JPS59121189A - 結晶引上機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ＣＺ法による結晶引上機に係シ、特に引上軸
としてワイヤまたはビードチェーンなどの可とう性別上
軸を用いた結晶引上機の同引上軸の回転数の向上に関す
るものである。

従来のＣＺ法による結晶引上機は、下端にシードを取付
けて結晶を引上げる引上軸がいわゆる通常の軸からなる
剛性引上軸とワイヤまだはビードチェーンなどからなる
可とう性別上軸を用いたものがある。可とう性別上軸に
よるものは、剛性引上軸によるものに比較して機械の高
さを大幅に縮少し、かつ引上駆動機構も簡素化できるた
めに、現在、ＣＺ法による結晶引上機の主流となってい
る。しかしながら、可とう性別上軸の長さｔとその共振
回転数ｆの間には、 なる関係があシ、実用結晶引上長さを確保するために例
えば前記長さｔを２．０００　Ｗｎとしたとき、可とう
性別上軸の回転数は２　Ｏｒ、ｐ、ｍが限界である。な
お、上式中、ｇは重力加速度である。現在結晶断面内の
比抵抗および酸素濃度などの分布特性を良くするために
回転数を増加させる傾向にあるが、可とう性別上軸の場
合、前述の共振回転数がネックとなっており、所望の回
転数まで上げることが不可能であった。

本発明は、前述したような点を解決するため、互いに離
して垂下されている２本以上の可とう性別上軸によりシ
ードホルダを支持し、これらの可とう性別上軸をシード
ホルダを中心に旋回させると共に互いに同期して巻上げ
るようにすることにより、換言すれば、引上軸を２本以
上の可とう性別上軸にて構成することにより、共振回転
数を向上させ得るようにした結晶引上機を提供するにあ
る。

以下本発明の一実施例を示す図について説明する。１０
は引上機本体で、密閉可能な構造になされ、下部はルツ
ボ１１および図示しない加熱装置などを内蔵した加熱チ
ャンバｌｏａを形成し、上部はルツボ１１内の融液１２
から図示しない単結晶インゴットを引上げるだめの引上
チャンバ１０ｂを形成している。本体１０の上部には、
巻上装置１３が取付けられている。巻上装置１３の本体
１４は、それ自身が前記本体１０に回転可能に取付けら
れ、その下部に固着されだブー’Ｊ１５により、引上軸
回転モータ１６からベルト１７により回転を与えられる
ようになっている。

前記巻上装置本体１４の下部中央には、引上チｆンバｌ
ｏａ内に垂下すべくフレーム１ｇが固設されている。フ
レーム１８には、巻上装置本体１４の回転中心を中心と
して対称な位置に２つのローラなどのガイド１９，２０
が設けられると共に、その中心近くにも前記ガイドｌ　
’？、　２０に蝉応して別のガイド２１゜２２が設けら
れている。フレームＩ８の前記回転中心部には穴などの
空間部２３が形成されている。

前記巻取装置本体１４には、引上モータ２４によシ正逆
回転を付与される巻上ドラム２５が取付けられている。

巻上ドラム２５には、２本の可とパう性別上軸２６．２
７の元端が連結され、両町とう性別上軸２６゜２７ヲ同
期して巻上げ！？よび繰出し得るようになっている。な
お、２本の可とう性別上軸２６．２７は、前記巻上ドラ
ム２５から、回転中心に設けられているガイド２８中を
通ってフレーム１８の空間部２３中を垂下し、ガイド２
１またはガイド２２を介してそれぞれガイド１９．２０
に導かれ、これらのガイド１９．２０から垂下されてい
る。これらの可とう性別上軸２６゜２７ば、シード２９
を取付けるシードホルダ３０に間隔１）を置いて連結さ
れ、このシードホルダ３０を巻上装置本体１４の回転中
心上に位置させるようになっている。

次いで本装置の作用について説明する。本装置のように
互いに離れている２本の可とう性別上軸２６、２７を用
いた場合の共振回転数ｆ・は、下式で与えられる。

この（２）式中のｚｅは、先に示した可とう性別上軸が
１本の場合の（１）式中のｔに対応するもので、［相当
長さ」と呼ばれている。この相当長さｔｅは、下式で与
えられる。

この（３）式中、ａは、図示のように可とう性別上軸２
６．２７の上部支点小、ａ１間の距離の１／２、ｂは下
部支点す、、ｂ、間の距離の１／２、ｈは上部支点ａ＋
。

ａ・と下部支点す、　、　ｂ、との間の高さ、１Ｇはで
与えられる。この（４）式中、Ｗはシードホルダ３０の
重量、Ｊは同シートホルダ３０の慣性モーメントである
。

この慣性モーメンｌ−Ｊは、シー・ドホルダ３０を半径
Ｒの円柱とすると下式で与えられる。

ｌよ なお０式中、Ｍシードホルダ３０の質量で−ある。

＾ 上記（′２）式に、（３）　、　（４）　、　（５）式
を代入して整理すると、（２式は次のようになる。

他方、可とう性力上軸が１本の場合の共振回転数ｆを表
わす（１）式中のｔは、図示のように、上部支点を本装
置の場合と同じ高さ位置Ａ−Ａとすると、同位置Ａ　−
、Ａからシードホルダ３０の重心Ｇまでの距離となる。

ただし、シード２９の重量は小さいので、無視する。こ
こで、本装置の前記上部支点ａ・、ａｈと下部支点す、
、ｂ、との間の高さ１１と、前記ｔは略等しいので、 となシ、 で表わされる。

倍となる。

仮りＫ、シー　トホルタ３０（Ｄ　半径Ｒヲ１７−５ｍ
＋ｉ、止めると、 となり、上記のような具体的数値の場合には、共振回転
数は、約２．２倍となる。

なお、前記説明は、図示のようにシードホルダ３０が最
下位置にある状態について説明したが、単結晶インゴッ
トの育成に伴って一巻上ドラム２５によシ可とう性力上
軸２６．２７を巻上げれば、シードホルダ３０が上昇し
、（６）式の距離りが減少し、したがって共振回転数ｆ
ｅは次第に増加していく。

他方、従来の可とう性力上軸が１本の場合は、（１）式
中のｔが上部支点からシードホルダ３０などの下端に連
結されている物体の重心Ｇまでの距離であシ、Ｌ可とう
性力上軸を引上げるとそれに応じて下部に単結晶インゴ
ット（図示せず）が育成され、重心Ｇがシードホルダ３
０に対して次第に下方へ移動するため、前記ｔは可とう
性力上軸の上昇量だけは短かくならず、略その半分だけ
が短かくなる。

そこで、本装置によれば、前記従来装置に比較して、単
結晶インゴットの育成が進むに連れてシードホルダ３０
が上昇したときの共振回転数の増加割合もより高くなる
。

前記２本の可とう性力上軸２６．２７は、ガイド１９゜
２０がフレーム１ｇおよび巻上装置本体１４０回転に伴
って旋回することにより、シードホルダ３０の中心と巻
上装置本体１４の回転中心を通る鉛直軸心の回りを旋回
”し、該シードホルダ３０を所定回転数で回転させる。

また、これらの可とう性力上軸２６．２７は、単結晶イ
ンゴットの育成に伴って巻上ドラム２５に巻上げられて
いくが、前記ガイド１９．２０が前記鉛直軸心に対して
対称位置に設けられているため、シードホルダ３０を常
に前記鉛直軸心上に置く。

前述した実施例は、可とう性力上軸を２本用いた例を示
したが、その上端を１本の可とう性力上軸に連結しだシ
、まだは同引上軸を３本以上としてもよく、また、それ
ぞれの可とう性力上軸２６゜２７は互いに同期して駆動
される別々の巻上ドラムによ多巻上げるようにしてもよ
い等、種り変更し得ることは言うまでもない。

以上述べたように本発明によれば、可とう性力上軸を用
いながら共振回転数を大巾に向上させることができ、そ
の構造は単に２本以上の可とう性力上軸に′よシ−ドホ
ルダを支持するだけの簡単なものでよい等、大きな効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示す一部破断概要図である。 １０・−・・・・引上機本体、１０ａ・−・・・・加熱
チ↑ンバ、１、Ｏｂ・−・・・・・引上チャンバ、１１
・・−・−・ルツボ、１２・・−・・融液、　１３・・
−・・巻上装置、　１４・・−・−・巻上装置本体、　
１５・・・−・・プーリ、　１５・・−・−リ１上軸回
転モータ、１８・・・・・・・・フレーム、１９．２０
・・−・−・・ガイド、２４・・・・・−・・引上モー
タ、２５・・−・−・巻上ドラム、２６、２７・・・・
・−・・可とう性力上軸、　２９・・−・・シニド、３
０・・・　シードホルダ。 出願人　　東芝機械株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　シードホルダを可とう性別上軸にて支持すると共
   に、該シードホルダの中心を通る鉛直な軸の回りに回転
   可能に設けられた巻取装置本体に取付けられている巻上
   ドラムにより前記可とう性別上軸を回転させつつ巻上げ
   るようにしたＣＺ法による結晶引上機において、前記巻
   取装置本体にそれぞれ離して設けられたガイドを介して
   ２本以上の可とう性別上軸を垂下させ、これらの可とう
   性別上軸の下端を互いに間隔を置いてシードホルダまた
   はシードホルダに取付けられた連結部材に接続し、前記
   ２本以上の可とう性別上軸を巻上装置本体に取付けられ
   ている１ないし２以上の巻上ドラムによシ同期して巻上
   げ可能にしたことを特徴とする結晶引上機。 ２２本以上の可とう性別上軸が、ガイドの上方で１本の
   可とう性別上軸に接続されている特許請求の範囲第１項
   記載の結晶引上機。