(57)【要約】【課題】装置の構造を簡素化することができるとともに、ワーク位置合わせのためのワークの測定作業を容易かつ短時間に行うことができるようにすること。【解決手段】平行な軸線上に配置された複数の加工用ローラ１４の外周に複数の環状溝１５を形成するとともに、各環状溝１５間にワイヤ１６を周回し、加工用ローラ１４間の位置においてワイヤ１６によりワークＷを切断するようにワイヤソーを構成する。互いに対向する一対の加工用ローラ１４の一端外周には、ワイヤ用の環状溝１５と平行で、かつそのワイヤ用の環状溝１５より幅広の測定用環状溝２６を設ける。測定用環状溝２６間にワーク測定装置２７のバー２８を掛け渡し、そのバー２８上に移動可能に支持された測定器２９により、ワークＷの端面位置を測定することでそのワークＷの結晶方位を測定する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平行な軸線上に配置された複数のローラの外周に複数の環状溝を形成するとともに、各環状溝間にワイヤを周回し、ローラ間の位置においてワイヤによりワークを切断するようにしたワイヤソーであって、
互いに対向する一対のローラの環状溝間にバーを掛け渡し、そのバー上に設けられた測定器によってワークを測定することを特徴としたワイヤソーにおけるワーク測定方法。
【請求項２】
ワークの端面位置を測定することでそのワークの結晶方位を測定することを特徴とした請求項１に記載のワイヤソーにおけるワーク測定方法。
【請求項３】
平行な軸線上に配置された複数のローラの外周に複数の環状溝を形成するとともに、各環状溝間にワイヤを周回し、ローラ間の位置においてワイヤによりワークを切断するようにしたワイヤソーであって、
互いに対向する一対のローラの一端外周には、前記ワイヤ用の環状溝と平行で、かつそのワイヤ用の環状溝より幅広の測定用環状溝を設け、その測定用環状溝間にワークを測定するためのワーク測定装置を掛け渡すようにしたことを特徴とするワイヤソー。
【請求項４】
前記測定用環状溝をワイヤ用の環状溝より深くしたことを特徴とする請求項３に記載のワイヤソー。
【請求項５】
前記測定用環状溝をワイヤ用の環状溝の配列ピッチより広い間隔をおいてワイヤ用の環状溝群の外側に配置したことを特徴とする請求項３または４に記載のワイヤソー。
【請求項６】
前記測定用環状溝をワイヤソーのフレームに形成された開口側に位置するローラの端部外周に設けたことを特徴とする請求項３〜５のうちのいずれか一項に記載のワイヤソー。
【請求項７】
両端部においてワイヤソーにおける一対のローラの外周の環状溝に係合されて両ローラ間に掛け渡されるバーと、
そのバー上に支持され、ワイヤソーに支持されたワークの端面を測定する測定器と
を備えたことを特徴とするワイヤソーのワーク測定装置。
【請求項８】
前記測定器をバーの延長方向に移動可能に支持したことを特徴とする請求項７に記載のワイヤソーのワーク測定装置。
【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、セラミックス等の材料よりなるワークをワイヤにより切断するようにしたワイヤソーに関するものであって、ワイヤに対するワークの結晶方位等の位置合わせを行うためのワーク測定方法、ワーク測定装置及びワイヤソーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のワイヤソーのワーク測定装置としては、例えば特許文献１に開示されるような構成が提案されている。特許文献１に記載の従来構成においては、ワイヤソーのフレームにワーク測定装置が装着されている。ワーク測定装置には、ローラ間に周回されたワイヤの水平面内の傾き角度を検出するためのワイヤ検出センサと、ワークの端面の水平面内の傾き角度を検出するためのワーク端面検出センサとが設けられている。そして、両センサによりワイヤの傾き角度とワークの端面の傾き角度とが検出されて、それらの傾き角度からワイヤに対するワーク端面の水平方向の傾斜角度が求められる。
【０００３】
また、特許文献２に記載の従来構成においては、ワイヤソーのフレームにワークの結晶方位合わせ装置が設置されている。この結晶方位合わせ装置には、一対のカメラが設けられている。そして、ワークの結晶方位を合わせる際には、両カメラがワイヤの延長方向の線上に位置するように調節され、この状態で、両カメラによりワークの端面に貼着されたブロックゲージの傾き角度が検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２０７９７８号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記のように、これらの従来構成においては、ワイヤの傾き角度及びワークの端面の傾き角度を検出するための一対のセンサまたはカメラが設けられている。このため、ワーク測定装置の構造が複雑になるという問題があった。また、ワイヤの傾き角度及びワークの端面の傾き角度の双方を検出する必要があるため、検出作業が面倒で時間がかかるという問題もあった。
【０００６】
この発明は、このような従来の技術に存在する問題点に着目してなされたものである。その目的は、ワイヤの傾き角度等を検出するためのセンサ等を設ける必要がなく、装置の構造を簡素化することができるとともに、ワークの測定作業を容易かつ短時間に行うことができるワイヤソーにおけるワーク測定方法、ワーク測定装置及び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】
【０００７】
上記の目的を達成するために、ワイヤソーのワーク測定方法に係る発明では、平行な軸線上に配置された複数のローラの外周に複数の環状溝を形成するとともに、各環状溝間にワイヤを周回し、ローラ間の位置においてワイヤによりワークを切断するようにしたワイヤソーであって、互いに対向する一対のローラの環状溝間にバーを掛け渡し、そのバー上に設けられた測定器によってワークを測定することを特徴としている。
【０００８】
従って、この発明のワーク測定方法においては、一対のローラの環状溝間にバーを掛け渡すことにより、そのバーがワイヤと平行にワイヤの延長方向に沿って配置される。よって、ワイヤに対するワークの傾きを検出するためにバー上に設けられた測定器やセンサ等を用いて、ワイヤの傾き角度を検出する必要がなく、バー上の測定器によりワークのみを測定すればよく、ワークの測定作業を容易かつ短時間に行うことができる。
【０００９】
前記のワーク測定方法において、ワークの端面位置を測定することでそのワークの結晶方位を測定するとよい。
また、ワイヤソーに係る発明では、平行な軸線上に配置された複数のローラの外周に複数の環状溝を形成するとともに、各環状溝間にワイヤを周回し、ローラ間の位置においてワイヤによりワークを切断するようにしたワイヤソーであって、互いに対向する一対のローラの一端外周には、前記ワイヤ用の環状溝と平行で、かつそのワイヤ用の環状溝より幅広の測定用環状溝を設け、その測定用環状溝間にワークを測定するためのワーク測定装置を掛け渡すようにしたことを特徴としている。
【００１０】
従って、この発明のワイヤソーにおいては、ワイヤソーの構造を大幅に変更することなく、一対のローラの一端外周に測定用環状溝を形成するという簡単な構成により、ワーク測定装置を測定状態に容易に掛け渡し支持することができる。
【００１１】
前記のワイヤソーにおいて、前記測定用環状溝をワイヤ用の環状溝より深くするとよい。
前記のワイヤソーにおいて、前記測定用環状溝をワイヤ用の環状溝の配列ピッチより広い間隔をおいてワイヤ用の環状溝群の外側に配置するとよい。
【００１２】
前記のワイヤソーにおいて、前記測定用環状溝をワイヤソーのフレームに形成された開口側に位置するローラの端部外周に設けるとよい。
さらに、ワイヤソーのワーク測定装置に係る発明では、両端部においてワイヤソーにおける一対のローラの外周の環状溝に係合されて両ローラ間に掛け渡されるバーと、そのバー上に支持され、ワイヤソーに支持されたワークの端面を測定する測定器とを備えたことを特徴としている。
【００１３】
従って、この発明のワーク測定装置においては、ワイヤソーの一対のローラの環状溝間にバーを掛け渡すことにより、そのバーがワイヤの延長方向に沿って配置される。このため、バー上に設けられた測定器のほかに、ワイヤの傾き角度を検出するためのセンサ等を設ける必要がなく、ワーク測定装置の構造を簡素化することができる。
【００１４】
前記のワーク測定装置において、前記測定器をバーの延長方向に移動可能に支持するとよい。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、この発明によれば、ワイヤの傾き角度を検出するためのセンサ等を設ける必要がなく、装置の構造を簡素化することができるとともに、ワークの測定作業を容易かつ短時間に行うことができるという効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】一実施形態のワーク測定装置を備えたワイヤソーを示す一部は破断正面図。
【図２】図１のワイヤソーの一部破断側面図。
【図３】同ワイヤソーのワーク測定装置の部分を拡大して示す要部斜視図。
【図４】ローラの一部を拡大して示す部分側断面図。
【図５】ワーク測定装置によりワークの端面を測定している状態を示す要部拡大平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、この発明を具体化したワイヤソー及びワーク測定装置の一実施形態を、図面に従って説明する。
図１及び図２に示すように、この実施形態のワイヤソーでは、フレーム１１内において機台１２上にコラム１３が固設されている。機台１２上には複数（実施形態では一対）の加工用ローラ１４が平行な軸線上で回転可能に支持され、それらの加工用ローラ１４の外周にはそれぞれ平行面内に位置する多数のワイヤ周回用の環状溝１５が所定の等ピッチで形成されている。前記環状溝１５間には、1本のワイヤ１６が周回されている。
【００１８】
前記ワイヤ１６の上方においてコラム１３の側部には、サドル１７が昇降可能に支持されている。サドル１７の下面にはワーク支持体１８が上下方向に延びる軸線Ｌ（図３及び図５参照）を中心に角度調節可能に支持され、そのワーク支持体１８の下面にはワーク装着用のクランプ１９が設けられている。すなわち、ワークＷは支持板２０に結晶方位を調節した状態で貼着され、この支持板２０がクランプ１９に掛止されることにより、例えばサファイア等の単結晶材料からなるワークＷがワーク支持体１８の下面に着脱可能に装着され、前記軸線Ｌを中心に回動されて角度調節されることで、ワイヤ１６に対するワークＷの位置合わせ、すなわち結晶方位合わせが行なわれる。コラム１３内には、ワーク支持体１８を軸線Ｌの周りで回動させるための回動調節装置２１が設けられている。
【００１９】
前記両加工用ローラ１４の軸方向の一端側を開放するように、フレーム１１には第１開口２２が形成され、その第１開口２２には扉２３が開閉可能に設けられている。加工用ローラ１４の側面部を開放するように、フレーム１１にはワーク支持体１８の下面にワークＷを着脱したりするための第２開口２４が形成され、その第２開口２４には扉２５が開閉可能に設けられている。
【００２０】
そして、このワイヤソーの運転時には、ワイヤソーのサドル１７にワークＷが装着された状態で、加工用ローラ１４が回転されることにより、ワイヤ１６が自身の延長方向に走行されながら、そのワイヤ１６上に図示しない加工液供給装置から加工液が供給される。この状態で、サドル１７が下降されることにより、ワイヤ１６に対してワークＷが押し付けられて、ワークＷが結晶方位に対して所定の位置関係をもってスライス状に切断される。
【００２１】
図２〜図４に示すように、前記ワークＷに近接するとともに、互いに対向する一対の加工用ローラ１４において、第１開口２２側に位置する加工用ローラ１４の一端外周には、測定用環状溝２６が形成されている。この測定用環状溝２６は、ワイヤ用の環状溝１５と平行な面内に位置するとともに、ワイヤ用の環状溝１５群の外側にそのワイヤ用の環状溝１５の配列ピッチｓ２より広い間隔ｓ１をおいて位置するように形成されている。また、測定用環状溝２６の溝幅ｗ１は、ワイヤ用の環状溝１５の溝幅ｗ２よりも広く形成されている。さらに、測定用環状溝２６の深さｄ１は、ワイヤ用の環状溝１５の深さｄ２よりも深くなるように形成されている。そして、この一対の加工用ローラ１４の測定用環状溝２６間に、ワーク測定装置２７が掛け渡し支持されるようになっている。
【００２２】
図１〜図３に示すように、前記ワーク測定装置２７は、両端部において一対の加工用ローラ１４の測定用環状溝２６に係合されて両加工用ローラ１４間に掛け渡される丸棒状のバー２８と、そのバー２８上にバー延長方向へスライド移動可能に支持されたダイヤルゲージ等よりなる測定器２９とを備えている。測定器２９の上部には、ワークＷの端面等の被測定部に接触可能な測定子２９ａが突設されている。そして、この測定器２９により、ワークＷの端面位置を測定することでそのワークＷの結晶方位等が測定される。
【００２３】
次に、前記のように構成されたワイヤソーにおけるワーク測定方法について説明する。
このワイヤソーにおいて、ワーク支持体１８にワークＷを装着した後、ワイヤ１６に対するワークＷの位置合わせを行なうためにそのワークＷの結晶方位等を測定する場合には、フレーム１１の第１開口２２または第２開口２４を開放して、その第１開口２２または第２開口２４からフレーム１１内にワーク測定装置２７を挿入する。そして、そのワーク測定装置２７のバー２８を両端部において一対の加工用ローラ１４の測定用環状溝２６に係合させて、両加工用ローラ１４間に掛け渡し支持する。この場合、加工用ローラ１４上の測定用環状溝２６がワイヤ用の環状溝１５に対して平行に形成されているため、バー２８が環状溝１５と平行な面内に位置し、ワイヤ１６の延長方向に沿ってワイヤ１６と平行に配置される。
【００２４】
この状態で、図５に実線で示すように、バー２８上の測定器２９をワークＷの一方の端面における縁部と対応する第１測定位置Ｐ１に移動させ、その第１測定位置Ｐ１において測定器２９により、バー２８からワークＷの端面までの距離Ｄ１を測定する。続いて、図５に鎖線で示すように、バー２８上の測定器２９を第１測定位置Ｐ１からワークＷの端面における反対側の縁部と対応する第２測定位置Ｐ２に移動させ、その第２測定位置Ｐ２において測定器２９により、バー２８からワークＷの端面までの距離Ｄ２を測定する。
【００２５】
その後、前記のように測定した距離Ｄ１，Ｄ２と、第１測定位置Ｐ１から第２測定位置Ｐ２までの移動距離Ｄ３に基づいて、ワイヤ１６の走行方向に対するワークＷの端面の水平方向の傾斜角度θ、つまり、ワイヤ１６に対するワークＷの結晶方位のズレが求められる。そして、この測定された傾斜角度θに応じて、回動調節装置２１によりワーク支持体１８が軸線Ｌの周りで回動され、図５に２点鎖線で示すように、ワイヤ１６に対するワークＷの水平方向の位置が調節されて、ワークＷの結晶方位合わせが行われる。
【００２６】
従って、この実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）  このワイヤソーのワーク測定方法では、互いに対向する一対の加工用ローラ１４の環状溝２６間にバー２８を掛け渡せば、そのバー２８がワイヤ１６の延長方向とほぼ平行な状態になり、この状態でバー２８上に設けられた測定器２９によってワークＷの端面が測定される。このため、測定器２９とワイヤ１６との位置関係を検出するための手段が不要になる。すなわち、測定器２９をワイヤ１６上に設置したような状態になるため、バー２８上の測定器２９によりワークＷのみを測定すればよくて、ワークＷの測定作業を容易かつ短時間に行うことができる。
【００２７】
（２）  このワイヤソーのワーク測定方法では、ワークＷの端面位置を測定することでそのワークＷの結晶方位を測定するようになっている。このため、結晶方位を持つ単結晶のワークＷについては、ワークＷの端面に表れる結晶方位の傾きを容易かつ正確に測定できるとともに、それに続く結晶方位合わせを容易かつ短時間に行うことができる。
【００２８】
（３）  このワイヤソーでは、ワイヤ用の環状溝１５と平行で、かつそのワイヤ用の環状溝１５より幅広の測定用環状溝２６が加工用ローラ１４に設けられている。そして、この測定用環状溝２６間にワークＷを測定するためのワーク測定装置２７が掛け渡される。このため、ワイヤソーの構造を大幅に変更することなく、一対の加工用ローラ１４の一端外周に測定用環状溝２６を形成するという簡単な構成により、ワーク測定装置２７を測定状態に容易に掛け渡し支持することができる。
【００２９】
（４）  このワイヤソーでは、前記測定用環状溝２６の溝幅ｗ１がワイヤ用の環状溝１５の溝幅ｗ２よりも広く形成されるとともに、深さｄ１がワイヤ用の環状溝１５の深さｄ２よりも深くなるように形成されている。このため、深い測定用環状溝２６においてワーク測定装置２７を安定状態に掛け渡し支持することができる。
【００３０】
（５）  このワイヤソーでは、前記測定用環状溝２６がワイヤ用の環状溝１５の配列ピッチｓ２より広い間隔ｓ１をおいて、ワイヤ用の環状溝１５群の外側に配置されている。このため、加工用ローラ１４上のワイヤ用の環状溝１５に周回されたワイヤ１６に干渉することなく、加工用ローラ１４の一端外周の測定用環状溝２６に対してワーク測定装置２７を掛け渡し支持することができるとともに、作業者は誤ることなく両加工用ローラ１４の測定用環状溝２６間にワーク測定装置２７を設置できる。
【００３１】
（６）  このワイヤソーでは、前記測定用環状溝２６がワイヤソーのフレーム１１に形成された第１開口２２側に位置する加工用ローラ１４の端部外周に設けられている。このため、加工用ローラ１４の一端外周の測定用環状溝２６に対するワーク測定装置２７の着脱作業、及びワーク測定装置２７によるワークＷの測定作業を第１開口２２を通して容易に行うことができる。
【００３２】
（７）  このワイヤソーのワーク測定装置では、両端においてワイヤソーにおける一対の加工用ローラ１４の外周の環状溝２６に係合されて両加工用ローラ１４間に掛け渡されるバー２８と、そのバー２８上に支持され、ワイヤソーに支持されたワークＷの端面を測定する測定器２９とが設けられている。
【００３３】
このため、ワイヤソーの一対の加工用ローラ１４の環状溝２６間にバー２８を掛け渡すことにより、そのバー２８がワイヤ１６の延長方向に沿って配置される。よって、バー２８上に設けられた測定器２９のほかに、ワイヤ１６の傾き角度を検出するためのセンサ等を設ける必要がなく、ワーク測定装置２７の構造を簡素化することができる。
【００３４】
（８）  このワイヤソーのワーク測定装置では、前記測定器２９がバー２８の延長方向に移動可能に支持されている。このため、測定器２９をバー２８の延長方向に沿って異なった位置に移動させながら、ワークＷの端面の複数位置を測定できて、結晶方位等を正確かつ容易に測定することができる。
【００３５】
（変更例）
なお、この実施形態は、次のように変更して具体化することも可能である。
・  ３本以上の複数本の加工用ローラ１４を設け、それらの加工用ローラ１４上のワイヤ用の環状溝１５にワイヤ１６を周回させたワイヤソーにおいて、ワークＷに近接するとともに、互いに対向する一対の加工用ローラ１４の一端外周に測定用環状溝２６を設けて、その測定用環状溝２６間にワーク測定装置２７のバー２８を掛け渡し支持するように構成すること。
【００３６】
・  加工用ローラ１４上のワイヤ用の環状溝１５の一部を用いて、ワーク測定装置２７のバー２８を掛け渡し支持するように構成すること。このように構成した場合は、測定用の環状溝２６が不要になる。
【００３７】
・  測定器２９をバー２８に対して固定すること。このように構成した場合は、バー２８をその延長方向に動かすことによってワークＷの端面の複数位置を測定できる。
・  バー２８の断面形状を楕円形状、四角形状、三角形状等、前記実施形態とは異なる形状にすること。
【００３８】
・  バー２８にＬＭ（Ｌｉｎｅａｒ  Ｍｏｔｉｏｎ）ガイドを用いること。すなわち、ＬＭレールをバー２８上に設けるとともに、測定器２９をＬＭブロックに設けること。また、ＬＭレールをバー２８として用いてもよい。これにより、バー上を測定器２９が安定して高精度に移動できる。
【符号の説明】
【００３９】
１１…ワイヤソーのフレーム、１４…ローラ、１５…ワイヤ用の環状溝、１６…ワイヤ、１８…ワーク支持体、２２…第１開口、２６…測定用環状溝、２７…ワーク測定装置、２８…バー、２９…測定器、Ｌ…軸線、Ｗ…ワーク、ｓ１…間隔、ｓ２…配列ピッチ、ｗ１，ｗ２…溝幅、ｄ１，ｄ２…深さ。
【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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