特許 6808867 電着バンドソー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6808867

(24)【登録日】2020年12月11日

(45)【発行日】2021年1月6日

(54)【発明の名称】電着バンドソー

(51)【国際特許分類】

   B23D 61/18 20060101AFI20201221BHJP

   B23D 61/12 20060101ALI20201221BHJP

   B28D 5/04 20060101ALN20201221BHJP

   B28D 1/08 20060101ALN20201221BHJP

【ＦＩ】

   B23D61/18

   B23D61/12 B

   !B28D5/04 Z

   !B28D1/08

【請求項の数】2

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2020-57469(P2020-57469)

(22)【出願日】2020年3月27日

【審査請求日】2020年3月27日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000004293

【氏名又は名称】株式会社ノリタケカンパニーリミテド

(74)【代理人】

【識別番号】100197642

【弁理士】

【氏名又は名称】南瀬 透

(74)【代理人】

【識別番号】100099508

【弁理士】

【氏名又は名称】加藤 久

(74)【代理人】

【識別番号】100182567

【弁理士】

【氏名又は名称】遠坂 啓太

(72)【発明者】

【氏名】南里 陽

【審査官】 小川 真

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０４４０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０１８６３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１９８３５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−１５１３９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１７−１９６６９５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２３Ｄ ６１／１８

Ｂ２３Ｄ ６１／１２

Ｂ２８Ｄ １／０８

Ｂ２８Ｄ ５／０４

Ｂ２４Ｄ １１／０６

ＤＷＰＩ（Ｄｅｒｗｅｎｔ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金属製の平板状エンドレスバンドで形成された台金と、
前記台金の一方の側縁部に、前記台金の長手方向に沿って所定間隔ごとに電着された複数の砥粒層と、を備え、
前記台金の厚み方向における前記砥粒層の厚みが前記台金の他方の側縁部から離れるにつれて増大し、
且つ、前記砥粒層の先端面の正面視形状が楕円形状、長円形状、紡錘形状若しくは角丸四辺形状であり、
前記砥粒層の先端面における前記台金の長手方向の中央部を含む領域の形状が、前記台金から離れる方向に凸をなす凸曲面状である電着バンドソー。

【請求項2】

前記台金の一方の側縁部から前記砥粒層の先端面までの距離が前記砥粒層に含まれる砥粒の粒径の２倍を超え、４倍以下である請求項１記載の電着バンドソー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シリコンインゴット、カーボン、セラミックス、ガラス、磁性体などの切断加工に使用されるセグメントタイプの電着バンドソーに関する。

【背景技術】

【0002】

シリコンインゴットやカーボンなどを切断する際に使用されるセグメントタイプの電着バンドソーについては、切れ味の向上、切断加工中の直進性の向上並びに寿命の延長などを目的として、従来、様々な構造、機能を有するものが提案されているが、本発明に関連するものとして、特許文献１に記載された「電着バンドソー」、特許文献２に記載された「バンドソー」並びに特許文献３に記載された「電着バンドソー」などがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００２−１８６３９号公報

【特許文献2】実開昭６２−１５４２５号公報

【特許文献3】特許第４３９７１９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載された「電着バンドソー」、特許文献２に記載された「バンドソー」並びに特許文献３に記載された「電着バンドソー」はそれぞれ優れた機能（性能）を有しているが、シリコンインゴットやカーボンなどを切断加工する産業分野では、近年においても、切れ味の向上、切断加工中の直進性の向上並びにコバカケの低減に対する要求が高いので、これらの要求を充足する電着バンドソーが要請されている。なお、前記コバカケとは、電着バンドソーによる切断対象物の切断作業において、切断対象物の切断終わり部分に発生する「欠け」をいう。

【0005】

そこで、本発明が解決しようとする課題は、切れ味が良好で、切断加工中の直進性に優れ、コバカケも少ない電着バンドソーを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記課題を解決するため、本発明に係る電着バンドソーは、
金属製の平板状エンドレスバンドで形成された台金と、
前記台金の一方の側縁部に、前記台金の長手方向に沿って所定間隔ごとに電着された複数の砥粒層と、を備え、
前記台金の厚み方向における前記砥粒層の厚みが前記台金の他方の側縁部から離れるにつれて増大し、
且つ、前記砥粒層の先端面の正面視形状が楕円形状、長円形状、紡錘形状若しくは角丸四辺形状であり、
前記砥粒層の先端面における前記台金の長手方向の中央部を含む領域の形状が、前記台金から離れる方向に凸をなす凸曲面状であることを特徴とする。

【0007】

前記電着バンドソーにおいては、前記砥粒層の先端面における前記台金の長手方向の中央部を含む領域の形状が、前記台金から離れる方向に凸をなす凸曲面状である。

【0008】

前記電着バンドソーにおいては、前記台金の一方の側縁部から前記砥粒層の先端面までの距離が、前記砥粒層に含まれる砥粒の粒径の２倍を超え、４倍以下であることが望ましい。

【発明の効果】

【0009】

本発明により、切れ味が良好で、切断加工中の直進性に優れ、コバカケも少ない電着バンドソーを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の実施形態である電着バンドソーの一部を示す部分斜視図である。

【図2】図１中の矢線Ａ方向から見た電着バンドソーの部分正面図である。

【図3】図１中の矢線Ｂ方向から見た電着バンドソーの部分側面図である。

【図4】図３中のＣ−Ｃ線における一部省略断面図である。

【図5】図３に示す砥粒層の一部切欠拡大図である。

【図6】従来の電着バンドソーの一部を示す正面図である。

【図7】図６中の矢線Ｄ方向から見た電着バンドソーの部分側面図である。

【図8】電着バンドソーの切断加工試験において使用した切断加工装置の概略を示す一部省略斜視図である。

【図9】切断加工試験に供した電着バンドソーの仕様を示す図表である。

【図10】切断加工試験に使用した切断加工装置の仕様並びに切断加工試験条件を示す図表である。

【図11】切断加工試験における変位量の測定結果を示す図表である。

【図12】切断加工試験におけるコバカケの個数の測定結果を示す図表である。

【図13】その他の実施形態である電着バンドソーの一部を示す正面図である。

【図14】図１３中の矢線Ｅ方向から見た電着バンドソーの部分側面図である。

【図15】図１４中のＦ−Ｆ線における一部省略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図１〜図１２に基づいて、本発明の実施形態である電着バンドソー１００，２００について説明する。

【0012】

初めに、図１〜図５に基づいて、電着バンドソー１００について説明する。図１に示すように、電着バンドソー１００は、金属製の平板状エンドレスバンドで形成された台金１と、台金１の一方の側縁部２に台金１の長手方向Ｌに沿って所定間隔ごとに電着された複数の砥粒層１０と、を備えている。図４に示すように、台金１の厚み方向Ｔにおける砥粒層１０の厚み１０ｔが台金１の他方の側縁部３から離れるにつれて増大した形状（バックテーパ形状）をなしている。

【0013】

また、図２に示すように、砥粒層１０の先端面１１の正面視形状が楕円形状（台金１の長手方向Ｌの中央部分の厚み１０ｔが最も厚く、長手方向Ｌの両端部分に向かってそれぞれ厚み１０ｔが連続的に減少した形状）をなしている。

【0014】

さらに、図３に示すように、電着バンドソー１００においては、砥粒層１０の先端面１１における台金１の長手方向Ｌの中央部分を含む領域の形状が凸曲面状（図１の矢線Ｂ方向から見ると台金１から離れる方向に凸をなす円弧形状）をなしている。即ち、砥粒層１０において、台金１の側縁部２から砥粒層１０の先端面１１までの距離Ｈは、砥粒層１０の台金１の長手方向Ｌの中央部分が最も大であり、砥粒層１０の台金１の長手方向Ｌの両端部に向かうにつれて、それぞれ連続的に減少している。

【0015】

一方、図５に示すように、電着バンドソー１００においては、台金１の一方の側縁部２から砥粒層１０の先端面１１（ボンド１３の表面から突出した砥粒１２の先端）までの距離Ｈが、砥粒層１０に含まれる砥粒１２の粒径の２倍を超え、４倍以下となっている。なお、砥粒１２の粒径とは「ＪＩＳＢ４１３０ ふるいによる分級」に基づいて測定して得られた平均粒径である。

【0016】

次に、図６〜図１２に基づいて、図１に示す電着バンドソー１００並びに従来の電着バンドソー５０の切断性能を比較するための切断加工試験の試験内容並びに試験結果などについて説明する。

【0017】

先ず、図６，図７に基づいて、電着バンドソー１００の性能比較対象である従来の電着バンドソー５０について説明する。図６に示すように、従来の電着バンドソー５０においては、砥粒層５１の先端面５２の正面視形状が鼓形状（台金１の長手方向Ｌの中央部分の厚み５１ｔが最も薄く、長手方向Ｌの両端部分に向かってそれぞれ厚み５１ｔが連続的に増大した形状）をなしている。

【0018】

また、図７に示すように、電着バンドソー５０においては、砥粒層５１の先端面５２における台金１の長手方向Ｌの中央部分を含む領域の形状が凹曲面状をなしている。即ち、台金１の側縁部２から砥粒層５１の先端面５２までの距離Ｈは、砥粒層５１の台金１の長手方向Ｌの中央部分が最も小であり、砥粒層１０の台金１の長手方向Ｌの両端部に向かうにつれて、それぞれ連続的に増大した形状をなしている。

【0019】

次に、図８に基づいて、電着バンドソー１００，５０の切断加工試験において使用した切断加工装置３０について説明する。切断加工装置３０においては、一対のプーリ３１，３２に架け渡された状態で回転する電着バンドソー１００（並びに従来の電着バンドソー５０）により、直径２００ｍｍのシリコンインゴットＳｉを切断加工し、切断加工中の電着バンドソーの刃先の変位量を渦電流センサ３３で測定し、消費電力を消費電力計（図示せず）で測定した。

【0020】

図９は切断加工試験に供した電着バンドソー１００，５０の寸法、スペック及び電着パターンを示している。なお、図９中の最下欄の電着パターンの欄に記載された「直径φ」並びに「ピッチＰ」はそれぞれ図１中に示す「φ」並びに「Ｐ」を意味している。

【0021】

図１０は、図８に示す切断加工装置３０の内容並びに切断加工試験の条件などを示している。電着バンドソー１００並びに従来の電着バンドソー５０について図８に示すような条件で切断加工試験を行い、試験結果の比較、検討を行った。

【0022】

図１１は、電着バンドソー１００，５０により、直径２００ｍｍのシリコンインゴットＳｉを切断加工し、切断加工中の電着バンドソー１００，５０の刃先の変位量を渦電流センサ３３で測定した結果を示している。電着バンドソー１００は、カット開始からカット数が２０枚に至るまで、変位量が小さい状態が安定に維持されているのに対し、電着バンドソー５０は、カット開始後、カット数が５枚に達する前に変位量が過大となり、試験中止となった。

【0023】

図１１に示すように、電着バンドソー１００は、従来の電着バンドソー５０に比べ、切断加工中の刃先の変位量が小さいので、切断加工中の直進性が良好であり、切れ味も良いことが分かる。その理由については、図２に示すように、電着バンドソー１００の砥粒層１０の先端面１１の形状が、台金１の長手方向Ｌの中央部分の厚みに対し、両端部分の厚みが小さいので、ワーク切断加工時の抵抗が小さくなり、図４に示す砥粒層１０のバックテーパ形状本来の直進性を発揮するためではないかと推測される。

【0024】

図１２は、切断加工試験においてカットされたシリコンウェハ１枚当たりに発生した０．７５ｍｍ以上のコバカケの個数の測定結果を示している。図１２に示すように、従来の電着バンドソー５０で切断した場合はシリコンウェハ１枚当たり１０個程度のコバカケが発生しているのに対し、電着バンドソー１００で切断した場合はシリコンウェハ１枚当たり６個程度のコバカケしか発生していないのが分かる。

【0025】

その理由については、前述した図２に示すように、電着バンドソー１００の砥粒層１０の先端面１１の形状が、台金１の長手方向Ｌの中央部分の厚みに対し、両端部分の厚みが小さいので、ワーク切断加工時の抵抗が小さくなり、図４に示す砥粒層１０のバックテーパ形状本来の直進性を発揮するとともに、ワークへの負荷が低減するためではないかと推測される。

【0026】

また、電着バンドソー１００においては、図５に示すように、台金１の一方の側縁部２から砥粒層１０の先端面１１までの距離Ｈが、砥粒層１０に含まれる砥粒１２の粒径の２倍を超え、４倍以下となっている。このため、直進性を長時間に亘って維持することができ、寿命向上にも有効である。

【0027】

次に、図１３，図１４に基づいて、その他の実施形態である電着バンドソー２００について説明する。図１３に示すように、電着バンドソー２００は、金属製の平板状エンドレスバンドで形成された台金１と、台金１の一方の側縁部２に台金１の長手方向Ｌに沿って所定間隔ごとに電着された複数の砥粒層２０と、を備えている。図１５に示すように、台金１の厚み方向Ｔにおける砥粒層２０の厚み２０ｔが台金１の他方の側縁部３から離れるにつれて増大した形状（バックテーパ形状）をなしている。

【0028】

また、図１３に示すように、砥粒層２０の先端面２１の正面視形状が角丸四辺形状（台金１の長手方向Ｌの両端部を除き、砥粒層２０の厚み２０ｔが台金１の長手方向Ｌに沿って同等である形状）をなしている。

【0029】

さらに、図１４に示すように、電着バンドソー２００においては、砥粒層２０の先端面２１における台金１の長手方向Ｌの中央部分を含む領域の形状が平面形状（砥粒層２０の台金１の長手方向Ｌの両端部を除き、台金１の側縁部２と平行な形状）をなしている。即ち、砥粒層２０においては、台金１の側縁部２から砥粒層２０の先端面２１までの距離Ｈは、砥粒層１０の台金１の長手方向Ｌに沿って一定である。

【0030】

図１３に示すように、電着バンドソー２００の砥粒層２０の厚み２０ｔが台金１の長手方向Ｌに沿って同等であり、図１５に示すように、砥粒層２０はバックテーパ形状をなしている。従って、電着バンドソー１００と同様、ワーク切断加工時の抵抗が小さく、直進性に優れ、切れ味も良好である。また、ワーク切断加工時の抵抗が小さくなることで、図１５に示す砥粒層２０のバックテーパ形状本来の直進性が発揮され、ワークへの負荷が低減するため、コバカケの発生も低減することができる。

【0031】

また、図示していないが、電着バンドソー２００においては、台金１の一方の側縁部２から砥粒層２０の先端面２１までの距離Ｈが、砥粒層２０に含まれる砥粒の粒径の２倍を超え、４倍以下となっている。このため、直進性を長時間に亘って維持することができ、寿命向上にも有効である。

【0032】

なお、図１〜図１５に基づいて説明した電着バンドソー１００，２００は、本発明に係る電着バンドソーの例示するものであり、本発明に係る電着バンドソーは前述した電着バンドソー１００，２００に限定されない。

【産業上の利用可能性】

【0033】

本発明に係る電着バンドソーは、シリコンインゴット、カーボン、セラミックス、ガラス、磁性体などの高脆材料の切断加工を行う様々な産業分野において広く利用することができる。

【符号の説明】

【0034】

１ 台金
２，３ 側縁部
１０，２０ 砥粒層
１０ｔ，２０ｔ 厚み
１１，２１ 先端面
１２ 砥粒
１３ ボンド
３０ 切断加工装置
３１，３２ プーリ
１００，２００ 電着バンドソー
Ｈ 距離
Ｌ 長手方向
Ｐ ピッチ
Ｓｉ シリコンインゴット
Ｔ 厚み方向
φ 直径

【要約】

【課題】切れ味が良好で、切断加工中の直進性に優れ、寿命向上も図ることができる電着バンドソーを提供する。
【解決手段】電着バンドソー１００は、金属製の平板状エンドレスバンドで形成された台金１と、台金１の一方の側縁部２に台金１の長手方向Ｌに沿って所定間隔ごとに電着された複数の砥粒層１０と、を備え、台金１の厚み方向Ｔにおける砥粒層１０の厚み１０ｔが台金１の他方の側縁部から離れるにつれて増大し、且つ、砥粒層１０の先端面１１の正面視形状が楕円形状（台金１の長手方向Ｌの中央部分の厚み１０ｔが最も厚く、長手方向Ｌの両端部分に向かってそれぞれ厚みが滑らかに減少した形状）をなし、砥粒層１０の先端面１１における台金１の長手方向Ｌの中央部分を含む領域の形状が凸曲面状（台金１から離れる方向に凸をなす円弧形状）をなしている。
【選択図】図２

【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】