(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークの表面に接触させたワイヤを移動させてワークを切断するワイヤソーにおいて，前記ワイヤに接触する回転体の積算回転数を検出する検出機構と，前記ワイヤの任意の位置を積算回転数で記憶する記憶手段と，を有することを特徴とするワイヤソー。
【請求項２】
前記ワイヤに接触する回転体が，ワイヤを巻き付けるあるいはワイヤを繰り出すためのリールであることを特徴とする請求項１に記載のワイヤソー。
【請求項３】
前記ワイヤに接触する回転体が，ワイヤのパスロールであることを特徴とする，請求項１に記載のワイヤソー。
【請求項４】
前記積算回転数が，ワイヤを巻き付けあるいは繰り出すためのリールを駆動するモータの積算回転数であることを特徴とする，請求項１に記載のワイヤソー。
【請求項５】
前記積算回転数が，ワイヤを移動させる駆動ローラーを回転駆動するモータの積算回転数であることを特徴とする，請求項１に記載のワイヤソー。
【請求項６】
請求項１，２，３，４又は５のいずれかに記載のワイヤソーを用い，ワイヤをワークの表面に接触させて，ワークを切断する切断方法。
【請求項７】
リールに巻き付けながら移動させたワイヤを，ワークの表面に接触させ，ワークを切断するワイヤソーにおいて，前記ワイヤの任意の位置をワイヤに接触する回転体の積算回転数で記憶しておき，前記回転体の積算回転数が記憶された積算回転数に達した際に，前記ワイヤの任意の位置が繰り出されたと判断することを特徴とする，ワイヤソーにおけるワイヤの位置特定方法。
【請求項８】
前記ワイヤに接触する回転体が，ワイヤを巻き付けまたは繰り出すためのリールであって，前記積算回転数はワイヤの巻き付けまたは繰り出しのためのリールの積算回転数であることを特徴とする，請求項７に記載のワイヤの位置特定方法。
【請求項９】
前記ワイヤに接触する回転体が，ワイヤのパスロールであって，前記積算回転数はパスロールの積算回転数であることを特徴とする，請求項７に記載のワイヤの位置特定方法。
【請求項１０】
前記積算回転数は，ワイヤを巻き取りまたは繰り出すためのリールを回転駆動させるためのモータの積算回転数であることを特徴とする，請求項７に記載のワイヤの位置特定方法。
【請求項１１】
前記積算回転数は，ワイヤを移動させる駆動ローラーを回転駆動するモータの積算回転数であることを特徴とする，請求項７に記載のワイヤの位置特定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，ワイヤをワークに接触させながら移動させてワークを切断するワイヤソーに関し，更に，ワイヤソーにおけるワイヤの位置を特定する方法とワイヤソーを用いてワークを切断する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁性材料，半導体材料，セラミック材料などといった種々の形状のワークを切断するための装置として，ワイヤソーが用いられている。このワイヤソーでは，繰り出し側のリールから巻き取り側のリールに向かって繰り出されるワイヤをリール間において複数のロールに何周にも巻回して等間隔で並べ，それらワイヤの表面に向かって砥液を供給して砥液中に分散している砥粒をワイヤに付着させ，この砥粒を付着させたワイヤをワークに接触させながら移動させることにより，ワークを一度に多数枚の板形状に切断する構成になっている。
【０００３】
このワイヤソーで使用されるワイヤの長さは数百ｋｍにも達する非常に長いものである。また，ワイヤソーの使用中に，例えばワークや切粉にワイヤが引っかかったり，ワーク以外の箇所にワイヤが当接するなどして，ワイヤが断線してしまうことがある。このようにワイヤが断線した場合は，当該箇所においてワイヤ同士を結んでつなぎ，そのワイヤを再び使用している。しかし，このようにワイヤを途中で結んで使用する場合は，ワークを切断する際に，当該結び目の箇所を避けて使用しなければならない。また，断線が生じないまでも，ワイヤの破損が生じている箇所やワイヤが折れ曲がった箇所などは，ワークを切断する際にその箇所を避けて使用することが必要になることも考えられる。
【０００４】
また，ワークの切断の途中でワイヤが終端に達してしまったのでは，切断が中途半端となってワークの無駄を生じてしまう。従って，ワイヤが残り少なくなった場合は，適当な時期にワイヤソーの稼働を停止し，必要ならば，新しいワイヤと交換しなければならない。
【０００５】
そこで従来より，リールに巻かれたワイヤの外径やワイヤの重量などからワイヤの位置（ワイヤの繰り出し長さや残量）を算出し，結び目などのある箇所やワイヤの残量などを特定することが行われている。そして，ワイヤソーの稼働中に結び目などの位置が繰り出し側のリールから繰り出される直前に稼働を一旦停止し，ワークを離した状態でワイヤを移動させて結び目を巻き取り側のリールに巻き取った後，再びワイヤソーを再稼働させている。これにより，結び目などがワークに接触することを防いでいる。また，外径や重量などから算出されたワイヤの位置に基づき，残り僅かと判断した場合には，新しいワイヤに交換するなどしている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし，ワイヤが細くて単位長さ当たりの重量が僅かで長いこともあり，従来のようなワイヤの外径や重量などに基づく方法では誤差が大きく，結び目などの位置を正確に特定することができなかった。このため，結び目などを発見する作業が非常に困難であり，しかも，発見を怠ってそのままワークの切断を続けた場合は，結び目がワークに引っかかってしまい，新たな断線事故やワークの切断精度の低下を招いていた。また，新しいワイヤに交換するために，ワイヤの全長に対して相当の余裕を持った状態でワイヤの使用を終了しなければならず，無駄を生じていた。
【０００７】
従って本発明の目的は，ワイヤソーに使用されるワイヤの位置を正確に特定できる手段を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために，本発明にあっては，ワークの表面に接触させたワイヤを移動させてワークを切断するワイヤソーにおいて，前記ワイヤに接触する回転体の積算回転数を検出する検出機構と，前記ワイヤの任意の位置を積算回転数で記憶する記憶手段と，を有することを特徴としている。
【０００９】
このワイヤソーのように，ワイヤの任意の位置がリールの積算回転数で特定されれば，ワイヤの位置とリールの積算回転数は１対１の対応をとるので，積算回転数によってワイヤの位置を正確に把握できるようになる。このワイヤソーにおいて，前記積算回転数は，ワイヤに接触する回転体の積算回転数で表すことができる。このワイヤに接触する回転体は，例えば，ワイヤを巻き付けるあるいはワイヤを繰り出すためのリールとすることができ，また，ワイヤのパスロールとすることもできる。更に，前記積算回転数が，ワイヤを巻き付けあるいは繰り出すためのリールを駆動するモータの積算回転数であっても良い。また，前記積算回転数が，ワイヤを移動させる駆動ローラーを回転駆動するモータの積算回転数であっても良い。
【００１０】
本発明は，これらのワイヤソーを用い，ワイヤをワークの表面に接触させて，ワークを切断する切断方法である。
【００１１】
リールに巻き付けながら移動させたワイヤを，ワークの表面に接触させ，ワークを切断するワイヤソーにおいて，前記ワイヤの任意の位置を積算回転数で特定することを特徴とする，ワイヤソーにおけるワイヤの位置特定方法である。この位置特定方法において，前記積算回転数は，ワイヤに接触する回転体の積算回転数で表すことができる。このワイヤに接触する回転体は，例えば，ワイヤを巻き付けまたは繰り出すためのリールであって，前記積算回転数はワイヤの巻き付けまたは繰り出しのためのリールの積算回転数とすることができ，また，ワイヤのパスロールであって，前記積算回転数はパスロールの積算回転数とすることもできる。更に，前記積算回転数は，ワイヤを巻き取りまたは繰り出すためのリールを回転駆動させるためのモータの積算回転数であっても良い。また，前記積算回転数は，ワイヤを移動させる駆動ローラーを回転駆動するモータの積算回転数であっても良い。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好ましい実施の形態を，図面に基づいて説明する。図１は，本発明の実施の形態にかかるワイヤソー１の全体的構成の一例を示す概略図である。
【００１３】
このワイヤソー１は，所定の間隔を開けて左右に配置された一対のリール１０，１１を備えている。これらリール１０，１１は，それぞれモータ１２，１３の駆動軸１４，１５に取り付けられて回転駆動されるようになっている。また，これらリール１０，１１には一本の共通するワイヤ１６が巻回されており，リール１０，１１同士の間に，ワイヤ１６が張り渡された格好になっている。また，これらリール１０，１１同士の間において，ワイヤ１６を下方から支持するように４本のパスロール１７，１８，１９，２０が設けられている。また，内方に位置するパスロール１８，１９の間において，下方に駆動ローラー２１が配置されている。これらパスロール１８，１９には，ワイヤ１６が等間隔に巻回されている。リール１０とリール１１の間では，ワイヤ１６はパスロール１７，１８，１９に接触した後，パスロール１９の周面に沿って下方に方向を変えて駆動ローラー２１を巻回し，更に駆動ローラー２１の周面に沿って上方に方向を変えて再びパスロール１８を巻回し，パスロール１８の周面に沿って水平に方向を変えた後，パスロール１９，２０に接触している。そして，リール１０とリール１１の間では，このようにパスロール１７，１８，１９，駆動ローラー２１，パスロール１８，１９，２０の順に接触しながら，ワイヤ１６はたるみがないように張り渡されており，各モータ１２，１３の回転駆動により，ワイヤ１６はリール１０から繰り出され，巻き取り側のリール１１へ進退を繰り返しながら巻き取られていくようになっている。なお，駆動ローラー２１もモータ２２によって回転駆動させることが可能であり，各リール１０，１１を回転させるモータ１２，１３と共に，あるいはモータ１２，１３に代えてモータ２２を回転駆動させることにより，ワイヤ１６を進退移動させることも可能である。
【００１４】
内方に位置するパスロール１８，１９間の上方には，昇降機構２５によってワークＷが支持されている。ワークＷは，図示の例では直方体形状をなしており，例えば磁性材料，半導体材料，セラミック材料などである。なお，ワークＷは図示の例では直方体形状であるが，必ずしもこの形状に限るものでなく，円柱体，立方体その他の形状でも良い。そして，この昇降機構２０の稼働によってワークＷが下降し，ワークＷの下面側が，パスロール１８，１９の間において，水平に張り渡されたワイヤ１６に接触するようになっている。
【００１５】
また，図示はしないが，パスロール１８，１９の間において張り渡されたワイヤ１６の表面に向かって砥液Ｌを供給するノズルが配置されており，このノズルから吐き出した砥液をワイヤ１６に供給して，砥液中に分散している砥粒をワイヤ１６に付着させようになっている。そして，砥粒を付着させたワイヤ１６をワークＷに接触させて，各モータ１２，１３（あるいはモータ２２）の回転駆動によってワイヤ１６を進退移動させることにより，ワークＷを板形状に切断する構成になっている。
【００１６】
以上のように構成されるワイヤソー１において，繰り出し側のリール１０と巻き取り側のリール１１には，積算回転数を検出するための検出機構３０，３１がそれぞれ装着してあり，これら検出機構３０，３１で検出された各リール１０，１１の積算回転数は記憶手段３２に記憶されるようになっている。なお，この記憶手段３２によって記憶される各リール１１，１２の積算回転数を表示するためのディスプレー，プリンター等の表示装置を備えていても良い。ワイヤソー１において各リール１１，１２は最高周速１０，０００ｍｍ／ｓｅｃを超える速度で回転する場合もあるので，そのような高回転に十分対応できる応答速度をもち，かつ，ワイヤ１６の進退移動に伴う各リール１１，１２の正転と逆転を判別できる検出機構３０，３１を用いるのがよい。これら検出機構３０，３１としては，例えば，エンコーダ，光電管，近接センサー等を用いて各リール１１，１２の回転を検出し，カウンター等で積算を行うことが可能である。
【００１７】
この実施の形態において，各リール１１，１２に装着された検出機構３０，３１はいずれも同様の構成を備えるため，図２に基づいて，リール１０に装着された検出機構３０について代表して説明する。リール１０の下部には，ワイヤ１６が巻き付けけられない位置においてミラー３５が取り付けてあり，このミラー３５に対してそれぞれ投受光を行ってミラー３５の通過を検出するセンサ３６，３７が所定の間隔を開けて配置されている。これらセンサ３６，３７の検出により，リール１０の積算回転数が検出され，記憶手段３２に記憶されるようになっている。また，例えばリール１０が時計回転方向ＣＷに回転してリール１０にワイヤ１６を巻き付けている場合は，図３（ａ）に示すように，センサ３６による検出信号３６ａがセンサ３７による検出信号３７ａよりも早く検出され，逆に，リール１０が反時計回転方向ＣＣＷに回転してリール１０からワイヤ１６を繰り出している場合は，図３（ｂ）に示すように，センサ３７による検出信号３７ａがセンサ３６による検出信号３６ａよりも早く検出されるので，これら検出信号３６ａと検出信号３７ａの検出時期のずれによって，リール１０の回転方向を検知し，ワイヤ１６を巻き付けている状態と繰り出している状態を判定することが可能である。なお，繰り出し側のリール１０に装着された検出機構３０について代表して説明したが，巻き取り側のリール１１の検出機構３１によっても同様に，積算回転数を検出されて記憶手段３２に記憶されると共に，ワイヤ１６を巻き付けている状態と繰り出している状態が判定されるように構成されている。
【００１８】
またこのワイヤーソ１において，繰り出し側のリール１０と巻き取り側のリール１１に巻き付けられたワイヤ１６に例えば結び目などが存在する場合は，その位置は予めリール１０，１１の積算回転数Ｘとして記憶手段３２に記憶されている。更に，ワイヤソー１の稼働を開始する前における（繰り出し側のリール１０からワイヤ１６がまだ繰り出されていない状態における）繰り出し側のリール１０に巻き付けられたワイヤ１６の巻き付け数Ｙも，記憶手段３２に記憶されている。
【００１９】
さて，このワイヤソー１において，各モータ１２，１３（あるいはモータ２２）を回転駆動させ，リール１０，１１の間に張り渡されたワイヤ１６を進退を繰り返しながら，図１中の矢印Ａ方向に移動させる。これにより，最初に繰り出し側のリール１０に巻き取られていたワイヤ１６は順次繰り出され，巻き取り側のリール１１にワイヤ１６が徐々に巻き取られていく。そして，これら繰り出し側のリール１０によるワイヤ１６の繰り出しと，巻き取り側のリール１１によるワイヤ１６の巻き取りは，検出機構３０，３１によって検出され，積算回転数と共に記憶手段３２に記憶される。
【００２０】
また，このようにワイヤ１６を移動させながら，図示しないノズルから砥液を吐き出すことにより，リール１０，１１の間において張り渡されたワイヤ１６に砥粒を付着させる。そして，昇降機構２５の稼働によってワークＷを下降させ，ワークＷの下面側をワイヤ１６に接触させる。これにより，ワークＷは薄板形状に切断されていく。
【００２１】
ここで，例えば図１に示すように繰り出し側のリール１０に巻き取られていたワイヤ１６に結び目１６’が存在している場合は，その結び目１６’の位置はリル１０の積算回転数Ｘとして記憶手段３２に記憶されており，結び目１６’の位置とリール１０の積算回転数は１対１の対応をとるので，ワイヤ１６の移動に伴って繰り出し側のリール１０の積算回転数がＸに達した際に，リール１０から結び目１６’が丁度繰り出される時期と判断することができる。
【００２２】
そして，このようにリール１０の積算回転数がＸに達したことによりリール１０から結び目１６’が繰り出される時期を検出した場合は，ワークＷの切断を一時停止する。そして，巻き取り側のリール１１に結び目１６’が巻き取られるまでワイヤ１６を移動させる。なお，このように巻き取り側のリール１１に結び目１６’が巻き取られる際のワイヤ１６の位置を，その時のリール１１の積算回転数Ｘ’により検出し，記憶手段３２に記憶しておく。その後，ワークＷの切断を再び開始する。
【００２３】
そして，繰り出し側のリール１０の積算回転数が，ワイヤソー１の稼働を開始する前における（繰り出し側のリール１０からワイヤ１６がまだ繰り出されていない状態における）繰り出し側のリール１０に巻き付けられたワイヤ１６の巻き付け数Ｙに近くなって，リール１０に巻き付けられているワイヤ１６が残り少なくなった場合は，ワークＷの切断を終了し，巻き取り側のリール１１にワイヤ１６を完全に巻き取った後，ワイヤ１６の移動方向を逆にして切断を継続することができる。なお，このようにリール１１にワイヤ１６を完全に巻き取った際の巻き取り数をリール１１の積算回転数Ｙ’により検出し，記憶手段３２に記憶しておくと良い。そして，同じワイヤ１６を用いて再度切断を行う場合は，逆にこれまで巻き取り側のリール１１であったものを繰り出し側に用い，繰り出し側のリール１０であったものを巻き取り側に用いて，前述と同様に切断を行う。そして，結び目１６’の位置も同様に特定する。
【００２４】
こうして，ワークＷの切断を終了した後，必要に応じてリールを取り替えて新しいワイヤ１６に交換し，再びワークＷの切断を再開することができる。このように，この実施の形態で説明したワイヤソー１にあっては，ワイヤ１６の位置をリール１０，１１の積算回転数で記憶しておくことにより，結び目１６’などの箇所を避けてワークＷを切断することができ，ワイヤ１６上の特定の位置を容易に検出できるため，新たな断線事故やワークＷの切断精度の低下を生ずる心配がない。
【００２５】
以上，本発明の実施の形態の一例を説明したが，ワイヤ１６の位置は，リール１０，１１の積算回転数に限らず，例えばパスロール１７，１８，１９，２０の積算回転数や，モータ１２，１３の積算回転数，駆動ローラー２１の積算回転などによって検出しても良い。その場合は，図１に一点鎖線４０，４１，４２で示す信号経路のように，パスロール１７，１８，１９，２０の積算回転数や，モータ１２，１３の積算回転数，駆動ローラー２１の積算回転数を記憶手段３２に記憶するように構成する。また，駆動ローラー２１を回転駆動させるモータ２２の積算回転数を検出機構２３によって検出し，記憶手段３２に記憶するように構成しても良い。
【００２６】
また図１では，リール１０，１１の間でワイヤ１６を水平に張り渡した例を説明したが，装置の大きさなどにより，ワイヤ１６の経路や各パスロール１７，１８，１９，２０，駆動ローラ２１の配置などは適宜変更して良い。また，移動機構２５が上側から下降する例を説明したが，移動機構２５が下方から上昇してワイヤ１６にワークＷの上面側が接触して切断するものであっても良い。なお，切断部分のワイヤ１６が垂直になっている場合は，移動機構２５は水平にワークＷを移動させることになる。
【００２７】
【発明の効果】
本発明によれば，ワイヤの位置をリールやパスロール，駆動ローラー，モータなどの積算回転数で記憶しておくことにより，ワイヤの位置と積算回転数は１対１の対応をとるので，積算回転数によってワイヤの位置を正確に把握できるようになる。このためワイヤの結び目や折れ曲がり等の破損個所などを避けて，良好なワークの切断作業ができるようになる。また，ワイヤが残り少なくなった場合は，それを正確に把握して適当な時期にワイヤを交換できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかるワイヤソー全体的構成の一例を示す概略図である。
【図２】リールの積算回転数を検出するための検出機構の説明図である。
【図３】センサによって検出される信号の説明図である。
【符号の説明】
Ｗ      ワーク
１      ワイヤソー
１０，１１  リール
１２，１３，２２  モータ
１６    ワイヤ
１６’  結び目
１７，１８，１９，２０  パスロール
２１  駆動ローラー
２３，３０，３１  検出機構
３２    記憶手段
４０    パスロールの積算回転数を記憶手段に記憶させる信号経路
４１    リールを回転駆動させるモータの積算回転数を記憶手段に記憶させる信号経路
４２    駆動ローラーを回転駆動させるモータの積算回転数を記憶手段に記憶させる信号経路
【図１】
0003841544.tif 000002
【図２】
0003841544.tif 000003
【図３】
0003841544.tif 000004