KR101945424B1 - 봉형상 가공물의 길이방향 절단장치 및 그것에 설치되는 와이어쏘 - Google Patents

봉형상 가공물의 길이방향 절단장치 및 그것에 설치되는 와이어쏘 Download PDF

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Abstract

본 발명은 봉형상을 가진 가공물을 그 길이방향을 따라 와이어에 의해 다수의 부재로 절단되는 가공이 원활히 이루어질 수 있는 절단장치와, 그 절단장치에 설치될 수 있는 와이어쏘를 제공한다. 본 발명은, 소정의 간격을 두고 서로 나란히 배치되는 한 쌍의 내측롤러와, 상기 한 쌍의 내측롤러를 사이에 두고 서로 나란히 배치되는 한 쌍의 외측롤러와, 상기 한 쌍의 내측롤러와 한 쌍의 외측롤러를 감아돌아 한 쌍의 내측롤러 사이에서 절단부를 구성하도록 서로 나란한 복수의 절단선을 형성하면서 주행하는 와이어를 포함하고, 상기 절단부는, 한 쌍의 내측롤러 및 한 쌍의 외측롤러의 각 상단부를 서로 연결하게 되는 상측과, 각 하단부를 서로 연결하게 되는 하측 중, 선택된 어느 한 측에 복수의 절단선이 배열됨으로써 이루어진다.

Description

봉형상 가공물의 길이방향 절단장치 및 그것에 설치되는 와이어쏘{LONGITUDINAL CUTTING APPARATUS FOR BAR TYPE WORKPIECE AND WIRE SAW INSTALLED AT THE SAME}
본 발명은 봉형상 가공물의 길이방향 절단장치 및 그것에 설치되는 와이어쏘에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 원형봉 형상을 가진 실린콘 또는 사파이어 잉곳을 그 길이방향으로 절단하여 시드(Seed)로드를 제작하는 가공분야와 같이, 봉형상 가공물을 그 길이방향을 따라 와이어에 의해 절단하는 절단장치와, 그 절단장치에 설치될 수 있는 와이어쏘에 관한 것이다.
일반적으로 와이어쏘(Wire saw)는 화강암, 대리석 등 석재의 가공뿐 아니라, 반도체 웨이퍼의 생산을 위해 흔히 활용되고 있다
반도체 웨이퍼의 제조공정에서 이용되는 와이어쏘는 잉곳을 웨이퍼로 제조하기 위해 낱장 단위로 절단하는 슬라이싱 공정이 진행된다.
이러한 슬라이싱 공정은 복수의 롤러를 감아도는 와이어를 빠른 속도로 왕복 주행시키면서 그 위에 슬러리(slurry) 용액을 분사시켜 와이어에 묻은 슬러리와 단결정 잉곳의 마찰에 의해 절단이 이루어지는 것으로서, 와이어쏘에 의해 단결정 잉곳을 동시에 여러 개의 웨이퍼로 절단할 수 있으므로 단위 시간당 생산수율을 향상시킬 수 있어 널리 이용된다.
도 1은 한국특허공개번호 제10-2016-0128115호에 기재된 것으로서, 잉곳을 다수의 웨이퍼로 절단하는 와이어쏘의 구성을 도시하고 있다.
도 1을 참고하면, 와이어쏘는 와이어(6)가 감기는 보빈(3a,3b)과, 보빈(3a,3b)에 감기거나 풀리면서 주행하여 가공물인 잉곳(4)을 다수의 판상부재(웨이퍼)로 절단하는 와이어(6)를 포함한다.
상기 와이어(6)는 한 쌍의 롤러(1a,1b)에 감겨 롤러(1a,1b)의 회전과 함께 주행하면서 절단부를 형성하는 것으로서, 절단부(6a,6b)는 한 쌍의 롤러(1a,1b)를 반복적으로 감아 돌면서 서로 나란히 배열되는 복수의 절단선에 의해 이루어지는 바, 상기 절단부(6a,6b)가 한 쌍의 롤러(1a,1b)의 상측과 하측에 각각 위치하게 된다.
이에 따라, 상측의 절단부(6a)로 절입되는 잉곳(4)은 다수의 웨이퍼로 절단되고, 상측의 절단부(6a)와 하측의 절단부(6b) 사이에 형성되는 공간(8)에서 다수의 웨이퍼를 받아내고 있다.
그러나, 도 2에서 도시하는 바와 같이, 상측의 절단부(6a)와 하측의 절단부(6b) 사이의 높이(h)보다 긴 길이의 봉상(棒狀) 가공물(7)을 그 길이방향으로 슬라이싱(slicing)할 필요가 있는 경우, 그 절입이 진행되면 상측 절단부(6a)에 의해 절단이 이루어진 봉상 가공물(7)이 하측의 절단부(6b)와 접촉하면서 손상이 발생하게 된다.
이에 따라, 양측 한 쌍의 롤러(1a,1b) 사이를 감아 도는 와이어(6)가 주행하면서 웨이퍼와 같은 얇은 판상부재를 동시에 복수개 슬라이싱하도록 구성된 종래의 와이어쏘에서는, 상측의 절단부(6a)와 하측의 절단부(6b) 사이의 간격보다 긴 길이의 봉상 가공물(7)를 그 길이방향으로 절단하는 가공이 이루어지기 어려운 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 관점에서 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 봉형상을 가진 가공물을 그 길이방향을 따라 와이어에 의해 다수의 부재로 절단되는 가공이 원활히 이루어질 수 있는 절단장치와, 그 절단장치에 설치될 수 있는 와이어쏘를 제공하는 것이다.
전술한 구성에 따른 본 발명은, 소정의 간격을 두고 서로 나란히 배치되는 한 쌍의 내측롤러와, 상기 한 쌍의 내측롤러를 사이에 두고 서로 나란히 배치되는 한 쌍의 외측롤러와, 상기 한 쌍의 내측롤러와 상기 한 쌍의 외측롤러를 감아돌아 상기 한 쌍의 내측롤러 사이에서 절단부를 구성하도록 서로 나란한 복수의 절단선을 형성하면서 주행하는 와이어를 포함하고, 상기 절단부는, 상기 한 쌍의 내측롤러 및 상기 한 쌍의 외측롤러의 각 상단부를 서로 연결하게 되는 상측과, 상기 한 쌍의 내측롤러 및 상기 한 쌍의 외측롤러의 각 하단부를 서로 연결하게 되는 하측 중, 선택된 어느 한 측에 복수의 절단선이 배열됨으로써 이루어진 것이고, 상기 복수의 절단선은 서로 반대방향으로 주행하는 절단선이 포함된 와이어쏘를 제공한다.
또한, 다른 관점에서 본 발명은, 프레임과, 상기 프레임에 설치되어 봉형상의 가공물을 고정시키는 고정수단과, 와이어에 의해 형성된 절단부가 상기 고정수단에 의해 고정된 가공물의 길이방향에서 상기 가공물과 대향하도록 상기 프레임에 설치되는 와이어쏘와, 상기 프레임에 설치되어 상기 와이어쏘와 상기 가공물이 서로 접근하는 방향으로 상기 와이어쏘 또는 상기 고정수단을 이동시킴으로써 상기 가공물을 상기 절단부에 진입시키기 위한 구동수단을 포함하되, 상기 와이어쏘는 소정의 간격을 두고 서로 나란히 배치되는 한 쌍의 내측롤러와, 상기 한 쌍의 내측롤러를 사이에 두고 서로 나란히 배치되는 한 쌍의 외측롤러와, 상기 한 쌍의 내측롤러와 상기 한 쌍의 외측롤러를 감아돌아 상기 한 쌍의 내측롤러 사이에서 절단부를 구성하도록 서로 나란한 복수의 절단선을 형성하면서 주행하는 와이어를 포함하고, 상기 절단부는, 상기 한 쌍의 내측롤러 및 상기 한 쌍의 외측롤러의 각 상단부를 서로 연결하게 되는 상측과, 상기 한 쌍의 내측롤러 및 상기 한 쌍의 외측롤러의 각 하단부를 서로 연결하게 되는 하측 중, 선택된 어느 한 측에 복수의 절단선이 배열됨으로써 이루어진 것이고, 상기 복수의 절단선은 서로 반대방향으로 주행하는 절단선이 포함된 봉형상 가공물의 길이방향 절단장치를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 구성들에서, 상기 절단부를 구성하는 상기 복수의 절단선은, 이웃하는 절단선과 주행방향이 서로 반대인 것을 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 구성들에서, 상기 한 쌍의 내측롤러 각각은, 외주면 둘레를 따라 환형으로 형성되는 것으로서 상기 절단선을 형성하도록 상기 와이어가 감겨 접촉하는 감김홈과, 외주면 둘레를 따라 환형으로 형성되는 것으로서 와이어가 외측롤러에 감겨 절단선을 형성하도록 비접촉상태에서 와이어가 통과하는 공간을 제공하는 통과홈이, 롤러축 방향을 따라 순차적으로 교번하여 형성된 것을 또 다른 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 봉형상 가공물의 길이방향 절단장치에서, 상기 와이어쏘는 상기 한 쌍의 내측롤러와 상기 한 쌍의 외측롤러가 상단부에 설치되는 몸체를 포함하고, 상기 몸체의 중심부에는 상기 가공물의 길이방향으로 관통된 관통공이 형성되며, 상기 관통공의 상측에 상기 절단부가 형성됨으로써, 상기 가공물이 절단부에 진입하여 절단이 진행됨에 따라 상기 가공물의 절단된 부분이 상기 관통공으로 진입하여 상기 와이어쏘와 상기 가공물의 절단된 부분의 간섭이 방지될 수 있는 것을 또 다른 특징으로 한다.
전술한 구성에 따른 본 발명은, 봉형상을 가진 가공물을 그 길이방향을 따라 와이어에 의해 다수의 부재로 절단하는 가공이 원활히 이루어질 수 있다. 즉, 절단부가 한 쌍의 내측롤러 및 한 쌍의 외측롤러의 각 상단부를 서로 연결하게 되는 상측과, 한 쌍의 내측롤러 및 한 쌍의 외측롤러의 각 하단부를 서로 연결하게 되는 하측 중, 선택된 어느 한 측에 복수의 절단선이 배열됨으로써 이루어진 것이므로, 긴 길이를 가진 봉형상 가공물이 진입하면서 절단이 이루어지더라도 절단된 부분이 와이어의 다른 주행하는 부분과 간섭을 발생시키지 않아 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 가공물의 길이방향 절단장치는, 몸체의 중심부에 가공물의 길이방향으로 관통된 관통공이 형성되고 그 관통공의 상측에 절단부가 형성됨으로써, 가공물이 절단부에 진입하여 절단이 진행됨에 따라 가공물의 절단된 부분이 관통공으로 진입하여 와이어쏘와 가공물의 절단된 부분의 간섭이 방지될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 와이어쏘는, 내측롤러에 설치되는 감김홈과 통과홈의 구성으로 인해, 와이어가 내측롤러에 감겨 형성되는 절단선과, 와이어가 내측롤러에 비접촉상태로 통과하여 외측롤러에 감김으로써 형성되는 절단선이, 모두 동일 평면상에 위치하여 평면상의 절단부를 형성할 수 있는 바, 복수의 절단선이 거의 동시에 가공물과 접촉하도록 할 수 있고, 안정된 절삭작업이 이루어질 수 있다.
도 1는 종래 도 1은 한국특허공개번호 제10-2016-0128115호에 기재된 것으로서, 잉곳을 다수의 웨이퍼로 절단하는 와이어쏘를 도시하는 구성설명도
도 2는 도 1에서 한 쌍의 롤러에 와이어가 감겨 절단부를 형성하고 있는 구성을 간략히 도시하는 구성설명도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 봉형상 가공물의 길이방향 절단장치의 단면구성도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 와이어쏘의 구성을 도시하는 사시도
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 와이어쏘의 구성을 도시하는 평면도
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 와이어쏘를 도 5의 A-A′선을 따라 절단하여 도시하는 단면구성도
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 봉형상 가공물의 길이방향 절단장치에서 가공물이 와이어쏘에 의해 절단되는 과정을 도시하는 작용설명도
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 와이어쏘에서 내측롤러의 구성을 도시하는 단면구성도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 와이어쏘에서 와이어가 내측롤러, 외측롤러 및 구동롤러에 감긴 구성을 설명하기 위한 사시구성도
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 와이어쏘에서 와이어가 내측롤러 및 외측롤러에 감긴 구성을 설명하기 위한 평면구성도
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 와이어쏘에서 와이어에 의해 형성된 절단부가 내측롤러 및 외측롤러의 하측에 위치한 구성을 설명하기 위한 구성설명도
도 12은 본 발명의 실시예에 따른 와이어쏘에서 구동롤러가 제거된 구성을 도시하는 구성설명도
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 와이어쏘에서 와이어가 내측롤러, 외측롤러 및 구동롤러에 감기는 방식이 변경된 구성을 도시하는 구성설명도
이하, 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 봉형상 가공물의 길이방향 절단장치는, 프레임(10)과, 상기 프레임(10)에 설치되어 봉형상의 가공물(R)을 고정시키는 고정수단(17,18)과, 와이어(60)에 의해 형성된 절단부(61)가 고정수단(17,18)에 의해 고정된 가공물(R)의 길이방향에서 가공물(R)과 대향하도록 프레임(10)에 설치되는 와이어쏘(20)와, 상기 프레임(10)에 설치되어 와이어쏘(20)와 가공물(R)이 서로 접근하는 방향으로 와이어쏘(20) 또는 고정수단(17,18)을 이동시킴으로써 가공물(R)을 절단부(61)에 진입시키기 위한 구동수단(13)을 포함한다.
상기 프레임(10)은 장치의 골격을 형성하는 부분으로써, 수직으로 연장되도록 고정설치되는 봉형상 가공물(R)을 지지하고, 그 가공물(R)을 절단하기 위한 와이어쏘(20)가 설치된다.
상기 프레임(10)에는 봉형상의 가공물(R)이 수직으로 매달린 상태로 지지될 수 있도록 고정수단(17,18)이 설치된다.
상기 고정수단(17,18)은 상단부에 설치된 가공물고정구(17)와, 가공물고정구(17)의 하부로 가면서 봉형상의 가공물(R)의 중간부분을 잡아 지지할 수 있도록 설치되는 복수의 가공물지지구(18)를 포함한다. 상기 가공물지지구(18)는 와이쏘(20)가 상승하면서 절단이 진행되면 인력으로 또는 자동적으로 순차적으로 제거된다.
또한, 상기 프레임(10)에는 수직프레임(11)이 포함되고, 그 수직프레임(11)에 와이어쏘(20)를 상하방향으로 이동시키기 위한 구동수단(13)이 설치된다.
구동수단(13)은 수직프레임(11)에 고정되도록 수직으로 설치되는 직선구동기로서, 구체적으로 LM가이드가 설치된다.
또한, 상기 프레임(10)에는 수직프레임(11)과 나란히 수직으로 설치되는 가이드로드(12)가 설치되어 와이어쏘(20)의 돌출부(22)에 형성된 가이드공(23)에 삽입됨으로써, 직선구동기에 의해 와이어쏘(20)가 상하이동시 가이드로드(12)에 의해 이동운동이 안내될 수 있다.
상기 와이어쏘(20)는 주행하는 와이어(60)를 이용하여 가공물(R)을 절단하기 위한 것으로서, 상기 프레임(10)의 가이드로드(12)에 의해 수직의 이동방향이 안내되고 직선구동기에 의해 수직으로 이동할 수 있도록 설치된다.
본 실시예에서는 구동수단(13)이 와이어쏘(20)를 상측방향으로 이동시키면서 절단작업을 할 수 있도록 구성하고 있으나, 구동수단(13)이 가공물고정구(17)을 하향시켜 봉형상의 가공물(R)을 와이어쏘(20) 측으로 이동시켜 절단작업이 이루어지도록 구성하는 것도 가능하다.
와이어쏘(20)는 서로 나란한 복수의 절단선(62,63)이 형성하는 절단부(61)가 봉형상 가공물(R)의 길이방향에서 가공물(R)과 대향하도록 배치된다.
본 실시예에서 봉형상의 가공물(R)이 수직으로 매달린 상태로 고정되고 와이어쏘(20)가 가공물(R)의 하측으로부터 구동수단(13)에 의해 상측으로 이동하면서 절단이 이루어지는 구조이므로, 와이어쏘(20)의 하단이 와이어쏘(20)의 절단부(61)와 서로 마주봄으로써 대향한다.
도 4 내지 도 6을 참고하면, 상기 와이어쏘(20)는 몸체(21)의 중심부에서 상기 가공물(R)의 길이방향으로 관통된 관통공(25)이 형성되고, 상기 관통공(25)의 상측에 주행하는 와이어(60)에 의해 절단부(61)가 형성된다.
상기 몸체(21)의 중심부에는 가공물(R)의 길이방향으로 관통된 관통공(25)이 형성되고 그 관통공(25)의 상측에 절단부(61)가 형성됨으로써, 도 7과 같이 가공물(R)이 절단부(61)에 진입하여 절단이 진행됨에 따라 가공물(R)의 절단된 부분이 관통공(25)으로 진입하여 와이어쏘(20)와 가공물(R)의 절단된 부분의 간섭이 방지될 수 있다.
한편 상기 절단부(61)는 와이어(60)의 복수의 절단선(62,63)이 나란히 배열됨으로써 형성되는 부분이므로, 절단부(61)는 한 쌍의 내측롤러(31,32)와 한 쌍의 외측롤러(41,42) 사이에서 형성되는 바, 몸체(21)의 상단부에 한 쌍의 내측롤러(31,32)와 한 쌍의 외측롤러(41,42)가 설치되어 있다.
도 4 및 도 5를 참고하면, 본 실시예에서는 몸체(21)의 상단부에, 한 쌍의 내측롤러(31,32)와 한 쌍의 외측롤러(41,42)가 설치됨과 함께, 다른 한 쌍의 추가내측롤러(31a,32a)와 한 쌍의 추가외측롤러(41a,42a)가 직각을 이루는 방향에서 설치되어 있다. 이에 따라, 주행하는 와이어(60)가 형성하는 절단부는 서로 직각 교차하는 2개의 절단부(61,61a)가 형성되어 그 2개의 절단부(61,61a)로 진입하는 가공물(R)이 격자형으로 절단이 이루어진다.
서로 직각교차하는 2개의 절단부(61,61a)는 서로 간섭되지 않아야 하므로, 한 쌍의 내측롤러(31,32)와 한 쌍의 외측롤러(41,42)의 설치높이와, 다른 한 쌍의 추가내측롤러(31a,32a)와 한 쌍의 추가외측롤러(41a,42a) 설치높이는 소정의 차이를 둠으로써, 2개의 절단부(61,61a)가 서로 다른 높이에 위치하도록 한다.
상기 2개의 절단부(61,61a)는 하나의 와이어(60)가 주행하면서 형성되는 것으로서, 한 쌍의 내측롤러(31,32)와 한 쌍의 외측롤러(41,42)를 감아 돌아 주행하는 와이어(60)는 가이드풀리(28,28a)에 의해 와이어(60)의 주행방향이 전환되어 안내됨으로써, 다른 한 쌍의 추가내측롤러(31a,32a)와 한 쌍의 추가외측롤러(41a,42a)도 동일한 와이어(60)가 감아 돌아 추가절단부(61a)를 형성할 수 있다. 물론, 서로 다른 2개의 와이어(60)를 이용하여 각각의 절단부(61)를 형성하는 것도 가능하다.
한 쌍의 내측롤러(31,32)와 한 쌍의 외측롤러(41,42)와, 다른 한 쌍의 추가내측롤러(31a,32a)와 한 쌍의 추가외측롤러(41a,42a)는, 서로 직각을 이루는 방향에서 설치되고 설치높이를 달리하는 차이가 있을 뿐이고, 동일한 구조를 가지는 것이므로, 이하에서는 한 쌍의 내측롤러(31,32)와 한 쌍의 외측롤러(41,42)가 설치된 상태에서, 와이어(60)에 의한 절단부(61) 형성구조 및 작용을 설명한다.
한 쌍의 내측롤러(31,32)와 한 쌍의 외측롤러(41,42)만이 설치된 경우, 서로 나란한 다수의 절단선(62,63)으로 구성되는 하나의 절단부(61)가 형성되므로, 절단부(61)에 진입하는 가공물(R)은 판상으로 슬라이싱(slicing) 절단이 이루어진다.
도 6은 도 5에서 A-A′선을 따라 절단한 단면의 구성을 도시하고 있다.
도 6을 참조하면, 상기 와이어쏘(20)는 소정의 간격을 두고 서로 나란히 배치되는 한 쌍의 내측롤러(31,32)와, 상기 한 쌍의 내측롤러(31,32)를 사이에 두고 서로 나란히 배치되는 한 쌍의 외측롤러(41,42)와, 상기 한 쌍의 내측롤러(31,32)와 한 쌍의 외측롤러(41,42)를 감아돌아 한 쌍의 내측롤러(31,32) 사이에서 절단부(61)를 구성하도록 서로 나란한 복수의 절단선(62,63)을 형성하면서 주행하는 와이어(60)를 포함한다.
한 쌍의 내측롤러(31,32)는 소정간격을 두고 서로 나란히 배치되고 한 쌍의 내측롤러(31,32) 사이에서 절단부(61)가 형성된다. 절단부(61)의 하측에는 관통공(25)이 상하로 관통되어 있다.
한 쌍의 외측롤러(41,42)는 한 쌍의 내측롤러(31,32)의 양 외측에 설치되는 것으로서 한 쌍의 내측롤러(31,32)를 사이에 두고 서로 나란히 배치된다.
본 실시예에서는 한 쌍의 외측롤러(41,42)의 하측에 각각 구동롤러(51,52)가 설치된다.
상기 한 쌍의 외측롤러(41,42)에 전동기를 설치하여 와이어(60)가 주행할 수 있도록 구동시킬 수 있으나, 한 쌍의 외측롤러(41,42)가 와이어(60)를 안정되게 지지하는 역할만하도록 별도로 구동롤러(51,52)를 설치한 것이다.
상기 구동롤러(51,52)는 도 4에서 보는 바와 같이 전동기(56)의 회전력을 전동벨트(57)에 의해 전달받아 회전함으로써, 감겨있는 와이어(60)를 주행시킨다.
상기 와이어(60)는 한 쌍의 내측롤러(31,32)와 한 쌍의 외측롤러(41,42)를 감아돌아 한 쌍의 내측롤러(31,32) 사이에서 절단부(61)를 구성하도록 서로 나란한 복수의 절단선(62,63)을 형성한다.
또한, 구동롤러(51,52)가 별도 설치된 본 실시예에서는 와이어(60)가 하측의 구동롤러(51,52)도 함께 감아돌고 있다.
본 실시예에서 각각의 내측롤러(31,32)는 도 8에서 도시하는 바와 같이, 외주면 둘레를 따라 환형으로 형성되는 것으로서 절단선(62,63)을 형성하도록 와이어(60)가 감겨 접촉하는 감김홈(31c)과, 외주면 둘레를 따라 환형으로 형성되는 것으로서 와이어(60)가 외측롤러(41,42)에 감겨 절단선(62,63)을 형성하도록 비접촉상태에서 와이어(60)가 통과하는 공간을 제공하는 통과홈(31d)이, 롤러축 방향을 따라 순차적으로 교번하여 형성되어 있다.
내측롤러(31,32)를 감아 돌아 절단선(62,63)을 형성하는 와이어(60)의 일부는 감김홈(31c)에 안착되어 내측롤러(31,32)와 접촉하고, 외측롤러(41,42)에 감겨 절단선(62,63)을 형성하는 와이어(60)의 일부는 내측에 위치하는 내측롤러(31,32)를 통과하여 외측롤러(41,42)에 도달하므로 통과홈(31d)을 통해 내측롤러(31,32)와 비접촉상태로 통과할 수 있다.
상기의 감김홈(31c)과 통과홈(31d)이 형성됨으로 인해 와이어(60)가 내측롤러(31,32)에 감겨 형성되는 절단선(62,63)과 와이어(60)가 내측롤러(31,32)에 비접촉상태로 통과하여 외측롤러(41,42)에 감김으로써 형성되는 절단선(62,63)이 모두 동일 평면상에 위치하는 것이 가능하다.
절단선(62,63)이 모두 동일 평면상에 위치하는 절단부(61)를 구성함으로써, 가공물(R)을 절단하는 복수의 절단선(62,63)이 대체로 동시에 가공물(R)과 접촉하여 절단을 시작할 수 있고, 가공물(R)이 절단부(61)의 정확한 중심위치를 맞추어 진입하지 않더라도 복수의 절단선(62,63)이 대체로 동시에 가공물(R)과 접촉하여 절단이 이루어진다. 이러한 작용은 복수의 절단선(62,63)과 가공물(R)과의 접촉시점이 절단선(62,63)별로 차이가 나거나, 절단가공의 초기진행시 위치에 따라 불균일한 절단력이 작용하는 등의 문제를 야기하지 않으므로, 안정된 절삭작업이 이루어질 수 있다.
미설명도 도면부호 26은 와이어쏘(20)으로 인입 또는 인출되는 와이어(60)을 안내하는 가이드풀리(26)이고, 몸체(21)의 하부에 설치된다.
한편, 와이어(60)가 한 쌍의 내측롤러(31,32)와 한 쌍의 외측롤러(41,42)에 감기는 구성을 도 9를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.
먼저, 와이어(60)는 일측 구동롤러(51)의 감김홈을 감아 돌아 상승하여 일측 내측롤러(31)와 일측 외측롤러(41) 사이에서 일측 내측롤러(31)의 감김홈(31c)을 감아 돌고 타측 내측롤러(32)로 향한다.
타측 내측롤러(32)에서는 통과홈(31d)을 통해 와이어(60)가 비접촉상태로 통과하고 타측 외측롤러(42)를 감아돌아 하측의 타측 구동롤러(52)에 감긴다.
타측 구동롤러(52)에 감긴 와이어(60)는 다시 상승하여 타측 내측롤러(32)와 타측 외측롤러(42) 사이에서 타측 내측롤러(32)의 감김홈(31c)을 감아 돌고 일측 내측롤러(31)로 향한다.
일측 내측롤러(31)에서는 통과홈(31d)을 통해 와이어(60)가 비접촉상태로 통과하고 일측 외측롤러(41)를 감아돌아 하측의 일측 구동롤러(51)에 감긴다.
다시 일측 구동롤러(51)를 감아돌아 상승하여 일측 내측롤러(31)와 일측 외측롤러(41) 사이에서 일측 내측롤러(31)의 감김홈(31c)를 감아돌고 타측 내측롤러(32)로 향하는 전술한 과정이 반복되면서, 일측 내측롤러(31)와 타측 외측롤러(42)를 연결하는 절단선(62)과, 타측 내측롤러(32)와 일측 외측롤러(41)를 연결하는 절단선(63)이 서로 나란히 반복하여 배열됨으로써 가공물(R)이 슬라이싱되는 절단부(61)를 형성한다.
상기와 같이 와이어(60)가 감겨 주행하는 경우, 도 9 및 도 10에서 화살표로 표시된 와이어(60)의 주행방향과 같이, 교번하여 서로 반대의 주행방향을 가진 절단선(62,63)이 함께 절단부(61)를 형성하는 것을 알 수 있고, 상기 절단부(61)를 구성하는 복수의 절단선(62,63)은, 이웃하는 절단선(62,63)과 주행방향이 서로 반대가 되고 있다.
와이어(60)가 전술한 바와 같이 감는 방식에서는, 일측 내측롤러(31)와 타측 외측롤러(42)를 연결하는 절단선(62)과, 타측 내측롤러(32)와 일측 외측롤러(41)를 연결하는 절단선(63)이 그 생성되는 위치의 차이가 있더라도 동일한 길이를 가질 수 있으므로, 상측에서부터 가공물(R)이 진입 및 절단시 처짐에 따라 발생하는 절단선(62,63)의 장력이 거의 동일하게 유지될 수 있으므로, 균일한 절단면이 나타날 수 있다.
앞에서 설명한 실시예의 경우는 절단부(61)를 형성하는 절단선(62,63)이 한 쌍의 내측롤러(31,32)와 한 쌍의 외측롤러(41,42)의 상단부를 서로 연결하는 위치에 형성되는 구성이었으나, 도 11과 같이, 절단부(61)를 형성하는 절단선(62,63)이 한 쌍의 내측롤러(31,32)와 한 쌍의 외측롤러(41,42)의 하단부를 서로 연결하는 위치에 형성되도록 구성할 수도 있다.
도 11은 도 6 및 도 9의 한 쌍의 내측롤러(31,32)와 한 쌍의 외측롤러(41,42) 및 한 쌍의 구동롤러(51,52)와, 그들에 감긴 와이어(60)의 구성을 단순히 상하 반전시켜 구성한 것이다.
따라서, 본 발명에서 가공물(R)을 슬라이싱 절단하기 위해 생성되는 절단부(61)는 내측롤러(31,32) 및 외측롤러(41,42)를 감아도는 와이어에 의해 내측롤러(31,32) 및 외측롤러(41,42)의 상측과 하측에 각각 생성되는 것이 아니라, 상측과 하측 중 일측에만 생성됨으로써, 긴 길이의 가공물(R)이라 하더라도 길이 방향으로 원활한 절단이 이루어질 수 있다.
즉, 상기 절단부(61)는 한 쌍의 내측롤러(31,32) 및 한 쌍의 외측롤러(41,42)의 각 상단부를 서로 연결하게 되는 상측과, 상기 한 쌍의 내측롤러(31,32) 및 한 쌍의 외측롤러(41,42)의 각 하단부를 서로 연결하게 되는 하측 중, 선택된 어느 한 측에 복수의 절단선(62,63)이 배열됨으로써 이루어진 구성이다.
만일, 통상의 와이어쏘(20)의 감는 방식과 같이, 한 쌍의 내측롤러(31,32) 및 한 쌍의 외측롤러(41,42)의 상측과 하측에 모두 와이어(60) 절단선(62,63)의 배열이 발생하면, 상측의 절단부(61)에서 슬라이싱 절단된 가공물(R)이 하강하면서 하측의 절단선에 의해 손상될 수 밖에 없다.
도 12은 본 발명의 전술한 실시예의 구성을 변경한 구성을 도시하고 있다.
즉, 한 쌍의 구동롤러(51,52)를 제거하고 한 쌍의 외측롤러(41,42) 또는 한 쌍의 내측롤러(31,32)에 전동기를 연결하여 구동력이 발생하도록 구성한 것이다.
한 쌍의 구동롤러(51,52)를 제거한 것일 뿐, 와이어(60)를 한 쌍의 내측롤러(31,32) 및 한 쌍의 외측롤러(41,42)에 감는 방식은 전술한 실시예와 동일하다.
한편, 도 13은 전술한 실시예들과는 와이어(60)가 감기는 방식을 달리한 구성을 도시하고 있다.
본 실시예에서 와이어(60)는 일측 구동롤러(51)를 감아 돌아 상승하여 일측 내측롤러(31)와 일측 외측롤러(41) 사이에서 일측 내측롤러(31)의 감김홈(31c)를 감아돌고 타측 내측롤러(32)로 향한다.
타측 내측롤러(32)에서 감김홈(31c)에 감기고 타측 내측롤러(32)와 접촉한 상태로 감아 돌아 하측의 타측 구동롤러(52)에 감긴다.
타측 구동롤러(52)에 감긴 와이어(60)는 다시 상승하여 타측 외측롤러(42)를 외측에서 감아 돌고 타측 내측롤러(32) 및 일측 내측롤러(31)를 통과하여 일측 외측롤러(41)를 향한다.
이때, 와이어(60)는 타측 내측롤러(32) 및 일측 내측롤러(31)와는 비접촉한 상태로 통과해야 하므로, 타측 내측롤러(32) 및 일측 내측롤러(31)의 각 통과홈(31d)을 통해 통과한다.
일측 외측롤러(41)를 외측에서 감아 돌아 하강하는 와이어(60)는 하측의 일측 구동롤러(51)에 감긴다.
다시 일측 구동롤러(51)를 감아돌아 상승하여 일측 내측롤러(31)와 일측 외측롤러(41) 사이에서 일측 내측롤러(31)의 감김홈(31c)를 감아돌고 타측 내측롤러(32)의 감김홈를 감아돌아 하강하여 타측 구동롤러(52)에 감기는 전술한 과정이 반복된다.
이러한 구성에서도, 일측 내측롤러(31)와 타측 내측롤러(32)를 연결하는 절단선(62)과, 타측 외측롤러(42)와 일측 외측롤러(41)를 연결하는 절단선(63)이 서로 나란히 반복하여 배열됨으로써 가공물(R)이 슬라이싱되는 절단부(61)를 형성한다.
상기와 같이 와이어(60)가 감겨 주행하는 경우, 도 13에서 화살표로 표시된 와이어(60)의 주행방향과 같이, 교번하여 서로 반대의 주행방향을 가진 절단선(62,63)이 함께 절단부(61)를 형성하는 것을 알 수 있고, 상기 절단부(61)를 구성하는 복수의 절단선(62,63)은, 이웃하는 절단선(62,63)과 주행방향이 서로 반대가 되고 있다.
본 실시예의 구성의 경우에는 일측 내측롤러(31)와 타측 내측롤러(32)를 연결하는 절단선(62)과, 타측 외측롤러(42)와 일측 외측롤러(41)를 연결하는 절단선(63)의 길이가 다르므로, 가공물(R)이 절단부(61)에 진입하여 절단의 진행시, 와이어(60) 처짐에 따른 장력이 서로 달라지므로, 각각의 절단면의 절단상태에 차이가 발생할 수는 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 상기의 실시예는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에 있는 일 실시예에 불과하며, 동업계의 통상의 기술자에 있어서는, 본 발명의 기술적인 사상 내에서 다른 변형된 실시가 가능함은 물론이다.
10; 프레임 11; 수직프레임
12; 가이드로드 13; 구동수단
17; 가공물고정구 18; 가공물지지구
20; 와이어쏘 21; 몸체
23; 가이드공 25; 관통공
28,28a; 가이드풀리 31,32; 내측롤러
31a,32a; 추가내측롤러 31c; 감김홈
31d; 통과홈 41,42; 외측롤러
41a,42a; 추가외측롤러 51,52; 구동롤러
56; 전동기 57; 전동벨트
60; 와이어 61; 절단부
61a; 추가절단부 62,63; 절단선
R; 가공물

Claims (7)

  1. 소정의 간격을 두고 서로 나란히 배치되는 한 쌍의 내측롤러(31,32)와,
    상기 한 쌍의 내측롤러(31,32)를 사이에 두고 서로 나란히 배치되는 한 쌍의 외측롤러(41,42)와,
    상기 한 쌍의 내측롤러(31,32)와 상기 한 쌍의 외측롤러(41,42)를 감아돌아 상기 한 쌍의 내측롤러(31,32) 사이에서 절단부(61)를 구성하도록 서로 나란한 복수의 절단선(62,63)을 형성하면서 주행하는 와이어(60)를 포함하고,
    상기 절단부(61)는,
    상기 한 쌍의 내측롤러(31,32) 및 상기 한 쌍의 외측롤러(41,42)의 각 상단부를 서로 연결하게 되는 상측과, 상기 한 쌍의 내측롤러(31,32) 및 상기 한 쌍의 외측롤러(41,42)의 각 하단부를 서로 연결하게 되는 하측 중, 선택된 어느 한 측에 복수의 절단선(62,63)이 배열됨으로써 이루어진 것이고, 상기 복수의 절단선(62,63)은 서로 반대방향으로 주행하는 절단선(62,63)이 포함된 것이며,
    상기 한 쌍의 내측롤러(31,32) 각각은,
    외주면 둘레를 따라 환형으로 형성되는 것으로서 상기 절단선(62,63)을 형성하도록 상기 와이어(60)가 감겨 접촉하는 감김홈(31c)과,
    외주면 둘레를 따라 환형으로 형성되는 것으로서 상기 와이어(60)가 상기 외측롤러에 감겨 상기 절단선(62,63)을 형성하도록 비접촉상태에서 상기 와이어(60)가 통과하는 공간을 제공하는 통과홈(31d)이,
    롤러축 방향을 따라 순차적으로 교번하여 형성된 것을 특징으로 하는 와이어쏘
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절단부(61)를 구성하는 상기 복수의 절단선(62,63)은, 이웃하는 절단선(62,63)과 주행방향이 서로 반대인 것을 특징으로 하는 와이어쏘
  3. 삭제
  4. 프레임(10)과,
    상기 프레임(10)에 설치되어 봉형상의 가공물(R)을 고정시키는 고정수단(17,18)과,
    와이어(60)에 의해 형성된 절단부(61)가 상기 고정수단(17,18)에 의해 고정된 가공물(R)의 길이방향에서 상기 가공물(R)과 대향하도록 상기 프레임(10)에 설치되는 와이어쏘(20)와,
    상기 프레임(10)에 설치되어 상기 와이어쏘(20)와 상기 가공물(R)이 서로 접근하는 방향으로 상기 와이어쏘(20) 또는 상기 고정수단을 이동시킴으로써 상기 가공물(R)을 상기 절단부(61)에 진입시키기 위한 구동수단(13)을 포함하되,
    상기 와이어쏘(20)는
    소정의 간격을 두고 서로 나란히 배치되는 한 쌍의 내측롤러(31,32)와,
    상기 한 쌍의 내측롤러(31,32)를 사이에 두고 서로 나란히 배치되는 한 쌍의 외측롤러(41,42)와,
    상기 한 쌍의 내측롤러(31,32)와 상기 한 쌍의 외측롤러(41,42)를 감아돌아 상기 한 쌍의 내측롤러(31,32) 사이에서 절단부(61)를 구성하도록 서로 나란한 복수의 절단선(62,63)을 형성하면서 주행하는 와이어(60)를 포함하고,
    상기 절단부(61)는,
    상기 한 쌍의 내측롤러(31,32) 및 상기 한 쌍의 외측롤러(41,42)의 각 상단부를 서로 연결하게 되는 상측과, 상기 한 쌍의 내측롤러(31,32) 및 상기 한 쌍의 외측롤러(41,42)의 각 하단부를 서로 연결하게 되는 하측 중, 선택된 어느 한 측에 복수의 절단선(62,63)이 배열됨으로써 이루어진 것이고, 상기 복수의 절단선(62,63)은 서로 반대방향으로 주행하는 절단선(62,63)이 포함된 것이며,
    상기 한 쌍의 내측롤러(31,32) 각각은,
    외주면 둘레를 따라 환형으로 형성되는 것으로서 상기 절단선(62,63)을 형성하도록 상기 와이어(60)가 감겨 접촉하는 감김홈(31c)과,
    외주면 둘레를 따라 환형으로 형성되는 것으로서 상기 와이어(60)가 상기 외측롤러에 감겨 상기 절단선(62,63)을 형성하도록 비접촉상태에서 상기 와이어(60)가 통과하는 공간을 제공하는 통과홈(31d)이,
    롤러축 방향을 따라 순차적으로 교번하여 형성된 것을 특징으로 하는 봉형상 가공물의 길이방향 절단장치
  5. 제4항에 있어서,
    상기 절단부(61)를 구성하는 상기 복수의 절단선(62,63)은, 이웃하는 절단선(62,63)과 주행방향이 서로 반대인 것을 특징으로 하는 봉형상 가공물의 길이방향 절단장치
  6. 삭제
  7. 제4항 또는 제5항에 있어서,
    상기 와이어쏘(20)는,
    상기 한 쌍의 내측롤러(31,32)와 상기 한 쌍의 외측롤러(41,42)가 상단부에 설치되는 몸체(21)를 포함하고,
    상기 몸체(21)의 중심부에는 상기 가공물(R)의 길이방향으로 관통된 관통공(25)이 형성되며,
    상기 관통공(25)의 상측에 상기 절단부(61)가 형성됨으로써,
    상기 가공물(R)이 절단부(61)에 진입하여 절단이 진행됨에 따라 상기 가공물(R)의 절단된 부분이 상기 관통공(25)으로 진입하여 상기 와이어쏘(20)와 상기 가공물(R)의 절단된 부분의 간섭이 방지될 수 있는 것을 특징으로 하는 봉형상 가공물의 길이방향 절단장치
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2000502616A (ja) * 1996-03-06 2000-03-07 トリメックス テスラ、エス．アール．オー． 堅固なブロック体をワイヤーソーによって複数のプレートに切断する方法及びこの方法を実行するためのワイヤーソー
CN204431528U (zh) * 2015-02-11 2015-07-01 无锡中硅新材料股份有限公司 一种多线切割设备的线网走线结构

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