(57)【要約】【課題】ウレタンゴム製のガイドローラと比較して、円板部材の剛性を大きくできるとともに、イナーシャを同等にできるガイドローラを提供する。【解決手段】円板部材２を備えたワイヤソー用のガイドローラであって、円板部材２は、回転軸Ｓに固定される軸受部１０と、ワイヤＷが巻き掛けられる環状の外周縁部２０と、軸受部１０と外周縁部２０とを接続する接続部３０とを備え、接続部３０は、円板部材２の厚さ方向Ｌの一端側に位置する第一接続面部３１と、厚さ方向Ｌの他端側に位置する第二接続面部３２とを備えており、第一接続面部３１および第二接続面部３２は、円板部材２の厚さの中心を通るとともに厚さ方向Ｌを法線とする仮想平面Ｐからそれぞれ離間した位置に形成されていることを特徴とする。【選択図】図２
2017226061.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円板部材を備え、ワーク加工用のワイヤの走行を案内するためのワイヤソー用のガイドローラであって、
前記円板部材は、回転軸に固定される軸受部と、前記ワイヤが巻き掛けられる環状の外周縁部と、前記軸受部と前記外周縁部とを接続する接続部とを備え、
前記接続部は、前記円板部材の厚さ方向の一端側に位置する第一接続面部と、前記厚さ方向の他端側に位置する第二接続面部とを備えており、
前記第一接続面部および前記第二接続面部は、前記円板部材の厚さの中心を通るとともに前記厚さ方向を法線とする仮想平面からそれぞれ離間した位置に形成されている
ことを特徴とするワイヤソー用のガイドローラ。
【請求項２】
前記第一接続面部と前記第二接続面部は、前記円板部材の周方向に沿って交互に配置されており、隣り合う前記第一接続面部と前記第二接続面部とは、板状の連結部にて接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載のワイヤソー用のガイドローラ。
【請求項３】
前記接続部の前記外周縁部寄りの位置に、肉抜き孔が形成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のワイヤソー用のガイドローラ。
【請求項４】
前記円板部材は、金属または繊維強化プラスチックからなる
ことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のワイヤソー用のガイドローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤソー用のガイドローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体材料や磁性材料などのワークをワイヤによって切断するワイヤソーでは、複数のガイドローラによってワイヤの走行を案内している。
ワイヤソー用のガイドローラとしては、金属製の回転軸にウレタンゴム製の円板部材を取り付けてなるガイドローラがあった。ガイドローラの外周面には、ガイド溝が形成されており、このガイド溝にワイヤが掛け回されていた。ところで、ワイヤソーにおける加工時間を短縮するために、ワイヤの走行速度の高速化が進んできている。ワイヤの走行速度が高速化すると、ガイドローラの回転速度が速くなるが、前記構成のガイドローラでは、円板部材の剛性が小さいため、円板部材が振動してワイヤの走行に支障をきたす問題があった。
【０００３】
そこで、振動を抑制するためのガイドローラとして、特許文献１に示すようなものがあった。特許文献１のガイドローラは、回転軸に取り付けられる金属製の円板部材の外周面に取付溝が形成されており、この取付溝にウレタンゴム製の環状の外周部材が嵌め合わされ、外周部材の外周面にガイド溝が形成されている。前記の円板部材では、ウレタンゴム製の円板部材よりも剛性が大きいので、高回転時における振動を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２８６７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年では、ワイヤソーにおける加工精度を向上させるために、ワイヤが細くなってきている。特許文献１のガイドローラでは、金属製の円板部材を備えているため、円板部材の重量が大きくイナーシャが大きくなってしまう。そのため、ガイドローラの回転反転時などに、ワイヤが切断されてしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、前記した問題を解決し、ウレタンゴム製のガイドローラと比較して、円板部材の剛性を大きくできるとともに、イナーシャを同等にできるガイドローラを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するため、本発明は、円板部材を備え、ワーク加工用のワイヤの走行を案内するためのワイヤソー用のガイドローラであって、前記円板部材は、回転軸に固定される軸受部と、前記ワイヤが巻き掛けられる環状の外周縁部と、前記軸受部と前記外周縁部とを接続する接続部とを備え、前記接続部は、前記円板部材の厚さ方向の一端側に位置する第一接続面部と、前記厚さ方向の他端側に位置する第二接続面部とを備えており、前記第一接続面部および前記第二接続面部は、前記円板部材の厚さの中心を通るとともに前記厚さ方向を法線とする仮想平面からそれぞれ離間した位置に形成されていることを特徴とする。
【０００８】
前記した構成のガイドローラによれば、第一接続面部と第二接続面部とが互いに離間した位置に配置されるので、円板部材の曲げ剛性を大きくすることができる。さらに、第一接続面部と仮想平面との間、および第二接続面部と仮想平面との間に空間が形成されるので、肉抜きをすることができ、円板部材の軽量化を図れるので、イナーシャをウレタンゴム製のガイドローラと比較して同等にすることができる。
【０００９】
本発明のガイドローラにおいて、前記第一接続面部と前記第二接続面部は、前記円板部材の周方向に沿って交互に配置されており、隣り合う前記第一接続面部と前記第二接続面部とは、板状の連結部にて接続されているものが好ましい。前記構成によれば、第一接続面部と第二接続面部を交互に配置したことで、円板部材のさらなる軽量化を図れる。また、第一接続面部と第二接続面部を連結部で繋いだことで、円板部材の曲げ剛性を大きくすることができる。さらに、円板部材は閉じられた中空部を有さないので、鋳造、鍛造あるいは切削加工等の製造方法を用いて、１ピースで構成することができる。したがって、製作の加工手間および費用を低減することができる。
【００１０】
また、本発明のガイドローラにおいて、前記接続部の前記外周縁部寄りの位置に、肉抜き孔が形成されているものが好ましい。前記構成によれば、円板部材の外周縁部が軽量化されるので、効率的にイナーシャを小さくすることができる。
【００１１】
さらに、本発明のガイドローラにおいて、前記円板部材は、金属または繊維強化プラスチックからなるものが好ましい。前記構成によれば、円板部材の曲げ剛性を大きくすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のガイドローラでは、ウレタンゴム製のガイドローラと比較して、円板部材の剛性を大きくできるとともに、イナーシャの増大を防いで、イナーシャをガイドローラと同等にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第一実施形態に係るガイドローラを示した斜視図である。
【図２】（ａ）は本発明の第一実施形態に係るガイドローラを示した側面図、（ｂ）は図２（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係るガイドローラにワイヤを掛けた状態を示した側面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は円板部材の接続部の変形例を示した断面図である。
【図６】本発明の第二実施形態に係るガイドローラを示した一部破断斜視図である。
【図７】（ａ）は本発明の第二実施形態に係るガイドローラを示した側面図、（ｂ）は図７（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】（ａ）は本発明の第三実施形態に係るガイドローラを示した側面部、（ｂ）は図８（ａ）のＤ−Ｄ線断面図、（ｃ）は図８（ａ）のＥ−Ｅ線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の第一実施形態に係るガイドローラについて、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。本実施形態のガイドローラ１は、ワイヤソーに用いられるものであり、図４に示すように、ワーク加工用のワイヤＷの走行を案内するものである。本実施形態のガイドローラ１は、円板部材２と、環状の外周部材３とを備えている。
【００１５】
外周部材３は、円環状の部材であり、本実施形態の外周部材３は、ウレタンゴム製の弾性部材にて構成されている。外周部材３は、円板部材２の外周面に嵌め合わされている。外周部材３の外周面には、ガイド溝４が形成されている。ガイド溝４は、ワイヤＷが掛けられる凹溝である。ガイド溝４は、断面Ｖ字形状を呈しており、外周部材３の外周面の全周に亘って形成されている。
【００１６】
図１および図２に示すように、円板部材２は、軸受部１０と外周縁部２０と接続部３０とを備えている。円板部材２は、アルミニウム合金製の１ピースの部材からなる円板であり、軸受部１０と外周縁部２０と接続部３０とが一体に形成されている。
【００１７】
軸受部１０は、回転軸Ｓ（図４参照）に固定される部位であって、軸受強度を確保するために所定厚さを備えた円板形状を呈している。軸受部１０の中心部には、円形の中心孔１１が貫通している。中心孔１１には、回転軸Ｓが挿通される（図４参照）。中心孔１１の周囲には、複数（本実施形態では四つ）の取付孔１２が貫通している。各取付孔１２は、中心孔１１の周方向に沿って等間隔に配置されている。図４に示すように、各取付孔１２には、回転軸Ｓのフランジ部Ｓ１の孔部Ｓ２に挿通されたボルトＢが挿通され取り付けられる。このようにして、ガイドローラ１の軸受部１０が回転軸Ｓに固定されている。
【００１８】
外周縁部２０は、外周部材３を介してワイヤＷが巻き掛けられる部位であって環状を呈している。外周縁部２０の外周面には、凹溝２１が全周に亘って形成されている。凹溝２１は、互いに対向する一対の側壁２２，２２と、底板２３とで構成されている。凹溝２１には、外周部材３が嵌め込まれる。外周縁部２０の厚さ寸法（側壁２２，２２の外側面間の距離）は、軸受部１０の厚さ寸法より大きい。
【００１９】
図３にも示すように、接続部３０は、軸受部１０と外周縁部２０とを接続する部位であって、軸受部１０から外周縁部２０に延在している。接続部３０は、第一接続面部３１と第二接続面部３２と連結部３３とを備えている。
【００２０】
第一接続面部３１は、円板部材２の厚さ方向Ｌ（図２の（ｂ）参照）の一端側（図２の（ｂ）中、左側）に位置している。第一接続面部３１は、平板状を呈しており、円板部材２の厚さの中心を通るとともに厚さ方向Ｌを法線とする仮想平面Ｐから離間した位置に形成されている。第一接続面部３１の内周側端部は、軸受部１０に連続している。第一接続面部３１の表面は、軸受部１０の一方の表面と面一になっている。第一接続面部３１の外周側端部は、外周縁部２０の底板２３に繋がっている。第一接続面部３１は、所定の中心角で複数形成されており、軸受部１０から放射状に広がっている。第一接続面部３１には肉抜き孔３４が形成されている。肉抜き孔３４は、円形を呈しており、外周縁部寄りの位置に形成されている。
【００２１】
第二接続面部３２は、円板部材の厚さ方向Ｌの他端側（図２の（ｂ）中、右側）に位置している。第二接続面部３２は、平板状を呈しており、仮想平面Ｐから離間した位置に形成されている。第二接続面部３２の内周側端部は、軸受部１０に連続している。第二接続面部３２の表面は、軸受部１０の他方の表面と面一になっている。第二接続面部３２の外周側端部は、外周縁部２０の底板２３に繋がっている。第二接続面部３２は、第一接続面部３１と同じ所定の中心角で複数形成されており、軸受部１０から放射状に広がっている。第二接続面部３２にも、肉抜き孔３４が形成されている。肉抜き孔３４は、第一接続面部３１と同様に円形を呈しており、外周縁部寄りの位置に形成されている。第一接続面部３１と第二接続面部３２の各肉抜き孔３４は、中心が同一円周上に位置するように配置されている。
【００２２】
第一接続面部３１と第二接続面部３２は、円板部材２の周方向に沿って交互に配置されている。第一接続面部３１と第二接続面部３２は、接続部３０の全周に亘って交互に並んでおり、接続部３０が、表面に凹凸を有した環状となっている。つまり、第一接続面部３１の裏面（仮想平面Ｐに対向する面）側には、厚さ方向Ｌの他端側に開口する凹部３５が形成されている。第二接続面部３２の裏面（仮想平面Ｐに対向する面）側には、厚さ方向Ｌの一端側に開口する凹部３６が形成されている。
【００２３】
図１および図３に示すように、連結部３３は、第一接続面部３１と第二接続面部３２とを連結する部位であって平板状を呈している。連結部３３は、周方向に隣り合う第一接続面部３１の周方向一端の側辺部と第二接続面部３２の他端の側辺部とを接続している。連結部３３は、円板部材２の厚さ方向Ｌに広がるとともに、第一接続面部３１および第二接続面部３２の側辺部に沿って延在する長方形形状を呈している。連結部３３は、第一接続面部３１および第二接続面部３２に直交して連続している。
【００２４】
なお、本実施形態の接続部３０では、第一接続面部３１と連結部３３が直交し、第二接続面部３２と連結部３３も直交しているが、接続部の構成は、前記構成に限定されるものではなく、図５に示すような構成であってもよい。
【００２５】
図５の（ａ）に示すように、他の形態に係る接続部３０ａは、断面が直線状の波板形状を呈している。具体的には、第一接続面部３１ａと第二接続面部３２ａと連結部３３ａは、平面形状を呈しており、連結部３３ａが、第一接続面部３１ａおよび第二接続面部３２ａに対する直交方向から傾斜している。第一接続面部３１ａと連結部３３ａとが成す角度と、第二接続面部３２ａと連結部３３ａとが成す角度の両方が鈍角となるように、連結部３３ａは傾斜している。第一接続面部３１ａの裏面（仮想平面Ｐに対向する面）側には、厚さ方向Ｌの他端側に開口する断面台形の凹部３５ａが形成されている。第二接続面部３２ａの裏面（仮想平面Ｐに対向する面）側には、厚さ方向Ｌの一端側に開口する断面台形の凹部３６ａが形成されている。
【００２６】
図５の（ｂ）に示すように、さらに他の形態に係る接続部３０ｂは、断面が曲線状の波板形状を呈している。具体的には、第一接続面部３１ｂと第二接続面部３２ｂは、断面円弧形状を呈しており、連結部３３ｂは、平面形状を呈している。連結部３３ｂは、第一接続面部３１ｂの端部と、第二接続面部３２ｂの端部と面一となっている。第一接続面部３１ｂの裏面（仮想平面Ｐに対向する面）側には、厚さ方向Ｌの他端側に開口する底面孤状断面の凹部３５ｂが形成されている。第二接続面部３２ｂの裏面（仮想平面Ｐに対向する面）側には、厚さ方向Ｌの一端側に開口する底面孤状断面の凹部３６ｂが形成されている。
【００２７】
第一実施形態に係るガイドローラ１によれば、第一接続面部３１と第二接続面部３２とが互いに離間した位置に配置され、接続部３０の厚さ寸法が大きくなっているので、円板部材２の曲げ剛性を大きくすることができる。さらに本実施形態では、第一接続面部３１と第二接続面部３２とが連結部３３にて接続されているので、第一接続面部３１、第二接続面部３２および連結部３３が一体化され、接続部３０の曲げ剛性をより一層大きくすることができる。
【００２８】
一方、第一接続面部３１仮想平面Ｐとの間、および第二接続面部３２と仮想平面Ｐとの間には、空間が形成されるので、その空間部分の肉抜きをすることができる。したがって、同じ厚さ寸法で中実のアルミニウム製の円板部材と比較して、円板部材２の軽量化を図れるので、イナーシャを小さくすることができる。
【００２９】
また、本実施形態では、第一接続面部３１と第二接続面部３２を交互に配置したことで、第一接続面部３１の裏面側に凹部３５が形成され、第二接続面部３２の裏面側に凹部３６が形成されるので、円板部材２のより一層の軽量化を図れる。さらに、第一接続面部３１と第二接続面部３２に、肉抜き孔３４が形成されているので、円板部材２のさらなる軽量化が図れる。したがって、イナーシャも小さくすることができる。
【００３０】
また、肉抜き孔３４は、第一接続面部３１と第二接続面部３２の外周縁部寄りの位置にそれぞれ形成されているので、外周縁部の軽量化が図れる。したがって、効率的にイナーシャを小さくすることができる。
【００３１】
よって、本実施形態のガイドローラ１は、剛性が大きいので、ガイドローラ１の回転速度が速い場合であっても、円板部材２の振動を抑制することができる。さらに、ウレタンゴムよりも比重が大きいアルミニウム製の円板部材２を備えたガイドローラ１でありながら、ウレタンゴム製のガイドローラと同等のイナーシャにすることができる。これによって、ワイヤＷが細い場合、或いはガイドローラ１の回転速度が速い場合であっても、ワイヤＷが切断されることが抑制される。
【００３２】
さらに、本実施形態の円板部材２は、閉じられた中空部を有さないので、鋳造、鍛造あるいは切削加工等の製造方法を採用して、１ピースで構成することができる。したがって、製作の加工手間および費用を低減することができる。
【００３３】
次に、第二実施形態に係るガイドローラについて、図６および図７を参照しながら説明する。第二実施形態に係るガイドローラの円板部材１０２は、接続部１３０の構成が第一実施形態と異なる。接続部１３０は、第一接続面部１３１と第二接続面部１３２とを備えている。なお、その他の軸受部１０と外周縁部２０は、第一実施形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００３４】
第一接続面部１３１は、円板部材１０２の厚さ方向Ｌ（図７の（ｂ）参照）の一端側（図７の（ｂ）中、左側）に位置している。第一接続面部１３１は、円環の平板状を呈しており、円板部材１０２の厚さの中心を通るとともに厚さ方向Ｌを法線とする仮想平面Ｐ（図７の（ｂ）参照）から離間した位置に形成されている。第一接続面部１３１の内周側端部は、全周に亘って軸受部１０に連続している。第一接続面部１３１の表面は、軸受部１０の一方の表面と面一になっている。第一接続面部１３１の外周側端部は、全周に亘って外周縁部２０の底板２３に繋がっている。
【００３５】
第一接続面部１３１には肉抜き孔１３４が形成されている。肉抜き孔１３４は、円形を呈しており、外周縁部寄りの位置に形成されている。肉抜き孔１３４は、周方向に沿って所定間隔で複数形成されている。
【００３６】
第二接続面部１３２は、円板部材１０２の厚さ方向Ｌの他端側（図７の（ｂ）中、右側）に位置している。第二接続面部１３２は、円環の平板状を呈しており、仮想平面Ｐから離間した位置に形成されている。第二接続面部１３２の内周側端部は、全周に亘って軸受部１０に連続している。第二接続面部１３２の表面は、軸受部１０の他方の表面と面一になっている。第二接続面部１３２の外周側端部は、全周に亘って外周縁部２０の底板２３に繋がっている。
【００３７】
第二接続面部１３２にも、肉抜き孔１３４が形成されている。肉抜き孔１３４は、第一接続面部１３１と同様に円形を呈しており、外周縁部寄りの位置に形成されている。肉抜き孔１３４は、周方向に沿って所定間隔で複数形成されている。
【００３８】
第一接続面部１３１と第二接続面部１３２とは、間をあけて互いに対向して平行に配置されている。第一接続面部１３１と第二接続面部１３２との間には、中空部１３５が形成されている。中空部１３５は、第一接続面部１３１、第二接続面部１３２、軸受部１０の外周面および外周縁部２０の底板２３とで区画されている。円板部材１０２は、仮想平面Ｐにて二分割された２ピースの部材を組み合わせて形成されており、その内側に中空部１３５を備える構造となっている。
【００３９】
本実施形態の円板部材１０２によれば、第一接続面部１３１と第二接続面部１３２が全中に亘って環状に形成されているので、円板部材１０２の剛性をより一層高めることができる。さらに、内部に中空部１３５が形成されているので、円板部材１０２の軽量化を図ることができる。したがって、ガイドローラのイナーシャを小さくすることができる。
【００４０】
なお、本実施形態の接続部１３０では、第一接続面部１３１と第二接続面部１３２とは互いに対向していて直接連結されていないが、連結部を設けて第一接続面部１３１と第二接続面部１３２とを連結してもよい。この場合、連結部はガイドローラの径方向に延在する板状であることが好ましい。連結部を設ければ、円板部材１０２の剛性をさらに高めることができる。
【００４１】
また、本実施形態の接続部１３０では、第一接続面部１３１と第二接続面部１３２とは互いに平行になっているが、これに限定されるものではない。第一接続面部と第二接続面部が、外周に向かうにしたがって、間隔が狭くなるような構成であってもより。
【００４２】
次に、第三実施形態に係るガイドローラについて、図８を参照しながら説明する。第三実施形態に係るガイドローラの円板部材２０２は、接続部２３０の構成が第一実施形態および第二実施形態と異なる。接続部２３０は、軸受部１０と外周縁部２０とを接続するスポーク２３９にて構成されている。なお、その他の軸受部１０と外周縁部２０は、第一実施形態と同様であるので、同じ符号を付して説明を省略する。
【００４３】
スポーク２３９は、中空の角柱形状を呈しており、軸受部１０から放射状に広がっている。スポーク２３９は、９０°ピッチで４本設けられている。なお、スポーク２３９の配置ピッチおよび本数は、９０°で４本に限定されるものではなく、要求される剛性に応じて適宜決定されるものである。また、スポーク２３９の形状は、断面正方形に限定されるものではなく、たとえば断面円形、長方形あるいは多角形であってもよい。
【００４４】
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。前記実施形態では、円板部材２，１０２，２０２は、アルミニウム合金にて形成されているがこれに限定されるものではない。チタン、マグネシウムなどの他の金属や、繊維強化プラスチック（ＦＲＰ）や炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）など、ウレタンゴムよりも強度が大きい部材であれば、他の材料にて形成されてよい。
【符号の説明】
【００４５】
１      ガイドローラ
２      円板部材
１０    軸受部
２０    外周縁部
３０    接続部
３１    第一接続面部
３２    第二接続面部
３３    連結部
３４    肉抜き孔
１０２  円板部材
１３０  接続部
１３１  第一接続面部
１３２  第二接続面部
１３４  肉抜き孔
２０２  円板部材
２３０  接続部
Ｌ      厚さ方向
Ｐ      仮想平面
Ｗ      ワイヤ
【図１】
2017226061.tif 000003
【図２】
2017226061.tif 000004
【図３】
2017226061.tif 000005
【図４】
2017226061.tif 000006
【図５】
2017226061.tif 000007
【図６】
2017226061.tif 000008
【図７】
2017226061.tif 000009
【図８】
2017226061.tif 000010