JPH05277825A - 切断用工具及びそれを用いた引上単結晶の種絞り部切断方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被切断物を挟持した状態で切断できる切断用
工具を提供する。 【構成】 採果バサミの固定刃１、可動刃２の上面側に
それぞれ耐熱性ゴム板８，９を固定し、ゴム板８を刃先
３より可動刃２の刃先４側に突出させ、ゴム板９を刃先
４より固定刃１の刃先３側に突出させる。このハサミを
用いて、ＣＺ法により得られたＳｉ単結晶を回収する際
の種絞り部３２の切断を行うと、種絞り部の一部を挟持
したままこれを切断できるので、Ｓｉ単結晶吊上げ用の
ワイヤーのはね上がり等のトラブルを生じることがなく
なり、安全かつ確実なＳｉ単結晶回収作業を行うことが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は切断用工具、詳しくは、
材料、物品等の被切断物を挟持したまま切断できるよう
にした切断用工具に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、互いに接離可能に設けた一対の刃
物の刃先間に被切断物を挟んで切断するようにした切断
用工具として各種のハサミ、ペンチ、ニッパなどが広く
使用されている。

【０００３】これらのうちニッパは通常、鉄線や鋼線な
ど比較的硬質の線条体の切断用に使用されているが、特
殊な用途として、いわゆるＣＺ法によりＳｉ単結晶を製
造した際、これをチャンバーから外部に取り出すため、
種絞り部を切断するのに用いられている。以下、これに
ついて図面を参照して説明する。

【０００４】Ｓｉ単結晶をＣＺ法で製造する場合、ルツ
ボにＳｉ多結晶を充填して溶融し、種結晶を用いて引き
上げる。ところが、溶融したＳｉメルトに種結晶を接触
させたときに熱ショックで種結晶に転位が入り、この転
位を抜くために、種結晶をＳｉメルトに接触させたのち
に絞りといわれる工程を行う。この種絞りは、引き上げ
る単結晶を直径２〜３ｍｍまで細らせ（この細い部分を
種絞り部と呼ぶ）、こののち、単結晶を目標直径まで広
げるコーン工程を行った後その径のまま引き上げを行い
Ｓｉ単結晶を完成する。このときの状態は図７に示すと
おりで、３１はコーン部分すなわち製品である単結晶化
した結晶、３２は種絞り部、３３は種結晶、３４は種ホ
ルダー、３５は単結晶を引き上げるためのワイヤーであ
り、このワイヤー３５の上方部は、引上機のワイヤー巻
取装置（図示せず）に巻かれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記単結晶をチャンバ
ー（図示せず）の外部に取り出すには、種絞り部３２を
切断することが必要であるが、単結晶が大口径化し、上
記引上機が大型化した現在では、大量のＳｉ多結晶をル
ツボに充填し、長尺の単結晶として引き上げるようにな
ったので、種絞り部３２がかなり上方に位置することと
なり、手を伸ばしてこれを切断できるような状況ではな
くなった。

【０００６】さらに、種絞り部３２を切るときには注意
するべき点が３点あるが、上記のような状況では、これ
らの注意点を十分満足することはできなくなった。これ
らの注意点は、以下のとおりである。 高重量の単結晶が種結晶３３、種ホルダー３４を介
してワイヤー３５により吊り下げられている状態である
ため、ワイヤー３５にはかなりの張力がかかっている。
このため、種絞り部３２を（ニッパ（あるいはハサミ）
で）切った瞬間にかかっていた張力が突然なくなるため
ワイヤー３５が縮んで種ホルダー３４がはね上げられ、
ワイヤー３５が巻取ドラム（図示せず）から外れてしま
うことがある。したがって、種絞り部３２を切るときに
は、種ホルダー３４をはね上げないように、種結晶３
３、種絞り部３２又は種ホルダー３４を支持しておかな
ければならない。 単結晶は、ワイヤー３５をねじる方向に回転させな
がら引き上げるので、ワイヤー３５はかなりねじられた
状態にある。このため、種絞り部３２を切った瞬間にワ
イヤー３５のねじれが元に戻ろうとして単結晶が回転し
てしまう。これを放置しておくと、勢いで上記ねじれ方
向と逆方向に回転してしまい、ワイヤー３５を痛める原
因となる。したがって、種絞り部を切る時は種結晶、種
絞り部、又は種ホルダーを上記逆回転が生じないように
押さえなければならない。 上記，の理由で種結晶、種絞り部、又は種ホル
ダーを押さえなければならないが、これらは１００℃以
上の高温であるため、火傷等に気をつけなければなら
ず、作業が危険なうえ面倒である。

【０００７】以上のことから、種絞り部を切るための切
断用工具として種結晶、種絞り部、又は種ホルダーを押
さえながらこれらを切断し、切断後はワイヤーのねじれ
や伸びを緩やかに元の状態に戻すことができ、しかも高
温度の種結晶等に直接手で触れる必要のない切断用工具
が要望される。したがって本発明の目的は、被切断物を
挟持したまま切断することが可能で、上記要望に的確に
答えることができる切断用工具を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の切断用工具は、
互いに接離可能に設けた一対の刃物の刃先間に被切断物
を挟んで切断するようにした切断用工具において、前記
一対の刃物のそれぞれの上面側又は下面側に弾性部材よ
りなる被切断物挟持片を設け、この挟持片をこの刃物の
刃先より相手側の刃物の刃先側に突出させたことを特徴
とする。

【０００９】また、本発明の引上単結晶の種絞り部切断
方法は、チョクラルスキー法により引き上げられた半導
体単結晶の種絞り部を切断する方法であって、互いに接
離可能に設けた一対の刃物の刃先間に被切断物を挟んで
切断するようにした切断用工具において、前記一対の刃
物のそれぞれの上面側又は下面側に弾性部材よりなる被
切断物挟持片を設け、この挟持片をこの刃物の刃先より
相手側の刃物の刃先側に突出させてなる切断用工具を用
い、被切断物挟持片により種絞り部を挟持しつつ、被切
断物挟持片による挟持部の上側又は下側を切断すること
を特徴とする。

【００１０】上記一対の刃物の「接離」の態様として
は、例えば、これらの刃物のうち一方を案内部材に対し
摺動可能な可動刃（切り刃）とし、他方を固定刃（受け
刃）としたもの、両方を摺動可能な可動刃としたもの、
一方の刃物を枢軸のまわりに回動可能な可動刃とし、他
方を固定刃としたもの、両方を枢軸のまわりに回動可能
な可動刃としたものなどが挙げられる。

【００１１】上記説明から明らかなように本発明は植木
バサミ、採果バサミ、剪定バサミ、ブリキバサミ、紙切
りバサミなどの各種のハサミやペンチ、あるいはニッパ
などに広く適用できる。また、本発明は、実施例に示す
ように、一対の刃物のうち一方を固定刃とし、他方を回
動用アームに設けて回動刃とすると共に、この回動用ア
ームに遠隔操作用のワイヤー、ロープあるいは操作杵を
接続した遠隔操作型の切断用工具に適用することもでき
る。

【００１２】本発明において上記被切断物挟持片は、被
切断物をその弾性力で挟持するものであり、具体例とし
て挟持片全体をゴム（天然ゴムもしくは合成ゴム）で構
成することができるが、これらは約１００℃〜２００℃
の温度に十分耐える耐熱性のものが好ましい。上記挟持
片の他の具体例としては、実施例に示すように、板ばね
又は圧縮コイルばねと、このばねの自由端側に設けられ
相手側の刃物の刃先側に突出するゴム板とで構成するこ
ともできる。この場合もゴム板等は耐熱性のものである
ことが望ましい。

【００１３】本発明では、上記一対の刃物のそれぞれの
刃先はセラミックス、又は超硬合金で形成するのが好ま
しく、上記引き上げ後の単結晶の種絞り部分の他、金属
線や金属板などの硬質材料を能率良く切断できるうえ、
耐久性にも優れたものとなる利点がある。また、別の形
体として金属材料、好ましくはステンレス鋼又は金属チ
タンの素地にセラミックスのコーティングを施すことに
より刃先を形成することもでき、同様の利点がある。上
記超硬合金としてはＷＣ系、ＴｉＣ系、ＴｉＮ系等のも
のが挙げられ、上記セラミックコーティングの材料とし
てはＷＣ，ＴｉＣ，ＳｉＣ，Ａｌ₂ Ｏ₃ 等を挙げること
ができる。

【００１４】本発明の引上単結晶の種絞り部切断方法で
は、上記工具で切断するため、切断時に種絞り部が挟持
されているため切断の瞬間における種ホルダー等のはね
上がりを防止することができ、単結晶を吊り下げたワイ
ヤーのねじれや伸びを緩やかに元の状態に戻すことがで
き、種結晶等を手で押さえておく必要がなくなり、火傷
等の危険もなく、安全確実に種絞り部の切断作業を行う
ことができる。

【００１５】

【作用】本発明の切断用工具では、一対の刃物間の間隙
に被切断物を位置させ、これらの刃物を互いに接近させ
ると、まず被切断物が各刃物の挟持片間に弾性力下に挟
持され、刃物をさらに接近させるとその剪断力により切
断される。そして、切断開始時〜切断終了時において
は、挟持片間の間隔がより小さくなりその挟持力は増大
しているので、２つに切断されたうちの一方を（これを
挟持片から引き抜く力が作用しても）確実に挟持するこ
とができる。次に一対の刃物を互いに離間させれば、上
記挟持を解くことができる。

【００１６】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

【００１７】実施例１ 図１は、固定刃（受け刃）１と可動刃（切り刃）２が互
いにその刃先３，４を対向させて設けられている。可動
刃２は、図面下方に伸びる操作杵５によりカバー部材６
内に設けたアーム（図示せず）を介して枢軸（図示せ
ず）のまわりに回動して固定刃１に対し接離可能であ
る。７は図面下方に伸びる把持杵、６ａはカバー部材６
固定用のボルト・ナットである。なお、可動刃２を回動
させるためのグリップ（図示せず）と操作杵５先端部５
ａとは数十ｃｍ離れている。

【００１８】そして、上記固定刃１、可動刃２のそれぞ
れの上面側（又は下面側）には、肉厚が約５ｍｍ以上で
耐熱性ゴムからなるゴム板８，９がねじ１０とナット
（図示せず）の組合わせに固定されており、ゴム板８
は、固定刃１の刃先３より相手側の可動刃２の刃先４側
に突出し、ゴム板９は、可動刃２の刃先４より相手側の
固定刃１の刃先３側に突出している。

【００１９】次に、このハサミにより図７の種絞り部３
２を切断する場合の作用について説明する。まず、図２
（ａ）のように、このハサミの把持杵７を把持して、種
絞り部３２を固定刃１と可動刃２との対向間隙に位置さ
せる。次に、上記グリップにより操作杵５を手前に引い
て可動刃２を回動して固定刃１に接近させ、ゴム板８，
９により直径２〜３ｍｍの種絞り部３２を挟む（図２
（ｂ））。可動刃２をさらに接近させて種絞り部３２を
挟持固定する（図２（ｃ））。可動刃２を更に接近させ
て種絞り部３２を切る（図２（ｄ））。種絞り部３２は
軸方向の力には強いが直径方向の力には弱いので、上記
グリップを軽く握るだけで簡単に切ることができる。

【００２０】図２（ｃ）の切断開始時点から図２（ｄ）
の切断完了の時点まで、種絞り部はゴム板８，９により
適度の挟持力で固定されているため、切断の瞬間におけ
る種ホルダー等のはね上がりを防止することができるう
え、ワイヤーのねじれや伸びを緩やかに元の状態に戻す
ことができ、種結晶等を手で押さえておく必要がなくな
り、火傷等の危険もなく安全、確実に種絞り部の切断作
業を行うことが可能となる。

【００２１】実施例２ 図３，４に示す実施例は、可動刃１１，１２を同一の枢
軸（図示せず）のまわりに回動可能としたものである。
すなわち可動刃１１，１２の同一面側に、板ばね１３と
この板ばね１３の自由端側に設けられ、それぞれ相手側
の可動刃の刃先１５，１４側に突出する耐熱性ゴム板１
６とからなる互いに同一構造の被切断物挟持片１７，１
８を設けたものである。上記ゴム板１６は、金属製棒状
体１９に耐熱性接着剤で接着され、この棒状体１９は断
面略台形状の板ばね１３の頂上部に高温ろう付けにより
固着されている。さらに、可動刃１１側の板ばね１３
は、ねじ２０により可動刃１１に固定された金属製棒状
体２１の前面側にねじ２２により保持され、同様に、可
動刃１２側の板ばね１３は、ねじ２３により可動刃１２
に固定された金属製棒状体２４の前面側にねじ２５によ
り保持されている。

【００２２】上記板ばね１３をねじ２５により保持する
態様は図５に示すとおりで、板ばね１３の両端部にその
長手方向に沿う長孔２６，２７が形成され、長孔２６の
右端部を通してねじ（図示せず）が棒状体２４に固定さ
れ、長孔２７の左端部を通してねじ２５が固定されてい
る。

【００２３】このハサミの作用は、実施例１と同様であ
り、可動刃１１，１２により被切断物を切断する際の挟
持固定力は板ばね１３が圧縮されて生じる弾発力に基づ
くものであり、この圧縮時には、図５の２点鎖線で示す
ように、板ばね１３の両端部が上記ねじ２５により拘束
されつつ棒状体２４の前面に圧接摺動する。また、上記
ゴム板１６は被切断物をより確実に挟持するためのもの
であるが、被切断物が挟持し易いものであったり、挟持
力を十分高くすることができる場合などには、ゴム板１
６を省略することも可能である。

【００２４】なお、実施例１では固定刃１と可動刃２の
刃先３，４が真正面に対向しているのに対し、この実施
例２は、紙切りバサミのように、一方の可動刃１１の下
面が他方の可動刃１２の上面に摺動する構造のハサミに
係るものであり、このため、棒状体２４を棒状体２１よ
り高くすると共に、挟持片１７，１８の高さを同一とし
て挟持力を十分にしたものである。

【００２５】実施例３ 第３の実施例を図６に示す。この実施例は、実施例２の
被切断物挟持片１７，１８に代えて可動刃１１，１２に
全体がゴム板からなる挟持片１７ａ，１８ｂをねじ（図
示せず）により設けたものであり、凹部２８は、切断時
に可動刃１１を可動刃１２に対し摺動させるための空間
である。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明で明らかなとおり、本発明の
切断用工具では、弾性部材よりなる挟持片により被切断
物を挟持した状態でこれを切断するように構成したか
ら、２つに切断したものの一方をそのまま支持できるの
で、例えばＳｉ単結晶製造用の種絞りの切断用工具とし
て、あるいは切断後のものをそのまま支持して手元に回
収する必要がある場合等に極めて便利に使用できるし、
既製の刃物に挟持片を取り付けるだけで製作できて構造
も簡単であるなどの効果がある。また、本発明の引上単
結晶の種絞り部切断方法では、上記工具で切断するた
め、切断時に種絞り部が挟持されているため切断の瞬間
における種ホルダー等のはね上がりを防止することがで
き、単結晶を吊り下げたワイヤーのねじれや伸びを緩や
かに元の状態に戻すことができ、種結晶等を手で押さえ
ておく必要がなくなり、火傷等の危険もなく、安全確実
に種絞り部の切断作業を行うことができるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部平面図である。

【図２】図１実施例の作用説明図であり、（ａ）はハサ
ミをセットした状態を、（ｂ）は種絞り部を挟持し始め
た状態を、（ｃ）は種絞り部の切断開始時の状態を、
（ｄ）は種絞り部が切断され、その上半部がゴム板によ
り挟持された状態を、それぞれ示す。

【図３】本発明の第２の実施例の要部平面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線断面図である。

【図５】図３のＢ−Ｂ線矢視図である。

【図６】本発明の第３の実施例の横断面図である。

【図７】ＣＺ法によるＳｉ単結晶の製造工程説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 固定刃 ２ 可動刃 ３，４ 刃先 ５ 操作杵 ５ａ 先端部 ６ カバー部材 ６ａ ボルト・ナット ７ 把持杵 ８，９ ゴム板 １０ ねじ １１，１２ 可動刃 １３ 板ばね １４，１５ 刃先 １６ ゴム板 １７，１７ａ，１８，１８ａ 挟持片 １９，２１，２４ 棒状体 ２０，２２，２３，２５ ねじ ２６，２７ 長孔 ２８ 凹部 ３１ コーン部分 ３２ 種絞り部 ３３ 種結晶 ３４ 種ホルダー ３５ ワイヤー

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに接離可能に設けた一対の刃物の刃
   先間に被切断物を挟んで切断するようにした切断用工具
   において、前記一対の刃物のそれぞれの上面側又は下面
   側に弾性部材よりなる被切断物挟持片を設け、この挟持
   片をこの刃物の刃先より相手側の刃物の刃先側に突出さ
   せたことを特徴とする切断用工具。
2. 【請求項２】 前記可動刃物が回動用アームに設けら
   れ、この回動用アームには、遠隔操作用の索条体又は軸
   杵が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の
   切断用工具。
3. 【請求項３】 前記被切断物挟持片が、耐熱性ゴムより
   なるものであることを特徴とする請求項１に記載の切断
   用工具。
4. 【請求項４】 前記切断物挟持片が、板ばね又は圧縮コ
   イルばねと、このばねの自由端側に設けられ相手側の刃
   物の刃先側に突出する耐熱性ゴムの板体とよりなるもの
   であることを特徴とする請求項１に記載の切断用工具。
5. 【請求項５】 前記一対の刃物のそれぞれの刃先が、セ
   ラミックス又は超硬合金で形成されていることを特徴と
   する請求項１に記載の切断用工具。
6. 【請求項６】 前記一対の刃物のそれぞれの刃先が、ス
   テンレス鋼又は金属チタンよりなる素地にセラミックス
   のコーティングを施して形成されていることを特徴とす
   る請求項１に記載の切断用工具。
7. 【請求項７】 チョクラルスキー法により引き上げられ
   た半導体単結晶の種絞り部を切断する方法であって、互
   いに接離可能に設けた一対の刃物の刃先間に被切断物を
   挟んで切断するようにした切断用工具において、前記一
   対の刃物のそれぞれの上面側又は下面側に弾性部材より
   なる被切断物挟持片を設け、この挟持片をこの刃物の刃
   先より相手側の刃物の刃先側に突出させてなる切断用工
   具を用い、被切断物挟持片により種絞り部を挟持しつ
   つ、被切断物挟持片による挟持部の上側又は下側を切断
   することを特徴とする引上単結晶の種絞り部切断方法。