JP3047594U

JP3047594U - 再溝加工可能なワイヤーソー用多溝ローラー

Info

Publication number: JP3047594U
Application number: JP1997008668U
Authority: JP
Inventors: 克己松井; 斎藤　　弘
Original assignee: Taiheiyo Cement Corp
Current assignee: Taiheiyo Cement Corp
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1997-09-30
Publication date: 1998-04-14
Anticipated expiration: 2003-09-30

Abstract

(57)【要約】【課題】再溝加工をして繰り返し使用するとともに、加
工効率の低下を防止及びワイヤソーの使用寿命の向上を
図る。【解決手段】セラミックス製ワイヤ溝成形部１５のロー
ラー最大径Ｌ1は該ワイヤーの使用する装置毎に定めら
れている取り付け可能な最大径に形成され、該ローラー
最小径は前記ローラー最大径の８５％の大きさに形成さ
れている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案が属する技術分野】

本考案は、シリコン、磁性体、水晶等に切断、溝入等の加工を行うワイヤーソー用多溝ローラーに関するものであり、更に述べると、再溝加工可能なワイヤーソー用多溝ローラーに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来、ワイヤーソーの多溝ローラーとしてナイロン製のワイヤーソー用多溝ローラーが使用されている。このローラーは、製作が容易であるため生産コストが低くなる反面、使用中の摩耗が激しく、該多溝ローラーで切断された被加工物の加工精度も良くない。そこで、近年、耐摩耗化、高精度化を図るため、ワイヤー溝部をセラミックス化されたセラミックス製多溝ローラーを使用している（特開昭６３−２３７８６３号公報参照）。

【０００３】この多溝ローラーのワイヤー溝部は、被加工物の加工精度を左右する重要な部分あるが、該ワイヤー溝部は、加工時に多溝ローラーに張設されたワイヤーと砥粒とにより摺動されるので摩耗する。

【０００４】この様に、該ワイヤー溝部が摩耗した多溝ローラーは、被加工物を目的の加工精度に加工出来なくなるとともに、ワイヤーの断線、脱線の原因となってしまう。そのため、頻繁に新品の多溝ローラーと交換しなければならない。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

セラミックス製多溝ローラーは、ナイロン製多溝ローラーに比べ極めて高価であるので、ワイヤー溝の摩耗したローラーを使い捨てにすると、ワイヤーソーのメンテナンス費用が高くなり、加工コストも高くなってしまう。

【０００６】本発明は上記事情に鑑み、再溝加工をして繰り返し使用できる多溝ローラーを得ることを目的とする。他の目的は、加工効率の低下を防止すると共に、ワイヤーソーの使用寿命の向上を図ることである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

この発明は、セラミックス製のワイヤー溝成形部の表面に、複数のワイヤー溝を形成し、該ワイヤー溝にワイヤーを張設して駆動せしめるワイヤーソー用多溝ローラーであって：該ワイヤー溝成形部のローラー最大径が、該ワイヤーの使用する装置毎に定められている取り付け可能な最大径に形成され、該ワイヤー溝成形部のローラー最小径が、前記ローラー最大径の８５％の大きさに形成されていることを特徴とする再溝加工可能なワイヤーソー用多溝ローラー、である。

【０００８】

【発明の実施の形態】

多溝ローラーのセラミックス製のワイヤー溝成形部にワイヤー溝を形成し、該ワイヤー溝にワイヤーを張設してワイヤーを駆動する。このワイヤー溝が摩耗した場合には、一度ワイヤー溝成形部の表面を該ワイヤー溝が残らなくなるまで削って平滑にした後、再溝加工し、新しいワイヤー溝を形成する。

【０００９】本発明者は、この様に、ワイヤー溝を再加工して使用する場合、多溝ローラのワイヤー溝成形部のローラー最大径と最小径が適切でないと加工効率が低下したり、ワイヤー溝の摩耗が進みやすく、ワイヤーソー装置の寿命が著しく低下することを見知し、その適切な範囲について種々検討した。

【００１０】即ち、ワイヤーソーの加工効率はワイヤーの走行する速度である線速によって大きな影響を受ける。この線速が早くなる程加工効率が良い。

【００１１】ワイヤーソーのワイヤーに駆動力を付与する手段は、多溝ローラーの駆動用モータの回転を、１個若しくは複数の多溝ローラーに伝達し、多溝ローラーが回転することにより伝達される。従って、ワイヤーの線速は多溝ローラーの回転数及び多溝ローラーのワイヤー溝成形部の外径によって決定されることになる。

【００１２】更に、ワイヤーを往復走行させるためには、多溝ローラーの回転を反転させなければならない。しかし、高速で回転する多溝ローラーを反転させるには、多溝ローラーの駆動用モータに大きなトルクが必要になり、ワイヤーソーの大きさや多溝ローラー駆動用モータの出力等からおのずと最高回転数が制限されてくる。従って、線速もおのずと制限を受けることになる。

【００１３】しかるに、線速をできるだけ早くし、かつ再溝加工回数を多くするために、多溝ローラーのセラミックス製のワイヤー溝形成部の直径を大きくしすぎると、平行して設けられた２本の多溝ローラー間が狭くなり、装置毎に規格された最大値を有するような被加工物の加工は不可能になると共に、イナーシャが大きくなり、多溝ローラーの反転時にワイヤーソーの駆動装置系に大きな負荷がかかり、装置寿命が激減する。反対に、多溝ローラーの再溝加工回数を重ねていくと、多溝ローラーのセラミックス製ワイヤー溝形成部の直径が小さくなり、多溝ローラーのイナーシャが小さくなる。その結果、多溝ローラーの反転に要する時間が早くなり、ワイヤーを留めておくワイヤー溝の摩擦力を越えたものとなり、ワイヤーと多溝ローラーがスリップし、ワイヤー溝の摩耗が急速に進む。一方、多溝ローラーのセラミックス製のワイヤー溝形成部の直径が小さくなると、ワイヤーとワイヤー溝部との接する距離である円周が短くなり、反転時の多溝ローラーとワイヤーとのスリップが一層発生し易くなる。

【００１４】本発明者は、上記事情に鑑み、理想的な加工効率を得るためにワイヤー溝部の摩耗進展速度が早くなるワイヤー溝形成部の最大径の大きさの比率を調べたところ、最大径から１５％小さくなると、急速に摩耗が進むことが判った。

【００１５】そこで、本発明者は、ワイヤー溝成形部の最大径をワイヤーソー装置毎に定められている取り付け可能なローラーの最大径とし、ワイヤー溝形成部の最小径をワイヤーソー装置に取り付け可能なローラー最大径より１５％小さい径、即ち、前記ローラー最大径の８５％、にすることにした。

【００１６】なお、使用される多くの多溝ローラーの最大径は、Φ５０mm〜Φ１８０mmであるが、実験によると、いずれのローラーも最大径と最小径との差、即ち、ワイヤー溝成形部の肉厚は３.７５mmあれば、再溝加工しても良好な多溝ローラーの使用可能時間を得ることが出来た。

【００１７】セラミックス製のワイヤー溝成形部は、断面円環状に形成され、金芯に挿着されるが、該金芯を用いないでローラー全体をセラミックスで形成し、その外周面側をワイヤー溝成形部にしても良い。

【００１８】多溝ローラーのワイヤーソーへの取り付け形態としては、２本の多溝ローラーを使用し、これを平行に配置してなるもの、３本の多溝ローラーを使用し、これを三角形状に配置してなるもの、４本の多溝ローラーを使用し、これを四角形状に配置してなるものがあるが、本発明の再溝加工可能なワイヤーソー用ローラーはその何れの取り付け形態においても適用可能なものである。

【実施例】

【００１９】この発明の第１実施例を図１〜図５により説明するが、この実施例は、３本の多溝ローラーを使用し、これを三角形状に配置してなるものに関する実施例である。三本の多溝ローラー２〜４のうち、１本はドライブローラー２であり、他はヘッドローラー３、４である。各ローラー２〜４の構造は同じであるので、以下、ヘッドローラー４についてのみ説明する。

【００２０】多溝ローラー４の円筒状金芯１０の外周面１０ａには、ワイヤー溝成形部１５が設けられている。この金芯１０の内壁面中央には、補強支持板１１が設けられ、その外周面１０ａには、嵌合凹部１０ｂが形成されている。

【００２１】このワイヤー溝成形部１５は、アルミナ、ジルコニア、炭化珪素、窒素珪素などのセラミックス、又は、サーメットにより形成された円筒体で、その表面１５ａには、ワイヤー５を案内するためのワイヤー溝１７が１５０本程形成されている。このワイヤー溝１７の設計深さｈは、例えば、０.２mmである。

【００２２】このワイヤー溝成形部１５の最大径Ｌ₁の大きさは、ワイヤーソー装置の取り付け可能なローラー最大径に形成され、例えば、最大径５０mmが選定される。

【００２３】また、ワイヤー溝成形部１５の最小径Ｌ₂は、前記ローラー最大径の８５％、即ち、４２．５mm、が選定される。

【００２４】このセラミックス製等のワイヤー溝成形部１５は、金芯１０の嵌合凹部１０ｂに接合されるが、その接合方法として、接着剤等による接着、圧入、焼きばめ等が用いられる。なお、このワイヤー溝成形部１５の肉厚ｔ、即ち、（最大径Ｌ₁−最小径Ｌ₂）／２＝３.７５mm、である。

【００２５】次に、本実施例の作動について説明する。ドライブローラー２を駆動して、ワイヤー５を往復運動させるとともに、被加工物６をヘッドローラー３、４間に張設されているワイヤー５に押圧する。該ワイヤー５は、ワイヤー溝１７に案内されながら往復運動して該被加工物６を切断する。

【００２６】この時、ワイヤー５はワイヤー溝１７を擦りながら往復運動するので、ワイヤー溝１７が次第に摩耗し、図２の状態から図３の状態になる。即ち、ワイヤー溝１７の深さは設計深さｈ＝０.２mmから摩耗深さｈ1＝０.６m mとなる。この様にワイヤー溝１７の摩耗深さｈ１が、設計深さｈの３倍になったら再溝加工を行う。

【００２７】再溝加工を行う場合には、ワイヤーソー１から多溝ローラー４を外し、該多溝ローラー４を円筒研削盤に取り付け、砥石２０により該ワイヤー溝１７が残らないようにワイヤー溝形成部１５の表面を削る。この時、最も深いワイヤー溝１７ａの底部まで削った後、振れ等でバラついた各ローラーの直径等を合わせる為、更に調整研磨Ｓを行い、ワイヤー溝形成部１５の表面を平滑面１７にする。

【００２８】次に、図示しない溝切り用砥石にて設計深さｈ＝０．２mmのワイヤー溝１７を形成しワイヤーソー１に装着する。

【００２９】この様にして摩耗したワイヤー溝１７の再加工を繰り返すが、最終溝加工時におけるワイヤー溝成形部１５の外径Ｌ３は５１.４mmとなり、その時のワイヤー溝成形部１５の肉厚ｔ₁は、０.７mmである。

【００３０】最終溝加工後、使用によりワイヤー溝１７が摩耗した場合、ワイヤーソー１から該多溝ローラーを外し、金芯１０からセラミックス製のワイヤー溝成形部１５を除去し、該金芯１０に新品のワイヤー溝成形部１５を接合する。

【００３１】なお、再溝加工の時期や回数、ワイヤー溝の設計深さｈ、調節切削の量等については、必要に応じて適宜調整されることは勿論である。

【００３２】この実施例のヘッドローラー３、４は理想的な外径であるので、大きなイナーシャが生じることがない上、両ローラー３、４間の加工間隔も被加工物の加工に十分な大きさに維持されている。

【００３３】この発明の第２実施例を図６により説明する。この実施例と第１実施例（図１〜図５）との相違点は、金芯１０の一端１０Ｌがワイヤー溝成形部１５の最小径Ｌ２と同一大きさに形成され、他端１０Ｒがそれより大径に形成されていることである。このように金芯１０を形成すると、ワイヤー溝成形部１５の着脱が容易となる。

【００３４】この発明の第３実施例を図７により説明する。この実施例と第１実施例との相違点は、金芯１０の一端１０Ｒがワイヤー溝成形部１５の最小径Ｌ₂より大きく形成され、他端１０Ｌは、該最小径Ｌ₂より小さく形成され、そこにナット３０が螺着されていることである。この様にすると、ワイヤー溝成形部１５をナット３０で押圧して固定できるとともに、該ワイヤー溝成形部１５の着脱も容易となる。

【００３５】この発明の第４実施例を図８により説明する。この実施例と第１実施例との相違点は、金芯１０の一端１０Ｌがワイヤー溝成形部１５の最小径Ｌ₂と同一大きさに形成され、他端１０Ｒがそれより大径に形成されていること、及び金芯１０の一端１０Ｌに、ワイヤー溝成形部１５の端面１５ｆを押圧する押さえ円板４０が、ボルト４１により固定されていることである。この実施例では、ボルト４１を回し、押え円板４０を着脱することによりワイヤー溝成形部１５の着脱を容易に行うことができる。

【００３６】この発明の第５実施例を図９により説明する。この実施例と第１実施例との相違点は、金芯１０の一端１０Ｒがワイヤー溝成形部１５の最小径Ｌ₂より大きく形成され、他端１０Ｌは該最小径Ｌ₂より小さく形成され、そこに、該ワイヤー溝成形部１５の端面１５ｆを押圧するスナップリング５０を着脱自在に設けたことである。このスナップリング５０により該ワイヤー溝成形部１５は位置決めされ、又、このスナップリング５０の着脱により該ワイヤー溝成形部１５の金芯１０からの着脱を容易に行うことができる。また、ボルト締めに加え、接着や圧入を行えば、強固にセラミックスと金芯を固定することができる。なお、この方法は前記実施例についても適用する場合がある。

【００３７】この発明の第６実施例を図１０により説明する。この多溝ローラー４は全体がセラミックスで形成され、その一端に軸部６０が突設され、他端に円錐台状の軸受部６１が形成されている。該ローラー４の中央部には中空部６２が設けられている。該ローラー４の外周側には、厚さｔのワイヤー溝成形部１５が設けられ、このワイヤー溝成形部１５に複数例えば、１８０本、のワイヤー溝１７が形成されている。このローラー４の最大径Ｌ₁は、例えば、８０mmであり、又、ワイヤー溝成形部１５の最小径Ｌ₂は６８mmであり、その肉厚ｔは６mmである。

【００３８】

【考案の効果】

この考案は、以上の様に構成したので、加工効率良く、かつ、ワイヤーソー用多溝ローラーを長時間利用することができる。そのため、加工コストの低減を図ることが出来る。又、本発明の多溝ローラーを用いたワイヤーソーは使用寿命を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例を示す図で、図５のI−I線
断面図である。

【図２】図１のワイヤー溝成形部の拡大図である。

【図３】図２の他の状態を示す図で、摩耗したワイヤー
溝を示す。

【図４】図３の他の状態を示す図で、ワイヤー溝成形部
の最終溝加工時の状態を示す図である。

【図５】多溝ローラーの使用状態を示す斜視図である。

【図６】本考案の第２実施例を示す断面図である。

【図７】本考案の第３実施例を示す断面図である。

【図８】本考案の第４実施例を示す断面図である。

【図９】本考案の第５実施例を示す断面図である。

【図１０】本考案の第６実施例を示す断面図である。

【符号の説明】

１ワイヤーソー２多溝ローラー３多溝ローラー４多溝ローラー５ワイヤー 10 金芯 15 ワイヤー溝成形部 17 ワイヤー溝Ｌ₁ ワイヤー溝成形部の最大径Ｌ₂ ワイヤー溝成形部の最小径ｔワイヤー溝成形部の肉厚

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】セラミックス製のワイヤー溝成形部の表面
に、複数のワイヤー溝を形成し、該ワイヤー溝にワイヤ
ーが張設されるワイヤーソー用多溝ローラーであって：
前記ワイヤー溝成形部のローラー最大径が、該ワイヤー
の使用する装置毎に定められている取り付け可能な最大
径に形成されており、該ワイヤー溝成形部のローラー最小径が、前記ローラー
最大径の８５％の大きさに形成されていることを特徴と
する再溝加工可能なワイヤーソー用多溝ローラー。
【請求項２】多溝ローラー全体がセラミックスで形成さ
れ、その外形表面が溝成形部を構成していることを特徴
とする請求項１記載の再溝加工可能なワイヤーソー用多
溝ローラー。
【請求項３】ワイヤー溝成形部が、少なくとも３．７５
mmの肉厚を有することを特徴とする請求項１記載の再溝
加工可能なワイヤーソー用多溝ローラー。
【請求項４】ワイヤー溝成形部が、金芯に挿着されてい
ることを特徴とする請求項１記載の再溝加工可能なワイ
ヤーソー用多溝ローラー。
【請求項５】金芯の一端が、ワイヤー溝成形部の最小径
と同一、又は、小さく形成され、その他端がそれより大
きく形成されていることを特徴とする請求項４記載の再
溝加工可能なワイヤーソー用多溝ローラー。
【請求項６】金芯の一端が、ワイヤー溝成形部の最小径
より大きく形成され、その他端がそれより小さく形成さ
れると共に、該他端にワイヤー溝成形部の端面を押圧す
るナットが設けられていることを特徴とする請求項４記
載の再溝加工可能なワイヤーソー用多溝ローラー。
【請求項７】金芯の一端が、ワイヤー溝成形部の最小径
より大きく形成され、その他端がその最小径より小さく
形成されると共に、該他端にワイヤー溝成形部の端面を
押圧する押さえ円板がボルトにより固定されていること
を特徴とする請求項４記載の再溝加工可能なワイヤーソ
ー用多溝ローラー。
【請求項８】金芯の一端が、ワイヤー溝成形部の最小径
より大きく形成され、その他端がその最小径より小さく
形成されると共に、該他端にワイヤー溝成形部の端面を
押圧するスナップリングが着脱自在に設けられているこ
とを特徴とする請求項４記載の再溝加工可能なワイヤー
ソー用多溝ローラー。