(57)【要約】【課題】揺動の急激な変化を抑えることで精度良くワークを切断するワイヤソーを提供する。【解決手段】複数本の溝ローラ９ａ、９ｂ間に巻回されたワイヤ１１により形成されたワイヤ列と、ワイヤ１１を一方向走行又は往復走行させるワイヤ駆動手段と、ワークＷを揺動させる揺動機構１６とを備え、該ワイヤ列にワークＷを押し付けることにより該ワークＷを切断するワイヤソー１である。揺動機構１６は、ワークＷを保持するとともに該ワークＷのほぼ中心を揺動中心として前記ワイヤ列と直交する方向に回動自在に軸支されたワーク保持テーブル４０と、ワーク保持テーブル４０を回動させる駆動機構とを備える。前記揺動機構４０による揺動は、揺動角度の時間変化が円弧状曲線を描くように構成されている。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の溝ローラ間に巻回されたワイヤにより形成されたワイヤ列と、前記ワイヤを一方向走行又は往復走行させるワイヤ駆動手段と、前記ワークを揺動させる揺動機構とを備え、該ワイヤ列にワークを押し付けることにより該ワークを切断するワイヤソーであって、
前記揺動機構は、
前記ワークを保持するとともに該ワークのほぼ中心を揺動中心として前記ワイヤ列と直交する方向に回動自在に軸支されたワーク保持テーブルと、
前記ワーク保持テーブルを回動させる駆動機構とを備え、
前記揺動機構による揺動は、少なくとも揺動方向反転時の揺動角度の時間変化が円弧状曲線を描くように構成されていることを特徴とするワイヤソー。
【請求項２】
前記揺動機構は、
少なくとも１つの回転駆動機構と、
前記回転駆動機構に軸止された円板と、
前記円板の偏心位置に立設された固定軸と、
前記固定軸にその一端が軸支された少なくとも１つのリンク棒とを備え、
前記リンク棒の他端を前記ワーク保持テーブルに軸支することで前記回転駆動機構による回転運動を前記ワークの揺動運動に変換するようにしたことを特徴とする請求項１に記載のワイヤソー。
【請求項３】
前記揺動機構は、
少なくとも１つの回転駆動機構と、
前記回転駆動機構の回転を伝達して前記ワーク保持テーブルを回転させる回転伝達機構とを備え、
前記回転駆動機構を正転及び逆転させながら前記ワーク保持テーブルを揺動させるようにしたことを特徴とする請求項１記載のワイヤソー。
【請求項４】
複数本の溝ローラ間に巻回されたワイヤにより形成されたワイヤ列と、前記ワイヤを一方向走行又は往復走行させるワイヤ駆動手段と、前記ワークを揺動させる揺動機構とを備え、該ワイヤ列にワークを押し付けることにより該ワークを切断するワイヤソーであって、
前記揺動機構は、
前記溝ローラが軸支されるとともにワイヤソーの本体枠に対して回動自在に軸支された回動部材と、
前記回動部材を正転及び逆転させることで揺動させる回転駆動機構とを備え、
前記揺動機構による揺動は、少なくとも揺動方向反転時の揺動角度の時間変化が円弧状曲線を描くように構成されていることを特徴とするワイヤソー。
【請求項５】
前記円弧状曲線が、正弦曲線または正弦曲線に近似される曲線であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のワイヤソー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行するワイヤにシリコン、サファイア、シリコンカーバイド、セラミックスなどのワークを押し付けて切断するワイヤソーに関する。さらに詳しくは、前記ワークまたはワイヤを揺動させながらワークを切断するワイヤソーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数の溝ローラ間にワイヤを巻き回してワイヤ列を形成し、このワイヤを一方向走行または往復走行させて、前記ワイヤに加工液を供給しながら、シリコン、サファイア、シリコンカーバイド、セラミックス等のワークを前記ワイヤ列に押し付けて切断するワイヤソーが知られている。
【０００３】
前記ワイヤソーでは、加工液としてシリコンカーバイドやダイヤモンド等の砥粒を油性や水溶性の切削液に混合したスラリを切断部近傍に供給しながらワークを切断する遊離砥粒方式のワイヤソーと、ワイヤ表面にダイヤモンド等の砥粒が電着やレジン等で固定された固定砥粒ワイヤを用い、切断部近傍に油性、水溶性の加工液または水に界面活性剤が添加された加工液を供給しながらワークを切断する固定砥粒方式のワイヤソーが知られている。
【０００４】
前記両方式のワイヤソーでは、溝ローラ間に形成されたワイヤ列にワークが押し付けられて切断されるが、切断が進行するに伴い、切削負荷が大きくなって切削屑の排出もされ難くなるためワークを揺動させながら切断する方法が提案されている（例えば特許文献１）。また、ワークを揺動させる代わりにワイヤ列を揺動させながら切断する方法も提案されている（例えば特許文献２、特許文献３）。
【０００５】
上記のようにワイヤやワークを揺動させながら切断する方法は、ワークとワイヤとの接触量が全体的に小さくなるため、切断負荷が低減されるとともにスラリや加工液の切断部への供給が円滑になり、切断速度が向上し、切削屑も排出され易くなる。
【０００６】
そして、特許文献２のワイヤソーの揺動制御は、図１２（ａ）に示すように揺動角度の時間に対する変化が台形を描くような制御となっている。すなわち、所定の揺動角度となるまでプラス方向に一定の加速度で加速し、所定の揺動角度となると一定時間その揺動角度を維持し、その後、マイナス方向に一定の加速度で加速して所定の揺動角度となるようにすることを繰り返し行っている。
【０００７】
また、特許文献３のワイヤソーの揺動制御は、図１２（ｂ）に示すように揺動角度の時間に対する変化がジグザクとなるような制御となっている。すなわち、所定の揺動角度となるまでプラス方向に一定の加速度で加速し、所定の揺動角度となった後、マイナス方向に一定の加速度で加速することを繰り返して行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３５３９７７３号公報
【特許文献２】特開平１０−２６４１４３号公報
【特許文献３】特開２０１３−８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記特許文献１の揺動機構は、揺動アームの一端にワークを保持させておき、該揺動アームの中間部分を支点に該揺動アームの他端部分を左右に駆動することで前記支点を中心にワークを揺動させるようになっている。
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１のワイヤソーは、揺動アーム自体が一定量のストロークを要するために装置自体が大型化する問題がある。また、複数のワークを揺動させる場合、１本の揺動アーム上に複数のワークを固定すると、ワイヤ列へのワークの接触の仕方が異なるため、精度良くワークを切断できない問題があった。さらには、ワークから離れた位置に支点が位置するため、揺動幅が大きくなり、ワイヤ列を形成する溝ローラ間の距離を大きくしなければならない問題があり、ワイヤ列の張力が低下し、切断精度が低下する問題がある。また、複数のワークを横方向に並べて個別に揺動させようとした場合、揺動アームを複数設ける必要があり、装置がさらに大型化する問題がある。
【００１１】
また、上記特許文献２のワイヤソーの揺動機構の制御は、ワイヤ列の揺動方向が反転する際（すなわち、揺動角度がプラス方向からマイナス方向に切り替わる際）、揺動角度の時間に対する変化が台形状となるように制御されており、揺動角度や揺動速度の変化が急激となるような制御方法となっている。
【００１２】
また、上記特許文献３のワイヤソーの揺動機構の制御は、揺動角度をプラス方向とマイナス方向に瞬間的に反転させることでジグザク状に揺動角度の時間に対する変化を制御しているので、上記特許文献２のワイヤソーと同様に揺動角度や揺動速度の変化が急激となるような制御方法となっている。
【００１３】
ところで、ワイヤソーでの切断においては、ワイヤ速度、加工温度、揺動角度などの切断条件が急激に変化すると、その条件変化が大きかった部分で加工精度が低下することが知られている。
【００１４】
しかしながら、従来のワイヤソーの揺動方法は、上記特許文献２や特許文献３のごとく揺動角度や揺動速度の変化が急激となるような制御方法を行なっており、その変化が急となる部分でワークの切断面に段差やうねりが生じるなど加工精度が低下する問題があった。さらには、揺動角度や揺動速度の急激な変化によりワイヤへの負荷が高まったり、張力変動が急激となりワイヤが断線したりする問題もあった。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、ワイヤソーで揺動切断を行う場合に小型で簡素な機構で揺動させるとともに揺動角度や揺動速度の変化を低減させて切断精度を向上させるワイヤソーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１の発明は、複数本の溝ローラ間に巻回されたワイヤにより形成されたワイヤ列と、前記ワイヤを一方向走行又は往復走行させるワイヤ駆動手段と、前記ワークを揺動させる揺動機構とを備え、該ワイヤ列にワークを押し付けることにより該ワークを切断するワイヤソーであって、
前記揺動機構は、
前記ワークを保持するとともに該ワークのほぼ中心を揺動中心として前記ワイヤ列と直交する方向に回動自在に軸支されたワーク保持テーブルと、
前記ワーク保持テーブルを回動させる駆動機構とを備え、
前記揺動機構による揺動は、少なくとも揺動方向反転時の揺動角度の時間変化が円弧状曲線を描くようにした構成を採用したワイヤソーである。
【００１７】
また、請求項２の発明は、請求項１のワイヤソーにおいて、
前記揺動機構は、
少なくとも１つの回転駆動機構と、
前記回転駆動機構に軸止された円板と、
前記円板の偏心位置に立設された固定軸と、
前記固定軸にその一端が軸支された少なくとも１つのリンク棒とを備え、
前記リンク棒の他端を前記ワーク保持テーブルに軸支することで前記回転駆動機構による回転運動を前記ワークの揺動運動に変換するようにした構成を採用したワイヤソーである。
【００１８】
また、請求項３の発明は、請求項１のワイヤソーにおいて、
前記揺動機構は、
少なくとも１つの回転駆動機構と、
前記回転駆動機構の回転を伝達して前記ワーク保持テーブルを回転させる回転伝達機構とを備え、
前記回転駆動機構を正転及び逆転させながら前記ワーク保持テーブルを揺動させるようにした構成を採用したワイヤソーである。
【００１９】
また、請求項４の発明は、複数本の溝ローラ間に巻回されたワイヤにより形成されたワイヤ列と、前記ワイヤを一方向走行又は往復走行させるワイヤ駆動手段と、前記ワークを揺動させる揺動機構とを備え、該ワイヤ列にワークを押し付けることにより該ワークを切断するワイヤソーであって、
前記揺動機構は、
前記溝ローラが軸支されるとともにワイヤソーの本体枠に対して回動自在に軸支された回動部材と、
前記回動部材を正転及び逆転させることで揺動させる回転駆動機構とを備え、
前記揺動機構による揺動は、少なくとも揺動方向反転時の揺動角度の時間変化が円弧状曲線を描くようにした構成を採用したワイヤソーである。
【００２０】
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のワイヤソーにおいて、前記円弧状曲線が、正弦曲線または正弦曲線に近似される曲線である構成を採用したワイヤソーである。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】は、本発明の第１の実施形態に係るワイヤソーの全体概略図である。
【図２】は、本発明の第１の実施形態に係るワイヤソーの揺動機構部の平面図である。
【図３】は、図２のＡ−Ａ方向矢視図である。
【図４】は、図２の一部を切欠いた正面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るワイヤソーの揺動動作の説明図である。
【図６】（ｃ）及び（ｄ）は、本発明の第１の実施形態に係るワイヤソーの揺動動作の説明図である。
【図７】は、本発明の第２の実施形態に係るワイヤソーの揺動機構部の右側面図である。
【図８】は、図５のＢ−Ｂ方向矢視図である。
【図９】（ａ）乃至（ｃ）は、本発明のワイヤソーの揺動動作の一実施形態を表す動作チャート図である。
【図１０】は、本発明の第３の実施形態に係るワイヤソーの全体概略図である。
【図１１】（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の別の実施形態に係るワイヤソーの揺動動作を表す動作チャート図である
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、従来のワイヤソーの揺動動作を表す動作チャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の第１の実施形態について図１乃至図４に基づいて説明する。
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るワイヤソーの全体を表す概略図である。図示のようにワイヤソー１は、供給リール２から供給される１本のワイヤ１１を複数の溝が刻まれた溝ローラ９ａ、９ｂ間に巻回してワイヤ列を形成した後、回収リール３に巻き取られるようになっている。
【００２４】
図１のようにワイヤソー１は、供給リール２、供給側の複数のガイドローラ４、テンションローラ５、２本の溝ローラ９ａ、９ｂ、図示しない加工液供給ノズル、前記両溝ローラ９ａ、９ｂ間に設けられた支持ローラ１０、テンションローラ６、回収側の複数のガイドローラ７、ワーク保持部１６を備えている。
【００２５】
前記供給リール２には、例えば固定砥粒方式の場合、ダイヤモンド等の砥粒がワイヤ１１の表面に電着やレジン等で固着された固定砥粒ワイヤが巻回されている。また、前記供給リール２には供給リールモータ１２が接続され、正転、逆転が自在になっている。また、前記供給リール２の近傍には図示しないトラバース機構が設けられ、ワイヤ１１の繰出しと巻き取りを円滑に行うようになっている。
【００２６】
前記供給リール２から繰出されたワイヤ１１は、複数のガイドローラ４に導かれ、途中に設けられたテンションローラ５を経由して溝ローラ９ａ、９ｂに導かれる。前記テンションローラ５は、揺動するテンションアームの先端に軸支されている。また、テンションローラ５の直後のガイドローラ４には、ロードセル８が設けられており、ワイヤ１１の張力を読み取って、前記テンションアームを制御することでワイヤ１１に所定の張力を付与するようになっている。
【００２７】
前記２本の溝ローラ９ａ、９ｂの外周には図示しないが複数の溝が刻まれており、前記２本の溝ローラ９ａ、９ｂに導かれたワイヤ１１は、前記溝に巻回されてワイヤ列を形成するようになっている。また、溝ローラ９ａ、９ｂの少なくとも一方には溝ローラ９を正転または逆転させる駆動モータ１５が接続されている。
【００２８】
また、前記両溝ローラ９ａ、９ｂの中間部分のワークＷ切断側（図示上方）には、溝ローラ９と対応する溝が刻まれた支持ローラ１０が軸支して設けられている。前記支持ローラ１０は、ワークＷを複数本切断する際に溝ローラ９ａ、９ｂ間が広がってワイヤ列のワイヤ１１の張力が低下することを抑制し、切断精度が低下しないようにしている。
【００２９】
前記溝ローラ９を経由したワイヤ１１は、複数のガイドローラ７に導かれ、供給側と同様にロードセル８が設けられたガイドローラ７とテンションローラ６を経由して図示しない回収側トラバーサによって回収側リール３に巻き取られる。回収リール３には供給側と同様に回収リールモータ１３が接続され、回収リール３は正転、逆転が自在になっている。
【００３０】
前記ワーク保持部１６は、本実施形態においては溝ローラ９上に設けられている。前記ワーク保持部１６は、昇降機構１７と揺動機構２０とを備えている。
【００３１】
前記昇降機構１７の詳細は省略するが、前記昇降機構１７は、昇降モータ１４と図示しない適宜のボールネジとを組み合わせることで揺動機構２０を昇降するようになっている。また、前記昇降機構１７を駆動してワーク保持部１６を下降させることで、ワークＷが前記ワイヤ列に向けて送り込まれるようになっている。
【００３２】
前記揺動機構２０は、図１のように支持板２１の上下に設けられており、前記支持板２１は、該支持板２１上に立設された支柱を介して前記昇降機構１７に保持されている。
【００３３】
図２乃至図４のように前記揺動機構２０は、支持板２１と、該支持板２１上に設けられた揺動モータ２３と、支持板２１の下方に設けられたワーク保持テーブル４０と、このワーク保持テーブル４０を軸支するテーブル保持枠５０と、前記揺動モータ３の回転力を揺動運動に変換するリンク部２４とを備えている。
【００３４】
前記ワーク保持テーブル４０は、図３のように側面からみると下方に向けたＬ字形状に形成され、前記支持板２１と平行に設けられたベース部４０ｃと支持部４０ｄとから形成されている。前記ベース部４０ｃの下方には、脱着自在な加工台４３が嵌め込んで固定されている。前記加工台４３には、セラミックやカーボン等で形成されるダミー部材４４が貼り合わされ、このダミー部材４４の下面にワークＷを貼り合せてワークＷを保持するようになっている。なお、図示したワイヤ１１は、理解が容易なように実際の径よりも太く描いており、ピッチも実際より広く描いている。
【００３５】
前記支持板２１の下方には、前記支持板２１と鉛直にテーブル保持枠５０が固定されており、このテーブル保持枠５０と対向するように前記ワーク保持テーブル４０の支持部４０ｄが位置している。前記支持部４０ｄには、前記ワークＷの中心軸とほぼ対応する位置に揺動軸４１が固定されている。前記揺動軸４１はベアリング４２、ベアリング５１を介してテーブル保持枠５０に軸支されており、前記ワーク保持テーブル４０は、テーブル保持枠５０に対して回動自在になっている。なお、本実施形態においては、前記テーブル保持枠５０とワーク保持テーブル４０は、左右に１対同じものが設けられている。
【００３６】
また、前記１対のワーク保持テーブル４０のそれぞれの上面に揺動アーム２８ａ、２８ｂが立設され、両揺動アーム２８ａ、２８ｂは、支持板２１にそれぞれ設けられた２つの開口部２９ａ、２９ｂを貫通して支持板２１上に突出している。
【００３７】
また、前記揺動アーム２８ａの上端付近の背面側には第１リンク３３の一端が軸支されている。一方、前記揺動アーム２８ｂの上端付近の前面側には第２リンク３４の一端が軸支されている。前記第１リンク３３の他端側と前記第２リンク３４の他端側は、共に円板３１に偏心して設けられた偏心軸３２に軸支されている。また、前記円板３１は、その中心に揺動モータ２３の回転軸３０が接続されている。前記揺動モータ２３は、支持板２１に立設されたモータ固定枠２２に固定されている。
【００３８】
従って、図４のように前記揺動モータ２３を一方向に駆動すると、偏心軸３２が回転軸３０を中心に回転し、この偏心軸３２と接続された第１リンク３３と第２リンク３４とがクランク運動することで揺動アーム２８ａ、２８ｂを通じて両ワーク保持テーブル４０、４０が共に揺動運動するようになっている。なお、偏心軸３２の偏心量や第１リンク３３、第２リンク３４の長さを適宜調整して、揺動角度、揺動速度を適宜変更できる。
【００３９】
以上が本発明の第１の実施形態に係るワイヤソーの構成であり、次に図５及び図６に基づいて本発明の第１の実施形態に係るワイヤソーの揺動動作を説明する。
【００４０】
図５（ａ）は、揺動動作の初期状態を表し、左右のワークＷは共にワイヤ列と平行な状態になっている。この状態を揺動角度０°の状態とする。なお、この時、例えばワイヤ１１は、図９（ｂ）のように往復走行するようになっている。また、切断部近傍には、加工液が供給される。
【００４１】
図５（ｂ）は、揺動モータ２３を駆動して円板３１が９０°回転した状態を表す。この時、揺動アーム２８ａは第１リンク３３に左方向に押されてワーク保持テーブル４０ａが左に傾斜する。一方、揺動アーム２８ｂは第２リンク３４に左方向に引っ張られてワーク保持テーブル４０ｂも左に傾斜する。なお、この左方向にワーク保持テーブル４０が傾斜した状態を便宜上、プラス方向に揺動した状態とする。
【００４２】
図６（ｃ）は、図５（ｂ）の状態からさらに円板３１を９０°回転させた状態を表す。この時、図５（ａ）と同様左右のワークＷは共にワイヤ列と平行な状態になっている（揺動角度０°）。
【００４３】
図６（ｄ）は、図５（ｃ）の状態からさらに円板３１を９０°回転させた状態を表す。この時、図５（ｂ）と左右対称の位置に位置し、左右のワークＷはそれぞれ右方向に傾斜した状態となる。この状態をマイナス方向に揺動した状態とする。
【００４４】
本発明の第１の実施形態においては、回転運動をクランク機構を介して揺動運動に変換して行なっているので、揺動角度、揺動速度の変化は、例えば図９（ａ）及び（ｃ）に示すようになだらかな円弧を描いて変化することになる。このように揺動角度、揺動速度を円弧を描くように変化させることで、揺動の方向を反転させる際の衝撃が低減でき、揺動時のワークの振動やワイヤ列に伝わる負荷の急激な変動を低減できる。また、揺動方向の反転時にワークＷの切断面とワイヤ１１との引っ掛かりも低減でき、ワイヤ１１の断線も防止できる。すなわち、切断時の切断条件の急激な変化が低減できるので、切断ワークＷの切断精度が向上する。
【００４５】
なお、本実施形態においてはワークＷの揺動は、左右２本のワークＷが同期して同じ方向に揺動するようになっているが、第１リンク３３、第２リンク３４の配置を変えて、互いに異なる揺動をするようにしても良い。左右のワークＷがそれぞれ同じ形状、同じ材質である場合は本実施形態のように互いに同期させて揺動させることが、左右でのワークＷの切断精度を合わせる上で好ましい。
【００４６】
次に本発明の第２の実施形態について図７及び図８に基づいて説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態に係る揺動機構２０をクランク機構を使わず、揺動モータ５５の駆動制御により行うものである。なお、共通の部材は、第１の実施形態で使用した符号と同じものを使用している。
【００４７】
図７は、揺動機構２０の右側面図であり、図８は図７の一部切欠きＢ−Ｂ方向矢視図である。図８のように支持板２１上の後方にはモータ固定枠５６が立設され、その一方面に揺動モータ５５が固定されている。
【００４８】
前記揺動モータ５５には、駆動プーリ５７ａ、５７ｂが同軸上に軸止されている。また、第１の実施形態と同様であるので詳細な説明は省略するが、左右１対のワーク保持テーブル４０は、それぞれ１対のテーブル保持枠５０に揺動軸４１を介して軸支されている。
【００４９】
前記左右１対の揺動軸４１、４１はそれぞれのテーブル保持枠５０、５０を貫通するように延設され、これら揺動軸４１、４１の一端のそれぞれに従動プーリ５８ａ、５８ｂが軸止されている。
【００５０】
また、前記駆動プーリ５７ａと従動プーリ５８ａ及び前記駆動プーリ５７ｂと従動プーリ５８ｂとは開口部５２を介してそれぞれタイミングベルト５９、５９が巻き掛けられている。従って、前記揺動モータ５５を正転、逆転させることでタイミングベルト５９、５９を介してワーク保持テーブル４０ａ、４０ｂが揺動運動するようになっている。
【００５１】
この時、図示しない揺動機構制御部を通じて、揺動角度、揺動速度をクランク運動で行うような円弧状の変化で制御することで、例えば図９（ａ）、（ｂ）のようになだらかな変化で揺動を行うことができる。
【００５２】
なお、この揺動速度、揺動角度が時間変化に対して描く曲線は、正弦曲線となることが好ましいが、これには限定されず、正弦曲線に近似した曲線でも良く、また、直線的な変化ではなく円弧状の変化であれば正弦曲線に限定されるものではない。
【００５３】
次に本発明の第３の実施形態について図１０に基づいて説明する。図１０は、本発明の第３の実施形態におけるワイヤソーの全体概略図である。図１０のように本発明の第３の実施形態におけるワイヤソー１は、第１の実施形態、第２の実施形態に係るワイヤソーがワークＷを揺動させるものであったことに対し、ワイヤ列側を揺動させる方式のワイヤソーである。
【００５４】
ワイヤ１１の走行に関する部分は、第１の実施形態に係るワイヤソー１と同じであるので第１の実施形態と異なる揺動機構６１を中心に説明する。なお、第１の実施形態と共通の部材は同一の符号を付している。
【００５５】
図示中央には、本体ベース６０が立設され、この本体ベース６０に図示しないクロスローラベアリングまたは適宜のガイド類を用いて揺動部材６２が揺動軸芯６５を中心に回動自在に支持されている。また、前記揺動部材６２の近傍には駆動プーリ６３が設けられ、この駆動プーリ６３に揺動モータ６６が接続されている。また、前記揺動部材６２は、本体ベース６０の裏面側に突出した部分の外周にギアが形成されており、このギアと前記駆動プーリ６３にタイミングベルト６４が掛け渡されている。
【００５６】
また、前記揺動部材６２には２本の溝ローラ９ａ、９ｂが回動自在に軸支されている。これらの溝ローラ９ａ、９ｂは、前記揺動部材６２と一体に揺動運動するようになっており、溝ローラ９ａ、９ｂ間に巻回されたワイヤ列が揺動運動するようになっている。
【００５７】
そして、揺動モータ６６には図示しない制御部が接続されており、揺動角度、揺動速度がなだらかに変化するように円弧を描きながら揺動モータ６６が駆動されるようになっている。この制御は、第１の実施形態、第２の実施形態と同様である。なお、本実施形態においては揺動モータ６６を使用して揺動部材６２を揺動させるようにしたが、第１の実施形態を応用してこの揺動部材６２をクランク機構を通じて揺動角度、揺動速度が円弧を描きながら揺動するようにしても良い。
【００５８】
また、図１０（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の別の実施形態に係る揺動動作のチャート図である。
【００５９】
図１１（ａ）は、揺動角度を一定時間一定に保ちながら揺動する場合の実施形態である。本実施形態においては、揺動角度をプラス方向に一定に増大させていった後、一定に切り替わる際と揺動角度をマイナス方向に反転させる際に円弧を描きながら変化させるようにしたものである。このように揺動角度が変化する際に円弧を描きながら変化させることで、揺動の急激な変化を防止でき、ワイヤの断線防止や、切断精度が向上する。
【００６０】
図１１（ｂ）は、揺動角度の時間変化をさらに第１の実施形態より緩やかに行うものである。このように揺動角度の変化を緩やかに行うことで、揺動の急激な変化を防止でき、ワイヤの断線防止や、切断速度が向上する。
【００６１】
以上が、本発明の各実施形態の構成であるが、適宜、発明の範囲内で変更することができる。例えば、溝ローラは本実施形態では２本であるが、３本以上用いても良い。また、ワークも１本でも良いし、複数本切断するようにしても良い。ワイヤも１本での切断だけでなく、２本以上のワイヤを用いるようにしても良い。また、ワイヤ列を形成して切断するだけでなく、１本切りのシングルワイヤソーに用いることもできる。また、揺動角度、揺動速度も、切断するワークの大きさや材質などに応じて適宜選択できる。また、ワイヤの走行速度、往復走行、一方向走行も適宜選択できる。
【符号の説明】
【００６２】
Ｗ    ワーク
１    ワイヤソー
２    供給リール
３    回収リール
４    ガイドプーリ
５    テンションプーリ
６    テンションプーリ
７    ガイドプーリ
８    ロードセル
９    溝ローラ
９ａ  溝ローラ
９ｂ  溝ローラ
１０    支持ローラ
１１    ワイヤ
１２    供給リールモータ
１３    回収リールモータ
１４    昇降モータ
１５    駆動モータ
１６    ワーク保持部
１７    昇降機構
２０    揺動機構
２１    支持板
２２    モータ固定枠
２３    揺動モータ
２８    揺動アーム
２９    開口部
３０    回転軸
３１    円板
３２    偏心軸
３３    第１リンク
３４    第２リンク
４０    ワーク保持テーブル
４０ａ  ベース部
４１    揺動軸
４２    ベアリング
４３    加工台
４４    ダミー部材
４５    揺動軸芯
５０    テーブル保持枠
５１    ベアリング
５２    開口部
５５    揺動モータ
５６    モータ固定枠
５７ａ  第１駆動プーリ
５７ｂ  第２駆動プーリ
５８ａ  第１従動プーリ
５８ｂ  第２従動プーリ
５９    タイミングベルト
６０    本体ベース
６１    揺動機構
６２    揺動部材
６３    駆動プーリ
６４    タイミングベルト
６５    揺動軸芯
【図１】
2014151384.tif 000003
【図２】
2014151384.tif 000004
【図３】
2014151384.tif 000005
【図４】
2014151384.tif 000006
【図５】
2014151384.tif 000007
【図６】
2014151384.tif 000008
【図７】
2014151384.tif 000009
【図８】
2014151384.tif 000010
【図９】
2014151384.tif 000011
【図１０】
2014151384.tif 000012
【図１１】
2014151384.tif 000013
【図１２】
2014151384.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月8日(2013.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行するワイヤにシリコン、サファイア、シリコンカーバイド、セラミックスなどのワークを押し付けて切断するワイヤソーに関する。さらに詳しくは、前記ワークまたはワイヤを揺動させながらワークを切断するワイヤソーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数の溝ローラ間にワイヤを巻き回してワイヤ列を形成し、このワイヤを一方向走行または往復走行させて、前記ワイヤに加工液を供給しながら、シリコン、サファイア、シリコンカーバイド、セラミックス等のワークを前記ワイヤ列に押し付けて切断するワイヤソーが知られている。
【０００３】
前記ワイヤソーでは、加工液としてシリコンカーバイドやダイヤモンド等の砥粒を油性や水溶性の切削液に混合したスラリを切断部近傍に供給しながらワークを切断する遊離砥粒方式のワイヤソーと、ワイヤ表面にダイヤモンド等の砥粒が電着やレジン等で固定された固定砥粒ワイヤを用い、切断部近傍に油性、水溶性の加工液または水に界面活性剤が添加された加工液を供給しながらワークを切断する固定砥粒方式のワイヤソーが知られている。
【０００４】
前記両方式のワイヤソーでは、溝ローラ間に形成されたワイヤ列にワークが押し付けられて切断されるが、切断が進行するに伴い、切削負荷が大きくなって切削屑の排出もされ難くなるためワークを揺動させながら切断する方法が提案されている（例えば特許文献１）。また、ワークを揺動させる代わりにワイヤ列を揺動させながら切断する方法も提案されている（例えば特許文献２、特許文献３）。
【０００５】
上記のようにワイヤやワークを揺動させながら切断する方法は、ワークとワイヤとの接触量が全体的に小さくなるため、切断負荷が低減されるとともにスラリや加工液の切断部への供給が円滑になり、切断速度が向上し、切削屑も排出され易くなる。
【０００６】
そして、特許文献２のワイヤソーの揺動制御は、図１２（ａ）に示すように揺動角度の時間に対する変化が台形を描くような制御となっている。すなわち、所定の揺動角度となるまでプラス方向に一定の加速度で加速し、所定の揺動角度となると一定時間その揺動角度を維持し、その後、マイナス方向に一定の加速度で加速して所定の揺動角度となるようにすることを繰り返し行っている。
【０００７】
また、特許文献３のワイヤソーの揺動制御は、図１２（ｂ）に示すように揺動角度の時間に対する変化がジグザクとなるような制御となっている。すなわち、所定の揺動角度となるまでプラス方向に一定の加速度で加速し、所定の揺動角度となった後、マイナス方向に一定の加速度で加速することを繰り返して行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３５３９７７３号公報
【特許文献２】特開平１０−２６４１４３号公報
【特許文献３】特開２０１３−８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記特許文献１の揺動機構は、揺動アームの一端にワークを保持させておき、該揺動アームの中間部分を支点に該揺動アームの他端部分を左右に駆動することで前記支点を中心にワークを揺動させるようになっている。
【００１０】
しかしながら、上記特許文献１のワイヤソーは、揺動アーム自体が一定量のストロークを要するために装置自体が大型化する問題がある。また、複数のワークを揺動させる場合、１本の揺動アーム上に複数のワークを固定すると、ワイヤ列へのワークの接触の仕方が異なるため、精度良くワークを切断できない問題があった。さらには、ワークから離れた位置に支点が位置するため、揺動幅が大きくなり、ワイヤ列を形成する溝ローラ間の距離を大きくしなければならない問題があり、ワイヤ列の張力が低下し、切断精度が低下する問題がある。また、複数のワークを横方向に並べて個別に揺動させようとした場合、揺動アームを複数設ける必要があり、装置がさらに大型化する問題がある。
【００１１】
また、上記特許文献２のワイヤソーの揺動機構の制御は、ワイヤ列の揺動方向が反転する際（すなわち、揺動角度がプラス方向からマイナス方向に切り替わる際）、揺動角度の時間に対する変化が台形状となるように制御されており、揺動角度や揺動速度の変化が急激となるような制御方法となっている。
【００１２】
また、上記特許文献３のワイヤソーの揺動機構の制御は、揺動角度をプラス方向とマイナス方向に瞬間的に反転させることでジグザク状に揺動角度の時間に対する変化を制御しているので、上記特許文献２のワイヤソーと同様に揺動角度や揺動速度の変化が急激となるような制御方法となっている。
【００１３】
ところで、ワイヤソーでの切断においては、ワイヤ速度、加工温度、揺動角度などの切断条件が急激に変化すると、その条件変化が大きかった部分で加工精度が低下することが知られている。
【００１４】
しかしながら、従来のワイヤソーの揺動方法は、上記特許文献２や特許文献３のごとく揺動角度や揺動速度の変化が急激となるような制御方法を行なっており、その変化が急となる部分でワークの切断面に段差やうねりが生じるなど加工精度が低下する問題があった。さらには、揺動角度や揺動速度の急激な変化によりワイヤへの負荷が高まったり、張力変動が急激となりワイヤが断線したりする問題もあった。
【００１５】
そこで、本発明の目的は、ワイヤソーで揺動切断を行う場合に小型で簡素な機構で揺動させるとともに揺動角度や揺動速度の変化を低減させて切断精度を向上させるワイヤソーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１の発明は、複数本の溝ローラ間に巻回されたワイヤにより形成されたワイヤ列と、前記ワイヤを一方向走行又は往復走行させるワイヤ駆動手段と、前記ワークを揺動させる揺動機構とを備え、該ワイヤ列にワークを押し付けることにより該ワークを切断するワイヤソーであって、
前記揺動機構は、
前記ワークを保持するとともに該ワークのほぼ中心を揺動中心として前記ワイヤ列と直交する方向に回動自在に軸支されたワーク保持テーブルと、
前記ワーク保持テーブルを回動させる駆動機構とを備え、
前記揺動機構による揺動は、少なくとも揺動方向反転時の揺動角度の時間変化が円弧状曲線を描くようにした構成を採用したワイヤソーである。
【００１７】
また、請求項２の発明は、請求項１のワイヤソーにおいて、
前記揺動機構は、
少なくとも１つの回転駆動機構と、
前記回転駆動機構に軸止された円板と、
前記円板の偏心位置に立設された固定軸と、
前記固定軸にその一端が軸支された少なくとも１つのリンク棒とを備え、
前記リンク棒の他端を前記ワーク保持テーブルに軸支することで前記回転駆動機構による回転運動を前記ワークの揺動運動に変換するようにした構成を採用したワイヤソーである。
【００１８】
また、請求項３の発明は、請求項１のワイヤソーにおいて、
前記揺動機構は、
少なくとも１つの回転駆動機構と、
前記回転駆動機構の回転を伝達して前記ワーク保持テーブルを回転させる回転伝達機構とを備え、
前記回転駆動機構を正転及び逆転させながら前記ワーク保持テーブルを揺動させるようにした構成を採用したワイヤソーである。
【００１９】
また、請求項４の発明は、複数本の溝ローラ間に巻回されたワイヤにより形成されたワイヤ列と、前記ワイヤを一方向走行又は往復走行させるワイヤ駆動手段と、前記ワークを揺動させる揺動機構とを備え、該ワイヤ列にワークを押し付けることにより該ワークを切断するワイヤソーであって、
前記揺動機構は、
前記溝ローラが軸支されるとともにワイヤソーの本体枠に対して回動自在に軸支された回動部材と、
前記回動部材を正転及び逆転させることで揺動させる回転駆動機構とを備え、
前記揺動機構による揺動は、少なくとも揺動方向反転時の揺動角度の時間変化が円弧状曲線を描くようにした構成を採用したワイヤソーである。
【００２０】
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載のワイヤソーにおいて、前記円弧状曲線が、正弦曲線または正弦曲線に近似される曲線である構成を採用したワイヤソーである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、揺動角度、揺動速度を円弧を描くように変化させるので、揺動の方向を反転させる際の衝撃が低減でき、揺動時のワークの振動やワイヤ列に伝わる負荷の急激な変動を低減できる。また、揺動方向の反転時にワークの切断面とワイヤとの引っ掛かりも低減でき、ワイヤの断線も防止できる。また、切断時の切断条件の急激な変化が低減できるので、切断ワークＷの切断精度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】は、本発明の第１の実施形態に係るワイヤソーの全体概略図である。
【図２】は、本発明の第１の実施形態に係るワイヤソーの揺動機構部の平面図である。
【図３】は、図２のＡ−Ａ方向矢視図である。
【図４】は、図２の一部を切欠いた正面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るワイヤソーの揺動動作の説明図である。
【図６】（ｃ）及び（ｄ）は、本発明の第１の実施形態に係るワイヤソーの揺動動作の説明図である。
【図７】は、本発明の第２の実施形態に係るワイヤソーの揺動機構部の右側面図である。
【図８】は、図５のＢ−Ｂ方向矢視図である。
【図９】（ａ）乃至（ｃ）は、本発明のワイヤソーの揺動動作の一実施形態を表す動作チャート図である。
【図１０】は、本発明の第３の実施形態に係るワイヤソーの全体概略図である。
【図１１】（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の別の実施形態に係るワイヤソーの揺動動作を表す動作チャート図である
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は、従来のワイヤソーの揺動動作を表す動作チャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の第１の実施形態について図１乃至図４に基づいて説明する。
【００２４】
図１は、本発明の第１の実施形態に係るワイヤソーの全体を表す概略図である。図示のようにワイヤソー１は、供給リール２から供給される１本のワイヤ１１を複数の溝が刻まれた溝ローラ９ａ、９ｂ間に巻回してワイヤ列を形成した後、回収リール３に巻き取られるようになっている。
【００２５】
図１のようにワイヤソー１は、供給リール２、供給側の複数のガイドローラ４、テンションローラ５、２本の溝ローラ９ａ、９ｂ、図示しない加工液供給ノズル、前記両溝ローラ９ａ、９ｂ間に設けられた支持ローラ１０、テンションローラ６、回収側の複数のガイドローラ７、ワーク保持部１６を備えている。
【００２６】
前記供給リール２には、例えば固定砥粒方式の場合、ダイヤモンド等の砥粒がワイヤ１１の表面に電着やレジン等で固着された固定砥粒ワイヤが巻回されている。また、前記供給リール２には供給リールモータ１２が接続され、正転、逆転が自在になっている。また、前記供給リール２の近傍には図示しないトラバース機構が設けられ、ワイヤ１１の繰出しと巻き取りを円滑に行うようになっている。
【００２７】
前記供給リール２から繰出されたワイヤ１１は、複数のガイドローラ４に導かれ、途中に設けられたテンションローラ５を経由して溝ローラ９ａ、９ｂに導かれる。前記テンションローラ５は、揺動するテンションアームの先端に軸支されている。また、テンションローラ５の直後のガイドローラ４には、ロードセル８が設けられており、ワイヤ１１の張力を読み取って、前記テンションアームを制御することでワイヤ１１に所定の張力を付与するようになっている。
【００２８】
前記２本の溝ローラ９ａ、９ｂの外周には図示しないが複数の溝が刻まれており、前記２本の溝ローラ９ａ、９ｂに導かれたワイヤ１１は、前記溝に巻回されてワイヤ列を形成するようになっている。また、溝ローラ９ａ、９ｂの少なくとも一方には溝ローラ９を正転または逆転させる駆動モータ１５が接続されている。
【００２９】
また、前記両溝ローラ９ａ、９ｂの中間部分のワークＷ切断側（図示上方）には、溝ローラ９と対応する溝が刻まれた支持ローラ１０が軸支して設けられている。前記支持ローラ１０は、ワークＷを複数本切断する際に溝ローラ９ａ、９ｂ間が広がってワイヤ列のワイヤ１１の張力が低下することを抑制し、切断精度が低下しないようにしている。
【００３０】
前記溝ローラ９を経由したワイヤ１１は、複数のガイドローラ７に導かれ、供給側と同様にロードセル８が設けられたガイドローラ７とテンションローラ６を経由して図示しない回収側トラバーサによって回収側リール３に巻き取られる。回収リール３には供給側と同様に回収リールモータ１３が接続され、回収リール３は正転、逆転が自在になっている。
【００３１】
前記ワーク保持部１６は、本実施形態においては溝ローラ９上に設けられている。前記ワーク保持部１６は、昇降機構１７と揺動機構２０とを備えている。
【００３２】
前記昇降機構１７の詳細は省略するが、前記昇降機構１７は、昇降モータ１４と図示しない適宜のボールネジとを組み合わせることで揺動機構２０を昇降するようになっている。また、前記昇降機構１７を駆動してワーク保持部１６を下降させることで、ワークＷが前記ワイヤ列に向けて送り込まれるようになっている。
【００３３】
前記揺動機構２０は、図１のように支持板２１の上下に設けられており、前記支持板２１は、該支持板２１上に立設された支柱を介して前記昇降機構１７に保持されている。
【００３４】
図２乃至図４のように前記揺動機構２０は、支持板２１と、該支持板２１上に設けられた揺動モータ２３と、支持板２１の下方に設けられたワーク保持テーブル４０と、このワーク保持テーブル４０を軸支するテーブル保持枠５０と、前記揺動モータ３の回転力を揺動運動に変換するリンク部２４とを備えている。
【００３５】
前記ワーク保持テーブル４０は、図３のように側面からみると下方に向けたＬ字形状に形成され、前記支持板２１と平行に設けられたベース部４０ｃと支持部４０ｄとから形成されている。前記ベース部４０ｃの下方には、脱着自在な加工台４３が嵌め込んで固定されている。前記加工台４３には、セラミックやカーボン等で形成されるダミー部材４４が貼り合わされ、このダミー部材４４の下面にワークＷを貼り合せてワークＷを保持するようになっている。なお、図示したワイヤ１１は、理解が容易なように実際の径よりも太く描いており、ピッチも実際より広く描いている。
【００３６】
前記支持板２１の下方には、前記支持板２１と鉛直にテーブル保持枠５０が固定されており、このテーブル保持枠５０と対向するように前記ワーク保持テーブル４０の支持部４０ｄが位置している。前記支持部４０ｄには、前記ワークＷの中心軸とほぼ対応する位置に揺動軸４１が固定されている。前記揺動軸４１はベアリング４２、ベアリング５１を介してテーブル保持枠５０に軸支されており、前記ワーク保持テーブル４０は、テーブル保持枠５０に対して回動自在になっている。なお、本実施形態においては、前記テーブル保持枠５０とワーク保持テーブル４０は、左右に１対同じものが設けられている。
【００３７】
また、前記１対のワーク保持テーブル４０のそれぞれの上面に揺動アーム２８ａ、２８ｂが立設され、両揺動アーム２８ａ、２８ｂは、支持板２１にそれぞれ設けられた２つの開口部２９ａ、２９ｂを貫通して支持板２１上に突出している。
【００３８】
また、前記揺動アーム２８ａの上端付近の背面側には第１リンク３３の一端が軸支されている。一方、前記揺動アーム２８ｂの上端付近の前面側には第２リンク３４の一端が軸支されている。前記第１リンク３３の他端側と前記第２リンク３４の他端側は、共に円板３１に偏心して設けられた偏心軸３２に軸支されている。また、前記円板３１は、その中心に揺動モータ２３の回転軸３０が接続されている。前記揺動モータ２３は、支持板２１に立設されたモータ固定枠２２に固定されている。
【００３９】
従って、図４のように前記揺動モータ２３を一方向に駆動すると、偏心軸３２が回転軸３０を中心に回転し、この偏心軸３２と接続された第１リンク３３と第２リンク３４とがクランク運動することで揺動アーム２８ａ、２８ｂを通じて両ワーク保持テーブル４０、４０が共に揺動運動するようになっている。なお、偏心軸３２の偏心量や第１リンク３３、第２リンク３４の長さを適宜調整して、揺動角度、揺動速度を適宜変更できる。
【００４０】
以上が本発明の第１の実施形態に係るワイヤソーの構成であり、次に図５及び図６に基づいて本発明の第１の実施形態に係るワイヤソーの揺動動作を説明する。
【００４１】
図５（ａ）は、揺動動作の初期状態を表し、左右のワークＷは共にワイヤ列と平行な状態になっている。この状態を揺動角度０°の状態とする。なお、この時、例えばワイヤ１１は、図９（ｂ）のように往復走行するようになっている。また、切断部近傍には、加工液が供給される。
【００４２】
図５（ｂ）は、揺動モータ２３を駆動して円板３１が９０°回転した状態を表す。この時、揺動アーム２８ａは第１リンク３３に左方向に押されてワーク保持テーブル４０ａが左に傾斜する。一方、揺動アーム２８ｂは第２リンク３４に左方向に引っ張られてワーク保持テーブル４０ｂも左に傾斜する。なお、この左方向にワーク保持テーブル４０が傾斜した状態を便宜上、プラス方向に揺動した状態とする。
【００４３】
図６（ｃ）は、図５（ｂ）の状態からさらに円板３１を９０°回転させた状態を表す。この時、図５（ａ）と同様左右のワークＷは共にワイヤ列と平行な状態になっている（揺動角度０°）。
【００４４】
図６（ｄ）は、図５（ｃ）の状態からさらに円板３１を９０°回転させた状態を表す。この時、図５（ｂ）と左右対称の位置に位置し、左右のワークＷはそれぞれ右方向に傾斜した状態となる。この状態をマイナス方向に揺動した状態とする。
【００４５】
本発明の第１の実施形態においては、回転運動をクランク機構を介して揺動運動に変換して行なっているので、揺動角度、揺動速度の変化は、例えば図９（ａ）及び（ｃ）に示すようになだらかな円弧を描いて変化することになる。このように揺動角度、揺動速度を円弧を描くように変化させることで、揺動の方向を反転させる際の衝撃が低減でき、揺動時のワークの振動やワイヤ列に伝わる負荷の急激な変動を低減できる。また、揺動方向の反転時にワークＷの切断面とワイヤ１１との引っ掛かりも低減でき、ワイヤ１１の断線も防止できる。すなわち、切断時の切断条件の急激な変化が低減できるので、切断ワークＷの切断精度が向上する。
【００４６】
なお、本実施形態においてはワークＷの揺動は、左右２本のワークＷが同期して同じ方向に揺動するようになっているが、第１リンク３３、第２リンク３４の配置を変えて、互いに異なる揺動をするようにしても良い。左右のワークＷがそれぞれ同じ形状、同じ材質である場合は本実施形態のように互いに同期させて揺動させることが、左右でのワークＷの切断精度を合わせる上で好ましい。
【００４７】
次に本発明の第２の実施形態について図７及び図８に基づいて説明する。第２の実施形態は、第１の実施形態に係る揺動機構２０をクランク機構を使わず、揺動モータ５５の駆動制御により行うものである。なお、共通の部材は、第１の実施形態で使用した符号と同じものを使用している。
【００４８】
図７は、揺動機構２０の右側面図であり、図８は図７の一部切欠きＢ−Ｂ方向矢視図である。図８のように支持板２１上の後方にはモータ固定枠５６が立設され、その一方面に揺動モータ５５が固定されている。
【００４９】
前記揺動モータ５５には、駆動プーリ５７ａ、５７ｂが同軸上に軸止されている。また、第１の実施形態と同様であるので詳細な説明は省略するが、左右１対のワーク保持テーブル４０は、それぞれ１対のテーブル保持枠５０に揺動軸４１を介して軸支されている。
【００５０】
前記左右１対の揺動軸４１、４１はそれぞれのテーブル保持枠５０、５０を貫通するように延設され、これら揺動軸４１、４１の一端のそれぞれに従動プーリ５８ａ、５８ｂが軸止されている。
【００５１】
また、前記駆動プーリ５７ａと従動プーリ５８ａ及び前記駆動プーリ５７ｂと従動プーリ５８ｂとは開口部５２を介してそれぞれタイミングベルト５９、５９が巻き掛けられている。従って、前記揺動モータ５５を正転、逆転させることでタイミングベルト５９、５９を介してワーク保持テーブル４０ａ、４０ｂが揺動運動するようになっている。
【００５２】
この時、図示しない揺動機構制御部を通じて、揺動角度、揺動速度をクランク運動で行うような円弧状の変化で制御することで、例えば図９（ａ）、（ｂ）のようになだらかな変化で揺動を行うことができる。
【００５３】
なお、この揺動速度、揺動角度が時間変化に対して描く曲線は、正弦曲線となることが好ましいが、これには限定されず、正弦曲線に近似した曲線でも良く、また、直線的な変化ではなく円弧状の変化であれば正弦曲線に限定されるものではない。
【００５４】
次に本発明の第３の実施形態について図１０に基づいて説明する。図１０は、本発明の第３の実施形態におけるワイヤソーの全体概略図である。図１０のように本発明の第３の実施形態におけるワイヤソー１は、第１の実施形態、第２の実施形態に係るワイヤソーがワークＷを揺動させるものであったことに対し、ワイヤ列側を揺動させる方式のワイヤソーである。
【００５５】
ワイヤ１１の走行に関する部分は、第１の実施形態に係るワイヤソー１と同じであるので第１の実施形態と異なる揺動機構６１を中心に説明する。なお、第１の実施形態と共通の部材は同一の符号を付している。
【００５６】
図示中央には、本体ベース６０が立設され、この本体ベース６０に図示しないクロスローラベアリングまたは適宜のガイド類を用いて揺動部材６２が揺動軸芯６５を中心に回動自在に支持されている。また、前記揺動部材６２の近傍には駆動プーリ６３が設けられ、この駆動プーリ６３に揺動モータ６６が接続されている。また、前記揺動部材６２は、本体ベース６０の裏面側に突出した部分の外周にギアが形成されており、このギアと前記駆動プーリ６３にタイミングベルト６４が掛け渡されている。
【００５７】
また、前記揺動部材６２には２本の溝ローラ９ａ、９ｂが回動自在に軸支されている。これらの溝ローラ９ａ、９ｂは、前記揺動部材６２と一体に揺動運動するようになっており、溝ローラ９ａ、９ｂ間に巻回されたワイヤ列が揺動運動するようになっている。
【００５８】
そして、揺動モータ６６には図示しない制御部が接続されており、揺動角度、揺動速度がなだらかに変化するように円弧を描きながら揺動モータ６６が駆動されるようになっている。この制御は、第１の実施形態、第２の実施形態と同様である。なお、本実施形態においては揺動モータ６６を使用して揺動部材６２を揺動させるようにしたが、第１の実施形態を応用してこの揺動部材６２をクランク機構を通じて揺動角度、揺動速度が円弧を描きながら揺動するようにしても良い。
【００５９】
また、図１０（ａ）乃至（ｃ）は、本発明の別の実施形態に係る揺動動作のチャート図である。
【００６０】
図１１（ａ）は、揺動角度を一定時間一定に保ちながら揺動する場合の実施形態である。本実施形態においては、揺動角度をプラス方向に一定に増大させていった後、一定に切り替わる際と揺動角度をマイナス方向に反転させる際に円弧を描きながら変化させるようにしたものである。このように揺動角度が変化する際に円弧を描きながら変化させることで、揺動の急激な変化を防止でき、ワイヤの断線防止や、切断精度が向上する。
【００６１】
図１１（ｂ）は、揺動角度の時間変化をさらに第１の実施形態より緩やかに行うものである。このように揺動角度の変化を緩やかに行うことで、揺動の急激な変化を防止でき、ワイヤの断線防止や、切断速度が向上する。
【００６２】
以上が、本発明の各実施形態の構成であるが、適宜、発明の範囲内で変更することができる。例えば、溝ローラは本実施形態では２本であるが、３本以上用いても良い。また、ワークも１本でも良いし、複数本切断するようにしても良い。ワイヤも１本での切断だけでなく、２本以上のワイヤを用いるようにしても良い。また、ワイヤ列を形成して切断するだけでなく、１本切りのシングルワイヤソーに用いることもできる。また、揺動角度、揺動速度も、切断するワークの大きさや材質などに応じて適宜選択できる。また、ワイヤの走行速度、往復走行、一方向走行も適宜選択できる。
【符号の説明】
【００６３】
Ｗ    ワーク
１    ワイヤソー
２    供給リール
３    回収リール
４    ガイドプーリ
５    テンションプーリ
６    テンションプーリ
７    ガイドプーリ
８    ロードセル
９    溝ローラ
９ａ  溝ローラ
９ｂ  溝ローラ
１０    支持ローラ
１１    ワイヤ
１２    供給リールモータ
１３    回収リールモータ
１４    昇降モータ
１５    駆動モータ
１６    ワーク保持部
１７    昇降機構
２０    揺動機構
２１    支持板
２２    モータ固定枠
２３    揺動モータ
２８    揺動アーム
２９    開口部
３０    回転軸
３１    円板
３２    偏心軸
３３    第１リンク
３４    第２リンク
４０    ワーク保持テーブル
４０ａ  ベース部
４１    揺動軸
４２    ベアリング
４３    加工台
４４    ダミー部材
４５    揺動軸芯
５０    テーブル保持枠
５１    ベアリング
５２    開口部
５５    揺動モータ
５６    モータ固定枠
５７ａ  第１駆動プーリ
５７ｂ  第２駆動プーリ
５８ａ  第１従動プーリ
５８ｂ  第２従動プーリ
５９    タイミングベルト
６０    本体ベース
６１    揺動機構
６２    揺動部材
６３    駆動プーリ
６４    タイミングベルト
６５    揺動軸芯