JPH11277400A - ワイヤソーの加工用ローラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加工用ローラの樹脂層を内部から有効に冷却
することができて、加工熱の発生に伴う加工精度の変動
を抑制することができるワイヤソーの加工用ローラを提
供する。 【解決手段】 芯金２５の外周にスリーブ２６を嵌着す
るとともに、そのスリーブ２６上に形成された樹脂層２
７の外周面にワイヤ掛装用の溝１５ａ，１６ａ，１７ａ
を形成して加工用ローラ１５，１６，１７を構成する。
芯金２５とスリーブ２６との間には冷却通路３２を、加
工用ローラ１５〜１７の両端に開口するように形成す
る。加工用ローラ１５〜１７の両端面に噴射ノズル３
５，３６を対向配置し、その噴射ノズル３５，３６から
噴射させるスラリが冷却通路３２内に両端開口部から供
給されるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ワイヤを用い
て、半導体材料、磁性材料、セラミック等の硬脆材料よ
りなるワークに対し、切断加工を施すようにしたワイヤ
ソーの加工用ローラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ワイヤソーにおいては、複数の加工用ロ
ーラが配設され、それらのローラの外周には複数のワイ
ヤ掛装用の環状溝が多数形成されている。また、各加工
用ローラ間において、環状溝には１本のワイヤが順に巻
回されている。そして、加工用ローラの回転に伴いワイ
ヤが走行されながら、そのワイヤ上に遊離砥粒を含むス
ラリが供給され、この状態でワイヤに対しワークが押し
付け接触されて、ワークに切断加工が施されるようにな
っている。

【０００３】そして、一般に、各加工用ローラは、芯金
の外周にウレタン等の樹脂層をコーティングすることに
より構成され、その樹脂層の外周面にワイヤ掛装用の環
状溝が形成されている。この加工用ローラは、樹脂層の
熱膨張率が高いため、ワークの加工中に発生する熱によ
り、外周面に変形が生じやすくて、加工精度の低下を招
くという問題があった。

【０００４】このような問題に対処するために、加工用
ローラの外周に供給するスラリとともに、加工ローラの
一端部から芯金の内部に専用の冷却液を供給するように
して、加工用ローラを外部と内部との両方から冷却する
ようにしたワイヤソーが従来から提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来の
ワイヤソーにおいては、回転する加工用ローラの一端部
から芯金の内部に冷却液を供給する必要があるため、そ
の供給構成が複雑である。また、冷却が加工用ローラの
中心部において行われるため、樹脂層に対する冷却が有
効に行われない問題があった。

【０００６】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものである。その目的と
するところは、冷却のための構成を簡単にすることがで
きるとともに、加工用ローラの樹脂層を内部から有効に
冷却することができて、加工熱の発生に伴う加工精度の
変動を抑制することができるワイヤソーの加工用ローラ
を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明は、芯金の外周に円筒体を
嵌着するとともに、その円筒体に形成された樹脂層の外
周面にワイヤ掛装用の溝を形成し、前記芯金と円筒体と
の間には冷却液を通過させる冷却通路を加工用ローラの
両端に開口するように形成したことを要旨とする。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
のワイヤソーの加工用ローラにおいて、前記冷却液は加
工液であることを要旨とする。請求項３に記載の発明
は、請求項１または請求項２に記載のワイヤソーの加工
用ローラにおいて、前記冷却通路は、螺旋溝状に形成さ
れ、加工用ローラの回転を利用したポンプ作用により芯
金と円筒体との間に冷却液を通過させることを要旨とす
る。

【０００９】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
のワイヤソーの加工用ローラにおいて、前記冷却通路は
多条螺旋溝状に形成されていることを要旨とする。請求
項５に記載の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれ
かに記載のワイヤソーの加工用ローラにおいて、前記冷
却通路は芯金の外周面に形成されていることを要旨とす
る。

【００１０】請求項６に記載の発明は、請求項１ないし
請求項４のいずれかに記載のワイヤソーの加工用ローラ
において、前記冷却通路は円筒体の内周面に形成されて
いることを要旨とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】（第１の実施形態）以下に、この
発明の第１の実施形態を、図１〜図３に基づいて説明す
る。

【００１２】図１及び図２に示すように、この実施形態
のワイヤソーの基台１１には、切断機構１３が一対の支
持フレーム１４を介して装設されている。この切断機構
１３は平行に延びる３本の加工用ローラ１５，１６，１
７を備え、それらの外周には多数のワイヤ掛装用の環状
溝１５ａ，１６ａ，１７ａが形成されている。

【００１３】前記加工用ローラ１５，１６，１７の環状
溝１５ａ，１６ａ，１７ａには、各ローラ１５，１６，
１７を順に周回するように、１本のワイヤ１８が巻回さ
れている。支持フレーム１４の前部には複数のガイドロ
ーラ２０よりなるワイヤガイド機構１９が装設されてい
る。そして、図示しないワイヤ走行用モータにて、加工
用ローラ１５，１６，１７が往復回転されることによ
り、ワイヤ１８がワイヤガイド機構１９を介して加工用
ローラ１５，１６，１７上に往復走行で走行され、全体
として歩進的に移動する。

【００１４】前記切断機構１３の上方に対向配置される
ように、支持フレーム１４上には供給パイプ２２が配設
され、この供給パイプ２２から遊離砥粒を含む冷却液、
つまり加工液としてのスラリが切断機構１３に供給され
る。供給パイプ２２の上方にはワーク支持機構２３が昇
降可能に配設され、その下部にはワーク２４が着脱自在
にセットされる。

【００１５】そして、このワイヤソーの運転時には、ワ
イヤ１８が切断機構１３の加工用ローラ１５，１６，１
７間で走行されながら、ワーク支持機構２３が図示しな
い昇降用モータにより切断機構１３に向かって下降され
る。このとき、供給パイプ２２からワイヤ１８上へ遊離
砥粒を含むスラリが供給されるとともに、そのワイヤ１
８に対しワーク２４が押し付け接触され、ラッピング作
用によってワーク２４がウエハ状に切断加工される。

【００１６】次に、前記加工用ローラ１５，１６，１７
の内部構成について説明する。図３に示すように、各加
工用ローラ１５〜１７は、芯金２５と、その芯金２５の
外周に例えば焼ばめ等適宜の固定手段によって嵌着固定
された金属製のスリーブ２６と、そのスリーブ２６の外
周面に形成されたウレタン等よりなる樹脂層２７とから
構成されている。そして、この樹脂層２７の外周面に、
ワイヤ１８を掛装するための環状溝１５ａ，１６ａ，１
７ａが形成されている。スリーブ２６と樹脂層２７とに
より円筒体が構成されている。

【００１７】前記芯金２５の両端には取付部２８が突設
され、取付部２８の係合凹部２９には、支持フレーム１
４上の軸受ユニット３０に突設されたテーパ状の係合凸
部３１が係合されている。これにより、加工用ローラ１
５〜１７が軸受ユニット３０間に取り付けられている。

【００１８】前記芯金２５とスリーブ２６との間に位置
するように、芯金２５の外周面には多条螺旋溝３３，３
４よりなる冷却通路３２が形成され、各螺旋溝３３，３
４の両端には開口部３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂが
形成されている。加工用ローラ１５〜１７の両端面には
噴射ノズル３５，３６が対向配置され、供給パイプ２２
に連結されている。そして、加工用ローラ１５〜１７の
回転により、ワーク２４の切断加工時に、これらの噴射
ノズル３５，３６から冷却液としての前記スラリが噴射
されるようになっている。

【００１９】これにより、加工用ローラ１５〜１７が一
方向に回転されるときには、一方の噴射ノズル３５から
噴射されるスラリが、各螺旋溝３３，３４の一端開口部
３３ａ，３４ａから内部に取り込まれて、加工用ローラ
１５〜１７の回転力により他端側に流動し、他端開口部
３３ｂ，３４ｂから排出される。また、加工用ローラ１
５〜１７が反対方向に回転されるときには、他方の噴射
ノズル３６から噴射されるスラリが、各螺旋溝３３，３
４の他端開口部３３ｂ，３４ｂから内部に取り込まれ
て、加工用ローラ１５〜１７の回転力により一端側に流
動し、一端開口部３３ａ，３４ａから排出される。

【００２０】次に、前記のように構成されたワイヤソー
の動作を説明する。ワーク２４の切断加工時には、図３
に示すように、噴射ノズル３５，３６からスラリが噴射
される。そして、加工用ローラ１５〜１７の回転に伴う
ポンプ作用によってスラリが冷却通路３２の両螺旋溝３
３，３４内に、開口部３３ａ，３４ａまたは３３ｂ，３
４ｂから取り込まれて流動される。すなわち、加工用ロ
ーラ１５〜１７が一方向に回転される場合にはスラリが
一方の開口部３３ａ，３４ａまたは３３ｂ，３４ｂから
螺旋溝３３，３４内に取り込まれ、加工用ローラ１５〜
１７が他方向に回転される場合にはスラリが他方の開口
部３３ｂ，３４ｂまたは３３ａ，３４ａから螺旋溝３
３，３４内に取り込まれる。スラリはこのようにして螺
旋溝３３，３４を通過して他方の開口部３３ａ，３４ａ
または３３ｂ，３４ｂへ抜け出る。このため、各加工用
ローラ１５〜１７の樹脂層２７は、冷却通路３２に沿っ
て流動されるスラリと、供給パイプ２２から供給される
スラリとによって、内外両側から同時に冷却される。よ
って、ワーク２４の切断加工時に発生する熱により、熱
膨張率の高い樹脂層２７が著しく変形することはなく、
高精度の加工を行うことができる。

【００２１】前記の実施形態によって期待できる効果に
ついて、以下に記載する。 ・ この実施形態においては、芯金２５の外周に円筒体
を構成するスリーブ２６が嵌着されているとともに、そ
のスリーブ２６上に嵌合された円筒体を構成する樹脂層
２７の外周面には環状溝１５ａ〜１７ａが形成されてい
る。そして、芯金２５とスリーブ２６との間には冷却通
路３２が加工用ローラ１５〜１７の両端に開口するよう
に形成されている。

【００２２】このため、加工用ローラ１５〜１７の両端
部にスラリの噴射ノズル３５，３６を対向配置すれば、
それらノズル３５，３６から噴射されるスラリが加工用
ローラ１５〜１７の回転に伴って冷却通路３２内に両端
開口部から供給される。従って、スラリの供給構成が簡
単である。

【００２３】・この実施形態においては、スリーブ２６
に対する冷却が芯金２５の外周で行われるため、加工
時、スラリによる各加工用ローラ１５〜１７の外側から
の冷却とともに、加工用ローラ１５〜１７の樹脂層２７
を内部からも有効に冷却することができて、加工熱の発
生に伴う加工精度の変動を抑制することができる。ま
た、同じ冷却液によって各加工用ローラ１５〜１７の内
外より冷却するため、樹脂層２７を内外共に同一温度に
することができる。

【００２４】・ この実施形態においては、冷却通路３
２が螺旋溝３３，３４により構成されている。このた
め、加工用ローラ１５〜１７の回転に伴い、スラリが冷
却通路３２の螺旋溝３３，３４に沿って順に流動され
て、加工用ローラ１５〜１７の樹脂層２７を全長に亘っ
て内部から均一に冷却することができる。

【００２５】・ この実施形態においては、冷却通路３
２が多条の螺旋溝３３，３４により構成されている。こ
のため、加工用ローラ１５〜１７の両端に多条螺旋溝３
３，３４が複数箇所に開口されて、それらの開口部３３
ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂから各螺旋溝３３，３４内
にスラリを大量に取り込むことができ、冷却効率を高め
ることができる。

【００２６】・ この実施形態においては、冷却通路３
２が芯金２５の外周面に形成されている。このため、加
工用ローラ１５〜１７の製作時に、芯金２５の外周面に
冷却通路３２を容易に加工することができる。

【００２７】・ この実施形態においては、加工用ロー
ラ１５〜１７の回転に伴い、螺旋溝３３，３４がポンプ
作用を果たすため、加工用ローラ１５〜１７の内部に粘
性の高いスラリであっても確実に導入することができ
る。

【００２８】（第２の実施形態）次に、この発明の第２
の実施形態を、前記第１の実施形態と異なる部分を中心
に説明する。

【００２９】さて、この第２の実施形態においては、図
４に示すように、スリーブ２６の内周面に冷却通路３２
を構成する多条螺旋溝４０，４１が形成されている。そ
して、両螺旋溝４０，４１の両端には開口部４０ａ，４
０ｂが形成されている。

【００３０】従って、この第２の実施形態においては、
冷却通路３２がスリーブ２６の内周面に形成されている
ため、冷却通路３２を樹脂層２７によりいっそう接近し
て配置することができて、樹脂層の冷却効率をいっそう
高めることができる。

【００３１】（第３の実施形態）次に、この発明の第３
の実施形態を、前記第１の実施形態と異なる部分を中心
に説明する。

【００３２】さて、この第３の実施形態においては、図
５に示すように、芯金２５の外周面に冷却通路３２を構
成する複数本の直線溝４２が軸線方向に延長形成されて
いる。また、各直線溝４２の両端には斜状に延びる導入
部４３がポンプ作用を果たすように屈曲形成され、それ
らの端部には開口部４３ａ，４３ｂが形成されている。

【００３３】従って、この第３の実施形態においては、
直線状の冷却通路３２の長さは螺旋状のものと比較して
短いため、冷却通路３２に導入されるスラリ量を最小限
にでき、加工用ローラ１５〜１７を駆動するモータの負
荷を軽減することができる。

【００３４】（第４の実施形態）次に、この発明の第４
の実施形態を、前記第１の実施形態と異なる部分を中心
に説明する。

【００３５】さて、この第４の実施形態においては、図
６に示すように、芯金２５の外周面に冷却通路３２を構
成する一条の螺旋溝４４が形成され、その両端に開口部
４４ａ，４４ｂが形成されている。また、各開口部４４
ａ，４４ｂと間隔をおいて位置するように、螺旋溝４４
の両端山部には複数の導入部４５が斜状に切欠形成され
ている。

【００３６】この第４の実施形態においては、螺旋溝４
４からなる冷却通路３２の両端山部に導入部４５が切欠
形成されている。このため、冷却通路３２が一条の螺旋
溝４４から構成されていても、冷却通路３２内に両端開
口部４４ａ，４４ｂ及び導入部４５からスラリを十分に
取り入れることができて、樹脂層２７の冷却効率を高め
ることができる。

【００３７】（第５の実施形態）次に、この発明の第５
の実施形態を、前記第１の実施形態と異なる部分を中心
に説明する。

【００３８】さて、この第５の実施形態においては、図
７に示すように、芯金２５の外周面に冷却通路３２を構
成する多条螺旋溝４６，４７が螺旋方向を逆にして形成
されている。そして、一方の多条螺旋溝４６，４７の両
端には開口部４６ａ，４６ｂ，４７ａ，４７ｂが形成さ
れている。

【００３９】従って、この第５の実施形態においては、
冷却通路３２が螺旋方向を逆にした多条螺旋溝４６，４
７の重合構成されている。このため、加工用ローラ１５
〜１７の回転方向が変更された場合でも、常にスラリが
加工用ローラ１５〜１７の開口部４６ａ，４７ａまたは
４６ｂ，４７ｂから導入されて、樹脂層２７全体を効果
的に冷却することができる。

【００４０】なお、この実施形態は、次のように変更し
て具体化することも可能である。 ・ ワイヤ１８が一方向のみに連続走行するワイヤソー
において、前述した各加工用ローラ１５〜１７を用いる
こと。

【００４１】・ スリーブ２６の外周面または樹脂層２
７の内周面に螺旋溝を形成すること。 ・ 各実施形態において、加工用ローラ１５〜１７間の
ワイヤ１８上に供給するスラリとは異なった冷却液を、
各加工用ローラ１５〜１７内の冷却通路３２に供給する
ように構成すること。例えば、砥粒が入ったワイヤ１８
に変更する。この場合、冷却液をスラリに代えて遊離砥
粒を含まないクーラントにする。

【００４２】・ 各実施形態において、スリーブ２６を
焼きばめにするのではなく、芯金２５に対して着脱可能
な構成にすること。この構成にすれば、螺旋溝３３，３
４，４０，４１，４４，４６，４７または直線溝４２の
清掃を簡単に行うことができる。

【００４３】さらに、前記実施形態により把握される請
求項以外の技術的思想について、以下にそれらの効果と
ともに記載する。 ・ 請求項１〜４のいずれかに記載の加工用ローラを備
え、冷却通路３２の両端開口に対向して冷却液供給装置
を設けたワイヤソー。

【００４４】・ 前記冷却通路は直線溝状に形成し、そ
の両端部には導入部を設けた請求項１または請求項２に
記載のワイヤソーの加工用ローラ。この構成によれば、
直線状の冷却通路の長さは螺旋状のものと比較して短い
ため、冷却通路に導入されるスラリ量を最小限にでき、
加工用ローラを駆動するモータの負荷を軽減することが
できる。

【００４５】・ 前記円筒体は適宜固定手段により芯金
の外周に着脱可能に嵌着固定した請求項１ないし請求項
５のいずれかに記載のワイヤソーの加工用ローラ。この
構成によれば、円筒体のみの交換及び溝の清掃が容易に
なる。

【００４６】・ 前記螺旋溝状の冷却通路の両端山部に
導入部を形成した請求項３または請求項４に記載のワイ
ヤソーの加工用ローラ。この構成によれば、冷却通路内
に両端開口部及び導入部から冷却液を十分に取り入れる
ことができて、樹脂層の冷却効率を高めることができ
る。

【００４７】・ 前記冷却通路は螺旋方向を逆にした螺
旋溝の重合構成からなる請求項３または請求項４に記載
のワイヤソーの加工用ローラ。この構成によれば、加工
用ローラの回転方向が変更された場合でも、常に冷却液
が螺旋方向を逆にした各螺旋溝に沿って流動されて、樹
脂層全体を効果的に冷却することができる。

【００４８】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、次のような効果を奏する。請求項１に記載の発
明によれば、冷却のための構成を簡単にすることができ
るとともに、加工用ローラの樹脂層を内部から有効に冷
却することができて、加工熱の発生に伴う加工精度の変
動を抑制することができる。

【００４９】請求項２に記載の発明によれば、加工時、
同じ冷却液によって加工用ローラの樹脂層全体を外側及
び内側から均一に冷却することができる。請求項３に記
載の発明によれば、加工用ローラの回転を利用して冷却
液を流動できるため、特別にポンプ手段を必要としな
い。

【００５０】請求項４に記載の発明によれば、加工用ロ
ーラの両端に多条螺旋状の冷却通路が複数個開口され
て、それらの開口部から各冷却通路内に冷却液を大量に
取り込むことができ、冷却効率を高めることができる。

【００５１】請求項５に記載の発明によれば、冷却通路
を芯金の外周面に容易に加工することができる。請求項
６に記載の発明によれば、冷却通路を樹脂層に接近して
形成することができて、樹脂層の冷却効率を高めること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明のワイヤソーの第１の実施形態を示
す要部側断面図。

【図２】 ワイヤソーの切断機構を示す斜視図。

【図３】 切断機構の加工用ローラを拡大して示す要部
断面図。

【図４】 加工用ローラの第２の実施形態を示す要部断
面図。

【図５】 加工用ローラの第３の実施形態を示す要部断
面図。

【図６】 加工用ローラの第４の実施形態を示す要部断
面図。

【図７】 加工用ローラの第５の実施形態を示す要部断
面図。

【符号の説明】

１３…切断機構、１５，１６，１７…加工用ローラ、１
５ａ，１６ａ，１７ａ…環状溝、１８…ワイヤ、２２…
供給パイプ、２３…ワーク支持機構、２４…ワーク、２
５…芯金、２６…スリーブ（円筒体）、２７…樹脂層
（円筒体）、３２…冷却通路、３３，３４…螺旋状溝、
３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂ…開口部、３５，３６
…噴射ノズル、４０，４１…螺旋溝、４０ａ，４０ｂ…
開口部、４２…直線溝、４３…導入部、４３ａ，４３ｂ
…開口部、４４…螺旋溝、４４ａ，４４ｂ…開口部、４
５…導入部、４６，４７，４８，４９…螺旋溝、４６
ａ，４６ｂ，４７ａ，４７ｂ…開口部。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芯金の外周に円筒体を嵌着するととも
   に、その円筒体に形成された樹脂層の外周面にワイヤ掛
   装用の溝を形成し、前記芯金と円筒体との間には冷却液
   を通過させる冷却通路を加工用ローラの両端に開口する
   ように形成したワイヤソーの加工用ローラ。
2. 【請求項２】 前記冷却液は加工液である請求項１に記
   載のワイヤソーの加工用ローラ。
3. 【請求項３】 前記冷却通路は、螺旋溝状に形成され、
   加工用ローラの回転を利用したポンプ作用により芯金と
   円筒体との間に冷却液を通過させる請求項１または請求
   項２に記載のワイヤソーの加工用ローラ。
4. 【請求項４】 前記冷却通路は多条螺旋溝状に形成され
   ている請求項３に記載のワイヤソーの加工用ローラ。
5. 【請求項５】 前記冷却通路は芯金の外周面に形成され
   ている請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のワイ
   ヤソーの加工用ローラ。
6. 【請求項６】 前記冷却通路は円筒体の内周面に形成さ
   れている請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のワ
   イヤソーの加工用ローラ。