JP7041145B2 - ワイヤソー - Google Patents

Description

本発明は、請求項１の前段に従うワイヤソー、及び請求項２５の前段に従うワイヤソーを製造するための方法に関する。

特許文献１が、フレーム本体と、１組のワイヤガイドシリンダを受け取るための４つの開口部と、を有するカッティング熱源を備えるワイヤソーを開示する。フレーム本体は、ミネラルキャスティングでできており、そして、４つのベアリングボックススリーブ及び１つ又は複数の温度制御シールドと結合されている。フレーム本体は、回転軸１０３に対して提供された２つの開口部１０２を有する。ベアリングボックススリーブ１３０は、典型的には接着及び／又はプレス嵌合によって、開口部１０２内に提供されている。ワイヤガイドローラ上に及びワイヤガイドローラ同士の間で作用する力が、ベアリングボックススリーブを介してフレーム本体の中へと導かれる。温度制御シールドは、冷却／加熱機能だけを有する。そのような構成の欠点は、非常に大きく重いフレーム本体が、ワイヤウェブ内部のワイヤ張力から生じる力（ワイヤウェブは、数トンの荷重をもたらす数千ループの部分から構成されることがある）を吸収するために使用されなければならないことである。これらの力は、ワイヤガイドローラの回転軸同士の間の方向に作用し、ミネラルキャスティングでできているフレーム本体の変形を別の態様で生じさせることになる。フレーム変形は、ワイヤガイドローラの整列を悪化させて、カッティング品質を低下させる。

特許文献２が、ワイヤソーを開示し、当該ワイヤソーは、小さい膨脹係数を有する材料でできている一体鋳造ボックス構造によって構成されたフレームに一体化されている。フレームは、内蔵のサーモスタットで制御された流体回路を有する。フレームは、４つの柱を形成する４つの対称に位置するアクセス開口部を有する。ベアリングによってそれらの端部が支持されたワイヤガイドシリンダが、フレームに一体化されている。

特許文献３が、ワイヤソーの部分であってもよいワイヤ又はワイヤのような対象物を駆動するための装置を開示する。

特許文献４が、ワイヤソーの部分であってもよいワイヤ管理システムを開示する。

欧州特許第２８２６５８２号明細書 スイス国特許発明第６９０４１９号明細書 欧州特許出願公開第２５４６０１４号明細書 国際公開第２０１４０８７３４０号

本発明の目的は、ミネラルキャスティング又は小さいヤング率を有する別の材料等の材料がワイヤソーのフレームの製造に用いられる場合に生じる問題を解決することである。この発明の狙いは、軽重量及び／又は低密度を有するフレームを使用すること、及び／又はより簡単なフレーム製造（鋳造）を可能にすることであるが、同時に、フレーム変形の問題を解決することによって高いカッティング品質を保証することである。ワイヤソーの製造は、容易で、製造プロセス中の高い融通性を可能にしなければならない。また、フレームの構成が可能な限り少ない空間を占めることにより、ワイヤガイドローラが必要に応じて一緒に接近して設置されてもよい。

その目的は、初めに述べたようなワイヤソーによって達成され、当該ワイヤソーは、第１ワイヤガイドローラを支持する第１ベアリングと、第２ワイヤガイドローラを支持する第２ベアリングと、がその中に収容されている少なくとも１つの共通ベアリングブロックを備え、少なくとも１つの共通ベアリングブロックは、第２材料でできていて、フレームに取り付けられており、第２材料のヤング率は、第１材料のヤング率よりも大きく、好ましくは少なくとも３倍だけ大きい。

（カッティング領域に及ぶ）両方のワイヤガイドローラは、それらの端部の少なくとも１つが共通ベアリングブロックによって支持されている。そのような態様で、カッティングワイヤの引張力に起因してワイヤガイドローラに作用する力が共通ベアリングブロックの中へと導かれ、すなわち、共通ベアリングブロックがこれらの力を吸収し、それで、フレームは、ワイヤガイドローラ同士の間に作用する力及び振動から解放される。共通ベアリングブロックは、好ましくは１個の部品から形成されている。（ワイヤガイドローラのための）ベアリングは、共通ベアリングブロック内に形成された開口部内部に収容されている。共通ベアリングブロックは、眼鏡又は眼鏡状の形状を有する。

好ましい実施形態では、ベアリングブロックは、第１開口部と、第２開口部と、を有し、第１ベアリングは、第１開口部内部に完全に埋め込まれ、第２ベアリングは、第２開口部内部に完全に埋め込まれている。そのような態様で、非常に安定した構成が達成される。カッティング領域の引張力に起因してワイヤガイドローラ同士の間に作用する力（すなわち、半径方向の力）が、共通ベアリングブロックの中へと全体的に導かれる。

好ましくは、ワイヤガイドローラの回転軸に垂直に延びる全ての方向に、第１ベアリング及び第２ベアリングのそれぞれは、ベアリングブロックの第２材料によってフレームの第１材料から間隔をあけられている。言い換えると、第１ベアリング及び第２ベアリングのそれぞれは、それの外周全体に沿って、ベアリングブロックの第２材料によって囲まれている。または、半径方向に、ベアリングがベアリングブロックの第２材料によって完全に封入されている。ここでも、非常に安定した構成が達成されている。フレームは、カッティング領域の引張力に起因してワイヤガイドローラ同士の間に作用する力から解放されている。

好ましくは、第１ベアリング及び第２ベアリングは、共通ベアリングブロックによって全体的に支持されている。ベアリングは、共通ベアリングブロックによって完全に保持されている、すなわち、それらは、フレームと接触していない。このことは、カッティング領域の引張力に起因してワイヤガイドローラ同士の間に作用する力が、フレームの第１材料に影響を及ぼさないことを保証する。

本発明の原理は、２つのワイヤガイドローラによって説明されることになる。しかし、ワイヤガイドローラが３つ又は４つの場合、共通ベアリングブロックは、更に、第３又は第４ベアリングを収容してもよい。

本発明の解決策によって、フレームは、先行技術の場合よりもずっとスリム化、したがって省スペース化及び軽量化した状態に設計されてもよい。第１共通ベアリングブロックは、ワイヤガイドローラをそれらの端部の１つにおいて支持し、第２共通ベアリングブロックは、ワイヤガイドローラをそれらの端部の他方において支持することが勿論好ましい。したがって、本発明の有益な効果は、ワイヤガイドローラの両端において実現されてもよい。

共通ベアリングブロックのヤング率は、カッティングワイヤをワイヤガイドローラの周りに通す際に、ワイヤガイドローラの回転軸がほとんど移動しないように選択されてもよい。選択は、ワイヤガイドローラのワイヤ張力、長さ及び直径、カットされるべき材料のタイプ等に依存することになる。好ましい実施形態では、（共通ベアリングブロックを形成する）第２材料は、金属、好ましくはスフェロイダル鋳鉄、ダクタイル鋳鉄等の鋼でできている。

好ましくは、第２材料が、鋳鉄又は鋳鋼、好ましくはスフェロイダル鋳鉄又はダクタイル鋳鉄でできていることにより、共通ベアリングブロックに作用する強い力に抵抗する。

好ましい実施形態では、第１ワイヤガイドローラ及び第２ワイヤガイドローラは、それぞれ、ワイヤガイドローラの表面の周りを走る複数のワイヤガイド溝を備え、ワイヤガイド溝は、カッティング領域を形成するワイヤ部分の端部を受け取り、好ましくは、ワイヤガイドローラ上に形成されたワイヤガイド溝の数が、５００よりも多い、好ましくは１０００よりも多い、より好ましくは２０００よりも多い。カッティング領域のワイヤ部分同士は、互いに平行である。そのようなワイヤソーが、（半導体）ブリック又はインゴットからウェハを作成するために用いられる。ワイヤソーによってカットされる別のタイプの材料は、サファイヤ、ホウ素、石英及び希土類金属である。

第１及び第２のワイヤガイドローラの他に、ワイヤソーは、また、ワイヤのガイドローラ、偏向ローラ、引張ローラ、格納ローラ、作動ローラを更に備えてもよい。

本発明の更なる長所は、力がフレームによってより良く及び一様に吸収されてもよいこと、及びフレームの重量及び／又は寸法（特に厚さ）が低減されてもよいことである。したがって、コストのかなりの低減が達成され得る。更に、本発明は、ワイヤガイドローラの「平行度」及び／又は「直角精度」を向上させる。

また、ワイヤガイドローラ同士の間の距離が低減されてもよく、その理由は、高いカッティング品質に必要である剛性及び剛度を達成するのに必要な材料が少なくなる（尺度として体積）からである。

ワイヤガイドローラの軸線間の距離、すなわち共通ベアリングブロック内部のベアリング同士間の距離は、柔軟に選択されてもよい。フレームの設計が常に同じままであるにも関わらず、共通ベアリングブロックの設計（特に、回転軸同士間の距離）が、顧客の要望に従うように適合されてもよい。好ましい実施形態では、少なくとも１つの共通ベアリングブロックが、フレームに交換可能に装着されている。

好ましくは、少なくとも１つの共通ベアリングブロックが、フレーム内に形成された陥凹内に埋め込まれている。ここで、共通ベアリングブロックとフレームとの間に強く安定した接続が達成される。更に、この実施形態は、省スペース設計によって特徴付けられる。

好ましくは、ワイヤソーは、２つの共通ベアリングブロックを備え、それぞれのベアリングブロックは、第１ワイヤガイドローラを支持する第１ベアリングと、第２ワイヤガイドローラを支持する第２ベアリングと、を収容し、ベアリングブロックの一方は、ワイヤガイドローラをそれらの端部の一方で支持し、他方のベアリングブロックは、ワイヤガイドローラをそれらの端部の他方で支持する。ここで、本発明の有利な効果が、ワイヤガイドローラの両端において実現される。共通ベアリングブロックをそれぞれ担持又は収容する対向したフレーム部分が、（カッティング領域にわたる）ワイヤガイドローラ同士の間に作用する力に起因する変形を防ぐ。

好ましくは、第１材料は、ミネラルキャスティングであり、第２材料は、金属、好ましくは鋼である。ミネラルキャスティングは、通常、３０と４５ｋＮ／ｍｍ^２との間の範囲に及ぶヤング率を有する。鋼は、約２１０ｋＮ／ｍｍ^２のヤング率を有する。ミネラルキャスティング（フレーム）と鋼（共通ベアリングブロック）との組合せは、したがって、好ましい実施形態である。

好ましくは、共通ベアリングブロックは、好ましくはそれの外周全体に沿って、フレームの第１材料によって囲まれている。ここで、フレーム（第１材料）と共通ベアリングブロック（第２材料）との間に、強固で移動不可能な接続が確立されてもよい。

好ましくは、少なくとも１つの共通ベアリングブロックは、好ましくはフレームに使用されるのと同じ材料によって、陥凹の中に接着されるか、又は、陥凹内部で再キャストされる。接着／キャスト材料は、例えば、ミネラルキャスティング塊（液状又は糊状）から構成されて、当該塊が、フレームがすでに完成された後に陥凹の中に導入されてもよい。

好ましくは、共通ベアリングブロックの外側及び／又は陥凹の内壁が、溝、好ましくは円周方向に走る溝を有し、当該溝は、接着又はキャスト材料によって充填される。

好ましくは、ワイヤガイドローラは、フレームの対向するフレーム壁の間に延在し、それぞれのフレーム壁内に、陥凹が形成され、当該陥凹内に、ワイヤガイドローラを支持する共通ベアリングブロックが埋め込まれている。

好ましくは、フレームは、好ましくは少なくとも１つの共通ベアリングブロックに隣接して、より好ましくはその上方に開口部を有することにより、材料片をワイヤソーのカッティング範囲の中へと動かし、好ましくは、共通ベアリングブロックの少なくとも１つが、開口部に隣接して窪みを有する。この実施形態では、通常、材料片保持器／固定具取付け器に付けた材料片（例えば、インゴット、ブリック又はコア）の、ワイヤソーのカッティング範囲への導入が、容易にされる。

好ましくは、ワイヤソーは、カッティングワイヤを一時的に格納するための少なくとも１つのカッティングワイヤスプールを有し、カッティングワイヤスプールは、カッティングワイヤを介してワイヤガイドローラと協働し、そして、ワイヤソーのカッティング範囲から分離された空間内に配設されている及び／又はカッティング範囲の下方に配列されている。好ましくは、ワイヤソーは、カッティングワイヤを一時的に格納するための少なくとも２つのカッティングワイヤスプール、すなわち、ワイヤ供給スプール（使用されていないワイヤ）と、ワイヤ貯蔵スプール（使用されているワイヤ）と、を有する。

通常、偏向及び／又は引張スプールが、また、ワイヤソー内に提供されている。この実施形態の長所は、１つ又は複数のスプールが、カッティング範囲、すなわち、ワイヤガイドローラ及びカッティング領域がその中に配列されている範囲の下方に配列されている場合に、ワイヤソーが非常にコンパクトに省スペース態様で設計できることである。フレームを軽量化し省スペース化することができるため、カッティング範囲の下方にスプールを配列することが可能になる。カッティングワイヤは、ワイヤガイドローラと少なくとも１つのカッティングワイヤスプールとの間により短い経路を有し、それにより、より短い許容量連鎖をもたらし、スプール及び／又はプーリの整列をより容易にする。

好ましくは、少なくとも１つの共通ベアリングブロックの形状は、本質的に長方形又は楕円形である。

好ましくは、少なくとも１つの共通ベアリングブロックの幅は、その高さの少なくとも１．５倍だけ、好ましくはその少なくとも２倍だけより大きい。「共通ベアリングブロックの幅」とは、ワイヤガイドローラの軸線同士間の方向に平行な寸法である。通常、カッティング領域は、水平であり、したがって、共通ベアリングブロックの幅も水平方向寸法である。

好ましくは、少なくとも１つの共通ベアリングブロックの幅は、ワイヤガイドローラの回転軸同士間の距離と、ワイヤガイドローラの直径の少なくとも１倍、好ましくはその１．５倍との合計よりも大きい。この実施形態は、第１と第２のベアリングとの間の距離が異なるベアリングブロックが、ワイヤソーの製造中に用いられることにより、ワイヤソーが製造プロセスの後期のステージにおいて顧客仕様に注文製造されるのを可能にすることを意味する。フレーム内に形成された陥凹のサイズは、サイクル内で製造される全てのフレームについて同じものであってもよい。しかし、異なるベアリングブロック、例えば、同じ幅及び／又は高さを有するが、ベアリング同士間に異なる距離を有するベアリングブロックを用いることができる。また、ベアリングブロックは、より硬質の材料がカットされる場合に、より強固にされてもよい。このように、高い融通性が、顧客のために達成される。

好ましくは、陥凹は、フレームのフレーム壁内部の貫通開口部として形成される、及び／又は、共通ベアリングブロックは、ぴったり合った態様で、好ましくは接着剤のための空間を残して、陥凹内部に埋め込まれている。フレーム内部に共通ベアリングブロックを支持することは、信頼性が高く、安定的であり、共通べリングブロックを移動不可能とする。

好ましくは、フレーム内に形成された陥凹の幅（すなわち、ワイヤガイドローラの軸線間の接続線に平行な寸法）は、共通ベアリングブロックの幅よりも少なくとも１０％だけより大きく、好ましくは、少なくとも１５％だけより大きく、より好ましくは少なくとも２０％だけより大きい。ここで、「より小さい」ベアリングブロックが、また用いられてもよい。ベアリングブロックとフレームとの間の１つ又は複数の自由空間が、中間部品（代替物）によって充填されてもよい。共通ベアリングブロックは、たとえ陥凹が共通ベアリングブロックよりも（かなり）大きい場合であっても、陥凹内にそれを位置決めするための協働／位置決め部分を有することにより、それの位置決めが正しく確立されてもよい。

したがって、好ましい実施形態では、少なくとも１つの共通ベアリングブロックは、フレーム内に形成された対応する（好ましくは、ぴったり合った）位置決め構造と協働する少なくとも１つの位置決め構造を有する。

好ましい実施形態では、第１ベアリング及び第２ベアリングの少なくとも１つ、好ましくはそれらのそれぞれは、スリーブによって封入され、当該スリーブは、それぞれのベアリングを共通ベアリングブロックの材料から半径方向に分離し、好ましくは、スリーブは、それの外面によって共通ベアリングブロックの材料と直接接触している。１つ又は複数のスリーブは、ベアリングから共通ベアリングブロック上に作用する力を均一に分散するのを助ける。

好ましい実施形態では、ワイヤソーは、ワイヤガイドローラの少なくとも１つを駆動するための少なくとも１つのモータを有し、モータは、共通ベアリングブロックに取り付けられ、好ましくは、モータは、共通ベアリングブロックによって完全に支持されている。そのような態様で、フレームは、また、駆動力から分断されている。モータの全重量が共通ベアリングブロックによって担持されるならば好ましい。

好ましい実施形態では、共通ベアリングブロックは、少なくとも１００ｋｇ、好ましくは少なくとも１５０ｋｇ、より好ましくは少なくとも１８０ｋｇの重量を有する。共通ベアリングブロックの大きい重量は、ワイヤガイドローラ同士間に作用する力を吸収できるだけではなく、また、フレームへの振動の伝達を低減するという安定した構成（大きい慣性）を保証する。

好ましい実施形態では、共通ベアリングブロックは、ベアリングの回転軸の方向に、少なくとも１５０ｍｍ、好ましくは少なくとも１８０ｍｍの厚さを有する。そのような大きく重い共通ベアリングブロックは、ワイヤウェブ内部のワイヤ張力から生じる力を確実に吸収する（ワイヤウェブは、数トンの荷重をもたらす数千のループ部分から構成されてもよい）。同じことが以下の実施形態についてあてはまる。

好ましい実施形態では、ベアリング同士間に延在する共通ベアリングブロックの体積部分は、少なくとも５．０００ｃｍ^３、好ましくは少なくとも７．５００ｃｍ^３になる。上記体積部分は、側方にはベアリングが接し、鉛直方向には両方のベアリングの最上点を含む上側平面が接し、そして両方のベアリングの最下点を含む下側平面が接している部分として画定されている。

好ましい実施形態では、少なくとも１つの導出部、好ましくはチャネルが、共通ベアリングブロック内部に形成され、好ましくは、導出部がケーブル及び／又は冷却媒体及び／又は加圧媒体を収容するように適合されている。ここで、共通ベアリングブロックは、追加の１つ又は複数の機能を有する。これらの機能の１つは、（循環する）冷却媒体、好ましくは冷却流体によってベアリングを冷却することであってもよい。好ましくは、共通ベアリングブロック内部の導出部の端部は、フレーム内部に形成された導出部の端部に結合される。

本目的は、また、本発明に従うワイヤソーを製造する方法によって達成され、当該方法は、少なくとも１つの共通ベアリングブロックをフレームに装着するステップ、好ましくは少なくとも１つの共通ベアリングブロックを、好ましくは接着によってフレーム内部に埋め込むステップを備える。

好ましくは、フレームは、好ましくはミネラルキャスティングからキャストされ、共通ベアリングブロックは、フレームをキャストすることに続いて又はその間にフレーム内部に埋め込まれる。

好ましくは、少なくとも１つの共通ベアリングブロックは、フレーム内に形成される陥凹内部に埋め込まれ、好ましくは、陥凹は、フレームをキャストする間に形成される。

本発明の更なる実施形態が、図において及び従属請求項において示されている。参照符号の表が、本開示の部分を形成する。本発明は、ここで図面によって詳細に説明されることになる。
本発明の実施形態に従う埋込型ベアリングブロックを有するワイヤソーのフレームを示す。 図１に従うフレームを有するワイヤソーを示す。 カッティング範囲下方の空間内にカッティングワイヤスプールを有するワイヤソーを示す。 ベアリングブロック内のベアリング開口部同士間により大きい距離を有する実施形態を示す。 ベアリングブロック内のベアリング開口部同士間により短い距離を有する実施形態を示す。 ベアリングブロックの幅がフレーム内に形成された陥凹の幅よりも小さい実施形態を示す。 ワイヤソーを製造する方法を概略的に示す。 ワイヤソーの好ましい実施形態を示す。

図２及び３は、材料片２０をカットするための、特に、硬くて脆い材料及び／又は半導体材料等の材料片をスライスする、角形化する及び／又はブリック化するための、本発明に従うワイヤソー１０を示す。図１は、図２に示すワイヤソー１０のフレーム３を示す。

ワイヤソー１０は、第１ワイヤガイドローラ１と、第２ワイヤガイドローラ２と、を備えることにより、カッティングワイヤから形成されたカッティング領域１９を支持する。フレーム３は、ワイヤガイドローラ１、２を支持し、そして第１材料でできている。ワイヤガイドローラ１、２は、ベアリング４、５を介してフレーム３に回転可能に装着されている。

ワイヤソー１０は、少なくとも１つの共通ベアリングブロック６を備え、当該共通ベアリングブロック内には、第１ワイヤガイドローラ１を支持する第１ベアリング４と、第２ワイヤガイドローラ２を支持する第２ベアリング５と、が収容されている。図１及び２の好ましい実施形態では、ワイヤソー１０は、２つの共通ベアリングブロック６を備え、それぞれのベアリングブロック６は、第１ワイヤガイドローラ１を支持する第１ベアリング４と、第２ワイヤガイドローラ２を支持する第２ベアリング５と、を収容している。ベアリングブロック６の一方が、ワイヤガイドローラ１、２をそれらの端部の一方で支持し、他方のベアリングブロック６が、ワイヤガイドローラ１、２をそれらの端部の他方で支持している。ベアリングブロック６は、それぞれ、第１開口部１４（第１ベアリング４を収容する）と、第２開口部１５（第２ベアリング５を収容する）と、を有する。図１及び３からわかるように、第１ベアリング４は、第１開口部１４内部に完全に埋め込まれ、第２ベアリング５は、第２開口部１５内部に完全に埋め込まれている。ワイヤガイドローラ１、２の回転軸に垂直に延びる全ての方向に、第１ベアリング４及び第２ベアリング５のそれぞれは、ベアリングブロック６の第２材料によってフレーム３の第１材料から間隔をあけられている。第１ベアリング４及び第２ベアリング５は、共通ベアリングブロック６によって全体的に支持されている。それぞれのベアリングブロック６は、フレーム３に装着されている。好ましい実施形態では、ベアリングブロック６は、フレーム３（図１）内に形成された陥凹７内に埋め込まれている。陥凹７は、フレーム３のフレーム壁８、９内部の貫通開口部として形成されてもよく、共通ベアリングブロック６は、ぴったり合った態様で陥凹７内部に埋め込まれてもよい。

１つ又は複数の共通ベアリングブロック６は、第２材料でできており、第２材料（ベアリングブロック）のヤング率は、第１材料（フレーム）のヤング率よりも大きく、好ましくは少なくとも３倍だけ大きい。

第１材料が（約３０～４５ｋＮ／ｍｍ^２のヤング率を有する）ミネラルキャスティングであり、第２材料が金属、好ましくは（約１５０～２２０ｋＮ／ｍｍ^２のヤング率を有する）鋼であるならば好ましい。カッティング領域１９の引張力に起因してワイヤガイドローラ１、２間に作用する力が、共通ベアリングブロック６によって吸収され、フレーム３がこれらの力から解放される。

共通ベアリングブロック６は、フレーム３（図１）の第１材料によって、好ましくは周囲全体が囲まれてもよい。少なくとも１つの共通ベアリングブロック（６）は、好ましくはフレーム３に使用されるものと同じ材料によって、陥凹７内部に接着されるか又は再キャストされる（共通ベアリングブロックが適所にあると、フレームに使用される材料がフレームと共通ベアリングブロックとの間でキャストされる）。

図２からわかるように、ワイヤガイドローラ１、２が、フレーム３の対向するフレーム壁８、９の間に延在し、それぞれのフレーム壁８、９内に、陥凹７が形成され、当該陥凹内にワイヤガイドローラ１、２を支持する共通ベアリングブロック６が埋め込まれている。

フレーム３が、（ここでは、少なくとも１つの共通ベアリングブロック６の上方に）開口部１１を有することにより、ワイヤソー１０のカッティング範囲の中へと材料片を動かす。材料片の設計及び導入を最適化するために、少なくとも１つの共通ベアリングブロック６が、開口部１１に隣接した窪み１２を有してもよい。

図３からわかるように、ワイヤソー１０は、少なくとも１つの（ここでは、２つの）カッティングワイヤスプール１７、１８を有することにより、カッティングワイヤを一時的に格納してもよい。カッティングワイヤスプール１７、１８は、カッティングワイヤを介してワイヤガイドローラ１、２と協働し、そして、ワイヤソー１０のカッティング範囲から分離された空間内に配列され、そしてカッティング範囲の下方に配列されている。スプール１７、１８が配列されている空間は、壁１６によってカッティング範囲から分離されている。

ベアリングブロック６の形状は、本質的に長方形又は楕円形である。例えば、３つのワイヤガイドローラが収容される必要があるとき、ベアリングブロックは、（３つの陥凹を有する）一般的な三角形形状を有してもよい。図４～６を参照すると、ベアリングブロック６は、それぞれ、（第１ベアリング４を収容する）第１開口部１４と、（第２ベアリング５を収容する）第２開口部１５と、を有する。ベアリングブロック６は、そのため、眼鏡のような形状を有する。

図４～６において、ベアリングブロックのコンセプトの融通性が示されている。顧客の要望に従って、異なるベアリングブロック６が、フレーム３に（フレーム３の設計を変えることなく）装着されてもよい。

図４は、開口部１４、１５の間により大きい距離を有するベアリングブロック６を示す。

ワイヤガイドローラ１、２の間の距離がより小さくされる必要がある場合、図５に従うベアリングブロックが使用されてもよい。ここでは、少なくとも１つの共通ベアリングブロック６の幅が、ワイヤガイドローラ１、２の回転軸の間の距離と、ワイヤガイドローラ１、２の直径の少なくとも１倍、好ましくは１．５倍との合計よりも大きいことが好ましい。

図６の実施形態では、陥凹７の幅は、ベアリングブロック６の幅よりも大きい。ここでは、フレーム３内に形成された陥凹７は、共通ベアリングブロック６の幅よりも少なくとも１０％だけ、好ましくは少なくとも１５％だけ、更に好ましくは少なくとも２０％だけ大きいことが好ましいことがある。介在空間が、充填材料１３（例えば、キャストミネラル材料、金属平板等）によって充填されてもよい。

図４～６が、また、ベアリングブロック６上に形成された位置決め構造２１を示す。位置決め構造２１は、フレーム３に形成された対応する位置決め構造と協働する。

本発明は、また、ワイヤソー１０（図７）を製造する方法１００に関し、当該方法は、ステップ１０１において以前にキャストされたフレーム３内部に少なくとも１つの共通ベアリングブロック６を装着する／埋め込むステップ１０２を備える。陥凹７は、好ましくは、キャスティングプロセス１０１中に形成される。共通ベアリングブロック６を埋め込むステップ１０２は、好ましくは、接着又はキャスト材料によって実行される。フレーム３は、好ましくは、ミネラルキャスティングからキャストされてもよく、そして、１つ又は複数の共通ベアリングブロック６は、フレーム３のキャスティングに続いて又は（代替として）その際中にフレーム３内部に埋め込まれる。

図８は、ワイヤソー１０の実施形態を示す。ベアリング４は、スリーブ２４によって封入されており、当該スリーブは、半径方向にベアリング４を共通ベアリングブロック６の材料から分離する。スリーブ２４は、それの外面によって共通ベアリングブロック６の材料と直接接触してもよい。

図８からわかるように、ワイヤガイドローラを駆動するためのモータ２２が、共通ベアリングブロック６に取り付けられている。モータ２２は、共通ベアリングブロック６によって完全に支持されてもよい。

すでに述べたように、共通ベアリングブロック６は、少なくとも１００ｋｇ、好ましくは少なくとも１５０ｋｇ、より好ましくは少なくとも１８０ｋｇの重量を有してもよく、及び／又は、ベアリングの回転軸の方向に少なくとも１５０ｍｍ、好ましくは少なくとも１８０ｍｍの厚さを有してもよい。

好ましい実施形態では、ベアリング４、５の間に延在する共通ベアリングブロックの体積部分は、少なくとも５．０００ｃｍ^３、好ましくは少なくとも７．５００ｃｍ^３になる。

図８は、また、共通ベアリングブロック６内部に形成されたチャネル形式の導出部２３を示す。導出部２３は、ケーブル及び／又は冷却媒体及び／又は加圧媒体を収容してもよい。共通ベアリングブロック６内部の導出部２３の端部は、フレーム３内部に形成された導出部の端部と連絡していてもよい。

本発明は、これらの実施形態に限定されない。別の変形が、当業者には明らかになるであろう、そして、以下の請求項に編成されるような本発明の範囲内にあると見なされる。特に図に関連して上記の明細書において説明された個々の特徴は、互いに結合されて別の実施形態を形成してもよく、及び／又は請求項で説明されたもの及び残りの説明に必要な変更を加えて適用されてもよい。

１ 第１ワイヤガイドローラ、２ 第２ワイヤガイドローラ、３ フレーム、４ 第１ベアリング、５ 第２ベアリング、６ 共通ベアリングブロック、７ 陥凹、８ フレーム壁、９ フレーム壁、１０ ワイヤソー、１１ 開口部、１２ 窪み、１３ 充填材料、１４ 第１開口部、１５ 第２開口部、１６ 壁、１７ 供給スプール、１８ 貯蔵スプール、１９ カッティング領域、２０ 材料片、２１ 位置決め構造、２２ モータ、２３ 導出部、２４ スリーブ。

Claims (24)

1. 材料片をカットするための、特に、硬くて脆い材料及び／又は半導体材料等の材料片をスライス化する、角形化する及び／又はブリック化するためのワイヤソー（１０）であって、
   カッティングワイヤから形成されたカッティング領域（１９）を支持するための第１ワイヤガイドローラ（１）及び第２ワイヤガイドローラ（２）と、
   前記ワイヤガイドローラ（１、２）を支持し、第１材料でできているフレーム（３）と、を備え、
   前記ワイヤガイドローラ（１、２）は、ベアリング（４，５）を介して前記フレーム（３）に回転可能に装着されているワイヤソー（１０）において、 前記ワイヤソー（１０）は、少なくとも１つの共通ベアリングブロック（６）を備え、前記少なくとも１つの共通ベアリングブロック（６）内に、前記第１ワイヤガイドローラ（１）を支持する第１ベアリング（４）と、前記第２ワイヤガイドローラ（２）を支持する第２ベアリング（５）と、が収容されており、前記少なくとも１つの共通ベアリングブロック（６）は、第２材料でできていて前記フレーム（３）に取り付けられており、前記第２材料のヤング率は、前記第１材料のヤング率よりも大きく、好ましくは少なくとも３倍だけ大きく、
   前記少なくとも１つの共通ベアリングブロック（６）は、前記フレーム（３）内に形成された陥凹（７）内に埋め込まれており、
   前記ワイヤガイドローラ（１，２）は、それらの端部の少なくとも一方で共通ベアリングブロック（６）によって支持されることにより、カッティングワイヤの引張力に起因して前記ワイヤガイドローラ（１，２）に作用する力が、前記共通ベアリングブロック（６）の中へと導かれ、前記共通ベアリングブロック（６）は、それによってこれらの力を吸収し、前記フレーム（３）は、前記ワイヤガイドローラ（１，２）の間に作用する力及び振動から解放されることを特徴とする、ワイヤソー。
2. 前記ベアリングブロック（６）は、第１開口部（１４）と、第２開口部（１５）と、を有し、前記第１ベアリング（４）は、前記第１開口部（１４）内部に完全に埋め込まれ、前記第２ベアリング（５）は、前記第２開口部（１５）内部に完全に埋め込まれている、請求項１に記載のワイヤソー。
3. 前記ワイヤガイドローラ（１、２）の回転軸に垂直に延びる全ての方向において、前記第１ベアリング（４）及び前記第２ベアリング（５）のそれぞれは、前記ベアリングブロック（６）の第２材料によって前記フレーム（３）の第１材料から間隔をあけられている、請求項１又は２に記載のワイヤソー。
4. 前記第１ベアリング（４）及び前記第２ベアリング（５）は、前記共通ベアリングブロック（６）によって全体的に支持されている、請求項１～３のいずれか１項に記載のワイヤソー。
5. 前記ワイヤソー（１０）は、２つの共通ベアリングブロック（６）を備え、それぞれのベアリングブロック（６）は、前記第１ワイヤガイドローラ（１）を支持する第１ベアリング（４）と、前記第２ワイヤガイドローラ（２）を支持する第２ベアリング（５）と、を収容し、前記ベアリングブロック（６）の一方は、前記ワイヤガイドローラ（１，２）をそれらの端部の一方で支持し、他方のベアリングブロック（６）は、前記ワイヤガイドローラ（１，２）をそれらの端部の他方で支持する、請求項１～４のいずれか１項に記載のワイヤソー。
6. 前記第１材料は、ミネラルキャスティングであり、前記第２材料は、金属、好ましくは鋼であり、及び／又は、前記第２材料は、鋳鉄又は鋳鋼、好ましくはスフエロイダル鋳鉄又はダクタイル鋳鉄でできている、請求項１～５のいずれか１項に記載のワイヤソー。
7. 前記カッティング領域（１９）の引張力に起因して前記ワイヤガイドローラ（１、２）の間に作用する前記力は、前記共通ベアリングブロック（６）によって吸収され、前記フレーム（３）は、これらの力から解放される、請求項１～６のいずれか１項に記載のワイヤソー。
8. 前記共通ベアリングブロック（６）は、好ましくはそれの外周全体に沿って、前記フレーム（３）の第１材料によって固まれている、請求項１～７のいずれか１項に記載のワイヤソー。
9. 前記少なくとも１つの共通ベアリングブロック（６）は、好ましくは前記フレーム（３）に用いられるのと同じ材料によって、前記陥凹（７）の中へと接着されるか又は前記陥凹（７）の内部で再キャストされる、請求項１～８のいずれか１項に記載のワイヤソー。
10. 前記ワイヤガイドローラ（１、２）は、前記フレーム（３）の対向するフレーム壁（８、９）の間に延在し、それぞれのフレーム壁（８，９）内に、陥凹（７）が形成され、前記陥凹（７）内に、前記ワイヤガイドローラ（１、２）を支持する共通ベアリングブロック（６）が埋め込まれている、請求項１～９のいずれか１項に記載のワイヤソー。
11. 前記フレーム（３）は、関口部（１１）を好ましくは少なくとも１つの共通ベアリングブロック（６）の上方に有することにより、前記材料片を前記ワイヤソー（１０）のカッティング範囲の中へと動かし、好ましくは少なくとも１つの共通ベアリングブロック（６）は、前記開口部（１１）に隣接した窪み（１２）を有する、請求項１～１０のいずれか１項に記載のワイヤソー。
12. 前記ワイヤソー（１０）は、カッティングワイヤを一時的に格納するための少なくとも１つのカッティングワイヤスプール（１７、１８）を有し、前記カッティングワイヤスプール（１７、１８）は、前記カッティングワイヤを介して前記ワイヤガイドローラ（１、２）と協働し、前記ワイヤソー（１０）のカッティング範囲から分離された空間内に配列され、及び／又は前記カッティング範囲の下方に配列されている、請求項１～１１のいずれか１項に記載のワイヤソー。
13. 前記少なくとも１つの共通ベアリングブロック（６）の形状は、本質的に長方形又は楕円形である、請求項１～１２のいずれか１項に記載のワイヤソー。
14. 前記少なくとも１つの共通ベアリングブロック（６）の幅は、前記ワイヤガイドローラ（１、２）の回転軸の間の距離と、前記ワイヤガイドローラ（１、２）の直径の少なくとも１倍、好ましくは１．５倍との合計よりも大きい、請求項１～１３のいずれか１項に記載のワイヤソー。
15. 前記陥凹（７）は、前記フレーム（３）のフレーム壁（８，９）内部に貫通関口部として形成され、及び／又は、前記共通ベアリングブロック（６）は、ぴったり合った態様で前記陥凹（７）内部に埋め込まれている、請求項１～１４のいずれか１項に記載のワイヤソー。
16. 前記フレーム（３）内に形成された前記陥凹（７）の幅は、前記共通ベアリングブロック（６）の幅よりも少なくとも１０％だけ大きく、好ましくは少なくとも１５％だけ大きく、更に好ましくは少なくとも２０％だけ大きい、請求項１～１４のいずれか１項に記載のワイヤソー。
17. 前記第１ベアリング（４）及び前記第２ベアリング（５）の少なくとも１つ、好ましくはそれらのそれぞれは、スリーブ（２４）によって封入されており、前記スリーブ（２４）は、それぞれのベアリング（４，５）を前記共通ベアリングブロック（６）の材料から半径方向に分離しており、好ましくは、前記スリーブ（２４）は、それの外面によって前記共通ベアリングブロック（６）の材料と直接接触している、請求項１～１６のいずれか１項に記載のワイヤソー。
18. 前記ワイヤソー（１０）は、前記ワイヤガイドローラ（１、２）の少なくとも１つを駆動するための少なくとも１つのモータ（２２）を有し、前記モータ（２２）は、前記共通ベアリングブロック（６）に取り付けられており、好ましくは、前記モータ（２２）は、前記共通ベアリングブロック（６）によって完全に支持されている、請求項１～１７のいずれか１項に記載のワイヤソー。
19. 前記共通ベアリングブロック（６）は、少なくとも１００ｋｇ、好ましくは少なくとも１５０ｋｇ、更に好ましくは少なくとも１８０ｋｇの重量を有する、請求項１～１８のいずれか１項に記載のワイヤソー。
20. 前記共通ベアリングブロック（６）は、前記ベアリング（４，５）の回転軸の方向に、少なくとも１５０ｍｍ、好ましくは少なくとも１８０ｍｍの厚さを有する、請求項１～１９のいずれか１項に記載のワイヤソー。
21. 前記ベアリング（４，５）の聞に延在する前記共通ベアリングブロック（６）の体積部分は、少なくとも５．０００ｃｍ^３、好ましくは少なくとも７．５００ｃｍ^３になる、請求項１～２０のいずれか１項に記載のワイヤソー。
22. 少なくとも１つの導出部（２３）、好ましくはチャネルが、前記共通ベアリングブロック（６）内部に形成されており、好ましくは、前記導出部（２３）は、ケーブル及び／又は冷却媒体を収容するように適合されている、請求項１～２１のいずれか１項に記載のワイヤソー。
23. 前記少なくとも１つの共通ベアリングブロック（６）を前記フレーム（３）に装着するステップ（１０２）、好ましくは、前記少なくとも１つの共通ベアリングブロック（６）を好ましくは接着又はキャスト材料によって前記フレーム（３）内部に埋め込むステップを備える、請求項１～２２のいずれか１項に記載のワイヤソー（１０）を製造する方法（１００）。
24. 前記フレーム（３）は、好ましくはミネラルキャスティングからキャストされ（１０１）、前記少なくとも１つの共通ベアリングブロック（６）は、前記フレーム（３）をキャストすること（１０１）に続いて又はその間に前記フレーム（３）内部に埋め込まれ、好ましくは前記少なくとも１つの共通ベアリングブロック（６）は、前記フレーム（３）内に形成された陥凹（７）内部に埋め込まれ、好ましくは、前記陥凹（７）は、前記フレーム（３）をキャストする（１０１）間に形成される、請求項２３に記載の方法。

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