特許 5796622 ワイヤ放電加工装置、ワイヤ放電加工方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5796622

(24)【登録日】2015年8月28日

(45)【発行日】2015年10月21日

(54)【発明の名称】ワイヤ放電加工装置、ワイヤ放電加工方法

(51)【国際特許分類】

   B23H 7/02 20060101AFI20151001BHJP

   B23H 9/00 20060101ALI20151001BHJP

【ＦＩ】

   B23H7/02 A

   B23H7/02 Q

   B23H9/00 Z

【請求項の数】13

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2013-255232(P2013-255232)

(22)【出願日】2013年12月10日

(65)【公開番号】特開2014-133297(P2014-133297A)

(43)【公開日】2014年7月24日

【審査請求日】2013年12月11日

(31)【優先権主張番号】特願2012-269724(P2012-269724)

(32)【優先日】2012年12月10日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】390002761

【氏名又は名称】キヤノンマーケティングジャパン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100188938

【弁理士】

【氏名又は名称】榛葉 加奈子

(72)【発明者】

【氏名】八ケ代 隆幸

(72)【発明者】

【氏名】塚本 秀

【審査官】 山崎 孔徳

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２６０１５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２４６５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２４５９２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６１−０４４５３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２１６１３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｈ ７／０２

Ｂ２３Ｈ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

ワイヤと被加工物との間の放電により前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、
前記被加工物と前記ワイヤとの間の放電に用いられる加工液が貯留される加工液槽であって、前記被加工物と前記ワイヤとの間に前記加工液槽内の加工液が位置するように設けられる加工液槽と、
前記加工液槽に供給される加工液の流速を低下させる、前記加工液槽内に設けられている多孔質の複数の孔を有した部材を含む流速低下機構と、
を備えること特徴とするワイヤ放電加工装置。

【請求項2】

前記加工液槽内に加工液を供給する供給口を更に備え、
前記多孔質の部材は、前記供給口に設けられていること特徴とする請求項１に記載のワイヤ放電加工装置。

【請求項3】

前記加工液を供給する加工液供給口を更に備え、
前記流速低下機構は、前記加工液供給口に接続し、前記加工液供給口から供給される加工液を通す管を更に含み、
前記管は、前記加工液供給口からの距離に従った間隔で、前記管内から前記加工液槽に加工液を供給する前記供給口が設けられていることを特徴とする請求項２に記載のワイヤ放電加工装置。

【請求項4】

前記管は、前記加工液供給口からの距離に従った間隔で設けられた供給口であって、前記加工液供給口からの距離に応じた大きさの供給口が設けられていることを特徴とする請求項３に記載のワイヤ放電加工装置。

【請求項5】

前記加工液を供給する加工液供給口が複数設けられており、
前記管は、前記加工液槽に設けられた複数の加工液供給口から供給される加工液を通す同一の管を含み、
前記管は、前記複数の加工液供給口からの距離に従った間隔で設けられた供給口であって、前記複数の加工液供給口からの距離に応じた大きさの供給口が設けられていることを特徴とする請求項４に記載のワイヤ放電加工装置。

【請求項6】

前記管は、前記加工液供給口からの距離が遠くなるに従って、前記供給口の数は多く、かつ、前記供給口の大きさが小さくなるように前記供給口が設けられていることを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載のワイヤ放電加工装置。

【請求項7】

前記多孔質の部材は、前記管に設けられていることを特徴とする請求項３乃至６の何れか１項に記載のワイヤ放電加工装置。

【請求項8】

前記多孔質の部材は、前記管の前記供給口に設けられていることを特徴とする請求項７に記載のワイヤ放電加工装置。

【請求項9】

前記多孔質の部材は、ウレタンを含む材料により構成されていることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のワイヤ放電加工装置。

【請求項10】

前記多孔質の複数の孔を有した部材は、スポンジであることを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載のワイヤ放電加工装置。

【請求項11】

前記流速低下機構は、前記加工液槽に供給される加工液の水流を分散して前記加工液を前記加工液槽に供給することで、前記加工液槽に供給される加工液の流速を低下させる機構であることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載のワイヤ放電加工装置。

【請求項12】

前記加工液は、前記被加工物と前記ワイヤとの間の放電に必要な電気抵抗の材料として用いられる加工液であることを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載のワイヤ放電加工装置。

【請求項13】

ワイヤと被加工物との間の放電により前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置によるワイヤ放電加工方法であって、
加工液槽が、前記被加工物と前記ワイヤとの間の放電に用いられる加工液を貯留し、前記被加工物と前記ワイヤとの間に前記加工液槽内の加工液が位置するように設けられており、
前記加工液槽内に設けられている多孔質の複数の孔を有した部材を含む流速低下機構が、前記加工液槽に供給される加工液の流速を低下させること特徴とするワイヤ放電加工方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ワイヤ放電加工装置、ワイヤ放電加工方法に関し、特に、加工液槽に供給される加工液の流速を低下させる技術に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、半導体材料や太陽電池材料、硬質材料等の被加工材料を、放電加工により、短時間で同時に複数切り出す方法が開発されている。

【0003】

たとえば、ワイヤ放電加工装置は、当該被加工材料を薄板状に切り出すために、給電子を介してワイヤに電圧を印加しながら走行させ、そのワイヤに当該被加工材料を近づけることで放電現象を発生させ、当該被加工材料を放電加工するものである。

【0004】

特許文献１には、走行する複数本のワイヤで被加工物を放電加工することにより、薄片に切断することが記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−２６０１５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、従来、例えば、走行するワイヤの速度が速くなるにつれ、また、ワイヤ電極の本数が多くなるにつれ、また、ワイヤ間隔が狭小するにつれて、加工水槽内の加工液が、走行するワイヤによって加工水槽の外に運び出されてしまい、加工水槽内にワイヤ放電加工に必要な加工液の水量を十分に確保することができない場合がある。

【0007】

そのため、放電発生部である、被加工物（ワーク）とワイヤとの間に、放電加工に必要な加工液の水量を十分に確保できない場合には、例えば、空中放電等が発生し、被加工物であるワークやワイヤを破損してしまい、被加工物を適切に放電加工することができないおそれがあった。

【0008】

また、加工水槽に供給される加工液の流速の大きい水流が直接ワイヤに当たることにより、その加工液の水流によりワイヤの間隔が変動して（ワイヤがぶれてしまい）、被加工物を適切に放電加工することができないおそれがあった。すなわち、加工液槽に供給される加工液の噴流によりワイヤがぶれてしまい、被加工物を均一に加工することが困難であった。

【0009】

本発明は、加工液槽に供給される加工液の流速を低下させることで、加工液によるワイヤのブレを低減し、被加工物を適切に放電加工するための仕組みを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は、ワイヤと被加工物との間の放電により前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置であって、前記被加工物と前記ワイヤとの間の放電に用いられる加工液が貯留される加工液槽であって、前記被加工物と前記ワイヤとの間に前記加工液槽内の加工液が位置するように設けられる加工液槽と、前記加工液槽に供給される加工液の流速を低下させる、前記加工液槽内に設けられている多孔質の複数の孔を有した部材を含む流速低下機構と、を備えること特徴とする。

【0011】

また、本発明は、ワイヤと被加工物との間の放電により前記被加工物を加工するワイヤ放電加工装置によるワイヤ放電加工方法であって、加工液槽が、前記被加工物と前記ワイヤとの間の放電に用いられる加工液を貯留し、前記被加工物と前記ワイヤとの間に前記加工液槽内の加工液が位置するように設けられており、前記加工液槽内に設けられている多孔質の複数の孔を有した部材を含む流速低下機構が、前記加工液槽に供給される加工液の流速を低下させること特徴とする。

【発明の効果】

【0013】

本発明によれば、加工液槽に供給される加工液の流速を低下させることで、加工液によるワイヤのブレを低減し、被加工物を適切に放電加工することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】マルチワイヤ放電加工システムを前方から見た外観図である。

【図2】図１に示す点線１６枠内の拡大図である。

【図3】マルチワイヤ放電加工装置１が備える、加工液槽６と、囲い板１２と、ワイヤ７との構成を示す図である。

【図4】マルチワイヤ放電加工装置１が備える囲い板１２内に放電加工に必要な加工液の水量が貯留されることを説明するための図である。

【図5】マルチワイヤ放電加工装置１が備える、囲い板１２、給水部１３、整流板１４の構成を説明するための図である。

【図6】マルチワイヤ放電加工装置１が備える、整流板１４と、ワイヤ７の構成について説明する図である。

【図7】マルチワイヤ放電加工装置１が備える、加工液槽６に加工液が供給される加工液供給口７０１を説明するための図である。

【図8】加工液供給口７０１から、流束分散制御機構８０１を備えていない加工液槽６に加工液が供給され、当該加工液が供給されることによる加工液槽６内の加工液の流れの一例を示す図である。

【図9】加工液供給口７０１から、流束分散制御機構８０１を備えている加工液槽６に加工液が供給され、当該加工液が供給されることによる加工液槽６内の加工液の流れの一例を示す図である。

【図10】流束分散制御機構８０１の断面図と、加工水が、流束分散制御機構８０１の気孔を通って加工液槽６内に流れ出る水流の一例を示す図である。

【図11】流束分散制御機構８０１内部のチューブの穴径を、加工液供給口７の出口からの距離に応じて変えることにより、チューブから加工液槽６内に全面均一な流量の加工液を噴出させることを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、添付図面を参照して、本発明を好適な実施形態に従って詳細に説明する。

【0016】

図１は、本発明の実施の形態に係るマルチワイヤ放電加工装置１を前方から見た外観図である。尚、図１に示す各機構の構成は一例であり、目的や用途に応じて様々な構成例があることは言うまでもない。

【0017】

本発明の実施の形態に係るマルチワイヤ放電加工システムは、マルチワイヤ放電加工装置１、電源ユニット（電源装置）１５、加工液供給装置１８から構成されている。

【0018】

マルチワイヤ放電加工システムは、放電により、並設された複数本のワイヤ７（ワイヤ電極）の間隔で被加工物（図１の例では、シリコンインゴット５）を薄片にスライスすることができる。

【0019】

マルチワイヤ放電加工装置１は、電源ユニット１５と電線（電圧印加線）を介して接続されており、電源ユニット１５から供給される電力により作動する。

【0020】

マルチワイヤ放電加工装置１は、不図示のサーボモータにより駆動されるワーク送り装置３が上下方向に移動することにより、ワーク送り装置３に接着剤（接着部４の接着剤）により接着されているワーク（ワークは、被加工物を示し、図１の例ではシリコンインゴット５である）を上下方向に移動することができる。

【0021】

また、マルチワイヤ放電加工装置１は、本発明のワイヤ放電加工装置の適用例であり、ワイヤと被加工物との間で発生する放電により被加工物を加工する。

【0022】

本発明の実施の形態では、シリコンインゴット５が下方向に移動することで、シリコンインゴット５とワイヤ７とが接近し、シリコンインゴット５とワイヤ７との間で放電が発生し、シリコンインゴット５の放電加工を行う。このとき、シリコンインゴット５とワイヤ７との間の空間（放電ギャップ（シリコンインゴット５とワイヤ７との間の隙間））には加工液が満たされており、この加工液が所定幅の電気抵抗値を有していることから、シリコンインゴット５とワイヤ７との間で放電が発生し、シリコンインゴット５の放電加工を行うことができる。すなわち、加工液は、加工物とワイヤとの間の放電に必要な電気抵抗の材料として用いられる加工液である。

【0023】

また、ワーク送り装置３をワイヤ７よりも下部へ設け、シリコンインゴット５を上方向へ移動させることにより、シリコンインゴット５とワイヤ７との間で放電加工を行わせるようにすることも可能である。

【0024】

本実施の形態では、被加工物の一例としてシリコンインゴット５を用いて説明するが、ＳＩＣ（炭化シリコン）などの、絶縁体ではない他の材料（導体又は半導体）を用いることもできる。

【0025】

マルチワイヤ放電加工装置１は、図１に示すように、マルチワイヤ放電加工装置１の土台として機能するブロック１９と、ブロック１９の上部の装置内に設置されている、ブロック２と、ワーク送り装置３と、接着部４と、シリコンインゴット５と、加工液槽６と、メインローラ８と、ワイヤ７と、メインローラ９と、給電ユニット１０と、給電子１１と、囲い板１２と、給水部１３と、整流板１４と、流束分散制御機構８０１とを備えている。

【0026】

流束分散制御機構８０１は、本発明の分散機構の適用例であり、加工液供給装置１８により加工液槽６に供給される加工液の水流を分散して加工液を加工液槽６に供給する機構である。

【0027】

すなわち、流束分散制御機構８０１は、本発明の流速低下機構の適用例であり、加工液槽に供給される加工液の水流を分散して加工液を加工液槽に供給することで、加工液槽に供給される加工液の流速を低下させる機構である。

【0028】

１５は、電源ユニット（電源装置）であり、２には、サーボモータを制御する放電サーボ制御回路が放電の状態に応じて効率よく放電を発生させるために放電ギャップを一定の隙間に保つように制御し、またワークの位置決めを行い、放電加工を進行させる。

【0029】

１８は、加工液供給装置であり、放電加工部の冷却、加工チップ（屑）の除去に必要な加工液をポンプによりシリコンインゴット５とワイヤ７へ送液すると共に、加工液中の加工チップの除去、イオン交換樹脂による比抵抗または電導度（１μＳ〜２５０μＳ）の管理、液温（２０℃付近）の管理を行う。加工液には、主に水が使用されるが、放電加工油を用いることもできる。本実施の形態では、加工液の例として水を用いるが、放電加工油でもよい。

【0030】

８，９はメインローラであり、メインローラには、所望する厚さで加工出来るようにあらかじめ決められたピッチ、数で溝が形成されており、ワイヤ供給ボビンからの張力制御されたワイヤが２つのメインローラに必要数巻きつけられ、巻き取りボビンへ送られる。ワイヤ速度は１００ｍ／ｍｉｎから９００ｍ／ｍｉｎ程度が用いられる。

【0031】

メインローラ９は、本発明のガイドローラの適用例であり、メインローラ９が回転することによりメインローラ９に巻きつけられたワイヤ７を走行させる。

【0032】

２つのメインローラが同じ方向でかつ同じ速度で連動して回転することにより、ワイヤ繰出し部から送られた１本のワイヤ７がメインローラ（２つ）の外周を周回し、並設されている複数本のワイヤ７を同一方向に走行させることができる。

【0033】

ワイヤ７は、１本の繋がったワイヤであり、図示しないボビンから繰り出され、メインローラ８、９の外周面のガイド溝（図示しない）に嵌め込まれながら、当該メインローラの外側に多数回（最大で２０００回程度）螺旋状に巻回された後、図示しないボビンに巻き取られる。

【0034】

加工液槽６は、所定の範囲の比抵抗（電気伝導度）に管理されたイオン交換水を、並設されたワイヤ７（ワイヤ電極とも言う）とシリコンインゴット５とが近接する放電ギャップの位置（放電点）に加工液として供給している。

【0035】

加工液槽６は、本発明の加工液槽の適用例であり、被加工物とワイヤとの間で放電加工されるために用いられる加工液が貯留される。

【0036】

すなわち、加工液槽６は、被加工物とワイヤとの間の放電に用いられる加工液が貯留される加工液槽であって、被加工物とワイヤとの間に加工液槽内の加工液が位置するように設けられている。

【0037】

給水部１３から噴射される冷却水の比抵抗は、イオン交換水（加工液）の比抵抗とほぼ等しく、冷却水の比抵抗も加工液と同様にイオン交換樹脂により管理されている。これは冷却水と加工液が混ざっても放電に影響をあたえないためである。

【0038】

すなわち、給水部１３から噴射される冷却水は、メインローラ８、９、ワイヤ７を冷却する加工液である。

【0039】

また、給水部１３から噴射される加工液は、加工液槽６に貯留されている加工液と同一、又はほぼ同一の比抵抗を有する加工液である。

【0040】

また、整流板１４は、給水部１３から噴射される加工液を、走行しているワイヤ７により、加工液槽６に流し込むための機構である。整流板１４の構成については、後で詳しく説明する。

【0041】

また、囲い板１２は、加工液槽６、及びワイヤ７の上部に設けられており、加工液槽６内に流入する加工液の界面（液面）がワイヤ７よりも高い位置になるように、ワークの周りを囲っている、囲い板１２を用いることで、加工液の水位がワイヤ７よりも高くすることが可能となる。

【0042】

囲い板１２は、本発明の流出抑制板の適用例であり、加工液槽よりも上部に設けられ、加工液槽内に貯留される加工液の当該加工液槽からの流出を抑制する。また、流出抑制板と加工液槽との間の隙間には、走行するワイヤが設けられている。

【0043】

図３に示す囲い板１２は、加工液槽６の縁上に設けられているが、加工液槽６の縁の直上ではなく、加工液槽６の内側、又は外側に設けるようにすることもできる。

【0044】

また、図３に示す流出抑制板は、加工液槽６内の加工液を囲むように構成されているが、少なくとも、被加工物に対してワイヤの走行方向側に設けることで、加工液槽６内の加工液が、ワイヤが走行している方向に運び出され加工液槽６の外に運び出されるのを防ぎ、ワークとワイヤとの間の隙間（放電ギャップ）に、放電加工に必要な加工液の水量を確保することができるようになる。

【0045】

流出抑制板は、被加工物に対してワイヤの走行方向側の加工液槽の縁よりも上部に設けられている。

【0046】

また、加工液槽６の内部には、加工液供給口７０１からの水流を制御するための流束分散制御機構８０１を備えている。

【0047】

加工液槽６内への加工液の供給は、加工液槽６の下部に備えられた加工液供給部（加工液供給口７０１を加工液供給部とも言う。）から行われる。そのため、加工液供給部から供給された加工液が、ワイヤ７の下部から直接、ワイヤ７にあたり、その加工液の水流によりワイヤの間隔が変動してしまい（ワイヤがぶれてしまい）、被加工物を均一に加工することが難しくなるおそれがある。

【0048】

そのため、図９を用いて、後で説明するが、加工水の水流による被加工物の加工の不均一性の増大を抑えるために、加工液供給部から供給された加工液が、ワイヤ７の下部から直接、ワイヤ７にあたらないようにするための流束分散制御機構８０１を、加工液槽６内に設けている。

【0049】

流束分散制御機構８０１についての詳細は、図９を用いて、後で説明する。

【0050】

次に、図２について、説明する。

【0051】

図２は、図１に示す点線１６枠内の拡大図である。

【0052】

ブロック２は、ワーク送り装置３と接合されている。また、ワーク送り装置３は、シリコンインゴット５（ワーク）と接着部４により接着（接合）されている。

【0053】

本実施例では、被加工材料（ワーク）として、シリコンインゴット５を例に説明する。

【0054】

接着部４は、ワーク送り装置３と、シリコンインゴット５（ワーク）とを接着（接合）するためのものであれば何でもよく、例えば、導電性接着剤が用いられる。

【0055】

ワーク送り装置３は、接着部４により接着（接合）されているシリコンインゴット５を上下方向に移動する機構を備えた装置であり、ワーク送り装置３が下方向に移動することにより、シリコンインゴット５をワイヤ７に近づけることが可能となる。

【0056】

加工液槽６は、加工液を溜めるための容器である。加工液は、例えば、抵抗値が高い脱イオン水である。ワイヤ７と、シリコンインゴット５との間に、加工液が設けられることにより、ワイヤ７と、シリコンインゴット５との間で放電が発生し、シリコンインゴット５を削ることが可能となる。

【0057】

また、図１でも説明したが、マルチワイヤ放電加工装置１は、加工液槽６の上部に囲い板１２を備えている。

【0058】

囲い板１２は、放電発生部である、ワークとワイヤとの間（放電ギャップ）に、放電加工に必要な加工液の量を確保するために備えている。

【0059】

囲い板１２は、本発明の囲い板であり、加工液槽６の上部に設けられ、加工液槽６内に貯留される加工液の水位をワイヤ７よりも上位になるように貯留し、ワイヤが走行することによる、加工液槽内の加工液の加工漕外への流出量を減らすように機能する。

【0060】

また、囲い板１２と加工液槽６との間には、隙間があり、その隙間を走行するワイヤが設けられている。

【0061】

囲い板１２についての詳細は、図３、図４、図５を用いて、後で説明する。

【0062】

図２に示すように、加工液槽６の上部に囲い板１２が設けられ、更に、給水部１３から加工液がメインローラ９、及び／又は、加工液槽６又は囲い板１２との間のワイヤ７に、噴射され、当該噴射された加工液が、整流板１４を通り加工液槽６内に貯留される。このようにして加工液槽６内に貯留される加工液の水位がワイヤ７よりも上位になるように貯留することができ、ワイヤが走行することによる、加工液槽内の加工液の加工漕外への流出量を減らすことができる。

【0063】

これにより、放電発生部である、ワークとワイヤとの間（放電ギャップ）に、放電加工に必要な加工液の量を確保することが出来るようになり、放電加工を安定して行うことができ被加工物への欠陥の発生を防ぐことが可能となる。

【0064】

図２に示すように、マルチワイヤ放電加工装置１は、整流板１４と給水部１３を備えている。

【0065】

給水部１３は、加工液を、メインローラ９の上部でありメインローラ９に巻きつけられたワイヤの上部、及び／又はメインローラ９と加工液槽６との間のワイヤの上部に流すように、これらの上部に配置されている。

【0066】

給水部１３は、本発明の給水機構の適用例であり、メインローラ９と加工液槽との間で走行するワイヤ、及び／又はメインローラ９に加工液を噴射する。

【0067】

この給水機構は、ワイヤ７の走行方向とは逆方向に設けられたメインローラ９と加工液槽６との間のワイヤ７、及び／又はメインローラ９に加工液を噴射する。

【0068】

また、給水機構は、ワイヤ７の走行方向とは逆方向に設けられたメインローラ９と加工液槽６との間のワイヤ７、及び／又はメインローラ９よりも上部に設けられている。

【0069】

給水部１３は、ワイヤ７に給電されている場合にワイヤ電極（ワイヤ７）から発する熱から、メインローラ９を保護するために、メインローラ９の上部でかつ、メインローラ９に巻きつけられたワイヤの上部に、冷却水としての加工液を噴射する。

【0070】

ここでは、ワーク（シリコンインゴット５）とワイヤ７との間の隙間に、放電加工に必要な加工液の量を確保するために、この冷却水としての加工液を利用する。そのために、整流板１４を設けて、メインローラ９を伝わってきた冷却用の加工液を加工液槽６に運ぶように構成している。これにより、ワイヤの静止状態からワイヤの走行状態まで放電加工に必要な加工液槽６内の加工液量の確保が可能となる。

【0071】

例えば、給水部１３からの加工液の噴射を行わず、ワイヤを走行した場合、囲い板１２と加工液槽６との間の隙間を走行しているワイヤにより、空気が加工液槽６内に大量に入り込むこと共に、囲い板１２と加工液槽６との間の隙間から、加工液槽６内の加工液が漏れ出し加工液槽６内の水位が低下してしまうおそれがある。

【0072】

このような課題を解消するために、マルチワイヤ放電加工装置１は、整流板１４と給水部１３を備えている。

【0073】

メインローラ８、９（ガイドローラとも言う）には、ワイヤ７を取り付けるための溝が複数列形成されており、その溝にワイヤ７が取り付けられている。そして、メインローラ８、９が右又は左回転することにより、ワイヤ７が走行する。

【0074】

メインローラにワイヤ７が複数回巻きつけられており、メインローラに刻まれた溝に従い、所定ピッチでワイヤ７が整列している。

【0075】

メインローラ８、９は中心に金属を使用し、外側は樹脂で覆う構造である。

【0076】

給電子１１は、機械的摩耗に強く、導電性があることが要求され超硬合金が使用されている。

【0077】

メインローラの間の中央部の上部に、シリコンインゴット５が配置され、シリコンインゴット５はワーク送り装置３に取付けられており、ワーク送り装置３が上下方向に移動することにより、シリコンインゴット５が上下方向に移動し、シリコンインゴット５の加工を行う。

【0078】

また、メインローラ間の中央部に加工液槽６を設け、ワイヤ７およびシリコンインゴット５を浸漬し、放電加工部の冷却、加工チップの除去を行う。

【0079】

ワイヤ７は、図２に示すように、メインローラ８、９に取り付けられ、メインローラ８、９の上側、及び下側にワイヤ列を形成している。

【0080】

また、ワイヤ７は、伝導体であり、電源ユニット１５から電圧が供給された給電ユニット１０の給電子１１と、ワイヤ７とが接触することにより、当該供給された電圧が給電子１１からワイヤ７に印加される。（給電子１１がワイヤ７に電圧を印加している。）

【0081】

そして、ワイヤ７と、シリコンインゴット５との間で放電が起き、シリコンインゴット５を削り（放電加工を行い）、薄板状のシリコン（シリコンウエハ）（加工物）を作成することが可能となる。

【0082】

次に、図３を用いて、加工液槽６と、囲い板１２と、ワイヤ７との構成について説明する。

【0083】

図３は、マルチワイヤ放電加工装置１が備える、加工液槽６と、囲い板１２と、ワイヤ７との構成を示す図である。

【0084】

図３に示す通り、加工液槽６と囲い板１２との間には隙間があり、その隙間にワイヤ７が走行する構成となっている。

【0085】

加工液槽６内に供給される加工液は、この隙間から流れ出ることになるが、この隙間から流れ出る以上の流量の加工液が加工液槽６に供給される。

【0086】

そのため、囲い板１２内にも、放電加工に必要な加工液の水量が貯留されることとなる。

【0087】

次に、図４を用いて、囲い板１２内に放電加工に必要な加工液の量が貯留されることを説明する。

【0088】

図４は、マルチワイヤ放電加工装置１が備える囲い板１２内に放電加工に必要な加工液の水量が貯留されることを説明するための図である。

【0089】

図４の（Ａ）は、囲い板１２を備えていない加工液槽６内に加工液が溜められ、ワイヤ７が走行していない状態を示す図である。

【0090】

図４の（Ａ）に示すように、ワイヤ７が走行していないため、加工液槽６内に供給される加工液により、ワイヤ７と、加工液槽６内の加工液とが接触している状態となる。

【0091】

また、図４の（Ｂ）は、囲い板１２を備えていない加工液槽６内に加工液が溜められ、ワイヤ７が走行している状態を示す図である。

【0092】

図４の（Ｂ）に示すように、ワイヤ７が走行しているため、加工液槽６内の加工液が、ワイヤが走行している方向に運び出され、加工液槽６内の加工液が、ワイヤ７に一部接触していない状態となる。図４の（Ｂ）に示す加工液槽６内の矢印は、加工液槽６内の加工液の流れを示している。ワイヤが走行しているため、加工液槽６内の加工液が、図４の（Ｂ）に示す矢印のように流れてしまい、加工液槽６内の加工液が、ワイヤが走行している方向に運び出され、加工液槽６の外に出てしまう。そのため、加工液槽６内の加工液が、ワイヤ７に接触することさえできず、ワークとワイヤとの間（放電ギャップ）に、放電加工に必要な加工液の水量を確保することが難しくなってしまう。

【0093】

そこで、本実施の形態では、図４の（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、加工液槽６の上部に、囲い板１２を備え、ワークとワイヤとの間（放電ギャップ）に、放電加工に必要な加工液の水量を確保するようにしている。

【0094】

図４の（Ｃ）は、加工液槽６、及び囲い板１２内に加工液が溜められ、ワイヤ７が走行していない状態を示す図である。

【0095】

また、図４の（Ｄ）は、加工液槽６、及び囲い板１２内に加工液が溜められ、ワイヤ７が走行している状態を示す図である。

【0096】

図４の（Ｄ）に示すように、加工液槽６と囲い板１２との間のワイヤ７が走行しているため、加工液槽６内の加工液が、ワイヤが走行している方向に運び出されるが、囲い板が、当該運び出される加工液が加工液槽６、及び囲い板１２の外に運び出されるのを防いでいる。

【0097】

そのため、ワークとワイヤとの間の隙間（放電ギャップ）に、放電加工に必要な加工液の水量を確保することができるようになる。

【0098】

図４の（Ｄ）に示す加工液槽６内の矢印は、加工液槽６内の加工液の流れを示している。

【0099】

また、ワイヤ速度の増加などにより加工液槽６内の水流が大きくなる場合には、囲い板の高さを上げる（調整する）ことで加工液槽６の外への水の運び出し（流出）を減らすことが可能である。

【0100】

次に、図５を用いて、マルチワイヤ放電加工装置１が備える、囲い板１２、給水部１３、整流板１４の構成について説明する。

【0101】

図５は、マルチワイヤ放電加工装置１が備える、囲い板１２、給水部１３、整流板１４の構成を説明するための図である。

【0102】

図５を用いて、給水部１３から噴射される冷却水としての加工液を、ワイヤ７の走行、及び整流板１４により、加工液槽６、及び囲い板１２に、流入させ、ワークとワイヤとの間の隙間に、放電加工に必要な加工液の水量を確保することについて説明する。

【0103】

上述したように、図４の（Ｂ）では、ワイヤが走行すると、加工液槽６内の加工液が加工液槽６の外に出てしまい、ワイヤ７が、加工液に浸かっていない状態となる。

【0104】

また、この課題を改善するために、囲い板１２を備える構成としたが、囲い板１２と、加工液槽６との間の隙間（ワイヤが走行するための隙間）から、空気が入ってきたり、加工液が漏れてしまい、ワイヤが走行する方向とは逆方向側の加工液槽６内のワイヤが、加工液に一部浸かっていない状態となるおそれもある。

【0105】

そこで、更に、ワークとワイヤとの間に、放電加工に必要な加工液の水量を確保するための機構について、図５を用いて説明する。

【0106】

給水部１３は、図５に示すように、ワイヤからの発熱からメインローラ９を保護するために、冷却水としての加工液をメインローラ９に噴射する。また、メインローラ９と加工液槽６との間のワイヤ７の上に加工液を噴射することもできる。

【0107】

給水部１３から、メインローラ９により走行するワイヤ７に加工液が噴射され、走行しているワイヤ７により、噴射された加工液が加工液槽６と囲い板１２との間の隙間に流れていく。

【0108】

その際に、ワイヤ７から落ちた加工液も、加工液槽６と囲い板１２との間の隙間に流すために、図５に示すように、整流板１４を、メインローラ９と加工液槽６、及び／又は囲い板１２との間の走行中のワイヤ７の下に設ける。

【0109】

このように、給水部１３から、走行するワイヤ７／メインローラ９に加工液が噴射され、走行しているワイヤ７により、整流板１４、及びワイヤ７にある加工水が加工液槽６と囲い板１２との間の隙間に流れていく。

【0110】

マルチワイヤ放電加工装置１が備える整流板１４とワイヤ７の構成については、図６を用いて説明する。

【0111】

図６は、マルチワイヤ放電加工装置１が備える、整流板１４と、ワイヤ７の構成について説明する図である。

【0112】

整流板１４は、図６に示すように、ワイヤ７の下部に設けられ、整流板の底板（底面）と側板（側面）により、ワイヤ７から落ちた加工液が溜められ、走行しているワイヤ７の上下面で、ワイヤ７の走行により、噴射された加工液を、加工液槽６、及び／又は囲い板１２に運ぶことができる。

【0113】

整流板１４は、本発明の整流板の適用例であり、メインローラ９と加工液槽６との間のワイヤ７の下部に設けられた、給水機構により噴射された加工液を加工液槽に送り出す。

【0114】

そして、加工液槽６、及び／又は囲い板１２に運ばれた加工液は、加工液槽６と囲い板１２との間の隙間を通り、加工液槽６と囲い板１２の中に入り、ワークとワイヤとの間に、放電加工に必要な加工液の水量を確保することが出来るようになる。

【0115】

これにより、ワイヤの静止状態からワイヤの走行状態まで放電加工に必要な加工槽内の加工液量の確保が可能となる。

【0116】

次に、図７を用いて、マルチワイヤ放電加工装置１が備える、加工液槽６に加工液が供給される加工液供給口７０１について説明する。

【0117】

図７は、マルチワイヤ放電加工装置１が備える、加工液槽６に加工液が供給される加工液供給口７０１を説明するための図である。

【0118】

図７に示すように、加工液槽６には、加工液槽６の下部の前面側の左右にそれぞれ加工液供給口７０１を設けている。

【0119】

このように、加工液槽６は、加工液を加工液槽６内に供給する加工液供給口７０１を複数設けられている。

【0120】

このそれぞれの加工液供給口７０１から、加工液槽６内に加工液が供給される。

【0121】

加工液供給口７０１は、加工槽の底面など他の位置であってもよく、また設置数量も２か所に限定されるものではない。

【0122】

また、加工液供給口７０１は、加工液供給装置１８と導通しており、加工液供給装置１８から、加工液が加工液供給口７０１に供給され、加工液供給口７０１から加工液槽６内に加工液が供給される。

【0123】

加工液供給口７０１は、本発明の加工液供給機構の適用例であり、加工液槽６内に加工液を供給する。

【0124】

図８は、加工液供給口７０１から、流束分散制御機構８０１を備えていない加工液槽６に加工液が供給され、当該加工液が供給されることによる加工液槽６内の加工液の流れを示した図である。

【0125】

図８の（Ａ）に示す加工液槽６内の矢印は、加工液が供給されることによる加工液槽６内の加工液の流れを表している。

【0126】

図８（Ａ）では、加工液槽６の両側面の加工液供給口７０１から加工液を供給したときに、２つの水流がぶつかり合って水面方向へ噴流となって湧き上がるため、複数本のワイヤ７に当該噴流が直接当たることとなり、等間隔に張設されたワイヤ間の間隔が乱されるおそれがある。

【0127】

図８（Ｂ）では、加工液供給口７０１を２つではなく１つにした場合の図である。矢印は、加工液が供給されることによる加工液槽６内の加工液の流れを表している。

【0128】

図８（Ｂ）のように、加工液槽６の片側面の加工液供給口７０１から加工液を供給したときに、水流は加工液供給口７０１とは反対側の側面にぶつかった後、水面方向へ噴流となって湧き上がるため、図８（Ａ）と同様にワイヤ間の間隔が乱されるおそれがある。

【0129】

次に、図９を用いて、加工液供給口７０１から、流束分散制御機構８０１を備えている加工液槽６に加工液が供給され、当該加工液が供給されることによる加工液槽６内の加工液の流れについて説明する。

【0130】

図９は、加工液供給口７０１から、流束分散制御機構８０１を備えている加工液槽６に加工液が供給され、当該加工液が供給されることによる加工液槽６内の加工液の流れを示した図である。

【0131】

図９に示す加工液槽６内の矢印は、加工液が供給されることによる加工液槽６内の加工液の流れを表している。

【0132】

図９に示すように、流束分散制御機構８０１は、加工液槽６の底部近傍に、加工液供給口７０１をワイヤ張設部（ワイヤ７）から隔絶するように設置することにより、水流は加工液槽６の底部から、複数本のワイヤ７が張設された水面方向に直接湧き上がることなく、流速が緩和された状態で水面に達するため、等間隔に張設されたワイヤの間隔を乱すことが低減され、より安定した放電加工が可能となる。すなわち、流束分散制御機構８０１（流速低下機構）が、加工液槽に供給される加工液の流速を低下させるので、より安定した放電加工が可能となる。

【0133】

図９の（Ｃ）、（Ｄ）は、それぞれ、同一の加工液槽６を示した図であり、加工液槽６を見ている方向がそれぞれ異なる。図９の（Ｃ）は、正面から見た図であり、図９の（Ｄ）は右側から見た図である。

【0134】

図９に示すように、加工液供給口７０１から供給された加工液は、流束分散制御機構８０１に供給され、流束分散制御機構８０１から、加工液槽６内に加工液が供給される。

【0135】

また、図９に示すように、左右の（複数の）加工液供給口７０１から加工液が流束分散制御機構８０１に供給されている。

【0136】

流束分散制御機構８０１は、図１０を用いて、詳しく説明するが、チューブ８０２と、チューブ８０２を覆っている多孔質素材（多孔質材料）の部材であるスポンジ８０３とから構成されている。チューブ８０２は、本発明の管の適用例であり、加工液供給口７０１に接続し、加工液供給口７０１から供給される加工液を通す導管であって、左右の（複数の）加工液供給口から供給される加工液を通す同一の管である。また、図１１でも説明するが、管は、加工液供給口からの距離に従った間隔で、管内から前記加工液槽に加工液を供給する供給口（穴）が設けられている

【0137】

なお、ここでは、多孔質素材（多孔質材料）の部材としてスポンジを例に説明したが、多孔質材料の部材は、複数の孔を有した部材であり、加工液槽に供給される加工液の流速を低下させる部材であれば、他の部材であってもよい。

【0138】

チューブ８０２に設けられた穴から水流の弱い加工水が加工液槽６に供給されるため、加工液の噴流によるワイヤのブレを抑止することができる。

【0139】

すなわち、チューブ８０２に設けられたこの穴は、本発明の供給口の適用例であり、加工液供給口からの距離に従った間隔で供給口が設けられている。供給口は、管（チューブ８０２）内から加工液槽に加工液を供給する口である。

【0140】

さらに、チューブ８０２に設けられた穴から出てくる加工水は、チューブ８０２を覆っている多孔質素材であるスポンジ８０３を通り、加工液槽６内に加工液が供給されるため、さらに水流が弱くなり、加工液の噴流によるワイヤのブレを抑止することが可能となる。

【0141】

このように、流束分散制御機構８０１は、加工液供給口（加工液供給機構）から供給される加工液の水流をワイヤ７が受ける力を減らすように当該加工液の水流を制御する。

【0142】

すなわち、流束分散制御機構８０１は、加工液供給口（加工液供給機構）から供給される加工液を、当該加工液の水流をワイヤ７が受ける力を減らすように当該加工液の水流を制御する。

【0143】

図９の（Ｄ）に示すように、加工液供給口７０１（加工液供給機構）の出口（穴、すなわち供給口）に流束分散制御機構８０１が設けられている。

【0144】

流束分散制御機構８０１は、本発明の水流制御機構の適用例であり、加工液供給口７０１（加工液供給機構）から供給される加工液による、加工液槽６内の加工液の噴流を軽減するべく、加工液供給口７０１（加工液供給機構）から供給される加工液の水流を制御する。

【0145】

また、流束分散制御機構８０１は、加工液供給口７０１（加工液供給機構）の出口に設けられており、加工液供給口７０１から供給される加工液が、流束分散制御機構８０１の内部で水流の勢いを抑えられ水面方向に流れる位置に配置されている。

【0146】

また、加工液槽６内の加工液の水面近傍に走行するワイヤ７の下部に、加工液供給口７０１が設けられ、流束分散制御機構８０１は、加工液供給口７０１の出口に設けられた管である。

【0147】

図１０は、流束分散制御機構８０１の外観図と、流束分散制御機構８０１の断面図と、加工水が、流束分散制御機構８０１のスポンジの気孔を通って加工液槽６内に流れ出る水流の一例を示す図である。

【0148】

図１０の流束分散制御機構８０１の外観図に示しているように、流束分散制御機構８０１の表面は、多孔質素材からなる筒状（管状）のスポンジ８０３により構成されている。また、そのスポンジ８０３の内部には、スポンジ８０３の形状にあわせて、筒状（管状）のチューブ８０２から構成されている。すなわち、チューブの周囲に多孔質材料が設けられている。

【0149】

このチューブ８０２は、加工液槽６に設けられた複数の加工液供給口７０１から供給される加工水を同一のチューブに通すように構成されている。

【0150】

また、図１０には、流束分散制御機構８０１のＡ−Ａ’の断面図も示している。

【0151】

この断面図に示されるように、流束分散制御機構８０１は、チューブと、その周りを囲っている（包んでいる）多孔質素材とから構成されている。

【0152】

ここで使用する素材は、チューブについてはＰＶＣ（塩化ビニル）であり、多孔質材についてはウレタンである。この多孔質材は、ウレタンからなるスポンジである。

【0153】

図１０に示す流束分散制御機構８０１の構成は一例であり、目的や用途に応じて様々な構成例及び素材があることは言うまでもない。

【0154】

また、図１０に示す、加工水がスポンジの気孔を流れるイメージ図について、説明する。

【0155】

加工液供給口から加工水が供給されチューブを通りチューブの穴から加工水が噴出する。

【0156】

そして、チューブの穴から出てきた加工水は、スポンジの気孔により、その水流が緩衝（緩和）され、スポンジから加工液槽６に流れ出る。

【0157】

図１１は、流束分散制御機構８０１内部のチューブの穴径を、加工液供給口７０１の出口からの距離に応じて変えることにより、チューブから加工液槽６内に全面均一な流量の加工液を噴出させることを示す図である。

【0158】

図１１の（Ａ）は、同径の穴が等間隔に設けられたチューブ８０２の外観図と、同径の穴が等間隔に設けられたチューブの断面図とを示す図である。

【0159】

図１１の（Ａ）に示すチューブは、同じ穴径で均一の距離に穴をあけられている。そのため、両端の加工液供給口７０１から共に加工液がチューブ８０２内に供給される場合には、チューブの中央、または中央付近の穴から出てくる加工水の水圧が一番高くなり、中央から端方向（加工液供給口７０１の方向）にいくにつれて穴から出てくる加工水の水圧は下がる。

【0160】

その結果、チューブの中央の部分の加工水の噴出量が一番大きく、端に行くに従い、噴出量が少なくなってしまう。

【0161】

そのため、チューブの中央の部分の穴から出てくる加工水の噴出量が大きくなり、その噴流によりワイヤのブレが増大してしまうおそれがある。

【0162】

そこで、本実施例では、図１１の（Ｂ）に示すチューブを用いる。

【0163】

図１１の（Ｂ）は、中央付近に行くにつれて、チューブに設けられた穴（供給口）の径は小さくなり、穴（供給口）が設けられている間隔が狭いチューブ８０２の外観図と、そのチューブの断面図とを示す図である。

【0164】

図１１の（Ｂ）に示すチューブは、図の通り、両端の加工液供給口７０１から、中央に付近に行くにつれて、径が小さくなるように穴（供給口）が設けられており、さらに、中央に付近に行くにつれて、穴（供給口）が設けられている間隔が狭くなるように穴が設けられている。

【0165】

すなわち、中央付近の穴を小さくして、更に中央付近の穴（供給口）の数を多くし、端方向（加工液供給口７０１の方向）の穴（供給口）は、中央の穴（供給口）より大きくし、穴（供給口）の数も少なくする。

【0166】

このように、図１１の（Ｂ）に示すチューブを用いることで、チューブのどの穴から出てくる加工水の水流、水圧、噴出量は均一となる。

【0167】

このように、中央付近に行くにつれて、チューブに設けられた穴（供給口）の径は小さくなり、穴（供給口）が設けられている間隔が狭いチューブ８０２を用いることにより、チューブから加工液槽に入る加工液の噴流が分散化され、チューブの中央の部分の穴（供給口）から出てくる加工水の噴出量を小さくし、噴流によりワイヤのブレが低減させることが可能となる。その結果、被加工物を適切に放電加工することができるようになる。

【0168】

このように、チューブ８０２は、複数の加工液供給口７０１からの距離に従った間隔で設けられた穴（供給口）であって、複数の加工液供給口７０１からの距離に応じた大きさの穴を有する。すなわち、チューブ８０２は、複数の加工液供給口７０１からの距離が遠くなる従って、チューブ８０２に設けられる穴（供給口）は小さく、かつ、チューブに設けられる穴の数は多くなるよう構成されている。

【0169】

以上、本発明によれば、流速低下機構（流束分散制御機構８０１）を備えているため、加工液槽に供給される加工液の水流を分散して流速を低下させることで、加工液槽内の加工液供給機構から供給される加工液の噴流によるワイヤのブレを抑止することができる。

【0170】

また、本発明によれば、さらに、放電加工部（放電ギャップ）における、放電加工に必要な加工液の量を確保し、被加工物を適切に放電加工することができる。

【0171】

また、本実施の形態で説明したワイヤ放電加工方法により、被加工物を放電加工されることにより加工された加工物も本発明の特徴である。

【符号の説明】

【0172】

１ マルチワイヤ放電加工装置
２ ブロック２
３ ワーク送り装置
４ 接着部
５ シリコンインゴット
６ 加工液槽
７ ワイヤ
８ メインローラ
９ メインローラ
１０ 給電ユニット
１１ 給電子
１２ 囲い板
１３ 給水部
１４ 整流板
１５ 電源ユニット
１８ 加工液供給装置
１９ ブロック

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】