(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネット（１）によって磁場を印加しながら単結晶インゴットを引き上げる単結晶引上装置のマグネット昇降機構において、ベース（１７）の上に複数本の支柱（３）を上下方向に設け、マグネット（１）を支持する支持部材（２）をそれらの支柱（３）の各々に設け、かつ、各支柱（３）にリニアガイド（５）を設け、各支持部材（２）がリニアガイド（５）に案内されて支柱（３）に沿って昇降し、その支持部材（２）の昇降のために、各支持部材（２）にボールナット（２１）を設け、各ボールナット（２１）に各ボールネジ（４）がかみ合って、ボールネジ（４）とボールナット（２１）で各支持部材（２）を昇降可能にし、ボールネジ（４）の各々を複数のカウンタシャフト（８、９、１５）とギア（７、２２〜２５）を介して１つの駆動モータ（１８）に接続し、すべてのボールネジ（４）をその１つの駆動モータ（１８）で同期駆動し、一方のカウンタシャフト（８、９）が各ボールネジ（４）の一端部にギア（７）を介して接続されるとともに、ベース（１７）内に互いに平行に左右対称に配置され、他方のカウンタシャフト（１５）が一方のカウンタシャフト（８、９）にギア（２２、２３）を介して接続されるとともに駆動モータ（１８）の出力軸の延長線上で駆動モータ（１８）に接続されていることを特徴とする単結晶引上装置用のマグネット昇降機構。
【請求項２】
ギア（７、２２〜２５）としてベベルギア（２２〜２５）又はウォームギアを用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のマグネット昇降機構。
【請求項３】
リニアガイド（５）としてボール式リニアガイド（５）を用いることを特徴とする請求項１または２に記載の単結晶引上装置用のマグネット昇降機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、マグネットによって磁場を印加しながら単結晶インゴットを引き上げる単結晶引上装置のマグネット昇降機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
単結晶引上装置のマグネット昇降機構は、一般に３本または４本の支柱をマグネットの周りに配置し、各支柱に昇降機構を設けてマグネットを昇降駆動する構成になっている。
【０００３】
従来のマグネット昇降機構では、各支柱の昇降機構はそれぞれ個別の駆動モータで駆動され、マグネットは合計３台または４台のモータで駆動されていた。
【０００４】
ところが、３台または４台の駆動モータを完全に同期させることは容易でなく、そのために特別の制御装置が必要であった。
【０００５】
さらに、３台または４台分のモータの設置スペース及びそのメンテナンスが必要である点もマイナスであった。
【０００６】
これに対して、駆動モータを１台のみ使用し、各昇降機構部をチェーンによって連動させる構成のマグネット昇降機構が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このタイプのマグネット昇降機構では、チェーンが伸びると同期のずれが発生する。このため、頻繁なメンテナンスが必要であった。また、チェーンは破損する可能性も少なからずあった。
【０００８】
さらに、連結用のチェーンは引上装置のコモンベース上に配置されるため、内部へのアプローチ時（メンテナンス時）の作業性が悪化し、安全性が損なわれる恐れもあった。
【０００９】
また、個別の駆動モータを設けたマグネット昇降機構は、特にその駆動モータが少なからず磁場の影響を受けたが、配置場所等の問題から磁場の影響を受けない領域に配置することが困難であった。
【００１０】
本発明は、このような従来技術の問題点を解消し、最小限のメンテナンスで良好な同期駆動が可能でかつ駆動モータが磁場の影響を受けないようにした単結晶引上装置のマグネット昇降機構を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決手段を例示すると、マグネット（１）によって磁場を印加しながら単結晶インゴットを引き上げる単結晶引上装置のマグネット昇降機構において、ベース（１７）の上に複数本の支柱（３）を上下方向に設け、マグネット（１）を支持する支持部材（２）をそれらの支柱（３）の各々に設け、かつ、各支柱（３）にリニアガイド（５）を設け、各支持部材（２）がリニアガイド（５）に案内されて支柱（３）に沿って昇降し、その支持部材（２）の昇降のために、各支持部材（２）にボールナット（２１）を設け、各ボールナット（２１）に各ボールネジ（４）がかみ合って、ボールネジ（４）とボールナット（２１）で各支持部材（２）を昇降可能にし、ボールネジ（４）の各々を複数のカウンタシャフト（８、９、１５）とギア（７、２２〜２５）を介して１つの駆動モータ（１８）に接続し、すべてのボールネジ（４）をその１つの駆動モータ（１８）で同期駆動し、一方のカウンタシャフト（８、９）が各ボールネジ（４）の一端部にギア（７）を介して接続されるとともに、ベース（１７）内に互いに平行に左右対称に配置され、他方のカウンタシャフト（１５）が一方のカウンタシャフト（８、９）にギア（２２、２３）を介して接続されるとともに駆動モータ（１８）の出力軸の延長線上で駆動モータ（１８）に接続されていることを特徴とする単結晶引上装置用のマグネット昇降機構である。
【００１２】
本発明の他の解決手段は、ギアとしてベベルギア又はウォームギアを用いたり、リニアガイドとしてボール式リニアガイドで案内されたりする、前述の単結晶引上装置用のマグネット昇降機構である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の単結晶引上装置のマグネット昇降機構は、ベースに複数本の支柱を設け、マグネットを支持する支持部材を各支柱に設けてこれを昇降可能に案内し、各支持部材をボールネジとボールナットで昇降させる。ボールネジをカウンタシャフトとギアを介して１つの駆動モータに接続し、ボールネジをその１つの駆動モータで同期駆動する。
【００１４】
カウンタシャフトが各ボールネジの一端部にギアを介して接続され、これらのカウンタシャフトがベース内に互いに平行に配置される。
【００１５】
別のカウンタシャフトがギアを介して前記カウンタシャフトに接続され、これらの別のカウンタシャフトが駆動モータの出力軸の延長線上でこれに接続されることが好ましい。
【００１６】
ギアとしては、ベベルギアやウォームギアを用いることができる。
【００１７】
支持部材は、支柱に配置したボール式リニアガイドによって案内することが好ましい。
【００１８】
駆動モータは、磁場発生源から遠く離し磁場の影響を受けない例えば５００ガウス以下の領域に配置することが好ましい。
【００１９】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【００２０】
図１は、本発明の単結晶引上装置のマグネット昇降機構の一実施例を示す正面図である。図２と図３は、その側面図と上面図である。
【００２１】
マグネット昇降機構３０は、単結晶引上装置１９に併設される。単結晶引上げ装置１９は、マグネット１により磁場を形成し、この磁場をルツボ内の多結晶融液（共に図示せず）に印加しながら単結晶インゴットを引き上げる構成になっている。マグネット昇降機構３０は、このマグネット１を昇降させるためのものである。
【００２２】
マグネット昇降機構３０は、単結晶引上装置１９と共通のコモンベース１７に設定されている。このベース１７は矩形型であり、内側が中空になっている。
【００２３】
ベース１７には、縦方向に３本の支柱３が設定されている。支柱３は、マグネット１の周りに等間隔で配置されている。支柱３は３本に限らず、４本以上設けても良い。
【００２４】
各支柱３には、それぞれ昇降機構２０が設定されている。これらの昇降機構２０は、コモンベース１７の隅部に配置された１つの駆動モータ１８によって同期駆動される。駆動モータ１８としては、電磁ブレーキ付きギヤードモータ１８を用いることができる。
【００２５】
昇降機構２０は、支柱３に沿って昇降可能に案内された支持部材２と、これを移動させるためのボールネジ４とボールナット２１を備えている。
【００２６】
支柱３にはボール式リニアガイド５が設定されており、支持部材２は、このリニアガイドに案内されて支柱３に沿って昇降する。ボール式リニアガイド５を用いるので、昇降に伴う支持部材２の振れを防止できる。
【００２７】
ボールネジ４は、支柱３の上部と下部にベアリングを介して回転可能に支持されている。ボールネジ４は、リニアガイド５の案内方向と平行に縦方向に配置される。
【００２８】
支持部材２は、先端部にパットを有するアームになっている。支持部材２の根元部には、ボールナット２１が固定関係に設けられている。支持部材２は、支柱３から内側に張り出すように支持されている。
【００２９】
ボールナット２１はボールネジ４に噛み合っている。ボールネジ４が回転すると、支持部材２はボールナット２１と共にボールネジ４に沿って昇降する。そして、支持部材２のパットで支持されたマグネット１も、これと一緒に昇降する。
【００３０】
各ボールネジ４は、次に述べる伝達機構を介して、前述の電磁ブレーキ付きギヤードモータ１８に接続されている。
【００３１】
ボールネジ４の下端部は、ギアボックス７内のベベルギア（かさ歯車）２４、２５を介して、カウンタシャフト８、９の一端に連結されている。このギアボックス７は、軸方向を９０度変換する構成になっている。ギアボックス７とカウンタシャフト８、９は、ベース１７の中空部に配置されている。３本のカウンタシャフト８、９は、互いに平行に配置されている。
【００３２】
カウンタシャフト８、９の他端には、カップリング１０とギアボックス１１〜１３を介して、カウンタシャフト１５が接続されている。ギアボックス１１〜１３内には、複数のベベルギアが配置されている。図３では、右側のギアボックス１１の２つのベベルギア２２、２３のみを示したが、中央と左側のギアボックス１２、１３内には、次段のカウンタシャフト１５に回転を伝達するベベルギア（図示せず）も配置されている。
【００３３】
右側のギアボックス１１には、入力軸と出力軸が１つづつ設けてあり、両者は直交している。左側と中央のギアボックス１３、１２には、入力軸１つと、入力軸と同軸の出力軸１つと、入力軸と直交する出力軸が１つ設けられている。
【００３４】
駆動モータ１８の出力軸にはカップリング１６を介して、ギアボックス１３が連結されている。このギアボックス１３と中央のギアボックス１２は、カウンタシャフト１５とカップリング１４を介して連結されている。さらに、中央と右側のギアボックス１２、１１も、同様にして連結されている。カウンタシャフト１５は、駆動モータ１８の出力軸の延長線上に配置されている。
【００３５】
ギアボックス１１〜１３と、これを連結するカウンタシャフト１５は、ベース１７の側面に一列に配置されている。
【００３６】
本実施例では、以上のような伝達機構で機械的に同期を取るため、ズレが生じることはなくスムーズな昇降が可能である。もちろん、同期のための特別の制御装置は必要ない。
【００３７】
また、駆動モータ１８が１台のみであるため、メンテナンス時間、故障の可能性、ランニングコストを低減することができる。
【００３８】
同様に、駆動モータ１８が１台なので、省スペースとなり、全体的なメンテナンスエリアを大きく取れる。
【００３９】
また、伝達機構をギア２２〜２５で構成しているため、チェーンのように伸びることがなく、そのための伝達機構の調整が不要となり、より一層メンテナンス時間を短縮できる。
【００４０】
さらに、ギア２２〜２５はチェーンと比較して剛性が高く、破損の危険性も低減できる。
【００４１】
また、ベース内部で各昇降機構２０から同一方向にカウンタシャフト８、９を引き出して連結を行っているため、ベース上のスペースを広く取ることができ、特にルツボ駆動部へのアプローチが容易かつ安全となり、そのメンテナンス性を向上できる。そして、駆動モータ１８はコモンベース１７の隅部である磁場の影響を受けない例えば５００ガウス以下の領域に配置でき、駆動モータ１８の磁場の影響による誤動作を防止することができる。
【００４２】
なお、本発明は前述の実施例に限定されない。例えば、駆動モータは、中央のギアボックスに連結しても良い。また、ウォームギアを用いて軸の方向を変換する構成にしても良い。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の単結晶引上装置のマグネット昇降機構によれば、最小限のメンテナンスで良好な同期駆動を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の単結晶引上装置のマグネット昇降機構の一実施例を示す正面図。
【図２】  図１のマグネット昇降機構の側面図。
【図３】  図１のマグネット昇降機構の上面図。
【符号の説明】
１    マグネット
２    支持部材
３    支柱
４    ボールネジ
５    ボール式リニアガイド
７    ベベルギア
８、９    カウンタシャフト
１７  ベース
１８  駆動モータ
２１  ボールナット
２２〜２５  ベベルギア
【図１】
0003672222.tif 000002
【図２】
0003672222.tif 000003
【図３】
0003672222.tif 000004