JP3484148B2 - ワイヤソー - Google Patents
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Description
被加工物を切断するように構成したワイヤソーに係り、
特に、被加工物の切断位置に配設されるメインローラの
周辺構造に関するものである。
ゴットを切断して半導体ウエハを製造するに際しては、
多数のローラ群に亘って走行するワイヤを利用して所定
の切断加工を行うように構成したワイヤソーが使用され
る。
昭63−62655号公報によれば、繰出リールから繰
り出された一本のワイヤを、上流側の張力調整用ローラ
等を経由して、被加工物の切断位置に配設された三本の
メインローラ(同公報では回転ロール)に多列状に巻き
掛け、更に下流側の張力調整用ローラ等を経由して、巻
取リールにより巻き取る構成が開示されている。
に配列されており、これらのうちの二本のメインローラ
に水平に張り渡されているワイヤ列に被加工物を圧接し
て、砥粒の供給の下で切断加工を行う構成とされてい
る。
ヤソーは、被加工物の切断位置に配備されるローラ群と
して、上記例示のように三本のメインローラを三角形状
に配列させるのが通例であるため、左右方向のみならず
上下方向に対しても比較的大きな配列スペースが必要に
なり、装置の大型化、特に切断加工に供せられる装置部
分の上下方向に対する大型化を招く。
ンローラのうちの二本のメインローラ間に張り渡されて
いるワイヤ列に、被加工物が押し当てられるに留まる。
すなわち、三本のメインローラに三角形状に巻き掛けら
れたワイヤ列には、直線状の張り渡し部位が計三箇所の
領域に存在するにも拘らず、被加工物の切断領域は単一
の領域とされるに留まる。このため、ワイヤ列の配列ス
ペースに無駄が生じると共に、切断加工に要する作業時
間が長期化されて作業能率が悪化するという問題が生じ
る。
の接触による摩耗が生じるため、これらのメインローラ
を定期的に或いは寿命に応じて交換する必要があるが、
従来においては、その交換作業が面倒且つ煩雑なものと
なっていた。
であり、メインローラの配列スペースの無駄を可及的に
低減させて装置を効果的に小型化すると共に、被加工物
に対する切断加工の作業能率を向上させることを第1の
技術的課題とし、またメインローラの交換作業の容易化
を図ることを第2の技術的課題とする。
るため、本発明は、複数のメインローラにワイヤを所定
ピッチで巻き掛けてワイヤ列を形成し、前記ワイヤを走
行させると共に、前記ワイヤ列の切断領域を被加工物に
圧接させて、前記被加工物の切断加工を行うワイヤソー
において、前記メインローラを一対として互いに平行に
離間させて配置し、上側に張り渡されたワイヤ列と下側
に張り渡されたワイヤ列とが形成されるように前記一対
のメインローラにワイヤを巻き掛け、前記一対のメイン
ローラ間に、前記被加工物との圧接によって前記上側ま
たは下側の何れかに張り渡されたワイヤ列に加わる荷重
を支持する一本の中間ローラを配置すると共に、前記一
対のメインローラと前記中間ローラとを水平方向に一列
状に配列させ、且つ、前記一対のメインローラのうちの
一方のメインローラと前記中間ローラとの間、及び他方
のメインローラと前記中間ローラとの間に、それぞれ被
加工物を切断する切断領域を設け、この両切断領域を、
それぞれ複数の被加工物を切断する領域とし、前記一対
のメインローラ及び中間ローラの回転駆動系が配置され
る側の一方の軸端部を軸受ユニットを介して基台上にそ
れぞれ支持し、回転駆動系が配置される側と反対側の他
方の軸端部を軸受ユニットを介してアームで相互に連結
すると共に、前記中間ローラの他方の軸端部を軸受ユニ
ットを介して基台上に支持し、前記一対のメインローラ
の他方の軸端部をそれぞれ軸受ユニットに着脱自在に装
着すると共に、前記アームを前記中間ローラの他方の軸
受ユニットに対して揺動および軸方向移動自在に装着
し、前記メインローラを取り外し方向に移動させた際
に、前記アーム及び軸受ユニットと、前記メインローラ
とが干渉しなくなる位置まで、前記アームを揺動可能と
したことに特徴づけられる。
一対のメインローラにワイヤが所定のピッチで巻き掛け
られてワイヤ列が形成される。中間ローラは、被加工物
からワイヤ列に加わる荷重を支持して、ワイヤ列の撓み
を防止する役目を果たす。
との間にはそれぞれ、ワイヤ列の切断領域が設けられ
る。従って、ワイヤ列の切断領域は、一対のメインロー
ラ間の複数箇所に存在することになり、これらの複数箇
所の切断領域による被加工物の同時切断加工が可能とな
る。
ーラの回転駆動系が配置される側の一方の軸端部を軸受
ユニットを介して基台上にそれぞれ支持し、回転駆動系
が配置される側と反対側の他方の軸端部を軸受ユニット
を介してアームで相互に連結すると共に、前記中間ロー
ラの他方の軸端部を軸受ユニットを介して基台上に支持
する構成とすれば、各ローラの支持が適切になされる。
ーラの一方側の端部はそれぞれ、各軸受ユニットを介し
て基台上に支持されるのに対して、一対のメインローラ
の他方側の端部は、中間ローラの他方側の軸受ユニット
およびアームを介して基台上に支持される。従って、各
ローラは効率良く両持ち的に支持された状態となり、充
分な支持剛性が得られる。
をそれぞれ軸受ユニットに着脱自在に装着すると共に、
アームを中間ローラの他方の軸受ユニットに対して揺動
および軸方向移動自在に装着する構成とすれば、メイン
ローラの交換作業を簡便に行うことができる。
は、回転駆動系が配設されているため、メインローラを
一方側から取り外すとしたならば、軸受ユニットだけで
なく回転駆動系をも取り外す必要があり、作業が面倒且
つ煩雑なものとなる。しかしながら、上記の構成によれ
ば、一対のメインローラから他方側の軸受ユニットを離
脱させ、アームを中間ローラの他方側の軸受ユニットに
対して軸方向移動させ且つ揺動させることにより、各メ
インローラの他方側スペースからアームおよびこれに連
結されている軸受ユニットが退避し、各メインローラの
取り外し及び取り付けを他方側スペースから容易に行え
ることになる。
動させた際に、アーム及び軸受ユニットとメインローラ
とが干渉しなくなる位置まで、アームを揺動可能とする
構成とされる。
れか一方を回転駆動手段に連結すると共に、一対のメイ
ンローラおよび中間ローラを動力伝達手段を介して連結
し、且つ、動力伝達手段にトルクリミッタを介装すれ
ば、回転駆動手段および動力伝達手段の動作により、各
メインローラおよび中間ローラに回転トルクが付与され
てワイヤが円滑に走行する。この場合、ワイヤ列からメ
インローラ及び中間ローラを介して動力伝達手段に過負
荷が作用した場合には、トルクリミッタの動作により各
ローラへのトルク伝達が遮断されるため、ワイヤの断線
等の弊害が回避される。
従って説明する。図1は、本発明の実施形態に係るワイ
ヤソーの要部概略構成を例示している。図外の繰出リー
ルから巻取リールに至るワイヤ1の走行経路の途中に
は、図示のような被加工物Wの切断位置2が設けられて
いる。この切断位置2には、所定ピッチでワイヤ1が多
列状に巻き掛けられる一対のメインローラ3が配置され
ている。
ワイヤ列1aの張り渡し方向略中央部には、被加工物W
からワイヤ列1aに加わる荷重を支持する中間ローラ4
が設けられている。この中間ローラ4は、例えば一対の
メインローラ3に比して小径とされている。そして、一
対のメインローラ3と中間ローラ4とは、相互に平行に
且つ一列状に配列されている。こ実施形態において、一
方のメインローラ3と中間ローラ4との間には、複数
(図例では2個)の被加工物Wを切断する切断領域5が
設けられ、また他方のメインローラ3と中間ローラ4と
の間にも、同様にして複数(図例では2個)の被加工物
Wを切断する切断領域5が設けられている。
材料のインゴットや、ガラス或いはセラミックス等のイ
ンゴットが挙げられる。この実施形態では、一対のメイ
ンローラ3にワイヤ1が0.3〜0.35mmピッチで
約500列に巻き掛けられている。また、被加工物W
は、15cm角で長さ30cmのシリコンブロックであ
る。
のメインローラ3に対して中高になるように配置されて
いる。詳述すると、中間ローラ4は、被加工物Wが押し
当てられるワイヤ列1aの張り渡し方向略中央部が所定
寸法だけ上側に張り出された状態となるように配置され
ている。そして、ワイヤ列1aが中間ローラ4からメイ
ンローラ3にかけて下り勾配となる傾斜角αは、0.3
度程度とされている。尚、各メインローラ3及び中間ロ
ーラ4の外周面には、ワイヤ列1aをローラ軸方向に対
して所定ピッチ間隔に位置決めするための多列状の周溝
3a,4aが形成されている。
下降してワイヤ列1aに押し当てられる構成であるた
め、上側に張り渡されているワイヤ列1aに切断領域5
が形成されているが、被加工物Wが下方から上昇する構
成とする場合には、下側に張り渡されているワイヤ列1
bに切断領域が形成され、且つ中間ローラ4は、下側に
ワイヤ列1bを押し下げた状態(中高の状態)になるよ
うに配置されることになる。
の支持構造並びに駆動構造を例示している。一対のメイ
ンローラ3及び中間ローラ4の軸方向一端側には、各ロ
ーラ3,4に回転トルクを付与する回転駆動系6が配備
されている。尚、以下の説明においては、各ローラ3,
4の軸方向における回転駆動系6が配備されている側を
基端側と言い、その反対側を先端側と言う。
び先端側の軸端部はそれぞれ、基端側軸受ユニット7及
び先端側軸受ユニット8に回転自在に支持されており、
また中間ローラ4の基端側の軸端部及び先端側の軸端部
も、基端側軸受ユニット9及び先端側軸受ユニット10
に回転自在に支持されている。
ニット7,9は、取付部材としてのコラム11を介して
基台12aに支持されると共に、各ローラ3,4のそれ
ぞれの先端側軸受ユニット8,10は、水平方向に延び
る単一のアーム13により相互に連結され、中間ローラ
4の先端側軸受ユニット10は、基台12bに支持され
ている。この場合、各ローラ3,4は、その軸方向がコ
ラム11と直角になるように配列されている。尚、各基
端側軸受ユニット7,9は、回転駆動系6と各ローラ
3,4との間に介設されている。
ラ3の先端側軸受ユニット8はそれぞれ、アーム13の
端ボス部13aに嵌合固定された外筒8aと、この外筒
8aの内周側に複数の軸受8bを介して回転自在に支持
された内筒8cとを備え、この内筒8cとメインローラ
3とが締結部材(コレット)15により一体回転可能に
締結固定されている。締結部材15は、テーパ状の内周
面を有する環状体であって、メインローラ3の先端部に
一体形成されたテーパ状の外周面を有する突状部3bに
嵌合されている。
3に螺合されているボルト16のねじ込み量に応じて軸
方向に移動する押圧体17が配設されており、ボルト1
6をねじ込むことにより、押圧体17が締結部材15を
基端側に移動させ、これに伴って締結部材15が拡径し
て、そのくさび作用により内筒8cとメインローラ3と
が締結固定されるようになっている。内筒8cの内孔
は、ボルト16に対する工具の挿入空間とされており、
この内筒8cよりも先端側に突出する外筒8aの先端部
に蓋体18がネジ等により固定されている。各メインロ
ーラ3の外周には、例えば樹脂でなる外嵌体3xが着脱
自在に装着されており、この外嵌体3xの外周面に上述
の周溝3aが形成されている。尚、図示しないが、各メ
インローラ3の基端部は、各基端側軸受ユニット7から
分離可能とされている。
は、基台12bに固定された支持ブラケット14と、ア
ーム13の中間ボス部13bが嵌合され且つ支持ブラケ
ット14に固定された外筒10aと、この外筒10aの
内周側に複数の軸受10bを介して回転自在に支持され
た内軸10cとを備え、この内軸10cと中間ローラ4
とがボルト19により一体回転可能に固定されている。
外筒10aの内孔は、ボルト19に対する工具の挿入空
間とされており、この外筒10aの先端部に蓋体20が
ネジ等により固定されている。
ユニット10(外筒10a)に軸方向移動自在に且つ揺
動自在に支持されている。この場合、図5に鎖線で示す
ように、アーム13は、各メインローラ3の先端側スペ
ースから退避した状態となる角度まで揺動するように構
成されている。すなわち、アーム13が揺動端に達した
時点では、各メインローラ3を先端側に向かって移動さ
せても、各メインローラ3とアーム13とが干渉しない
状態となるようにその揺動範囲が設定されている。
は、一対のメインローラ3及び中間ローラ4に動力を伝
達する動力伝達手段としての巻き掛け伝動手段6xと、
この巻き掛け伝動手段6xを駆動する回転駆動手段とし
ての駆動モータ6yとを備えている。巻き掛け伝動手段
6xは、一方のメインローラ3と一体回転可能なメイン
駆動車輪21と、中間ローラ4と一体回転可能な中間従
動車輪22と、他方のメインローラ3と一体回転可能な
メイン従動車輪23とを備え、これらの各車輪21,2
2,23に亘って無端状伝動部材24が巻き掛けられて
いる。尚、中間従動車輪22とメイン従動車輪23との
間には、無端状伝動部材24の張力を調整する2個のテ
ンション車輪25が配設されている。
ン駆動車輪21と一体回転可能な駆動入力車輪26が同
軸上に配設されており、この駆動入力車輪26に駆動モ
ータ6yから回転トルクが伝達されるようになってい
る。この場合、中間従動車輪22およびメイン従動車輪
23にはそれぞれ、所定の回転トルク以上で各ローラ
3,4への動力伝達を遮断するトルクリミッタ27が付
設されている。尚、上記の各車輪21,22,23,2
5としては、タイミングプーリ、Vプーリ、スプロケッ
ト等が使用され、上記の無端状伝動部材24としては、
タイミングベルト、Vベルト、チェーン等が使用され
る。
により各メインローラ3及び中間ローラ4が回転して、
ワイヤ列1aが巻き掛け駆動されている間に、上下動可
能な昇降機構(図示略)に把持された四個の被加工物W
が上方から下降し、例えばスラリーなどの供給の下でワ
イヤ列1aに押し当てられて切断加工が行われる。この
場合、中間ローラ4は、ワイヤ列1aの張り渡し方向略
中央部を上側に張り出させるように配置されているた
め、被加工物Wは、傾斜しているワイヤ列1aに垂直下
方に向かって押し当てられることになり、ワイヤ列1a
が非傾斜状態の場合と比較して、切断能力或いは切断性
が向上する。そして、一回の切断工程で、複数個(図例
では四個)の被加工物Wが同時に切断加工されるため、
作業能率が大幅に向上する。
巻き掛け伝動手段6xの中間従動車輪22またはメイン
従動車輪23に過負荷が作用した場合には、トルクリミ
ッタ27の動作により各ローラ3,4への動力伝達が遮
断されて、各車輪22,23が空転状態になる。これに
より、ワイヤ1の断線等が生じなくなり、優れた安定性
を確保できることになる。
4とは、水平方向に一列状に配列されているので、これ
らの各ローラ3,4の配列スペースを上下方向に対して
小さくでき、装置の上下方向に対するコンパクト化を図
ることが可能となる。
合には、先ず図4に示す先端側軸受ユニット8の先端部
を封止している蓋体18を取り外し、内筒8cの工具挿
入空間に工具を挿入してボルト16を弛める。これによ
り、押圧体17が先端側に移動して締結部材15による
くさび作用が解除され、メインローラ3が先端側軸受ユ
ニット8の内筒8cから離脱した状態となる。このよう
な作業を二本のメインローラ3について行った後、アー
ム13を先端側軸受ユニット8と共に同図に鎖線で示す
ように軸方向先端側に移動させ、更に図5に鎖線で示す
ようにアーム13を揺動させる。この後、各メインロー
ラ3の外周から外嵌体3xを離脱させて先端側に向かっ
て引き抜くと共に、新たな外嵌体3xを同一箇所に嵌合
固定し、アーム13を当初の状態に復帰動させる。そし
て、ボルト16をメインローラ3にねじ込むことによっ
て、締結部材15のくさび作用によりメインローラ3と
先端側軸受ユニット8の内筒8cとを締結固定し、更に
蓋体18を固定することによってメインローラ3の取り
換え作業が完了する。
ユニット8との着脱作業と、アーム13の軸方向移動及
び揺動操作により、メインローラ3の外嵌体3xの取り
換えが行えることになり、その取り換え作業が極めて容
易化される。
ラ3の相互間に一本の中間ローラ4を配設したものであ
るが、二本以上の中間ローラを配設して、これらの中間
ローラと一対のメインローラとを一列状に配列させても
良い。
体として嵌合固定されたメインローラ3を使用したが、
外嵌体3xが一体となったメインローラ3を使用しても
良い。
で、以下に示す効果を奏する。
るメインローラ群を一対のメインローラで構成し、この
一対のメインローラと中間ローラとを水平方向に一列状
に配列したから、ローラの配列スペースに無駄が生じな
くなり、効率良く装置の小型化を図ることが可能とな
る。
ヤ列の切断領域を設けたから、一回の切断工程において
複数の切断領域で被加工物を同時に切断加工できること
になり、切断に要する作業時間の短縮および作業能率の
向上が図られる。
の基端側の軸端部を軸受ユニットを介して基台上にそれ
ぞれ支持し、これらの先端側の軸端部を軸受ユニットを
介してアームで相互に連結し、且つ、中間ローラの先端
側の軸端部を軸受ユニットを介して基台上に支持したか
ら、各ローラが効率良く両持ち的に支持された状態にな
り、充分な支持剛性を確保できる。
部をそれぞれ軸受ユニットに着脱自在に装着すると共
に、アームを中間ローラの先端側の軸受ユニットに揺動
および軸方向自在に装着し、且つ、メインローラを取り
外し方向に移動させた際に、アーム及び軸受ユニット
と、メインローラとが干渉しなくなる位置まで、アーム
を揺動可能としたから、メインローラの取り換えをその
先端側から容易に行うことができ、取り換え時の作業性
が改善される。
を、トルクリミッタが介装された動力伝達手段により回
転駆動させるようにすれば、ワイヤ列に対する過負荷が
防止されて、装置の安定性を確保することが可能とな
る。
斜視図である。
す概略縦断正面図である。
す一部破断平面図である。
す拡大横断平面図である。
す正面図である。
伝動手段を示す概略正面図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 複数のメインローラにワイヤを所定ピッ
チで巻き掛けてワイヤ列を形成し、前記ワイヤを走行さ
せると共に、前記ワイヤ列の切断領域を被加工物に圧接
させて、前記被加工物の切断加工を行うワイヤソーにお
いて、 前記メインローラを一対として互いに平行に離間させて
配置し、上側に張り渡されたワイヤ列と下側に張り渡さ
れたワイヤ列とが形成されるように前記一対のメインロ
ーラにワイヤを巻き掛け、 前記一対のメインローラ間に、前記被加工物との圧接に
よって前記上側または下側の何れかに張り渡されたワイ
ヤ列に加わる荷重を支持する一本の中間ローラを配置す
ると共に、前記一対のメインローラと前記中間ローラと
を水平方向に一列状に配列させ、 且つ、前記一対のメインローラのうちの一方のメインロ
ーラと前記中間ローラとの間、及び他方のメインローラ
と前記中間ローラとの間に、それぞれ被加工物を切断す
る切断領域を設け、この両切断領域を、それぞれ複数の
被加工物を切断する領域とし、 前記一対のメインローラ及び中間ローラの回転駆動系が
配置される側の一方の軸端部を軸受ユニットを介して基
台上にそれぞれ支持し、回転駆動系が配置される側と反
対側の他方の軸端部を軸受ユニットを介してアームで相
互に連結すると共に、前記中間ローラの他方の軸端部を
軸受ユニットを介して基台上に支持し、 前記一対のメインローラの他方の軸端部をそれぞれ軸受
ユニットに着脱自在に装着すると共に、前記アームを前
記中間ローラの他方の軸受ユニットに対して揺動および
軸方向移動自在に装着し、 前記メインローラを取り外し方向に移動させた際に、前
記アーム及び軸受ユニットと、前記メインローラとが干
渉しなくなる位置まで、前記アームを揺動可能としたこ
とを特徴とするワイヤソー。 - 【請求項2】 前記一対のメインローラのうちの何れか
一方を回転駆動手段に連結すると共に、前記一対のメイ
ンローラおよび中間ローラを動力伝達手段を介して連結
し、且つ、前記動力伝達手段にトルクリミッタを介装し
たことを特徴とする請求項1に記載のワイヤソー。
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