(57)【要約】      （修正有）【課題】ワークの溝加工面に所定の溝深さの溝を精度よく加工できるワイヤソーによる溝加工方法及び溝加工用のワイヤソーを提供する。【解決手段】シングルワイヤ式またはマルチワイヤ式の溝加工用のワイヤソー１による溝加工であって、ワーク２の溝加工面３にワイヤ４を当て、ワイヤ４の走行によって溝加工面３に溝を形成する溝加工において、ワーク２に対して円板状または円柱状の押し付けローラ７又は押し付けロッドからなる押し付け手段を溝加工方向に相対的に移動させるとともに、溝加工面３に走行状態のワイヤ４を該押し付け手段により溝形成長さの範囲に渡って押し付け、該押し付け手段の溝深さ方向の押し付け量によって溝深さを規制し、溝加工面３に目標の溝を精度よく加工する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの溝加工面にワイヤを当て、前記ワイヤの走行によって前記溝加工面に溝を形成する溝加工において、走行状態の前記ワイヤに押し付け手段を直接的な接触状態として押し当てるとともに、前記ワークに対して前記押し付け手段を溝形成長さの範囲に渡って相対的に移動させ、前記押し付け手段の移動行程で、前記押し付け手段の溝深さ方向の押し付け量によって溝深さを規制する、ことを特徴とするワイヤソーによる溝加工方法。
【請求項２】
溝加工中に前記押し付け手段の押し付け量を溝深さに応じて異ならせる、ことを特徴とする請求項１記載のワイヤソーによる溝加工方法。
【請求項３】
前記押し付け手段を１または２以上の円板状で回転自在の押し付けローラによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けローラを転がり接触させる、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のワイヤソーによる溝加工方法。
【請求項４】
前記押し付け手段を１または２以上の円柱状で回転自在の押し付けローラによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けローラを転がり接触させる、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のワイヤソーによる溝加工方法。
【請求項５】
前記押し付け手段を１または２以上の押し付けロッドによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けロッドを当接させる、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のワイヤソーによる溝加工方法。
【請求項６】
前記押し付け手段を１または２以上の押し付けロッドによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けロッドを当接させ、前記ワイヤの走行速度と前記押し付けロッドの移動速度とを等しく設定する、ことを特徴とする請求項１または請求項２記載のワイヤソーによる溝加工方法。
【請求項７】
ワークの溝加工面にワイヤを当て、前記ワイヤの走行によって前記溝加工面に溝を形成する溝加工において、走行状態の前記ワイヤに直接的な接触状態となり前記溝加工面に前記ワイヤを押し当てる押し付け手段と、前記押し付け手段を溝形成長さの範囲に渡って移動させる送り移動手段と、前記押し付け手段の押し付け量を規制する位置調節手段とを備え、前記押し付け手段を溝形成長さの範囲に渡って前記送り移動手段により移動させ、前記押し付け手段の移動行程で、前記押し付け手段の溝深さ方向の押し付け量を前記位置調節手段により調節して、溝深さを規制する、ことを特徴とする溝加工用のワイヤソー。
【請求項８】
溝加工中に前記押し付け手段の押し付け量を溝深さに応じて異ならせる、ことを特徴とする請求項７記載の溝加工用のワイヤソー。
【請求項９】
前記押し付け手段を１または２以上の円板状で回転自在の押し付けローラによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けローラを転がり接触させる、ことを特徴とする請求項７または請求項８記載の溝加工用のワイヤソー。
【請求項１０】
前記押し付け手段を１または２以上の円柱状で回転自在の押し付けローラによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けローラを転がり接触させる、ことを特徴とする請求項７または請求項８記載の溝加工用のワイヤソー。
【請求項１１】
前記押し付けローラを環状溝付きローラにより構成し、前記環状溝により前記ワイヤに対して転がり接触させる、ことを特徴とする請求項９または請求項１０記載の溝加工用のワイヤソー。
【請求項１２】
前記押し付け手段を１または２以上の押し付けロッドによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けロッドを当接させる、ことを特徴とする請求項７または請求項８記載の溝加工用のワイヤソー。
【請求項１３】
前記押し付け手段を１または２以上の押し付けロッドによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けロッドを当接させ、前記ワイヤの走行速度と前記押し付けロッドの移動速度とを等しく設定する、ことを特徴とする請求項７または請求項８記載の溝加工用のワイヤソー。
【請求項１４】
前記溝加工面上の前記ワイヤを挟み込む定位置に、溝形成長さに対応する一対の案内板をワイヤ案内用の空間を残し対向状態として設け、前記一対の案内板の間で前記ワイヤおよび前記押し付けロッドを前記ワイヤの走行方向に案内する、ことを特徴とする請求項１２または請求項１３記載の溝加工用のワイヤソー。
【請求項１５】
前記溝加工面上の前記ワイヤに対応する位置に、溝形成長さより短い一対の案内板をワイヤ案内用の空間を残し対向状態として移動自在に設け、前記各案内板の下部に溝加工面上を転がり移動可能なガイドローラを取り付け、前記一対の案内板の移動によって前記一対の案内板の間で前記ワイヤおよび前記押し付けロッドを前記ワイヤの走行方向に案内する、ことを特徴とする請求項１２または請求項１３記載の溝加工用のワイヤソー。
【請求項１６】
前記押し付けロッドの前記ワイヤに直交する方向の寸法を前記ワイヤの直径よりも小さく設定する、ことを特徴とする請求項１２、請求項１３、請求項１４または請求項１５記載の溝加工用のワイヤソー。
【請求項１７】
前記溝の形成数に応じシングルワイヤ式のワイヤソーおよびマルチワイヤ式のワイヤソーの何れかを利用する、ことを特徴とする請求項７、請求項８、請求項９、請求項１０、請求項１１、請求項１２、請求項１３、請求項１４、請求項１５または請求項１６記載の溝加工用のワイヤソー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シングルワイヤ式またはマルチワイヤ式のワイヤソーを用いて、ワークに溝を加工する方法およびその方法を実現するための溝加工用のワイヤソーに関する。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤソーは、一般的に半導体インゴットなどのワークの切断に用いられるが、半導体ウエーハなどのワークの溝加工にも利用できる。ワイヤソーによる溝加工において、平坦面に対する溝加工では、溝加工中に、ワイヤがたわむという特性から、溝加工後に、ワークの端縁部で溝が深くなり、ワークの中央部で溝が浅くなるため、均一な深さの溝加工は難しい。また、深い溝は、加工し易いが、浅い溝の加工は、ワイヤの横振れなどから不安定となり、精度良く行えない。
【０００３】
例えば特許文献１は、ワイヤのたわみ特性に応じて、ワークを予め湾曲させ、湾曲面に沿ってワイヤを走行させることにより、均一な深さの溝加工を実現する、ことを開示している。その技術は、湾曲しないワークには適用できず、湾曲しても割れやすいワークにも利用できない。
【０００４】
また、特許文献２は、磁石を利用して、磁性体のワイヤをワークの加工表面に磁力で押し付けることによって、加工表面に均一な深さの溝を形成する、ことを開示している。その技術によると、すべてのワイヤについて同等の磁力が有効に作用しにくいため、ワークの端縁部と中央部とで溝深さに違いが現れやすい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２３３３５７公報
【特許文献２】特開２０００−２２５５５２公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の課題は、シングルワイヤ式またはマルチワイヤ式のワイヤソーを利用して、ワークの溝加工面に所定の深さの溝を精度よく加工できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題のもとに、本発明は、ワークの溝加工面にワイヤを当て、前記ワイヤの走行によって前記溝加工面に溝を形成する溝加工において、走行状態の前記ワイヤに押し付け手段を直接的な接触状態として押し当てるとともに、前記ワークに対して前記押し付け手段を溝形成長さの範囲に渡って相対的に移動させ、前記押し付け手段の移動行程で、前記押し付け手段の溝深さ方向の押し付け量によって溝深さを規制している（請求項１）。
【０００８】
本発明は、前記ワイヤソーによる溝加工方法において、溝加工中に前記押し付け手段の押し付け量を溝深さに応じて異ならせている（請求項２）。
【０００９】
本発明は、前記ワイヤソーによる溝加工方法において、前記押し付け手段を１または２以上の円板状で回転自在の押し付けローラによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けローラを転がり接触させる（請求項３）か、または前記押し付け手段を１または２以上の円柱状で回転自在の押し付けローラによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けローラを転がり接触させている（請求項４）。
【００１０】
本発明は、前記ワイヤソーによる溝加工方法において、前記押し付け手段を１または２以上の押し付けロッドによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けロッドを当接させる（請求項５）か、または前記押し付け手段を１または２以上の押し付けロッドによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けロッドを当接させ、前記ワイヤの走行速度と前記押し付けロッドの移動速度とを等しく設定している（請求項６）。
【００１１】
そして本発明は、前記溝加工方法を具体的に実施するために、ワークの溝加工面にワイヤを当て、前記ワイヤの走行によって前記溝加工面に溝を形成する溝加工において、走行状態の前記ワイヤに直接的な接触状態となり前記溝加工面に前記ワイヤを押し当てる押し付け手段と、前記押し付け手段を溝形成長さの範囲に渡って移動させる送り移動手段と、前記押し付け手段の押し付け量を規制する位置調節手段とを備え、前記押し付け手段を溝形成長さの範囲に渡って前記送り移動手段により移動させ、前記押し付け手段の移動行程で、前記押し付け手段の溝深さ方向の押し付け量を前記位置調節手段により調節して、溝深さを規制している（請求項７）。
【００１２】
本発明は、前記溝加工用のワイヤソーにおいて、溝加工中に前記押し付け手段の押し付け量を溝深さに応じて異ならせている（請求項８）。
【００１３】
本発明は、前記溝加工用のワイヤソーにおいて、前記押し付け手段を１または２以上の円板状で回転自在の押し付けローラによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けローラを転がり接触させる（請求項９）か、または前記押し付け手段を１または２以上の円柱状で回転自在の押し付けローラによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けローラを転がり接触させている（請求項１０）。また、本発明は、前記溝加工用のワイヤソーにおいて、前記押し付けローラを環状溝付きローラにより構成し、前記環状溝により前記ワイヤに対して転がり接触させている（請求項１１）。
【００１４】
本発明は、前記溝加工用のワイヤソーにおいて、前記押し付け手段を１または２以上の押し付けロッドによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けロッドを当接させる（請求項１２）か、または前記押し付け手段を１または２以上の押し付けロッドによって構成し、前記ワイヤに対して前記押し付けロッドを当接させ、前記ワイヤの走行速度と前記押し付けロッドの移動速度とを等しく設定している（請求項１３）。
【００１５】
本発明は、前記溝加工用のワイヤソーにおいて、前記溝加工面上の前記ワイヤを挟み込む定位置に、溝形成長さに対応する一対の案内板をワイヤ案内用の空間を残し対向状態として設け、前記一対の案内板の間で前記ワイヤおよび前記押し付けロッドを前記ワイヤの走行方向に案内する（請求項１４）か、または前記溝加工面上の前記ワイヤに対応する位置に、溝形成長さより短い一対の案内板をワイヤ案内用の空間を残し対向状態として移動自在に設け、前記各案内板の下部に溝加工面上を転がり移動可能なガイドローラを取り付け、前記一対の案内板の移動によって前記一対の案内板の間で前記ワイヤおよび前記押し付けロッドを前記ワイヤの走行方向に案内している（請求項１５）。
【００１６】
また、本発明は、前記溝加工用のワイヤソーにおいて、前記押し付けロッドの前記ワイヤに直交する方向の寸法を前記ワイヤの直径よりも小さく設定している（請求項１６）。さらに、本発明は、前記溝加工用のワイヤソーにおいて、前記溝の形成数に応じシングルワイヤ式のワイヤソーおよびマルチワイヤ式のワイヤソーの何れかを利用している（請求項１７）。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るワイヤソーによる溝加工方法によると、押し付け手段が走行状態のワイヤに直接的な接触状態として押し当てられ、溝形成長さの範囲に渡ってワークに対して相対的に移動するから、溝形成長さの範囲に渡って均一な溝深さの溝が加工でき、しかも、押し付け手段の移動行程で、溝深さが押し付け手段の溝深さ方向の押し付け量によって規制されるため、溝加工時にワイヤのたわみの影響がなくなり、均一な溝深さの溝加工が能率良く高精度のもとに行える（請求項１）。
【００１８】
本発明に係るワイヤソーによる溝加工方法によると、溝加工中に押し付け手段の押し付け量が変更できるから、加工中の溝について部分的に異なる溝深さの溝加工が可能となる（請求項２）。
【００１９】
本発明に係るワイヤソーによる溝加工方法によると、円板状の押し付けローラが走行状態のワイヤをワークの溝加工面に押し付け、ワークに対し相対的に転がり移動するから、長尺のワークでも連続的な溝入れ加工ができ、しかも、円板状の押し付けローラの移動時に、ワイヤの走行速度とワイヤに対する円板状の押し付けローラの相対的な移動速度とが異なっていても、両者の速度差が円板状の押し付けローラの回転により吸収できるから、ワイヤの走行速度が任意に設定できる（請求項３）。さらに、円板状の押し付けローラの溝深さ方向の押し付け量によって溝深さが規制され、溝加工時に、ワイヤのたわみの影響がなくなり、しかも、押し付け量によって溝深さが決められるから、均一な溝深さまたは任意の溝深さの溝加工が能率良く高精度のもとに可能となり、さらに、円板状の押し付けローラが溝加工方向に２以上設けられておれば、押し付けローラの相対的な移動量が小さくなるため装置の小型化が図られる（請求項３）。
【００２０】
また、本発明に係るワイヤソーによる溝加工方法によると、円柱状の押し付けローラが走行状態のワイヤをワークの溝加工面に押し付け、ワークに対し相対的に転がり移動するから、長尺のワークでも連続的な溝入れ加工ができ、しかも、円柱状の押し付けローラの移動時に、ワイヤの走行速度とワイヤに対する円柱状の押し付けローラの相対的な移動速度とが異なっていても、両者の速度差が円柱状の押し付けローラの回転によって吸収できるから、ワイヤの走行速度が任意に設定できる（請求項４）。さらに、円柱状の押し付けローラの溝深さ方向の押し付け量によって溝深さが規制されるから、溝加工時にワイヤのたわみの影響がなくなり、しかも、押し付け量によって溝深さが決められるから、均一な溝深さまたは任意の溝深さの溝加工が能率良く高精度のもとに可能となるほか、円柱状の押し付けローラが複数のワイヤを同時にワークの溝加工面に押し付けるから、複数の溝加工が能率良くでき、さらにまた、円柱状の押し付けローラが溝加工方向に２以上設けられておれば、押し付けローラの相対的な移動量が小さくなるため、装置の小型化が図られる（請求項４）。
【００２１】
本発明に係るワイヤソーによる溝加工方法によると、押し付けロッドが直接にワイヤを溝深さ方向に押し付けるから、溝深さが溝形成長さの範囲に渡って正確に規制でき（請求項５）、また、ワイヤの走行速度と押し付けロッドの移動速度とが等しく設定されておれば、押し付けロッドの磨耗がなく、押し付けロッドの管理や補修が簡単になる点で有利である（請求項６）。
【００２２】
そして、本発明に係る溝加工用のワイヤソーによると、押し付け手段が走行状態のワイヤに直接的な接触状態として位置調節手段によって押し当てられ、送り移動手段によって溝形成長さの範囲に渡ってワークに対して相対的に移動するから、溝形成長さの範囲に渡って均一な溝深さの溝が加工でき、しかも、押し付け手段の移動行程で、溝深さが押し付け手段の溝深さ方向の押し付け量によって位置調節手段により容易に規制でき、さらに送り移動手段や位置調節手段が汎用の機械要素によって簡単に構成できる（請求項７）。
【００２３】
本発明に係る溝加工用のワイヤソーによると、位置調節手段が溝加工中に動作し、押し付け手段が溝加工中に押し付け量を変更できるから、加工中の溝について部分的に異なる溝深さの溝加工が可能となる（請求項８）。
【００２４】
本発明に係る溝加工用のワイヤソーによると、円板状の押し付けローラが走行状態のワイヤをワークの溝加工面に押し付け、ワークに対し相対的に転がり移動するから、長尺のワークでも連続的な溝入れ加工ができ、しかも、円板状の押し付けローラの移動時に、ワイヤの走行速度とワイヤに対する円板状の押し付けローラの相対的な移動速度とが異なっていても、両者の速度差が円板状の押し付けローラの回転により吸収できるから、ワイヤの走行速度が任意に設定できる（請求項９）。さらに、円板状の押し付けローラの溝深さ方向の押し付け量によって溝深さが規制されるから、溝加工時に、ワイヤのたわみの影響がなくなり、しかも、押し付け量によって溝深さが決められるから、均一な溝深さまたは任意の溝深さの溝加工が能率良く高精度のもとに可能となるほか、円板状の押し付けローラが溝加工方向に２以上設けられておれば、押し付けローラの相対的な移動量が小さくなるため、装置の小型化が図られる（請求項９）。
【００２５】
また、本発明に係る溝加工用のワイヤソーによると、円柱状の押し付けローラが走行状態のワイヤをワークの溝加工面に押し付け、ワークに対し相対的に転がり移動するから、長尺のワークでも連続的な溝入れ加工ができ、しかも、円柱状の押し付けローラの移動時に、ワイヤの走行速度とワイヤに対する円柱状の押し付けローラの相対的な移動速度とが異なっていても、両者の速度差が円柱状の押し付けローラの回転により吸収できるから、ワイヤの走行速度が任意に設定できる（請求項１０）。さらに、円柱状の押し付けローラの溝深さ方向の押し付け量によって溝深さが規制されるから、溝加工時にワイヤのたわみの影響がなくなり、しかも、押し付け量によって溝深さが決められるから、均一な溝深さまたは任意の溝深さの溝加工が能率良く高精度のもとに可能となるほか、円柱状の押し付けローラが複数のワイヤを同時にワークの溝加工面に押し付けるから、複数の溝加工が能率良くでき、さらに円柱状の押し付けローラが溝加工方向に２以上設けられておれば、押し付けローラの相対的な移動量が小さくなるため、装置の小型化が図られる（請求項１０）。
【００２６】
また本発明は、前記溝加工用のワイヤソーにおいて、円板状の押し付けローラおよび円柱状の押し付けローラの環状溝がワイヤに対して転がり接触し、環状溝の内部でワイヤの横振れが抑えられるから、ワイヤの走行が安定し、浅い溝でも精度のよい溝加工が可能となる（請求項１１）。
【００２７】
本発明に係る溝加工用のワイヤソーによると、押し付けロッドが直接にワイヤを溝深さ方向に押し付けるから、溝深さが溝形成長さの範囲に渡って正確に規制でき（請求項１２）、また、ワイヤの走行速度と押し付けロッドの移動速度とが等しく設定されておれば、押し付けロッドの磨耗がなくなり、押し付けロッドの管理や補修が簡単になる点で有利である（請求項１３）。
【００２８】
本発明に係る溝加工用のワイヤソーによると、ワイヤおよび押し付けロッドが溝加工面上の一対の案内板の間でワイヤの走行方向に案内されるから、ワイヤや押し付けロッドの横振れが抑えられ、ワイヤの走行が安定し、浅い溝でも精度のよい溝加工が可能となる（請求項１４）。また、本発明に係る溝加工用のワイヤソーによると、溝加工面上の前記ワイヤに対応する位置に、短い一対の案内板が溝加工面上をガイドローラによって押し付けロッドと共に移動するから、長い案内板が不要となり、案内板の前後の視覚的な確認をしながら長いワークの溝についても連続的な溝加工が可能となる（請求項１５）。
【００２９】
本発明に係る溝加工用のワイヤソーによると、押し付けロッドのワイヤに直交する方向の寸法がワイヤの直径よりも小さく、押し付けロッドが加工中の溝内に入り込むため、深い溝加工が可能となる（請求項１６）。さらに、本発明に係る溝加工用のワイヤソーによると、シングルワイヤ式のワイヤソーによれば、１本の精密な溝加工が可能となり、またマルチワイヤ式のワイヤソーによれば、等ピッチまたは異なるピッチの複数の溝加工が同時に効率良く行えるから、溝加工の精度や加工態様に応じて、適切なワイヤソーを採用することができる（請求項１７）。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るシングルワイヤ式の溝加工用のワイヤソーにおいて１個の円板状の押し付けローラを用いて１本の溝を加工する態様の正面図である。
【図２】円板状の押し付けローラによる１本の溝加工時における溝加工開始時の要部の正面図である。
【図３】円板状の押し付けローラによる１本の溝加工時における溝加工終了時の要部の正面図である。
【図４】円板状の押し付けローラによる１本の溝加工時における溝形成部分の拡大断面図である。
【図５】本発明に係るマルチワイヤ式の溝加工用のワイヤソーにおいて複数個の円板状の押し付けローラを用いて複数本の溝を加工する態様の要部の平面図である。
【図６】円板状の押し付けローラによる複数本の溝加工時における要部の正面図である。
【図７】本発明に係るシングルワイヤ式の溝加工用のワイヤソーにおいて複数個の円板状の押し付けローラを用いて１本の溝を加工する態様の要部の正面図である。
【図８】本発明に係るマルチワイヤ式の溝加工用のワイヤソーにおいて複数個の円板状の押し付けローラを用いて複数本の溝を加工する態様の要部の平面図である。
【図９】本発明に係るマルチワイヤ式の溝加工用のワイヤソーにおいて１個の円柱状の押し付けローラを用いて複数本の溝を加工する態様の要部の平面図である。
【図１０】円柱状の押し付けローラを用いて複数本の溝を加工する態様の要部の側面図である。
【図１１】円柱状の押し付けローラを用いて複数本の溝を加工する態様の要部の正面図である。
【図１２】円柱状の押し付けローラを用いて複数本の溝を加工する態様の要部の断面図である。
【図１３】本発明に係るシングルワイヤ式の溝加工用のワイヤソーにおいて１個の押し付けロッドを用いて１本の溝を加工する態様の要部の正面図である。
【図１４】押し付けロッドによる１本の溝加工開始時における要部の拡大断面図である。
【図１５】押し付けロッドによる１本の溝加工時における要部の拡大断面図である。
【図１６】他の態様での押し付けロッドによる１本の溝加工時における要部の拡大正面図である。
【図１７】他の態様での押し付けロッドによる１本の溝加工時における要部の拡大側面図である。
【図１８】本発明に係るマルチワイヤ式の溝加工用のワイヤソーにおいて複数個の押し付けロッドを用いて複数本の溝を加工する態様の要部の平面図である。
【図１９】本発明に係るシングルワイヤ式の溝加工用のワイヤソーにおいて複数個の押し付けロッドを用いて１本の溝を加工する態様の要部の平面図である。
【図２０】本発明に係るマルチワイヤ式の溝加工用のワイヤソーにおいて複数個の押し付けロッドを用いて複数本の溝を加工する態様の要部の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１ないし図４は、本発明に係るワイヤソーによる溝加工方法を実施するための溝加工用のワイヤソー１を示している。図１ないし図４において、溝加工用のワイヤソー１は、シングルワイヤ式のワイヤソーであり、ワーク２の溝加工面３に１本の加工用のワイヤ４を直線状として当て、ワイヤ４の一方向走行または往復走行によって溝加工面３に目標の溝５を形成する。
【００３２】
ワーク２は、例えば太陽電池などの半導体結晶板または液晶デイスプレィの構成体であり、溝加工面３は、加工位置に置かれているワーク２の表面または裏面あるいは側面などの平坦な面である。ワイヤ４は、通常、固定砥粒ワイヤであり、複数の溝付き案内ローラ６の間に所定の張力のもとに架け渡され、溝加工面３の溝形成位置に向き合っている。なお、ワーク２の材質に応じて、ワイヤ４は、遊離砥粒ワイヤとすることもできる。
【００３３】
そして、溝加工用のワイヤソー１は、ワーク２の例えば表面の溝加工面３に所定の張力のワイヤ４を平面的に見て直線状として押し当て、ワイヤ４の走行により溝加工面３に目標の溝５を形成するために、特徴的な構成部分として、押し付けローラ７、この押し付けローラ７に対する送り移動手段１１および位置調節手段１２を備えている。
【００３４】
図１ないし図４の例において、押し付けローラ７は、押し付け手段であり、ワイヤ４に対して直接的な接触状態、具体的には、ワイヤ４に外接した状態で転がり接触する１個の円板状の環状溝付きローラにより構成されており、図４のように、環状溝７ａによりワイヤ４に転がり接触する。溝加工時に、押し付けローラ７は、ワーク２の溝加工面３に走行状態のワイヤ４を溝５の溝形成長さの範囲にわたって押し当てるために、ワイヤ４に対して直交方向のローラ軸９により押さえホルダ１０によって回転自在に支持されている。
【００３５】
送り移動手段１１は、押し付けローラ７を溝５の溝形成長さの範囲にわたって転がり移動させるために、溝加工方向の送りねじ１３、送りねじ１３にねじ対偶で連結している送りナット１４、送りねじ１３を回転させる送りモータ１５および送りモータ１５の制御器１６から構成されている。送りねじ１３は、両端でフレーム２０によって回転自在に支持されており、送りナット１４は、送りねじ１３の回転時に共回りしないように、図示しないが、フレーム２０に対する平面状の滑り案内や平行な案内バーなどによって支持されている。
【００３６】
位置調節手段１２は、押し付けローラ７の位置を調節することによって、ワイヤ４に押し付けローラ７を転がり接触させ、押し付けローラ７でワイヤ４を溝加工面３に押し当てながら、溝５の溝深さを調節するために、送りナット１４の部分で、押さえホルダ１０を溝深さ方向に移動自在に支持する調節送りねじ１７、調節送りねじ１７にねじ対偶で連結している調節送りナット１８、調節送りねじ１７を回転させる調節送りモータ１９および制御器１６により構成されている。
【００３７】
調節送りねじ１７は、回転することによって押し付けローラ７を押さえホルダ１０と共に溝深さ方向に移動させるが、押さえホルダ１０は、調節送りねじ１７の回転によっても回転せず、図示しないが、送りナット１４の部分に対する平面状の滑り案内や平行な案内バーなどによって、常に溝加工方向を向く状態として支持されている。
【００３８】
制御器１６は、この例において、送りモータ１５および調節送りモータ１９の回転制御を兼用しており、溝形成長さや溝深さに対応する駆動データにもとづいて送りモータ１５および調節送りモータ１９の回転方向、回転速度および回転量の制御を行う。
【００３９】
図１のように、溝加工に際して、ワーク２は、溝加工面３でワイヤ４と向き合い、ワイヤ４を挟んで押し付けローラ７と異なる加工位置に置かれる。このため、ワイヤ４は、ワーク２と押し付けローラ７との間にあって、ワイヤ４の外周の除去加工面で溝加工面３の溝形成位置に対応しており、ワイヤ４の外周の除去加工面の背面側で押し付けローラ７に転がり接触できる位置にある。溝加工前に、押し付けローラ７は、溝加工面３の溝形成の開始位置にある。一方、ワイヤ４は、図示しない走行駆動装置によって、溝加工のために、所定の張力のもとに一方向走行または往復走行の状態にあり、この走行状態で送り出し側から巻き取り側へと供給される。
【００４０】
図２のように、溝加工時に、押し付けローラ７は、開始位置で走行状態のワイヤ４に環状溝７ａの内部でワイヤ４に直接転がり接触し、ワイヤ４を溝加工面３の溝形成位置に押し付ける。このとき、ワイヤ４は、環状溝７ａに規制されて横振れすることなく、走行による除去作用によって、図４のように、ワーク２の溝加工面３に目標の溝５を形成する。溝５の断面形状は、ワイヤ４の半径を内底面とするＵ字底溝となっている。溝加工時に、位置調節手段１２は、溝深さに対応する押し付け量のもとに押し付けローラ７でワイヤ４を溝加工面３の溝形成位置に押し付け、溝５の溝深さを決定する。
【００４１】
このあと、図３のように、送り移動手段１１は、溝５の溝深さに対応する一定の押し付け量を維持したまま、押し付けローラ７を走行状態のワイヤ４に押し付けながら、押し付けローラ７を溝加工方向に所定の速度で移動させる。この移動時に、押し付けローラ７は、ワイヤ４に外接し、ワイヤ４の走行を許容しながら、溝加工方向に転がり移動をする。このようにして、ワイヤ４は、押し付けローラ７によって押し付けられている位置で走行することによって、溝加工面３の溝形成位置を除去加工し、ワイヤ４の外形に相当する形状で一定の溝深さの１本の溝５を直線状に形成する。このように、押し付け量が一定であれば、一定の溝深さの溝５が得られる。押し付けローラ７に環状溝７ａがあって、環状溝７ａによってワイヤ４の横振れが規制されておれば、浅い溝５の加工も安定に精度良く行える。
【００４２】
溝形成時に、ワイヤ４は、除去加工面の背面側から常に押し付けローラ７によって溝加工面３の溝形成位置に押し付けられ、その溝形成位置でワーク２の除去加工を行うから、形成後の溝５は、ワイヤ４のたわみの影響を受けず、目標の溝深さとなる。溝深さは、図４のように、溝付きの押し付けローラ７とワーク２との干渉をさけるために、ワイヤ４の直径よりも小さい範囲で、浅い溝として形成される。このような溝加工時に、押し付けローラ７がワイヤ４に対して転がりながら移動するから、押し付けローラ７の移動速度は、ワイヤ４の走行速度に関係なく、任意に設定できる。
【００４３】
以上述べたようにすれば、加工後の溝５の溝深さは、溝形成長さの範囲において均一となる。これに対し、溝加工中に、位置調節手段１２が押し付けローラ７の押し付け量を変化させれば、加工後の溝５の溝深さは、同じ溝５において部分的に増加または減少することになる。溝５の除去加工に時間がかかるときには、必要に応じて、押し付けローラ７の移動速度も一時的に遅く設定されるが、このときも溝５の溝深さは、位置調節手段１２によって規制されているから、必要以上に深く除去加工されることはない。
【００４４】
つぎに、図５および図６は、マルチワイヤ式の溝加工用のワイヤソー１を用い、押し付け手段として複数個、例えば４個の円板状の押し付けローラ７をワイヤ４毎に１個ずつ外接させる態様である。ワイヤ４は、等しいピッチまたは所定の異なるピッチで溝付き案内ローラ６に螺旋状に多重に巻き掛けられ、溝加工時に、溝付き案内ローラ６の回転によって一方向走行または往復走行を行う。
【００４５】
ワーク２は、例えば上側のワイヤ４の下に位置しており、４個の押し付けローラ７は、上側のそれぞれのワイヤ４の上方にある。溝加工時において、４個の押し付けローラ７は対応のワイヤ４に外接しながら溝加工方向に転がり移動することによって、ワーク２の溝加工面３に４本の溝５を加工する。
【００４６】
図７は、図１ないし図４と同じシングルワイヤ式の溝加工用のワイヤソー１を用い、１本のワイヤ４に沿って押し付け手段として複数個、例えば６個の円板状の押し付けローラ７を配置した態様である。溝加工時に、６個の押し付けローラ７は、ワイヤ４に外接しながら溝加工方向に転がり移動することによって、ワーク２の溝加工面３に１本の溝５を加工する。この態様によると、１個の押し付けローラ７による態様のときよりも、押し付けローラ７の移動量が少なくできる。これによりワーク２と押し付けローラ７との相対的な移動量が少なくなるため、例えば押し付けローラ７が固定で、ワーク２を送り移動装置によって移動させる場合に、ワーク２載置用のテーブルを溝加工方向に短くでき、ワイヤソー１の小型化が可能となる。
【００４７】
つぎに、図８は、マルチワイヤ式の溝加工用のワイヤソー１を用い、加工位置のワイヤ４毎に押し付け手段として複数個、例えば３個の円板状の押し付けローラ７を外接させる態様である。ワイヤ４は、溝付き案内ローラ６に等しいピッチまたは所定の異なるピッチで螺旋状に多重に巻き掛けられており、溝加工時に、一方向走行または往復走行を行う。溝加工時において、合計１２個の押し付けローラ７は、ワイヤ４に外接しながら溝加工方向に転がり移動することによって、ワーク２の溝加工面３に４本の溝５を加工する。
【００４８】
次に、図９ないし図１２は、マルチワイヤ式の溝加工用のワイヤソー１を利用し、ワイヤ４に対して押し付け手段として長い円柱状の１本の押し付けローラ７を押し当てる態様である。ワイヤ４は、複数例えば４本の溝付き案内ローラ６に等しいピッチまたは所定の異なるピッチで螺旋状に多重に巻き掛けられている。押し付けローラ７は、例えば溝無しで長い円柱体のローラであり、ワイヤ４に外接し、走行状態のワイヤ４をワーク２の溝加工面３に押し当てながら溝加工方向に転がり移動する。
【００４９】
図９ないし図１２の態様によると、溝５は、溝加工面３に多数、図示の例によれば８本一度に形成できる。この態様においても、押し付けローラ７は、図示の溝無しローラに限らず、溝有りローラでもよく、また１本に限らず、図９に想像線で例示するように、必要に応じて２本以上とし、同じ押さえホルダ１０によって同時に転がり移動させることもできる。円柱状の押し付けローラ７に環状溝７ａが形成されていれば、ワイヤ４の横振れが確実に規制されるから、浅い溝５の加工も安定に精度良く行える。
【００５０】
以上の図１ないし図１２の態様において、押し付けローラ７の転がり移動は、加工位置のワーク２に対し相対的な移動であればよい。したがって、ワーク２が溝加工方向に沿って移動するときに、押し付けローラ７は、定位置に停止していてもよいことになる。押し付けローラ７が定位置に停止している場合において、ワーク２の移動は、図示しないが、ワーク２の送り移動装置によって行うことになる。また、押し付けローラ７の転がり移動は、ワーク２の一端から他端への方向に限らず、任意の位置、例えば中央から一端へと進めることもでき、また必要に応じて往復させることもできる。
【００５１】
次に、図１３ないし図１５は、シングルワイヤ式の溝加工用のワイヤソー１において、前記の押し付けローラ７に代えて、押し付け手段として押し付けロッド８を用いる態様である。押し付けロッド８は、その先端で直接にワイヤ４に当接し、ワーク２の溝加工面３にワイヤ４を溝形成長さの範囲に渡って押し付けながら、ワーク２に対して溝加工方向に移動する。ワーク２は、加工位置に固定されており、押し付けロッド８は、前記と同様の押さえホルダ１０に取り付けられ、溝加工方向に移動する。
【００５２】
押さえホルダ１０は、押し付けロッド８の先端面で走行状態のワイヤ４を溝深さ方向に押し付けており、図示しないが、図１の態様と同様に、送り移動手段１１によって、溝形成長さの範囲に渡って溝５の溝加工方向に送り移動させられ、また位置調節手段１２によって、溝深さ方向に押し付けられ、溝深さを規制している。この態様において、押し付けロッド８のワイヤ４に直交する方向の寸法は、図１４および図１５に示すように、ワイヤ４の直径よりもやや小さく設定されている。なお、押し付けロッド８は、丸棒または四角棒であり、その先端面は、ワイヤ４の外周面に接触し、横振れ防止のために、通常、円柱面の一部として形成されている。
【００５３】
図１３ないし図１５に示すように、溝加工用のワイヤソー１は、溝加工面３の上面において、ワイヤ４および押し付けロッド８を挟み込む定位置で、溝形成長さに対応する長さで固定式の一対の案内板２１を具備している。一対の案内板２１は、切れ難く耐磨耗性の材料で製作され、ワイヤ案内用の空間を残して対向状態として、ワーク２の所定の位置にクランプ器具またはハンドリングロボットなどのクランプ動作によって固定されており、それらの間でワイヤ４および押し付けロッド８をワイヤ４の走行方向、すなわち溝加工方向に案内することによって、それらの横振れを防止する。
【００５４】
溝加工時に、押し付けロッド８は、その先端面で走行状態のワイヤ４に当たり、送り移動手段１１の送り移動によって、ワイヤ４を溝加工面３に溝形成長さの範囲に渡って押し付け、かつ位置調節手段１２による溝深さ方向の押し付け量によって溝深さを規制する。押し付けロッド８のワイヤ４に直交する方向の寸法がワイヤ４の直径よりも小さく設定されていると、図１５に示すように、加工後の溝５の溝深さは、押し付けロッド８の寸法に制限されず、深くできる。また、溝加工時に、固定式の一対の案内板２１は、ワイヤ４および押し付けロッド８の横振れを防止している。このため、精度のよい溝加工が可能となる。
【００５５】
溝加工時の押し付けロッド８の移動速度は、ワーク２の溝加工条件に応じて、ワイヤ４の一方向または往復走行の走行速度に等しいか、またはワイヤ４の走行速度よりも小さくもしくは大きく設定できるが、好ましくは、押し付けロッド８の先端面の磨耗を回避するために、ワイヤ４と押し付けロッド８との間に速度差のない状態、つまり同じ方向で移動速度と走行速度とを等しく設定される。速度差のない状態の設定によると、ワイヤ４は、溝加工中に押し付けロッド８の先端面を削らなくなるため、押し付けロッド８の先端面の磨耗は、確実に防止できる。このような設定状態は、押し付けロッド８の管理や補修の観点から有利となる。
【００５６】
さらに、図１６および図１７は、溝加工面３の上のワイヤ４に対応する位置に案内体２２を配置し、案内体２２に溝形成長さより短い一対の案内板２１をワイヤ案内用の空間を残し対向状態として設け、各案内板２１の下部に溝加工面３の上面を転がり移動可能な例えば合計４個のガイドローラ２３をローラ軸２４により取り付けた態様である。
【００５７】
押し付けロッド８は、案内体２２に設けられている連動孔２５に挿入され、溝加工時に先端面でワイヤ４を溝加工面３に押し付けており、移動式の一対の案内板２１と共に溝５の加工方向に移動する。このように、一対の案内板２１は、押し付けロッド８の移動と連動しているが、送り移動手段１１または送り移動手段１１と連動する図示しない専用の送り移動装置によって溝５の加工方向に移動させることもできる。この態様の移動式の一対の案内板２１によると、溝加工中に、加工位置の前後が開放されているため、加工状況が視覚的に容易に確認できる。
【００５８】
図１６および図１７の例においても、溝加工時に、押し付けロッド８の移動速度は、ワーク２の溝加工条件に応じて、ワイヤ４の走行速度に等しいか、またはワイヤ４の走行速度よりも小さく、もしくは大きく設定できるが、好ましくは、押し付けロッド８の先端面の磨耗を回避するために、ワイヤ４と押し付けロッド８との間に速度差のない状態、つまり同じ方向で移動速度と走行速度とを等しく設定される。
【００５９】
つぎに、図１８は、マルチワイヤ式の溝加工用のワイヤソー１を用い、複数個、例えば４個の押し付けロッド８をワイヤ４毎に１個ずつ当接させ、押し付けロッド８を図１６および図１７と同様の移動式の一対の案内板２１と共に移動させる態様である。ワイヤ４は、溝付き案内ローラ６に等しいピッチまたは所定の異なるピッチで螺旋状に多重に巻き掛けられており、溝加工時に、一方向走行または往復走行を行う。
【００６０】
ワーク２は、例えば上側のワイヤ４の下に位置しており、４個の押し付けロッド８は、上側のワイヤ４の上方にある。溝加工時において、４個の押し付けロッド８は、それぞれ対応のワイヤ４に当接しながら一対の案内板２１と共に移動することによって、ワーク２の溝加工面３に４本の溝５の加工を行う。なお、一対の案内板２１は、移動式のものでなく、図１３ないし図１５で図示する固定式のものであってもよい。
【００６１】
図１９は、図１３と同じシングルワイヤ式の溝加工用のワイヤソー１を用い、図１３、図１４および図１５と同様の固定式の一対の案内板２１の間において、１本のワイヤ４に沿って複数個、例えば４個の押し付けロッド８を配置した態様である。４個の押し付けロッド８は、溝加工時に、ワイヤ４に当接しながら移動することによって、ワーク２の溝加工面３に１本の溝５を加工する。この態様によると、１個の押し付けロッド８による態様のときよりも、押し付けロッド８の移動量が少なくできる。
【００６２】
これによりワーク２と押し付けロッド８との相対的な移動量が少なくなるため、例えば押し付けロッド８が固定で、ワーク２を移動させる場合に、ワーク２を載せているテーブルを溝加工方向に短くでき、ワイヤソー１の小型化が実現できる。一対の案内板２１は、固定式のものでなく、図１６および図１７で図示する移動式のものであってもよい。
【００６３】
図２０は、マルチワイヤ式の溝加工用のワイヤソー１を用い、加工位置のワイヤ４毎に複数個、例えば３個の押し付けロッド８を当接させ、図１３、図１４および図１５と同様の固定式の一対の案内板２１に沿って、押し付けロッド８を移動させる態様である。ワーク２は、例えば上側のワイヤ４の下に位置しており、ワイヤ４毎に３個の押し付けロッド８は、上側のワイヤ４の上方にある。溝加工時に、それぞれの加工位置おいて、ワイヤ４毎に３個の押し付けロッド８は、ワイヤ４に当接しながら一対の案内板２１に案内されて、溝加工方向に移動することによって、ワーク２の溝加工面３に４本の溝５の加工を行う。一対の案内板２１は、固定式のものでなく、図１６および図１７で図示する移動式のものであってもよい。
【００６４】
図１３ないし図２０の態様においても、押し付けロッド８の移動は、加工位置のワーク２に対して相対的な移動となるため、押し付けロッド８は、所定の位置に固定的に配置してもよく、その場合に、ワーク２は、送り移動手段１１またはその他の送り移動装置によって溝加工方向に移動することになる。
【００６５】
以上のすべての態様において、溝深さ方向の位置調節手段１２は、調節送りねじ１７、調節送りナット１８や調節送りモータ１９などを用いる代わりに、溝深さを簡単に規制する機械的な手段として、溝深さ方向の長孔と調節用止めねじとで構成し、長孔に対する調節用止めねじの締め付け位置の調節によって押し付けローラ７や押し付けロッド８の位置すなわち溝深さを溝加工中に一定とするか、または溝加工方向の直動カムとこの直動カム面に接するカムフオロアとで構成し、カムフオロアの動きを押さえホルダ１０に伝達することによって、溝深さを溝加工中に変化させるようにすることもできる。
【００６６】
溝加工面３は、通常、平坦面であるが、位置調節手段１２により押し付けローラ７の位置を曲面に沿って規制することによって、曲面であっても均一な溝深さの加工が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、ワーク５として半導体結晶板または液晶ディイスプレィを例に挙げたが、それに限らず、磁器、ガラス、金属板、炭素繊維強化樹脂材やガラス繊維強化樹脂材などの材料の溝加工にも適用できる。
【符号の説明】
【００６８】
１  溝加工用のワイヤソー
２  ワーク
３  溝加工面
４  ワイヤ
５  溝
６  溝付き案内ローラ
７  押し付けローラ    ７ａ  環状溝
８  押し付けロッド
９  ローラ軸
１０  押さえホルダ
１１  送り移動手段
１２  位置調節手段
１３  送りねじ
１４  送りナット
１５  送りモータ
１６  制御器
１７  調節送りねじ
１８  調節送りナット
１９  調節送りモータ
２０  フレーム
２１  案内板
２２  案内体
２３  ガイドローラ
２４  ローラ軸
２５  連動孔
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2015202546.tif 000018
【図１７】
2015202546.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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