JPS63200959A - ワイヤソ−マシン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えばシリコン鋳塊からウェハを切り出す
のに使用されるワイヤソーマシンに関する。

〔従来の技術〕

この種のワイヤソーマシンとしては、従来より、第２図
に示すような装置が公知である（例えば特公昭５６−１
９８）、これはワイヤ送出手段（リール）１０と、ワイ
ヤＷに小刻みな往復行を与える往復行付与手段（シーソ
ーローラ部）４と、切削ヘッド１４と、ワイヤ巻取手段
（リール）１１とを基本構成要素とする。

ワイヤ経路としては、ワイヤ送出手段１０から往復行付
与手段４を経て切削ヘッド１４に至る往路と、切削ヘッ
ド１４から往復行付与手段４を経てワイヤ巻取手段１１
に至る復路とからなる。

ワイヤ送出手段１０はワイヤＷを往復行付与手段４に一
定速度で送り込み、ワイヤ巻取手段１１は往復行付与手
段４から送り出されるワイヤＷを一定速度で巻き取る。

ワイヤ往復行付与手段４は、基体５１に中間点を軸支し
た揺動アーム５２と、揺動アーム５２の左右両端に一軸
支持された可動ローラ群５３．および５３よと、両ロー
ラ群に各対応して基板５１に一軸支持された固定ローラ
群５４．および５４８とからなり、往路のワイヤＷが可
動ローラ群５３Ｉと固定ローラ群５４．との間に巻回し
、復路のワイヤＷが可動ローラ群５３．と固定ローラ群
５４、との間に巻回する。

そして、ワイヤーを一定速度で送りつつ揺動アーム５２
を一定周期で運転させることにより、可動ローラ群５３
．と固定ローラ群５４．との間隔が縮小、拡大を繰り返
すとき、可動ローラ群５３２と固定ローラ群５４□との
間隔が拡大、縮小を繰り返す、これによりワイヤＷは、
ワイヤ往復行付与手段４を出てから、ワイヤ往復行付与
手段４に戻るまでの間、定速行に往復行が重畳された動
きをする。

切削ヘッド１４は、三角配置された３つのローラ１４０
１〜１４０．からなり、各ローラに小さなピッチでワイ
ヤＷを所要回数巻掛け、三角形状に巻掛けられたワイヤ
Ｗの下辺部分に下方からワークＧを押し当てるようにな
っている。

この切削ヘラド１４はワイヤ経路から見れば、ワイヤ往
復行付与手段４の出側と入側の間に位置し、ワイヤＷは
この間を定速行に往復行が重畳された走行を行い、ワー
クＧを少ないワイヤ送り量で効率的に切断する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上記のような装置においては、ワイヤ経路を
構成するローラは、その中の１つだけ（例えば１４０．
）が駆動され、それ以外のものはその駆動ローラに従動
するアイドルローラになっている。ところが、このよう
な構造では、切削作業時、走行ワイヤの往復行付与に伴
う加減速に対しアイドルのローラが自身の慣性のために
十分に追従せず、ワイヤＷとの間でスリップを生じる形
となる。このためローラも、またワイヤも摩耗の仕方が
著しく、短期間での取替、更新を余儀な（され、維持費
が嵩む上に安定稼動も困難となる。

のみならず、この場合アイドルローラの慣性力がワイヤ
Ｗの張力に変動を与え、とくに減速時にワイヤ断線の事
態が惹起される危険がある。ワイヤ断線が生じると、切
断中のワークＧはスクラップとなり、大きな経済頃失を
こうむる。

本発明は、斯かる状況に鑑み、ワイヤとローラ間におけ
るスリップの発生がきわめて少なく、それらの摩耗が最
小限に止められ、またワイヤ張力の変動も非常に小さく
ワイヤ断線が可及的に回避できるワイヤソーマシンの提
供を目的とする。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は、第１図に示す如く、ワイヤ送出手段１０から
切削ヘッド１４に至るワイヤ往路および切削へラド１４
からワイヤ巻取手段１１に至るワイヤ復路における各ロ
ーラ体Ｒ１，Ｒ□・・・に対し対称的にホイール体Ｓ＋
、Ｓｔ・・・を配設し、これにチェーン２９を巻掛けす
るとともに、そのホイール体Ｓ＝、Ｓｔ・・・と前記ロ
ーラ体Ｒ＋　、Ｒｔの対応し合うものどうしをシャフト
３１．３ア・・・により連結し、そのシャフト３．．３
．・・・の少な（とも１本を回転駆動機Ｍ１に接続した
ことを特徴とするワイヤソーマシンを要旨とする。

本発明のワイヤソーマシンにおいて、チェーン２９とは
、金属製チェーンの他にタイミングベルトも含むもので
ある。

また、ホイール体はローラ体の全部に対し設ける必要は
なく、摩耗程度の著しいローラ体や機械構成上の主要部
をなすローラ体に対して選択的に配設することが可能で
ある。

〔作　用〕

本発明のワイヤソーマシンにおいては、回転駆動機Ｍ＋
　の運転によりその動力がチェーン２９を介して全ホイ
ール体Ｓ＋、Ｓ−・・・に伝達され、全ホイール体Ｓ＋
、Ｓｔ・・・を強制回転させる。そして全ホイール体Ｓ
、、Ｓ、・・・の回転は、シャフト３１．３□・・・を
介して各ローラ体Ｒ１，Ｒ２・・・を強制回転させる。

その結果、ワイヤ経路を構成する各ローラＲ１、Ｒ１・
・・が、ワイヤＷの走行運動に合わせて８１極的に駆動
され、各ローラの慣性作用による単独的な動きが拘束さ
れることから、ローラとワイヤの間のスリップ発生がな
く、ローラ、ワイヤともに摩耗の発生がきわめて軽微に
止められ、同時にワイヤＷの張力についても安定した張
力状態が保たれることになり、ワイヤ断線等不都合な事
態は可及的に避けられる。

〔実施例〕

前出第１図は、本発明の一実施例に係るワイヤソーマシ
ンの基本構成を示した斜視図である。

本装置はワイヤＷが巡るワイヤ走行系統■と、その駆動
系統■とからなる。

ワイヤ走行系統Ｉはワイヤ送出手段１０および巻取手段
１１（何れもリール）と、その両手段の各々に対応して
設けられたダンサロール機構１２ａ、１２ｂ、ワイヤＷ
に往復行を付与する往復行付与手段１３と、切削ヘッド
１４とからなる。

ワイヤＷの経路としては、ワイヤ送出手段ｌ〇−ダンサ
ローラ機構１２ａ→往復行付与手段１３−切削ヘッド１
４の往路と、切削へシト１４→往復行付与手段１３−ダ
ンサロール機構１２ｂ　−ｆ’取手段１１の復路とが設
定される。

上記ダンサローラ機構１２ａ、１２ｂは、それぞれ３つ
のローラ１２０１〜１２０．または１２０、〜１２０．
で構成され、対をなす支軸固定の２０−ラ１２０．．１
２０オまたは１２０．．１２０、の間に支軸可動（図で
は上下動）のダンサローラ機構１２０１または１２０．
が配置された形になっていて、ダンサローラａ構１２０
　ｓまたは１２０−は自重あるいはこれに取付けた適当
なおもりの重さ、もしくはバネにより上記２０−ラｉ２
０＋　、１２０ｇまた１２０．．１２０．がら離反する
方向に付勢されている。これは、ワイヤＷに図のような
可動ループ！、またはｌ、をつくり出し、往路、復路に
おけるワイヤ張力を所要の一定レベルに保持する役目を
担う。

往復行付与手段１３は往路、復路のそれぞれに１つずつ
対応する一対のローラユニット１３０ａ。

１３０ｂが設けられ、各ローラユニッ）１３０は３つの
ローラ１３０．〜１３０ｓからなり、これらは丁度光に
述べたダンサローラ機構１２の３０−ラと同じような配
置をなし、ワイヤＷにループＬを与える。ただし、両ロ
ーラユニット１３０ａ。

１３０ｂはローラ配置が互いに対称的になっており、相
互に逆向きのループＬａ、Ｌｂをつくる。

この百ローラユニット１３０ａ、１３０ｂはワイヤ走行
路（ループを除くその周辺部分の走行路）と直角の方向
（ループ形成方向）に往復動可能なスライダブロック１
３１に取付けてあり、スライダブロック１３１の往復動
により両支軸間距離不変のままワイヤ走行路に対してそ
の位置を変え、それぞれループｌ、ａ、　ｌ、ｂの量を
変更するようになっている。

切削ヘッド１４は基本的には第２図のものと同じである
。すなわち、このヘッド１４は三角配置された３本のロ
ーラ１４０．〜１４０．からなっており、ワイヤＷは小
さなピッチＰでこの３０−ル１４０．〜１４０．の外側
に複数回巻掛けられ、２つの下ロール１４０．．１４０
３間に加工用ワイヤ列をつくる。ワークＧはこの加工用
ワイヤ列に下方より当接される。

次に、上記ワイヤ走行系統Ｉの駆動系統■°について述
べる。

この駆動系統■は、ワイヤ送出手段１０と巻取手段１１
の駆動に供する第１の動力伝達系■、と、その他の各装
置の駆動に供する第２の動力伝達系■８とからなり、第
１動力伝達系■、は、動力源として第１のワイヤ送り用
の回転駆動機Ｍ１をもち、第２の動力伝達系■２はこの
駆動機Ｍ１の他に、往復行発生用の第２の回転駆動機Ｍ
ｇを備えている。

第１の動力伝達系は■１は、第１の回転駆動機Ｍｒの回
転軸に取付けた２つのプーリ２２．．２２、と、ワイヤ
送出手段１０の回転軸１００に取付けた２つのプーリ２
０．．２０□と、ワイヤ巻取手段１１の回転軸１１０に
取付けた２つのブー１７２１、．２１．とを備え、プー
リ２０．．２１、．２２．間にタイミングベルト２３．
を、またプーリ２０．．２１．．２２．間にタイミング
ベルト２３□をそれぞれ巻掛けしたものとなっている。

　そして、タイミングベルト２３．による動力伝達系は
ワイヤ送出手段１０のワイヤ送出速度をワイヤ巻取手段
１１の巻取速度よりも大きくし、タイミングベルト２３
８による動力伝達系は逆にワイヤ送出速度がワイヤ巻取
速度よりも小さくなるようにしている。

このように第１の動力伝達系■、を２系統設けたのは、
走行ワイヤＷのたるみを抑えるためで、両系統の切換え
はクラッチ２４．〜２４．により行い、切換えのタイミ
ングはダンサローラ機＄１１１１２ａ、１２ｂにおける
ループＪ−、Ｊｂの変位量に基づいて決定される。

第２の動力伝達系■オは、前記ワイヤ走行系統■の往復
行付与手段１３の一対のローラユニット１３０ａ、１３
０ｂに対し３つのスプロケットホイール２６１〜２６．
からなるスプロケットホイールユニット２６ａ、２６ｂ
が、また切削ヘッド１４の３０−ラ１４０．〜１４０．
とその直近の転向ローラ１４１とに対しスプロケットホ
イール（以下単にホイールという）２７１〜２７．およ
び２日が、それぞれ対称的に配置され、これらのホイー
ル群に動力取入用のホイール２５を加え、ワイヤ走行系
統■のワイヤ経路に倣ってチェーン２９が巻掛けされた
形になっている。この場合、動力取入用ホイール２５は
前記ホイールユニット２６の反切削ヘッド１４側にくる
ように設けるのがよい、こうすると、回転駆動機Ｍ、は
一定速度で運転でき、ワイヤ往復行の重畳にともなう複
雑な運転パターンを必要としない。

この動力伝達系■２の各ホイールは、それぞれ対応する
ローラとシャフト３．．３．・・・によって連結され、
その動力取入用のホイールは前記第１の駆動機Ｍ、に接
続されている。

また、ホイールユニット２６ａ、２６ｂについては、上
記ローラユニットと同様の形でスライダブロック１３１
に取付けられ、そのスライダブロック１３１にはクラン
ク機構３０を介して第２の駆動機Ｍｔが連結されている
。クランク機構３０は、駆動機Ｍｔの回転軸に取付けた
クランクアーム３００がスライダブロック１３１に付設
された溝ブロック３０１に係合して構成されており、こ
の構造により駆動機ｆｔ１ｂの回転が往復動に変換され
、その動きがスライダブロック１３１に伝達されること
になる。

往復行付与手段１３は、スライダブロック１３１と、一
対のローラニー１−７ト１３０ａ、１３０ｂと、同じく
一対のホイールユニット２６ａ、２６ｂと、それら両ユ
ニット間をつなぐシャフト３゜〜３．と、スライダブロ
ック１３１にクランク機構３０を介して接続された駆動
機Ｍｔとで構成される。

以上のような構成になるワイヤソーマシンにおいて、第
１の駆動機Ｍ１を回転作動させたとすると、その回転が
動力取入用ホイール２５から第２の伝達系Ｕｓに伝えら
れ、同伝達系における全てのホイールが一斉に回転駆動
されることとなる。

一方、これと同時に第１の駆動機ＭＩの回転は第１の伝
達系■１にも伝えられ、そのうちのいずれか１つの系統
を介してワイヤ送出手段１０およびワイヤ巻取手段ｌｌ
が回転作動せしめられ、これによりワイヤ走行系統■に
張り巡らされたワイヤＷが一定の速度で走行する。この
とき、ワイヤ走行系統■におけるローラはそれぞれ、前
記第２の伝達系■２における各ホイールの回転が各シャ
フト３３，３□・・・を介して伝達されている。

ここで、第２の駆動機Ｍｔを作動させると、その回転が
クランク機構３０により往復動に変換されてスライダブ
ロック１３１に伝達され、これによりスライダブロック
１３１の全体に周期的な往復動が与えられことになる。

この往復動は、溝ブロック３０１により正確な正弦運動
の形となる。

スライダブロック１３１にこのような周期的な動きが与
えられると、それに取付けた両ホイールユニット２６ａ
、２６ｂによるループＬａ、Ｌｂが並行的に変化するが
、この場合両ループＬａ。

Ｌｂは、一方が増加するとそれに見合う分だけ他方が減
少するというように、互いに逆傾向をもって変動する。

その結果、第２の伝達系■２においてチェーン２９は一
方のホイールユニット２６ａから他方のホイールユニッ
１−２６　ｂに戻る間、上記第１の駆動機Ｍ、による定
走行に、往復行が重畳されることになる。そしてこの動
きはホイール２？、〜２７．を介して切削ヘッド１４の
３０−ル１４０．〜１４０．に伝えられることとなる。

切削ヘッド１４のこのような動きに伴い、往復行付与手
段１３の出側と入側との間のワイヤＷは、往路、復路の
一方でたるみ、他方でしまる傾向となるが、その一方で
、スライダブロック１３１の往復動に伴い、両ロールユ
ニット１３０ａ、１３Ｑｂに前記ホイールユニット２６
ａ、２６ｂと同一の動きが与えられていることから、前
記の傾向が相殺され、ワイヤＷに一定の張力を与える。

そしてワイヤＷは、このような一定張力のもとでワイヤ
送出手段１０から切削ヘッド１４に至りワークＧを切断
してワイヤ巻取手段１１に戻り、この間、順調な送りが
保証される。

なお、上記実施例では説明の便宜上、往復行付与手段１
３について、ロールユニット１３０が一単位の場合を示
したが、実機にあってはスライダブロック１３１乃至ロ
ールユニット１３０の往復動ストロークを短縮させ、ま
たはワイヤー速度を高くする意味から、複数のロールユ
ニットを並列的に展開して設けるのがよく、この場合に
は当然ホイールユニット２６の方もそれに対応した数だ
け設けられることになる。

〔発明の効果〕

本発明のワイヤソーマシンは、ワイヤ経路を構成する各
ローラを、ワイヤの走行運動に同期させて積極的に駆動
するようにしたから、各ローラの慣性による単独的な動
きが拘束され、各ローラとワイヤ間におけるスリップの
発生がなく、ローラおよびワイヤの摩耗が効果的に軽減
されるとともに、ワイヤ張力についてもきわめて安定し
たものとなり、ワイヤ断線等の不都合な事態の発生も可
及的に回避でき、したがって稼動の安定性向上、維持費
節減、断線にともなうワークのスクラップ化の排除など
、すぐれた効果が期待できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るワイヤソーマシンの基
本構成を示す斜視図、第２図は従来のワイヤソーマシン
の一例を示す斜視図である。 図中、■：ワイヤ走行系統、■：駆動系統、１０：ワイ
ヤ送出手段、１１：ワイヤ巻取手段、１２：ダンサロー
ラ機構、１３：往復行付与手段、１４：切削ヘッド、２
０〜２２：ワーク、２３：タイミングベルト、２４：ク
ラッチ、２５：ホイール、２６：ホイールユニット、２
７．２８Ｆホイール、２９：チェーン、３０：クランク
機構、Ｍ：駆動機、３：シャフト、１３０：ローラユニ
ット、１３１　ニスライダブロック。 出　願　人　大阪チタニウム製造株式会社第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ワイヤ送出手段（１０）から送出されるワイヤ（
   Ｗ）が往復行付与手段（１３）を経て切削ヘッド（１４
   ）に供給され、再び往復行付与手段（１３）を経てワイ
   ヤ巻取手段（１１）に戻るワイヤソーマシンにおいて、
   ワイヤ送出手段（１０）から切削ヘッド（１４）に至る
   ワイヤ往路および切削ヘッド（１４）からワイヤ巻取手
   段（１１）に至るワイヤ復路における各ローラ体（Ｒ＿
   １）、（Ｒ＿２）…に対し対称的にホイール体（Ｓ＿１
   ）、（Ｓ＿２）…を配設し、これにチェーン（２９）を
   巻掛けするとともに、そのホイール体（Ｓ＿１）、（Ｓ
   ＿２）…と前記ローラ体（Ｒ＿１）、（Ｒ＿２）の対応
   し合うものどうしをシャフト（３＿１）（３＿２）…に
   より連結し、そのシャフト（３＿１）（３＿２）…のう
   ちの少なくとも１本を回転駆動機（Ｍ＿１）に接続した
   ことを特徴とするワイヤソーマシン。