切断装置及び切断方法
【課題】ワークを効率良く切断加工できる切断装置及び切断方法を提供する。
【解決手段】切断装置１０は、バンドソー１２を切断領域においては直線状に走行するように巻き掛ける、一対のプーリー１４，１６と、駆動手段１８と、回転軸２０，２２と、緊張手段２４とを有し、前記プーリーは、ワークの切断幅に対応した直径を有し、前記プーリーに巻き掛けられたバンドソー１２は、プーリーに巻き掛けられて直線状に走行する手前側の切断領域と向こう側の切断領域のいずれにおいてもワークを切断するように構成されるとともに、直線状に走行する一方の領域のみにおいてワークを切断するときの切り込み送り速度の２分の１以下の切り込み送り速度により、ワークの中に深く入れて切断するように構成され、前記一対のプーリー１４，１６に巻き掛けられたバンドソー１２を、ワークの切断幅に対応した間隔をおいて、同一平面内に並設されている。
【解決手段】切断装置１０は、バンドソー１２を切断領域においては直線状に走行するように巻き掛ける、一対のプーリー１４，１６と、駆動手段１８と、回転軸２０，２２と、緊張手段２４とを有し、前記プーリーは、ワークの切断幅に対応した直径を有し、前記プーリーに巻き掛けられたバンドソー１２は、プーリーに巻き掛けられて直線状に走行する手前側の切断領域と向こう側の切断領域のいずれにおいてもワークを切断するように構成されるとともに、直線状に走行する一方の領域のみにおいてワークを切断するときの切り込み送り速度の２分の１以下の切り込み送り速度により、ワークの中に深く入れて切断するように構成され、前記一対のプーリー１４，１６に巻き掛けられたバンドソー１２を、ワークの切断幅に対応した間隔をおいて、同一平面内に並設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切断装置及び切断方法に関し、特に、エンドレスの焼入鋼帯の端面に、ダイヤ粉末を含む金属合金チップを結着したダイヤモンドバンドソーを使うバンドソーマシンを並列に等間隔に複数台並べ、被加工物たる多結晶シリコンを短冊状に角切りする切断装置及び切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のダイヤモンドバンドソーマシンは、２個の回転するプーリーで無端環状の鋼板を張力をかけて高速回転させ、ガラスや結晶シリコン等の硬質脆性材料を適当な寸法でピッチ送りし、１枚ずつ切断していた。
この従来のマシンは、機械構造上、回転するバンドソーの手前側を走行する直線部分のみで、１カットずつ切断することを行われており、異なる厚さを切断するには、適する切断方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７４７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の方法は、材料を１０ｍｍ内外の薄厚に連続的に切断するには有効であるが、１００ｍｍを超えるような厚い寸法を数回程度切断するには、効率が落ちる。そのために、回転するバンドソーの手前側の刃先だけでなく、回転するバンドソーの奥側の刃先も使えないかという要求がある。
特に、最近、太陽光発電に使用される、結晶シリコンの極薄板（ウエハー）を作るために、例えば、大型インゴット（単結晶棒）より、１６〜２５個の角柱を効率良く切断加工できる方法を求められている。
太陽光発電用の半導体素子である結晶形シリコンは、単結晶・多結晶の２種である。
単結晶シリコンは、丸棒型であり、外径寸法は２１０ｍｍφが最大径で、角柱に加工するには、主に、丸型のダイヤカッターで切断加工している。
一方、多結晶シリコンは、鋳造法で四角い厚板状に作られ、四角の一辺が１０００ｍｍを超える大型寸法のインゴットも出現している。
このインゴットから、現状では、１２５〜１６０ｍｍ角の角柱を格子状に４〜３６個が切り出されている。
一例として、一辺８６０ｍｍ×高２３０ｍｍの素材から、一辺１５７ｍｍ×高２３０ｍｍの角柱が切り出すとき、切断には、ダイヤモンドバンドソーにより、１カットずつ行い、左右のカットを５回、９０°ターンして、手前側から向こう側のカットを５回行うことで、１６個の角柱を切り出すことができる。
しかし、この方法では、１枚の刃で材料を合計１０回切断して１６個の角柱を切り終わるのに、約４８０分内外（８時間）かかる。
もう一つの問題は、切断刃の刃厚が２．５ｍｍと厚いため、半分以下の薄厚の切断刃で切断できないかという点である。
この切断の時間と切断刃の刃厚とは相関関係があるため、両方とも満足させるのは困難である。
この発明の主たる目的は、ワークを効率良く切断加工できる切断装置及び切断方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の請求項１にかかる切断装置は、間隔をおいて平行に切断する切断装置を備え、前記切断装置は、環状のバンドソーと、前記バンドソーを切断領域においては直線状に走行するように巻き掛ける、一対のプーリーと、前記プーリーを回転させる駆動手段と、前記駆動手段に連結され、一対のプーリーをそれぞれ回転させる一対の回転軸と、前記バンドソーを緊張させる、緊張手段とを有し、前記プーリーは、ワークの切断幅に対応した直径を有し、前記プーリーに巻き掛けられたバンドソーは、プーリーに巻き掛けられて直線状に走行する手前側の切断領域と向こう側の切断領域のいずれにおいてもワークを切断するように構成されるとともに、直線状に走行する一方の領域のみにおいてワークを切断するときの切り込み送り速度の２分の１以下の切り込み送り速度により、ワークの中に深く入れて切断するように構成され、前記一対のプーリーに巻き掛けられたバンドソーを有する切断装置が、ワークの切断幅に対応した間隔をおいて、同一平面内に並設された、切断装置である。
この発明の請求項２にかかる切断装置においては、バンドソーは、帯状のベルトと前記ベルトの幅方向の一端側に間隔を隔てて固着された、複数の切断刃とを含み、切断刃は、結晶形シリコンを切断するためのダイヤモンド粒子を含む砥粒子を有している、請求項１に記載の切断装置である。
この発明の請求項３にかかる切断装置においては、駆動手段は、駆動モータであり、該駆動モータの軸と回転軸とにタイミングベルトを掛け渡されて、バンドソーを回転するように形成された、請求項１又は請求項２に記載の切断装置である。
この発明の請求項４にかかる切断装置においては、更に、ワークを載置して、ワークの表面からバンドソーをワークの中に深く入れるために昇降させるワーク昇降用手段を備えた、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の切断装置である。
この発明の請求項５にかかる切断装置においては、緊張手段は、バンドソーを外側に引っ張るために回転軸に連結された、テンション装置である、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の切断装置である。
この発明の請求項６にかかる切断装置においては、緊張手段は、バンドソーに１トン以下の張力をかけて緊張させるように構成された、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の切断装置である。
この発明の請求項７にかかる切断装置においては、プーリーは、外径の直径が１８０〜１００ｍｍである、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の切断装置である。
この発明の請求項８にかかる切断装置においては、バンドソーの帯状のベルトは、幅が５０ｍｍ以下で厚さが０．４ｍｍ以下であり、バンドソーの切断刃は、厚さが０．６ｍｍ以下である、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の切断装置である。
この発明の請求項９にかかる切断方法は、ワークの切断幅に対応した直径を有する一対のプーリーに、巻き掛けられて直線状に走行する手前側の切断領域と向こう側の切断領域のいずれにおいてもワークを切断する環状のバンドソーを、ワークの切断幅に対応した間隔をおいて同一平面内に並設させ、且つ緊張させて、直線状に走行する一方の領域のみにおいてワークを切断するときの切り込み送り速度の２分の１以下の切り込み送り速度によりバンドソーをワークの中に深く入れて切り込みバンドソーを回転させ、手前側の切断領域と向こう側の切断領域のいずれにおいてもワークを切断する複数のバンドソーにより、間隔をおいて、ワークを平行な直線状に切断する、切断方法である。
この発明の請求項１０にかかる切断方法においては、ワークは、結晶形シリコンであり、バンドソーの切断刃は、結晶形シリコンを切断するためのダイヤモンド粒子を含む砥粒子を有している、請求項９に記載の切断方法である。
この発明の請求項１１にかかる切断方法においては、バンドソーの切り込み送り速度は、３．０〜１．０ｍｍ／分である、請求項９又は請求項１０に記載の切断方法である。
この発明の請求項１２にかかる切断方法においては、ワークは、１６０ｍｍ以下の間隔の切断幅で、平行に並列した直線状に切断される、請求項９ないし請求項１１のいずれかに記載の切断方法である。
この発明の請求項１３にかかる切断方法においては、バンドソーは、１トン以下の張力をかけて緊張させる、請求項９ないし請求項１２のいずれかに記載の切断方法である。
この発明の請求項１４にかかる切断方法においては、ワークは、平行な上底と下底と側面とを有する、角柱状体であり、上底より下底に向って又は下底より上底に向って、複数のバンドソーにより等間隔に側面に沿って切断される、請求項９ないし請求項１３のいずれかに記載の切断方法である。
この発明の請求項１５にかかる切断方法においては、ワークは、平行な上底と下底と側面とを有する、角柱状体であり、上底より下底に向って又は下底より上底に向って、第１の切断線に沿って、複数のバンドソーにより等間隔に側面に沿って切断され、且つ、ワークを旋回させて、前記第１の切断線とは直交ないしは斜交する第２の切断線に沿って、上底より下底に向って又は下底より上底に向って、複数のバンドソーにより等間隔に側面に沿って切断される、請求項９ないし請求項１４のいずれかに記載の切断方法である。
【発明の効果】
【０００６】
本件発明によれば、バンドソーの手前側の切断領域と向こう側の切断領域とにより、一度にワークを２箇所切断できるので、ワークを効率良く切断加工できる。
例えばワーク（被切断面）を下から上に切り込んで行けば、最大６カットが一時に行われる。更に、これを９０°方向転換して、同様に６カットすれば、２５個の角柱を切り出すことができる。
請求項２の発明によれば、結晶形シリコンを効率よく切断できる。
請求項３の発明によれば、プーリーの回転速度をワークを切断するために最適な速度に調整できる。
請求項４の発明によれば、ワークを昇降させて、バンドソーとの関係において最適な位置でワークを切断できる。
請求項５の発明によれば、バンドソーに最適な張力をかけることができる。
請求項６の発明によれば、緊張手段を小型化して設置スペースの狭小化を図ることができる。
請求項７の発明によれば、駆動手段からの切断するためのより大きな力をバンドソーに加えることができる。
請求項８の発明によれば、比較的小さな引張り張力で、バンドソーにより切断ロス（切りシロ）を少なくして効率よくワークを切断できる。
請求項９の発明によれば、バンドソーの手前側の切断領域と向こう側の切断領域とにより、一度にワークを２箇所切断できるので、ワークを効率良く切断加工できる。
請求項１０の発明によれば、結晶形シリコンを効率よく切断できる。
請求項１１の発明によれば、プーリーからバンドソーが外れることなく、バンドソーの手前側の切断領域と向こう側の切断領域で、ワークを切断できる。
請求項１２の発明によれば、一度に最適な寸法によりワークを切断できる。
請求項１３の発明によれば、緊張手段を小型化して設置スペースの狭小化を図ることができる。
【０００７】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴及び利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明にかかる切断装置の平面図解図である。
【図２】本発明にかかる切断装置の正面図解図である。
【図３】本発明にかかる切断装置の側面図解図である。
【図４】本発明にかかる切断装置の要部の斜視図解図である。
【図５】バンドソーの拡大断面図解図である。
【図６】本発明に係るバンドソーの第１実施形態を示す外観斜視図である。
【図７】図６に示したバンドソーの切断刃の部分を拡大した図であり、（ａ）は前面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は背面図である。
【図８】図６に示したベルトを示す外観斜視図である。
【図９】図８に示したベルトの刃部を拡大した図であり、（ａ）は前面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は背面図である。
【図１０】切断刃用シート材を示す平面図である。
【図１１】図８に示した切断刃用シート材をバンドソーに取り付ける方法の一例を説明示するための概略断面図である。
【図１２】切断刃用シート材の変形例を示す横断面図である。
【図１３】切断刃用シート材の形成方法を示す平面図解図である。
【図１４】本発明にかかる切断方法を示す斜視図解図である。
【図１５】本発明にかかる切断方法を示す平面図解図である。
【図１６Ａ】本発明にかかる切断方法及び切断装置を示す正面図解図である。
【図１６Ｂ】本発明にかかる切断方法及び切断装置を示す平面図解図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この切断装置１０は、ワーク（被切断物）Ｗｏを一定の間隔をおいて平行に切断する切断装置であって、例えばエンドレスの焼入鋼帯の端面に、ダイヤ粉末を含む金属合金チップを結着したダイヤモンドバンドソーを使う切断装置を並列に等間隔に複数台並べ、ワーク（被切断物）Ｗｏを格子状に切断する切断装置１０である。
【００１０】
ワーク（被切断物）Ｗｏの切断方向は、図１４において示すように、横方向（Ｘの方向）と縦方向（Ｙの方向）とを有する。
切断装置１０により切断される切断方向に沿った（仮想の）切断線は、横方向（Ｘの方向）に同一幅をおいて平行に直線状に切断するための第１の切断予定線Ｗｏ１，第２の切断予定線Ｗｏ２，第３の切断予定線Ｗｏ３，第４の切断予定線Ｗｏ４，第５の切断予定線Ｗｏ５及び第６の切断予定線Ｗｏ６とを有する。
更に、切断装置１０により切断される切断方向に沿った（仮想の）切断線は、前記第１の切断予定線Ｗｏ１とは直交する縦方向（Ｙの方向）に同一幅をおいて平行に直線状に切断するための第１１の切断予定線Ｗｏ１１，第１２の切断予定線Ｗｏ１２，第１３の切断予定線Ｗｏ１３，第１４の切断予定線Ｗｏ１４，第１５の切断予定線Ｗｏ１５及び第１６の切断予定線Ｗｏ１６を有する。
そして、切断装置１０は、前記第１の切断予定線Ｗｏ１，第２の切断予定線Ｗｏ２，第３の切断予定線Ｗｏ３，第４の切断予定線Ｗｏ４，第５の切断予定線Ｗｏ５及び第６の切断予定線Ｗｏ６に沿って、ワーク（被切断物）Ｗｏを短冊状に切断する。ワーク（被切断物）Ｗｏは、１０〜１８ｃｍの幅にて直線状に切断される。
更に、切断装置１０は、ワーク（被切断物）Ｗｏを９０度旋回させて、前記第１１の切断予定線Ｗｏ１１，第１２の切断予定線Ｗｏ１２，第１３の切断予定線Ｗｏ１３，第１４の切断予定線Ｗｏ１４，第１５の切断予定線Ｗｏ１５及び第１６の切断予定線Ｗｏ１６に沿って、ワーク（被切断物）Ｗｏを短冊状に切断する。すなわち、ワーク（被切断物）Ｗｏを格子状に切断する。ワーク（被切断物）Ｗｏは、１０〜１８ｃｍの幅にて直線状に切断される。
【００１１】
一つの前記切断装置１０は、環状のバンドソー１２と、前記バンドソー１２を切断領域においては直線状に走行するように巻き掛ける、一対のプーリー１４及びプーリー１６と、前記プーリー１４及びプーリー１６からバンドソー１２が外れない走行速度でプーリー１４及びプーリー１６を回転させる駆動手段１８と、前記駆動手段１８に連結され、一対のプーリー１４及びプーリー１６をそれぞれ回転させる一対の回転軸２０及び回転軸２２と、前記バンドソー１２を緊張させる、緊張手段２４とを有している。
更に、切断装置１０は、ワーク（被切断物）Ｗｏを載置して、ワーク（被切断物）Ｗｏを切断位置に昇降させるワーク昇降用手段２６を備える。
【００１２】
前記バンドソー１２は、帯状の鋼帯からなるベルト１１２と前記ベルト１１２の幅方向の一端側に間隔を隔てて固着された、複数の切断刃１１８とを含む。
前記切断刃１１８は、ダイヤモンド粒子を含む砥粒子を有している。
【００１３】
バンドソー１２は、左右に分かれたプーリー１４とプーリー１６との間に、オープン型に張設される。
バンドソー１２は、プーリー１４とプーリー１６との間において、ワーク（被切断物）Ｗｏの切断方向と平行な、直線状にのびる手前側の第１の切断領域１２ａと直線状にのびる向こう側の第２の切断領域１２ｂとを形成するように、略楕円形に張設される。
バンドソー１２は、プーリー１４とプーリー１６との回転に伴い、時計回り（又は半時計回り）に回転する。
バンドソー１２は、プーリー１４及びプーリー１６との摩擦抵抗によってのみ保持される。
【００１４】
前記プーリー１４及びプーリー１６は、ワーク（被切断物）Ｗｏの切断幅に対応した直径を有している。
プーリー１４とプーリー１６は、平プーリーであり、略々同一平面形状の円柱状である。
プーリー１４は駆動側プーリーであり、プーリー１６はテンション側プーリーである。
プーリー１４の外形は真円であり、その直径は１８０〜１００ｍｍである。
【００１５】
プーリー１４は垂直に立設された主軸の回転軸２０に固定され、プーリー１６は垂直に立設された主軸の回転軸２２に固定されている。
プーリー１４とプーリー１６とは、バンドソー１２がワーク（被切断物）Ｗｏの切断方向と平行になるように、機台３０に並設される。
プーリー１４の上底及び下底は、水平になるように駆動側の回転軸２０に固定され、プーリー１６の上底及び下底は、水平になるようにテンション側の回転軸２２に固定され、プーリー１４の上底及び下底とプーリー１６の上底及び下底とは、同一平面内に配置される。
そして、回転軸２０と回転軸２２とは、ワーク（被切断物）Ｗｏの幅よりも長い間隔をおいて、機台３０に回転自在に平行に垂設され、プーリー１４の側面とプーリー１６の側面とは平行になるように形成されている。
プーリー１４及びプーリー１６の回転数は、１０００〜３０００回転／分である。
プーリー１４及びプーリー１６の走行速度、すなわち回転のスピードは、１０００ｍ／分以上である。
【００１６】
駆動手段１８は、駆動モータを備え、該駆動モータの軸と回転軸２０とにタイミングベルト２８を掛け渡されて、バンドソー１２を回転するように形成されている。
駆動手段１８は、切断方向と平行でバンドソー１２の外側において機台３０に設けられる。駆動手段１８の回転する軸は、垂直にのびている。
タイミングベルト２８は、バンドソー１２と平行に回転する無端環状の歯付き伝動ベルトである。
【００１７】
緊張手段２４は、バンドソー１２を外側に引っ張るために回転軸２０に連結された、テンション装置である。
緊張手段２４は、油圧シリンダなどからなる。そして、油圧によって、バンドソー１２は、適度なテンション（引張り力）で張設される。
ワーク（被切断物）Ｗｏが多結晶シリコンのときは、バンドソー１２のベルト１１２が幅５０ｍｍ以下として、１トン以下の張力がかけられる。
【００１８】
ワーク昇降用手段２６は、ワーク（被切断物）Ｗｏを載置固定するテーブル４０と、テーブル４０の左右両端を支持し、且つ昇降するときにテーブル４０を案内するための昇降ガイド４２及び昇降ガイド４４と、テーブル４０の下部に連結された昇降ジャッキ４６とを備える。
プーリー１６は、テーブル４０を昇降させる速度、すなわちワーク（被切断物）Ｗｏを切断するためにバンドソー１２がワーク（被切断物）Ｗｏを切り込んでいく、切り込み送り速度を制御する、制御装置（図示せず）に接続されている。
昇降ジャッキ４６は、油圧のジャッキ等が用いられ、パーソナルコンピュータや制御弁、シーケンサ等の計測機器を有する制御装置で制御される。
昇降ガイド４２及び昇降ガイド４４は、プーリー１４及びプーリー１６の内側において、垂直方向にのびるガイドレールを有する。テーブル４０は、昇降ガイド４２及び昇降ガイド４４に摺動して垂直方向に上昇するように案内され、ワーク（被切断物）Ｗｏは、テーブル４０の上昇に伴い、バンドソー１２により垂直方向に切断される。
【００１９】
図６は、本発明に係るバンドソーの第１実施形態を示す外観斜視図である。図７は、バンドソー１２の切断刃１１８の部分を拡大した図であり、（ａ）は前面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は背面図である。バンドソー１２はエンドレス状のベルト１１２を含む。図８は、ベルト１１２を示す外観斜視図である。図９は、ベルト１１２の刃部１１６を拡大した図であり、（ａ）は前面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は背面図である。
ベルト１１２は、その幅方向の一端側（図８において上側）には、間隔を隔てて、複数の前面視Ｕ字状の切込部１１４が形成されている。切込部１１４の間にはそれぞれ、刃部１１６が形成されている。
【００２０】
図９に示すように、刃部１１６は、前面１１６ａ、背面１１６ｂ、端面１１６ｃおよび二つの側面１１６ｄを有している。図９（ａ）に示すように、前面１１６ａは、刃部１１６の先端側の部分が略矩形で、根元側の部分が裾広がりの形状をしている。同様に、図９（ｃ）に示すように、背面１１６ｂも、先端側の部分が略矩形で、根元側の部分が裾広がりの形状をしている。図９（ｂ）に示すように、端面１１６ｃは、矩形の平面である。刃部１１６は、前面１１６ａと背面１１６ｂとが略平行であり、前面１１６ａと端面１１６ｃとが直交し且つ背面１１６ｂと端面１１６ｃとが直交している。また、側面１１６ｄは、刃部１１６の先端側の部分が平面で、根元側の部分が曲面である。刃部１１６の高さ（端面１１６ｃから根元までの距離）Ｈ１、幅Ｗ１および厚さＴ１は、被切断体に合わせて種々選択される。なお、厚さＴ１はベルト１１２の厚みと同じ寸法である。複数の刃部１１６は、その端面１１６ｃがそれぞれ略同一の高さに形成され、その前面１１６ａがそれぞれ略同一面上に形成され、その背面１１６ｂがそれぞれ略同一面上に形成されている。ベルト１１２の材料としては、例えば長さが３７００ｍｍ、幅が８０ｍｍ、厚みが０．４ｍｍの焼入れした帯鋼、鋼板などが用いられる。このベルト１１２を構成する帯鋼ないしは鋼板をリング状に繋いでベルト１１２を作成する。刃部１１６には、図７に示すように、切断刃１１８が固着されている。切断刃１１８のピッチ寸法Ｐおよび幅寸法Ｗは、被切断体に合わせて種々選択される。例えば、ピッチ寸法Ｐを１０ｍｍ、および幅寸法Ｗを５ｍｍに設計したり、ピッチ寸法Ｐを２０ｍｍ、および幅寸法Ｗを１０ｍｍに設計したりする。
【００２１】
切断刃１１８は、図１０に示すように、たとえば平面視が矩形の切断刃用シート材２１８を、横断面が略コ字形になるように裏面側に折り曲げることによって形成されている。図７に示すように、切断刃１１８は、表面側に前面１１８ａ、背面１１８ｂおよび端面１１８ｃを有し、裏面側に刃部１１６との固着面を有している。図７（ａ）に示すように、前面１１８ａは矩形状をしている。同様に、図７（ｃ）に示すように、背面１１８ｂも矩形状をしている。切断刃１１８の前面１１８ａおよび背面１１８ｂはそれぞれ、刃部１１６の前面１１６ａおよび背面１１６ｂ上に配設されている。切断刃１１８の前面１１８ａは、刃部１１６の前面１１６ａのうち上側ほぼ半分を覆うために、その高さＨ２は刃部１１６の高さＨ１のほぼ１／２に設計され、その幅Ｗ２は刃部１１６の幅Ｗ１に等しく設計されている。同様に、切断刃１１８の背面１１８ｂも、刃部１１６の背面１１６ｂのうち上側ほぼ半分を覆うために、その高さＨ２は刃部１１６の高さＨ１のほぼ１／２に設計され、その幅Ｗ２は刃部１１６の幅Ｗ１に等しく設計されている。図７（ｂ）に示すように、切断刃１１８の端面１１８ｃは矩形状をしている。端面１１８ｃは、刃部１１６の端面１１６ｃの全面を覆うために、端面１１６ｃ上に配設されている。端面１１８ｃの幅Ｗ２は刃部１１６の幅Ｗ１に等しく、その厚みＤは刃部１１６の厚みＴ１と切断刃用シート材２１８の厚みの２倍とを合計した寸法である。複数の切断刃１１８は、その端面１１８ｃが略同一の高さに形成され、その前面１１８ａが略同一面上に形成され、その背面１１８ｂが略同一面上に形成されている。なお、切断刃１１８は、刃部１１６の二つの側面１１６ｄには配設されていない。
【００２２】
切断刃用シート材２１８は、薄い銅、真ちゅう、鋼などの板状の基材１２０の上面に、砥粒子１２２を含む第１砥粒層１２４ａ及び第２砥粒層１２４ｂを設けたものである。第１砥粒層１２４ａを構成するメッキ層は、薄い金属層、例えばその厚みが０．１ｍｍ（代表値）であり、砥粒子１２２を基材１２０に固着させる接着材としての機能を有する。
第２砥粒層１２４ｂを構成するメッキ層は、薄い金属層、例えばその厚みが０．１ｍｍ（代表値）であり、砥粒子１２２を第１砥粒層１２４ａに固着させる接着材としての機能を有する。
さらに、本第１実施形態では、図１１に示すように、砥粒子１２２は重層（２層以上）に構成されている。基材１２０の材料としては、例えば厚さが０．０５ｍｍ（代表値）の銅板などが用いられる。第１砥粒層１２４ａ及び第２砥粒層１２４ｂの砥粒子１２２を固着するメッキ層ないし金属層の材料としては、例えばニッケル、銅、錫、あるいはこれらの合金などが用いられる。
【００２３】
砥粒子１２２の材料としては、例えば粒度が１２０＃（約１０５μｍ）ないし１７０♯のダイヤモンド粒子、立方晶窒化ホウ素粒子、あるいはアルミナ研削粒子などが用いられる。これらの砥粒子を用いることによって、硬質脆性材料の代表的なものであるガラス、セラミック、各種結晶材料（シリコン結晶、水晶、サファイアなど）の切断に最適なバンドソー１２が得られる。
特に、多結晶シリコンを切断するための砥粒子１２２の材料としては、例えば粒度が１２０＃（約１０５μｍ）ないし１７０♯のダイヤモンド粒子が用いられる。
【００２４】
さらに、このバンドソー１２についてその製造方法の一例とともに詳説する。
まず、帯状の鋼板を準備し、その幅方向の一端側に、間隔を隔てて、複数の前面視Ｕ字状の切込部１１４をプレス加工によって形成する。これにより、切込部１１４の間にはそれぞれ、前面視で、先端側の部分は略矩形で、根元側の部分が裾広がりになった刃部１１６が形成されることになる。次に、この鋼板をリング状に繋いでベルト１１２を作成する。
【００２５】
図１０に示す切断刃用シート材２１８は、例えば以下に記載する方法によって作成される。
すなわち、電着法によって砥粒子１２２を固着するための台金となる、平面視が帯状の銅板ないしシート状物などの基材１２０を準備する。
台金を形成する基材１２０の表面に、砥粒子１２２が電着工程により薄いメッキ金属層で結着された第１砥粒層１２４ａを形成し、更に、砥粒子１２２が電着工程により薄いメッキ金属層で結着された第２砥粒層１２４ｂを形成する。
更に、第１砥粒層１２４ａ及び第２砥粒層１２４ｂを補強するために、図１２で示すように、前記第２砥粒層１２４ｂ上に、合金をメッキまたはコーティングして、補強層１２６を形成してもよい。補強層１２６を形成する合金は、６００℃以上で溶けるものを用いるとよい。
また、砥粒子１２２が固まって電着された砥粒子１２２の群が、図１３に示すように、直線上に適宜な間隔をあけて、並んで形成され、複数列、適宜な間隔をあけて並置されるようにしてもよい。そのようにすれば、表面に並ぶ砥粒子１２２の分布密度を均一化できる。
切断刃用シート材２１８は、大きな切断刃用シート材２１８を適宜な大きさに切断して用いられるが（図１３図示二点鎖線上を切断）、例えば、砥粒子１２２の群が直線状に並ぶ線上（図１３図示一点鎖線上）において、ベルト１１２の端部形状に沿って折り曲げてもよい。これは、砥粒子群の密度等を均一化できるように、するためである。
こうして、厚みが０．２５ｍｍ（代表値）の切断刃用シート材２１８が得られる。すなわち、薄くて均一の厚さの切断刃用シート材２１８が容易に形成される。
【００２６】
基材１２０は、幅Ｗ２を刃部１１６の幅Ｗ１と等しい寸法に形成され、基材１２０の長さＬを、切断刃１１８の前面１１８ａおよび背面１１８ｂのそれぞれの高さＨ２と端面１１８ｃの長さＤとを合計した寸法に調整する。
次に、図９（ａ）に示すように、切断刃用シート材２１８の下面（裏面）中央部を、ベルト１１２の幅方向の一端側（上側）の、刃部１１６の平面視矩形状の端面１１６ｃに、ロウ付け、半田付け、合成樹脂製接着剤などによって固着する。この後、ベルト１１２の端部形状に沿って裏面側（基材１２０側）に折り曲げる。すなわち、刃部１１６の端面１１６ｃに固着された中央部を残して、切断刃用シート材２１８の両側がそれぞれ、刃部１１６の先端部のエッジを支点にして直角に矢印Ｒに示すように、裏面側（基材１２０側）に折り曲げて刃部１１６を両面から挟む。そして、切断刃用シート材２１８の両側がそれぞれ、ロウ付けなどによって刃部１１６の前面１１６ａおよび背面１１６ｂに固着される。切断刃用シート材２１８を折り曲げる際には、折り曲げ部分の砥粒子１２２が第１砥粒層１２４ａ及び第２砥粒層１２４ｂを構成するメッキ金属層から剥がれ落ちないようにするため、合金で補強をするなどの工夫がなされている。また、ベルト１１２にＵ字状の切込部１１４が形成されていることにより、ロウ付け時の熱が放散され、熱によるベルト１１２の変形を防止することができる。
【００２７】
こうして、図９（ｂ）に示すように、切断刃用シート材２１８は横断面がコ字形とされ、刃部１１６の前面１１６ａ、背面１１６ｂおよび端面１１６ｃのそれぞれに、前面１１８ａ、背面１１８ｂおよび端面１１８ｃを配設した切断刃１１８とされる。刃部１１６は、前面１１６ａと背面１１６ｂとが略平行であり、前面１１６ａと端面１１６ｃとが直交し且つ背面１１６ｂと端面１１６ｃとが直交しているので、切断刃用シート材２１８を刃部１１６へ容易に固着できる。切断刃１１８は、ベルト１１２の長短に関係なく、刃部１１６に順次、切断刃用シート材２１８を当てて折り曲げ加工しながら固着するという作業により容易に形成することができる。
【００２８】
このバンドソー１２は、薄くて均一の厚さの切断刃用シート材２１８を略コ字形に折り曲げて切断刃１１８を形成することができるので、刃厚を薄くするための煩雑な研磨作業を必要としないで、刃厚の薄い切断刃１１８が得られる。その厚みＤは、ベルト１１２の厚さ（０．４ｍｍ）と、切断刃用シート材２１８の厚さ（０．２５ｍｍ）の２倍とを合算した厚さであり、０．９ｍｍ（代表値）と薄い。
【００２９】
また、このバンドソー１２を用いた切断装置は、環状のベルト１１２を掛けて緊張させてベルト１１２を回転させながら、切断刃１１８を被切断体に当接する。それによって、切断刃１１８の砥粒子１２２によって被切断体が切断される。なお、被切断体の切断時には、水や油などの切断液が用いられる。このような切断液を用いることにより、バンドソー１２が冷却され、熱によるバンドソー１２の破損を防止することができる。また、切断液により、切り屑が除去される。
【００３０】
このとき、砥粒子１２２が基材１２０上に間隙Ｇによって区切られた領域に局所的に配設されているため、バンドソー１２で被切断体を切断する時に切断刃１１８が被切断体に接触する部分（切断刃１１８と被切断体との間）に発生する切粉が、間隙Ｇを通って容易に排出される。この結果、バンドソー１２の切断能率が向上する。
【００３１】
以上の構成からなるシート式バンドソー１２は、薄くて均一の厚さの切断刃用シート材２１８を略コ字形に折り曲げて切断刃１１８を形成するので、刃厚を薄くするための煩雑な研磨作業や、電気めっき槽に入れて砥粒子を電着させる煩雑な作業を必要としないで、刃厚の薄い切断刃１１８を精度良くかつ容易に得ることができる。具体的には、切断刃１１８の厚み精度を５０μｍ以内に抑えることができる。一方、切断刃用チップを研磨して薄刃を形成する従来のチップ式バンドソーの場合、切断刃の厚み精度を５０μｍ以内に抑えることは困難である。
【００３２】
また、従来の電着式バンドソーでは困難であった、肉厚の薄いベルト１１２の一端側（上側）に設けられた刃部１１６の端面１１６ｃにも砥粒子１２２を容易に形成させることができる。しかも、砥粒子１２２を重層（２層以上）にすることができるので、従来の１層の砥粒子しか形成できない電着式バンドソーと比較して、耐久性が高いバンドソー１２が得られる。
【００３３】
さらに、切断刃用シート材２１８が、基材１２０上に砥粒子１２２を含む第１砥粒層１２４ａ及び第２砥粒層１２４ｂを設けたものであるため、基材１２０として折り曲げ加工のし易い材料を選択することができるとともに、第１砥粒層１２４ａ及び第２砥粒層１２４ｂを形成するメッキ金属層を形成する金属等の固着材として砥粒子１２２を固定し易い材料を選択することができる。
【００３４】
この切断装置１０は、機台３０に、第１の切断装置１０Ａと、第２の切断装置１０Ｂと、第３の切断装置１０Ｃとを備えている。そして、３台（組）の切断装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが、１つの機台３０に並列して設けられている。
【００３５】
３組の第１の切断装置１０Ａと第２の切断装置１０Ｂと第３の切断装置１０Ｃは、それぞれ、同一の構造を備えており、それぞれ、バンドソー１２，プーリー１４及びプーリー１６，駆動手段１８，回転軸２０及び回転軸２２，緊張手段２４を備える。
そして、第１の切断装置１０Ａのプーリー１４及びプーリー１６と、第２の切断装置１０Ｂのプーリー１４及びプーリー１６と、第３の切断装置１０Ｃのプーリー１４及びプーリー１６とは、ワーク（被切断物）Ｗｏの切断される間隔に対応した間隔をおいて、並設されている。
第１の切断装置１０Ａのプーリー１４及びプーリー１６と、第２の切断装置１０Ｂのプーリー１４及びプーリー１６と、第３の切断装置１０Ｃのプーリー１４及びプーリー１６とは、同一の間隔をおいて並設されており、プーリー１４及びプーリー１６の直径と略々同一の１００〜１８０ｍｍの間隔をおいて並設されている。
【００３６】
第１の切断装置１０Ａのバンドソー１２と第２の切断装置１０Ｂのバンドソー１２と第３の切断装置１０Ｃの前記バンドソー１２とは、ワーク（被切断物）Ｗｏの切断幅に対応した間隔をおいて、同一平面内に並設されている。
そして、第１の切断装置１０Ａのバンドソー１２の第２の切断領域１２ｂと第２の切断装置１０Ｂのバンドソー１２の第１の切断領域１２ａとは平行で、ワーク（被切断物）Ｗｏの切断幅に対応した間隔をおいて平行にのび、又、第２の切断装置１０Ｂのバンドソー１２の第２の切断領域１２ｂと第３の切断装置１０Ｃのバンドソー１２の第１の切断領域１２ａとは平行で、ワーク（被切断物）Ｗｏの切断幅に対応した間隔をおいて平行にのびている。
【００３７】
第１の切断装置１０Ａの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第１の切断予定線Ｗｏ１を切断し、第１の切断装置１０Ａの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第２の切断予定線Ｗｏ２を切断し、第２の切断装置１０Ｂの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第３の切断予定線Ｗｏ３を切断し、第２の切断装置１０Ｂの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第４の切断予定線Ｗｏ４を切断し、第３の切断装置１０Ｃの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第５の切断予定線Ｗｏ５を切断し、第３の切断装置１０Ｃの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第６の切断予定線Ｗｏ６を切断する。
又、ワーク（被切断物）Ｗｏを９０度旋回した後、第１の切断装置１０Ａの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第１１の切断予定線Ｗｏ１１を切断し、第１の切断装置１０Ａの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第１２の切断予定線Ｗｏ１２を切断し、第２の切断装置１０Ｂの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第１３の切断予定線Ｗｏ１３を切断し、第２の切断装置１０Ｂの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第１４の切断予定線Ｗｏ１４を切断し、第３の切断装置１０Ｃの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第１５の切断予定線Ｗｏ１５を切断し、第３の切断装置１０Ｃの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第１６の切断予定線Ｗｏ１６を切断する。
【００３８】
この発明にかかる切断方法は、次の通りである。
ワーク（被切断物）Ｗｏは、硬質脆性材料である、結晶形シリコンである。このワーク（被切断物）Ｗｏは、平行な上底と下底と側面とを有する、角柱状体であり、上底より下底に向って、複数のバンドソー１２により等間隔に側面に沿って切断されるような構造を備える。
【００３９】
ワーク（被切断物）Ｗｏは、図１６に示すように、切断装置１０のテーブル４０の上面に載置され固定された、粘板岩などの表面が平面の石板からなる捨て板５０に固定される。
捨て板５０は、第１の切断予定線Ｗｏ１〜第６の切断予定線Ｗｏ６に対応した直線状の切断溝５２が穿設されている。切断溝５２は、第１の切断装置１０Ａのバンドソー１２の第１の切断領域１２ａと第２の切断領域１２ｂとの間隔、第２の切断装置１０Ｂのバンドソー１２の第１の切断領域１２ａと第２の切断領域１２ｂとの間隔、第３の切断装置１０Ｃのバンドソー１２の第１の切断領域１２ａと第２の切断領域１２ｂとの間隔に対応した間隔をおいて並列されている。切断溝５２は、３組の第１の切断装置１０Ａのバンドソー１２と第２の切断装置１０Ｂのバンドソー１２と第３の切断装置１０Ｃのバンドソー１２との間隔に対応した間隔をおいて並列されている。
更に、捨て板５０は、第１１の切断予定線Ｗｏ１１〜第１６の切断予定線Ｗｏ１６に対応した直線状の切断溝５４が穿設されている。切断溝５４は、第１の切断装置１０Ａのバンドソー１２の第１の切断領域１２ａと第２の切断領域１２ｂとの間隔、第２の切断装置１０Ｂのバンドソー１２の第１の切断領域１２ａと第２の切断領域１２ｂとの間隔、第３の切断装置１０Ｃのバンドソー１２の第１の切断領域１２ａと第２の切断領域１２ｂとの間隔に対応した間隔をおいて並列されている。切断溝５４は、３組の第１の切断装置１０Ａのバンドソー１２と第２の切断装置１０Ｂのバンドソー１２と第３の切断装置１０Ｃのバンドソー１２との間隔に対応した間隔をおいて並列されている。
切断溝５２及び切断溝５４は、ワーク（被切断物）Ｗｏの切断時に、バンドソー１２の刃部１１６がワーク（被切断物）Ｗｏの下面より更に下降してワーク（被切断物）Ｗｏを完全に切断できるようにするための逃げ溝を構成する。
ワーク（被切断物）Ｗｏは、捨て板５０の平面状の上面に粘着剤により弱い接着力で接着される。ワーク（被切断物）Ｗｏが捨て板５０に接着されることにより、ワーク（被切断物）Ｗｏは、一方向（Ｘ方向）に切断されたときに、ばらばらに離れることなく、捨て板５０の表面に固定され、ワーク（被切断物）Ｗｏを９０度旋回して他方向（Ｙ方向）に切断（角切り）できる。
ワーク（被切断物）Ｗｏは、切断加工後に、捨て板５０から剥離して用いられる。
【００４０】
ワーク（被切断物）Ｗｏの切断方向は、図１４において示すように、横方向（Ｘの方向）と縦方向（Ｙの方向）とを有する。そして、切断装置１０により切断される切断方向に沿った切断線は、横方向（Ｘの方向）に同一幅をおいて平行に切断するための直線状の第１の切断予定線Ｗｏ１，直線状の第２の切断予定線Ｗｏ２，直線状の第３の切断予定線Ｗｏ３，直線状の第４の切断予定線Ｗｏ４，直線状の第５の切断予定線Ｗｏ５及び直線状の第６の切断予定線Ｗｏ６と、前記第１の切断予定線Ｗｏ１とは直交する縦方向（Ｙの方向）に同一幅をおいて平行に切断するための直線状の第１１の切断予定線Ｗｏ１１，直線状の第１２の切断予定線Ｗｏ１２，直線状の第１３の切断予定線Ｗｏ１３，直線状の第１４の切断予定線Ｗｏ１４，直線状の第１５の切断予定線Ｗｏ１５及び直線状の第１６の切断予定線Ｗｏ１６とを有する。
【００４１】
切断溝５２は、横方向（Ｘの方向）に同一幅をおいて平行に切断するための直線状のスリットである。切断溝５４は、横方向（Ｘの方向）に同一幅をおいて平行に切断するための直線状のスリットであり、前記切断溝５２とは直交するスリットである。
【００４２】
そして、切断装置１０は、前記第１の切断予定線Ｗｏ１に沿ってワーク（被切断物）Ｗｏを短冊状に切断し、更に、ワーク（被切断物）Ｗｏを９０度旋回させて、前記第２の切断予定線Ｗｏ２に沿ってワーク（被切断物）Ｗｏを短冊状に角切り（切断）する。すなわち、ワーク（被切断物）Ｗｏを格子状に切断する。
【００４３】
ワーク（被切断物）Ｗｏの切断幅に対応した直径を有する一対のプーリー１４及びプーリー１６に、巻き掛けられ、切断領域においては直線状に走行する環状のバンドソー１２を、ワーク（被切断物）Ｗｏの切断幅（１６０ｍｍ以下）に対応した間隔をおいて同一平面内に並設させ、バンドソー１２が外れない速度でバンドソー１２を回転させて、複数のバンドソー１２により一定の間隔をおいて、ワーク（被切断物）Ｗｏを平行な直線状に切断する。
【００４４】
第１の切断装置１０Ａの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第１の切断予定線Ｗｏ１に沿って切断し、第１の切断装置１０Ａの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第２の切断予定線Ｗｏ２に沿って切断し、第２の切断装置１０Ｂの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第３の切断予定線Ｗｏ３に沿って切断し、第２の切断装置１０Ｂの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第４の切断予定線Ｗｏ４に沿って切断し、第３の切断装置１０Ｃの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第５の切断予定線Ｗｏ５に沿って切断し、第３の切断装置１０Ｃの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第６の切断予定線Ｗｏ６に沿って切断する。
又、ワーク（被切断物）Ｗｏを９０度旋回した後、第１の切断装置１０Ａの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第１１の切断予定線Ｗｏ１１に沿って切断し、第１の切断装置１０Ａの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第１２の切断予定線Ｗｏ１２に沿って切断し、第２の切断装置１０Ｂの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第１３の切断予定線Ｗｏ１３に沿って切断し、第２の切断装置１０Ｂの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第１４の切断予定線Ｗｏ１４に沿って切断し、第３の切断装置１０Ｃの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第１５の切断予定線Ｗｏ１５に沿って切断し、第３の切断装置１０Ｃの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第１６の切断予定線Ｗｏ１６に沿って切断する。
第１の切断装置１０Ａ，第２の切断装置１０Ｂ及び第３の切断装置１０Ｃによって、ワーク（被切断物）Ｗｏは切断予定線に沿って一度に、複数列を切断され、且つ格子状に切断されて、厚板状体に成形される。
【００４５】
バンドソー１２の切り込み送り速度は、直線状に走行する一方の領域のみにおいてワークを切断するときの速度よりは低速である３．０〜１．０ｍｍ／分である。バンドソー１２の切り込み送り速度とは、ワーク（被切断物）Ｗｏの表面（上面）から底面（下面）に向けてバンドソー１２がワーク（被切断物）Ｗｏの中に深く入り込んでワーク（被切断物）Ｗｏを切り込んでいくときの垂直方向に移動するバンドソー１２の送り速度、すなわち上から下に移動する速度である。
而して、バンドソー１２は、ワーク（被切断物）Ｗｏの表面から底面に向けて深く入り込んで、ワーク（被切断物）Ｗｏを切断するときに、プーリー１４及びプーリー１６から外れることなく、プーリー１４及びプーリー１６の回転に伴って、ワーク（被切断物）Ｗｏを切断する。
この発明による切断では、バンドソー１２の手前と奥の両方の刃で切断するため、切断の負荷抵抗が倍増するので、例えば、切り込み送り速度を１／２以下にしなければならないが、第１の切断装置１０Ａと第２の切断装置１０Ｂと第３の切断装置１０Ｃとを並列して６カット同時に切断できるので、１／２×６＝３倍の能率になる。
さらに、切り込み送り速度が、従来より１／２以下とすれば、切断面の粗さが細かく、角柱のコーナー部に発生しやすいカケやチッピングが小さく、次工程でスライスするとき、歩留りが向上する。
【００４６】
[実施例]
従来のダイヤモンドバンドソーは、焼入鋼帯の下端面にダイヤ粒子を含む金属合金チップを結着し、刃先とするものであるが、代表的なバンドソーの寸法は、鋼帯の厚さ１．０ｍｍ，幅１６０ｍｍ，長さ１０ｍ内外のものがエンドレスに接合され、２個の回転プーリーにより高速に一方向に走行している。従来のダイヤモンドバンドソーによる切断は、単刃による切断の発想で、ベルト（鋼帯）に引張張力（１．８トン）を与えて、手前側の切断刃１１８（第１の切断領域１２ａ）のみで切断していた。
下端に結着しているダイヤチップは、一般的には、厚さが２．５ｍｍ内外であるため、ワーク（被切断物）Ｗｏを切断すれば、２．７ｍｍ内外の切り口となる。
使用されることが多いダイヤモンドバンドソーは、１５７ｍｍ幅で１．２ｍｍ厚の鋼帯を使う。
この従来のダイヤモンドバンドソーの手前側の切断領域のみによる多結晶シリコン角柱の平均的な切断精度は、表１に示す比較例１，比較例２及び比較例３の通りである。
【００４７】
【表１】
【００４８】
バンドソーによる切断は、ベルト（鋼帯）に引張張力を与えて、切断負荷をプーリー表面とベルト（鋼帯）との接触面の摩擦抵抗によって受けており、ベルト（鋼帯）を厚くし、幅を広くすることにより、大きな切断負荷抵抗を受けることができる。
切断速度（切り込み送り速度）を上げると、切断負荷抵抗は大きくなるので、切断厚精度を上げるためには、ベルト（鋼帯）が厚い方が有利である。
また、ベルト（鋼帯）の幅は、エンドレスに溶接接合するとき、厚みの厚いものの方が接合しやすいという利点がある。
【００４９】
切断刃の刃厚が２．５ｍｍと厚いと切断ロス（切りシロ）が発生するために、半分以下の薄厚の切断刃で切断できるようにできないかという問題点の解決を図ろうとしても、この切断の時間と切断刃の刃厚とは相関関係があるため、両方とも満足させるのは困難である。
切断刃の刃厚を薄くして、例えば、１．２ｍｍのダイヤモンドチップを刃先とするには、ベルト（鋼帯）の厚さを少なくとも１．２ｍｍの１／２の０．６ｍｍ以下にしなければならない。
それゆえに、バンドソー切断による材料の切断速度と精度の両方を満足させる切断方法が求められる。
【００５０】
表１から分かるように、ベルト（鋼帯）の幅と厚さによるダイヤモンドバンドソーの切断性能は大きく変わるので、薄厚のダイヤモンドバンドソーで精度と能率を求めるには、多数の切断刃にしなければならない。
これまで、ダイヤモンドバンドソー切断では、単刃による切断の発想で、手前側の切断刃１１８（第１の切断領域１２ａ）のみで切断していた。
奥側の切断刃１１８（第２の切断領域１２ｂ）と手前側の切断刃１１８（第１の切断領域１２ａ）とにより切断するために、薄板を多数ピッチ送りで切断するのではなく、ダイヤモンドバンドソーを回転させるプーリー外径の寸法を、ワーク（被切断物）Ｗｏの切断するときの２条の切断溝の幅と同一の長さにして切断するような、２面が同時に切断できる方式を採用することにした。
【００５１】
比較例４のバンドソーを使い、切り込み送り速度を６ｍｍ／分で、ワーク（被切断物）Ｗｏの幅３００ｍｍで高さ１６０ｍｍの多結晶シリコンをバンドソー１２の第１の切断領域１２ａ及び第２の切断領域１２ｂの両方の切断刃１１８を使い、高さ方向において上から下に向けて切断したが、通常の引張張力（１．８トン）では、切断の負荷抵抗に抗し切れず、バンドソー１２がプーリーから外れるため、切断不能となった。
原因は、バンドソー１２の第１の切断領域１２ａ及び第２の切断領域１２ｂの両側で切断するので、切断時の負荷が２倍になったためである。
そこで、一つの解決方法としては、引張張力を２倍に上げることを考えられるが、切断する機械の構造上、例えば、回転軸（スピンドル）、テンションシリンダ等も寸法に制約があるなど無理があるので、バンドソー１２において解決を図ることが必要である。
本件発明によれば、プーリー外径が１６０ｍｍφ以下で、従来のプーリーの直径の１／５以下で極端な小型である。
そして、バンドソーの手前側と向こう側の両側の切断領域で切断しなければならないため、単純には切断負荷は２倍になるが、それに対応する張力をかけることができない。
回転軸（スピンドル）、テンションシリンダ等も寸法に制約があり、大きく作ることができないため、１トンを超える張力をかけることができない。
例えば、１００ｍｍφ×０．６ｍｍ厚のベルト（鋼帯）にかかる張力は、約８トン必要であるので、１６０ｍｍφ×１００ｍｍφのプーリーでは全く無理がある。
本実施例においては、５０ｍｍφ×０．３ｍｍ厚のベルト（鋼帯）で、ベルト（鋼帯）にかかる張力を０．４５トンとして、更に切り込み送り速度をバンドソーの手前側のみにおいて切断していたときの切り込み送り速度に比して１／５以下にすることにより、負荷抵抗を下げている。
【００５２】
実施例１のバンドソーは、鋼帯の幅１００ｍｍ，鋼帯の厚さ０．６ｍｍ，切断刃厚さ１．２ｍｍである。
実施例２のバンドソーは、鋼帯の幅１００ｍｍ，鋼帯の厚さ０．６ｍｍ，切断刃厚さ１．２ｍｍである。
実施例１及び実施例２の切断刃は、平面視が矩形の切断刃用シート材を、横断面が略コ字形になるように裏面側に折り曲げることによって形成されている。
切断刃用シート材は、薄い銅、真ちゅう、鋼などの板状の基材の上面に、砥粒子を含む第１砥粒層及び第２砥粒層を設けたものである。第１砥粒層を構成するメッキ層は、薄い金属層、例えばその厚みが０．１ｍｍ（代表値）であり、砥粒子を基材に固着させる接着材としての機能を有する。
第２砥粒層を構成するメッキ層は、薄い金属層、例えばその厚みが０．１ｍｍ（代表値）であり、砥粒子を第１砥粒層に固着させる接着材としての機能を有する。
基材の材料としては、厚さが０．０５ｍｍ（代表値）の銅板などが用いられる。第１砥粒層及び第２砥粒層の砥粒子を固着するメッキ層ないし金属層の材料としては、例えばニッケル、銅、錫、あるいはこれらの合金などが用いられる。
砥粒子の材料としては、粒度が１２０＃（約１０５μｍ）のダイヤモンド粒子が用いられる。
プーリーは、外径の直径が１６０ｍｍ以下である。
バンドソーは、前記通常の張力（１．８トン）より弱い１トン以下（０．４５トン）の張力をかけて緊張させる。この実施例では、通常の張力の４分の１から５分の１の張力をかけて緊張させている。
実施例１及び２のバンドソーを使い、切り込み送り速度を１．５ｍｍ／分で、ワーク（被切断物）Ｗｏの幅３００ｍｍで高さ１６０ｍｍの多結晶シリコンを、１６０ｍｍの間隔があるバンドソー１２の第１の切断領域１２ａ及び第２の切断領域１２ｂの両方の切断刃１１８を使い、高さ方向において上から下に向けて切断したところ、多結晶シリコンを、切断厚精度０．３０ｍｍ及び０．１０ｍｍで切断することができた。
【００５３】
実施例３のバンドソーは、鋼帯の幅５０ｍｍ，鋼帯の厚さ０．３ｍｍ，切断刃厚さ０．６ｍｍ，切断刃の逃げ０．１５ｍｍ，砥粒粒度１２０／１４０♯である。
実施例４のバンドソーは、鋼帯の幅５０ｍｍ，鋼帯の厚さ０．３ｍｍ，切断刃厚さ０．６ｍｍ，切断刃の逃げ０．１５ｍｍ，砥粒粒度１２０／１４０♯である。
実施例３及び実施例４の切断刃は、平面視が矩形の切断刃用シート材を、横断面が略コ字形になるように裏面側に折り曲げることによって形成されている。
切断刃用シート材は、薄い銅、真ちゅう、鋼などの板状の基材の上面に、砥粒子を含む第１砥粒層及び第２砥粒層を設けたものである。第１砥粒層を構成するメッキ層は、薄い金属層、例えばその厚みが０．１ｍｍ（代表値）であり、砥粒子を基材に固着させる接着材としての機能を有する。
第２砥粒層を構成するメッキ層は、薄い金属層、例えばその厚みが０．１ｍｍ（代表値）であり、砥粒子を第１砥粒層に固着させる接着材としての機能を有する。
基材の材料としては、厚さが０．０５ｍｍ（代表値）の銅板などが用いられる。第１砥粒層及び第２砥粒層の砥粒子を固着するメッキ層ないし金属層の材料としては、例えばニッケル、銅、錫、あるいはこれらの合金などが用いられる。
砥粒子の材料としては、粒度が１２０＃（約１０５μｍ）ないしは１４０♯のダイヤモンド粒子が用いられる。
プーリーは、外径の直径が１６０ｍｍ以下である。
バンドソーは、１トン以下（０．４５トン）の張力をかけて緊張させる。
実施例３及び４のバンドソーを使い、切り込み送り速度を１．５ｍｍ／分及び１．０ｍｍ／分で、ワーク（被切断物）Ｗｏの幅３００ｍｍで高さ１６０ｍｍの多結晶シリコンを、１６０ｍｍの間隔があるバンドソー１２の第１の切断領域１２ａ及び第２の切断領域１２ｂの両方の切断刃１１８を使い、高さ方向において上から下に向けて切断したところ、多結晶シリコンを、切断厚精度０．２５ｍｍ及び０．１５ｍｍで切断することができた。
【００５４】
実施例５のバンドソーは、鋼帯の幅５０ｍｍ，鋼帯の厚さ０．２５ｍｍ，切断刃厚さ０．５ｍｍ，切断刃の逃げ０．１２５ｍｍ，砥粒粒度１４０／１７０♯である。
実施例５の切断刃は、平面視が矩形の切断刃用シート材を、横断面が略コ字形になるように裏面側に折り曲げることによって形成されている。
切断刃用シート材は、薄い銅、真ちゅう、鋼などの板状の基材の上面に、砥粒子を含む第１砥粒層及び第２砥粒層を設けたものである。第１砥粒層を構成するメッキ層は、薄い金属層、例えばその厚みが０．１ｍｍ（代表値）であり、砥粒子を基材に固着させる接着材としての機能を有する。
第２砥粒層を構成するメッキ層は、薄い金属層、例えばその厚みが０．１ｍｍ（代表値）であり、砥粒子を第１砥粒層に固着させる接着材としての機能を有する。
基材の材料としては、厚さが０．０５ｍｍ（代表値）の銅板などが用いられる。第１砥粒層及び第２砥粒層の砥粒子を固着するメッキ層ないし金属層の材料としては、例えばニッケル、銅、錫、あるいはこれらの合金などが用いられる。
砥粒子の材料としては、粒度が１４０＃ないしは１７０♯のダイヤモンド粒子が用いられる。
実施例５のバンドソーを使い、切り込み送り速度を１．０ｍｍ／分で、ワーク（被切断物）Ｗｏの幅３００ｍｍで高さ１６０ｍｍの多結晶シリコンを、１６０ｍｍの間隔があるバンドソー１２の第１の切断領域１２ａ及び第２の切断領域１２ｂの両方の切断刃１１８を使い、高さ方向において上から下に向けて切断したところ、多結晶シリコンを、切断厚精度０．３０ｍｍで切断することができた。
【００５５】
実施例６のバンドソーは、鋼帯の幅４０ｍｍ，鋼帯の厚さ０．３ｍｍ，切断刃厚さ０．６ｍｍ，切断刃の逃げ０．１５ｍｍ，砥粒粒度１２０／１４０♯である。
実施例７のバンドソーは、鋼帯の幅４０ｍｍ，鋼帯の厚さ０．３ｍｍ，切断刃厚さ０．６ｍｍ，切断刃の逃げ０．１５ｍｍ，砥粒粒度１２０／１４０♯である。
実施例６及び実施例７の切断刃は、平面視が矩形の切断刃用シート材を、横断面が略コ字形になるように裏面側に折り曲げることによって形成されている。
切断刃用シート材は、薄い銅、真ちゅう、鋼などの板状の基材の上面に、砥粒子を含む第１砥粒層及び第２砥粒層を設けたものである。第１砥粒層を構成するメッキ層は、薄い金属層、例えばその厚みが０．１ｍｍ（代表値）であり、砥粒子を基材に固着させる接着材としての機能を有する。
第２砥粒層を構成するメッキ層は、薄い金属層、例えばその厚みが０．１ｍｍ（代表値）であり、砥粒子を第１砥粒層に固着させる接着材としての機能を有する。
基材の材料としては、厚さが０．０５ｍｍ（代表値）の銅板などが用いられる。第１砥粒層及び第２砥粒層の砥粒子を固着するメッキ層ないし金属層の材料としては、例えばニッケル、銅、錫、あるいはこれらの合金などが用いられる。
砥粒子の材料としては、粒度が１２０＃（約１０５μｍ）ないしは１４０♯のダイヤモンド粒子が用いられる。
実施例６及び７のバンドソーを使い、切り込み送り速度を１．５ｍｍ／分及び１．０ｍｍ／分で、ワーク（被切断物）Ｗｏの幅３００ｍｍで高さ１６０ｍｍの多結晶シリコンを、１６０ｍｍの間隔があるバンドソー１２の第１の切断領域１２ａ及び第２の切断領域１２ｂの両方の切断刃１１８を使い、高さ方向において上から下に向けて切断したところ、多結晶シリコンを、切断厚精度０．３０ｍｍ及び０．２５ｍｍで切断することができた。
【表２】
【００５６】
鋼帯は幅広く厚い方が送り速度同一では切断精度は高く出る。
刃部の厚さが厚く、逃げが多い方が切断精度が高く出る。
切り込み送り速度が遅い方が切断精度は高く出る。
【００５７】
これらの切断の実施中、改善されたことは、切断面が細かく、ワークのコーナー部にカケやチッピングが少ないことである。これは、送り速度が従来より極端に遅いため加工中の負荷の減少によるものと考えられ、材料歩留りが向上し、大きな利点である。
奥側の切断刃１１８（第２の切断領域１２ｂ）と手前側の切断刃１１８（第１の切断領域１２ａ）を使い、２カット同時に可能となったが、これだけでは、能率面で従来のバンドソー切断には劣るので、これを並列に多段に並べることで、解決できる。
【００５８】
例えば、実施例３のバンドソーを、横方向に３列に並べて切断したとき、切り込み送り速度が単独の切断刃の１／５内外の１．５ｍｍ／分でも６カット同時に行うことになるので、１．５ｍｍ×６＝９ｍｍの送り速度となる。従って、単独の切断刃の８ｍｍ／分を超えることになるので、能率が良くなる。
さらに、実施例３のバンドソーを、縦方向に３列並べ、２個の材料を同時に切断することもできるので、合計１２カットを同時に行うこととなり、一度に２５個の角柱が、さらに半分の時間で切断できることになる。
【００５９】
能率向上のみならず、薄い切断刃を使うことにより、材料の切断ロス（切りシロ）が少なくなる。
従来、切りシロ２．５ｍｍの単独の切断刃で１２カットすると、全ての切りシロは、３０ｍｍとなるが、本発明による薄刃による全切りシロは、０．６ｍｍ×１２＝７．２ｍｍと、従来の１／４以下となり、高価なシリコン素材を節減できる。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 切断装置
１０Ａ 第１の切断装置
１０Ｂ 第２の切断装置
１０Ｃ 第３の切断装置
１２ バンドソー
１２ａ 第１の切断領域
１２ｂ 第２の切断領域
１４，１６ プーリー
１８ 駆動手段
２０，２２ 回転軸
２４ 緊張手段
２６ ワーク昇降用手段
２８ タイミングベルト
３０ 機台
４０ テーブル
５０ 捨て板
５２，５４ 切断溝
４２，４４ 昇降ガイド
４６ 昇降ジャッキ
１１２ ベルト
１１４ 切込部
１１６ 刃部
１１６ａ 前面
１１６ｂ 背面
１１６ｃ 端面
１１６ｄ 側面
１１８ 切断刃
１１８ａ 前面
１１８ｂ 背面
１１８ｃ 端面
１２０ 基材
１２２ 砥粒子
１２４ａ 第１砥粒層
１２４ｂ 第２砥粒層
１２６ 補強層
２１８ 切断刃用シート材
Ｗｏ ワーク（被切断物）
Ｗｏ１ 第１の切断予定線
Ｗｏ２ 第２の切断予定線
Ｗｏ３ 第３の切断予定線
Ｗｏ４ 第４の切断予定線
Ｗｏ５ 第５の切断予定線
Ｗｏ６ 第６の切断予定線
Ｗｏ１１ 第１１の切断予定線
Ｗｏ１２ 第１２の切断予定線
Ｗｏ１３ 第１３の切断予定線
Ｗｏ１４ 第１４の切断予定線
Ｗｏ１５ 第１５の切断予定線
Ｗｏ１６ 第１６の切断予定線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切断装置及び切断方法に関し、特に、エンドレスの焼入鋼帯の端面に、ダイヤ粉末を含む金属合金チップを結着したダイヤモンドバンドソーを使うバンドソーマシンを並列に等間隔に複数台並べ、被加工物たる多結晶シリコンを短冊状に角切りする切断装置及び切断方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のダイヤモンドバンドソーマシンは、２個の回転するプーリーで無端環状の鋼板を張力をかけて高速回転させ、ガラスや結晶シリコン等の硬質脆性材料を適当な寸法でピッチ送りし、１枚ずつ切断していた。
この従来のマシンは、機械構造上、回転するバンドソーの手前側を走行する直線部分のみで、１カットずつ切断することを行われており、異なる厚さを切断するには、適する切断方法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１７４７７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の方法は、材料を１０ｍｍ内外の薄厚に連続的に切断するには有効であるが、１００ｍｍを超えるような厚い寸法を数回程度切断するには、効率が落ちる。そのために、回転するバンドソーの手前側の刃先だけでなく、回転するバンドソーの奥側の刃先も使えないかという要求がある。
特に、最近、太陽光発電に使用される、結晶シリコンの極薄板（ウエハー）を作るために、例えば、大型インゴット（単結晶棒）より、１６〜２５個の角柱を効率良く切断加工できる方法を求められている。
太陽光発電用の半導体素子である結晶形シリコンは、単結晶・多結晶の２種である。
単結晶シリコンは、丸棒型であり、外径寸法は２１０ｍｍφが最大径で、角柱に加工するには、主に、丸型のダイヤカッターで切断加工している。
一方、多結晶シリコンは、鋳造法で四角い厚板状に作られ、四角の一辺が１０００ｍｍを超える大型寸法のインゴットも出現している。
このインゴットから、現状では、１２５〜１６０ｍｍ角の角柱を格子状に４〜３６個が切り出されている。
一例として、一辺８６０ｍｍ×高２３０ｍｍの素材から、一辺１５７ｍｍ×高２３０ｍｍの角柱が切り出すとき、切断には、ダイヤモンドバンドソーにより、１カットずつ行い、左右のカットを５回、９０°ターンして、手前側から向こう側のカットを５回行うことで、１６個の角柱を切り出すことができる。
しかし、この方法では、１枚の刃で材料を合計１０回切断して１６個の角柱を切り終わるのに、約４８０分内外（８時間）かかる。
もう一つの問題は、切断刃の刃厚が２．５ｍｍと厚いため、半分以下の薄厚の切断刃で切断できないかという点である。
この切断の時間と切断刃の刃厚とは相関関係があるため、両方とも満足させるのは困難である。
この発明の主たる目的は、ワークを効率良く切断加工できる切断装置及び切断方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の請求項１にかかる切断装置は、間隔をおいて平行に切断する切断装置を備え、前記切断装置は、環状のバンドソーと、前記バンドソーを切断領域においては直線状に走行するように巻き掛ける、一対のプーリーと、前記プーリーを回転させる駆動手段と、前記駆動手段に連結され、一対のプーリーをそれぞれ回転させる一対の回転軸と、前記バンドソーを緊張させる、緊張手段とを有し、前記プーリーは、ワークの切断幅に対応した直径を有し、前記プーリーに巻き掛けられたバンドソーは、プーリーに巻き掛けられて直線状に走行する手前側の切断領域と向こう側の切断領域のいずれにおいてもワークを切断するように構成されるとともに、直線状に走行する一方の領域のみにおいてワークを切断するときの切り込み送り速度の２分の１以下の切り込み送り速度により、ワークの中に深く入れて切断するように構成され、前記一対のプーリーに巻き掛けられたバンドソーを有する切断装置が、ワークの切断幅に対応した間隔をおいて、同一平面内に並設された、切断装置である。
この発明の請求項２にかかる切断装置においては、バンドソーは、帯状のベルトと前記ベルトの幅方向の一端側に間隔を隔てて固着された、複数の切断刃とを含み、切断刃は、結晶形シリコンを切断するためのダイヤモンド粒子を含む砥粒子を有している、請求項１に記載の切断装置である。
この発明の請求項３にかかる切断装置においては、駆動手段は、駆動モータであり、該駆動モータの軸と回転軸とにタイミングベルトを掛け渡されて、バンドソーを回転するように形成された、請求項１又は請求項２に記載の切断装置である。
この発明の請求項４にかかる切断装置においては、更に、ワークを載置して、ワークの表面からバンドソーをワークの中に深く入れるために昇降させるワーク昇降用手段を備えた、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の切断装置である。
この発明の請求項５にかかる切断装置においては、緊張手段は、バンドソーを外側に引っ張るために回転軸に連結された、テンション装置である、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の切断装置である。
この発明の請求項６にかかる切断装置においては、緊張手段は、バンドソーに１トン以下の張力をかけて緊張させるように構成された、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の切断装置である。
この発明の請求項７にかかる切断装置においては、プーリーは、外径の直径が１８０〜１００ｍｍである、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の切断装置である。
この発明の請求項８にかかる切断装置においては、バンドソーの帯状のベルトは、幅が５０ｍｍ以下で厚さが０．４ｍｍ以下であり、バンドソーの切断刃は、厚さが０．６ｍｍ以下である、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の切断装置である。
この発明の請求項９にかかる切断方法は、ワークの切断幅に対応した直径を有する一対のプーリーに、巻き掛けられて直線状に走行する手前側の切断領域と向こう側の切断領域のいずれにおいてもワークを切断する環状のバンドソーを、ワークの切断幅に対応した間隔をおいて同一平面内に並設させ、且つ緊張させて、直線状に走行する一方の領域のみにおいてワークを切断するときの切り込み送り速度の２分の１以下の切り込み送り速度によりバンドソーをワークの中に深く入れて切り込みバンドソーを回転させ、手前側の切断領域と向こう側の切断領域のいずれにおいてもワークを切断する複数のバンドソーにより、間隔をおいて、ワークを平行な直線状に切断する、切断方法である。
この発明の請求項１０にかかる切断方法においては、ワークは、結晶形シリコンであり、バンドソーの切断刃は、結晶形シリコンを切断するためのダイヤモンド粒子を含む砥粒子を有している、請求項９に記載の切断方法である。
この発明の請求項１１にかかる切断方法においては、バンドソーの切り込み送り速度は、３．０〜１．０ｍｍ／分である、請求項９又は請求項１０に記載の切断方法である。
この発明の請求項１２にかかる切断方法においては、ワークは、１６０ｍｍ以下の間隔の切断幅で、平行に並列した直線状に切断される、請求項９ないし請求項１１のいずれかに記載の切断方法である。
この発明の請求項１３にかかる切断方法においては、バンドソーは、１トン以下の張力をかけて緊張させる、請求項９ないし請求項１２のいずれかに記載の切断方法である。
この発明の請求項１４にかかる切断方法においては、ワークは、平行な上底と下底と側面とを有する、角柱状体であり、上底より下底に向って又は下底より上底に向って、複数のバンドソーにより等間隔に側面に沿って切断される、請求項９ないし請求項１３のいずれかに記載の切断方法である。
この発明の請求項１５にかかる切断方法においては、ワークは、平行な上底と下底と側面とを有する、角柱状体であり、上底より下底に向って又は下底より上底に向って、第１の切断線に沿って、複数のバンドソーにより等間隔に側面に沿って切断され、且つ、ワークを旋回させて、前記第１の切断線とは直交ないしは斜交する第２の切断線に沿って、上底より下底に向って又は下底より上底に向って、複数のバンドソーにより等間隔に側面に沿って切断される、請求項９ないし請求項１４のいずれかに記載の切断方法である。
【発明の効果】
【０００６】
本件発明によれば、バンドソーの手前側の切断領域と向こう側の切断領域とにより、一度にワークを２箇所切断できるので、ワークを効率良く切断加工できる。
例えばワーク（被切断面）を下から上に切り込んで行けば、最大６カットが一時に行われる。更に、これを９０°方向転換して、同様に６カットすれば、２５個の角柱を切り出すことができる。
請求項２の発明によれば、結晶形シリコンを効率よく切断できる。
請求項３の発明によれば、プーリーの回転速度をワークを切断するために最適な速度に調整できる。
請求項４の発明によれば、ワークを昇降させて、バンドソーとの関係において最適な位置でワークを切断できる。
請求項５の発明によれば、バンドソーに最適な張力をかけることができる。
請求項６の発明によれば、緊張手段を小型化して設置スペースの狭小化を図ることができる。
請求項７の発明によれば、駆動手段からの切断するためのより大きな力をバンドソーに加えることができる。
請求項８の発明によれば、比較的小さな引張り張力で、バンドソーにより切断ロス（切りシロ）を少なくして効率よくワークを切断できる。
請求項９の発明によれば、バンドソーの手前側の切断領域と向こう側の切断領域とにより、一度にワークを２箇所切断できるので、ワークを効率良く切断加工できる。
請求項１０の発明によれば、結晶形シリコンを効率よく切断できる。
請求項１１の発明によれば、プーリーからバンドソーが外れることなく、バンドソーの手前側の切断領域と向こう側の切断領域で、ワークを切断できる。
請求項１２の発明によれば、一度に最適な寸法によりワークを切断できる。
請求項１３の発明によれば、緊張手段を小型化して設置スペースの狭小化を図ることができる。
【０００７】
この発明の上述の目的、その他の目的、特徴及び利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明にかかる切断装置の平面図解図である。
【図２】本発明にかかる切断装置の正面図解図である。
【図３】本発明にかかる切断装置の側面図解図である。
【図４】本発明にかかる切断装置の要部の斜視図解図である。
【図５】バンドソーの拡大断面図解図である。
【図６】本発明に係るバンドソーの第１実施形態を示す外観斜視図である。
【図７】図６に示したバンドソーの切断刃の部分を拡大した図であり、（ａ）は前面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は背面図である。
【図８】図６に示したベルトを示す外観斜視図である。
【図９】図８に示したベルトの刃部を拡大した図であり、（ａ）は前面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は背面図である。
【図１０】切断刃用シート材を示す平面図である。
【図１１】図８に示した切断刃用シート材をバンドソーに取り付ける方法の一例を説明示するための概略断面図である。
【図１２】切断刃用シート材の変形例を示す横断面図である。
【図１３】切断刃用シート材の形成方法を示す平面図解図である。
【図１４】本発明にかかる切断方法を示す斜視図解図である。
【図１５】本発明にかかる切断方法を示す平面図解図である。
【図１６Ａ】本発明にかかる切断方法及び切断装置を示す正面図解図である。
【図１６Ｂ】本発明にかかる切断方法及び切断装置を示す平面図解図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この切断装置１０は、ワーク（被切断物）Ｗｏを一定の間隔をおいて平行に切断する切断装置であって、例えばエンドレスの焼入鋼帯の端面に、ダイヤ粉末を含む金属合金チップを結着したダイヤモンドバンドソーを使う切断装置を並列に等間隔に複数台並べ、ワーク（被切断物）Ｗｏを格子状に切断する切断装置１０である。
【００１０】
ワーク（被切断物）Ｗｏの切断方向は、図１４において示すように、横方向（Ｘの方向）と縦方向（Ｙの方向）とを有する。
切断装置１０により切断される切断方向に沿った（仮想の）切断線は、横方向（Ｘの方向）に同一幅をおいて平行に直線状に切断するための第１の切断予定線Ｗｏ１，第２の切断予定線Ｗｏ２，第３の切断予定線Ｗｏ３，第４の切断予定線Ｗｏ４，第５の切断予定線Ｗｏ５及び第６の切断予定線Ｗｏ６とを有する。
更に、切断装置１０により切断される切断方向に沿った（仮想の）切断線は、前記第１の切断予定線Ｗｏ１とは直交する縦方向（Ｙの方向）に同一幅をおいて平行に直線状に切断するための第１１の切断予定線Ｗｏ１１，第１２の切断予定線Ｗｏ１２，第１３の切断予定線Ｗｏ１３，第１４の切断予定線Ｗｏ１４，第１５の切断予定線Ｗｏ１５及び第１６の切断予定線Ｗｏ１６を有する。
そして、切断装置１０は、前記第１の切断予定線Ｗｏ１，第２の切断予定線Ｗｏ２，第３の切断予定線Ｗｏ３，第４の切断予定線Ｗｏ４，第５の切断予定線Ｗｏ５及び第６の切断予定線Ｗｏ６に沿って、ワーク（被切断物）Ｗｏを短冊状に切断する。ワーク（被切断物）Ｗｏは、１０〜１８ｃｍの幅にて直線状に切断される。
更に、切断装置１０は、ワーク（被切断物）Ｗｏを９０度旋回させて、前記第１１の切断予定線Ｗｏ１１，第１２の切断予定線Ｗｏ１２，第１３の切断予定線Ｗｏ１３，第１４の切断予定線Ｗｏ１４，第１５の切断予定線Ｗｏ１５及び第１６の切断予定線Ｗｏ１６に沿って、ワーク（被切断物）Ｗｏを短冊状に切断する。すなわち、ワーク（被切断物）Ｗｏを格子状に切断する。ワーク（被切断物）Ｗｏは、１０〜１８ｃｍの幅にて直線状に切断される。
【００１１】
一つの前記切断装置１０は、環状のバンドソー１２と、前記バンドソー１２を切断領域においては直線状に走行するように巻き掛ける、一対のプーリー１４及びプーリー１６と、前記プーリー１４及びプーリー１６からバンドソー１２が外れない走行速度でプーリー１４及びプーリー１６を回転させる駆動手段１８と、前記駆動手段１８に連結され、一対のプーリー１４及びプーリー１６をそれぞれ回転させる一対の回転軸２０及び回転軸２２と、前記バンドソー１２を緊張させる、緊張手段２４とを有している。
更に、切断装置１０は、ワーク（被切断物）Ｗｏを載置して、ワーク（被切断物）Ｗｏを切断位置に昇降させるワーク昇降用手段２６を備える。
【００１２】
前記バンドソー１２は、帯状の鋼帯からなるベルト１１２と前記ベルト１１２の幅方向の一端側に間隔を隔てて固着された、複数の切断刃１１８とを含む。
前記切断刃１１８は、ダイヤモンド粒子を含む砥粒子を有している。
【００１３】
バンドソー１２は、左右に分かれたプーリー１４とプーリー１６との間に、オープン型に張設される。
バンドソー１２は、プーリー１４とプーリー１６との間において、ワーク（被切断物）Ｗｏの切断方向と平行な、直線状にのびる手前側の第１の切断領域１２ａと直線状にのびる向こう側の第２の切断領域１２ｂとを形成するように、略楕円形に張設される。
バンドソー１２は、プーリー１４とプーリー１６との回転に伴い、時計回り（又は半時計回り）に回転する。
バンドソー１２は、プーリー１４及びプーリー１６との摩擦抵抗によってのみ保持される。
【００１４】
前記プーリー１４及びプーリー１６は、ワーク（被切断物）Ｗｏの切断幅に対応した直径を有している。
プーリー１４とプーリー１６は、平プーリーであり、略々同一平面形状の円柱状である。
プーリー１４は駆動側プーリーであり、プーリー１６はテンション側プーリーである。
プーリー１４の外形は真円であり、その直径は１８０〜１００ｍｍである。
【００１５】
プーリー１４は垂直に立設された主軸の回転軸２０に固定され、プーリー１６は垂直に立設された主軸の回転軸２２に固定されている。
プーリー１４とプーリー１６とは、バンドソー１２がワーク（被切断物）Ｗｏの切断方向と平行になるように、機台３０に並設される。
プーリー１４の上底及び下底は、水平になるように駆動側の回転軸２０に固定され、プーリー１６の上底及び下底は、水平になるようにテンション側の回転軸２２に固定され、プーリー１４の上底及び下底とプーリー１６の上底及び下底とは、同一平面内に配置される。
そして、回転軸２０と回転軸２２とは、ワーク（被切断物）Ｗｏの幅よりも長い間隔をおいて、機台３０に回転自在に平行に垂設され、プーリー１４の側面とプーリー１６の側面とは平行になるように形成されている。
プーリー１４及びプーリー１６の回転数は、１０００〜３０００回転／分である。
プーリー１４及びプーリー１６の走行速度、すなわち回転のスピードは、１０００ｍ／分以上である。
【００１６】
駆動手段１８は、駆動モータを備え、該駆動モータの軸と回転軸２０とにタイミングベルト２８を掛け渡されて、バンドソー１２を回転するように形成されている。
駆動手段１８は、切断方向と平行でバンドソー１２の外側において機台３０に設けられる。駆動手段１８の回転する軸は、垂直にのびている。
タイミングベルト２８は、バンドソー１２と平行に回転する無端環状の歯付き伝動ベルトである。
【００１７】
緊張手段２４は、バンドソー１２を外側に引っ張るために回転軸２０に連結された、テンション装置である。
緊張手段２４は、油圧シリンダなどからなる。そして、油圧によって、バンドソー１２は、適度なテンション（引張り力）で張設される。
ワーク（被切断物）Ｗｏが多結晶シリコンのときは、バンドソー１２のベルト１１２が幅５０ｍｍ以下として、１トン以下の張力がかけられる。
【００１８】
ワーク昇降用手段２６は、ワーク（被切断物）Ｗｏを載置固定するテーブル４０と、テーブル４０の左右両端を支持し、且つ昇降するときにテーブル４０を案内するための昇降ガイド４２及び昇降ガイド４４と、テーブル４０の下部に連結された昇降ジャッキ４６とを備える。
プーリー１６は、テーブル４０を昇降させる速度、すなわちワーク（被切断物）Ｗｏを切断するためにバンドソー１２がワーク（被切断物）Ｗｏを切り込んでいく、切り込み送り速度を制御する、制御装置（図示せず）に接続されている。
昇降ジャッキ４６は、油圧のジャッキ等が用いられ、パーソナルコンピュータや制御弁、シーケンサ等の計測機器を有する制御装置で制御される。
昇降ガイド４２及び昇降ガイド４４は、プーリー１４及びプーリー１６の内側において、垂直方向にのびるガイドレールを有する。テーブル４０は、昇降ガイド４２及び昇降ガイド４４に摺動して垂直方向に上昇するように案内され、ワーク（被切断物）Ｗｏは、テーブル４０の上昇に伴い、バンドソー１２により垂直方向に切断される。
【００１９】
図６は、本発明に係るバンドソーの第１実施形態を示す外観斜視図である。図７は、バンドソー１２の切断刃１１８の部分を拡大した図であり、（ａ）は前面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は背面図である。バンドソー１２はエンドレス状のベルト１１２を含む。図８は、ベルト１１２を示す外観斜視図である。図９は、ベルト１１２の刃部１１６を拡大した図であり、（ａ）は前面図、（ｂ）は平面図、（ｃ）は背面図である。
ベルト１１２は、その幅方向の一端側（図８において上側）には、間隔を隔てて、複数の前面視Ｕ字状の切込部１１４が形成されている。切込部１１４の間にはそれぞれ、刃部１１６が形成されている。
【００２０】
図９に示すように、刃部１１６は、前面１１６ａ、背面１１６ｂ、端面１１６ｃおよび二つの側面１１６ｄを有している。図９（ａ）に示すように、前面１１６ａは、刃部１１６の先端側の部分が略矩形で、根元側の部分が裾広がりの形状をしている。同様に、図９（ｃ）に示すように、背面１１６ｂも、先端側の部分が略矩形で、根元側の部分が裾広がりの形状をしている。図９（ｂ）に示すように、端面１１６ｃは、矩形の平面である。刃部１１６は、前面１１６ａと背面１１６ｂとが略平行であり、前面１１６ａと端面１１６ｃとが直交し且つ背面１１６ｂと端面１１６ｃとが直交している。また、側面１１６ｄは、刃部１１６の先端側の部分が平面で、根元側の部分が曲面である。刃部１１６の高さ（端面１１６ｃから根元までの距離）Ｈ１、幅Ｗ１および厚さＴ１は、被切断体に合わせて種々選択される。なお、厚さＴ１はベルト１１２の厚みと同じ寸法である。複数の刃部１１６は、その端面１１６ｃがそれぞれ略同一の高さに形成され、その前面１１６ａがそれぞれ略同一面上に形成され、その背面１１６ｂがそれぞれ略同一面上に形成されている。ベルト１１２の材料としては、例えば長さが３７００ｍｍ、幅が８０ｍｍ、厚みが０．４ｍｍの焼入れした帯鋼、鋼板などが用いられる。このベルト１１２を構成する帯鋼ないしは鋼板をリング状に繋いでベルト１１２を作成する。刃部１１６には、図７に示すように、切断刃１１８が固着されている。切断刃１１８のピッチ寸法Ｐおよび幅寸法Ｗは、被切断体に合わせて種々選択される。例えば、ピッチ寸法Ｐを１０ｍｍ、および幅寸法Ｗを５ｍｍに設計したり、ピッチ寸法Ｐを２０ｍｍ、および幅寸法Ｗを１０ｍｍに設計したりする。
【００２１】
切断刃１１８は、図１０に示すように、たとえば平面視が矩形の切断刃用シート材２１８を、横断面が略コ字形になるように裏面側に折り曲げることによって形成されている。図７に示すように、切断刃１１８は、表面側に前面１１８ａ、背面１１８ｂおよび端面１１８ｃを有し、裏面側に刃部１１６との固着面を有している。図７（ａ）に示すように、前面１１８ａは矩形状をしている。同様に、図７（ｃ）に示すように、背面１１８ｂも矩形状をしている。切断刃１１８の前面１１８ａおよび背面１１８ｂはそれぞれ、刃部１１６の前面１１６ａおよび背面１１６ｂ上に配設されている。切断刃１１８の前面１１８ａは、刃部１１６の前面１１６ａのうち上側ほぼ半分を覆うために、その高さＨ２は刃部１１６の高さＨ１のほぼ１／２に設計され、その幅Ｗ２は刃部１１６の幅Ｗ１に等しく設計されている。同様に、切断刃１１８の背面１１８ｂも、刃部１１６の背面１１６ｂのうち上側ほぼ半分を覆うために、その高さＨ２は刃部１１６の高さＨ１のほぼ１／２に設計され、その幅Ｗ２は刃部１１６の幅Ｗ１に等しく設計されている。図７（ｂ）に示すように、切断刃１１８の端面１１８ｃは矩形状をしている。端面１１８ｃは、刃部１１６の端面１１６ｃの全面を覆うために、端面１１６ｃ上に配設されている。端面１１８ｃの幅Ｗ２は刃部１１６の幅Ｗ１に等しく、その厚みＤは刃部１１６の厚みＴ１と切断刃用シート材２１８の厚みの２倍とを合計した寸法である。複数の切断刃１１８は、その端面１１８ｃが略同一の高さに形成され、その前面１１８ａが略同一面上に形成され、その背面１１８ｂが略同一面上に形成されている。なお、切断刃１１８は、刃部１１６の二つの側面１１６ｄには配設されていない。
【００２２】
切断刃用シート材２１８は、薄い銅、真ちゅう、鋼などの板状の基材１２０の上面に、砥粒子１２２を含む第１砥粒層１２４ａ及び第２砥粒層１２４ｂを設けたものである。第１砥粒層１２４ａを構成するメッキ層は、薄い金属層、例えばその厚みが０．１ｍｍ（代表値）であり、砥粒子１２２を基材１２０に固着させる接着材としての機能を有する。
第２砥粒層１２４ｂを構成するメッキ層は、薄い金属層、例えばその厚みが０．１ｍｍ（代表値）であり、砥粒子１２２を第１砥粒層１２４ａに固着させる接着材としての機能を有する。
さらに、本第１実施形態では、図１１に示すように、砥粒子１２２は重層（２層以上）に構成されている。基材１２０の材料としては、例えば厚さが０．０５ｍｍ（代表値）の銅板などが用いられる。第１砥粒層１２４ａ及び第２砥粒層１２４ｂの砥粒子１２２を固着するメッキ層ないし金属層の材料としては、例えばニッケル、銅、錫、あるいはこれらの合金などが用いられる。
【００２３】
砥粒子１２２の材料としては、例えば粒度が１２０＃（約１０５μｍ）ないし１７０♯のダイヤモンド粒子、立方晶窒化ホウ素粒子、あるいはアルミナ研削粒子などが用いられる。これらの砥粒子を用いることによって、硬質脆性材料の代表的なものであるガラス、セラミック、各種結晶材料（シリコン結晶、水晶、サファイアなど）の切断に最適なバンドソー１２が得られる。
特に、多結晶シリコンを切断するための砥粒子１２２の材料としては、例えば粒度が１２０＃（約１０５μｍ）ないし１７０♯のダイヤモンド粒子が用いられる。
【００２４】
さらに、このバンドソー１２についてその製造方法の一例とともに詳説する。
まず、帯状の鋼板を準備し、その幅方向の一端側に、間隔を隔てて、複数の前面視Ｕ字状の切込部１１４をプレス加工によって形成する。これにより、切込部１１４の間にはそれぞれ、前面視で、先端側の部分は略矩形で、根元側の部分が裾広がりになった刃部１１６が形成されることになる。次に、この鋼板をリング状に繋いでベルト１１２を作成する。
【００２５】
図１０に示す切断刃用シート材２１８は、例えば以下に記載する方法によって作成される。
すなわち、電着法によって砥粒子１２２を固着するための台金となる、平面視が帯状の銅板ないしシート状物などの基材１２０を準備する。
台金を形成する基材１２０の表面に、砥粒子１２２が電着工程により薄いメッキ金属層で結着された第１砥粒層１２４ａを形成し、更に、砥粒子１２２が電着工程により薄いメッキ金属層で結着された第２砥粒層１２４ｂを形成する。
更に、第１砥粒層１２４ａ及び第２砥粒層１２４ｂを補強するために、図１２で示すように、前記第２砥粒層１２４ｂ上に、合金をメッキまたはコーティングして、補強層１２６を形成してもよい。補強層１２６を形成する合金は、６００℃以上で溶けるものを用いるとよい。
また、砥粒子１２２が固まって電着された砥粒子１２２の群が、図１３に示すように、直線上に適宜な間隔をあけて、並んで形成され、複数列、適宜な間隔をあけて並置されるようにしてもよい。そのようにすれば、表面に並ぶ砥粒子１２２の分布密度を均一化できる。
切断刃用シート材２１８は、大きな切断刃用シート材２１８を適宜な大きさに切断して用いられるが（図１３図示二点鎖線上を切断）、例えば、砥粒子１２２の群が直線状に並ぶ線上（図１３図示一点鎖線上）において、ベルト１１２の端部形状に沿って折り曲げてもよい。これは、砥粒子群の密度等を均一化できるように、するためである。
こうして、厚みが０．２５ｍｍ（代表値）の切断刃用シート材２１８が得られる。すなわち、薄くて均一の厚さの切断刃用シート材２１８が容易に形成される。
【００２６】
基材１２０は、幅Ｗ２を刃部１１６の幅Ｗ１と等しい寸法に形成され、基材１２０の長さＬを、切断刃１１８の前面１１８ａおよび背面１１８ｂのそれぞれの高さＨ２と端面１１８ｃの長さＤとを合計した寸法に調整する。
次に、図９（ａ）に示すように、切断刃用シート材２１８の下面（裏面）中央部を、ベルト１１２の幅方向の一端側（上側）の、刃部１１６の平面視矩形状の端面１１６ｃに、ロウ付け、半田付け、合成樹脂製接着剤などによって固着する。この後、ベルト１１２の端部形状に沿って裏面側（基材１２０側）に折り曲げる。すなわち、刃部１１６の端面１１６ｃに固着された中央部を残して、切断刃用シート材２１８の両側がそれぞれ、刃部１１６の先端部のエッジを支点にして直角に矢印Ｒに示すように、裏面側（基材１２０側）に折り曲げて刃部１１６を両面から挟む。そして、切断刃用シート材２１８の両側がそれぞれ、ロウ付けなどによって刃部１１６の前面１１６ａおよび背面１１６ｂに固着される。切断刃用シート材２１８を折り曲げる際には、折り曲げ部分の砥粒子１２２が第１砥粒層１２４ａ及び第２砥粒層１２４ｂを構成するメッキ金属層から剥がれ落ちないようにするため、合金で補強をするなどの工夫がなされている。また、ベルト１１２にＵ字状の切込部１１４が形成されていることにより、ロウ付け時の熱が放散され、熱によるベルト１１２の変形を防止することができる。
【００２７】
こうして、図９（ｂ）に示すように、切断刃用シート材２１８は横断面がコ字形とされ、刃部１１６の前面１１６ａ、背面１１６ｂおよび端面１１６ｃのそれぞれに、前面１１８ａ、背面１１８ｂおよび端面１１８ｃを配設した切断刃１１８とされる。刃部１１６は、前面１１６ａと背面１１６ｂとが略平行であり、前面１１６ａと端面１１６ｃとが直交し且つ背面１１６ｂと端面１１６ｃとが直交しているので、切断刃用シート材２１８を刃部１１６へ容易に固着できる。切断刃１１８は、ベルト１１２の長短に関係なく、刃部１１６に順次、切断刃用シート材２１８を当てて折り曲げ加工しながら固着するという作業により容易に形成することができる。
【００２８】
このバンドソー１２は、薄くて均一の厚さの切断刃用シート材２１８を略コ字形に折り曲げて切断刃１１８を形成することができるので、刃厚を薄くするための煩雑な研磨作業を必要としないで、刃厚の薄い切断刃１１８が得られる。その厚みＤは、ベルト１１２の厚さ（０．４ｍｍ）と、切断刃用シート材２１８の厚さ（０．２５ｍｍ）の２倍とを合算した厚さであり、０．９ｍｍ（代表値）と薄い。
【００２９】
また、このバンドソー１２を用いた切断装置は、環状のベルト１１２を掛けて緊張させてベルト１１２を回転させながら、切断刃１１８を被切断体に当接する。それによって、切断刃１１８の砥粒子１２２によって被切断体が切断される。なお、被切断体の切断時には、水や油などの切断液が用いられる。このような切断液を用いることにより、バンドソー１２が冷却され、熱によるバンドソー１２の破損を防止することができる。また、切断液により、切り屑が除去される。
【００３０】
このとき、砥粒子１２２が基材１２０上に間隙Ｇによって区切られた領域に局所的に配設されているため、バンドソー１２で被切断体を切断する時に切断刃１１８が被切断体に接触する部分（切断刃１１８と被切断体との間）に発生する切粉が、間隙Ｇを通って容易に排出される。この結果、バンドソー１２の切断能率が向上する。
【００３１】
以上の構成からなるシート式バンドソー１２は、薄くて均一の厚さの切断刃用シート材２１８を略コ字形に折り曲げて切断刃１１８を形成するので、刃厚を薄くするための煩雑な研磨作業や、電気めっき槽に入れて砥粒子を電着させる煩雑な作業を必要としないで、刃厚の薄い切断刃１１８を精度良くかつ容易に得ることができる。具体的には、切断刃１１８の厚み精度を５０μｍ以内に抑えることができる。一方、切断刃用チップを研磨して薄刃を形成する従来のチップ式バンドソーの場合、切断刃の厚み精度を５０μｍ以内に抑えることは困難である。
【００３２】
また、従来の電着式バンドソーでは困難であった、肉厚の薄いベルト１１２の一端側（上側）に設けられた刃部１１６の端面１１６ｃにも砥粒子１２２を容易に形成させることができる。しかも、砥粒子１２２を重層（２層以上）にすることができるので、従来の１層の砥粒子しか形成できない電着式バンドソーと比較して、耐久性が高いバンドソー１２が得られる。
【００３３】
さらに、切断刃用シート材２１８が、基材１２０上に砥粒子１２２を含む第１砥粒層１２４ａ及び第２砥粒層１２４ｂを設けたものであるため、基材１２０として折り曲げ加工のし易い材料を選択することができるとともに、第１砥粒層１２４ａ及び第２砥粒層１２４ｂを形成するメッキ金属層を形成する金属等の固着材として砥粒子１２２を固定し易い材料を選択することができる。
【００３４】
この切断装置１０は、機台３０に、第１の切断装置１０Ａと、第２の切断装置１０Ｂと、第３の切断装置１０Ｃとを備えている。そして、３台（組）の切断装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが、１つの機台３０に並列して設けられている。
【００３５】
３組の第１の切断装置１０Ａと第２の切断装置１０Ｂと第３の切断装置１０Ｃは、それぞれ、同一の構造を備えており、それぞれ、バンドソー１２，プーリー１４及びプーリー１６，駆動手段１８，回転軸２０及び回転軸２２，緊張手段２４を備える。
そして、第１の切断装置１０Ａのプーリー１４及びプーリー１６と、第２の切断装置１０Ｂのプーリー１４及びプーリー１６と、第３の切断装置１０Ｃのプーリー１４及びプーリー１６とは、ワーク（被切断物）Ｗｏの切断される間隔に対応した間隔をおいて、並設されている。
第１の切断装置１０Ａのプーリー１４及びプーリー１６と、第２の切断装置１０Ｂのプーリー１４及びプーリー１６と、第３の切断装置１０Ｃのプーリー１４及びプーリー１６とは、同一の間隔をおいて並設されており、プーリー１４及びプーリー１６の直径と略々同一の１００〜１８０ｍｍの間隔をおいて並設されている。
【００３６】
第１の切断装置１０Ａのバンドソー１２と第２の切断装置１０Ｂのバンドソー１２と第３の切断装置１０Ｃの前記バンドソー１２とは、ワーク（被切断物）Ｗｏの切断幅に対応した間隔をおいて、同一平面内に並設されている。
そして、第１の切断装置１０Ａのバンドソー１２の第２の切断領域１２ｂと第２の切断装置１０Ｂのバンドソー１２の第１の切断領域１２ａとは平行で、ワーク（被切断物）Ｗｏの切断幅に対応した間隔をおいて平行にのび、又、第２の切断装置１０Ｂのバンドソー１２の第２の切断領域１２ｂと第３の切断装置１０Ｃのバンドソー１２の第１の切断領域１２ａとは平行で、ワーク（被切断物）Ｗｏの切断幅に対応した間隔をおいて平行にのびている。
【００３７】
第１の切断装置１０Ａの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第１の切断予定線Ｗｏ１を切断し、第１の切断装置１０Ａの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第２の切断予定線Ｗｏ２を切断し、第２の切断装置１０Ｂの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第３の切断予定線Ｗｏ３を切断し、第２の切断装置１０Ｂの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第４の切断予定線Ｗｏ４を切断し、第３の切断装置１０Ｃの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第５の切断予定線Ｗｏ５を切断し、第３の切断装置１０Ｃの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第６の切断予定線Ｗｏ６を切断する。
又、ワーク（被切断物）Ｗｏを９０度旋回した後、第１の切断装置１０Ａの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第１１の切断予定線Ｗｏ１１を切断し、第１の切断装置１０Ａの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第１２の切断予定線Ｗｏ１２を切断し、第２の切断装置１０Ｂの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第１３の切断予定線Ｗｏ１３を切断し、第２の切断装置１０Ｂの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第１４の切断予定線Ｗｏ１４を切断し、第３の切断装置１０Ｃの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第１５の切断予定線Ｗｏ１５を切断し、第３の切断装置１０Ｃの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第１６の切断予定線Ｗｏ１６を切断する。
【００３８】
この発明にかかる切断方法は、次の通りである。
ワーク（被切断物）Ｗｏは、硬質脆性材料である、結晶形シリコンである。このワーク（被切断物）Ｗｏは、平行な上底と下底と側面とを有する、角柱状体であり、上底より下底に向って、複数のバンドソー１２により等間隔に側面に沿って切断されるような構造を備える。
【００３９】
ワーク（被切断物）Ｗｏは、図１６に示すように、切断装置１０のテーブル４０の上面に載置され固定された、粘板岩などの表面が平面の石板からなる捨て板５０に固定される。
捨て板５０は、第１の切断予定線Ｗｏ１〜第６の切断予定線Ｗｏ６に対応した直線状の切断溝５２が穿設されている。切断溝５２は、第１の切断装置１０Ａのバンドソー１２の第１の切断領域１２ａと第２の切断領域１２ｂとの間隔、第２の切断装置１０Ｂのバンドソー１２の第１の切断領域１２ａと第２の切断領域１２ｂとの間隔、第３の切断装置１０Ｃのバンドソー１２の第１の切断領域１２ａと第２の切断領域１２ｂとの間隔に対応した間隔をおいて並列されている。切断溝５２は、３組の第１の切断装置１０Ａのバンドソー１２と第２の切断装置１０Ｂのバンドソー１２と第３の切断装置１０Ｃのバンドソー１２との間隔に対応した間隔をおいて並列されている。
更に、捨て板５０は、第１１の切断予定線Ｗｏ１１〜第１６の切断予定線Ｗｏ１６に対応した直線状の切断溝５４が穿設されている。切断溝５４は、第１の切断装置１０Ａのバンドソー１２の第１の切断領域１２ａと第２の切断領域１２ｂとの間隔、第２の切断装置１０Ｂのバンドソー１２の第１の切断領域１２ａと第２の切断領域１２ｂとの間隔、第３の切断装置１０Ｃのバンドソー１２の第１の切断領域１２ａと第２の切断領域１２ｂとの間隔に対応した間隔をおいて並列されている。切断溝５４は、３組の第１の切断装置１０Ａのバンドソー１２と第２の切断装置１０Ｂのバンドソー１２と第３の切断装置１０Ｃのバンドソー１２との間隔に対応した間隔をおいて並列されている。
切断溝５２及び切断溝５４は、ワーク（被切断物）Ｗｏの切断時に、バンドソー１２の刃部１１６がワーク（被切断物）Ｗｏの下面より更に下降してワーク（被切断物）Ｗｏを完全に切断できるようにするための逃げ溝を構成する。
ワーク（被切断物）Ｗｏは、捨て板５０の平面状の上面に粘着剤により弱い接着力で接着される。ワーク（被切断物）Ｗｏが捨て板５０に接着されることにより、ワーク（被切断物）Ｗｏは、一方向（Ｘ方向）に切断されたときに、ばらばらに離れることなく、捨て板５０の表面に固定され、ワーク（被切断物）Ｗｏを９０度旋回して他方向（Ｙ方向）に切断（角切り）できる。
ワーク（被切断物）Ｗｏは、切断加工後に、捨て板５０から剥離して用いられる。
【００４０】
ワーク（被切断物）Ｗｏの切断方向は、図１４において示すように、横方向（Ｘの方向）と縦方向（Ｙの方向）とを有する。そして、切断装置１０により切断される切断方向に沿った切断線は、横方向（Ｘの方向）に同一幅をおいて平行に切断するための直線状の第１の切断予定線Ｗｏ１，直線状の第２の切断予定線Ｗｏ２，直線状の第３の切断予定線Ｗｏ３，直線状の第４の切断予定線Ｗｏ４，直線状の第５の切断予定線Ｗｏ５及び直線状の第６の切断予定線Ｗｏ６と、前記第１の切断予定線Ｗｏ１とは直交する縦方向（Ｙの方向）に同一幅をおいて平行に切断するための直線状の第１１の切断予定線Ｗｏ１１，直線状の第１２の切断予定線Ｗｏ１２，直線状の第１３の切断予定線Ｗｏ１３，直線状の第１４の切断予定線Ｗｏ１４，直線状の第１５の切断予定線Ｗｏ１５及び直線状の第１６の切断予定線Ｗｏ１６とを有する。
【００４１】
切断溝５２は、横方向（Ｘの方向）に同一幅をおいて平行に切断するための直線状のスリットである。切断溝５４は、横方向（Ｘの方向）に同一幅をおいて平行に切断するための直線状のスリットであり、前記切断溝５２とは直交するスリットである。
【００４２】
そして、切断装置１０は、前記第１の切断予定線Ｗｏ１に沿ってワーク（被切断物）Ｗｏを短冊状に切断し、更に、ワーク（被切断物）Ｗｏを９０度旋回させて、前記第２の切断予定線Ｗｏ２に沿ってワーク（被切断物）Ｗｏを短冊状に角切り（切断）する。すなわち、ワーク（被切断物）Ｗｏを格子状に切断する。
【００４３】
ワーク（被切断物）Ｗｏの切断幅に対応した直径を有する一対のプーリー１４及びプーリー１６に、巻き掛けられ、切断領域においては直線状に走行する環状のバンドソー１２を、ワーク（被切断物）Ｗｏの切断幅（１６０ｍｍ以下）に対応した間隔をおいて同一平面内に並設させ、バンドソー１２が外れない速度でバンドソー１２を回転させて、複数のバンドソー１２により一定の間隔をおいて、ワーク（被切断物）Ｗｏを平行な直線状に切断する。
【００４４】
第１の切断装置１０Ａの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第１の切断予定線Ｗｏ１に沿って切断し、第１の切断装置１０Ａの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第２の切断予定線Ｗｏ２に沿って切断し、第２の切断装置１０Ｂの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第３の切断予定線Ｗｏ３に沿って切断し、第２の切断装置１０Ｂの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第４の切断予定線Ｗｏ４に沿って切断し、第３の切断装置１０Ｃの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第５の切断予定線Ｗｏ５に沿って切断し、第３の切断装置１０Ｃの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第６の切断予定線Ｗｏ６に沿って切断する。
又、ワーク（被切断物）Ｗｏを９０度旋回した後、第１の切断装置１０Ａの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第１１の切断予定線Ｗｏ１１に沿って切断し、第１の切断装置１０Ａの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第１２の切断予定線Ｗｏ１２に沿って切断し、第２の切断装置１０Ｂの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第１３の切断予定線Ｗｏ１３に沿って切断し、第２の切断装置１０Ｂの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第１４の切断予定線Ｗｏ１４に沿って切断し、第３の切断装置１０Ｃの直線状の第１の切断領域１２ａは、直線状の第１５の切断予定線Ｗｏ１５に沿って切断し、第３の切断装置１０Ｃの直線状の第２の切断領域１２ｂは、直線状の第１６の切断予定線Ｗｏ１６に沿って切断する。
第１の切断装置１０Ａ，第２の切断装置１０Ｂ及び第３の切断装置１０Ｃによって、ワーク（被切断物）Ｗｏは切断予定線に沿って一度に、複数列を切断され、且つ格子状に切断されて、厚板状体に成形される。
【００４５】
バンドソー１２の切り込み送り速度は、直線状に走行する一方の領域のみにおいてワークを切断するときの速度よりは低速である３．０〜１．０ｍｍ／分である。バンドソー１２の切り込み送り速度とは、ワーク（被切断物）Ｗｏの表面（上面）から底面（下面）に向けてバンドソー１２がワーク（被切断物）Ｗｏの中に深く入り込んでワーク（被切断物）Ｗｏを切り込んでいくときの垂直方向に移動するバンドソー１２の送り速度、すなわち上から下に移動する速度である。
而して、バンドソー１２は、ワーク（被切断物）Ｗｏの表面から底面に向けて深く入り込んで、ワーク（被切断物）Ｗｏを切断するときに、プーリー１４及びプーリー１６から外れることなく、プーリー１４及びプーリー１６の回転に伴って、ワーク（被切断物）Ｗｏを切断する。
この発明による切断では、バンドソー１２の手前と奥の両方の刃で切断するため、切断の負荷抵抗が倍増するので、例えば、切り込み送り速度を１／２以下にしなければならないが、第１の切断装置１０Ａと第２の切断装置１０Ｂと第３の切断装置１０Ｃとを並列して６カット同時に切断できるので、１／２×６＝３倍の能率になる。
さらに、切り込み送り速度が、従来より１／２以下とすれば、切断面の粗さが細かく、角柱のコーナー部に発生しやすいカケやチッピングが小さく、次工程でスライスするとき、歩留りが向上する。
【００４６】
[実施例]
従来のダイヤモンドバンドソーは、焼入鋼帯の下端面にダイヤ粒子を含む金属合金チップを結着し、刃先とするものであるが、代表的なバンドソーの寸法は、鋼帯の厚さ１．０ｍｍ，幅１６０ｍｍ，長さ１０ｍ内外のものがエンドレスに接合され、２個の回転プーリーにより高速に一方向に走行している。従来のダイヤモンドバンドソーによる切断は、単刃による切断の発想で、ベルト（鋼帯）に引張張力（１．８トン）を与えて、手前側の切断刃１１８（第１の切断領域１２ａ）のみで切断していた。
下端に結着しているダイヤチップは、一般的には、厚さが２．５ｍｍ内外であるため、ワーク（被切断物）Ｗｏを切断すれば、２．７ｍｍ内外の切り口となる。
使用されることが多いダイヤモンドバンドソーは、１５７ｍｍ幅で１．２ｍｍ厚の鋼帯を使う。
この従来のダイヤモンドバンドソーの手前側の切断領域のみによる多結晶シリコン角柱の平均的な切断精度は、表１に示す比較例１，比較例２及び比較例３の通りである。
【００４７】
【表１】
【００４８】
バンドソーによる切断は、ベルト（鋼帯）に引張張力を与えて、切断負荷をプーリー表面とベルト（鋼帯）との接触面の摩擦抵抗によって受けており、ベルト（鋼帯）を厚くし、幅を広くすることにより、大きな切断負荷抵抗を受けることができる。
切断速度（切り込み送り速度）を上げると、切断負荷抵抗は大きくなるので、切断厚精度を上げるためには、ベルト（鋼帯）が厚い方が有利である。
また、ベルト（鋼帯）の幅は、エンドレスに溶接接合するとき、厚みの厚いものの方が接合しやすいという利点がある。
【００４９】
切断刃の刃厚が２．５ｍｍと厚いと切断ロス（切りシロ）が発生するために、半分以下の薄厚の切断刃で切断できるようにできないかという問題点の解決を図ろうとしても、この切断の時間と切断刃の刃厚とは相関関係があるため、両方とも満足させるのは困難である。
切断刃の刃厚を薄くして、例えば、１．２ｍｍのダイヤモンドチップを刃先とするには、ベルト（鋼帯）の厚さを少なくとも１．２ｍｍの１／２の０．６ｍｍ以下にしなければならない。
それゆえに、バンドソー切断による材料の切断速度と精度の両方を満足させる切断方法が求められる。
【００５０】
表１から分かるように、ベルト（鋼帯）の幅と厚さによるダイヤモンドバンドソーの切断性能は大きく変わるので、薄厚のダイヤモンドバンドソーで精度と能率を求めるには、多数の切断刃にしなければならない。
これまで、ダイヤモンドバンドソー切断では、単刃による切断の発想で、手前側の切断刃１１８（第１の切断領域１２ａ）のみで切断していた。
奥側の切断刃１１８（第２の切断領域１２ｂ）と手前側の切断刃１１８（第１の切断領域１２ａ）とにより切断するために、薄板を多数ピッチ送りで切断するのではなく、ダイヤモンドバンドソーを回転させるプーリー外径の寸法を、ワーク（被切断物）Ｗｏの切断するときの２条の切断溝の幅と同一の長さにして切断するような、２面が同時に切断できる方式を採用することにした。
【００５１】
比較例４のバンドソーを使い、切り込み送り速度を６ｍｍ／分で、ワーク（被切断物）Ｗｏの幅３００ｍｍで高さ１６０ｍｍの多結晶シリコンをバンドソー１２の第１の切断領域１２ａ及び第２の切断領域１２ｂの両方の切断刃１１８を使い、高さ方向において上から下に向けて切断したが、通常の引張張力（１．８トン）では、切断の負荷抵抗に抗し切れず、バンドソー１２がプーリーから外れるため、切断不能となった。
原因は、バンドソー１２の第１の切断領域１２ａ及び第２の切断領域１２ｂの両側で切断するので、切断時の負荷が２倍になったためである。
そこで、一つの解決方法としては、引張張力を２倍に上げることを考えられるが、切断する機械の構造上、例えば、回転軸（スピンドル）、テンションシリンダ等も寸法に制約があるなど無理があるので、バンドソー１２において解決を図ることが必要である。
本件発明によれば、プーリー外径が１６０ｍｍφ以下で、従来のプーリーの直径の１／５以下で極端な小型である。
そして、バンドソーの手前側と向こう側の両側の切断領域で切断しなければならないため、単純には切断負荷は２倍になるが、それに対応する張力をかけることができない。
回転軸（スピンドル）、テンションシリンダ等も寸法に制約があり、大きく作ることができないため、１トンを超える張力をかけることができない。
例えば、１００ｍｍφ×０．６ｍｍ厚のベルト（鋼帯）にかかる張力は、約８トン必要であるので、１６０ｍｍφ×１００ｍｍφのプーリーでは全く無理がある。
本実施例においては、５０ｍｍφ×０．３ｍｍ厚のベルト（鋼帯）で、ベルト（鋼帯）にかかる張力を０．４５トンとして、更に切り込み送り速度をバンドソーの手前側のみにおいて切断していたときの切り込み送り速度に比して１／５以下にすることにより、負荷抵抗を下げている。
【００５２】
実施例１のバンドソーは、鋼帯の幅１００ｍｍ，鋼帯の厚さ０．６ｍｍ，切断刃厚さ１．２ｍｍである。
実施例２のバンドソーは、鋼帯の幅１００ｍｍ，鋼帯の厚さ０．６ｍｍ，切断刃厚さ１．２ｍｍである。
実施例１及び実施例２の切断刃は、平面視が矩形の切断刃用シート材を、横断面が略コ字形になるように裏面側に折り曲げることによって形成されている。
切断刃用シート材は、薄い銅、真ちゅう、鋼などの板状の基材の上面に、砥粒子を含む第１砥粒層及び第２砥粒層を設けたものである。第１砥粒層を構成するメッキ層は、薄い金属層、例えばその厚みが０．１ｍｍ（代表値）であり、砥粒子を基材に固着させる接着材としての機能を有する。
第２砥粒層を構成するメッキ層は、薄い金属層、例えばその厚みが０．１ｍｍ（代表値）であり、砥粒子を第１砥粒層に固着させる接着材としての機能を有する。
基材の材料としては、厚さが０．０５ｍｍ（代表値）の銅板などが用いられる。第１砥粒層及び第２砥粒層の砥粒子を固着するメッキ層ないし金属層の材料としては、例えばニッケル、銅、錫、あるいはこれらの合金などが用いられる。
砥粒子の材料としては、粒度が１２０＃（約１０５μｍ）のダイヤモンド粒子が用いられる。
プーリーは、外径の直径が１６０ｍｍ以下である。
バンドソーは、前記通常の張力（１．８トン）より弱い１トン以下（０．４５トン）の張力をかけて緊張させる。この実施例では、通常の張力の４分の１から５分の１の張力をかけて緊張させている。
実施例１及び２のバンドソーを使い、切り込み送り速度を１．５ｍｍ／分で、ワーク（被切断物）Ｗｏの幅３００ｍｍで高さ１６０ｍｍの多結晶シリコンを、１６０ｍｍの間隔があるバンドソー１２の第１の切断領域１２ａ及び第２の切断領域１２ｂの両方の切断刃１１８を使い、高さ方向において上から下に向けて切断したところ、多結晶シリコンを、切断厚精度０．３０ｍｍ及び０．１０ｍｍで切断することができた。
【００５３】
実施例３のバンドソーは、鋼帯の幅５０ｍｍ，鋼帯の厚さ０．３ｍｍ，切断刃厚さ０．６ｍｍ，切断刃の逃げ０．１５ｍｍ，砥粒粒度１２０／１４０♯である。
実施例４のバンドソーは、鋼帯の幅５０ｍｍ，鋼帯の厚さ０．３ｍｍ，切断刃厚さ０．６ｍｍ，切断刃の逃げ０．１５ｍｍ，砥粒粒度１２０／１４０♯である。
実施例３及び実施例４の切断刃は、平面視が矩形の切断刃用シート材を、横断面が略コ字形になるように裏面側に折り曲げることによって形成されている。
切断刃用シート材は、薄い銅、真ちゅう、鋼などの板状の基材の上面に、砥粒子を含む第１砥粒層及び第２砥粒層を設けたものである。第１砥粒層を構成するメッキ層は、薄い金属層、例えばその厚みが０．１ｍｍ（代表値）であり、砥粒子を基材に固着させる接着材としての機能を有する。
第２砥粒層を構成するメッキ層は、薄い金属層、例えばその厚みが０．１ｍｍ（代表値）であり、砥粒子を第１砥粒層に固着させる接着材としての機能を有する。
基材の材料としては、厚さが０．０５ｍｍ（代表値）の銅板などが用いられる。第１砥粒層及び第２砥粒層の砥粒子を固着するメッキ層ないし金属層の材料としては、例えばニッケル、銅、錫、あるいはこれらの合金などが用いられる。
砥粒子の材料としては、粒度が１２０＃（約１０５μｍ）ないしは１４０♯のダイヤモンド粒子が用いられる。
プーリーは、外径の直径が１６０ｍｍ以下である。
バンドソーは、１トン以下（０．４５トン）の張力をかけて緊張させる。
実施例３及び４のバンドソーを使い、切り込み送り速度を１．５ｍｍ／分及び１．０ｍｍ／分で、ワーク（被切断物）Ｗｏの幅３００ｍｍで高さ１６０ｍｍの多結晶シリコンを、１６０ｍｍの間隔があるバンドソー１２の第１の切断領域１２ａ及び第２の切断領域１２ｂの両方の切断刃１１８を使い、高さ方向において上から下に向けて切断したところ、多結晶シリコンを、切断厚精度０．２５ｍｍ及び０．１５ｍｍで切断することができた。
【００５４】
実施例５のバンドソーは、鋼帯の幅５０ｍｍ，鋼帯の厚さ０．２５ｍｍ，切断刃厚さ０．５ｍｍ，切断刃の逃げ０．１２５ｍｍ，砥粒粒度１４０／１７０♯である。
実施例５の切断刃は、平面視が矩形の切断刃用シート材を、横断面が略コ字形になるように裏面側に折り曲げることによって形成されている。
切断刃用シート材は、薄い銅、真ちゅう、鋼などの板状の基材の上面に、砥粒子を含む第１砥粒層及び第２砥粒層を設けたものである。第１砥粒層を構成するメッキ層は、薄い金属層、例えばその厚みが０．１ｍｍ（代表値）であり、砥粒子を基材に固着させる接着材としての機能を有する。
第２砥粒層を構成するメッキ層は、薄い金属層、例えばその厚みが０．１ｍｍ（代表値）であり、砥粒子を第１砥粒層に固着させる接着材としての機能を有する。
基材の材料としては、厚さが０．０５ｍｍ（代表値）の銅板などが用いられる。第１砥粒層及び第２砥粒層の砥粒子を固着するメッキ層ないし金属層の材料としては、例えばニッケル、銅、錫、あるいはこれらの合金などが用いられる。
砥粒子の材料としては、粒度が１４０＃ないしは１７０♯のダイヤモンド粒子が用いられる。
実施例５のバンドソーを使い、切り込み送り速度を１．０ｍｍ／分で、ワーク（被切断物）Ｗｏの幅３００ｍｍで高さ１６０ｍｍの多結晶シリコンを、１６０ｍｍの間隔があるバンドソー１２の第１の切断領域１２ａ及び第２の切断領域１２ｂの両方の切断刃１１８を使い、高さ方向において上から下に向けて切断したところ、多結晶シリコンを、切断厚精度０．３０ｍｍで切断することができた。
【００５５】
実施例６のバンドソーは、鋼帯の幅４０ｍｍ，鋼帯の厚さ０．３ｍｍ，切断刃厚さ０．６ｍｍ，切断刃の逃げ０．１５ｍｍ，砥粒粒度１２０／１４０♯である。
実施例７のバンドソーは、鋼帯の幅４０ｍｍ，鋼帯の厚さ０．３ｍｍ，切断刃厚さ０．６ｍｍ，切断刃の逃げ０．１５ｍｍ，砥粒粒度１２０／１４０♯である。
実施例６及び実施例７の切断刃は、平面視が矩形の切断刃用シート材を、横断面が略コ字形になるように裏面側に折り曲げることによって形成されている。
切断刃用シート材は、薄い銅、真ちゅう、鋼などの板状の基材の上面に、砥粒子を含む第１砥粒層及び第２砥粒層を設けたものである。第１砥粒層を構成するメッキ層は、薄い金属層、例えばその厚みが０．１ｍｍ（代表値）であり、砥粒子を基材に固着させる接着材としての機能を有する。
第２砥粒層を構成するメッキ層は、薄い金属層、例えばその厚みが０．１ｍｍ（代表値）であり、砥粒子を第１砥粒層に固着させる接着材としての機能を有する。
基材の材料としては、厚さが０．０５ｍｍ（代表値）の銅板などが用いられる。第１砥粒層及び第２砥粒層の砥粒子を固着するメッキ層ないし金属層の材料としては、例えばニッケル、銅、錫、あるいはこれらの合金などが用いられる。
砥粒子の材料としては、粒度が１２０＃（約１０５μｍ）ないしは１４０♯のダイヤモンド粒子が用いられる。
実施例６及び７のバンドソーを使い、切り込み送り速度を１．５ｍｍ／分及び１．０ｍｍ／分で、ワーク（被切断物）Ｗｏの幅３００ｍｍで高さ１６０ｍｍの多結晶シリコンを、１６０ｍｍの間隔があるバンドソー１２の第１の切断領域１２ａ及び第２の切断領域１２ｂの両方の切断刃１１８を使い、高さ方向において上から下に向けて切断したところ、多結晶シリコンを、切断厚精度０．３０ｍｍ及び０．２５ｍｍで切断することができた。
【表２】
【００５６】
鋼帯は幅広く厚い方が送り速度同一では切断精度は高く出る。
刃部の厚さが厚く、逃げが多い方が切断精度が高く出る。
切り込み送り速度が遅い方が切断精度は高く出る。
【００５７】
これらの切断の実施中、改善されたことは、切断面が細かく、ワークのコーナー部にカケやチッピングが少ないことである。これは、送り速度が従来より極端に遅いため加工中の負荷の減少によるものと考えられ、材料歩留りが向上し、大きな利点である。
奥側の切断刃１１８（第２の切断領域１２ｂ）と手前側の切断刃１１８（第１の切断領域１２ａ）を使い、２カット同時に可能となったが、これだけでは、能率面で従来のバンドソー切断には劣るので、これを並列に多段に並べることで、解決できる。
【００５８】
例えば、実施例３のバンドソーを、横方向に３列に並べて切断したとき、切り込み送り速度が単独の切断刃の１／５内外の１．５ｍｍ／分でも６カット同時に行うことになるので、１．５ｍｍ×６＝９ｍｍの送り速度となる。従って、単独の切断刃の８ｍｍ／分を超えることになるので、能率が良くなる。
さらに、実施例３のバンドソーを、縦方向に３列並べ、２個の材料を同時に切断することもできるので、合計１２カットを同時に行うこととなり、一度に２５個の角柱が、さらに半分の時間で切断できることになる。
【００５９】
能率向上のみならず、薄い切断刃を使うことにより、材料の切断ロス（切りシロ）が少なくなる。
従来、切りシロ２．５ｍｍの単独の切断刃で１２カットすると、全ての切りシロは、３０ｍｍとなるが、本発明による薄刃による全切りシロは、０．６ｍｍ×１２＝７．２ｍｍと、従来の１／４以下となり、高価なシリコン素材を節減できる。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 切断装置
１０Ａ 第１の切断装置
１０Ｂ 第２の切断装置
１０Ｃ 第３の切断装置
１２ バンドソー
１２ａ 第１の切断領域
１２ｂ 第２の切断領域
１４，１６ プーリー
１８ 駆動手段
２０，２２ 回転軸
２４ 緊張手段
２６ ワーク昇降用手段
２８ タイミングベルト
３０ 機台
４０ テーブル
５０ 捨て板
５２，５４ 切断溝
４２，４４ 昇降ガイド
４６ 昇降ジャッキ
１１２ ベルト
１１４ 切込部
１１６ 刃部
１１６ａ 前面
１１６ｂ 背面
１１６ｃ 端面
１１６ｄ 側面
１１８ 切断刃
１１８ａ 前面
１１８ｂ 背面
１１８ｃ 端面
１２０ 基材
１２２ 砥粒子
１２４ａ 第１砥粒層
１２４ｂ 第２砥粒層
１２６ 補強層
２１８ 切断刃用シート材
Ｗｏ ワーク（被切断物）
Ｗｏ１ 第１の切断予定線
Ｗｏ２ 第２の切断予定線
Ｗｏ３ 第３の切断予定線
Ｗｏ４ 第４の切断予定線
Ｗｏ５ 第５の切断予定線
Ｗｏ６ 第６の切断予定線
Ｗｏ１１ 第１１の切断予定線
Ｗｏ１２ 第１２の切断予定線
Ｗｏ１３ 第１３の切断予定線
Ｗｏ１４ 第１４の切断予定線
Ｗｏ１５ 第１５の切断予定線
Ｗｏ１６ 第１６の切断予定線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
間隔をおいて平行に切断する切断装置を備え、
前記切断装置は、
環状のバンドソーと、
前記バンドソーを切断領域においては直線状に走行するように巻き掛ける、一対のプーリーと、
前記プーリーを回転させる駆動手段と、
前記駆動手段に連結され、一対のプーリーをそれぞれ回転させる一対の回転軸と、
前記バンドソーを緊張させる、緊張手段とを有し、
前記プーリーは、ワークの切断幅に対応した直径を有し、
前記プーリーに巻き掛けられたバンドソーは、プーリーに巻き掛けられて直線状に走行する手前側の切断領域と向こう側の切断領域のいずれにおいてもワークを切断するように構成されるとともに、直線状に走行する一方の領域のみにおいてワークを切断するときの切り込み送り速度の２分の１以下の切り込み送り速度により、ワークの中に深く入れて切断するように構成され、
前記一対のプーリーに巻き掛けられたバンドソーを有する切断装置が、ワークの切断幅に対応した間隔をおいて、同一平面内に並設された、切断装置。
【請求項２】
バンドソーは、帯状のベルトと前記ベルトの幅方向の一端側に間隔を隔てて固着された、複数の切断刃とを含み、
切断刃は、結晶形シリコンを切断するためのダイヤモンド粒子を含む砥粒子を有している、請求項１に記載の切断装置。
【請求項３】
駆動手段は、駆動モータであり、該駆動モータの軸と回転軸とにタイミングベルトを掛け渡されて、バンドソーを回転するように形成された、請求項１又は請求項２に記載の切断装置。
【請求項４】
更に、ワークを載置して、ワークの表面からバンドソーをワークの中に深く入れるために昇降させるワーク昇降用手段を備えた、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の切断装置。
【請求項５】
緊張手段は、バンドソーを外側に引っ張るために回転軸に連結された、テンション装置である、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の切断装置。
【請求項６】
緊張手段は、バンドソーに１トン以下の張力をかけて緊張させるように構成された、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の切断装置。
【請求項７】
プーリーは、外径の直径が１８０〜１００ｍｍである、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の切断装置。
【請求項８】
バンドソーの帯状のベルトは、幅が５０ｍｍ以下で厚さが０．４ｍｍ以下であり、
バンドソーの切断刃は、厚さが０．６ｍｍ以下である、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の切断装置。
【請求項９】
ワークの切断幅に対応した直径を有する一対のプーリーに、巻き掛けられて直線状に走行する手前側の切断領域と向こう側の切断領域のいずれにおいてもワークを切断する環状のバンドソーを、ワークの切断幅に対応した間隔をおいて同一平面内に並設させ、且つ緊張させて、
直線状に走行する一方の領域のみにおいてワークを切断するときの切り込み送り速度の２分の１以下の切り込み送り速度によりバンドソーをワークの中に深く入れて切り込みバンドソーを回転させ、
手前側の切断領域と向こう側の切断領域のいずれにおいてもワークを切断する複数のバンドソーにより、間隔をおいて、ワークを平行な直線状に切断する、切断方法。
【請求項１０】
ワークは、結晶形シリコンであり、
バンドソーの切断刃は、結晶形シリコンを切断するためのダイヤモンド粒子を含む砥粒子を有している、請求項９に記載の切断方法。
【請求項１１】
バンドソーの切り込み送り速度は、３．０〜１．０ｍｍ／分である、請求項９又は請求項１０に記載の切断方法。
【請求項１２】
ワークは、１６０ｍｍ以下の間隔の切断幅で、平行に並列した直線状に切断される、請求項９ないし請求項１１のいずれかに記載の切断方法。
【請求項１３】
バンドソーは、１トン以下の張力をかけて緊張させる、請求項９ないし請求項１２のいずれかに記載の切断方法。
【請求項１４】
ワークは、平行な上底と下底と側面とを有する、角柱状体であり、
上底より下底に向って又は下底より上底に向って、複数のバンドソーにより等間隔に側面に沿って切断される、請求項９ないし請求項１３のいずれかに記載の切断方法。
【請求項１５】
ワークは、平行な上底と下底と側面とを有する、角柱状体であり、
上底より下底に向って又は下底より上底に向って、第１の切断線に沿って、複数のバンドソーにより等間隔に側面に沿って切断され、且つ、ワークを旋回させて、前記第１の切断線とは直交ないしは斜交する第２の切断線に沿って、上底より下底に向って又は下底より上底に向って、複数のバンドソーにより等間隔に側面に沿って切断される、請求項９ないし請求項１４のいずれかに記載の切断方法。
【請求項１】
間隔をおいて平行に切断する切断装置を備え、
前記切断装置は、
環状のバンドソーと、
前記バンドソーを切断領域においては直線状に走行するように巻き掛ける、一対のプーリーと、
前記プーリーを回転させる駆動手段と、
前記駆動手段に連結され、一対のプーリーをそれぞれ回転させる一対の回転軸と、
前記バンドソーを緊張させる、緊張手段とを有し、
前記プーリーは、ワークの切断幅に対応した直径を有し、
前記プーリーに巻き掛けられたバンドソーは、プーリーに巻き掛けられて直線状に走行する手前側の切断領域と向こう側の切断領域のいずれにおいてもワークを切断するように構成されるとともに、直線状に走行する一方の領域のみにおいてワークを切断するときの切り込み送り速度の２分の１以下の切り込み送り速度により、ワークの中に深く入れて切断するように構成され、
前記一対のプーリーに巻き掛けられたバンドソーを有する切断装置が、ワークの切断幅に対応した間隔をおいて、同一平面内に並設された、切断装置。
【請求項２】
バンドソーは、帯状のベルトと前記ベルトの幅方向の一端側に間隔を隔てて固着された、複数の切断刃とを含み、
切断刃は、結晶形シリコンを切断するためのダイヤモンド粒子を含む砥粒子を有している、請求項１に記載の切断装置。
【請求項３】
駆動手段は、駆動モータであり、該駆動モータの軸と回転軸とにタイミングベルトを掛け渡されて、バンドソーを回転するように形成された、請求項１又は請求項２に記載の切断装置。
【請求項４】
更に、ワークを載置して、ワークの表面からバンドソーをワークの中に深く入れるために昇降させるワーク昇降用手段を備えた、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の切断装置。
【請求項５】
緊張手段は、バンドソーを外側に引っ張るために回転軸に連結された、テンション装置である、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の切断装置。
【請求項６】
緊張手段は、バンドソーに１トン以下の張力をかけて緊張させるように構成された、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の切断装置。
【請求項７】
プーリーは、外径の直径が１８０〜１００ｍｍである、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の切断装置。
【請求項８】
バンドソーの帯状のベルトは、幅が５０ｍｍ以下で厚さが０．４ｍｍ以下であり、
バンドソーの切断刃は、厚さが０．６ｍｍ以下である、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の切断装置。
【請求項９】
ワークの切断幅に対応した直径を有する一対のプーリーに、巻き掛けられて直線状に走行する手前側の切断領域と向こう側の切断領域のいずれにおいてもワークを切断する環状のバンドソーを、ワークの切断幅に対応した間隔をおいて同一平面内に並設させ、且つ緊張させて、
直線状に走行する一方の領域のみにおいてワークを切断するときの切り込み送り速度の２分の１以下の切り込み送り速度によりバンドソーをワークの中に深く入れて切り込みバンドソーを回転させ、
手前側の切断領域と向こう側の切断領域のいずれにおいてもワークを切断する複数のバンドソーにより、間隔をおいて、ワークを平行な直線状に切断する、切断方法。
【請求項１０】
ワークは、結晶形シリコンであり、
バンドソーの切断刃は、結晶形シリコンを切断するためのダイヤモンド粒子を含む砥粒子を有している、請求項９に記載の切断方法。
【請求項１１】
バンドソーの切り込み送り速度は、３．０〜１．０ｍｍ／分である、請求項９又は請求項１０に記載の切断方法。
【請求項１２】
ワークは、１６０ｍｍ以下の間隔の切断幅で、平行に並列した直線状に切断される、請求項９ないし請求項１１のいずれかに記載の切断方法。
【請求項１３】
バンドソーは、１トン以下の張力をかけて緊張させる、請求項９ないし請求項１２のいずれかに記載の切断方法。
【請求項１４】
ワークは、平行な上底と下底と側面とを有する、角柱状体であり、
上底より下底に向って又は下底より上底に向って、複数のバンドソーにより等間隔に側面に沿って切断される、請求項９ないし請求項１３のいずれかに記載の切断方法。
【請求項１５】
ワークは、平行な上底と下底と側面とを有する、角柱状体であり、
上底より下底に向って又は下底より上底に向って、第１の切断線に沿って、複数のバンドソーにより等間隔に側面に沿って切断され、且つ、ワークを旋回させて、前記第１の切断線とは直交ないしは斜交する第２の切断線に沿って、上底より下底に向って又は下底より上底に向って、複数のバンドソーにより等間隔に側面に沿って切断される、請求項９ないし請求項１４のいずれかに記載の切断方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６Ａ】
【図１６Ｂ】
【公開番号】特開２０１２−２４０３１３（Ｐ２０１２−２４０３１３Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１２８１６（Ｐ２０１１−１１２８１６）
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（５０１４１７２２８）三和ダイヤ工販株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月１９日（２０１１．５．１９）
【出願人】（５０１４１７２２８）三和ダイヤ工販株式会社 (2)
【Ｆターム（参考）】
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