JP3179373B2 - ワイヤソーの加工用ローラ - Google Patents

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、切断等の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】一般に、ワイヤソーにおいては、複数の
加工用ローラが所定間隔おきに配設され、それらのロー
ラの外周には複数の環状溝が所定ピッチで形成されてい
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、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、ワークに切断等の加工が施されるようになって
いる。

【０００３】そして、ワーク加工の継続により、加工用
ローラ上の環状溝が次第に磨耗したりして環状溝の精度
が低下し、ワークに対する加工精度が次第に低下する。
このため、従来のワイヤソーにおいては、各加工用ロー
ラが、金属材料よりなるインナーローラと、そのインナ
ーローラの外周にをモールドして形成したウレタン等の
合成樹脂材料よりなるアウターローラとから構成され、
そのアウターローラの外周面に工具を使って環状溝が形
成されていた。そして、アウターローラ上の環状溝の精
度が低下した場合には、加工用ローラ自体をワイヤソー
の切断加工部から取り外して、アウターローラの外周面
を再研削した後、その外周面に新たな環状溝を形成して
いた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来構
成の加工用ローラにおいては、アウターローラがインナ
ーローラの外周にしまり嵌め状に嵌合され、アウターロ
ーラの外周面に環状溝を再形成する場合には、加工用ロ
ーラ全体をワイヤソーの切断加工部に対して脱着するよ
うになっていた。このため、環状溝の再形成時には、加
工用ローラの両端部を軸受機構に対して脱着する必要が
あり、脱着部の清掃や再組込時のローラの精度出し等の
作業が面倒で時間がかかるばかりでなく、インナーロー
ラが重量の大きな金属製であるため、前記の作業に労力
を要するという問題があった。

【０００５】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、アウターローラのみを分割してインナー
ローラから取り外すことができ、環状溝の再形成作業を
容易かつ短時間に行う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。

【０００６】

【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に記載の発明では、アウターローラをそ
の軸線方向又はほぼ軸線方向に延びる面を境にして複数
に分割形成して、そのアウターローラの分割体をその両
端においてボルトにより相互に組付け固定して、インナ
ーローラの外周に着脱可能に取り付けたものである。

【０００７】請求項２に記載の発明では、請求項１にお
いて、アウターローラの分割体の外周面は、合成樹脂に
より形成されているものである。請求項３に記載の発明
では、請求項１又は２のいずれかにおいて、インナーロ
ーラの外周面及びアウターローラの分割体の内面が平面
状である。

【０００８】請求項４に記載の発明では、請求項１〜３
のいずれかにおいて、インナーローラが四角柱状に形成
され、アウターローラの分割体の内面は、前記インナー
ローラの外周面に合う形状である。

【０００９】さて、請求項１に記載の発明において、加
工用ローラ上の環状溝の精度が低下した場合には、アウ
ターローラの各分割体の組付け固定を解除して、それら
の分割体をインナーローラの外周から取り外す。そし
て、このアウターローラの分割体を別に用意した治具の
外周に組付け固定した状態で、アウターローラの外周面
を研磨するとともに、その外周面に環状溝を再形成す
る。その後、アウターローラの分割体を治具の外周から
取り外すとともに、ワイヤソー上のインナーローラの外
周に組付け固定する。

【００１０】そして、アウターローラの分割体が、両端
においてボルトにより相互に組付け固定されている。こ
のため、アウターローラの分割体を、ボルトの弛緩また
は締付により、容易に分離または組付けすることができ
る。

【００１１】請求項２に記載の発明においては、アウタ
ーローラの分割体の外周面が合成樹脂であるため、材料
コストを低減できる。請求項３及び請求項４に記載の発
明においては、インナーローラの外周面及びアウターロ
ーラの分割体の内面が平面状に形成されているため、イ
ンナーローラの外周面とアウターローラの分割体の内面
との間が、回り止め状態で接触結合される。このため、
両接触面の加工に高い寸法精度が要らず、両接触面の加
工を容易にすることができる。また、固く締め付けなく
とも結合力が高く、接触面間の面圧の伝達効率が高いた
め、長期間の使用による両接触面の磨耗が低減でき、部
品寿命を高めることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】

（第一実施形態）以下、この発明のワイヤソーの加工用
ローラの一実施形態を図面に基づいて説明する。

【００１３】図２及び図３に示すように、切断機構１１
は装置フレーム１２上に装設されている。この切断機構
１１は平行に延びる加工用駆動ローラ１３及び加工用被
動ローラ１４を備え、それらの外周には環状溝１３ａ，
１４ａが所定ピッチで形成されている。なお、図面にお
いては理解を容易にするために、環状溝１３ａ，１４ａ
の数を実際よりも少なく描いてある。

【００１４】１本の線材よりなるワイヤ１５は前記加工
用ローラ１３，１４の各環状溝１３ａ，１４ａに連続的
に巻回されている。ワイヤ走行用モータ１６は装置フレ
ーム１２上に配設され、このモータ１６により加工用駆
動ローラ１３が直接回転されるとともに、ワイヤ１５を
介して加工用被動ローラ１４が回転される。そして、こ
れらの加工用ローラ１３，１４の回転によって、ワイヤ
１５が一方向または双方向に所定の走行速度で走行され
る。

【００１５】ワーク支持機構１９は前記切断機構１１の
上方において、フレーム１２に上下動可能に支持され、
その下部には硬脆材料よりなるワーク２０が着脱自在に
セットされる。ワーク昇降用モータ２１はフレーム１２
上に配設されたコラム５０に取り付けられ、このモータ
２１により図示しないボールスクリュー等を介してワー
ク支持機構１９が上下動される。

【００１６】そして、このワイヤソーの運転時には、ワ
イヤ１５が切断機構１１の加工用ローラ１３，１４間で
走行されながら、ワーク支持機構１９が切断機構１１に
向かって下降される。このとき、ワイヤ１５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１５
に対しワーク２０が押し付け接触され、ラッピング作用
によってワーク２０がスライス加工される。

【００１７】ワイヤ１５を供給するリール機構２２は前
記フレーム１２上に装設され、ワイヤ１５を繰り出すた
めの繰出しリール２３と、ワイヤ１５を巻き取るための
巻取りリール２４とを各１個備えている。それぞれのリ
ール回転用モータ２５，２６はフレーム１２に配設さ
れ、それらのモータ軸にはリール２３，２４が連結され
ている。ワイヤ１５を案内するトラバース機構２７はリ
ール機構２２に隣接してフレーム１２上に装設され、繰
出しリール２３からのワイヤ１５の繰出し及び巻取りリ
ール２４へのワイヤ１５の巻取りを上下にトラバースし
ながら案内する。

【００１８】そして、前記リール機構２２の両リール２
３，２４の回転により、繰出しリール２３から切断機構
１１へワイヤ１５が繰り出されるとともに、加工後のワ
イヤ１５が巻取りリール２４に巻き取られる。なお、ワ
イヤ１５の進行方向の変更により繰り出しリールと巻き
取りリールの働きは交替される。

【００１９】張力付与機構２８及びガイド機構２９は、
前記リール機構２２と切断機構１１との間に配設されて
いる。そして、切断機構１１の加工用ローラ１３，１４
間に巻回されたワイヤ１５の両端が、ガイド機構２９の
各ガイドローラ３０を介して張力付与機構２８に掛装さ
れている。この状態で、張力付与機構２８により、加工
用ローラ１３，１４間のワイヤ１５に所定の張力が付与
されるようになっている。

【００２０】張力低減機構３１は前記リール機構２２と
張力付与機構２８との間に配設され、一対の回転ローラ
３２を備えている。そして、これらの回転ローラ３２に
はワイヤ１５が掛装され、両回転ローラ３２が回転され
ることによって、張力付与機構２８からリール機構２２
の各リール２３，２４側へ波及するワイヤ１５の張力が
低減されるようになっている。

【００２１】次に、前記加工用ローラ１３，１４の構成
について詳細に説明する。図１及び図４に示すように、
加工用ローラ１３，１４は、鉄系の金属材料よりなるイ
ンナーローラ３５と、そのインナーローラ３５上に装着
された金属製の半割りの中空円管と外周面がウレタン樹
脂よりなるアウターローラ３６とから構成されている。
そして、このアウターローラ３６のウレタン樹脂の外周
面には、前記環状溝１３ａ，１４ａが所定ピッチで形成
されている。

【００２２】前記インナーローラ３５は、中央の大径部
３５ａと、中径部３５ｂと、その両端に突設された小径
部３５ｃとを備えている。位置規制面３７はインナーロ
ーラ３５に対するアウターローラ３６の軸線方向の取付
位置を規制するために、大径部３５ａの両端面に形成さ
れている。

【００２３】前記アウターローラ３６はその軸線方向又
はほぼ軸線方向に延びる面を境にして２つの分割体３６
Ａ，３６Ｂに分割して形成され、インナーローラ３５の
外周に着脱可能に取り付けられるようになっている。各
分割体３６Ａ，３６Ｂは、金属製の半割りの中空円管３
６ａと，それに続く小径端部３６ｂとを備え、インナー
ローラ３５の大径部３５ａ及び中径部３５ｂに係合する
ようになっている。

【００２４】各分割体３６Ａ，３６Ｂの中空円管３６ａ
の両端内面には、当接面３８が形成され、インナーロー
ラ３５の前記位置規制面３７に係合するようになってい
る。両端各一対の取付座部３９は分割体３６Ａ，３６Ｂ
の各小径端部３６ｂの両側に延長形成され、分割体３６
Ａ，３６Ｂがインナーローラ３５の外周に取り付けられ
るとき、両分割体３６Ａ，３６Ｂの取付座部３９が互い
にボルト４３により接合されるようになっている。

【００２５】挿通孔４２は、各分割体３６Ａ，３６Ｂの
取付座部３９に形成されている。そして、分割体３６
Ａ，３６Ｂがインナーローラ３５の外周に取り付けられ
るとき、各分割体３６Ａ，３６Ｂの挿通孔４２が互いに
合致するようになっている。一対のボルト４３は両分割
体３６Ａ，３６Ｂの挿通孔４２に挿通され、それらの先
端にナット４４を螺合することにより、両分割体３６
Ａ，３６Ｂがインナーローラ３５上の取付位置に締め付
け固定されるようになっている。

【００２６】一方の分割体３６Ａの小径端部３６ｂに
は、回り止めボルト６０が螺合し、ボルト６０の先端平
坦部６０ａはインナーローラ３５の中径部３５ｂに形成
された平坦部３５ｄに衡合する。ロック用ナット６０ｂ
を締め付けることにより、アウターローラ３６とインナ
ーローラ３５の回り止めがなされる。

【００２７】さて、このワイヤソーにおいては、ワイヤ
１５がリール機構２２の繰出しリール２３から繰り出さ
れ、切断機構１１の加工用ローラ１３，１４間において
走行された後、巻取りリール２４に巻き取られる。そし
て、加工用ローラ１３，１４間のワイヤ１５上に遊離砥
粒を含むスラリが供給されながら、ワイヤ１５に対して
ワーク２０が押し付け接触される。これにより、ワーク
２０が所定の厚さに切断加工される。

【００２８】この加工運転に伴い、加工用ローラ１３，
１４上の環状溝１３ａ，１４ａが摩耗した場合には、ア
ウターローラ３６の両端のボルト４３及び回り止めボル
ト６０を緩めて、両分割体３６Ａ，３６Ｂの組付け固定
を解除し、それらの分割体３６Ａ，３６Ｂをインナーロ
ーラ３５の外周から容易に取り外すことができる。

【００２９】そして、新たなアウターローラ３６の分割
体３６Ａ，３６Ｂをワイヤソー上のインナーローラ３５
の外周に取り付けて、ボルト４３及び回り止めボルト６
０により締付け固定する。また、アウターローラ３６の
各分割体３６Ａ，３６Ｂの当接面３８がインナーローラ
３５の位置規制面３７に係合して、インナーローラ３５
に対するアウターローラ３６の軸線方向の取付位置が規
制される。

【００３０】その後、磨耗して取り外したアウターロー
ラ３６の分割体３６Ａ，３６Ｂを別に用意した治具の外
周に組付け固定し、この状態でアウターローラ３６の外
周面を研磨するとともに、その外周面に環状溝１３ａ，
１３ｂを再形成する。なお、前記治具はインナーローラ
３５と同形状をなしている。

【００３１】このように、加工用ローラ１３，１４上の
環状溝１３ａ，１４ａの精度が低下した場合、加工用ロ
ーラ１３，１４の全体をワイヤソーから取り外すことな
く、アウターローラ３６のみをインナーローラ３５から
取り外せばよい。さらに、環状溝１３ａ，１４ａの再形
成作業を容易かつ短時間に行うことができて、作業能率
を向上させることができる。

【００３２】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。 （ａ）アウターローラ３６がその軸線方向又はほぼ軸線
方向に延びる面を境にして複数に分割形成されて、イン
ナーローラ３５の外周に着脱可能に取り付けられるよう
になっている。このため、加工用ローラ１３，１４上の
環状溝１３ａ，１４ａの精度が低下した場合、加工用ロ
ーラ１３，１４の全体をワイヤソーから取り外すことな
く、アウターローラ３６のみをインナーローラ３５から
取り外して、そのアウターローラ３６の外周に対し、環
状溝１３ａ，１４ａの再形成作業を容易かつ短時間に行
うことができる。

【００３３】（ｂ）アウターローラ３６の分割体３６
Ａ，３６Ｂが、両端においてボルト４３及びナット４４
により相互に組付け固定されている。このため、アウタ
ーローラ３６の分割体３６Ａ，３６Ｂを、ボルト４３及
びナット４４の弛緩または締付により、容易に分離また
は組付けすることができる。

【００３４】（ｃ）アウターローラ３６の分割体３６
Ａ，３６Ｂが、両端において係合ピンと係合孔との係合
により、所定の組付け位置に位置決めされるようになっ
ている。このため、構造が簡単であるにも拘らず、アウ
ターローラ３６の分割体３６Ａ，３６Ｂを所定位置に容
易かつ確実に位置決めして組付けることができる。

【００３５】（ｄ）アウターローラ３６の各分割体３６
Ａ，３６Ｂの当接面３８と、インナーローラ３５の位置
規制面３７との係合により、インナーローラ３５に対す
るアウターローラ３６の軸線方向の取付位置が規制され
るようになっている。このため、アウターローラ３６の
分割体３６Ａ，３６Ｂをインナーローラ３５に対し、軸
線方向の所定位置に容易かつ確実に位置決めして組付け
ることができる。

【００３６】（ｅ）加工用ローラ１３，１４はウレタン
樹脂により形成されているため、材料コストを低減でき
る。 （第二実施形態）次に、この発明の第二実施形態ついて
説明する。

【００３７】図５及び図６に示すように、インナーロー
ラ７１は、中央の角柱部７１ａ,その両端の角コマ部７
１ｂ及びその角コマ部７１ｂから突設された小径部７１
ｃとを備えている。角柱部７１ａと角コマ部７１ｂとは
断面正方形に形成されている。小径部７１ｃは、円柱状
に形成されている。位置規制面７３は、角柱部７１ａの
両端面に形成されている。

【００３８】アウターローラ７２は、前記第一実施形態
と同様にその軸線方向又はほぼ軸線方向に延びる面を境
にして２つの分割体７２Ａ，７２Ｂに分割して形成され
ている。各分割体７２Ａ，７２Ｂの金属製の大径中央部
７２ａの内側は、インナーローラ７１の角柱部７１ａの
形状に合わせられており、Ｖ字型に形成されている。同
様に、小径端部７２ｂも、インナーローラ３５の角コマ
部７１ｂの形状に合わせられており、Ｖ字型に形成され
ている。

【００３９】その他の構成は、前記第一実施形態と同様
である。そして、前記第一実施形態と同様に、分割体７
２Ａ，７２Ｂが、インナーローラ７１の外周に装着され
るとき、各取付座部７５が対向すると共に、取付座部７
５の各挿通孔４２が互いに合致する。次いで、一対のボ
ルト４３が、互いに合致している挿通孔４２に上から挿
通され、それらの先端にナット４４を螺合することによ
って両分割体７２Ａ，７２Ｂがインナーローラ７１上の
取付位置に締め付け固定される。このとき、インナーロ
ーラ７１の角柱部７１ａには、分割体７２Ａ，７２Ｂの
大径中央部７２ａの内側が面接触している。また、イン
ナーローラ７１と分割体７２Ａ，７２Ｂとは、角コマ部
７１ｂ及び小径部７１ｃと分割体７２Ａ，７２Ｂの小径
端部７２ｂとの間に、わずかな隙間が形成された状態に
組み付けられている。

【００４０】以下に、本実施形態の効果について記載す
る。 （ａ）本実施形態においては、インナーローラ７１とア
ウターローラ７２との互いに接する面が平面となってい
る。

【００４１】従って、インナーローラ７１とアウターロ
ーラ７２とが接する互いの面の精度を曲面に比較して容
易に確保できる。このため、インナーローラ７１とアウ
ターローラ７２の製造のための加工が容易になる。

【００４２】（ｂ）本実施形態によれば、インナーロー
ラ７１とアウターローラ７２との間にズレやガタが生じ
ないために、防止手段が不要である。つまり、第一実施
形態における回り止めボルト６０, ロック用ナット６０
ｂが不要となる。このため、部品点数を削減することが
できると共に、加工用ローラの製造工数を削減すること
ができる。

【００４３】尚、上記の各実施形態は以下のように変更
してもよく、その場合でも同様の作用および効果を得る
ことができる。 （１）第一実施形態において、加工用ローラ１３，１４
のアウターローラ３６を、その軸線方向又はほぼ軸線方
向に延びる面を境にして３個以上の複数に分割して形成
すること。

【００４４】（２）アウターローラ３６の各分割体３６
Ａ，３６Ｂまたはアウターローラ７２の各分割体７２
Ａ，７２Ｂを、前記各実施形態のボルト４３及びナット
４４とは異なった、例えば固定バンド等の固定手段によ
り締付け固定するように構成すること。

【００４５】（３）アウターローラ３６, ７２をウレタ
ン樹脂以外の合成樹脂、例えば、ポリプロピレン、ポリ
エステル等により形成すること。 （４）角柱部７１ａ, 大径中央部７２ａの形状を四角柱
以外の形状、例えば六角柱形状、八角柱形状に変更する
こと。

【００４６】（５）大径部３５ａと金属製の半割りの中
空円管３６ａとの間、角柱部７１ａと大径中央部７２ａ
との間にそれぞれ隙間を設けて、アウターローラ３６及
びアウターローラ７２の回り止めは、小径端部３６ｂ,
小径端部７２ｂの部分で行うように構成すること。

【００４７】このように構成すれば、角柱部７１ａ, 大
径中央部７２ａの面精度を高くする必要がない。以上、
各実施形態について説明したが、各実施形態から把握で
きる請求項以外の技術的思想について、以下にそれらの
効果と共に記載する。

【００４８】（イ）インナーローラ３５又はインナーロ
ーラ７１とアウターローラ３６又はアウターローラ７２
との間に位置決め手段を設けた請求項１〜３のいずれか
に記載の加工用ローラ。

【００４９】このように構成すれば、アウターローラ３
６又はアウターローラ７２をインナーローラ３５又はイ
ンナーローラ７１に精度良く組み付けることができる。 （ロ）位置決め手段は、インナーローラ３５又はインナ
ーローラ７１の両端面とアウターローラ３６又はアウタ
ーローラ７２の両端部に形成され、両ローラ３５又は７
１，３６又は７２をそれらの軸線方向において位置決め
するものである前記（イ）項に記載の加工用ローラ。

【００５０】このように構成すれば、アウターローラ分
割体３６Ａ，３６Ｂをそれらの軸線方向において位置決
めできる。

【００５１】

【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、加工用ローラ上の環状溝が摩耗した場合、
加工用ローラ全体をワイヤソーから取り外すことなく、
アウターローラのみをインナーローラから取り外して、
環状溝の再形成作業を容易かつ短時間に行うことができ
る。

【００５２】また、アウターローラの分割体を、両端に
おいてボルトの弛緩または締付により、容易に分離また
は組付けすることができる。請求項２に記載の発明によ
れば、材料コストを低減できる。

【００５３】請求項３または請求項４に記載の発明によ
れば、インナーローラの外周面及びアウターローラの分
割体の内面が、平面状に形成され両者間が回り止め状態
で接触結合されるため、両接触面の加工に高い寸法精度
が要らず、加工を容易にすることができる。また、回り
止めのための部品点数を削減することによって加工用ロ
ーラの製造工数を削減することができる。さらに、イン
ナーローラとアウターローラとの間を固く締め付けなく
ても結合力が高く、インナーローラとアウターローラと
の接触面間の面圧の伝達効率を高くできる。このため、
長期間の使用によるインナーローラの外周面及びアウタ
ーローラの内周面の磨耗を低減でき、部品寿命を高くす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施形態のワイヤソーの加工用ロ
ーラを示す分解斜視図。

【図２】第一実施形態のワイヤソーの正面図。

【図３】第一実施形態のワイヤソーの平面図。

【図４】第一実施形態のワイヤソーの加工用ローラの要
部拡大断面図。

【図５】第二実施形態のワイヤソーの加工用ローラを示
す分解斜視図。

【図６】第二実施形態のワイヤソーの側面図。

【符号の説明】

１１…切断機構、１３…加工用駆動ローラ、１４…加工
用被動ローラ、１３ａ，１４ａ…環状溝、１５…ワイ
ヤ、１９…ワーク支持・スラリ供給機構、２０…ワー
ク、３５, ７１…インナーローラ、３６, ７２…アウタ
ーローラ、３６Ａ，３６Ｂ…分割体、３９…取付座部、
４２…挿通孔、４３…ボルト、４４…ナット。

フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭54−150201（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭55−45138（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B24B 27/06 F16C 13/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワーク切断用のワイヤを所定ピッチで周
   回支持するためのワイヤソーの加工用ローラにおいて、 インナーローラと、そのインナーローラ上に装着され、
   かつ外周面にワイヤを巻回するための複数の環状溝を形
   成したアウターローラとから構成し、そのアウターロー
   ラをその軸線方向又はほぼ軸線方向に延びる面を境にし
   て複数に分割形成して、そのアウターローラの分割体を
   その両端においてボルトにより相互に組付け固定して、
   インナーローラの外周に着脱可能に取り付けたワイヤソ
   ーの加工用ローラ。
2. 【請求項２】 アウターローラの分割体の外周面は、合
   成樹脂により形成されている請求項１に記載のワイヤソ
   ーの加工用ローラ。
3. 【請求項３】 インナーローラの外周面及びアウターロ
   ーラの分割体の内面は、平面形状である請求項１または
   請求項２のいずれかに記載のワイヤソーの加工用ロー
   ラ。
4. 【請求項４】 インナーローラは四角柱状をなし、アウ
   ターローラの分割体の内面は前記インナーローラの外周
   面に合う形状である請求項３に記載のワイヤソーの加工
   用ローラ。