(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
支持部材（２７）でプルチャンバ（２６）を支持して昇降、旋回させる構成の単結晶引上装置用のプルチャンバ移動ユニットにおいて、支持部材（２７）を昇降させるための昇降部（８）と、支持部材（２７）を旋回させるための旋回部（９）とを設け、かつ、昇降部（８）が、本体フレーム（１１）と、これに沿って昇降可能に案内される昇降フレーム（１０）と、昇降フレーム（１０）を昇降駆動する昇降駆動部（３１）とを備え、旋回部（９）が、取り外し可能に昇降フレーム（１０）に設けられる支柱（１９）と、その支柱（１９）に旋回フレーム（２３）を介して旋回可能に設けられる支持部材（２７）と、支持部材（２７）と一緒にプルチャンバ（２６）を支柱（１９）のまわりで旋回駆動する旋回駆動部（３２）とを備え、昇降部（８）の昇降フレーム（１０）から旋回部（９）の支柱（１９）を取り外すことにより、旋回部（９）を昇降部（８）から分離できる構成にしたことを特徴とする単結晶引上装置用のプルチャンバ移動ユニット。
【請求項２】
昇降駆動部（３１）が、昇降フレーム（１０）に取り付けられたボールナット（１４）と、このボールナット（１４）に噛み合うボールネジ（１３）と、ボールネジ（１３）を回転駆動する電磁ブレーキ付きウォーム減速モータ（１２）からなることを特徴とする請求項１に記載の単結晶引上装置用プルチャンバ移動ユニット。
【請求項３】
旋回駆動部（３２）が電磁ブレーキ付きギャードモータ（２０）を備え、ウォームとウォームホイール（２１、２２）を介して、旋回フレーム（２３）を駆動する構成になっていることを特徴とする請求項１に記載の単結晶引上装置用プルチャンバ移動ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、支持部材でプルチャンバを支持して昇降、旋回させる構成の単結晶引上装置用のプルチャンバ移動ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプルチャンバ移動ユニットは、昇降ステージを支柱に昇降可能に設け、この昇降ステージに旋回部を配置した構成になっている。昇降ステージは、ボールネジ、ボールナット、及び駆動モータによって昇降駆動される。
【０００３】
一方、旋回部の旋回フレームは、軸受を介して昇降ステージに直接取り付けられ、手動で旋回が行われる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記プルチャンバ移動ユニットでは、１本の支柱に昇降ステージが設けられ、そこに直接旋回フレームが取り付けてあるため、装置が大型化・大重量化し、装置設置時の取り回しが悪くなる難点があった。
【０００５】
また、前記プルチャンバ移動ユニットでは、装置の重心が高い位置になり、装置が全体的に不安定になる不具合もあった。
【０００６】
さらに、最近は、インゴットの大口径化による引上装置の大型化に伴い、持ち上げ荷重の増大、リフト量の長尺化が必要となり、プルチャンバ移動ユニットの支柱には耐モーメント荷重性の向上が求められるようになっている。
【０００７】
本発明は、装置設置時の取り回しが容易である単結晶引上装置用のプルチャンバ移動ユニットを提供することを目的としている。
【０００８】
また、本発明は、装置重心が低く全体的に良好なバランスを有し、安定した昇降・旋回動作を行うことができる単結晶引上装置用のプルチャンバ移動ユニットを提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決手段の一つは、支持部材（２７）でプルチャンバ（２６）を支持して昇降、旋回させる構成の単結晶引上装置用のプルチャンバ移動ユニットにおいて、支持部材（２７）を昇降させるための昇降部（８）と、支持部材（２７）を旋回させるための旋回部（９）とを設け、かつ、昇降部（８）が、本体フレーム（１１）と、これに沿って昇降可能に案内される昇降フレーム（１０）と、昇降フレーム（１０）を昇降駆動する昇降駆動部（３１）とを備え、旋回部（９）が、取り外し可能に昇降フレーム（１０）に設けられる支柱（１９）と、その支柱（１９）に旋回フレーム（２３）を介して旋回可能に設けられる支持部材（２７）と、支持部材（２７）と一緒にプルチャンバ（２６）を支柱（１９）のまわりで旋回駆動する旋回駆動部（３２）とを備え、昇降部（８）の昇降フレーム（１０）から旋回部（９）の支柱（１９）を取り外すことにより、旋回部（９）を昇降部（８）から分離できる構成にしたことを特徴とする単結晶引上装置用のプルチャンバ移動ユニットである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の単結晶引上装置用のプルチャンバ移動ユニットは、支持部材を昇降させるための昇降部と、旋回させるための旋回部とを設け、旋回部を昇降部から分離できる構成になっている。例えば、昇降部が、本体フレームと、これに沿って昇降可能に案内される昇降フレームと、昇降フレームを昇降駆動する昇降駆動部とを備え、旋回部が取り外し可能に本体フレームに収容される昇降フレームと、筒状部材たとえば円筒状部材に対して旋回可能に設けられる支持部材と、支持部材を旋回駆動する旋回駆動部とを備え、昇降部の昇降フレームから旋回部の円筒状部材を取り外すことにより、旋回部を昇降部から分離できる構成になっている。
【００１１】
昇降フレームは直動転がり軸受とガイドローラ機構を用いて案内することができる。
【００１２】
昇降駆動部は、昇降フレームに取り付けられたボールナットと、このボールナットに噛み合うボールネジと、ボールネジを回転駆動する電磁ブレーキ付きウォーム減速モータから構成できる。
【００１３】
本体フレームをさや状の中空構造にし、昇降フレームを、断面Ｈ形、角パイプ、丸パイプから選んだ形状にすることができる。
【００１４】
旋回駆動部が電磁ブレーキ付きギャードモータを備え、ウォームとウォームホイールを介して、旋回フレームを駆動する構成にできる。
【００１５】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００１６】
図１は、本発明の単結晶引上装置用のプルチャンバ移動ユニットの一実施例を示す側面図であり、これをプルチャンバに適用した状態を示している。図２は図１のプルチャンバ移動ユニットを少し拡大して示す側面図、図３は旋回駆動部を示す上面図、図４は図２のＡーＡ断面図である。
【００１７】
プルチャンバ移動ユニット１は、単結晶引上装置の隣に設置される。そして、引上装置のプルチャンバ２６を支持部２７で支持し、これを昇降・旋回させる構成になっている。
【００１８】
プルチャンバ移動ユニット１は、支持部材２７を昇降させるための昇降部８と、旋回させるための旋回部９を備えている。以下で詳述するように、旋回部９は昇降部８から分離可能になっている。
【００１９】
昇降部８は、本体フレーム１１と、昇降フレーム１０と、昇降駆動部３１から構成されている。
【００２０】
本体フレーム１１は中空部を有する縦長の部材であり、これはベースに固定関係に配置されている。この実施例では、本体フレーム１１を設定するベースは、単結晶引上装置のベースと共通である。
【００２１】
本体フレーム１１には、昇降フレーム１０が昇降可能に案内されている。昇降フレームも中空部を有し、縦長に形成されている。昇降フレーム１０は、図４に示されているように、案内手段のガイドローラ機構１６、１８、及び、摺動手段の直動転がり軸受け機構１５、１７によって案内されている。
【００２２】
昇降フレーム１０の外側には、直動転がり軸受用レール１５と、ガイドローラ用レール１６が長手方向に沿って配置されている。一方、本体フレーム１１の内側には、前記直動転がり軸受用レール１５と協働する直動転がり軸受１７、同じく前記ガイドローラ用レール１６と協働するガイドローラ１８が、それぞれ対応位置に設けられている。
【００２３】
これらの案内手段１６、１８及び摺動手段１５、１７の作用によって、昇降フレーム１０は、左右振れのない昇降移動を行うことができる。特に、摺動手段として直動転がり軸受１７を用いることにより、高剛性でコンパクトな構造で、ガタ付きのない送りを享受できる。直動転がり軸受は、予圧を掛けて使用することもでき、その場合には、さらに高精度の送りを実現できる。
【００２４】
本体フレーム１１には、昇降フレーム１０を昇降するための昇降駆動部３１が設けられている。昇降駆動部３１は、ボールネジ１３、ボールナット１４、及び駆動モータ１２で構成される。
【００２５】
ボールナット１４は、昇降フレーム１０の下部に固定関係に接続されている。ボールネジ１３は、ベアリングを介して回転可能に本体フレーム１１に配置されている。ボールネジ１３の一端部には、駆動モータ１２が接続されている。駆動モータ１２としては、電磁ブレーキ付きウォーム減速モータ１２を用いることができる。ボールネジ１３とボールナット１４は噛み合っており、ボールネジ１３が回転駆動されると、ボールナット１４が昇降フレーム１０と共に昇降する。
【００２６】
ボールネジ１３とボールナット１４には、テフロン系のクリーンルーム用グリースを用いるので、雰囲気を汚染する油は不要である。
【００２７】
昇降フレーム１０には、筒部材となる円筒状の支柱１９が取り外し可能に結合されている。
【００２８】
支柱１９は下部に取付フランジを有しており、そのフランジの部分が昇降フレーム１０の上部に結合される。この昇降フレーム１０は、サヤ方式で抜き取り可能に本体フレーム１１に収容される。収容部分の昇降フレーム１０は、断面Ｈ型、角パイプ、丸パイプ等の任意の形状にすることができる。ただし、旋回部９を支持するのに充分な長さと断面２次モーメントを有する形状を採用する。もちろん、昇降フレーム１０と本体フレーム１１の中空部の形状は、厳密に対応させる。
【００２９】
支柱１９の取付用フランジは、昇降フレーム１０の上端のフランジにボルトで固定される。ボルトを外せば、支柱１９を昇降フレーム１０から取り外すことができる。
【００３０】
支柱１９の取付フランジより上の部分には、旋回フレーム２３が、滑り軸受２４及びスラスト転がり軸受２５を介して旋回可能に設定されている。旋回フレーム２３の外側には、プルチャンバ２６を支持するための支持部材２７が取り付けられている。
【００３１】
旋回フレーム２３は、旋回駆動部３２によって旋回駆動される。旋回駆動部３２は、ウォームホイール２２、ウォームギア２１、及び駆動モータ２０によって構成される。
【００３２】
ウォームホイール２２は、支柱１９に固定関係に設けられる。駆動モータ２０は、旋回フレーム２３の上部に設けられた取付部に配置される。駆動モータ２０としては、電磁ブレーキ付きギアードモータ２０を用いることができる。その出力軸には、ウォーム２１が接続されている。ウォーム２１は、ウォームホイール２２に噛み合っている。駆動モータ２０を駆動すると、ウォーム２１とウォームホイール２２を介して、旋回フレーム２３と支持部材２７が旋回する。
【００３３】
以上のように、本発明実施例のプルチャンバ移動ユニット１では、旋回部９が収納方式になっている昇降部８の上部に取り付けられており、昇降部８から取り外しできる構成になっているので、分割したときの機器サイズをコンパクトにし、重量を減少することができ、装置設置時の取り回しを良くできる。特に、搬入組み立て時に、容易に２分割（小ユニット化）できるので、取り回しの改善効果は顕著なものとなる。
【００３４】
また、装置をコンパクトに構成できるため、昇降ストロークを大きくすることも可能である。
【００３５】
また、旋回部９と昇降部８が分割可能なため、昇降駆動部のメンテナンスを向上することもできる。
【００３６】
さらに、装置の重心を低くすることができ、全体的なバランスを良くすることが可能となる。
【００３７】
なお、本発明は前述の実施例に限定されない。例えば、旋回駆動部において、ウォームホイールを旋回フレーム側に設け、ウォームと駆動モータを支柱側に設けても良い。また、旋回部に他のユニットを併設することもできる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の単結晶引上装置用のプルチャンバ移動ユニットによれば、装置設置時の取り回しが容易である。装置重心を低くして、全体的に良好なバランスを有する形にするのが容易であり、その場合、安定した昇降・旋回動作を行うことが可能となる。
【００３９】
旋回部を昇降部から分離できることにより、搬入時の最大全長が小さくなり、搬入組立が容易になる。さらに、昇降部のサヤ状の本体フレームに収容されるフレームの断面形状が任意に選べるようになる。そのことにより、チャンバ持ち上げ時に掛かるモーメントに応じて所望の断面２次モーメントが容易に設定できる。
【００４０】
また、旋回の自動化、とくに電磁ブレーキ付きギャードモーターにより旋回の自動化を行うと、作業性と安全性が改善される。装置の大型化に伴い旋回時の慣性モーメントが大きくなるため、手動による旋回は作業者の負担、また危険が伴いがちであるが、自動化により作業者の負担軽減と安全作業が可能となるのである。
【００４１】
また、本発明に類似するものとして油圧シリンダのロッド上に同様に旋回部を取り付ける形態が考えられるが、これに対し、本発明のように、昇降動力源として作動油を使用せず、電動式ボールネジ昇降を採用すると、油漏れによるクリーンルームの汚染がないクリーンな装置となる。とくに、ボールネジ部にクリーンルーム用グリースが用いられていると、テフロン系のため蒸発せず、クリーンルーム中に拡散しない顕著な効果が得られる。その結果、最良の清浄度が維持できる。
【００４２】
また、インゴットの大口径化による装置の大型化に伴い、持ち上げ荷重の増大、リフト量の長尺化が必要となり、油圧シリンダロッドで荷重を片持ちで受ける構造はたわみが多くなり、採用できない。インゴットの大口径化による装置の大型化に対応するためには、本発明のように、チャンバ持ち上げ時に加わるモーメントに応じた断面２次モーメントが取れる構造が好ましい。延びた昇降部のたわみ量を押さえることが可能となるからである。
【００４３】
また、昇降部をコンパクトにするためには、すべり軸受を止め、転がり軸受にするのが好ましい。
【００４４】
また、本発明のように直動転がり軸受を使用すると、剛性の高いガイドとすることが容易である。従来のメタル摺動は面圧が１５０ｋｇｆ／ｃｍ2程度しか掛 けられないが、直動転がり軸受はトン単位の荷重に耐えられる剛性があり、コンパクト設計が可能である。また、従来のメタル摺動は、特に油圧シリンダの場合は、ラジアル方向に必ず隙間が必要である。例えばロッド径１５０ｍｍで０．２ｍｍ程度である。これに比べ、直動転がり軸受は高精度でラジアル方向の隙間がほとんどない。予圧さえ掛けられる。従ってガタ付きによるチャンバ持ち上げ時の傾きが非常に少なく、チャンバ接合時の噛み合いずれが押さえられる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の単結晶引上装置用のプルチャンバ移動ユニットの一実施例を示す一部分が切り欠かれた側面図で、この移動ユニットをプルチャンバに適用した状態を示している。
【図２】図１のプルチャンバ移動ユニットを少し拡大した側面図であり、やはり一部分が切り欠かれている。
【図３】図１、図２のプルチャンバ移動ユニットの旋回駆動部を示す上面図。
【図４】図２のＡーＡ断面図
【符号の説明】
８    昇降部
９    旋回部
１０    昇降フレーム（収容部材）
１１    本体フレーム（サヤ部）
１２    電磁ブレーキ付きウォーム減速モータ
１３    ボールネジ
１４    ボールナット
１５    直動転がり軸受用レール
１６    ガイドローラ用レール
１７    直動転がり軸受
１８    ガイドローラ
１９    支柱
２０    電磁ブレーキ付きウォーム減速モータ
２１    ウォーム
２２    ウォームホイール
【図１】
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【図２】
0003725353.tif 000003
【図３】
0003725353.tif 000004
【図４】
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