JP5881080B2 - Wire saw and duct device for wire saw - Google Patents

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Description

本発明は、半導体材料等を切断するために用いられるワイヤソーおよびワイヤソー用ダクト装置に関する。   The present invention relates to a wire saw and a wire saw duct device used for cutting semiconductor materials and the like.

近年、例えば、半導体材料、磁性材料、セラミック等の硬脆材料よりなるワークを、走行するワイヤにより切断するワイヤソーが用いられている。
例えば、特許文献1には、走行中のワイヤに遊離砥粒を油剤に混ぜた加工液を供給して付着させたワイヤをワークに押し当てることで半導体材料等の被切断部材を所望の形状に切断するワイヤソーにおいて、ワイヤソーの切断精度および切断能率を向上させるために、加工液供給ノズルの真下に縦形の加工液貯蔵部と水平方向に加工液を流出させるスリット状の流出孔とを有する水平な整流部が連続した逆T字形のスリットノズルをワイヤが被切断部材に入る直前に配置した脆性材料の切断装置について開示されている。
In recent years, for example, a wire saw that cuts a workpiece made of a hard and brittle material such as a semiconductor material, a magnetic material, or ceramic with a traveling wire has been used.
For example, in Patent Document 1, a member to be cut such as a semiconductor material is formed into a desired shape by pressing a wire, which is attached by supplying a processing liquid in which loose abrasives are mixed with an oil to a running wire, and pressing the wire against the workpiece. In order to improve the wire saw cutting accuracy and cutting efficiency in a wire saw to be cut, a horizontal processing liquid having a vertical processing liquid storage portion and a slit-shaped outflow hole for allowing the processing liquid to flow out in the horizontal direction is provided directly below the processing liquid supply nozzle. There is disclosed a brittle material cutting device in which an inverted T-shaped slit nozzle having a continuous rectifying portion is arranged immediately before a wire enters a member to be cut.

特開平5−212720号公報(平成5年8月24日公開)Japanese Patent Laid-Open No. 5-212720 (published on August 24, 1993)

しかしながら、上記従来の切断装置では、以下に示すような問題点を有している。
上記公報に開示された切断装置では、単に、逆T字状のスリットノズルをワイヤが被切断部材に入る直前に配置することで、ワイヤが被切断部材に入っていく直前まで確実に加工液をワイヤに付着させ、ワイヤによって切断部に加工液を引き込むことを意図して構成されたものである。このため、ワイヤに付着した加工液が被切断部材の対向面に衝突して周囲に飛散してしまうことについては何ら考慮されておらず、こういった加工液の飛散や、ワイヤの走行によって切断部に加工液を引き込むだけでは引き込み力が充分でないといった理由により、充分な量の加工液が切断部に入らないという問題点がある。
However, the conventional cutting apparatus has the following problems.
In the cutting apparatus disclosed in the above publication, simply by placing the inverted T-shaped slit nozzle just before the wire enters the member to be cut, the machining liquid can be reliably supplied until just before the wire enters the member to be cut. It is configured with the intention of attaching to the wire and drawing the working fluid into the cutting portion by the wire. For this reason, no consideration is given to the fact that the machining liquid adhering to the wire collides with the opposing surface of the member to be cut and scatters to the surroundings. There is a problem that a sufficient amount of machining liquid does not enter the cutting portion because the drawing force is not sufficient by simply drawing the machining liquid into the part.

また、引用文献1では、逆T字状のスリットノズル内の空間の圧力を上昇させることまでは想定されていない。
本発明の課題は、加工液の周囲への飛散を防止するとともに、加工液をワークの切断溝に十分に供給して切断性能を向上させることが可能なワイヤソーおよびワイヤソー用のダクト装置を提供することにある。
Further, in the cited document 1, it is not assumed that the pressure in the space in the inverted T-shaped slit nozzle is increased.
An object of the present invention is to provide a wire saw and a duct device for a wire saw that can prevent the machining fluid from being scattered to the surroundings and can sufficiently supply the machining fluid to a cutting groove of a workpiece to improve cutting performance. There is.

第1の発明に係るワイヤソーは、走行するワイヤに加工液を供給しながら、ワークを前記ワイヤに押し付けて切断するワイヤソーであって、加工液供給部と、移動機構と、を備えている。加工液供給部は、ワイヤの走行方向における上流側から走行中のワイヤに対して加工液を供給する。移動機構は、走行中のワイヤに対してワークを相対的に移動させる。加工液供給部は、加工液圧送装置と、ダクト部材と、を有している。加工液圧送装置は、加工液を圧送する。ダクト部材は、ワイヤがその内部を通過するとともに、その先端部がワークに近接して配置され、接続された加工液圧送装置から圧送された加工液をワイヤとワークの対向面との接触部に供給する。   A wire saw according to a first aspect of the present invention is a wire saw that presses a workpiece against the wire and cuts the workpiece while supplying the machining fluid to the traveling wire, and includes a machining fluid supply unit and a moving mechanism. The machining fluid supply unit supplies the machining fluid to the traveling wire from the upstream side in the traveling direction of the wire. The moving mechanism moves the workpiece relative to the traveling wire. The machining fluid supply unit includes a machining fluid pressure feeding device and a duct member. The machining fluid pressure feeding device feeds the machining fluid. In the duct member, the wire passes through the inside of the duct member, and the tip portion thereof is arranged close to the workpiece, and the machining fluid pumped from the connected machining fluid pumping device is brought into contact with the facing surface of the wire and the workpiece. Supply.

ここでは、走行中のワイヤに加工液を供給して付着させた状態でワイヤとワークとを接触させてワークを切断するワイヤソーにおいて、加工液圧送装置とダクトとによって加工液を、ワイヤがワークの対向面と接触し、ワークに引き込まれて切断を開始する切断開始点に供給することで、切断開始点の周囲に圧力をかける構造を採用している。   Here, in a wire saw that cuts a workpiece by contacting the wire and the workpiece while the machining fluid is supplied and adhered to the running wire, the machining fluid is fed by the machining fluid pressure feeding device and the duct, and the wire is A structure is employed in which pressure is applied around the cutting start point by supplying the cutting start point that comes into contact with the opposing surface and is drawn into the workpiece to start cutting.

さらに、走行するワイヤに付着した加工液がワークの対向面と衝突した際に、ダクト部材内部を圧送されて供給される加工液によって飛散を抑えられ、ダクト部材の内部空間内へ閉じ込められる。   Furthermore, when the working fluid adhering to the traveling wire collides with the facing surface of the workpiece, the working fluid supplied by being pumped through the inside of the duct member can be prevented from being scattered and confined in the internal space of the duct member.

これにより、切断開始点近傍に、局所的に加工液の圧力の高い局所圧上昇部分が形成される。
この結果、ワイヤがワークの切断を開始する切断開始点の周囲にかけられた圧力と、切断開始点近傍に生じた局所圧によって、切断開始点近傍の加工液は、ワイヤによって形成されるワークの切断溝内に押し込まれ、従来よりも多くの加工液を効果的に供給することができ、切断性能を向上させることができる。さらに、加工液の周囲への飛散が抑制され、ワークや加工室内が汚損したりすることもない。
As a result, a local pressure increase portion where the pressure of the machining liquid is locally high is formed in the vicinity of the cutting start point.
As a result, due to the pressure applied around the cutting start point where the wire starts cutting the workpiece and the local pressure generated in the vicinity of the cutting start point, the machining fluid near the cutting start point cuts the workpiece formed by the wire. It is pushed into the groove, and more machining fluid can be effectively supplied than before, and the cutting performance can be improved. Furthermore, the scattering of the machining fluid around is suppressed, and the workpiece and the machining chamber are not soiled.

第2の発明に係るワイヤソーは、第1の発明に係るワイヤソーであって、ダクト部材の先端部から突出したフランジ部を、さらに備えている。
ここでは、ダクト部材におけるワークとの近接部分に、ダクト部材の先端部から突出したフランジ部を設けている。
A wire saw according to a second invention is the wire saw according to the first invention, and further includes a flange portion protruding from a tip portion of the duct member.
Here, the flange part which protruded from the front-end | tip part of the duct member is provided in the proximity | contact part with the workpiece | work in a duct member.

これにより、ワークとダクト部材との間からの加工液の漏れが抑制され、切断開始点付近における加工液の圧力が高まるので、従来のワイヤソーよりも効果的に加工液を、ワークの切断溝の内部まで入り込ませることができる。この結果、加工液の周囲への飛散を防止するとともに、加工液を切断溝に十分に供給することで切断性能を向上させることができる。   As a result, leakage of the machining fluid from between the workpiece and the duct member is suppressed, and the pressure of the machining fluid in the vicinity of the cutting start point is increased, so that the machining fluid is more effectively transferred to the cutting groove of the workpiece than the conventional wire saw. You can get inside. As a result, the cutting performance can be improved by preventing the machining fluid from being scattered around and supplying the machining fluid sufficiently to the cutting grooves.

また、ワークとダクト部材との間から漏れ出した加工液はフランジの背後(上流側)に落下してワイヤ列の外側から回収され、ワークや加工室内が汚損することを防止することができる。   Further, the machining fluid leaking from between the workpiece and the duct member falls to the back (upstream side) of the flange and is collected from the outside of the wire row, thereby preventing the workpiece and the machining chamber from being contaminated.

第3の発明に係るワイヤソーは、第2の発明に係るワイヤソーであって、フランジ部は、ワークの対向面に対して平行に配置されている。
ここでは、加工液の漏れ出しを防止するためにダクト部材の先端部に設けられたフランジ部を、ワークの対向面に対して平行に設けている。
これにより、ダクト部材の先端とワークがダクト部材に対向する対向面との隙間から加工液がより漏れにくくなり、加工液の飛散をより効果的に抑制することができる。
A wire saw according to a third aspect of the present invention is the wire saw according to the second aspect of the present invention, wherein the flange portion is disposed in parallel to the opposing surface of the workpiece.
Here, in order to prevent the leakage of the machining fluid, a flange portion provided at the tip portion of the duct member is provided in parallel to the opposing surface of the workpiece.
As a result, the machining liquid is less likely to leak from the gap between the front end of the duct member and the facing surface where the workpiece faces the duct member, and scattering of the machining liquid can be more effectively suppressed.

第4の発明に係るワイヤソーは、第2または第3の発明に係るワイヤソーであって、フランジ部は、ダクト部材と同一の素材によって形成されている。
これにより、ダクト部材の先端部を折り曲げることによってフランジを形成可能であり、製造が容易となる。
A wire saw according to a fourth invention is the wire saw according to the second or third invention, wherein the flange portion is formed of the same material as that of the duct member.
Thereby, a flange can be formed by bending the front-end | tip part of a duct member, and manufacture becomes easy.

第5の発明に係るワイヤソーは、第1から第4の発明のいずれか1つに係るワイヤソーであって、ダクト部材の先端部に、弾性体あるいはベローズ(蛇腹)からなるシール部材を設けている。
ここでは、加工液の漏れ出しをさらに抑制するために、ダクト部材の先端部に設けたシール部材を、ゴム等の弾性部材あるいはベローズ(蛇腹)によって形成している。
A wire saw according to a fifth invention is the wire saw according to any one of the first to fourth inventions, wherein a seal member made of an elastic body or a bellows (bellows) is provided at the tip of the duct member. .
Here, in order to further suppress the leakage of the working fluid, the seal member provided at the tip of the duct member is formed of an elastic member such as rubber or a bellows (bellows).

これにより、ワークの多少の形状変化等にも対応可能となり、ダクト部材の先端部とワークの対向面との間の隙間から加工液が漏れ出してしまうことをより効果的に抑制することができる。また、ワークに対してダクト部材を設置する際に、ワークの対向面とダクト部材の先端部との距離を厳密に合わせなくても、シール部材やベローズによって設置後に調整することができる。   As a result, it is possible to cope with a slight change in the shape of the workpiece and the like, and it is possible to more effectively suppress the working fluid from leaking from the gap between the tip end portion of the duct member and the opposing surface of the workpiece. . Moreover, when installing a duct member with respect to a workpiece | work, even if it does not exactly match | combine the distance of the opposing surface of a workpiece | work and the front-end | tip part of a duct member, it can adjust after installation with a seal member or a bellows.

第6の発明に係るワイヤソーは、第5の発明に係るワイヤソーであって、シール部材はワークに接触している。
接触により、ダクト部材の先端部とワークの対向面との間の隙間から加工液が漏れ出してしまうことをさらに効果的に抑制することができる。
A wire saw according to a sixth aspect is the wire saw according to the fifth aspect, wherein the seal member is in contact with the workpiece.
By the contact, it is possible to more effectively suppress the machining liquid from leaking from the gap between the front end portion of the duct member and the facing surface of the workpiece.

第7の発明に係るワイヤソーは、第1から第6の発明のいずれか1つに係るワイヤソーであって、ダクト部材の先端部とワークの対向面との間の隙間の大きさは可変である。
これにより、隙間を調整することにより、切断開始点近傍に生じる圧力を変えることができるので、より切断に適した量の加工液を、切断溝に供給することができる。
A wire saw according to a seventh aspect of the present invention is the wire saw according to any one of the first to sixth aspects, wherein the size of the gap between the tip end portion of the duct member and the opposing surface of the workpiece is variable. .
Thus, by adjusting the gap, the pressure generated in the vicinity of the cutting start point can be changed, so that an amount of machining fluid more suitable for cutting can be supplied to the cutting groove.

第8の発明に係るワイヤソーは、第1から第7の発明のいずれか1つに係るワイヤソーであって、ダクト部材の先端部とワークの対向面との間の隙間は、9mm以下である。
ここでは、ワークとダクト部材との近接部分におけるダクト部材の先端とワーク対向面との距離が9mm以下になるように、ダクト部材を配置している。
A wire saw according to an eighth aspect of the present invention is the wire saw according to any one of the first to seventh aspects, wherein the gap between the tip of the duct member and the facing surface of the workpiece is 9 mm or less.
Here, the duct member is arranged so that the distance between the tip of the duct member and the workpiece facing surface in the vicinity of the workpiece and the duct member is 9 mm or less.

これにより、ダクト部材の先端とワークの対向面との間の隙間から加工液が漏れ出してしまうことを効果的に抑制して、ワークの内部まで十分に加工液を供給することでワイヤソーの切断効率を向上させることができる。この結果、例えば、ワイヤの消費量を10%程度低減することができる。   This effectively prevents the machining fluid from leaking from the gap between the tip of the duct member and the facing surface of the workpiece, and cuts the wire saw by sufficiently supplying the machining fluid to the inside of the workpiece. Efficiency can be improved. As a result, for example, wire consumption can be reduced by about 10%.

第9の発明に係るワイヤソーは、第1から第7の発明のいずれか1つに係るワイヤソーであって、ダクト部材の先端部とワークの対向面との間の隙間は、7mm以下である。
ここでは、ワークとダクト部材との近接部分におけるダクト部材の先端とワーク対向面との距離が7mm以下になるように、ダクト部材を配置している。
A wire saw according to a ninth aspect of the present invention is the wire saw according to any one of the first to seventh aspects, wherein the gap between the tip of the duct member and the facing surface of the workpiece is 7 mm or less.
Here, the duct member is arranged so that the distance between the tip of the duct member and the workpiece facing surface in the vicinity of the workpiece and the duct member is 7 mm or less.

これにより、ダクト部材の先端とワークの対向面との間の隙間から加工液が漏れ出してしまうことを効果的に抑制して、ワークの内部まで十分に加工液を供給することでワイヤソーの切断効率をより向上させることができる。   This effectively prevents the machining fluid from leaking from the gap between the tip of the duct member and the facing surface of the workpiece, and cuts the wire saw by sufficiently supplying the machining fluid to the inside of the workpiece. Efficiency can be further improved.

第10の発明に係るワイヤソーは、第1から第9の発明のいずれか1つに係るワイヤソーであって、加工液供給部は、ワイヤの走行方向におけるワークの上流側のみ、あるいは上流側および下流側に設けられている。   A wire saw according to a tenth aspect of the present invention is the wire saw according to any one of the first to ninth aspects, wherein the machining fluid supply section is only upstream of the workpiece in the wire traveling direction, or upstream and downstream. On the side.

ここでは、上述した加工液供給部を上流側のみに設けることにより、例えば、常時、一定の方向にワイヤを走行させながらワークの切断を行うワイヤソーにおいて、ワイヤを一方向に走行させた場合、切断部分付近における加工液の圧力を上昇させて、効果的にワークの切断効率を向上させることができる。   Here, by providing the above-described machining fluid supply unit only on the upstream side, for example, in a wire saw that cuts a workpiece while always running the wire in a certain direction, the wire is cut in one direction. By increasing the pressure of the machining fluid in the vicinity of the portion, the cutting efficiency of the workpiece can be effectively improved.

また、ワークに対して走行するワイヤの走行方向における上流側と下流側とにそれぞれダクト部材を設けることにより、例えば、ワイヤの走行方向を切り換えてワイヤを往復移動させながらワークの切断を行うワイヤソーにおいても、ワイヤを両方向どちら側に走行させた場合でも、切断開始点付近における加工液の圧力を上昇させて、効果的にワークの切断効率を向上させることができる。   In addition, by providing duct members on the upstream side and the downstream side in the traveling direction of the wire traveling relative to the workpiece, for example, in a wire saw that cuts the workpiece while reciprocating the wire by switching the traveling direction of the wire Even when the wire is run in either direction, it is possible to effectively increase the cutting efficiency of the workpiece by raising the pressure of the working fluid in the vicinity of the cutting start point.

第11の発明に係るワイヤソー用ダクト装置は、走行するワイヤに加工液を供給しながら、ワークをワイヤに押し付けて切断するワイヤソーに装着されるダクト装置であって、加工液を供給する加工液圧送装置に接続される接続部と、ワークに近接配置される開口部と、ワイヤが通過する内部空間と、を備え、ワイヤの走行方向における上流側からワークが切断される部分に向けて加工液を圧送する。   A duct device for a wire saw according to an eleventh aspect of the invention is a duct device mounted on a wire saw that presses a workpiece against a wire and cuts the workpiece while supplying the machining fluid to the traveling wire, and the machining fluid pressure feed for supplying the machining fluid A connecting portion connected to the apparatus, an opening portion arranged close to the workpiece, and an internal space through which the wire passes, and the working fluid is directed toward a portion where the workpiece is cut from the upstream side in the traveling direction of the wire Pump.

ここでは、走行中のワイヤに加工液を供給して付着させた状態でワイヤとワークとを接触させてワークを切断するワイヤソーに装着されるダクト装置において、接続された加工液圧送装置によって加工液をワイヤとワークの対向面との接触する切断開始点に供給することで、切断開始点近傍に圧力をかける構造を採用している。さらに、従来は、走行するワイヤに付着した加工液がワークの対向面と衝突した際に周辺に飛び散っていたが、本発明によれば、ダクト部材内部を圧送されて供給される加工液によって飛散を抑えられ、ダクト部材の内部空間内へ閉じ込められる。   Here, in a duct device attached to a wire saw that cuts a workpiece by contacting the wire and the workpiece in a state where the machining fluid is supplied and adhered to a running wire, the machining fluid is fed by a connected machining fluid pressure feeder. Is applied to the cutting start point where the wire and the facing surface of the workpiece come into contact with each other, thereby adopting a structure in which pressure is applied in the vicinity of the cutting start point. Further, conventionally, the machining fluid adhering to the traveling wire has been scattered around when colliding with the opposing surface of the workpiece. However, according to the present invention, the machining fluid is fed by being fed by pressure inside the duct member. Is confined in the internal space of the duct member.

これにより、切断開始点近傍に局所的に加工液の圧力の高い局所圧上昇部分が形成される。
この結果、上記の切断開始点の周囲にかけられた圧力と、切断開始点近傍に生じた局所圧によって、切断開始点近傍の加工液は、ワイヤによって形成されるワークの切断溝内に押し込まれ、従来よりも多くの加工液を効果的に供給することができ、切断性能を向上させることができる。
As a result, a local pressure increasing portion having a high processing fluid pressure is locally formed in the vicinity of the cutting start point.
As a result, the processing fluid near the cutting start point is pushed into the cutting groove of the workpiece formed by the wire by the pressure applied around the cutting start point and the local pressure generated near the cutting start point. More machining fluid can be effectively supplied than before, and cutting performance can be improved.

本発明に係るワイヤソーによれば、加工液の周囲への飛散を防止するとともに、加工液を切断溝に十分に供給して切断性能を向上させることができる。   According to the wire saw according to the present invention, it is possible to prevent the machining fluid from being scattered around and to sufficiently supply the machining fluid to the cutting groove to improve the cutting performance.

本発明の一実施形態に係るワイヤソーの構成を示す全体斜視図。1 is an overall perspective view showing a configuration of a wire saw according to an embodiment of the present invention. 図1のワイヤソーの全体斜視図。The whole perspective view of the wire saw of FIG. 図1のワイヤソーに搭載されたワイヤ供給機構の構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the wire supply mechanism mounted in the wire saw of FIG. 図1のワイヤソーに搭載された切断機構周辺の構成を示す模式図。The schematic diagram which shows the structure of the cutting mechanism periphery mounted in the wire saw of FIG. 図1のワイヤソーに搭載された加工液供給装置の構成を示す断面図。Sectional drawing which shows the structure of the processing liquid supply apparatus mounted in the wire saw of FIG. (a)は、従来のワイヤソーのワイヤ断面における切断溝付近の加工液分布を示す模式図。(b)は、図1のワイヤソーのワイヤ断面における切断溝付近の加工液分布を示す模式図。(A) is a schematic diagram which shows the process liquid distribution of the cutting groove vicinity in the wire cross section of the conventional wire saw. (B) is a schematic diagram showing the distribution of the machining fluid in the vicinity of the cutting groove in the wire cross section of the wire saw of FIG. 本発明の一実施例に係るワイヤソーに搭載されたダクト部材の構成を示す模式図。図。The schematic diagram which shows the structure of the duct member mounted in the wire saw which concerns on one Example of this invention. Figure. 図7の実施例に係る実験条件を示す説明図。Explanatory drawing which shows the experimental condition which concerns on the Example of FIG. 図7の実施例に係る実験結果を示すグラフ。The graph which shows the experimental result which concerns on the Example of FIG. 図7の実施例に係る実験結果を示すグラフ。The graph which shows the experimental result which concerns on the Example of FIG. 本発明の他の実施例に係るワイヤソーに搭載されたダクト部材を、複数種類用意して実施した実験について説明する図。The figure explaining the experiment which prepared and implemented multiple types of duct members mounted in the wire saw which concerns on the other Example of this invention. (a)〜(c)は、図11に対応するダクト部材の構成を示す模式図。(A)-(c) is a schematic diagram which shows the structure of the duct member corresponding to FIG. 図11に対応する実験条件を示す図。The figure which shows the experimental conditions corresponding to FIG. 図11の実施例に係る実験結果を示すグラフ。The graph which shows the experimental result which concerns on the Example of FIG. 図11の実施例に係る実験結果を示すグラフ。The graph which shows the experimental result which concerns on the Example of FIG. ダクト先端部とワークの対向面との距離とワイヤ消費量低減割合との関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the distance of a duct front-end | tip part and the opposing surface of a workpiece | work, and a wire consumption reduction rate. (a)〜(d)は、本発明に係るワイヤソーに搭載されたダクト部材において、加工液の流量を変化させた際の第2加工液供給空間内の圧力の変化を示すシミュレーション結果を示す図。(A)-(d) is a figure which shows the simulation result which shows the change of the pressure in the 2nd machining fluid supply space at the time of changing the flow volume of a machining fluid in the duct member mounted in the wire saw which concerns on this invention. . (a)〜(c)は、本発明に係るワイヤソーに搭載されたダクト部材において、ワイヤの走行速度を変化させた際の、第2加工液供給空間内における加工液の圧力を示すシミュレーション結果を示す図。(A)-(c) shows the simulation result which shows the pressure of the process liquid in the 2nd process liquid supply space at the time of changing the traveling speed of a wire in the duct member mounted in the wire saw which concerns on this invention. FIG. 図18のシミュレーション結果を示すグラフ。The graph which shows the simulation result of FIG. (a)〜(c)は、本発明に係るワイヤソーに搭載されたダクト部材において、ダクト部材の先端とワーク対向面との距離を変化させた際の第2加工液供給空間内の圧力の変化を示すシミュレーション結果を示す図。(A)-(c) is the duct member mounted on the wire saw according to the present invention, and the change in the pressure in the second machining fluid supply space when the distance between the tip of the duct member and the workpiece facing surface is changed. The figure which shows the simulation result which shows. ダクト部材の先端とワーク対向面との距離を変化させた際の第2加工液供給空間内の圧力の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the pressure in the 2nd process liquid supply space at the time of changing the distance of the front-end | tip of a duct member, and a workpiece | work opposing surface. (a),(b)は、本発明の他の実施形態に係るダクト部材の構成を示す模式図。(A), (b) is a schematic diagram which shows the structure of the duct member which concerns on other embodiment of this invention. (a)〜(d)は、本発明のさらに他の実施形態に係るダクト部材の構成を示す模式図。(A)-(d) is a schematic diagram which shows the structure of the duct member which concerns on further another embodiment of this invention.

本発明の一実施形態に係るワイヤソー20について、図1〜図6(b)を用いて説明すれば以下の通りである。
[ワイヤソー20の構成]
本実施形態に係るワイヤソー20は、複数のワイヤを平行に走行させて走行中のワイヤに対してワークWを押し当てることで、ワークWを同時に複数枚のウエハに切断する装置であって、図1および図2に示すように、制御盤10と、加工液タンク11と、熱交換器12と、操作盤13と、基台21と、基台21上に設けられた加工室22と、加工室22内に対して取り付けられた切断機構23と、を備えている。また、本実施形態では、ワイヤソー20は、シリコン等の硬脆性の材料からなるワークWの切断を行う。
A wire saw 20 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 6B.
[Configuration of Wire Saw 20]
A wire saw 20 according to the present embodiment is an apparatus that simultaneously cuts a workpiece W into a plurality of wafers by causing a plurality of wires to run in parallel and pressing the workpiece W against the running wire. 1 and 2, the control panel 10, the processing liquid tank 11, the heat exchanger 12, the operation panel 13, the base 21, the processing chamber 22 provided on the base 21, the processing And a cutting mechanism 23 attached to the inside of the chamber 22. In the present embodiment, the wire saw 20 cuts the workpiece W made of a hard and brittle material such as silicon.

制御盤10は、ワイヤソー20に搭載された切断機構23等を制御する。
加工液タンク11は、切断機構23において用いられている切断用のワイヤ26(図3等参照)に付着させる加工液Sが貯留されている。加工液タンク11に貯留された加工液Sは、メインポンプ50によって接続配管51を介して、ワイヤソー20の装置内の切断機構23に設けられた加工液供給装置(加工液圧送装置)29(図4参照)からワイヤ26によるワークWの切断開始点47(図5参照)付近に供給される。
The control panel 10 controls the cutting mechanism 23 and the like mounted on the wire saw 20.
The machining liquid tank 11 stores a machining liquid S to be attached to a cutting wire 26 (see FIG. 3 and the like) used in the cutting mechanism 23. The machining liquid S stored in the machining liquid tank 11 is supplied by a main pump 50 through a connection pipe 51 to a machining liquid supply device (machining fluid pressure feeding device) 29 provided in the cutting mechanism 23 in the apparatus of the wire saw 20 (see FIG. 4) to the vicinity of the cutting start point 47 (see FIG. 5) of the workpiece W by the wire 26.

熱交換器12は、接続配管51中に設けられ、ワイヤ26によってワークWを切断時に発生する熱によって温度が上昇した加工液Sを、加工液タンク11から再び加工液供給装置29に送る途中に冷却するために、空気または水との間で熱交換を行う。   The heat exchanger 12 is provided in the connection pipe 51 and is in the middle of sending the machining liquid S whose temperature has been increased by heat generated when the workpiece W is cut by the wire 26 from the machining liquid tank 11 to the machining liquid supply device 29 again. To cool, heat exchange is performed with air or water.

操作盤13は、ワイヤソー20内における切断機構23等の制御内容が設定入力される。
切断機構23は、ワイヤ26を用いてワークWをワイヤ26のピッチ間隔に基づく所定の厚さに切断する。なお、切断機構23の詳細な構成については、後段にて詳述する。
The operation panel 13 is set and inputted with control details of the cutting mechanism 23 and the like in the wire saw 20.
The cutting mechanism 23 uses the wire 26 to cut the workpiece W to a predetermined thickness based on the pitch interval of the wire 26. The detailed configuration of the cutting mechanism 23 will be described in detail later.

(切断機構23)
切断機構23は、所定の間隔を空けて互いに平行に配置された一対の加工用ローラ24a,24bと、ワイヤ供給機構25(図2等参照)と、加工液供給装置29と、を有している。
(Cutting mechanism 23)
The cutting mechanism 23 includes a pair of processing rollers 24a and 24b arranged in parallel with each other at a predetermined interval, a wire supply mechanism 25 (see FIG. 2 and the like), and a processing liquid supply device 29. Yes.

加工用ローラ24a,24bの外周には、複数の環状溝19が一定の間隔を空けて形成されている。そして、この環状溝19には、ワークWを切断するためのワイヤ26が、加工用ローラ24a,24b間に連続的に巻回されている。これにより、加工用ローラ24a,24b間には、平行に並んだ複数のワイヤ26からなるワイヤ列が形成される(図3においては、中間部を一部省略)。そして、ワイヤ供給機構25の図示しないリールモータおよび切断機構23の図示しない走行用モータによってワイヤ26が搬送されることで、ワイヤ26が加工用ローラ24a,24b間において走行する。   On the outer periphery of the processing rollers 24a and 24b, a plurality of annular grooves 19 are formed at regular intervals. A wire 26 for cutting the workpiece W is continuously wound around the annular groove 19 between the processing rollers 24a and 24b. Thereby, a wire row composed of a plurality of wires 26 arranged in parallel is formed between the processing rollers 24a and 24b (part of the intermediate portion is omitted in FIG. 3). Then, the wire 26 is transported between the processing rollers 24 a and 24 b by being transported by a reel motor (not shown) of the wire supply mechanism 25 and a travel motor (not shown) of the cutting mechanism 23.

このとき、ワイヤ26は、一定量前進して一定量後退するという動作を繰り返して全体として少しずつ前送りされながら、ワークWの切断を行う。なお、ワイヤ26を一方向に連続して送りながら、ワークWの切断を行ってもよい。   At this time, the wire 26 cuts the workpiece W while repeating the operation of moving forward by a certain amount and moving backward by a certain amount, and being fed forward little by little as a whole. Note that the workpiece W may be cut while continuously feeding the wire 26 in one direction.

なお、加工用ローラ24a,24bは、少なくとも一対設けられていればよい。また、所定の間隔を空けて互いに平行に配置される構成であれば、3本以上の加工用ローラを設けてもよい。   Note that at least one pair of the processing rollers 24a and 24b may be provided. Further, three or more processing rollers may be provided as long as they are arranged parallel to each other with a predetermined interval.

切断機構23における上部には、加工液供給装置29が配置されている。また、切断機構23の上方の加工室22には、ワークWを支持するためのワーク支持装置28が昇降可能に取り付けられている。   A machining fluid supply device 29 is disposed on the upper portion of the cutting mechanism 23. Further, a work support device 28 for supporting the work W is attached to the processing chamber 22 above the cutting mechanism 23 so as to be movable up and down.

加工液供給装置29は、加工用ローラ24a,24b間を走行するワイヤ26に対して、オイルに遊離砥粒を混合させた加工液Sを供給する。なお、加工液供給装置29の詳細な構成については後段にて詳述する。   The machining liquid supply device 29 supplies the machining liquid S in which free abrasive grains are mixed with oil to the wire 26 traveling between the machining rollers 24a and 24b. The detailed configuration of the machining fluid supply device 29 will be described in detail later.

ワイヤ供給機構25は、例えば、リールボビン27aに巻回されたワイヤ26を、ワークWの切断を行う加工用ローラ24a,24bへ繰り出すとともに、リールボビン27bにおいて回収させる装置であって、図3に示すように、トラバーサ25a、テンション付与機構25b、複数のガイドローラ25cを有している。   The wire supply mechanism 25 is, for example, a device that feeds the wire 26 wound around the reel bobbin 27a to the processing rollers 24a and 24b for cutting the workpiece W, and collects it on the reel bobbin 27b. As shown, a traverser 25a, a tension applying mechanism 25b, and a plurality of guide rollers 25c are provided.

トラバーサ25aは、リールボビン27a,27bの近傍に配置されており、リールボビン27a,27bの軸方向に移動してワイヤ26を常に所定角度で引き出す。
テンション付与機構25bは、リールボビン27a,27bと加工用ローラ24a,24b間において搬送されるワイヤ26に一定の張力が付与されるように調整する。
The traverser 25a is disposed in the vicinity of the reel bobbins 27a and 27b, and moves in the axial direction of the reel bobbins 27a and 27b to always pull out the wire 26 at a predetermined angle.
The tension applying mechanism 25b adjusts so that a constant tension is applied to the wire 26 conveyed between the reel bobbins 27a and 27b and the processing rollers 24a and 24b.

複数のガイドローラ25cは、ワイヤ26を所望の方向へ誘導する補助的なローラであって、ワイヤソー20の装置内におけるリールボビン27a,27bと加工用ローラ24a,24bとの間の搬送経路上に複数配置されている。   The plurality of guide rollers 25c are auxiliary rollers for guiding the wire 26 in a desired direction, and are arranged on a conveyance path between the reel bobbins 27a and 27b and the processing rollers 24a and 24b in the apparatus of the wire saw 20. Several are arranged.

ワイヤ26は、基台21上に設けられた一対のリールボビン27a,27bのうち、例えば、一方のリールボビン27aにその一端が接続されて巻回されている。そして、ワイヤ26は、ワイヤ26にテンションを付与するテンション付与機構25b、複数のガイドローラ25cを介して加工用ローラ24a,24bの表面に形成された環状溝に巻回される。そして、ワイヤ26の他端は、加工用ローラ24a,24bからテンションを付与するテンション付与機構25bを介して、他方のリールボビン27bに接続されて巻回される。この状態で、走行用モータおよび走行用モータに追従制御されるリールモータが駆動することで、加工用ローラ24a,24b間においてワイヤ26を走行させることができる。   Of the pair of reel bobbins 27a and 27b provided on the base 21, the wire 26 is wound, for example, with one end connected to one reel bobbin 27a. The wire 26 is wound around an annular groove formed on the surfaces of the processing rollers 24a and 24b via a tension applying mechanism 25b for applying tension to the wire 26 and a plurality of guide rollers 25c. The other end of the wire 26 is connected to and wound around the other reel bobbin 27b via a tension applying mechanism 25b that applies tension from the processing rollers 24a and 24b. In this state, the driving motor and the reel motor that is controlled to follow the driving motor are driven, so that the wire 26 can be driven between the processing rollers 24a and 24b.

ワークWは、加工用ローラ24a,24b間で走行するワイヤ列に押し当てられることで、ワイヤ26のピッチ間隔に応じた厚さに切断され、複数枚のウエハが同時に形成される。具体的には、加工液供給装置29から走行中のワイヤ26上に加工液Sが供給された状態で、ワーク支持装置28によって切断機構23に向かってワークWが下降していく。これにより、ワークWは、加工用ローラ24a,24b間において走行中のワイヤ26に押し付けられて切断される。   The workpiece W is pressed against a wire row that travels between the processing rollers 24a and 24b, so that the workpiece W is cut to a thickness corresponding to the pitch interval of the wires 26, and a plurality of wafers are formed simultaneously. Specifically, the workpiece W is lowered toward the cutting mechanism 23 by the workpiece support device 28 in a state where the machining fluid S is supplied onto the traveling wire 26 from the machining fluid supply device 29. Thus, the workpiece W is pressed against the traveling wire 26 between the processing rollers 24a and 24b and is cut.

(ワークWの保持機構)
次に、ワイヤソー20に含まれるワークWの保持機構について詳細に説明する。
本実施形態では、図4に示すように、ガラスプレート31および金属プレート32がワークWの上面に接着固定されている。
(Work W holding mechanism)
Next, the work W holding mechanism included in the wire saw 20 will be described in detail.
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the glass plate 31 and the metal plate 32 are bonded and fixed to the upper surface of the workpiece W.

金属プレート32の上面には、金属製の被保持体33が図示しない複数のボルトによって着脱可能に取り付けられている。
被保持体33の上面には、複数の被保持片34が突設されている。各被保持片34の頂壁上面には、被規制面34aが形成されている。
On the upper surface of the metal plate 32, a metal holder 33 is detachably attached by a plurality of bolts (not shown).
A plurality of pieces to be held 34 project from the upper surface of the body 33 to be held. A regulated surface 34 a is formed on the top surface of each retained piece 34.

ワーク支持部材35は、ワークWを支持するための保持手段であって、図示しないフィード用モータやリニアガイド等からなる移動機構によって加工用ローラ24a,24b間に張られたワイヤ26に対して昇降可能な状態で加工室22内に配置されている。ワーク支持部材35の下面には、被保持体33上の係合部に係合可能な正面形ほぼ逆T字状をなす保持手段としての複数の保持部材36が支持されている。また、ワーク支持部材35の上面には、複数のシリンダ37が配置されている。そして、シリンダ37が保持部材36を引き上げることにより、保持部材36と係合状態の被保持体33が係合部を介して引き上げられ、被保持体33上の被規制面34aがワーク支持部材35の下面の規制面35aに対して圧接される。その結果、ワークWは、ワーク支持部材35の規制面35aに吊り下げ状態で保持される。   The work support member 35 is a holding means for supporting the work W and is moved up and down with respect to the wire 26 stretched between the processing rollers 24a and 24b by a moving mechanism such as a feed motor or a linear guide (not shown). It is arranged in the processing chamber 22 in a possible state. On the lower surface of the work support member 35, a plurality of holding members 36 are supported as holding means having a substantially inverted T shape that can be engaged with an engaging portion on the held body 33. A plurality of cylinders 37 are disposed on the upper surface of the work support member 35. Then, the cylinder 37 pulls up the holding member 36, whereby the held member 33 engaged with the holding member 36 is pulled up via the engaging portion, and the regulated surface 34 a on the held member 33 becomes the work support member 35. Is pressed against the regulating surface 35a on the lower surface of the plate. As a result, the workpiece W is held in a suspended state on the regulation surface 35 a of the workpiece support member 35.

(加工液供給装置29)
本実施形態の加工液供給装置29は、ワークWの切断溝内に効果的に加工液Sを入り込ませて効率よく切断を行うために、以下のような構成を採用している。
(Working fluid supply device 29)
The machining liquid supply device 29 of the present embodiment employs the following configuration in order to efficiently cut the machining liquid S into the cutting groove of the workpiece W and efficiently perform the cutting.

すなわち、加工液供給装置29は、図4に示すように、切断時に互いに平行に配置された加工用ローラ24a,24bの間の空間に降下してくるワークWを、ワイヤ26の走行方向において挟み込むようにワークWの両側に設けられた、例えば、金属製のダクト部材(ワイヤソー用ダクト装置)40,40を有している。   That is, as shown in FIG. 4, the machining liquid supply device 29 sandwiches the workpiece W descending into the space between the machining rollers 24 a and 24 b arranged in parallel with each other when cutting in the traveling direction of the wire 26. Thus, for example, metal duct members (wire saw duct devices) 40, 40 are provided on both sides of the workpiece W.

なお、図4におけるワークWの下方の縦方向の矢印は、ワークWの移動方向を示している。また、加工液供給装置29は、メインポンプ50と、メインポンプ50とダクト部材40,40とを接続する接続配管51とを有している。   Note that the vertical arrow below the workpiece W in FIG. 4 indicates the moving direction of the workpiece W. The machining fluid supply device 29 has a main pump 50 and a connection pipe 51 that connects the main pump 50 and the duct members 40 and 40.

ダクト部材40は、加工用ローラ24a,24bの外周面における上部同士の間を走行するワイヤ26に沿って、ワイヤ列の幅全体にわたって設けられており、ワークWの切断を行う部分に向かって走行するワイヤ26に対して加工液Sを供給する。図5における横方向の一点鎖線の矢印A1は、ワイヤ26の走行の向きを示している。   The duct member 40 is provided over the entire width of the wire row along the wire 26 that travels between the upper portions of the outer peripheral surfaces of the processing rollers 24a and 24b, and travels toward the portion where the workpiece W is cut. The machining fluid S is supplied to the wire 26 to be processed. An arrow A <b> 1 indicated by a one-dot chain line in the horizontal direction in FIG. 5 indicates the traveling direction of the wire 26.

なお、以下では、説明の便宜上、図4においてワークWの右側に配置されたダクト部材40の構成について説明するが、ワークWの左側に配置されたダクト部材40の構成も同様である。   In the following, for convenience of explanation, the configuration of the duct member 40 arranged on the right side of the workpiece W in FIG. 4 will be described, but the configuration of the duct member 40 arranged on the left side of the workpiece W is the same.

ダクト部材40は、図5に示すように、加工液貯留部41(接続部)、第1ダクト42、下部部材43、および先端部材44を有している。
加工液貯留部41は、メインポンプ50に接続配管51によって接続されており、メインポンプ50によって圧送されてきた加工液Sを一旦貯留し、下孔41aを介して、接続された第1ダクト42へ圧送する。
As shown in FIG. 5, the duct member 40 includes a machining liquid storage portion 41 (connection portion), a first duct 42, a lower member 43, and a tip member 44.
The machining fluid reservoir 41 is connected to the main pump 50 by a connection pipe 51, temporarily stores the machining fluid S fed by the main pump 50, and is connected to the first duct 42 via the lower hole 41a. To the pressure.

第1ダクト42は、加工液貯留部41から送られてきた加工液Sをワイヤ26に対して略平行な方向に沿って、切断開始点47まで送るための第1加工液供給空間S1を内部に有している。なお、図5における二点鎖線の矢印A2は、加工液Sが圧送される向きを示している。   The first duct 42 includes a first machining fluid supply space S1 for feeding the machining fluid S sent from the machining fluid reservoir 41 along a direction substantially parallel to the wire 26 to the cutting start point 47. Have. Note that the two-dot chain arrow A2 in FIG. 5 indicates the direction in which the machining fluid S is pumped.

第1ダクト42には、ワークW側の先端に、弾性体、または他の材料からなるスペーサ45を介して、後述する板状の先端部材44が取り付けられている。このため、スペーサ45を交換することで、先端部材44とワークWの対向面W1との間の隙間の大きさを変更することができる。また、下部部材43は、第1ダクト42の下方に設けられており、ワイヤ26の走行方向に移動することができ、下部部材43とワークWの対向面W1との間の隙間の大きさを変更することができる。   A plate-like tip member 44 described later is attached to the first duct 42 via a spacer 45 made of an elastic body or other material at the tip of the workpiece W side. For this reason, by exchanging the spacer 45, the size of the gap between the tip member 44 and the facing surface W1 of the workpiece W can be changed. Further, the lower member 43 is provided below the first duct 42 and can move in the traveling direction of the wire 26, and the size of the gap between the lower member 43 and the facing surface W1 of the workpiece W can be reduced. Can be changed.

第2ダクト46は、下部部材43の上面43aと、第1ダクト42の下面42aおよび先端部材44の下面44bとにより、構成されている。
先端部材44の下面44bと、下部部材43の上面43aと、ワークWの対向面W1とによって囲まれた空間を、第2加工液供給空間S2(内部空間)という。加工液供給空間S2は、切断開始点47の周囲にある。また、第1ダクト42の下面42aと下部部材43の上面43aによって挟まれた空間を、第3加工液供給空間S3(内部空間)と言う。第2加工液供給空間S2および第3加工液供給空間S3の内部を、ワイヤ26が走行する。先端部材44の下面44bは、第2加工液供給空間S2の上面を形成する上板として機能する。そして、下部部材43の上面43aは、第2加工液供給空間S2を形成する下板として機能する。さらに、第1ダクト42の下面42aは、第3加工液供給空間S3の上面を形成する上板として機能し、下部部材43の上面43aは、第3加工液供給空間S3を形成する下板として機能する。さらに、先端部材44と下部部材43とによって、開口部がワークWに向けて形成されている。
The second duct 46 includes an upper surface 43 a of the lower member 43, a lower surface 42 a of the first duct 42, and a lower surface 44 b of the tip member 44.
A space surrounded by the lower surface 44b of the tip member 44, the upper surface 43a of the lower member 43, and the facing surface W1 of the workpiece W is referred to as a second machining liquid supply space S2 (internal space). The machining fluid supply space S2 is around the cutting start point 47. A space sandwiched between the lower surface 42a of the first duct 42 and the upper surface 43a of the lower member 43 is referred to as a third processing liquid supply space S3 (internal space). The wire 26 travels inside the second machining fluid supply space S2 and the third machining fluid supply space S3. The lower surface 44b of the tip member 44 functions as an upper plate that forms the upper surface of the second machining liquid supply space S2. And the upper surface 43a of the lower member 43 functions as a lower board which forms 2nd process liquid supply space S2. Further, the lower surface 42a of the first duct 42 functions as an upper plate that forms the upper surface of the third machining fluid supply space S3, and the upper surface 43a of the lower member 43 serves as a lower plate that forms the third machining fluid supply space S3. Function. Further, an opening is formed toward the workpiece W by the tip member 44 and the lower member 43.

先端部材44は、ダクト部材40と同様の材料、例えば、金属によって形成されている。先端部材44の先端は、屈曲して鍔状のフランジ部44aとなっている。フランジ部44aは、加工用ローラ24a,24bの間の空間において移動するワークWの対向面W1に対して略平行に設けられている。なお、フランジ部44aは、別部材として先端部材44に取り付けられていてもよい。   The tip member 44 is formed of the same material as the duct member 40, for example, metal. The tip of the tip member 44 is bent to form a flange-like flange portion 44a. The flange portion 44a is provided substantially parallel to the facing surface W1 of the workpiece W that moves in the space between the processing rollers 24a and 24b. The flange portion 44a may be attached to the tip member 44 as a separate member.

これにより、ダクト部材40の先端とワークWの対向面W1との間の隙間から加工液Sが漏れ出してしまう量を抑制して、第2加工液供給空間S2内における加工液の圧力をより効果的に高めることができる。   Thereby, the amount of the machining fluid S leaking from the gap between the tip of the duct member 40 and the facing surface W1 of the workpiece W is suppressed, and the pressure of the machining fluid in the second machining fluid supply space S2 is further increased. Can be effectively increased.

第2加工液供給空間S2は、ダクト部材40内において、ワイヤ26の走行方向におけるワークWの直上流側に配置されており、ワークWと接触してワークWを切断していくワイヤ26に対して加工液Sを供給する。また、第2加工液供給空間S2は、上述したように、第1ダクト42の下面42aと下部部材43の上面43aと、ワークWの対向面W1とによって囲まれて形成されている。さらに、第2加工液供給空間S2は、ワイヤ26との接触によって形成されたワークWの切断溝内に効果的に加工液Sを入り込ませるために、圧力が付与されている。   The second machining fluid supply space S <b> 2 is arranged in the duct member 40 on the upstream side of the workpiece W in the traveling direction of the wire 26, and the second machining fluid supply space S <b> 2 is in contact with the workpiece 26 in contact with the workpiece W and cutting the workpiece W. Then, the machining liquid S is supplied. Further, as described above, the second machining liquid supply space S2 is formed by being surrounded by the lower surface 42a of the first duct 42, the upper surface 43a of the lower member 43, and the facing surface W1 of the workpiece W. Furthermore, the second machining fluid supply space S <b> 2 is applied with pressure in order to effectively allow the machining fluid S to enter the cutting groove of the workpiece W formed by contact with the wire 26.

第2加工液供給空間S2内に生じる圧力は、上述した加工液供給装置29に含まれるメインポンプ50によって圧送された加工液Sが、第1ダクト42および下部部材43によって形成される第1・第2加工液供給空間S1,S2内に閉じ込められたまま切断開始点47に近接した直上流側まで送られることによって生じる。   The pressure generated in the second machining fluid supply space S <b> 2 is the first pressure formed by the first duct 42 and the lower member 43 by the machining fluid S fed by the main pump 50 included in the machining fluid supply device 29 described above. This is caused by being sent to the upstream side close to the cutting start point 47 while being confined in the second machining fluid supply space S1, S2.

さらに、第2加工液供給空間S2内では、表面に加工液Sが付着したワイヤ26が高速走行しており、ワイヤ26の表面に付着した加工液SがワークWの対向面W1と衝突する。このとき、上述したように第2加工液供給空間S2内には圧力が生じており、従来はワークWの対向面W1と衝突して周辺に飛散していた加工液Sが第2加工液供給空間S2に閉じ込められ、周辺に飛散せずに保持される。   Furthermore, in the second machining liquid supply space S2, the wire 26 having the machining liquid S attached to the surface thereof is traveling at high speed, and the machining liquid S adhered to the surface of the wire 26 collides with the facing surface W1 of the workpiece W. At this time, as described above, pressure is generated in the second machining fluid supply space S2, and the machining fluid S that has hitherto collided with the opposing surface W1 of the workpiece W and scattered around the second machining fluid is supplied to the second machining fluid. It is confined in the space S2 and held without being scattered around.

これにより、切断開始点47を中心に局所的に圧力の高い局所圧上昇部分が生じる。この局所圧上昇部分は、ワークWの切断溝付近に形成されるため、加工液Sは切断溝の奥まで入り込むことができる。この結果、本実施形態のワイヤソー20では、従来よりもワークWの切断溝の奥まで加工液Sを供給して、ワイヤ26による切断効率を向上させることができる。   As a result, a local pressure increase portion where the pressure is locally high occurs around the cutting start point 47. Since this local pressure increasing portion is formed in the vicinity of the cutting groove of the workpiece W, the machining liquid S can enter the depth of the cutting groove. As a result, in the wire saw 20 of the present embodiment, it is possible to improve the cutting efficiency of the wire 26 by supplying the machining liquid S to the depth of the cutting groove of the workpiece W as compared with the conventional case.

さらに、従来のワイヤソーにおいては、ワークを切断する直前のワイヤ周辺の圧力を十分に高くすることができないため、図6(a)に示すように、ワークの切断溝内における加工液Sはワイヤ26の周辺にだけ存在するだけで、量としては少なくなってしまう。このため、従来のワイヤソーでは、ワークWを切断する際に、ワークWの切断溝においてワイヤ26の走行方向における最下流側にまで十分な量の加工液Sを供給することができずに、十分な切断性能を確保することができないおそれがある。   Furthermore, in the conventional wire saw, the pressure around the wire immediately before cutting the workpiece cannot be sufficiently increased. Therefore, as shown in FIG. It only exists in the vicinity of, and the amount is reduced. For this reason, in the conventional wire saw, when the workpiece W is cut, a sufficient amount of the machining fluid S cannot be supplied to the most downstream side in the traveling direction of the wire 26 in the cutting groove of the workpiece W. May not be able to ensure proper cutting performance.

これに対し、本実施形態のワイヤソー20では、上述した第2加工液供給空間S2を形成するダクト部材40を設けたことにより、ワークの切断溝内における加工液Sはワイヤ26の周辺だけでなく、切断溝内に広く存在する。   In contrast, in the wire saw 20 of the present embodiment, the duct member 40 that forms the second machining fluid supply space S2 described above is provided, so that the machining fluid S in the workpiece cutting groove is not only around the wire 26. Widely present in the cutting groove.

この結果、本実施形態のワイヤソー20では、ワークWを切断する際に、ワークWの切断溝においてワイヤ26の走行方向における最下流側にまで十分な量の加工液Sを供給することができる。よって、従来のワイヤソーと比較して、大幅にワークWの切断性能を向上させて、例えば、切断効率の向上、加工液供給量の低減等の効果を得ることができる。   As a result, in the wire saw 20 of the present embodiment, when the workpiece W is cut, a sufficient amount of the machining fluid S can be supplied to the most downstream side in the traveling direction of the wire 26 in the cutting groove of the workpiece W. Therefore, compared with the conventional wire saw, the cutting performance of the workpiece | work W can be improved significantly, for example, effects, such as an improvement of cutting efficiency and reduction of the amount of process liquid supply, can be acquired.

以下、各実施例において、ダクト部材40を持たない従来のワイヤソー(以下、従来の構成という)と本実施形態のワイヤソー20(以下、本実施形態の構成という)とを用いて切断実験を行い、本実施形態の構成を採用したことによる各種効果の検証を行う。   Hereinafter, in each example, a cutting experiment was performed using a conventional wire saw without the duct member 40 (hereinafter referred to as a conventional configuration) and the wire saw 20 of the present embodiment (hereinafter referred to as the configuration of the present embodiment). Various effects obtained by adopting the configuration of the present embodiment are verified.

<実施例1>
本実施例では、図7に示すようなダクト部材40を用いてワークWの切断を実施する際に、ワークWのワイヤ26に対するフィード速度(以下、ワークWのフィード速度と言う。)、ワイヤ26の走行速度、加工液Sの供給量を変化させた各条件における切断性能を確認する実験を行った。
<Example 1>
In this embodiment, when the workpiece W is cut using the duct member 40 as shown in FIG. 7, the feed speed of the workpiece W to the wire 26 (hereinafter referred to as the feed speed of the workpiece W), the wire 26. An experiment was conducted to confirm the cutting performance under various conditions in which the running speed and the supply amount of the machining fluid S were changed.

なお、図7のダクト部材40においては、図5に示したダクト部材40と先端部材44との構造が異なっており、開口部が広い形状となっている。
なお、本実施例では、図7に示すように、第1ダクト42の先端部材44とワークWの対向面W1との距離を7mm、下部部材43とワークWの対向面W1との間の距離を5mm、第2加工液供給空間S2の上板と下板との間の距離を11mmに設定されたダクト部材40を使用した。
In the duct member 40 of FIG. 7, the structures of the duct member 40 and the tip member 44 shown in FIG. 5 are different, and the opening is wide.
In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the distance between the tip member 44 of the first duct 42 and the facing surface W1 of the workpiece W is 7 mm, and the distance between the lower member 43 and the facing surface W1 of the workpiece W. The duct member 40 was used in which the distance between the upper plate and the lower plate of the second machining liquid supply space S2 was set to 11 mm.

具体的な実験条件としては、図8に示すように、まず、あるワークWのフィード速度を基準速度V1、ある加工液Sの流量を基準流量Q1とし、これを条件1とした。そして、条件2は、条件1に対してワークWのフィード速度を15%UPさせた。条件3は、条件1に対してワークWのフィード速度を15%UPさせ加工液Sの流量を半減させた。条件4は、条件1に対してワイヤ26の送り速度を15%downさせた。   As specific experimental conditions, as shown in FIG. 8, first, a feed speed of a certain workpiece W is set as a reference speed V1, a flow rate of a certain machining liquid S is set as a reference flow rate Q1, and this is set as a condition 1. In condition 2, the work W feed speed was increased by 15% compared to condition 1. In condition 3, the feed rate of the workpiece W was increased by 15% compared to condition 1, and the flow rate of the machining fluid S was reduced by half. In condition 4, the feeding speed of the wire 26 was reduced by 15% with respect to condition 1.

(ワイヤ断面積減少率)
まず、切断の前後で、ワイヤ26の断面積がどの程度減少したかを、従来の構成と本実施形態の構成とで比較した。
(Wire cross-sectional area reduction rate)
First, the degree of reduction in the cross-sectional area of the wire 26 before and after cutting was compared between the conventional configuration and the configuration of the present embodiment.

その結果、図9に示すように、条件1においては、従来のワイヤソーでは減少率が17%であった。以下、これを基準減少率とする。これに対して、本実施形態の構成では、ワイヤ断面積が15%しか減少せず、ワイヤ断面積の減少率(摩耗量)を2%減らすことができた。つまり、上記実施形態に係るダクト部材40を用いることにより、ワイヤ26の寿命を延長することができることが分かった。   As a result, as shown in FIG. 9, in the condition 1, the reduction rate of the conventional wire saw was 17%. Hereinafter, this is referred to as a reference reduction rate. On the other hand, in the configuration of the present embodiment, the wire cross-sectional area is reduced by only 15%, and the reduction rate (wear amount) of the wire cross-sectional area can be reduced by 2%. That is, it was found that the life of the wire 26 can be extended by using the duct member 40 according to the above embodiment.

条件2においては、条件1に対してワークWのフィード速度を15%UPさせているが、従来の構成ではワイヤ断面積減少率が19%と、基準減少率(17%)から2%増加してしまった。これに対して、本実施例では、ワークWのフィード速度を15%UPさせた場合でも、ワイヤ断面積減少率が17%と、基準減少率と同等であった。換言すれば、上記実施形態に係る構成では、従来と同じワイヤの送り速度、加工液Sの供給量、ワイヤ26の断面積減少率(17%)を維持しつつ、ワークWのフィード速度を15%向上させることができる。これは、ワークWの切断効率を15%向上させられることに相当する。   In condition 2, the feed speed of the workpiece W is increased by 15% compared to condition 1, but in the conventional configuration, the wire cross-sectional area reduction rate is 19%, an increase of 2% from the reference reduction rate (17%). I have. On the other hand, in this example, even when the feed speed of the workpiece W was increased by 15%, the wire cross-sectional area reduction rate was 17%, which was equivalent to the reference reduction rate. In other words, in the configuration according to the above-described embodiment, the feed speed of the workpiece W is set to 15 while maintaining the same wire feed speed, the supply amount of the machining fluid S, and the cross-sectional area reduction rate (17%) of the wire 26 as in the past. % Improvement. This corresponds to an improvement in the cutting efficiency of the workpiece W by 15%.

条件3においては、条件2に対してワークWのフィード速度は同等(条件1から15%UP)のまま加工液Sの供給量を半減させている。従来の構成ではワイヤ断面積減少率が多少減少し、上記実施形態に係る構成では、ワイヤ26の断面積減少率がやや増加した。   In condition 3, the supply rate of the machining fluid S is halved while the feed speed of the workpiece W is equal to that in condition 2 (up from 15% in condition 1). In the conventional configuration, the wire cross-sectional area reduction rate is somewhat reduced, and in the configuration according to the embodiment, the cross-sectional area reduction rate of the wire 26 is slightly increased.

条件4においては、条件1に対してワークWのフィード速度を15%downさせているが、従来の構成では、ワイヤ断面積減少率が約19.5%と、基準減少率(17%)から2.5%増加してしまうのに対して、上記実施形態に係る構成では、ワイヤ26の断面積減少率は約17.5%と、基準減少率(17%)から0.5%増加しており、ワークWのフィード速度15%向上程の効果は得られないものの、ワイヤ26の使用量の低減を図れることが分かった。   In Condition 4, the feed speed of the workpiece W is reduced by 15% compared to Condition 1, but in the conventional configuration, the wire cross-sectional area reduction rate is about 19.5%, which is from the reference reduction rate (17%). In contrast to the 2.5% increase, in the configuration according to the embodiment, the cross-sectional area reduction rate of the wire 26 is about 17.5%, which is 0.5% higher than the reference reduction rate (17%). It was found that the amount of wire 26 used can be reduced, although the effect of improving the workpiece W feed rate by 15% cannot be obtained.

(走行用モータの出力)
次に、各条件1〜4において、切断加工中におけるワイヤ26を走行させる走行用モータの出力(切断抵抗の大きさ)の変化について調べた結果について、図10を用いて説明する。
(Output of driving motor)
Next, the results of examining the change in the output (the magnitude of the cutting resistance) of the traveling motor that runs the wire 26 during the cutting process under each condition 1 to 4 will be described with reference to FIG.

各条件1〜4とも、図10に示すように、本実施形態の構成における走行用モータ出力の切断時増加分は、従来の構成と比較して、20%以上低減された。すなわち、本発明によれば、切断抵抗の大きさが小さくなることが分かった。   In each of the conditions 1 to 4, as shown in FIG. 10, the increase in cutting of the traveling motor output in the configuration of the present embodiment was reduced by 20% or more compared to the conventional configuration. That is, according to this invention, it turned out that the magnitude | size of cutting resistance becomes small.

この要因としては、本実施例の場合、ワークWの切断溝内に十分な量の加工液Sが供給された状態で切断することができているため、加工液切れ等に起因する切断抵抗の増加がなく、切断抵抗の小さい状態で切断を行うことができているためと考えられる。   As this factor, in the case of the present embodiment, since the cutting can be performed in a state where a sufficient amount of the machining liquid S is supplied into the cutting groove of the workpiece W, the cutting resistance due to the cutting out of the machining liquid or the like is reduced. This is considered to be because there is no increase and the cutting can be performed with a low cutting resistance.

以上のことから、本実施例によれば、従来と比較して、ワイヤ断面積減少率の低減、切断抵抗の低減等の効果を得ることができ、従来よりも切断性能を向上させることができることが分かった。   From the above, according to the present embodiment, it is possible to obtain effects such as a reduction in the wire cross-sectional area reduction rate and a reduction in cutting resistance as compared with the conventional case, and the cutting performance can be improved as compared with the conventional case. I understood.

<実施例2>
本実施例では、図11および図12(a)〜図12(c)に示すような3種類のダクト部材40を用いてワークWの切断を実施する際に、ワークWのフィード速度、加工液Sの供給量を変化させた各条件における切断性能を確認する実験を行った。
<Example 2>
In this embodiment, when the workpiece W is cut using the three types of duct members 40 as shown in FIGS. 11 and 12A to 12C, the feed speed of the workpiece W, the machining fluid, An experiment was conducted to confirm the cutting performance under each condition where the supply amount of S was changed.

(ダクト)
具体的には、図11に示すように、ダクト1としては、第1ダクト42の先端部材44とワークWの対向面W1との距離を7mm、下部部材43とワークWの対向面W1との間の距離を5mm、第3加工液供給空間S3の上板と下板との間の距離を11mm、ワークWの対向面W1に面する第2加工液供給空間S2の先端開口の高さ距離を23mm、にそれぞれ設定されたダクト部材40を使用した。
(duct)
Specifically, as shown in FIG. 11, as the duct 1, the distance between the tip member 44 of the first duct 42 and the facing surface W <b> 1 of the work W is 7 mm, and the distance between the lower member 43 and the facing surface W <b> 1 of the work W is set. The distance between them is 5 mm, the distance between the upper and lower plates of the third machining fluid supply space S3 is 11 mm, and the height distance of the tip opening of the second machining fluid supply space S2 facing the facing surface W1 of the workpiece W The duct member 40 set to 23 mm was used.

また、ダクト2としては、第1ダクト42の先端部材44とワークWの対向面W1との距離を2mm、下部部材43とワークWの対向面W1との間の距離を2mm、第2加工液供給空間S2の上板と下板との間の距離を11mm、ワークWの対向面W1に面する第2加工液供給空間S2の先端開口部の高さ距離を11mm、にそれぞれ設定されたダクト部材40を使用した。   Further, as the duct 2, the distance between the tip member 44 of the first duct 42 and the facing surface W1 of the workpiece W is 2 mm, the distance between the lower member 43 and the facing surface W1 of the workpiece W is 2 mm, and the second machining fluid Ducts set such that the distance between the upper plate and the lower plate of the supply space S2 is 11 mm, and the height distance of the tip opening of the second machining liquid supply space S2 facing the facing surface W1 of the workpiece W is 11 mm. Member 40 was used.

ダクト3としては、第1ダクト42の先端部材44とワークWの対向面W1との距離を3mm、下部部材43とワークWの対向面W1との間の距離を2mm、第3加工液供給空間S3の上板と下板との間の距離を11mm、ワークWの対向面W1に面する第2加工液供給空間S2の先端開口部の高さ距離を23mm、にそれぞれ設定されたダクト部材40を使用した。   As the duct 3, the distance between the tip member 44 of the first duct 42 and the facing surface W1 of the workpiece W is 3 mm, the distance between the lower member 43 and the facing surface W1 of the workpiece W is 2 mm, and the third machining fluid supply space The duct member 40 is set such that the distance between the upper plate and the lower plate of S3 is set to 11 mm, and the height distance of the tip opening of the second machining liquid supply space S2 facing the facing surface W1 of the workpiece W is set to 23 mm. It was used.

(実験条件)
各ダクト1〜3に対する実験条件としては、図13に示すように、あるワークWのフィード速度を基準速度V2、ある加工液Sの流量を基準流量Q2とし、これを条件11とした。そして、条件12は、条件11に対してワークWのフィード速度を15%UPさせて加工液Sの流量を半減させた。
(Experimental conditions)
As experimental conditions for the ducts 1 to 3, as shown in FIG. 13, the feed speed of a certain workpiece W is set as a reference speed V 2, and the flow rate of a certain machining fluid S is set as a reference flow rate Q 2. Then, in condition 12, the feed rate of the workpiece W was increased by 15% compared to condition 11, and the flow rate of the machining liquid S was reduced by half.

(ワイヤ断面積減少率とダクト)
図14は、条件11および条件12において、従来の構成及び各ダクト1〜3を用いた構成で切断実験を行なった際のワイヤ断面積減少率の比較である。条件11においては、従来の構成では減少率が17%であった。以下、これを基準減少率とする。
(Wire cross-sectional area reduction rate and duct)
FIG. 14 is a comparison of wire cross-sectional area reduction rates when a cutting experiment is performed in conditions 11 and 12 using a conventional configuration and a configuration using each of the ducts 1 to 3. In condition 11, the reduction rate was 17% in the conventional configuration. Hereinafter, this is referred to as a reference reduction rate.

条件11においては、従来の構成に比べてダクト1,2を用いた構成の方が、ワイヤ断面積減少率が小さく、ワイヤの摩耗量が抑えられた。ダクト1を用いた構成のワイヤ断面積減少率は、基準減少率(17%)と比較して約1.7%減少し、ダクト2を用いた構成のワイヤ断面積減少率は、基準減少率(17%)と比較して約1.3%減少した。   In condition 11, the wire cross-sectional area reduction rate was smaller in the configuration using the ducts 1 and 2 than in the conventional configuration, and the amount of wire wear was suppressed. The wire cross-sectional area reduction rate of the configuration using the duct 1 is reduced by about 1.7% compared to the reference reduction rate (17%), and the wire cross-sectional area reduction rate of the configuration using the duct 2 is the standard reduction rate. Compared to (17%), it decreased by about 1.3%.

また、加工液Sの供給量を半減させてワークWのフィード速度を15%UPさせた条件12においては、従来の構成ではワイヤ断面積減少率が約18.8%であったのに対し、ダクト1を用いた構成では約17.3%、ダクト2を用いた構成では約18.4%と、ワイヤ断面積減少率が小さく、ワイヤの摩耗量が抑えられた。ダクト3では、従来とほぼ同等の結果であった。   Further, in the condition 12 in which the supply amount of the machining fluid S was reduced by half and the feed speed of the workpiece W was increased by 15%, the wire cross-sectional area reduction rate was about 18.8% in the conventional configuration, The configuration using the duct 1 was about 17.3%, and the configuration using the duct 2 was about 18.4%. The reduction rate of the wire cross-sectional area was small, and the wear amount of the wire was suppressed. In the duct 3, the result was almost the same as the conventional one.

(走行用モータ出力増加分)
次に、各ダクト1〜3について、条件11および条件12において、切断加工中におけるワイヤ26を走行させる走行用モータの出力(切断抵抗の大きさ)の変化について調べた結果について、図15を用いて説明する。
(Driving motor output increase)
Next, for each of the ducts 1 to 3, the results of examining the change in the output of the traveling motor (the magnitude of the cutting resistance) for traveling the wire 26 during the cutting process under the conditions 11 and 12 are shown in FIG. 15. I will explain.

ここでは、ワークWをワイヤ26に押し当てない状態の運転を空運転と定義し、この空運転時に対して、従来のワイヤソー装置および各ダクト1〜3を使用したワイヤソー装置においてワークWをワイヤ26に押し当てて切断を行なった場合の、走行用モータの出力の増加分を調べた。   Here, an operation in a state where the workpiece W is not pressed against the wire 26 is defined as an empty operation, and the workpiece W is attached to the wire 26 in the conventional wire saw device and the wire saw device using each of the ducts 1 to 3 for the idle operation. The amount of increase in the output of the motor for traveling when pressed against and was examined.

図15に示すように、条件11では、従来のワイヤソー装置における、空運転時に対する走行用モータの出力の増加分が、約5.2kwなのに対し、ダクト1,2では、それぞれ約3.9kw、約5kwとなっており、従来と比較して、走行用モータ出力の増加分(空運転時との差)を低減できることが分かった。   As shown in FIG. 15, in condition 11, the increase in the output of the traveling motor with respect to the idle operation in the conventional wire saw device is about 5.2 kw, whereas in the ducts 1 and 2, about 3.9 kw, It was about 5 kw, and it was found that the increase in the traveling motor output (difference from the idling operation) can be reduced compared to the conventional case.

また、条件12(ワークWのフィード速度15%UP+加工液Sの供給量半減)においては、従来のワイヤソー装置における、空運転時に対する走行用モータの出力の増加分が、約5.3kwとなっているのに対し、ダクト1〜3では、それぞれ約4kw、約4.7kw、約4.7kwとなっており、各ダクト1〜3ともに、従来と比較して、走行用モータ出力の増加分(空運転時との差)を低減できることが分かった。   Under condition 12 (work W feed speed 15% UP + working fluid S supply amount halved), the increase in the output of the motor for running in the conventional wire saw device with respect to the idle operation is about 5.3 kw. On the other hand, the ducts 1 to 3 are about 4 kW, about 4.7 kW, and about 4.7 kW, respectively. It was found that (difference from idling) can be reduced.

さらに、ダクト1〜3の中では、ダクト1の結果が最も走行用モータ出力の増加分(空運転時との差)を低減できることが分かった。
以上の結果から、本実施例のダクト1〜3を用いた場合には、従来よりも切断時の抵抗を低減することができ、中でもダクト1を用いた場合には最も切断時の抵抗を低減することができることが分かった。
Furthermore, it was found that among the ducts 1 to 3, the result of the duct 1 can reduce the increase in the motor output for traveling (difference from the idling operation) most.
From the above results, when the ducts 1 to 3 of the present embodiment are used, the resistance at the time of cutting can be reduced as compared with the conventional case, and among them, the resistance at the time of cutting is most reduced when the duct 1 is used. I found out that I can do it.

<ダクト先端部とワーク対向面との距離>
ここでは、上述した本実施形態に係るダクト部材40を搭載したワイヤソー20において、ダクト部材40の先端部分(フランジ部44a)とワークWの対向面W1との距離に対するワイヤ消費量の低減割合について実験した結果について、図16を用いて説明する。
<Distance between duct end and workpiece facing surface>
Here, in the wire saw 20 on which the duct member 40 according to the present embodiment described above is mounted, an experiment is performed on the rate of reduction in wire consumption with respect to the distance between the distal end portion (flange portion 44a) of the duct member 40 and the facing surface W1 of the workpiece W. The results will be described with reference to FIG.

この結果、図16に示すように、ダクト先端とワーク対向面W1との距離が小さいほど、ワイヤ消費量の低減割合は大きくなることが分かった。
例えば、ダクト先端とワーク対向面W1との距離を9mm以下に設定した場合には、ワイヤ消費低減量の割合を10%以上に増加させることができるため好ましい。
As a result, as shown in FIG. 16, it has been found that the wire consumption reduction rate increases as the distance between the duct tip and the workpiece facing surface W1 decreases.
For example, when the distance between the duct tip and the workpiece facing surface W1 is set to 9 mm or less, the ratio of the wire consumption reduction amount can be increased to 10% or more, which is preferable.

特に、ダクト先端とワーク対向面W1との距離を7mm以下に設定した場合には、ワイヤ消費低減量の割合を約13%以上に増加させることができるためより好ましい。
<第2加工液供給空間S2内における加工液圧力のシミュレーション>
ここでは、上述したダクト部材40を搭載したワイヤソー20における第2加工液供給空間S2内における加工液Sの圧力をシミュレーションによって調べた結果について、図17(a)〜図21を用いて説明する。
In particular, when the distance between the duct tip and the workpiece facing surface W1 is set to 7 mm or less, the ratio of the wire consumption reduction amount can be increased to about 13% or more, which is more preferable.
<Simulation of machining fluid pressure in second machining fluid supply space S2>
Here, the result of examining the pressure of the machining fluid S in the second machining fluid supply space S2 in the wire saw 20 equipped with the duct member 40 described above by simulation will be described with reference to FIGS.

(加工液流量と加工液圧力)
まず、図17(a)〜図17(d)は、加工液供給装置29のメインポンプ50による加工液Sの供給量を標準流量、2倍流量、4倍流量、8倍流量と変化させた際の第2加工液供給空間S2内における加工液Sの圧力を示している。なお、この場合の標準流量は、実験条件における基準流量とは無関係である。
(Working fluid flow rate and working fluid pressure)
First, in FIGS. 17A to 17D, the supply amount of the machining liquid S by the main pump 50 of the machining liquid supply device 29 is changed to a standard flow rate, a double flow rate, a quadruple flow rate, and an 8-fold flow rate. The pressure of the machining fluid S in the second machining fluid supply space S2 is shown. Note that the standard flow rate in this case is independent of the reference flow rate under the experimental conditions.

これによれば、図26(a)に示すように、加工液Sの流量が標準流量でも、ワイヤ26付近に圧力の高い部分(局所圧上昇部)が生じていることが分かる。これは、ワイヤ26に付着した加工液をワークWの対向面W1に衝突した際に周囲に飛散しないように第2加工液供給空間S2内に閉じ込めているため、加工液Sの圧力が局所的に高い値となっていることを示している。   According to this, as shown in FIG. 26A, it can be seen that even when the flow rate of the machining fluid S is the standard flow rate, a high pressure portion (local pressure increase portion) is generated in the vicinity of the wire 26. This is because the working fluid adhering to the wire 26 is confined in the second working fluid supply space S2 so that it does not scatter around when it collides with the opposing surface W1 of the workpiece W. It shows that the value is high.

また、図17(b)〜図17(d)に示すように、加工液Sの流量が2倍流量、4倍流量、8倍流量になると、ワイヤ26付近に生じる圧力の高い部分の範囲が大きくなっていることが分かる。   Also, as shown in FIGS. 17B to 17D, when the flow rate of the machining liquid S becomes a double flow rate, a quadruple flow rate, or an 8-fold flow rate, there is a range of a high pressure portion generated in the vicinity of the wire 26. You can see that it is getting bigger.

以上の結果から、加工液供給装置29のメインポンプ50による加工液Sの流量を上昇させると、ワイヤ26による切断開始点47付近における加工液Sの圧力を局所的に高めることができる。この結果、ワイヤ26による切断溝内に、従来よりも大量の加工液Sを効果的に押し込むことができるため、加工液S切れによる切断不良やワイヤ26の摩耗量増加を防止して、切断性能を向上させることができる。   From the above results, when the flow rate of the machining liquid S by the main pump 50 of the machining liquid supply device 29 is increased, the pressure of the machining liquid S in the vicinity of the cutting start point 47 by the wire 26 can be locally increased. As a result, since a larger amount of the machining fluid S can be effectively pushed into the cutting groove by the wire 26 than before, cutting failure due to cutting of the machining fluid S and an increase in the amount of wear of the wire 26 can be prevented, and the cutting performance. Can be improved.

(ワイヤ速度と加工液圧力)
次に、図18(a)〜図18(c)は、ワイヤ26の走行速度を、標準速度、5倍速度、10倍速度と変化させた際の、第2加工液供給空間S2内における加工液Sの圧力を示している。なお、この場合の標準速度は、実験条件における基準速度とは、無関係である。
(Wire speed and machining fluid pressure)
Next, FIGS. 18A to 18C show the machining in the second machining fluid supply space S2 when the traveling speed of the wire 26 is changed to the standard speed, the 5-times speed, and the 10-times speed. The pressure of the liquid S is shown. Note that the standard speed in this case is independent of the reference speed under the experimental conditions.

図19は、図18(a)〜図18(c)の結果を数値化したグラフである。このグラフから分かるように、ワイヤ26の走行速度が大きいほど、第2加工液供給空間S2内における加工液Sの圧力が高くなっている。   FIG. 19 is a graph in which the results of FIGS. 18A to 18C are digitized. As can be seen from this graph, the higher the traveling speed of the wire 26, the higher the pressure of the machining liquid S in the second machining liquid supply space S2.

(ダクト先端とワーク対向面との距離と加工液圧力)
次に、図20(a)〜図20(c)に、ダクト先端とワーク対向面W1との距離を0mm、1mm、2mmと変化させた際の第2加工液供給空間S2内における加工液Sの圧力を示している。また、図21に、ダクト先端とワーク対向面W1との距離と、切断開始点47近傍の加工液圧力との関係を示している。
(Distance between duct tip and workpiece facing surface and machining fluid pressure)
Next, in FIGS. 20A to 20C, the machining fluid S in the second machining fluid supply space S2 when the distance between the duct tip and the workpiece facing surface W1 is changed to 0 mm, 1 mm, and 2 mm. Shows the pressure. FIG. 21 shows the relationship between the distance between the duct tip and the workpiece facing surface W1 and the working fluid pressure in the vicinity of the cutting start point 47.

これによれば、図20(c)、図20(b)に示すように、ダクト先端とワークWの対向面W1との距離が2mm、1mmの場合には、切断開始点47の周囲に、局所的な圧力(以下、局所圧と言う。)の高い局所圧上昇部が形成される。また、図21に示すように、上記距離が2mmの場合よりも、より距離が小さい1mmの場合の方が、局所圧が大きくなっている。   According to this, as shown in FIGS. 20C and 20B, when the distance between the duct tip and the facing surface W1 of the workpiece W is 2 mm and 1 mm, around the cutting start point 47, A local pressure increase portion having a high local pressure (hereinafter referred to as local pressure) is formed. Further, as shown in FIG. 21, the local pressure is larger when the distance is 1 mm, which is smaller than when the distance is 2 mm.

一方、図20(a)および図21に示すように、ダクト先端とワークの対向面W1との距離がほぼ0の場合には、距離が1mmの場合よりも局所圧が小さくなっている。これは、ワイヤ26に付着した加工液SがワークWの対向面W1に衝突した際に、第2加工液供給空間S2近傍において逆流して渦を巻き、静圧に変らないことを示している。   On the other hand, as shown in FIGS. 20A and 21, when the distance between the duct tip and the facing surface W1 of the workpiece is substantially 0, the local pressure is smaller than when the distance is 1 mm. This indicates that when the machining fluid S adhering to the wire 26 collides with the opposing surface W1 of the workpiece W, it flows backward in the vicinity of the second machining fluid supply space S2 and vortexes and does not change to static pressure. .

すなわち、ダクト先端とワークWの対向面W1との距離が約1mmまでは、ダクト先端とワークWの対向面W1との距離が小さいほど切断開始点47における加工液Sの圧力は大きくなるものの、距離を0にしてしまうと局所圧が高くならないことが分かった。   That is, the pressure of the machining fluid S at the cutting start point 47 increases as the distance between the duct tip and the facing surface W1 of the workpiece W decreases to a distance of about 1 mm, It was found that when the distance was set to 0, the local pressure did not increase.

[他の実施形態]
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
[Other Embodiments]
As mentioned above, although one Embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various change is possible in the range which does not deviate from the summary of invention.

(A)
上記実施形態では、ダクト部材40の先端部(先端部材44のワークWに最も近い部分)とワークWの対向面W1との距離を含む各部の寸法について、一例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
(A)
In the said embodiment, the dimension of each part including the distance of the front-end | tip part (part closest to the workpiece | work W of the front-end | tip member 44) of the duct member 40 and the opposing surface W1 of the workpiece | work W was demonstrated as an example. However, the present invention is not limited to this.

例えば、図22(a)に示すように、ダクト部材40の先端部(先端部材44のワークWに最も近い部分)とワークWの対向面W1との距離δ、先端部材44においてワイヤ26と平行となる部分の長さL1、下部部材40の長さL2、第1ダクト42が第2ダクト46に合流して加工液が流れ込む部分の長さL3、第2加工液供給空間S2の上板と下板との距離d1、第2加工液供給空間S2の上板とワイヤ26との距離d2等の寸法については、例えば、ワイヤの送り速度、加工液の材質や粘度、ワークの種類等に応じて適宜最適な寸法に変更すればよい。   For example, as shown in FIG. 22A, the distance δ between the tip end portion of the duct member 40 (the portion closest to the workpiece W of the tip member 44) and the facing surface W1 of the workpiece W is parallel to the wire 26 at the tip member 44. A length L1 of the lower portion 40, a length L2 of the lower member 40, a length L3 of the portion where the first duct 42 joins the second duct 46 and the machining fluid flows, and an upper plate of the second machining fluid supply space S2 The dimensions such as the distance d1 between the lower plate and the distance d2 between the upper plate and the wire 26 in the second machining fluid supply space S2 depend on, for example, the wire feed speed, the material and viscosity of the machining fluid, and the type of workpiece. The size may be changed to an optimum size as appropriate.

また、図22(b)に示すように、ダクト部材140を、加工液貯留部141、第1ダクト142、および第2ダクト143を有する逆T字形状としてもよい。このとき、第1ダクト142と第2ダクト143とは、略垂直とは限らない。このようにしても、加工液Sをメインポンプ50から圧送することによって第2加工液供給空間S2の圧力は上昇し、加えてワイヤ26の引き込みによって局所圧上昇部が切断開始点47の近傍に生じて、加工液は好適に切断溝に供給される。   Further, as shown in FIG. 22B, the duct member 140 may be formed in an inverted T shape having a machining fluid reservoir 141, a first duct 142, and a second duct 143. At this time, the first duct 142 and the second duct 143 are not necessarily substantially vertical. Even in this case, the pressure of the second machining fluid supply space S2 is increased by pumping the machining fluid S from the main pump 50, and in addition, the local pressure increasing portion is brought close to the cutting start point 47 by the drawing of the wire 26. As a result, the machining fluid is preferably supplied to the cutting groove.

なお、この場合には第1ダクト142には先端部材が設けられていないが、第2ダクト143の上辺の最もワークWに近い位置143aが、先端部となる。
さらに、第1ダクト142の先端を屈曲させてフランジ部を設けてもよく、第1ダクト142の先端に別部材のフランジ部を取り付けてもよい。
In this case, the first duct 142 is not provided with a tip member, but the position 143a closest to the workpiece W on the upper side of the second duct 143 is the tip portion.
Furthermore, the front end of the first duct 142 may be bent to provide a flange portion, or a flange portion of another member may be attached to the front end of the first duct 142.

(B)
上記実施形態では、第2加工液供給空間S2内の圧力を保持するために、ダクト部材40の先端部材44の先端に、ワークWの対向面W1に対して略平行にフランジ部44aを設けた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
(B)
In the above embodiment, in order to maintain the pressure in the second machining fluid supply space S2, the flange portion 44a is provided at the tip of the tip member 44 of the duct member 40 substantially parallel to the facing surface W1 of the workpiece W. Explained with an example. However, the present invention is not limited to this.

例えば、図23(a)に示すように、上記フランジ部44aの代わりに、ワークWの対向面W1に略垂直な方向に沿って配置されたゴム等の弾性部材からなるシール部材244aをダクト部材140の先端に設けてもよい。なお、シール部材244aは、ワークWに接触してもよく、ワークWに非接触としてもよい。   For example, as shown in FIG. 23 (a), instead of the flange portion 44a, a seal member 244a made of an elastic member such as rubber disposed along a direction substantially perpendicular to the facing surface W1 of the workpiece W is replaced with a duct member. It may be provided at the tip of 140. The seal member 244a may be in contact with the workpiece W or may not be in contact with the workpiece W.

また、図23(b)に示すように、シール部材244aは、ワークWの対向面W1に対して略垂直な方向とは限らず、斜めになっていてもよい。
さらに、シール部材244aは、図23(c)に示すように、フランジ部44aの先端に略垂直に設けられていてもよいし、フランジ部44aに被せてフランジ部44aを延長するようにしてもよい。さらには、フランジ部44aを、そのままシール部材244aに置き換えてもよい。
Further, as shown in FIG. 23B, the seal member 244a is not limited to the direction substantially perpendicular to the facing surface W1 of the workpiece W, and may be inclined.
Further, as shown in FIG. 23C, the seal member 244a may be provided substantially perpendicular to the tip of the flange portion 44a, or the flange portion 44a may be extended over the flange portion 44a. Good. Furthermore, the flange portion 44a may be replaced with the seal member 244a as it is.

あるいは、シール部材244aの代わりに、弾性部材または金属材料等からなるベローズ等のように、ワークの形状変化に対応して形状が変わりやすい部材を用いてもよい。
このときシール部材244aやベローズを用いるメリットは、ワークWに対してダクト部材140を設置する際に、ワークWの対向面W1とダクト部材44の先端部との距離を厳密に合わせなくても、シール部材244aやベローズによって設置後に調整が可能になるという点である。シール部材244aやベローズは、図22(b)に示したようなダクト部材140の先端に取り付けてもよい。
Alternatively, instead of the seal member 244a, a member whose shape is easily changed corresponding to a change in the shape of the workpiece, such as an elastic member or a bellows made of a metal material or the like, may be used.
At this time, the merit of using the seal member 244a and the bellows is that when the duct member 140 is installed on the workpiece W, the distance between the facing surface W1 of the workpiece W and the tip of the duct member 44 is not strictly matched. Adjustment is possible after installation by the seal member 244a or bellows. The seal member 244a and the bellows may be attached to the tip of the duct member 140 as shown in FIG.

また、図23(d)に示すように、フランジ部44aがワークWの対向面W1に対して斜めに設けられていてもよい。さらには、フランジ部44aがなくてもよく、フランジ部44aを別部材として第1ダクト42の先端に取り付けてもよい。   Further, as shown in FIG. 23 (d), the flange portion 44 a may be provided obliquely with respect to the facing surface W <b> 1 of the workpiece W. Furthermore, the flange portion 44a may not be provided, and the flange portion 44a may be attached to the tip of the first duct 42 as a separate member.

いずれの場合でも、ダクト部材140の先端とワークWの対向面W1との間の隙間から加工液Sが漏れ出してしまう量を抑制して、第2加工液供給空間S2内における加工液の圧力をより高めることができる。   In any case, the amount of the machining fluid S leaking from the gap between the tip of the duct member 140 and the facing surface W1 of the workpiece W is suppressed, and the pressure of the machining fluid in the second machining fluid supply space S2 is suppressed. Can be further enhanced.

(C)
上記実施形態では、ワイヤ26の走行方向を切り替えながらワークWの切断を行うワイヤソー20において、ワイヤ26の走行方向において、加工液供給装置29がワークWを挟み込むように、ワークWの両側に設けられている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
(C)
In the above embodiment, in the wire saw 20 that cuts the workpiece W while switching the traveling direction of the wire 26, the machining fluid supply device 29 is provided on both sides of the workpiece W so as to sandwich the workpiece W in the traveling direction of the wire 26. Explained with examples. However, the present invention is not limited to this.

例えば、ワイヤを一方向に走行させた状態でワークの切断を行うワイヤソーの場合には、ワークの上流側にのみ加工液供給装置29を設けてもよい。
言い換えれば、本発明は、ワイヤを一方向に走行させながらワークの切断を行うワイヤソー、ワイヤの走行方向を切り替えながらワークの切断を行うワイヤソーの双方に対して適用可能である。
For example, in the case of a wire saw that cuts a workpiece with the wire traveling in one direction, the machining fluid supply device 29 may be provided only on the upstream side of the workpiece.
In other words, the present invention can be applied to both a wire saw that cuts a workpiece while moving the wire in one direction and a wire saw that cuts a workpiece while switching the traveling direction of the wire.

(D)
上記実施形態では、ダクト部材の材質として金属を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、加工液Sが圧送される際の圧力に耐えるものであればよく、樹脂や高分子化合物等の非金属材料でもよい。
(D)
In the said embodiment, the example which used the metal as a material of a duct member was given and demonstrated. However, the present invention is not limited to this.
For example, any material that can withstand the pressure when the working fluid S is pumped may be used, and a non-metallic material such as a resin or a polymer compound may be used.

(E)
上記実施形態では、加工液圧送装置として、メインポンプ50を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、メインポンプ50とは別にサブポンプを設け、ワークWの対向面W1とワイヤ26との接触部に加工液を圧送するようにしてもよい。
(E)
In the above embodiment, an example using the main pump 50 has been described as the machining fluid pressure feeding device. However, the present invention is not limited to this.
For example, a sub pump may be provided separately from the main pump 50, and the working fluid may be pumped to the contact portion between the facing surface W 1 of the workpiece W and the wire 26.

(F)
また、上記実施形態では、遊離砥粒を油剤に混ぜた加工液を用いるタイプのワイヤソーの例を挙げて説明したが、これに限定されるものではない。
(F)
Moreover, although the said embodiment gave and demonstrated the example of the type of a wire saw using the processing liquid which mixed the loose abrasive in the oil agent, it is not limited to this.

例えば、ダイヤモンド等の砥粒を予めワイヤに付着させ、加工液として遊離砥粒を混ぜない油剤を用いるタイプのワイヤソーに対しても用いることができる。   For example, it can also be used for a wire saw of a type using an oil agent in which abrasive grains such as diamond are previously attached to a wire and free abrasive grains are not mixed as a processing liquid.

本発明のワイヤソーは、加工液の周囲への飛散を防止するとともに、加工液を切断溝に十分に供給して切断性能を向上させることができるという効果を奏することから、各種被切断材を切断するためのワイヤソーに対して広く適用可能である。   The wire saw of the present invention has the effect of preventing the machining fluid from being scattered to the surroundings and improving the cutting performance by sufficiently supplying the machining fluid to the cutting groove, thereby cutting various materials to be cut. It can be widely applied to a wire saw.

10 制御盤
11 加工液タンク
12 熱交換器
13 操作盤
20 ワイヤソー
21 基台
22 加工室
23 切断機構
24a,24b 加工用ローラ
25 ワイヤ供給機構
26 ワイヤ
27a,27b リールボビン
28 ワーク支持装置
29 加工液供給装置(加工液圧送装置)
31 ガラスプレート
32 金属プレート
33 被保持体
34 被保持片
34a 被規制面
35 ワーク支持部材
35a 規制面
36 保持部材
37 シリンダ
40 ダクト部材(ワイヤソー用ダクト装置)
41 加工液貯留部
42 第1ダクト
42a 下面
43 下部部材
43a 上面
44 先端部材
44a フランジ部
44b 下面
50 メインポンプ
51 接続配管
140 ダクト部材
141 加工液貯留部
142 第1ダクト
143 第2ダクト
244a シール部材
S 加工液
S1 第1加工液供給空間
S2 第2加工液供給空間(内部空間)
S3 第2加工液供給空間(内部空間)
W ワーク
W1 対向面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Control panel 11 Processing liquid tank 12 Heat exchanger 13 Operation panel 20 Wire saw 21 Base 22 Processing chamber 23 Cutting mechanism 24a, 24b Processing roller 25 Wire supply mechanism 26 Wire 27a, 27b Reel bobbin 28 Work support device 29 Processing liquid supply Equipment (working fluid pressure feeder)
31 Glass plate 32 Metal plate 33 Hold object 34 Hold piece 34a Restricted surface 35 Work support member 35a Restriction surface 36 Holding member 37 Cylinder 40 Duct member (wire saw duct device)
41 Working fluid reservoir 42 First duct 42a Lower surface 43 Lower member 43a Upper surface 44 Tip member 44a Flange 44b Lower surface 50 Main pump 51 Connection pipe 140 Duct member 141 Working fluid reservoir 142 First duct 143 Second duct 244a Seal member S Working fluid S1 First machining fluid supply space S2 Second machining fluid supply space (internal space)
S3 Second machining fluid supply space (internal space)
W Work W1 Opposite surface

Claims (12)

走行するワイヤに加工液を供給しながら、ワークを前記ワイヤに押し付けて切断するワイヤソーであって、
前記ワイヤの走行方向における上流側から走行中の前記ワイヤに対して前記加工液を供給する加工液供給部と、
走行中の前記ワイヤに対して前記ワークを相対的に移動させる移動機構と、
を備え、
前記加工液供給部は、
前記加工液を圧送する加工液圧送装置と、
前記ワイヤがその内部を通過するとともに、その先端部が前記ワークに近接して配置され、接続された前記加工液圧送装置から圧送された前記加工液を前記ワイヤと前記ワークの対向面との接触部に供給する際に、切断開始点の周囲に、圧力をかけた前記加工液を供給するダクト部材と、
を有しているワイヤソー。
A wire saw that presses a workpiece against the wire and cuts the workpiece while supplying a working fluid to the traveling wire,
A machining fluid supply unit for supplying the machining fluid to the wire traveling from the upstream side in the traveling direction of the wire;
A moving mechanism that moves the workpiece relative to the wire that is running;
With
The machining fluid supply unit
A machining fluid pumping device for pumping the machining fluid;
The wire passes through the inside thereof, and the tip of the wire is disposed close to the workpiece, and the machining fluid pumped from the machining fluid pumping device connected thereto is brought into contact with the facing surface of the wire and the workpiece. A duct member for supplying the working fluid under pressure around the cutting start point when supplying to the section;
Having a wire saw.
走行するワイヤに加工液を供給しながら、ワークを前記ワイヤに押し付けて切断するワイヤソーであって、
前記ワイヤの走行方向における上流側から走行中の前記ワイヤに対して前記加工液を供給する加工液供給部と、
走行中の前記ワイヤに対して前記ワークを相対的に移動させる移動機構と、
を備え、
前記加工液供給部は、
前記加工液を圧送する加工液圧送装置と、
前記ワイヤがその内部を通過するとともに、その先端部が前記ワークに近接して配置され、接続された前記加工液圧送装置から圧送された前記加工液を前記ワイヤと前記ワークの対向面との接触部に供給するダクト部材と、
を有し、
前記ダクト部材の先端部から突出したフランジ部を、さらに備えている、ワイヤソー。
A wire saw that presses a workpiece against the wire and cuts the workpiece while supplying a working fluid to the traveling wire,
A machining fluid supply unit for supplying the machining fluid to the wire traveling from the upstream side in the traveling direction of the wire;
A moving mechanism that moves the workpiece relative to the wire that is running;
With
The machining fluid supply unit
A machining fluid pumping device for pumping the machining fluid;
The wire passes through the inside thereof, and the tip of the wire is disposed close to the workpiece, and the machining fluid pumped from the machining fluid pumping device connected thereto is brought into contact with the facing surface of the wire and the workpiece. A duct member to be supplied to the section;
Have
A flange portion projecting from the distal end portion of the duct member, that provides further, a wire saw.
前記ダクト部材の先端部から突出したフランジ部を、さらに備えている、
請求項1に記載のワイヤソー。
A flange projecting from the tip of the duct member,
The wire saw according to claim 1.
前記フランジ部は、前記ワークの対向面に対して平行に配置されている、
請求項に記載のワイヤソー。
The flange portion is disposed in parallel to the facing surface of the workpiece.
The wire saw according to claim 3 .
前記フランジ部は、前記ダクト部材と同一素材によって形成されている、
請求項またはに記載のワイヤソー。
The flange portion is formed of the same material as the duct member.
The wire saw according to claim 3 or 4 .
前記ダクト部材の先端部には、弾性部材、あるいはベローズからなるシール部材が設けられている、
請求項1からのいずれか1つに記載のワイヤソー。
At the tip of the duct member, a sealing member made of an elastic member or bellows is provided.
The wire saw according to any one of claims 1 to 5 .
前記シール部材は、前記ワークに接触している、
請求項に記載のワイヤソー。
The seal member is in contact with the workpiece;
The wire saw according to claim 6 .
前記ダクト部材の先端部と前記ワークの対向面との間の隙間の大きさは、可変である、
請求項1からのいずれか1項に記載のワイヤソー。
The size of the gap between the front end of the duct member and the facing surface of the workpiece is variable.
The wire saw according to any one of claims 1 to 7 .
前記ダクト部材の先端部と前記ワークの対向面との間の隙間は、9mm以下である、
請求項1からのいずれか1項に記載のワイヤソー。
The gap between the tip of the duct member and the facing surface of the workpiece is 9 mm or less.
The wire saw according to any one of claims 1 to 8 .
前記ダクト部材の先端部と前記ワークの対向面との間の隙間は、7mm以下である、
請求項1からのいずれか1項に記載のワイヤソー。
The gap between the front end of the duct member and the facing surface of the workpiece is 7 mm or less.
The wire saw according to any one of claims 1 to 8 .
前記加工液供給部は、前記ワイヤの走行方向における前記ワークの上流側のみ、あるいは上流側および下流側に設けられている、
請求項1から10のいずれか1項に記載のワイヤソー。
The machining fluid supply unit is provided only on the upstream side of the workpiece in the traveling direction of the wire, or on the upstream side and the downstream side,
The wire saw according to any one of claims 1 to 10 .
走行するワイヤに加工液を供給しながら、ワークを前記ワイヤに押し付けて切断するワイヤソーに装着されるダクト装置であって、
前記加工液を圧送する加工液供給部に接続される接続部と、
前記ワークに近接配置される開口部と、
前記ワイヤが通過する内部空間と、
を備え、
前記ワイヤの走行方向における上流側から前記ワークが切断される部分に向けて前記加工液を圧送する際に、切断開始点の周囲に、圧力をかけた前記加工液を供給する
ワイヤソー用ダクト装置。
A duct device attached to a wire saw that presses a workpiece against the wire and cuts the workpiece while supplying a working fluid to the traveling wire,
A connecting portion connected to a machining fluid supply unit for pumping the machining fluid;
An opening disposed close to the workpiece;
An internal space through which the wire passes;
With
Supplying the working fluid under pressure around the cutting start point when the working fluid is pumped from the upstream side in the traveling direction of the wire toward the part where the workpiece is cut;
Wire saw duct device.
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