ワイヤソーの加工液循環装置
【課題】ワイヤソーにおいて、加工液に混ざった切削屑を除去し、切削屑の除去された加工液を再度ワイヤソーに供給する。
【解決手段】走行するワイヤ４１にワーク４４を押し当てて切断するワイヤソー２と、ワイヤソー２に加工液８を供給する供給槽６と、加工液８の回収槽５とを備えたワイヤソー２の加工液循環装置１であって、回収槽５は、回収された加工液８が供給される加工液貯留部１２と、加工液貯留部１２の一端に設けられた傾斜部１３と、回収槽５の幅方向両端に沿って周回可能な無端チェーン１８と、加工液貯留部１２の底面３５に沈降した切削屑２８を傾斜部１３上方へ掻き上げる複数のスクレーパー２３と、切削屑２８の排出口１１と、加工液貯留部１２の加工液８をオーバーフローさせて供給槽６に供給する加工液流出部７とから構成し、供給槽６は、回収槽５からオーバーフローする加工液８を貯留するとともにワイヤソー１に供給するように構成する。
【解決手段】走行するワイヤ４１にワーク４４を押し当てて切断するワイヤソー２と、ワイヤソー２に加工液８を供給する供給槽６と、加工液８の回収槽５とを備えたワイヤソー２の加工液循環装置１であって、回収槽５は、回収された加工液８が供給される加工液貯留部１２と、加工液貯留部１２の一端に設けられた傾斜部１３と、回収槽５の幅方向両端に沿って周回可能な無端チェーン１８と、加工液貯留部１２の底面３５に沈降した切削屑２８を傾斜部１３上方へ掻き上げる複数のスクレーパー２３と、切削屑２８の排出口１１と、加工液貯留部１２の加工液８をオーバーフローさせて供給槽６に供給する加工液流出部７とから構成し、供給槽６は、回収槽５からオーバーフローする加工液８を貯留するとともにワイヤソー１に供給するように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤソーに用いられるワイヤソーの加工液循環装置に関する。さらに詳しくは、固定砥粒ワイヤを用いたワイヤソーでサファイアやシリコン等のワークを切断する際に使用された加工液から切削屑を分離し、切削屑の除かれた加工液を再びワイヤソーの加工に供するワイヤソーの加工液循環装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数の溝ローラ間にワイヤを巻き回してワイヤ列を形成し、このワイヤを一方向走行または往復走行させて、前記ワイヤに加工液を供給しながら、サファイア、シリコン、セラミックス等のワークを前記ワイヤ列に押し当てて切断するワイヤソーが知られている。
【０００３】
前記ワイヤソーでは、加工液としてシリコンカーバイドやダイヤモンド等の砥粒を油性や水溶性の切削液に混合したスラリを切断部近傍に供給しながらワークを切断する遊離砥粒方式のワイヤソーと、ワイヤ表面にダイヤモンド等の砥粒が電着やレジン等で固定された固定砥粒ワイヤを用い、切断部近傍に水溶性の切削液や界面活性剤が添加された水等の加工液を供給しながらワークを切断する固定砥粒方式のワイヤソーが知られている。
【０００４】
前記遊離砥粒方式及び固定砥粒方式のワイヤソーでは、前記加工液がワーク切断部に供給されながらワークの切断が行われ、前記加工液はワイヤソーに設けられた回収タンクに回収されて、回収タンクから再度ワイヤソーに供給ポンプを通じて供給されるようになっている。
【０００５】
上記のように加工液は、ワイヤソーのワーク切断部と回収タンクとの間を循環するようになっているが、ワークの切断に供された加工液は、切断時に発生したワークの破片や切削屑が混入しており、この切削屑等が混入した加工液がワーク切断部に供給されると、ワークの切断部分に切削屑を噛み込んで加工精度が低下したり、溝ローラに切削屑が目詰まりしてワイヤが断線したりする場合がある。
【０００６】
前記遊離砥粒方式のワイヤソーでは、加工液に粒径の細かい砥粒を混ぜたスラリを用いているため、砥粒と同等またはそれよりも粒径が細かい切削屑を除去することは困難である。しかし、固定砥粒方式のワイヤソーでは、加工液に砥粒を混ぜていないため、例えば加工液を遠心分離機に通すことによって加工液から切削屑が除去されている（例えば特許文献１及び２）。
【０００７】
また、回収槽と供給槽との間にタンクを設け、前記回収槽とタンクとの間にフィルタを設けたり、凝集槽を設けて切削屑を凝集させて沈降した切削屑を除去したりすることも行われている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１４４２２９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５３６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記遠心分離機を用いる方法は、遠心分離機が比較的大型であるために、ワイヤソーが大型化する問題や、回収された加工液を遠心分離機に送り込むための比較的大容量のポンプが必要となりコストが増大する問題がある。
【００１０】
また、上記フィルタを用いる方法は、切削屑の粒径が細かいため切削屑を除去するために少なくともワイヤに固定されている砥粒の粒径よりも細かいフィルタ径のフィルタを用いねばならず、このフィルタに加工液を通すには、液圧が必要となるため大容量の供給ポンプが必要となりコストの増大や装置の大型化に繋がる問題がある。また、多量の切削屑でフィルタが目詰まりを起こして加工液流量が低減し、加工精度の低下や、ワイヤの冷却不足による断線が発生したりする問題がある。そこで、フィルタ径が大きいフィルタを用いると、切削屑がフィルタを通り抜けてワイヤに供給され、固定砥粒ワイヤの固定砥粒が目詰まりし、加工精度が低下する問題がある。
【００１１】
また、沈殿槽で切削屑を沈殿させて除去する方法は、沈殿槽の底部に切削屑が凝集して固着するために、この固着した切削屑を取り除くことが困難であり、清掃に時間を要する問題がある。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、簡素でコンパクトなワイヤソーの加工液循環装置を提供するとともに、新たに大容量の供給ポンプを必要とせず、コストが低減できるワイヤソーの加工液循環装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、固定砥粒ワイヤを複数の溝ローラ間に巻き回し、このワイヤを一方向走行または往復走行させて、前記溝ローラ間のワイヤにワークを押し当てて切断するようにしたワイヤソーと、前記ワイヤソーの溝ローラ間のワイヤに加工液を供給する供給槽と、前記加工液を回収する回収槽とを備えたワイヤソーの加工液循環装置であって、前記回収槽は、前記ワイヤソーから回収された加工液が供給される加工液貯留部と、前記加工液貯留部の一端に設けられ、上方に向けて傾斜した傾斜部と、
前記加工液貯留部から前記傾斜部に沿ってその幅方向両端に設けられ、前記加工液貯留部から前記傾斜部に沿って周回可能に設けられた無端チェーンと、前記両無端チェーン間に掛け渡され、前記加工液貯留部及び前記傾斜部の底面に摺接しながら両無端チェーンとともに周回移動することで、前記底面に沈降した切削屑を前記傾斜部の傾斜上がり端側へと掻き上げる複数のスクレーパーと、前記傾斜部の傾斜上がり端側の底面に設けられ、前記切削屑を排出する切削屑排出口と、前記加工液貯留部に溜まった加工液の上澄みをオーバーフローさせて前記供給槽に供給する加工液流出部とから構成し、前記供給槽は、前記回収槽からオーバーフローして流出する加工液を貯留するとともにワイヤソーに供給するように構成したワイヤソーの加工液循環装置である。
【００１４】
また、請求項２の発明は、前記回収槽と供給槽との間に中間槽を設け、前記中間槽で前記回収槽から供給される加工液から切削屑を沈降分離するようにし、この切削屑が分離された加工液を供給槽に供給するようにした構成を採用した請求項１に記載のワイヤソーの加工液循環装置である。
【００１５】
また、請求項３の発明は、前記傾斜部上端で、前記無端チェーンを下方に向けて折り返すように配置し、前記無端チェーンの周回に伴って前記スクレーパーの掻き上げ面が下方の排出口の方向を向くように周回させる構成を採用した請求項１または２のいずれかに記載のワイヤソーの加工液循環装置である。
【発明の効果】
【００１６】
ワイヤソーから回収された加工液から切削屑を沈降により分離させ、その分離された切削屑をスクレーパーでかき上げながら排出するとともに切削屑の除去された加工液をワイヤソーに供給するようにしたので、遠心分離機を設ける場合のように大容量のポンプが必要なく、装置が大型化することがない。また、従来から使用していた供給ポンプのみでワイヤソーへの加工液供給が行えるので、コストを増大させずに切削屑を除去できる。
【００１７】
また、加工液から切削屑が除去された状態でワイヤソーに供給されるので、固定砥粒ワイヤの固定砥粒が目詰まりすることなく加工精度が向上するとともにワイヤや溝ローラへの異物噛み込みによる断線が起こらない。
【００１８】
また、加工液から切削屑が除去された上澄み加工液をオーバーフローさせて供給槽に供給するようにしたので、従来のフィルタ式の切削屑除去のように回収槽からフィルタを介して供給槽に加工液を送る供給ポンプが不要となるのでコストを低減できる。
【００１９】
また、回収槽と供給槽との間に中間槽を設けても、新たに回収槽と中間槽、中間槽と供給槽間にポンプを設けずにオーバーフローによって加工液を移動させることができるのでコストが低減でき、さらに精度良く切削屑を除去することができる。
【００２０】
また、分離した切削屑から、サファイア、固定砥粒ワイヤから脱落したダイヤモンド等を再利用に供することができるので、特に有用な金属等を切断した場合にリサイクルすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】は、本発明の第一の実施形態に係る説明図である。
【図２】は、本発明のワイヤソーの加工液循環装置の第一の実施形態を表す平面図である。
【図３】は、図２のＡ−Ａ方向矢視断面図である。
【図４】は、図２の一部切欠きＢ−Ｂ方向矢視断面図である。
【図５】は、本発明の第二の実施形態に係る説明図である。
【図６】は、本発明のワイヤソーの加工液循環装置の第二の実施形態を表す平面図である。
【図７】は、本発明の第三の実施形態に係る説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図１乃至図７に基づいて説明する。
図１乃至図４は、本発明の第一の実施形態を表すものであり、図１は、本発明のワイヤソーの加工液循環装置の説明図、図２は、本発明のワイヤソーの加工液循環装置の平面図、図３は図１のＡ−Ａ方向から見た矢視断面図、図４は、図１のＢ−Ｂ方向から見た矢視断面図である。
【００２３】
図１のように、ワイヤソー２には、多数の溝が刻まれた複数の溝ローラ４０が設けられ、これら複数の溝ローラ４０間に電着や樹脂等によりダイヤモンドやアルミナ、ボロンなどの砥粒が固定されたワイヤ４１が巻き回されてワイヤ列が形成されている。このワイヤ４１は、図示しない供給側及び回収側リール間を、図示しない適宜の張力機構を経て、一方向走行または往復走行するようになっている。
【００２４】
また、前記ワイヤ列と対向するようにサファイア、シリコンカーバイド、シリコンなどのワーク４４が加工テーブル４３にセラミックスやカーボンなどのダミー部材を介して接着固定されている。この加工テーブル４３は、昇降モータ４５により、適宜の昇降機構を介して昇降動するようになっており、ワーク４４を前記ワイヤ列のワイヤ４１に押し付けていくようになっている。
【００２５】
また、前記ワイヤ列の近傍には加工液ノズル４２が設けられ、前記ワイヤ列のワイヤ４１に水（適宜、界面活性剤等の添加をしたもの）、水溶性切削液、油性切削液などの加工液８が供給されるようになっている。前記加工液８は、切断するワーク４４や、使用するワイヤ４１に応じて適宜選択することができる。また、前記加工液８は、供給槽６に貯留された加工液８が供給ポンプ３０で送出されることで供給されるようになっている。前記供給槽６内には、温調コイル３２が設けられ、温調機３３から適宜の冷却液を通じることで供給槽６内に貯留された加工液８を冷却するようになっている。
【００２６】
前記ワーク４４の切断部の下方には、加工液８を回収して集める加工液受け４６が設けられ、回収された加工液８は、加工液排出パイプ３を介してワイヤソー２から排出されるようになっている。前記加工液８は、ワイヤソー２から排出されて、ワイヤソー２に隣接して設けられた回収槽５の回収口１０に注ぎ込まれるようになっている。
【００２７】
次に図２乃至図４に基づいて、本発明のワイヤソーにおける加工液循環装置について説明する。
【００２８】
加工液循環装置１は、ワイヤソー２に隣接して設けられ、ワイヤソー２から排出される加工液８が注ぎ込まれる回収槽５と、この回収槽５で切削屑２８が除去された加工液８の上澄みをオーバーフローさせて流出させる加工液流出部７と、前記加工液流出部７から流出する加工液８を貯留するとともにワイヤソー２のワーク切断部に供給する供給槽６とから構成される。
【００２９】
前記回収槽５は、図３及び図４のように、矩形の筒体状に形成され、平坦に設けられた加工液貯留部１２と、この加工液貯留部１２の長手方向の一端に接続され、図３での左上がり傾斜状に形成された傾斜部１３と、加工液貯留部１２の傾斜部１３とは他端に隣接して設けられた加工液流出部７とから構成されている。
【００３０】
前記加工液貯留部１２は、その上方に開口部１０が設けられ、この開口部１０上にワイヤソー２の加工液排出パイプ３が位置しており、この加工液排出パイプ３から排出される加工液８が、前記加工液貯留部１２に注ぎ込まれるようになっている。
【００３１】
また、前記開口部１０の直下には、異物回収ネット１５がブラケットに支持して設けられ、加工液８に混入した比較的大きな異物（ワーク４４の破片等）を取り除くようになっている。この異物回収ネット１５は、加工するワーク４４に応じて適宜のメッシュ径のものを用いることができ、例えば０．５ｍｍ程度のものが使用できる。
【００３２】
また、前記加工液貯留部１２は、ワイヤソー２から回収された加工液８をその底面３５に貯留するようになっており、一定量以上の加工液８が注ぎ込まれると、前記加工液流出部７にオーバーフローして流出するようになっている。また、前記加工液貯留部１２は、後述するが、所定時間加工液８を貯留して加工液８に混入した切削屑２８を沈降させるようになっている。
【００３３】
また、前記加工液貯留部１２には、前記加工液流出部７の他端側に傾斜上がり状態で設けられた傾斜部１３が接続されている。この傾斜部１３の傾斜上がり端には、その幅方向に沿って軸１９が前記傾斜部１３の両側壁に軸支されている。前記軸１９の一端には、従動プーリ２６が接続され、この従動プーリ２６には、ベルト２９を介して駆動モータ１４の軸に接続された駆動プーリ２５が接続され、この駆動モータ１４を駆動することで軸１９が回動するようになっている。また、この軸１９の両端には、それぞれスプロケット２０が固定されており、前記駆動モータ１４により回動するようになっている。
【００３４】
また、前記加工液貯留部１２の加工液流出部７側の端には、幅方向に沿って軸１６が設けられ、前記加工液貯留部１２の両側壁に軸支されている。この軸１６の両端にはそれぞれスプロケット１７が設けられ、これら両スプロケット１７、１７と前記スプロケット２０、２０のそれぞれに無端チェーン１８が張設されている。
【００３５】
また、前記加工液貯留部１２及び傾斜部１３に沿った幅方向両端の上下に上側ガイドレール２１、２１と下側ガイドレール２２、２２が設けられており、前記上側及び下側ガイドレール２１、２２に沿って無端チェーン１８が周回するようになっている。前記下側ガイドレール２２，２２は、前記加工液貯留部１２及び傾斜部１３に沿った底面３５と一定の間隔を開けて設けられ、無端チェーン１８が前記底面と一定の間隔を開けて走行するようになっている。なお、前記無端チェーン１８は、これらのガイドレール２１、２２に沿ってスムーズに周回するようにチェーンの連結軸にローラが軸支されている。なお、前記無端チェーン１８及びスプロケット１７、２０は、適宜、シールして加工液８が侵入しないようにすることが好ましい。
【００３６】
前記両無端チェーン１８、１８間には、加工液貯留部１２の幅方向に沿って所定の間隔で複数のスクレーパー２３が設けられ、前記スクレーパー２３の両側端は、ブラケット２４を介して両無端チェーン１８、１８と固定されている。前記スクレーパー２３の先端部２３ａには、メッシュ状の凹凸またはブラシ等が設けられ、前記スクレーパー２３が回収槽５の底面３５を走行する際に、この底面３５と前記先端部２３ａが摺接し、加工液貯留部１２の底面に溜まった切削屑２８を傾斜部１３の上端側に向けて掻き上げるようになっている。前記無端チェーン１８は、図３の矢印のように時計方向に周回するようになっている。
【００３７】
前記傾斜部１３の傾斜上がり端側の底面３５には、切削屑排出部１１が設けられ、前記スクレーパー２３で掻き上げられる切削屑２８を排出するようになっている。この切削屑排出部１１の下方には、切削屑回収箱２７が設けられており、前記切削屑２８を回収するようになっている。
【００３８】
前記加工液流出部７は、図２のように供給槽６と連通しており、回収槽５からオーバーフローした加工液８がこの供給槽６に流入するようになっている。なお、この加工液流出部７と回収槽５との間には、一定の高さの堰板が設けられ、回収槽５に加工液８が所定時間滞留し、切削屑２８を沈降させるようになっているが、回収槽５で、なるべく多くの切削屑２８の沈降時間を確保するために、堰板に代えて自動で開閉するシャッターを設けたり、堰板を上下させる適宜な機構を設けてもよい。
【００３９】
前記供給槽６内には、加工液８を冷却する温調コイル３２が設けられ、この温調コイル３２は、温調機３３と接続されている。また、供給槽６には、供給ポンプ３０が設けられ、この供給ポンプ３０の加工液供給口３１には、加工液供給ホース４が接続されている。この加工液供給ホース４は、ワイヤソー２に接続され、供給槽６に貯留された加工液８をワイヤソー２のワーク切断部に供給するようになっている。なお、本実施形態においては、回収槽５で切削屑２８の沈降時間を確保するとともにワイヤソー２に十分な加工液８を供給するために供給槽６に貯留する加工液８の容量を十分に確保するようにしておくことが好ましい。
【００４０】
以上が、本発明の第一の実施形態に係るワイヤソーの加工液循環装置の構成であり、次に、図１に基づいて前記加工液循環装置の動作を説明する。
【００４１】
ワイヤソー２には、供給槽６から供給ポンプ３０によって清浄な加工液８が供給され、加工液ノズル４２から、ワーク切断部のワイヤ列に供給される。このとき、供給される加工液８の温度は、加工するワーク４４のサイズ、用いる加工液８の種類等によっても左右されるが、２５℃前後のものが供給される。ワイヤソー２では、固定砥粒ワイヤ４１が一方向走行または往復走行され、前記ワイヤ列にワーク４４が押し付けられて複数枚のウエハに切断される。
【００４２】
上記の切断に供した加工液８は、加工液受け４６に落下して集められ、加工液排出パイプ３から排出される。排出される加工液８は、供給槽６からの加工液８の流量やワーク４４の材質、サイズ等によって左右されるが、２５〜３０℃程度である。
【００４３】
前記排出された加工液８は、回収口１０を通じて、回収槽５に注がれ、異物回収ネット１５で比較的大きな異物が取り除かれた後、加工液貯留部１２に貯留されていく。所定の時間（任意に設定可）経過後、加工物８に混ざった切削屑２８が加工液貯留部１２の底面３５に沈降する。
【００４４】
次に、駆動モータ１４により、無端チェーン１８を図示矢印方向に駆動することで、スクレーパー２３の先端部２３ａが、加工液貯留部１２の底面３５に摺接しながら、傾斜部１３の上端に向けて周回し、切削屑２８を順次切削屑排出口１１に向けて掻き上げていく。このとき、スクレーパー２３で切削屑とともに掻き上げられた加工液８は、傾斜部１３の底面３５に沿って流れ落ち、切削屑２８のみが切削屑排出口１１から切削屑回収箱２７に排出される。前記スクレーパー２３は傾斜部１３のスプロケット２０で上方に向かって反転され、再び、加工液貯留部１２へ周回していく。なお、このスクレーパー２３の周回は、所定時間（任意に設定可）経過後、停止させる。前述の加工液８の沈降時間及びスクレーパー２３の動作時間は、加工するワーク４４の材質、大きさ等に応じて適宜設定すればよい。
【００４５】
前記加工液貯留部１２に貯留され、切削屑２８が除去された加工液８は、一定量加工液貯留部１２に溜まると、加工液流出部７へとオーバーフローし、流出した加工液８は、供給槽６に流入する。
【００４６】
前記供給槽６に貯留された加工液８は、温調機３３で冷却され、再び所定温度にされて供給ポンプ３０によりワイヤソー２へ供給される。この加工液８は、配管３４を通じてワイヤソー２の加工液ノズル４２からワーク切断部に供給される。上記の動作を繰返し行うことで、加工液８を回収槽５、供給槽６、ワイヤソー２との間で循環させながら、回収槽５で切削屑２８を除去し、清浄な加工液８をワイヤソー２に供給する。従って、新たに供給用ポンプを設けることなく、加工液８を清浄化でき、ワイヤソー２に循環して加工液８を供給することができる。
【００４７】
以上が、第一の実施形態に係るワイヤソーの加工液循環装置であり、次に第二の実施形態について、以下に説明する。
【００４８】
図５及び図６のように第二の実施形態においては、回収槽５と供給槽６との間に中間槽５０が設けられたものであり、その他については、第一の実施形態と同様であるので、同様の部分は説明を省略する。
【００４９】
回収槽５で切削屑２８が除去された加工液８は加工液貯留部１２からオーバーフローし、加工液流出部７を通じて中間槽５０に供給される。この加工液８から、回収槽５で完全に除去し切れなかった僅かな切削屑２８を前記中間槽５０で滞留している間に沈降させて分離させる。なお、この中間槽５０と供給槽６との間には、一定量の加工液８が溜まるとオーバーフローするように堰板が設けられているが、この堰板に代えて自動で開閉するシャッターや堰板を自動で上下させる適宜な機構を設ければ、中間槽５０での加工液８の滞留時間を確保でき、より切削屑２８を精度よく除去することができる。
【００５０】
この中間槽５０に貯留され、切削屑２８が沈降分離された加工液８は、中間槽５０に一定量溜まるとオーバーフローし、加工液流出部５１を通じてその上澄みが供給槽６に供給される。従って、供給槽６に一つだけの供給ポンプ３０を設けるだけで、加工液８を清浄化できる。
【００５１】
なお、このように中間槽５０を設けると加工液８をより一層清浄化できるとともに供給槽６内の加工液量を安定化できるので、ワイヤソー２への加工液を安定に供給できる。また、加工液８の冷却も併せて中間槽５０で滞留している間に自然に行えるので、より清浄で温度も安定した加工液８をワイヤソー２に供給でき、ワーク４４の加工精度が向上する。なお、必要により中間槽５０に温調コイル３２を設けて、冷却するようにしてもよい。
【００５２】
また、本実施形態では中間槽５０から供給槽６にオーバーフローによって加工液８を供給するようにしたが、これに代え、中間槽５０に供給ポンプを設け、この供給ポンプで送出される加工液８をフィルタで濾過してから供給槽６に供給するようにしてもよい。このようにすることで供給ポンプのコストは増大するが、より精度良く加工液８を清浄化でき、大半の切削屑２８を除いてからの加工液８をフィルタで濾過するのでフィルタの目詰まりも起こらない。
【００５３】
また、ワイヤソー２のベアリング部分等に加工液８や切削屑２８が侵入しないようオイルミストを噴射させている場合があり、このオイルが加工液８中に混入する場合がある。加工液８に水や水溶性の切削液を用いた場合は、このオイルが加工液８と混ざって、加工液８が劣化したりするので、中間槽５０と供給槽６との間にオイル分を吸着するフィルタ等を設ければ、加工液８の不純物が除去でき、加工液８の劣化を防止できる。
【００５４】
以上が、第二の実施形態であり、次に第三の実施形態について以下に説明する。第三の実施形態についても、第一及び第二の実施形態と同様の部分については説明を省略する。
【００５５】
図７のように、第三の実施形態においては、切削屑２８を排出する切削屑排出口１１付近でスクレーパー２３の切削屑２８を掻き上げる面が下方に向くようにし、より切削屑２８が排出され易いように構成してある。これは、ワイヤソー２の加工液８から沈降分離される切削屑２８は、粒径が細かく、加工液８を含有してヘドロ状になっているので、掻き上げだけでは、スクレーパー２３に付着した切削屑２８を除去し難いためである。
【００５６】
前記傾斜部１３の傾斜上がり端側に設けられたスプロケット２０の下方にスプロケット５２が設けられ、その下方にスプロケット５３が設けられている。前記傾斜部１３の下方側を周回してきた無端チェーン１８は、前記スプロケット５２によって、鉛直下方に折り返される。前記折り返された無端チェーン１８は、さらにスプロケット５３によってスプロケット２０に向けて上方に折り返される。
【００５７】
上記のようにすることで、スクレーパー２３は、傾斜部１３の底面３５側を周回する際に、切削屑２８を掻き上げて切削屑排出口１１から切削屑２８を排出し、さらにスクレーパー２３に付着して残った切削屑２８をスクレーパー２３の切削屑２８の掻き上げ面側を下方に向けて反転させることで、スクレーパー２３に残った切削屑２８を完全に切削屑回収箱２７に落下させることができる。なお、スクレーパー２３の掻き上げ面側が下方を向いた際にスクレーパー２３を振動させるようにしたり、スクレーパー２３に衝撃を与えて、切削屑２８の落下を促進させるようにしてもよい。
【００５８】
その他の部分は、第一及び第二の実施形態と同様であるので説明を省略する。
以上が、本発明のワイヤソーの加工液循環装置の実施形態であるが、本発明は、これに限定されず、本発明の範囲内で各種の変更が可能である。例えば、無端チェーンに代えて各種のベルトを用いたり、中間槽５０に必要により温調機を設けたりすることができる。また、本発明の実施形態では、回収槽５のスクレーパー２３を間欠駆動するようにしたが、連続で駆動するようにしてもよい。また、スクレーパー２３の設置個数や形状は適宜変更できる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 加工液循環装置
２ ワイヤソー
３ 加工液排出パイプ
４ 加工液供給ホース
５ 回収槽
６ 供給槽
７ 加工液流出部
８ 加工液
９ 液面
１０ 回収口
１１ 切削屑排出口
１２ 加工液貯留部
１３ 傾斜部
１４ 駆動モータ
１５ 異物回収ネット
１６ 軸
１７ スプロケット
１８ チェーン
１９ 軸
２０ スプロケット
２１ 上側ガイドレール
２２ 下側ガイドレール
２３ スクレーパー
２３ａ 先端部
２４ ブラケット
２５ 駆動プーリ
２６ 従動プーリ
２７ 切削屑回収箱
２８ 切削屑
２９ ベルト
３０ 供給ポンプ
３１ 加工液供給口
３２ 温調コイル
３３ 温調機
３４ 配管
３５ 底面
４０ ワークローラ
４１ 固定砥粒ワイヤ
４２ 加工液ノズル
４３ 加工テーブル
４４ ワーク
４５ 昇降モータ
４６ 加工液受け
５０ 中間槽
５１ 加工液流出部
５２ スプロケット
５３ スプロケット
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤソーに用いられるワイヤソーの加工液循環装置に関する。さらに詳しくは、固定砥粒ワイヤを用いたワイヤソーでサファイアやシリコン等のワークを切断する際に使用された加工液から切削屑を分離し、切削屑の除かれた加工液を再びワイヤソーの加工に供するワイヤソーの加工液循環装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数の溝ローラ間にワイヤを巻き回してワイヤ列を形成し、このワイヤを一方向走行または往復走行させて、前記ワイヤに加工液を供給しながら、サファイア、シリコン、セラミックス等のワークを前記ワイヤ列に押し当てて切断するワイヤソーが知られている。
【０００３】
前記ワイヤソーでは、加工液としてシリコンカーバイドやダイヤモンド等の砥粒を油性や水溶性の切削液に混合したスラリを切断部近傍に供給しながらワークを切断する遊離砥粒方式のワイヤソーと、ワイヤ表面にダイヤモンド等の砥粒が電着やレジン等で固定された固定砥粒ワイヤを用い、切断部近傍に水溶性の切削液や界面活性剤が添加された水等の加工液を供給しながらワークを切断する固定砥粒方式のワイヤソーが知られている。
【０００４】
前記遊離砥粒方式及び固定砥粒方式のワイヤソーでは、前記加工液がワーク切断部に供給されながらワークの切断が行われ、前記加工液はワイヤソーに設けられた回収タンクに回収されて、回収タンクから再度ワイヤソーに供給ポンプを通じて供給されるようになっている。
【０００５】
上記のように加工液は、ワイヤソーのワーク切断部と回収タンクとの間を循環するようになっているが、ワークの切断に供された加工液は、切断時に発生したワークの破片や切削屑が混入しており、この切削屑等が混入した加工液がワーク切断部に供給されると、ワークの切断部分に切削屑を噛み込んで加工精度が低下したり、溝ローラに切削屑が目詰まりしてワイヤが断線したりする場合がある。
【０００６】
前記遊離砥粒方式のワイヤソーでは、加工液に粒径の細かい砥粒を混ぜたスラリを用いているため、砥粒と同等またはそれよりも粒径が細かい切削屑を除去することは困難である。しかし、固定砥粒方式のワイヤソーでは、加工液に砥粒を混ぜていないため、例えば加工液を遠心分離機に通すことによって加工液から切削屑が除去されている（例えば特許文献１及び２）。
【０００７】
また、回収槽と供給槽との間にタンクを設け、前記回収槽とタンクとの間にフィルタを設けたり、凝集槽を設けて切削屑を凝集させて沈降した切削屑を除去したりすることも行われている（例えば特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１４４２２９号公報
【特許文献２】特開２０１０−２５３６２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上記遠心分離機を用いる方法は、遠心分離機が比較的大型であるために、ワイヤソーが大型化する問題や、回収された加工液を遠心分離機に送り込むための比較的大容量のポンプが必要となりコストが増大する問題がある。
【００１０】
また、上記フィルタを用いる方法は、切削屑の粒径が細かいため切削屑を除去するために少なくともワイヤに固定されている砥粒の粒径よりも細かいフィルタ径のフィルタを用いねばならず、このフィルタに加工液を通すには、液圧が必要となるため大容量の供給ポンプが必要となりコストの増大や装置の大型化に繋がる問題がある。また、多量の切削屑でフィルタが目詰まりを起こして加工液流量が低減し、加工精度の低下や、ワイヤの冷却不足による断線が発生したりする問題がある。そこで、フィルタ径が大きいフィルタを用いると、切削屑がフィルタを通り抜けてワイヤに供給され、固定砥粒ワイヤの固定砥粒が目詰まりし、加工精度が低下する問題がある。
【００１１】
また、沈殿槽で切削屑を沈殿させて除去する方法は、沈殿槽の底部に切削屑が凝集して固着するために、この固着した切削屑を取り除くことが困難であり、清掃に時間を要する問題がある。
【００１２】
そこで、本発明の目的は、簡素でコンパクトなワイヤソーの加工液循環装置を提供するとともに、新たに大容量の供給ポンプを必要とせず、コストが低減できるワイヤソーの加工液循環装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために請求項１の発明は、固定砥粒ワイヤを複数の溝ローラ間に巻き回し、このワイヤを一方向走行または往復走行させて、前記溝ローラ間のワイヤにワークを押し当てて切断するようにしたワイヤソーと、前記ワイヤソーの溝ローラ間のワイヤに加工液を供給する供給槽と、前記加工液を回収する回収槽とを備えたワイヤソーの加工液循環装置であって、前記回収槽は、前記ワイヤソーから回収された加工液が供給される加工液貯留部と、前記加工液貯留部の一端に設けられ、上方に向けて傾斜した傾斜部と、
前記加工液貯留部から前記傾斜部に沿ってその幅方向両端に設けられ、前記加工液貯留部から前記傾斜部に沿って周回可能に設けられた無端チェーンと、前記両無端チェーン間に掛け渡され、前記加工液貯留部及び前記傾斜部の底面に摺接しながら両無端チェーンとともに周回移動することで、前記底面に沈降した切削屑を前記傾斜部の傾斜上がり端側へと掻き上げる複数のスクレーパーと、前記傾斜部の傾斜上がり端側の底面に設けられ、前記切削屑を排出する切削屑排出口と、前記加工液貯留部に溜まった加工液の上澄みをオーバーフローさせて前記供給槽に供給する加工液流出部とから構成し、前記供給槽は、前記回収槽からオーバーフローして流出する加工液を貯留するとともにワイヤソーに供給するように構成したワイヤソーの加工液循環装置である。
【００１４】
また、請求項２の発明は、前記回収槽と供給槽との間に中間槽を設け、前記中間槽で前記回収槽から供給される加工液から切削屑を沈降分離するようにし、この切削屑が分離された加工液を供給槽に供給するようにした構成を採用した請求項１に記載のワイヤソーの加工液循環装置である。
【００１５】
また、請求項３の発明は、前記傾斜部上端で、前記無端チェーンを下方に向けて折り返すように配置し、前記無端チェーンの周回に伴って前記スクレーパーの掻き上げ面が下方の排出口の方向を向くように周回させる構成を採用した請求項１または２のいずれかに記載のワイヤソーの加工液循環装置である。
【発明の効果】
【００１６】
ワイヤソーから回収された加工液から切削屑を沈降により分離させ、その分離された切削屑をスクレーパーでかき上げながら排出するとともに切削屑の除去された加工液をワイヤソーに供給するようにしたので、遠心分離機を設ける場合のように大容量のポンプが必要なく、装置が大型化することがない。また、従来から使用していた供給ポンプのみでワイヤソーへの加工液供給が行えるので、コストを増大させずに切削屑を除去できる。
【００１７】
また、加工液から切削屑が除去された状態でワイヤソーに供給されるので、固定砥粒ワイヤの固定砥粒が目詰まりすることなく加工精度が向上するとともにワイヤや溝ローラへの異物噛み込みによる断線が起こらない。
【００１８】
また、加工液から切削屑が除去された上澄み加工液をオーバーフローさせて供給槽に供給するようにしたので、従来のフィルタ式の切削屑除去のように回収槽からフィルタを介して供給槽に加工液を送る供給ポンプが不要となるのでコストを低減できる。
【００１９】
また、回収槽と供給槽との間に中間槽を設けても、新たに回収槽と中間槽、中間槽と供給槽間にポンプを設けずにオーバーフローによって加工液を移動させることができるのでコストが低減でき、さらに精度良く切削屑を除去することができる。
【００２０】
また、分離した切削屑から、サファイア、固定砥粒ワイヤから脱落したダイヤモンド等を再利用に供することができるので、特に有用な金属等を切断した場合にリサイクルすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】は、本発明の第一の実施形態に係る説明図である。
【図２】は、本発明のワイヤソーの加工液循環装置の第一の実施形態を表す平面図である。
【図３】は、図２のＡ−Ａ方向矢視断面図である。
【図４】は、図２の一部切欠きＢ−Ｂ方向矢視断面図である。
【図５】は、本発明の第二の実施形態に係る説明図である。
【図６】は、本発明のワイヤソーの加工液循環装置の第二の実施形態を表す平面図である。
【図７】は、本発明の第三の実施形態に係る説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図１乃至図７に基づいて説明する。
図１乃至図４は、本発明の第一の実施形態を表すものであり、図１は、本発明のワイヤソーの加工液循環装置の説明図、図２は、本発明のワイヤソーの加工液循環装置の平面図、図３は図１のＡ−Ａ方向から見た矢視断面図、図４は、図１のＢ−Ｂ方向から見た矢視断面図である。
【００２３】
図１のように、ワイヤソー２には、多数の溝が刻まれた複数の溝ローラ４０が設けられ、これら複数の溝ローラ４０間に電着や樹脂等によりダイヤモンドやアルミナ、ボロンなどの砥粒が固定されたワイヤ４１が巻き回されてワイヤ列が形成されている。このワイヤ４１は、図示しない供給側及び回収側リール間を、図示しない適宜の張力機構を経て、一方向走行または往復走行するようになっている。
【００２４】
また、前記ワイヤ列と対向するようにサファイア、シリコンカーバイド、シリコンなどのワーク４４が加工テーブル４３にセラミックスやカーボンなどのダミー部材を介して接着固定されている。この加工テーブル４３は、昇降モータ４５により、適宜の昇降機構を介して昇降動するようになっており、ワーク４４を前記ワイヤ列のワイヤ４１に押し付けていくようになっている。
【００２５】
また、前記ワイヤ列の近傍には加工液ノズル４２が設けられ、前記ワイヤ列のワイヤ４１に水（適宜、界面活性剤等の添加をしたもの）、水溶性切削液、油性切削液などの加工液８が供給されるようになっている。前記加工液８は、切断するワーク４４や、使用するワイヤ４１に応じて適宜選択することができる。また、前記加工液８は、供給槽６に貯留された加工液８が供給ポンプ３０で送出されることで供給されるようになっている。前記供給槽６内には、温調コイル３２が設けられ、温調機３３から適宜の冷却液を通じることで供給槽６内に貯留された加工液８を冷却するようになっている。
【００２６】
前記ワーク４４の切断部の下方には、加工液８を回収して集める加工液受け４６が設けられ、回収された加工液８は、加工液排出パイプ３を介してワイヤソー２から排出されるようになっている。前記加工液８は、ワイヤソー２から排出されて、ワイヤソー２に隣接して設けられた回収槽５の回収口１０に注ぎ込まれるようになっている。
【００２７】
次に図２乃至図４に基づいて、本発明のワイヤソーにおける加工液循環装置について説明する。
【００２８】
加工液循環装置１は、ワイヤソー２に隣接して設けられ、ワイヤソー２から排出される加工液８が注ぎ込まれる回収槽５と、この回収槽５で切削屑２８が除去された加工液８の上澄みをオーバーフローさせて流出させる加工液流出部７と、前記加工液流出部７から流出する加工液８を貯留するとともにワイヤソー２のワーク切断部に供給する供給槽６とから構成される。
【００２９】
前記回収槽５は、図３及び図４のように、矩形の筒体状に形成され、平坦に設けられた加工液貯留部１２と、この加工液貯留部１２の長手方向の一端に接続され、図３での左上がり傾斜状に形成された傾斜部１３と、加工液貯留部１２の傾斜部１３とは他端に隣接して設けられた加工液流出部７とから構成されている。
【００３０】
前記加工液貯留部１２は、その上方に開口部１０が設けられ、この開口部１０上にワイヤソー２の加工液排出パイプ３が位置しており、この加工液排出パイプ３から排出される加工液８が、前記加工液貯留部１２に注ぎ込まれるようになっている。
【００３１】
また、前記開口部１０の直下には、異物回収ネット１５がブラケットに支持して設けられ、加工液８に混入した比較的大きな異物（ワーク４４の破片等）を取り除くようになっている。この異物回収ネット１５は、加工するワーク４４に応じて適宜のメッシュ径のものを用いることができ、例えば０．５ｍｍ程度のものが使用できる。
【００３２】
また、前記加工液貯留部１２は、ワイヤソー２から回収された加工液８をその底面３５に貯留するようになっており、一定量以上の加工液８が注ぎ込まれると、前記加工液流出部７にオーバーフローして流出するようになっている。また、前記加工液貯留部１２は、後述するが、所定時間加工液８を貯留して加工液８に混入した切削屑２８を沈降させるようになっている。
【００３３】
また、前記加工液貯留部１２には、前記加工液流出部７の他端側に傾斜上がり状態で設けられた傾斜部１３が接続されている。この傾斜部１３の傾斜上がり端には、その幅方向に沿って軸１９が前記傾斜部１３の両側壁に軸支されている。前記軸１９の一端には、従動プーリ２６が接続され、この従動プーリ２６には、ベルト２９を介して駆動モータ１４の軸に接続された駆動プーリ２５が接続され、この駆動モータ１４を駆動することで軸１９が回動するようになっている。また、この軸１９の両端には、それぞれスプロケット２０が固定されており、前記駆動モータ１４により回動するようになっている。
【００３４】
また、前記加工液貯留部１２の加工液流出部７側の端には、幅方向に沿って軸１６が設けられ、前記加工液貯留部１２の両側壁に軸支されている。この軸１６の両端にはそれぞれスプロケット１７が設けられ、これら両スプロケット１７、１７と前記スプロケット２０、２０のそれぞれに無端チェーン１８が張設されている。
【００３５】
また、前記加工液貯留部１２及び傾斜部１３に沿った幅方向両端の上下に上側ガイドレール２１、２１と下側ガイドレール２２、２２が設けられており、前記上側及び下側ガイドレール２１、２２に沿って無端チェーン１８が周回するようになっている。前記下側ガイドレール２２，２２は、前記加工液貯留部１２及び傾斜部１３に沿った底面３５と一定の間隔を開けて設けられ、無端チェーン１８が前記底面と一定の間隔を開けて走行するようになっている。なお、前記無端チェーン１８は、これらのガイドレール２１、２２に沿ってスムーズに周回するようにチェーンの連結軸にローラが軸支されている。なお、前記無端チェーン１８及びスプロケット１７、２０は、適宜、シールして加工液８が侵入しないようにすることが好ましい。
【００３６】
前記両無端チェーン１８、１８間には、加工液貯留部１２の幅方向に沿って所定の間隔で複数のスクレーパー２３が設けられ、前記スクレーパー２３の両側端は、ブラケット２４を介して両無端チェーン１８、１８と固定されている。前記スクレーパー２３の先端部２３ａには、メッシュ状の凹凸またはブラシ等が設けられ、前記スクレーパー２３が回収槽５の底面３５を走行する際に、この底面３５と前記先端部２３ａが摺接し、加工液貯留部１２の底面に溜まった切削屑２８を傾斜部１３の上端側に向けて掻き上げるようになっている。前記無端チェーン１８は、図３の矢印のように時計方向に周回するようになっている。
【００３７】
前記傾斜部１３の傾斜上がり端側の底面３５には、切削屑排出部１１が設けられ、前記スクレーパー２３で掻き上げられる切削屑２８を排出するようになっている。この切削屑排出部１１の下方には、切削屑回収箱２７が設けられており、前記切削屑２８を回収するようになっている。
【００３８】
前記加工液流出部７は、図２のように供給槽６と連通しており、回収槽５からオーバーフローした加工液８がこの供給槽６に流入するようになっている。なお、この加工液流出部７と回収槽５との間には、一定の高さの堰板が設けられ、回収槽５に加工液８が所定時間滞留し、切削屑２８を沈降させるようになっているが、回収槽５で、なるべく多くの切削屑２８の沈降時間を確保するために、堰板に代えて自動で開閉するシャッターを設けたり、堰板を上下させる適宜な機構を設けてもよい。
【００３９】
前記供給槽６内には、加工液８を冷却する温調コイル３２が設けられ、この温調コイル３２は、温調機３３と接続されている。また、供給槽６には、供給ポンプ３０が設けられ、この供給ポンプ３０の加工液供給口３１には、加工液供給ホース４が接続されている。この加工液供給ホース４は、ワイヤソー２に接続され、供給槽６に貯留された加工液８をワイヤソー２のワーク切断部に供給するようになっている。なお、本実施形態においては、回収槽５で切削屑２８の沈降時間を確保するとともにワイヤソー２に十分な加工液８を供給するために供給槽６に貯留する加工液８の容量を十分に確保するようにしておくことが好ましい。
【００４０】
以上が、本発明の第一の実施形態に係るワイヤソーの加工液循環装置の構成であり、次に、図１に基づいて前記加工液循環装置の動作を説明する。
【００４１】
ワイヤソー２には、供給槽６から供給ポンプ３０によって清浄な加工液８が供給され、加工液ノズル４２から、ワーク切断部のワイヤ列に供給される。このとき、供給される加工液８の温度は、加工するワーク４４のサイズ、用いる加工液８の種類等によっても左右されるが、２５℃前後のものが供給される。ワイヤソー２では、固定砥粒ワイヤ４１が一方向走行または往復走行され、前記ワイヤ列にワーク４４が押し付けられて複数枚のウエハに切断される。
【００４２】
上記の切断に供した加工液８は、加工液受け４６に落下して集められ、加工液排出パイプ３から排出される。排出される加工液８は、供給槽６からの加工液８の流量やワーク４４の材質、サイズ等によって左右されるが、２５〜３０℃程度である。
【００４３】
前記排出された加工液８は、回収口１０を通じて、回収槽５に注がれ、異物回収ネット１５で比較的大きな異物が取り除かれた後、加工液貯留部１２に貯留されていく。所定の時間（任意に設定可）経過後、加工物８に混ざった切削屑２８が加工液貯留部１２の底面３５に沈降する。
【００４４】
次に、駆動モータ１４により、無端チェーン１８を図示矢印方向に駆動することで、スクレーパー２３の先端部２３ａが、加工液貯留部１２の底面３５に摺接しながら、傾斜部１３の上端に向けて周回し、切削屑２８を順次切削屑排出口１１に向けて掻き上げていく。このとき、スクレーパー２３で切削屑とともに掻き上げられた加工液８は、傾斜部１３の底面３５に沿って流れ落ち、切削屑２８のみが切削屑排出口１１から切削屑回収箱２７に排出される。前記スクレーパー２３は傾斜部１３のスプロケット２０で上方に向かって反転され、再び、加工液貯留部１２へ周回していく。なお、このスクレーパー２３の周回は、所定時間（任意に設定可）経過後、停止させる。前述の加工液８の沈降時間及びスクレーパー２３の動作時間は、加工するワーク４４の材質、大きさ等に応じて適宜設定すればよい。
【００４５】
前記加工液貯留部１２に貯留され、切削屑２８が除去された加工液８は、一定量加工液貯留部１２に溜まると、加工液流出部７へとオーバーフローし、流出した加工液８は、供給槽６に流入する。
【００４６】
前記供給槽６に貯留された加工液８は、温調機３３で冷却され、再び所定温度にされて供給ポンプ３０によりワイヤソー２へ供給される。この加工液８は、配管３４を通じてワイヤソー２の加工液ノズル４２からワーク切断部に供給される。上記の動作を繰返し行うことで、加工液８を回収槽５、供給槽６、ワイヤソー２との間で循環させながら、回収槽５で切削屑２８を除去し、清浄な加工液８をワイヤソー２に供給する。従って、新たに供給用ポンプを設けることなく、加工液８を清浄化でき、ワイヤソー２に循環して加工液８を供給することができる。
【００４７】
以上が、第一の実施形態に係るワイヤソーの加工液循環装置であり、次に第二の実施形態について、以下に説明する。
【００４８】
図５及び図６のように第二の実施形態においては、回収槽５と供給槽６との間に中間槽５０が設けられたものであり、その他については、第一の実施形態と同様であるので、同様の部分は説明を省略する。
【００４９】
回収槽５で切削屑２８が除去された加工液８は加工液貯留部１２からオーバーフローし、加工液流出部７を通じて中間槽５０に供給される。この加工液８から、回収槽５で完全に除去し切れなかった僅かな切削屑２８を前記中間槽５０で滞留している間に沈降させて分離させる。なお、この中間槽５０と供給槽６との間には、一定量の加工液８が溜まるとオーバーフローするように堰板が設けられているが、この堰板に代えて自動で開閉するシャッターや堰板を自動で上下させる適宜な機構を設ければ、中間槽５０での加工液８の滞留時間を確保でき、より切削屑２８を精度よく除去することができる。
【００５０】
この中間槽５０に貯留され、切削屑２８が沈降分離された加工液８は、中間槽５０に一定量溜まるとオーバーフローし、加工液流出部５１を通じてその上澄みが供給槽６に供給される。従って、供給槽６に一つだけの供給ポンプ３０を設けるだけで、加工液８を清浄化できる。
【００５１】
なお、このように中間槽５０を設けると加工液８をより一層清浄化できるとともに供給槽６内の加工液量を安定化できるので、ワイヤソー２への加工液を安定に供給できる。また、加工液８の冷却も併せて中間槽５０で滞留している間に自然に行えるので、より清浄で温度も安定した加工液８をワイヤソー２に供給でき、ワーク４４の加工精度が向上する。なお、必要により中間槽５０に温調コイル３２を設けて、冷却するようにしてもよい。
【００５２】
また、本実施形態では中間槽５０から供給槽６にオーバーフローによって加工液８を供給するようにしたが、これに代え、中間槽５０に供給ポンプを設け、この供給ポンプで送出される加工液８をフィルタで濾過してから供給槽６に供給するようにしてもよい。このようにすることで供給ポンプのコストは増大するが、より精度良く加工液８を清浄化でき、大半の切削屑２８を除いてからの加工液８をフィルタで濾過するのでフィルタの目詰まりも起こらない。
【００５３】
また、ワイヤソー２のベアリング部分等に加工液８や切削屑２８が侵入しないようオイルミストを噴射させている場合があり、このオイルが加工液８中に混入する場合がある。加工液８に水や水溶性の切削液を用いた場合は、このオイルが加工液８と混ざって、加工液８が劣化したりするので、中間槽５０と供給槽６との間にオイル分を吸着するフィルタ等を設ければ、加工液８の不純物が除去でき、加工液８の劣化を防止できる。
【００５４】
以上が、第二の実施形態であり、次に第三の実施形態について以下に説明する。第三の実施形態についても、第一及び第二の実施形態と同様の部分については説明を省略する。
【００５５】
図７のように、第三の実施形態においては、切削屑２８を排出する切削屑排出口１１付近でスクレーパー２３の切削屑２８を掻き上げる面が下方に向くようにし、より切削屑２８が排出され易いように構成してある。これは、ワイヤソー２の加工液８から沈降分離される切削屑２８は、粒径が細かく、加工液８を含有してヘドロ状になっているので、掻き上げだけでは、スクレーパー２３に付着した切削屑２８を除去し難いためである。
【００５６】
前記傾斜部１３の傾斜上がり端側に設けられたスプロケット２０の下方にスプロケット５２が設けられ、その下方にスプロケット５３が設けられている。前記傾斜部１３の下方側を周回してきた無端チェーン１８は、前記スプロケット５２によって、鉛直下方に折り返される。前記折り返された無端チェーン１８は、さらにスプロケット５３によってスプロケット２０に向けて上方に折り返される。
【００５７】
上記のようにすることで、スクレーパー２３は、傾斜部１３の底面３５側を周回する際に、切削屑２８を掻き上げて切削屑排出口１１から切削屑２８を排出し、さらにスクレーパー２３に付着して残った切削屑２８をスクレーパー２３の切削屑２８の掻き上げ面側を下方に向けて反転させることで、スクレーパー２３に残った切削屑２８を完全に切削屑回収箱２７に落下させることができる。なお、スクレーパー２３の掻き上げ面側が下方を向いた際にスクレーパー２３を振動させるようにしたり、スクレーパー２３に衝撃を与えて、切削屑２８の落下を促進させるようにしてもよい。
【００５８】
その他の部分は、第一及び第二の実施形態と同様であるので説明を省略する。
以上が、本発明のワイヤソーの加工液循環装置の実施形態であるが、本発明は、これに限定されず、本発明の範囲内で各種の変更が可能である。例えば、無端チェーンに代えて各種のベルトを用いたり、中間槽５０に必要により温調機を設けたりすることができる。また、本発明の実施形態では、回収槽５のスクレーパー２３を間欠駆動するようにしたが、連続で駆動するようにしてもよい。また、スクレーパー２３の設置個数や形状は適宜変更できる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 加工液循環装置
２ ワイヤソー
３ 加工液排出パイプ
４ 加工液供給ホース
５ 回収槽
６ 供給槽
７ 加工液流出部
８ 加工液
９ 液面
１０ 回収口
１１ 切削屑排出口
１２ 加工液貯留部
１３ 傾斜部
１４ 駆動モータ
１５ 異物回収ネット
１６ 軸
１７ スプロケット
１８ チェーン
１９ 軸
２０ スプロケット
２１ 上側ガイドレール
２２ 下側ガイドレール
２３ スクレーパー
２３ａ 先端部
２４ ブラケット
２５ 駆動プーリ
２６ 従動プーリ
２７ 切削屑回収箱
２８ 切削屑
２９ ベルト
３０ 供給ポンプ
３１ 加工液供給口
３２ 温調コイル
３３ 温調機
３４ 配管
３５ 底面
４０ ワークローラ
４１ 固定砥粒ワイヤ
４２ 加工液ノズル
４３ 加工テーブル
４４ ワーク
４５ 昇降モータ
４６ 加工液受け
５０ 中間槽
５１ 加工液流出部
５２ スプロケット
５３ スプロケット
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定砥粒ワイヤを複数の溝ローラ間に巻き回し、このワイヤを一方向走行または往復走行させて、前記溝ローラ間のワイヤにワークを押し当てて切断するようにしたワイヤソーと、前記ワイヤソーの溝ローラ間のワイヤに加工液を供給する供給槽と、前記加工液を回収する回収槽とを備えたワイヤソーの加工液循環装置であって、
前記回収槽は、
前記ワイヤソーから回収された加工液が供給される加工液貯留部と、
前記加工液貯留部の一端に設けられ、上方に向けて傾斜した傾斜部と、
前記加工液貯留部から前記傾斜部に沿ってその幅方向両端に設けられ、前記加工液貯留部から前記傾斜部に沿って周回可能に設けられた無端チェーンと、
前記両無端チェーン間に掛け渡され、前記加工液貯留部及び前記傾斜部の底面に摺接しながら両無端チェーンとともに周回移動することで、前記底面に沈降した切削屑を前記傾斜部の傾斜上がり端側へと掻き上げる複数のスクレーパーと、
前記傾斜部の傾斜上がり端側の底面に設けられ、前記切削屑を排出する切削屑排出口と、
前記加工液貯留部に溜まった加工液の上澄みをオーバーフローさせて前記供給槽に供給する加工液流出部とから構成し、
前記供給槽は、前記回収槽からオーバーフローして流出する加工液を貯留するとともにワイヤソーに供給するように構成したことを特徴とするワイヤソーの加工液循環装置。
【請求項２】
前記回収槽と供給槽との間に中間槽を設け、
前記中間層で前記回収槽から供給される加工液から切削屑を沈降分離するようにし、この切削屑が分離された加工液を供給槽に供給するようにしたことを特徴とする請求項１記載のワイヤソーの加工液循環装置。
【請求項３】
前記傾斜部上端で、前記無端チェーンを下方に向けて折り返すように配置し、前記無端チェーンの周回に伴って前記スクレーパーの掻き上げ面が下方の排出口の方向を向くように周回させることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のワイヤソーの加工液循環装置。
【請求項１】
固定砥粒ワイヤを複数の溝ローラ間に巻き回し、このワイヤを一方向走行または往復走行させて、前記溝ローラ間のワイヤにワークを押し当てて切断するようにしたワイヤソーと、前記ワイヤソーの溝ローラ間のワイヤに加工液を供給する供給槽と、前記加工液を回収する回収槽とを備えたワイヤソーの加工液循環装置であって、
前記回収槽は、
前記ワイヤソーから回収された加工液が供給される加工液貯留部と、
前記加工液貯留部の一端に設けられ、上方に向けて傾斜した傾斜部と、
前記加工液貯留部から前記傾斜部に沿ってその幅方向両端に設けられ、前記加工液貯留部から前記傾斜部に沿って周回可能に設けられた無端チェーンと、
前記両無端チェーン間に掛け渡され、前記加工液貯留部及び前記傾斜部の底面に摺接しながら両無端チェーンとともに周回移動することで、前記底面に沈降した切削屑を前記傾斜部の傾斜上がり端側へと掻き上げる複数のスクレーパーと、
前記傾斜部の傾斜上がり端側の底面に設けられ、前記切削屑を排出する切削屑排出口と、
前記加工液貯留部に溜まった加工液の上澄みをオーバーフローさせて前記供給槽に供給する加工液流出部とから構成し、
前記供給槽は、前記回収槽からオーバーフローして流出する加工液を貯留するとともにワイヤソーに供給するように構成したことを特徴とするワイヤソーの加工液循環装置。
【請求項２】
前記回収槽と供給槽との間に中間槽を設け、
前記中間層で前記回収槽から供給される加工液から切削屑を沈降分離するようにし、この切削屑が分離された加工液を供給槽に供給するようにしたことを特徴とする請求項１記載のワイヤソーの加工液循環装置。
【請求項３】
前記傾斜部上端で、前記無端チェーンを下方に向けて折り返すように配置し、前記無端チェーンの周回に伴って前記スクレーパーの掻き上げ面が下方の排出口の方向を向くように周回させることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のワイヤソーの加工液循環装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−１３９８９（Ｐ２０１３−１３９８９Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５００４２（Ｐ２０１１−１５００４２）
【出願日】平成２３年７月６日（２０１１．７．６）
【出願人】（０００１３２９５４）株式会社タカトリ (65)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月６日（２０１１．７．６）
【出願人】（０００１３２９５４）株式会社タカトリ (65)
【Ｆターム（参考）】
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