(57)【要約】【課題】複数の鋼線を撚り合わせてなるワイヤソー用ワイヤについて、全体の幅の変動を抑制し、被切断材料の切断面の面精度を向上させる。【解決手段】ワイヤソー用ワイヤ１０を、三本の鋼線１１を撚りピッチが３〜１０ｍｍで撚り合わせて構成する。ワイヤ１０の断面では鋼線１１が正三角形に並列することになり、鋼線を二本撚り合わせたり鋼線を四本ひし形に撚り合わせたりする従来のワイヤソー用ワイヤと比較して、最大幅と最小幅の差（変動）が小さく、削り代がほぼ一定となって被切断材料の切断面の面精度が向上する。三本撚りの鋼線１１同士の間は窪んで砥粒が入り込みやすくなっているため、砥粒保持能力が高く、切断速度が向上する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
三本の鋼線を撚りピッチが３〜１０ｍｍで撚り合わせてなるワイヤソー用ワイヤ。
【請求項２】
前記各鋼線の線径は、５０〜８０μｍである請求項１に記載のワイヤソー用ワイヤ。
【請求項３】
前記各鋼線のうちのすくなくとも一の鋼線の線径は、他のいずれかの鋼線の線径よりも小さい請求項１または２に記載のワイヤソー用ワイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切断装置としてのワイヤソーに用いられるワイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
シリコンインゴットからシリコンウェハを切り出す作業など、硬質材料の切断作業（スライス作業）に用いられる切断装置として、ワイヤソーが知られている。
【０００３】
ワイヤソーは、対向するロール間にそれぞれ単一の鋼線からなるワイヤソー用ワイヤを並列に巻き回し、そのロールの回転により巻き回した各ワイヤを高速で走行させ、その走行するワイヤにシリコンインゴットなどの被切断材料を押し付けることで、切断加工（スライス）をおこなうしくみとなっている。
ここでワイヤ自体は切断能力に乏しいため、遊離砥粒方式による上記作業の際には、走行するワイヤに砥粒（砥粒が分散する切削液）を供給することになっている。
【０００４】
したがって切断作業の際には、ワイヤに随伴して被切断材料の内部にまで引き込まれる砥粒の量が多いほど、切断の効率が向上することになる。
そのような、切断の効率（切断速度）を向上させる方策の一つとして、ワイヤが砥粒を表面上に保持する能力を向上させることが考えられる。
【０００５】
このため、特許文献１に記載されているように、複数の細径の鋼線を撚り合わせた撚線からワイヤソー用ワイヤを構成することが知られている。
このようにすると、撚り合せた鋼線同士の間が窪んだ状態になるため、その窪みに砥粒がはまりこみやすくなり、ワイヤの砥粒保持能力が向上することになる。
【０００６】
ところでワイヤソーでは、走行するワイヤに被切断材料を押し付けて切断することから、被切断材料の削り代の大きさはワイヤの線径（幅）に依存することになる。
しかし、ワイヤが撚線からなる場合には、その撚線の箇所によって幅が変動するため、削り代の大きさが一定にならず、被切断材料の切断面の面精度が向上しない問題がある。
【０００７】
たとえば、図４のように、線径Ｄの鋼線１１の二本撚りからなるワイヤソー用ワイヤ２０の場合には、その並び方向によって幅の変動が非常に大きい。
すなわち（ａ）のように鋼線１１が鉛直方向に並列する最小幅箇所ではワイヤ２０の幅がＤとなるのに対し、（ｂ）のように鋼線１１が水平方向に並列する最大幅箇所ではワイヤ２０の幅が２Ｄとなる。
このため、ワイヤの幅、すなわち削り代がＤ〜２Ｄの間で大きく変動する（変動値：１．００Ｄ）ことになり、被切断材料の切断面の面精度が悪くなる。
【０００８】
また、図５のように、線径Ｄの鋼線１１の四本撚りからなるワイヤソー用ワイヤ３０の場合にも、その並び方向によって幅の変動が非常に大きい。
すなわちそのワイヤ３０の断面では鋼線１１がひし形状に並列するが、（ａ）のようにそのひし形の長いほうの対角線が鉛直方向を向く最小幅箇所では、ワイヤ３０の幅は２Ｄとなるのに対し、（ｂ）のようにそのひし形の長いほうの対角線が水平方向を向く最大幅箇所では、ワイヤ３０の幅が２．７３Ｄとなる。
このため、ワイヤの幅、すなわち削り代が２Ｄ〜２．７３Ｄの間で大きく変動する（変動値：０．７３Ｄ）ことになり、被切断材料の切断面の面精度が悪くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６１−１２１８１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明の解決すべき課題は、複数の鋼線を撚り合わせてなるワイヤソー用ワイヤについて、全体の幅の変動を抑制し、そのワイヤソー用ワイヤにより切断される被切断材料の切断面の面精度を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記した課題を解決するため、本発明のワイヤソー用ワイヤを、三本の鋼線を撚りピッチが３〜１０ｍｍで撚り合わせて構成することとしたのである。
ここで、撚りピッチとは、単一の鋼線が撚線上で３６０度回転するのに要する距離のことをいう。
【００１２】
ワイヤソー用ワイヤを鋼線の三本撚りとした場合、そのワイヤの断面では鋼線が正三角形に並列することになる。
この場合、鋼線の線径をＤとすると、三本の鋼線のうちの二本の鋼線が鉛直方向に並列する最小幅箇所、すなわち正三角形の垂線の長さが幅となる箇所では、ワイヤの幅が１．８７Ｄとなる。
また、三本の鋼線のうちの二本の鋼線が水平方向に並列する最大幅箇所、すなわち正三角形の辺の長さが幅となる箇所では、ワイヤの幅が２．０Ｄとなる。
したがって、ワイヤの幅、すなわち削り代は１．８７Ｄ〜２．００Ｄの間で微少にしか変動しないことになり、二本撚り鋼線や四本撚り鋼線などからなる従来のワイヤソー用ワイヤと比較して、被切断材料の切断面の面精度を向上させることができる。
【００１３】
ワイヤソー用ワイヤの三本撚りの鋼線と鋼線の間は窪んで砥粒が入り込みやすくなっているため、砥粒保持能力が向上しており、単一の鋼線からなる従来のワイヤソー用ワイヤと比較して、被切断材料の切断速度が大きく向上している。
【００１４】
ところで、撚りピッチが短いほど、ワイヤソー用ワイヤ（撚線）の形状安定性が高く、これにより切断される被切断材料の切断面の面精度が向上するが、その反面撚りピッチが短すぎるとワイヤソー用ワイヤの強度が低下してしまい、断線等の原因となる。
撚線の撚りピッチを上記のように設定すると、形状安定性と強度保持を高いレベルで併せ持つことが可能となる。
【００１５】
また本発明のワイヤソー用ワイヤにおける前記各鋼線の線径は、５０〜８０μｍであるのが好ましい。
さらに本発明のワイヤソー用ワイヤにおける前記各鋼線のうちのすくなくとも一の鋼線の線径は、他のいずれかの鋼線の線径よりも小さくすることができる。
【００１６】
ワイヤソー用ワイヤを構成する各鋼線の線径を以上のように設定し、これを三本撚りすることで、その外径が汎用されている線径１３０μｍ程度の単一の鋼線からなるワイヤソー用ワイヤとほぼ等しくなる。
そのため、削り代は従来とほぼ同じ量で切断速度を向上させることができる。
【００１７】
ワイヤソー用ワイヤを構成する鋼線の少なくとも一つを小径にすると、撚線の外面にその小径の鋼線に沿って螺旋状の窪みが形成されることになり、ここに砥粒がはまりやすくなって砥粒保持能力がいっそう向上する。
【発明の効果】
【００１８】
発明にかかる複数の鋼線を撚り合わせてなるワイヤソー用ワイヤを以上のように構成したので、全体の幅の変動が抑制され、被切断材料の切断面の面精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】実施形態のワイヤソー用ワイヤの斜視図
【図２】実施形態のワイヤソー用ワイヤの断面図
【図３】実施形態のワイヤソー用ワイヤの他の例を示す斜視図
【図４】二本撚りワイヤソー用ワイヤの断面図
【図５】四本撚りワイヤソー用ワイヤの断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施形態について説明する。
図１および図２に示す実施形態のワイヤソー用ワイヤ１０は、伸線された鋼線１１を三本撚りあわせることで形成されている。
【００２１】
その撚りピッチＰは、３ｍｍ〜１０ｍｍとなっている。
撚りピッチＰが３ｍｍを下回ると、撚りが過剰となってワイヤソー用ワイヤ１０の強度が低下し、断線等が引き起こされやすくなる。
また撚りピッチＰが１０ｍｍを超えると、撚りが緩すぎてワイヤソー用ワイヤ１０の形状保持性が低下し、その幅が変動しやすくなって被切断材料の切断面の面精度が低下してしまう。
【００２２】
図２のように、三本の鋼線１１の線径は等しくなっている。これら鋼線１１の線径は特に限定されないが、５０μｍ〜８０μｍが例示できる。鋼線１１の組成も特に限定されない。
鋼線１１の線径が５０μｍを下回ると、細径であるために強度が低下し断線等が引き起こされやすくなり、線径が８０μｍを超えると、ワイヤソー用ワイヤ１０全体の外径が大きくなって削り代が大きくなり、切断作業時の歩留まりが悪くなる。
【００２３】
図１および図２のように、隣接する鋼線１１の間は窪んでおり、この窪みに図２の鎖線で示すように砥粒ｇがはまり込みやすくなっている。
そのため、ワイヤソー用ワイヤ１０全体の砥粒ｇの保持性能が単一の鋼線からなるワイヤソー用ワイヤに比べて向上しており、これにより被切断材料の切断速度が大きく向上している。
【００２４】
図２のように、三本の鋼線１１は、ほぼ正三角形をなすように撚り合わされている。
したがって、ワイヤソー用ワイヤ１０全体の幅を考えた場合、図２（ａ）のように、二本の鋼線１１が鉛直方向に並列する箇所で最小幅となり、図２（ｂ）のように、二本の鋼線１１が水平方向に並列する箇所で最大幅となる。
その最小幅は、鋼線１１の線径をＤとした場合、三角形の垂線の長さに等しいことから１．８７Ｄとなり、その最大幅は、三角形の辺の長さに等しいことから、２Ｄとなる。
このように、ワイヤソー用ワイヤ１０の幅は、１．８７Ｄ〜２Ｄの間で微少にしか変動せず（変動値：０．１３Ｄ）、削り代もこの間で微少にしか変動しない。
このため、被切断材料の切断面の面精度を、図４のような鋼線二本撚りのワイヤソー用ワイヤ２０（変動値：１Ｄ）や、図５のような鋼線四本撚りのワイヤソー用ワイヤ３０（変動値：０．７３Ｄ）に比べて、大きく向上させることができる。
【００２５】
図３に実施形態のワイヤソー用ワイヤ１０の他の例を示す。
図３（ａ）では、三本の鋼線のうちの一本が他の鋼線１１よりも小径の鋼線１１´となっており、図３（ｂ）では、三本の鋼線のうちの二本が他の鋼線１１よりも小径の鋼線１１´となっている。
その他、三本の鋼線のすべての線径を異ならせることも可能である。
図３のような場合、小径の鋼線１１´に沿ってワイヤソー用ワイヤ１０の外面に螺旋状の窪みが形成されるため、ここに砥粒ｇがはまり込みやすくなり、その保持性能がいっそう向上する。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明の実施例および比較例を挙げて、発明の内容を一層明確なものとする。
【００２７】
（試験１）
実施例として、線径が６５μｍの鋼線を撚りピッチ４．５ｍｍで三本撚りしてなる外径１４０μｍのワイヤソー用ワイヤを、比較例１として、線径が１３０μｍの単一の鋼線からなるワイヤソー用ワイヤを、それぞれ準備した。
この実施例および比較例１のワイヤソー用ワイヤを用いて、同条件の下で、ガラスインゴットを切断する試験をおこない、その切断速度を測定した。
【００２８】
その結果、実施例のワイヤソー用ワイヤは、切断速度が３．９０ｍｍ／ｍｉｎであるのに対し、比較例１のワイヤソー用ワイヤは、切断速度が１．４０ｍｍ／ｍｉｎであり、実施例のワイヤソー用ワイヤでは、切断速度が従来に比べて大きく向上していることが確認された。
【００２９】
（試験２）
比較例２として、線径が６５μｍの鋼線を実施例とほぼ同じ撚りピッチで二本撚りしてなるワイヤソー用ワイヤを、比較例３として、線径が６５μｍの鋼線を実施例とほぼ同じ撚りピッチで四本撚りしてなるワイヤソー用ワイヤを、それぞれ準備した。
実施例および比較例２〜３のワイヤソー用ワイヤを用いて、同条件の下で、ガラスインゴットを切断し、その切断面の面精度を測定する試験をおこなった。
【００３０】
その結果、実施例のワイヤソー用ワイヤを用いた場合、ガラスインゴットの切断面の算術平均粗さ（Ｒａ）は１．３μｍであるのに対し、比較例２および３のワイヤソー用ワイヤを用いた場合、切断面のＲａはそれぞれ４．８μｍ、３．７μｍであり、面精度が従来に比べて大きく向上していることが確認された。
【００３１】
今回開示された実施形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考慮されるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての修正と変形を含むものであることが意図される。
【符号の説明】
【００３２】
１０  実施形態のワイヤソー用ワイヤ
１１  鋼線
１１´  小径の鋼線
２０  二本撚りワイヤソー用ワイヤ
３０  四本撚りワイヤソー用ワイヤ
ｇ  砥粒
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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