WO2005110678A1

WO2005110678A1 - 切断用ワイヤーの搬送装置

Info

Publication number: WO2005110678A1
Application number: PCT/JP2005/009304
Authority: WO
Inventors: Katsutoshi Saitoh
Original assignee: Cem Co., Ltd.; Mitsuishi Bussan Co., Ltd.
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2005-05-17
Publication date: 2005-11-24
Also published as: JP3605807B1; JP2005329473A

Abstract

一個のガイドローラーの使用回数を増やし、ガイドローラーの溝交換時間を短くすることにより、装置の停止時間を短縮して生産性の向上を図り、併せて作業者の作業負担の軽減と環境改善ができる切断用ワイヤーの搬送装置を提供するために、ワイヤーソーに供給する切断用ワイヤーを巻き取る2つのワイヤーボビンと、前記2つのワイヤーボビンの間を走行する切断用ワイヤーを案内する複数のワイヤー溝を備えたガイドローラーとを有する切断用ワイヤーの搬送装置であって、前記ガイドローラーを回転軸21の方向に移動させる移動機構を設けることにより、前記複数のワイヤー溝のうち、切断用ワイヤーを巻き付けるワイヤー溝を、前記ガイドローラーを取り付けた状態で変更できるようにする。

Description

明細書

切断用ワイヤーの搬送装置

技術分野

本発明はヮィヤーソ一に供給する切断用ウイヤーの搬送装置に関する。

特に、走行するワイヤーをインゴットなどの被加工物に押し付けて多数の薄板にスライス加工するワイヤーソ一に f共給する切断用ワイヤーの搬送装置に関する。

背景技術

半導体ウェハー、太陽電池用ウェハー、化合物半導体用ウェハー、マスク材、酸化化合物等、一本のインゴットからなる被加工物から複数の薄板をスライス加工するにはワイヤーソーゃ内周刃によるブレドソーが用いられている, 第 1図は、ワイヤーソ一の装置構成を示す図である。

第 1図に示すように、ワイヤーソ一は、一定のピッチで溝が切られた溝付ローラー 4に、切断用ワイヤー 7を巻き付け、切断し易くするための切断用スラリー 8を供給しながら、切断用ワイヤー 7を走行させているところに、インゴット 5を下降させて切断することによって、必要な厚さの製品を得ることができる。 ·

. 切断ワイヤー 7は、. 第 1のワイヤーボビン 1から供給され、溝付ローラ一 4の位置でインゴット 5を切断し、第 2のワイヤーボビン 6に巻き取るまで、この切断用ワイヤー 7が緩まないで、方向転換し、切断用ワイヤー 7に無理が掛からないで供給、巻き取りが行われるように案内するために、多数の小ガイドローラー 2およびガイドローラー 3が設置されている。

小ガイドローラー 2とガイドローラー 3は、溝付ローラー 4を中心として左右対称に取り付けられている。

ワイヤーソ一は、第丄のワイヤーボビン丄から供給された切断用ワイヤー 7を、溝付ローラー 4に巻きつけて複数条にしてインゴット 5に押し付けることによってインゴット 5を切断し、第 2のワイヤーボビン 6で巻き取る構造となっている。

また、第 1のワイヤーボビン 1から切断用ワイヤー 7が緩まないで方向転換をしながら第 2のワイヤーボビン 6に卷き取られるようにに案内するため、一台の装置で約 2 0個前後のガイドロ、一ラー 3が設けられている。

第 2図は、従来のガイドローラを示す図である。 ― 第 2図に示すように、従来は、一個のガイドローラー 3には、例えば 2本のワイヤ一溝 1 0が切られており、その使用方法は、ガイドローラー 3を取り付けた後、一方のワイヤー溝にワイヤーを通して使い、このワイヤー溝が磨耗などによって交換の時期になったら、ガイドローラーを取り外し、セットし直しをし、もう一方の溝にワイヤーを通して使用し、寿命が来たら新しい口一ラーと交換しており、一台の装置で交換するガイドローラー 3の数が多いワイヤーソーでは 1ヶ月に数百個にもなつていた。

このガイドローラー 3は、止めリング 1 2と止めネジ 1 1によって取り外し可能な状態で、ガイドローラー取付台 9に固定されている。

ガイドロ一ラー 3を取り外す時は、止めネジ 1 1を緩め、止めリング 1 2 を取り外してガイドローラー 3を取り外す。

また、ガイドローラー 3を取り付ける時は、ガイドローラー 3をガイド口一ラー取付台 9にセットし、止めリング 2を付け、止めネジ 4を締め付けて固定する。

そして、最初の溝から次の溝に変える時は、一旦抜き取ったガイドローラ一 3をひっくり返して位置を変え、ガイドローラー取付台 9にセットし、止めリング 2を付け、止めネジ 4を締め付けて固定する。

なお、ガイドローラー取付台 9 'はガイドローラー 3、 Itめネジ 1 1、止めリング 1 2と一緒に回転する構造になっている。

このように、従来のガイドローラー 3は、最初のワイヤー溝 1 0が磨耗等によって新しい溝と交換が必要になった時、止めネジ 1 1および止めリング 1 2を取り外し、次の新しい溝が使える様に、ひっくり返して取付け使用するようになつており、その都度、ガイドローラー 3の取り外し、取り付けを行う必要があった。

特に、ガイドローラー 3の取り付け場所は第 1図に示すようにそれぞれ異なっており、その場所毎に取り付け位置の制限があるうえ、狭くて環境の悪い所で取り替える作業は多大な時間と労力が必要であった。

そして、このガイドローラー 3の交換頻度が多い事から装置の停止時間が長くなり、生産ロスが起こっていた。

装置の稼働中は.、切断用にスラリー 8を使うため、そのスラリーが装置内に飛散し、ガイドローラー 3等に付着し、ガイドローラー 3の取り付け、取り外しがやりにくく、それに工具、作業服、手袋等の汚れ、消耗もひど、環境面や消耗品の消費でも問題があった。

また、従来の 2本溝付のガイドローラー 3は、ローラの一方の面にマークを付ける等の方法によって.、磨耗した溝と、新しい溝とを区別していたが、ガイドローラー 3取り付け後にはこのマークが見えなくなるため、溝の使用間違いが起こり易く、そのため、ワイヤーの寿命を短くする要因の一つともなつ 'ていた。

なお、ワイヤーソ一に用いる切断用ワイヤーのガイドローラーに関する従来技術としては、特開平 9一 2 4 8 8 2 2号公報に、ガイドローラーの磨耗検出方法が提案されている。

しかし、開平 9 _ 2 4 8 8 2 2号公報においては、本発明が課題とするガイドローラーの使用回数を増やす方法に関しては全く検討されていなかった。

発明の開示

本発明は、前述のような従来技術の問題点を解決し、一個のガイドローラ一の使用回数を増やし、ガイドローラーの溝交換時間を短くすることにより、装置の停止時間を短縮して生産性の向上を図り、併せて作業者の作業負担の軽減と環境改善ができる切断用ワイヤーの搬送装置を提供することを課題とする。

本発明は、前述の課題を解決するために鋭意検討の結果なされたものであり、ガイドローラーを回転軸の方向に移動する移動機構を設けることにより、一個のガイドローラーの使用回数を増やし、ガイドローラーの溝交換時間を短くすることにより、装置の停止時間を短縮して生産性の向上を図り、併せて作業者の作業負担の軽減と環境改善ができる切断用ワイヤーの搬送装置を提供するものであり、その要旨とするところは特許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。 ( 1 ) ワイヤーソ一に供給する切断用ワイヤーを巻き取る 2つのワイヤ一ボ;ビンと、 '前記 2つのワイヤーボビンの間を走行する切断用ワイヤーを案内する複数のワイヤー溝を備えたガイドローラーとを有する切断用ヮィヤーの搬送装置であって、前記ガイドロ一ラーを前記複数のワイヤー溝の位置に合わせて回転軸の方向に段階的.に移動させる移動機構を設けることにより、前記複数のワイヤー溝のうち、切断用ワイヤーを巻き付けるワイヤー溝を、前記ガイドローラ一を取り付けた状態で変更できることを特徴とする切断用ワイヤーの搬送装置。

( 2 ) 前己ガイドローラーを回転軸の方向に移軌させる移動機構がネジ機構であり、握りハンドルを回転させてネジを回すことによって前記ガイドローラーを回転軸の方向に移動できるとともに、前記ガイドローラーを固定するためのストッパーを有することにより前記ガイドローラーを前記複数のワイヤー溝の位置に合わせられることを特徴とする（1 ) に記 «の切断用ワイヤーの搬送装置。

( 3 ) 前記ガイドローラーを回転軸の方向に移動させる移動機構が、案内溝とキーからなるクラツチ機構であり、前記案内溝に挿入するキーの位置を変えることにより前記ガイドローラーを前記ガイドローラーを前記複数のワイヤー溝の位置に合わせられることを特徴とする（1 ) に記載の切断用ワイヤーの搬送装置。

本発明によれば、ガイドローラーを回転軸の方向に移動する移動機構を設けることにより、一個のガイドローラーの使用回数を増やし、ガイドローラーの溝交換時間を短くすることにより、装啬の停止時間を短縮して生産性の'向上を図り、併せて作業者の作業負担の軽減と環境改善ができる切断用ワイヤーの搬送装置を提供することができ、具体的には、下記のような産業上有用な著しい効果を奏する。

1 ) ガイドローラーを最初の 1回のセットすれば最後まで取り外すことなく、次ぎの溝と交換でき、ガイドローラーに 5つのワイヤー溝を設けた場合には、一個のガイドローラーの取り替え寿命を従来の 2 . 5倍に伸ばすことができる。

2 ) ガイドローラーの取替え時間が従来の約 1 Z 4となり、その分、製品の処理量を増加させることができる。

3 ) 作業員の負担が軽減することができ、専用工具を使わないで溝の変更が出来る様になった事で作業環境が大幅に改善できるうえ、工具、軍手、の消耗品を低减することができる。

図面の簡単な説明.

第 1図は、ワイヤーソ一の装置構成を示す図である。

第 2図は、従来の切断用ワイヤーの搬送装置に用いるガイドローラーを例示する図である。

第 3図は、本発明における切断用ワイヤーの搬送装置の第 1の実施形態を示す図である。 .

第 4図は、本発明における切断用ワイヤーの搬送装置の第 1の実施形態を示す図である。

第 5図は、本発明における切断用ワイヤーの搬送装置の第 2の実施形態を示す図である。

第 6図は、本発明における切断用ワイヤーの搬送装置の第 2の実施形態を示す図である。

第 7図は、本発明に用いる案内溝とキーからなるクラッチ機構を例示する図である。

なお、図面に記載した符号は下記内容を示す。

1 第 1のワイヤーボビ.ン

2 小ガイドローラー

3 ガイドローラー

4 溝付ローラー

5 インゴット

6 第 2のワイヤーボビン

7 切断用ワイヤー

8 切断用スラリー

9 ガイドローラー取付台

1 0 ワイヤー溝 1 1 止めネジ

1 2 止めリング

1 3 ワイヤーガイド

1 4 , 1 4 ' 握りハンドル

1 5 ストッパー

1 6 ストップレノくー

1 7 押し上げ用スプリング .

1 8 案内溝

1 9 キー '

2 0 ワイヤー取付位置確認ガイド

2 1 回転軸

2 2 凹部

発明を実施するための最良の形態

本発明を実施するための最良の形態について、第 3図乃至第 7図を用いて詳細に説明する。

<第 1の実施形態〉

第 3図および第 4図は、本発明における切断用ワイヤーの搬送装置の第 1の実施形態を示す図である。

第 3図および第 4図において、 3はガイドローラー、 7は切断用ワイヤー、 9はガイドローラー取付台、 1 0はワイヤー溝、 1 3はワイヤーガイド、 1 4 は握りハンドル、 1 5はストッパー、 1 6はストップレバーを示す。

本発明は、ワイヤーソ一に供給する切断用ワイヤー 7を巻き取る 2つのワイヤーボビンと、前記 2つのワイヤーボビンの間を走行する切断用ワイヤー 7を案内する複数のワイヤー溝 1 0を備えたガイドローラーとを有する切断用ワイヤーの搬送装置であって、前記ガイドローラ一3を回転軸 2 1の方向に移動させる移動機構を設けることにより、前記複数のワイヤー溝 1 0のうち、切断用ワイヤ 7—を巻き付けるワイヤー溝を、前記ガイドローラーを取り付けた状態で変更できることを特徴とする。

このワイヤーソ一に取り付けられているガイドローラー 3を回転軸 2 1の方向に移動させる移動機構を設けることにより、 1個のガイドローラーの使用回数を増やし、ガイドローラーの溝交換時間を短くすることにより、装置の停止時間を短縮し設備の稼働率が上がるため生産性の向上が図れるうえ、.作業者の作業環境を改善でき、作業負担を軽減することができる。

' ガイドローラー 3に複数のワイヤ一溝を設けて、磨耗した溝を変える時には、ガイドローラー 3をセットしたままで、握りハンドル 1 4を一定回転することによってネジ機構によってガイドローラー 3が第 3図の回転軸 2 1の方向 (第' 3図の下段の図の矢印の方向）に移動して、新しい溝が上昇（または下降）するので、ガイドロ一ラー 3を取り外さなくても使用するワイヤー溝 1 0を変更することができる。

また、必要な新しい溝が確実に必要な位置に上昇（または下降）し固定されるために、ストッパー 1 5が設置され、また、切断用ワイヤー 7が確実に必要な溝に導かれるためにワイヤーガイド 1 3が取り付けられている。

なお、ガイドローラー 3は、強度および入手の容易性の観点から、金属または非金属あるいはその複合体で構成された材質のものが好ましい。

本実施形態においては、 5本のワイヤー溝 1 0が設けられたガイドローラ一 3と、それを保持し回転する、握りハンドル 1 4の付レヽたガイドローラー取付台 9、新しい溝に切り替える時に使うストッパー 1 5およびストップレバー 1 6、切断用ワイヤー 7が新しい溝に切り替えられた時、確実に新しい溝にセットされるためのワイヤーガイド 1 3が設けられている。

ガイドローラー取付台.9には、.ガイドローラー 3を回転軸 2 1の^向（第 3図の下段の図の矢印の方向）に移動させるためのネジ機構が設けられており、握りハンドル 1 4を回転させてネジを回すことによって前記ガイドローラー 3 を回転軸 2 1の方向に移動できる構造になっており、一定回転毎に次の新しい溝が前に使っていた溝の位置に上昇または下降する構造になっている。

その時、このガイドローラー取付台 9と一体になつたストッパー 1 5がー緒に回転する。

ストッパー 1 5には、ストップレバー 1 6で固定される様に溝等の切り込みが付けられ、また、ストップレバー 1 6はばね等でストッパー 5を押さえ付け、固定する構造になっており、ストップレバー 1 6を動かすことによって、ストッパー 1 5が固定されたり、固定がはずされ、握りハンドル 1 4によって回転が可能になるようになつている。

.次の新しいワイヤー溝 1 0を定位置に上昇させるためにストッパー 1 5·が回転する時は、ストップレバー 1 6を回転させ、一定回転で新しい溝が定位置に来た時に、ストップレバー 1 6を元に戻し、ガイドローラー取付台 9を固定する構造になっている。

第 4図に示すように、ワイヤーガイド 1 3は、ガイドローラー 3に^]断用ワイヤー 7がセットされる場所に取り付けられており、切断用ワイヤー 7が通 - る隙間だけがあり、間違って他の溝には切断用ワイヤー 7がガイドローラー 3 にセットできないように、数本のロッド等で他の溝をガードしている構造になつているので、切断用ワイヤー 7をセットする必要のある溝以外の溝には、ヮィヤー 7がセットされることを防止できる。

以下に、最初に使用する溝を、上から順に下の溝に切り替える場合について操作方法を説明する。

まず最初に新しいガイドローラー 3をセットする。次に切断用ワイヤー 7 をワイヤーガイド 4、あるいはストッパー 1 5を使って新しく使用する溝（この図の場合は一番上の溝) に導く。

新しい溝（下の溝）に帰る時は、ストップレバー 1 6を使ってストッパー 1 5から外して、握りハンドル 1 4によってガイドローラー取付台 9を一定回転させ、内部に取り付けられたネジ機構によって、下の溝が上昇し、今まで使用していた溝の位置に来る。

ストップレバー 1 6はばね等によって元の位置に戻るようになつており、ストッパー 1 5は固定される。

以下、順次、次の溝（下の溝）が同様に上昇し、一度ガイドローラーを取り付けたら、最後の溝に切り替えて使うまで、ガイドローラーを取り外すことなく、使用が可能となる。

なお、このストッパー 1 5を第 3図に示す溝使用位置のレベルに設置することによって、ワイヤーガイド 1 3と兼用させることができる。 • 以上の説明では、最初に使用する溝が一番上で、次に使用する溝は順に上に上がって行く構造の説明をしたが、逆に一番下の溝が最初に使用され、次に使用する溝が順に下がって来る様な状態で使用しなければならない時は、握り:. ハンドル 1 4を回せば下に下がる構造で使用が可能となる、また、ブラケット等で逆側に取り付ける構造でもよレ、。

なお、握りハンドル 1 4にレバー等を取り付けておけば、操作がやり易く、確実に定位置まで回転させたことを確認する目安にすることができる。

また、ワイヤー溝.1 0を上、下する方法は、握りハンドル 1 4を回して行う以外に、プッシュ ·プル方式等も考えられる。

ストッパー 5は、ストッパー 6で固定される構造になっているが、逆にストッパー 6を固定し、ストッパー 5を握りハンドル 2と連動させ、あるいは単独で動く様にし、例えば、ストッパー 5力、次の溝に切り替える時（回転する時）、. 固定されたストッパー 6から外れ、切り替えられた新しい溝が定低位置に来て、ストッパー 5も定位置のストッパー 6の位置に来た時元に戻って固定される構造も考えられる。

また、ここでは本発明の具体例を述べたが、これらの一連の動きを、全.自動にすれば作業環境等は更に太幅な改善を図ることができる。

く第 2の実施形態〉

第 5図乃至第 7図は、本発明における切断用ワイヤーの搬送装置の第 2の実施形態を示す図である。

第 5図乃至第 7図において、 3はガイドローラー、 1 0はワイヤー溝、 1 4および 1 4 'は握りハンドル、 1 7は押し上げ用スプリング、 1 8は案内溝、 1 9はキー、 2 0はワイヤー取付位置確認ガイド、 2 1は回転軸を示す。

本実施形態は、ガイドローラー 3を回転軸 2 1の方向に移動させる移動機構が、案内溝 1 8とキー 1 9からなるクラッチ機構であり、前記案內溝 1 8に挿入するキー 1 9の位置を変えることによりガイドロ一ラー 3を回転軸 2 1の方向に移動できることを特徴とする。

まず、第 5図に示す本実施形態においては、ガイドローラー 3の下側中心部に、ガイドローラー 3を押し上げる押し上げ用スプリング 1 7が設けられており、このス 7^sリングの力によってガイドローラー 3を回転軸 2 1の方向（第 5 図に示す矢印の方向）に移動することができる。

また、ガイドローラー 3の下側に、案内溝 1 8とキー 1 9が設けられており、キー 1 9を案内溝に挿入することによってガイドローラー 3の上下方向の位置を固定することができ、前述の第 1の実施形態に示したようなストッパー 1 5を設ける必要がない。

第 7図は、本発明に用レヽる案内溝とキーからなるクラッチ機構を例示する図である。 ' 第 7図に示すように、案内溝 1 8には、ガイドローラー 3に設けられたヮィヤー溝 1 0の数と同数の 5つの凹部 2 2からなる設定段階が設けられており、この 5つの凹部 2 2のいずれかにキー 1 9を挿入することによってガイドローラー 3の上下方向の位置をワイヤー溝 1 0のいずれかの位置に設定することができ、これによつて、使用するワイヤー溝 1 0を選択することができる。

例えば、ガイドローラー 3を上昇させる場合には、キー 1 9を右方向（第 7図の矢印の方向）に移動させ、逆に、ガイドローラー 3を下降させる場合には、左方向に移動させればよい。

第 6図に示す実施形態においては、ガイドローラー 3の下側外周部に、ガィドローラー 3を抻し上げる押し上げ用スプリング 1 7が設けられており、このスプリングの力によってガイドローラー 3を第 6図の矢印で示す回転軸 2 1 方向に移動することできる。

また、ガイドローラー 3の上側に、案内溝 1 8とキー 1 9が設けられており、案内溝には、第 7図と同様で上下方向が異なる 5つの凹部 2 2からなる設定段階が設けられており、この 5つ凹部 2 2のいずれかにキー 1 9を揷入することによってガイドローラー 3の上下方向の位置をワイヤー溝 1 0のいずれかの位置に設定することができ、.これによつて、使用するワイヤー溝 1 0を選択することができる。

なお、本実施形態においてはワイヤー溝 1 0の本数を 5本としたが、このヮィヤー溝の数は複数であればよく、また、この溝を増やすことによって、さらにガイドローラーの使用回数を増加させることができる。従来使用されている、 2本溝が切られたガイドローラーと同じ寸法のガイドローラーに、等ピッチで 5本のワイヤー溝を設けて本発明を実施した-ところ、ガイドローラーを取り付けた状態でワイヤー溝を変更することができ、ガイド口一ラーの取り付け位置の制限によら、狭くて環境の悪い所であっても簡単にワイヤー溝を取り替えることができた。

ガイドローラーに 5つのワイヤー溝を設けた場合には、一個のガイドローラーの取り替え寿命が 2 . . 5倍に伸び、取替え時間が従来の約 1 4となり、その分、製品の処理量が増え、また、作業員の負担が軽減された。

また、取替え時間が短くなつたことや、専用工具を使わないで溝の変更が出来る様になった事で作業環境が大幅に改善出来、工具、軍手、等の消耗品が減少した。

産業上の利用可能性

以上のように、本発明に係る切断用ワイヤーの搬送装置は、特に、走行するヮィヤーをインゴットなどの被加工物に押し付けて多数の薄板にスライス加工するワイヤーソ一に供給する切断用ワイヤーの搬送に適している。

Claims

請求の範囲

1 . ワイヤーソ一に供給する切断用ワイヤーを巻き取る 2つのワイヤーボビンと、前記 2つのワイヤーボビンの間を走行する切断用ワイヤーを案内する複数のワイヤ一溝を備えたガイドローラーとを有する切断用ワイヤーの搬送装置であって、前記ガイドローラーを前記複数のワイヤー溝の位置に合わせて回転軸の方向に段階的に移動させる移動機構を設けることにより、前記複数のワイヤ一溝のうち、切断用ワイヤーを巻き付けるワイヤー溝を、前記ガイドローラーを取り付けた状態で変更できることを特徴とする切断用ワイヤーの搬送装置。

2 . 前記ガイドローラーを回転軸の方向に移動させる移動機構がネジ機構であり、握りハンドルを回転させてネジを回すことによって前記ガイドローラーを回転軸の方向に移動できるとともに、前記ガイドローラーを固定するためのストッパーを有することにより前記ガイドローラーを前記複数のワイヤー溝の位置に合わせられることを特徴とする請求の範囲 1項に記載の切断用ワイヤーの搬送装置。

3 . 前記ガイ'ドローラーを回転軸の方向に移動させる移動機構が、案内溝とキ一からなるクラッチ機構であり、前記案内溝に挿入するキーの位置を変えることにより前記ガイドローラ一を前記ガイドロ一ラーを前記複数のワイヤー溝の位置に合わせられることを特徴とする請求の範囲 1項に記載の切断用ワイヤーの搬送装置。