(57)【要約】【課題】  スラリ濃度を安定に保ち、スラリを広範囲にわたって均一に切れ目なくカーテン状に供給するマルチワイヤソーのスラリ供給機構を得る。【解決手段】  ワイヤ列の列幅方向に長い管状の箱体１１内に、長手方向の全長に亘り貯蔵壁１２で仕切られた貯蔵室１３が形成され、貯蔵室１３内にスラリを導入するスラリ導入ノズル１４が壁面に角度を持たせて取り付けられ、貯蔵壁１２の上端部は連続した凹凸形状１２ａを有し、かつ、箱体１１の天井面との間にスラリ流出用の隙間が形成され、隙間に連通してスラリを外部へ流出させるスラリ流路１５のためのガイド壁１６が設けられ、噴射口１７をワイヤ列の走行方向に向けて構成した。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定ピッチのワイヤ案内溝を有する複数のメインローラ間にワイヤが巻掛けられて形成されたワイヤ列を走行させ、上記ワイヤ列に砥粒を含むスラリを供給しながらワークを押し付けて切断するマルチワイヤソーのスラリ供給機構において、
上記スラリ供給機構は、上記ワイヤ列の列幅方向に長い管状の箱体内に、長手方向の全長に亘り貯蔵壁で仕切られて上記スラリを一旦貯蔵するための貯蔵室が形成され、上記貯蔵室内に上記スラリを導入するスラリ導入ノズルを備え、上記貯蔵壁は上端部に連続した凹凸形状を有し、かつ、上記上端部と上記箱体の天井面との間に上記貯蔵室内のスラリが流出する隙間が形成されており、上記隙間に連通して上記スラリを外部へ流出させるスラリ流路を形成するためのガイド壁が設けられていることを特徴とするマルチワイヤソーのスラリ供給機構。
【請求項２】
上記ガイド壁は、上記スラリをほぼ上記ワイヤ列の走行方向に向けて供給するように屈曲させていることを特徴とする請求項１記載のマルチワイヤソーのスラリ供給機構。
【請求項３】
上記スラリ導入ノズルは、上記箱体の壁面に、その法線に対して角度を有して取り付けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のマルチワイヤソーのスラリ供給機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば、半導体材料、磁性材料、セラミック等の脆性材料を切断するマルチワイヤソーのスラリ供給機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マルチワイヤソーは、複数の溝ローラ間に所定の間隔で所定の張力をかけワイヤを螺旋状に巻き掛けて走行させ、そのワイヤに対して砥粒を含むスラリを供給しながらワークを押し付けて切断するものである。
スラリ供給機構に関する従来の技術としては、例えば図８に示すように、グループローラ３１に巻き掛けられたワイヤ列３２の上方に、ワイヤ列３２の幅全体に渡ってスラリを供給するスラリノズル３３が設置されており、スラリノズル３３に外嵌して設けられた外筒３４をスライドさせることにより、ワーク３５の長さに合わせてスラリの供給範囲を調節するようなスラリ供給装置が開示されている。このスラリノズル３３は、ワイヤ列３２に対向する側に形成した多数の噴射口からスラリをワイヤに向けて噴射するように構成されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、別のスラリ供給に関する技術として、例えば図９に示すように、外側管状体３６内に内側管状体３７が挿入され、内側管状体３７にはその長手方向に間隔をあけて穴３７ａが形成され、外側管状体３６の一側にその長手方向に沿って噴射口３８が形成され、その噴射口３８の下縁側に沿って外側に突出して先端の尖ったガイドが設けられた液体供給装置が提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−８４８２４号公報（第２頁、図２）
【特許文献２】特開２０００−１５３４６０号公報（第２頁、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ワイヤにスラリを供給する場合、ワイヤまたは切断箇所にスラリが供給されない箇所があると、その箇所では切断の進行が不完全となる。従って、スラリ供給機構にはスラリをすべての切断箇所にほぼ均一に切れ目なく供給することが要求される。ワイヤへのスラリの付着量が少ないと、ワークの切断箇所出口付近まで砥粒が運搬されず、切断の進行が不完全となる。これを防ぐため、例えば大量のスラリをワイヤに供給する方法があるが、予め大量のスラリを調整、準備しておく必要がありコストが高くなる。
特許文献１に示すスラリノズルは、スラリの供給範囲をワークの切断範囲に応じて調整することにより、スラリを節約する技術であるが、このノズルは、多数の噴射口からスラリをワイヤに向けて噴射するように構成されている。このため、スラリを幅方向に完全に均一化するのが難しく、また、スラリの供給を増やせば、衝撃力でワイヤが振動し、ワークの加工品質の低下（厚みバラツキ、加工表面の凹凸等）を招く虞があるという問題点があった。
【０００６】
これに対し、特許文献２の液体供給装置は、ワイヤの広い範囲に亘ってほぼ均一にスラリを供給するための技術であるが、沈降性があり凝集しやすい固形成分を含む液体を用いた場合、内側管状体の穴に液体が固着して詰まる虞があり、詰まった場合は液体をすべての切断箇所にほぼ均一に供給することが困難となるという問題点があった。また、時間経過とともに内側管状体で液体の固形分の沈降が進行し、液体中の固形分濃度が変動するという問題点があった。
【０００７】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、スラリの利用効率が高く、スラリ濃度を安定に保ち、スラリを広範囲にわたって均一に切れ目なくカーテン状に供給するマルチワイヤソーのスラリ供給機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係わるマルチワイヤソーのスラリ供給機構は、所定ピッチのワイヤ案内溝を有する複数のメインローラ間にワイヤが巻掛けられて形成されたワイヤ列を走行させ、ワイヤ列に砥粒を含むスラリを供給しながらワークを押し付けて切断するマルチワイヤソーのスラリ供給機構において、スラリ供給機構は、ワイヤ列の列幅方向に長い管状の箱体内に、長手方向の全長に亘り貯蔵壁で仕切られてスラリを一旦貯蔵するための貯蔵室が形成され、貯蔵室内にスラリを導入するスラリ導入ノズルを備え、貯蔵壁は上端部に連続した凹凸形状を有し、かつ、上端部と箱体の天井面との間に貯蔵室内のスラリが流出する隙間が形成されており、隙間に連通してスラリを外部へ流出させるスラリ流路を形成するためのガイド壁が設けられたものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明のマルチワイヤソーのスラリ供給機構によれば、管状の箱体内に、長手方向の全長に亘り貯蔵壁で仕切った貯蔵室と、スラリ導入ノズルとを備え、貯蔵壁の上端部は連続した凹凸形状を有し、上端部と天井面との隙間に連通してスラリを外部へ流出させるスラリ流路のためのガイド壁が設けられているので、貯蔵壁の上端部の凹凸形状の各凹部よりほぼ均一量だけスラリが溢れ出し、スラリ流路に沿って滑らかに拡散しながら流出し、ワイヤ列に対しスラリをほぼ均一に切れ目なく、カーテン状に供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
実施の形態１．
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
図１はこの発明の実施の形態１によるスラリ供給機構を備えたマルチワイヤソーの構成を示す斜視図であり、図２はスラリ供給機構の一部断面で示した斜視図、図３は図２をＸ軸方向から見た断面図、図４は図２をＹ軸方向から見た断面図である。なお、以下の説明のために、図１に示すようにワイヤ列の列幅方向をＸ軸方向，ワイヤ列の走行方向をＹ軸方向，高さ方向をＺ軸方向と呼ぶことにする。
【００１１】
まず、図１に基づきマルチワイヤソー全体の主要部の構成について説明する。メインローラ１には所定ピッチで多数のワイヤ案内溝が設けられている。ワイヤ２は、ワイヤ供給機構３から多数のガイドローラで構成したワイヤ張力制御機構４を経由してメインローラ１に至り、複数（図では２個）のメインローラ１の間に所定の張力をかけ螺旋状に巻き掛けて、ワイヤ２が多数並んだワイヤ列２ａを形成し、このワイヤ列２ａをメインローラ１で駆動して走行させるようになっている。ワイヤ列２ａを形成した後のワイヤは、再びワイヤ張力制御機構４を経由してワイヤ巻取機構５に巻き取られる。
【００１２】
ワイヤ列２ａの上方には、ワーク６がワーク送り機構７に把持されて、ワイヤ列２ａに対して垂直に昇降移動する。スラリ供給タンク８からポンプ９によって供給される砥粒を含むスラリは、ワーク６の切断箇所入口付近の走行方向の手前側に設けたスラリ供給機構１０に送り込まれ、スラリ供給機構１０でスラリをカーテン状にしてワイヤ列２ａに供給される。その状態でワイヤ列２ａの上方からワーク６を押し付け、ワイヤ走行と砥粒とによりワークが切断されるようになっている。
【００１３】
次に、スラリ供給機構１０について説明する。
スラリ供給機構１０は、ワイヤ列２ａの列幅方向（Ｘ軸方向）に長い管状の箱体１１内に、長手方向の全長に亘り貯蔵壁１２で仕切ってスラリを一旦貯蔵するための貯蔵室１３が形成され、貯蔵室１３内に外部のスラリ供給タンク８からスラリを導入するためのスラリ導入ノズル１４を備えている。このスラリ導入ノズル１４は、貯蔵室１３を形成する壁面に対し、図３に示すようにＸ軸方向から見てＺ軸に対し角度φで、また、図４に示すようにＹ軸方向から見てＸ軸に対し角度θをもつように、貯蔵室底面側に傾斜させて取り付けられている。すなわち、取付壁面の法線に対し角度を有している。
【００１４】
そして、貯蔵壁１２は、傾斜を持って立ち上げており、その上端部には連続した凹凸形状１２ａを有し、かつ、上端部と箱体１１の天井面との間には貯蔵室１３内のスラリが流出する隙間が設けられている。この凹凸形状１２ａは、例えば図４に示すような鋸歯状以外にも、波形やコの字状の山谷を持つ形状など、山部同士及び谷部同士の高さが水平方向に揃って連続する形状であればどんなものでもよい。
また、隙間に連通してスラリを外部へ流出させるスラリ流路１５を形成するためのガイド壁１６が設けられている。このガイド壁１６は、貯蔵壁１２の傾斜に沿わせて屈曲させ、先端側は、ほぼワイヤ列２ａの走行方向（図の場合ではＹ軸方向）に向けられており、先端部はスラリが噴射する噴射口１７となっている。この実施の形態の場合は、ガイド壁の一部を貯蔵壁１２で兼用させたものである。
更に、貯蔵室１３内には、貯蔵壁１２の近傍に天井側から波除壁１８を設けている。
【００１５】
次にスラリ供給機構１０の作用について説明する。
スラリ供給タンク８で貯蔵・攪拌された砥粒を含むスラリが、ポンプ９によりパイプを通してスラリ供給機構１０のスラリ導入ノズル１４に送り込まれる。
スラリ導入ノズル１４は、前述のように、角度φと角度θを有しているので、スラリは図４に示すように噴流となり、噴流の力で貯蔵室１３内のスラリが絶えず攪拌される。攪拌によるスラリの波立ちは、波除壁１８によって低減するようになっている。スラリが貯蔵室１３の貯蔵量を超えると、貯蔵壁１２の上部の長手方向に連続して形成した鋸歯状の凹凸形状１２ａの谷部分より溢れ出す。このとき、鋸歯状部の凹部及び凸部の各高さを均一になるように揃えているので、貯蔵壁１２の各谷部分より溢れ出るスラリはほぼ均一となる。溢れ出たスラリはスラリ流路１５に流れ出し、流下に伴い屈曲したガイド壁１６に沿って滑らかに拡散され、ワイヤ列２ａの走行方向とほぼ同じ方向に向きを変え、噴射口１７よりワイヤ列２ａに切れ目なく均一に、かつ低衝撃で供給される。
【００１６】
スラリ供給機構１０よりカーテン状に供給されたスラリの一部がワイヤに付着し、ワーク６切断箇所に砥粒が運搬され、砥粒のラッピング作用によって切断が進行する。大部分のスラリはワイヤ列の下方に脱落して、加工室床部より引き出されたドレインを経由してスラリ供給タンク８に回収される。
【００１７】
なお、上記では、スラリ導入ノズル１４は、箱体のＸ軸方向から側壁面の法線に対し角度を持たせて取り付けた場合を説明したが、スラリ供給機構の大きさや供給量によっては、角度を持たせずにＸ軸に平行な向きに取り付けても良い。また、箱体の両側に設けて両側からスラリを導入するようにしても良い。
また、波除壁１８は、スラリの供給スピード等を勘案して、必要に応じて設ければよい。
【００１８】
以上のように、本実施の形態の発明によれば、管状の箱体内に、長手方向の全長に亘り貯蔵壁で仕切って貯蔵室が形成され、貯蔵室内にスラリを導入するスラリ導入ノズルを備え、貯蔵壁の上端部は連続した凹凸形状を有し、箱体の天井面との間にスラリ流出用の隙間が形成されて、隙間に連通してスラリを外部へ流出させるスラリ流路のためのガイド壁が設けられているので、貯蔵壁上端部の凹凸形状の各凹部分よりほぼ均一量だけスラリが溢れ出し、スラリ流路に沿って滑らかに拡散しながら流出し、ワイヤ列にスラリをほぼ均一に切れ目なくカーテン状に供給することができる。
また、スラリ流路を形成するためのガイド壁を屈曲させて、ワイヤ列に供給するスラリがほぼワイヤ列の走行方向に向くようにしたので、スラリ供給によるワイヤ列への衝撃を緩和できるとともに、流れの方向がワイヤの走行方向と同じであるため、スラリの運搬量が増加し、結果としてスラリの利用効率を向上させることができる。
また、スラリ導入ノズルを、箱体の壁面の法線に対し角度を持たせて取り付けたので、スラリの貯蔵室内にスラリの噴流を発生させ貯蔵スラリを攪拌することができるため、スラリ中の砥粒の分散状態を安定に保つことができる。
【００１９】
実施の形態２．
図５は実施の形態２によるマルチワイヤソーのスラリ供給機構の一部断面で示した斜視図であり、図６は図５をＸ軸方向から見た断面図である。マルチワイヤソー本体の構成は実施の形態１の図１と同等なので説明は省略する。また、スラリ供給機構２０も、基本的には実施の形態１のスラリ供給機構１０と類似なので、異なる部分を中心に説明する。
【００２０】
本実施の形態のスラリ供給機構２０は、ワイヤ列２ａの列幅方向に長い箱体２１と、箱体２１の内部にスラリを貯蔵するために貯蔵壁２２を有する貯蔵室２３と、貯蔵室２３にスラリを供給するためのスラリ導入ノズル２４と、スラリ流路２５と、ガイド壁２６と、噴射口２７と、スラリの波立ちを抑制する波除壁２８とを備えている。貯蔵壁２２の上端部を連続した凹凸形状２２ａとしているのは、実施の形態１と同様である。
【００２１】
実施の形態１と異なるのは、スラリ導入ノズル２４をＸ軸と角度を持たせずに平行方向に壁面に取り付けている点と、スラリ流路２５を形成するガイド壁２６が、箱体２１の下面側ではなく、箱体２１の前方に傾斜させて設けられ、先端側で水平方向に屈曲させて、噴射口２７をワイヤ列２ａの走行方向へ向けるようにした点である。なお、スラリ導入ノズル２４を図のように壁面の下部近傍に設ければ、ノズルからの噴流によって、貯蔵室２３内に滞留するスラリの攪拌を助けることができる。
貯蔵室２３へ導入されたスラリは、貯蔵室２３の貯蔵量を超えると貯蔵壁２２上端部の凹凸形状２２ａの谷部から溢れて、スラリ流路２５を流下する過程で拡散され、噴射口２７からカーテン状に噴射されてワイヤ列２ａの進行方向に供給される。
【００２２】
図７は図６の変形例を示す図である。図６と同等部分は同一符号を付し説明を省略する。本例では、スラリ流路を形成するガイド壁２９を緩やかな円弧状に形成したものである。こうすることにより、スラリをより均一に供給することができる。
【００２３】
なお、本実施の形態では、スラリ導入ノズルは取付壁面の法線に平行に取り付けた場合を示したが、実施の形態１と同様に、法線に対し角度を持たせて取り付けても良い。
【００２４】
以上のように、本実施の形態の発明によれば、実施の形態１と同様に、箱体内にスラリの貯蔵室を設け、その貯蔵室の貯蔵壁の上端部を長手方向に連続した凹凸形状とし、上端部の隙間に連通してスラリを外部へ流出させるスラリ流路を形成するためのガイド壁を設けて、このときのスラリ流路を箱体の前方に傾斜させ、先端側が水平方向へ向くように屈曲させて構成したので、スラリ流路として箱体下面の貯蔵室底板を利用した実施の形態１のスラリ供給機構に比べ、スラリ流路の傾きや噴射口を自由に設計することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】この発明の実施の形態１によるマルチワイヤソーの構成を示す斜視図である。
【図２】この発明の実施の形態１によるスラリ供給機構の斜視図である。
【図３】図２をＸ軸方向から見た断面図である。
【図４】図２をＹ軸方向から見た断面図である。
【図５】この発明の実施の形態２によるスラリ供給機構の斜視図である。
【図６】図５をＸ軸方向から見た断面図である。
【図７】この発明の実施例２によるスラリ供給機構の別の例を示す断面図である。
【図８】従来のマルチワイヤソーの要部構成を示す斜視図である。
【図９】従来のマルチワイヤソー等に用いる液体供給装置を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１  メインローラ                      ２  ワイヤ
２ａ  ワイヤ列                        ６  ワーク
１０，２０，３０  スラリ供給機構      １１，２１  箱体
１２，２２  貯蔵壁                    １２ａ  凹凸形状
１３，２３  貯蔵室                    １４，２４  スラリ導入ノズル
１５，２５  スラリ流路                １６，２６，２９  ガイド壁。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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