ワイヤソー
【課題】ワイヤソー本体へのワークの装填を容易に行い得るようにする。
【解決手段】ワーク４と係合してこれを保持する第２ガイド部を有するワーク保持具５を備える。ワイヤソー本体２は第１支持軸２５を有し、ワーク保持具５は、第１支持軸２５の径よりも所定以上大径の挿通部を含みかつ、第１支持軸２５が挿通される第１支持孔と、リフター３を用いてワイヤソー本体２の第１支持軸２５に対しワーク保持具５が吊り下げ支持されたときに、ワイヤソー本体２の第１ガイド部２４とワーク保持具５の第２ガイド部とが互いに同軸で連続するように、ワーク保持具５の位置決めを自動的に行う位置決め機構と、を有する。
【解決手段】ワーク４と係合してこれを保持する第２ガイド部を有するワーク保持具５を備える。ワイヤソー本体２は第１支持軸２５を有し、ワーク保持具５は、第１支持軸２５の径よりも所定以上大径の挿通部を含みかつ、第１支持軸２５が挿通される第１支持孔と、リフター３を用いてワイヤソー本体２の第１支持軸２５に対しワーク保持具５が吊り下げ支持されたときに、ワイヤソー本体２の第１ガイド部２４とワーク保持具５の第２ガイド部とが互いに同軸で連続するように、ワーク保持具５の位置決めを自動的に行う位置決め機構と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤソーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば半導体シリコンインゴット等のワークをスライス加工するワイヤソー本体と、そのワークをワイヤソー本体に装填したり、ワイヤソー本体から取り出したりするために用いられるリフターと、を備えたワイヤソーが知られている（例えば特許文献１参照）。このワイヤソーでは、前記リフターが、ワイヤソー本体に対して移動可能でかつ、保持したワークを上下及び左右方向に微少移動可能に構成されており、例えば次のような手順で、ワイヤソー本体にワークが装填される。すなわち、リフターにワークを保持させると共に、そのリフターをワイヤソー本体に対して所定の位置に位置付ける。そうして、ワークの位置を上下左右に微調整した上で、そのワークを水平方向にスライド移動させることにより、ワイヤソー本体の所定の装填位置にワークを装填する。
【０００３】
ここで、こうしたワイヤソーにおいて、ワークの装填位置には高い位置精度が要求されるため、ワイヤソー本体の装填位置におけるワークのクリアランスは極めて小さく設定される。そのため、ワイヤソー本体へのワークの装填作業は熟練を要する作業となる。例えば特許文献１のワイヤソーでは、リフターにワイヤソー本体に対する位置決め治具を設けることで、リフターをワイヤソー本体に対して精度良く位置付けるようにしており、それによってワークの装填作業の容易化を図るようにしている。
【特許文献１】特開２０００−２１８６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に開示されたワイヤソーでは、リフターをワイヤソー本体に対して精度良く位置付けたとしても、最終的には、ワークの位置を手動で上下左右に微調整する必要がある。このため、ワークの装填作業に熟練を要することには変わりない。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ワイヤソー本体へのワークの装填を容易に行い得るようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面によると、ワイヤソーは、所定の装填方向に沿って延びると共に、ワークが係合される第１ガイド部を有しかつ、当該第１ガイド部によって前記装填方向に案内移動されることにより所定の装填位置に装填された前記ワークを装填方向に所定ピッチでスライスするワイヤソー本体と、前記ワイヤソー本体の第１ガイド部に前記ワークを係合させるために、当該ワークを少なくとも昇降移動させる、前記ワイヤソー本体とは別体で移動可能なリフターと、前記装填方向に沿って延びると共に、当該ワークと係合してこれを保持する第２ガイド部を有しかつ、前記リフターに対して着脱自在に支持されるワーク保持具と、を備える。
【０００７】
そして、前記ワイヤソー本体は、それぞれ前記装填方向に延びると共に、当該装填方向に直交する水平方向に互いに離されて配置された、少なくとも２の第１支持軸を有し、前記ワーク保持具は、それぞれ前記ワイヤソー本体の第１支持軸の径よりも所定以上大径の挿通部を含みかつ、前記第１支持軸が挿通される第１支持孔を有し、前記ワーク保持具は、前記リフターを用いて前記各第１支持孔に前記各第１支持軸が挿通されることにより前記ワイヤソー本体の第１支持軸に対し吊り下げ支持されたときに、前記ワイヤソー本体の第１ガイド部と前記ワーク保持具の第２ガイド部とが互いに同軸で連続するように、前記ワーク保持具の位置決めを自動的に行う位置決め機構をさらに有する。
【０００８】
この構成のワイヤソーにおいては、次の手順により、ワイヤソー本体にワークが装填される。先ず、ワーク保持具の第２ガイド部にワークが保持されることにより、ワークは、ワーク保持具を介してリフターに支持される。
【０００９】
そのリフターをワイヤソー本体に対して相対的に移動させると共に、必要に応じてワーク保持具を昇降移動させることによって、ワーク保持具の第１支持孔内に、ワイヤソー本体の第１支持軸を挿通させる。
【００１０】
そうして、第１支持孔内に第１支持軸を挿通させれば、そのワーク保持具を第１支持軸によって吊り下げ支持の状態にする。こうすることで、ワーク保持具の位置決め機構によって、ワーク保持具が自動的に所定の位置に位置付けられる。つまり、ワイヤソー本体の第１ガイド部とワーク保持具の第２ガイド部とが互いに同軸で連続するようになる。その状態で第２ガイド部に保持されていたワークを装填方向に移動させることにより、ワークは、第２ガイド部及び第１ガイド部に案内されながらワイヤソー本体の装填位置に装填されるようになる。
【００１１】
この構成のワイヤソーでは、リフターを用いて、ワーク保持具の第１支持孔内に第１支持軸を挿通させることになるが、第１支持孔は、第１支持軸よりも所定以上大径の挿通部を有しているため、リフターをワイヤソー本体に対して所定の位置に精度良く位置付けなくても、第１支持孔（挿通部）内にワイヤソー本体の第１支持軸を挿通させることができる。つまり、リフターを用いて、ワーク保持具をワイヤソー本体に対し吊り下げ支持させる作業は比較的容易に行い得る。
【００１２】
そうして、第１支持軸にワーク保持具を吊り下げ支持させれば、ワークの位置決めが自動的に行われるため、ワークの位置を手動で微調整しなくてもワークを装填位置に装填させることができる。つまり、ワークの装填作業に熟練を要しないことになる。
【００１３】
前記各第１支持軸は、その外周面が円形状であり、前記位置決め機構は、前記各第１支持孔の挿通部の上側にその挿通部に連続して形成されかつ、全体として逆Ｖ字状をなすよう傾斜した一対の傾斜部によって構成されており、前記ワーク保持具は、前記各第１支持孔の一対の傾斜部が前記各第１支持軸の中心軸を挟んだ水平方向両側で当該第１支持軸の外周面に対し対称に当接することによって、前記ワイヤソー本体の第１支持軸に対し吊り下げ支持される、としてもよい。
【００１４】
こうすることで、ワーク保持具を第１支持軸に対して吊り下げ支持したときには、その第１支持軸の軸方向に見て、一対の傾斜部が円形状の第１支持軸に対し対称に２点で当接した状態になる。これによって、各第１支持孔は、第１支持軸に対して相対的に、所定の位置に自動的に位置付けられるから、それに伴い、ワーク保持具、ひいてはワークの位置決めが自動的に行われることになる。
【００１５】
前記リフターは、外周面が円形状であると共に、前記装填方向に延びる第２支持軸を有し、前記ワーク保持具は、前記第２支持軸が挿通される第２支持孔をさらに有していて、当該第２支持孔に前記第２支持軸を挿通させることにより、前記リフターの第２支持軸に対して吊り下げ状態で支持され、前記第２支持孔は、前記第２支持軸の径よりも所定以上大径の挿通部と、当該挿通部の上側にその挿通部に連続して形成されかつ、全体として逆Ｖ字状をなすよう傾斜した一対の傾斜部と、を含む、としてもよい。
【００１６】
この構成において、ワークをワイヤソー本体に装填するときには、先ず、ワーク保持具の第２支持孔内にリフターの第２支持軸を挿通させて、その第２支持軸によりワーク保持具を吊り下げ状態にする。そうして、リフターをワイヤソー本体に対して相対的に移動させると共に、必要に応じてワーク保持具を昇降移動させることによって、ワーク保持具の第１支持孔内に、ワイヤソー本体の第１支持軸を挿通させる。
【００１７】
その後、リフターからワイヤソー本体側にワーク保持具を載せ替えるべく、ワーク保持具を第１支持軸によって吊り下げ支持の状態にする。つまり、リフターをワイヤソー本体に対して後退させることにより、第２支持軸を第２支持孔から抜く。
【００１８】
ここでこの構成のワイヤソーでは、リフター側におけるワーク保持具の支持構造が、ワイヤソー本体側におけるワーク保持具の支持構造と同じであり、支持軸と支持孔と間で許容される位置ずれ量が互いに同じになる。このことから、リフターの第２支持軸にワーク保持具を支持させた状態で、そのワーク保持具の第１支持孔内に第１支持軸を挿通させることができれば、第２支持軸を第２支持孔内から抜くことも可能になる。従って、ワーク保持具の載せ替えをスムースに行い得る点で有利である。
【００１９】
前記ワイヤソー本体は２つの第１支持軸を有し、前記ワーク保持具の２つの第１支持孔及び第２支持孔は、第２支持孔が２つの第１支持孔の間に位置するよう前記水平方向に並んで配置される、としてもよい。
【００２０】
こうすることで、ワイヤソー本体における第１支持軸同士（及び第１支持孔同士）の間隔は、水平方向に比較的広くなるため、ワーク保持具をワイヤソー本体の第１支持軸に吊り下げ支持させたときには、ワーク保持具が安定して支持される。それによって、ワーク保持具、ひいてはワークの位置決め精度がさらに向上する。
【００２１】
前記ワーク保持具は、前記水平方向に並設された２以上の第２ガイド部を有し、前記第２ガイド部はそれぞれ、それらに保持されるワークの重心位置が前記２つの第１支持孔の間に位置するように配置される、としてもよい。
【００２２】
こうすることで、複数のワークを保持する構成のワーク保持具において、各ワークは、水平方向に比較的大きな間隔を空けて配置された２つの第１支持軸の間に位置するようになる。このため、前述したように、ワーク保持具をワイヤソー本体に吊り下げ支持させたときには、ワーク保持具が安定して支持される。それによって、ワーク保持具、ひいては各ワークの位置決め精度がさらに向上する。
【００２３】
ここでこの構成のワイヤソーにおいては、第２支持軸及び第２支持孔は、ワーク保持具に保持されたワークの重心位置よりも内側に位置する場合がある。その場合において、前記ワーク保持具に保持可能な最大数よりも少ない数のワークを保持した状態で、前記リフターの第２支持軸に前記ワーク保持具を支持させたときには、前記第２支持軸周りのモーメントによる前記ワーク保持具の回転変位が生じる場合がある。
【００２４】
そこで、そのワーク保持具の回転変位を規制するために、前記ワイヤソーは、前記ワーク保持具を前記第２支持軸に対し回転方向に固定する固定部材をさらに備える、としてもよい。
【００２５】
こうすることで、ワーク保持具がリフターに安定して支持されるようになり、リフターからワイヤソー本体へのワーク保持具の載せ替えが安定して行い得る。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明によると、ワイヤソー本体に対するワークの装填の際に、位置決め機構を有するワーク保持具を利用することによって、ワークの位置決めを、手動で高精度に行わなくても、自動的に精度良く行うことができ、その結果、ワークの装填作業を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２８】
（ワイヤソーの全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係るワイヤソー１の全体構成を示し、このワイヤソー１は、ワイヤソー本体２と、リフター３と、を備えて構成されている。
【００２９】
前記ワイヤソー本体２は、ワーク（本実施形態では半導体シリコンインゴット（以下、単にインゴットと呼ぶ））４をスライス加工するものである。ワイヤソー本体２は、上下方向に並んで配設された上段部２ａと下段部２ｂとを備えており、上段部２ａ及び下段部２ｂはそれぞれ、一対のローラ２１，２１と、前記インゴット４が装填される装填部２３と、を有している。
【００３０】
前記一対のローラ２１，２１は、それぞれローラ軸が前後方向（図１における紙面左手前から右奥に向かう方向）に延びるように配設されていると共に、左右方向（図１における紙面左奥から右手前に向かう方向）に互いに離されて配設されている。この一対のローラ２１，２１には、図示は省略するが、１本のワイヤが、そのローラ軸方向に所定のピッチで複数列巻き掛けられている。この２つのローラ２１，２１間で左右方向に延びる複数列のワイヤによって前記インゴット４が切断加工されることになる。
【００３１】
前記装填部２３は、前記一対のローラ２１，２１の上方位置に、上下方向に移動可能に配設されており、それぞれインゴット４を保持すると共に、その保持したインゴット４を前後方向に案内移動させる、左右方向に並んだ２つの第１ガイド部２４，２４を備えている。
【００３２】
ここで、インゴット４及び、そのインゴット４に接着固定される被ガイド部４１について簡単に説明する。図３，５に示すように、本実施形態におけるインゴット４は、横断面矩形状の四角柱状とされており、この四角柱状インゴット４は、本実施形態においては、前記ワイヤによってその柱軸方向に所定ピッチでスライスされる。従って、このインゴット４は、ワイヤソー本体２に装填されるときには、その柱軸が水平方向（前後方向）となる姿勢にされる。
【００３３】
前記被ガイド部４１は、インゴット４の上面に対して接着される固定部４２と、この固定部４２の上面に対して取り付けられ、左右方向の両側に突出する係合部４３，４３と、を備えている。各係合部４３は所定の方向に延びていて、下向きのガイド面を有している。このガイド面が、後述するように、ワイヤソー本体２における第１ガイド部２４の上向きのガイド面、及び、ワーク保持具５における第２ガイド部５４の上向きのガイド面と当接することによって、インゴット４は、第１又は第２ガイド部２４，５４に保持されると共に、そのガイド部２４，５４に沿って案内移動されることになる。
【００３４】
前記各第１ガイド部２４は、前記装填部２３の下端部で前後方向に延びて配設されており、被ガイド部４１及びインゴット４を前後方向に案内移動させるように構成されている。尚、各第１ガイド部２４は、ワーク保持具５の第２ガイド部５４とほぼ同様の形状を有しているため、その詳細な構成についての説明は、後述する第２ガイド部５４の説明において行う。
【００３５】
このワイヤソー本体２において従来公知のワイヤソー本体と比較して異なる点は、前記装填部２３が、ワーク保持具５を吊り下げ支持するための一対の第１支持軸２５，２５を備えている点である。この一対の第１支持軸２５，２５はそれぞれ、その横断面形状が円形状の棒状の部材であって、装填部２３の前端面から前方に向かって所定長さだけ延びて配設されていると共に、左右方向に比較的広い所定間隔を空けて配設されている。尚、各第１支持軸２５の先端はテーパ状にされており、これによって、後述するように、各第１支持軸２５をワーク保持具５の第１支持孔５１ａ内に挿通し易くしている。
【００３６】
前記リフター３は、図１，２に示すように、上下方向に延びるメインフレーム３１を備えており、このメインフレーム３１の下端部には、前後左右に合計４個の車輪３２，３２，…が取り付けられている。これによってリフター３は、人手によって自由に移動可能に構成されている。尚、前記メインフレーム３１の上下方向の中間位置には、当該リフター３を移動させる際に人手によって把持される把持部３３，３３が取り付けられている。
【００３７】
前記メインフレーム３１には、当該メインフレーム３１に沿って上下方向に移動可能な上下フレーム３４が取り付けられていると共に、この上下フレーム３４に対しては、左右方向に移動可能な左右フレーム３５が取り付けられている。そうして、図２，７等に示すように、その左右フレーム３５に対して、ワーク保持具５を吊り下げ支持するための一対の第２支持軸３６，３６が取り付けられている。
【００３８】
この一対の第２支持軸３６，３６はそれぞれ、前記ワイヤソー本体２の第１支持軸２５と同様に、その横断面形状が円形状の棒状の部材であって、前記左右フレーム３５から突出するように所定長さだけ延びて配設されていると共に、左右方向に比較的狭い所定間隔を空けて配設されている。尚、第２支持軸３６の先端はテーパ状になっており、これによって、後述するように、各第２支持軸３６をワーク保持具５の第２支持孔５１ｂに挿通し易くしている。
【００３９】
尚、符号３７は、上下フレーム３４をメインフレーム３１に対して上下方向に移動させるために操作される操作ハンドルであり、符号３８は、左右フレーム３５を上下フレーム３４に対して左右方向に移動させるために操作される操作ハンドルである。これらの操作ハンドル３７，３８を操作することによって、ワーク保持具５の位置が上下及び左右に調整されることになる。
【００４０】
また、前記第２支持軸３６の下方位置には受け皿３９が配設されており、この受け皿３９は、左右フレーム３５に固定されている。受け皿３９は、スライス加工後のインゴット４をワイヤソー本体２から取り出したときに、そのインゴット４に付着しているスラリーが床面に落ちないように受け止めるためのものである。
【００４１】
そうして、本実施形態に係るワイヤソー１では、図１，２に示すように、インゴット４を、ワーク保持具５を介してリフター３に支持させるようになっている。そうして、そのワーク保持具５をリフター３からワイヤソー本体２に載せ替えることで、ワイヤソー本体２においてワーク保持具５を一旦支持した後に、ワーク保持具５に保持されているインゴット４を前記装填部２３の第１ガイド部２４に保持させて、インゴット４をワイヤソー本体２の装填位置に装填する。
【００４２】
（ワーク保持具の構成）
前記ワーク保持具５は、図３〜５に示すように、前後方向に所定距離だけ互いに離されて立設された前側及び後側の一対の支持板５３ａ，５３ｂと、一対の支持板５３の下面同士を互いに連結することによって、第２ガイド部５４を構成する合計３つのガイド板５２と、を備えて構成されている。
【００４３】
各支持板５３は、左右方向に延びる横長形状を有しており、板厚方向に貫通する４つの貫通孔５１がその左右方向に並んで形成されている。この４つの貫通孔５１の内、相対的に内側に位置する２つの貫通孔５１ｂ，５１ｂは、その中心間距離がリフター３における２つの第２支持軸３６の軸間距離と一致している一方、相対的に外側に位置する２つの貫通孔５１ａ，５１ａは、その中心間距離がワイヤソー本体２における２つの第１支持軸２５の軸間距離と一致している。それによって、相対的に内側に位置する２つの貫通孔は、前記リフター３の第２支持軸３６が挿通される第２支持孔５１ｂ，５１ｂとされ、相対的に外側に位置する２つの貫通孔は、前記ワイヤソー本体２の第１支持軸２５が挿通される第１支持孔５１ａ，５１ａとされている。
【００４４】
各支持孔５１は、その下側位置で略円形状を有する挿通部５７と、挿通部５７よりも上側位置で挿通部５７に連続する一対の傾斜部５８，５８と、を含んで構成されている。
【００４５】
前記挿通部５７は、前記ワイヤソー本体２の第１支持軸２５及びリフター３の第２支持軸３６の径よりも所定以上大径にされており、これによって、詳しくは後述するが、第１及び第２支持軸２５，３６をこの挿通部５７に挿通させることは比較的容易に行い得るようになっている。
【００４６】
前記一対の傾斜部５８，５８は、第１又は第２支持軸２５，３６の中心軸を挟んだ左右両側で、その中止軸を通る鉛直線に対し線対称に傾斜して配設されることで全体として逆Ｖ字状をなしている。このため、ワイヤソー本体２又はリフター３において、ワーク保持具５が第１又は第２支持軸２５，３６に吊り下げ状態で支持されたときには、その支持軸２５，３６の軸方向に見て、一対の傾斜部５８，５８が支持軸２５，３６の外周面に対して２点で線接触するようになる（図３参照）。それによって、各支持孔５１の、支持軸２５，３６に対する相対位置が所定の位置に自動的に位置付けられ、その結果、ワーク保持具５は、支持軸２５，３６に対して所定の位置に自動的に位置付けられるようになる。
【００４７】
前記各支持板５３ａ，５３ｂには、ワーク保持具５が第１又は第２支持軸２５，３６に吊り下げ支持されたときに、その軸方向に対する位置決めを行うと共に、ワーク保持具５が軸方向に移動することを規制するための鉤部５０が取り付けられている。この鉤部５０は、例えば図６に示すように、第１支持軸２５及び第２支持軸３６の先端部に形成された窪みに係合するものであるため、第１支持軸２５に係合するための鉤部５０は、後側の支持板５３ｂの第１支持孔５１ａの上部に取り付けられているのに対し、第２支持軸３６に係合するための鉤部５０は、前側の支持板４２ａの第２支持孔５１ｂの上部に取り付けられている。
【００４８】
また、各支持板５３ａ，５３ｂの下端部には、その下端に開口した切り欠き５９が、左右方向に並んで２つ形成されており、前述したように、一対の支持板５３ａ，５３ｂの下面同士を互いに連結するように各支持板５３ａ，５３ｂに取り付けられた３つのガイド板５２ａ，５２ｂと、前記２つの切り欠き５９，５９と、によって、左右方向に並設された２つの第２ガイド部５４が構成されている。
【００４９】
すなわち、３つのガイド板の内の、相対的に幅狭の２つのガイド板５２ａは、各支持板５３ａ，５３ｂの左右の両端部にそれぞれ配設されている。この各ガイド板５２ａの内方側の縁部は切り欠き５９内に位置しており、この縁部によって前後方向に延びると共に、被ガイド部４１の下向きのガイド面に当接する上向きのガイド面が構成されている。一方、３つのガイド板の内の、相対的に幅広の残りの１つのガイド板５２ｂは、各支持板５３ａ，５３ｂの中央部に配設されており、そのガイド板５２ｂの両側縁部はそれぞれ、切り欠き５９，５９内に位置している。この各縁部によって、前後方向に延びると共に、被ガイド部４１の下向きのガイド面に当接する上向きのガイド面が構成されている。
【００５０】
そうして、この２つの第２ガイド部５４，５４は、ワーク保持具５をワイヤソー本体２の第１支持軸２５，２５に吊り下げ支持させたときに、ワイヤソー本体２の２つの第１ガイド部２４，２４に対して同軸で連続するようになる。
【００５１】
（インゴットの装填手順）
次に、ワイヤソー本体２に対するインゴット４の装填手順について、図６等を参照しながら説明する。先ず、インゴット４がワーク保持具５に保持されるように、インゴット４に接着固定された被ガイド部４１の係合部４３，４３と、ワーク保持具５の第２ガイド部５４とが互いに係合した状態で、前記被ガイド部４１（及びインゴット４）をワーク保持具５の前側から後側に向かってスライド移動させる。そうして、ワーク保持具５に対して、２つのインゴット４が保持されるようにする（図３，５参照）。
【００５２】
次に、２つのインゴット４を保持したワーク保持具５を、リフター３に対して支持させる。つまり、リフター３の第２支持軸３６，３６を第２支持孔５１ｂ，５１ｂ内に挿通させることで、ワーク保持具５を第２支持軸３６，３６に対して吊り下げ支持させる。ここで、各第２支持孔５１ｂの一対の傾斜部５８は、第２支持軸３６に対して２点で当接することになるため、ワーク保持具５は、所定の位置に自動的に位置付けられることになる。尚、前記とは順番を変えて、ワーク保持具５をリフター３の第２支持軸３６，３６に吊り下げ支持させた後に、各インゴット４をワーク保持具５に保持させるようにしてもよい。
【００５３】
リフター３を人手によって移動させ、ワイヤソー本体２に対して相対した状態にし、操作ハンドル３７，３８を適宜操作することによって、ワーク保持具５の位置を上下及び左右に調整して、ワーク保持具５の第１支持孔５１ａ，５１ａにおける挿通部５７の位置が、ワイヤソー本体２の第１支持軸２５，２５の位置に略一致するようにする。そうして、リフター３をワイヤソー本体２側に向かって前進移動させて、各第１支持軸２５を各第１支持孔５１ａの挿通部５７内に挿入させる（図６のＰ１，Ｐ２参照）。ここで、前述したように、第１支持孔の挿通部５７は、第１支持軸２５の径よりも大径であるため、第１支持軸２５を比較的容易に挿通させることが可能である。
【００５４】
この状態では、図７に示すように、ワーク保持具５の第１及び第２支持孔５１ａ，５１ｂに対して、第１支持軸２５及び第２支持軸３６の合計４本の支持軸が挿入された状態になるが、ワーク保持具５は未だリフター３側に吊り下げ支持されている。この状態において、リフター３の上下フレーム３４を若干下降させて、ワーク保持具５を下降させることにより、ワーク保持具５の各第１支持孔５１ａの傾斜部５８が、ワイヤソー本体２の各第１支持軸２５に当接するようにする。そうして、ワーク保持具５が、ワイヤソー本体２の第１支持軸２５，２５に吊り下げ支持されるようにする。尚、これに伴い、リフター３の各第２支持軸３６は、ワーク保持具５の第２支持孔５１ｂにおける挿通部５７内に位置するようになる。
【００５５】
このようにワーク保持具５を第１支持軸２５，２５に吊り下げ支持したときには、一対の傾斜部５８が第１支持軸２５に対して２点で当接することに伴い、ワーク保持具５は、所定の位置に自動的に位置付けられるようになる。つまり、ワーク保持具５の第２ガイド部５４と、ワイヤソー本体２の第１ガイド部２４とが、互いに同軸でかつ連続するようになる。
【００５６】
そうして、リフター３を後退移動させることにより、第２支持軸３６，３６を第２支持孔５１ｂ，５１ｂから抜く（図６のＰ３参照）。ここで、リフター３側におけるワーク保持具５の支持構造と、ワイヤソー本体２側におけるワーク保持具５の支持構造とは同じであるため、支持軸と支持孔との間で許容される位置ずれ量は互いに同じにされている。このことから、リフター３に支持させたワーク保持具５の第１支持孔５１ａ内に第１支持軸２５を挿通させることができれば、第２支持軸３６を第２支持孔５１ｂ内から抜くことも可能になる。従って、リフター３からワイヤソー本体２へのワーク保持具５の載せ替えをスムースに行うことができる。
【００５７】
そうして、ワーク保持具５がワイヤソー本体２の第１支持軸２５，２５に支持されれば、ワーク保持具５の第２ガイド部５４に保持されたインゴット４を、ワイヤソー本体２側にスライド移動させる。このときに、前述したように、第１及び第２ガイド部２４，５４は互いに同軸でかつ連続しているため、インゴット４は、第２ガイド部５４から第１ガイド部２４へとスムースに移動する（図６のＰ４参照）。そうして、インゴット４は、ワイヤソー本体２における所定の装填位置に位置付けられる。
【００５８】
尚、スライス加工後のインゴット４をワイヤソー本体２から取り出すときには、前記と逆の手順で行われる。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態では、一対の傾斜部５８からなる位置決め機構を有するワーク保持具５を利用して、ワイヤソー本体２の第１支持軸２５，２５にワーク保持具５を吊り下げ支持させることだけでインゴット４の位置決めが自動的に行われるようにしている。
【００６０】
従って、ワーク保持具５を第１支持軸２５，２５に支持させることだけで、インゴット４の位置決めが可能になるが、第１支持軸２５が挿通される第１支持孔５１ａの挿通部５７は、その第１支持軸２５の径よりも所定以上大径であるため、第１支持軸２５を第１支持孔５１ａに挿通させることは比較的容易に行い得る。従って、リフター３を用いて、ワーク保持具５をワイヤソー本体２の第１支持軸２５に吊り下げ支持させることは比較的容易に行い得るため、インゴット４の装填作業に熟練を要しないことになる。
【００６１】
また、図３に示すように、前記ワーク保持具５は、ワイヤソー本体２の第１支持軸２５が挿通される２つの第１支持孔５１ａ，５１ａが左右方向に広い間隔で配置されていると共に、インゴット４は、その２つの第１支持孔５１ａ，５１ａの間に位置するように構成されている。これによって、ワーク保持具５をワイヤソー本体２に吊り下げ支持させたときには、ワーク保持具５が安定して支持されるようになり、インゴット４の位置決め精度をさらに向上させることができる。
【００６２】
（ワーク保持具に１つのインゴットのみを保持させる場合の構成）
前記ワーク保持具５は、最大２つのインゴット４，４を保持することが可能に構成されているが、例えば図９に示すように、ワーク保持具５における左側の第２ガイド部５４のみにインゴット４を保持させた状態で、そのワーク保持具５をリフター３に支持させたときには、インゴット４の重心位置が第２支持軸３６よりも外側に位置することになるため、ワーク保持具５に対して、同図における反時計回り方向のモーメントが生じる。これにより、ワーク保持具５は、リフター３に対して安定して支持されなくなる。
【００６３】
このような場合には、図８に示す固定部材６を、第２支持軸３６の先端部に取り付けることによって、ワーク保持具５を第２支持軸３６に対して回転方向に固定するようにすればよい。
【００６４】
つまり、この固定部材６は、所定の大きさ及び板厚を有する略矩形の板状部材であって、板厚方向に貫通する所定形状の貫通孔６１が形成されている。この貫通孔６１は、図９に示すように、鉤部５０が内嵌される矩形部分６２と、第２支持軸３６が内挿される円形部分６３とを含んでいる。
【００６５】
この固定部材６は、図９，１０に示すように、ワーク保持具５の鉤部５０と、第２支持軸３６の先端部とがそれぞれ貫通孔６１に内嵌されるようにして、第２支持軸３６の先端部分に取り付けられる。このことによって、ワーク保持具５を第２支持軸３６に対して回転方向に固定することができ、ワーク保持具５に１つのインゴット４を保持したときでも、リフター３に対してワーク保持具５を安定して支持することが可能になる。尚、ワイヤソー本体２の第１支持軸２５，２５は、インゴット４の重心位置よりも外側に位置しているため、第１支持軸２５，２５にワーク保持具５を支持させたときには、そのワーク保持具５を常に安定して支持することができる。
【００６６】
尚、前記実施形態では、ワーク保持具５に保持可能なインゴット４の数を２個にしているが、ワーク保持具５に保持可能なインゴット４の数は２個に限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
【００６７】
また、第１及び第２支持軸２５，３６はそれぞれ、２つに限定されるものではなく、ワーク保持具５を安定して支持できるように、適宜設定すればよい。
【００６８】
さらに、ワーク保持具５の位置決め機構は、一対の傾斜部５８によって構成するものに限らない。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上説明したように、本発明は、ワイヤソー本体に対して、ワークを容易に装填することができるから、例えば半導体シリコンインゴット等のワークをスライスするワイヤソーとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】ワイヤソー全体構成を示す斜視図である。
【図２】リフターの全体構成を示す斜視図である。
【図３】ワーク保持具の正面図である。
【図４】ワーク保持具の平面図である。
【図５】ワーク保持具の側面図である。
【図６】ワークをワイヤソー本体に装填する手順を示す説明図である。
【図７】リフターからワイヤソー本体にワーク保持具を載せ替えるときの平面図である。
【図８】固定部材を示す斜視図である。
【図９】固定部材を取り付けた状態のワーク保持具５を示す正面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ ワイヤソー
２ ワイヤソー本体
２４ 第１ガイド部
２５ 第１支持軸
３ リフター
３６ 第２支持軸
４ インゴット（ワーク）
５ ワーク保持具
５４ 第２ガイド部
５７ 挿通部
５８ 傾斜部（位置決め機構）
６ 固定部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤソーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば半導体シリコンインゴット等のワークをスライス加工するワイヤソー本体と、そのワークをワイヤソー本体に装填したり、ワイヤソー本体から取り出したりするために用いられるリフターと、を備えたワイヤソーが知られている（例えば特許文献１参照）。このワイヤソーでは、前記リフターが、ワイヤソー本体に対して移動可能でかつ、保持したワークを上下及び左右方向に微少移動可能に構成されており、例えば次のような手順で、ワイヤソー本体にワークが装填される。すなわち、リフターにワークを保持させると共に、そのリフターをワイヤソー本体に対して所定の位置に位置付ける。そうして、ワークの位置を上下左右に微調整した上で、そのワークを水平方向にスライド移動させることにより、ワイヤソー本体の所定の装填位置にワークを装填する。
【０００３】
ここで、こうしたワイヤソーにおいて、ワークの装填位置には高い位置精度が要求されるため、ワイヤソー本体の装填位置におけるワークのクリアランスは極めて小さく設定される。そのため、ワイヤソー本体へのワークの装填作業は熟練を要する作業となる。例えば特許文献１のワイヤソーでは、リフターにワイヤソー本体に対する位置決め治具を設けることで、リフターをワイヤソー本体に対して精度良く位置付けるようにしており、それによってワークの装填作業の容易化を図るようにしている。
【特許文献１】特開２０００−２１８６１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記特許文献１に開示されたワイヤソーでは、リフターをワイヤソー本体に対して精度良く位置付けたとしても、最終的には、ワークの位置を手動で上下左右に微調整する必要がある。このため、ワークの装填作業に熟練を要することには変わりない。
【０００５】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ワイヤソー本体へのワークの装填を容易に行い得るようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一側面によると、ワイヤソーは、所定の装填方向に沿って延びると共に、ワークが係合される第１ガイド部を有しかつ、当該第１ガイド部によって前記装填方向に案内移動されることにより所定の装填位置に装填された前記ワークを装填方向に所定ピッチでスライスするワイヤソー本体と、前記ワイヤソー本体の第１ガイド部に前記ワークを係合させるために、当該ワークを少なくとも昇降移動させる、前記ワイヤソー本体とは別体で移動可能なリフターと、前記装填方向に沿って延びると共に、当該ワークと係合してこれを保持する第２ガイド部を有しかつ、前記リフターに対して着脱自在に支持されるワーク保持具と、を備える。
【０００７】
そして、前記ワイヤソー本体は、それぞれ前記装填方向に延びると共に、当該装填方向に直交する水平方向に互いに離されて配置された、少なくとも２の第１支持軸を有し、前記ワーク保持具は、それぞれ前記ワイヤソー本体の第１支持軸の径よりも所定以上大径の挿通部を含みかつ、前記第１支持軸が挿通される第１支持孔を有し、前記ワーク保持具は、前記リフターを用いて前記各第１支持孔に前記各第１支持軸が挿通されることにより前記ワイヤソー本体の第１支持軸に対し吊り下げ支持されたときに、前記ワイヤソー本体の第１ガイド部と前記ワーク保持具の第２ガイド部とが互いに同軸で連続するように、前記ワーク保持具の位置決めを自動的に行う位置決め機構をさらに有する。
【０００８】
この構成のワイヤソーにおいては、次の手順により、ワイヤソー本体にワークが装填される。先ず、ワーク保持具の第２ガイド部にワークが保持されることにより、ワークは、ワーク保持具を介してリフターに支持される。
【０００９】
そのリフターをワイヤソー本体に対して相対的に移動させると共に、必要に応じてワーク保持具を昇降移動させることによって、ワーク保持具の第１支持孔内に、ワイヤソー本体の第１支持軸を挿通させる。
【００１０】
そうして、第１支持孔内に第１支持軸を挿通させれば、そのワーク保持具を第１支持軸によって吊り下げ支持の状態にする。こうすることで、ワーク保持具の位置決め機構によって、ワーク保持具が自動的に所定の位置に位置付けられる。つまり、ワイヤソー本体の第１ガイド部とワーク保持具の第２ガイド部とが互いに同軸で連続するようになる。その状態で第２ガイド部に保持されていたワークを装填方向に移動させることにより、ワークは、第２ガイド部及び第１ガイド部に案内されながらワイヤソー本体の装填位置に装填されるようになる。
【００１１】
この構成のワイヤソーでは、リフターを用いて、ワーク保持具の第１支持孔内に第１支持軸を挿通させることになるが、第１支持孔は、第１支持軸よりも所定以上大径の挿通部を有しているため、リフターをワイヤソー本体に対して所定の位置に精度良く位置付けなくても、第１支持孔（挿通部）内にワイヤソー本体の第１支持軸を挿通させることができる。つまり、リフターを用いて、ワーク保持具をワイヤソー本体に対し吊り下げ支持させる作業は比較的容易に行い得る。
【００１２】
そうして、第１支持軸にワーク保持具を吊り下げ支持させれば、ワークの位置決めが自動的に行われるため、ワークの位置を手動で微調整しなくてもワークを装填位置に装填させることができる。つまり、ワークの装填作業に熟練を要しないことになる。
【００１３】
前記各第１支持軸は、その外周面が円形状であり、前記位置決め機構は、前記各第１支持孔の挿通部の上側にその挿通部に連続して形成されかつ、全体として逆Ｖ字状をなすよう傾斜した一対の傾斜部によって構成されており、前記ワーク保持具は、前記各第１支持孔の一対の傾斜部が前記各第１支持軸の中心軸を挟んだ水平方向両側で当該第１支持軸の外周面に対し対称に当接することによって、前記ワイヤソー本体の第１支持軸に対し吊り下げ支持される、としてもよい。
【００１４】
こうすることで、ワーク保持具を第１支持軸に対して吊り下げ支持したときには、その第１支持軸の軸方向に見て、一対の傾斜部が円形状の第１支持軸に対し対称に２点で当接した状態になる。これによって、各第１支持孔は、第１支持軸に対して相対的に、所定の位置に自動的に位置付けられるから、それに伴い、ワーク保持具、ひいてはワークの位置決めが自動的に行われることになる。
【００１５】
前記リフターは、外周面が円形状であると共に、前記装填方向に延びる第２支持軸を有し、前記ワーク保持具は、前記第２支持軸が挿通される第２支持孔をさらに有していて、当該第２支持孔に前記第２支持軸を挿通させることにより、前記リフターの第２支持軸に対して吊り下げ状態で支持され、前記第２支持孔は、前記第２支持軸の径よりも所定以上大径の挿通部と、当該挿通部の上側にその挿通部に連続して形成されかつ、全体として逆Ｖ字状をなすよう傾斜した一対の傾斜部と、を含む、としてもよい。
【００１６】
この構成において、ワークをワイヤソー本体に装填するときには、先ず、ワーク保持具の第２支持孔内にリフターの第２支持軸を挿通させて、その第２支持軸によりワーク保持具を吊り下げ状態にする。そうして、リフターをワイヤソー本体に対して相対的に移動させると共に、必要に応じてワーク保持具を昇降移動させることによって、ワーク保持具の第１支持孔内に、ワイヤソー本体の第１支持軸を挿通させる。
【００１７】
その後、リフターからワイヤソー本体側にワーク保持具を載せ替えるべく、ワーク保持具を第１支持軸によって吊り下げ支持の状態にする。つまり、リフターをワイヤソー本体に対して後退させることにより、第２支持軸を第２支持孔から抜く。
【００１８】
ここでこの構成のワイヤソーでは、リフター側におけるワーク保持具の支持構造が、ワイヤソー本体側におけるワーク保持具の支持構造と同じであり、支持軸と支持孔と間で許容される位置ずれ量が互いに同じになる。このことから、リフターの第２支持軸にワーク保持具を支持させた状態で、そのワーク保持具の第１支持孔内に第１支持軸を挿通させることができれば、第２支持軸を第２支持孔内から抜くことも可能になる。従って、ワーク保持具の載せ替えをスムースに行い得る点で有利である。
【００１９】
前記ワイヤソー本体は２つの第１支持軸を有し、前記ワーク保持具の２つの第１支持孔及び第２支持孔は、第２支持孔が２つの第１支持孔の間に位置するよう前記水平方向に並んで配置される、としてもよい。
【００２０】
こうすることで、ワイヤソー本体における第１支持軸同士（及び第１支持孔同士）の間隔は、水平方向に比較的広くなるため、ワーク保持具をワイヤソー本体の第１支持軸に吊り下げ支持させたときには、ワーク保持具が安定して支持される。それによって、ワーク保持具、ひいてはワークの位置決め精度がさらに向上する。
【００２１】
前記ワーク保持具は、前記水平方向に並設された２以上の第２ガイド部を有し、前記第２ガイド部はそれぞれ、それらに保持されるワークの重心位置が前記２つの第１支持孔の間に位置するように配置される、としてもよい。
【００２２】
こうすることで、複数のワークを保持する構成のワーク保持具において、各ワークは、水平方向に比較的大きな間隔を空けて配置された２つの第１支持軸の間に位置するようになる。このため、前述したように、ワーク保持具をワイヤソー本体に吊り下げ支持させたときには、ワーク保持具が安定して支持される。それによって、ワーク保持具、ひいては各ワークの位置決め精度がさらに向上する。
【００２３】
ここでこの構成のワイヤソーにおいては、第２支持軸及び第２支持孔は、ワーク保持具に保持されたワークの重心位置よりも内側に位置する場合がある。その場合において、前記ワーク保持具に保持可能な最大数よりも少ない数のワークを保持した状態で、前記リフターの第２支持軸に前記ワーク保持具を支持させたときには、前記第２支持軸周りのモーメントによる前記ワーク保持具の回転変位が生じる場合がある。
【００２４】
そこで、そのワーク保持具の回転変位を規制するために、前記ワイヤソーは、前記ワーク保持具を前記第２支持軸に対し回転方向に固定する固定部材をさらに備える、としてもよい。
【００２５】
こうすることで、ワーク保持具がリフターに安定して支持されるようになり、リフターからワイヤソー本体へのワーク保持具の載せ替えが安定して行い得る。
【発明の効果】
【００２６】
以上説明したように、本発明によると、ワイヤソー本体に対するワークの装填の際に、位置決め機構を有するワーク保持具を利用することによって、ワークの位置決めを、手動で高精度に行わなくても、自動的に精度良く行うことができ、その結果、ワークの装填作業を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【００２８】
（ワイヤソーの全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係るワイヤソー１の全体構成を示し、このワイヤソー１は、ワイヤソー本体２と、リフター３と、を備えて構成されている。
【００２９】
前記ワイヤソー本体２は、ワーク（本実施形態では半導体シリコンインゴット（以下、単にインゴットと呼ぶ））４をスライス加工するものである。ワイヤソー本体２は、上下方向に並んで配設された上段部２ａと下段部２ｂとを備えており、上段部２ａ及び下段部２ｂはそれぞれ、一対のローラ２１，２１と、前記インゴット４が装填される装填部２３と、を有している。
【００３０】
前記一対のローラ２１，２１は、それぞれローラ軸が前後方向（図１における紙面左手前から右奥に向かう方向）に延びるように配設されていると共に、左右方向（図１における紙面左奥から右手前に向かう方向）に互いに離されて配設されている。この一対のローラ２１，２１には、図示は省略するが、１本のワイヤが、そのローラ軸方向に所定のピッチで複数列巻き掛けられている。この２つのローラ２１，２１間で左右方向に延びる複数列のワイヤによって前記インゴット４が切断加工されることになる。
【００３１】
前記装填部２３は、前記一対のローラ２１，２１の上方位置に、上下方向に移動可能に配設されており、それぞれインゴット４を保持すると共に、その保持したインゴット４を前後方向に案内移動させる、左右方向に並んだ２つの第１ガイド部２４，２４を備えている。
【００３２】
ここで、インゴット４及び、そのインゴット４に接着固定される被ガイド部４１について簡単に説明する。図３，５に示すように、本実施形態におけるインゴット４は、横断面矩形状の四角柱状とされており、この四角柱状インゴット４は、本実施形態においては、前記ワイヤによってその柱軸方向に所定ピッチでスライスされる。従って、このインゴット４は、ワイヤソー本体２に装填されるときには、その柱軸が水平方向（前後方向）となる姿勢にされる。
【００３３】
前記被ガイド部４１は、インゴット４の上面に対して接着される固定部４２と、この固定部４２の上面に対して取り付けられ、左右方向の両側に突出する係合部４３，４３と、を備えている。各係合部４３は所定の方向に延びていて、下向きのガイド面を有している。このガイド面が、後述するように、ワイヤソー本体２における第１ガイド部２４の上向きのガイド面、及び、ワーク保持具５における第２ガイド部５４の上向きのガイド面と当接することによって、インゴット４は、第１又は第２ガイド部２４，５４に保持されると共に、そのガイド部２４，５４に沿って案内移動されることになる。
【００３４】
前記各第１ガイド部２４は、前記装填部２３の下端部で前後方向に延びて配設されており、被ガイド部４１及びインゴット４を前後方向に案内移動させるように構成されている。尚、各第１ガイド部２４は、ワーク保持具５の第２ガイド部５４とほぼ同様の形状を有しているため、その詳細な構成についての説明は、後述する第２ガイド部５４の説明において行う。
【００３５】
このワイヤソー本体２において従来公知のワイヤソー本体と比較して異なる点は、前記装填部２３が、ワーク保持具５を吊り下げ支持するための一対の第１支持軸２５，２５を備えている点である。この一対の第１支持軸２５，２５はそれぞれ、その横断面形状が円形状の棒状の部材であって、装填部２３の前端面から前方に向かって所定長さだけ延びて配設されていると共に、左右方向に比較的広い所定間隔を空けて配設されている。尚、各第１支持軸２５の先端はテーパ状にされており、これによって、後述するように、各第１支持軸２５をワーク保持具５の第１支持孔５１ａ内に挿通し易くしている。
【００３６】
前記リフター３は、図１，２に示すように、上下方向に延びるメインフレーム３１を備えており、このメインフレーム３１の下端部には、前後左右に合計４個の車輪３２，３２，…が取り付けられている。これによってリフター３は、人手によって自由に移動可能に構成されている。尚、前記メインフレーム３１の上下方向の中間位置には、当該リフター３を移動させる際に人手によって把持される把持部３３，３３が取り付けられている。
【００３７】
前記メインフレーム３１には、当該メインフレーム３１に沿って上下方向に移動可能な上下フレーム３４が取り付けられていると共に、この上下フレーム３４に対しては、左右方向に移動可能な左右フレーム３５が取り付けられている。そうして、図２，７等に示すように、その左右フレーム３５に対して、ワーク保持具５を吊り下げ支持するための一対の第２支持軸３６，３６が取り付けられている。
【００３８】
この一対の第２支持軸３６，３６はそれぞれ、前記ワイヤソー本体２の第１支持軸２５と同様に、その横断面形状が円形状の棒状の部材であって、前記左右フレーム３５から突出するように所定長さだけ延びて配設されていると共に、左右方向に比較的狭い所定間隔を空けて配設されている。尚、第２支持軸３６の先端はテーパ状になっており、これによって、後述するように、各第２支持軸３６をワーク保持具５の第２支持孔５１ｂに挿通し易くしている。
【００３９】
尚、符号３７は、上下フレーム３４をメインフレーム３１に対して上下方向に移動させるために操作される操作ハンドルであり、符号３８は、左右フレーム３５を上下フレーム３４に対して左右方向に移動させるために操作される操作ハンドルである。これらの操作ハンドル３７，３８を操作することによって、ワーク保持具５の位置が上下及び左右に調整されることになる。
【００４０】
また、前記第２支持軸３６の下方位置には受け皿３９が配設されており、この受け皿３９は、左右フレーム３５に固定されている。受け皿３９は、スライス加工後のインゴット４をワイヤソー本体２から取り出したときに、そのインゴット４に付着しているスラリーが床面に落ちないように受け止めるためのものである。
【００４１】
そうして、本実施形態に係るワイヤソー１では、図１，２に示すように、インゴット４を、ワーク保持具５を介してリフター３に支持させるようになっている。そうして、そのワーク保持具５をリフター３からワイヤソー本体２に載せ替えることで、ワイヤソー本体２においてワーク保持具５を一旦支持した後に、ワーク保持具５に保持されているインゴット４を前記装填部２３の第１ガイド部２４に保持させて、インゴット４をワイヤソー本体２の装填位置に装填する。
【００４２】
（ワーク保持具の構成）
前記ワーク保持具５は、図３〜５に示すように、前後方向に所定距離だけ互いに離されて立設された前側及び後側の一対の支持板５３ａ，５３ｂと、一対の支持板５３の下面同士を互いに連結することによって、第２ガイド部５４を構成する合計３つのガイド板５２と、を備えて構成されている。
【００４３】
各支持板５３は、左右方向に延びる横長形状を有しており、板厚方向に貫通する４つの貫通孔５１がその左右方向に並んで形成されている。この４つの貫通孔５１の内、相対的に内側に位置する２つの貫通孔５１ｂ，５１ｂは、その中心間距離がリフター３における２つの第２支持軸３６の軸間距離と一致している一方、相対的に外側に位置する２つの貫通孔５１ａ，５１ａは、その中心間距離がワイヤソー本体２における２つの第１支持軸２５の軸間距離と一致している。それによって、相対的に内側に位置する２つの貫通孔は、前記リフター３の第２支持軸３６が挿通される第２支持孔５１ｂ，５１ｂとされ、相対的に外側に位置する２つの貫通孔は、前記ワイヤソー本体２の第１支持軸２５が挿通される第１支持孔５１ａ，５１ａとされている。
【００４４】
各支持孔５１は、その下側位置で略円形状を有する挿通部５７と、挿通部５７よりも上側位置で挿通部５７に連続する一対の傾斜部５８，５８と、を含んで構成されている。
【００４５】
前記挿通部５７は、前記ワイヤソー本体２の第１支持軸２５及びリフター３の第２支持軸３６の径よりも所定以上大径にされており、これによって、詳しくは後述するが、第１及び第２支持軸２５，３６をこの挿通部５７に挿通させることは比較的容易に行い得るようになっている。
【００４６】
前記一対の傾斜部５８，５８は、第１又は第２支持軸２５，３６の中心軸を挟んだ左右両側で、その中止軸を通る鉛直線に対し線対称に傾斜して配設されることで全体として逆Ｖ字状をなしている。このため、ワイヤソー本体２又はリフター３において、ワーク保持具５が第１又は第２支持軸２５，３６に吊り下げ状態で支持されたときには、その支持軸２５，３６の軸方向に見て、一対の傾斜部５８，５８が支持軸２５，３６の外周面に対して２点で線接触するようになる（図３参照）。それによって、各支持孔５１の、支持軸２５，３６に対する相対位置が所定の位置に自動的に位置付けられ、その結果、ワーク保持具５は、支持軸２５，３６に対して所定の位置に自動的に位置付けられるようになる。
【００４７】
前記各支持板５３ａ，５３ｂには、ワーク保持具５が第１又は第２支持軸２５，３６に吊り下げ支持されたときに、その軸方向に対する位置決めを行うと共に、ワーク保持具５が軸方向に移動することを規制するための鉤部５０が取り付けられている。この鉤部５０は、例えば図６に示すように、第１支持軸２５及び第２支持軸３６の先端部に形成された窪みに係合するものであるため、第１支持軸２５に係合するための鉤部５０は、後側の支持板５３ｂの第１支持孔５１ａの上部に取り付けられているのに対し、第２支持軸３６に係合するための鉤部５０は、前側の支持板４２ａの第２支持孔５１ｂの上部に取り付けられている。
【００４８】
また、各支持板５３ａ，５３ｂの下端部には、その下端に開口した切り欠き５９が、左右方向に並んで２つ形成されており、前述したように、一対の支持板５３ａ，５３ｂの下面同士を互いに連結するように各支持板５３ａ，５３ｂに取り付けられた３つのガイド板５２ａ，５２ｂと、前記２つの切り欠き５９，５９と、によって、左右方向に並設された２つの第２ガイド部５４が構成されている。
【００４９】
すなわち、３つのガイド板の内の、相対的に幅狭の２つのガイド板５２ａは、各支持板５３ａ，５３ｂの左右の両端部にそれぞれ配設されている。この各ガイド板５２ａの内方側の縁部は切り欠き５９内に位置しており、この縁部によって前後方向に延びると共に、被ガイド部４１の下向きのガイド面に当接する上向きのガイド面が構成されている。一方、３つのガイド板の内の、相対的に幅広の残りの１つのガイド板５２ｂは、各支持板５３ａ，５３ｂの中央部に配設されており、そのガイド板５２ｂの両側縁部はそれぞれ、切り欠き５９，５９内に位置している。この各縁部によって、前後方向に延びると共に、被ガイド部４１の下向きのガイド面に当接する上向きのガイド面が構成されている。
【００５０】
そうして、この２つの第２ガイド部５４，５４は、ワーク保持具５をワイヤソー本体２の第１支持軸２５，２５に吊り下げ支持させたときに、ワイヤソー本体２の２つの第１ガイド部２４，２４に対して同軸で連続するようになる。
【００５１】
（インゴットの装填手順）
次に、ワイヤソー本体２に対するインゴット４の装填手順について、図６等を参照しながら説明する。先ず、インゴット４がワーク保持具５に保持されるように、インゴット４に接着固定された被ガイド部４１の係合部４３，４３と、ワーク保持具５の第２ガイド部５４とが互いに係合した状態で、前記被ガイド部４１（及びインゴット４）をワーク保持具５の前側から後側に向かってスライド移動させる。そうして、ワーク保持具５に対して、２つのインゴット４が保持されるようにする（図３，５参照）。
【００５２】
次に、２つのインゴット４を保持したワーク保持具５を、リフター３に対して支持させる。つまり、リフター３の第２支持軸３６，３６を第２支持孔５１ｂ，５１ｂ内に挿通させることで、ワーク保持具５を第２支持軸３６，３６に対して吊り下げ支持させる。ここで、各第２支持孔５１ｂの一対の傾斜部５８は、第２支持軸３６に対して２点で当接することになるため、ワーク保持具５は、所定の位置に自動的に位置付けられることになる。尚、前記とは順番を変えて、ワーク保持具５をリフター３の第２支持軸３６，３６に吊り下げ支持させた後に、各インゴット４をワーク保持具５に保持させるようにしてもよい。
【００５３】
リフター３を人手によって移動させ、ワイヤソー本体２に対して相対した状態にし、操作ハンドル３７，３８を適宜操作することによって、ワーク保持具５の位置を上下及び左右に調整して、ワーク保持具５の第１支持孔５１ａ，５１ａにおける挿通部５７の位置が、ワイヤソー本体２の第１支持軸２５，２５の位置に略一致するようにする。そうして、リフター３をワイヤソー本体２側に向かって前進移動させて、各第１支持軸２５を各第１支持孔５１ａの挿通部５７内に挿入させる（図６のＰ１，Ｐ２参照）。ここで、前述したように、第１支持孔の挿通部５７は、第１支持軸２５の径よりも大径であるため、第１支持軸２５を比較的容易に挿通させることが可能である。
【００５４】
この状態では、図７に示すように、ワーク保持具５の第１及び第２支持孔５１ａ，５１ｂに対して、第１支持軸２５及び第２支持軸３６の合計４本の支持軸が挿入された状態になるが、ワーク保持具５は未だリフター３側に吊り下げ支持されている。この状態において、リフター３の上下フレーム３４を若干下降させて、ワーク保持具５を下降させることにより、ワーク保持具５の各第１支持孔５１ａの傾斜部５８が、ワイヤソー本体２の各第１支持軸２５に当接するようにする。そうして、ワーク保持具５が、ワイヤソー本体２の第１支持軸２５，２５に吊り下げ支持されるようにする。尚、これに伴い、リフター３の各第２支持軸３６は、ワーク保持具５の第２支持孔５１ｂにおける挿通部５７内に位置するようになる。
【００５５】
このようにワーク保持具５を第１支持軸２５，２５に吊り下げ支持したときには、一対の傾斜部５８が第１支持軸２５に対して２点で当接することに伴い、ワーク保持具５は、所定の位置に自動的に位置付けられるようになる。つまり、ワーク保持具５の第２ガイド部５４と、ワイヤソー本体２の第１ガイド部２４とが、互いに同軸でかつ連続するようになる。
【００５６】
そうして、リフター３を後退移動させることにより、第２支持軸３６，３６を第２支持孔５１ｂ，５１ｂから抜く（図６のＰ３参照）。ここで、リフター３側におけるワーク保持具５の支持構造と、ワイヤソー本体２側におけるワーク保持具５の支持構造とは同じであるため、支持軸と支持孔との間で許容される位置ずれ量は互いに同じにされている。このことから、リフター３に支持させたワーク保持具５の第１支持孔５１ａ内に第１支持軸２５を挿通させることができれば、第２支持軸３６を第２支持孔５１ｂ内から抜くことも可能になる。従って、リフター３からワイヤソー本体２へのワーク保持具５の載せ替えをスムースに行うことができる。
【００５７】
そうして、ワーク保持具５がワイヤソー本体２の第１支持軸２５，２５に支持されれば、ワーク保持具５の第２ガイド部５４に保持されたインゴット４を、ワイヤソー本体２側にスライド移動させる。このときに、前述したように、第１及び第２ガイド部２４，５４は互いに同軸でかつ連続しているため、インゴット４は、第２ガイド部５４から第１ガイド部２４へとスムースに移動する（図６のＰ４参照）。そうして、インゴット４は、ワイヤソー本体２における所定の装填位置に位置付けられる。
【００５８】
尚、スライス加工後のインゴット４をワイヤソー本体２から取り出すときには、前記と逆の手順で行われる。
【００５９】
以上説明したように、本実施形態では、一対の傾斜部５８からなる位置決め機構を有するワーク保持具５を利用して、ワイヤソー本体２の第１支持軸２５，２５にワーク保持具５を吊り下げ支持させることだけでインゴット４の位置決めが自動的に行われるようにしている。
【００６０】
従って、ワーク保持具５を第１支持軸２５，２５に支持させることだけで、インゴット４の位置決めが可能になるが、第１支持軸２５が挿通される第１支持孔５１ａの挿通部５７は、その第１支持軸２５の径よりも所定以上大径であるため、第１支持軸２５を第１支持孔５１ａに挿通させることは比較的容易に行い得る。従って、リフター３を用いて、ワーク保持具５をワイヤソー本体２の第１支持軸２５に吊り下げ支持させることは比較的容易に行い得るため、インゴット４の装填作業に熟練を要しないことになる。
【００６１】
また、図３に示すように、前記ワーク保持具５は、ワイヤソー本体２の第１支持軸２５が挿通される２つの第１支持孔５１ａ，５１ａが左右方向に広い間隔で配置されていると共に、インゴット４は、その２つの第１支持孔５１ａ，５１ａの間に位置するように構成されている。これによって、ワーク保持具５をワイヤソー本体２に吊り下げ支持させたときには、ワーク保持具５が安定して支持されるようになり、インゴット４の位置決め精度をさらに向上させることができる。
【００６２】
（ワーク保持具に１つのインゴットのみを保持させる場合の構成）
前記ワーク保持具５は、最大２つのインゴット４，４を保持することが可能に構成されているが、例えば図９に示すように、ワーク保持具５における左側の第２ガイド部５４のみにインゴット４を保持させた状態で、そのワーク保持具５をリフター３に支持させたときには、インゴット４の重心位置が第２支持軸３６よりも外側に位置することになるため、ワーク保持具５に対して、同図における反時計回り方向のモーメントが生じる。これにより、ワーク保持具５は、リフター３に対して安定して支持されなくなる。
【００６３】
このような場合には、図８に示す固定部材６を、第２支持軸３６の先端部に取り付けることによって、ワーク保持具５を第２支持軸３６に対して回転方向に固定するようにすればよい。
【００６４】
つまり、この固定部材６は、所定の大きさ及び板厚を有する略矩形の板状部材であって、板厚方向に貫通する所定形状の貫通孔６１が形成されている。この貫通孔６１は、図９に示すように、鉤部５０が内嵌される矩形部分６２と、第２支持軸３６が内挿される円形部分６３とを含んでいる。
【００６５】
この固定部材６は、図９，１０に示すように、ワーク保持具５の鉤部５０と、第２支持軸３６の先端部とがそれぞれ貫通孔６１に内嵌されるようにして、第２支持軸３６の先端部分に取り付けられる。このことによって、ワーク保持具５を第２支持軸３６に対して回転方向に固定することができ、ワーク保持具５に１つのインゴット４を保持したときでも、リフター３に対してワーク保持具５を安定して支持することが可能になる。尚、ワイヤソー本体２の第１支持軸２５，２５は、インゴット４の重心位置よりも外側に位置しているため、第１支持軸２５，２５にワーク保持具５を支持させたときには、そのワーク保持具５を常に安定して支持することができる。
【００６６】
尚、前記実施形態では、ワーク保持具５に保持可能なインゴット４の数を２個にしているが、ワーク保持具５に保持可能なインゴット４の数は２個に限定されるものではなく、適宜設定すればよい。
【００６７】
また、第１及び第２支持軸２５，３６はそれぞれ、２つに限定されるものではなく、ワーク保持具５を安定して支持できるように、適宜設定すればよい。
【００６８】
さらに、ワーク保持具５の位置決め機構は、一対の傾斜部５８によって構成するものに限らない。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
以上説明したように、本発明は、ワイヤソー本体に対して、ワークを容易に装填することができるから、例えば半導体シリコンインゴット等のワークをスライスするワイヤソーとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】ワイヤソー全体構成を示す斜視図である。
【図２】リフターの全体構成を示す斜視図である。
【図３】ワーク保持具の正面図である。
【図４】ワーク保持具の平面図である。
【図５】ワーク保持具の側面図である。
【図６】ワークをワイヤソー本体に装填する手順を示す説明図である。
【図７】リフターからワイヤソー本体にワーク保持具を載せ替えるときの平面図である。
【図８】固定部材を示す斜視図である。
【図９】固定部材を取り付けた状態のワーク保持具５を示す正面図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ断面図である。
【符号の説明】
【００７１】
１ ワイヤソー
２ ワイヤソー本体
２４ 第１ガイド部
２５ 第１支持軸
３ リフター
３６ 第２支持軸
４ インゴット（ワーク）
５ ワーク保持具
５４ 第２ガイド部
５７ 挿通部
５８ 傾斜部（位置決め機構）
６ 固定部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の装填方向に沿って延びると共に、ワークが係合される第１ガイド部を有しかつ、当該第１ガイド部によって前記装填方向に案内移動されることにより所定の装填位置に装填された前記ワークを装填方向に所定ピッチでスライスするワイヤソー本体と、
前記ワイヤソー本体の第１ガイド部に前記ワークを係合させるために、当該ワークを少なくとも昇降移動させる、前記ワイヤソー本体とは別体で移動可能なリフターと、
前記装填方向に沿って延びると共に、当該ワークと係合してこれを保持する第２ガイド部を有しかつ、前記リフターに対して着脱自在に支持されるワーク保持具と、を備え、
前記ワイヤソー本体は、それぞれ前記装填方向に延びると共に、当該装填方向に直交する水平方向に互いに離されて配置された、少なくとも２の第１支持軸を有し、
前記ワーク保持具は、それぞれ前記ワイヤソー本体の第１支持軸の径よりも所定以上大径の挿通部を含みかつ、前記第１支持軸が挿通される第１支持孔を有し、
前記ワーク保持具は、前記リフターを用いて前記各第１支持孔に前記各第１支持軸が挿通されることにより前記ワイヤソー本体の第１支持軸に対し吊り下げ支持されたときに、前記ワイヤソー本体の第１ガイド部と前記ワーク保持具の第２ガイド部とが互いに同軸で連続するように、前記ワーク保持具の位置決めを自動的に行う位置決め機構をさらに有するワイヤソー。
【請求項２】
請求項１に記載のワイヤソーにおいて、
前記各第１支持軸は、その外周面が円形状であり、
前記位置決め機構は、前記各第１支持孔の挿通部の上側にその挿通部に連続して形成されかつ、全体として逆Ｖ字状をなすよう傾斜した一対の傾斜部によって構成されており、
前記ワーク保持具は、前記各第１支持孔の一対の傾斜部が前記各第１支持軸の中心軸を挟んだ水平方向両側で当該第１支持軸の外周面に対し対称に当接することによって、前記ワイヤソー本体の第１支持軸に対し吊り下げ支持されるワイヤソー。
【請求項３】
請求項２に記載のワイヤソーにおいて、
前記リフターは、外周面が円形状であると共に、前記装填方向に延びる第２支持軸を有し、
前記ワーク保持具は、前記第２支持軸が挿通される第２支持孔をさらに有していて、当該第２支持孔に前記第２支持軸を挿通させることにより、前記リフターの第２支持軸に対して吊り下げ状態で支持され、
前記第２支持孔は、前記第２支持軸の径よりも所定以上大径の挿通部と、当該挿通部の上側にその挿通部に連続して形成されかつ、全体として逆Ｖ字状をなすよう傾斜した一対の傾斜部と、を含むワイヤソー。
【請求項４】
請求項３に記載のワイヤソーにおいて、
前記ワイヤソー本体は２つの第１支持軸を有し、
前記ワーク保持具の２つの第１支持孔及び第２支持孔は、第２支持孔が２つの第１支持孔の間に位置するよう前記水平方向に並んで配置されるワイヤソー。
【請求項５】
請求項４に記載のワイヤソーにおいて、
前記ワーク保持具は、前記水平方向に並設された２以上の第２ガイド部を有し、
前記第２ガイド部はそれぞれ、それらに保持されるワークの重心位置が前記２つの第１支持孔の間に位置するように配置されるワイヤソー。
【請求項６】
請求項５に記載のワイヤソーにおいて、
前記ワーク保持具に保持可能な最大数よりも少ない数のワークを保持した状態で、前記リフターの第２支持軸に前記ワーク保持具を支持させたときに、前記第２支持軸周りのモーメントによる前記ワーク保持具の回転変位を規制するために、前記ワーク保持具を前記第２支持軸に対し回転方向に固定する固定部材をさらに備えるワイヤソー。
【請求項１】
所定の装填方向に沿って延びると共に、ワークが係合される第１ガイド部を有しかつ、当該第１ガイド部によって前記装填方向に案内移動されることにより所定の装填位置に装填された前記ワークを装填方向に所定ピッチでスライスするワイヤソー本体と、
前記ワイヤソー本体の第１ガイド部に前記ワークを係合させるために、当該ワークを少なくとも昇降移動させる、前記ワイヤソー本体とは別体で移動可能なリフターと、
前記装填方向に沿って延びると共に、当該ワークと係合してこれを保持する第２ガイド部を有しかつ、前記リフターに対して着脱自在に支持されるワーク保持具と、を備え、
前記ワイヤソー本体は、それぞれ前記装填方向に延びると共に、当該装填方向に直交する水平方向に互いに離されて配置された、少なくとも２の第１支持軸を有し、
前記ワーク保持具は、それぞれ前記ワイヤソー本体の第１支持軸の径よりも所定以上大径の挿通部を含みかつ、前記第１支持軸が挿通される第１支持孔を有し、
前記ワーク保持具は、前記リフターを用いて前記各第１支持孔に前記各第１支持軸が挿通されることにより前記ワイヤソー本体の第１支持軸に対し吊り下げ支持されたときに、前記ワイヤソー本体の第１ガイド部と前記ワーク保持具の第２ガイド部とが互いに同軸で連続するように、前記ワーク保持具の位置決めを自動的に行う位置決め機構をさらに有するワイヤソー。
【請求項２】
請求項１に記載のワイヤソーにおいて、
前記各第１支持軸は、その外周面が円形状であり、
前記位置決め機構は、前記各第１支持孔の挿通部の上側にその挿通部に連続して形成されかつ、全体として逆Ｖ字状をなすよう傾斜した一対の傾斜部によって構成されており、
前記ワーク保持具は、前記各第１支持孔の一対の傾斜部が前記各第１支持軸の中心軸を挟んだ水平方向両側で当該第１支持軸の外周面に対し対称に当接することによって、前記ワイヤソー本体の第１支持軸に対し吊り下げ支持されるワイヤソー。
【請求項３】
請求項２に記載のワイヤソーにおいて、
前記リフターは、外周面が円形状であると共に、前記装填方向に延びる第２支持軸を有し、
前記ワーク保持具は、前記第２支持軸が挿通される第２支持孔をさらに有していて、当該第２支持孔に前記第２支持軸を挿通させることにより、前記リフターの第２支持軸に対して吊り下げ状態で支持され、
前記第２支持孔は、前記第２支持軸の径よりも所定以上大径の挿通部と、当該挿通部の上側にその挿通部に連続して形成されかつ、全体として逆Ｖ字状をなすよう傾斜した一対の傾斜部と、を含むワイヤソー。
【請求項４】
請求項３に記載のワイヤソーにおいて、
前記ワイヤソー本体は２つの第１支持軸を有し、
前記ワーク保持具の２つの第１支持孔及び第２支持孔は、第２支持孔が２つの第１支持孔の間に位置するよう前記水平方向に並んで配置されるワイヤソー。
【請求項５】
請求項４に記載のワイヤソーにおいて、
前記ワーク保持具は、前記水平方向に並設された２以上の第２ガイド部を有し、
前記第２ガイド部はそれぞれ、それらに保持されるワークの重心位置が前記２つの第１支持孔の間に位置するように配置されるワイヤソー。
【請求項６】
請求項５に記載のワイヤソーにおいて、
前記ワーク保持具に保持可能な最大数よりも少ない数のワークを保持した状態で、前記リフターの第２支持軸に前記ワーク保持具を支持させたときに、前記第２支持軸周りのモーメントによる前記ワーク保持具の回転変位を規制するために、前記ワーク保持具を前記第２支持軸に対し回転方向に固定する固定部材をさらに備えるワイヤソー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００８−２４６６４３（Ｐ２００８−２４６６４３Ａ）
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−９２７６０（Ｐ２００７−９２７６０）
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（３９１００３６６８）トーヨーエイテック株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月１６日（２００８．１０．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月３０日（２００７．３．３０）
【出願人】（３９１００３６６８）トーヨーエイテック株式会社 (145)
【Ｆターム（参考）】
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