２】この多溝ローラは、加工用ワイヤを走行移動させるための駆動用ローラにも用いることができることは勿論、加工用ワイヤに所定の寸法のワイヤ列を押し当てるためのローラとしても用いることができる。

【００２３】

【実施例】

本考案の第１実施例を図１、図２により説明する。ワイヤソー用多溝ローラ１は、アルミナなどのセラミックスで形成され、その表面には多数のワイヤ溝３からなる多溝部分４が形成されている。

【００２４】このローラ１の一端には軸部５が突出して設けられ、その他端には円柱状の挿着穴２が設けられている。この挿着穴２は長さＬであり、該挿着穴２には、該挿着穴２の長さＬと同一長さを有する雌型テーパ部６が装着されている。このテーパ部６は取付時の軸振れを防ぎ、適切な取付を可能にする。

【００２５】又、該ローラ１の中心部分には、軸心を通る貫通孔７が設けられており、この貫通孔７にはワイヤソー装置１０のテーパ軸１３に該多溝ローラ１を固定するための取付金具１４が挿着されている。この際多溝部分４の軸心５及び雌型テーパ部６の軸心とが一致していないとローラ回転時にワイヤに振れが発生するので、この軸部５、多溝部分４、雌型テーパ６は同一軸心となる様に研削加工される。

【００２６】この多溝ローラ１はアルミナの他、炭化珪素、窒素珪素、ジルコニア等のセラミックスが用いられる。

【００２７】前記軸部５は、ワイヤソー装置１の軸受１２に装着できる様に多溝部分４より小径になっている。該軸部５には、金属製スリーブ５ａが嵌着固定され、このスリーブ５ａにより該軸部５の外周面が覆われている。この金属製スリーブ５ａはエポキン樹脂系接着剤Ｓにより軸部５に固定される。この固定手段は、この接着剤に限定されるものではなく、必要に応じて適宜選択され、例えば、焼きバメ、又は圧入等が採用される。この方法を用いると、両者の接合強度はより強力になり長時間の使用に耐えることが可能である。

【００２８】金属製スリーブ５ａの素材として、高炭素クロム軸受鋼（ＳＵＪ２）が用いられるが、装着される軸受１２に適合するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、炭素鋼、ステンレス鋼、特殊鋼等、場合によってはニッケル合金、銅合金、アルミニウム合金等が用いられる。

【００２９】前記多溝ローラ１の雌型テーパ部６は、クロムモリブデン鋼等の金属にて円筒状に形成されて、その内周面には円筒部６ａと円錐台部６ｂとが設けられている。このテーパ部６は該ローラ１の挿着穴２に挿着されエボシキ系接着剤Ｓにより固定される。このテーパ部６の素材は、クロムモリブデン鋼に限定されるものではなく、ワイヤソー装置１のテーパ軸１３に適合するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、炭素鋼、ステンレス鋼、特殊鋼等や、場合によってはニッケル合金、銅合金、アルミニウム合金等が用いられる。

【００３０】前記テーパ部６と該挿着穴２との固定方法として、冷しバメ、又は圧入を用いてもよい。この方法を用いると、挿着穴２と雌型テーパ部６との接合強度はより強力になり、該テーパ部６が挿着穴２から脱落することはなくなり、長期間の使用に耐えることができる。

【００３１】このワイヤソー用多溝ローラ１をワイヤソー装置１０に装着する場合には、金属製スリーブ５ａを軸受１０に挿着し、テーパ軸１３を雌型テーパ部６に嵌着するとともに、貫通孔７に挿入した取付金具、例えば、ボルト１４のねじ部をテーパ軸１３に螺着し、締め付けることにより該ローラ１とテーパ軸１３とを固定する。この時、雌型テーパ部６とテーパ軸１３は密着固定される。

【００３２】次に本実施例の作動につき説明する。図示しないワイヤソー装置１０のモータによりテーパ軸１３が正転反転を繰り返す。これに伴い、該ローラ１も正転、反転を繰り返し、多溝部分４に張設されているワイヤを往復動させワークを切断する。

【００３３】この時、軸部５の金属製スリーブ５ａは、軸受１２と接触しながら回転するが、両者５ａ、１２は同等の硬度なので長時間ワイヤソー装置を運転しても軸受１２が金属製スリーブ５ａによりセラミックスの様に摩耗を受けることがない。

【００３４】従って、軸受１２の摩耗による変形や軸受１２と軸部５とのクリアランスの増加もごくわずかとなるので、軸受１２と軸部５のガタも発生しない。又、異常音の発生が抑えられ、軸部５の回転中心も狂わず多溝ローラ１を長時間安定して回転させることができる。

【００３５】さらに、軸受１２と金属製スリーブ５ａが金属同志のため、熱膨張率に大きな差がなく、軸受１２と該スリーブ５ａのクリアランスの変化を小さくすることができる。その結果、軸受５と軸部５とのガタの発生を抑えることができる。

【００３６】又、ワイヤソー装置１０の運転の開始とともに、摩擦熱により該ローラ１の温度が上昇するが、互いに圧接する雌型テーパ部６とテーパ軸１３とは共に金属であるため、両者間に滑りが発生してもテーパ軸１３の摩耗はセラミックス製の雌型テーパ部に比べ大幅に低減することができる。

【００３７】この考案の第２実施例を図３により説明する。この実施例と第１実施例（図１〜図２）との相違点は、各溝ローラ１の挿着穴２２を円錐台状に形成し、該挿着穴２２に円錐筒状の雌型テーパ部２６を挿着固定したことである。このテーパ部２６の肉厚ｔは均一に形成されている。

【００３８】この考案の第３実施例を図４により説明する。この実施例と第１実施例（図１、図２）との相違点は、挿着穴２の長さＬ₁が雌型テーパ部６の長さＬ₂より短く形成され、そのため、挿着穴２に挿着された雌型テーパ部６が、該ローラ１の端部１ａから突出していることである。

【００３９】この考案の第４実施例を図５により説明する。この実施例と第１実施例（図１、図２）との相違点は、セラミックスで形成した各溝ローラ１の一端に挿着穴２を穿設する代わりに、内周面に円錐部３６ａと円錐台部３６ｂを形成し、該円筒状体３６を該ローラ１の端面１Ｔに固定し、雌型テーパ部を形成したことである。この円筒状体３６の長さは必要に応じて適宜選択される。

【００４０】

【考案の効果】

この考案は以上の様に構成したので、次の様な顕著な効果を奏する。（１）ワイヤソー装置の軸受の異常摩耗やワイヤソー用多溝ローラの軸部との熱膨張率の差による異常音の発生、多溝ローラの回転中心の狂いの発生を防止できる。そのため、被加工物を安定した精度で長時間加工することができる。

【００４１】（２）ワイヤソー装置のテーパ軸の摩耗を大幅に低減することができ、高精度を維持することができる。又、摩耗に起因するワイヤの芯ぶれ、テーパ軸の交換に関するコストの発生、取り替えに伴う稼働率の低下を解消することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例を示すワイヤソー用多溝ロ
ーラの一部縦断面図である。

【図２】使用状態を示す縦断面図である。

【図３】本考案の第２実施例を示す縦断面図である。

【図４】本考案の第３実施例を示す縦断面図である。

【図５】本考案の第４実施例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ワイヤソー用多溝ローラ２挿着穴５ａ金属スリーブ５軸部６雌型テーパ部１３テーパ軸

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】一端に軸部を有し、他端に雌型テーパ部
を有するセラミックス製のワイヤソー用多溝ローラであ
って；前記軸部に金属製スリーブを嵌着固定し、前記雌型テーパ部を金属で形成したことを特徴とするワ
イヤソー用多溝ローラ。
【請求項２】一端に軸部を有し、他端に挿着穴を形成
し、該装着穴に雌型テーパ部を嵌着固定したセラミック
ス製のワイヤソー用多溝ローラであって；前記軸部に金
属製スリーブを嵌着固定し、前記挿着穴を円柱状に形成し、該雌型テーパ部を円筒状の金属で形成し、その内周面に
円筒部と円錐台部とを形成したことを特徴とするワイヤ
ソー用多溝ローラ。
【請求項３】一端に軸部を有し、他端に挿着穴を形成
し、該装着穴に雌型テーパ部を嵌着固定したセラミック
ス製のワイヤソー用多溝ローラであって；前記軸部に金
属製スリーブを挿入固定し、前記挿着穴を円錐台状に形成し、該雌型テーパ部を均一な肉厚の円錐台筒状の金属により
形成したことを特徴とするワイヤソー用多溝ローラ。
【請求項４】一端に軸部を有し、他端に挿着穴を形成
し、該装着穴に雌型テーパ部を嵌着固定したセラミック
ス製のワイヤソー用多溝ローラであって；前記軸部に金
属製スリーブを挿入固定し、前記挿着穴を円錐台状に形成し、該雌型テーパ部を前記挿着穴の長さより長い円筒状の金
属により形成し、その内周面に円筒部と円錐台部とを形
成したことを特徴とするワイヤソー用多溝ローラ。
【請求項５】一端に軸部を有し、他端に雌型テーパ部
を有するセラミックス製のワイヤソー用多溝ローラであ
って；前記軸部に金属製スリーブを嵌着固定し、前記雌型テーパ部を前記他端の端面に固定した金属製円
筒状体により形成したことを特徴とするワイヤソー用多
溝ローラ。
【請求項６】金属製円筒状体が、その内周面に円筒部
と円錐台部とを備えていることを特徴とする請求項５記
載のワイヤソー用多溝ローラ。