JPH11221748A - ワイヤソー - Google Patents

ワイヤソー

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JPH11221748A
JPH11221748A JP4132598A JP4132598A JPH11221748A JP H11221748 A JPH11221748 A JP H11221748A JP 4132598 A JP4132598 A JP 4132598A JP 4132598 A JP4132598 A JP 4132598A JP H11221748 A JPH11221748 A JP H11221748A
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JP
Japan
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wire
cut
wire saw
rollers
cooling liquid
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Pending
Application number
JP4132598A
Other languages
English (en)
Inventor
Kiyoto Okuno
清人 奥野
Sadahiko Ito
禎彦 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toray Engineering Co Ltd
Original Assignee
Toray Engineering Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP4132598A priority Critical patent/JPH11221748A/ja
Publication of JPH11221748A publication Critical patent/JPH11221748A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28DWORKING STONE OR STONE-LIKE MATERIALS
    • B28D5/00Fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material; apparatus or devices therefor
    • B28D5/0058Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material
    • B28D5/0076Accessories specially adapted for use with machines for fine working of gems, jewels, crystals, e.g. of semiconductor material for removing dust, e.g. by spraying liquids; for lubricating, cooling or cleaning tool or work

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)
  • Finish Polishing, Edge Sharpening, And Grinding By Specific Grinding Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ワイヤを効率良く冷却することができ、結果
的に被切断部材の冷却効果を向上させることできるワイ
ヤソーを提供することである。 【解決手段】 複数のガイド溝を有するロール3、4、
5を相平行するように3本配置し、各ロール3、4、5
のガイド溝にワイヤ21を複数回周回させるように張設
せしめ、ロール3、4間に張設されたワイヤー群に被切
断部材50を摺接させて該被切断部材50を切断するワ
イヤソーにおいて、複数列、複数行の冷却液吐出用のノ
ズルを有する冷却液供給手段12をローラ3、5間およ
びローラ4、5間のワイヤ21の上部に位置するように
配設せしめた構成にしてある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はセラミックス、単結
晶シリコン、多結晶シリコン等の脆性材料の塊のような
被切断部材を多数の薄板に切断するワイヤソーに関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】セラミックス、単結晶シリコン、多結晶
シリコン等の脆性材料である円柱状あるいは角柱状の塊
のような被切断部材を多数の薄板に切断するワイヤソー
においては、実開昭57ー193349号公報に記載さ
れているようなワイヤーに脆性材料の塊である被切断部
材を摺接させながら被切断部材の両側において砥粒を含
む加工液兼冷却液を供給管から噴出させて切断する構成
のワイヤソー、特開平5−212720号公報に記載さ
れているようなワイヤに被切断部材を摺接させながら被
切断部材の両側に設置された逆T字型スリツトノズルの
スリット部における水幕状の加工液中にワイヤ群を浸漬
させて切断する構成のワイヤソー、あるいは特開平2−
152764号公報に記載されているような砥粒を含む
加工液中においてワイヤーに被切断部材を摺接させなが
ら切断する構成のワイヤソーがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】円柱状あるいは角柱状
の被切断部材をワイヤソーによって切断加工する場合、
被切断部材が塊状であるため、ワイヤによる加工点が被
切断部材の奥深くまで達し、加工点を直接冷却すること
は困難であり、加工点で発生した熱は一部が被切断部材
の内部を伝わって被切断部材の表面から放出され、残り
の部分が加工部を走行するワイヤおよび随伴する加工液
に伝達されて外部へ放出される。
【0004】該被切断部材の冷却方法としては被切断部
材の表面に冷却液をかけて表面の放熱を促進することが
考えられるが、被切断部材の大きさは年々大型化する傾
向にあり、体積当たりの表面積が減少して表面からの除
熱効果のみに頼るのには限界がある。
【0005】一方、ワイヤは常に加工点に接触しており
かつ高速度で走行しているため、加工点において伝達さ
れた熱は速やかに被切断部材の外部に持ち去る働きを
し、ワイヤを複数の溝付きローラに複数回周回させるマ
ルチワイヤソーにおいては、ワイヤがローラ群を周回す
る毎に何度も加工点を通過する。そのため、ワイヤがロ
ーラ群を一回周回する毎に加工熱を除去してやれば結果
的に被切断部材に蓄積される加工熱が低減できると推測
することができる。
【0006】上述のような従来のワイヤソーにおいては
一般的に加工液をワイヤにかける目的は、加工液をワイ
ヤに付着させて加工点に運ぶことであり、加工ツールで
あるワイヤを冷却することを目的とするものではない。
しかしながら必然的に加工液がワイヤに接触することに
よってワイヤに対する冷却効果は生じるが、ワイヤを積
極的に冷却するには不十分である。
【0007】すなわち、第1のワイヤソーにおいては被
切断材の切断部の近傍に切断加工のための加工液兼冷却
液が供給されているため、走行するワイヤに接触した加
工液は粘度に応じてワイヤに随伴するが図8に示される
ように、ワイヤの熱は随伴する量の加工液との間でしか
主に熱交換せずワイヤを殆ど冷却することができない。
また、ワイヤの走行速度が高速になればなるほど、液体
がワイヤに接触した時の衝撃で飛散する度合いが多く、
供給する加工液量に対して実際にワイヤに随伴する量が
少なくなって高速化に対処することができないと言う問
題がある。
【0008】また、第2のワイヤソーにおいては加工液
の供給量が貯留部高さによって限定されるため、ワイヤ
の走行速度を変更する場合に逆T字型スリツトノズルを
交換しなければならないと言う問題がある。また、T字
型形状であるため水平な状態でしか設置することができ
ず、設置箇所が限定されると言う問題がある。
【0009】さらに、第3のワイヤソーにおいては被切
断部材の表面を冷却するためには有効であるが、被切断
部材が加工液中に位置するためワイヤの張設操作、被切
断材料の出し入れ等に手間がかかると共に加工液供給装
置の構成が複雑になると言う問題がある。また、ほぼ静
止状態の加工液中をワイヤが走行するため、上流側から
下流側に向かって境界層が発達してワイヤの回りの加工
液体を随伴させることになり、切断加工により加熱され
たワイヤの熱は随伴している限られた容量の加工液体に
は伝導するがその周囲の大容量の加工液体には伝達され
にくく第1のワイヤソーの場合より冷却容量は大きいが
その差は殆ど変わらないと言う問題がある。
【0010】本発明はワイヤを効率良く冷却することが
でき、結果的に被切断部材の冷却効果を向上させること
できるワイヤソーを提供することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに本発明のワイヤソーは請求項1に記載のように複数
列、複数行の冷却液吐出用のノズルを有する冷却液供給
手段を前記ローラ間におけるワイヤ群またはローラ上の
ワイヤ群の内の少なくとも一箇所に近接して配設せしめ
た構成にしてある。
【0012】また、本発明のワイヤソーは請求項2に記
載のように冷却液供給手段を、冷却液が複数の孔ノズ
ル、複数のスリットノズル、複数の細管群の内の少なく
とも一つから吐出される構成にしてある。
【0013】
【発明の実施の形態】図1は本発明のワイヤソーの構成
の1実施例を示す概略正面図、図2は図1におけるI−
I矢視図、図3は図2におけるII−II矢視図、図4
は図3におけるIII−III矢視図であって、ワイヤ
ソーは機枠1に形成された枠体2と、該枠体2に逆三角
形の頂点に位置し、且つ平行な状態になるよう両持ちの
状態で軸受け(図示せず)によって回転自在に取り付け
られた溝付きローラ3、4、5と、該溝付きローラ3、
4の上方に機枠1に形成されたガイドレール1aに沿っ
て垂直方向に昇降自在に取り付けられた昇降枠体6と、
被切断部材50を支持し該昇降枠体6の所定位置に取り
付ける被切断部材取付台7と、溝付きローラ3、4の上
方に位置するよう機枠1に取り付けられた加工液供給ノ
ズル管8、9と、戻し管11を有し溝付きローラ5の下
方に位置するように機枠1に取り付けられたトレー10
と、溝付きローラ3、4のした方に位置するよう配置さ
れた冷却液供給手段12と、溝付きローラ3、4、5の
溝に巻回されたワイヤ21とにより構成されている。
【0014】上述の冷却液供給手段12は冷却液供給用
管13と、溝付きローラ3と溝付きローラ5の間に位置
するワイヤ21群に所定の間隔を有するようブラケット
17によって枠体2に取り付けられた冷却液供給ノズル
箱14と、溝付きローラ4と溝付きローラ5の間に位置
するワイヤ21群に所定の間隔を有するようブラケット
17によって枠体2に取り付けられた冷却液供給ノズル
箱15と、冷却液供給用管13と冷却液供給ノズル箱1
4、15を連結する冷却液供給用枝管16、17とによ
り構成されている。
【0015】冷却液供給ノズル箱14、15は箱体のワ
イヤ20と対向する板部に複数の丸孔ノズル14a、1
5aが複数列、複数行(格子状あるいは千鳥状)に穿設
された多孔板(パンチングメタル)を使用するか、図5
に示されるような吐出板部にワイヤ20の走行方向に所
定の間隔をもって細巾スリットノズル14bが穿設され
たもの、あるいは複数本の細管を束ねてワイヤ群に対向
するように設けたものを使用する。上述の多孔板の丸孔
に代えて正方形、長方形、楕円形等にすることができ
る。
【0016】上述の冷却液供給用管13は貯槽(図示せ
ず)から送液用ポンプによって所定量の冷却液を冷却液
供給ノズル箱14、15に送るようになっており、該冷
却液供給用管13には、流量計、送り量調節弁、バイパ
ス用管、仕切弁、冷却液の温度を調節する加熱冷却器等
を設けることができる。また、トレー10に流れ落ちた
冷却済み液は戻り管11から貯槽(図示せず)に戻され
る。
【0017】加工液を冷却液として使用する場合は冷却
液供給用管13から分岐して加工液供給ノズル管8、9
に供給するようにすることができる。
【0018】冷却液は砥粒が入っていない加工液と異な
るもの(砥粒が入っていないもの)を使用できることは
言うまでもない。
【0019】また、実施例においてはワイヤ21に対し
て被切断部材50を押し当てるようにしたが、被切断部
材50に対してワイヤ21を押し当てる構成のワイヤソ
ーに適用できることは言うまでもない。
【0020】
【実施例】
ワイヤ径:0.18mm ワイヤピッチ:1.1mm、280列 ワイヤ走行速度:1000m/min 冷却液供給ノズル形状:1mm丸孔、孔ピッチ開口率:
20%千鳥孔パンチングメタル(巾:300mm、巾:
250mm) 冷却液吐出流量:50l/min 冷却液温度:23℃ 冷却液供給ノズルとワイヤ群の間隔寸法:0.5mm〜
1mm 被切断部材:直径8インチ、長さ100mm 切断加工室温:23℃ 上述の条件でワイヤ21群に冷却液を供給しながら被切
断部材50の切断操作を行うと、ワイヤ部における冷却
液の状態は図7に示されるような略面状の状態になり、
被切断部材50の最大直径部を切断中の被切断部材50
の上昇温度を測定すると13℃であり、従来のワイヤソ
ーのように加工液供給ノズル管8、9からのみ加工液を
供給した場合の被切断部材50の上昇温度は19℃であ
り、ワイヤ21の走行速度が700m/minの場合に
は被切断部材50の上昇温度が13℃であった。
【0021】このため、ワイヤ21の走行速度が高速化
されても被切断部材50が確実に冷却されていることが
判る。該ワイヤ21が冷却されることにより、被切断部
材の温度上昇が押さえられるものと推測される。
【0022】また、従来のワイヤソーにおける被切断部
材の温度までワイヤの走行速度を上昇させると、ワイヤ
走行速度を約40%以上アップすることができ、生産性
を大幅に向上させることができる。
【0023】本発明のワイヤソーは図6に示されるよう
なローラ3、4の外周部に冷却液を供給する円弧上の冷
却液供給ノズル箱19、20を設けた構成にすることが
できる。
【0024】これ等の冷却液供給ノズル箱14、15、
19、20は冷却容量等に基づいて設置箇所、設置数等
を設定することができ、ローラ3、5間、ローラ4、5
間、ローラ4、5部の内の少なくとも一箇所に設ければ
よい。
【0025】
【発明の効果】本発明のワイヤソーは請求項1に記載の
ように複数列、複数行の冷却液吐出用のノズルを有する
冷却液供給手段を前記ローラ間におけるワイヤ群または
ローラ上のワイヤ群の内の少なくとも一箇所に近接して
配設せしめた構成にしているため、切断加工により加熱
されたワイヤ表面に常に温調された新しい冷却液が接触
することになり、ワイヤ回りの境界層の成長を押さえ、
ワイヤを効率良く冷却することができ、結果的に被切断
部材の冷却効果を上げることができる。
【0026】また、請求項2に記載のように冷却液供給
手段を、冷却液が複数の孔ノズル、複数のスリットノズ
ル、複数の細管群の内の少なくとも一つから吐出される
構成にすると、冷却液を略面状に確実に吐出させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のワイヤソーの構成の1実施例を示す概
略正面図である。
【図2】図1におけるI−I矢視図である。
【図3】図2におけるII−II矢視図である。
【図4】図3におけるIII−III矢視図である。
【図5】本発明のワイヤソーの構成の他の実施例を示す
概略正面図である。
【図6】冷却液供給手段の冷却液吐出孔の他の実施例を
示す概略図である。
【図7】本発明のワイヤソーのワイヤ部における冷却液
の状態を示す概略図である。
【図8】従来のワイヤソーのワイヤ部における冷却液の
状態を示す概略図である。
【符号の説明】
1 機枠 2 枠体 3、4、5 溝付きローラ 6 昇降枠体 7 被切断部材取付台 8、9 加工液供給ノズル管 10 トレー 11 戻り管 12 冷却液供給手段 13 冷却液供給管 14、15、19、20 冷却液供給ノズル箱 16、17 冷却液供給枝管 18 ブラケット 21 ワイヤ 14a、15a 細孔

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のガイド溝を有するロールを相平行す
    るように複数本配置し、各ロールにわたってガイド溝に
    ワイヤを複数回周回させるように張設せしめ、所定のロ
    ール間に張設されたワイヤ群に被切断部材をまたは被切
    断部材にワイヤ群を摺接させて該被切断部材を切断する
    ワイヤソーにおいて、複数列、複数行の冷却液吐出用の
    ノズルを有する冷却液供給手段を前記ローラ間における
    ワイヤ群またはローラ上のワイヤ群の内の少なくとも一
    箇所に近接して配設せしめたことを特徴とするワイヤソ
    ー。
  2. 【請求項2】冷却液供給手段を、冷却液が複数の孔ノズ
    ル、複数のスリットノズル、複数の細管群の内の少なく
    とも一つから吐出される構成にせしめたことを特徴とす
    る請求項1に記載のワイヤソー。
JP4132598A 1998-02-06 1998-02-06 ワイヤソー Pending JPH11221748A (ja)

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