JP3418084B2 - 機器又は素子の取り付け位置及び配置方向決定方法 - Google Patents

機器又は素子の取り付け位置及び配置方向決定方法

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JP3418084B2 JP09318497A JP9318497A JP3418084B2 JP 3418084 B2 JP3418084 B2 JP 3418084B2 JP 09318497 A JP09318497 A JP 09318497A JP 9318497 A JP9318497 A JP 9318497A JP 3418084 B2 JP3418084 B2 JP 3418084B2
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倫久 町田
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、機器又は素子の取
り付け位置及び配置方向決定方法に関し、特に磁界の影
響を受ける場所に機器や素子を配置するときに磁界によ
る誤動作を防止し得る機器又は素子の取り付け位置及び
配置方向決定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】モータやソレノイドコイルを利用したバ
ルブなど磁界や磁力を利用した機器や素子は極めて多種
多様に存在し、種々の装置を構成する主要な部品であっ
たり、周辺機器(素子)あるいは関連機器(素子)であ
ったりする。これらの機器や素子は磁力や磁気誘導を用
いているため、外部から強力な磁界が与えられると、本
来の正常な動作ができなくなり、誤動作することがあ
る。そこで、磁界の影響を受けることのないように、こ
れらの機器や素子を磁気シールドしたり、磁界が強くな
い場所に配置するなどの対策がとられていた。
【0003】ところで、単結晶成長装置では、原料融液
の対流を抑制して均質な単結晶を得るために、MCZ法
(磁界印加チョクラルスキー法)が用いられることがあ
り、例えば、特開昭59−199597号公報、特開昭
60−16891号公報、特公平2−100936号公
報に示されるように原料融液に磁界を印加して単結晶の
品質を向上させようとする種々の技術が示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】かかるMCZ法では、
単結晶成長装置の石英るつぼの周辺に相当強力な磁界を
印加するよう構成されている。したがって、単結晶成長
装置に配置される、種々の駆動装置の主要構成部品であ
るモータや、各種センサ、各種バルブなどが磁界の影響
を受けて誤動作しないよう、その配置位置を吟味する必
要があった。また、前述のように、必要に応じて磁気シ
ールドを施したりしていた。また、かかる磁気シールド
を高価なパーマロイ合金などで作るため、コスト上昇の
一因となっていた。また、必要な機器や素子を磁界から
遠ざけるために、これらを磁界発生装置から極めて遠く
配置すると、単結晶成長装置の操作性に影響を与え、更
にかかる分散した複数の機器や素子はメンテナンスが面
倒であるという問題があった。
【0005】したがって、本発明はコストの上昇を抑
え、操作性が良好で、メンテナンス上の問題が少ない機
器又は素子の取り付け位置及び配置方向決定方法を提供
することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では磁気を発生する装置と共に用いる機器又
は素子を取り付けるに際し、装置の発生する磁束による
装置の周辺の磁界分布を、磁束方向と磁界強度として測
定するかあるいは予測し、配置すべき機器又は素子の磁
界に対する最大感度方向又は最小感度方向と、正常に動
作する許容磁界強度とをあらかじめ測定するかあるいは
当該機器又は素子の種類又は名称から一義的に与え、機
器又は素子の磁界に対する最大感度方向又は最小感度方
向と、正常に動作する許容磁界強度とを基に、測定又は
予測された磁束方向と磁界強度とを参照して機器又は素
子の取り付け位置と配置方向を決定するようにしてい
る。
【0007】すなわち本発明によれば、磁気を発生する
装置と共に用いる機器又は素子を取り付けるに際し、前
記装置の発生する磁束による前記装置の周辺の磁界分布
を、磁束方向と磁界強度として測定するステップと、配
置すべき機器又は素子の磁界に対する最大感度方向又は
最小感度方向と、正常に動作する許容磁界強度とをあら
かじめ測定するステップと、前記機器又は素子の磁界に
対する最大感度方向又は最小感度方向と、正常に動作す
る許容磁界強度とを基に、前記測定された磁束方向と磁
界強度とを参照して前記機器又は素子の取り付け位置と
配置方向を決定するステップとを、有する機器又は素子
の取り付け位置及び配置方向決定方法が提供される。
【0008】また本発明によれば、磁気を発生する装置
と共に用いる機器又は素子を取り付けるに際し、前記装
置の発生する磁束による前記装置の周辺の磁界分布を、
磁束方向と磁界強度として測定するステップと、配置す
べき機器又は素子の磁界に対する最大感度方向又は最小
感度方向と、正常に動作する許容磁界強度とを、当該機
器又は素子の種類又は名称から一義的に与えるステップ
と、前記機器又は素子の磁界に対する最大感度方向又は
最小感度方向と、正常に動作する許容磁界強度とを基
に、前記測定された磁束方向と磁界強度とを参照して前
記機器又は素子の取り付け位置と配置方向を決定するス
テップとを、有する機器又は素子の取り付け位置及び配
置方向決定方法が提供される。
【0009】また本発明によれば、磁気を発生する装置
と共に用いる機器又は素子を取り付けるに際し、前記装
置の発生する磁束による前記装置の周辺の磁界分布を、
磁束方向と磁界強度として予測するステップと、配置す
べき機器又は素子の磁界に対する最大感度方向又は最小
感度方向と、正常に動作する許容磁界強度とをあらかじ
め測定するステップと、前記機器又は素子の磁界に対す
る最大感度方向又は最小感度方向と、正常に動作する許
容磁界強度とを基に、前記測定された磁束方向と磁界強
度とを参照して前記機器又は素子の取り付け位置と配置
方向を決定するステップとを、有する機器又は素子の取
り付け位置及び配置方向決定方法が提供される。
【0010】また本発明によれば、磁気を発生する装置
と共に用いる機器又は素子を取り付けるに際し、前記装
置の発生する磁束による前記装置の周辺の磁界分布を、
磁束方向と磁界強度として予測するステップと、配置す
べき機器又は素子の磁界に対する最大感度方向又は最小
感度方向と、正常に動作する許容磁界強度とを、当該機
器又は素子の種類又は名称から一義的に与えるステップ
と、前記機器又は素子の磁界に対する最大感度方向又は
最小感度方向と、正常に動作する許容磁界強度とを基
に、前記測定された磁束方向と磁界強度とを参照して前
記機器又は素子の取り付け位置と配置方向を決定するス
テップとを、有する機器又は素子の取り付け位置及び配
置方向決定方法が提供される。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施の形態について説明する。図1は本発明に係
る機器又は素子の取り付け位置及び配置方向決定方法の
適用される単結晶成長装置を示す断面図である。いわゆ
るMCZ引上げ法では、原料融液に磁界を加えている
が、かかる単結晶成長装置には、図示省略の各種ソレノ
イドバルブ、リミットスイッチ、モータや回転バルブな
どが配されている。なお、図1中、単結晶成長(製造)
装置30は、耐圧気密チャンバ32、石英るつぼ34、
ペディスタル36、ヒータ38、磁界発生装置40など
を有している。
【0012】図2はソレノイドバルブ10と外部磁界の
関係を示す模式図である。ソレノイドバルブ10はバル
ブを開閉するプランジャ12と、これを駆動するコイル
14を有している。いま、ソレノイドバルブ10の軸に
平行な方向の磁束MFPと軸に直交する方向の磁束MF
Nを順次与えて、あるいはソレノイドバルブ10をかか
る磁界に順次配置して、磁界強度を低い値から高くして
いき、ソレノイドバルブ10が正常に動作する範囲を知
ることができる。コイルの発生する磁力によって、バル
ブの開閉を行うもの、例えばマスフローコントローラな
どはソレノイドバルブ10と同様に扱うことができる。
【0013】図3は回転バルブ18と外部磁界の関係を
示す模式図であり、また図4は誘導式リミットスイッチ
22と外部磁界の関係を示す模式図である。図3におい
て20は回転軸、図4において24は誘導式リミットス
イッチ22のセンサとしての指向性を示す方向(最大感
度方向)を軸方向として示している。図2の場合と同様
に、回転バルブ18と誘導式リミットスイッチ22のそ
れぞれの軸に平行な方向の磁束MFPと軸に直交する方
向の磁束MFNを順次与えて、あるいは回転バルブ1
8、誘導式リミットスイッチ22をかかる磁界に順次配
置して、磁界強度を低い値から高くしていき、回転バル
ブ18、誘導式リミットスイッチ22が正常に動作する
範囲を知ることができる。接近する磁性体を渦電流の発
生によって検知する方式の誘導式リミットセンサなどは
誘導式リミットスイッチ22と同様に扱うことができ
る。
【0014】また図5はディスク型モータ26と外部磁
界の関係を示す模式図である。図5において27は回転
子、28は固定子、29は回転軸である。ディスク型モ
ータ26の場合は、固定子28と回転子27が作用し合
う面(図5の紙面に垂直な面)に直交する方向の磁束M
FNには最大感度を示し、固定子28と回転子27が作
用し合う面に平行な方向の磁束MFPには最小低感度を
示す。図2の場合と同様に、固定子28と回転子27が
作用し合う面に平行な方向の磁束MFPとこの面に直交
する方向の磁束MFNを順次与えて、あるいはディスク
型モータ26をかかる磁界に配置して、磁界強度を低い
値から高くしていき、ディスク型モータ26が正常に動
作する範囲を知ることができる。
【0015】なお、一般のモータが上記回転バルブ18
の場合と同様に回転軸に平行な方向が最小感度方向であ
るのに対して、ディスク型モータ26は回転軸に平行な
方向が最大感度方向であることから、これら両者を単に
モータとしてとらえると適切な配置方向を誤ることとな
る。そこで、モータや回転バルブ類については、回転軸
を基準にするのではなく、上記ディスクモータ26で検
討したように、固定子と回転子(すなわち界磁と電機
子)が作用し合う面(作用面)を基準にすると都合がよ
い。なお、ディスクモータ26のように回転子27と固
定子28が軸方向に対峙しているのではなく、回転子と
固定子が半径方向に対峙している通常の構造のモータな
どの場合は、作用面は円筒面であり、回転軸と平行であ
る。
【0016】上記手法により下記のような機器・素子を
例として測定して、次の表1に示す結果が得られた。
【0017】
【表1】 機器・素子の種類と配置方向 正常動作範囲 ソレノイドバルブ方式のバルブ類 軸方向を磁束方向に直交させたとき 700ガウス以下 軸方向を磁束方向に平行にしたとき 100ガウス以下 誘導式リミットスイッチ類 軸方向を磁束方向に直交させたとき 900ガウス以下 軸方向を磁束方向に平行にしたとき 800ガウス以下 モータや回転バルブ類 作用面を磁束方向に直交させたとき 1100ガウス以下 作用面を磁束方向に平行にしたとき 2900ガウス以下
【0018】この結果から、ソレノイドバルブ方式のバ
ルブ類は、ソレノイドコイルの軸方向を磁束方向に直交
させ、モータや回転バルブ類は、その作用面が磁束方向
と平行になるように、さらに誘導式リミットスイッチ類
は、スイッチの軸方向を磁束方向に直交させるようにそ
れぞれ配置することが最も外部磁束の影響を受けないこ
とがわかる。これらの方向は最小感度方向であり、機器
や素子の種類や名称から一義的に定まるので、あらかじ
め機器や素子の種類や名称と、その最小感度方向を表な
どにしておき、単結晶成長装置の製造、組み立て時や修
理時に適用する。また、上記結果の磁界強度から、これ
らの機器や素子が正常に動作する許容磁界強度がわかる
ので、実際に配置する予定の位置にて磁界強度をガウス
メータを用いて測定するか、あるいは、計算により予測
しておく。もし、当該機器や素子の配置する予定の位置
での実測又は予測の磁界強度が最小感度方向に対する許
容置を上回るときは、取り付け位置自体を変更する必要
がある。
【0019】このようにして、各機器や素子の取り付け
位置と方向を決定することができ、その結果、これらの
機器や素子は外部磁界の悪影響を受けることなく、正常
に動作し、その本来の機能を発揮することができる。な
お、本発明は強力な磁界の生じるMCZ法による単結晶
引上げ装置に適用できるのみならず、その他の磁界の影
響を受ける可能性のるあらゆる装置、乗物、場所に適用
可能である。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、磁
気を発生する装置と共に用いる機器又は素子を取り付け
るに際し、装置の発生する磁束による装置の周辺の磁界
分布を、磁束方向と磁界強度として測定するかあるいは
予測し、配置すべき機器又は素子の磁界に対する最大感
度方向又は最小感度方向と、正常に動作する許容磁界強
度とをあらかじめ測定するかあるいは当該機器又は素子
の種類又は名称から一義的に与え、機器又は素子の磁界
に対する最大感度方向又は最小感度方向と、正常に動作
する許容磁界強度とを基に、測定又は予測された磁束方
向と磁界強度とを参照して機器又は素子の取り付け位置
と配置方向を決定するようにしているので、これらの機
器や素子が磁界の影響を受けて誤動作しないよう、高価
な磁気シールドを施す必要がなくなり、機器や素子を磁
界から遠ざけるために、これらを磁界発生装置から極め
て遠く配置することによる操作性への影響や分散した複
数の機器や素子の面倒なメンテナンスの問題が生じな
い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る機器又は素子の取り付け位置及び
配置方向決定方法の適用される単結晶成長装置を示す断
面図である。
【図2】ソレノイドバルブと外部磁界の関係を示す模式
図である。
【図3】回転バルブと外部磁界の関係を示す模式図であ
る。
【図4】リミットスイッチと外部磁界の関係を示す模式
図である。
【図5】ディスク型モータと外部磁界の関係を示す模式
図である。
【符号の説明】
10 ソレノイドバルブ 12 プランジャ 14 コイル 18 回転バルブ 20 回転バルブの回転軸 22 リミットスイッチ 24 最大感度方向 26 ディスク型モータ 27 回転子 28 固定子 29 ディスク型モータの回転軸 30 単結晶成長(製造)装置 32 耐圧気密チャンバ 34 石英るつぼ 36 ペディスタル 38 ヒータ 40 磁界発生装置 MFP 軸に平行な方向の磁束(固定子と回転子が作用
し合う面に平行な方向の磁束) MFN 軸に直交する方向の磁束(固定子と回転子が作
用し合う面に直交する方向の磁束)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−16891(JP,A) 特開 昭59−199597(JP,A) 特開 昭59−195595(JP,A) 特開 平5−208887(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01F 7/06

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 磁気を発生する装置と共に用いる機器又
    は素子を取り付けるに際し、 前記装置の発生する磁束による前記装置の周辺の磁界分
    布を、磁束方向と磁界強度として測定するステップと、 配置すべき機器又は素子の磁界に対する最大感度方向又
    は最小感度方向と、正常に動作する許容磁界強度とをあ
    らかじめ測定するステップと、 前記機器又は素子の磁界に対する最大感度方向又は最小
    感度方向と、正常に動作する許容磁界強度とを基に、前
    記測定された磁束方向と磁界強度とを参照して前記機器
    又は素子の取り付け位置と配置方向を決定するステップ
    とを、 有する機器又は素子の取り付け位置及び配置方向決定方
    法。
  2. 【請求項2】 磁気を発生する装置と共に用いる機器又
    は素子を取り付けるに際し、 前記装置の発生する磁束による前記装置の周辺の磁界分
    布を、磁束方向と磁界強度として測定するステップと、 配置すべき機器又は素子の磁界に対する最大感度方向又
    は最小感度方向と、正常に動作する許容磁界強度とを、
    当該機器又は素子の種類又は名称から一義的に与えるス
    テップと、 前記機器又は素子の磁界に対する最大感度方向又は最小
    感度方向と、正常に動作する許容磁界強度とを基に、前
    記測定された磁束方向と磁界強度とを参照して前記機器
    又は素子の取り付け位置と配置方向を決定するステップ
    とを、 有する機器又は素子の取り付け位置及び配置方向決定方
    法。
  3. 【請求項3】 磁気を発生する装置と共に用いる機器又
    は素子を取り付けるに際し、 前記装置の発生する磁束による前記装置の周辺の磁界分
    布を、磁束方向と磁界強度として予測するステップと、 配置すべき機器又は素子の磁界に対する最大感度方向又
    は最小感度方向と、正常に動作する許容磁界強度とをあ
    らかじめ測定するステップと、 前記機器又は素子の磁界に対する最大感度方向又は最小
    感度方向と、正常に動作する許容磁界強度とを基に、前
    記測定された磁束方向と磁界強度とを参照して前記機器
    又は素子の取り付け位置と配置方向を決定するステップ
    とを、 有する機器又は素子の取り付け位置及び配置方向決定方
    法。
  4. 【請求項4】 磁気を発生する装置と共に用いる機器又
    は素子を取り付けるに際し、 前記装置の発生する磁束による前記装置の周辺の磁界分
    布を、磁束方向と磁界強度として予測するステップと、 配置すべき機器又は素子の磁界に対する最大感度方向又
    は最小感度方向と、正常に動作する許容磁界強度とを、
    当該機器又は素子の種類又は名称から一義的に与えるス
    テップと、 前記機器又は素子の磁界に対する最大感度方向又は最小
    感度方向と、正常に動作する許容磁界強度とを基に、前
    記測定された磁束方向と磁界強度とを参照して前記機器
    又は素子の取り付け位置と配置方向を決定するステップ
    とを、 有する機器又は素子の取り付け位置及び配置方向決定方
    法。
  5. 【請求項5】 前記磁界に対する最大感度方向又は最小
    感度方向と、正常に動作する許容磁界強度とを、当該機
    器又は素子の名称から一義的に与えるステップ中、前記
    最小感度方向を、ソレノイド方式のバルブ類のときは、
    その軸方向とする請求項2又は4記載の機器又は素子の
    取り付け位置及び配置方向決定方法。
  6. 【請求項6】 前記磁界に対する最大感度方向又は最小
    感度方向と、正常に動作する許容磁界強度とを、当該機
    器又は素子の名称から一義的に与えるステップ中、前記
    最小感度方向を、誘導式リミットスイッチ類のときは、
    その軸方向とする請求項2又は4記載の機器又は素子の
    取り付け位置及び配置方向決定方法。
  7. 【請求項7】 前記磁界に対する最大感度方向又は最小
    感度方向と、正常に動作する許容磁界強度とを、当該機
    器又は素子の名称から一義的に与えるステップ中、前記
    最小感度方向を、モータ又は回転バルブ類のときは、そ
    の固定子と回転子が作用し合う面と直交する方向とする
    請求項2又は4記載の機器又は素子の取り付け位置及び
    配置方向決定方法。
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