(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
受け容器に回収される砥液をワイヤ表面に循環供給してワイヤ表面から切粉を洗い落とすと共に，砥液中に含まれる砥粒をワイヤ表面に付着させ，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てワークを切断するワイヤソーにおいて，前記砥液中に混入した切粉を除去する機構であって，
受け容器に回収された砥液の液面下に周面の一部が浸漬された状態で回転する浸漬マグネットローラと，砥液の液面よりも上方において該浸漬マグネットローラの周面から切粉を除去する除去手段を備え、
前記除去手段は，砥液の液面よりも上方に配置された中間マグネットローラ及び最終マグネットローラと，該最終マグネットローラの周面に付着した切粉を掻き取るスクレーパとを備え，中間マグネットローラは前記浸漬マグネットローラと周面同士を接触させながら互いに逆の方向に回転し，最終マグネットローラは中間マグネットローラと周面同士を接触させながら互いに逆の方向に回転するように配置されており，かつ，中間マグネットローラ周面の磁気吸着力が前記浸漬マグネットローラ周面の磁気吸着力よりも強く，最終マグネットローラ周面の磁気吸着力が中間マグネットローラ周面の磁気吸着力よりも強く構成されていることを特徴とする，ワイヤソーの切粉除去機構。
【請求項２】
浸漬マグネットローラの周面と中間マグネットローラの周面が磁力で吸着し合うと共に，最終マグネットローラの周面と中間マグネットローラの周面が磁力で吸着し合うように構成したことを特徴とする，請求項１に記載のワイヤソーの切粉除去機構。
【請求項３】
砥液をワイヤ表面に循環供給してワイヤ表面から切粉を洗い落とすと共に，砥液中に含まれる砥粒をワイヤ表面に付着させ，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てワークを切断するワイヤソーにおいて，
前記砥液中に混入した切粉を除去する請求項１または２に記載の切粉除去機構を設けたことを特徴とする，ワイヤソー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，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てワークを切断するワイヤソーに関し，更に，そのワイヤソーにおいて，砥液中に混入した切粉を除去する機構に関する。
【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棒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，繰り出しリールから巻き取りリールへ進退を繰り返しながら巻き取られていくワイヤを複数のロールの間に等間隔で何周にも巻回すると共に，等間隔で並んでいる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。また，ワークを切断したことによりワイヤ表面に付着した切粉を，砥液によって連続的に洗い流すようにしている。そして，ワイヤ表面から洗い流した切粉は，砥液と共に下方に流れ落ち，受け容器に回収されるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで，このようなワイヤーソでは，受け容器に回収される砥液中における切粉の含有量は，ワークの切断量に比例して増加していき，それに伴って砥液の粘度が上昇する等，砥液の状態も経時的に変化していく。そのため，粘度上昇に伴って切断精度の低下や，砥液供給配管及び砥液吐出ノズルなどの閉塞といった問題が生ずる。また，砥液の状態を一定に維持するためには，切粉の含有量が高くなった砥液を新しい砥液に交換する作業を頻繁に行うことが必要になる。
【０００４】
従って本発明の目的は，ワイヤーソで使用される砥液中に混入した切粉を除去することにより，砥液の状態を一定に保つことを可能にさせる手段を提供することにある。
【０００５】
【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，砥液をワイヤ表面に循環供給してワイヤ表面から切粉を洗い落とすと共に，砥液中に含まれる砥粒をワイヤ表面に付着させ，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てワークを切断するワイヤソーにおいて，前記砥液中に混入した切粉を除去する以下の切粉除去機構を設けたことを特徴とする。
【０００６】
このワイヤソーにおいて，切粉除去機構は，次に開示する本発明の切粉除去機構である。また，マグネットフィルタ，マグネットセパレータ，遠心分離器などを用いて砥液中に混入した切粉を連続的もしくは間欠的に除去することも可能である。
【０００７】
本発明の切粉除去機構にあっては，受け容器に回収される砥液をワイヤ表面に循環供給してワイヤ表面から切粉を洗い落とすと共に，砥液中に含まれる砥粒をワイヤ表面に付着させ，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てワークを切断するワイヤソーにおいて，前記砥液中に混入した切粉を除去する切粉除去機構であって，受け容器に回収された砥液の液面下に周面の一部が浸漬された状態で回転する浸漬マグネットローラと，砥液の液面よりも上方において該浸漬マグネットローラの周面から切粉を除去する除去手段を備え、前記除去手段は，砥液の液面よりも上方に配置された中間マグネットローラ及び最終マグネットローラと，該最終マグネットローラの周面に付着した切粉を掻き取るスクレーパとを備え，中間マグネットローラは前記浸漬マグネットローラと周面同士を接触させながら互いに逆の方向に回転し，最終マグネットローラは中間マグネットローラと周面同士を接触させながら互いに逆の方向に回転するように配置されており，かつ，中間マグネットローラ周面の磁気吸着力が前記浸漬マグネットローラ周面の磁気吸着力よりも強く，最終マグネットローラ周面の磁気吸着力が中間マグネットローラ周面の磁気吸着力よりも強く構成されていることを特徴とする。
【０００８】
この切粉除去機構にあっては，受け容器に回収された砥液の液面下に周面の一部を浸漬させた状態で浸漬マグネットローラを回転させる。これにより，受け容器内の砥液中に混入されている切粉は磁力によって吸い寄せられ，浸漬マグネットローラの周面に付着する。こうして浸漬マグネットローラの周面に付着した切粉は，砥液の液面よりも上方において除去手段により除去される。
【００１０】
この切粉除去機構にあっては，浸漬マグネットローラの周面に付着した切粉は，砥液の液面よりも上方において，磁気吸着力の相違により，浸漬マグネットローラ周面から中間マグネットローラ周面へと受け渡され，更に，中間マグネットローラ周面から最終マグネットローラ周面へと受け渡されていく。こうして最終マグネットローラ周面に付着した切粉はスクレーパによって掻き取られ，除去される。
【００１１】
なお，周面の磁気吸着力が異なる複数の中間マグネットローラを備え，それら複数の中間マグネットローラを，周面の磁気吸着力が弱い順に並べて配置し，かつ，複数の中間マグネットローラの内の最も磁気吸着力が弱い中間マグネットローラは前記浸漬マグネットローラと周面同士を接触させながら回転し，複数の中間マグネットローラの内の最も磁気吸着力が強い中間マグネットローラは前記最終マグネットローラと周面同士を接触させながら回転するように配置されていても良い。
【００１２】
この切粉除去機構にあっては，浸漬マグネットローラの周面に付着した切粉は，先ず，最も磁気吸着力が弱い中間マグネットローラ周面へと受け渡され，更に，磁気吸着力の相違により，順次複数の中間マグネットローラの間で受け渡され，最も磁気吸着力が強い中間マグネットローラ周面へと受け渡される。そして，最も磁気吸着力が強い中間マグネットローラ周面から最終マグネットローラ周面へと受け渡されていく。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下，本発明の好ましい実施の形態の１例を，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の要部の拡大図である。
【００１４】
ワイヤソー１の内部には，いずれも水平に所定の間隔を開けて配置された３本のロール１０，１１，１２が設けられている。ロール１０，１１は互いに同じ高さに配置され，ロール１２は，ロール１０，１１よりも下方に配置されている。これらロール１０，１１，１２の外側には，繰り出しリール１３から巻き取りリール１４へ巻き取られていくワイヤ１５が何周にも巻回してある。ロール１０，１１の間では，ワイヤ１５同士は平行で，かつ，間隔が等しく張り渡されている。そして，各ロール１０，１１，１２の回転駆動により，ワイヤ１５は繰り出しリール１３から巻き取りリール１４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。
【００１５】
ロール１０，１１間の上方には，昇降機構２０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の磁性材料である。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，ロール１０，１１の間において互いに平行で等間隔に張り渡されたワイヤ１５に接触するようになっている。
【００１６】
また，ロール１０，１１間の上方には，ロール１０，１１の間において張り渡されたワイヤ１５の表面に向かって砥液Ｌを供給するノズル２１が配置されている。このノズル２１から吐き出した砥液Ｌをワイヤ１５に供給して，砥液Ｌ中に分散している砥粒をワイヤ１５に付着させる。そして，砥粒を付着させたワイヤ１５をワークＷに接触させて，リール１３，１４の回転駆動あるいは各ロール１０，１１，１２の回転駆動によってワイヤ１５を進退移動させることにより，ワークＷを一度に多数枚の板形状に切断する構成になっている。また，このようにワークＷを切断したことによりワイヤ１５の表面に付着した切粉を，ノズル２１から吐き出した砥液Ｌによって連続的に洗い流すようにしている。
【００１７】
ロール１０，１１，１２の下方には，ワイヤ１５の表面に付着した切粉を洗い流すことにより落下した砥液Ｌを受け取るためのドレインパン２５が配置されている。このドレインパン２５の底面最下部には回路２６が開口しており，ドレインパン２５によって受け取られた砥液Ｌは，この回路２６内を落下して，切粉と共に受け容器２７に回収されるようになっている。
【００１８】
この受け容器２７と前述のノズル２１の間には，ポンプＰを備えた循環回路２８が接続してある。そして，受け容器２７に回収された砥液Ｌは，ポンプＰの稼働によって，循環回路２８内を通って再びノズル２１に供給され，ワイヤ１５に向かって吐き出されるようになっている。
【００１９】
以上のように構成されるワイヤーソ１においてワークＷを切断すると，ワークＷの切断量に比例して受け容器２７に回収される砥液Ｌ中における切粉の含有量が増加していき，それに伴って砥液Ｌの粘度上昇等が生ずる。そして，粘度上昇に伴って切断精度の低下，循環回路２８やノズル２１の閉塞といった問題が生ずる。また，砥液Ｌの状態を一定に維持するためには，定期的に砥液Ｌを交換しなければならず，作業が繁雑となる。
【００２０】
そこで，受け容器２７において，回収された砥液中に混入した切粉を除去する切粉除去機構２を設けて，そのような問題の解決を図っている。図示の例の切粉除去機構２は，受け容器２７に回収された砥液Ｌの液面Ｌ’下に周面の一部が浸漬された状態で回転する浸漬マグネットローラ３０と，液面Ｌ’よりも上方において浸漬マグネットローラの３０の周面から切粉を除去する除去手段３１を備えている。除去手段３１は，砥液Ｌの液面Ｌ’よりも上方に配置された中間マグネットローラ３２及び最終マグネットローラ３３と，最終マグネットローラ３３の周面に付着した切粉を掻き取るためのスクレーパ３４とを備えた構成になっている。
【００２１】
図２，３は，拡大して示した切粉除去機構２の側面図と正面図である。切粉除去機構２の左右には，Ｔ字形状をしたフレーム３５，３６が所定の間隔を開けて対をなして配置されており，これらフレーム３５，３６の間には，下から順に，軸３７，３８，３９によって支持された浸漬マグネットローラ３０，中間マグネットローラ３２及び最終マグネットローラ３３が配置されている。フレーム３６の外側に突出する軸３７，３８，３９の端部にはプーリ４０，４１，４２がそれぞれ取り付けてあり，これらプーリ４０，４１，４２にベルト４３を掛け渡すことにより，浸漬マグネットローラ３０，中間マグネットローラ３２及び最終マグネットローラ３３が連動して回転するようになっている。なお，ベルト４３には，テンションローラ４５によって常に一定の張力が与えられている。
【００２２】
プーリ４０，４２はベルト４３の内周面と接触しているが，プーリ４１はベルト４３の外周面と接触している。従って，浸漬マグネットローラ３０と最終マグネットローラ３３は同じ方向に回転し，中間マグネットローラ３２は浸漬マグネットローラ３０と最終マグネットローラ３３に対して逆の方向に回転し，これにより，中間マグネットローラ３２と浸漬マグネットローラ３０が周面同士を接触させながら回転し，また，最終マグネットローラ３３と中間マグネットローラ３２が周面同士を接触させながら回転するように構成されている。
【００２３】
フレーム３５，３６の上方にはモータ５０が取り付けてあり，このモータ５０の駆動軸５１にはプーリ５２が取り付けてある。また，フレーム３５の外側に突出する軸３９の端部にはプーリ５３が取り付けてあり，これらプーリ５２，５３にベルト５４を掛け渡すことにより，モータ５０の動力が最終マグネットローラ３３に伝達され，更に，中間マグネットローラ３２及び浸漬マグネットローラ３０が連動して回転するようになっている。
【００２４】
これら浸漬マグネットローラ３０，中間マグネットローラ３２及び最終マグネットローラ３３はいずれも磁石を内蔵しており，ワークＷを切断することによって発生した切粉を各ローラ３０，３２，３３の表面に磁気吸着できるようになっている。また，中間マグネットローラ３２周面の磁気吸着力が浸漬マグネットローラ３０周面の磁気吸着力よりも強く，最終マグネットローラ３３周面の磁気吸着力が中間マグネットローラ３２周面の磁気吸着力よりも強くなるように構成されている。
【００２５】
さて，このワイヤソー１において，各ロール１０，１１，１２を回転駆動させ，ロール１０，１１の間に張り渡されたワイヤ１５を進退を繰り返しながら移動させる。また，ノズル２１から砥液Ｌを吐き出すことにより，砥粒をワイヤ１５に付着させる。そして，昇降機構２０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１５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。また，このようにワークＷを切断したことによりワイヤ１５の表面に付着した切粉は，ノズル２１から吐き出された砥液Ｌによって連続的に洗い流され，ドレインパン２５に落下した後，砥液Ｌと共に回路２６内を落下して受け容器２７に回収される。
【００２６】
一方，受け容器２７に設けられた切粉除去機構２において，モータ５０の動力によって浸漬マグネットローラ３０，中間マグネットローラ３２及び最終マグネットローラ３３を回転させる。こうして，浸漬マグネットローラ３０は，受け容器２７内の砥液Ｌの液面下に周面の一部を浸漬させた状態で回転を開始する。これにより，受け容器２７内の砥液Ｌ中に混入していた切粉は磁力によって吸い寄せられ，浸漬マグネットローラ３０の周面に付着していく。こうして浸漬マグネットローラ３０の周面に付着した切粉は，浸漬マグネットローラ３０の回転に伴って，砥液Ｌの液面Ｌ’よりも上方に送り出される。
【００２７】
そして，浸漬マグネットローラ３０の周面に付着した切粉は，砥液Ｌの液面Ｌ’よりも上方において，磁気吸着力の相違により，浸漬マグネットローラ３０周面から中間マグネットローラ３２周面へと受け渡される。この時，切粉と一緒に砥液Ｌ中の液分（オイル）も浸漬マグネットローラ３０の周面に付着して砥液Ｌの液面Ｌ’よりも上方に送り出されることになるが，浸漬マグネットローラ３０と中間マグネットローラ３２が周面同士を接触させた状態で回転していることにより，砥液Ｌ中の液分は浸漬マグネットローラ３０と中間マグネットローラ３２の間で絞られるような格好となり，液分は浸漬マグネットローラ３０の周面を流下して受け容器２７内へ再び流れ落ち，切粉だけが中間マグネットローラ３２周面へと受け渡される。こうして中間マグネットローラ３２周面に付着した切粉は，磁気吸着力の相違により，更に中間マグネットローラ３２周面から最終マグネットローラ３３周面へと受け渡されていく。こうして最終マグネットローラ３３周面に付着した切粉はスクレーパ３４によって掻き取られ，除去される。
【００２８】
このように，受け容器２７に設けられた切粉除去機構２により砥液Ｌ中に混入した切粉を連続的，もしくは間欠的（定期的な除去を含む）に除去する。こうして，ワークＷを切断することによって発生した切粉を発生相当量回収することにより，砥液Ｌの状態は一定となり，切断精度の変動を抑制できるようになる。また，回路２６，２８やノズル２１の閉塞も防止でき，掃除や砥液交換回数の大幅な削減が可能となる。
【００２９】
以上，本発明の好ましい実施の形態の一例を説明したが，本発明は他の実施の形態をとり得ることは勿論である。例えば，受け容器２７に砥液Ｌを流下させる回路２６の途中や，ノズル２１に砥液Ｌを供給する循環回路２８の途中に，図４に示すような多数のマグネット６０を内蔵したマグネット式フィルタ６１を設けても良い。そうすれば，回路２６や循環回路２８の途中において切粉を除去することが可能となる。なお，この場合，マグネットフィルタ６１は，定期的に掃除を行うと良い。
【００３０】
また，例えば図５に示すように，受け容器２７に砥液Ｌを流下させる回路２６の途中などに切粉除去機構６５を設けても良く，その他，図示はしないが，循環回路２８の途中などに切粉除去機構を設けても良い。この場合，切粉除去機構６５は，先に図２，３で説明した切粉除去機構２の他，マグネットセパレータや遠心分離器などを用いても良い。特に，切粉除去機構６５として遠心分離器を用いれば，切粉が磁性材料でなくとも比重差を利用して除去することが可能となる。
【００３１】
なお，図１では，３本のロール１０，１１，１２を備えたワイヤソー１を説明したが，必ずしも３本のロールを備えている必要はなく，ロールの本数は２本あるいは４本以上であっても良い。また，図１に示したワイヤソー１では，昇降機構２０はロール１０，１１の上方に位置しているが，必ずしも上方に位置している必要はなく，下方に位置する昇降機構が上昇することでワークを切断するように構成しても良い。また，ワークＷの形状は直方体形状に限らず，円筒形状やその他の任意の形状であっても良い。
【００３２】
また，図６に示すように，浸漬マグネットローラ３０，中間マグネットローラ３２及び最終マグネットローラ３３の各周面にＮ極とＳ極が交互に並ぶようにローラ周面内部に磁石を所定の間隔で配置し，浸漬マグネットローラ３０の周面と中間マグネットローラ３２の周面が吸着し合うと共に，最終マグネットローラ３３の周面と中間マグネットローラ３２の周面が吸着し合うように構成しても良い。この図６に示すように構成すれば，各ローラ周面同士の吸着によって回転動力を伝達できるので，これら浸漬マグネットローラ３０，中間マグネットローラ３２及び最終マグネットローラ３３の内のいずれか一つのローラを回転駆動すれば，他のローラも従動して回転するので，駆動機構を簡素化できるようになる。
【００３３】
また，図７に示すように，浸漬マグネットローラ３０と最終マグネットローラ３３の間に，複数の中間マグネットローラＸ１，Ｘ２，・・・Ｘｎ−２，Ｘｎ−１，Ｘｎを，周面同士を接触させながら並べて配置しても良い（ｎは２以上の整数）。この場合，各中間マグネットローラＸ１，Ｘ２，・・・Ｘｎ−２，Ｘｎ−１，Ｘｎの周面の磁気吸着力を異ならせ，最も磁気吸着力が弱い中間マグネットローラＸ１が浸漬マグネットローラ３０と周面同士を接触させながら回転し，最も磁気吸着力が強い中間マグネットローラＸｎが最終マグネットローラ３３と周面同士を接触させながら回転するように構成する。また，浸漬マグネットローラ３０と最終マグネットローラ３３の間において，中間マグネットローラＸ１，Ｘ２，・・・Ｘｎ−２，Ｘｎ−１，Ｘｎの順に周面の磁気吸着力が強くなっていくように配置する。但し，中間マグネットローラＸ１周面の磁気吸着力は浸漬マグネットローラ３０周面の磁気吸着力よりも強く，最終マグネットローラ３３周面の磁気吸着力が中間マグネットローラＸｎ周面の磁気吸着力よりも強くなるように構成する。
【００３４】
この図７に示すものによれば，浸漬マグネットローラ３０の周面に付着した切粉は，先ず，最も磁気吸着力が弱い中間マグネットローラＸ１周面へと受け渡されることとなる。そして，磁気吸着力の相違により，順次複数の中間マグネットローラＸ１，Ｘ２，・・・Ｘｎ−２，Ｘｎ−１，Ｘｎの順に切粉が受け渡され，更に，最も磁気吸着力が強い中間マグネットローラＸｎ周面から最終マグネットローラ３３周面へと受け渡されるようになる。
【００３５】
【実施例】
次に，図２，３で説明した本発明の実施の形態にかかる切粉除去機構を備えたワイヤソーを実際に製作してワークを切断し，切粉を除去した。この実施例における切断ワーク数と，切断寸法の関係を図８に示す。また，比較例として，切粉除去機構を備えていないワイヤソーでワークを切断した。この比較例における切断ワーク数と，切断寸法の関係を図９に示す。本発明の実施例では切断ワーク数が増えても切断寸法がほぼ一定であるのに対し，比較例では切断ワーク数の増加に伴って切断寸法も大きくなり，切断精度が低下した。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば，ワイヤソーの砥液中に混入する切粉を除去することにより，経時的な粘度上昇等を抑制でき，砥液の状態を一定に保つことが可能となる。そのため，ワークの切断精度が向上し，砥液供給配管やノズルなどの閉塞といった問題も防止できる。また，砥液の交換作業も大幅に軽減でき，作業者への負担も少なくなる。
【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の要部の拡大図である。
【図２】拡大して示した切粉除去機構の側面図である。
【図３】拡大して示した切粉除去機構の正面図である。
【図４】マグネット式フィルタの斜視図である。
【図５】回路の途中に切粉除去機構を設けた実施の形態の説明図である。
【図６】各ローラの周面にＮ極とＳ極が交互に並ぶように磁石を配置した実施の形態の説明図である。
【図７】浸漬マグネットローラと最終マグネットローラの間に複数の中間マグネットローラを配置した実施の形態の説明図である。
【図８】本発明の実施例における切断ワーク数と切断寸法の関係を示すグラフである。
【図９】比較例における切断ワーク数と切断寸法の関係を示すグラフである。
【符号の説明】
Ｌ    砥液
Ｗ    ワーク
１    ワイヤソー
２    切粉除去機構
１５  ワイヤ
２７  受け容器
３０  浸漬マグネットローラ
３１  除去手段
３２  中間マグネットローラ
３３  最終マグネットローラ
３４  スクレーパ
【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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