切断装置
【課題】大径，薄肉の外周刃鋸を回転振れすること無く安定して回転駆動できるようにし、より大きな円柱状シリコンインゴットの外周部の切断および切り粉の削減に対応可能とする。
【解決手段】切断機構８０の回転モータにより回転駆動され、ワークＷ１の外周部を切断する外周刃鋸８１と、切断機構８０およびスライダ機構５０に設けられ、外周刃鋸８１の回転駆動時における回転振れを抑制する回転振れ抑制機構（サブチャック６３，カバー部材８３，液圧供給パイプ８４，液圧導入室および液圧安定部材）を備えている。これにより、外周刃鋸８１を大径，薄肉にしてもその回転振れを抑制でき、より大径のワークＷ１の外周部の切断および切り粉の削減に対応できる。また、基台の長手方向に沿って移動するスライダ機構５０によりワークＷ１を移動させるので、より長尺のワークＷ１の外周部の切断に対応できる。
【解決手段】切断機構８０の回転モータにより回転駆動され、ワークＷ１の外周部を切断する外周刃鋸８１と、切断機構８０およびスライダ機構５０に設けられ、外周刃鋸８１の回転駆動時における回転振れを抑制する回転振れ抑制機構（サブチャック６３，カバー部材８３，液圧供給パイプ８４，液圧導入室および液圧安定部材）を備えている。これにより、外周刃鋸８１を大径，薄肉にしてもその回転振れを抑制でき、より大径のワークＷ１の外周部の切断および切り粉の削減に対応できる。また、基台の長手方向に沿って移動するスライダ機構５０によりワークＷ１を移動させるので、より長尺のワークＷ１の外周部の切断に対応できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円柱状シリコンインゴットの外周部を切断し、角柱状シリコンインゴットに加工する切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光発電に用いられる太陽電池モジュールは、略正方形に形成した複数枚の太陽電池用シリコンウェハ（以下、ウェハと言う）を備えている。そして、これらのウェハを互いに近接させて複数段かつ複数列で並べることで、太陽電池モジュールの単位面積当たりの発電効率を向上させている。
【０００３】
ウェハは、円柱状に形成された単結晶シリコンインゴットや、鋳造成形により形成された多結晶シリコンインゴットを薄くスライシングすることにより形成され、当該スライシングの前段工程においては、シリコンインゴットの外形を整える切断加工や研磨加工等が行われる。特に、単結晶シリコンインゴット（円柱状シリコンインゴット）においては、その外周部を４箇所切断することで、円柱状シリコンインゴットから角柱状シリコンインゴットに加工するようにしている。
【０００４】
このような円柱状シリコンインゴットから角柱状シリコンインゴットに加工する装置（切断装置）としては、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載された切断装置は、一対の回転軸と、当該各回転軸により回転されるバンドソーとを備え、バンドソーはバンドソーユニットの上方側に昇降自在に配置されている。また、バンドソーユニットの下方側には、バンドソーと上下で対向するようにして、円柱状シリコンインゴット（ワーク）を保持するワークヘッドが傾斜自在に設けられている。ワークヘッドには一対のチャッキング部が設けられ、当該各チャッキング部によりワークを長手方向から保持するようにしている。
【０００５】
そして、ワークヘッドを所定角度傾斜させた状態のもとでバンドソーを下降駆動することにより、円柱状シリコンインゴットの外周部を切断するようにしている。つまり、円柱状シリコンインゴットを周方向に回転させつつ、その外周部を４箇所切断することで、円柱状シリコンインゴットから角柱状シリコンインゴットに加工される。ここで、切断により発生した断面が略半月型の端材は、ワーク本体から完全に切断して分離されるまでは、バンドソーと各回転軸とに囲まれた領域に配置されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１７８９８４号公報（図１，図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１に記載された切断装置によれば、円柱状シリコンインゴットを傾斜させた状態のもとでバンドソーにより切断し、端材はバンドソーと各回転軸とに囲まれた領域に配置される。したがって、当該切断装置により切断し得る円柱状シリコンインゴットの大きさが規制され、生産効率の低下を招いていた。例えば、より長尺の円柱状シリコンインゴットに対応するには、各回転軸間の軸間距離を長くしたり、ワークヘッドの傾斜角度をきつくしつつバンドソーの昇降駆動距離を長くしたりする等、切断装置の構造変更が必要となる。
【０００８】
各回転軸の軸間距離を長くする場合にはバンドソーの長さも長くなるため、回転するバンドソーに振れが生じ、ひいてはバンドソーの耐久性低下等が問題となる。また、ワークヘッドの傾斜角度をきつくしつつバンドソーの昇降駆動距離を長くする場合には、ワークヘッドを傾斜させるためのシリンダやバンドソーを昇降させるための昇降機構が大型化するという別の問題を生じ得る。
【０００９】
本発明の目的は、大径，薄肉の外周刃鋸を回転振れすること無く安定して回転駆動できるようにし、より大きな円柱状シリコンインゴットの外周部の切断および切り粉の削減に対応可能な切断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の切断装置は、円柱状シリコンインゴットの外周部を切断し、角柱状シリコンインゴットに加工する切断装置であって、床面に設置され、前記床面の水平方向に延在する基台と、前記基台に設けられ、前記円柱状シリコンインゴットの長手方向両側をチャックした状態のもとで前記基台の長手方向に沿って移動するワーク移動機構と、前記基台に設けられ、前記基台の短手方向から前記円柱状シリコンインゴットと対向する切断機構と、前記切断機構の駆動源により回転駆動され、前記円柱状シリコンインゴットの外周部をその長手方向に沿って切断する外周刃鋸と、前記ワーク移動機構および前記切断機構のうちの少なくともいずれか一方に設けられ、前記外周刃鋸の回転駆動時における回転振れを抑制する回転振れ抑制機構とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の切断装置は、前記回転振れ抑制機構は、前記切断機構に設けられ、前記外周刃鋸の一側面および他側面を部分的に覆うカバー部材と、前記カバー部材に設けられて前記外周刃鋸の両側面に液体を圧送する液体圧送部材とを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の切断装置は、前記回転振れ抑制機構は、前記ワーク移動機構に設けられ、前記外周刃鋸による切断加工により生じた端材の長手方向両側をチャックする端材チャックからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の切断装置によれば、切断機構の駆動源により回転駆動され、円柱状シリコンインゴットの外周部をその長手方向に沿って切断する外周刃鋸と、ワーク移動機構および切断機構のうちの少なくともいずれか一方に設けられ、外周刃鋸の回転駆動時における回転振れを抑制する回転振れ抑制機構とを備えている。したがって、外周刃鋸を大径，薄肉にしてもその回転振れを抑制できるので、より大径の円柱状シリコンインゴットの外周部の切断に対応可能となり、ひいては生産効率を向上させることができる。また、外周刃鋸を薄肉にできるので、切断時に生じる切り粉の削減を図ることができる。さらに、基台の長手方向に沿って移動するワーク移動機構により円柱状シリコンインゴットを移動させるので、より長尺の円柱状シリコンインゴットの外周部の切断に対応可能となり、ひいては生産効率を向上させることができる。
【００１４】
本発明の切断装置によれば、回転振れ抑制機構は、切断機構に設けられ、外周刃鋸の一側面および他側面を部分的に覆うカバー部材と、カバー部材に設けられて外周刃鋸の両側面に液体を圧送する液体圧送部材とを有するので、外周刃鋸の回転振れを液圧によって抑制することができる。したがって、外周刃鋸の回転抵抗の増大を抑制できるので、外周刃鋸の広範囲をカバー部材で覆うことも可能となる。よって、より大径，より薄肉の外周刃鋸の回転振れを抑制でき、切断時に生じる切り粉をより削減することができる。また、液体を用いるため外周刃鋸を効果的に冷却してその寿命を延ばすことができ、さらには切断時に生じる切り粉の飛散を防止できる。
【００１５】
本発明の切断装置によれば、回転振れ抑制機構は、ワーク移動機構に設けられ、外周刃鋸による切断加工により生じた端材の長手方向両側をチャックする端材チャックからなるので、切断中において円柱状シリコンインゴットから端材がその自重で落下するのを防止しつつ、円柱状シリコンインゴットと端材とで外周刃鋸の一側面および他側面を保持できる。したがって、円柱状シリコンインゴットおよび端材によって、外周刃鋸の回転振れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、円柱状シリコンインゴットの加工手順を説明する説明図である。
【図２】本発明に係る切断装置をその短手方向一側から見た図である。
【図３】図２の切断装置をその長手方向一側から見た図である。
【図４】搬送リフトをワークの長手方向一側から見た図である。
【図５】搬送リフトをワークの短手方向一側から見た図である。
【図６】ＬＥＤ照明および撮像カメラの取り付け構造を説明する説明図である。
【図７】プライマリチャック部のワーク側を示す平面図である。
【図８】図７のプライマリチャック部の詳細構造を説明する断面図である。
【図９】切断機構を示す斜視図である。
【図１０】図９の切断機構のワーク側を示す平面図である。
【図１１】図９の切断機構の詳細構造を説明する断面図である。
【図１２】図１１の破線円Ａ部分を拡大して示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る切断装置の説明に先立ち、加工対象となる太陽電池用シリコンインゴット（ワーク）の加工手順について、図面を用いて詳細に説明する。図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は円柱状シリコンインゴットの加工手順を説明する説明図を表している。
【００１８】
図１（ａ）に示すワークＷ１は、単結晶シリコンインゴットであり、シリコン原料を坩堝の中で溶かして回転させながら徐々に引き上げることで、１つの大きな結晶からなる略円柱状に形成される。ワークＷ１の周囲には、その長手方向に沿うよう４本の晶癖線（シーム）Ｓが形成され、各晶癖線Ｓは、坩堝からシリコン原料を引き上げる際に、ワークＷ１の周方向に沿って略等間隔（略９０°間隔）で形成される。
【００１９】
坩堝から引き上げて冷却されたワークＷ１は、その後、切断装置１０（図２参照）による切断工程を経るようになっている。切断工程では、図１（ｂ）に示すように、ワークＷ１の外周部の４箇所を長手方向に沿って切断し、角柱状のワークＷ１を形成する。つまり、ワークＷ１から断面が略半月型の４つの端材Ｄを切断分離する。ここで、４つの端材Ｄは、ワークＷ１の各晶癖線Ｓを残して切断分離されるようになっている。
【００２０】
ここで、図１（ａ）に示す切断工程前のワークＷ１は、本発明における円柱状シリコンインゴットを構成し、図１（ｂ）に示す切断工程後のワークＷ１は、本発明における角柱状シリコンインゴットを構成している。
【００２１】
切断工程を経たワークＷ１は、続いて、研磨工程を経るようになっている。具体的には、研磨工程においては、図示しない研磨装置により、ワークＷ１の外周部の各晶癖線Ｓが存在する略円弧部分の凹凸を無くし、ワークＷ１の形状を整える加工が行われる。研磨工程を経たワークＷ１は、ワークＷ１の長手方向に沿う略全域において、幅寸法や表面粗さ等が略均一とされる。
【００２２】
研磨加工を経たワークＷ１は、続いてスライス工程を経るようになっている。つまり、スライス工程においては、図示しないスライス装置により、ワークＷ１をその短手方向に沿って薄肉にスライスしていき、これにより最終的に、図１（ｃ）に示すような複数枚のウェハＷ２となる。ここで、ワークＷ１をスライスするスライス装置としては、複数のワイヤソーを有するスライス装置や、内周刃鋸を有するスライス装置等が用いられる。
【００２３】
なお、各ウェハＷ２は、何れも精度良く同じ形状に形成され、互いに近接して並べられるようになっている。つまり、太陽電池モジュールの単位面積当たりの発電効率を高められるようになっている。
【００２４】
本発明に係る切断装置は、円柱状のワークＷ１（図１（ａ）参照）を、角柱状のワークＷ１（図１（ｂ）参照）に加工するための切断工程（切断加工）に用いられ、以下、その詳細について図面を用いて説明する。
【００２５】
図２は本発明に係る切断装置をその短手方向一側から見た図を、図３は図２の切断装置をその長手方向一側から見た図をそれぞれ表している。
【００２６】
図２，３に示すように、切断装置１０は、工場等の敷地内における床面ＦＬに設置される基台１１を備え、基台１１は、床面ＦＬの水平方向（図２中左右方向）に延在されている。基台１１には、複数の調節脚１２が設けられ、床面ＦＬに凹凸がある場合等に各調節脚１２の長さをそれぞれ調節することで、基台１１を床面ＦＬにがたつくことなく水平に設置できるようにしている。
【００２７】
基台１１は、その長手方向に沿うようワーク搬入領域（図２中左側）とワーク加工領域（図２中右側）とに分けられ、ワーク搬入領域には、ワーク搬入機構２０，ワーク搬送リフト３０および端材搬送リフト４０が設けられている。また、ワーク搬入領域とワーク加工領域との間にはワークＷ１を各領域間で往復移動させるスライダ機構５０が移動自在に設けられ、ワーク加工領域には切断機構８０が設けられている。
【００２８】
基台１１のワーク搬入領域側には、基台１１から上方に延びるようフレーム部材１１ａが一体に設けられ、フレーム部材１１ａには、ワーク搬送リフト３０と一対の端材搬送リフト４０とが垂下するよう設けられている。
【００２９】
図３に示すように、フレーム部材１１ａには、基台１１の短手方向に延びるようリフト用ボールネジ機構１１ｂが設けられている。リフト用ボールネジ機構１１ｂを駆動することにより、各搬送リフト３０，４０を基台１１の短手方向に沿って移動させることができる。また、フレーム部材１１ａには、基台１１の上下方向に延びるよう昇降機構１１ｃが設けられている。昇降機構１１ｃを昇降駆動することにより、各搬送リフト３０，４０を基台１１の上下方向に沿って移動させることができる。
【００３０】
図２に示すように、フレーム部材１１ａには、切断装置１０の作動状況を目視可能なモニタを備えたコントロールユニット１１ｄが設けられている。コントロールユニット１１ｄには、切断装置１０の駆動部、つまりリフト用ボールネジ機構１１ｂ，昇降機構１１ｃ，各搬送リフト３０，４０等を統括的に制御するコントローラ（図示せず）が搭載されている。
【００３１】
そして、作業者によりコントロールユニット１１ｄを操作することで切断装置１０が作動し、ひいてはワークＷ１の切断加工が実施される。切断装置１０の作動状況はコントロールユニット１１ｄのモニタに表示され、当該モニタには、さらに、例えば、切断機構８０を構成する外周刃鋸８１の交換時期等、切断装置１０のメンテナンス情報（積算運転時間等）も表示される。なお、図３においては、図面を明確化するためにコントロールユニット１１ｄの図示を省略している。
【００３２】
基台１１のワーク加工領域側には、切断機構８０を覆うようにして略直方体形状のカバー１１ｅが設けられている。カバー１１ｅは、基台１１に固定され、ワークＷ１の切断加工時における水や切り粉（図示せず）の外部への飛散を防止している。カバー１１ｅの側部には、例えば、透明のアクリル板等によって開閉可能な開口窓１１ｆが設けられ、作業者は当該開口窓１１ｆからワークＷ１の切断状況を確認することができる。また、切断装置１０を停止させた状態のもとで開口窓１１ｆを開けることで、カバー１１ｅ内の清掃作業等（メンテナンス作業）を容易に行うことができる。
【００３３】
基台１１のワーク搬入領域に設けられるワーク搬入機構２０は、図３に示すように、一端側が基台１１に固定され、他端側が基台１１の側部から突出されたスライドレール２１と、スライドレール２１上を移動し、切断装置１０の内部と外部との間でワークＷ１を往復移動させるワーク支持台２２とを備えている。
【００３４】
ここで、ワーク支持台２２のワークＷ１側の形状は、切断前の円柱状のワークＷ１および切断後の角柱状のワークＷ１の双方を安定的に載置し得る段付き形状に形成されている。また、ワーク搬入機構２０においても、コントロールユニット１１ｄのコントローラによって制御され、ワーク搬入機構２０は、切断前の円柱状のワークＷ１を切断装置１０内に搬入するとともに、切断後の角柱状のワークＷ１を切断装置１０外に搬出するようになっている。
【００３５】
スライドレール２１の長手方向略中央部分には、円柱状のワークＷ１を切断装置１０内に搬入する際に、ワークＷ１の直径寸法を計測する第１センサ２３が配置されている。第１センサ２３はフレーム部材１１ａに固定され、ワーク搬入機構２０の駆動により通過するワークＷ１の直径寸法を計測するようになっている。ここで、第１センサ２３としては、例えば、レーザー光をワークＷ１に照射して、ワークＷ１からの反射光を受光するまでの時間を計測し、これによりワークＷ１の直径寸法を計測するセンサを採用している。
【００３６】
スライドレール２１の一端側には、円柱状のワークＷ１を切断装置１０内に搬入する際に、ワークＷ１の長さ寸法を計測するとともにワークＷ１の長手方向に沿う切断装置１０に対する位置調整を行う第２センサ２４が配置されている。第２センサ２４はフレーム部材１１ａに移動自在に設けられ、ワーク搬入機構２０により切断装置１０内に搬入されたワークＷ１をその長手方向から掴み、これによりワークＷ１の長さ寸法を計測するようになっている。
【００３７】
また、第２センサ２４は、ワークＷ１をその長手方向に微小距離移動して、ワークＷ１の切断装置１０に対する位置を微調整するようになっている。これにより、ワークＷ１をスライダ機構５０の各チャック部６０，７０間に精度良く配置できるようになっている。
【００３８】
図４は搬送リフトをワークの長手方向一側から見た図を、図５は搬送リフトをワークの短手方向一側から見た図を、図６はＬＥＤ照明および撮像カメラの取り付け構造を説明する説明図をそれぞれ表している。
【００３９】
基台１１のワーク搬入領域に設けられるワーク搬送リフト３０は、基台１１の上方側で、リフト用ボールネジ機構１１ｂおよび昇降機構１１ｃの駆動により移動自在となっている。ワーク搬送リフト３０は、図４に示すように、本体部３１，一対のアーム部３２およびアーム駆動部３３を備えている。
【００４０】
本体部３１はリフト用ボールネジ機構１１ｂおよび昇降機構１１ｃの駆動により移動し、各アーム部３２およびアーム駆動部３３は、何れも本体部３１に設けられている。ここで、ワーク搬送リフト３０は、図５に示すようにワークＷ１の長手方向に沿って一対設けられ、これによりワークＷ１を安定的に把持できるようになっている。
【００４１】
各アーム部３２は、それぞれ断面が略Ｕ字形状に形成され、当該Ｕ字形状の各開口側を互いに向き合わせた状態のもとで、アーム駆動部３３を介して本体部３１に設けられている。各アーム部３２の各開口側には、円柱状のワークＷ１をその短手方向から把持した状態のもとで、ワークＷ１の回転を許容するローラ３２ａがそれぞれ２個ずつ設けられている。これにより、ワークＷ１をスムーズかつ安定的に把持できるとともに、スライダ機構５０の各チャック部６０，７０の回転によるワークＷ１の回転方向の位置決めを精度良く行うことができる。
【００４２】
各アーム部３２の開口側には、各ローラ３２ａの内側に位置するよう一対の支持駒３２ｂがそれぞれ設けられ、各支持駒３２ｂは角柱状のワークＷ１（図３参照）を安定的に把持するようになっている。つまり、ワーク搬送リフト３０の各アーム部３２は、切断前の円柱状のワークＷ１および切断後の角柱状のワークＷ１の双方を安定的に把持し得る形状に形成されている。
【００４３】
一方のアーム部３２には、図５，６に示すように、円柱状のワークＷ１の周囲に形成された晶癖線Ｓを検出するためのＬＥＤ照明３４および撮像カメラ３５が固定されている。ＬＥＤ照明３４および撮像カメラ３５は、何れも各アーム部３２により把持されたワークＷ１の周囲に向けられており、ＬＥＤ照明３４はワークＷ１を照らし、撮像カメラ３５はワークＷ１を撮像するようになっている。
【００４４】
ＬＥＤ照明３４は、例えば、白色の複数の高輝度ＬＥＤ３４ａを備えており、図６に示すように撮像カメラ３５に対して所定角度（例えば４５°）傾斜して設けられている。これにより各高輝度ＬＥＤ３４ａから照射された光は、ワークＷ１の表面で反射して撮像カメラ３５に向けて略真っ直ぐに進む。撮像カメラ３５は、ワークＷ１の周囲の形状（晶癖線Ｓの有無）を撮像し、例えば、白および黒の二値データ（撮像信号）をコントローラに送出するようになっている。
【００４５】
コントローラは、撮像カメラ３５からの二値データを分析し、ワークＷ１の長手方向に延びる晶癖線Ｓが存在する箇所を特定する。そして、コントローラはさらにスライダ機構５０の各チャック部６０，７０を回転して、ワークＷ１の回転方向の位置決めを行う。これにより、各晶癖線Ｓを残して円柱状のワークＷ１の外周部（４箇所）を切断加工することができる。ここで、各晶癖線Ｓは、略９０°間隔で形成されているため、各晶癖線Ｓのうちの少なくとも１箇所を特定すれば良い。
【００４６】
図４に示すように、アーム駆動部３３は、本体部３１に固定される駆動モータ３３ａと、駆動モータ３３ａにより正逆方向に回転されるボールネジ３３ｂと、ボールネジ３３ｂにそれぞれネジ結合され、かつ各アーム部３２にそれぞれ固定されたナット３３ｃとを備えている。ボールネジ３３ｂには、一方のアーム部３２用のネジＧ１と他方のアーム部３２用のネジＧ２とが形成され、各ネジＧ１，Ｇ２はそれぞれ逆巻きに形成されている。これにより、駆動モータ３３ａを正方向に回転させることで各アーム部３２は互いに近接してワークＷ１を把持し、駆動モータ３３ａを逆方向に回転させることで各アーム部３２は互いに離間してワークＷ１を離すようになっている。
【００４７】
基台１１のワーク搬入領域に設けられる端材搬送リフト４０は、基台１１の上方側で、リフト用ボールネジ機構１１ｂおよび昇降機構１１ｃの駆動により移動自在となっている。端材搬送リフト４０は、図３に示すように一対の端材支持爪４１を備えており、各端材支持爪４１は、対向する一対の端材Ｄ（図１（ｂ）参照）を引っ掛けて支持するようになっている。
【００４８】
端材搬送リフト４０は、ワーク搬送リフト３０と同様に、端材Ｄ（ワークＷ１）の長手方向に沿って一対設けられ（詳細図示せず）、これにより各端材Ｄを安定的に支持できるようになっている。端材搬送リフト４０は、切断加工を終えたワークＷ１および各端材Ｄが、スライダ機構５０によりワーク加工領域からワーク搬入領域（図２参照）に戻った際に作動し、ワーク搬入領域に戻った各端材Ｄを引っ掛けるよう取り上げて、その後、各端材Ｄを基台１１に隣接して設けた端材ボックスＤＢに搬送する（図中二点鎖線参照）。なお、端材ボックスＤＢに溜められた端材Ｄは、坩堝の中で再度溶融し、新たな単結晶シリコンインゴットとして再生される。
【００４９】
基台１１のワーク搬入領域とワーク加工領域との間に設けられるスライダ機構（ワーク移動機構）５０は、図２に示すように、プライマリチャック部６０とスレーブチャック部７０とを備えている。
【００５０】
各チャック部６０，７０は、ワークＷ１を長手方向両側から挟持（チャック）するもので、何れも基台１１の長手方向に沿って延びるボールネジ機構（図示せず）の駆動により、ワーク搬入領域とワーク加工領域との間で同期して移動自在となっている。つまり、スライダ機構５０は、各チャック部６０，７０によりワークＷ１をチャックした状態のもとで、ワークＷ１を基台１１の長手方向に沿って移動させるようになっている。
【００５１】
プライマリチャック部６０には、スレーブチャック部７０との離間距離を調整する距離調整モータ（図示せず）が設けられ、当該距離調整モータを正逆方向に回転させることにより、ワークＷ１を挟持したり開放したりする。なお、スレーブチャック部７０は距離調整モータを備えていない。
【００５２】
図７はプライマリチャック部のワーク側を示す平面図を、図８は図７のプライマリチャック部の詳細構造を説明する断面図をそれぞれ表している。
【００５３】
プライマリチャック部６０およびスレーブチャック部７０は、何れも略同様に構成されている。スレーブチャック部７０は、プライマリチャック部６０に比して、距離調整モータおよびチャック駆動モータ６４ａ（図８参照）を備えず、この点のみが異なっている。よって、以下、プライマリチャック部６０のみを図示して説明し、重複するスレーブチャック部７０の説明を省略する。
【００５４】
図７に示すように、プライマリチャック部６０は、ボールネジ機構の駆動により移動する移動ベース６１を備え、当該移動ベース６１には、ワークＷ１の端部をチャックするメインチャック６２と、外周刃鋸８１による切断加工により生じた一対の端材Ｄの端部をチャックする一対のサブチャック６３とが設けられている。ここで、各サブチャック６３は、本発明における端材チャックを構成している。
【００５５】
メインチャック６２と、その両脇に配置された各サブチャック６３との間には、切断機構８０の外周刃鋸８１の逃げとなる逃げ隙間ＥＯが形成されている。各逃げ隙間ＥＯの最も狭い部分の幅寸法は、外周刃鋸８１の厚み寸法の略３倍の寸法に設定され、これにより外周刃鋸８１と各チャック６２，６３とが干渉するのを確実に防止している。
【００５６】
メインチャック６２は、図８に示すように、移動ベース６１に固定された略円筒状の支持ケース６４を備えている。支持ケース６４の内部には、チャック駆動モータ６４ａが設けられ、当該チャック駆動モータ６４ａは、軸受６４ｂを介して支持ケース６４に回転自在に支持されたチャック支持部材６４ｃを、正逆方向に回転させるようになっている。
【００５７】
チャック支持部材６４ｃにはワークチャック６５が取り付けられており、ワークチャック６５はチャック支持部材６４ｃの回転に伴って回転するようになっている。ワークチャック６５は、略有底筒状に形成されたチャック本体６５ａを備えており、チャック本体６５ａには、チャック支持部材６４ｃに設けた嵌合凹部６４ｄに差し込まれる嵌合凸部６５ｂが一体に設けられている。このようにワークチャック６５とチャック支持部材６４ｃとを互いに凹凸嵌合させ、両者を同軸上で回転するよう位置決めしている。
【００５８】
ワークチャック６５は、図７に示すように、チャック本体６５ａの周方向に沿って等間隔（６０°間隔）で６つの伸縮部材６６を備えている。各伸縮部材６６は、図８に示すようにそれぞれシリンダ室６６ａを備えており、各シリンダ室６６ａには、ピストン部材６６ｂが出入り自在に設けられている。
【００５９】
各ピストン部材６６ｂの長手方向一側（図中左側）には、ワークＷ１の端部を支持する支持ボルト６６ｃが設けられ、各ピストン部材６６ｂの長手方向他側（図中右側）には、各ピストン部材６６ｂを各シリンダ室６６ａの外部に押圧する板バネ６６ｄが設けられている。これにより、各ピストン部材６６ｂ（各支持ボルト６６ｃ）をワークＷ１に向けて押圧し、スレーブチャック部７０側のメインチャック（図示せず）とともに、ワークＷ１を長手方向両側から挟持するようになっている。
【００６０】
各サブチャック６３は、メインチャック６２を挟んで対称に配置され、それぞれチャック本体６３ａを備えている。各チャック本体６３ａには、図７に示すように、それぞれ一対の伸縮部材６７が設けられている。各伸縮部材６７は、図８に示すように、各伸縮部材６６と同様にシリンダ室６７ａをそれぞれ備えており、各シリンダ室６７ａには、ピストン部材６７ｂがそれぞれ出入り自在に設けられている。
【００６１】
各ピストン部材６７ｂの長手方向一側（図中左側）には、端材Ｄの端部を支持する支持ボルト６７ｃが設けられ、各ピストン部材６７ｂの長手方向他側（図中右側）には、各ピストン部材６７ｂを各シリンダ室６７ａの外部に押圧するコイルバネ６７ｄが設けられている。これにより、各ピストン部材６７ｂ（各支持ボルト６７ｃ）を端材Ｄに向けて押圧し、スレーブチャック部７０側のサブチャック（図示せず）とともに、端材Ｄを長手方向両側から挟持するようになっている。
【００６２】
図８に示すように、一点鎖線で示す中心線Ｃから下方側は、ワークＷ１（端材Ｄ）とプライマリチャック部６０とが最も近接した状態（離間距離Ｌ１）を示している。また、一点鎖線で示す中心線Ｃから上方側は、ワークＷ１（端材Ｄ）とプライマリチャック部６０とが所定距離離間した状態（離間距離Ｌ２）を示している（Ｌ１＜Ｌ２）。
【００６３】
プライマリチャック部６０の距離調整モータを駆動し、ワークＷ１（端材Ｄ）とプライマリチャック部６０との離間距離をＬ１とした場合には、ワークＷ１（端材Ｄ）とスレーブチャック部７０との離間距離もＬ１となり、ワークＷ１および各端材Ｄは、それぞれメインチャック６２および各サブチャック６３によりチャック（挟持）された状態となる。
【００６４】
一方、プライマリチャック部６０の距離調整モータを駆動し、ワークＷ１（端材Ｄ）とプライマリチャック部６０との離間距離をＬ２とした場合には、ワークＷ１（端材Ｄ）とスレーブチャック部７０との離間距離もＬ２となり、ワークＷ１はメインチャック６２によりチャックされた状態のままで、各端材Ｄは各サブチャック６３により開放された状態となる。つまり、各チャック部６０，７０は、離間距離をＬ２とすることで、ワークＷ１をチャックしつつ各端材Ｄを開放するようになっている。
【００６５】
図９は切断機構を示す斜視図を、図１０は図９の切断機構のワーク側を示す平面図を、図１１は図９の切断機構の詳細構造を説明する断面図を、図１２は図１１の破線円Ａ部分を拡大して示す部分拡大図をそれぞれ表している。
【００６６】
基台１１のワーク加工領域に設けられる切断機構８０は、基台１１の短手方向からワークＷ１の側部と対向するよう一対設けられ、各切断機構８０は、基台１１（図２参照）にそれぞれ支持されている。各切断機構８０は、それぞれ外周刃鋸８１，回転軸８２，カバー部材８３，液圧供給パイプ８４および駆動機構（図示せず）を備えている。
【００６７】
外周刃鋸８１は、ワークＷ１の外周部をその長手方向に沿って切断するもので、板厚寸法Ｔ（例えば、２．０ｍｍ）の薄肉に設定された硬質の鋼板よりなる円盤基材８１ａを備えている。円盤基材８１ａの外周部には、人工ダイヤ等の粉末を固着して凹凸形状に形成した高硬度のダイヤ刃部８１ｂが設けられている。このように、外周刃鋸８１は、単結晶シリコンインゴットよりなるワークＷ１を切断加工するのに適した硬度に設定されている。
【００６８】
外周刃鋸８１は、回転軸８２の先端側に固定されており、回転軸８２の回転に伴って高速回転するようになっている。回転軸８２の基端側には、駆動機構が設けられ、当該駆動機構は、回転軸８２を駆動する駆動源としての回転モータ（図示せず）と、回転軸８２をワークＷ１の短手方向に往復移動させる移動モータ（図示せず）とを備えている。つまり外周刃鋸８１は、ワークＷ１に対して近付いたり離れたりするようになっている。
【００６９】
外周刃鋸８１の一側面および他側面は、その半分以上が回転振れ抑制機構としてのカバー部材８３によって覆われている。カバー部材８３は、外周刃鋸８１の回転駆動時における回転振れを抑制するもので、ステンレス鋼材等により略半月形状に形成され、回転軸８２を回転自在に支持する中空部材８５に固定されている。ここで、回転軸８２は、複数の軸受部材８６を介して中空部材８５に回転自在に支持され、スムーズに回転できるようになっている。また、中空部材８５の先端側には蛇腹状の伸縮カバー８７が設けられ、これによりワークＷ１の切断加工時に発生する切り粉等が、中空部材８５内に進入するのを防止している。
【００７０】
カバー部材８３の内部で、かつ外周刃鋸８１の両側には、図１２に示すように一対の液圧導入室８８ａ，８８ｂが形成されている。各液圧導入室８８ａ，８８ｂは、外周刃鋸８１の周方向に沿うよう略１８０°の円弧形状に形成され、カバー部材８３の内部の略全域に亘って延びている。
【００７１】
各液圧導入室８８ａ，８８ｂの内部には、外周刃鋸８１との間に微小隙間Ｏを形成しつつ、その反対側から液体としての水ＷＴが供給される液圧安定部材８９ａ，８９ｂがそれぞれ設けられている。各液圧安定部材８９ａ，８９ｂは、各液圧導入室８８ａ，８８ｂの形状に倣って略１８０°の円弧形状に形成され（詳細図示せず）、複数のオリフィス孔（絞り穴）９０ａ，９０ｂをそれぞれ備えている。
【００７２】
各オリフィス孔９０ａ，９０ｂは、各液圧供給パイプ８４から各液圧導入室８８ａ，８８ｂに導入された水ＷＴ（破線矢印参照）の圧力を、外周刃鋸８１に向けて安定化させるもので、これにより、液圧ポンプ等（図示せず）からの水ＷＴの脈動等が外周刃鋸８１に伝達されるのを抑えて、微小隙間Ｏに安定した液圧を供給できるようにしている。よって、安定した液圧が外周刃鋸８１の両側に負荷されて、外周刃鋸８１を回転振れすること無く安定状態で支持でき、ひいては外周刃鋸８１を大径化，薄肉化しても、その破損を防止しつつ長寿命化を図ることができる。
【００７３】
図９，１０に示すように、カバー部材８３の一側面および他側面には、それぞれ液圧供給パイプ８４が設けられている。各液圧供給パイプ８４は、可撓性を有するゴム等のチューブ材から形成され、各液圧供給パイプ８４の一端側は、略等間隔（略３０°間隔）で６つに分岐され、各液圧導入室８８ａ，８８ｂに接続されている。一方、各液圧供給パイプ８４の他端側には、液圧ポンプ等が接続されており、当該液圧ポンプ等を駆動することで、高圧の水ＷＴが各液圧導入室８８ａ，８８ｂに導入される。
【００７４】
ここで、各液圧供給パイプ８４，各液圧導入室８８ａ，８８ｂ，各液圧安定部材８９ａ，８９ｂは、本発明における液体圧送部材を構成し、カバー部材８３とともに本発明における回転振れ抑制機構を形成している。
【００７５】
次に、以上のように構成した切断装置１０の動作について、図面を用いて詳細に説明する。
【００７６】
［ワークセット工程］
まず、図３の矢印（１）に示すように、ワーク搬入機構２０のワーク支持台２２に、予め所定の長さ寸法に調整された切断前の円柱状のワークＷ１を、作業者またはワーク供給装置（図示せず）によりセットする。次いで、切断装置１０のコントロールユニット１１ｄを操作して切断装置１０を作動させる。すると、矢印（２）に示すように、ワーク支持台２２がスライドレール２１上をスライドし、切断装置１０の内部に向かって移動を開始する。
【００７７】
ワーク支持台２２は、第１センサ２３と対向する位置で一旦停止し、ワークＷ１を第１センサ２３と対向させる。次いで、第１センサ２３が作動し、当該第１センサ２３からコントロールユニット１１ｄのコントローラに検出信号が送出される。そして、コントローラは、第１センサ２３からの検出信号に基づいて、ワークＷ１の直径寸法を算出する。これにより、ワークＷ１の中心位置等の位置データが割り出される。ここで割り出した位置データは、切断装置１０に対するワークＷ１の位置決めに利用される。
【００７８】
その後さらに、ワーク支持台２２がスライドレール２１上を移動し、これによりワークＷ１は切断装置１０の内部に移動する。すると、第２センサ２４が作動してワークＷ１をその長手方向から掴み、コントローラによってワークＷ１の長さ寸法を計測する。次いで、第２センサ２４は、ワークＷ１をその長手方向に微小距離移動させて、ワークＷ１の切断装置１０に対する位置を微調整する。
【００７９】
ワークＷ１の長手方向への位置決めがなされた後、搬送リフト３０が昇降機構１１ｃの駆動により下降し、搬送リフト３０の各アーム部３２間にワークＷ１が配置される。次いで、搬送リフト３０のアーム駆動部３３が駆動されて、図４の矢印（３）に示すように、各アーム部３２が互いに近接するよう移動する。これにより、各アーム部３２の各ローラ３２ａがワークＷ１の外周部に接触し、各アーム部３２はワークＷ１を安定的に把持する（図中二点鎖線参照）。
【００８０】
ワークＷ１を把持した搬送リフト３０は、昇降機構１１ｃの駆動により上昇し、かつリフト用ボールネジ機構１１ｂの駆動により各チャック部６０，７０の上方に移動する。これによりワークＷ１は、図３の矢印（４）に示すように、ワーク搬入機構２０からスライダ機構５０に搬送される。その後、ワークＷ１は昇降機構１１ｃの駆動により下降して、ワークＷ１の両端部が各チャック部６０，７０のそれぞれに対向する。
【００８１】
次いで、ワークＷ１の両端部が各チャック部６０，７０と対向した状態のもとで、プライマリチャック部６０の距離調整モータが駆動され、これにより、図２の矢印（５）に示すように、プライマリチャック部６０がスレーブチャック部７０に近接するよう移動し、各チャック部６０，７０はワークＷ１をその長手方向からチャックする。ここで、ワークＷ１のチャック状態は、図８における中心線Ｃから下方側の状態、つまり、メインチャック６２およびサブチャック６３の双方によりワークＷ１（後に端材Ｄとなる部分を含む）をチャックした状態となっている。
【００８２】
次に、ワークＷ１を各チャック６２，６３によりチャックしつつ、搬送リフト３０の各アーム部３２により把持した状態のもとで、図６の矢印（６）に示すように、プライマリチャック部６０のチャック駆動モータ６４ａの駆動によりワークＷ１を低速で回転させる。また、チャック駆動モータ６４ａの駆動と同時に、ＬＥＤ照明３４が点灯し、さらに撮像カメラ３５が作動する。これにより、ワークＷ１の外周部に形成された晶癖線Ｓの検出が行われる。
【００８３】
撮像カメラ３５により晶癖線Ｓを検出した後、図６に示す状態からチャック駆動モータ６４ａが駆動されて、ワークＷ１が略４５°回転される。これにより、ワークＷ１の各晶癖線Ｓ間の部分が各切断機構８０と対向されて、ワークＷ１の回転方向への位置決めがなされる。ワークＷ１の切断装置１０に対する位置決めをした後、搬送リフト３０によるワークＷ１の把持が開放され、搬送リフト３０は昇降機構１１ｃの駆動により上昇する（逃げる）。これにより、ワークＷ１の切断装置１０へのセット（ワークセット工程）が完了する。
【００８４】
［ワーク切断工程］
ワークセット工程を終えると、引き続き、各切断機構８０が作動するとともにスライダ機構５０が作動し、図２の矢印（７）に示すように、ワークＷ１がワーク搬入領域からワーク加工領域に移動し、ワークＷ１の切断加工が行われる。
【００８５】
ここで、各切断機構８０が作動すると、各切断機構８０の回転モータにより各回転軸８２が駆動され、これにより各切断機構８０の各外周刃鋸８１が高速で回転駆動される。また、各外周刃鋸８１の回転駆動とともに、液圧ポンプ（図示せず）が駆動されて、各液圧供給パイプ８４から各液圧導入室８８ａ，８８ｂに水ＷＴが圧送される。そして、図１２の破線矢印に示すように、各液圧安定部材８９ａ，８９ｂの各オリフィス孔９０ａ，９０ｂから、外周刃鋸８１の両側の各微小隙間Ｏに水ＷＴが供給される。外周刃鋸８１の両側には水ＷＴの供給に伴う高圧が作用して、これにより外周刃鋸８１の回転振れが抑制される。
【００８６】
なお、外周刃鋸８１の両側の各微小隙間Ｏに供給された水ＷＴは、外周刃鋸８１を冷却した後、外周刃鋸８１とカバー部材８３との間の隙間（図示せず）からカバー部材８３の外部に排出される。そして、カバー部材８３の外部に排出された水ＷＴは、外周刃鋸８１を伝ってワークＷ１の切断面に供給される。これにより、ワークＷ１を切断し易くするとともに、ワークＷ１の切断により生じる切り粉を湿らせて飛散し難くしている。
【００８７】
高速回転する各外周刃鋸８１は、ワークＷ１を切断しつつ、図８の右側から左側に向けて各逃げ隙間ＥＯを通過する。各逃げ隙間ＥＯを通過中の各外周刃鋸８１、つまりワークＷ１を切断中の各外周刃鋸８１は、図７に示すように、メインチャック６２でチャックされたワークＷ１と、各サブチャック６３でチャックされた各端材Ｄとの間に保持されている。このように、ワークＷ１の切断中において各端材Ｄを各サブチャック６３によりチャックすることで、ワークＷ１と各端材Ｄとの間の間隔（＝外周刃鋸８１の板厚寸法Ｔ）が一定に保持され、これにより各外周刃鋸８１の回転振れが抑制される。ここで、各端材Ｄをそれぞれチャックする各サブチャック６３においても、本発明における回転振れ抑制機構を構成している。
【００８８】
スライダ機構５０および各切断機構８０の作動により、ワークＷ１の長手方向に沿う全域を切断し終えると、断面が略小判形状のワークＷ１と、断面が略半月型の一対の端材Ｄとに分けられる。このとき、各端材Ｄは各サブチャック６３によりチャックされているので、ワークＷ１の切断中において各端材Ｄがその自重でワークＷ１から落下して、ワークＷ１を欠損させるようなことは無い。
【００８９】
ワークＷ１を切断し終えると、ワークＷ１が図２の破線位置にある状態のもとで、各切断機構８０の移動モータが駆動される。これにより、回転軸８２がワークＷ１の短手方向に移動して、各外周刃鋸８１がワークＷ１から離間する。その後、スライダ機構５０の駆動により、ワークＷ１および各端材Ｄが図２の矢印（８）方向に移動して、メインチャック６２によりチャックされたワークＷ１と、各サブチャック６３によりチャックされた各端材Ｄとが、ワーク加工領域からワーク搬入領域に搬送される。
【００９０】
ワーク搬入領域にワークＷ１および各端材Ｄが搬送されると、リフト用ボールネジ機構１１ｂと昇降機構１１ｃとが駆動され、端材搬送リフト４０が作動する。そして、端材搬送リフト４０の各端材支持爪４１が、ワークＷ１および各端材Ｄを挟む位置に移動し、各端材Ｄにそれぞれ引っ掛けられる。次いで、プライマリチャック部６０の距離調整モータが駆動され、図８の矢印（９）に示すように、プライマリチャック部６０がスレーブチャック部７０から離間する。
【００９１】
これにより、図８に示すように、ワークＷ１（端材Ｄ）とプライマリチャック部６０との離間距離Ｌ１が離間距離Ｌ２となり、各サブチャック６３による各端材Ｄのチャックのみが開放される。その後、再び端材搬送リフト４０が作動し、各端材Ｄを引っ掛けた各端材支持爪４１が基台１１に隣接した端材ボックスＤＢに移動して、図３の矢印（１０）に示すように、各端材Ｄが端材ボックスＤＢに搬送される。
【００９２】
次いで、プライマリチャック部６０のチャック駆動モータ６４ａが駆動され、ワークＷ１が９０°回転される。すると、図８に示すようにワークＷ１の切断すべき他の各端材Ｄとなる部分が、各サブチャック６３と対向するようになる。その後、プライマリチャック部６０の距離調整モータが駆動され、ワークＷ１（他の各端材Ｄ）とプライマリチャック部６０との離間距離Ｌ２が離間距離Ｌ１となる。
【００９３】
これにより、他の各端材Ｄとなる部分が各サブチャック６３によりそれぞれチャックされ、以降、上述したワーク切断工程と同様に他の各端材Ｄが切断される。このようにして円柱状のワークＷ１から４つの端材Ｄを切断分離して、最終的に角柱状のワークＷ１に加工されて、ワーク切断工程が完了する。
【００９４】
［ワーク搬出工程］
角柱状に加工されたワークＷ１は、メインチャック６２にチャックされた状態となっており、この状態のもとでリフト用ボールネジ機構１１ｂと昇降機構１１ｃとが駆動され、ワーク搬送リフト３０が作動する。ワーク搬送リフト３０は、メインチャック６２にチャックされたワークＷ１のところまで移動し、各アーム部３２によりワークＷ１を把持する。このとき、各アーム部３２の各支持駒３２ｂ（図４参照）によって角柱状のワークＷ１は安定的に把持される。
【００９５】
その後、プライマリチャック部６０の距離調整モータが駆動され、スレーブチャック部７０からプライマリチャック部６０が離間し、メインチャック６２によるワークＷ１のチャックが開放される。次いで、リフト用ボールネジ機構１１ｂと昇降機構１１ｃとが駆動されてワーク搬送リフト３０が作動し、ワークＷ１がスライダ機構５０からワーク搬入機構２０に搬送される。このとき、ワークＷ１はワーク支持台２２に安定的に載置される。
【００９６】
そして、ワーク搬入機構２０が駆動され、図３の矢印（１１）に示すように、ワーク支持台２２がスライドレール２１上を移動し、ワークＷ１が切断装置１０の内部から外部に搬送される。これにより、作業者またはワーク搬出装置（図示せず）によって、図３の矢印（１２）に示すように、ワークＷ１を次工程（研磨工程）に搬出できるようになり、ワーク搬出工程が完了する。
【００９７】
以上詳述したように、本実施の形態に係る切断装置１０によれば、切断機構８０の回転モータにより回転駆動され、円柱状のワークＷ１の外周部をその長手方向に沿って切断する外周刃鋸８１と、切断機構８０およびスライダ機構５０に設けられ、外周刃鋸８１の回転駆動時における回転振れを抑制する回転振れ抑制機構、つまり、サブチャック６３，カバー部材８３，液圧供給パイプ８４，液圧導入室８８ａ，８８ｂおよび液圧安定部材８９ａ，８９ｂを備えている。
【００９８】
したがって、外周刃鋸８１を大径，薄肉にしてもその回転振れを抑制できるので、より大径の円柱状のワークＷ１の外周部の切断に対応可能となり、ひいては生産効率を向上させることができる。また、外周刃鋸８１を薄肉にできるので、切断時に生じる切り粉の削減を図ることができる。さらに、基台１１の長手方向に沿って移動するスライダ機構５０により円柱状のワークＷ１を移動させるので、より長尺の円柱状のワークＷ１の外周部の切断に対応可能となり、ひいては生産効率を向上させることができる。
【００９９】
また、本実施の形態に係る切断装置１０によれば、切断機構８０に設けた回転振れ抑制機構を、外周刃鋸８１の一側面および他側面を部分的に覆うカバー部材８３と、カバー部材８３に設けられて外周刃鋸８１の両側面に液体を圧送する液体圧送機構、つまり、液圧供給パイプ８４，液圧導入室８８ａ，８８ｂおよび液圧安定部材８９ａ，８９ｂとから形成している。
【０１００】
したがって、外周刃鋸８１の回転振れを水ＷＴの圧力（液圧）により抑制することができる。また、外周刃鋸８１の回転抵抗の増大が抑制されるので、外周刃鋸８１の広範囲をカバー部材８３で覆うことができ、より大径，より薄肉の外周刃鋸８１の回転振れを抑制できる。さらに、水ＷＴを用いるため外周刃鋸８１を効果的に冷却してその寿命を延ばしつつ、切断時に生じる切り粉の飛散を防止できる。
【０１０１】
さらに、本実施の形態に係る切断装置１０によれば、スライダ機構５０に設けた回転振れ抑制機構を、外周刃鋸８１による切断加工により生じた端材Ｄの長手方向両側をチャックするサブチャック６３から形成している。
【０１０２】
したがって、切断中においてワークＷ１から端材Ｄがその自重で落下するのを防止しつつ、ワークＷ１と端材Ｄとで外周刃鋸８１の一側面および他側面を保持できる。したがって、外周刃鋸８１の回転振れをワークＷ１および端材Ｄによって抑制することができる。
【０１０３】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態においては、回転振れ抑制機構を構成する液体圧送部材として、各液圧安定部材８９ａ，８９ｂを備えたものを示したが本発明はこれに限らない。例えば、液圧供給パイプ８４を高剛性のものとしつつ、脈動を発生し難い液圧ポンプ等を採用することで、微小隙間Ｏに安定した液圧を供給でき、したがって、各液圧安定部材８９ａ，８９ｂを省略することもできる。
【０１０４】
また、上記実施の形態においては、回転振れ抑制機構を、スライダ機構５０および切断機構８０の双方に設けたものを示したが、本発明はこれに限らず、使用する外周刃鋸８１の剛性（板厚寸法Ｔ）等によっては、何れか一方を省略することもできる。例えば、切断加工の対象となるワークＷ１の長手方向の寸法が短い場合は、各端材Ｄは軽量となる。よって、ワークＷ１の切断中において、当該ワークＷ１を欠損させるような各端材Ｄの落下が抑えられるため、スライダ機構５０の回転振れ抑制機構、つまりサブチャック６３を省略することもできる。
【０１０５】
さらに、上記実施の形態においては、液体として水ＷＴを用いたものを示したが、本発明はこれに限らず、例えば、防錆剤や砥粒を含むオイルベース系の液体等を用いることもできる。
【符号の説明】
【０１０６】
１０ 切断装置
１１ 基台
１１ａ フレーム部材
１１ｂ リフト用ボールネジ機構
１１ｃ 昇降機構
１１ｄ コントロールユニット
１１ｅ カバー
１１ｆ 開口窓
１２ 調節脚
２０ ワーク搬入機構
２１ スライドレール
２２ ワーク支持台
２３ 第１センサ
２４ 第２センサ
３０ ワーク搬送リフト
３１ 本体部
３２ アーム部
３２ａ ローラ
３２ｂ 支持駒
３３ アーム駆動部
３３ａ 駆動モータ
３３ｂ ボールネジ
３３ｃ ナット
３４ ＬＥＤ照明
３４ａ 高輝度ＬＥＤ
３５ 撮像カメラ
４０ 端材搬送リフト
４１ 端材支持爪
５０ スライダ機構（ワーク移動機構）
６０ プライマリチャック部
６１ 移動ベース
６２ メインチャック
６３ サブチャック（端材チャック，回転振れ抑制機構）
６３ａ チャック本体
６４ 支持ケース
６４ａ チャック駆動モータ
６４ｂ 軸受
６４ｃ チャック支持部材
６４ｄ 嵌合凹部
６５ ワークチャック
６５ａ チャック本体
６５ｂ 嵌合凸部
６６ 伸縮部材
６６ａ シリンダ室
６６ｂ ピストン部材
６６ｃ 支持ボルト
６６ｄ 板バネ
６７ 伸縮部材
６７ａ シリンダ室
６７ｂ ピストン部材
６７ｃ 支持ボルト
６７ｄ コイルバネ
７０ スレーブチャック部
８０ 切断機構
８１ 外周刃鋸
８１ａ 円盤基材
８１ｂ ダイヤ刃部
８２ 回転軸
８３ カバー部材（回転振れ抑制機構）
８４ 液圧供給パイプ（液体圧送部材，回転振れ抑制機構）
８５ 中空部材
８６ 軸受部材
８７ 伸縮カバー
８８ａ，８８ｂ 液圧導入室（液体圧送部材，回転振れ抑制機構）
８９ａ，８９ｂ 液圧安定部材（液体圧送部材，回転振れ抑制機構）
９０ａ，９０ｂ オリフィス孔
Ｄ 端材
ＤＢ 端材ボックス
ＥＯ 逃げ隙間
ＦＬ 床面
Ｇ１，Ｇ２ ネジ
Ｏ 微小隙間
Ｓ 晶癖線
Ｗ１ ワーク
Ｗ２ ウェハ
ＷＴ 水（液体）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円柱状シリコンインゴットの外周部を切断し、角柱状シリコンインゴットに加工する切断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽光発電に用いられる太陽電池モジュールは、略正方形に形成した複数枚の太陽電池用シリコンウェハ（以下、ウェハと言う）を備えている。そして、これらのウェハを互いに近接させて複数段かつ複数列で並べることで、太陽電池モジュールの単位面積当たりの発電効率を向上させている。
【０００３】
ウェハは、円柱状に形成された単結晶シリコンインゴットや、鋳造成形により形成された多結晶シリコンインゴットを薄くスライシングすることにより形成され、当該スライシングの前段工程においては、シリコンインゴットの外形を整える切断加工や研磨加工等が行われる。特に、単結晶シリコンインゴット（円柱状シリコンインゴット）においては、その外周部を４箇所切断することで、円柱状シリコンインゴットから角柱状シリコンインゴットに加工するようにしている。
【０００４】
このような円柱状シリコンインゴットから角柱状シリコンインゴットに加工する装置（切断装置）としては、例えば、特許文献１に記載された技術が知られている。特許文献１に記載された切断装置は、一対の回転軸と、当該各回転軸により回転されるバンドソーとを備え、バンドソーはバンドソーユニットの上方側に昇降自在に配置されている。また、バンドソーユニットの下方側には、バンドソーと上下で対向するようにして、円柱状シリコンインゴット（ワーク）を保持するワークヘッドが傾斜自在に設けられている。ワークヘッドには一対のチャッキング部が設けられ、当該各チャッキング部によりワークを長手方向から保持するようにしている。
【０００５】
そして、ワークヘッドを所定角度傾斜させた状態のもとでバンドソーを下降駆動することにより、円柱状シリコンインゴットの外周部を切断するようにしている。つまり、円柱状シリコンインゴットを周方向に回転させつつ、その外周部を４箇所切断することで、円柱状シリコンインゴットから角柱状シリコンインゴットに加工される。ここで、切断により発生した断面が略半月型の端材は、ワーク本体から完全に切断して分離されるまでは、バンドソーと各回転軸とに囲まれた領域に配置されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１７８９８４号公報（図１，図２）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の特許文献１に記載された切断装置によれば、円柱状シリコンインゴットを傾斜させた状態のもとでバンドソーにより切断し、端材はバンドソーと各回転軸とに囲まれた領域に配置される。したがって、当該切断装置により切断し得る円柱状シリコンインゴットの大きさが規制され、生産効率の低下を招いていた。例えば、より長尺の円柱状シリコンインゴットに対応するには、各回転軸間の軸間距離を長くしたり、ワークヘッドの傾斜角度をきつくしつつバンドソーの昇降駆動距離を長くしたりする等、切断装置の構造変更が必要となる。
【０００８】
各回転軸の軸間距離を長くする場合にはバンドソーの長さも長くなるため、回転するバンドソーに振れが生じ、ひいてはバンドソーの耐久性低下等が問題となる。また、ワークヘッドの傾斜角度をきつくしつつバンドソーの昇降駆動距離を長くする場合には、ワークヘッドを傾斜させるためのシリンダやバンドソーを昇降させるための昇降機構が大型化するという別の問題を生じ得る。
【０００９】
本発明の目的は、大径，薄肉の外周刃鋸を回転振れすること無く安定して回転駆動できるようにし、より大きな円柱状シリコンインゴットの外周部の切断および切り粉の削減に対応可能な切断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の切断装置は、円柱状シリコンインゴットの外周部を切断し、角柱状シリコンインゴットに加工する切断装置であって、床面に設置され、前記床面の水平方向に延在する基台と、前記基台に設けられ、前記円柱状シリコンインゴットの長手方向両側をチャックした状態のもとで前記基台の長手方向に沿って移動するワーク移動機構と、前記基台に設けられ、前記基台の短手方向から前記円柱状シリコンインゴットと対向する切断機構と、前記切断機構の駆動源により回転駆動され、前記円柱状シリコンインゴットの外周部をその長手方向に沿って切断する外周刃鋸と、前記ワーク移動機構および前記切断機構のうちの少なくともいずれか一方に設けられ、前記外周刃鋸の回転駆動時における回転振れを抑制する回転振れ抑制機構とを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の切断装置は、前記回転振れ抑制機構は、前記切断機構に設けられ、前記外周刃鋸の一側面および他側面を部分的に覆うカバー部材と、前記カバー部材に設けられて前記外周刃鋸の両側面に液体を圧送する液体圧送部材とを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の切断装置は、前記回転振れ抑制機構は、前記ワーク移動機構に設けられ、前記外周刃鋸による切断加工により生じた端材の長手方向両側をチャックする端材チャックからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の切断装置によれば、切断機構の駆動源により回転駆動され、円柱状シリコンインゴットの外周部をその長手方向に沿って切断する外周刃鋸と、ワーク移動機構および切断機構のうちの少なくともいずれか一方に設けられ、外周刃鋸の回転駆動時における回転振れを抑制する回転振れ抑制機構とを備えている。したがって、外周刃鋸を大径，薄肉にしてもその回転振れを抑制できるので、より大径の円柱状シリコンインゴットの外周部の切断に対応可能となり、ひいては生産効率を向上させることができる。また、外周刃鋸を薄肉にできるので、切断時に生じる切り粉の削減を図ることができる。さらに、基台の長手方向に沿って移動するワーク移動機構により円柱状シリコンインゴットを移動させるので、より長尺の円柱状シリコンインゴットの外周部の切断に対応可能となり、ひいては生産効率を向上させることができる。
【００１４】
本発明の切断装置によれば、回転振れ抑制機構は、切断機構に設けられ、外周刃鋸の一側面および他側面を部分的に覆うカバー部材と、カバー部材に設けられて外周刃鋸の両側面に液体を圧送する液体圧送部材とを有するので、外周刃鋸の回転振れを液圧によって抑制することができる。したがって、外周刃鋸の回転抵抗の増大を抑制できるので、外周刃鋸の広範囲をカバー部材で覆うことも可能となる。よって、より大径，より薄肉の外周刃鋸の回転振れを抑制でき、切断時に生じる切り粉をより削減することができる。また、液体を用いるため外周刃鋸を効果的に冷却してその寿命を延ばすことができ、さらには切断時に生じる切り粉の飛散を防止できる。
【００１５】
本発明の切断装置によれば、回転振れ抑制機構は、ワーク移動機構に設けられ、外周刃鋸による切断加工により生じた端材の長手方向両側をチャックする端材チャックからなるので、切断中において円柱状シリコンインゴットから端材がその自重で落下するのを防止しつつ、円柱状シリコンインゴットと端材とで外周刃鋸の一側面および他側面を保持できる。したがって、円柱状シリコンインゴットおよび端材によって、外周刃鋸の回転振れを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、円柱状シリコンインゴットの加工手順を説明する説明図である。
【図２】本発明に係る切断装置をその短手方向一側から見た図である。
【図３】図２の切断装置をその長手方向一側から見た図である。
【図４】搬送リフトをワークの長手方向一側から見た図である。
【図５】搬送リフトをワークの短手方向一側から見た図である。
【図６】ＬＥＤ照明および撮像カメラの取り付け構造を説明する説明図である。
【図７】プライマリチャック部のワーク側を示す平面図である。
【図８】図７のプライマリチャック部の詳細構造を説明する断面図である。
【図９】切断機構を示す斜視図である。
【図１０】図９の切断機構のワーク側を示す平面図である。
【図１１】図９の切断機構の詳細構造を説明する断面図である。
【図１２】図１１の破線円Ａ部分を拡大して示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る切断装置の説明に先立ち、加工対象となる太陽電池用シリコンインゴット（ワーク）の加工手順について、図面を用いて詳細に説明する。図１（ａ），（ｂ），（ｃ）は円柱状シリコンインゴットの加工手順を説明する説明図を表している。
【００１８】
図１（ａ）に示すワークＷ１は、単結晶シリコンインゴットであり、シリコン原料を坩堝の中で溶かして回転させながら徐々に引き上げることで、１つの大きな結晶からなる略円柱状に形成される。ワークＷ１の周囲には、その長手方向に沿うよう４本の晶癖線（シーム）Ｓが形成され、各晶癖線Ｓは、坩堝からシリコン原料を引き上げる際に、ワークＷ１の周方向に沿って略等間隔（略９０°間隔）で形成される。
【００１９】
坩堝から引き上げて冷却されたワークＷ１は、その後、切断装置１０（図２参照）による切断工程を経るようになっている。切断工程では、図１（ｂ）に示すように、ワークＷ１の外周部の４箇所を長手方向に沿って切断し、角柱状のワークＷ１を形成する。つまり、ワークＷ１から断面が略半月型の４つの端材Ｄを切断分離する。ここで、４つの端材Ｄは、ワークＷ１の各晶癖線Ｓを残して切断分離されるようになっている。
【００２０】
ここで、図１（ａ）に示す切断工程前のワークＷ１は、本発明における円柱状シリコンインゴットを構成し、図１（ｂ）に示す切断工程後のワークＷ１は、本発明における角柱状シリコンインゴットを構成している。
【００２１】
切断工程を経たワークＷ１は、続いて、研磨工程を経るようになっている。具体的には、研磨工程においては、図示しない研磨装置により、ワークＷ１の外周部の各晶癖線Ｓが存在する略円弧部分の凹凸を無くし、ワークＷ１の形状を整える加工が行われる。研磨工程を経たワークＷ１は、ワークＷ１の長手方向に沿う略全域において、幅寸法や表面粗さ等が略均一とされる。
【００２２】
研磨加工を経たワークＷ１は、続いてスライス工程を経るようになっている。つまり、スライス工程においては、図示しないスライス装置により、ワークＷ１をその短手方向に沿って薄肉にスライスしていき、これにより最終的に、図１（ｃ）に示すような複数枚のウェハＷ２となる。ここで、ワークＷ１をスライスするスライス装置としては、複数のワイヤソーを有するスライス装置や、内周刃鋸を有するスライス装置等が用いられる。
【００２３】
なお、各ウェハＷ２は、何れも精度良く同じ形状に形成され、互いに近接して並べられるようになっている。つまり、太陽電池モジュールの単位面積当たりの発電効率を高められるようになっている。
【００２４】
本発明に係る切断装置は、円柱状のワークＷ１（図１（ａ）参照）を、角柱状のワークＷ１（図１（ｂ）参照）に加工するための切断工程（切断加工）に用いられ、以下、その詳細について図面を用いて説明する。
【００２５】
図２は本発明に係る切断装置をその短手方向一側から見た図を、図３は図２の切断装置をその長手方向一側から見た図をそれぞれ表している。
【００２６】
図２，３に示すように、切断装置１０は、工場等の敷地内における床面ＦＬに設置される基台１１を備え、基台１１は、床面ＦＬの水平方向（図２中左右方向）に延在されている。基台１１には、複数の調節脚１２が設けられ、床面ＦＬに凹凸がある場合等に各調節脚１２の長さをそれぞれ調節することで、基台１１を床面ＦＬにがたつくことなく水平に設置できるようにしている。
【００２７】
基台１１は、その長手方向に沿うようワーク搬入領域（図２中左側）とワーク加工領域（図２中右側）とに分けられ、ワーク搬入領域には、ワーク搬入機構２０，ワーク搬送リフト３０および端材搬送リフト４０が設けられている。また、ワーク搬入領域とワーク加工領域との間にはワークＷ１を各領域間で往復移動させるスライダ機構５０が移動自在に設けられ、ワーク加工領域には切断機構８０が設けられている。
【００２８】
基台１１のワーク搬入領域側には、基台１１から上方に延びるようフレーム部材１１ａが一体に設けられ、フレーム部材１１ａには、ワーク搬送リフト３０と一対の端材搬送リフト４０とが垂下するよう設けられている。
【００２９】
図３に示すように、フレーム部材１１ａには、基台１１の短手方向に延びるようリフト用ボールネジ機構１１ｂが設けられている。リフト用ボールネジ機構１１ｂを駆動することにより、各搬送リフト３０，４０を基台１１の短手方向に沿って移動させることができる。また、フレーム部材１１ａには、基台１１の上下方向に延びるよう昇降機構１１ｃが設けられている。昇降機構１１ｃを昇降駆動することにより、各搬送リフト３０，４０を基台１１の上下方向に沿って移動させることができる。
【００３０】
図２に示すように、フレーム部材１１ａには、切断装置１０の作動状況を目視可能なモニタを備えたコントロールユニット１１ｄが設けられている。コントロールユニット１１ｄには、切断装置１０の駆動部、つまりリフト用ボールネジ機構１１ｂ，昇降機構１１ｃ，各搬送リフト３０，４０等を統括的に制御するコントローラ（図示せず）が搭載されている。
【００３１】
そして、作業者によりコントロールユニット１１ｄを操作することで切断装置１０が作動し、ひいてはワークＷ１の切断加工が実施される。切断装置１０の作動状況はコントロールユニット１１ｄのモニタに表示され、当該モニタには、さらに、例えば、切断機構８０を構成する外周刃鋸８１の交換時期等、切断装置１０のメンテナンス情報（積算運転時間等）も表示される。なお、図３においては、図面を明確化するためにコントロールユニット１１ｄの図示を省略している。
【００３２】
基台１１のワーク加工領域側には、切断機構８０を覆うようにして略直方体形状のカバー１１ｅが設けられている。カバー１１ｅは、基台１１に固定され、ワークＷ１の切断加工時における水や切り粉（図示せず）の外部への飛散を防止している。カバー１１ｅの側部には、例えば、透明のアクリル板等によって開閉可能な開口窓１１ｆが設けられ、作業者は当該開口窓１１ｆからワークＷ１の切断状況を確認することができる。また、切断装置１０を停止させた状態のもとで開口窓１１ｆを開けることで、カバー１１ｅ内の清掃作業等（メンテナンス作業）を容易に行うことができる。
【００３３】
基台１１のワーク搬入領域に設けられるワーク搬入機構２０は、図３に示すように、一端側が基台１１に固定され、他端側が基台１１の側部から突出されたスライドレール２１と、スライドレール２１上を移動し、切断装置１０の内部と外部との間でワークＷ１を往復移動させるワーク支持台２２とを備えている。
【００３４】
ここで、ワーク支持台２２のワークＷ１側の形状は、切断前の円柱状のワークＷ１および切断後の角柱状のワークＷ１の双方を安定的に載置し得る段付き形状に形成されている。また、ワーク搬入機構２０においても、コントロールユニット１１ｄのコントローラによって制御され、ワーク搬入機構２０は、切断前の円柱状のワークＷ１を切断装置１０内に搬入するとともに、切断後の角柱状のワークＷ１を切断装置１０外に搬出するようになっている。
【００３５】
スライドレール２１の長手方向略中央部分には、円柱状のワークＷ１を切断装置１０内に搬入する際に、ワークＷ１の直径寸法を計測する第１センサ２３が配置されている。第１センサ２３はフレーム部材１１ａに固定され、ワーク搬入機構２０の駆動により通過するワークＷ１の直径寸法を計測するようになっている。ここで、第１センサ２３としては、例えば、レーザー光をワークＷ１に照射して、ワークＷ１からの反射光を受光するまでの時間を計測し、これによりワークＷ１の直径寸法を計測するセンサを採用している。
【００３６】
スライドレール２１の一端側には、円柱状のワークＷ１を切断装置１０内に搬入する際に、ワークＷ１の長さ寸法を計測するとともにワークＷ１の長手方向に沿う切断装置１０に対する位置調整を行う第２センサ２４が配置されている。第２センサ２４はフレーム部材１１ａに移動自在に設けられ、ワーク搬入機構２０により切断装置１０内に搬入されたワークＷ１をその長手方向から掴み、これによりワークＷ１の長さ寸法を計測するようになっている。
【００３７】
また、第２センサ２４は、ワークＷ１をその長手方向に微小距離移動して、ワークＷ１の切断装置１０に対する位置を微調整するようになっている。これにより、ワークＷ１をスライダ機構５０の各チャック部６０，７０間に精度良く配置できるようになっている。
【００３８】
図４は搬送リフトをワークの長手方向一側から見た図を、図５は搬送リフトをワークの短手方向一側から見た図を、図６はＬＥＤ照明および撮像カメラの取り付け構造を説明する説明図をそれぞれ表している。
【００３９】
基台１１のワーク搬入領域に設けられるワーク搬送リフト３０は、基台１１の上方側で、リフト用ボールネジ機構１１ｂおよび昇降機構１１ｃの駆動により移動自在となっている。ワーク搬送リフト３０は、図４に示すように、本体部３１，一対のアーム部３２およびアーム駆動部３３を備えている。
【００４０】
本体部３１はリフト用ボールネジ機構１１ｂおよび昇降機構１１ｃの駆動により移動し、各アーム部３２およびアーム駆動部３３は、何れも本体部３１に設けられている。ここで、ワーク搬送リフト３０は、図５に示すようにワークＷ１の長手方向に沿って一対設けられ、これによりワークＷ１を安定的に把持できるようになっている。
【００４１】
各アーム部３２は、それぞれ断面が略Ｕ字形状に形成され、当該Ｕ字形状の各開口側を互いに向き合わせた状態のもとで、アーム駆動部３３を介して本体部３１に設けられている。各アーム部３２の各開口側には、円柱状のワークＷ１をその短手方向から把持した状態のもとで、ワークＷ１の回転を許容するローラ３２ａがそれぞれ２個ずつ設けられている。これにより、ワークＷ１をスムーズかつ安定的に把持できるとともに、スライダ機構５０の各チャック部６０，７０の回転によるワークＷ１の回転方向の位置決めを精度良く行うことができる。
【００４２】
各アーム部３２の開口側には、各ローラ３２ａの内側に位置するよう一対の支持駒３２ｂがそれぞれ設けられ、各支持駒３２ｂは角柱状のワークＷ１（図３参照）を安定的に把持するようになっている。つまり、ワーク搬送リフト３０の各アーム部３２は、切断前の円柱状のワークＷ１および切断後の角柱状のワークＷ１の双方を安定的に把持し得る形状に形成されている。
【００４３】
一方のアーム部３２には、図５，６に示すように、円柱状のワークＷ１の周囲に形成された晶癖線Ｓを検出するためのＬＥＤ照明３４および撮像カメラ３５が固定されている。ＬＥＤ照明３４および撮像カメラ３５は、何れも各アーム部３２により把持されたワークＷ１の周囲に向けられており、ＬＥＤ照明３４はワークＷ１を照らし、撮像カメラ３５はワークＷ１を撮像するようになっている。
【００４４】
ＬＥＤ照明３４は、例えば、白色の複数の高輝度ＬＥＤ３４ａを備えており、図６に示すように撮像カメラ３５に対して所定角度（例えば４５°）傾斜して設けられている。これにより各高輝度ＬＥＤ３４ａから照射された光は、ワークＷ１の表面で反射して撮像カメラ３５に向けて略真っ直ぐに進む。撮像カメラ３５は、ワークＷ１の周囲の形状（晶癖線Ｓの有無）を撮像し、例えば、白および黒の二値データ（撮像信号）をコントローラに送出するようになっている。
【００４５】
コントローラは、撮像カメラ３５からの二値データを分析し、ワークＷ１の長手方向に延びる晶癖線Ｓが存在する箇所を特定する。そして、コントローラはさらにスライダ機構５０の各チャック部６０，７０を回転して、ワークＷ１の回転方向の位置決めを行う。これにより、各晶癖線Ｓを残して円柱状のワークＷ１の外周部（４箇所）を切断加工することができる。ここで、各晶癖線Ｓは、略９０°間隔で形成されているため、各晶癖線Ｓのうちの少なくとも１箇所を特定すれば良い。
【００４６】
図４に示すように、アーム駆動部３３は、本体部３１に固定される駆動モータ３３ａと、駆動モータ３３ａにより正逆方向に回転されるボールネジ３３ｂと、ボールネジ３３ｂにそれぞれネジ結合され、かつ各アーム部３２にそれぞれ固定されたナット３３ｃとを備えている。ボールネジ３３ｂには、一方のアーム部３２用のネジＧ１と他方のアーム部３２用のネジＧ２とが形成され、各ネジＧ１，Ｇ２はそれぞれ逆巻きに形成されている。これにより、駆動モータ３３ａを正方向に回転させることで各アーム部３２は互いに近接してワークＷ１を把持し、駆動モータ３３ａを逆方向に回転させることで各アーム部３２は互いに離間してワークＷ１を離すようになっている。
【００４７】
基台１１のワーク搬入領域に設けられる端材搬送リフト４０は、基台１１の上方側で、リフト用ボールネジ機構１１ｂおよび昇降機構１１ｃの駆動により移動自在となっている。端材搬送リフト４０は、図３に示すように一対の端材支持爪４１を備えており、各端材支持爪４１は、対向する一対の端材Ｄ（図１（ｂ）参照）を引っ掛けて支持するようになっている。
【００４８】
端材搬送リフト４０は、ワーク搬送リフト３０と同様に、端材Ｄ（ワークＷ１）の長手方向に沿って一対設けられ（詳細図示せず）、これにより各端材Ｄを安定的に支持できるようになっている。端材搬送リフト４０は、切断加工を終えたワークＷ１および各端材Ｄが、スライダ機構５０によりワーク加工領域からワーク搬入領域（図２参照）に戻った際に作動し、ワーク搬入領域に戻った各端材Ｄを引っ掛けるよう取り上げて、その後、各端材Ｄを基台１１に隣接して設けた端材ボックスＤＢに搬送する（図中二点鎖線参照）。なお、端材ボックスＤＢに溜められた端材Ｄは、坩堝の中で再度溶融し、新たな単結晶シリコンインゴットとして再生される。
【００４９】
基台１１のワーク搬入領域とワーク加工領域との間に設けられるスライダ機構（ワーク移動機構）５０は、図２に示すように、プライマリチャック部６０とスレーブチャック部７０とを備えている。
【００５０】
各チャック部６０，７０は、ワークＷ１を長手方向両側から挟持（チャック）するもので、何れも基台１１の長手方向に沿って延びるボールネジ機構（図示せず）の駆動により、ワーク搬入領域とワーク加工領域との間で同期して移動自在となっている。つまり、スライダ機構５０は、各チャック部６０，７０によりワークＷ１をチャックした状態のもとで、ワークＷ１を基台１１の長手方向に沿って移動させるようになっている。
【００５１】
プライマリチャック部６０には、スレーブチャック部７０との離間距離を調整する距離調整モータ（図示せず）が設けられ、当該距離調整モータを正逆方向に回転させることにより、ワークＷ１を挟持したり開放したりする。なお、スレーブチャック部７０は距離調整モータを備えていない。
【００５２】
図７はプライマリチャック部のワーク側を示す平面図を、図８は図７のプライマリチャック部の詳細構造を説明する断面図をそれぞれ表している。
【００５３】
プライマリチャック部６０およびスレーブチャック部７０は、何れも略同様に構成されている。スレーブチャック部７０は、プライマリチャック部６０に比して、距離調整モータおよびチャック駆動モータ６４ａ（図８参照）を備えず、この点のみが異なっている。よって、以下、プライマリチャック部６０のみを図示して説明し、重複するスレーブチャック部７０の説明を省略する。
【００５４】
図７に示すように、プライマリチャック部６０は、ボールネジ機構の駆動により移動する移動ベース６１を備え、当該移動ベース６１には、ワークＷ１の端部をチャックするメインチャック６２と、外周刃鋸８１による切断加工により生じた一対の端材Ｄの端部をチャックする一対のサブチャック６３とが設けられている。ここで、各サブチャック６３は、本発明における端材チャックを構成している。
【００５５】
メインチャック６２と、その両脇に配置された各サブチャック６３との間には、切断機構８０の外周刃鋸８１の逃げとなる逃げ隙間ＥＯが形成されている。各逃げ隙間ＥＯの最も狭い部分の幅寸法は、外周刃鋸８１の厚み寸法の略３倍の寸法に設定され、これにより外周刃鋸８１と各チャック６２，６３とが干渉するのを確実に防止している。
【００５６】
メインチャック６２は、図８に示すように、移動ベース６１に固定された略円筒状の支持ケース６４を備えている。支持ケース６４の内部には、チャック駆動モータ６４ａが設けられ、当該チャック駆動モータ６４ａは、軸受６４ｂを介して支持ケース６４に回転自在に支持されたチャック支持部材６４ｃを、正逆方向に回転させるようになっている。
【００５７】
チャック支持部材６４ｃにはワークチャック６５が取り付けられており、ワークチャック６５はチャック支持部材６４ｃの回転に伴って回転するようになっている。ワークチャック６５は、略有底筒状に形成されたチャック本体６５ａを備えており、チャック本体６５ａには、チャック支持部材６４ｃに設けた嵌合凹部６４ｄに差し込まれる嵌合凸部６５ｂが一体に設けられている。このようにワークチャック６５とチャック支持部材６４ｃとを互いに凹凸嵌合させ、両者を同軸上で回転するよう位置決めしている。
【００５８】
ワークチャック６５は、図７に示すように、チャック本体６５ａの周方向に沿って等間隔（６０°間隔）で６つの伸縮部材６６を備えている。各伸縮部材６６は、図８に示すようにそれぞれシリンダ室６６ａを備えており、各シリンダ室６６ａには、ピストン部材６６ｂが出入り自在に設けられている。
【００５９】
各ピストン部材６６ｂの長手方向一側（図中左側）には、ワークＷ１の端部を支持する支持ボルト６６ｃが設けられ、各ピストン部材６６ｂの長手方向他側（図中右側）には、各ピストン部材６６ｂを各シリンダ室６６ａの外部に押圧する板バネ６６ｄが設けられている。これにより、各ピストン部材６６ｂ（各支持ボルト６６ｃ）をワークＷ１に向けて押圧し、スレーブチャック部７０側のメインチャック（図示せず）とともに、ワークＷ１を長手方向両側から挟持するようになっている。
【００６０】
各サブチャック６３は、メインチャック６２を挟んで対称に配置され、それぞれチャック本体６３ａを備えている。各チャック本体６３ａには、図７に示すように、それぞれ一対の伸縮部材６７が設けられている。各伸縮部材６７は、図８に示すように、各伸縮部材６６と同様にシリンダ室６７ａをそれぞれ備えており、各シリンダ室６７ａには、ピストン部材６７ｂがそれぞれ出入り自在に設けられている。
【００６１】
各ピストン部材６７ｂの長手方向一側（図中左側）には、端材Ｄの端部を支持する支持ボルト６７ｃが設けられ、各ピストン部材６７ｂの長手方向他側（図中右側）には、各ピストン部材６７ｂを各シリンダ室６７ａの外部に押圧するコイルバネ６７ｄが設けられている。これにより、各ピストン部材６７ｂ（各支持ボルト６７ｃ）を端材Ｄに向けて押圧し、スレーブチャック部７０側のサブチャック（図示せず）とともに、端材Ｄを長手方向両側から挟持するようになっている。
【００６２】
図８に示すように、一点鎖線で示す中心線Ｃから下方側は、ワークＷ１（端材Ｄ）とプライマリチャック部６０とが最も近接した状態（離間距離Ｌ１）を示している。また、一点鎖線で示す中心線Ｃから上方側は、ワークＷ１（端材Ｄ）とプライマリチャック部６０とが所定距離離間した状態（離間距離Ｌ２）を示している（Ｌ１＜Ｌ２）。
【００６３】
プライマリチャック部６０の距離調整モータを駆動し、ワークＷ１（端材Ｄ）とプライマリチャック部６０との離間距離をＬ１とした場合には、ワークＷ１（端材Ｄ）とスレーブチャック部７０との離間距離もＬ１となり、ワークＷ１および各端材Ｄは、それぞれメインチャック６２および各サブチャック６３によりチャック（挟持）された状態となる。
【００６４】
一方、プライマリチャック部６０の距離調整モータを駆動し、ワークＷ１（端材Ｄ）とプライマリチャック部６０との離間距離をＬ２とした場合には、ワークＷ１（端材Ｄ）とスレーブチャック部７０との離間距離もＬ２となり、ワークＷ１はメインチャック６２によりチャックされた状態のままで、各端材Ｄは各サブチャック６３により開放された状態となる。つまり、各チャック部６０，７０は、離間距離をＬ２とすることで、ワークＷ１をチャックしつつ各端材Ｄを開放するようになっている。
【００６５】
図９は切断機構を示す斜視図を、図１０は図９の切断機構のワーク側を示す平面図を、図１１は図９の切断機構の詳細構造を説明する断面図を、図１２は図１１の破線円Ａ部分を拡大して示す部分拡大図をそれぞれ表している。
【００６６】
基台１１のワーク加工領域に設けられる切断機構８０は、基台１１の短手方向からワークＷ１の側部と対向するよう一対設けられ、各切断機構８０は、基台１１（図２参照）にそれぞれ支持されている。各切断機構８０は、それぞれ外周刃鋸８１，回転軸８２，カバー部材８３，液圧供給パイプ８４および駆動機構（図示せず）を備えている。
【００６７】
外周刃鋸８１は、ワークＷ１の外周部をその長手方向に沿って切断するもので、板厚寸法Ｔ（例えば、２．０ｍｍ）の薄肉に設定された硬質の鋼板よりなる円盤基材８１ａを備えている。円盤基材８１ａの外周部には、人工ダイヤ等の粉末を固着して凹凸形状に形成した高硬度のダイヤ刃部８１ｂが設けられている。このように、外周刃鋸８１は、単結晶シリコンインゴットよりなるワークＷ１を切断加工するのに適した硬度に設定されている。
【００６８】
外周刃鋸８１は、回転軸８２の先端側に固定されており、回転軸８２の回転に伴って高速回転するようになっている。回転軸８２の基端側には、駆動機構が設けられ、当該駆動機構は、回転軸８２を駆動する駆動源としての回転モータ（図示せず）と、回転軸８２をワークＷ１の短手方向に往復移動させる移動モータ（図示せず）とを備えている。つまり外周刃鋸８１は、ワークＷ１に対して近付いたり離れたりするようになっている。
【００６９】
外周刃鋸８１の一側面および他側面は、その半分以上が回転振れ抑制機構としてのカバー部材８３によって覆われている。カバー部材８３は、外周刃鋸８１の回転駆動時における回転振れを抑制するもので、ステンレス鋼材等により略半月形状に形成され、回転軸８２を回転自在に支持する中空部材８５に固定されている。ここで、回転軸８２は、複数の軸受部材８６を介して中空部材８５に回転自在に支持され、スムーズに回転できるようになっている。また、中空部材８５の先端側には蛇腹状の伸縮カバー８７が設けられ、これによりワークＷ１の切断加工時に発生する切り粉等が、中空部材８５内に進入するのを防止している。
【００７０】
カバー部材８３の内部で、かつ外周刃鋸８１の両側には、図１２に示すように一対の液圧導入室８８ａ，８８ｂが形成されている。各液圧導入室８８ａ，８８ｂは、外周刃鋸８１の周方向に沿うよう略１８０°の円弧形状に形成され、カバー部材８３の内部の略全域に亘って延びている。
【００７１】
各液圧導入室８８ａ，８８ｂの内部には、外周刃鋸８１との間に微小隙間Ｏを形成しつつ、その反対側から液体としての水ＷＴが供給される液圧安定部材８９ａ，８９ｂがそれぞれ設けられている。各液圧安定部材８９ａ，８９ｂは、各液圧導入室８８ａ，８８ｂの形状に倣って略１８０°の円弧形状に形成され（詳細図示せず）、複数のオリフィス孔（絞り穴）９０ａ，９０ｂをそれぞれ備えている。
【００７２】
各オリフィス孔９０ａ，９０ｂは、各液圧供給パイプ８４から各液圧導入室８８ａ，８８ｂに導入された水ＷＴ（破線矢印参照）の圧力を、外周刃鋸８１に向けて安定化させるもので、これにより、液圧ポンプ等（図示せず）からの水ＷＴの脈動等が外周刃鋸８１に伝達されるのを抑えて、微小隙間Ｏに安定した液圧を供給できるようにしている。よって、安定した液圧が外周刃鋸８１の両側に負荷されて、外周刃鋸８１を回転振れすること無く安定状態で支持でき、ひいては外周刃鋸８１を大径化，薄肉化しても、その破損を防止しつつ長寿命化を図ることができる。
【００７３】
図９，１０に示すように、カバー部材８３の一側面および他側面には、それぞれ液圧供給パイプ８４が設けられている。各液圧供給パイプ８４は、可撓性を有するゴム等のチューブ材から形成され、各液圧供給パイプ８４の一端側は、略等間隔（略３０°間隔）で６つに分岐され、各液圧導入室８８ａ，８８ｂに接続されている。一方、各液圧供給パイプ８４の他端側には、液圧ポンプ等が接続されており、当該液圧ポンプ等を駆動することで、高圧の水ＷＴが各液圧導入室８８ａ，８８ｂに導入される。
【００７４】
ここで、各液圧供給パイプ８４，各液圧導入室８８ａ，８８ｂ，各液圧安定部材８９ａ，８９ｂは、本発明における液体圧送部材を構成し、カバー部材８３とともに本発明における回転振れ抑制機構を形成している。
【００７５】
次に、以上のように構成した切断装置１０の動作について、図面を用いて詳細に説明する。
【００７６】
［ワークセット工程］
まず、図３の矢印（１）に示すように、ワーク搬入機構２０のワーク支持台２２に、予め所定の長さ寸法に調整された切断前の円柱状のワークＷ１を、作業者またはワーク供給装置（図示せず）によりセットする。次いで、切断装置１０のコントロールユニット１１ｄを操作して切断装置１０を作動させる。すると、矢印（２）に示すように、ワーク支持台２２がスライドレール２１上をスライドし、切断装置１０の内部に向かって移動を開始する。
【００７７】
ワーク支持台２２は、第１センサ２３と対向する位置で一旦停止し、ワークＷ１を第１センサ２３と対向させる。次いで、第１センサ２３が作動し、当該第１センサ２３からコントロールユニット１１ｄのコントローラに検出信号が送出される。そして、コントローラは、第１センサ２３からの検出信号に基づいて、ワークＷ１の直径寸法を算出する。これにより、ワークＷ１の中心位置等の位置データが割り出される。ここで割り出した位置データは、切断装置１０に対するワークＷ１の位置決めに利用される。
【００７８】
その後さらに、ワーク支持台２２がスライドレール２１上を移動し、これによりワークＷ１は切断装置１０の内部に移動する。すると、第２センサ２４が作動してワークＷ１をその長手方向から掴み、コントローラによってワークＷ１の長さ寸法を計測する。次いで、第２センサ２４は、ワークＷ１をその長手方向に微小距離移動させて、ワークＷ１の切断装置１０に対する位置を微調整する。
【００７９】
ワークＷ１の長手方向への位置決めがなされた後、搬送リフト３０が昇降機構１１ｃの駆動により下降し、搬送リフト３０の各アーム部３２間にワークＷ１が配置される。次いで、搬送リフト３０のアーム駆動部３３が駆動されて、図４の矢印（３）に示すように、各アーム部３２が互いに近接するよう移動する。これにより、各アーム部３２の各ローラ３２ａがワークＷ１の外周部に接触し、各アーム部３２はワークＷ１を安定的に把持する（図中二点鎖線参照）。
【００８０】
ワークＷ１を把持した搬送リフト３０は、昇降機構１１ｃの駆動により上昇し、かつリフト用ボールネジ機構１１ｂの駆動により各チャック部６０，７０の上方に移動する。これによりワークＷ１は、図３の矢印（４）に示すように、ワーク搬入機構２０からスライダ機構５０に搬送される。その後、ワークＷ１は昇降機構１１ｃの駆動により下降して、ワークＷ１の両端部が各チャック部６０，７０のそれぞれに対向する。
【００８１】
次いで、ワークＷ１の両端部が各チャック部６０，７０と対向した状態のもとで、プライマリチャック部６０の距離調整モータが駆動され、これにより、図２の矢印（５）に示すように、プライマリチャック部６０がスレーブチャック部７０に近接するよう移動し、各チャック部６０，７０はワークＷ１をその長手方向からチャックする。ここで、ワークＷ１のチャック状態は、図８における中心線Ｃから下方側の状態、つまり、メインチャック６２およびサブチャック６３の双方によりワークＷ１（後に端材Ｄとなる部分を含む）をチャックした状態となっている。
【００８２】
次に、ワークＷ１を各チャック６２，６３によりチャックしつつ、搬送リフト３０の各アーム部３２により把持した状態のもとで、図６の矢印（６）に示すように、プライマリチャック部６０のチャック駆動モータ６４ａの駆動によりワークＷ１を低速で回転させる。また、チャック駆動モータ６４ａの駆動と同時に、ＬＥＤ照明３４が点灯し、さらに撮像カメラ３５が作動する。これにより、ワークＷ１の外周部に形成された晶癖線Ｓの検出が行われる。
【００８３】
撮像カメラ３５により晶癖線Ｓを検出した後、図６に示す状態からチャック駆動モータ６４ａが駆動されて、ワークＷ１が略４５°回転される。これにより、ワークＷ１の各晶癖線Ｓ間の部分が各切断機構８０と対向されて、ワークＷ１の回転方向への位置決めがなされる。ワークＷ１の切断装置１０に対する位置決めをした後、搬送リフト３０によるワークＷ１の把持が開放され、搬送リフト３０は昇降機構１１ｃの駆動により上昇する（逃げる）。これにより、ワークＷ１の切断装置１０へのセット（ワークセット工程）が完了する。
【００８４】
［ワーク切断工程］
ワークセット工程を終えると、引き続き、各切断機構８０が作動するとともにスライダ機構５０が作動し、図２の矢印（７）に示すように、ワークＷ１がワーク搬入領域からワーク加工領域に移動し、ワークＷ１の切断加工が行われる。
【００８５】
ここで、各切断機構８０が作動すると、各切断機構８０の回転モータにより各回転軸８２が駆動され、これにより各切断機構８０の各外周刃鋸８１が高速で回転駆動される。また、各外周刃鋸８１の回転駆動とともに、液圧ポンプ（図示せず）が駆動されて、各液圧供給パイプ８４から各液圧導入室８８ａ，８８ｂに水ＷＴが圧送される。そして、図１２の破線矢印に示すように、各液圧安定部材８９ａ，８９ｂの各オリフィス孔９０ａ，９０ｂから、外周刃鋸８１の両側の各微小隙間Ｏに水ＷＴが供給される。外周刃鋸８１の両側には水ＷＴの供給に伴う高圧が作用して、これにより外周刃鋸８１の回転振れが抑制される。
【００８６】
なお、外周刃鋸８１の両側の各微小隙間Ｏに供給された水ＷＴは、外周刃鋸８１を冷却した後、外周刃鋸８１とカバー部材８３との間の隙間（図示せず）からカバー部材８３の外部に排出される。そして、カバー部材８３の外部に排出された水ＷＴは、外周刃鋸８１を伝ってワークＷ１の切断面に供給される。これにより、ワークＷ１を切断し易くするとともに、ワークＷ１の切断により生じる切り粉を湿らせて飛散し難くしている。
【００８７】
高速回転する各外周刃鋸８１は、ワークＷ１を切断しつつ、図８の右側から左側に向けて各逃げ隙間ＥＯを通過する。各逃げ隙間ＥＯを通過中の各外周刃鋸８１、つまりワークＷ１を切断中の各外周刃鋸８１は、図７に示すように、メインチャック６２でチャックされたワークＷ１と、各サブチャック６３でチャックされた各端材Ｄとの間に保持されている。このように、ワークＷ１の切断中において各端材Ｄを各サブチャック６３によりチャックすることで、ワークＷ１と各端材Ｄとの間の間隔（＝外周刃鋸８１の板厚寸法Ｔ）が一定に保持され、これにより各外周刃鋸８１の回転振れが抑制される。ここで、各端材Ｄをそれぞれチャックする各サブチャック６３においても、本発明における回転振れ抑制機構を構成している。
【００８８】
スライダ機構５０および各切断機構８０の作動により、ワークＷ１の長手方向に沿う全域を切断し終えると、断面が略小判形状のワークＷ１と、断面が略半月型の一対の端材Ｄとに分けられる。このとき、各端材Ｄは各サブチャック６３によりチャックされているので、ワークＷ１の切断中において各端材Ｄがその自重でワークＷ１から落下して、ワークＷ１を欠損させるようなことは無い。
【００８９】
ワークＷ１を切断し終えると、ワークＷ１が図２の破線位置にある状態のもとで、各切断機構８０の移動モータが駆動される。これにより、回転軸８２がワークＷ１の短手方向に移動して、各外周刃鋸８１がワークＷ１から離間する。その後、スライダ機構５０の駆動により、ワークＷ１および各端材Ｄが図２の矢印（８）方向に移動して、メインチャック６２によりチャックされたワークＷ１と、各サブチャック６３によりチャックされた各端材Ｄとが、ワーク加工領域からワーク搬入領域に搬送される。
【００９０】
ワーク搬入領域にワークＷ１および各端材Ｄが搬送されると、リフト用ボールネジ機構１１ｂと昇降機構１１ｃとが駆動され、端材搬送リフト４０が作動する。そして、端材搬送リフト４０の各端材支持爪４１が、ワークＷ１および各端材Ｄを挟む位置に移動し、各端材Ｄにそれぞれ引っ掛けられる。次いで、プライマリチャック部６０の距離調整モータが駆動され、図８の矢印（９）に示すように、プライマリチャック部６０がスレーブチャック部７０から離間する。
【００９１】
これにより、図８に示すように、ワークＷ１（端材Ｄ）とプライマリチャック部６０との離間距離Ｌ１が離間距離Ｌ２となり、各サブチャック６３による各端材Ｄのチャックのみが開放される。その後、再び端材搬送リフト４０が作動し、各端材Ｄを引っ掛けた各端材支持爪４１が基台１１に隣接した端材ボックスＤＢに移動して、図３の矢印（１０）に示すように、各端材Ｄが端材ボックスＤＢに搬送される。
【００９２】
次いで、プライマリチャック部６０のチャック駆動モータ６４ａが駆動され、ワークＷ１が９０°回転される。すると、図８に示すようにワークＷ１の切断すべき他の各端材Ｄとなる部分が、各サブチャック６３と対向するようになる。その後、プライマリチャック部６０の距離調整モータが駆動され、ワークＷ１（他の各端材Ｄ）とプライマリチャック部６０との離間距離Ｌ２が離間距離Ｌ１となる。
【００９３】
これにより、他の各端材Ｄとなる部分が各サブチャック６３によりそれぞれチャックされ、以降、上述したワーク切断工程と同様に他の各端材Ｄが切断される。このようにして円柱状のワークＷ１から４つの端材Ｄを切断分離して、最終的に角柱状のワークＷ１に加工されて、ワーク切断工程が完了する。
【００９４】
［ワーク搬出工程］
角柱状に加工されたワークＷ１は、メインチャック６２にチャックされた状態となっており、この状態のもとでリフト用ボールネジ機構１１ｂと昇降機構１１ｃとが駆動され、ワーク搬送リフト３０が作動する。ワーク搬送リフト３０は、メインチャック６２にチャックされたワークＷ１のところまで移動し、各アーム部３２によりワークＷ１を把持する。このとき、各アーム部３２の各支持駒３２ｂ（図４参照）によって角柱状のワークＷ１は安定的に把持される。
【００９５】
その後、プライマリチャック部６０の距離調整モータが駆動され、スレーブチャック部７０からプライマリチャック部６０が離間し、メインチャック６２によるワークＷ１のチャックが開放される。次いで、リフト用ボールネジ機構１１ｂと昇降機構１１ｃとが駆動されてワーク搬送リフト３０が作動し、ワークＷ１がスライダ機構５０からワーク搬入機構２０に搬送される。このとき、ワークＷ１はワーク支持台２２に安定的に載置される。
【００９６】
そして、ワーク搬入機構２０が駆動され、図３の矢印（１１）に示すように、ワーク支持台２２がスライドレール２１上を移動し、ワークＷ１が切断装置１０の内部から外部に搬送される。これにより、作業者またはワーク搬出装置（図示せず）によって、図３の矢印（１２）に示すように、ワークＷ１を次工程（研磨工程）に搬出できるようになり、ワーク搬出工程が完了する。
【００９７】
以上詳述したように、本実施の形態に係る切断装置１０によれば、切断機構８０の回転モータにより回転駆動され、円柱状のワークＷ１の外周部をその長手方向に沿って切断する外周刃鋸８１と、切断機構８０およびスライダ機構５０に設けられ、外周刃鋸８１の回転駆動時における回転振れを抑制する回転振れ抑制機構、つまり、サブチャック６３，カバー部材８３，液圧供給パイプ８４，液圧導入室８８ａ，８８ｂおよび液圧安定部材８９ａ，８９ｂを備えている。
【００９８】
したがって、外周刃鋸８１を大径，薄肉にしてもその回転振れを抑制できるので、より大径の円柱状のワークＷ１の外周部の切断に対応可能となり、ひいては生産効率を向上させることができる。また、外周刃鋸８１を薄肉にできるので、切断時に生じる切り粉の削減を図ることができる。さらに、基台１１の長手方向に沿って移動するスライダ機構５０により円柱状のワークＷ１を移動させるので、より長尺の円柱状のワークＷ１の外周部の切断に対応可能となり、ひいては生産効率を向上させることができる。
【００９９】
また、本実施の形態に係る切断装置１０によれば、切断機構８０に設けた回転振れ抑制機構を、外周刃鋸８１の一側面および他側面を部分的に覆うカバー部材８３と、カバー部材８３に設けられて外周刃鋸８１の両側面に液体を圧送する液体圧送機構、つまり、液圧供給パイプ８４，液圧導入室８８ａ，８８ｂおよび液圧安定部材８９ａ，８９ｂとから形成している。
【０１００】
したがって、外周刃鋸８１の回転振れを水ＷＴの圧力（液圧）により抑制することができる。また、外周刃鋸８１の回転抵抗の増大が抑制されるので、外周刃鋸８１の広範囲をカバー部材８３で覆うことができ、より大径，より薄肉の外周刃鋸８１の回転振れを抑制できる。さらに、水ＷＴを用いるため外周刃鋸８１を効果的に冷却してその寿命を延ばしつつ、切断時に生じる切り粉の飛散を防止できる。
【０１０１】
さらに、本実施の形態に係る切断装置１０によれば、スライダ機構５０に設けた回転振れ抑制機構を、外周刃鋸８１による切断加工により生じた端材Ｄの長手方向両側をチャックするサブチャック６３から形成している。
【０１０２】
したがって、切断中においてワークＷ１から端材Ｄがその自重で落下するのを防止しつつ、ワークＷ１と端材Ｄとで外周刃鋸８１の一側面および他側面を保持できる。したがって、外周刃鋸８１の回転振れをワークＷ１および端材Ｄによって抑制することができる。
【０１０３】
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、上記実施の形態においては、回転振れ抑制機構を構成する液体圧送部材として、各液圧安定部材８９ａ，８９ｂを備えたものを示したが本発明はこれに限らない。例えば、液圧供給パイプ８４を高剛性のものとしつつ、脈動を発生し難い液圧ポンプ等を採用することで、微小隙間Ｏに安定した液圧を供給でき、したがって、各液圧安定部材８９ａ，８９ｂを省略することもできる。
【０１０４】
また、上記実施の形態においては、回転振れ抑制機構を、スライダ機構５０および切断機構８０の双方に設けたものを示したが、本発明はこれに限らず、使用する外周刃鋸８１の剛性（板厚寸法Ｔ）等によっては、何れか一方を省略することもできる。例えば、切断加工の対象となるワークＷ１の長手方向の寸法が短い場合は、各端材Ｄは軽量となる。よって、ワークＷ１の切断中において、当該ワークＷ１を欠損させるような各端材Ｄの落下が抑えられるため、スライダ機構５０の回転振れ抑制機構、つまりサブチャック６３を省略することもできる。
【０１０５】
さらに、上記実施の形態においては、液体として水ＷＴを用いたものを示したが、本発明はこれに限らず、例えば、防錆剤や砥粒を含むオイルベース系の液体等を用いることもできる。
【符号の説明】
【０１０６】
１０ 切断装置
１１ 基台
１１ａ フレーム部材
１１ｂ リフト用ボールネジ機構
１１ｃ 昇降機構
１１ｄ コントロールユニット
１１ｅ カバー
１１ｆ 開口窓
１２ 調節脚
２０ ワーク搬入機構
２１ スライドレール
２２ ワーク支持台
２３ 第１センサ
２４ 第２センサ
３０ ワーク搬送リフト
３１ 本体部
３２ アーム部
３２ａ ローラ
３２ｂ 支持駒
３３ アーム駆動部
３３ａ 駆動モータ
３３ｂ ボールネジ
３３ｃ ナット
３４ ＬＥＤ照明
３４ａ 高輝度ＬＥＤ
３５ 撮像カメラ
４０ 端材搬送リフト
４１ 端材支持爪
５０ スライダ機構（ワーク移動機構）
６０ プライマリチャック部
６１ 移動ベース
６２ メインチャック
６３ サブチャック（端材チャック，回転振れ抑制機構）
６３ａ チャック本体
６４ 支持ケース
６４ａ チャック駆動モータ
６４ｂ 軸受
６４ｃ チャック支持部材
６４ｄ 嵌合凹部
６５ ワークチャック
６５ａ チャック本体
６５ｂ 嵌合凸部
６６ 伸縮部材
６６ａ シリンダ室
６６ｂ ピストン部材
６６ｃ 支持ボルト
６６ｄ 板バネ
６７ 伸縮部材
６７ａ シリンダ室
６７ｂ ピストン部材
６７ｃ 支持ボルト
６７ｄ コイルバネ
７０ スレーブチャック部
８０ 切断機構
８１ 外周刃鋸
８１ａ 円盤基材
８１ｂ ダイヤ刃部
８２ 回転軸
８３ カバー部材（回転振れ抑制機構）
８４ 液圧供給パイプ（液体圧送部材，回転振れ抑制機構）
８５ 中空部材
８６ 軸受部材
８７ 伸縮カバー
８８ａ，８８ｂ 液圧導入室（液体圧送部材，回転振れ抑制機構）
８９ａ，８９ｂ 液圧安定部材（液体圧送部材，回転振れ抑制機構）
９０ａ，９０ｂ オリフィス孔
Ｄ 端材
ＤＢ 端材ボックス
ＥＯ 逃げ隙間
ＦＬ 床面
Ｇ１，Ｇ２ ネジ
Ｏ 微小隙間
Ｓ 晶癖線
Ｗ１ ワーク
Ｗ２ ウェハ
ＷＴ 水（液体）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円柱状シリコンインゴットの外周部を切断し、角柱状シリコンインゴットに加工する切断装置であって、
床面に設置され、前記床面の水平方向に延在する基台と、
前記基台に設けられ、前記円柱状シリコンインゴットの長手方向両側をチャックした状態のもとで前記基台の長手方向に沿って移動するワーク移動機構と、
前記基台に設けられ、前記基台の短手方向から前記円柱状シリコンインゴットと対向する切断機構と、
前記切断機構の駆動源により回転駆動され、前記円柱状シリコンインゴットの外周部をその長手方向に沿って切断する外周刃鋸と、
前記ワーク移動機構および前記切断機構のうちの少なくともいずれか一方に設けられ、前記外周刃鋸の回転駆動時における回転振れを抑制する回転振れ抑制機構とを備えることを特徴とする切断装置。
【請求項２】
請求項１記載の切断装置において、前記回転振れ抑制機構は、前記切断機構に設けられ、前記外周刃鋸の一側面および他側面を部分的に覆うカバー部材と、前記カバー部材に設けられて前記外周刃鋸の両側面に液体を圧送する液体圧送部材とを有することを特徴とする切断装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の切断装置において、前記回転振れ抑制機構は、前記ワーク移動機構に設けられ、前記外周刃鋸による切断加工により生じた端材の長手方向両側をチャックする端材チャックからなることを特徴とする切断装置。
【請求項１】
円柱状シリコンインゴットの外周部を切断し、角柱状シリコンインゴットに加工する切断装置であって、
床面に設置され、前記床面の水平方向に延在する基台と、
前記基台に設けられ、前記円柱状シリコンインゴットの長手方向両側をチャックした状態のもとで前記基台の長手方向に沿って移動するワーク移動機構と、
前記基台に設けられ、前記基台の短手方向から前記円柱状シリコンインゴットと対向する切断機構と、
前記切断機構の駆動源により回転駆動され、前記円柱状シリコンインゴットの外周部をその長手方向に沿って切断する外周刃鋸と、
前記ワーク移動機構および前記切断機構のうちの少なくともいずれか一方に設けられ、前記外周刃鋸の回転駆動時における回転振れを抑制する回転振れ抑制機構とを備えることを特徴とする切断装置。
【請求項２】
請求項１記載の切断装置において、前記回転振れ抑制機構は、前記切断機構に設けられ、前記外周刃鋸の一側面および他側面を部分的に覆うカバー部材と、前記カバー部材に設けられて前記外周刃鋸の両側面に液体を圧送する液体圧送部材とを有することを特徴とする切断装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の切断装置において、前記回転振れ抑制機構は、前記ワーク移動機構に設けられ、前記外周刃鋸による切断加工により生じた端材の長手方向両側をチャックする端材チャックからなることを特徴とする切断装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−２４０２５９（Ｐ２０１２−２４０２５９Ａ）
【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２０１１−１１０９７０（Ｐ２０１１−１１０９７０）
【出願日】平成２３年５月１８日（２０１１．５．１８）
【出願人】（５９４００２２８８）株式会社ＢＢＳ金明 (8)
【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１８日（２０１１．５．１８）
【出願人】（５９４００２２８８）株式会社ＢＢＳ金明 (8)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]