JP6128408B2 - Workpiece input device - Google Patents
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Description
本発明は、被処理物を気密状態で処理する処理装置の内部に、被処理物を外部から気密状態で投入するために用いられる被処理物投入装置に関するものである。 The present invention relates to a processing object input device used to input a processing object in an airtight state from the outside into a processing apparatus that processes the processing object in an airtight state.
被処理物を気密状態で処理する処理装置が知られている。例えば、被処理物であるシリコン材料を処理装置の内部に投入して溶融し、溶融したシリコン材料を固体化させる処理を行うことによって、半導体基板の材料である単結晶シリコンを製造する装置が知られている。この単結晶シリコンの製造工程中、処理装置の内部は、外気とは異なる特殊な雰囲気中に置かれている。例えば、処理装置の内部は、不活性ガス雰囲気や真空雰囲気中に置かれている。 2. Description of the Related Art Processing apparatuses that process an object to be processed in an airtight state are known. For example, an apparatus for manufacturing single crystal silicon, which is a material for a semiconductor substrate, is known in which a silicon material, which is an object to be processed, is introduced into a processing apparatus and melted, and the molten silicon material is solidified. It has been. During the manufacturing process of the single crystal silicon, the inside of the processing apparatus is placed in a special atmosphere different from the outside air. For example, the inside of the processing apparatus is placed in an inert gas atmosphere or a vacuum atmosphere.
そして、前記処理装置の内部に、被処理物を外部から投入するための被処理物投入装置もまた知られている(例えば特許文献1、2)。
And the to-be-processed object input apparatus for inputting to-be-processed object from the outside into the said processing apparatus is also known (for example,
特許文献1に記載された被処理物投入装置(シリコン顆粒供給装置)は、ホッパーと、フィーダと、筐体と、石英ポートと、ベローズとを備えている。前記ホッパーは、不活性ガス雰囲気とした筐体の内部にシリコン顆粒を収容するために設けられ、このホッパーの下方に、被処理物(シリコン顆粒)を搬送するためのフィーダが設けられている。そして、ベローズを介して石英ポートが筐体と接続されている。この石英ポートの一部は、処理装置(加熱炉)の内部に挿入され、加熱炉の内部と連通している。シリコン顆粒供給装置と加熱炉の各々の内部は気密状態とされる。具体的には、各々の内部は不活性ガス雰囲気におかれる。つまり、シリコン顆粒供給装置と加熱炉の各々の内部は同じ不活性ガス雰囲気となる。これにより、ホッパーから石英ポートを介してシリコン顆粒を加熱炉の内部に気密状態(不活性ガス雰囲気)で投入することができる。
The workpiece input device (silicon granule supply device) described in
また、この被処理物投入装置(シリコン顆粒供給装置)では、処理装置の内部のるつぼへシリコン顆粒を導く通路である石英ポートの下端部が、るつぼから引き上げられる単結晶シリコンに干渉しないように、るつぼの周縁部に固定されている。 Moreover, in this workpiece input device (silicon granule supply device), the lower end of the quartz port, which is a passage for guiding the silicon granules to the crucible inside the processing device, does not interfere with the single crystal silicon pulled up from the crucible. It is fixed to the periphery of the crucible.
特許文献2に記載された被処理物投入装置(装入材供給装置)も、基本的な構成は特許文献1に記載されたものと同様である。この被処理物投入装置(装入材供給装置)は、ホッパーと、トラフと、振動部と、装入材投入室と、シュータとを備えたものである。装入材投入室は真空雰囲気とされ、この装入材投入室の内部に、被処理物(装入材)を収容するホッパーが設けられている。そして、このホッパーの下方に、装入材を搬送するためのトラフ及び振動部が設けられている。そして、シュータの一部が処理装置(真空槽)の内部に挿入され、真空槽の内部と連通している。装入材投入室と真空槽とは共に外気から密閉できるものとされており、各々の内部は気密状態とされる。具体的には、各々の内部は真空雰囲気におかれる。つまり、装入材供給装置と真空槽の各々の内部は同じ真空雰囲気となる。これにより、ホッパーからシュータを介して装入材を真空槽の内部に気密状態(真空雰囲気)で投入することができる。
The workpiece input device (charge material supply device) described in
ところで、特許文献1に記載された被処理物投入装置(シリコン顆粒供給装置)では、ホッパーに収容されたシリコン顆粒が無くなる等してホッパーにシリコン顆粒を補充しなければならなくなった場合、筐体に設けられた蓋が開放され、そこからホッパーにシリコン顆粒が補充される。また、特許文献2に記載された被処理物投入装置(装入材供給装置)では、ホッパーに収容された装入材が無くなる等してホッパーに装入材を補充しなければならなくなった場合、装入材投入室に設けられた真空扉が開放され、そこからホッパーに装入材が補充される。
By the way, in the workpiece input device (silicon granule supply device) described in
しかしながら、これらの被処理物投入装置(シリコン顆粒供給装置、装入材供給装置)は、いずれも処理装置の内部と連通している。このため、処理装置の処理中において、被処理物を補充しようとすれば、被処理物投入装置の開放(蓋や真空扉の開放)に伴い、処理装置の内部までが外気に開放されてしまう。このことから、それまで保たれていた気密状態(特殊な雰囲気)が崩されてしまう。よって、被処理物の補充は処理中にはできず、処理後に行う必要がある。このため、アイドルタイム(稼動停止時間)が増えるという問題があった。 However, these workpiece input devices (silicon granule supply device, charging material supply device) are all in communication with the inside of the processing device. For this reason, if it is going to replenish a to-be-processed object in the process of a processing apparatus, even the inside of a processing apparatus will be open | released by the open air with opening of a to-be-processed object injection | throwing-in apparatus (open | release of a lid | cover or a vacuum door). . From this, the airtight state (special atmosphere) kept until then is destroyed. Therefore, the replenishment of the object to be processed cannot be performed during the process, and needs to be performed after the process. For this reason, there has been a problem that idle time (operation stop time) increases.
そこで、本発明は、前記従来の被処理物投入装置が有している問題に鑑みてなされたもので、処理装置の内部の特殊な雰囲気を崩すことなく、被処理物の被処理物投入装置への補充を行うことができる被処理物投入装置を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the problems of the conventional workpiece input device, and the workpiece input device for the object to be processed without destroying the special atmosphere inside the processing device. It is an object of the present invention to provide a workpiece input device capable of replenishing the material.
本発明は、被処理物を気密状態で処理する処理装置の内部に、被処理物を外部から気密状態で投入するための被処理物投入装置において、被処理物を一時的に収容可能で、被処理物を収容する際に用いる開閉可能な収容口を有する被処理物収容部と、前記被処理物収容部から被処理物を気密状態で取り出して前記処理装置へと搬送する搬送部と、移動機構とを備え、前記搬送部は、前記搬送部の処理装置側と被処理物収容部側とを遮断可能な閉鎖部と、前記搬送部のうち、前記閉鎖部よりも被処理物収容部側の位置にて、前記搬送部を分離及び接合可能なジョイント部とを備え、前記被処理物収容部と、前記搬送部のうち前記ジョイント部よりも被処理物収容部側の区間と、が一体の投入装置本体を構成し、前記移動機構は、前記ジョイント部を分離させ、その状態で前記投入装置本体の全体を前記処理装置に対して接近・離反する方向に移動でき、前記搬送部のうち前記ジョイント部よりも被処理物収容部側の区間における下流側端部には、被処理物を前記搬送部のうち前記ジョイント部よりも処理装置側の区間へ導く受けシュートを備え、前記受けシュートは、内部を被処理物が通過する筒状の本体部と、前記本体部の外周に位置する外筒体とを備えることを特徴とする被処理物投入装置である。 The present invention can temporarily store a processing object in a processing object input device for inputting the processing object in an airtight state from the outside into a processing apparatus that processes the processing object in an airtight state. A workpiece storage unit having an openable / closable storage port used when storing the workpiece, and a transport unit that takes the workpiece out of the workpiece storage unit in an airtight state and transports the workpiece to the processing apparatus; A closing mechanism capable of blocking the processing device side of the transfer unit from the processing object storage unit side, and of the transfer unit, the transfer object storage unit rather than the closing unit. A joint portion capable of separating and joining the transport section at a position on the side, the workpiece storage section, and a section of the transport section closer to the workpiece storage section than the joint section, configure the dosing device body integrally, the moving mechanism, the joint Was separated, the downstream side in the state able to move the entire of the dosing device body in a direction approaching and separating relative to the processing device, the joint part to be treated housing part side of the section than the one of the transport unit The end portion includes a receiving chute that guides the workpiece to a section closer to the processing device than the joint portion of the transport unit, and the receiving chute includes a cylindrical main body portion through which the workpiece passes. And an outer cylindrical body located on the outer periphery of the main body.
この構成によると、閉鎖部を閉鎖することによって、搬送部の処理装置側と被処理物収容部側とを遮断して処理装置の内部の特殊な雰囲気を維持できる。そして、ジョイント部によって搬送部の処理装置側と被処理物収容部側とを分離できる。そして、受けシュートの本体部が外筒体を備えることから、ジョイント部の分離及び接合の際に受けシュートの受ける衝撃が直接本体部に伝わることを防止できる。 According to this configuration, by closing the closing portion, the processing device side and the workpiece storage portion side of the transport portion can be shut off and a special atmosphere inside the processing device can be maintained. The processing unit side of the transport unit and the workpiece storage unit side can be separated by the joint unit. And since the main-body part of a receiving chute is provided with an outer cylinder, it can prevent that the impact which a receiving chute receives in the case of isolation | separation and joining of a joint part directly to a main-body part.
また、本発明において、前記受けシュートの外周に、前記受けシュートの延びる方向に沿って伸縮可能な受けシュート外被ベローズを備え、前記受けシュート外被ベローズの短縮状態では、前記受けシュートのうち処理装置側の一部が前記受けシュート外被ベローズから露出し、前記閉鎖部の内部に挿入可能となるものとすることもできる。 Further, in the present invention, the outer periphery of the receiving chute is provided with a receiving chute jacket bellows that can expand and contract along the extending direction of the receiving chute, and in the shortened state of the receiving chute jacket bellows, the processing of the receiving chute A part of the apparatus side may be exposed from the receiving chute jacket bellows and can be inserted into the closing portion.
この構成によると、受けシュート外被ベローズにより、搬送部の気密状態が保持され、しかも、受けシュートが保護される。そして、受けシュートの一部が閉鎖部の内部に挿入されることにより、閉鎖部の内面に被処理物が直接触れないようにできることから、閉鎖部を被処理物から保護できる。 According to this configuration, the airtight state of the transport unit is maintained by the receiving chute jacket bellows, and the receiving chute is protected. And since a to-be-processed object can be prevented from touching the inner surface of a closed part directly by inserting a part of receiving chute into the inside of a closed part, a closed part can be protected from a to-be-processed object.
また、本発明において、前記本体部は、長さが前記外筒体の長さよりも長いものとすることもできる。 Moreover, in this invention, the said main-body part can also be made into a thing whose length is longer than the length of the said outer cylinder.
この構成によると、本体部に外筒体を取り付けた際に、本体部の一部が外筒体から露出した状態となる。これにより、本体部を交換する際に、本体部を外筒体から取り外すことが容易である。 According to this configuration, when the outer cylinder is attached to the main body, a part of the main body is exposed from the outer cylinder. Thereby, when exchanging a main-body part, it is easy to remove a main-body part from an outer cylinder.
また、本発明において、前記本体部が石英ガラス製であり、前記外筒体が金属製であるように構成することもできる。 In the present invention, the main body may be made of quartz glass, and the outer cylinder may be made of metal.
この構成によると、外筒体が金属製であることにより、石英ガラス製のため破損しやすい本体部を有効に保護できる。 According to this configuration, since the outer cylindrical body is made of metal, it is possible to effectively protect the main body that is easily broken because it is made of quartz glass.
本発明によれば、処理装置の内部の特殊な雰囲気を崩すことなく、被処理物の被処理物投入装置への補充を行うことができ、これによってアイドルタイム(稼動停止時間)を少なくして生産性を向上することができる。そして、受けシュートの本体部が外筒体を備えることから、ジョイント部の分離及び接合の際に受けシュートの受ける衝撃が直接本体部に伝わることを防止でき、これによって、本体部を有効に保護できる。 According to the present invention, it is possible to replenish a workpiece into the workpiece input device without destroying the special atmosphere inside the processing device, thereby reducing idle time (operation stop time). Productivity can be improved. And since the body part of the receiving chute has an outer cylinder, it is possible to prevent the impact received by the receiving chute from being transmitted directly to the main body part when separating and joining the joint part, thereby effectively protecting the main body part. it can.
本発明につき、一実施形態を取り上げて、図面とともに以下説明を行う。下記における方向の説明につき、「上下」とは、図1に示された上下方向を基準としたものである。また、「前後」とは、処理装置F1の中央に近い側を前方、遠い側を後方としたものである。また、「上流・下流」とは、被処理物Sの通過方向(流れ方向)を基準としたものである。ただし、この方向表記は説明の便宜のために用いるものであり、本発明はこの方向で説明した態様に限定して理解されるものではない。
The present invention will be described below with reference to the drawings by taking one embodiment. In the following description of the direction, “up and down” is based on the up and down direction shown in FIG. Further, “front and rear” means that the side closer to the center of the processing apparatus F1 is the front side and the far side is the rear side. Further, “upstream / downstream” is based on the passage direction (flow direction) of the workpiece S. However, this direction notation is used for convenience of explanation, and the present invention is not understood to be limited to the mode described in this direction.
−処理装置−
まず、本実施形態に係る被処理物投入装置1を取り付ける対象である処理装置F1について述べておく。この処理装置F1は、図1に示すように、内部を気密状態とでき、この内部に設けられた炉体(るつぼ)F11にて被処理物Sを溶融できるものである。本実施形態では、この処理装置F1は、半導体基板の材料である単結晶シリコンを製造するために用いられる。炉体F11には、被処理物Sとして塊状である多結晶シリコン(シリコンナゲット)が外部から被処理物投入口部F12を貫通して投入され、炉体F11内で加熱されることにより溶融される。
-Processing device-
First, the processing apparatus F1 to which the
本実施形態の処理装置F1では、CZ法により単結晶シリコンが製造される。この単結晶シリコンの製造方法について簡単に説明しておく。まず、アルゴンや窒素などの不活性ガス雰囲気中にて炉体F11に投入されたシリコンナゲットが融点を超える温度まで加熱されて溶融される。この溶融状態とされたシリコン(以下、「溶湯」と記す)S1に、種となる単結晶シリコン(図示しない)が漬けられ、その後、この種となる単結晶シリコンが回転しつつゆっくりと持ち上げられることにより、結晶が成長していく。そして、最終的には略円柱状の固体である単結晶シリコン(インゴット)が形成される。なお、被処理物Sの種類によっては処理装置F1の内部が不活性ガス雰囲気ではなく真空雰囲気とされても良い。 In the processing apparatus F1 of the present embodiment, single crystal silicon is manufactured by the CZ method. A method for manufacturing this single crystal silicon will be briefly described. First, the silicon nugget charged into the furnace body F11 in an inert gas atmosphere such as argon or nitrogen is heated to a temperature exceeding the melting point and melted. Single-crystal silicon (not shown) as a seed is immersed in this molten silicon (hereinafter referred to as “molten metal”) S1, and then the single-crystal silicon as a seed is slowly lifted while rotating. As a result, crystals grow. Finally, single crystal silicon (ingot), which is a substantially cylindrical solid, is formed. Depending on the type of the workpiece S, the inside of the processing apparatus F1 may be a vacuum atmosphere instead of an inert gas atmosphere.
なお、本実施形態では被処理物Sを構成する物質がシリコンであるが、本発明の対象となる被処理物Sはこれに限定されるものではない。シリコン以外の金属や樹脂などの種々の物質を被処理物Sとすることができる。 In addition, in this embodiment, the substance which comprises the to-be-processed object S is silicon, However, The to-be-processed object S used as the object of this invention is not limited to this. Various substances such as metals and resins other than silicon can be used as the workpiece S.
また、本実施形態における「処理」とは、シリコンナゲットの加熱による溶融、及び、溶湯S1からの引き上げによる単結晶シリコン(インゴット)の形成までの一連の操作を含んでいるが、本発明における「処理」とは、もっと広い概念であって、気密状態で被処理物Sに種々の物理変化あるいは化学変化を加えるための操作全般を含む概念である。
The “treatment” in the present embodiment includes a series of operations from melting of the silicon nugget by heating and formation of single crystal silicon (ingot) by pulling up from the molten metal S1. “Processing” is a broader concept, including a general operation for applying various physical changes or chemical changes to the workpiece S in an airtight state.
−被処理物投入装置−
被処理物投入装置1は、図1に示すように、前記処理装置F1の内部に、この処理装置F1の外部から被処理物Sを炉体F11内に投入できるよう構成されている。この被処理物投入装置1は、投入装置本体1aと投入部1bとから構成されており、投入装置本体1aと投入部1bとはジョイント部15によって分離及び接合可能である。
-Material input device-
As shown in FIG. 1, the
<投入装置本体>
投入装置本体1aは、図2(A)(B)に示すように、被処理物収容部(ホッパー)11と被処理物取出機構12とを備えており、これらは供給タンク111の内部に設けられている。そして、投入装置本体1aは、下流端にジョイント部15及び受けシュート16を備え、この受けシュート16から投入部1bへと被処理物Sを送ることができる。供給タンク111は、ステンレス合金製で略円筒形状の供給タンク本体111aと、この供給タンク本体111aから水平方向に突出している突出部111bとを備えており、両者は一体である。そして、投入装置本体1aは、ジョイント部15(後述)の一部である上側ジョイントフランジ151と受けシュート外被ベローズ153とを備える。上側ジョイントフランジ151と、投入部1bが備える下側ジョイントフランジ152とが結合された状態(図7(A)参照)で、かつ、図1に示すように被処理物投入装置1が処理装置F1に取り付けられた場合において、この供給タンク111自体が外気に対する気密状態を保持できる。なお、本実施形態の説明における「外気」とは、被処理物投入装置1及び処理装置F1の外部雰囲気を指す。
<Input device body>
As shown in FIGS. 2A and 2B, the charging device main body 1 a includes a workpiece storage portion (hopper) 11 and a
被処理物Sは、投入装置本体1aにおいて被処理物収容部11から被処理物取出機構12、受けシュート16を順に通る。その後、投入部1bの閉鎖部14、投入管13を順に通り、炉体F11まで搬送される。この搬送経路のうちで被処理物Sが触れる部分は、磨耗に強い材料である石英ガラス製であるか、あるいは金属等に石英ガラスが内張りされている。これにより、磨耗による金属粉などの不純物が被処理物Sに混入する可能性を極力抑えることができ、純度の高い単結晶シリコンを製造することができる。
The processing object S passes through the processing object take-out
なお、説明の都合上、被処理物収容部11に収容されていた被処理物Sを気密状態で取り出し、処理装置F1へと搬送するための部位を搬送部Xと定義する。本実施形態における搬送部Xとは、ジョイント部15の接合時における、投入装置本体1aの一部(ジョイント部15よりも被処理物収容部11側の区間)と投入部1b(ジョイント部15よりも処理装置F1側の区間)とから構成される。詳しくは、投入装置本体1aにおける被処理物収容部(ホッパー)11の下端に位置する取出口11cから被処理物取出機構(電磁振動フィーダ)12のトラフ122、受けシュート16、閉鎖部14を経て、投入管13の下流端131aに至る経路中に存在する各部位から構成される。
For convenience of explanation, a part for taking out the workpiece S accommodated in the
<被処理物収容部>
被処理物収容部11は、被処理物Sが搬送されるまでの間、被処理物Sを一時的に収容しておくことのできる部位である。この被処理物収容部11を開閉可能とする収容口111cを供給タンク111に備えている。この収容口111cは、被処理物Sが被処理物収容部11内に収容される際に用いられる。本実施形態では、蓋部111dによって収容口111cが開閉できるようになっている。収容口111cを開放することで、被処理物収容部11に被処理物Sを補充できる。本実施形態の被処理物収容部11は、前記供給タンク111内に設けられ、平板状の石英ガラスが張り合わせられたものであり、具体的には、上下両端部が開放された八角柱の下端に八角錐が接続された形状である。この被処理物収容部11では、前記八角錐部分の下端が開放されており、その部分から被処理物Sが自然落下し、被処理物Sが被処理物収容部11から被処理物取出機構12に取り出されるようになっている。
<Processing object container>
The to-be-processed
蓋部111dは透明アクリル製である。このため、収容口111cを閉鎖した状態でも、被処理物収容部11の内部を上方から目視することができる。よって、収容口111cを開放することなく、被処理物収容部11内の被処理物Sの状況を容易に確認できる。
The
また、供給タンク111には、複数ののぞき窓111eが設けられている。具体的には、供給タンク本体111aにおける、図2(A)に図示された状態で裏側に位置する側面に一箇所(図3(B)参照)、突出部111bに二箇所(111e1、111e2)、透明板が取り付けられている。
The
供給タンク本体111aの側面に設けられたのぞき窓は、被処理物収容部11の下部と被処理物取出機構12におけるトラフ122の上流端周辺を供給タンク111の外部から目視できるように設けられている。これにより、被処理物Sの取り出し状況及び搬送状況を容易に確認できる。
The observation window provided on the side surface of the supply tank
そして、突出部111bにおいては、下流端周辺の上面と側面とにのぞき窓111e1,111e2が設けられている。いずれののぞき窓も、被処理物取出機構12におけるトラフ122の下流端周辺と受けシュート16における本体部161の漏斗状部分1611(一部)を突出部111bの外部から目視できるように設けられている。これにより、被処理物Sの搬送状況及び投入管13への送り込み状況を容易に確認できる。
And in the
なお、図示はしていないが、本実施形態の投入装置本体1aは、被処理物取出機構12におけるトラフ122の振動を制御する制御部を備えており、前記各のぞき窓を通して得られた(目視あるいはカメラ・センサーにより得られた)被処理物Sの搬送状況を基に前記制御部を制御することにより、被処理物Sの搬送制御を効率的に行うことができる。
Although not shown, the charging apparatus main body 1a of the present embodiment includes a control unit that controls the vibration of the
また、供給タンク111は、側面の外周にフランジ111fを有しており、上下分割可能とされている。本実施形態では、フランジ111fは図示のようにクランプ止めされるが、ねじ止め等、固定のための種々の手段を採用できる。この供給タンク111の上下分割は、被処理物収容部11における前記八角柱部分と八角錐部分との境界位置でなされる。なお、この分割部分にて、被処理物収容部11における前記八角柱部分の下端面と前記八角錐部分の上端面とが突き合わされており、被処理物Sが外に漏れないようになっている。この構成により、被処理物収容部11の清掃等のメンテナンスが容易である。
The
また、供給タンク111における突出部111bの下流端周辺の下面にはベローズ取付用フランジ111gが設けられている。このベローズ取付用フランジ111gの中央には漏斗状部分1611が干渉しない大きさの貫通孔111g1を有する(図2(B)参照)。このベローズ取付用フランジ111gの下方にベローズ上フランジ153aが固定されている。
A bellows mounting
また、図1及び図3に示すように、投入装置本体1aを移動するために設けられる移動機構2における、リフト21が備える二股形状であるフォーク部211の上面には、平板状のタンク支持プレート31が固定されている。このタンク支持プレート31上に、上下・水平・斜めの各方向に360°回転可能な可動部(ボール)212aを有するベアリング212が設けられている。このベアリング212における可動部212aは上を向いており、供給タンク111の底面に当接している。この構成により、移動機構2(後述)を処理装置F1に対して固定した状態であっても、供給タンク111を水平方向に移動させることができる。このため、投入装置本体1aと投入部1bとを接合する際に、下側ジョイントフランジ152に対して上側ジョイントフランジ151を、供給タンク111ごと容易に水平移動させることができるため、ジョイント部15における、下側ジョイントフランジ152に対する上側ジョイントフランジ151の位置合わせを、移動機構2(後述)を移動させることなく容易にでき、迅速なジョイント部15の接合作業が可能である。
Further, as shown in FIGS. 1 and 3, a flat tank support plate is provided on the upper surface of the
また、前記供給タンク111の水平方向への移動を所定範囲に規制するために、供給タンク111とフォーク部211との間に移動規制機構が設けられている。この移動規制機構としては、供給タンク111の底面から下方に突出するように設けられた突出部32とタンク支持プレート31に設けられた開口部33との組み合わせが例示できるが、その他の構成であっても良い。
In addition, a movement restricting mechanism is provided between the
本実施形態の突出部32は、図3(E)に示すように、タンク支持プレート31を貫通する円柱部321と、この円柱部321の下端に位置し、タンク支持プレート31に対して平行な円板部322とを有している。開口部33は、図3(C)に示すように、タンク支持プレート31に設けられたホームベース形状の貫通孔である。このホームベース形状の頂部が供給タンク111の中心に位置し、基部が前方に位置している。この開口部33は、寸法が円柱部321の横断面寸法よりも大きく、かつ、円板部33の横断面寸法よりも小さい。このため、開口部33の周縁に対して円柱部32が当接することで供給タンク111の水平方向の移動範囲が規制され、しかも、円板部322により、供給タンク111が上方にずれることを規制する。開口部33はホームベース形状であるため、供給タンク111は、中心よりも前方寄りの範囲のうちホームベース形状の幅に相当する範囲が移動可能な範囲である。
As shown in FIG. 3E, the projecting
また、タンク支持プレート31は、図3(A)〜(C)に示すように、前後溝部311を備える。そして、供給タンク111の側面には規制棒部34を備える。この規制棒部34は、下端部341が前後溝部311に挿入されることで、前記供給タンク111の移動方向を前記突出部32と開口部33との組み合わせによる移動可能範囲よりも限定された、前後方向のみに規制することができる。この前後方向の移動範囲は、前後溝部311の前後方向延長長さに対応する。なお、規制棒部34は、レバー342を操作することで、下端部341を上方に移動させて前後溝部311から外すことができる。この場合、前記前後方向のみの移動方向の規制が解除される。
Moreover, the
また、投入装置本体1aを投入部1bから分離した状態のまま置いておく場合等に、供給タンク111をタンク支持プレート31の中心上の位置からずれないようにするため、図3(A)(C)に示すようにストッパー35が設けられている。このストッパー35は、レバー操作によって、図3(D)に示すように、先端部351を供給タンクの下端縁部に設けられた嵌合孔111hに嵌合させることができる。
Further, in order to prevent the
<被処理物取出機構>
被処理物取出機構12は、前記被処理物収容部11から処理装置F1に向かい被処理物Sを気密状態で搬送させるための部位である。本実施形態では、この被処理物取出機構12として、電磁振動フィーダが用いられる。
<Workpiece removal mechanism>
The
前記電磁振動フィーダは、駆動部121とトラフ122とを備えている。駆動部121によりトラフ122を振動させて、トラフ122に載せられた被処理物Sを下流側へと搬送させることができる。トラフ122は、上部及び下流端が開放している樋状の部位であり、本実施形態では、内面に石英ガラスが内張りされている。このトラフ122は、供給タンク111における突出部111bの延びる方向に沿って、被処理物収容部11の直下から突出部111bの下流端付近まで設けられている。これにより、被処理物収容部11の下端から自然落下した被処理物Sは、トラフ122に載って下流側に搬送されていく。そして、トラフ122の下流端まで来た被処理物Sは、前記受けシュート16における本体部161の漏斗状部分1611へと落下する。
The electromagnetic vibration feeder includes a
なお、被処理物取出機構12は、本実施形態のような電磁振動フィーダに限らず、例えば、ベルトコンベアやローラコンベアのように、一方側から他方側へと被処理物Sを搬送させることのできる機能を有するものであれば、種々の搬送機構を用いることができる。
In addition, the
<受けシュート>
受けシュート16は、石英ガラス製であり内部を被処理物Sが通過する筒状の本体部161と外筒体162とを備えており、図2(B)及び図6に示すような形状である。本体部161の上半分は漏斗状部分1611であり、下半分は円筒状部分1612である。漏斗状部分161は、内面の開き角度が60°(受けシュート16の中心軸を基準とした角度で表すと30°)である。これは、本実施形態における被処理物Sであるシリコンナゲットの安息角(約40°)よりも大きい角度である。このため、被処理物Sは、漏斗状部分161の内面で引っかかることがなく、スムーズに搬送される。
<Receiving shoot>
The receiving
外筒体162は、図6に示すように、本体部161の外周に備えられ、本体部161を外力から保護する。よって、例えば、ジョイント部15の分離及び接合の際に受けシュート16の受ける衝撃が直接本体部161に伝わることを防止できる。このため、受けシュート16が受ける衝撃から本体部161を有効に保護できる。
As shown in FIG. 6, the outer
この外筒体162はステンレス合金製であり、筒部本体1621、漏斗状部支持部1622、取付ブラケット1623を一体に有する。ここで、本体部161は、上下方向の長さが外筒体162の長さよりも長く形成されており、本体部161に外筒体162を取り付けた際に、図6に示すように、本体部161の上下両端部が外筒体162から露出した状態となる。これにより、本体部161を交換する際には、外筒体162から露出した部分を把持することで、本体部161を外筒体162から取り外すことが容易である。
The outer
筒部本体1621は、本体部161における円筒状部分1612の外周に位置する。筒部本体1621は、内径寸法が前記円筒状部分1612の外径寸法よりも大きく形成されており、この筒部本体1621の内周面と前記円筒状部分1612の外周面との間には、合成ゴム等の弾性体からなるOリング1625が設けられる。このOリング1625により、筒部本体1621の内部における前記円筒状部分1612の位置決めができ、かつ、弾性により、外力から本体部161を有効に保護できる。
The cylinder
漏斗状部支持部1622は、筒部本体1621の上端に連続し、内周面の形状が、本体部161における漏斗状部分1611の外周面の形状に沿うように、上方に向かうにつれ、内径寸法が拡大する形状とされている。この漏斗状部支持部1622に前記漏斗状部分1611が当接することで、外筒体162が本体部161を支持する。
The funnel-shaped
なお、この漏斗状部支持部1622と前記漏斗状部分1611との間には緩衝材1624が配置される。この緩衝材1624により、被処理物Sが受けシュート16に落下する際の、本体部161への衝撃を和らげ、前記漏斗状部分1611の破損を抑制することができる。
A
取付ブラケット1623は、筒部本体1621と漏斗状部支持部1622との間から径外方向かつ水平方向に突出して設けられた板状の部分である。この取付ブラケット1623は、下面がベローズ上フランジ153aの上面に当接した状態でねじ止めにより固定される。このようにねじ止めによる固定がなされるため、破損等により本体部161を交換する際には、ベローズ取付用フランジ111gからベローズ上フランジ153aを取り外した上、ベローズ上フランジ153aから外筒体162を取り外すことで、容易に交換作業を行うことができる。
The mounting
−投入部−
投入部1bは、処理装置F1に投入される被処理物Sが通過可能な部位である。この投入部1bの上流端は、前記投入装置本体1aから被処理物Sを受けることができる位置に設けられている。この投入部1bは、図1及び図4に示すように、ジョイント部15(後述)のうち下側ジョイントフランジ152、投入管13、閉鎖部14、投入部移動機構17、処理装置固定部18を備える。この投入部1bは、投入部移動機構17の操作により、処理装置固定部18以外の部位が処理装置F1に対して移動される。
-Input section-
The
<投入管>
投入管13は、投入装置本体1aの下流端に対し、閉鎖部14及びジョイント部15を介して、被処理物Sが通過可能なように接続される。この投入管13は、図1に示すように、処理装置F1に投入部1bを取り付けた状態にて、下斜め前方へ傾斜して延びるように配置される。この投入管13は、図4に示すように、閉鎖部14の下方にて投入管支持ブロック192と直線部分支持フランジ193とにより支持される。本実施形態の投入管13は石英ガラス製であり、図8(A)に示すように、一本のパイプからなる直線部分131と、直線部分131の上流側端部に隣接して配置された拡大部分132とからなる。本実施形態では、図8(B)に示すように、直線部分131と拡大部分132とが別個に形成されており、図8(C)に示すように、直線部分131の上流側端部131bと拡大部分132の下流側端部132aとが当接した状態で投入部1bに組み込まれる。前記各端部131b,132aが当接した状態にて、直線部分131は、図4及び図5に示すように、拡大部分132の下流側端部に直交するようにして下流側に延びる。このように、直線部分131と拡大部分132とが別個に形成されたことにより、投入管13を一体に形成する場合に比べ、投入管13の製造が容易であり、投入管13が破損した際の交換も破損部分だけをパーツ毎に行うことができるため経済的である。
<Input pipe>
The
直線部分131は、処理装置F1に投入部1bを取り付けた状態にて、処理装置F1の内外を貫通する部分であって、下流端131aの端面が水平方向に沿い、炉体(るつぼ)F11内における溶湯S1の表面と略平行となる。ただし、これに限らず、例えば下流端131aが垂直方向(炉体F11の中央を通る垂直線に平行な方向)に沿うものでも良い。また、直線部分131についても、複数のパイプが組み合わされていても良い。更には、複数のパイプが組み合わされた場合には、例えば一方のパイプに他方のパイプを差し込み可能とすることで直線部分131が伸縮可能に構成されていても良い。
The
この直線部分131は、直管状の直線部分本体1311と、直線部分本体1311の上流側端面に設けられた円板状のフランジ部1312とを有する。フランジ部1312は、図5に示すように、直線部分支持フランジ193により固定される。このため、直線部分支持フランジ193の上面であり、直線部分本体1311を通す貫通孔の周囲には、取付凹部193aが設けられている。この取付凹部193aに、図示のようにフランジ部1312を嵌め込むことができる。
The
拡大部分132は、上流側に向かうにつれ径寸法が拡大されて形成された漏斗状の部位である。この拡大部分132は被処理物取出機構(電磁振動フィーダ)12におけるトラフ122の下流端に対して下方に位置する。そして、このトラフ122上を搬送されてきた被処理物Sは、受けシュート16を介して拡大部分132により受け止められ(図7(A)参照)、投入管13の直線部分131へと導かれる。
The
この拡大部分132は、図8(C)に示すように、軸方向に沿う断面形状にて、上流側端辺(図示右側)と下流側端辺(図示左側)とが、投入管13が処理装置F1に対して下斜め前方へ傾斜して延びる角度に略対応して傾いた形状とされている。これにより、図5に示すように、拡大部分132の上流側端部132bが水平とされた場合、下流側端部132aは前記傾き分だけ傾斜する。そして、この拡大部分132は、図4及び図5に示すように、投入管支持ブロック192の内部に配置される。
As shown in FIG. 8C, the
ここで、投入管支持ブロック192は、図4に示すように、上面が閉鎖部14の下面に当接するように配置される。そして、この投入管支持ブロック192の下方には、保護ベローズ191が位置する。なお、この投入管支持ブロック192は、図5に示すように、内部に冷却水路192aを備えている。処理装置F1の運転中には、炉体F11及び溶湯S1から、投入管13に熱が伝達される。この熱を冷却水路192aに通された冷却水が吸収することで、閉鎖部14が熱の影響を受けて歪むことを抑制する。よって、閉鎖部14を、熱の影響を受けることなく確実に動作させることができる。この冷却水路192aは、図示のように、投入管13(拡大部分132)の外周を取り囲むようにして投入管支持ブロック192の内部に形成されているが、これに限定されず種々の形状とできる。
Here, as shown in FIG. 4, the charging
炉体F11から引き上げられる単結晶シリコンとの干渉を避けるため、また、被処理物Sの炉体F11内への投入位置を調整するため、投入管13は処理装置F1に対して移動可能とされている。このため、投入管13の直線部分131は、長手方向における全区間で直線状とされている。そして、投入管13は投入部移動機構17により直線部分131の延びる方向に沿って前進及び後退する。ただし、処理装置F1に対する投入管13の移動に支障が生じないことを条件として、投入管13の一部のみが直線状とされ、途中区間では湾曲または屈曲していても良い。
In order to avoid interference with the single crystal silicon pulled up from the furnace body F11 and to adjust the input position of the workpiece S into the furnace body F11, the
この投入管13は処理装置F1の被処理物投入口部F12を貫通して設けられる。本実施形態における投入管13は、被処理物投入口部F12の周囲に形成された筒状の取付部F13によって支持される。この支持は、図1に示すように処理装置固定部18を介してなされる。
This
なお、投入管13は処理装置F1に対して移動するため、処理装置F1の外部に露出する場合がある。この際、石英ガラス製である投入管13を破損しないように保護するため、投入管13の外周を覆うように保護ベローズ191が設けられている。この保護ベローズ191は、ステンレス合金の薄板が蛇腹状に形成されたものであり、投入部移動機構17の動作に応じて伸縮する。
In addition, since the
<閉鎖部>
閉鎖部14は、投入管13とジョイント部15との間における空間を遮断することが可能な部位である。この閉鎖部14は、ジョイント部15の下側ジョイントフランジ152に隣り合うようにして設けられたゲートバルブである。この閉鎖部14を遮断することで、閉鎖部14よりも処理装置F1側の部分である投入管13を気密状態で閉鎖できる。閉鎖部14に用いるバルブの種類としては、ゲートバルブ以外に、例えばグローブバルブ、ボールバルブ、バタフライバルブなどの種々のバルブが使用できる。
<Closed part>
The closing
このように閉鎖部14を設けることにより、閉鎖部14を遮断すれば、処理装置F1の内部の不活性ガス雰囲気を保ったままで、被処理物収容部11を外気に開放することが可能となる。そのため、処理装置F1の炉体F11における被処理物Sの溶融を続けたまま、蓋部111dを開けて被処理物収容部11に被処理物Sを補充することが可能となる。そして、被処理物収容部11への被処理物Sの補充後、閉鎖部14を開くことによって、被処理物収容部11に新たに補充された被処理物Sを炉体F11内に投入することができる。なお、被処理物収容部11に新たに補充された被処理物Sを炉体F11内に投入する場合には、閉鎖部14よりも被処理物収容部11側を不活性ガス雰囲気としておく必要がある。
By providing the closing
<投入部移動機構>
投入部移動機構17は、投入管13を直線部分131の延びる方向に沿って前進及び後退させ、これに伴い投入管13を処理装置F1に対して移動させることができる部位である。この投入部移動機構17の詳細な説明は省略するが、操作ハンドル171を操作することによりシャフト部172を回転させ、これに伴い、シャフト部172に取り付けられたブラケット173を介して投入管13を移動させる。
<Inlet moving mechanism>
The charging
<処理装置固定部>
処理装置固定部18は、投入管13を、貫通した状態で処理装置F1に取り付けるために用いられる部位であり、取付用フランジ181を備える。取付用フランジ181は、処理装置F1の取付部F13に重ねられて固定される。
<Processing device fixing unit>
The processing
−ジョイント部−
ジョイント部15は、投入装置本体1aと投入部1bとを分離及び接合可能とする部位である。このジョイント部15は、上側ジョイントフランジ151、下側ジョイントフランジ152、受けシュート外被ベローズ153を備える。
-Joint part-
The
上側ジョイントフランジ151は、投入装置本体1aの下流端に設けられている。この上側ジョイントフランジ151は水平方向に配置された板状のものである。この上側ジョイントフランジ151には、中央に貫通孔が設けられており、この貫通孔から下方に前記受けシュート16における本体部161の円筒状部分1612、及び、外筒体162の筒部本体1621が突出可能とされている(図7(A)参照)。受けシュート外被ベローズ153は、上側ジョイントフランジ151の上方に設けられている。この受けシュート外被ベローズ153は、受けシュート16における本体部161の円筒状部分1612、及び、外筒体162の筒部本体1621の外周部分に位置しており、受けシュート16の延びる方向(上下方向)に沿って伸縮可能である。これにより受けシュート16を保護できる。この受けシュート外被ベローズ153は、ベローズ上フランジ153aと上側ジョイントフランジ151との間に設けられ、前記保護ベローズ191と同様、ステンレス合金の薄板が蛇腹状に形成されたものであり、投入装置本体1aと投入部1bの距離の変化に応じて伸縮する。よって、投入装置本体1aと投入部1bの上下方向の距離に応じ、受けシュート外被ベローズ153が伸縮して投入装置本体1aと投入部1bとを接合できるため、接合作業が容易である。
The upper
この受けシュート外被ベローズ153が最も縮んだ状態が図7(A)の状態であり、最も伸びた状態が図7(B)の状態である。受けシュート外被ベローズ153が最も伸びた状態では、図7(B)に示すように、受けシュート16の下端が受けシュート外被ベローズ153及び上側ジョイントフランジ151よりも上方に位置するため、外部に露出しない。
The state where the receiving chute jacket bellows 153 is contracted most is the state shown in FIG. 7A, and the state where the receiving chute jacket bellows 153 is most extended is the state shown in FIG. In the state where the receiving chute jacket bellows 153 is most extended, the lower end of the receiving
一方、受けシュート外被ベローズ153が短縮した状態では、図7(A)に示すように、受けシュート16のうち下端側の一部が受けシュート外被ベローズ153から露出し、閉鎖部14の内部に挿入可能となる。これにより、ジョイント部15の接合時にて、受けシュート16における本体部161の円筒状部分1612、及び、外筒体162の筒部本体1621が、閉鎖部14の内部に挿入される(図7(A)参照)。これにより、閉鎖部14の内面を被処理物Sが直接触れないようにできるため、閉鎖部14を被処理物Sから保護できる。
On the other hand, in a state where the receiving chute jacket bellows 153 is shortened, a part of the lower end side of the receiving
そして、図2(A)(B)及び図7(A)(B)に示すように、直棒状のガイドシャフト154が、この受けシュート外被ベローズ153に沿って上下方向に設けられている。このガイドシャフト154は、下端部154aが上側ジョイントフランジ151に固定されている。ガイドシャフト154の上端部154bは、ベローズ上フランジ153a及びベローズ取付用フランジ111gを貫通している。そして、この上端部154bは、径寸法が拡大したストッパー154cを有している。
As shown in FIGS. 2A and 2B and FIGS. 7A and 7B, a straight rod-shaped
このような構成のガイドシャフト154が設けられたことにより、上側ジョイントフランジ151の左右方向の位置ずれを抑制できる。これにより、受けシュート16(特に、石英製の本体部161)に無理な力がかからないようにできる。また、ガイドシャフト154の表面に目盛を付しておくことで、ガイドシャフト154を、受けシュート16の閉鎖部14に対する挿入量(図7(A)参照)を示すインジケーターとして使用することもできる。
By providing the
下側ジョイントフランジ152は、投入部1bの上流端に設けられている。この下側ジョイントフランジ152もまた、水平方向に配置された板状のものである。この下側ジョイントフランジ152には、中央に貫通孔152aが設けられている。そのため、ジョイント部15の接合時においては、この貫通孔152aに前記受けシュート16における本体部161の円筒状部分1612、及び、外筒体162の筒部本体1621が入り込み、上側ジョイントフランジ151の下面と下側ジョイントフランジ152の上面とが当接して接合状態となる。なお、ジョイント部15の分離及び接合される場合における、上側ジョイントフランジ151と下側ジョイントフランジ152の相対的な移動方向は上下方向とされている。
The lower
本実施形態では、閉鎖部14とジョイント部15とが設けられたことによって、投入装置本体1aと投入部1bとがジョイント部15で分離された場合に、閉鎖部14によって、投入管13の気密状態を保つことができる。具体的には次のようなことが可能となる。つまり、もし仮に、処理装置F1に被処理物Sを補充する必要が無くなった時点において、被処理物収容部11の内部にまだ被処理物Sが残っている場合、閉鎖部14を遮断した上で、ジョイント部15を境に投入部1bを分離し、投入装置本体1aを分離前とは別の処理装置F1に付け替えることができる。これにより、被処理物収容部11に残った被処理物Sを別の処理装置F1に投入できる。
In this embodiment, when the closing
そして、被処理物収容部11に収容された被処理物Sが無くなってしまった場合には、まず、閉鎖部14が閉じられた上で、ジョイント部15を境に投入部1bが分離される。そして、リフトの操作により投入装置本体1aが下降されるなどして、投入装置本体1aが作業上都合の良い位置に移動され、その上で被処理物収容部11に被処理物Sが補充される。その後、投入装置本体1aが分離前とは別の処理装置F1に付け替えられる。
And when the to-be-processed object S accommodated in the to-be-processed
−移動機構−
また本実施形態では、図1に示すように、投入装置本体1aを処理装置F1に対して、接近・離反する方向に移動できる移動機構2を備えている。本実施形態の移動機構2は、リフト21と複数の車輪22(前輪221、後輪222)とを備えている。リフト21を操作することにより、投入装置本体1aを上下方向に移動させることができる。本実施形態では、作業者によるハンドル操作により投入装置本体1aを上下動させる手動式のリフトが採用されているが、モータなどによって駆動される形式のリフトであっても良い。車輪22は、処理装置F1の設置された設置面Gに沿って回動し、投入装置本体1aとリフト21とを主に前後方向に移動させることができ、また、投入装置本体1aとリフト21とを左右方向にも移動させることができる。
-Movement mechanism-
Moreover, in this embodiment, as shown in FIG. 1, the moving
この移動機構2により、投入装置本体1aを移動させて前記ジョイント部15を分離及び接合することが容易となる。そして、投入装置本体1aを異なる処理装置F1に対して移動させることができる。また、投入装置本体1aが処理装置F1の設置面G近くまで下降されることで、被処理物Sの補充を簡単にできる。また、図1に示すように、投入装置本体1aが高い位置に置かれることで、搬送部Xのうち、重力による自然落下がなされる部分(本実施形態では投入管13)における被処理物Sの搬送をよりスムーズにできる。このように、移動機構2を備えたものとすることで、被処理物投入装置1を非常に使い勝手の良いものとできる。また、生産現場のレイアウトに与える制限も小さいものとできる。
By this moving
1 被処理物投入装置
111 被処理物収容部
111c 収容口
14 閉鎖部
15 ジョイント部
153 受けシュート外被ベローズ
16 受けシュート
161 本体部
162 外筒体
F1 処理装置
S 被処理物、シリコンナゲット
X 搬送部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
被処理物を一時的に収容可能で、被処理物を収容する際に用いる開閉可能な収容口を有する被処理物収容部と、前記被処理物収容部から被処理物を気密状態で取り出して前記処理装置へと搬送する搬送部と、移動機構とを備え、
前記搬送部は、前記搬送部の処理装置側と被処理物収容部側とを遮断可能な閉鎖部と、前記搬送部のうち、前記閉鎖部よりも被処理物収容部側の位置にて、前記搬送部を分離及び接合可能なジョイント部とを備え、
前記被処理物収容部と、前記搬送部のうち前記ジョイント部よりも被処理物収容部側の区間と、が一体の投入装置本体を構成し、
前記移動機構は、前記ジョイント部を分離させ、その状態で前記投入装置本体の全体を前記処理装置に対して接近・離反する方向に移動でき、
前記搬送部のうち前記ジョイント部よりも被処理物収容部側の区間における下流側端部には、被処理物を前記搬送部のうち前記ジョイント部よりも処理装置側の区間へ導く受けシュートを備え、
前記受けシュートは、内部を被処理物が通過する筒状の本体部と、前記本体部の外周に位置する外筒体とを備えることを特徴とする被処理物投入装置。 In a processing object input device for supplying a processing object in an airtight state from the outside into a processing apparatus that processes the processing object in an airtight state,
The object to be treated can be temporarily accommodated, and the object to be treated has an opening / closing accommodation opening used for accommodating the object to be treated, and the object to be treated is taken out from the object to be treated in an airtight state. A transport unit for transporting to the processing apparatus, and a moving mechanism;
The transfer unit is a closed unit capable of blocking the processing unit side and the workpiece storage unit side of the transfer unit, and of the transfer unit, at a position closer to the workpiece storage unit than the closing unit, A joint part capable of separating and joining the transport part,
The workpiece storage section and the section of the transport section that is closer to the workpiece storage section than the joint section constitute an integral charging device main body,
The moving mechanism is capable of separating the joint portion and moving the entire charging device main body in a state of approaching / separating from the processing device in that state ,
A receiving chute for guiding the object to be processed to a section closer to the processing device than the joint part of the transport part is provided at a downstream end in the part of the transport part closer to the object storage part than the joint part. Prepared,
The receiving chute includes a cylindrical main body portion through which an object to be processed passes, and an outer cylindrical body positioned on the outer periphery of the main body portion.
前記受けシュート外被ベローズの短縮状態では、前記受けシュートのうち処理装置側の一部が前記受けシュート外被ベローズから露出し、前記閉鎖部の内部に挿入可能となることを特徴とする請求項1に記載の被処理物投入装置。 The outer periphery of the receiving chute is provided with a receiving chute jacket bellows that can expand and contract along the extending direction of the receiving chute,
2. In the shortened state of the receiving chute jacket bellows, a part of the receiving chute on the processing device side is exposed from the receiving chute jacket bellows and can be inserted into the closing portion. 2. The workpiece input device according to 1.
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