JP2013010152A - ワイヤソーの加工液ノズル - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単で製造コストを低減することができる加工液ノズルを提供する。
【解決手段】ワイヤソーの加工部の上方に加工液ノズル１４をワイヤの配列方向に沿って延長配置して、その加工液ノズル１４からワイヤ上に加工液を供給する。加工液ノズル１４には、加工液供給部に連結され、下部に自身の延長方向に沿って供給口２０ａを設けた供給管２０と、その供給管２０内を上部室２０Ａと下部室２０Ｂとに区画するように供給管２０内に設けられ、自身の延長方向に沿って複数の透孔２２ａを配列した区画板２２とを備える。
【選択図】図５

Description

この発明は、例えば半導体材料、磁性材料、セラミックス等の脆性材料よりなるワークをワイヤにより切断加工するワイヤソーにおいて、ワイヤ上に加工液を供給するための加工液ノズルに関するものである。

一般に、ワイヤソーにおいては、複数の加工用ローラ間にワイヤが複数回周回されるとともに、そのワイヤ上に加工液ノズルがワイヤの配列方向に沿って延長配置されている。そして、加工用ローラの回転により、ワイヤが加工用ローラ間で延長方向に周回走行されながら、加工液ノズルの下部に設けられた供給口からワイヤ上にクーラントや砥粒を含むスラリ等よりなるスラリ加工液が供給される。この状態で、ワイヤに対してワークが押し付けられることにより、ワークに切断加工が施される。

この種のワイヤソーでは、ワークの切断加工時に、加工液が加工液ノズルの下部の供給口からワイヤの配列方向の全域にわたって均一に供給されることが望まれている。このような要望に対処するために、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されるような構成の加工液ノズルが従来から提案されている。

この従来構成においては、加工液ノズルが、加工液供給部に連結された小径の内側管と、その内側管の外側に間隔をおいて同心状に配置された大径の外側管とより構成されている。内側管の上部には、複数の透孔が自身の延長方向に沿って配列形成されている。外側管の下部には、スリット状の供給口が自身の延長方向に沿って配列形成されている。そして、加工液供給部から内側管内に導入される加工液が、内側管上の透孔から外側管内に流出された後、外側管の供給口からワイヤに向けて供給されるようになっている。

特開平７−１９５３５８号公報 特開２００５-１６９６０５号公報

ところが、この従来構成においては、加工液ノズルが小径の内側管と大径の外側管との二重構造になっている。このため、内側管と外側管が互いに両端部で位置決め支持される構造となり、加工液ノズルの構造が複雑で、加工や組み付け、清掃時の取外しなどに手間がかかるという問題があった。

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。その目的は、構造が簡単な加工液ノズルを提供することにある。

上記の目的を達成するために、この発明は、ワイヤソーの加工部の上方にワイヤの配列方向に沿って延長され、ワイヤ上に加工液を供給するための加工液ノズルにおいて、加工液供給部に連結され、下部に自身の延長方向に沿って供給口を有する供給管と、その供給管内を上下に区画するように供給管内に設けられ、自身の延長方向に沿って複数の透孔を配列した区画板とを備えたことを特徴としている。

従って、この発明の加工液ノズルにおいては、加工液供給部から供給管の上部室に導入される加工液がその上部室で一旦貯留され、さらに、その貯留室から区画板の透孔を通して供給管の下部室に流入された後、供給管の下部の供給口からワイヤに向けて供給される。よって、加工液をワイヤの配列方向の全域にわたって均一に供給することができる。また、加工液ノズルが供給管と板状の区画板とにより構成されているため、内側管と外側管との二重構造よりなる従来構成の加工液ノズルに比較して、構造を簡略化することができて、加工を簡略化することができ、ノズルの組み付けや清掃時の取外しなどを容易にできる。

前記の構成において、前記供給管を角パイプによって構成するとともに、前記供給口を下角部に形成し、前記区画板を対向する横角部間に設けるとよい。
前記の構成において、前記区画板を供給管の端部から出し入れ可能に構成するとよい。

前記の構成において、前記供給管を多角形パイプによって構成するとともに、前記区画板を対向する横角部間に設けるとよい。
前記の構成において、前記供給口を下角部に形成するとよい。

前記の構成において、前記区画板を供給管の端部から出し入れ可能にするとよい。
前記の構成において、前記供給口を保持するための遮へい板を供給管の外側に設けるとよい。

前記の構成において、前記区画板をその幅方向の中央部で屈曲するとよい。

以上のように、この発明によれば、加工液ノズルの構造が簡単で加工や組み付け、清掃時の取外しなどが容易になるという効果を発揮する。

一実施形態のワイヤソーを示す概略正面図。 図１のワイヤソーの平面図。 同ワイヤソーの加工液供給部及び加工液ノズルを拡大して示す側面図。 加工液ノズルの接続構成を示す断面図。 図３の加工液ノズルの一部を拡大して示す部分断面図。 図３の５−５線における拡大断面図。 加工液ノズルの端部の構成を分解して示す斜視図。

以下に、この発明の一実施形態を図面に従って説明する。
図１及び図２に示すように、この実施形態のワイヤソーにおいては、図示しないフレーム上の加工部に複数（実施形態では一対）の加工用ローラ１１が一対の支持ブラケット１２を介して、横方向へ平行に延びる軸線を中心に回転可能に支持されている。各加工用ローラ１１の外周面には複数の環状溝１１ａが所定のピッチで形成され、両加工用ローラ１１の環状溝１１ａ間にはワイヤ１３が複数回周回されている。各加工用ローラ１１の上方位置においてワイヤ１３の配列方向に沿って延長配置されるように、支持ブラケット１２間には一対の加工液ノズル１４が架設されている。

そして、図１に示すように、加工用ローラ１１の回転により、ワイヤ１３が加工用ローラ１１間で延長方向に周回走行されながら、各加工液ノズル１４からワイヤ１３に対して砥粒を含む加工液が供給される。この状態で、ワイヤ１３にワークＷが押し付けられることによって、ワークＷに切断加工が施される。

図３に示すように、前記両加工液ノズル１４に対応して一方の支持ブラケット１２には、供給管路等よりなる一対の加工液供給部１５が配置されている。図４に示すように、各加工液供給部１５の下端には一次側口金１６が固定され、その一次側口金１６の端面には接続口１６ａが開口されている。各加工液ノズル１４の一端部には、加工液供給部１５の一次側口金１６に着脱可能に接続される二次側口金１７が固定されている。二次側口金１７の端面には、一次側口金１６の接続口１６ａに接続可能な接続口１７ａが開口されている。図３及び図４に示すように、前記一次側口金１６の端面には上下方向に延びる凹溝３０が形成されている。ノズル１４側の二次側口金１７の端面には、凹溝３０に係合可能な係合部３１が設けられている。前記一次側口金１６と二次側口金１７との間には、ノズル１４の装着にともなって二次側口金１７を一次側口金１６に対する接続方向(図３の右方向)へ引き込むように移動させるための一対のカム溝３４とカム片３５とよりなるカム構造３３が設けられている。各加工液ノズル１４の他端部には、他方の支持ブラケット１２上の長孔よりなる係止部１８に係脱可能なピン１９が突設されている。この他端部を決めた状態でノズル１４の一端部を上方からゆるやかに曲線を描くように加工液供給部に装着する。この時、まず、凹溝３０と係合部３１との係合によって口径方向の横位置が決まり、次に一対のカム溝３４とカム片３５とにより、二次側口金１７が一次側口金１６に対して接続方向及び上下方向に位置決めされて両口金１６，１７の接続口１６ａ，１７ａが密着状態に接続される。

図５及び図６に示すように、前記加工液ノズル１４には、供給管２０と、その供給管２０の上面に沿って一端部から中間部にかけて接合固定された導入管２１と、供給管２０内を上部室２０Ａと下部室２０Ｂとに区画するように供給管２０内に配置された区画板２２とが備えられている。供給管２０は断面四角形状の角パイプによって構成され、各角部を上下及び両側に位置させた状態で配置されている。供給管２０の下角部には、ワイヤ１３上に加工液を供給するためのスリット状の供給口２０ａが自身の延長方向に沿って延びるように形成されている。

図３及び図５に示すように、前記導入管２１は断面円形状の丸パイプにより構成され、その導入管２１の一端部が二次側口金１７の接続口１７ａに連通されるとともに、他端部が供給管２０の上面中間部に接続されている。図５〜図７に示すように、前記区画板２２はその幅方向の中央において屈曲されて断面ほぼ山形状に形成され、供給管２０の他端側の開口端部２０ｂから供給管２０内の対向する横角部間に出し入れ可能に挿入されて、横角部の内側面によって保持されている。区画板２２の両翼の側板部には、複数の透孔２２ａが自身の延長方向に沿って所定間隔おきに配列形成されている。供給管２０の開口端部２０ｂにはキャップ２３が着脱可能に嵌着され、そのキャップ２３の外面に前記ピン１９が突設されている。

図３及び図６に示すように、前記供給管２０の下部両側の外面には、供給口２０ａを外気流やゴミ等から保護するための一対の遮へい板２４が、供給管２０の外面に固着された複数のスペーサブロック２５と、両側からの複数のボルト２６とにより取り付けられている。そして、この遮へい板２４の取り付けによって、供給管２０の下部の供給口２０ａ付近の供給空間に対し、外気流やゴミ等の侵入を防止している。

次に、前記のように構成されたワイヤソーの加工液ノズルについて作用を説明する。
このワイヤソーにおいて、ワイヤ１３によりワークＷの切断加工が行われる際には、加工液が加工液供給部１５から加工液ノズル１４の導入管２１を介して供給管２０の上部室２０Ａ内に導入される。この場合、区画板２２が邪魔板になり、加工液は上部室２０Ａ内の全体に行き渡る。そして、この加工液が上部室２０Ａ内から区画板２２の各透孔２２ａをほぼ均等量ずつ通って供給管２０の下部室２０Ｂに流入される。このため、加工液が供給管２０の下部の供給口２０ａからワイヤ１３に向けて供給口２０ａの長さ方向においてほぼ均一な厚さのカーテン状をなすように、かつほぼ均一な落下速度で供給される。

すなわち、供給管２０内が区画板２２により上部室２０Ａと下部室２０Ｂとに区画されている。このため、供給管２０内に導入される加工液が供給口２０ａに向かって一気に流れることなく、上部室２０Ａ内に一時的に貯留される。次いで、加工液は区画板２２の各透孔２２ａを介して下部室２０Ｂ内に流入されて、加工液供給管２０の供給口２０ａからワイヤ１３に対して、その配列方向の全域にわたって均一に供給される。また、供給口２０ａが角パイプよりなる供給管２０の下角部に設けられているため、加工液が供給管２０の下部室２０Ｂ内において滞留することなく、供給管２０の両側内面に沿って供給口２０ａに向かって円滑に導かれる。

加工液ノズル１４の清掃を行う場合には、図３に示す状態から加工液供給部１５の一次側口金１６に対する加工液ノズル１４の二次側口金１７の接続を解き離すとともに、加工液ノズル１４の端部のピン１９をワイヤソーフレームの係止部１８から外して、加工液ノズル１４を加工液供給部１５から取り外す。その後、図７に示すように、供給管２０の開口端部２０ｂからキャップ２３を取り外して、その開口端部２０ｂから供給管２０内の区画板２２を引き出せば、供給管２０の内部及び区画板２２を容易に清掃することができる。

そして、供給管２０及び区画板２２の清掃後には、供給管２０の開口端部２０ｂから供給管２０の内部に区画板２２を挿入した後、開口端部２０ｂにキャップ２３を嵌着する。この場合、供給管２０が角パイプより構成されているため、区画板２２を供給管２０内に挿入した状態で、供給管２０内の対向する横角部間に支持することができる。その後、図２及び図３に示すように、加工液ノズル１４の二次側口金１７を加工液供給部１５の一次側口金１６に接続すればよい。このようにすれば、加工液ノズル１４が各加工用ローラ１１の上方位置においてワイヤ１３の配列方向に沿って延長配置させることができる。

従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１） この加工液ノズルにおいては、供給管２０内を上下に区画するように区画板２２を設け、その区画板２２には、自身の延長方向に沿って複数の透孔２２ａを配列している。このため、加工液供給部１５から供給管２０の上部室２０Ａに導入された加工液が、一旦上部室２０Ａ内に貯留された後に、区画板２２の透孔２２ａを通して供給管２０の下部室２０Ｂに流入され、供給管２０の下部の供給口２０ａからワイヤ１３に向けて均一に供給される。そして、加工液ノズル１４が供給管２０内に板状の区画板２２を設けて構成されているだけであるため、内側管と外側管との二重構造よりなる従来構成の加工液ノズルに比較して、構造を簡略化することができて、加工液ノズル１４の加工の手間の低減を図ることができる。

（２） この加工液ノズルにおいては、前記供給管２０が角パイプによって構成されている。そして、供給管２０の下角部に供給口２０ａが形成されるとともに、供給管２０内の対向する横角部間に区画板２２が設けられている。このため、供給管２０内に区画板２２のための特別の支持構造を設けることなく、横角部間に区画板２２を保持することができる。また、供給口２０ａが角パイプよりなる供給管２０の下角部に設けられているため、加工液を供給管２０の両側内面に沿って供給口２０ａに円滑に導くことができる。

（３） この加工液ノズルにおいては、前記区画板２２が供給管２０の開口端部２０ｂから出し入れ可能に構成されている。このため、加工液ノズル１４を加工液供給部１５から取り外して清掃する際に、区画板２２を供給管２０内から抜き出して、供給管２０の内部及び区画板２２の清掃を容易に行うことができる。

（４） この加工液ノズルにおいては、前記供給管２０の下部両側の外面には、供給口２０ａを外気流やゴミ等から保護するための遮へい板２４が設けられている。このため、供給口２０ａから供給される加工液の流れを安定させ、穴づまり等を防止することができて、高精度加工に寄与できる。

（５） この加工液ノズルにおいては、区画板２２がその幅方向の中央において屈曲されているため、区画板２２は厚さが薄くても変形しにくく、高剛性を有する。
（変更例）
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。

・ 供給管２０の下部の供給口２０ａをスリット状にかえて、複数の小孔により構成すること。
・ 区画板２２をその中央部の屈曲部が谷になるように、前記実施形態とは上下反転した姿勢で使用すること。

・ 前記区画板２２を屈曲形状ではなく、断面湾曲形状に形成すること。
・ 前記区画板２２を屈曲あるいは湾曲させることなく、フラット形状にすること。
・ 前記供給管２０を四角形以外の多角形断面とすること。例えば、供給管２０を五角形断面に形成して、ひとつの角部に形成した供給口を下にするとともに、対向する横角部間に区画板２２を設けること。

・ キャップ２３と区画板２２とを固定すること。このようにすれば、キャップ２３を外すことによってそのキャップ２３の取り外しとともに区画板２２を供給管２０内から抜き出すことができる。

・ 複数の加工液ノズル１４を平行に設置して、複数連構成とすること。
・ 図７に２点鎖線で示すように、区画板２２の透孔２２ａに代えて、区画板２２の側縁に加工液を通すための複数の凹部４２を所定間隔で形成すること。このようにすれば、各凹部４２を同時に形成することができて、区画板２２の加工効率が向上する。

１１…加工用ローラ、１３…ワイヤ、１４…加工液ノズル、１５…加工液供給部、２０…供給管、２０Ａ…上部室、２０Ｂ…下部室、２０ａ…供給口、２０ｂ…開口端部、２２…区画板、２２ａ…透孔、２３…キャップ、２４…遮へい板。

Claims (6)

1. ワイヤソーの加工部の上方にワイヤの配列方向に沿って延長され、ワイヤ上に加工液を供給するための加工液ノズルにおいて、
   加工液供給部に連結され、下部に自身の延長方向に沿って供給口を有する供給管と、
   その供給管内を上下に区画するように供給管内に設けられ、自身の延長方向に沿って複数の透孔を配列した区画板と
   を備えたことを特徴とするワイヤソーの加工液ノズル。
2. 前記供給管を多角形パイプによって構成するとともに、前記区画板を対向する横角部間に設けたことを特徴とする請求項１に記載のワイヤソーの加工液ノズル。
3. 前記供給口を下角部に形成したことを特徴とする請求項２に記載のワイヤソーの加工液ノズル。
4. 前記区画板を供給管の端部から出し入れ可能にしたことを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか一項に記載のワイヤソーの加工液ノズル。
5. 前記供給口を外気流やゴミ等から保護するための遮へい板を供給管の外側に設けたことを特徴とする請求項３または４に記載のワイヤソーの加工液ノズル。
6. 前記区画板をその幅方向の中央部で屈曲したことを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれか一項に記載のワイヤソーの加工液ノズル。

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