JP2002003228A

JP2002003228A - 石英ガラスルツボ製造装置

Info

Publication number: JP2002003228A
Application number: JP2000183705A
Authority: JP
Inventors: Tomohiro Nunome; 智宏布目; Kozo Kitano; 浩三北野; Junichi Osanai; 淳一小山内
Original assignee: Toshiba Ceramics Co Ltd
Current assignee: Coorstek KK
Priority date: 2000-06-19
Filing date: 2000-06-19
Publication date: 2002-01-09

Abstract

(57)【要約】【課題】モールドの製造が容易、ルツボの取り出しが容
易で安全、かつ部分的に交換が可能でコストやメンテナ
ンス性に優れた石英ガラスルツボ製造装置を提供する。【解決手段】石英原料粉が供給される中空形状のモール
ド２と、このモールド２が着脱自在に収納されるモール
ドホルダー３と、このモールドホルダー３およびモール
ド２を回転させる回転手段４と、モールド２内を減圧す
る減圧手段５と、モールド２内の石英原料粉Ｍを加熱す
る加熱手段６とを有し、モールド２は水平線Ｌｈに沿っ
て複数個に分割され、その少なくとも１個２ｂは通気性
を有する多孔質部材で形成され、その他２ｕは非多孔質
部材で形成される石英ガラスルツボ製造装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は石英ガラスルツボ製
造装置に係わり、特にそのモールドを分割型にし、かつ
一部に通気性を有する多孔質部材を用いる石英ガラスル
ツボ製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの基板に用いられるシリ
コン単結晶は、一般にチョクラルスキー法（ＣＺ法）で
製造されており、このＣＺ法は石英ガラスルツボ内に多
結晶シリコン原料を装填し、装填されたシリコン原料を
周囲から加熱して溶融し、上方から吊り下げた種結晶を
シリコン融液に接触してから引き上げるものである。

【０００３】ＣＺ法に用いられる石英ガラスルツボは、
回転モールド法によって製造されている。この製造方法
は、モールドを回転させることでルツボ形状に成形でき
るため簡便であるが、ルツボ内部に多数の気泡を含んで
しまう。この石英ガラスルツボ中の気泡は、シリコン単
結晶引上げ中に膨張し、ルツボ内表面から石英小片を剥
離させる原因となり、さらに、この石英小片の剥離は単
結晶の転位の原因となるため好ましくない。

【０００４】一方、石英ガラスルツボ内の気泡の存在
は、保温性や温度制御を容易にする利点もある。このた
め、現在では、特開平１０―１７３９１号および特開平
１０―２５１８４号公報に記載されるように、ルツボ内
層を実質的に気泡の無い透明層とするために、モールド
の外側から排気を行い、減圧下で溶融する石英ガラスル
ツボの製造装置が用いられている。

【０００５】しかし、特開平１０―１７３９１号および
特開平１０―２５１８４号公報に記載の製造装置は、モ
ールドの外側から減圧する石英ガラスルツボの製造装置
であるため、実質的に気泡が存在しない透明層の形成能
力には優れているが、モールド側に多数の吸引孔を穿設
する必要があり、この吸引孔を形成するのに作業工程を
要し、コストアップになる。また、吸引孔を設けるた
め、真空漏れや、石英原料粉の流出のおそれがあり、メ
ンテナンスにも時間を要する問題点があった。

【０００６】さらに、特開平８―１６９７９８号公報に
は、二重構造の石英ガラスルツボの製造方法が開示され
ているが、この開示の製造方法は、内層用に供給した石
英原料粉末が高温ガス雰囲気に接した際に、多量の二酸
化珪素の昇華成分が発生するため、昇華成分が凝縮し、
ルツボ内表面に落下し、微小泡を発生させる原因となる
ため、昇華成分を速やかに除去する別途の排気設備を設
ける必要があり、石英ガラスルツボが大型化している現
在、製造装置の大型化は好ましくなく、また、安全に石
英ガラスルツボを取り出すための配慮がなされていな
い。

【０００７】また、上記特開平１０―１７３９１号公報
には、製造された石英ガラスルツボを取り出す方法が開
示されているが、この開示の石英ガラスルツボ製造装置
は、回転するモールド内でルツボ形状に成形された原料
の石英原料粉末を減圧しながら加熱溶融してルツボを製
造し、製造された石英ガラスルツボはモールドと共にク
レーン等で高い位置に持ち上げて回転装置から外し、し
かる後モールドを傾けながら取り出されているが、石英
ガラスルツボの大型化に伴い重量が増大しているため、
その取扱いは困難であり、石英ガラスルツボの破損の危
険があり、安全に石英ガラスルツボを取り出すのは困難
であった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】そこで、モールドの製
造が容易、ルツボの取り出しが容易で安全、かつ部分的
に交換が可能でコストやメンテナンス性に優れた石英ガ
ラスルツボ製造装置が要望されていた。

【０００９】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、モールドの製造が容易、ルツボの取り出しが容
易で安全、かつ部分的に交換が可能でコストやメンテナ
ンス性に優れた石英ガラスルツボ製造装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
になされた本願請求項１の発明は、石英原料粉が供給さ
れる中空形状のモールドと、このモールドが着脱自在に
収納されるモールドホルダーと、このモールドホルダー
およびモールドを回転させる回転手段と、前記モールド
内を減圧する減圧手段と、前記モールド内の石英原料粉
を加熱する加熱手段とを有し、前記モールドは水平線に
沿って複数個に分割され、その少なくとも１個は通気性
を有する多孔質部材で形成され、その他は非多孔質部材
で形成されることを特徴とする石英ガラスルツボ製造装
置であることを要旨としている。

【００１１】本願請求項２の発明では、上記モールドは
軸線に沿って複数個に分割され、モールドホルダーは水
平線または軸線に沿って複数個に分割されることを特徴
とする請求項１に記載の石英ガラスルツボ製造装置であ
ることを要旨としている。

【００１２】本願請求項３の発明では、上記モールドは
水平線に沿って、非多孔質部材で形成されるモールド上
部と、多孔質部材で形成されるモールド下部に分割さ
れ、さらに、このモールド下部には非多孔質部材で形成
されるモールド底面部が設けられることを特徴とする請
求項１または２に記載の石英ガラスルツボ製造装置であ
ることを要旨としている。

【００１３】本願請求項４の発明では、上記モールドと
このモールド内を減圧する減圧手段は、前記モールドに
設けられた無数の吸引孔と、前記モールドとモールドホ
ルダー間に形成される前記減圧室とを介して前記モール
ドに連通され、かつ、前記減圧室は前記モールドと前記
モールドホルダー間の前記減圧室の底部から少なくとも
多孔質部材で形成されるモールド下部の上端部近傍に亘
り形成されていることを特徴とする請求項１ないし３項
のいずれか１項に記載の石英ガラスルツボ製造装置であ
ることを要旨としている。

【００１４】本願請求項５の発明では、上記モールドは
モールドホルダー内に着脱自在に収納され、かつ、リン
グ形状で通気可能に設けられた支持部材により離間支持
されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１
項に記載の石英ガラスルツボ製造装置であることを要旨
としている。

【００１５】本願請求項６の発明では、上記モールド底
面部は、上記モールドホルダーの底部に設けられた排気
口を囲繞するように設けられ、リング形状で通気可能に
設けられた第２の支持部材により支持されることを特徴
とする請求項３に記載の石英ガラスルツボ製造装置であ
ることを要旨としている。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係わる石英ガラス
ルツボ製造装置の第１実施形態について添付図面を参照
して説明する。

【００１７】図１および図２に示すように、本発明に係
わる石英ガラスルツボ製造装置１は、石英原料粉Ｍが供
給される中空形状のモールド２と、このモールド２が着
脱自在に収納されるモールドホルダー３と、このモール
ドホルダー３およびモールド２を回転させる回転手段４
と、モールド２内を減圧する減圧手段５と、モールド２
内の石英原料粉Ｍを加熱する加熱手段６を有している。

【００１８】上記モールド２は、複数個、例えば水平線
Ｌｈに沿ってモールド上部２ｕとモールド下部２ｂに２
分割（上下に分割）可能に形成されている。

【００１９】上記モールド上部２ｕは、無底の円筒体形
状をなし、非多孔質部材、例えば石英ガラスや、黒鉛、
グラファイトなどのカーボン質材料で形成され、また、
モールド下部２ｂは、扁平ルツボ形状を有し、例えば、
通気性を有する石英ガラス多孔体やカーボン質材料の多
孔質部材で形成されている。

【００２０】なお、上記非多孔質部材は、緻密質で完全
に通気性を有しない耐熱性部材の他、多孔質部材に比べ
て著しく通気性が小さい耐熱性部材であってもよい。ま
た、モールド下部２ｂの気孔率、高さ（深さ）は石英ガ
ラスルツボの製造条件によって決定される。

【００２１】さらに、モールド下部２ｂは、多孔質部材
で形成されているので、減圧手段５とモールド２内を連
通するために必要な無数の吸引孔７を有し、さらに、モ
ールド下部２ｂの上端部２ｂ_１とモールド上部２ｕの下
端部２ｕ_１とで水平線Ｌｈに沿う分割線上で凹凸結合し
てモールド上部２ｕと着脱自在に一体化されている。モ
ールド下部２ｂには、多孔質部材により無数の吸引孔７
が形成され、従来のように穿孔治具により多数の吸引孔
をモールドに穿設する必要がないので、安価にモールド
を製造することができる。

【００２２】モールド上部２ｕとモールド下部２ｂとが
一体化されて形成されるモールド２は、モールドホルダ
ー３に収納され、かつ、リング形状で通気可能、例えば
多孔質部材で形成されるリング形状の支持部材８により
モールドホールダー３と離間して支持され、さらに、モ
ールド上部２ｕの上部位２ｕ_２に位置するフランジ部９
に設けられた取付孔９ａを貫通する固定具１０によりモ
ールドホールダー３に着脱自在に取り付けられている。
支持部材８が多孔質部材で形成されているので、排気を
妨げることが無く、モールド２を確実に離間支持でき
る。なお、支持部材８には必要に応じて通気孔を設けて
もよい。

【００２３】さらに、モールドホルダー３とモールド２
との間には、無数の吸引孔７と連通する減圧室１１が設
けられており、この減圧室１１はモールド２とモールド
ホルダー３間の減圧室底部１１ｂから、少なくとも、多
孔質部材で形成されるモールド下部２ｂの上端部２ｂ_１
近傍の減圧室上部１１ｕに亘り形成されている。また、
減圧室１１は回転軸４ｓに設けられた通気路１２を介し
て、減圧室１１と減圧手段５を連通する排気孔１３が形
成されている。また、モールドホルダー３はステンレス
などの金属材料で形成されており、内部に冷却水を通し
た構造であると、劣化の程度を抑制できるので好まし
い。

【００２４】次に本発明に係わる石英ガラスルツボ製造
装置の第１実施形態を用いた石英ガラスルツボの製造方
法について説明する。

【００２５】第１実施形態の石英ガラスルツボ製造装置
１を用いて石英ガラスルツボの製造を行うには、図１お
よび図２に示すように、回転手段４を駆動させてモール
ド２を高速で回転させる。この回転するモールド２内に
供給管（図示せず）で、上部から高純度の石英原料粉を
供給する。供給された石英原料粉は、遠心力によってモ
ールド２の内側部に押圧されてルツボ形状に形成され
る。

【００２６】さらに、図２に示すように、大気雰囲気で
減圧手段５の作動による減圧とほぼ同時に加熱手段６に
通電して石英原料粉Ｍの内側から加熱する。加熱手段６
による石英原料粉Ｍの加熱によって、石英原料粉Ｍは内
側から順次溶融されるが、石英原料粉Ｍ内のガスはモー
ルド下部２ｂに設けられた無数の吸引孔７を介して減圧
手段５により吸引除去されており、石英原料粉Ｍの内側
層は極小の気泡だけになり、実質的に無気泡化状態が達
成され、外表面には多数の気泡が存在する２重層の石英
ガラスルツボＲが製造される。このとき、非多孔質部材
からなるモールド上部２ｕは、吸引効果が低いため気泡
は除去され難いが、通気性部材からなるモールド下部２
ｂからの排気の影響により、段階的に厚さが減少する透
明層（無気泡層）が形成される。

【００２７】なお、石英原料粉Ｍ内のガスの吸引除去
は、ガスをモールド下部２ｂに設けられた無数の吸引孔
７から吸引し、減圧室１１、排気孔１３、通気路１２、
減圧手段５を介して石英ガラスルツボ製造装置１外に排
出して行われる。

【００２８】上述のような石英ガラスルツボの製造工程
において、石英原料粉Ｍに含まれるガスは、モールド下
部２ｂの多孔質部材に形成された無数の吸引孔７を介し
て排気されるので、従来のように多数の通気孔から生じ
る真空漏れなどが発生することが無く、効率的に真空引
きができ、さらに、従来のように石英原料粉により吸引
孔詰まりが発生することがなく、モールド２のメンテナ
ンスが軽減され、生産性が向上する。

【００２９】また、減圧室１１はモールド２とモールド
ホルダー３間に形成される減圧室底部１１ｂから、少な
くとも、多孔質部材で形成されるモールド下部２ｂの上
端部２ｂ１近傍の減圧室上部１１ｕに亘り形成されてい
るので、モールド下部２ｂの全体に亘って効果的にガス
引きができ、さらに、モールド下部２ｂ全体に無数設け
られた吸引孔７によりガス引きされるので、石英原料粉
Ｍは均一にガス引きされ、透明な無気泡層と不透明な気
泡層が確実かつ所望の厚さに形成される。

【００３０】さらに、モールド下部２ｂの気孔率、高さ
（深さ）を変えることにより、容易に減圧度を変えるこ
とができ、透明層の厚さ等を制御することができる。

【００３１】また、通常、モールド上部２ｕは消耗が激
しいが、モールド２はモールド上部２ｕとモールド下部
２ｂに２分割可能に形成されているので、従来のように
モールド全体を交換する必要が無く、消耗の激しい部分
のみを交換して使用することにより、モールド２を長期
間使用することができて、経済的である。

【００３２】さらに、製造された石英ガラスルツボＲは
モールド２から取り出されるが、図３に示すように、石
英ガラスルツボ製造装置１外に設けられたクレーン１５
によりモールド上部２ｕ（図示せず）を取り外した後、
クレーン１５を用いて石英ガラスルツボＲを釣り上げ、
石英ガラスルツボ製造装置１の上方から石英ガラスルツ
ボＲを取り出す。

【００３３】この石英ガラスルツボＲの取り出し工程に
おいてモールド２はモールド上部２ｕとモールド下部２
ｂに分割されるので、従来の石英ガラスルツボ製造装置
のようにモールドを傾けながら取り出す必要がなく、容
易に取り出しが行えて、破損の危険がなく石英ガラスル
ツボを安全に取り出せる。

【００３４】また、通常、モールド上部２ｕは消耗が激
しいが、モールド２はモールド上部２ｕとモールド下部
２ｂに２分割可能に形成されているので、消耗の激しい
部分のみを交換して使用することにより、モールド２を
長期間使用することができて、経済的である。

【００３５】次に上記第１実施形態の第１変形例につい
て説明する。なお、第１の実施形態と同一部分には同一
符号を付して説明する。

【００３６】本第１変形例は、第１実施形態の石英ガラ
スルツボ製造装置において、モールド下部をより扁平に
したものである。

【００３７】例えば、図４に示すように、第１変形例の
石英ガラスルツボ製造装置２１は、石英原料粉が供給さ
れる中空形状のモールド２２、このモールド２２が着脱
自在に収納されるモールドホルダー２３とを有してい
る。

【００３８】上記モールド２２は、水平線Ｌｈに沿っ
て、非多孔質部材からなるモールド上部２２ｕと多孔質
部材からなるモールド下部２２ｂに２分割されており、
さらに、このモールド下部２２ｂは、モールド２２の底
面部付近にのみ位置するように形成されている。

【００３９】従って、本第１変形例にあっては、上述し
た第１実施形態における効果の他、モールド２２とモー
ルドホルダー２３間の大部分で両者を接触させることが
できて、減圧室２４の容積を小さくできるので、小型な
石英ガラスルツボ製造装置が得られる。

【００４０】さらに、上記第１実施形態の第２変形例に
ついて説明する。

【００４１】本第２変形例は第１実施形態の石英ガラス
ルツボ製造装置において、モールド下部の一部のモール
ド底部位に非多孔質部材よりなるモールド底部が設けら
れたものである。

【００４２】例えば、図５に示すように、第２変形例の
石英ガラスルツボ製造装置３１は、石英原料粉が供給さ
れる中空形状のモールド３２、このモールド３２が着脱
自在に収納されるモールドホルダー３３を有している。

【００４３】上記モールド３２、水平線Ｌｈに沿って、
非多孔質部材からなるモールド上部３２ｕと多孔質部材
からなるモールド下部３２ｂに２分割されており、さら
に、このモールド下部３２ｂの中心部で、モールド３２
の底部位には、非多孔質部材よりなるモールド底部３２
ｃが設けられている。このモールド底部３２ｃはモール
ドホルダー３３の底部に設けられた排気孔１３に対向し
て配置され、さらに、モールド底部３２ｃとモールドホ
ルダー３３間には、リング形状で通気可能、例えば非多
孔質部材よりなるリング形状の第２支持部材３４が設け
られている。なお、第２支持部材３４には必要に応じて
通気孔を設けてもよい。

【００４４】従って、本第２変形例にあっては、上述し
た第１実施形態における効果の他、減圧室１１は排気孔
１３を介して減圧手段５によって減圧されるが、排気孔
１３に対向してモールド底部３２ｃが配置されており、
モールド３２の排気孔１３に対向した部位が集中的にガ
ス引きされることが無くなる上に、モールド３２の底部
湾曲部を集中的に減圧することができ、ルツボコーナ部
の透明層を特に厚くすることができる。

【００４５】さらに、本発明に係わる石英ガラスルツボ
製造装置の第２実施形態について説明する。

【００４６】本第２実施形態は、上記第１実施形態の石
英ガラスルツボ製造装置において、モールドをさらに、
軸線方向に２分割するものである。

【００４７】例えば、図６に示すように、本発明に係わ
る石英ガラスルツボ製造装置４１は、石英原料粉Ｍが供
給される中空形状のモールド４２と、このモールド４２
が着脱自在に収納されるモールドホルダー４３と、回転
手段４と、減圧手段５と、加熱手段６を有している。

【００４８】上記モールド４２は、複数個、例えば水平
線Ｌｈに沿ってモールド上部４２ｕとモールド下部４２
ｂに２分割（上下に分割）可能に形成され、さらに、モ
ールド４２は、回転軸４ｓの延長線上の軸線に沿う垂直
線Ｌｖにより、図６および図７に示すように、モールド
上右部４２ｕｒ、モールド上左部４２ｕｌ、モールド下
右部４２ｂｒ、モールド下左部４２ｂｌに４分割可能に
形成されており、モールド４２の使用時には、モールド
上右部４２ｕｒとモールド下右部４２ｂｒとが一体化さ
れてモールド右部４２ｒが形成され、モールド上左部４
２ｕｌとモールド下左部４２ｂｌとが一体化されてモー
ルド左部４２ｌが形成される。

【００４９】さらに、図８に示すような結合手段４４に
よりモールド右部４２ｒとモールド左部４２ｌが一体化
される。

【００５０】また、図８に示すように、結合手段４４は
軸線に沿う垂直分割線Ｌｖに沿ってモールド４２のモー
ルド右部４２ｒとモールド左部４２ｌにそれぞれ設けら
れた結合溝部４４ｒ、４４ｌと、この結合溝部４４ｒ、
４４ｌに着脱自在に結合する結合部材４４ａとで形成さ
れている。この結合部材４４ａは適度な強度を有する耐
熱性の部材、例えば炭素繊維、グラファイト、黒鉛など
のカーボン質材料、石英などから形成されており、断面
形状がほぼコの字状をなしている。

【００５１】図６に示すように、モールドホルダー４３
はモールド４２を着脱自在に収納保持するもので、モー
ルドホルダー４３に収納されたモールド４２はフランジ
部９を介して取付具１０により着脱自在に取付けられて
いる。また、モールドホルダー４３とモールド４２間に
は、無数の吸引孔７と連通する減圧室１１が設けられて
おり、この減圧室１１はモールド４２とモールドホルダ
ー４３間の減圧室底部１１ｂから減圧室上部１１ｕに亘
り形成されている。

【００５２】さらに、モールドホルダー４３は、複数
個、例えば水平分割線Ｌｈに沿ってモールドホルダー上
部４３ｕとモールドホルダー下部４３ｂに２分割されて
おり、さらに、モールドホルダー上部４３ｕは、モール
ドホルダー上右部４３ｕｒとモールドホルダー上左部４
３ｕｌに２分割されており、使用時には、通常用いられ
ている結合方法、例えばモールドホルダー上部４３ｕの
下端部とモールドホルダー下部４３ｂの上端部とで凹凸
結合し、また、モールドホルダー上右部４３ｕｒとモー
ルドホルダー上左部４３ｕｌは、結合手段４４と同様の
結合手段（図示せず）により、一体化されている。モー
ルドホルダー上部４３ｕにはモールドホルダー上部４３
ｕの昇降時に使用されるクレーン用溝４５が形成されて
いる。

【００５３】上述のような構造を有する本第２実施形態
の石英ガラスルツボ製造装置４１を用いた石英ガラスル
ツボの製造方法は、上述した第１実施形態の石英ガラス
ルツボ製造装置を用いた石英ガラスルツボの製造方法と
同様に、モールド４２内を減圧すると共に、モールド４
２内に形成された石英原料粉Ｍを加熱溶融して石英ガラ
スルツボＲを製造する。

【００５４】石英ガラスルツボＲが製造されたら、図９
および図１０に示すように、クレーン１５の爪部１５ａ
をクレーン用溝４５に挿入して、モールドホルダー上部
４３ｕを持ち上げる。持ち上げられたモールドホルダー
上部４３ｕには、モールド上部４２ｕとモールド下部４
２ｂが一体のままのモールド４２と、このモールド４２
に収納された石英ガラスルツボＲとが収納されている。

【００５５】しかる後、モールドホルダー上右部４３ｕ
ｒとモールドホルダー上左部４３ｕｌとを一体化してい
る結合部材を解除し、さらに、モールド右部４２ｒとモ
ールド左部４２ｌとを一体化している結合部材４４ａを
解除して、モールドホルダー上右部４３ｕｒとモールド
ホルダー上左部４３ｕｌとの分離、モールド右部４２ｒ
とモールド左部４２ｌとの分離を同時に行って、石英ガ
ラスルツボＲを取り出す。

【００５６】この石英ガラスルツボＲの取り出し工程に
おいて、モールド右部４２ｒとモールド左部４２ｌは分
離されるので、従来の石英ガラスルツボ製造装置のよう
にモールドを傾けながら取り出す必要がなく、さらに破
損の危険がなく石英ガラスルツボを安全に取り出せる。

【００５７】また、モールド４２はモールド上部４２ｕ
とモールド下部４２ｂに２分割可能に形成されているの
で、消耗の激しい部分（通常はモールド上部４２ｕ）を
交換して使用することにより、モールド４２を長期間使
用することができて、経済的である。

【００５８】次に上記第２実施形態の変形例について説
明する。

【００５９】本変形例は第２実施形態の石英ガラスルツ
ボ製造装置におけるモールドホルダーを上下に分離する
のに替えて、左右に分離するものである。

【００６０】例えば、図１１に示すように、石英ガラス
ルツボ製造装置５１は、石英原料粉が供給される中空形
状のモールド４２、このモールド４２が着脱自在に収納
されるモールドホルダー５３とを有している。

【００６１】上記モールドホルダー５３は、軸線に沿う
垂直線Ｌｖによりモールドホルダー右部５３ｒとモール
ドホルダー左部５３ｌに２分割されており、通常の凹凸
結合などの結合方法で使用時には一体化されている。

【００６２】従って、本変形例の石英ガラスルツボ製造
装置５１によれば、石英ガラスルツボＲの取り出し時、
モールドホルダー５３をモールドホルダー右部５３ｒと
モールドホルダー左部５３ｌに分離すると同時に、モー
ルド４２をモールド右部４２ｒとモールド左部４２ｌと
に分離するので、これらの分離に２工程を必要とせず、
生産性がよい。

【００６３】なお、本発明に係わる石英ガラスルツボ製
造装置に用いられるモールドやモールドホルダーは、２
分割のみではなく、複数個に分割してもよい。

【００６４】

【発明の効果】本発明に係わる石英ガラスルツボ製造装
置によれば、モールドの製造が容易、ルツボの取り出し
が容易で安全、かつ部分的に交換が可能でコストやメン
テナンス性に優れ別途の排気設備を必要としない石英ガ
ラスルツボ製造装置を提供することができる。

【００６５】すなわち、モールドは水平線に沿って複数
個に分割され、その少なくとも１個は通気性を有する多
孔質部材で形成され、その他は非多孔質部材で形成され
るので、従来のように多数の吸引孔から生じる真空漏れ
などが発生することが無く、効率的に真空引きができ、
さらに、従来のように石英原料粉により吸引孔詰まりが
発生することがなく、モールドのメンテナンスが軽減さ
れ、生産性が向上する。また、モールド下部全体に無数
設けられた吸引孔によりガス引きされるので、石英原料
粉は均一にガス引きされ、透明な無気泡層と不透明な気
泡層が確実かつ所望の厚さに形成される。さらに、モー
ルド下部の気孔率、高さ（深さ）を変えることにより、
容易に減圧度を変えることができ、透明層の厚さ等を制
御することができる。また、モールドの消耗が激しい部
位のみの交換が可能であるので、従来のようにモールド
全体を交換する必要が無く、消耗の激しい部位のみ交換
して使用することにより、モールドを長期間使用するこ
とができて、経済的である。さらに、モールドは分割さ
れるので、従来の石英ガラスルツボ製造装置のようにモ
ールドを傾けながら取り出す必要がなく、容易に取り出
しが行えて、破損の危険がなく石英ガラスルツボを安全
に取り出せる。

【００６６】また、モールドは軸線に沿って複数個に分
割され、かつ、モールドホルダーは水平線または軸線に
沿って複数個に分割されるので、モールドの消耗が激し
い部位のみ交換して使用することにより、モールドを長
期間使用することができて、経済的であり、さらに、モ
ールドは分離可能であり、石英ガラスルツボを容易に取
り出すことができ、破損の危険がなく石英ガラスルツボ
を安全に取り出せる。

【００６７】また、モールドは水平線に沿って、非多孔
質部材で形成されるモールド上部と、多孔質部材で形成
されるモールド下部に分割され、さらに、このモールド
下部には非多孔質部材で形成されるモールド底面部が設
けられるので、モールドの排気孔に対向した部位が集中
的にガス引きされることが無くなる上に、モールドの底
部湾曲部を集中的に減圧することができ、ルツボコーナ
部の透明層を特に厚くすることができる。

【００６８】また、モールドとこのモールド内を減圧す
る減圧手段は、モールドに設けられた無数の吸引孔と減
圧室を介して連通され、この減圧室はモールドとモール
ドホルダー間に形成される減圧室の底部から少なくとも
多孔質部材で形成されるモールド下部の上端部近傍に亘
り形成されているので、モールド下部の全体に亘って効
果的にガス引きができ、モールドとモールドホルダー間
の大部分で両者を接触させることができて、減圧室の容
積を小さくできるので、小型な石英ガラスルツボ製造装
置が得られる。

【００６９】また、モールドはモールドホルダー内に着
脱自在に収納され、かつ、リング形状で通気可能に設け
られた支持部材により離間支持されるので、排気を妨げ
ること無く、モールドを確実に離間支持できる。

【００７０】モールド底面部は、モールドホルダーの底
部に設けられた排気口を囲繞するように設けられ、リン
グ形状で通気可能に設けられた第２の支持部材により支
持されるので、排気を妨げること無く、モールド底部を
確実に離間支持できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる石英ガラスルツボ製造装置の第
１実施形態を示す断面図。

【図２】本発明に係わる石英ガラスルツボ製造装置の第
１実施形態を用いた石英ガラスルツボの製造工程を示す
概念図。

【図３】本発明に係わる石英ガラスルツボ製造装置の第
１実施形態を用いた石英ガラスルツボの取り出し状態を
示す断面図。

【図４】本発明に係わる石英ガラスルツボ製造装置の第
１実施形態の第１変形例を示す断面図。

【図５】本発明に係わる石英ガラスルツボ製造装置の第
１実施形態の第２変形例を示す断面図。

【図６】本発明に係わる石英ガラスルツボ製造装置の第
２実施形態を示す断面図。

【図７】本発明に係わる石英ガラスルツボ製造装置の第
２実施形態に用いられるモールドの分割状態を示す斜視
図。

【図８】本発明に係わる石英ガラスルツボ製造装置の第
２実施形態に用いられる結合手段の断面図。

【図９】本発明に係わる石英ガラスルツボ製造装置の第
２実施形態を用いた石英ガラスルツボの取り出し状態を
示す断面図。

【図１０】本発明に係わる石英ガラスルツボ製造装置の
第２実施形態を用いた石英ガラスルツボの取り出し状態
を示す断面図。

【図１１】本発明に係わる石英ガラスルツボ製造装置の
第２実施形態の変形例を用いた石英ガラスルツボの取り
出し状態を示す断面図。

【符号の説明】

１石英ガラスルツボ製造装置２モールド２ｂモールド下部２ｂ_１上端部２ｕモールド上部２ｕ_１下端部２ｕ_２上部位３モールドホルダー４回転手段４ｓ回転軸５減圧手段６加熱手段７吸引孔８支持部材９フランジ部９ａ取付孔１０固定具１１減圧室１１ｂ減圧室底部１１ｕ減圧室上部１２通気路１３排気孔１５クレーン１５ａクレーン爪部２１石英ガラスルツボ製造装置２２モールド２２ｂモールド下部２２ｕモールド上部２３モールドホルダー２４減圧室３１石英ガラスルツボ製造装置３２モールド３２ｂモールド下部３２ｕモールド上部３２ｃモールド底部３３モールドホルダー３４第２支持部材４１石英ガラスルツボ製造装置４２モールド４２ｂモールド下部４２ｕモールド上部４２ｒモールド右部４２ｌモールド左部４２ｂｌモールド下左部４２ｂｒモールド下右部４２ｕｌモールド上左部４２ｕｒモールド上右部４３モールドホルダー４３ｂモールドホルダー下部４３ｕモールドホルダー上部４３ｕｒモールドホルダー上右部４３ｕｌモールドホルダー上左部４４結合手段４４ａ結合部材４４ｌ結合溝部４４ｒ結合溝部４５クレーン用溝５１石英ガラスルツボ製造装置５２モールド５３モールドホルダー５３ｌモールドホルダー左部５３ｒモールドホルダー右部Ｍ石英原料粉Ｒ石英ガラスルツボＬｈ水平分割線Ｌｖ垂直分割線

フロントページの続き (72)発明者小山内淳一神奈川県秦野市曽屋30番地東芝セラミックス株式会社開発研究所内Ｆターム(参考） 4G014 AH00 4G077 AA02 BB03 CF10 PA16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】石英原料粉が供給される中空形状のモー
ルドと、このモールドが着脱自在に収納されるモールド
ホルダーと、このモールドホルダーおよびモールドを回
転させる回転手段と、前記モールド内を減圧する減圧手
段と、前記モールド内の石英原料粉を加熱する加熱手段
とを有し、前記モールドは水平線に沿って複数個に分割
され、その少なくとも１個は通気性を有する多孔質部材
で形成され、その他は非多孔質部材で形成されることを
特徴とする石英ガラスルツボ製造装置。
【請求項２】上記モールドは軸線に沿って複数個に分
割され、モールドホルダーは水平線または軸線に沿って
複数個に分割されることを特徴とする請求項１に記載の
石英ガラスルツボ製造装置。
【請求項３】上記モールドは水平線に沿って、非多孔
質部材で形成されるモールド上部と、多孔質部材で形成
されるモールド下部に分割され、さらに、このモールド
下部には非多孔質部材で形成されるモールド底面部が設
けられることを特徴とする請求項１または２に記載の石
英ガラスルツボ製造装置。
【請求項４】上記モールドとこのモールド内を減圧す
る減圧手段は、前記モールドに設けられた無数の吸引孔
と、前記モールドとモールドホルダー間に形成される前
記減圧室とを介して前記モールドに連通され、かつ、前
記減圧室は前記モールドと前記モールドホルダー間の前
記減圧室の底部から少なくとも多孔質部材で形成される
モールド下部の上端部近傍に亘り形成されていることを
特徴とする請求項１ないし３項のいずれか１項に記載の
石英ガラスルツボ製造装置。
【請求項５】上記モールドはモールドホルダー内に着
脱自在に収納され、かつ、リング形状で通気可能に設け
られた支持部材により離間支持されることを特徴とする
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の石英ガラスル
ツボ製造装置。
【請求項６】上記モールド底面部は、上記モールドホ
ルダーの底部に設けられた排気口を囲繞するように設け
られ、リング形状で通気可能に設けられた第２の支持部
材により支持されることを特徴とする請求項３に記載の
石英ガラスルツボ製造装置。