(57)【要約】【課題】ある切断ワイヤ部に生じた放電点へ、隣接する切断ワイヤ部から流入する電流を抑制することができるマルチワイヤ放電加工装置を得ること。【解決手段】間隔をおいて配設された複数本のガイドローラ３と、複数のガイドローラ３のそれぞれに巻き掛けすることにより、一対のガイドローラ３間で互いに離間した複数の切断ワイヤ部２を形成する１本の電極ワイヤ１と、複数の切断ワイヤ部２のそれぞれに個別に接触して加工電源からの電力を切断ワイヤ部２に給電する複数の給電子を有し、それぞれの給電子から個別に接触するそれぞれの切断ワイヤ部までの電気抵抗が、隣接する切断ワイヤ部までの電気抵抗よりも５０Ω以上小さい。【選択図】        図１
2010005735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔をおいて配設された複数本のガイドローラと、
複数の前記ガイドローラのそれぞれに巻き掛けすることにより、一対の前記ガイドローラ間で互いに離間した複数の切断ワイヤ部を形成する１本の電極ワイヤと、
前記複数の切断ワイヤ部のそれぞれに個別に接触して加工電源からの電力を前記切断ワイヤ部に給電する複数の給電子を有するマルチワイヤ放電加工装置において、
それぞれの給電子から個別に接触するそれぞれの切断ワイヤ部までの電気抵抗が、隣接する切断ワイヤ部までの電気抵抗よりも５０Ω以上小さい
ことを特徴とするマルチワイヤ放電加工装置。
【請求項２】
電極ワイヤの主たる成分が鉄であって、直径が０．１ｍｍ以下であり、それぞれの給電子から個別に接触するそれぞれの切断ワイヤ部までの長さが、隣接する切断ワイヤ部までの長さよりも２ｍ以上短い
ことを特徴とする請求項１に記載のマルチワイヤ放電加工装置。
【請求項３】
前記複数の給電子を並べて給電子群となし、前記給電子群を前記電極ワイヤから離れる方向に退避させる給電子群退避部をさらに有する
ことを特徴とする請求項１に記載のマルチワイヤ放電加工装置。
【請求項４】
前記切断ワイヤ部に接触して該切断ワイヤ部の振動を抑制する押し棒を有し、
前記押し棒を電極ワイヤから離れる方向に退避させる押し棒退避部を有する
ことを特徴とする請求項１に記載のマルチワイヤ放電加工装置。
【請求項５】
前記給電子群と前記切断ワイヤ部との接触部分を拡大して撮影するカメラをさらに有することを特徴とする請求項３に記載のマルチワイヤ放電加工装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、間隔をおいて配設された複数本のガイドローラに１本の電極ワイヤを複数回巻き掛けすることにより、一対のガイドローラ間に互いに離間する平行な複数の切断ワイヤ部を形成して、さらに各切断ワイヤ部のそれぞれに接触して個別に電力を給電する複数の給電子を配設したマルチワイヤ放電加工装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤ放電加工により柱状の部材から薄板をスライス加工する場合、１本の電極ワイヤを複数個の互いに離間したガイドローラ間に巻き掛けして互いに離間した多数の切断ワイヤ部を形成し、それぞれの切断ワイヤ部に個別に給電することで、同時に放電を生ぜしめて生産性を向上させる、いわゆるマルチワイヤ放電加工装置が提案されている。このようなマルチワイヤ放電加工装置は、狭い間隔で並ぶ複数本の切断ワイヤ部で放電加工を行うものであり、例えば柱状のシリコンインゴットから同時に複数枚のウエハをスライス加工する際に用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このような構成のマルチワイヤ放電加工装置においては、全ての切断ワイヤ部は互いに導通している。そのため、特定のガイドローラについて電極ワイヤを複数回巻回することで隣接した切断ワイヤ部間にそれぞれコイルを形成して、この各コイルのインピーダンスによりそれぞれの切断ワイヤ部間の絶縁性を向上させ、所定の切断ワイヤ部に印加された電圧がこれに隣接した切断ワイヤ部に分散するのを抑制していた。
【０００４】
しかし、上記構成のマルチワイヤ放電加工装置においては、同一のガイドローラに電極ワイヤを複数回巻回することにより各コイルが形成されているので、一つのコイルに電流が流れることにより生じる磁界が、他のコイルの内部を通過する。そのため、一つの切断ワイヤ部で放電が発生して電圧変動が生じた場合には、他の切断ワイヤ部にその影響が現れ、各切断ワイヤへの個別給電が困難となる。
【０００５】
そのため、従来、互いに磁気的に絶縁されたコアを用いた高周波絶縁器を、隣接した切断ワイヤ部間にそれぞれ設け、これにより、各切断ワイヤ部を互いに高周波的に絶縁する提案もされている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−９４２２１号公報
【特許文献２】特開２００６−７５９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記高周波絶縁器を設置する提案については、装置コストおよび通線作業の煩雑さに課題があった。そのため、高周波絶縁器なしでも放電の影響が隣接する切断ワイヤ部におよぶことがないような改善が望まれていた。
【０００８】
一方、従来のマルチワイヤ放電加工装置においては、既存のマルチワイヤソー装置をベースとして放電加工部（加工電源、電極等）を追加改造して作製するものが大半であり、そのようなものには、通線を容易に行うための自動結線機能を装備しないものが多い。
【０００９】
このようなマルチワイヤ放電加工装置にあっては、ガイドローラに電極ワイヤを通線する際に、数周分巻回したワイヤがほどけないように粘着力のあるテープで隣接した切断ワイヤ部同士を固定する。一方、切断ワイヤ部の周囲には、加工電圧を印加するため給電子群や切断ワイヤ部の振動を抑える線引きダイスが存在し、これらに上記テープが干渉する。そのため、通線作業に先だって給電子群と線引きダイスを取り外し、通線作業完了後に再び給電子群と線引きダイスを取り付けなければならず、作業の効率が悪いといった問題点もあった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、第１の目的は、所定のガイドローラについて電極ワイヤを複数回巻回してコイル状にする必要がなく、また切断ワイヤ部間に高周波絶縁器を設けることなく、所定の切断ワイヤ部に印加された電圧がこれに隣接した切断ワイヤ部に分散することを抑制することができるマルチワイヤ放電加工装置を得ることである。また、第２の目的は、通線の際の給電子群及び線引きダイス或いはその相当品の取り外し取り付け作業を不要とし作業性を向上させるマルチワイヤ放電加工装置を得ることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のマルチワイヤ放電加工装置は、間隔をおいて配設された複数本のガイドローラと、複数のガイドローラのそれぞれに巻き掛けすることにより、一対のガイドローラ間で互いに離間した複数の切断ワイヤ部を形成する１本の電極ワイヤと、切断ワイヤ部のそれぞれに個別に接触して加工電源からの電力を切断ワイヤ部に給電する複数の給電子を有するマルチワイヤ放電加工装置において、それぞれの給電子から個別に接触するそれぞれの切断ワイヤ部までの電気抵抗が、隣接する切断ワイヤ部までの電気抵抗よりも５０Ω以上小さいことを特徴とする。
【００１２】
また、電極ワイヤの主たる成分が鉄であって、直径が０．１ｍｍ以下であり、それぞれの給電子から個別に接触するそれぞれの切断ワイヤ部までの長さが、隣接する切断ワイヤ部までの長さよりも２ｍ以上短いことを特徴とする。
【００１３】
また、複数の給電子を並べて給電子群となし、この給電子群を電極ワイヤから離れる方向に退避させる給電子群退避部をさらに有することを特徴とする。
【００１４】
さらに、切断ワイヤ部に接触して該切断ワイヤ部の振動を抑制する押し棒を有し、この押し棒を電極ワイヤから離れる方向に退避させる押し棒退避部をさらに有することを特徴とする。
【００１５】
さらにまた、給電子群と切断ワイヤ部との接触部分を拡大して撮影するカメラをさらに有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、それぞれの給電子から個別に接触するそれぞれの切断ワイヤ部までの電気抵抗が、隣接する切断ワイヤ部までの電気抵抗よりも５０Ω以上小さいので、隣接する切断ワイヤ部までの電極ワイヤの線抵抗が十分に大きくなり、所定の切断ワイヤ部が放電を行った際、この放電の影響が隣接する切断ワイヤ部に回り込むことがない。これにより、高周波絶縁器が不要となり、通線作業工程を削減することができる、という効果を奏する。
【００１７】
また、この発明によれば、電極ワイヤの主たる成分が鉄であって、直径が０．１ｍｍ以下であり、それぞれの給電子から個別に接触するそれぞれの切断ワイヤ部までの長さが、隣接する切断ワイヤ部までの長さよりも２ｍ以上短いので、それぞれの給電子から個別に接触するそれぞれの切断ワイヤ部までの電気抵抗が、隣接する切断ワイヤ部までの電気抵抗よりも５０Ω以上小さい状態を実現できる、という効果を奏する。
【００１８】
また、この発明によれば、給電子群を電極ワイヤから離れる方向に退避させる給電子群退避部や、押し棒（線引きダイス相当品）を電極ワイヤから離れる方向に退避させる押し棒退避部を有するので、通線の際の給電子群及び押し棒の取り外し取り付け作業を不要とし作業性を向上させる、という効果を奏する。
【００１９】
さらにまた、この発明によれば、給電子群と切断ワイヤ部との接触部分を拡大して撮影するカメラをさらに有するので、通線後、給電子群を切断ワイヤ部に容易に接触でき、作業性を向上させる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、本発明にかかるマルチワイヤ放電加工装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００２１】
実施の形態
図１は本発明にかかるマルチワイヤ放電加工装置の実施の形態の要部の構成図（斜視図）である。図２は本実施の形態のマルチワイヤ放電加工装置の要部の構成図（正面図）である。図１および図２において、本実施の形態のマルチワイヤ放電加工装置では、図示しないワイヤボビンから繰り出される一本の電極ワイヤ１が順次巻き掛けされ、互いに軸線方向に平行に離間した４本のガイドローラ３が備えられている。電極ワイヤ１のうち、一対のガイドローラ３の間では、互いに平行に張設された複数の切断ワイヤ部２を構成している。この切断ワイヤ部２の近傍には、直方体形状をした例えば導電性を有するシリコンからなる被加工物６が位置制御装置（図示せず）により適正な放電ギャップ長で保持されている。この被加工物６と切断ワイヤ部２との間には、通常のワイヤ放電加工装置と同様に、吹きかけ、もしくは浸漬により被加工物６と切断ワイヤ部２との間に加工液が供給されるようになっている。
【００２２】
このマルチワイヤ放電加工装置の加工原理はワイヤソーとは異なり放電現象を利用している。それぞれの切断ワイヤ部２に対して、対応する給電子が用意されている。給電子は切断ワイヤ部２の本数分が並べて配設され、これら複数の給電子がユニット化されて給電子群４が構成されている。給電子は対応する切断ワイヤ部２に加工電圧を供給するため、切断ワイヤ部２の配置と同様に、加工用途に合わせたピッチに配置する必要がある。例えばシリコンインゴットから太陽電池用にウエハを切り出す本実施の形態の装置の場合、そのピッチは数１００μｍである。
【００２３】
隣接する複数の切断ワイヤ部２は、１本の電極ワイヤ１から構成されているので、それぞれの切断ワイヤ部２は電気的に導通している。したがって、或る給電子からその対応する切断ワイヤ部２に印加された加工電圧が、隣接した切断ワイヤ部２に分散してしまうことがある。これに対し従来の装置は上述のように、電極ワイヤ１をガイドローラ３に掛けるだけでなく、隣接した切断ワイヤ部２間にそれぞれコイルが形成されるように、ガイドローラ３に電極ワイヤ１を複数回コイル状に巻回することで高周波的に絶縁していた。
【００２４】
これに対して本実施の形態では、複数のガイドローラ３を相互間の距離が十分に大きくなるように互いに離して配置するとともに、複数の切断ワイヤ部２それぞれに給電するそれぞれの給電子が十分接近して配置されている。このように、それぞれの給電子をそれぞれの切断ワイヤ部に十分接近配置し、さらに十分離れて配置したガイドローラ３に電極ワイヤを巻きかけることにより、それぞれの給電子から対応する切断ワイヤ部２までのワイヤ長と、隣接した２つの切断ワイヤ部２までのワイヤ長との差を大きく設定することにより、それぞれの給電子から個別に接触するそれぞれの切断ワイヤ部までの電気抵抗が、隣接する切断ワイヤ部までの電気抵抗よりも５０Ω以上小さい状態を実現している。例えば、直径０．１ｍｍのソーワイヤを用いた場合、それぞれの給電子から対応する切断ワイヤ部２までのワイヤ長を、隣接した切断ワイヤ部２までのワイヤ長より２ｍ程度以上短くすればよい。これにより、切断ワイヤ部に生じた放電点へ、隣接する切断ワイヤ部から流入する電流を十分抑制できるため、隣接する切断ワイヤ部分からの影響を実用上問題ない程度にまで小さくすることができる。以上の構成によれば、特定のガイドローラについて電極ワイヤを複数回巻回してコイル状にする必要がなく、また切断ワイヤ部２間に高周波絶縁器を設けることなく、ある切断ワイヤ部に生じた放電点へ、隣接する切断ワイヤ部から流入する電流を抑制できる。そして、高周波絶縁器がないのでコスト増加をともなうことがなく、また、通線時の手間と時間を大幅に削減することができる。
【００２５】
次に通線作業に関して説明する。図３は本実施の形態のマルチワイヤ放電加工装置の通線方法を説明ための図である。マルチワイヤ放電加工装置における通線は、通常、マルチワイヤソーの通線と同じような手順で行う。まず、手動で電極ワイヤ１を複数のガイドローラ３に数回巻回して切断ワイヤ部２が所望の間隔になるようにワイヤの位置を調整する。次いで、電極ワイヤの先端部分を十分なテンションになるように引っ張り、数周分巻回したワイヤがほどけないように十分に粘着力のある通線時電極ワイヤ先頭部固定テープ（以下、単に固定テープ）７で隣接した切断ワイヤ部２同士を固定する。ここでガイドローラ３を順方向に回転させれば電極ワイヤ１のすでに巻回した先頭部分が誘導役となりワイヤを引張し、所望の本数分に切断ワイヤ部２を平行に走らせることができる。
【００２６】
マルチワイヤソーの場合は以上の手順で問題ないが、マルチワイヤ放電加工装置にあっては、加工電圧を印加するための給電子群４や切断ワイヤ部２の振動を抑える押し棒５（従来の線引きダイスの役割をする部品）が存在するため、通線時にワイヤを固定する固定テープ７が給電子群４や押し棒５に干渉することが懸念される。
【００２７】
そこで、本実施の形態のマルチワイヤ放電加工装置においては、給電子群４と押し棒５とを、それぞれ電極ワイヤ１（切断ワイヤ部２）から離れる方向に退避させる給電子群退避部と押し棒退避部を設けている。図４は本実施の形態のマルチワイヤ放電加工装置の給電子群近傍の拡大図である。図４に示すように、給電子群４は、Ｘ，Ｙ，Ｚの３駆動軸で構成された給電子群退避部９により移動可能に支持されている。また、押し棒５は、同じようにＸ，Ｙ，Ｚの３駆動軸で構成された押し棒退避部１０により移動可能に支持されている。
【００２８】
この給電子群退避部９と押し棒退避部１０の構成により、通線時には給電子群４と押し棒５とを一旦退避させ、図３に示した固定テープ７がワイヤ送り時に給電子群４と押し棒５に干渉しないようにする。そして、ガイドローラ３を順送りし、固定テープ７によって相互に固定された電極ワイヤ１の先頭部を巻回し誘導して所望の本数分だけ切断ワイヤ部２が得られたら、給電子群４と押し棒５を元の位置に戻し、各給電子が対応する切断ワイヤ部２に接触するようにする。このとき、本実施の形態においては、給電子に対向して配置したクローズアップカメラ８により給電子と切断ワイヤ部２の接触部が拡大して観測できるようにされている。この構成により、各給電子を容易に且つ確実に対応する切断ワイヤ部２に接触させることができる。給電子を接触させた後はクローズアップカメラ８を退避させ、被加工物６を切断ワイヤ部２の下の所定位置に移動する。なお、クローズアップカメラ８は、例えば、被加工物移動構造であるＸＹＺ軸テーブルに固定されてＸ，Ｙ，Ｚの３軸で移動可能とされている。
【００２９】
被加工物６の加工においては、放電現象を利用した放電加工により行われる。放電加工中は電極ワイヤ１と被加工物６との相対位置を制御して加工を進めていく。マルチワイヤ放電加工装置の場合、ガイドローラ３の荷重が大きいので、切断ワイヤ部２側を固定して被加工物６を移動させて両者の相対位置を制御する。被加工物６は、被加工物移動構造であるＸＹＺ軸テーブルで移動させる。
【００３０】
以上のように、本実施の形態のマルチワイヤ放電加工装置においては、切断ワイヤ部２の被加工物接触箇所と給電子とが接近して設けられ、被加工物接触箇所から給電子までのワイヤ長より、隣接する被加工物接触箇所間のワイヤ長の方が大きく、それぞれの給電子から個別に接触するそれぞれの切断ワイヤ部までの電気抵抗が、隣接する切断ワイヤ部までの電気抵抗よりも５０Ω以上小さくなり、所定の切断ワイヤ部２が放電を行った際、この放電の影響が隣接する切断ワイヤ部２に回り込むことがない。また、従来設けられていた高周波絶縁器が不要となり、コストが増加することなく、通線作業の手間を大幅に削減することができる。
【００３１】
また、本実施の形態のマルチワイヤ放電加工装置においては、電極ワイヤの主たる成分が鉄であって、直径が０．１ｍｍ以下であり、それぞれの給電子から個別に接触するそれぞれの切断ワイヤ部までの長さが、隣接する切断ワイヤ部までの長さよりも２ｍ以上短いので、それぞれの給電子から個別に接触するそれぞれの切断ワイヤ部までの電気抵抗が、隣接する切断ワイヤ部までの電気抵抗よりも５０Ω以上小さい状態を実現できる。
【００３２】
また、本実施の形態のマルチワイヤ放電加工装置においては、給電子群４を電極ワイヤ（切断ワイヤ部２）１から離れる方向に退避させる給電子群退避部９、及び、押し棒５を電極ワイヤ１（切断ワイヤ部２）から離れる方向に退避させる押し棒退避部１０を有するので、通線の際の給電子群４及び押し棒５の取り外し取り付け作業を不要とし作業性を向上させる。
【００３３】
さらにまた、本実施の形態のマルチワイヤ放電加工装置においては、給電子群４と切断ワイヤ部２との接触部分を拡大して撮影するカメラをさらに有するので、通線後、給電子群４を切断ワイヤ部２に容易に接触でき、作業性を向上させる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
以上のように、本発明は、間隔をおいて配設された複数本のガイドローラに１本の電極ワイヤを複数回巻き掛けすることにより、一対のガイドローラ間に互いに離間する平行な複数の切断ワイヤ部を形成して、さらに各切断ワイヤ部のそれぞれに接触して個別に電力を給電する複数の給電子を配設したマルチワイヤ放電加工装置に適用されて好適なものであり、例えば柱状のシリコンインゴットから同時に複数毎のウエハをスライス加工する際に用いられるマルチワイヤ放電加工装置に適用されて最適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明にかかるマルチワイヤ放電加工装置の実施の形態の要部の構成図（斜視図）である。
【図２】マルチワイヤ放電加工装置の要部の構成図（正面図）である。
【図３】マルチワイヤ放電加工装置の通線方法を説明するための図である。
【図４】マルチワイヤ放電加工装置の給電子群近傍の拡大図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  電極ワイヤ
２  切断ワイヤ部
３  ガイドローラ
４  給電子群
５  押し棒（線引きダイスの相当品）
６  被加工物
７  通線時電極ワイヤ先頭部固定テープ
８  クローズアップカメラ
９  給電子群待避部
１０  押し棒待避部
【図１】
2010005735.tif 000003
【図２】
2010005735.tif 000004
【図３】
2010005735.tif 000005
【図４】
2010005735.tif 000006