JPH10259087A - 単結晶を引き上げる装置のための昇降装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単結晶引き上げ装置のための昇降装置を改良
して、結晶が確実にしかも衝撃なしで、ロック室内で成
長することができ、完成された結晶を取り出し可能なも
のを提供する。 【解決手段】 単結晶２を取り囲む、２つの軸受２０，
２１を備えたフレーム４と、前記軸受に保持された２腕
状のグリッパ７，８とを有し、グリッパアームの長さ
ｆ，ｆ′は、閉鎖位置で互いに向き合う端面９，１０が
互いに当接するように設計されており、グリッパの各自
由端部７″，８″が、ほぼ鉛直方向に延びる連結ロッド
１１，１２にヒンジ結合され、連結ロッドの各上端部
が、水平なクロスバー１３を介して互いに旋回可能に接
続され、スピンドルナット１７を備えたクロスバーが、
ねじ山付きスピンドル１４を介して引き上げ軸３に沿っ
て調節可能で、フレームが、ロック室２６の蓋２７上で
保持されている引っ張りワイヤ１５，１６に吊り下げら
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】るつぼ内に存在する溶融物か
ら、低い圧力の保護ガス又は真空下で、単結晶を引き上
げる装置のための昇降装置であって、るつぼが、ベース
フレームに支持された真空室内に配置されていて、加熱
部材の熱放射によって加熱され、引き上げ軸が溶融物上
に設けられていて、この引き上げ軸によって、単結晶が
溶融物表面から上方に、ベースフレームに対して相対的
に走行可能なロック室へ引き上げ可能であって、昇降装
置が、ロック室のケーシングと、ベースフレームで支え
られた上部フレーム又は引き上げ軸とによって保持され
ている形式のものに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的には、ロック室内で種子結晶に吊
り下がっている結晶は、特別の操作システムによって、
ロック室に設けられた側方の開口部を通じて捕まえられ
て、種子結晶から分離され、次いで操作システムによっ
て、フラップによって閉鎖可能な開口部から側方にロッ
ク室から取り出されるようにようになっている。

【０００３】このような公知の方法は、結晶が衝撃及び
振動に対して特に敏感であることにすべて起因する一連
の欠点を有している。さらにまた、結晶は、ロック室内
に吊り下げられていて自由にアクセス（接近）可能では
ないので、操作システムによって正しく掴むことができ
ない、という危険性がある。

【０００４】また、引き上げプロセス後及びロック室の
換気後に、ロック室を重くてかさばる引き上げ軸及び、
装置のフレームに設けられた軸駆動装置と一緒に旋回さ
せ、これによって結晶を、ロック室の下に走行せしめら
れた搬送台車上に下降させるか若しくはこの搬送台車に
よって引き取ることができるようになっている装置も公
知である。しかしながら、このような形式の装置は、引
き上げ装置が大きくて個別部分が重いことによって、引
き上げプロセスのために必要な、個別部分の互いの整列
が継続運転中に保証され得ないという決定的な欠点を有
している。特に、経験によれば、高精度で壊れやすい引
き上げ軸をその駆動装置と共に、溶融物の上側の作業位
置に常に再び正確な角度で誘導することは殆ど不可能で
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、冒頭に述べた形式の装置を改良して、結晶が確実に
しかも衝撃なしで、ロック室内で成長することができ、
完成された結晶を取り出し可能及び搬送可能であって、
しかも、結晶の取り出し及び搬送作業は、装置の壊れや
すい部分をその作業位置から遠ざけるか又はロック室を
組立直す必要なしに行うことができるものを提供するこ
とである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決した本発
明によれば、引き上げ軸及び／又は単結晶を取り囲む、
水平面に延びる、少なくとも２つの軸受を備えたフレー
ムと、前記軸受に保持された、鉛直平面で旋回可能な２
腕状のグリッパとが設けられており、それぞれ１つのグ
リッパアームが、フレームの回転軸線に整列されてお
り、グリッパアームの長さは、閉鎖位置においてグリッ
パアームの互いに向き合う端面が互いにしっかりと当接
し合ってさらなる旋回運動を阻止するような寸法に設計
されており、２腕状のグリッパの自由端部がそれぞれ、
ほぼ鉛直方向に延びる連結ロッドにヒンジ接続されてい
て、これらの連結ロッドのそれぞれ上端部が、水平方向
に延びるクロスバーを介して旋回可能に互いにヒンジ結
合（若しくは枢着されており、スピンドルナットを備え
たクロスバーが、ねじ山付きスピンドルを介して引き上
げ軸に沿って調節可能であって、フレームが引っ張りワ
イヤに吊り下げられており、これらの引っ張りワイヤ
が、ロック室の蓋上で保持されているか又は、ロック室
の上側のベースフレームで保持されている。

【０００７】本発明のその他の詳細及び特徴は、請求項
２以下に記載されている。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に示した実施例について詳しく説明する。

【０００９】図面に本発明の種々異なる実施例が概略的
に示されている。

【００１０】図３に示されているように、引き上げ装置
は、４つの脚を有するベースフレーム２２（このベース
フレーム２２に上部フレームとしてのベースフレーム２
３が載せられている）と、このベースフレーム２２上に
載せられた、蓋３１を有する真空室２４（この真空室内
に加熱装置を有するるつぼが配置されている）と、下方
から真空室２４内に突入するるつぼ支持ピン２５と、蓋
２７を備えたロック室２６と、上方からロック室２６内
に侵入する引き上げ軸３とから成っており、この引き上
げ軸３は、駆動スピンドル２８と、ロック室２６内に侵
入するための、旋回軸受３０を備えた旋回アーム２９と
を有している。

【００１１】溶融物からロック室２６内に引き上げられ
る、完成した単結晶２は、その重い重量が、非常に薄い
種子結晶３３にぶら下がっており、この場合、種子結晶
は、わずかな振動で壊れる危険性があるので、完成した
単結晶２は、下方の真空室２４内に落下し、これによっ
て単結晶が自然に破壊され、長時間に亘って装置が使用
不能となる恐れがある。完成した単結晶２がこのように
落下するのを避けるために、ロック室２６内には図１及
び図２に示した、単結晶２を保持、昇降及びガイドする
ための装置が存在している。この装置は、主に、種子結
晶３３又は引き上げ軸３を取り囲むフレーム４（蓋２７
内に形成された開口を通って貫通案内され、モータを備
えた滑車装置３２によって巻き上げ可能である引っ張り
ワイヤ１５，１６のための軸受５，６を備えている）
と、スピンドルナット１７を備えたクロスバー１３を有
する、引き上げ軸３を取り囲むスピンドル１４と、クロ
スバー１３の両端部にヒンジ結合された、同じ長さの２
つの連結ロッド１１，１２と、前記フレーム４に堅固に
結合された突起１８，１９とから成っている。これらの
突起１８，１９は、２腕状のグリッパ７，８のための軸
受２０，２１を備えていて、前記グリッパ７，８の互い
に反対側の端部７″，８″は、連結ロッド１１，１２に
ヒンジ結合つまり旋回可能に結合されている。

【００１２】種子結晶３３のための引き上げ軸３の緊定
ナット３４と単結晶２との間には、肉厚部３５が配置さ
れており、この肉厚部３５は、２つのグリッパ７，８若
しくはそのグリッパアーム７′，８′によって閉鎖位置
で取り囲まれていて、このために、グリッパアーム
７′，８′の端面９，１０は、互いに向き合って位置し
ていて、これによってグリッパ７，８が矢印方向Ａで下
方に向かってさらに旋回せしめられることは、避けられ
る。２つのグリッパアーム７′，８′の端面９，１０
は、切欠３６，３７を備えており、これらの切欠３６，
３７は、これらの切欠が２つで、円錐形又はロート状の
貫通路を形成するように形成されている。この貫通路
は、肉厚部３５を取り囲み、掴み、保持するので、ロッ
ク室２６内に引き上げられる結晶２の重い重量は、切欠
３６，３７を介してグリッパ７，８に伝達され、このグ
リッパ７，８から連結ロッド１１，１２及びクロスバー
１３を介して引き上げナット若しくは（セルフロッキン
グ式のねじ山を備えている）、引き上げ軸３のスピンド
ル１４に伝達される。引き上げ軸３は荷重に耐え得るよ
うになっている。何故ならばクロスバー１３はスピンド
ル１４を介して引き上げ軸３に連結されているからであ
る。この際に、種子結晶３３が肉厚部３５の上側で破壊
されるか又は切断された時に、完成された単結晶２をロ
ック室６から取り出すことができるようにするために、
単結晶２が下方に真空室２４内に落下することが確実に
避けられるようになっている。

【００１３】グリッパ７，８のアーム７′，８′の長さ
ｆ，ｆ′は、各端面９若しくは１０の、回転軸２０若し
くは２１からの間隔が、間隔ａ若しくはａ′よりも大き
くなるように設計されている。寸法ｃは、閉鎖位置（第
２図参照）において寸法ｃ′に相当する。グリッパ７，
８を開放するために、引っ張りワイヤ１５，１６は、滑
車装置３２によって、矢印方向Ｂで上方に向かって引っ
張られ、この場合、グリッパ７，８は、矢印方向Ａで、
間隔ｂで配置された軸受ピン２０，２１を中心にして旋
回せしめられる。単結晶２に対する鉛直方向での昇降装
置全体の調節は、スピンドル１４をクロスバー１３に対
して回転させることによって行われる。

【００１４】グリッパ７，８が、図２に示した位置にあ
って、結晶の肉厚部３５が切欠３６，３７内に位置する
と、引っ張りワイヤ１５，１６は完全に負荷軽減され、
無力で垂れ下がっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】２つのグリッパアームが開放位置にある場合
の、昇降装置の斜視図である。

【図２】図１に示した昇降装置で、グリッパアームが閉
鎖位置にある状態の斜視図である。

【図３】単結晶を引き上げるための装置の概略的な斜視
図である。

【符号の説明】

２ 単結晶、 ３ 引き上げ軸、 ４ フレーム、
５，６ 軸受、 ７，８２腕状のグリッパ、 ９，１０
端面、 １１，１２ 連結ロッド、 １３クロスバ
ー、 １４ スピンドル、 １５，１６ 引っ張りワイ
ヤ、 １７ スピンドルナット、 １８，１９ 突起、
２０，２１ 軸受、軸受ピン、 ２２，２３ ベース
フレーム、 ２４ 真空室、 ２５ るつぼ支持ピン、
２６ロック室、 ２７ 蓋、 ２８ 駆動スピンド
ル、 ２９ 旋回アーム、 ３０旋回軸受、 ３１ 真
空室の蓋、 ３２ モータを備えた滑車装置、 ３３種
子結晶、 ３４ 緊定ナット、 ３５ 肉厚部、 ３
６、３７ 切欠

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 るつぼ内に存在する溶融物から、低い圧
   力の保護ガス又は真空下で、単結晶（２）を引き上げる
   装置のための昇降装置であって、るつぼが、ベースフレ
   ーム（２２）に支持された真空室（２４）内に配置され
   ていて、加熱部材の熱放射によって加熱され、引き上げ
   軸（３）が溶融物上に設けられていて、この引き上げ軸
   （３）によって、単結晶（２）が溶融物表面から上方
   に、ベースフレーム（２２）に対して相対的に走行可能
   なロック室（２６）へ引き上げ可能であって、昇降装置
   が、ロック室（２６）のケーシングと、ベースフレーム
   （２４）で支えられた上部フレーム（２３）又は引き上
   げ軸（３）とによって保持されている形式のものにおい
   て、 引き上げ軸（３）及び／又は単結晶（２）を取り囲む、
   水平面に延びる少なくとも２つの軸受（２０，２１）を
   備えたフレーム（４）と、前記軸受に保持された、鉛直
   平面で旋回可能な２腕状のグリッパ（７，８）とが設け
   られており、それぞれ１つのグリッパアーム（７′，
   ８′）が、フレーム（４）の回転軸線（Ｒ）に整列され
   ており、グリッパアームの長さ（ｆ，ｆ′）は、閉鎖位
   置においてグリッパアーム（７′，８′）の互いに向き
   合う端面（９，１０）が互いにしっかりと当接し合って
   さらなる旋回運動（Ａ）を阻止するように設計されてお
   り、２腕状のグリッパ（７，８）の自由端部（７″，
   ８″）がそれぞれ、ほぼ鉛直方向に延びる連結ロッド
   （１１，１２）にヒンジ接続されていて、これらの連結
   ロッド（１１，１２）のそれぞれ上端部が、水平方向に
   延びるクロスバー（１３）を介して旋回可能に互いにヒ
   ンジ結合されており、スピンドルナット（１７）を備え
   たクロスバー（１３）が、ねじ山付きスピンドル（１
   ４）を介して引き上げ軸（３）に沿って調節可能であっ
   て、フレーム（４）が引っ張りワイヤ（１５，１６）に
   吊り下げられており、これらの引っ張りワイヤ（１５，
   １６）が、ロック室（２６）の蓋（２７）上で保持され
   ているか又は、ロック室（２６）の上側のベースフレー
   ム（２２若しくは２３）で保持されていることを特徴と
   する、単結晶を引き上げる装置のための昇降装置。
2. 【請求項２】 フレーム（４）にヒンジ接続されたグリ
   ッパ（７，８）の、回転軸線（Ｒ）に整列されたアーム
   （７′，８′）がそれぞれ、２つの軸受ピン（２０，２
   １）の互いの間隔（ｂ）の半分よりもやや大きい長さ
   （ｆ，ｆ′）を有している、請求項１記載の昇降装置。
3. 【請求項３】 互いに向き合う端面（９，１０）が、鉛
   直方向に延びる、楔状又は半円状に形成された切欠（３
   ６，３７）を備えている、請求項２記載の昇降装置。
4. 【請求項４】 水平方向に延びるクロスバー（１３）の
   スピンドルナット（１７）が、引っ張り軸（３）に被せ
   嵌められたスピンドル（１４）にねじ被せられ、スピン
   ドル（１４）が引っ張り軸（３）に対して相対的に回転
   可能であって、かつ、この引っ張り軸（３）に対して相
   対回動不能に結合可能である、請求項１から３までのい
   ずれか１項記載の昇降装置。