(57)【要約】【課題】マルチワイヤソーでインゴットを切断するインゴット切断装置において、インゴットにおけるワイヤの新線側と旧線側における切断状態を把握することで、ワイヤの切断を未然に防げるようにする。【解決手段】複数本張られたワイヤ３を用いてインゴット５２を切断するインゴット切断装置１において、インゴット５２における新線側５２ｎと旧線側５２ｏに荷重センサＳ１１〜Ｓ２２を設け、この新線側５２ｎと旧線側５２ｏの荷重センサＳ１１〜２２を用いてインゴット５２の前記新線側５２ｎと前記旧線側５２ｏにかかる荷重を計測する。この荷重を計測する場合、例えば、ワイヤ３の走行方向であるＸ軸回りのモーメント中心ＣＯＰを算出し、インゴットの重心Ｇとのずれが基準値以上の場合に、制御部を介してワイヤ交換のための報知や、ワイヤ３の搬送速度の制御、インゴット５２の押圧速度の制御などを行うようにする。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のローラの間に複数周回させたワイヤにインゴットを押圧させてインゴットを切断するインゴット切断装置において、
前記インゴットに新規なワイヤが供給される新線側と、古いワイヤが回収される旧線側におけるインゴットに掛かる荷重、または、ワイヤの撓み量を計測する計測手段を設けたことを特徴とするインゴット切断装置。
【請求項２】
前記計測手段が、インゴットを保持するスライス台側に取り付けられた荷重センサを用いて構成されるものであり、前記インゴットにおけるワイヤの新線側と旧線側のインゴットの押圧方向に沿った荷重を計測する手段である請求項１に記載のインゴット切断装置。
【請求項３】
前記計測手段が、インゴットを保持するスライス台側に取り付けられた荷重センサを用いて構成されるものであり、前記インゴットにおけるワイヤの新線側と旧線側のワイヤ走行方向に沿った荷重を計測する手段である請求項１に記載のインゴット切断装置。
【請求項４】
前記計測手段が、インゴットを保持するスライス台側に取り付けられた荷重センサを用いて構成されるものであり、前記押圧方向に沿った軸回りにおけるインゴットのモーメントを計測する手段である請求項１に記載のインゴット切断装置。
【請求項５】
前記計測手段が、インゴットを保持するスライス台側に取り付けられた荷重センサを用いて構成されるものであり、前記ワイヤの走行方向に沿った軸回りにおけるインゴットのモーメントを計測する手段である請求項１に記載のインゴット切断装置。
【請求項６】
前記計測手段が、インゴットを保持するスライス台側に取り付けられた荷重センサを用いて構成されるものであり、前記複数本のワイヤの面から起立する軸回りにおけるインゴットのモーメント中心と、インゴットの重心位置との距離を計測する手段である請求項１に記載のインゴット切断装置。
【請求項７】
前記計測手段が、インゴットを保持するスライス台側に取り付けられた荷重センサを用いて構成されるものであり、前記ワイヤの走行方向に沿った軸回りおけるインゴットのモーメント中心と、インゴットの重心位置との距離を計測する手段である請求項１に記載のインゴット切断装置。
【請求項８】
前記計測手段が、ワイヤの撓み量を計測する誘導形近接センサで構成されるものである請求項１に記載のインゴット切断装置。
【請求項９】
一対のローラの間に複数周回させたワイヤにインゴットを押圧させてインゴットを切断するインゴット切断装置に使用される荷重検出装置おいて、
前記インゴットに新規なワイヤが供給される新線側と、古いワイヤが回収される旧線側におけるインゴットに掛かる荷重、または、ワイヤの撓み量を計測する計測手段を設けたことを特徴とする荷重検出装置。
【請求項１０】
前記計測手段が、インゴットを保持するスライス台側に取り付けられる荷重センサを用いて構成されるものであり、前記インゴットにおけるワイヤの新線側と旧線側のインゴットの押圧方向に沿った荷重を計測する手段である請求項９に記載の荷重検出装置。
【請求項１１】
前記計測手段が、インゴットを保持するスライス台側に取り付けられる荷重センサを用いて構成されるものであり、前記インゴットにおけるワイヤの新線側と旧線側のワイヤ走行方向に沿った荷重を計測する手段である請求項９に記載の荷重検出装置。
【請求項１２】
前記計測手段が、インゴットを保持するスライス台側に取り付けられる荷重センサを用いて構成されるものであり、前記押圧方向に沿った軸回りにおけるインゴットのモーメントを計測する手段である請求項９に記載の荷重検出装置。
【請求項１３】
前記計測手段が、インゴットを保持するスライス台側に取り付けられる荷重センサを用いて構成されるものであり、前記ワイヤの走行方向に沿った軸回りにおけるインゴットのモーメントを計測する手段である請求項９に記載の荷重検出装置。
【請求項１４】
前記計測手段が、インゴットを保持するスライス台側に取り付けられる荷重センサを用いて構成されるものであり、前記複数本のワイヤの面から起立する軸回りにおけるインゴットのモーメント中心と、インゴットの重心位置との距離を計測する手段である請求項９に記載の荷重検出装置。
【請求項１５】
前記計測手段が、インゴットを保持するスライス台側に取り付けられる荷重センサを用いて構成されるものであり、前記ワイヤの走行方向に沿った軸回りおけるインゴットのモーメント中心と、インゴットの重心位置との距離を計測する手段である請求項９に記載の荷重検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリコンインゴットなどを薄く切断するインゴットの切断装置に関するものであり、より詳しくは、ワイヤソーを用いてインゴットを切断するインゴットの切断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコンインゴットからシリコンウェハを切り出す切断装置として、ワイヤソーを用いたインゴットの切断装置が知られている（特許文献１）。このワイヤソーを用いたインゴットの切断装置について、図１１を用いて説明する。
【０００３】
図１１において、符号９はスチールワイヤであり、その表面に切削用ダイヤモンドを付着させたものである。このスチールワイヤ９は、繰出用ボビン９１から繰り出され、左右一対のメインローラ９２を含む複数のメインローラ９２に所定ピッチ（２５０μｍ）ごとに周回させた後、回収用ボビン９３に回収される。また、符号９４はシリコンインゴットであり、スライス台９５に接着剤を介して取り付けられ、昇降装置９６を用いて上下方向に移動するようになっている。
【０００４】
このような装置を用いてシリコンインゴット９４から薄いシリコンウェハを切り出す場合、繰出用ボビン９１から新規なワイヤ９を繰り出し、左右一対のメインローラ９２を周回させて走行させる。そして、ワイヤ９を一定速度で走行させた状態でインゴット９４を複数本のワイヤ９の表面に押圧させ、インゴット９４を所定ピッチごとに切断していく。このとき、例えば、ワイヤ９を約８００メートルほど繰り出し、そこでワイヤ９を一旦止めて、今度はそのワイヤ９を復路方向に走行させる。この復路方向にワイヤ９を走行させる際、約７８０メートルほどワイヤ９を戻しながらインゴット９４を切断し、そこで再びメインローラ９２を止めて往路方向にワイヤ９を走行させていく。以下、同様にして往路方向と復路方向にワイヤ９を走行させ、インゴット９４を切断していく。そして、このように往路と復路の走行距離の違い分（約２０メートル）だけ新規なワイヤ９を繰出用ボビン９１から繰り出してインゴット９４を切断していくようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−９６５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このようにワイヤソーを用いてインゴットを切断する場合、次のような問題がある。
【０００７】
すなわち、スチールワイヤを用いてインゴットを切断する場合、一般にワイヤがインゴットに接触している距離が長くなればなるほど、その表面から切削用ダイヤモンドが剥がれてしまい、切削能力が落ちてしまう。このため、このようなワイヤを用いてインゴットを切断する場合、図５に示すように、インゴットの新規なワイヤが供給される側（以下、「新線側」と称する）では、ワイヤの表面に多くの切削用ダイヤモンドが付着しているために切削溝が深くなる一方、ワイヤが回収される側（以下、「旧線側」と称する）では切削用ダイヤモンドが剥がれているため、切削溝が浅くなる。そして、このように旧線側の切削溝が浅くなった状態でインゴットを押圧させると、旧線側ではワイヤが大きく撓んでしまい、そこでワイヤが切断されてしまうといった問題があった。
【０００８】
そこで、本発明はワイヤでインゴットを切断するインゴット切断装置において、インゴットにおけるワイヤの新線側と旧線側の切断状態を把握することで、ワイヤの切断を未然に防げるようにしたインゴット切断装置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】
【０００９】
すなわち、本発明は上記課題を解決するために、一対のローラの間に複数周回させたワイヤにインゴットを押圧させてインゴットを切断するインゴット切断装置において、前記インゴットに新規なワイヤが供給される新線側と、古いワイヤが回収される旧線側におけるインゴットに掛かる荷重、または、ワイヤの撓み量を計測する計測手段を設けるようにしたものである。
【００１０】
また、前記計測手段を、インゴットを保持するスライス台側に取り付けられた荷重センサを用いて構成し、前記インゴットにおける新規なワイヤが供給される新線側と古いワイヤが回収される旧線側におけるインゴットの押圧方向に沿った荷重を検出するようにする。
【００１１】
また、前記計測手段を、インゴットを保持するスライス台側に取り付けられた荷重センサを用いて構成し、前記インゴットにおける新規なワイヤが供給される新線側と古いワイヤが回収される旧線側におけるワイヤの走行方向に沿った荷重を検出するようにする。
【００１２】
また、前記計測手段を、インゴットを保持するスライス台側に取り付けられた荷重センサを用いて構成し、前記押圧方向に沿った軸回りにおけるインゴットのモーメントを計測する。
【００１３】
また、前記計測手段を、インゴットを保持するスライス台に取り付けられた荷重センサを用いて構成し、前記ワイヤの走行方向に沿った軸回りにおけるインゴットのモーメントを計測する。
【００１４】
また、インゴットを保持するスライス台に取り付けられた荷重センサを用いて構成し、前記押圧方向の軸回りおけるインゴットのモーメント中心と、インゴットの重心位置との距離を計測する方法も用いることができる。
【００１５】
また、インゴットを保持するスライス台に取り付けられた荷重センサを用いて構成し、前記ワイヤの走行方向に沿った軸回りおけるインゴットのモーメント中心と、インゴットの重心位置との距離を計測する方法も用いることができる。
【００１６】
さらには、計測手段として、ワイヤの撓み量を計測する誘導形近接センサを用いて構成することもできる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、インゴットにおける新線側と旧線側に掛かる荷重やワイヤの撓み量を計測するようにしたので、その新線側と旧線側における切削状態の差を把握することができ、ワイヤにかかるテンションの差をなくして、ワイヤの切断を未然に防止することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施の形態におけるインゴット切断装置の全体概略図
【図２】同形態における荷重検出装置の概略図
【図３】同形態におけるスライス台に大きさの異なるインゴットを取り付けた状態を示す図
【図４】同形態における初期設定を行う画面例
【図５】インゴットの切削溝の状態を示す図
【図６】同形態におけるＺ軸方向の荷重を検出する状態図
【図７】同形態におけるＸ軸方向の荷重を検出する状態図
【図８】同形態におけるＺ軸回りのモーメントを検出する状態図
【図９】同形態におけるＸ軸回りのモーメントを検出する状態図
【図１０】同形態におけるワイヤの撓み量の検出状態を示す図
【図１１】従来例におけるインゴットの切断装置
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
この実施の形態におけるインゴットの切断装置１は、マルチワイヤソーを用いてインゴット５２から薄いシリコンウェハを切り出せるようにしたものであって、図１に示すように、新規なワイヤ３を繰り出す繰出用ボビン２１と、その繰出用ボビン２１から繰り出されたワイヤ３を所定のピッチ毎に周回させる複数のメインローラ２２ａ〜２２ｃと、このメインローラ２２ａ〜２２ｃからワイヤ３を回収する回収用ボビン２３とを備え、これらの繰出用ボビン２１や回収用ボビン２３やメインローラ２２ａ〜２２ｃなどを図示しないモーターで駆動させるように構成されている。また、このワイヤ３を周回させた一対のメインローラ２２ａ〜２２ｂの間には、スライス台５１に保持されたインゴット５２を複数本のワイヤ３に押圧させるための昇降装置５３が設けられており、その昇降装置５３によってインゴット５２をワイヤ３の表面に押圧させてシリコンウェハを切り出せるようにしている。そして、特徴的に、スライス台５１の上部であって、インゴット５２における新規なワイヤ３が供給される新線側５２ｎとインゴット５２における切削済みのワイヤ３が回収される旧線側５２ｏに、図２に示すような荷重センサＳ（Ｓ１１〜Ｓ２２）を有する荷重検出装置６を設け、インゴット５２がワイヤ３に押圧された際における荷重を検出してインゴット５２の切断状態を把握できるようにしている。以下、本実施の形態について詳細に説明する。
【００２１】
まず、この繰出用ボビン２１には、新規なワイヤ３を巻き付けられており、ここからワイヤ３を繰り出せるようになっている。このワイヤ３は、表面に切削用の砥粒を付着させた直径約５０μｍ〜５００μｍのものが使用され、具体的には、ダイヤモンド固定砥粒などを電着させさせたスチールワイヤなどが使用される。この繰出用ボビン２１には、５０ｋｍ〜１００ｋｍほどの長さのワイヤ３が巻き付けられており、ワイヤ３を繰り出す場合、モーターを正転させることによってワイヤ３を往路方向に繰り出せるようにしている。また、そのワイヤ３を復路方向に走行させる場合は、モーターを逆転させてワイヤ３を繰出用ボビン２１側に回収できるようにしている。この繰出用ボビン２１からワイヤ３を繰り出す場合、メインローラ２２ａ〜２２ｃとの間に設けられた図示しないテンションローラでワイヤ３に１０Ｎのテンションが掛かるようにしている。
【００２２】
メインローラ２２ａ〜２２ｃは、この繰出用ボビン２１から繰り出されたワイヤ３を所定ピッチで螺旋状に周回させるようにしたものであって、その表面にワイヤ３を巻回させるための複数の溝を平行に形成している。この溝のピッチとしては、例えば、２５０μｍの間隔に設定されており、一本のワイヤ３を複数周回させることで複数本のワイヤ３にインゴット５２を押圧させて薄いシリコンウェハを切り出せるようにしている。このメインローラ２２のうち上方側に設けられた左右一対のメインローラ２２ａ〜２２ｂの間は、複数本のワイヤ３で切断領域を形成できるようにしており、また、下方に設けられたメインローラ２２ｃは、駆動用のローラとしてワイヤ３を往路方向と復路方向に走行させるようにしている。
【００２３】
この左右一対のメインローラ２２ａ〜２２ｂの近傍には、クーラント液を放出させるための冷却部４が設けられる。このクーラント液は、ワイヤ３による切削時に摩擦によって加熱するインゴット５２を冷却させるようにしたものであって、ワイヤ３による切断部分全体に大量に放出される。
【００２４】
一方、回収用ボビン２３は、このメインローラ２２ａ〜２２ｃを周回したワイヤ３を回収するものであって、モーターによってワイヤ３を回収し、また、モーターを逆転させることによって、逆に回収用ボビン２３からワイヤ３を復路方向に走行させるように構成される。この回収用ボビン２３とメインローラ２２との間には、ワイヤ３のテンションを制御するための図示しないテンションローラが設けられており、このテンションローラによって約１０Ｎのテンションが掛かるように制御されている。
【００２５】
このワイヤ３によって切断されるインゴット５２は、ここではシリコンのインゴットが用いられる。このようなインゴット５２によって薄く切り出されたシリコンウェハは半導体用、太陽電池用、ＬＥＤ用、パワー半導体などとして使用される。このインゴット５２の形状としては、図１では直方体形状のものを用いているが、円柱状のものでもよく、特に形状が限定されるものではない。
【００２６】
スライス台５１は、接着剤を介してインゴット５２を取り付けるようにしたものであって、例えば、炭素材料を主として、これにバインダ材料を含有させたものや、インゴット５２との接着部分にインゴット５２と同種の材料を設けてインゴット５２の切断終了時におけるワイヤ３の破断を防止できるようにしたものなどが使用される。
【００２７】
このような構成において、本実施の形態では、特徴的に、スライス台５１の上面側に計測手段を構成する荷重検出装置６が設けられている。この荷重検出装置６は、図２に示すように、上下一対の金属プレート６１ｕ、６１ｄの四隅近傍に荷重センサＳ（Ｓ１１〜Ｓ２２）を取り付けて構成されるものであって、上方の金属プレート６１ｕを昇降装置５３側に取り付けるとともに、下側の金属プレート６１ｄをスライス台５１に取り付けて使用される。この荷重検出装置６に使用される荷重センサＳとしては、ワイヤ３の走行方向をＸ軸、複数のワイヤ３が隣接する方向をＹ軸、これらに直交する方向をＺ軸とした場合に、これらの３軸方向の荷重を検出できるようにしたものが用いられる。なお、ここでは３軸方向の荷重センサＳを用いるようにしているが、Ｘ軸方向の荷重だけを検出するものや、Ｚ軸方向の荷重だけを検出するものを用いるようにしてもよい。このような荷重センサＳとしては、例えば、歪ゲージを用いたロードセルなどを用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００２８】
この荷重検出装置６の荷重センサＳを用いて荷重を検出する場合、インゴット５２の下降時にワイヤ３から受ける反力を検出し、その検出された値や、これらの検出された値から演算されるモーメントなどの値を出力する。この荷重センサＳから検出された荷重から演算を行う場合、上側の金属プレート６１ｕに取り付けられた基板６４で演算を行い、その結果をコンピューターに出力する。なお、このような荷重検出装置６をスライス台５１に取り付ける場合、冷却部４から放出されたクーラント液や切削粉などが金属プレート６１ｕ、６１ｄの間に入り込んでしまい、そのクーラント液や切削粉などが荷重となって検出される可能性がある。このため、ここでは図２の破線で示すように、上方の金属プレート６１ｕと荷重センサＳを筐体６３で封入するとともに、その筐体６３の孔６２から荷重センサＳの検出ピン６５を突出させて下側の金属プレート６１ｄに取り付けるようにしておく。
【００２９】
このような荷重検出装置６を取り付ける場合、取り付けられたインゴット５２の大きさに応じて荷重センサＳの初期設定を行う必要がある。すなわち、図３（ａ）に示すような大きなインゴット５２を取り付ける場合と、図３（ｂ）に示すように小さなインゴット５２を取り付ける場合とでは、初期状態における荷重センサＳに掛かる荷重が異なってしまう。このため、インゴット５２をスライス台５１に取り付けた状態において、各荷重センサＳから荷重を検出し、図４に示すようなパソコンの表示画面上でゼロ設定ボタン７１を押下することにより、荷重をゼロにプリセットする。また、このように各荷重センサＳをプリセットした後において、図４に示す「重心検出」のボタン７２を押下することによって、スライス台５１に取り付けたインゴット５２の重心位置Ｇを求める。このインゴット５２の重心位置Ｇを求める場合、荷重検出装置６の四隅近傍に設けられた荷重センサＳを用いて荷重を検出し、Ｘ軸方向に設けられた複数の荷重センサＳを用いてモーメント中心を求めるとともに、Ｙ軸方向についても同様に複数の荷重センサＳを用いてモーメント中心を求める。そして、このように算出されたモーメント中心をインゴット５２の重心Ｇの座標(Gx,Gy,Gz)として記憶させておく。
【００３０】
次に、このようなインゴット切断装置１を用いてインゴット５２を切断する際の動作や荷重検出装置６による荷重の検出方法について説明する。
【００３１】
まず、インゴット５２を切断する場合、繰出用ボビン２１からワイヤ３の先端を取り出し、メインローラ２２を周回させた後、その先端部分を回収用ボビン２３に巻き付ける。また、これとともにインゴット５２をスライス台５１に取り付けて、「ゼロ設定」ボタン７１を押下することによって各荷重センサＳをゼロにプリセットするとともに、「重心検出」ボタン７２を押下することによってスライス台５１に取り付けられたインゴット５２の重心Ｇの座標(Gx,Gy,Gz)を算出しておく。
【００３２】
このような初期設定が終わった後、ワイヤ３を走行させて冷却部４からクーラント液を放出させながらインゴット５２を下降させていく。すると、インゴット５２がワイヤ３によって切断されていき、薄いシリコンウェハが切り出されていく。このとき、ワイヤ３を走行させる際、８００ｍほど往路方向に走行させた後、一旦停止させ、今度は、モーターを逆転させて７８０ｍほど復路方向に走行させる。そして、以下同様にして、インゴット５２を押圧させながらワイヤ３を往路方向と復路方向へ走行させてインゴット５２を切断していく。
【００３３】
このようにインゴット５２を切断していく工程において、図５に示すように、インゴット５２におけるワイヤ３の旧線側５２ｏでは切れ味が悪くなってしまい、インゴット５２の切削溝５２ａが浅くなってしまう。一方、インゴット５２におけるワイヤ３の新線側５２ｎの切削溝５２ａは深くなっているため、インゴット５２におけるワイヤ３の旧線側５２ｏでワイヤ３が大きく撓んでしまうことになり、ワイヤ３が破断してしまう可能性がある。そこで、このインゴット５２におけるワイヤ３の新線側５２ｎと旧線側５２ｏの荷重の相違を荷重センサＳで検出することで、新線側５２ｎと旧線側５２ｏのインゴット５２の切断状態を把握できるようにする。
【００３４】
＜第一の実施の形態＞
このような荷重センサＳによる検出方法の一例として、図６に示すように、インゴット５２の押圧方向であるＺ軸方向に沿った荷重を検出する方法を用いることができる。このようにＺ軸方向の荷重を検出する場合、荷重検出装置６に、新線側５２ｎと旧線側５２ｏに少なくとも１個ずつの荷重センサＳを設けてＺ軸方向の荷重を検出してもよいが、図２のように新線側５２ｎと旧線側５２ｏにそれぞれ２個の荷重センサＳを設けている場合は、新線側５２ｎにおける２個の荷重センサＳの合計値(Fz1+Fz2)と、旧線側５２ｏにおける２個の荷重センサＳの合計値(Fz3+Fz4)をそれぞれ出力してもよい。そして、このようなＺ軸方向の荷重を検出する構成において、ワイヤ３が摩耗して旧線側５２ｏの切削溝５２ａが浅くなってきた場合、インゴット５２の押圧に対するワイヤ３の反力が大きくなり、旧線側５２ｏにおけるＺ軸方向の荷重が大きく検出される。これに対して、新線側５２ｎでは相対的に切削溝５２ａが深くなるため、ワイヤ３による反力が小さくなり、Ｚ軸方向の荷重が小さく検出される。そこで、このような新線側５２ｎと旧線側５２ｏの検出値を荷重検出装置６の基板６４に設けられた制御部に出力し、ワイヤ交換のための報知や、ワイヤ３の搬送速度の制御、インゴット５２の押圧速度の制御などを行ってワイヤ３の破断を未然に防止できるようにする。なお、このような制御部を荷重検出装置６側に設けるようにすれば、既存のインゴット切断装置にこの荷重検出装置６を取り付けるだけで、ワイヤ３の破断を未然に防止できるようになる。
【００３５】
このようにＺ軸方向の荷重を検出するようにすれば、その検出値からワイヤ３の撓みを判断することができ、インゴット５２の押圧速度を低減させたり、新規のワイヤ３の繰り出し量を多くしたりすることで、ワイヤ３の破断を未然に防止することができるようになる。
【００３６】
＜第二の実施の形態＞
また、別の検出方法として、図７に示すように、ワイヤ３の走行方向であるＸ軸に沿った方向の荷重を検出する方法も用いることができる。この場合も同様に、荷重検出装置６には、新線側５２ｎと旧線側５２ｏに少なくとも１個ずつの荷重センサＳを設けてＸ軸方向の荷重を検出することができるが、図２のように新線側５２ｎと旧線側５２ｏにそれぞれ２個の荷重センサＳを設けている場合は、新線側５２ｎの荷重センサＳの合計値(Fx1+Fx2)と、旧線側５２ｏの荷重センサＳの合計値(Fx3+Fx4)をそれぞれ出力する。そして、このような構成において、ワイヤ３が使用によって摩耗してきた場合、インゴット５２におけるワイヤ３の旧線側５２ｏの切削溝５２ａが浅くなり、インゴット５２の押圧に基づくワイヤ３の反力が大きくなってＸ軸方向の荷重が大きくなる。一方、新線側５２ｎでは相対的に切削溝５２ａが深くなるため、ワイヤ３による反力が小さくなり、Ｘ軸方向の荷重も小さくなる。そこで、このように新線側５２ｎと旧線側５２ｏの検出値を荷重検出装置６の制御部に出力し、ワイヤ交換のための報知や、ワイヤ３の搬送速度の制御、インゴット５２の押圧速度の制御などを行ってワイヤ３の破断を未然に防止できるようにする。
【００３７】
このように、Ｘ軸方向の荷重を検出するようにすれば、ワイヤ３の走行方向に沿った張力の差を検出することで、ワイヤ３の軸線方向に沿った破断荷重などと比較して、ワイヤ３の破断を未然に防止することができるようになる。
【００３８】
＜第三の実施の形態＞
さらに、別の検出方法として、図８に示すように、インゴット５２に働くＺ軸回りのモーメントを検出して出力することもできる。このようなモーメントとしては、新線側５２ｎと旧線側５２ｏにおけるＸ軸方向の荷重を検出し、インゴット５２のＺ軸回りのモーメントを演算して、そのモーメントの値からインゴット５２の切断状態を把握できるようにする。そして、このような構成において、新線側５２ｎと旧線側５２ｏの荷重からモーメントを求め、そのモーメントの値と基準値を比較することでワイヤ３の摩耗を検知することもできる。
【００３９】
もしくは、そのモーメントの中心位置ＣＯＰ（Center Of Pressure）を求め、そのモーメントの中心位置の移動量に基づいてワイヤ３の摩耗を判断できるようにしてもよい。具体的には、ワイヤ３の摩耗に伴って旧線側５２ｏにおけるＸ軸方向の検出値が大きくなると、モーメントの中心位置が旧線側５２ｏに近づく。そして、先に求めたインゴット５２の重心Ｇとモーメントの中心位置ＣＯＰの距離が基準値よりも大きくなった場合に、摩耗が激しくなったと判断して、荷重検出装置６の制御部を介してワイヤ交換のための報知や、ワイヤ３の搬送速度の制御、インゴット５２の押圧速度の制御などを行ってワイヤ３の破断を未然に防止できるようにしてもよい。
【００４０】
＜第四の実施の形態＞
また、別の検出方法として、図９に示すように、今度はインゴット５２に働くＸ軸回りのモーメントを検出する方法も用いることができる。このようなモーメントとしては、新線側５２ｎと旧線側５２ｏにおけるＺ軸方向の荷重を検出し、インゴット５２のＸ軸回りのモーメントを演算し、そのモーメントの値と基準値を比較することでワイヤ３の摩耗を検知することもできる。
【００４１】
もしくは、そのモーメントの中心位置ＣＯＰ（Center Of Pressure）を求め、そのモーメントの中心位置の移動量に基づいてワイヤ３の摩耗を判断できるようにしてもよい。具体的には、ワイヤ３の摩耗に伴って旧線側５２ｏにおけるＺ軸方向の荷重が大きくなると、モーメントの中心位置が旧線側５２ｏに近づく。そして、先に求めたインゴット５２の重心Ｇとモーメントの中心位置の距離が基準値よりも大きくなった場合に、摩耗が激しくなったと判断して、荷重検出装置６の制御部を介してワイヤ交換のための報知や、ワイヤ３の搬送速度の制御、インゴット５２の押圧速度の制御などを行うようにする。
【００４２】
＜第五の実施の形態＞
【００４３】
上記第一の実施の形態から第四の実施の形態では、インゴット５２に掛かる荷重から新線側５２ｎと旧線側５２ｏの切削状態を検出するようにしたが、ワイヤ３の撓み量を検知してインゴット５２におけるワイヤ３の新線側５２ｎと旧線側５２ｏの切削状態を検出できるようにすることもできる。図１０において、符号６ａは近接センサであって、ワイヤ３の撓み量を計測できるようにしたものである。この近接センサ６ａは、インゴット５２の新線側５２ｎと旧線側５２ｏを周回するワイヤ３の内側に設けられ、インゴット５２をワイヤ３に押圧した際にインゴット５２の近傍におけるワイヤ３との距離を計測できるようにしている。このようにワイヤ３の内側に近接センサ６ａを設けるようにすれば、ワイヤ３をメインローラ２２に巻き付ける際に、その近接センサ６ａが邪魔になるようなことがなくなる。また、この近接センサ６ａを、周回するワイヤ３の上方外側に取り付けるようにしてもよい。このような位置に近接センサ６ａを取り付けるようにすれば、インゴット５２の大きさに応じて近接センサ６ａの位置を簡単に変えることができるというメリットがある。なお、このようにワイヤ３の撓み量を検出する場合、光学方式ではクーラント液によってワイヤ３の撓み量を検出することが難しくなるため、外部磁界の影響によってワイヤ３に発生する渦電流の磁気損失を検出する誘導形近接センサ６ａを用いるとよい。このような誘導形近接センサ６ａを用いることで、クーラント液が存在している場合であっても、金属体であるワイヤ３との距離を計測して撓み量を検出することができるというメリットがある。そして、これらの近接センサ６ａによる検出値から撓み量の相違を検出し、この値と基準値とを比較することで、荷重検出装置６の制御部を介してワイヤ交換のための報知や、ワイヤ３の搬送速度の制御、インゴット５２の押圧速度の制御などを行うようにする。
【００４４】
荷重検出装置６の制御部は、このように荷重検出装置６から出力されてきた値や撓み量などに応じて、ワイヤ３の破断を未然に防止できるような制御を行うようにする。このような制御方法としては、新線側５２ｎと旧線側５２ｏの荷重の相違が基準値よりも大きくなった場合や、重心ＧとＣＯＰとの距離が基準値よりも大きくなった場合に、ワイヤ３の交換を促すための報知を行う方法のほか、ワイヤ３の速度を遅くする制御方法、あるいは、インゴット５２をワイヤ３の表面に押圧する速度を低減させる制御方法などを用いることができる。また、これ以外に、新規なワイヤ３をより多く繰出用ボビン２１から繰り出せるように、ワイヤ３の往路方向への送り量を戻り量に対してさらに多くし、例えば、往路方向に８００メートル、復路方向に６００メートルなどとするようにしてもよい。なお、ここでは荷重検出装置６の制御部を用いて報知やワイヤ３の走行速度の制御、インゴット５２の押圧制御などを行うようにしているが、出力されてきた値や近接センサ６ａからの撓み量をそのままコンピュータのディスプレイに表示させるようにしてもよい。そして、このように表示された値をオペレーターが見ることによってワイヤ３を交換したり、ワイヤ３の搬送速度やインゴット５２の押圧速度などを設定したりすることで、ワイヤ３の破断を未然に防止できるようにすることもできる。
【００４５】
このように上記実施の形態によれば、複数本張られたワイヤ３を用いてインゴット５２を切断するインゴット切断装置１において、前記インゴット５２における新線側５２ｎと旧線側５２ｏに荷重センサＳや近接センサ６ａを設け、この新線側５２ｎと旧線側５２ｏのセンサＳ、６ａを用いてインゴット５２の新線側５２ｎと前記旧線側５２ｏにかかる荷重やワイヤ３の撓み量を計測するようにしたので、新線側５２ｎと旧線側５２ｏにおける切削状態の差を把握することができ、ワイヤ３にかかるテンションの差をなくして、ワイヤ３の切断を未然に防止することができるようになる。
【００４６】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。
【００４７】
例えば、上記実施の形態では、上側からインゴット５２を下降させてワイヤ３に押圧させるようにしたが、インゴット５２の押圧方向については上下左右いずれの方向から押圧させるようにしてもよく、その押圧方向を変える場合は、本実施の形態における各部の配置をそれに合わせて変更して適応させることができる。
【００４８】
また、上記実施の形態では、荷重検出装置６に４つの荷重センサＳを設けるようにしたが、新線側５２ｎと旧線側５２ｏにそれぞれ１つずつ設けるようにしてもよく、あるいは、４つ以上の荷重センサＳを設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・切断装置
２１・・・繰出用ボビン
２２ａ〜２２ｃ・・・メインローラ
２３・・・回収用ボビン
３・・・ワイヤ
４・・・冷却部
５１・・・スライス台
５２・・・インゴット
５２ａ・・・切削溝
５２ｎ・・・新線側
５２ｏ・・・旧線側
５３・・・昇降装置
６・・・荷重検出装置（計測手段）
６１ｕ、ｄ・・・上側金属プレート、下側金属プレート
６２・・・孔
６３・・・筐体
６４・・・基板
Ｓ１１〜２２・・・荷重センサ
６５・・・ピン
７１・・・ゼロ設定のボタン
６ａ・・・近接センサ
【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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【図１０】
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【図１１】
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