JPH10329001A - ワイヤソーにおける溝ロールの取付け構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 溝ロールを高精度を維持した状態で容易に着
脱できるようにする。 【構成】 溝ロール11の両端に軸部40が設けられ，この
軸部40の先端部はテーパ部41となっている。回転軸50は
軸受81に回転自在に受けられている。回転軸50の一端に
軸穴があけられ，この軸穴にはテーパ部41が密着するテ
ーパ状内面51が形成されている。軸部40と回転軸50とは
締付けナット60を含むチャック機構70によって着脱自在
に結合している。軸受81は軸受ハウジング34内に設けら
れている。ボルト87を緩めることにより軸受ハウジング
34をフレーム30の外方に引出すことができる。このとき
取手35が利用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明はワイヤソーにおける溝ロールの
取付け構造に関する。

【０００２】

【背景技術】ワイヤソー（ワイヤ式切断加工装置）は互
いに平行に配置された複数本の溝ロールを備えている。
これらの溝ロールにソーワイヤ（切断用ワイヤ）が一定
間隔で平行に張設される。溝ロールを回転駆動すること
によりソーワイヤが一方向に走行する。一方向に走行す
るソーワイヤに砥粒を含む加工液をノズルによって供給
しながら，走行するソーワイヤに被切断材を押付けて被
切断材を輪切りにしていく。たとえば半導体ロッドを輪
切りにすることにより半導体ウエハがつくられる。

【０００３】溝ロールにはそのゴム表面層に一定ピッチ
で多数の溝が形成されているので，ある程度の時間の使
用の後に，溝の補修が必要となる。溝ロールの補修の為
に溝ロールを取外さなければならない。補修の後，溝ロ
ールを再び取付けなければならない。溝ロールの回転精
度は切断の精度に大きく影響する。したがって，回転精
度を高く維持しながら，溝ロールを容易に取付け，取外
しできるような構造が要求されている。

【０００４】

【発明の開示】この発明は溝ロールの取外し，取付けが
容易で，かつ取付けられた溝ロールの高い回転精度を維
持できる溝ロールの取付け構造を提供することを目的と
する。

【０００５】この発明によるワイヤソーにおける溝ロー
ルの取付け構造は，両端部に軸部を持つ溝ロールと，溝
ロールを支持するフレームと，フレームに設けられた１
対の軸受と，各軸受に回転自在に受けられた回転軸とを
備え，溝ロールの両軸部には先端にいくほど細くなるテ
ーパ部がそれぞれ形成され，両回転軸には対応する軸部
のテーパ部を受入れるテーパ状内面を有する軸穴がそれ
ぞれ形成され，溝ロールの両軸部が両回転軸の軸穴にそ
れぞれ嵌入れられ，かつ軸部のテーパ部が軸穴のテーパ
状内面に密接した状態で，溝ロールの軸部と回転軸とが
チャック機構によって互いに連結されているものであ
る。

【０００６】溝ロールの両軸部には先端にいくほど細く
なるテーパ部が形成され，これを受入れる回転軸には，
上記テーパ部が密接するテーパ状の内面を有する軸穴が
形成されている。軸部のテーパ部を回転軸の軸穴に入
れ，そのテーパ状内面に密着させることにより，軸部と
回転軸との中心軸が一致する。したがって，溝ロールの
高い回転精度を維持することができる。

【０００７】溝ロールの軸部は軸受に回転自在に受けら
れた回転軸にチャック機構によって結合されている。溝
ロールは回転軸に容易に取付け，取外しができる。

【０００８】溝ロールの着脱のために，好ましくは回転
軸，または回転軸を受ける軸受もしくはそのハウジング
が軸方向に移動自在に設けられる。

【０００９】

【実施例】図１および図２はワイヤソーの一部，とくに
ワーク（被切断材：たとえば半導体ロッド）を切断する
部分を示している。この部分はこの実施例ではユニット
化されており，これを溝ロール・ユニットという。

【００１０】３つの溝ロール11，12および13が後述する
ようにフレーム30に回転自在に支持されている。これら
の溝ロール11〜13は互いに平行である。３つの溝ロール
11〜13は側面からみて，鉛直および水平な辺をもつ直角
三角形の頂点に相当する位置にそれぞれ配置されてい
る。溝ロール11〜13の周面にはそれぞれ一定間隔で溝が
形成されている。溝の間隔がワークを切断する間隔（切
断により形成される半導体ウエハの厚さ）を規定する。
１本のソーワイヤ（または切断用ワイヤ）14が溝ロール
11〜13の溝に順番に掛けられ，溝ロールにおける溝の数
だけ巻回されている。

【００１１】ソーワイヤ14はワイヤ繰出し機構から供給
され，ワイヤ巻取り機構（ともに図示略）に巻取られ
る。

【００１２】３つの溝ロール11〜13，またはその少なく
ともいずれか一つが駆動装置（図示略）によって回転駆
動され，溝ロール11〜13に掛けられたソーワイヤ14が走
行する。溝ロール11と12の配置は上下の関係にある。し
たがって，溝ロール11と12との間においてソーワイヤ14
は鉛直下方に（または上方に）走行する。

【００１３】ワーク19はワーク送り装置（図示略）の先
端部に設けられたワーク保持装置に着脱自在に保持され
ている。ワーク19はワーク送り装置によって，溝ロール
11と12との間を走行する複数本のソーワイヤ14に垂直に
押し付けられる。ワーク19は後述するように加工液を伴
うソーワイヤ14によって輪切にされる。

【００１４】溝ロール・ユニットはフレーム30を含む。
このフレーム30は溝ロール11〜13の軸をそれらの両端で
回転自在に支持するための３対の軸受ハウジング34を備
えている。溝ロール11〜13は，上述したように，直角三
角形のほぼ頂点に相当する位置において軸受ハウジング
34によって回転自在に支持されている。

【００１５】フレーム30にはワーク19が進入する一面を
除いて，上部溝ロール11の下から，上記一面に対向する
斜面，下部溝ロール13の上，フレーム30の底面および下
部溝ロール12の上に至るまでカバー39が設けられてい
る。このカバー39の底面が切断屑受となっている。フレ
ーム30の両側面も板状体で覆われている。一方の側面の
下部に切断屑等の取出口30Ａがあけられている。

【００１６】カバー39の上部溝ロール11の下方に位置す
る先端部およびカバー39の下部溝ロール12の上方に位置
する先端部にはワイヤ・ガイド28が取付けられている。
このワイヤ・ガイド28は溝ロール11，12の幅（長さ）の
全体にわたってのび，かつ２つの溝ロール11と12の間を
鉛直に走行するソーワイヤ14とほぼ接する，またはワイ
ヤ14の走行位置よりもわずかにフレーム外方に突出する
程度に設けられている。走行するソーワイヤ14にワーク
19を押し付けてワーク19を切断する過程ではソーワイヤ
14がフレーム内方にわずかに撓む。ワイヤ・ガイド28に
はソーワイヤ14が走行する位置にソーワイヤ14が通る溝
が形成されている。または，走行するソーワイヤ14によ
ってワイヤ・ガイド28自体の一部を切断して溝を形成す
る。ワイヤ・ガイド28はナイロン，プラスチック等の非
金属製であることが好ましい。

【００１７】上部のワイヤ・ガイド28の下方および下部
のワイヤ・ガイド28の上方であって（できるだけワーク
19の移動経路に近い方が好ましい），溝ロール11と12と
の間を鉛直に走行するソーワイヤ14の走行経路よりも外
側の位置に，走行するソーワイヤ14に向けて砥粒を含む
加工液を噴射するノズル29が設けられ，フレーム30に固
定されている。ソーワイヤ14が上から下方に向って走行
するときに上部ノズル29から加工液が供給され，ソーワ
イヤ14が下から上方に向って走行するときに下部ノズル
29から加工液が供給される。ノズル29は少なくともソー
ワイヤ14が走行する幅にわたって形成された噴射口を含
み，ソーワイヤ14に均一に加工液を供給する。ソーワイ
ヤ14に供給された加工液はソーワイヤ14の走行に伴って
ワーク19の切断箇所に運ばれる。

【００１８】溝ロール11〜13の軸は駆動側（図１におい
て左側）の一端においてフレーム30から外方に突出して
いる（突出している軸を符号36で示す）。軸36は駆動装
置（図示略）によって同期して回転駆動される。これに
より，溝ロール11〜13が同期して回転する。溝ロール11
〜13のうちのいずれか一つを回転駆動するようにしても
よい。

【００１９】駆動側と反対側の面において，フレーム30
（厳密には，後述するように軸受ハウジング34）には取
手35が設けられている。溝ロール11〜13を支持するフレ
ーム30は機台20上にボルト・ナット（鎖線37のみで示
す）によって固定される。ボルト・ナット37を取外すこ
とにより，フレーム30を機台20から取外し，ワイヤソー
の外部に取出すことができる。フレーム30の着脱作業に
おいてフレーム30を移動させたり，位置決めしたりする
ときに取手35が用いられる。取手35はまた，後述するよ
うに，溝ロール11〜13の取付けまたは取外しに際して，
軸受ハウジング34を引出すときに用いられる。

【００２０】ソーワイヤ14の走行方向切換えには種々の
方法がある。その一は，繰出し機構のすべてのソーワイ
ヤを巻取り機構に巻取るまでソーワイヤを一方向に走行
させ，この後，巻取り機構から繰出し機構にソーワイヤ
を走行させることである。その二は，一つのワークを切
断する間はソーワイヤを一方向に走行させ，その後ソー
ワイヤを逆方向に走行させて次のワークを切断するもの
である。その三は，ソーワイヤをある程度の長さ一方向
に走行させ，その後，その半分の長さ逆方向に走行さ
せ，これを一つのワークの切断の間繰返すことである。

【００２１】図３を参照して溝ロールの取付け構造につ
いて説明する。３つの溝ロール11〜13の取付け構造は同
じであるから，代表的に溝ロール11について述べる。

【００２２】溝ロール11はその両端部に軸部40を有して
いる。溝ロール11の表面はゴム層11ａ（たとえばウレタ
ン・ゴム）により覆われ，このゴム層11ａに多数の溝が
形成されている。

【００２３】溝ロール11はその両端部の軸部40によって
回転自在に支持されるが，この回転自在に支持する左右
の構造は基本的に同じであるから，図３の右側に描かれ
た構造について述べる。

【００２４】フレーム30に取付穴82が形成され，この取
付穴82内に軸受ハウジング34が収められている。軸受ハ
ウジング34の形状は基本的に円筒状である。

【００２５】軸受ハウジング34内にはボール軸受81が設
けられ，この軸受81によって回転軸50が回転自在に受け
られている。溝ロール11の軸部40と回転軸50とはチャッ
ク機構70によって着脱自在にかつそれらの軸心が一致す
るように結合されている。回転軸50と軸受ハウジング34
との間に設けられているのはシール部材89Ａ，89Ｂであ
る。

【００２６】軸受ハウジング34の外周面の一部にはその
軸方向に廻り止め溝83が形成され，この溝83内にフレー
ム30にねじ込まれたボルト84の先端部が入っている。

【００２７】軸受ハウジング34の外端部において，その
外周面に雄ねじが切られている。内周面に雌ねじが形成
された位置調整リング85が軸受ハウジング34の雄ねじに
ねじ嵌められている。リング85を回転させて，軸受ハウ
ジング34の軸方向におけるリング85の取付位置を動かす
ことにより，軸受ハウジング34のフレーム30の取付穴82
内における位置を微調整することができる。リング85は
軸受ハウジング34の周囲においてフレーム30に当接して
いる。

【００２８】位置調整リング85の外側を押えるように固
定リング86が設けられている。この固定リング86は数箇
所においてボルト87によってフレーム30に固定されてい
る。このようにして，軸受ハウジング34がフレーム30に
着脱自在に固定されている。

【００２９】取手35は端面カバー88に一体的に設けられ
ている。端面カバー88は筒状部分を有し，この筒状部分
が軸受ハウジング34内に嵌っている。端面カバー88はボ
ルトによって軸受ハウジング34に固定されている。

【００３０】溝ロール11の左端部の軸部40を回転自在に
支持する構造において，回転軸50に結合した駆動軸36を
外方に突出させるために，右側の端面カバー88に相当す
るものは設けられていない。

【００３１】溝ロール11の軸部40と回転軸50とをそれら
の軸心が正確に一致するように，かつ着脱自在に結合さ
せるチャック機構70の詳細は図４から図９に示されてい
る。

【００３２】図４および図７を参照して，溝ロール11の
軸部40の先端部は，先にいくほど細くなるように形成さ
れている。これをテーパ部41という。テーパ部41は円錐
台の形状を持つ。軸部40にはまた，廻り止め用の爪42が
外方に突出した状態で一体的に２箇所に設けられてい
る。爪42はテーパ部41よりも軸部40の根元に近い位置に
ある。爪42の根元側の面42ａが締付け面である。

【００３３】図６および図９を参照して，回転軸50は軸
受81によって回転自在に受けられる部分と，この部分に
連続し，やや径の大きい端部とを有している。この端部
に，軸部40を受入れる軸穴が形成されている。軸穴は軸
部40の爪42のある部分を受入れる穴部分53と，テーパ部
41を受入れる穴部分51とに大きく分けられる。穴部分53
には爪42がぴったり嵌り込む切欠き52が形成されてい
る。穴部分51はテーパ部41がぴったりと嵌り込むように
テーパ状内面を有している。

【００３４】回転軸50の端部の穴部分53に対応する位置
において外周面に雄ねじ54が形成されている。さらに回
転軸50の穴部分51に対応する位置において外周面にフラ
ンジ部55が形成され，このフランジ部55の一部に回転制
限用突起56が設けられている。この突起56はフランジ55
から回転軸50の端に向って軸方向に少し突出している。

【００３５】図５および図８は，軸部40が回転軸50の穴
部に嵌入した状態で軸部40と回転軸50とを締付けるナッ
ト60を示している。ナット60の内側は穴部分61，68，63
および65に分けられる。穴部分61は軸部40を受入れる大
きさで，軸部40の爪42が通る切欠き62が形成されてい
る。この穴部分61の内径は穴部分68の内径よりも小さ
く，穴部分62の周縁であって穴部分68に面する面が締付
け面62ａである。

【００３６】穴部分63の内周面には回転軸50の雄ねじ54
にねじ嵌められる雌ねじ64が形成されている。

【００３７】穴部分65は回転軸50のフランジ部55を受入
れる大きさにつくられている。この穴部分65にはまた，
突部56が動きうる角度範囲を規制する回転範囲制限溝66
が形成されている。この溝66は半周より小さく， 180度
より小さい角度範囲内でのみ突部56の移動を許す。

【００３８】ナット60の外周面には，レンチ等の道具で
ナット60を廻すための切欠き67が形成されている。

【００３９】ナット60は回転軸50の大径の端部に取付け
られている。すなわち，雌ねじ64が雄ねじ54にねじはめ
られている。突部56は回転範囲制限溝66内にある。

【００４０】ナット60の切欠き62を回転軸50の切欠き52
と一致させておく。溝ロール11の軸部40と爪42がこれら
の切欠き52，62と一致する角度位置において，軸部40を
ナット60の穴部分61を通して回転軸50の軸穴に挿入す
る。

【００４１】軸部40のテーパ部41が回転軸50のテーパ状
内面を持つ穴部分51に密着する。これにより，軸部40の
中心軸と回転軸50の中心軸とが一致する。

【００４２】軸部40の爪42は回転軸50の穴部53の切欠き
52に嵌る。これにより，軸部40と回転軸50とは一体的に
回転可能となる（互いに角度位置のずれは生じない）。

【００４３】この状態でナット60を 180度以内の範囲
（突起56が溝66内で動きうる範囲）で回転させる。ナッ
ト60の締付け面62ａが爪42の締付け面42ａに接する。こ
れにより，軸部40が回転軸50から抜けることはない。

【００４４】溝ロール11をフレーム30から取外す手順に
ついて説明する。

【００４５】溝ロール11の両端の軸部40をそれぞれ回転
軸50に結合させているチャック機構70におけるナット60
を緩める。ナット60の切欠き62は軸部40の爪42と一致し
た位置にもたらされる。

【００４６】溝ロール11の右端側において（左右とは図
３を基準とする），軸受ハウジング34をフレーム30に固
定しているボルト87を取外す。

【００４７】取手35を利用して軸受ハウジング34を外方
に引出す。軸受ハウジング34とともに軸受81，回転軸50
も外方に引出される。軸受ハウジング34の引出し位置は
溝83の端部にボルト84が当ることによって規制される。

【００４８】溝ロール11の右端側の軸部40は回転軸50の
軸穴から完全に抜け出る。

【００４９】溝ロール11をわずかに傾けながら引張り出
せば，溝ロール11の左端側の軸部40も左端側の回転軸50
の軸穴から抜出る。溝ロール11はフレーム30から完全に
取外される。

【００５０】溝ロール11のフレーム30への取付けは上記
の逆の手順で行なえばよい。

【００５１】他の溝ロール12，13も同じようにしてフレ
ーム30から取外し，またはフレーム30に取付けることが
できる。溝ロールの図３において左側の軸受ハウジング
も，上記の右側の軸受ハウジングと同じように軸方向に
摺動させるようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】溝ロール・ユニットの正面図である。

【図２】溝ロール・ユニットの一部切欠き側面図であ
る。

【図３】溝ロールの取付構造の全体を示す一部切欠き断
面図である。

【図４】溝ロールの軸部の正面図である。

【図５】チャック機構のナットの断面図である。

【図６】回転軸の一部切欠き正面図である。

【図７】溝ロールの軸部の側面図である。

【図８】チャック機構のナットの側面図である。

【図９】回転軸の側面図である。

【符号の説明】

11，12，13 溝ロール 30 フレーム 34 軸受ハウジング 35 取手 40 軸部 41 テーパ部 42 爪 50 回転軸 51 テーパ面を有する軸穴の部分 52，62 切欠き 60 締付け用ナット 81 軸受

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両端部に軸部を持つ溝ロールと，溝ロー
   ルを支持するフレームと，フレームに設けられた１対の
   軸受と，各軸受に回転自在に受けられた回転軸とを備
   え，溝ロールの両軸部には先端にいくほど細くなるテー
   パ部がそれぞれ形成され，両回転軸には対応する軸部の
   テーパ部を受入れるテーパ状内面を有する軸穴がそれぞ
   れ形成され，溝ロールの両軸部が両回転軸の軸穴にそれ
   ぞれ嵌入れられ，かつ軸部のテーパ部が軸穴のテーパ状
   内面に密接した状態で，溝ロールの軸部と回転軸とがチ
   ャック機構によって互いに連結されている，ワイヤソー
   における溝ロールの取付け構造。
2. 【請求項２】 上記チャック機構が，軸部と回転軸の軸
   穴とに形成された回転止め用凹凸と，回転止め用凹凸が
   係合した状態で軸部を回転軸に締付ける締付具とを備え
   ている，請求項１に記載の溝ロールの取付け構造。
3. 【請求項３】 少なくとも一方の軸受のハウジングが，
   軸方向に移動可能にフレームに固定される，請求項１に
   記載の溝ロールの取付け構造。