JP6462321B2 - ワイヤソー用ガイドローラ及びそれを備えたワイヤソー、並びにそのガイドローラの製造方法及び外被層再生方法 - Google Patents

Description

本発明は、ワイヤソーで切断用ワイヤを案内するのに用いられるガイドローラ及びそれを備えたワイヤソー、並びにそのガイドローラの製造方法と、当該ガイドローラの外周部を構成する外被層を再生する方法とに関する。

従来から、半導体インゴット等のワークを複数枚の薄片に切り出す手段として、ワイヤソーが知られている。ワイヤソーは、互いに平行な回転軸を中心に回転する複数のガイドローラに対しワイヤが螺旋状に巻き付けられて、ガイドローラ間に等ピッチで並ぶワイヤ列が形成された構成を有し、複数のガイドローラによってワイヤを案内しながら往復方向に高速走行させ、走行中のワイヤ列に加工液を供給しつつワークを押し当てて切断する装置である（例えば、特許文献１参照）。

このようなワイヤソーに用いられるガイドローラは、ワイヤを案内するガイド溝が設けられた樹脂製の外被層を外周部に備える。外被層は、ワイヤソーを繰り返し使用することにより摩耗する。ワイヤソーで切り出すワークの薄片の厚さ精度は、この外被層の摩耗に起因して低下する。このため、ガイドローラは、所定の使用期間や使用回数を超えると交換する必要がある。

このガイドローラとしては、ワイヤソーのローラ支持軸に回転自在に装着される内側ローラと、この内側ローラの外周面に着脱可能に取り付けられる複数の分割片からなる外側ローラとを備え、内側ローラをワイヤソーのローラ支持軸に装着したままの状態で外側ローラのみを取り外して交換できるようにした分割構造のローラが開発されている（例えば、特許文献２参照）。

この種のガイドローラの外側ローラを構成する分割片は、金属製の比較的硬い材料、具体的には鋳鉄によって形成されており、その外周面には、上記ガイド溝を有する外被層が設けられている。この外被層は、分割片の外表面に成型用接着剤を塗布した後に、当該分割片の外表面に金型を用いて一体成形されており、分割片と接着されている。

また、ワイヤソーの切断方式には、加工液として油剤に砥粒を分散させたスラリーと呼ばれる液を使用する遊離砥粒方式と、電着やボンド（結合材）等により砥粒を表面に固定したワイヤを用い、潤滑や冷却を目的とした加工液を使用する固定砥粒方式とが知られている。

遊離砥粒方式のワイヤソーに用いられる加工液としては、油性スラリーを使用する場合と、水溶性スラリーを使用する場合とがあるが、使用後のリサイクルや廃液処理などの問題と引火性の懸念から、近年は、グリコール系成分を含む水溶性スラリーの採用が主流になっている（例えば、特許文献３参照）。他方、固定砥粒方式のワイヤソーに用いられる加工液としても、水溶性の加工液の使用が主流となっており、親和性（界面活性）や浸透性を向上させる目的でグリコール系成分を含むものが多い。

特開２００３−１５９６４２号公報 特開２００９−１９０１４０号公報 特開２００７−０３１５０２号公報

上述した分割構造のガイドローラを再生するためには、外側ローラを構成する分割片に外被層を成形し直す必要がある。分割片に外被層を成形し直す作業では、当該分割片から外被層を切削加工により削り出すことで一旦除去した後に、外被層に染み込んで分割片の外表面に付着した加工液の油性成分を有機溶剤で清拭する洗浄処理を行っている。

しかし、上記水溶性の加工液を用いたワイヤソーでの使用済みガイドローラの分割片の外表面には、外被層を通して加工液の油性成分だけでなく水溶性成分、具体的にはグリコール系成分も付着し、このグリコール系成分が当該分割片の外表面に形成されている微小空孔に入り込む。このため、有機溶剤による清拭だけでは、このようなグリコール系成分までもきれいに拭き取ることが困難であり、分割片の外表面にグリコール系成分が残存する。

このようにグリコール系成分が残存した状態にある分割片の外表面に外被層を一体成形すると、分割片の外表面に残存したグリコール系成分が当該分割片と外被層との接着を阻害し、これら分割片と外被層との接着性が低下してしまう。それにより、再生したガイドローラの使用時には、外側ローラから外被層が剥がれるおそれがある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、再生利用されるガイドローラからその外周部を構成する外被層が剥がれるのを防止することにある。

上記の目的を達成するために、この発明では、ローラ本体と外被層との間に、ガイドローラの再生に寄与する接着補助層を設けるようにした。

具体的には、第１の発明は、ワークをワイヤで切断するワイヤソーに用いられるガイドローラを対象とする。第１の発明は、筒状のローラ本体と、このローラ本体の外周面に接着した状態で一体成形された樹脂製の接着補助層と、この接着補助層の外周面に接着した状態で一体成形された樹脂製の外被層と、を備える。そして、第１の発明は、接着補助層が、外被層との接着性がローラ本体よりも高く、且つ外被層の成形時の温度でローラ本体との接着性が損なわれない耐熱性を有することを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明のワイヤソー用ガイドローラにおいて、ローラ本体が、ワイヤソーのローラ支持軸に支持される内側ローラと、この内側ローラの外周面に着脱可能に取り付けられる外側ローラと、を備える構成を有する。そして、第２の発明は、接着補助層及び外被層が外側ローラの外周面に順に積層されていることを特徴とする。

第３の発明は、第２の発明のワイヤソー用ガイドローラにおいて、外側ローラが微小空孔を外周面に有する鉄製の鋳物であり、接着補助層がエポキシ樹脂からなり、外被層がポリウレタンからなることを特徴とする。

第４の発明は、ワークをワイヤで切断するワイヤソーを対象とする。第４の発明は、互いに平行な回転軸を中心に回転する複数のガイドローラと、これら複数のガイドローラの周囲に螺旋状に巻き付けられるワイヤと、このワイヤを走行させるワイヤ走行装置と、ワークを保持し、ガイドローラの間に形成されたワイヤ列にワークを押し付けるワーク保持装置と、を備える。そして、第４の発明は、複数のガイドローラのうち少なくとも１つが、第１〜第３の発明のいずれか１つのガイドローラであることを特徴とする。

第５の発明は、筒状のローラ本体の外周にワイヤが巻き付けられる樹脂製の外被層が一体成形されたワイヤソー用ガイドローラを製造する方法を対象とする。そして、第５の発明は、ローラ本体の外周面に対し、成型用接着剤を塗布した後に、外被層の成形時の温度で接着性が損なわれない耐熱性を有する樹脂製の接着補助層を金型を用いて一体成形する接着補助層成形工程と、接着補助層の外周面に対し、成型用接着剤を塗布した後に、前記外被層を金型を用いて一体成形する外被層成形工程と、を含むことを特徴とする。

第６の発明は、筒状のローラ本体と、ローラ本体の外周面に接着した状態で一体成形された樹脂製の接着補助層と、接着補助層の外周面に接着した状態で一体成形された樹脂製の外被層と、を備えるガイドローラの外被層を再生する方法を対象とする。この外被層の再生方法で対象とするガイドローラは、接着補助層が、外被層の成形時の温度でローラ本体との接着性が損なわれない耐熱性を有し、ワークをワイヤで切断するワイヤソーに用いられる。第６の発明は、ローラ本体の外周から前記外被層を除去する外被層除去工程と、外被層が除去された接着補助層の外周面を洗浄する洗浄工程と、洗浄工程で洗浄された前記接着補助層の外周面に対し、成型用接着剤と塗布した後に、外被層を金型を用いて一体成形する外被層成形工程と、を含む。そして、第６の発明は、洗浄工程において、接着補助層の外表面を水洗することを特徴とする。

第１の発明によれば、ローラ本体と外被層との間にそれら両者と接着された接着補助層を設けるようにしたから、ガイドローラを再生させる場合に、接着補助層をローラ本体に残したまま外被層のみを成形し直すことで、水溶性の加工液成分が外被層及び接着補助層を通してローラ本体の外表面に付着していても、その加工液成分は外被層と接着補助層との接着性に悪影響を及ぼさず、外被層を接着補助層にしっかりと接着させることができる。また、接着補助層は、外被層の成形時の温度でローラ本体との接着性が損なわれない耐熱性を有するので、外被層の成形後にもその外被層もろともローラ本体の外周面から剥がれることがない。したがって、再生利用されるガイドローラからその外周部を構成する外被層が剥がれるのを防止することができる。

第２の発明によれば、内側ローラをワイヤソーのローラ支持軸に装着したままの状態で外側ローラのみを取り外して交換できるので、ガイドローラの交換作業を容易化することができる。

第３の発明によれば、水溶性の加工液成分が外被層及び接着補助層を通して外側ローラの外表面にある微小空孔に入り込んでいても、この微小空孔に入り込んだ加工液成分は外被層と接着補助層との接着性には悪影響を及ぼさないし、エポキシ樹脂は所望の耐熱性を有し且つ鉄製の鋳物よりもポリウレタンとの接着性が高いので、接着補助層をローラ本体に残したまま外被層のみを成形し直すことで、第１の発明の作用効果が具体的に奏される。

第４の発明によれば、第１〜第３の発明のワイヤソー用ガイドローラが、再生利用されるガイドローラからその外周部を構成する外被層が剥がれるのを防止することができる、という優れた特性を備えるので、このようなガイドローラの外被層の剥がれに起因するワイヤソーの故障を防止でき、ひいては安全性及び信頼性の高いワイヤソーを実現することができる。

第５の発明によれば、再生利用されるガイドローラからその外周部を構成する外被層が剥がれるのを防止することができる、という優れた特性を備えたワイヤソー用ガイドローラを製造することができる。

第６の発明によれば、ローラ本体の外周から外被層を除去した後に、接着補助層の外周面を水洗するようにしたから、再生させる対象のガイドローラがグリコール系成分などの水溶性の成分を含む加工液を用いたワイヤソーでの使用済みガイドローラであっても、外被層に染み込んで接着補助層の外周面に付着した水溶性の加工液成分を水に溶かして除去することができる。これにより、ローラ本体外周の接着補助層の外周面に外被層を一体成形したときに、接着補助層の外周面を水洗しない場合に比べて、外被層を接着補助層によりいっそう強固に接着させることができる。したがって、再生利用されるガイドローラから外被層が剥がれるのをさらに効果的に防止することができる。

図１は、本発明の実施形態に係るワイヤソーの全体構成を概略的に示す斜視図である。 図２は、本発明の実施形態に係るワイヤソーの要部を概略的に示す斜視図である。 図３は、本発明の実施形態に係るガイドローラの概略構成を一部断面で示す分解斜視図である。 図４は、図３のIVで囲んだガイドローラの要部の拡大断面図である。 図５は、本発明の実施形態に係るガイドローラの製造方法のフロー図である。 図６は、本発明の実施形態に係るガイドローラの外被層再生方法のフロー図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、或いはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

この実施形態では、本発明に係るワイヤソーについて、遊離砥粒方式のワイヤソー１を例に挙げて説明する。図１は、遊離砥粒方式のワイヤソー１の全体構成を概略的に示す斜視図である。図２は、このワイヤソー１の要部を概略的に示す斜視図である。図１に示すワイヤソー１は、例えば半導体装置や太陽電池などの製造に用いられるシリコンインゴット等のワーク（被加工物）Ｗを複数個所で同時に薄片状ウェーハに切断するのに使用される装置である。

−ワイヤソーの構成−
ワイヤソー１は、互いに平行に配置された２つのガイドローラ２と、これら２つのガイドローラ２を支持する支持部４と、２つのガイドローラ２の周囲に螺旋状に巻き付けられるワイヤ３と、このワイヤ３を往復方向に走行させるワイヤ走行装置５と、走行中のワイヤ３にスラリーＳを供給する加工液供給装置８と、ワークＷを保持するワーク保持装置７と、当該ワイヤソー１の加工動作を制御する加工制御装置９と、を備える。

支持部４は、ワイヤソー１の加工スペースに配置され、その加工スペースを区画している壁体１ａに取り付けられている。この支持部４は、互いに離れて対向する一対の支持壁部４ａや、これら一対の支持壁部４ａの下端部分同士を連結する連結部４ｂなどで構成されている。一対の支持壁部４ａのうち上端部分の間には、２つのガイドローラ２が配置されている。

これら２つのガイドローラ２は、各々円柱形状をなしており、水平方向に互いに離れた位置に並べられた状態で、両支持壁部４ａに両端が固定されたローラ支持軸４ｃ（図３参照）によってそれぞれ回転自在に支持されている。これら各ガイドローラ２は、ガイド駆動モータ２ａによって駆動され、互いに平行な回転軸Ａを中心に同期して回転する。ガイド駆動モータ２ａは、加工制御装置９によって駆動制御される。

ワイヤ３は、ピアノ線等からなり、２つのガイドローラ２の間において当該ガイドローラ２の回転軸Ａと直交する方向に等ピッチ（例えば数１００μｍ程度）で並ぶワイヤ列１０を形成している。このワイヤ３の一端側は、２つのガイドローラ２のうち一方のガイドローラ２から外方に引き出され、ワイヤ３の他端側は、２つのガイドローラ２のうち他方のガイドローラ２から外方に引き出されている。

ワイヤ走行装置５は、このワイヤ３のうち一方のガイドローラ２から外方に引き出された部分を繰り出したり巻き取ったりする第１のワイヤリール機５Ａと、ワイヤ３のうち他方のガイドローラ２から外方に引き出された部分を繰り出したり巻き取ったりする第２のワイヤリール機５Ｂとで構成されている。これら第１及び第２のワイヤリール機５Ａ，５Ｂは、加工制御装置９によって駆動制御されるアシストモータ６を有し、このアシストモータ６の回転によりワイヤ３の繰出し及び巻取りを交互に同期して行う。

具体的には、まず、第１のワイヤリール機５Ａがワイヤ３を繰り出す繰出し機として機能し、第２のワイヤリール機５Ｂがワイヤを巻き取る巻取り機として機能する。すなわち、第１のワイヤリール機５Ａから所定の長さ分だけワイヤ３が繰り出されると共に、その繰り出された長さ分のワイヤ３が第２のワイヤリール機５Ｂに巻き取られる。それにより、ワイヤ３が前進走行される。

続いて、第２のワイヤリール機５Ｂが巻取り機として機能し、第１のワイヤリール機５Ａが繰出し機として機能する。すなわち、第２のワイヤリール機５Ｂから所定の長さ分だけワイヤ３が繰り出されると共に、その繰り出された長さ分のワイヤ３が第１のワイヤリール機５Ａに巻き取られる。それにより、ワイヤ３が後退走行される。

ワイヤ３は、これら前進走行と後退走行とを交互に繰り返し行うことにより、ワークＷの切断加工時にはその走行の開始時及び終了時以外は等速で高速走行される。第１及び第２のワイヤリール機５Ａ，５Ｂとガイドローラ２との間には、ワイヤ３を案内する複数のプーリＰと、ワイヤ３のテンションを調節するテンション調節機構１１とがそれぞれ設けられている。

ワーク保持装置７は、ワーク保持具７ａや昇降モータ７ｂなどで構成され、支持部４の上方に配置されている。ワーク保持具７ａの下面は、２つのガイドローラ２の間の部分、つまりワイヤ列１０に対応している。ワークＷは、このワーク保持具７ａの下面に横向きにされた状態で着脱可能に保持される。

昇降モータ７ｂは、ワーク保持具７ａの上側に配置されている。昇降モータ７ｂは、加工制御装置９によって駆動制御され、ボールねじ機構によりワーク保持具７ａを上下に変位させる。それにより、ワーク保持装置７は、鉛直方向をガイドローラ２の間にあるワイヤ列１０に向かって進退する。

加工液供給装置８は、各ガイドローラ２の上方にそれぞれ設置されており、走行するワイヤ列１０にスラリーＳを流下する。この加工液供給装置８も、加工制御装置９によって駆動制御される。スラリーＳは、砥粒を油剤に分散させた切削用の加工液であり、エチレングリコールなどの水溶性のグリコール系成分を含む。

加工制御装置９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリ等のハードウェアと、メモリに実装された制御プログラムなどのソフトウェアとで構成されている。この加工制御装置９は、ワイヤソー１の動作全体を総合的に制御する機能を有する。すなわち、ワークＷをセットし、ワイヤソー１を作動させるだけで、切断の各処理は自動的に実行される。

上記構成のワイヤソー１では、ワイヤ３が複数のプーリＰ、テンション調節機構１１及び２つのガイドローラ２で案内されながらワイヤ走行装置５の繰出し及び巻取り動作により往復方向（前進方向及び後退方向）に高速走行される。そして、走行中のワイヤ列１０に加工液供給装置８からスラリーＳが供給され、スラリーＳが付着したワイヤ列１０に対し、ワーク保持装置７で保持したワークＷが上方から押し付けられる。そうすることで、ワークＷが複数枚の薄片状ウェーハに切断される。

−ガイドローラの構成−
図３は、ガイドローラ２の概略構成を一部断面で示す分解斜視図である。図４は、図３のIVで囲んだガイドローラ２の要部の拡大断面図である。上記ワイヤソー１が備える２つのガイドローラ２は同じ構成を有する。ガイドローラ２は、図３に示すように、ワイヤソー１のローラ支持軸４ｃに軸受け（不図示）を介して回転自在に支持される筒状の内側ローラ２１と、この内側ローラ２１の外周面に固定された筒状の外側ローラ２２と、を備える。

これら内側ローラ２１及び外側ローラ２２は共に、金属等の比較的硬い材料、具体的にはニッケル鋳鉄で形成された鋳物であって、ガイドローラ２の主体である筒状のローラ本体２３を構成している。外側ローラ２２は、鋳物であるので、その外周面に多数の微小空孔（不図示）を有する。

外側ローラ２２は、いわゆるシェル型の分割構造を有し、その周方向に分割される断面半円状の２つの分割片２２Ａ，２２Ｂで構成されている。これら各分割片２２Ａ，２２Ｂの外表面、つまり外側ローラ２２の外周面を構成する面には、積層構造を有する樹脂層２４が設けられている。

この樹脂層２４は、図４に示すように、分割片２２Ａ，２２Ｂの外表面に接着した状態に一体成形された接着補助層２５と、この接着補助層２５の外表面に接着した状態に一体成形された外被層２６とで構成されている。すなわち、これら接着補助層２５及び外被層２６は、分割片２２Ａ，２２Ｂの外表面に順に積層されている。

外被層２６は、熱可塑性の合成樹脂、具体的にはポリウレタン（ＰＵ）からなる。外被層の厚さは、数ｍｍ〜十数ｍｍ程度である。この外被層２６の外周面には、ワイヤ３を嵌め入れて案内するガイド溝２７が設けられている。接着補助層２５は、外被層２６との接着性が外側ローラ２２の分割片２２Ａ，２２Ｂよりも高く、且つ外被層２６の成形時の温度で分割片２２Ａ，２２Ｂとの接着性が損なわれない耐熱性を有する合成樹脂、具体的にはエポキシ樹脂からなる。

外側ローラ２２を構成する２つの分割片２２Ａ，２２Ｂは、内側ローラ２１に対しボルト等の締結具でそれぞれ取り付けられ、樹脂層２４と共に内側ローラ２１の外周面に着脱可能な外装体２８を構成している。このような構成のガイドローラ２では、内側ローラ２１から外装体２８を取り外すことによって、内側ローラ２１をローラ支持軸４ｃに装着したままの状態で外装体２８のみを交換することができる。

−ガイドローラの製造方法−
次に、上記ガイドローラ２を製造する方法について、図５を参照しながら説明する。図５は、ガイドローラ２の製造方法のフロー図である。この実施形態に係るガイドローラ２の製造方法は、図５に示すように、内側ローラ作製工程ＳＴ１と、外側ローラ作製工程ＳＴ２と、表面加工工程ＳＴ３と、接着補助層成形工程ＳＴ４と、外被層成形工程ＳＴ５と、ガイド溝形成工程ＳＴ６と、組付け工程ＳＴ７と、を含む。

内側ローラ作製工程ＳＴ１では、溶かしたニッケル鉄などの金属を鋳型に注入して内側ローラ２１を鋳造により作製する。また、外側ローラ作製工程ＳＴ２では、同じく溶かしたニッケル鉄などの金属を鋳型に注入して外側ローラ２２を構成する２つの分割片２２Ａ，２２Ｂを鋳造によりそれぞれ作製する。

表面加工工程ＳＴ３では、外側ローラ作製工程ＳＴ２で作製した分割片２２Ａ，２２Ｂの外表面に対し、投射材と呼ばれる粒体を衝突させて加工するショットブラスト加工を施す。そのことで、分割片２２Ａ，２２Ｂの外表面に、多数のディンプルを形成する。

接着補助層成形工程ＳＴ４では、表面加工工程ＳＴ３でディンプルが形成された分割片２２Ａ，２２Ｂの外表面に熱反応などで結合する成型用接着剤を塗布した後、当該分割片２２Ａ，２２Ｂを金型にセットし、その金型を型閉めする。そして、金型内で分割片２２Ａ，２２Ｂの外表面上に熔融状態のエポキシ樹脂を流し込んで加熱した後に硬化させることによって、分割片２２Ａ，２２Ｂの外表面に接着補助層２５を接着した状態に一体成形する。

このとき、先の表面加工工程ＳＴ３で分割片２２Ａ，２２Ｂの外表面に多数のディンプルを形成してあるので、これらディンプルに接着補助層２５が入り込んでアンカー効果が得られると共に、ディンプルの凹凸形状によって分割片２２Ａ，２２Ｂと接着補助層２５との界面面積が増大する。これによって、接着補助層２５を分割片２２Ａ，２２Ｂにしっかりと接着させることができる。

外被層成形工程ＳＴ５では、接着補助層成形工程ＳＴ４で分割片２２Ａ，２２Ｂに成形された接着補助層２５の外表面に成型用接着材を塗布した後、当該分割片２２Ａ，２２Ｂを金型にセットし、その金型を型閉めする。そして、金型内で接着補助層２５の外表面上に熔融状態のポリウレタン（ＰＵ）を流し込んで加熱した後に硬化させることによって、接着補助層２５の外表面に外被層２６を接着した状態に一体成形する。

ガイド溝形成工程ＳＴ６では、外被層成形工程ＳＴ５で成形された外被層２６の外表面に、工作機械を用いたＮＣ（Numerical Control）加工によりガイド溝２７を切削形成する。こうして、外装体２８が作製される。しかる後に行う組付け工程ＳＴ７では、内側ローラ２１の外周面にボルトなどの締結具で２つの外装体２８を取り付けることにより、ガイドローラ２が組み立てられる。以上の工程により、ガイドローラ２を製造することができる。

−ガイドローラの外被層再生方法−
使用済みガイドローラ２の交換した外装体２８は、外側ローラ２２を構成する分割片２２Ａ，２２Ｂに外被層２６を成形し直し、当該外被層２６を再生させることでリサイクルすることができる。このガイドローラ２の外被層２６を再生させる方法について、以下に、図６を参照しながら説明する。

図６は、ガイドローラ２の外被層再生方法のフロー図である。この実施形態に係るガイドローラ２の外被層再生方法は、外被層除去工程ＳＴ１１と、洗浄工程ＳＴ１２と、外被層成形工程ＳＴ１３と、ガイド溝形成工程ＳＴ１４と、を含む。

外被層除去工程ＳＴ１１では、例えば工作機械を用いた切削加工により外装体２８の分割片から外被層２６を削り出して除去する。このとき、接着補助層２５は、当該切削加工で若干削られることは許容するが、分割片２２Ａ，２２Ｂの外表面に残したままとする。この接着補助層２５は、樹脂製であるので、外側ローラ２２の分割片２２Ａ，２２Ｂよりも材質的に加工がし易い。したがって、接着樹脂層２５を備え持つことは、効率的な外被層２６の再生を実現する上でも有効な手段である。

洗浄工程ＳＴ１２では、外被層除去工程ＳＴ１１で外被層２６を除去した接着補助層２５の外表面を洗浄する。ワイヤソー１の使用時にワイヤ列１０に供給されるスラリーＳは、ガイドローラ２の外周部を構成する樹脂層２４に染み込んでいき、外側ローラ２２（ローラ本体２３）と樹脂層２４との界面にまで浸透する。この洗浄工程ＳＴ１２では、こうして接着補助層２５の外表面に付着したスラリーＳの加工液成分を洗浄する工程である。

洗浄工程ＳＴ１２では、まず、接着補助層２５の外表面を水洗する水洗処理を行う。具体的には、分割片２２Ａ，２２Ｂをクレーチングなどの載置台に載置し、その載置台を一定の速度で回転させながら接着補助層２５の外表面全体をシャワーにより水で所定時間（例えば５分〜１０分程度）に亘って洗浄する。これによって、接着補助層２５の外表面に付着したグリコール系成分などの水溶性の加工液成分を水に溶かして十分に除去することができる。

この水洗処理は、人が手作業で行ってもよいし、洗浄の洗浄機械を用いて行っても構わない。また、水洗処理に用いる水は、一般的な水道圧（例えば０．３ＭＰａ）よりも高い圧力で吐出された高圧水であることが好ましく、常温の水は勿論、温水でも冷水でも構わない。

洗浄工程ＳＴ１２では、次いで、このように水洗した接着補助層２５の外表面に残る水分をエアブローによって飛ばした後に、当該接着補助層２５の外表面を自然乾燥させる。そして、乾燥させた接着補助層２５の外表面に脱脂洗浄を行う。具体的には、接着補助層２５の外表面を有機溶剤で清拭する。そのことで、グリコール系成分などの水溶性の加工液成分のみならず水で洗い流せないその他の加工液成分も接着補助層２５の外表面から除去することができる。

外被層成形工程ＳＴ１３では、上記ガイドローラ２の製造方法における外被層成形工程ＳＴ５と同じ手順で、接着補助層２５の外表面に外被層２６を接着した状態に一体成形する。このとき、接着補助層２５は耐熱性を有するので、接着補助層２５と分割片２２Ａ，２２Ｂとの接着性は損なわれない。

ガイド溝形成工程ＳＴ１４では、上記ガイドローラ２の製造方法におけるガイド溝形成工程ＳＴ６と同じ手順で、外被層２６の外表面にガイド溝２７を切削形成する。以上の工程により、ガイドローラ２の外被層２６を再生させることができる。

−実施形態の効果−
この実施形態によると、グリコール系成分などの水溶性の加工液成分が樹脂層２４を通して外側ローラ２２の外表面に付着していても、その加工液成分は外被層２６と接着補助層２５との接着性に悪影響を及ぼさないので、外被層２６を接着補助層２５にしっかりと接着させることができる。また、接着補助層２５は、外被層２６の成形時の温度で分割片２２Ａ，２２Ｂとの接着性が損なわれない耐熱性を有するので、外被層２６の成形後にもその外被層２６もろともローラ本体２３の外周面から剥がれることがない。したがって、再生利用されるガイドローラ２から外被層２６が剥がれるのを防止することができる。その結果、ガイドローラ２の外被層２６の剥がれに起因するワイヤソー１の故障を防止でき、ひいては安全性及び信頼性の高いワイヤソー１を実現することができる。

なお、上記実施形態では、接着補助層２５がエポキシ樹脂からなるとしたが、本発明はこれに限らず、接着補助層２５の材料としては、外被層２６との接着性が外側ローラ２２（分割片２２Ａ，２２Ｂ）よりも高く、且つ外被層２６の成形時の温度で外側ローラ２２との接着性が損なわれない耐熱性を有する樹脂材料であれば、適宜採用することが可能である。

また、上記実施形態では、ガイドローラ２の外被層再生方法における洗浄工程ＳＴ１３で行う水洗処理は、分割片２２Ａ，２２Ｂの外表面を水蒸気に晒すことでスラリーＳの水溶性成分を洗い流す処理であってもよい。また、この水洗処理は、接着補助層２５を残した分割片２２Ａ，２２Ｂを洗浄槽に溜めた水に浸して水浴させる処理であってもよい。この水浴処理を採用する場合には、分割片２２Ａ，２２Ｂを浸した水を撹拌したり、その洗浄槽の水に超音波振動を付加したりすることが、接着補助層２５外表面の洗浄性を高める観点で好ましい。

その他、水洗処理は、分割片２２Ａ，２２Ｂの外表面を水で清拭するだけでも構わない。要は、水洗処理では、分割片２２Ａ，２２Ｂの外表面を水で洗浄していればよい。また、洗浄工程では、上述した種々の水洗処理を全く行っていなくても構わない。

また、上記実施形態では、洗浄工程ＳＴ１３で分割片２２Ａ，２２Ｂに残る接着補助層２５の外表面を水洗した後に有機溶剤で清拭するとしたが、本発明はこれに限らず、洗浄工程ＳＴ１３では、当該接着補助層２５の外表面を有機溶剤で清拭した後に水洗してもよい。

また、上記実施形態では、内側ローラ２１及び外側ローラ２２が共にニッケル鋳鉄で形成されているとしたが、本発明はこれに限らず、これら内側ローラ２１及び外側ローラ２２は、その他の硬質な金属材料で形成されていてもよく、炭素繊維強化樹脂（カーボン樹脂）などの非金属材料で形成されていてもよい。例えば、外側ローラ２２を炭素繊維強化樹脂で形成すれば、外側ローラ２２の軽量化を図ることができるので、外装体２８の交換作業を容易化することができる。

また、上記実施形態では、ローラ本体２３が内側ローラ２１と外側ローラ２２とで構成され、外側ローラ２２が２つの分割片２２Ａ，２２Ｂからなるシェル型の分割構造を有するとしたが、本発明はこれに限らず、外側ローラ２２は、３つ以上の分割片で構成されていてもよいし、円筒状の非分割構造のものであってもよい。また、ローラ本体２３は、内側ローラ２１と外側ローラ２２とに分離可能な構造ではなく、ローラ支持軸４ｃに回転自在に支持される一体物の部材であっても構わない。

また、上記実施形態では、同じ構成を有するガイドローラ２を２つ備えたワイヤソー１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、ワイヤソー１は、ガイドローラを３つ以上備えた構成のものであってもよい。また、これら複数のガイドローラは、全て同じ構成を有するものでも異なる構成を有するものでもよく、少なくとも１つが上記実施形態で説明した構成を有するガイドローラ２であればよい。

また、上記実施形態では、遊離砥粒方式のワイヤソー１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、固定砥粒方式のワイヤソー及びこれに用いられるガイドローラ、並びにそのガイドローラの製造方法及び外被層再生方法にも勿論適用することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明の技術的範囲は上記各実施形態に記載の範囲に限定されない。上記各実施形態が例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せに、さらに色々な変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲に属することは当業者に理解されるところである。

以上説明したように、本発明は、ワイヤソー用ガイドローラ及びそれを備えたワイヤソー、並びにそのガイドローラの製造方法及び外被層再生方法について有用であり、特に、再生利用されるガイドローラからその外周部を構成する外被層が剥がれるのを防止することが要望されるワイヤソー用ガイドローラ及びそれを備えたワイヤソー、並びにそのガイドローラの製造方法及び外被層再生方法に適している。

Ａ…回転軸、Ｓ…スラリー、Ｗ…ワーク、１…ワイヤソー、１ａ…壁体、
２…ガイドローラ、２ａ…ガイド駆動モータ、３…ワイヤ、４…支持部、
４ａ…支持壁部、４ｂ…連結部、４ｃ…ローラ支持軸、５…ワイヤ走行装置、
５Ａ…第１のワイヤリール機（繰出し機、巻取り機）、
５Ｂ…第２のワイヤリール機（繰出し機、巻取り機）、６…アシストモータ、
７…ワーク保持装置、７ａ…ワーク保持具、７ｂ…昇降モータ、８…加工液供給装置、
９…加工制御装置、１０…ワイヤ列、１１…テンション調節機構、２１…内側ローラ、
２２…外側ローラ、２２Ａ，２２Ｂ…分割片、２３…ローラ本体、２４…樹脂層、
２５…接着補助層、２６…外被層、２７…ガイド溝、２８…外装体

Claims (6)

1. ワークをワイヤで切断するワイヤソーに用いられるガイドローラであって、
   筒状のローラ本体と、
   前記ローラ本体の外周面に接着した状態で一体成形された樹脂製の接着補助層と、
   前記接着補助層の外周面に接着した状態で一体成形された樹脂製の外被層と、を備え、
   前記接着補助層は、前記外被層との接着性が前記ローラ本体よりも高く、且つ前記外被層の成形時の温度で前記ローラ本体との接着性が損なわれない耐熱性を有する
   ことを特徴とするワイヤソー用ガイドローラ。
2. 請求項１に記載されたワイヤソー用ガイドローラにおいて、
   前記ローラ本体は、ワイヤソーのローラ支持軸に支持される内側ローラと、該内側ローラの外周面に着脱可能に取り付けられる外側ローラと、を備え、
   前記接着補助層及び外被層は、前記外側ローラの外周面に順に積層されている
   ことを特徴とするワイヤソー用ガイドローラ。
3. 請求項２に記載されたワイヤソー用ガイドローラにおいて、
   前記外側ローラは、微小空孔を外周面に有する鉄製の鋳物であり、
   前記接着補助層は、エポキシ樹脂からなり、
   前記外被層は、ポリウレタンからなる
   ことを特徴とするワイヤソー用ガイドローラ。
4. 互いに平行な回転軸を中心に回転する複数のガイドローラと、
   前記複数のガイドローラの周囲に螺旋状に巻き付けられるワイヤと、
   前記ワイヤを走行させるワイヤ走行装置と、
   ワークを保持し、前記ガイドローラの間に形成されたワイヤ列に前記ワークを押し付けるワーク保持装置と、を備え、
   前記複数のガイドローラのうち少なくとも１つは、請求項１〜３のいずれか１項に記載されたガイドローラである
   ことを特徴とするワイヤソー。
5. 筒状のローラ本体の外周にワイヤが巻き付けられる樹脂製の外被層が一体成形されたワイヤソー用ガイドローラを製造する方法であって、
   前記ローラ本体の外周面に対し、成型用接着剤を塗布した後に、前記外被層の成形時の温度で接着性が損なわれない耐熱性を有する樹脂製の接着補助層を金型を用いて一体成形する接着補助層成形工程と、
   前記接着補助層の外周面に対し、成型用接着剤を塗布した後に、前記外被層を金型を用いて一体成形する外被層成形工程と、を含む
   ことを特徴とするワイヤソー用ガイドローラの製造方法。
6. 筒状のローラ本体と、該ローラ本体の外周面に接着した状態で一体成形された樹脂製の接着補助層と、該接着補助層の外周面に接着した状態で一体成形された樹脂製の外被層と、を備え、前記接着補助層が、前記外被層の成形時の温度で前記ローラ本体との接着性が損なわれない耐熱性を有し、ワークをワイヤで切断するワイヤソーに用いられるガイドローラの外被層を再生する方法であって、
   前記ローラ本体の外周から前記外被層を除去する外被層除去工程と、
   前記外被層が除去された前記接着補助層の外周面を洗浄する洗浄工程と、
   前記洗浄工程で洗浄された前記接着補助層の外周面に対し、成型用接着剤と塗布した後に、前記外被層を金型を用いて一体成形する外被層成形工程と、を含み、
   前記洗浄工程では、前記接着補助層の外表面を水洗する
   ことを特徴とするワイヤソー用ガイドローラの外被層再生方法。
   

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