WO2016133239A1 - 와이어 쏘의 권선 롤러 - Google Patents

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WO2016133239A1
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outer body
winding roller
adhesive
flange
wire
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PCT/KR2015/003017
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정진동
조재희
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신기산업 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a winding roller of a wire saw, and more particularly, to form a carbon outer body of the winding roller for cutting the ingot to a thin thickness of carbon to exert light and sufficient strength, and also an outer body made of carbon
  • the present invention relates to a wire saw winding roller that enables simple and firm coupling of a fixing flange made of and metal with an adhesive, and improves assemblability and economically reduces costs.
  • a column-shaped ingot is made of polysilicon made of sand or the like, and the ingot is thinly cut to produce a wafer in the form of a plate.
  • a slicing process of cutting the ingot into sheets to manufacture a wafer is performed.
  • This slicing process has a number of methods, the typical one of which is to reciprocate the diamond wire or high tension wire in the chamber at high speed while spraying a slurry solution thereon, which is cut by friction between the slurry and the single crystal ingot attached to the wire. It is a wire saw method.
  • the wire saw method as described above is widely used because the ingot can be cut into several wafers at the same time to improve the production yield per unit time. This will be described based on FIG. 1.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing cutting of an ingot by a wire saw.
  • the wire 20 is wound around the winding roller 10 so that the wire 20 travels at high speed due to the rotation of the winding roller 10.
  • the ingot 30 is cut by the wire 20 which travels at high speed while the fixing unit 40 fixing the ingot 30 descends, and at this time, a chemical liquid made of a mixture of silicon carbide and coolant, etc.
  • Phosphorous slurry slurry
  • slurry is supplied to the ingot 30 cut by the wire 20 is cut by the friction of the slurry and the single crystal ingot 30 buried in the wire 20.
  • the wire 20 cut the ingot 30 supplies the new wire 20 to the winding roller 10 from the wire supply reel according to the state, or the wire 20 used for cutting the ingot is collected by a recovery roller ( 50) to be used again.
  • the method of cutting the slurry by supplying the slurry to the wire 20 and the ingot 30 has a disadvantage in that it takes a lot of time when the ingot 30 is cut, and the slurry is a chemical liquid mixed with an abrasive. There is concern about contamination.
  • This diamond cutting method is capable of producing high quality wafers because the damage depth of the wafer surface and the surface foreign matters are remarkably low.
  • the wire saw for cutting the ingot by the slurry or diamond as described above is wound around the winding roller 10 so that the wire 20 travels at high speed due to the rotation of the winding roller 10. ) Will be cut.
  • the content of such a wire saw is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-1064875 which is the following patent document.
  • the driving motor for rotating the winding roller is axially coupled with the winding roller, thereby cutting the ingot according to the rotational speed and the rotational direction of the driving motor.
  • the winding roller has a very large volume and load having an outer diameter of 330 mm or more and a length of 930 mm or more.
  • the urethane resin for protecting the wire is formed to have a considerable thickness to the outer diameter of the winding roller, thereby further increasing the load of the winding roller.
  • the rotational force of the driving motor must be increased in proportion to the load of the winding roller so that the winding roller can be rotated smoothly.
  • the driving motor is used to accelerate, decelerate, and change the direction of rotation of the winding roller. Should be able to exert great power.
  • the winding roller of the conventional wire saw has a problem of structurally weighting the load of the winding roller because both the outer body and the fixed flange is made of metal, and after the fixed flange is installed at both ends of the outer body, respectively, the fixed flange and the outer Since the part contacted by the sieve fixed by welding, there was an uncomfortable problem due to the welding work, and there was a problem that the assembly cost is lowered and the cost is increased due to the welding work.
  • An object of the present invention is to invent the conventional drawbacks as described above, by forming the outer body of the winding roller, the wire is wound with carbon to be as light as possible while showing sufficient strength, through which the winding roller is a high speed It is to provide a winding roller of a wire saw that can reduce the load on the drive motor that provides rotational force to the winding roller without causing eccentricity even when rotating.
  • Another object of the present invention is to simply and firmly combine the outer flange made of carbon and the fixed flange made of metal with an adhesive to improve durability, and also to improve the assemblability and at the same time economically reduce the cost.
  • the present invention is to form a cylindrical body of which the inside is hollow and both ends of the outer body is made of strong carbon having a light weight and sufficient strength; Installing a central axis provided with a plurality of reinforcement wings in the outer body; Fixing flanges respectively coupled to both ends of the outer body form insertion members fixed with an adhesive and fixed with an inner diameter of the outer body, a locking member in close contact with the side of the outer body, and a shaft hole into which the central axis is fitted.
  • Fixing flanges respectively coupled to both ends of the outer body form insertion members fixed with an adhesive and fixed with an inner diameter of the outer body, a locking member in close contact with the side of the outer body, and a shaft hole into which the central axis is fitted.
  • the outer peripheral surface of the insertion member provided in the fixing flange is formed with a plurality of adhesive grooves at appropriate intervals so that the adhesive is filled.
  • the adhesive groove of the insertion member is formed of one of a right triangle, a V shape, and a quadrangle.
  • both sides of the reinforcing blade provided on the central axis is to form a reinforcing rib.
  • the present invention is to form a locking step in close contact with the side of the central axis in the shaft hole provided in the fixing flange.
  • the auxiliary flange is detachably mounted to the outside of the fixing flange, the auxiliary flange is formed to form a connection member in close contact with the locking member of the fixed flange, the locking member and the connecting member has a coupling groove facing each other Each of them is formed, and the outer surface of the fixing flange protrudes the shaft, the inner surface of the auxiliary flange is to form a shaft hole that the shaft is fitted.
  • the outer body of the winding roller on which the wire is wound is formed of carbon and can exhibit the sufficient strength while being as light as possible, no eccentricity occurs even when the winding roller rotates at high speed, and the winding roller There is an effect that can reduce the load on the drive motor to provide a torque to the.
  • the outer body made of carbon and the fixed flange made of metal are combined with a simple and solid adhesive, the durability can be improved, and as the structure is simplified by eliminating the welding operation, the assembly can be improved and the cost is economically improved. There is an effect to reduce the.
  • 1 is a schematic diagram showing cutting of an ingot by a wire saw.
  • Figure 2 is a front sectional view showing a winding roller of the wire saw of the present invention.
  • Figure 3 is a side cross-sectional view showing a winding roller of the wire saw of the present invention.
  • Figure 4 is an enlarged cross-sectional view showing the main part of the present invention.
  • 5, 6, 7 is a cross-sectional view showing another embodiment of the adhesive groove according to the present invention.
  • FIG. 8 is a front sectional view showing another embodiment of the present invention.
  • the winding roller 200 of the wire saw according to the present invention as shown in Figures 2 to 8, the outer body 210 made of carbon having a hollow cylindrical shape and both ends open; A central shaft 220 installed inside the outer body 210 and having a plurality of reinforcement wings 221;
  • the insertion member 231 is formed to be extended to the length (L) to be fitted to both ends of the outer body 210 and fixed with an adhesive, the inclined surface (231b) formed from the inside to the outside on the inner circumferential surface, and is in close contact with the side of the outer body 210
  • the fastening flange 230 having a locking member 232 and a shaft hole 233 into which the central shaft 220 is fitted is a basic feature of the technical configuration.
  • the winding roller 200 of the present invention is to wound a wire for cutting the ingot to a thin thickness
  • this winding roller 200 is composed of the outer body 210 and the central axis 220 and the fixed flange 230 Therefore, when they are assembled, an empty space is formed therein so that the load is reduced and the eccentricity does not occur even at a high speed rotation.
  • the outer body 210 constitutes an outer core of the winding roller 200.
  • the outer body 210 has a cylindrical shape having an inner hollow and both ends thereof are opened. At this time, according to the present invention, the outer body 210 is made of carbon that can exhibit sufficient strength and strength.
  • the outer body 210 has a shape of a cylindrical column having a predetermined length but forms an hollow inside thereof. At this time, the outer body 210 is made of carbon and both ends are open so that the central axis 220 is inserted through the both ends so that the central axis 220 is located inside the outer body 210.
  • the central shaft 220 constitutes an inner core of the winding roller 200, and the central shaft 220 is installed inside the outer body 210.
  • the central axis 220 has a cylindrical shape of the inside is hollow, both ends are open, a plurality of reinforcement wings 221 are formed on the central axis 220.
  • the central axis 220 is installed inside the outer body 210 as described above, the reinforcement blade 221 is formed integrally with the central axis 220 in the central axis 220, the central axis 220 ) Will form a hollow inside.
  • the central axis 220 has a shape of any one of a circular, square, and polygonal shape, and the inside thereof is hollow.
  • the outer shape of the central axis 220 is a polygon rather than a circular shape, a wider cross-sectional area of the reinforcing blade 221 is formed, thereby improving durability.
  • the central shaft 220 is made of metal, unlike the outer body 210 made of carbon.
  • a reinforcing blade 221 is formed on the outer circumferential surface of the central shaft 220, the reinforcing blade 221 is to be reinforced so that the structure of the winding roller 200 more robust.
  • Such a reinforcing blade 221 may be formed to be formed in a circular shape when the reinforcing blade 221 is combined so that the reinforcing blade 221 is in close contact with the inner peripheral surface of the outer body 210, in some cases, the central axis 220 It may be formed so as to extend only between the outer circumferential surface and the inner circumferential surface of the outer body (210).
  • the winding roller 200 rotates at a high speed. It has sufficient strength that it does not bend or cause eccentricity in a portion of the outer body 210.
  • the reinforcing rib 221a is formed on both sides of the reinforcing blade 221 provided in the central axis 220. At this time, the reinforcing rib 221a formed on the reinforcing blade 221 serves to reinforce strength while reducing the weight of the central axis 220.
  • the fixing flange 230 constitutes a coupling of the winding roller 200, the fixing flange 230 is fitted to both ends of the outer body 210 is firmly fixed with an adhesive.
  • the fixing flange 230 is made of a metal, and the fixing flange 230 is inserted into the inner diameter of the outer body 210 is inserted into the member 231 and firmly fixed with an adhesive, the outer body 210
  • the engaging member 232 is in close contact with the side of the), and the shaft hole 233 to which the central shaft 220 is fitted is formed.
  • the fixed flange 230 is installed at both ends of the outer body 210, respectively, the fixed flange 230 has a ring shape and the insertion member 231 forming a concentric circle with the axis of the outer body 210 is formed do. That is, the portion facing the side end of the outer body 210 is formed with an insertion member 231 having a diameter equal to or smaller than the inner diameter of the outer body 210 to be inserted into the inner peripheral surface of the outer body 210, At the point where the insertion member 231 ends, the locking member 232 is formed.
  • a step-shaped step is formed on the outer circumferential surface of the fixed flange 230 as illustrated in the drawing.
  • the fixing flange 230 forms a locking member 232 to correspond to both ends of the insertion member 231 and the outer body 210 to be fitted to the inner diameter of the outer body 210, but the inner circumferential surface of the insertion member 231 from the inside By forming the inclined surface 231b to the outside, there is an effect of reducing weight and preventing unnecessary centrifugal force during rotation.
  • the insertion member 231 is extended to a length (L) as shown in Figure 2 is configured to increase the contact area of the adhesive.
  • Adhesive is applied to the outer circumferential surface of the insertion member 231 and the inner circumferential surface of the outer body 210 when the fixing flange 230 and the outer body 210 are coupled, and in this state, the insertion member 231 is moved to the inner diameter of the outer body 210. When pressed in, the fixing flange 230 and the outer body 210 are firmly fixed by the adhesive.
  • the fixing flange 230 is provided with a coupling groove 234 into which the coupling flange connected to the rotation shaft of the driving motor is inserted, and a coupling groove 235 for fastening and fixing the coupling flange is formed around the coupling groove 234. Is formed.
  • a plurality of adhesive grooves 231a are formed on the outer circumferential surface of the insertion member 231 provided in the fixing flange 230 so that the adhesive is filled.
  • the adhesive groove 231a serves to maintain the adhesive by preventing the adhesive from being pushed when the insert member 231 is pressed into the inner diameter of the outer body 210. That is, when pushing the insertion member 231 of the fixed flange 230 into the inner diameter of the outer body 210, the adhesive groove is pushed into the adhesive groove 231a of the insertion member 231 without being pushed out to the outside, the adhesive groove Since the 231a is filled and the adhesive is maintained, the fixing flange 230 may be more firmly fixed by increasing the adhesive force and the contact area.
  • the adhesive groove 231a may be formed of any one of a right triangle, a V shape, and a quadrangle. That is, according to an embodiment of the present invention, as shown in Figure 4, the adhesive groove 231a is formed in a right triangle having one inclined surface and the other vertical surface, according to another embodiment of the present invention the adhesive as shown in FIG.
  • the groove 231a is formed in a V shape having both inclined surfaces, and according to another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 6, the adhesive groove 231a is formed in a quadrangle having both vertical surfaces and a horizontal bottom surface.
  • the adhesive groove 231a may be formed in a shape having one curved surface and the other vertical surface.
  • the engaging jaw (233a) is in close contact with the side of the central shaft 220 in the shaft hole 233.
  • the locking step 233a serves to prevent the flow of the central axis (220).
  • the auxiliary flange 240 is detachably mounted on the outside of the fixed flange 230, and the auxiliary flange 240 of the fixed flange 230 is disposed.
  • a connecting member 241 is formed to be in close contact with the locking member 232, and fastening grooves 232a and 241a facing each other are formed in the locking member 232 and the connecting member 241, respectively.
  • the outer surface of the 230 is projected to the shaft 236, the inner surface of the auxiliary flange 240 is characterized in that the shaft hole 242 to which the shaft 236 is fitted.
  • the auxiliary flange 240 is made of a metal, the auxiliary flange 240 and the fixed flange 230 is detachably coupled to the screw through the fastening grooves (232a, 241a), and the auxiliary flange A coupling groove 243 into which the coupling flange connected to the rotating shaft of the driving motor is inserted is formed at 240, and a coupling groove 244 is formed around the coupling groove 243 to fasten and fix the coupling flange.
  • the fixing flange 230 is fixed to the outer body 210 by an adhesive, it is difficult to remove when replacing, the secondary flange 240 to the outside of the fixing flange 230 fastening groove Since it is detachably mounted by screwing through 232a and 241a, the fixing flange 230 and the auxiliary flange 240 can be easily separated during replacement.
  • the outer body 210 of the winding roller 200 in which the wire is wound is formed of carbon and can exhibit the sufficient strength while being as light as possible, there is no eccentricity even when the winding roller 200 rotates at a high speed.
  • the wire wound on the winding roller 200 is not disconnected, and even if a load is applied in a direction crossing the axis of the winding roller 200, the winding roller 200 has a strength that does not bend, and the winding roller 200
  • By reducing the load of the driving motor that provides the rotational force to the winding roller 200 as the total load of the lighter there is an advantage that can prevent the failure of the driving motor due to the overload due to overloading the driving motor.
  • the present invention can improve the durability since the outer body 210 made of carbon and the fixing flange 230 made of metal are simply and firmly bonded with an adhesive, and the welding work is eliminated, thereby improving assembly performance. At the same time, it has the advantage of reducing costs economically.
  • the winding roller of the wire saw of the present invention can be used in a wire saw type apparatus for making a wafer by thinly cutting a column-shaped ingot made of polysilicon into a high tension wire.
  • the winding roller of the wire saw of the present invention is a winding of the wire, so that the eccentricity does not occur even when the winding roller rotates at high speed, such as reducing the load applied to the driving motor for the winding roller, improving durability, improving assembly performance, and reducing economic cost. It can be used in a wire saw type device to have an effect.

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Abstract

본 발명은 잉곳을 얇은 두께로 절단하는 와이어가 감기는 권선 롤러의 외체를 카본으로 형성하여 가볍고 충분한 강도를 발휘할 수 있도록 하고, 또한 카본으로 이루어진 외체와 금속으로 이루어진 고정플랜지를 접착제로 간단하고도 견고하게 결합할 수 있도록 하며, 그리고 조립성을 향상시키는 동시에 경제적으로 비용을 절감할 수 있도록 한 와이어 쏘의 권선 롤러에 관한 것이다. 본 발명은 내부가 중공된 원통의 형상을 갖고 양측단이 개방된 카본으로 이루어지는 외체(210); 상기 외체(210)의 내부에 설치되고 다수의 보강날개(221)를 구비하는 중심축(220); 상기 외체(210)의 양측단에 끼워져 접착제로 고정되도록 길이(L)로 길게 연장되어 내주면에 내측에서 외측으로 경사면(231b)이 형성된 삽입부재(231)와, 외체(210)의 측면과 밀착되는 걸림부재(232), 및 중심축(220)이 끼워지는 축공(233)을 구비하는 고정플랜지(230)를 포함하여 구성된다.

Description

와이어 쏘의 권선 롤러
본 발명은 와이어 쏘의 권선 롤러에 관한 것으로, 더 상세하게는 잉곳을 얇은 두께로 절단하는 와이어가 감기는 권선 롤러의 외체를 카본으로 형성하여 가볍고 충분한 강도를 발휘할 수 있도록 하고, 또한 카본으로 이루어진 외체와 금속으로 이루어진 고정플랜지를 접착제로 간단하고도 견고하게 결합할 수 있도록 하며, 그리고 조립성을 향상시키는 동시에 경제적으로 비용을 절감할 수 있도록 한 와이어 쏘의 권선 롤러에 관한 것이다.
일반적으로 태양전지를 제조하기 위해서는 모래 등을 원료로 한 폴리 실리콘으로 기둥 모양의 잉곳을 만들고 이 잉곳을 얇게 잘라 판모양의 웨이퍼를 우선 생산해야 한다.
즉, 상기 잉곳의 성장(growing) 공정이 완료된 후에는 웨이퍼로 제조하기 위해 잉곳을 낱장 단위로 절단하는 슬라이싱 공정이 진행된다. 이러한 슬라이싱 공정은 여러 가지 방식이 있는데, 그 대표적인 것은 챔버 내에서 다이아몬드 와이어 또는 고장력 와이어를 빠른 속도로 왕복 주행시키면서 그 위에 슬러리(slurry) 용액을 분사시켜 와이어에 묻은 슬러리와 단결정 잉곳의 마찰에 의해 절단하는 와이어 쏘(Wire Saw) 방식이다.
상기와 같은 와이어 쏘 방식은 잉곳을 동시에 여러 개의 웨이퍼로 절단할 수 있어 단위 시간당 생산수율을 향상시킬 수 있기 때문에 현재 널리 쓰이고 있다. 이를 도 1에 의거하여 설명한다.
도 1은 와이어 쏘에 의한 잉곳의 절단을 나타낸 개략도이다. 도면을 참조하여 설명하면, 상기 와이어 쏘 방식은 권선 롤러(10)에 와이어(20)가 권선되어 권선 롤러(10)의 회전으로 인해 와이어(20)가 고속 주행하게 된다.
그리고, 잉곳(30)을 고정하는 고정유닛(40)이 하강하면서 고속 주행하는 와이어(20)에 의해 잉곳(30)이 절단하게 되며 이때, 탄화규소와 냉각수(coolant) 등을 섞어 만든 화학용 액체인 슬러리(slurry)를 와이어(20)에 의해 절단되는 잉곳(30)에 공급하여 와이어(20)에 묻은 슬러리와 단결정 잉곳(30)의 마찰에 의해 절단하게 된다.
이와 같이 잉곳(30)을 절단한 와이어(20)는 그 상태에 따라 와이어 공급 릴로부터 새로운 와이어(20)를 권선 롤러(10)에 공급하거나 또는 잉곳 절단에 사용된 와이어(20)를 회수 롤러(50)로 회수하여 다시 사용하게 된다.
그러나, 상기와 같은 슬러리를 와이어(20)와 잉곳(30)에 공급해 절단하는 방식은 잉곳(30)을 절단할 때 많은 시간이 걸리는 단점이 있을 뿐만 아니라 슬러리는 연마제를 섞은 화학용 액체이기 때문에 환경오염에 대한 우려가 있다.
따라서, 상기와 같은 슬러리를 이용한 와이어 쏘 방식의 문제점을 해결하기 위해 다이아몬드 입자가 포함된 와이어로 잉곳을 절단하는 방식이 등장하게 되었다. 이러한 다이아몬드 절단방식은 웨이퍼 표면 손상 정도(damage depth)나 표면 이물질이 현저하게 낮아 양질의 웨이퍼를 생산할 수 있게 된다.
한편, 상기와 같은 슬러리 또는 다이아몬드에 의해 잉곳을 절단하는 와이어 쏘는 앞서 설명한 바와 같이 권선 롤러(10)에 와이어(20)가 권선되어 권선 롤러(10)의 회전으로 인해 와이어가 고속 주행하여 잉곳(30)을 절단하게 된다. 이러한 와이어 쏘에 대한 내용은 하기 특허문헌인 국내 등록특허공보 제10-1064875호에 개시되어 있다.
따라서, 상기 권선 롤러를 회전시키기 위한 구동모터가 권선 롤러와 축 결합하게 되어, 구동모터의 회전 속도 및 회전 방향에 따라 잉곳을 절단하게 된다. 특히, 상기 권선 롤러는 외경의 지름이 330mm 이상이고, 그 길이가 930mm 이상인 매우 큰 부피와 하중을 갖게 된다.
또한, 상기 권선 롤러의 외경으로 와이어가 권선될 때 와이어를 보호하기 위한 우레탄 수지가 권선 롤러의 외경에 상당한 두께로 형성되기 때문에 권선 롤러의 하중을 더욱 가중시키게 된다.
이와 같이 권선 롤러가 상당한 하중을 갖게 되면, 권선 롤러를 원활하게 회전시킬 수 있도록 구동모터의 회전력도 권선 롤러의 하중에 비례하게 커져야 하며 특히, 권선 롤러의 가속과 감속 및 회전방향 전환을 위해 구동모터가 큰 힘을 발휘할 수 있어야 한다.
이와 같이, 권선 롤러의 하중이 증가하게 되면 이에 따라 구동모터가 발휘할 수 있는 회전력도 커져야 하기 때문에 구동모터의 효율이 저하된다.
또한, 상기와 같이 권선 롤러의 하중이 증가하게 되면, 권선 롤러의 고속 회전시 편심이 발생하게 되어 권선 롤러에 감기는 와이어가 균일하게 권선 롤러에 감기지 않게 되며, 이에 따라 와이어의 단선과 같은 문제를 발생시켜 와이어를 재사용하는데 어려움이 있다.
종래의 와이어 쏘의 권선 롤러는 외체와 고정플랜지가 모두 금속으로 제작되었기 때문에 구조적으로 권선 롤러의 하중을 가중시키는 문제점이 있었으며, 또한 고정플랜지가 외체의 양측단에 각각 설치된 후에는 상기 고정플랜지와 외체가 접하는 부분을 용접으로 고정하였기 때문에 용접작업으로 인한 불편한 문제점이 있었으며, 그리고 용접작업으로 인하여 조립성이 저하되는 동시에 비용이 상승하게 되는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 상기에서와 같은 종래의 결점을 해소하기 위해 발명한 것으로, 와이어가 권선되는 권선 롤러의 외체를 카본으로 형성하여 최대한 가볍게 하면서도 충분한 강도를 발휘할 수 있도록 하고, 이를 통해 권선 롤러가 고속 회전하여도 편심이 발생하지 않고, 권선 롤러에 회전력을 제공하는 구동모터에 부하를 감소시킬 수 있도록 한 와이어 쏘의 권선 롤러를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 카본으로 이루어진 외체와 금속으로 이루어진 고정플랜지를 접착제로 간단하고도 견고하게 결합하여 내구성을 향상시킬 수 있도록 하고, 또한 조립성을 향상시킬 수 있도록 하는 동시에 경제적으로 비용을 절감할 수 있도록 한 와이어 쏘의 권선 롤러를 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 내부가 중공으로 된 원통의 형상을 갖고 양측단이 개방된 외체를 경량이면서도 충분한 강도를 가지는 강한 카본으로 형성하고; 상기 외체의 내부에 다수의 보강날개가 구비된 중심축을 설치하며; 상기 외체의 양측단에 각각 결합되는 고정플랜지에는 외체의 내경으로 끼워져 접착제로 고정되는 삽입부재와, 외체의 측면과 밀착되는 걸림부재, 및 중심축이 끼워지는 축공을 형성한 것이다.
상기 외체의 양측단에 각각 결합되는 고정플랜지에는 외체의 내경으로 끼워져 접착제로 고정되는 삽입부재와, 외체의 측면과 밀착되는 걸림부재, 및 중심축이 끼워지는 축공을 형성한 것이다.
또한 본 발명에서 상기 고정플랜지에 구비된 삽입부재의 외주면에는 접착제가 채워지도록 적정 간격을 두고 다수의 접착홈을 형성한 것이다.
또한 본 발명에서 상기 삽입부재의 접착홈은 직각삼각형이나 브이형 또는 사각형 중 어느 하나로 형성한 것이다.
또한 본 발명에서 상기 중심축에 구비된 보강날개의 양측에는 보강리브를 형성한 것이다.
또한 본 발명에서 상기 고정플랜지에 구비된 축공의 내부에는 중심축의 측면과 밀착되는 걸림턱을 형성한 것이다.
또한 본 발명에서 상기 고정플랜지의 외측에 보조플랜지를 분리가능하게 장착하되, 상기 보조플랜지에는 고정플랜지의 걸림부재에 밀착되는 연결부재를 형성하고, 상기 걸림부재와 연결부재에는 서로 마주하는 체결홈을 각각 형성하며, 상기 고정플랜지의 외면에는 축을 돌출시키고, 상기 보조플랜지의 내면에는 축이 끼워지는 축공을 형성한 것이다.
본 발명의 와이어 쏘의 권선 롤러에 따르면, 와이어가 권선되는 권선 롤러의 외체가 카본으로 형성되어 최대한 가볍게 하면서도 충분한 강도를 발휘할 수 있기 때문에, 권선 롤러가 고속 회전하여도 편심이 발생하지 않고, 권선 롤러에 회전력을 제공하는 구동모터에 부하를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 카본으로 이루어진 외체와 금속으로 이루어진 고정플랜지가 접착제로 간단하고도 견고하게 결합되므로 내구성을 향상시킬 수 있고, 그리고 용접작업이 삭제되어 구조가 간단해지므로 조립성을 향상시킬 수 있는 동시에 경제적으로 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 와이어 쏘에 의한 잉곳의 절단을 나타낸 개략도.
도 2는 본 발명의 와이어 쏘의 권선 롤러를 나타낸 정단면도.
도 3은 본 발명의 와이어 쏘의 권선 롤러를 나타낸 측단면도.
도 4는 본 발명의 요부를 나타낸 확대단면도.
도 5, 6, 7 은 본 발명에 따른 접착홈의 다른 실시예를 보인 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예를 보인 정단면도.
이하 첨부된 도면에 따라서 본 발명의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 와이어 쏘의 권선 롤러(200)는 도 2 내지 도 8에 도시되는 바와 같이, 내부가 중공된 원통형의 형상을 갖고 양측단이 개방된 카본으로 이루어지는 외체(210); 상기 외체(210)의 내부에 설치되고 다수의 보강날개(221)를 구비하는 중심축(220); 상기 외체(210)의 양측단에 끼워져 접착제로 고정되도록 길이(L)로 길게 연장되어 내주면에 내측에서 외측으로 경사면(231b)이 형성된 삽입부재(231)와, 외체(210)의 측면과 밀착되는 걸림부재(232), 및 중심축(220)이 끼워지는 축공(233)을 구비하는 고정플랜지(230)를 포함하여 구성된 것을 그 기술적 구성상의 기본적인 특징으로 한다.
여기서, 본 발명의 권선 롤러(200)는 잉곳을 얇은 두께로 절단하는 와이어를 권선하는 것으로, 이러한 권선 롤러(200)는 외체(210)와 중심축(220) 및 고정플랜지(230)로 이루어지고, 이들이 조립되었을 때 그 내부에 빈 공간이 형성되므로 하중을 감소시키면서 고속 회전에도 편심이 발생하지 않는 강도를 갖게 된다.
상기 외체(210)는 권선 롤러(200)의 외부코어를 구성하는 것으로, 이러한 외체(210)는 내부가 중공으로 된 원통형의 형상을 갖고 양측단이 개방된다. 이때, 본 발명에 따르면 상기 외체(210)는 경량이면서도 강도를 충분히 발휘할 수 있는 카본으로 이루어진다.
상기 외체(210)는 소정의 길이를 갖는 원통 기둥의 형상을 갖되 그 내부가 빈 중공을 형성하게 된다. 이때, 상기 외체(210)는 카본으로 이루어지며 양측단이 개방되어 상기 양측단을 통해 중심축(220)이 삽입되어 외체(210)의 내부에 중심축(220)이 위치하게 된다.
상기 중심축(220)은 권선 롤러(200)의 내부코어를 구성하는 것으로, 이러한 중심축(220)은 외체(210)의 내부에 설치된다. 이때, 상기 중심축(220)은 내부가 중공으로 된 원통형의 형상을 갖고 양측단이 개방되며, 상기 중심축(220)에는 다수의 보강날개(221)가 형성된다.
상기 중심축(220)은 앞서 설명한 바와 같이 외체(210)의 내부에 설치되는데, 상기 중심축(220)에는 보강날개(221)가 중심축(220)과 일체로 형성되며, 상기 중심축(220)은 그 내부가 빈 중공을 형성하게 된다.
상기 중심축(220)은 외형이 원형, 사각, 다각 중 어느 하나의 형상으로 이루어지고 그 내부가 중공된 것을 특징으로 한다.
상기 중심축(220)의 외형을 원형이 아닌 다각으로 할 경우 보강날개(221)의 결합 단면적이 넓게 형성되므로 회전시 내구성을 증진시키는 효과가 있다.
상기 중심축(220)은 카본으로 이루어진 외체(210)와는 달리 금속으로 이루어진다.
상기 중심축(220)의 외주면에는 보강날개(221)가 형성되는데, 상기 보강날개(221)는 권선 롤러(200)의 구조가 더욱 견고할 수 있도록 보강하게 된다.
이와 같은 보강날개(221)는 외체(210)의 내주면에 보강날개(221)가 밀착되도록 보강날개(221)가 조합되었을 때 전체적으로 원형으로 이루어지도록 형성될 수도 있고, 경우에 따라서는 중심축(220)의 외주면과 외체(210)의 내주면 사이까지만 연장되도록 형성될 수도 있다.
이처럼, 상기 외체(210)와 중심축(220)이 중공된 형상을 갖게 되면, 외체(210)와 중심축(220)의 내부에 빈 공간을 형성하게 되어 조립된 권선 롤러(200)의 전체 하중을 가볍게 할 수 있을 뿐만 아니라 보강날개(221)가 등간격으로 형성되어 권선 롤러(200)의 구조를 견고히 할 수 있게 된다.
특히, 상기와 같이 외체(210)의 내부가 중공될 때 중심축(220)의 외주면에서 보강날개(221)가 외체(210)의 내주면을 지지하게 됨으로써, 권선 롤러(200)가 고속 회전할 때 휘어지거나 외체(210)의 일부분에 편심이 발생하지 않는 충분한 강도를 갖게 된다.
본 발명에 따르면 상기 중심축(220)에 구비된 보강날개(221)의 양측에는 보강리브(221a)가 형성된 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 보강날개(221)에 형성된 보강리브(221a)는 중심축(220)의 중량을 줄이면서도 강도를 보강하는 역할을 수행한다.
상기 고정플랜지(230)는 권선 롤러(200)의 커플링을 구성하는 것으로, 이러한 고정플랜지(230)는 외체(210)의 양측단에 각각 끼워져 접착제로 견고하게 고정된다. 이때, 본 발명에 따르면 상기 고정플랜지(230)는 금속으로 이루어지고, 상기 고정플랜지(230)에는 외체(210)의 내경으로 끼워져 접착제로 견고하게 고정되는 삽입부재(231)와, 상기 외체(210)의 측면과 밀착되는 걸림부재(232), 및 상기 중심축(220)이 끼워지는 축공(233)이 형성된다.
상기 고정플랜지(230)는 외체(210)의 양측단에 각각 설치되는 것으로, 상기 고정플랜지(230)는 대략 링의 형상을 갖고 외체(210)의 축선과 동심원을 이루는 삽입부재(231)가 형성된다. 즉, 상기 외체(210)의 측단과 대면하는 부분은 외체(210)의 내주면에 삽입될 수 있도록 외체(210)의 내경 지름과 같거나 이보다 작은 지름을 가지는 삽입부재(231)가 형성되고, 상기 삽입부재(231)가 끝나는 지점에는 걸림부재(232)가 형성된다.
이렇게 고정플랜지(230)에 삽입부재(231)와 걸림부재(232)를 형성하게 되면 도면에 도시된 바와 같이 고정플랜지(230)의 외주면으로 계단 형상의 단차를 형성하게 되고, 상기 삽입부재(231)가 외체(210)의 내경에 삽입되어 걸림부재(232)의 일측이 외체(210)의 측면과 밀착된다. 상기와 같이 고정플랜지(230)가 외체(210)의 양측단에 각각 설치된 후에는 상기 고정플랜지(130)의 삽입부재(231)와 외체(110)가 접하는 부분이 접착제로 견고하게 고정된다.
또한 상기 고정플랜지(230)는 외체(210)의 내경에 끼워지는 삽입부재(231)와 외체(210)의 양단과 대응되도록 걸림부재(232)를 형성하되 삽입부재(231)의 내주면에 내측에서 외측으로 경사면(231b)을 형성함으로서 중량을 줄이는 동시에 회전시 불필요한 원심력을 방지하는 효과가 있다. 이때, 상기 삽입부재(231)는 도 2에서와 같이 길이(L)로 길게 연장되어 접착제의 접촉면적을 증대시키도록 구성된다.
상기 고정플랜지(230)와 외체(210)의 결합시 삽입부재(231)의 외주면과 외체(210)의 내주면에는 접착제가 도포되고, 이 상태에서 삽입부재(231)를 외체(210)의 내경으로 압입시키면 접착제에 의해 고정플랜지(230)와 외체(210)는 견고하게 고정된다.
상기 고정플랜지(230)에는 구동모터의 회전축과 연결되는 연결플랜지가 삽입되는 결합홈(234)이 형성되고, 상기 결합홈(234)의 둘레에는 연결플랜지를 체결 고정하기 위한 체결홈(235)이 형성된다.
본 발명에 따르면 상기 고정플랜지(230)에 구비된 삽입부재(231)의 외주면에는 접착제가 채워지도록 다수의 접착홈(231a)이 형성된 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 접착홈(231a)은 삽입부재(231)를 외체(210)의 내경으로 압입할 때, 접착제가 밀리는 현상을 방지하여 접착제가 유지되도록 하는 역할을 수행한다. 즉, 외체(210)의 내경으로 고정플랜지(230)의 삽입부재(231)를 밀어 끼울 때, 접착제가 외부로 밀려 빠져나가지 않고, 삽입부재(231)의 접착홈(231a)으로 밀려 들어가면서 접착홈(231a)에 채워져 접착제가 유지되기 때문에, 접착력과 접촉면적을 증대시켜 고정플랜지(230)를 한층 더 견고하게 고정시킬 수 있다.
본 발명에 따르면 상기 접착홈(231a)은 직각삼각형이나 브이형 또는 사각형 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 한다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따르면 도 4에서와 같이 상기 접착홈(231a)은 일측 경사면과 타측 수직면을 가지는 직각삼각형으로 형성되고, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 도 5에서와 같이 상기 접착홈(231a)은 양측 경사면을 가지는 브이형으로 형성되며, 또한 본 발명의 다른 실시예에 따르면 도 6에서와 같이 상기 접착홈(231a)은 양측 수직면과 수평바닥면을 가지는 사각형으로 형성된다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 도 7에서와 같이 상기 접착홈(231a)은 일측 만곡면과 타측 수직면을 가지는 형상으로 형성될 수도 있다.
본 발명에 따르면 상기 축공(233)의 내부에는 중심축(220)의 측면과 밀착되는 걸림턱(233a)이 형성된 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 걸림턱(233a)은 중심축(220)의 유동을 방지하는 역할을 수행한다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면 도 8에서와 같이, 상기 고정플랜지(230)의 외측에 보조플랜지(240)를 분리가능하게 장착하되, 상기 보조플랜지(240)에는 고정플랜지(230)의 걸림부재(232)에 밀착되는 연결부재(241)를 형성하고, 상기 걸림부재(232)와 연결부재(241)에는 서로 마주하는 체결홈(232a)(241a)을 각각 형성하며, 상기 고정플랜지(230)의 외면에는 축(236)을 돌출시키고, 상기 보조플랜지(240)의 내면에는 축(236)이 끼워지는 축공(242)을 형성한 것을 특징으로 한다. 이때, 상기 보조플랜지(240)는 금속으로 이루어지는 것으로, 상기 보조플랜지(240)와 고정플랜지(230)는 체결홈(232a)(241a)을 통해 나사체결로 분리가능하게 결합되고, 한편 상기 보조플랜지(240)에는 구동모터의 회전축과 연결되는 연결플랜지가 삽입되는 결합홈(243)이 형성되고, 상기 결합홈(243)의 둘레에는 연결플랜지를 체결 고정하기 위한 체결홈(244)이 형성된다.
상기와 같은 본 발명에 다른 실시예에 따르면 상기 고정플랜지(230)가 외체(210)에 접착제로 고정되어 교체시 분리가 어려우나, 상기 고정플랜지(230)의 외측으로 보조플랜지(240)가 체결홈(232a)(241a)을 통해 나사체결로 분리가능하게 장착되기 때문에 교체시 고정플랜지(230)와 보조플랜지(240)를 용이하게 분리할 수 있다.
따라서 이러한 본 발명은 와이어가 권선되는 권선 롤러(200)의 외체(210)가 카본으로 형성되어 최대한 가볍게 하면서도 충분한 강도를 발휘할 수 있기 때문에, 권선 롤러(200)가 고속 회전하여도 편심이 발생하지 않아 권선 롤러(200)에 감기는 와이어가 단선되지 않게 되고, 권선 롤러(200)의 축선과 교차하는 방향으로 하중이 걸리더라도 권선 롤러(200)가 휘어지지 않는 강도를 갖게 되며, 권선 롤러(200)의 전체 하중이 가벼워진 만큼 권선 롤러(200)에 회전력을 제공하는 구동모터에 부하를 감소시켜 구동모터에 무리를 주지 않아 과부하에 따른 구동모터의 고장을 방지할 수 있는 장점이 있다.
또한 이러한 본 발명은 카본으로 이루어진 외체(210)와 금속으로 이루어진 고정플랜지(230)가 접착제로 간단하고도 견고하게 결합되므로 내구성을 향상시킬 수 있고, 그리고 용접작업이 삭제되므로 조립성을 향상시킬 수 있는 동시에 경제적으로 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 와이어 쏘의 권선 롤러는 폴리 실리콘으로 이루어진 기둥 모양의 잉곳을 고장력 와이어로 얇게 잘라 웨이퍼를 만드는 와이어 쏘(Wire Saw) 방식의 장치에 이용될 수 있다.
본 발명의 와이어 쏘의 권선 롤러는 와이어를 권선하는 것으로서 권선 롤러가 고속 회전하여도 편심이 발생하지 않으므로 권선 롤러용 구동모터에 작용되는 부하의 감소, 내구성 향상, 조립성 향상, 경제적 비용 절감 등의 효과를 갖도록 와이어 쏘 방식의 장치에 이용될 수 있다.

Claims (6)

  1. 내부가 중공된 원통의 형상을 갖고 양측단이 개방된 카본으로 이루어지는 외체(210);
    상기 외체(210)의 내부에 설치되고 다수의 보강날개(221)를 구비하는 중심축(220);
    상기 외체(210)의 양측단에 끼워져 접착제로 고정되도록 길이(L)로 길게 연장되어 내주면에 내측에서 외측으로 경사면(231b)이 형성된 삽입부재(231)와, 외체(210)의 측면과 밀착되는 걸림부재(232), 및 중심축(220)이 끼워지는 축공(233)을 구비하는 고정플랜지(230)를 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어 쏘의 권선 롤러.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 삽입부재(231)의 외주면에는 접착제가 채워지도록 다수의 접착홈(231a)이 형성된 것을 특징으로 하는 와이어 쏘의 권선 롤러.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 접착홈(231a)은 직각삼각형이나 브이형 또는 사각형 중 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 와이어 쏘의 권선 롤러.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 보강날개(221)의 양측에는 보강리브(221a)가 형성된 것을 특징으로 하는 와이어 쏘의 권선 롤러.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 축공(233)의 내부에는 중심축(220)의 측면과 밀착되는 걸림턱(233a)이 형성된 것을 특징으로 하는 와이어 쏘의 권선 롤러.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 고정플랜지(230)의 외측에 보조플랜지(240)를 분리가능하게 장착하되, 상기 보조플랜지(240)에는 고정플랜지(230)의 걸림부재(232)에 밀착되는 연결부재(241)를 형성하고, 상기 걸림부재(232)와 연결부재(241)에는 서로 마주하는 체결홈(232a)(241a)을 각각 형성하며, 상기 고정플랜지(230)의 외면에는 축(236)을 돌출시키고, 상기 보조플랜지(240)의 내면에는 축(236)이 끼워지는 축공(242)을 형성한 것을 특징으로 하는 와이어 쏘의 권선 롤러.
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