ワーク切断方法及びワイヤソー
【課題】ワイヤ駆動方向切換時の張力付与部材の急激な変位を抑制する。
【解決手段】第１リール９ＡからワイヤＷを繰り出しながら当該ワイヤＷの張力を繰出し側張力に上げる一方、このワイヤＷの張力をこの張力よりも低い巻取り側張力に下げて第２リール９Ｂに巻取る前進駆動切断工程と、第２リール９Ｂからワイヤを繰り出しながら当該ワイヤＷの張力を繰出し側張力まで上げる一方、このワイヤＷの張力を巻取り側張力まで下げて第１リール９Ａに巻取る後退駆動切断工程とを繰返し行う。その際、ワイヤ繰出し側では、第１リールをその周速度がガイドローラ２４等の周速度よりも低くなる第１の回転速度で駆動し、巻取り側では、第２リールをその周速度が第１の回転速度で駆動される第１リールの周速度よりも低くなる第２の回転速度で駆動する。
【解決手段】第１リール９ＡからワイヤＷを繰り出しながら当該ワイヤＷの張力を繰出し側張力に上げる一方、このワイヤＷの張力をこの張力よりも低い巻取り側張力に下げて第２リール９Ｂに巻取る前進駆動切断工程と、第２リール９Ｂからワイヤを繰り出しながら当該ワイヤＷの張力を繰出し側張力まで上げる一方、このワイヤＷの張力を巻取り側張力まで下げて第１リール９Ａに巻取る後退駆動切断工程とを繰返し行う。その際、ワイヤ繰出し側では、第１リールをその周速度がガイドローラ２４等の周速度よりも低くなる第１の回転速度で駆動し、巻取り側では、第２リールをその周速度が第１の回転速度で駆動される第１リールの周速度よりも低くなる第２の回転速度で駆動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤソーを用いて半導体インゴット等を切断するためのワーク切断方法及びワイヤソーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体インゴット等のワークから多数枚の薄片（例えばウェハ）を一度に切り出す手段として、ワイヤソーが知られている。このワイヤソーでは、ワイヤ繰出し巻取り装置のリールから繰り出された切断用のワイヤが複数のガイドローラの周囲に巻回されてから別のワイヤ繰出し巻取り装置のリールに巻き取られる。ワイヤは、各ワイヤ繰出し巻取り装置の駆動状態の切り換えにより、前進方向（一方側のワイヤ繰出し巻取り装置から他方側のワイヤ繰出し巻取り装置に向かう方向）と後退方向（他方側のワイヤ繰出し巻取り装置から一方側のワイヤ繰出し巻取り装置に向かう方向）とに交互に移動方向が切り換えられる。そして、繰出し側及び巻取り側の両リールと各ガイドローラとが同じ周速度で回転駆動されることによって切断用ワイヤがその長手方向に高速駆動された状態で、特定のガイドローラ同士の間に複数本並んだワイヤに対してこれと略直交する方向に前記半導体インゴット等からなるワークが切断送りされることにより、このワークから多数枚の薄片が同時に切り出される。
【０００３】
ワイヤソーでは、安定した加工精度を確保するためにワイヤ張力を適正な値に調節する必要がある。そこで、下記特許文献１には、各ワイヤ繰出し巻取り装置からガイドローラに至るまでの領域に、それぞれワイヤ張力を調節するための張力調節装置を備えたものが開示されている。各張力調節装置は、前記ワイヤの張力を検出するロードセルと、所定範囲内で揺動可能に支持され、前記ワイヤに押付けられてその張力を変化させるテンションアームとを備え、前記ロードセルにより検出されるワイヤ張力を一定に保つように前記ワイヤへの前記テンションアームの押付け力を調節する。また、このワイヤソーは、各リールの回転速度を調整するための速度調整装置を備えている。この速度調整装置は、各テンションアームの位置を検出する位置検出器を備えており、前記ワイヤ張力を保ちつつテンションアームをその移動範囲内の中間位置に配置すべく、前記位置検出器により検出されるテンションアームの位置に基づいて各リールの駆動速度を微調整する。このように各テンションアームを中間位置に保つことによりその移動しろを確保し、常に適切な張力調整を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−９４７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記ワイヤソーでは、ワークの安定した切断を行うために前記ワイヤに一定以上の張力を与える必要があるが、その一方、当該張力が高いほどリールの強度的な負担が大きくなるという事情がある。すなわち、リールが巻取るワイヤの張力が高いほど、当該ワイヤがリールの外周面に食い込みやすくなり、当該リールの寿命を縮めるおそれが高くなる。
【０００６】
このような不都合を解消する手段として、前記の張力調節装置を用い、巻取り時のワイヤ張力を繰出し時のワイヤ張力よりも低くすることが考えられる。しかし、ワイヤを往復走行させる往復駆動方式のワイヤソーを運転する場合には、上記ワイヤ張力差に起因して、ワイヤ駆動方向の切換時にテンションアームに不要な揺動（変位）が生じる。
【０００７】
すなわち、ワイヤ繰出し側では、リールから繰り出されるワイヤの張力が巻取り時の張力よりも高い張力に調節されることによりワイヤに伸びが生じる。これにより繰出し側のリールからガイドローラに至る区間のワイヤ長が長くなってワイヤの検出張力が下がる結果、テンションアームがワイヤを引っ張る方向に中間位置からやや大きく揺動することとなる。他方、ワイヤ巻取り側では、ワイヤの張力が下がることにより、繰出し時の張力付与及びワークの押圧により伸びたワイヤが収縮し、これによりガイドローラから巻取り側のリールに至る区間のワイヤ長が短くなってワイヤの検出張力が上がる結果、テンションアームがワイヤに引っ張られる方向に中間位置からやや大きく変位することとなる。そして、ワイヤの前進・後退切換え時の度に、このようなテンションアームの揺動が生じる。
【０００８】
このようなテンションアームの揺動は一時的なものであり、その後、速度調節装置によりリールの回転速度が調節されることによってテンションアームは中間位置に戻されるが、ワイヤの前進・後退切換え時の度にこのようなテンションアームの揺動が生じる場合には、ワイヤの走行安定性が損なわれるおそれがあるため抑制できる方が望ましい。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑み、往復駆動方式のワイヤソーに関して、ワイヤ巻取り側のワイヤ張力がワイヤ繰出し側のワイヤ張力よりも低くなるようにワイヤ張力を調節しながら、ワイヤの駆動方向切換え時に生じるテンションアーム等の張力付与部材の不要な変位を抑制できるようにするための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、第１リールから繰り出された切断用のワイヤが複数のガイドローラの周囲に巻回されて第２リールに巻き取られるワイヤソーを用い、前記ガイドローラ同士の間に並ぶ複数本のワイヤを当該ガイドローラの回転駆動により所定速度で軸方向に駆動しながらこれらのワイヤに対してワークを相対移動させることにより切断送りして当該ワークを切断する方法において、前記第１リールから前記ワイヤを繰出し、かつ、このワイヤを前記第２リールにより巻取るとともに、前記第１リールから繰出されるワイヤの張力を第１張力検出手段により検出しながら当該検出張力が所定の繰出し側張力に近づくように第１張力付与部材を前記ワイヤに押付けて当該ワイヤの張力を調節し、かつ、前記第２リールに巻取られるワイヤの張力を第２張力検出手段により検出しながら当該検出張力が前記繰出し側張力よりも低い巻取り側張力に近づくように第２張力付与部材をワイヤに押付けて当該ワイヤの張力を調節しながら、前記ワークの切断を進める前進駆動切断工程と、前記第２リールにより巻き取られた前記ワイヤを逆に当該第２リールから繰出し、かつ、このワイヤを前記第１リールにより巻取るとともに、前記第２リールから繰出されるワイヤの張力を第２張力検出手段により検出しながら当該検出張力が前記繰出し側張力に近づくように第２張力付与部材を前記ワイヤに押付けて当該ワイヤの張力を調節し、かつ、前記第１リールに巻取られるワイヤの張力を第１張力検出手段により検出しながら当該検出張力が前記巻取り側張力に近づくように第１張力付与部材をワイヤに押付けて当該ワイヤの張力を調節しながら、前記ワークの切断を進める後退駆動切断工程とを繰返し行い、前記前進駆動切断工程では、前記第１リールをその周速度が前記ガイドローラの周速度よりも低くなる第１の回転速度で駆動しながら当該第１リールからワイヤを繰出し、かつ、第２リールをその周速度が前記第１の回転速度で駆動される第１リールの周速度よりも低くなる第２の回転速度で駆動しながら前記ワイヤを当該第２リールにより巻取り、前記後退駆動切断工程では、逆に前記第２リールを前記第１の回転速度で駆動しながら当該第２リールからワイヤを繰出し、かつ、第１リールを前記第２の回転速度で駆動しながら前記ワイヤを当該第１リールにより巻取るようにしたものである。
【００１１】
この方法によれば、ワイヤの前進・後退を繰り返しながら、ワイヤ繰出し側では、リールから繰出されるワイヤを所定の繰出し側張力に調節する一方、ワイヤ巻取り側では、リールに巻取られるワイヤをこの繰出し側張力よりも低い所定の巻取り側張力に調節するので、安定した切断に要するワイヤ張力を確保しながら巻取り側のワイヤ張力のみを低減して当該巻取り側のリールの強度的負担を軽減することができる。しかも、ワイヤ繰出し側では、リールをその周速度がガイドローラの周速度よりも低くなる第１の回転速度で駆動しながら当該リールからワイヤを繰出し、ワイヤ巻取り側では、リールをその周速度が前記第１の回転速度で駆動されるリールの周速度よりも低くなる第２の回転速度で駆動しながらワイヤを当該リールにより巻取るので、上記のようにワイヤ繰出し側とワイヤ巻取り側とでワイヤ張力に差を持たるようにしながらも、ワイヤ前進・後退切換え時に生じる張力付与部材の不要な変位を抑制することができる。すなわち、例えば切断工程が前進駆動切断工程から後退駆動切断工程に移行すると、ワイヤ繰出し側では、第２リールからワイヤを繰出しつつこのワイヤの張力（巻取り側張力）を繰出し側張力まで上げるためにワイヤに伸びが生じることとなる。しかし、上記方法のように、第２リールをその周速度がガイドローラの周速度よりも低くなる第１の回転速度で駆動しながら当該第２リールからワイヤを繰出すようにすることで、このワイヤの伸びに起因する第２リールからガイドローラに至る区間のワイヤ長の変化が抑制され、これによって第２張力付与部材の急激な変位が抑制される。他方、ワイヤ巻取り側では、ワイヤの張力を巻取り側張力まで下げるため、第２張力付与部材による張力付与及びワークの押圧により伸びたワイヤに顕著な収縮が生じる。しかし、上記方法のように、第１リールをその周速度が第１の回転速度で駆動される第２リールの周速度よりも低くなる第２の回転速度で駆動しながらワイヤを当該第１リールにより巻取るようにすることで、ガイドローラから第１リールに至る区間のワイヤの収縮に起因するワイヤ長の変化が抑制され、これによって第１張力付与部材の急激な変位が抑制される。
【００１２】
なお、各リールの最適な回転速度（第１、第２の回転速度）は、ワイヤの劣化やリールの駆動機構の作動状態等の種々の要因によって経時的に変化する。従って、上記の方法においては、前記第１張力付与部材の位置を第１位置検出手段により検出するとともに、前記第２張力付与部材の位置を第２位置検出手段により検出し、各張力付与部材の位置をそれぞれ予め定められた基準位置に近づけるように各リールの回転速度を調節しながらワークの切断を進めるようにし、かつ、特定の切断工程において前記第１張力付与部材がほぼ基準位置に位置するときの前記第１リールの回転速度を第１速度検出手段により検出するとともに、前記第２張力付与部材がほぼ基準位置に位置するときの前記第２リールの回転速度を第２速度検出手段により検出し、当該特定の切断工程後に行われる切断工程における各リールの回転速度が当該検出速度に近づくように前記第１、第２の回転速度を当該検出速度に基づいて補正するのが好適である。
【００１３】
このように、第１、第２のリールを駆動する際の回転速度（第１、第２の回転速度）を、各張力付与部材がほぼ基準位置に位置するときの実際の回転速度に基づいて補正する方法によれば、ワイヤの劣化やリールの作動状態等に起因する回転速度の誤差を排除することが可能となり、各リールを駆動する際の回転速度の信頼性が向上する。そのため、ワイヤの前進・後退切換え時の各張力付与部材の変位をより確実に抑制することが可能となる。
【００１４】
また、本発明は、切断用のワイヤを用いてワークを同時に複数個所で切断するためのワイヤソーであって、回転中心軸が互いに平行になるように配設され、その周囲に前記ワイヤが巻回される複数のガイドローラと、当該ガイドローラを駆動するガイドローラ駆動手段と、前記ガイドローラへの前記ワイヤの繰出し及び巻取りをそれぞれ行う第１、第２のリールと、これらリールをそれぞれ駆動する第１、第２のリール駆動手段と、前記ガイドローラのうちの特定のガイドローラの間に張られた複数本のワイヤとワークとを相対移動させることにより当該ワイヤに対して当該ワークを切断送りして当該ワークを切断する切断送り手段と、前記第１のリールから前記ワイヤを繰出し、かつ、このワイヤを前記第２のリールにより巻取りながら、前記ワークの切断を進める前進駆動切断工程と、前記第２のリールから前記ワイヤを繰出し、かつ、このワイヤを前記第１のリールにより巻取りながら、前記ワークの切断を進める後退駆動切断工程とを繰返し行うとともに、前記ガイドローラに巻回されたワイヤがワーク切断に適した所定速度で駆動されるように前記ガイドローラ駆動手段及び第１、第２のリール駆動手段を制御するワイヤ駆動制御手段と、前記第１のリールと前記各ガイドローラとの間の区間でワイヤ張力を検出する第１張力検出手段、当該区間で前記ワイヤに押付けられる第１張力付与部材、及びこの第１張力付与部材の位置を変化させる第１位置操作手段を含み、前記第１張力付与部材の位置を変化させることにより当該ワイヤの張力を変化させる第１張力操作手段と、前記第２のリールと前記各ガイドローラとの間の区間でワイヤ張力を検出する第２張力検出手段、当該区間で前記ワイヤに押付けられる第２張力付与部材、及びこの第２張力付与部材の位置を変化させる第２位置操作手段を含み、前記第２張力付与部材の位置を変化させることにより当該ワイヤの張力を変化させる第２張力操作手段と、前記第１、第２の張力検出手段の検出張力に基づき、前記第１、第２のリールのうち一方側のリールから繰出されるワイヤの張力を所定の繰出し側張力に調節するとともに、他方側のリールにより巻取られるワイヤの張力を前記繰出し側張力よりも低い所定の巻取り側張力に調節すべく前記各張力操作手段を作動させる張力制御手段とを備え、前記ワイヤ駆動制御手段は、前記前進駆動切断工程では、前記第１リールをその周速度が前記ガイドローラの周速度よりも低くなる第１の回転速度で駆動することにより当該第１リールからワイヤの繰出しを行わせ、かつ、第２リールをその周速度が前記第１の回転速度で駆動される第１リールの周速度よりも低くなる第２の回転速度で駆動することにより当該第２リールにより前記ワイヤの巻取りを行わせ、前記後退駆動切断工程では、逆に前記第２リールを前記第１の回転速度で駆動することにより当該第２リールからワイヤの繰出しを行わせ、かつ、第１リールを前記第２の回転速度で駆動することにより当該第１リールにより前記ワイヤを巻取らせるものである。
【００１５】
このワイヤソーにおいても、前記張力制御手段が、ワイヤ繰出し側では、リールから繰出されるワイヤを繰出し側張力に調節する一方、ワイヤ巻取り側では、リールに巻取られるワイヤを繰出し側張力よりも低い巻取り側張力に調節するので、安定した切断に要するワイヤ張力を確保しながら巻取り側のワイヤ張力のみを低減して当該巻取り側のワイヤ繰出し巻取り装置の強度的負担を軽減することができる。また、ワイヤ駆動制御手段が、ワイヤ繰出し側では、リールをその周速度がガイドローラの周速度よりも低くなる第１の回転速度で駆動することにより当該リールからワイヤの繰出しを行わせ、他方、ワイヤ巻取り側では、リールをその周速度が前記第１の回転速度で駆動されるリールの周速度よりも低くなる第２の回転速度で駆動することにより当該リールにより前記ワイヤの巻取りを行わせので、上記のようにワイヤ繰出し側とワイヤ巻取り側とでワイヤ張力に差を持たせながらも、ワイヤ前進・後退切換え時に生じる張力付与部材の不要な変位を抑制することが可能となる。
【００１６】
このワイヤソーにおいては、前記第１、第２の張力付与部材の位置をそれぞれ検出する第１、第２の位置検出手段と、前記第１、第２のリールの回転速度をそれぞれ検出する第１、第２の速度検出手段とを備え、前記ワイヤ駆動制御手段は、前記第１の位置検出手段により検出される第１張力付与部材の位置、及び第２の位置検出手段により検出される第２張力付与部材の位置がそれぞれ前記基準位置に近づくように各リールの回転速度を制御し、かつ、特定の切断工程において前記第１の速度検出手段により検出される速度であって前記第１張力付与部材がほぼ基準位置に位置するときの検出速度と前記第２の速度検出手段により検出される速度であって前記第２張力付与部材がほぼ基準位置に位置するときの検出速度とに基づいて当該特定の切断工程後に行われる切断工程における各リールの回転速度が当該検出速度に近づくように当該リールの前記第１、第２の回転速度を補正するものであるのが好適である。
【００１７】
この構成によれば、ワイヤ駆動制御装置により各リールを駆動する際の前記第１、第２の駆動速度の信頼性が向上し、これによりワイヤの前進・後退切換え時の各張力付与部材の不要な変位をより確実に抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、ワイヤの前進・後退を繰り返しながら、安定した切断に要するワイヤ張力を確保しながら巻取り側のワイヤ張力のみを低減して当該巻取り側のリールの強度的負担を軽減することができる。また、このようにワイヤ繰出し側とワイヤ巻取り側とでワイヤ張力に差を持たせながらも、ワイヤ前進・後退切換え時に生じる張力付与部材の不要な変位を抑制することが可能であり、これによりワイヤの走行安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態にかかるワイヤソーの全体構成図である。
【図２】前記ワイヤソーに設けられた張力操作装置の正面図である。
【図３】前記張力操作装置の平面図である。
【図４】前記ワイヤソーに装備されるコントローラの機能構成を示すブロック図である。
【図５】前記ワイヤソーにおけるガイドローラの回転速度（周速度）及びリールの回転速度（周速度）の時間変化を示すグラフである。
【図６】前記ワイヤソーに装備されるコントローラの機能構成を示すブロック図（変形例）である。
【図７】リールの目標速度を補正（更新）する処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係るワイヤソーの全体構成を示している。この図に示すワイヤソーは、一対のワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａ，１０Ｂ（適宜、第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａ、第２ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ｂという）と、その間に配された４つのガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂとを備えている。これらのガイドローラのうち、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂは互いに同じ高さ位置に配され、ガイドローラ２６Ａ，２６Ｂはそれぞれガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの下方の位置に配されている。
【００２２】
第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａとガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂとの間には、当該ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａに近い側から順に、固定プーリ１２Ａ，１４Ａ，１６Ａ、第１張力操作装置１８Ａ（第１張力操作手段に相当する）、及び固定プーリ２２Ａが設けられ、第１張力操作装置１８Ａはテンションアーム１９Ａを含んでいる。同様に、第２ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ｂとガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂとの間には、当該ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ｂに近い側から順に、固定プーリ１２Ｂ，１４Ｂ，１６Ｂ、第２張力操作装置１８Ｂ（第２張力操作手段に相当する）、及び固定プーリ２２Ｂが設けられ、前記第２張力操作装置１８Ｂはテンションアーム１９Ｂを含んでいる。
【００２３】
各ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａ，１０Ｂは、切断用のワイヤＷが巻かれるリール９Ａ，９Ｂ（第１リール、第２リールに相当する）と、これを回転駆動するリール駆動モータ１１Ａ，１１Ｂ（第１のリール駆動手段、第２のリール駆動手段に相当する）とを備えている。そして、第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａのリール９Ａから繰り出されたワイヤＷは、固定プーリ１２Ａ，１４Ａ，１６Ａ、第１張力操作装置１８Ａのテンションアーム１９Ａ、及び固定プーリ２２Ａの順に掛けられ、さらにガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ｂ，２６Ａの外側に多数回巻回された後、固定プーリ２２Ｂ、第２張力操作装置１８Ｂのテンションアーム１９Ｂ、固定プーリ１６Ｂ，１４Ｂ，１２Ｂの順に掛けられ、第２ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ｂのリール９Ｂに巻き取られるとともに、両張力操作装置１８Ａ，１８ＢによってワイヤＷに適当な張力が与えられるようになっている。また、各ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ｂ，２６Ａの回転軸に、これら回転軸を回転駆動するためのローラ駆動モータ２５（ガイドローラ駆動手段に相当する）が連結されている（図１ではガイドローラ２６Ａのもののみ図示）。
【００２４】
そして、各リール駆動モータ１１Ａ，１１Ｂによるリール９Ａ，９Ｂの回転駆動方向及びローラ駆動モータ２５によるガイドローラ２６Ａの回転駆動方向が正逆に切換えられることにより、ワイヤＷがリール９Ａから繰り出されてリール９Ｂに巻き取られる状態（ワイヤＷの前進駆動の状態）と、ワイヤＷがリール９Ｂから繰り出されてリール９Ａに巻き取られる状態（ワイヤＷの後退駆動の状態）とに切換えられるようになっている。
【００２５】
すなわち、この実施の形態に係るワイヤソーでは、前記４つのガイドローラのうちのガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの間にワイヤＷが多数本並んだ状態で張られ、かつ、その長手方向（軸方向）に往復駆動される。ただし、本発明では前記ガイドローラの具体的な個数を問わず、２個以上の範囲で自由に設定可能である。
【００２６】
前記ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られたワイヤＷの上方には、円柱状のワーク（例えば半導体インゴット）２８を移動させるワーク送り装置３０（切断送り手段に相当する）が設けられている。このワーク送り装置３０は、ワーク保持部３２と、ワーク送りモータ３４とを備えている。ワーク保持部３２は、前記ワーク２８をその結晶軸に基づいて目的の結晶方位が得られる向きに保持するものであり、ワーク送りモータ３４は、図略のボールネジとの組み合わせにより、前記ワーク保持部３２とワーク２８とを一体に昇降させる（すなわち切断送りする）ものである。
【００２７】
前記ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られたワイヤＷの上方において、ワーク２８の左右両側の位置には、スラリー供給装置３６Ａ，３６Ｂが設けられている。これらのスラリー供給装置３６Ａ，３６Ｂは、高速駆動される各ワイヤＷに対し、砥粒が混合された加工液（スラリー）を同時供給し、これをワイヤＷ表面に付着させるものである。
【００２８】
従って、このワイヤソーでは、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られた多数本のワイヤＷがその長手方向に同時高速駆動され、かつこれらのワイヤＷにスラリー供給装置３６Ａ，３６Ｂから加工液が供給されながら、これらのワイヤＷに対してワーク２８が下方に切断送りされることにより、このワーク２８から多数枚のウェハが同時に切り出される。
【００２９】
次に、前記張力操作装置１８Ａ，１８Ｂの構成を図２及び図３に基づいて説明する。なお、両張力操作装置１８Ａ，１８Ｂの構成は同等であるので、ここでは第１張力操作装置１８Ａを例にとって説明する。
【００３０】
第１張力操作装置１８Ａは、上記の通りテンションアーム１９Ａ（第１張力付与部材に相当する）を備えている。このテンションアーム１９Ａは、プーリ２０（可動プーリ２０という）とこれを支持するレバー２１とを含み、前記可動プーリ２０にワイヤＷが掛け渡されている。可動プーリ２０は、固定プーリ１６Ａ，２２Ａの間に配されており、テンションアーム１９Ａの揺動に伴う当該可動プーリ２０の上下動によってワイヤ長が変化する（具体的には、可動プーリ２０が下降するとワイヤ長が増え、可動プーリ２１Ａが上昇するとワイヤ長が減る）ように各プーリ１６Ａ，２０，２２Ａが配されている。
【００３１】
なお、固定プーリ２２Ａの支持部材３８には、張力検出器４０（第１張力検出手段に相当する）が取付けられている。この張力検出器４０は、前記支持部材３８に加えられる荷重、ひいては前記ワイヤＷの張力を検出する。この張力検出器４０には、ロードセルや、差動トランスとばねとを組み合わせたもの等が利用可能である。
【００３２】
前記可動プーリ２０は、ワイヤＷの軸方向と直交する回転軸４２を中心として回転可能となるようにレバー２１の先端に取付けられている。このレバー２１の基端には回動中心軸４６が固定され、この回動中心軸４６は、固定側板４８に固定された揺動シリンダ５０（第１位置操作手段に相当する）に連結されている。この揺動シリンダ５０は、前記回動中心軸４６回りにレバー２１及び可動プーリ２０（つまり、テンションアーム１９Ａ）を回動させて当該可動プーリ２０を前記ワイヤＷに押付けることにより、当該ワイヤＷに張力を与えるとともに、その押付け力の増減によって前記張力を変化させる。
【００３３】
前記回動中心軸４６にはエンコーダ５２（第１の位置検出手段に相当する）が連結されている。このエンコーダ５２は、前記テンションアーム１９Ａの回動角度位置を検出する。
【００３４】
このワイヤソーには、図４に示すようなコントローラ６０が備えられている。このコントローラ６０は、ワイヤ駆動制御手段および張力制御手段としての機能を有するものであって、張力調節手段６２、速度調節手段６４、及び目標速度設定手段６６を備えている。
【００３５】
張力調節手段６２は、ワイヤ繰出し側及びワイヤ巻取り側のそれぞれにおける張力検出器４０で検出されたワイヤ張力を予め設定された張力Ｔに保つように、揺動シリンダ５０を駆動する空気圧サーボ回路５４に電気信号を出力して当該揺動シリンダ５０の駆動力ひいてはワイヤ張力を調節する。具体的に、例えば第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａ側の検出張力が前記張力Ｔよりも高い場合には、揺動シリンダ５０の駆動力を低下させ、この揺動シリンダ５０に連結されたテンションアーム１９Ａを上側に移動させて（図２では時計回り方向に回動させて）前記可動プーリ２０が前記ワイヤＷに押付けられる力を下げる。逆に、前記検出張力が張力Ｔよりも低い場合には、前記揺動シリンダ５０の駆動力を高くして前記テンションアーム１９Ａを下側に移動させて（図２の反時計回り方向に回動させて）前記可動プーリ２０が前記ワイヤＷに押付けられる力を上げる。
【００３６】
なお、このワイヤソーでは、張力調節手段６２は、ワイヤ繰出し側ではワイヤ張力をワーク２８の切断に必要な張力である繰出し側張力Ｔ１（２５Ｎ）に保つ一方、巻取り側ではこの繰出し側張力Ｔ１よりも低い張力であってリール９Ａ，９Ｂの巻取りに適した所定の巻取り側張力Ｔ２（５Ｎ）に保つように前記揺動シリンダ５０の駆動力を調節する。これにより、このワイヤソーでは、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間においてワーク２８の良好な切断に必要なワイヤ張力が確保される一方で、巻取り側のリール９Ａ，９Ｂに対しては当該リール９Ａ、９ＢでのワイヤＷの食い込みが緩和される。
【００３７】
前記速度調節手段６４は、ワイヤＷを前進駆動しながらワーク２８の切断を進める工程（前進駆動切断工程）と、ワイヤＷを後退駆動しながらワーク２８の切断を進める工程（後退駆動切断工程）とを繰返し実行するように、前記リール駆動モータ１１Ａ，１１Ｂによるリール駆動の向きを調節するとともに、目標速度設定手段６６により入力されるリール９Ａ，９Ｂの目標速度Ｖに基づいて各切断工程におけるリール駆動モータ１１Ａ，１１Ｂの駆動速度、換言すればワイヤ繰出し速度およびワイヤ巻取り速度を調節する。
【００３８】
なお、この速度調節手段６４は、エンコーダ５２で検出されたテンションアーム１９Ａ，１９Ｂの回転角度位置を予め設定された基準位置（ここでは、図２の実線に示すようにテンションアーム１９Ａ，１９Ｂが水平となる位置）に近づけるように、リール駆動モータ１１Ａ，１１Ｂにそれぞれ制御信号を出力して両リール９Ａ，９Ｂの回転速度を微調節する機能も有している。例えば、リール９ＡからワイヤＷが繰り出されてリール９Ｂに巻取られるワイヤＷの前進駆動の状態で、繰出し側のテンションアーム１９Ａが基準位置よりも下側の位置にあることが検出された場合には、テンションアーム１９Ａを上側（時計回り）に移動させるべく、ワイヤ繰出し側のリール９Ａの回転速度を減少させ、逆に、テンションアーム１９Ａが基準位置よりも上側の位置にあることが検出された場合には、テンションアーム１９Ａを下側（反時計回り）に移動させるべく、ワイヤ繰出し側のリール９Ａの回転速度を増加させる。一方、ワイヤ巻取り側のテンションアーム１９Ｂが基準位置よりも下側の位置にあることが検出された場合には、テンションアーム１９Ｂを上側（反時計回り）に移動させるべく、ワイヤ巻取り側のリール９Ｂの回転速度を増加させ、逆にテンションアーム１９Ｂが基準位置よりも上側の位置にあることが検出された場合には、テンションアーム１９Ｂを下側（時計回り）に移動させるべく、ワイヤ巻取り側のリール９Ｂの回転速度を減少させる。
【００３９】
目標速度設定手段６６は、上述のようにリール９Ａ，９Ｂの目標速度Ｖ（つまり回転速度Ｖ）を設定して速度調節手段６４に入力するものであり、前記速度調節手段６４は、この目標速度Ｖに基づきリール駆動モータ１１Ａ，１１Ｂの駆動速度を調節する。
【００４０】
この目標速度設定手段６６は、リール９Ａ，９Ｂがワイヤ繰出し側かワイヤ巻取り側かによってそれらの目標速度Ｖを変化させる。具体的には、ワイヤＷを前進駆動（リール９ＡからワイヤＷが繰り出されてリール９Ｂに巻取られる状態）する際には、ワイヤ繰出し側となるリール９Ａの目標速度Ｖを第１の目標速度Ｖ１に設定する一方で、ワイヤ巻取り側のリール９Ｂの目標速度Ｖを第１の目標速度Ｖ１よりも遅い第２の目標速度Ｖ２に設定する。逆に、ワイヤＷを後退駆動（リール９ＢからワイヤＷが繰り出されてリール９Ａに巻取られる状態）するときには、ワイヤ繰出し側のリール９Ｂの目標速度Ｖを第１の目標速度Ｖ１に設定する一方、ワイヤ巻取り側のリール９Ａの目標速度を第２の目標速度Ｖ２に設定する。
【００４１】
これらの目標速度Ｖ１、Ｖ２は、ワーク２８の切断に必要なワイヤＷの駆動速度（走行速度）、つまり、ガイドローラ２４Ａ等の回転速度を基準に設定されている。この点を、図５を用いて説明する。図５は、ワイヤソーのガイドローラ２４Ａ等の回転速度ＶＷ（周速度）と第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａ側のリール９Ａの回転速度Ｖ（周速度）との関係を示している。この図に示すように、目標速度設定手段６６は、ワイヤＷの前進駆動時には、ワイヤ繰出し側となるリール９Ａの目標速度Ｖをその周速度がガイドローラ２４等の周速度よりも一定速度だけ低くなる第１の目標速度Ｖ１に設定する。また、ワイヤＷの後退駆動時には、ワイヤ巻取り側となるリール９Ａの目標速度Ｖをその周速度が前記第１の目標速度Ｖ１で駆動されるリール９Ａの周速度よりも低くなる第２の目標速度Ｖ２に設定する。なお、ここでは、一方側のリール９Ａの目標速度（回転速度）について説明したが、ワイヤＷの駆動方向が逆になる以外、他方側のリール９Ｂについても同様である。
【００４２】
次に、このワイヤソーの作用効果について説明する。
【００４３】
＜ 前進駆動切断工程 ＞
第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａのリール９Ａが繰出し方向に回転駆動され、第２ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ｂのリール９Ｂが巻取り方向に駆動されることにより、ワイヤＷが前記リール９Ａから繰出されて前記リール９Ｂに巻取られる。そして、所定のワイヤＷの駆動速度のもと、このワイヤＷ（ワイヤ群）に対してワーク２８が切断送りされることにより、当該ワーク２８の切断が進められる。
【００４４】
このとき、張力検出器４０で検出されたワイヤ張力に基づき張力調節手段６２により各揺動シリンダ５０の駆動力が調節されることにより、ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａ側のワイヤＷの張力が繰出し側張力Ｔ１（＝２５Ｎ）、ワイヤ繰出し巻取り装置１０ＢのワイヤＷの張力が巻取り側張力Ｔ２（＝５Ｎ）にそれぞれ調節される。
【００４５】
他方、リール９Ａからのワイヤ繰出し開始後、張力操作装置１８Ａ，１８Ｂに設けられたエンコーダ５２の検出信号（すなわちテンションアーム１９Ａ，１９Ｂの位置検出信号）が速度調節手段６４に取り込まれる。速度調節手段６４は、前記テンションアーム１９Ａ、１９Ｂの検出位置と予め設定された基準位置とを比較し、前者が後者よりも高い場合には、テンションアーム１９Ａ、１９Ｂが下側に移動するようにリール９Ａ、９Ｂの回転速度を微調節する。逆に、前者が後者よりも低い場合には、テンションアーム１９Ａ、１９Ｂが上側に移動するように当該リール９Ａ、９Ｂの回転速度を微調整する。これにより、定常状態ではテンションアーム１９Ａ、１９Ｂがほぼ基準位置に保持されて、テンションアーム１９Ａ、１９Ｂの移動しろが適切に確保される。
【００４６】
以上の制御により、第１ワイヤ繰出し装置１０Ａ側のワイヤ張力は所定の繰出し側張力Ｔ１に保たれ、これにより、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間においてワーク２８の良好な切断に必要なワイヤ張力が確保される。その一方、ワイヤ巻取り装置１０Ｂ側のワイヤ張力は繰出し側張力Ｔ１よりも低い所定の巻取り側張力Ｔ２に抑えられるため、当該ワイヤ巻取り装置１０Ｂのリール９ＢでのワイヤＷの食い込みが緩和され、当該リール９Ｂの強度的負担が軽減される。
【００４７】
そして、この前進駆動切断工程が予め設定されたワイヤ長に至った時点でワイヤＷの駆動が徐々に減速される。そして、その速度が０になった時点で今度はワイヤＷの駆動の向きが切換えられ、後退駆動切断工程に移行する。
【００４８】
＜ 後退駆動切断工程 ＞
この工程では、第２ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ｂのリール９Ｂが繰出し方向に回転駆動され、第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａのリール９Ａが巻取り方向に駆動されることにより、ワイヤＷが前記リール９Ｂから繰出されて前記リール９Ａに巻取られる。
【００４９】
この工程では、張力調節手段６２により、第２ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ｂ側のワイヤ張力が所定の繰出し側張力Ｔ１（＝２５Ｎ）に、第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａ側のワイヤ張力が所定の巻取り側張力Ｔ２（＝５Ｎ）に調節される。これにより、前進駆動切断工程と同様、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間でワーク２８の良好な切断に必要なワイヤ張力が確保される一方、ワイヤ巻取り装置１０Ａ側のワイヤ張力は繰出し側張力Ｔ１よりも低い所定の巻取り側張力Ｔ２に抑えられるため、当該ワイヤ巻取り装置１０Ａのリール９ＡでのワイヤＷの食い込みが緩和され、当該リール９Ａの強度的負担が軽減される。
【００５０】
なお、このように前進駆動切断工程から後退駆動切断工程へ切断工程が移行され、リール９Ｂに巻回されているワイヤＷが当該リール９Ｂから繰出されつつその張力が巻取り側張力Ｔ２（＝５Ｎ）から繰出し側張力Ｔ１（＝２５Ｎ）まで上げられると、ワイヤＷが伸びてリール９Ｂからガイドローラ２４Ａ等に至る区間のワイヤ長が長くなってワイヤ張力が下がる結果、テンションアーム１９Ｂが基準位置から急激に変位することが考えられる。具体的にはテンションアーム１９ＢがワイヤＷを引っ張る方向（下側）にやや大きく変位することが考えられる。しかし、このワイヤソーでは、上記の通りワイヤ繰出し側となるリール９Ｂは、その周速度がガイドローラ２４Ａ等の周速度よりも低くなる第１の回転速度Ｖ１で駆動されるため、ワイヤＷの上記伸びを伴いながらもリール９Ｂからガイドローラ２４Ａ等に至る区間のワイヤ長の変化が効果的に抑制される。そのため、前進駆動切断工程から後退駆動切断工程への移行に伴う上記のようなテンションアーム１９Ｂの急激な変位が抑制される。
【００５１】
逆に、ワイヤ巻取り側（第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａ側）では、ワイヤＷの張力が巻取り側張力Ｔ２（＝５Ｎ）まで下げられることにより、第２張力操作装置１８Ｂによる張力付与及びワーク２８の押圧により伸びたワイヤが収縮し、これによりガイドローラ２４Ａ等からリール９Ａに至る区間のワイヤ長が短くなってワイヤ張力が上がる結果、テンションアーム１９Ａが基準位置から急激に変位することが考えられる。具体的には、テンションアーム１９ＡがワイヤＷに引っ張られる方向（上側）にやや大きく振れることが考えられる。しかし、このワイヤソーでは、上記の通り、ワイヤ巻取り側となるリール９Ａは、その周速度が第１の回転速度Ｖ１で駆動されるリール９Ｂの周速度よりも低い第２の回転速度Ｖ２で駆動されるため、ワイヤＷの上記収縮を伴いながらもガイドローラ２４Ａ等からリール９Ａに至る区間のワイヤ長の変化が効果的に抑制される。特に、ガイドローラ２４Ａ等からリール９Ａに向かうワイヤＷは、上記の通り、第２張力操作装置１８Ｂによる張力付与による伸びに加えワーク２８の押圧による伸びを含むため、リール９Ａを繰出し側と同じ回転速度（第１の回転速度Ｖ１）で駆動する場合には、上記区間のワイヤ長の変化を抑え切れない場合が生じ得るが、上記のようにリール９Ａが繰出し側のリール９Ｂの回転速度Ｖ１よりも低い第２の回転速度Ｖ２で駆動される結果、当該区間のワイヤ長の変化がより確実に抑えられる。そのため、前進駆動切断工程から後退駆動切断工程への移行に伴う、上記のようなテンションアーム１９Ａの急激な変位が効果的に抑制される。
【００５２】
こうして後退駆動切断工程が予め設定されたワイヤ長に至った時点でワイヤＷの駆動が徐々に減速され、その速度が０になると、その時点で今度はワイヤＷの駆動の向きが切換えられて前進駆動切断工程に移行する。そして、この後退駆動切断工程から前進切断工程への移行時には、上記同様に、速度調節手段６４によるリール駆動モータ１１Ａ，１１Ｂの制御に基づき各リール９Ａ，９Ｂの駆動速度が調節されることにより、後退駆動切断工程から前進駆動切断工程への移行に伴う、テンションアーム１９Ａ，１９Ｂの急激な変位が抑制され、これによりワイヤＷの走行安定性が保たれることとなる。
【００５３】
以上のように、このワイヤソーによれば、ワイヤＷの前進・後退を繰り返す往復駆動方式のワイヤソーにおいて、張力操作装置１８Ａ，１８Ｂにより、安定した切断に要するワイヤ張力を確保しながら巻取り側のワイヤ張力のみを低減して当該巻取り側のリール（前進駆動時はリール９Ｂ、後退駆動時はリール９Ａ）の強度的負担を軽減することができる。しかも、ワイヤ繰出し側のリールをその周速度がガイドローラ２４Ａ等の周速度よりも低くなる第１の回転速度Ｖ１で駆動しながら当該第リールからワイヤＷを繰出す一方で、ワイヤ巻取り側のリールをその周速度が第１の回転速度Ｖ１で駆動されるリールの周速度よりも低くなる第２の回転速度Ｖ２で駆動しながらワイヤＷを当該リールにより巻取ることにより、上記のような張力切換に起因したワイヤ前進・後退切換え時のテンションアーム１９Ａ、１９Ｂの急激な変位を抑制するようにしているので、ワイヤＷの走行安定性を良好に確保することができる。
【００５４】
なお、上述した実施形態は、リール９Ａ，９Ｂの目標速度Ｖとして固定値を用いてリール９Ａ，９Ｂの駆動速度を調節することを前提としたものであるが、ワイヤＷの前進・後退時のテンションアーム１９Ａ、１９Ｂの変位をより確実に抑制するために、各リール９Ａ，９Ｂの上記目標速度Ｖ（回転速度Ｖ）を実際のリール９Ａ，９Ｂの駆動状態に基づいて補正（更新）するようにしてもよい。
【００５５】
図６は、その場合のコントローラ６０の機能構成を示している。同図に示すように、目標速度設定手段６６には、張力操作装置１８Ａ，１８Ｂに設けられたエンコーダ５２の検出信号（テンションアーム１９Ａ，１９Ｂの位置検出信号）が入力されるともに、リール駆動モータ１１Ａ，１１Ｂに内蔵されるエンコーダ１３（第１、第２の速度検出手段に相当する）の検出信号（リール駆動モータ１１Ａ，１１Ｂの回転速度検出信号）が入力される。
【００５６】
この構成において、前記目標速度設定手段６６は、図７のフローチャートに従って目標速度Ｖを設定する。なお、以下の説明では、第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａのリール９Ａの目標速度Ｖの補正（更新）について説明する。
【００５７】
まず、目標速度設定手段６６は、ワイヤＷの駆動方向に応じて、予め記憶されている目標速度Ｖ（Ｖ１又はＶ２）を設定し、当該目標速度Ｖを速度調節手段６４に入力する（ステップＳ１）。
【００５８】
ワイヤＷの駆動が開始されると（ステップＳ３でＹＥＳ）、目標速度設定手段６６は、張力操作装置１８Ａのエンコーダ５２から入力される検出信号に基づきテンションアーム１９Ａがほぼ基準位置にあるか、つまり当該基準位置を含む一定範囲内（例えばプラスマイナス１°以内）にあるかを判断する（ステップＳ５）。ここでＹＥＳと判断した場合には、目標速度設定手段６６は、リール駆動モータ１１Ａのエンコーダ１３から入力される検出信号に基づきリール駆動モータ１１Ａの回転速度を検出する（ステップＳ７）。これにより現在の切断工程が終了するまでリール駆動モータ１１Ａの回転速度をサンプリングする。
【００５９】
次に、目標速度設定手段６６は、当該切断工程が終了したか否かを判断し（ステップＳ９）、ここでＹＥＳと判断した場合には、さらにワイヤＷが前進駆動か否かを判断する（ステップＳ１１）。つまり、ステップＳ７でサンプリングした回転速度がワイヤＷの前進駆動時のものか否かを判断する。ここでＹＥＳと判断した場合には、目標速度設定手段６６は、ステップＳ７でサンプリングしたリール駆動モータ１１Ａの検出速度に基づきワイヤ繰出し時のリール９Ａの目標速度Ｖ１を補正する（ステップＳ１３）。具体的には、リール駆動モータ１１Ａの検出速度の平均値を求め、この平均値をワイヤ繰出し時のリール９Ａの回転速度に換算した上でその換算値を目標速度Ｖ１として更新する。これにより次のワイヤＷの前進駆動時（前進駆動切断工程）には、この更新後の目標速度Ｖ１が目標速度設定手段６６により速度調節手段６４に入力される。
【００６０】
また、ステップＳ１１でＮＯと判断した場合、つまり、ワイヤＷが後退駆動であると判断した場合には、目標速度設定手段６６は、同様に、ステップＳ７でサンプリングしたリール駆動モータ１１Ａの検出速度に基づきワイヤ繰出し時のリール９Ａの目標速度Ｖ２を補正する（ステップＳ１４）。これにより次のワイヤＷの後退駆動時（後退駆動切断工程）には、この更新後の目標速度Ｖ２が目標速度設定手段６６により速度調節手段６４に入力される。
【００６１】
目標速度設定手段６６は、次に、ワーク２８の切断が終了したか否かを判断し（ステップＳ１５）、ここでＮＯと判断した場合にはステップＳ１にリターンし、他方、ＹＥＳと判断した場合には本フローチャートによる処理を終了する。
【００６２】
なお、ここでは、目標速度設定手段６６による第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａのリール９Ａの目標速度Ｖの補正（更新）について説明したが、第２ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ｂのリール９Ｂの目標速度Ｖの補正（更新）も同様にして行われる。
【００６３】
このように、ワイヤＷの前進・後退の一サイクル毎に、テンションアーム１９Ａ，１９Ｂが基準位置に位置するときの実際のリール９Ａ，９Ｂ（リール駆動モータ１１Ａ，１１Ｂ）の回転速度に基づいてリール９Ａ，９Ｂの目標速度Ｖ（回転速度Ｖ）を補正する構成によれば、各リール９Ａ，９Ｂを駆動する際の回転速度の信頼性が向上し、これによりワイヤの前進・後退切換え時のテンションアーム１９Ａ，１９Ｂの変位をより確実に抑制することが可能となる。
【００６４】
なお、この例では、ワイヤＷの前進・後退の一サイクル毎にリール９Ａ，９Ｂの目標速度Ｖを補正するが、リール９Ａ，９Ｂの目標速度Ｖを補正する時期は、ワイヤＷの前進・後退の複数サイクル毎に実施してもよいし、ワーク２８の切断送り量や累積作業時間等の他の条件に基づいて実施するようにしてもよい。
【００６５】
ところで、上述したワイヤソーは、本発明に係るワイヤソーの好ましい実施形態の例示であって、ワイヤソーの具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、各張力操作装置１８Ａ，１８Ｂの具体的構造についても適宜変更が可能であり、具体的には、テンションアーム１９Ａ、１９Ｂを揺動させる手段として前記揺動シリンダ５０に代えてサーボモータ等を用いてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
Ｗ ワイヤ
９Ａ リール（第１のリール）
９Ｂ リール（第２のリール）
１１Ａ リール駆動モータ（第１のリール駆動手段）
１１Ｂ リール駆動モータ（第２のリール駆動手段）
１３ エンコーダ（第１、第２速度検出手段）
１８Ａ 第１張力操作装置（第１張力操作手段）
１８Ｂ 第２張力操作装置（第２張力操作手段）
１９Ａ テンションアーム（第１張力付与部材）
１９Ｂ テンションアーム（第２張力付与部材）
２５ ローラ駆動モータ（ガイドローラ駆動手段）
３０ ワーク送り装置（切断送り手段）
４０ 張力検出器（第１、第２の張力検出手段）
５０ 揺動シリンダ（第１、第２の位置操作手段）
５２ エンコーダ（第１、第２の位置検出手段）
５４ 空気圧サーボ回路（第１、第２の位置操作手段）
６０ コントローラ（ワイヤ駆動制御手段及び張力制御手段）
６２ 張力調節手段
６４ 速度調節手段
６６ 目標速度設定手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワイヤソーを用いて半導体インゴット等を切断するためのワーク切断方法及びワイヤソーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体インゴット等のワークから多数枚の薄片（例えばウェハ）を一度に切り出す手段として、ワイヤソーが知られている。このワイヤソーでは、ワイヤ繰出し巻取り装置のリールから繰り出された切断用のワイヤが複数のガイドローラの周囲に巻回されてから別のワイヤ繰出し巻取り装置のリールに巻き取られる。ワイヤは、各ワイヤ繰出し巻取り装置の駆動状態の切り換えにより、前進方向（一方側のワイヤ繰出し巻取り装置から他方側のワイヤ繰出し巻取り装置に向かう方向）と後退方向（他方側のワイヤ繰出し巻取り装置から一方側のワイヤ繰出し巻取り装置に向かう方向）とに交互に移動方向が切り換えられる。そして、繰出し側及び巻取り側の両リールと各ガイドローラとが同じ周速度で回転駆動されることによって切断用ワイヤがその長手方向に高速駆動された状態で、特定のガイドローラ同士の間に複数本並んだワイヤに対してこれと略直交する方向に前記半導体インゴット等からなるワークが切断送りされることにより、このワークから多数枚の薄片が同時に切り出される。
【０００３】
ワイヤソーでは、安定した加工精度を確保するためにワイヤ張力を適正な値に調節する必要がある。そこで、下記特許文献１には、各ワイヤ繰出し巻取り装置からガイドローラに至るまでの領域に、それぞれワイヤ張力を調節するための張力調節装置を備えたものが開示されている。各張力調節装置は、前記ワイヤの張力を検出するロードセルと、所定範囲内で揺動可能に支持され、前記ワイヤに押付けられてその張力を変化させるテンションアームとを備え、前記ロードセルにより検出されるワイヤ張力を一定に保つように前記ワイヤへの前記テンションアームの押付け力を調節する。また、このワイヤソーは、各リールの回転速度を調整するための速度調整装置を備えている。この速度調整装置は、各テンションアームの位置を検出する位置検出器を備えており、前記ワイヤ張力を保ちつつテンションアームをその移動範囲内の中間位置に配置すべく、前記位置検出器により検出されるテンションアームの位置に基づいて各リールの駆動速度を微調整する。このように各テンションアームを中間位置に保つことによりその移動しろを確保し、常に適切な張力調整を可能としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−９４７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記ワイヤソーでは、ワークの安定した切断を行うために前記ワイヤに一定以上の張力を与える必要があるが、その一方、当該張力が高いほどリールの強度的な負担が大きくなるという事情がある。すなわち、リールが巻取るワイヤの張力が高いほど、当該ワイヤがリールの外周面に食い込みやすくなり、当該リールの寿命を縮めるおそれが高くなる。
【０００６】
このような不都合を解消する手段として、前記の張力調節装置を用い、巻取り時のワイヤ張力を繰出し時のワイヤ張力よりも低くすることが考えられる。しかし、ワイヤを往復走行させる往復駆動方式のワイヤソーを運転する場合には、上記ワイヤ張力差に起因して、ワイヤ駆動方向の切換時にテンションアームに不要な揺動（変位）が生じる。
【０００７】
すなわち、ワイヤ繰出し側では、リールから繰り出されるワイヤの張力が巻取り時の張力よりも高い張力に調節されることによりワイヤに伸びが生じる。これにより繰出し側のリールからガイドローラに至る区間のワイヤ長が長くなってワイヤの検出張力が下がる結果、テンションアームがワイヤを引っ張る方向に中間位置からやや大きく揺動することとなる。他方、ワイヤ巻取り側では、ワイヤの張力が下がることにより、繰出し時の張力付与及びワークの押圧により伸びたワイヤが収縮し、これによりガイドローラから巻取り側のリールに至る区間のワイヤ長が短くなってワイヤの検出張力が上がる結果、テンションアームがワイヤに引っ張られる方向に中間位置からやや大きく変位することとなる。そして、ワイヤの前進・後退切換え時の度に、このようなテンションアームの揺動が生じる。
【０００８】
このようなテンションアームの揺動は一時的なものであり、その後、速度調節装置によりリールの回転速度が調節されることによってテンションアームは中間位置に戻されるが、ワイヤの前進・後退切換え時の度にこのようなテンションアームの揺動が生じる場合には、ワイヤの走行安定性が損なわれるおそれがあるため抑制できる方が望ましい。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑み、往復駆動方式のワイヤソーに関して、ワイヤ巻取り側のワイヤ張力がワイヤ繰出し側のワイヤ張力よりも低くなるようにワイヤ張力を調節しながら、ワイヤの駆動方向切換え時に生じるテンションアーム等の張力付与部材の不要な変位を抑制できるようにするための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は、第１リールから繰り出された切断用のワイヤが複数のガイドローラの周囲に巻回されて第２リールに巻き取られるワイヤソーを用い、前記ガイドローラ同士の間に並ぶ複数本のワイヤを当該ガイドローラの回転駆動により所定速度で軸方向に駆動しながらこれらのワイヤに対してワークを相対移動させることにより切断送りして当該ワークを切断する方法において、前記第１リールから前記ワイヤを繰出し、かつ、このワイヤを前記第２リールにより巻取るとともに、前記第１リールから繰出されるワイヤの張力を第１張力検出手段により検出しながら当該検出張力が所定の繰出し側張力に近づくように第１張力付与部材を前記ワイヤに押付けて当該ワイヤの張力を調節し、かつ、前記第２リールに巻取られるワイヤの張力を第２張力検出手段により検出しながら当該検出張力が前記繰出し側張力よりも低い巻取り側張力に近づくように第２張力付与部材をワイヤに押付けて当該ワイヤの張力を調節しながら、前記ワークの切断を進める前進駆動切断工程と、前記第２リールにより巻き取られた前記ワイヤを逆に当該第２リールから繰出し、かつ、このワイヤを前記第１リールにより巻取るとともに、前記第２リールから繰出されるワイヤの張力を第２張力検出手段により検出しながら当該検出張力が前記繰出し側張力に近づくように第２張力付与部材を前記ワイヤに押付けて当該ワイヤの張力を調節し、かつ、前記第１リールに巻取られるワイヤの張力を第１張力検出手段により検出しながら当該検出張力が前記巻取り側張力に近づくように第１張力付与部材をワイヤに押付けて当該ワイヤの張力を調節しながら、前記ワークの切断を進める後退駆動切断工程とを繰返し行い、前記前進駆動切断工程では、前記第１リールをその周速度が前記ガイドローラの周速度よりも低くなる第１の回転速度で駆動しながら当該第１リールからワイヤを繰出し、かつ、第２リールをその周速度が前記第１の回転速度で駆動される第１リールの周速度よりも低くなる第２の回転速度で駆動しながら前記ワイヤを当該第２リールにより巻取り、前記後退駆動切断工程では、逆に前記第２リールを前記第１の回転速度で駆動しながら当該第２リールからワイヤを繰出し、かつ、第１リールを前記第２の回転速度で駆動しながら前記ワイヤを当該第１リールにより巻取るようにしたものである。
【００１１】
この方法によれば、ワイヤの前進・後退を繰り返しながら、ワイヤ繰出し側では、リールから繰出されるワイヤを所定の繰出し側張力に調節する一方、ワイヤ巻取り側では、リールに巻取られるワイヤをこの繰出し側張力よりも低い所定の巻取り側張力に調節するので、安定した切断に要するワイヤ張力を確保しながら巻取り側のワイヤ張力のみを低減して当該巻取り側のリールの強度的負担を軽減することができる。しかも、ワイヤ繰出し側では、リールをその周速度がガイドローラの周速度よりも低くなる第１の回転速度で駆動しながら当該リールからワイヤを繰出し、ワイヤ巻取り側では、リールをその周速度が前記第１の回転速度で駆動されるリールの周速度よりも低くなる第２の回転速度で駆動しながらワイヤを当該リールにより巻取るので、上記のようにワイヤ繰出し側とワイヤ巻取り側とでワイヤ張力に差を持たるようにしながらも、ワイヤ前進・後退切換え時に生じる張力付与部材の不要な変位を抑制することができる。すなわち、例えば切断工程が前進駆動切断工程から後退駆動切断工程に移行すると、ワイヤ繰出し側では、第２リールからワイヤを繰出しつつこのワイヤの張力（巻取り側張力）を繰出し側張力まで上げるためにワイヤに伸びが生じることとなる。しかし、上記方法のように、第２リールをその周速度がガイドローラの周速度よりも低くなる第１の回転速度で駆動しながら当該第２リールからワイヤを繰出すようにすることで、このワイヤの伸びに起因する第２リールからガイドローラに至る区間のワイヤ長の変化が抑制され、これによって第２張力付与部材の急激な変位が抑制される。他方、ワイヤ巻取り側では、ワイヤの張力を巻取り側張力まで下げるため、第２張力付与部材による張力付与及びワークの押圧により伸びたワイヤに顕著な収縮が生じる。しかし、上記方法のように、第１リールをその周速度が第１の回転速度で駆動される第２リールの周速度よりも低くなる第２の回転速度で駆動しながらワイヤを当該第１リールにより巻取るようにすることで、ガイドローラから第１リールに至る区間のワイヤの収縮に起因するワイヤ長の変化が抑制され、これによって第１張力付与部材の急激な変位が抑制される。
【００１２】
なお、各リールの最適な回転速度（第１、第２の回転速度）は、ワイヤの劣化やリールの駆動機構の作動状態等の種々の要因によって経時的に変化する。従って、上記の方法においては、前記第１張力付与部材の位置を第１位置検出手段により検出するとともに、前記第２張力付与部材の位置を第２位置検出手段により検出し、各張力付与部材の位置をそれぞれ予め定められた基準位置に近づけるように各リールの回転速度を調節しながらワークの切断を進めるようにし、かつ、特定の切断工程において前記第１張力付与部材がほぼ基準位置に位置するときの前記第１リールの回転速度を第１速度検出手段により検出するとともに、前記第２張力付与部材がほぼ基準位置に位置するときの前記第２リールの回転速度を第２速度検出手段により検出し、当該特定の切断工程後に行われる切断工程における各リールの回転速度が当該検出速度に近づくように前記第１、第２の回転速度を当該検出速度に基づいて補正するのが好適である。
【００１３】
このように、第１、第２のリールを駆動する際の回転速度（第１、第２の回転速度）を、各張力付与部材がほぼ基準位置に位置するときの実際の回転速度に基づいて補正する方法によれば、ワイヤの劣化やリールの作動状態等に起因する回転速度の誤差を排除することが可能となり、各リールを駆動する際の回転速度の信頼性が向上する。そのため、ワイヤの前進・後退切換え時の各張力付与部材の変位をより確実に抑制することが可能となる。
【００１４】
また、本発明は、切断用のワイヤを用いてワークを同時に複数個所で切断するためのワイヤソーであって、回転中心軸が互いに平行になるように配設され、その周囲に前記ワイヤが巻回される複数のガイドローラと、当該ガイドローラを駆動するガイドローラ駆動手段と、前記ガイドローラへの前記ワイヤの繰出し及び巻取りをそれぞれ行う第１、第２のリールと、これらリールをそれぞれ駆動する第１、第２のリール駆動手段と、前記ガイドローラのうちの特定のガイドローラの間に張られた複数本のワイヤとワークとを相対移動させることにより当該ワイヤに対して当該ワークを切断送りして当該ワークを切断する切断送り手段と、前記第１のリールから前記ワイヤを繰出し、かつ、このワイヤを前記第２のリールにより巻取りながら、前記ワークの切断を進める前進駆動切断工程と、前記第２のリールから前記ワイヤを繰出し、かつ、このワイヤを前記第１のリールにより巻取りながら、前記ワークの切断を進める後退駆動切断工程とを繰返し行うとともに、前記ガイドローラに巻回されたワイヤがワーク切断に適した所定速度で駆動されるように前記ガイドローラ駆動手段及び第１、第２のリール駆動手段を制御するワイヤ駆動制御手段と、前記第１のリールと前記各ガイドローラとの間の区間でワイヤ張力を検出する第１張力検出手段、当該区間で前記ワイヤに押付けられる第１張力付与部材、及びこの第１張力付与部材の位置を変化させる第１位置操作手段を含み、前記第１張力付与部材の位置を変化させることにより当該ワイヤの張力を変化させる第１張力操作手段と、前記第２のリールと前記各ガイドローラとの間の区間でワイヤ張力を検出する第２張力検出手段、当該区間で前記ワイヤに押付けられる第２張力付与部材、及びこの第２張力付与部材の位置を変化させる第２位置操作手段を含み、前記第２張力付与部材の位置を変化させることにより当該ワイヤの張力を変化させる第２張力操作手段と、前記第１、第２の張力検出手段の検出張力に基づき、前記第１、第２のリールのうち一方側のリールから繰出されるワイヤの張力を所定の繰出し側張力に調節するとともに、他方側のリールにより巻取られるワイヤの張力を前記繰出し側張力よりも低い所定の巻取り側張力に調節すべく前記各張力操作手段を作動させる張力制御手段とを備え、前記ワイヤ駆動制御手段は、前記前進駆動切断工程では、前記第１リールをその周速度が前記ガイドローラの周速度よりも低くなる第１の回転速度で駆動することにより当該第１リールからワイヤの繰出しを行わせ、かつ、第２リールをその周速度が前記第１の回転速度で駆動される第１リールの周速度よりも低くなる第２の回転速度で駆動することにより当該第２リールにより前記ワイヤの巻取りを行わせ、前記後退駆動切断工程では、逆に前記第２リールを前記第１の回転速度で駆動することにより当該第２リールからワイヤの繰出しを行わせ、かつ、第１リールを前記第２の回転速度で駆動することにより当該第１リールにより前記ワイヤを巻取らせるものである。
【００１５】
このワイヤソーにおいても、前記張力制御手段が、ワイヤ繰出し側では、リールから繰出されるワイヤを繰出し側張力に調節する一方、ワイヤ巻取り側では、リールに巻取られるワイヤを繰出し側張力よりも低い巻取り側張力に調節するので、安定した切断に要するワイヤ張力を確保しながら巻取り側のワイヤ張力のみを低減して当該巻取り側のワイヤ繰出し巻取り装置の強度的負担を軽減することができる。また、ワイヤ駆動制御手段が、ワイヤ繰出し側では、リールをその周速度がガイドローラの周速度よりも低くなる第１の回転速度で駆動することにより当該リールからワイヤの繰出しを行わせ、他方、ワイヤ巻取り側では、リールをその周速度が前記第１の回転速度で駆動されるリールの周速度よりも低くなる第２の回転速度で駆動することにより当該リールにより前記ワイヤの巻取りを行わせので、上記のようにワイヤ繰出し側とワイヤ巻取り側とでワイヤ張力に差を持たせながらも、ワイヤ前進・後退切換え時に生じる張力付与部材の不要な変位を抑制することが可能となる。
【００１６】
このワイヤソーにおいては、前記第１、第２の張力付与部材の位置をそれぞれ検出する第１、第２の位置検出手段と、前記第１、第２のリールの回転速度をそれぞれ検出する第１、第２の速度検出手段とを備え、前記ワイヤ駆動制御手段は、前記第１の位置検出手段により検出される第１張力付与部材の位置、及び第２の位置検出手段により検出される第２張力付与部材の位置がそれぞれ前記基準位置に近づくように各リールの回転速度を制御し、かつ、特定の切断工程において前記第１の速度検出手段により検出される速度であって前記第１張力付与部材がほぼ基準位置に位置するときの検出速度と前記第２の速度検出手段により検出される速度であって前記第２張力付与部材がほぼ基準位置に位置するときの検出速度とに基づいて当該特定の切断工程後に行われる切断工程における各リールの回転速度が当該検出速度に近づくように当該リールの前記第１、第２の回転速度を補正するものであるのが好適である。
【００１７】
この構成によれば、ワイヤ駆動制御装置により各リールを駆動する際の前記第１、第２の駆動速度の信頼性が向上し、これによりワイヤの前進・後退切換え時の各張力付与部材の不要な変位をより確実に抑制することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように、本発明によれば、ワイヤの前進・後退を繰り返しながら、安定した切断に要するワイヤ張力を確保しながら巻取り側のワイヤ張力のみを低減して当該巻取り側のリールの強度的負担を軽減することができる。また、このようにワイヤ繰出し側とワイヤ巻取り側とでワイヤ張力に差を持たせながらも、ワイヤ前進・後退切換え時に生じる張力付与部材の不要な変位を抑制することが可能であり、これによりワイヤの走行安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態にかかるワイヤソーの全体構成図である。
【図２】前記ワイヤソーに設けられた張力操作装置の正面図である。
【図３】前記張力操作装置の平面図である。
【図４】前記ワイヤソーに装備されるコントローラの機能構成を示すブロック図である。
【図５】前記ワイヤソーにおけるガイドローラの回転速度（周速度）及びリールの回転速度（周速度）の時間変化を示すグラフである。
【図６】前記ワイヤソーに装備されるコントローラの機能構成を示すブロック図（変形例）である。
【図７】リールの目標速度を補正（更新）する処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２１】
図１は、本発明に係るワイヤソーの全体構成を示している。この図に示すワイヤソーは、一対のワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａ，１０Ｂ（適宜、第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａ、第２ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ｂという）と、その間に配された４つのガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂとを備えている。これらのガイドローラのうち、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂは互いに同じ高さ位置に配され、ガイドローラ２６Ａ，２６Ｂはそれぞれガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの下方の位置に配されている。
【００２２】
第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａとガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂとの間には、当該ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａに近い側から順に、固定プーリ１２Ａ，１４Ａ，１６Ａ、第１張力操作装置１８Ａ（第１張力操作手段に相当する）、及び固定プーリ２２Ａが設けられ、第１張力操作装置１８Ａはテンションアーム１９Ａを含んでいる。同様に、第２ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ｂとガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ａ，２６Ｂとの間には、当該ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ｂに近い側から順に、固定プーリ１２Ｂ，１４Ｂ，１６Ｂ、第２張力操作装置１８Ｂ（第２張力操作手段に相当する）、及び固定プーリ２２Ｂが設けられ、前記第２張力操作装置１８Ｂはテンションアーム１９Ｂを含んでいる。
【００２３】
各ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａ，１０Ｂは、切断用のワイヤＷが巻かれるリール９Ａ，９Ｂ（第１リール、第２リールに相当する）と、これを回転駆動するリール駆動モータ１１Ａ，１１Ｂ（第１のリール駆動手段、第２のリール駆動手段に相当する）とを備えている。そして、第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａのリール９Ａから繰り出されたワイヤＷは、固定プーリ１２Ａ，１４Ａ，１６Ａ、第１張力操作装置１８Ａのテンションアーム１９Ａ、及び固定プーリ２２Ａの順に掛けられ、さらにガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ｂ，２６Ａの外側に多数回巻回された後、固定プーリ２２Ｂ、第２張力操作装置１８Ｂのテンションアーム１９Ｂ、固定プーリ１６Ｂ，１４Ｂ，１２Ｂの順に掛けられ、第２ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ｂのリール９Ｂに巻き取られるとともに、両張力操作装置１８Ａ，１８ＢによってワイヤＷに適当な張力が与えられるようになっている。また、各ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ，２６Ｂ，２６Ａの回転軸に、これら回転軸を回転駆動するためのローラ駆動モータ２５（ガイドローラ駆動手段に相当する）が連結されている（図１ではガイドローラ２６Ａのもののみ図示）。
【００２４】
そして、各リール駆動モータ１１Ａ，１１Ｂによるリール９Ａ，９Ｂの回転駆動方向及びローラ駆動モータ２５によるガイドローラ２６Ａの回転駆動方向が正逆に切換えられることにより、ワイヤＷがリール９Ａから繰り出されてリール９Ｂに巻き取られる状態（ワイヤＷの前進駆動の状態）と、ワイヤＷがリール９Ｂから繰り出されてリール９Ａに巻き取られる状態（ワイヤＷの後退駆動の状態）とに切換えられるようになっている。
【００２５】
すなわち、この実施の形態に係るワイヤソーでは、前記４つのガイドローラのうちのガイドローラ２４Ａ，２４Ｂの間にワイヤＷが多数本並んだ状態で張られ、かつ、その長手方向（軸方向）に往復駆動される。ただし、本発明では前記ガイドローラの具体的な個数を問わず、２個以上の範囲で自由に設定可能である。
【００２６】
前記ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られたワイヤＷの上方には、円柱状のワーク（例えば半導体インゴット）２８を移動させるワーク送り装置３０（切断送り手段に相当する）が設けられている。このワーク送り装置３０は、ワーク保持部３２と、ワーク送りモータ３４とを備えている。ワーク保持部３２は、前記ワーク２８をその結晶軸に基づいて目的の結晶方位が得られる向きに保持するものであり、ワーク送りモータ３４は、図略のボールネジとの組み合わせにより、前記ワーク保持部３２とワーク２８とを一体に昇降させる（すなわち切断送りする）ものである。
【００２７】
前記ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られたワイヤＷの上方において、ワーク２８の左右両側の位置には、スラリー供給装置３６Ａ，３６Ｂが設けられている。これらのスラリー供給装置３６Ａ，３６Ｂは、高速駆動される各ワイヤＷに対し、砥粒が混合された加工液（スラリー）を同時供給し、これをワイヤＷ表面に付着させるものである。
【００２８】
従って、このワイヤソーでは、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間に張られた多数本のワイヤＷがその長手方向に同時高速駆動され、かつこれらのワイヤＷにスラリー供給装置３６Ａ，３６Ｂから加工液が供給されながら、これらのワイヤＷに対してワーク２８が下方に切断送りされることにより、このワーク２８から多数枚のウェハが同時に切り出される。
【００２９】
次に、前記張力操作装置１８Ａ，１８Ｂの構成を図２及び図３に基づいて説明する。なお、両張力操作装置１８Ａ，１８Ｂの構成は同等であるので、ここでは第１張力操作装置１８Ａを例にとって説明する。
【００３０】
第１張力操作装置１８Ａは、上記の通りテンションアーム１９Ａ（第１張力付与部材に相当する）を備えている。このテンションアーム１９Ａは、プーリ２０（可動プーリ２０という）とこれを支持するレバー２１とを含み、前記可動プーリ２０にワイヤＷが掛け渡されている。可動プーリ２０は、固定プーリ１６Ａ，２２Ａの間に配されており、テンションアーム１９Ａの揺動に伴う当該可動プーリ２０の上下動によってワイヤ長が変化する（具体的には、可動プーリ２０が下降するとワイヤ長が増え、可動プーリ２１Ａが上昇するとワイヤ長が減る）ように各プーリ１６Ａ，２０，２２Ａが配されている。
【００３１】
なお、固定プーリ２２Ａの支持部材３８には、張力検出器４０（第１張力検出手段に相当する）が取付けられている。この張力検出器４０は、前記支持部材３８に加えられる荷重、ひいては前記ワイヤＷの張力を検出する。この張力検出器４０には、ロードセルや、差動トランスとばねとを組み合わせたもの等が利用可能である。
【００３２】
前記可動プーリ２０は、ワイヤＷの軸方向と直交する回転軸４２を中心として回転可能となるようにレバー２１の先端に取付けられている。このレバー２１の基端には回動中心軸４６が固定され、この回動中心軸４６は、固定側板４８に固定された揺動シリンダ５０（第１位置操作手段に相当する）に連結されている。この揺動シリンダ５０は、前記回動中心軸４６回りにレバー２１及び可動プーリ２０（つまり、テンションアーム１９Ａ）を回動させて当該可動プーリ２０を前記ワイヤＷに押付けることにより、当該ワイヤＷに張力を与えるとともに、その押付け力の増減によって前記張力を変化させる。
【００３３】
前記回動中心軸４６にはエンコーダ５２（第１の位置検出手段に相当する）が連結されている。このエンコーダ５２は、前記テンションアーム１９Ａの回動角度位置を検出する。
【００３４】
このワイヤソーには、図４に示すようなコントローラ６０が備えられている。このコントローラ６０は、ワイヤ駆動制御手段および張力制御手段としての機能を有するものであって、張力調節手段６２、速度調節手段６４、及び目標速度設定手段６６を備えている。
【００３５】
張力調節手段６２は、ワイヤ繰出し側及びワイヤ巻取り側のそれぞれにおける張力検出器４０で検出されたワイヤ張力を予め設定された張力Ｔに保つように、揺動シリンダ５０を駆動する空気圧サーボ回路５４に電気信号を出力して当該揺動シリンダ５０の駆動力ひいてはワイヤ張力を調節する。具体的に、例えば第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａ側の検出張力が前記張力Ｔよりも高い場合には、揺動シリンダ５０の駆動力を低下させ、この揺動シリンダ５０に連結されたテンションアーム１９Ａを上側に移動させて（図２では時計回り方向に回動させて）前記可動プーリ２０が前記ワイヤＷに押付けられる力を下げる。逆に、前記検出張力が張力Ｔよりも低い場合には、前記揺動シリンダ５０の駆動力を高くして前記テンションアーム１９Ａを下側に移動させて（図２の反時計回り方向に回動させて）前記可動プーリ２０が前記ワイヤＷに押付けられる力を上げる。
【００３６】
なお、このワイヤソーでは、張力調節手段６２は、ワイヤ繰出し側ではワイヤ張力をワーク２８の切断に必要な張力である繰出し側張力Ｔ１（２５Ｎ）に保つ一方、巻取り側ではこの繰出し側張力Ｔ１よりも低い張力であってリール９Ａ，９Ｂの巻取りに適した所定の巻取り側張力Ｔ２（５Ｎ）に保つように前記揺動シリンダ５０の駆動力を調節する。これにより、このワイヤソーでは、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間においてワーク２８の良好な切断に必要なワイヤ張力が確保される一方で、巻取り側のリール９Ａ，９Ｂに対しては当該リール９Ａ、９ＢでのワイヤＷの食い込みが緩和される。
【００３７】
前記速度調節手段６４は、ワイヤＷを前進駆動しながらワーク２８の切断を進める工程（前進駆動切断工程）と、ワイヤＷを後退駆動しながらワーク２８の切断を進める工程（後退駆動切断工程）とを繰返し実行するように、前記リール駆動モータ１１Ａ，１１Ｂによるリール駆動の向きを調節するとともに、目標速度設定手段６６により入力されるリール９Ａ，９Ｂの目標速度Ｖに基づいて各切断工程におけるリール駆動モータ１１Ａ，１１Ｂの駆動速度、換言すればワイヤ繰出し速度およびワイヤ巻取り速度を調節する。
【００３８】
なお、この速度調節手段６４は、エンコーダ５２で検出されたテンションアーム１９Ａ，１９Ｂの回転角度位置を予め設定された基準位置（ここでは、図２の実線に示すようにテンションアーム１９Ａ，１９Ｂが水平となる位置）に近づけるように、リール駆動モータ１１Ａ，１１Ｂにそれぞれ制御信号を出力して両リール９Ａ，９Ｂの回転速度を微調節する機能も有している。例えば、リール９ＡからワイヤＷが繰り出されてリール９Ｂに巻取られるワイヤＷの前進駆動の状態で、繰出し側のテンションアーム１９Ａが基準位置よりも下側の位置にあることが検出された場合には、テンションアーム１９Ａを上側（時計回り）に移動させるべく、ワイヤ繰出し側のリール９Ａの回転速度を減少させ、逆に、テンションアーム１９Ａが基準位置よりも上側の位置にあることが検出された場合には、テンションアーム１９Ａを下側（反時計回り）に移動させるべく、ワイヤ繰出し側のリール９Ａの回転速度を増加させる。一方、ワイヤ巻取り側のテンションアーム１９Ｂが基準位置よりも下側の位置にあることが検出された場合には、テンションアーム１９Ｂを上側（反時計回り）に移動させるべく、ワイヤ巻取り側のリール９Ｂの回転速度を増加させ、逆にテンションアーム１９Ｂが基準位置よりも上側の位置にあることが検出された場合には、テンションアーム１９Ｂを下側（時計回り）に移動させるべく、ワイヤ巻取り側のリール９Ｂの回転速度を減少させる。
【００３９】
目標速度設定手段６６は、上述のようにリール９Ａ，９Ｂの目標速度Ｖ（つまり回転速度Ｖ）を設定して速度調節手段６４に入力するものであり、前記速度調節手段６４は、この目標速度Ｖに基づきリール駆動モータ１１Ａ，１１Ｂの駆動速度を調節する。
【００４０】
この目標速度設定手段６６は、リール９Ａ，９Ｂがワイヤ繰出し側かワイヤ巻取り側かによってそれらの目標速度Ｖを変化させる。具体的には、ワイヤＷを前進駆動（リール９ＡからワイヤＷが繰り出されてリール９Ｂに巻取られる状態）する際には、ワイヤ繰出し側となるリール９Ａの目標速度Ｖを第１の目標速度Ｖ１に設定する一方で、ワイヤ巻取り側のリール９Ｂの目標速度Ｖを第１の目標速度Ｖ１よりも遅い第２の目標速度Ｖ２に設定する。逆に、ワイヤＷを後退駆動（リール９ＢからワイヤＷが繰り出されてリール９Ａに巻取られる状態）するときには、ワイヤ繰出し側のリール９Ｂの目標速度Ｖを第１の目標速度Ｖ１に設定する一方、ワイヤ巻取り側のリール９Ａの目標速度を第２の目標速度Ｖ２に設定する。
【００４１】
これらの目標速度Ｖ１、Ｖ２は、ワーク２８の切断に必要なワイヤＷの駆動速度（走行速度）、つまり、ガイドローラ２４Ａ等の回転速度を基準に設定されている。この点を、図５を用いて説明する。図５は、ワイヤソーのガイドローラ２４Ａ等の回転速度ＶＷ（周速度）と第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａ側のリール９Ａの回転速度Ｖ（周速度）との関係を示している。この図に示すように、目標速度設定手段６６は、ワイヤＷの前進駆動時には、ワイヤ繰出し側となるリール９Ａの目標速度Ｖをその周速度がガイドローラ２４等の周速度よりも一定速度だけ低くなる第１の目標速度Ｖ１に設定する。また、ワイヤＷの後退駆動時には、ワイヤ巻取り側となるリール９Ａの目標速度Ｖをその周速度が前記第１の目標速度Ｖ１で駆動されるリール９Ａの周速度よりも低くなる第２の目標速度Ｖ２に設定する。なお、ここでは、一方側のリール９Ａの目標速度（回転速度）について説明したが、ワイヤＷの駆動方向が逆になる以外、他方側のリール９Ｂについても同様である。
【００４２】
次に、このワイヤソーの作用効果について説明する。
【００４３】
＜ 前進駆動切断工程 ＞
第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａのリール９Ａが繰出し方向に回転駆動され、第２ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ｂのリール９Ｂが巻取り方向に駆動されることにより、ワイヤＷが前記リール９Ａから繰出されて前記リール９Ｂに巻取られる。そして、所定のワイヤＷの駆動速度のもと、このワイヤＷ（ワイヤ群）に対してワーク２８が切断送りされることにより、当該ワーク２８の切断が進められる。
【００４４】
このとき、張力検出器４０で検出されたワイヤ張力に基づき張力調節手段６２により各揺動シリンダ５０の駆動力が調節されることにより、ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａ側のワイヤＷの張力が繰出し側張力Ｔ１（＝２５Ｎ）、ワイヤ繰出し巻取り装置１０ＢのワイヤＷの張力が巻取り側張力Ｔ２（＝５Ｎ）にそれぞれ調節される。
【００４５】
他方、リール９Ａからのワイヤ繰出し開始後、張力操作装置１８Ａ，１８Ｂに設けられたエンコーダ５２の検出信号（すなわちテンションアーム１９Ａ，１９Ｂの位置検出信号）が速度調節手段６４に取り込まれる。速度調節手段６４は、前記テンションアーム１９Ａ、１９Ｂの検出位置と予め設定された基準位置とを比較し、前者が後者よりも高い場合には、テンションアーム１９Ａ、１９Ｂが下側に移動するようにリール９Ａ、９Ｂの回転速度を微調節する。逆に、前者が後者よりも低い場合には、テンションアーム１９Ａ、１９Ｂが上側に移動するように当該リール９Ａ、９Ｂの回転速度を微調整する。これにより、定常状態ではテンションアーム１９Ａ、１９Ｂがほぼ基準位置に保持されて、テンションアーム１９Ａ、１９Ｂの移動しろが適切に確保される。
【００４６】
以上の制御により、第１ワイヤ繰出し装置１０Ａ側のワイヤ張力は所定の繰出し側張力Ｔ１に保たれ、これにより、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間においてワーク２８の良好な切断に必要なワイヤ張力が確保される。その一方、ワイヤ巻取り装置１０Ｂ側のワイヤ張力は繰出し側張力Ｔ１よりも低い所定の巻取り側張力Ｔ２に抑えられるため、当該ワイヤ巻取り装置１０Ｂのリール９ＢでのワイヤＷの食い込みが緩和され、当該リール９Ｂの強度的負担が軽減される。
【００４７】
そして、この前進駆動切断工程が予め設定されたワイヤ長に至った時点でワイヤＷの駆動が徐々に減速される。そして、その速度が０になった時点で今度はワイヤＷの駆動の向きが切換えられ、後退駆動切断工程に移行する。
【００４８】
＜ 後退駆動切断工程 ＞
この工程では、第２ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ｂのリール９Ｂが繰出し方向に回転駆動され、第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａのリール９Ａが巻取り方向に駆動されることにより、ワイヤＷが前記リール９Ｂから繰出されて前記リール９Ａに巻取られる。
【００４９】
この工程では、張力調節手段６２により、第２ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ｂ側のワイヤ張力が所定の繰出し側張力Ｔ１（＝２５Ｎ）に、第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａ側のワイヤ張力が所定の巻取り側張力Ｔ２（＝５Ｎ）に調節される。これにより、前進駆動切断工程と同様、ガイドローラ２４Ａ，２４Ｂ間でワーク２８の良好な切断に必要なワイヤ張力が確保される一方、ワイヤ巻取り装置１０Ａ側のワイヤ張力は繰出し側張力Ｔ１よりも低い所定の巻取り側張力Ｔ２に抑えられるため、当該ワイヤ巻取り装置１０Ａのリール９ＡでのワイヤＷの食い込みが緩和され、当該リール９Ａの強度的負担が軽減される。
【００５０】
なお、このように前進駆動切断工程から後退駆動切断工程へ切断工程が移行され、リール９Ｂに巻回されているワイヤＷが当該リール９Ｂから繰出されつつその張力が巻取り側張力Ｔ２（＝５Ｎ）から繰出し側張力Ｔ１（＝２５Ｎ）まで上げられると、ワイヤＷが伸びてリール９Ｂからガイドローラ２４Ａ等に至る区間のワイヤ長が長くなってワイヤ張力が下がる結果、テンションアーム１９Ｂが基準位置から急激に変位することが考えられる。具体的にはテンションアーム１９ＢがワイヤＷを引っ張る方向（下側）にやや大きく変位することが考えられる。しかし、このワイヤソーでは、上記の通りワイヤ繰出し側となるリール９Ｂは、その周速度がガイドローラ２４Ａ等の周速度よりも低くなる第１の回転速度Ｖ１で駆動されるため、ワイヤＷの上記伸びを伴いながらもリール９Ｂからガイドローラ２４Ａ等に至る区間のワイヤ長の変化が効果的に抑制される。そのため、前進駆動切断工程から後退駆動切断工程への移行に伴う上記のようなテンションアーム１９Ｂの急激な変位が抑制される。
【００５１】
逆に、ワイヤ巻取り側（第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａ側）では、ワイヤＷの張力が巻取り側張力Ｔ２（＝５Ｎ）まで下げられることにより、第２張力操作装置１８Ｂによる張力付与及びワーク２８の押圧により伸びたワイヤが収縮し、これによりガイドローラ２４Ａ等からリール９Ａに至る区間のワイヤ長が短くなってワイヤ張力が上がる結果、テンションアーム１９Ａが基準位置から急激に変位することが考えられる。具体的には、テンションアーム１９ＡがワイヤＷに引っ張られる方向（上側）にやや大きく振れることが考えられる。しかし、このワイヤソーでは、上記の通り、ワイヤ巻取り側となるリール９Ａは、その周速度が第１の回転速度Ｖ１で駆動されるリール９Ｂの周速度よりも低い第２の回転速度Ｖ２で駆動されるため、ワイヤＷの上記収縮を伴いながらもガイドローラ２４Ａ等からリール９Ａに至る区間のワイヤ長の変化が効果的に抑制される。特に、ガイドローラ２４Ａ等からリール９Ａに向かうワイヤＷは、上記の通り、第２張力操作装置１８Ｂによる張力付与による伸びに加えワーク２８の押圧による伸びを含むため、リール９Ａを繰出し側と同じ回転速度（第１の回転速度Ｖ１）で駆動する場合には、上記区間のワイヤ長の変化を抑え切れない場合が生じ得るが、上記のようにリール９Ａが繰出し側のリール９Ｂの回転速度Ｖ１よりも低い第２の回転速度Ｖ２で駆動される結果、当該区間のワイヤ長の変化がより確実に抑えられる。そのため、前進駆動切断工程から後退駆動切断工程への移行に伴う、上記のようなテンションアーム１９Ａの急激な変位が効果的に抑制される。
【００５２】
こうして後退駆動切断工程が予め設定されたワイヤ長に至った時点でワイヤＷの駆動が徐々に減速され、その速度が０になると、その時点で今度はワイヤＷの駆動の向きが切換えられて前進駆動切断工程に移行する。そして、この後退駆動切断工程から前進切断工程への移行時には、上記同様に、速度調節手段６４によるリール駆動モータ１１Ａ，１１Ｂの制御に基づき各リール９Ａ，９Ｂの駆動速度が調節されることにより、後退駆動切断工程から前進駆動切断工程への移行に伴う、テンションアーム１９Ａ，１９Ｂの急激な変位が抑制され、これによりワイヤＷの走行安定性が保たれることとなる。
【００５３】
以上のように、このワイヤソーによれば、ワイヤＷの前進・後退を繰り返す往復駆動方式のワイヤソーにおいて、張力操作装置１８Ａ，１８Ｂにより、安定した切断に要するワイヤ張力を確保しながら巻取り側のワイヤ張力のみを低減して当該巻取り側のリール（前進駆動時はリール９Ｂ、後退駆動時はリール９Ａ）の強度的負担を軽減することができる。しかも、ワイヤ繰出し側のリールをその周速度がガイドローラ２４Ａ等の周速度よりも低くなる第１の回転速度Ｖ１で駆動しながら当該第リールからワイヤＷを繰出す一方で、ワイヤ巻取り側のリールをその周速度が第１の回転速度Ｖ１で駆動されるリールの周速度よりも低くなる第２の回転速度Ｖ２で駆動しながらワイヤＷを当該リールにより巻取ることにより、上記のような張力切換に起因したワイヤ前進・後退切換え時のテンションアーム１９Ａ、１９Ｂの急激な変位を抑制するようにしているので、ワイヤＷの走行安定性を良好に確保することができる。
【００５４】
なお、上述した実施形態は、リール９Ａ，９Ｂの目標速度Ｖとして固定値を用いてリール９Ａ，９Ｂの駆動速度を調節することを前提としたものであるが、ワイヤＷの前進・後退時のテンションアーム１９Ａ、１９Ｂの変位をより確実に抑制するために、各リール９Ａ，９Ｂの上記目標速度Ｖ（回転速度Ｖ）を実際のリール９Ａ，９Ｂの駆動状態に基づいて補正（更新）するようにしてもよい。
【００５５】
図６は、その場合のコントローラ６０の機能構成を示している。同図に示すように、目標速度設定手段６６には、張力操作装置１８Ａ，１８Ｂに設けられたエンコーダ５２の検出信号（テンションアーム１９Ａ，１９Ｂの位置検出信号）が入力されるともに、リール駆動モータ１１Ａ，１１Ｂに内蔵されるエンコーダ１３（第１、第２の速度検出手段に相当する）の検出信号（リール駆動モータ１１Ａ，１１Ｂの回転速度検出信号）が入力される。
【００５６】
この構成において、前記目標速度設定手段６６は、図７のフローチャートに従って目標速度Ｖを設定する。なお、以下の説明では、第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａのリール９Ａの目標速度Ｖの補正（更新）について説明する。
【００５７】
まず、目標速度設定手段６６は、ワイヤＷの駆動方向に応じて、予め記憶されている目標速度Ｖ（Ｖ１又はＶ２）を設定し、当該目標速度Ｖを速度調節手段６４に入力する（ステップＳ１）。
【００５８】
ワイヤＷの駆動が開始されると（ステップＳ３でＹＥＳ）、目標速度設定手段６６は、張力操作装置１８Ａのエンコーダ５２から入力される検出信号に基づきテンションアーム１９Ａがほぼ基準位置にあるか、つまり当該基準位置を含む一定範囲内（例えばプラスマイナス１°以内）にあるかを判断する（ステップＳ５）。ここでＹＥＳと判断した場合には、目標速度設定手段６６は、リール駆動モータ１１Ａのエンコーダ１３から入力される検出信号に基づきリール駆動モータ１１Ａの回転速度を検出する（ステップＳ７）。これにより現在の切断工程が終了するまでリール駆動モータ１１Ａの回転速度をサンプリングする。
【００５９】
次に、目標速度設定手段６６は、当該切断工程が終了したか否かを判断し（ステップＳ９）、ここでＹＥＳと判断した場合には、さらにワイヤＷが前進駆動か否かを判断する（ステップＳ１１）。つまり、ステップＳ７でサンプリングした回転速度がワイヤＷの前進駆動時のものか否かを判断する。ここでＹＥＳと判断した場合には、目標速度設定手段６６は、ステップＳ７でサンプリングしたリール駆動モータ１１Ａの検出速度に基づきワイヤ繰出し時のリール９Ａの目標速度Ｖ１を補正する（ステップＳ１３）。具体的には、リール駆動モータ１１Ａの検出速度の平均値を求め、この平均値をワイヤ繰出し時のリール９Ａの回転速度に換算した上でその換算値を目標速度Ｖ１として更新する。これにより次のワイヤＷの前進駆動時（前進駆動切断工程）には、この更新後の目標速度Ｖ１が目標速度設定手段６６により速度調節手段６４に入力される。
【００６０】
また、ステップＳ１１でＮＯと判断した場合、つまり、ワイヤＷが後退駆動であると判断した場合には、目標速度設定手段６６は、同様に、ステップＳ７でサンプリングしたリール駆動モータ１１Ａの検出速度に基づきワイヤ繰出し時のリール９Ａの目標速度Ｖ２を補正する（ステップＳ１４）。これにより次のワイヤＷの後退駆動時（後退駆動切断工程）には、この更新後の目標速度Ｖ２が目標速度設定手段６６により速度調節手段６４に入力される。
【００６１】
目標速度設定手段６６は、次に、ワーク２８の切断が終了したか否かを判断し（ステップＳ１５）、ここでＮＯと判断した場合にはステップＳ１にリターンし、他方、ＹＥＳと判断した場合には本フローチャートによる処理を終了する。
【００６２】
なお、ここでは、目標速度設定手段６６による第１ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ａのリール９Ａの目標速度Ｖの補正（更新）について説明したが、第２ワイヤ繰出し巻取り装置１０Ｂのリール９Ｂの目標速度Ｖの補正（更新）も同様にして行われる。
【００６３】
このように、ワイヤＷの前進・後退の一サイクル毎に、テンションアーム１９Ａ，１９Ｂが基準位置に位置するときの実際のリール９Ａ，９Ｂ（リール駆動モータ１１Ａ，１１Ｂ）の回転速度に基づいてリール９Ａ，９Ｂの目標速度Ｖ（回転速度Ｖ）を補正する構成によれば、各リール９Ａ，９Ｂを駆動する際の回転速度の信頼性が向上し、これによりワイヤの前進・後退切換え時のテンションアーム１９Ａ，１９Ｂの変位をより確実に抑制することが可能となる。
【００６４】
なお、この例では、ワイヤＷの前進・後退の一サイクル毎にリール９Ａ，９Ｂの目標速度Ｖを補正するが、リール９Ａ，９Ｂの目標速度Ｖを補正する時期は、ワイヤＷの前進・後退の複数サイクル毎に実施してもよいし、ワーク２８の切断送り量や累積作業時間等の他の条件に基づいて実施するようにしてもよい。
【００６５】
ところで、上述したワイヤソーは、本発明に係るワイヤソーの好ましい実施形態の例示であって、ワイヤソーの具体的な構成は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、各張力操作装置１８Ａ，１８Ｂの具体的構造についても適宜変更が可能であり、具体的には、テンションアーム１９Ａ、１９Ｂを揺動させる手段として前記揺動シリンダ５０に代えてサーボモータ等を用いてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
Ｗ ワイヤ
９Ａ リール（第１のリール）
９Ｂ リール（第２のリール）
１１Ａ リール駆動モータ（第１のリール駆動手段）
１１Ｂ リール駆動モータ（第２のリール駆動手段）
１３ エンコーダ（第１、第２速度検出手段）
１８Ａ 第１張力操作装置（第１張力操作手段）
１８Ｂ 第２張力操作装置（第２張力操作手段）
１９Ａ テンションアーム（第１張力付与部材）
１９Ｂ テンションアーム（第２張力付与部材）
２５ ローラ駆動モータ（ガイドローラ駆動手段）
３０ ワーク送り装置（切断送り手段）
４０ 張力検出器（第１、第２の張力検出手段）
５０ 揺動シリンダ（第１、第２の位置操作手段）
５２ エンコーダ（第１、第２の位置検出手段）
５４ 空気圧サーボ回路（第１、第２の位置操作手段）
６０ コントローラ（ワイヤ駆動制御手段及び張力制御手段）
６２ 張力調節手段
６４ 速度調節手段
６６ 目標速度設定手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１リールから繰り出された切断用のワイヤが複数のガイドローラの周囲に巻回されて第２リールに巻き取られるワイヤソーを用い、前記ガイドローラ同士の間に並ぶ複数本のワイヤを当該ガイドローラの回転駆動により所定速度で軸方向に駆動しながらこれらのワイヤに対してワークを相対移動させることにより切断送りして当該ワークを切断する方法において、
前記第１リールから前記ワイヤを繰出し、かつ、このワイヤを前記第２リールにより巻取るとともに、前記第１リールから繰出されるワイヤの張力を第１張力検出手段により検出しながら当該検出張力が所定の繰出し側張力に近づくように第１張力付与部材を前記ワイヤに押付けて当該ワイヤの張力を調節し、かつ、前記第２リールに巻取られるワイヤの張力を第２張力検出手段により検出しながら当該検出張力が前記繰出し側張力よりも低い巻取り側張力に近づくように第２張力付与部材をワイヤに押付けて当該ワイヤの張力を調節しながら、前記ワークの切断を進める前進駆動切断工程と、
前記第２リールにより巻き取られた前記ワイヤを逆に当該第２リールから繰出し、かつ、このワイヤを前記第１リールにより巻取るとともに、前記第２リールから繰出されるワイヤの張力を第２張力検出手段により検出しながら当該検出張力が前記繰出し側張力に近づくように第２張力付与部材を前記ワイヤに押付けて当該ワイヤの張力を調節し、かつ、前記第１リールに巻取られるワイヤの張力を第１張力検出手段により検出しながら当該検出張力が前記巻取り側張力に近づくように第１張力付与部材をワイヤに押付けて当該ワイヤの張力を調節しながら、前記ワークの切断を進める後退駆動切断工程とを繰返し行い、
前記前進駆動切断工程では、前記第１リールをその周速度が前記ガイドローラの周速度よりも低くなる第１の回転速度で駆動しながら当該第１リールからワイヤを繰出し、かつ、第２リールをその周速度が前記第１の回転速度で駆動される第１リールの周速度よりも低くなる第２の回転速度で駆動しながら前記ワイヤを当該第２リールにより巻取り、
前記後退駆動切断工程では、逆に前記第２リールを前記第１の回転速度で駆動しながら当該第２リールからワイヤを繰出し、かつ、第１リールを前記第２の回転速度で駆動しながら前記ワイヤを当該第１リールにより巻取ることを特徴とするワーク切断方法。
【請求項２】
請求項１に記載のワーク切断方法において、
前記第１張力付与部材の位置を第１位置検出手段により検出するとともに、前記第２張力付与部材の位置を第２位置検出手段により検出し、各張力付与部材の位置をそれぞれ予め定められた基準位置に近づけるように各リールの回転速度を調節しながらワークの切断を進めるようにし、かつ、特定の切断工程において前記第１張力付与部材がほぼ基準位置に位置するときの前記第１リールの回転速度を第１速度検出手段により検出するとともに、前記第２張力付与部材がほぼ基準位置に位置するときの前記第２リールの回転速度を第２速度検出手段により検出し、当該特定の切断工程後に行われる切断工程における各リールの回転速度が当該検出速度に近づくように前記第１、第２の回転速度を当該検出速度に基づいて補正することを特徴とするワーク切断方法。
【請求項３】
切断用のワイヤを用いてワークを同時に複数個所で切断するためのワイヤソーであって、
回転中心軸が互いに平行になるように配設され、その周囲に前記ワイヤが巻回される複数のガイドローラと、
当該ガイドローラを駆動するガイドローラ駆動手段と、
前記ガイドローラへの前記ワイヤの繰出し及び巻取りをそれぞれ行う第１、第２のリールと、
これらリールをそれぞれ駆動する第１、第２のリール駆動手段と、
前記ガイドローラのうちの特定のガイドローラの間に張られた複数本のワイヤとワークとを相対移動させることにより当該ワイヤに対して当該ワークを切断送りして当該ワークを切断する切断送り手段と、
前記第１のリールから前記ワイヤを繰出し、かつ、このワイヤを前記第２のリールにより巻取りながら、前記ワークの切断を進める前進駆動切断工程と、前記第２のリールから前記ワイヤを繰出し、かつ、このワイヤを前記第１のリールにより巻取りながら、前記ワークの切断を進める後退駆動切断工程とを繰返し行うとともに、前記ガイドローラに巻回されたワイヤがワーク切断に適した所定速度で駆動されるように前記ガイドローラ駆動手段及び第１、第２のリール駆動手段を制御するワイヤ駆動制御手段と、
前記第１のリールと前記各ガイドローラとの間の区間でワイヤ張力を検出する第１張力検出手段、当該区間で前記ワイヤに押付けられる第１張力付与部材、及びこの第１張力付与部材の位置を変化させる第１位置操作手段を含み、前記第１張力付与部材の位置を変化させることにより当該ワイヤの張力を変化させる第１張力操作手段と、
前記第２のリールと前記各ガイドローラとの間の区間でワイヤ張力を検出する第２張力検出手段、当該区間で前記ワイヤに押付けられる第２張力付与部材、及びこの第２張力付与部材の位置を変化させる第２位置操作手段を含み、前記第２張力付与部材の位置を変化させることにより当該ワイヤの張力を変化させる第２張力操作手段と、
前記第１、第２の張力検出手段の検出張力に基づき、前記第１、第２のリールのうち一方側のリールから繰出されるワイヤの張力を所定の繰出し側張力に調節するとともに、他方側のリールにより巻取られるワイヤの張力を前記繰出し側張力よりも低い所定の巻取り側張力に調節すべく前記各張力操作手段を作動させる張力制御手段とを備え、
前記ワイヤ駆動制御手段は、前記前進駆動切断工程では、前記第１リールをその周速度が前記ガイドローラの周速度よりも低くなる第１の回転速度で駆動することにより当該第１リールからワイヤの繰出しを行わせ、かつ、第２リールをその周速度が前記第１の回転速度で駆動される第１リールの周速度よりも低くなる第２の回転速度で駆動することにより当該第２リールにより前記ワイヤの巻取りを行わせ、前記後退駆動切断工程では、逆に前記第２リールを前記第１の回転速度で駆動することにより当該第２リールからワイヤの繰出しを行わせ、かつ、第１リールを前記第２の回転速度で駆動することにより当該第１リールにより前記ワイヤを巻取らせることを特徴とするワイヤソー。
【請求項４】
請求項３に記載のワイヤソーにおいて、
前記第１、第２の張力付与部材の位置をそれぞれ検出する第１、第２の位置検出手段と、
前記第１、第２のリールの回転速度をそれぞれ検出する第１、第２の速度検出手段とを備え、
前記ワイヤ駆動制御手段は、前記第１の位置検出手段により検出される第１張力付与部材の位置、及び第２の位置検出手段により検出される第２張力付与部材の位置がそれぞれ前記基準位置に近づくように各リールの回転速度を制御し、かつ、特定の切断工程において前記第１の速度検出手段により検出される速度であって前記第１張力付与部材がほぼ基準位置に位置するときの検出速度と前記第２の速度検出手段により検出される速度であって前記第２張力付与部材がほぼ基準位置に位置するときの検出速度とに基づいて当該特定の切断工程後に行われる切断工程における各リールの回転速度が当該検出速度に近づくように当該リールの前記第１、第２の回転速度を補正することを特徴とするワイヤソー。
【請求項１】
第１リールから繰り出された切断用のワイヤが複数のガイドローラの周囲に巻回されて第２リールに巻き取られるワイヤソーを用い、前記ガイドローラ同士の間に並ぶ複数本のワイヤを当該ガイドローラの回転駆動により所定速度で軸方向に駆動しながらこれらのワイヤに対してワークを相対移動させることにより切断送りして当該ワークを切断する方法において、
前記第１リールから前記ワイヤを繰出し、かつ、このワイヤを前記第２リールにより巻取るとともに、前記第１リールから繰出されるワイヤの張力を第１張力検出手段により検出しながら当該検出張力が所定の繰出し側張力に近づくように第１張力付与部材を前記ワイヤに押付けて当該ワイヤの張力を調節し、かつ、前記第２リールに巻取られるワイヤの張力を第２張力検出手段により検出しながら当該検出張力が前記繰出し側張力よりも低い巻取り側張力に近づくように第２張力付与部材をワイヤに押付けて当該ワイヤの張力を調節しながら、前記ワークの切断を進める前進駆動切断工程と、
前記第２リールにより巻き取られた前記ワイヤを逆に当該第２リールから繰出し、かつ、このワイヤを前記第１リールにより巻取るとともに、前記第２リールから繰出されるワイヤの張力を第２張力検出手段により検出しながら当該検出張力が前記繰出し側張力に近づくように第２張力付与部材を前記ワイヤに押付けて当該ワイヤの張力を調節し、かつ、前記第１リールに巻取られるワイヤの張力を第１張力検出手段により検出しながら当該検出張力が前記巻取り側張力に近づくように第１張力付与部材をワイヤに押付けて当該ワイヤの張力を調節しながら、前記ワークの切断を進める後退駆動切断工程とを繰返し行い、
前記前進駆動切断工程では、前記第１リールをその周速度が前記ガイドローラの周速度よりも低くなる第１の回転速度で駆動しながら当該第１リールからワイヤを繰出し、かつ、第２リールをその周速度が前記第１の回転速度で駆動される第１リールの周速度よりも低くなる第２の回転速度で駆動しながら前記ワイヤを当該第２リールにより巻取り、
前記後退駆動切断工程では、逆に前記第２リールを前記第１の回転速度で駆動しながら当該第２リールからワイヤを繰出し、かつ、第１リールを前記第２の回転速度で駆動しながら前記ワイヤを当該第１リールにより巻取ることを特徴とするワーク切断方法。
【請求項２】
請求項１に記載のワーク切断方法において、
前記第１張力付与部材の位置を第１位置検出手段により検出するとともに、前記第２張力付与部材の位置を第２位置検出手段により検出し、各張力付与部材の位置をそれぞれ予め定められた基準位置に近づけるように各リールの回転速度を調節しながらワークの切断を進めるようにし、かつ、特定の切断工程において前記第１張力付与部材がほぼ基準位置に位置するときの前記第１リールの回転速度を第１速度検出手段により検出するとともに、前記第２張力付与部材がほぼ基準位置に位置するときの前記第２リールの回転速度を第２速度検出手段により検出し、当該特定の切断工程後に行われる切断工程における各リールの回転速度が当該検出速度に近づくように前記第１、第２の回転速度を当該検出速度に基づいて補正することを特徴とするワーク切断方法。
【請求項３】
切断用のワイヤを用いてワークを同時に複数個所で切断するためのワイヤソーであって、
回転中心軸が互いに平行になるように配設され、その周囲に前記ワイヤが巻回される複数のガイドローラと、
当該ガイドローラを駆動するガイドローラ駆動手段と、
前記ガイドローラへの前記ワイヤの繰出し及び巻取りをそれぞれ行う第１、第２のリールと、
これらリールをそれぞれ駆動する第１、第２のリール駆動手段と、
前記ガイドローラのうちの特定のガイドローラの間に張られた複数本のワイヤとワークとを相対移動させることにより当該ワイヤに対して当該ワークを切断送りして当該ワークを切断する切断送り手段と、
前記第１のリールから前記ワイヤを繰出し、かつ、このワイヤを前記第２のリールにより巻取りながら、前記ワークの切断を進める前進駆動切断工程と、前記第２のリールから前記ワイヤを繰出し、かつ、このワイヤを前記第１のリールにより巻取りながら、前記ワークの切断を進める後退駆動切断工程とを繰返し行うとともに、前記ガイドローラに巻回されたワイヤがワーク切断に適した所定速度で駆動されるように前記ガイドローラ駆動手段及び第１、第２のリール駆動手段を制御するワイヤ駆動制御手段と、
前記第１のリールと前記各ガイドローラとの間の区間でワイヤ張力を検出する第１張力検出手段、当該区間で前記ワイヤに押付けられる第１張力付与部材、及びこの第１張力付与部材の位置を変化させる第１位置操作手段を含み、前記第１張力付与部材の位置を変化させることにより当該ワイヤの張力を変化させる第１張力操作手段と、
前記第２のリールと前記各ガイドローラとの間の区間でワイヤ張力を検出する第２張力検出手段、当該区間で前記ワイヤに押付けられる第２張力付与部材、及びこの第２張力付与部材の位置を変化させる第２位置操作手段を含み、前記第２張力付与部材の位置を変化させることにより当該ワイヤの張力を変化させる第２張力操作手段と、
前記第１、第２の張力検出手段の検出張力に基づき、前記第１、第２のリールのうち一方側のリールから繰出されるワイヤの張力を所定の繰出し側張力に調節するとともに、他方側のリールにより巻取られるワイヤの張力を前記繰出し側張力よりも低い所定の巻取り側張力に調節すべく前記各張力操作手段を作動させる張力制御手段とを備え、
前記ワイヤ駆動制御手段は、前記前進駆動切断工程では、前記第１リールをその周速度が前記ガイドローラの周速度よりも低くなる第１の回転速度で駆動することにより当該第１リールからワイヤの繰出しを行わせ、かつ、第２リールをその周速度が前記第１の回転速度で駆動される第１リールの周速度よりも低くなる第２の回転速度で駆動することにより当該第２リールにより前記ワイヤの巻取りを行わせ、前記後退駆動切断工程では、逆に前記第２リールを前記第１の回転速度で駆動することにより当該第２リールからワイヤの繰出しを行わせ、かつ、第１リールを前記第２の回転速度で駆動することにより当該第１リールにより前記ワイヤを巻取らせることを特徴とするワイヤソー。
【請求項４】
請求項３に記載のワイヤソーにおいて、
前記第１、第２の張力付与部材の位置をそれぞれ検出する第１、第２の位置検出手段と、
前記第１、第２のリールの回転速度をそれぞれ検出する第１、第２の速度検出手段とを備え、
前記ワイヤ駆動制御手段は、前記第１の位置検出手段により検出される第１張力付与部材の位置、及び第２の位置検出手段により検出される第２張力付与部材の位置がそれぞれ前記基準位置に近づくように各リールの回転速度を制御し、かつ、特定の切断工程において前記第１の速度検出手段により検出される速度であって前記第１張力付与部材がほぼ基準位置に位置するときの検出速度と前記第２の速度検出手段により検出される速度であって前記第２張力付与部材がほぼ基準位置に位置するときの検出速度とに基づいて当該特定の切断工程後に行われる切断工程における各リールの回転速度が当該検出速度に近づくように当該リールの前記第１、第２の回転速度を補正することを特徴とするワイヤソー。
【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２０１２−７３３（Ｐ２０１２−７３３Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３９２４０（Ｐ２０１０−１３９２４０）
【出願日】平成２２年６月１８日（２０１０．６．１８）
【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２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１８日（２０１０．６．１８）
【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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