(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の選別ロールと、前記選別ロール間の間隙を広げながら前記選別ロールを進行させる進行駆動手段と、前記進行駆動手段の終端部から始まると共にロール進行方向に向かって下り傾斜し前記選別ロールを案内するガイドレールとを備え、前記選別ロールは前記終端部において解放され前記ガイドレール上を進行するようになし、かつ各選別ロールは前記進行駆動手段から各別に着脱可能であることを特徴とする選別装置。
【請求項２】
複数の選別ロール間の間隙を広げながら進行させる進行駆動手段を備えた選別ロール水平搬送手段と、前記選別ロール水平搬送手段の終端部に移送された前記選別ロールを順次下方に搬送する選別ロール下降手段と、前記選別ロール下降手段で順次下降した前記選別ロールを、リターンレール上に移してロール進行方向とは逆方向に移動させる選別ロールリターン手段と、前記選別ロールリターン手段でロール進行方向とは逆方向に移送された前記選別ロールを順次上昇させて、最上位において前記選別ロール水平搬送手段の搬入部に搬入する選別ロール上昇手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の選別装置。
【請求項３】
前記進行駆動手段としてロール進行方向に沿って延びる一対のスクリュー軸を配置し、そのスクリュー軸に溝ピッチが連続的又は段階的に変化する螺旋状の送り溝を設け、前記選別ロールの両端部に前記送り溝に摺動可能に挿入されるカムフォロアを設け、前記一対のスクリュー軸の回転に伴い前記カムフォロアが前記送り溝を走査して前記選別ロールが進行せしめられる請求項１又は請求項２に記載の選別装置。
【請求項４】
前記スクリュー軸の前記送り溝の始端部で終わると共に前記選別ロールの前記カムフォロアを前記送り溝に案内する様にロール進行方向に向かって下り傾斜したガイドレールを設けると共に、カムフォロアの送り溝に対するミスセットを検出して装置停止指令信号を出力するセンサーを設けた請求項１乃至請求項３の何れか一に記載の選別装置。
【請求項５】
前記ガイドレールに固着されたラック歯車と前記選別ロールに設けられたピニオンギヤとが噛み合うことにより当該選別ロールに回転を付与する回転付与手段とを備えることを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一に記載の選別装置。
【請求項６】
ロールの少なくとも表面が耐摩耗性樹脂によって構成された請求項１乃至請求項５の何れか一に記載の選別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体ポリシリコン製品等の選別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
半導体装置基板等に適用されるポリシリコンは高純度であることが求められ、分級工程においても汚染がないことが重要となる。このポリシリコンは硬度が非常に高く、例えば、振動篩で分級する場合、スクリーン材質である金属が摩耗して付着することによりポリシリコンに多大の金属汚染が与えられる。
そこで、従来、半導体ポリシリコン製品の分級は、図６に示すようにベルトコンベヤー８０上を流れる半導体ポリシリコン製品８１を、作業員８２が目視により大きさを判断して、専用コンテナ８３にナゲット（最大片長：２０ｍｍ〜１１０ｍｍ、重量：１０ｇ〜４００ｇ相当）を回収し、ナゲット未満についてはスクリーン材質としてポリエステル樹脂を採用した振動篩８４で自動分級するという工程で行われていた。
しかしこの従来の半導体ポリシリコン製品８１の選別分級は、そのナゲットについては作業員８２により行われ、ナゲット未満については後段の振動篩８４で自動分級されるように、手作業を中心とした選別分級であって、その作業性が極めて非能率的であるという問題があった。
そこでかかる半導体ポリシリコン製品８１の選別分級に手作業ではなく機構的に選別を行う選別装置を適用することが検討されている。
この様な手作業を省略して機構的に選別を行う選別装置として従来から一般に知られている選別装置としては特開昭５５−２４５８７号公報、特開昭５７−１５６０８１号公報、及び特開平６−２９６４１１号公報などに記載された玉葱、芋、果実等を選別の対象とする選別装置がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし以上の各公報に記載された選別装置を半導体ポリシリコン製品の選別分級に適用した場合には、次のような問題が生じる。
すなわち従来の選別装置を半導体ポリシリコン製品の選別分級に適用する場合には、分級の際にポリシリコン製品に接触する部分の金属が摩耗して付着することによりポリシリコン製品が金属汚染されることを防ぐために、分級の際にポリシリコン製品に接触する部分の材質に共材（ポリシリコン）又は樹脂を採用しなければならない。しかし選別の対象となるポリシリコンは、極めて固いため、前記果実等の選別に比べて接触する部分の破損が起こり易い。この場合その様に共材を採用した態様では、分級の際にポリシリコン製品に接触した共材部分が破損しても共材であることからポリシリコンの汚染という問題は生じないが、破損により発生する目詰まり、噛み込み等に起因して分級精度が低下するという問題は残る。また、材質に樹脂を採用した場合についても同様の問題は残る。
【０００４】
その場合に、ポリシリコン製品に接触して破損した部分を破損後簡単に補修することができれば、機構的に選別を行う選別装置を半導体ポリシリコン製品の選別分級に適用することは可能となる。しかし従来の各選別装置では分級の際にポリシリコン製品に接触する部分である多数の選別ロール等が駆動部と一連に連結されており、その一部の選別ロールだけが破損した場合であってもその補修は容易ではなく、分級の際にポリシリコン製品に接触することにより破損する頻度が少なくない点からして、事実上かかる従来の選別装置を半導体ポリシリコン製品の選別分級に適用することは不可能であった。
【０００５】
本発明は以上の従来技術における問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、半導体ポリシリコン製品の様に高純度であることが求められ、分級工程においても汚染がないことが重要となる分級対象にも適用でき、その様な分級対象の分級効率を向上させることができる選別装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の選別装置は、複数の選別ロールと、これらの選別ロールとは独立していて、前記選別ロール間の間隙を広げながら前記選別ロールを進行させる進行駆動手段とを備え、
前記選別ロール間の間隙で製品を大きさ別に分級するようにしたことを特徴とする。
【０００７】
かかる構成により、選別ロールが進行駆動手段に対して独立しているために、選別ロールが選別対象との接触により破損した場合であっても、破損した選別ロールの取換えを容易に行うことができ、選別ロールの破損による分級精度の低下等の問題は生じない。また選別ロールが、間隙を広げながら進行することで、塊状で不定形の製品を、自動的に詰まり、噛み込み等の問題を起こすことなく大きさ別に分級することができ、作業能率を向上させることができる。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の選別装置は、複数の選別ロールと、前記選別ロール間の間隙を広げながら前記選別ロールを進行させる進行駆動手段とを備え、各選別ロールが進行駆動手段から各別に着脱されることを特徴とする。
【０００９】
かかる構成により、各選別ロールが進行駆動手段から各別に着脱されるので、選別ロールが選別対象との接触により破損した場合であっても、破損した選別ロールのみを取換えれば補修は完了し、選別ロールの破損による分級精度の低下等の問題を回避することができる。また選別ロールが、間隙を広げながら進行することで、塊状で不定形の製品を、自動的に詰まり、噛み込み等の問題を起こすことなく大きさ別に分級することができ、作業能率を向上させることができる。
【００１０】
また、上記目的を達成するために、本発明の選別装置は、前記進行駆動手段の終端部から始まると共にロール進行方向に向かって下り傾斜し選別ロールを案内するガイドレールとを備え、前記選別ロールは前記終端部において解放され前記ガイドレール上を進行するようになすことを特徴とする。
【００１１】
かかる構成により、進行駆動手段の終端部では、選別ロールを解放してフリーの状態にすると、選別ロールはロール進行方向に向かって下り傾斜したガイドレール上を進行するため、選別ロール間の間隙は、製品の最終の選別サイズより大きくなり、製品は制限を受けることなく自由に落下して、例えば、下方に設置したコンテナ内に回収される。
【００１２】
したがって規格外の製品が排出されないまま選別装置を通過することによる選別ロールの破損等の後工程への悪影響を回避することができ、分級効率を向上させることができる。
【００１３】
また、上記目的を達成するために、本発明の選別装置は、複数の選別ロール間の間隙を広げながら進行させる進行駆動手段を備えた選別ロール水平搬送手段と、前記選別ロール水平搬送手段の終端部に移送された前記選別ロールを順次下方に搬送する選別ロール下降手段と、前記選別ロール下降手段で順次下降した前記選別ロールを、リターンレール上に移してロール進行方向とは逆方向に移動させる選別ロールリターン手段と、前記選別ロールリターン手段でロール進行方向とは逆方向に移送された前記選別ロールを順次上昇させて、最上位において前記選別ロール水平搬送手段の搬入部に搬入する選別ロール上昇手段とを備えることを特徴とする。
【００１４】
かかる構成により、選別ロール水平搬送手段により、選別ロールが、その間隙を広げながら進行して、塊状で不定形の製品を大きさ別に分級した後に、選別ロール下降手段により選別ロールを順次下方に搬送し、その後に、選別ロールリターン手段により、選別ロールをリターンレール上をロール進行方向とは逆方向に移動させ、次に、選別ロール上昇手段により選別ロールを順次上昇させて、最上位において選別ロール水平搬送手段の搬入部に搬入する。したがって選別ロールを自動的にエンドレスに循環させることができ、省力化・合理化を図ることができる。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本発明の選別装置は、前記進行駆動手段としてロール進行方向に沿って延びる一対のスクリュー軸を配置し、そのスクリュー軸に溝ピッチが連続的又は段階的に変化する螺旋状の送り溝を設け、前記選別ロールの両端部に前記送り溝に摺動可能に挿入されるカムフォロアを設け、前記一対のスクリュー軸の回転に伴い前記カムフォロアが前記送り溝を走査して前記選別ロールが進行せしめられることを特徴とする。
【００１６】
かかる構成により、一対のスクリュー軸の回転でカムフォロアが送り溝を走査することにより、選別ロールが、その間隙を連続的に広げながら進行し、塊状で不定形の製品を、自動的に大きさ別に分級することができる。
【００１７】
また、上記目的を達成するために、本発明の選別装置は、前記スクリュー軸の前記送り溝の始端部で終わると共に前記選別ロールの前記カムフォロアを前記送り溝に案内する様にロール進行方向に向かって下り傾斜したガイドレールを設けると共に、カムフォロアの送り溝に対するミスセットを検出して装置停止指令信号を出力するセンサーを設けることを特徴とする。
【００１８】
かかる構成により、選別ロールが、ロール進行方向に向かってガイドレール上を転がる推力を用いて、この選別ロールのカムフォロアを送り溝にセットできる。また、ミスセットが生じた場合には、センサーにより検出して装置を停止することができる。
【００１９】
また、上記目的を達成するために、本発明の選別装置は、前記ガイドレールに固着されたラック歯車と前記選別ロールに設けられたピニオンギヤとが噛み合うことにより当該選別ロールに回転を付与する回転付与手段とを備えることを特徴とする。
【００２０】
かかる回転付与手段により選別ロールに同一方向の回転を任意に与えることができ、選別ロール上に残留したまま、すなわち分級されることなく選別装置を通過する製品はなく、分級効率を高めることができる。また、前記ギヤは連続的または断続的に噛み合わせることができる。
【００２１】
また前記選別ロールの垂直荷重を受ける垂直荷重受け手段を設け、この垂直荷重受け手段を選別ロールを進行させる前記進行駆動手段とは独立させることにより、荷重の分散を行い、選別ロールの送りを滑らかにすることができる。また、各部の部分的な当たりの強さを緩和して、各接触部の破損防止を図ることができる。特に分級の対象が半導体ポリシリコン製品等のように、分級過程における不純物の混入を極力避ける必要のあるものである場合には、各接触部の破損により生じる金属片等の混入による分級製品の汚染の可能性を低くすることができる。
【００２３】
また前記選別ロールの選別部分と駆動部分との間にラビリンス手段を設けることにより、選別部分で生じた破片や微粉が駆動部分に飛散し、噛み込みなどを起こして、駆動部分または選別ロールが破損することを回避することができる。
【００２４】
また前記選別ロールの両端側にギヤを設け、前記選別ロールリターン手段が、ロール進行方向とは逆方向に下り傾斜して前記選別ロールをロール進行方向とは逆方向に転動させるリターンレールと、前記ギヤに噛み合うラック歯部を有するラック部材とで構成することにより、選別ロールリターン手段により、選別ロールをリターンレール上をロール進行方向とは逆方向に移動させて、選別ロール上昇手段に移す場合、進行中の選別ロールが蛇行してリターンレールを外れたり停止したりすることを回避できる。
【００２５】
また前記選別ロールに空気を吹き付ける補助手段を設けることにより、選別ロール上に残留したまま、すなわち分級されることなく選別装置を通過する製品はなく、分級効率を高めることができる。
【００２６】
また前記選別ロールを上から押えるガイドレールを設けることにより選別ロールの進行を安定させることができる。
また少なくとも前記選別ロールの材質を分級対象と同一材質又は少なくとも表面を耐摩耗性樹脂で構成することにより分級対象物への不純物の混入を防止することができる。蒸気耐摩耗性樹脂としては、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）などが好適である。
【００２７】
また少なくとも前記選別ロールの材質としてポリシリコン又は耐摩耗性樹脂で構成したものをを選択し半導体ポリシリコン製品を分級するようにすることにより、半導体ポリシリコン製品を分級する際の金属による汚染を防止することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る選別装置を図面に基づいて説明する。
図１は同選別装置の平面図、図２は同選別装置の側面図、図３は図１のＺ−Ｚ線に沿う断面図、図４は同選別装置における回転付与機構部の説明図、図５は本発明に係る選別装置の概略的な構成説明図である。
なお、ロール進行方向Ｘに直角な方向を左右方向とする。
【００２９】
本発明に係る選別装置は、図１、図２に示すように装置フレームＡと、多数本の選別ロール１と、装置フレームＡに設けられて選別ロール１を循環搬送する選別ロール循環搬送機構部Ｂとを備えており、また、この選別ロール循環搬送機構部Ｂは選別ロール水平搬送部（選別ロール水平搬送手段）Ｃと、この選別ロール水平搬送部Ｃの選別ロール搬出側に位置する選別ロール下降機構部（選別ロール下降手段）Ｄと、選別ロール水平搬送部Ｃの選別ロール搬入側に位置する選別ロール上昇機構部（選別ロール上昇手段）Ｅと、選別ロール下降機構部Ｄにより下降した選別ロール１を選別ロール上昇機構部Ｅに搬送する選別ロールリターン機構部（選別ロールリターン手段）Ｆと供給コンベヤー又はシューターＧとを備えている。
【００３０】
前記装置フレームＡは、平面長方形状の枠フレーム２の４つの隅角部に脚フレーム３を設けて構成してある。
【００３１】
また、図３に示すように前記選別ロール１は断面円形状の選別部分である選別ロール部２０を備えており、この選別ロール部２０の左、右端側には複数のリング溝２１とリング溝２１間の仕切り２２とにより成るラビリンス部２３Ｌ、２３Ｒが形成してあり、また、選別ロール部２０の左、右端側にはラビリンス部２３Ｌ、２３Ｒの外方に位置させて駆動部（駆動部分）２４Ｌ、２４Ｒが設けてある。この駆動部２４Ｌ、２４Ｒはガイドローラ２５Ｌ、２５Ｒとピニオンギヤ２６Ｌ、２６Ｒとを有しており、このガイドローラ２５Ｌ、２５Ｒとピニオンギヤ２６Ｌ、２６Ｒとの間がレールガイド部２７Ｌ、２７Ｒに成される。また、選別ロール部２０の左、右端面にはピン状のカムフォロア５０Ｌ、５０Ｒが固着してある。
【００３３】
図１、図３に示すように前記選別ロール水平搬送部Ｃは、左右のスクリュ−軸４Ｌ、４Ｒを有しており、これらのスクリュ−軸４Ｌ、４Ｒの軸体５の周面には螺旋状に送り溝６が形成してあり、この送り溝６は、その一端側６ａから他端側６ｂに向かって、その溝ピッチが徐々に大きくなる様に設定されている。以上のスクリュー軸４Ｌ、４Ｒにおいて、左のスクリュ−軸４Ｌは、その両端部を、枠フレーム２上に固設された軸受装置８Ｌ、９Ｌに回転可能に保持されて装置フレームＡに、ロール進行方向Ｘに沿って設けてあり、また、右のスクリュ−軸４Ｒは、その両端部を、枠フレーム２上に固設された軸受装置８Ｒ、９Ｒに回転可能に保持されて装置フレームＡに、ロール進行方向Ｘに沿って設けてあって、かかる左右のスクリュ−軸４Ｌ、４Ｒは互いに平行に設置されている。
【００３４】
また、左のスクリュ−軸４Ｌは左の回転駆動機構（進行駆動手段）１０Ｌにより、右のスクリュ−軸４Ｒは右の回転駆動機構（進行駆動手段）１０Ｒにより、それぞれ同期回転される。左の回転駆動機構１０Ｌは、装置フレームＡに設置された駆動モータ１２Ｌを有しており、この駆動モータ１２Ｌの出力軸１２ａに、左のスクリュ−軸４Ｌの軸端がカップリング１３Ｌを介して接続してある。右の回転駆動機構１０Ｒは、装置フレームＡに設置された駆動モータ１２Ｒを有しており、この駆動モータ１２Ｒの出力軸１２ａに、右のスクリュ−軸４Ｒの軸端がカップリング１３Ｒを介して接続してある。上記態様において、駆動モータを一台とし、ギヤ等の動力伝達機構により左右の駆動機構を駆動しても良い。
【００３４】
また、装置フレームＡの枠フレーム２には、左のスクリュ−軸４Ｌ側に寄せて左のガイドレール５Ｌが、また、右のスクリュ−軸４Ｒ側に寄せて右のガイドレール５Ｒがそれぞれロール進行方向Ｘに平行に固設してある。この左及び右のガイドレール５Ｌ、５Ｒの始端側にはロール進行方向Ｘに向かって下り傾斜する始端側傾斜部７が、また、終端側にはロール進行方向Ｘに向かって下り傾斜する終端側傾斜部１４がそれぞれ形成してある。
【００３５】
図３、図４に示す様に、前記選別ロール水平搬送部Ｃには左及び右のガイドレール５Ｌ、５Ｒのそれぞれの内方に位置させて左右の固定側ラビリンス部１５Ｌ、１５Ｒと左右のシュート１６Ｌ、１６Ｒとが、装置フレームＡに支持部材（図示せず）を介して配置してある。左右の固定側ラビリンス部１５Ｌ、１５Ｒは、複数の仕切り２８を下向きに突出させて構成してある。これらの仕切り２８は、前記選別ロール１のロール側ラビリンス部２３Ｌ、２３Ｒの複数のリング溝２１に挿入されるものである。また、左右のシュート１６Ｌ、１６Ｒの上端側には仕切り２９が形成してあり、これらの仕切り２９は、前記選別ロール１のラビリンス部２３Ｌ、２３Ｒの複数のリング溝２１に下から挿入されるものである。
【００３６】
また、前記選別ロール下降機構部Ｄは、前記装置フレームＡの上部に軸受装置３０Ｌ、３０Ｒを介して設けられた上側回転軸３１と、前記装置フレームＡの下部に軸受装置（図示せず）を介して設けられた下側回転軸３２とを備えており、上側回転軸３１の左右にはスプロケット３３Ｌ、３３Ｒが固着してあり、また、下側回転軸３２の左右にはスプロケット３４Ｌ、３４Ｒが固着してあり、左のスプロケット３３Ｌ、３４Ｌ間には左の無端チェーン３５Ｌが、右のスプロケット３３Ｒ、３４Ｒ間には右の無端チェーン３５Ｒがそれぞれ掛けてあり、左右の無端チェーン３５Ｌ、３５Ｒには複数のプレート状の搬送台３６が所定の間隔をおいて取り付けてある。
【００３７】
また、上側回転軸３１の右端部には中間スプロケット５６が固着してあり、また、装置フレームＡには回転駆動モータ５７が固設してあって、この回転駆動モータ５７の出力軸５７ａに固着した駆動スプロケット５８と中間スプロケット５６との間にに無端状のチェーン５９が掛け回される。
【００３８】
また、前記選別ロール上昇機構部Ｅは、前記装置フレームＡの上部に軸受装置３７Ｌ、３７Ｒを介して設けられた上側回転軸３８と、前記装置フレームＡの下部に軸受装置（図示せず）を介して設けられた下側回転軸３９とを備えており、上側回転軸３８の左右にはスプロケット４０Ｌ、４０Ｒが固着してあり、また、下側回転軸３９の左右にはスプロケット４１Ｌ、４１Ｒが固着してある。左のスプロケット４０Ｌ、４１Ｌ間には左の無端チェーン４２Ｌが、右のスプロケット４０Ｒ、４１Ｒ間には右の無端チェーン４２Ｒがそれぞれ掛けてあり、左右の無端チェーン４２Ｌ、４２Ｒには複数のプレート状の搬送台４３が所定の間隔をおいて取り付けてある。
【００３９】
また、上側回転軸３８の右端部には中間スプロケット６０が固着してあり、また、装置フレームＡには回転駆動モータ６１が固設してあって、この回転駆動モータ６１の出力軸６１ａに固着した駆動スプロケット６２と中間スプロケット６０との間には無端状のチェーン６３が掛け回される。上記選別ロール下降機構部Ｄ及び選別ロール上昇機構部Ｅは上記態様に限定されず、単独ロールの下降又は上昇の機能を有する他の機構が特に制限無く採用される。
【００４０】
前記選別ロールリターン機構部Ｆは、前記装置フレームＡの脚フレーム３に固着されたブラケット４４Ｌ、４４Ｒに保持されてロール進行方向Ｘに沿う左右のリターンレール４５Ｌ、４５Ｒを備えており、これらのリターンレール４５Ｌ、４５Ｒの上面は前記ロール進行方向Ｘとは逆方向に傾斜している。また、左右のリターンレール４５Ｌ、４５Ｒの外面にはラック部材４６Ｌ、４６Ｒが固着してあり、これらのラック部材４６Ｌ、４６Ｒのラック歯部４７は前記ロール進行方向Ｘとは逆方向に傾斜している。
【００４１】
さらに以上の構成において、多数の選別ロール１の左右のレールガイド部２７Ｌ、２７Ｒは選別ロール水平搬送部Ｃの左右のガイドレール５Ｌ、５Ｒに載せてあり、また、左右のカムフォロア５０Ｌ、５０Ｒは、左右のスクリュ−軸４Ｌ、４Ｒの螺旋状の送り溝６に摺動可能に挿入してある。また、左右の固定側ラビリンス部１５Ｌ、１５Ｒの仕切り２８は、前記選別ロール１のラビリンス部２３Ｌ、２３Ｒの複数のリング溝２１に挿入してあり、また、左右のシュート１６Ｌ、１６Ｒの上端側の仕切り２９が、前記選別ロール１のラビリンス部２３Ｌ、２３Ｒの複数のリング溝２１に下から挿入してあって、これらでラビリンス手段を構成している。
【００４２】
前記選別ロール水平搬送部Ｃの下方には、コンテナを自動供給及び排出するための好適な態様としてロール進行方向Ｘに対して直角方向、すなわち、左右方向に伸びるアキュームコンベヤー５１が、ロール進行方向Ｘに直交する方向に向けて所定の間隔をおいて複数敷設してあり、これらのアキュームコンベヤー５１には、選別ロール１の下方に位置されてコンテナ位置決め用ストッパー５２、５３が設けてある。また、選別ロール水平搬送部Ｃの搬入側には、前記選別ロール１のミスセットを検出して装置停止指令信号を出すセンサ７６が配置される。
【００４３】
次に、上記のように構成された選別装置の動きを説明する。
前記選別ロール水平搬送部Ｃにおいては、左右の駆動モータ１２Ｌ、１２Ｒを同期回転駆動することにより、左右のスクリュ−軸４Ｌ、４Ｒを選別ロール送り方向に回転させる。これら左右のスクリュ−軸４Ｌ、４Ｒの回転により、選別ロール１は、その左、右端部のカムフォロア５０Ｌ、５０Ｒの送り溝６による送りによりロール進行方向Ｘに送られる。この場合、選別ロール１のラビリンス部２３Ｌ、２３Ｒと左右の固定側ラビリンス部１５Ｌ、１５Ｒとは相互間に間隙を保持して係合する。
【００４４】
送り溝６は、その一端側６ａから他端側６ｂに向かって、そのピッチが徐々に大きくなるものであるために、ロール進行方向Ｘに移動するにしたがって、隣り合う選別ロール１の間隔は徐々に大きくなる。
【００４５】
以上のように左右のスクリュ−軸４Ｌ、４Ｒの回転によりロール進行方向Ｘに移動した選別ロール１は、その左、右端部のカムフォロア５０Ｌ、５０Ｒが送り溝６の終端６ｂから解放されて、左右のガイドレール５Ｌ、５Ｒの終端側に設けた終端側傾斜部１４に移される。この終端側傾斜部１４は、ロール進行方向Ｘに向かって下降傾斜しているために、選別ロール１は、その左右のガイドレール５Ｌ、５Ｒで終端側傾斜部１４を転がり、選別ロール下降機構部Ｄの搬入側に移動する。
【００４６】
この選別ロール下降機構部Ｄにおいては、回転駆動モータ５７の駆動により駆動スプロケット５８と無端状のチェーン５９と中間スプロケット５６とを介して上側回転軸３１を回転し、左のスプロケット３３Ｌ、３４Ｌ間に掛けられた左の無端チェーン３５Ｌと、右のスプロケット３３Ｒ、３４Ｒ間に掛けられた右の無端チェーン３５Ｒをそれぞれ図２に示す矢印Ｈの方向に回転させて複数の搬送台３６を下方向に送る。
【００４７】
したがって、選別ロール下降機構部Ｄの搬入側に移動搬入された選別ロール１は、次々に、搬入側に来る搬送台３６に載り、この搬送台３６の下降により順次下降し、最下位において前記選別ロールリターン機構部Ｆのリターンレール４５Ｌ、４５Ｒ上に移される。この場合、選別ロール１のレールガイド部２７Ｌ、２７Ｒがリターンレール４５Ｌ、４５Ｒの上面に当接すると共に、選別ロール１のピニオンギヤ２６Ｌ、２６Ｒがラック部材４６Ｌ、４６Ｒのラック歯部４７に噛み合う。
【００４８】
前記リターンレール４５Ｌ、４５Ｒの上面は前記ロール進行方向Ｘとは逆方向に向かって下り傾斜しているために、選別ロール１は、その自重により転がり、前記選別ロール上昇機構部Ｅの搬入側に移動する。
【００４９】
この選別ロール上昇機構部Ｅにおいては、回転駆動モータ６１の駆動により駆動スプロケット６２と無端状のチェーン６３と中間スプロケット６０とを介して上側回転軸３８を回転し、左のスプロケット４０Ｌ、４１Ｌ間に掛けられた左の無端チェーン４２Ｌと、右のスプロケット４０Ｒ、４１Ｒ間に掛けられた右の無端チェーン４２Ｒをそれぞれ図２に示す矢印Ｉの方向に回転させて複数の搬送台４３を上方向に送る。
【００５０】
したがって、選別ロール上昇機構部Ｅの搬入側に移動搬入された選別ロール１は、次々に、搬入側に来る搬送台４３に載り、この搬送台４３の上昇により順次上昇し、最上位において前記選別ロール水平搬送部Ｃの搬入側に移される。
【００５１】
この選別ロール水平搬送部Ｃの左右のガイドレール５Ｌ、５Ｒにおいては、それぞれの始端側がロール進行方向Ｘに向かって下り傾斜する始端側傾斜部７に成されているために、選別ロール水平搬送部Ｃの搬入側に移された選別ロール１は始端側傾斜部７を転がり、左、右端部のカムフォロア５０Ｌ、５０Ｒが左右のスクリュ−軸４Ｌ、４Ｒの送り溝６の始端側６ａに挿入される。その際、選別ロール１のカムフォロア５０Ｌ、５０Ｒが左右のスクリュ−軸４Ｌ、４Ｒの送り溝６の始端側６ａに適正に挿入されず、何等かの態様でのミスセットが生じた場合には、前記センサ７６によりミスセットが検知され、図示しない制御部から装置停止指令信号が発せられて、駆動モータ１２Ｌ、１２Ｒの同期駆動が停止され、スクリュー軸４Ｌ、４Ｒの回転が停止される。その後、上記したように選別ロール水平搬送部Ｃにおいて選別ロール１は再度ロール進行方向Ｘに移送され、かかる過程の反復により、特に支障がない限り、本分級装置による分級作業は事実上エンドレスに継続される。
【００５２】
次に、上記した選別装置を使用しての、半導体ポリシリコン製品の分級作業を説明する。
前記選別ロール水平搬送部Ｃの下方には、ロール進行方向Ｘと直交する方向に並んだすべてのアキュームコンベヤー５１によりコンテナ７１が搬送されていて、コンテナ７１はその前後をコンテナ位置決め用ストッパー５２、５３により位置決めされて停止している。
【００５３】
図５に示すように、ロッド破砕台７３で破砕された大きさの異なる塊状で不定形の多数の半導体用ポリシリコン製品７０は、選別装置の搬入側に配置された供給コンベヤー又はシューターＧからこの選別装置の選別ロール水平搬送部Ｃの搬入側の選別ロール１上に供給される。この場合、供給コンベヤー又はシューターＧを振動させて、万偏なく半導体用ポリシリコン製品７０を選別ロール水平搬送部Ｃに供給する。
【００５４】
選別ロール１は、その左、右端部のカムフォロア５１Ｌ、５１Ｒが、左右のスクリュ−軸４Ｌ、４Ｒの回転しながら溝ピッチを連続的に変化する送り溝６を走査することにより、その間隔を広げながら進行するために、初期においては選別ロール１間の間隔は小さくロール進行方向Ｘに進むにしたがって、その間隔が大きくなる。
【００５５】
したがって、選別ロール１間の間隔が小さい領域では、規定外の大きさより小さい半導体用ポリシリコン製品７０−１が分級されて間隙より落下してコンテナ７１内に集められる。次に、選別ロール１間の間隔が適切な領域では、規定内の大きさの半導体用ポリシリコン製品７０−２が分級されて間隙より落下してコンテナ７１内に集められる。次に、規定外の大きさより大きい半導体用ポリシリコン製品７０−３が分級されて間隙より落下してコンテナ７１内に集められる。
【００５６】
次に、コンテナ７１前方のコンテナ位置決め用ストッパー５２を外してコンテナ７１を搬出する。
【００５７】
上記のように選別ロール１が、その間隔を広げながら進行するために、半導体用ポリシリコン製品７０の詰り、噛み込みがなく、選別ロール１上に残留したまま、すなわち、分級されることなく選別装置を通過する半導体用ポリシリコン製品７０がなく、分級効率を高めることができる。
【００５８】
また、前記選別ロール１は円柱状であって、この選別ロール１に回転を与える回転付与手段を設けてもよい。この回転付与手段は、例えば図４に示すように前記ガイドレール５Ｌ、５Ｒにラック部材７４を固着して構成してもよく、このラック部材７４のラック歯部７４ａに、進行する選別ロール１に設けたピニオンギヤ２６Ｌ、２６Ｒが噛み合うことにより選別ロール１に回転を付与することができる。また、ラック部材７４は、前記選別ロール１の進行範囲の全域に設ける必要は無く、部分的に設けて断続的に噛み合わせることにより選別ロール１に同一方向の回転を任意に与えるようにしてもよい。
【００５９】
このように選別ロール１に回転を与えることにより、選別ロール１上に残留したまま、すなわち分級されることなく選別装置を通過する製品はなく、分級効率を高めることができる。
【００６０】
また、図４に示すように前記選別ロール１を上から押えるガイドレール７５を設けてもよい。このようにガイドレール７５により選別ロール１を上から押えることにより、選別ロール１の進行を安定させることができる。また、前記選別ロール１が角柱状であってもよい。
【００６１】
また、前記選別ロール１の垂直荷重を受ける垂直荷重受け手段としてのガイドレール５Ｌ、５Ｒは、この選別ロール１を進行させる進行駆動手段とは独立させてあるために、荷重の分散を行い、選別ロール１の送りを滑らかにすることができる。
【００６２】
また、前記スクリュー軸４Ｌ、４Ｒの送り溝６の始端６ａ側では、選別ロール１が、ロール進行方向Ｘに向かって下り傾斜したガイドレール５Ｌ、５Ｒ上を転がる推力を用いて、選別ロール１のカムフォロア５０Ｌ、５０Ｒを送り溝６にセットすることができる。その際、選別ロール１のカムフォロア５０Ｌ、５０Ｒが左右のスクリュ−軸４Ｌ、４Ｒの送り溝６の始端側６ａに適正に挿入されないミスセットが生じた場合には、前記センサ７６によりこれが検知され駆動モータ１２Ｌ、１２Ｒが停止され、スクリュー軸４Ｌ、４Ｒの回転が停止されるので、ミスセットされたまま駆動が継続されることによる分級ミス及び選別ロール破損等に事故は生じない。
【００６３】
また、前記スクリュー軸４Ｌ、４Ｒの送り溝６の終端６ｂ側では、選別ロール１を送り溝６より解放して、選別ロール１がロール進行方向Ｘに向かって下り傾斜したガイドレール５Ｌ、５Ｒ上を進行するようにしてあるために、スクリュー軸４Ｌ、４Ｒの送り溝６の終端６ｂ側では、選別ロール１を送り溝６から解放してフリーの状態にすると、選別ロール１はガイドレール５Ｌ、５Ｒ上を進行して選別ロール１間の間隙は、製品の最終の選別サイズより大きくなり、製品は制限を受けることなく自由に落下して、下方に設置したコンテナ７１内に回収される。したがって、規格外の製品が排出されないまま選別装置を通過することによる、選別ロール１の破損等の後工程への影響の回避ができる。
【００６４】
また、前記選別ロール１の選別部分と駆動部分との間にラビリンス手段が設けてあるために、選別部分で生じた破片や微粉が駆動部分に飛散し、噛み込みなどを起こして、駆動部分または選別ロール１が破損することが回避できる。
【００６５】
また、前記選別ロール１が、選別ロールリターン手段Ｆのリターンレール４５Ｌ、４５Ｒを転動する際に、ピニオンギヤ２６Ｌ、２６Ｒがラック部材４６Ｌ、４６Ｒのラック歯部４７に噛合されることにより、進行中の選別ロール１が蛇行してリターンレール４５Ｌ、４５Ｒを外れたり停止したりすることを回避できる。
【００６６】
また、前記選別ロール１に部分的に空気を吹き付けるノズル等の補助手段を設けてもよい。この場合、選別ロール１に部分的に空気を吹き付けることにより、選別ロール１上に残留したまま、すなわち分級されることなく選別装置を通過する製品はなくなり、分級効率を高めることができる。
【００６７】
上記した本発明の実施の形態によれば、進行駆動手段を、ロール進行方向Ｘに沿う一対のスクリュー軸４Ｌ、４Ｒに溝ピッチが連続的に変化する螺旋状の送り溝６を設け、選別ロール１の両端部にカムフォロア５０Ｌ、５０Ｒを設け、このカムフォロア５０Ｌ、５０Ｒを送り溝６に摺動可能に挿入することにより、一対のスクリュー軸４Ｌ、４Ｒに対して各選別ロール１が各々着脱可能となるように構成し、一対のスクリュー軸４Ｌ、４Ｒの回転でカムフォロア５０Ｌ、５０Ｒが送り溝６を走査することにより、選別ロール１間の間隙を連続的に広げながら選別ロール１が進行することで、塊状で不定形の製品を、詰まり、噛み込み等の問題を起こすことなく大きさ別に分級することができる。しかも、各選別ロール１が進行駆動手段に対して各々独立しているので、選別ロール１の取換えが容易になる。
【００６８】
また、選別ロール水平搬送機構部Ｃにより、選別ロール１が、その間隙を連続的に広げながら進行して、塊状で不定形の製品を大きさ別に分級した後に、選別ロール下降機構部Ｄにより選別ロール１を順次下方に搬送し、その後に、選別ロールリターン機構部Ｆにより、選別ロール１をリターンレール４５Ｌ、４５Ｒ上をロール進行方向Ｘとは逆方向に移動させ、次に、選別ロール上昇機構部Ｅにより選別ロール１を順次上昇させて、最上位において選別ロール水平搬送部Ｃの搬入側に搬入する。かかる選別ロール１を循環させる過程の反復により、分級作業が事実上エンドレスに継続される。
【００６９】
【発明の効果】
上記のように構成された本発明に係わる選別装置によれば、選別ロールが、連続的に間隙を広げながら進行することで、塊状で不定形の製品を、自動的に詰まり、噛み込み等の問題を起こすことなく大きさ別に分級することができ、作業能率を向上させることができ、しかも、選別ロールが進行駆動手段に対して独立しており、各個別に着脱可能であるため、選別ロールの取換えを容易に行うことができ、選別ロールの破損時の対応を迅速にして選別ロールの破損による分級精度の低下を回避することができる。したがって、例えば半導体ポリシリコン製品の様に高純度であることが求められ、分級工程においても汚染がないことが重要となる分級対象にも適用することができ、その場合には例えば選別ロールを共材又は少なくとも表面を耐摩耗性樹脂で構成することにより高純度の分級を可能にすると共に、共材である選別ロールが破損した場合には選別ロールの取換えを容易に行い分級精度の低下を回避することができるので、従来主として手作業で行われていた分級対象の分級効率を向上させることができる
【００７０】
また、本発明に係る選別装置によれば、選別ロール水平搬送手段により、選別ロールが、その間隙を連続的に広げながら進行して、塊状で不定形の製品を大きさ別に分級した後に、選別ロール下降手段により選別ロールを順次下方に搬送し、その後に、選別ロールリターン手段により、選別ロールをリターンレール上をロール進行方向とは逆方向に移動させ、次に、選別ロール上昇手段により選別ロールを順次上昇させて、最上位において選別ロール水平搬送部の搬入側に搬入することができて、選別ロールを循環させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る選別装置の実施の形態に示す選別装置の平面図である。
【図２】同選別装置の側面図である。
【図３】図２のＺ−Ｚ線に沿う断面図である。
【図４】同選別装置における回転付与機構部の説明図である。
【図５】本発明に係る選別装置の実施の形態に示す概略的な構成説明図である。
【図６】従来における半導体ポリシリコン製品の分級選別の説明図である。
【符号の説明】
１  選別ロール
４Ｌ  スクリュー軸
４Ｒ  スクリュー軸
６  送り溝
５０Ｌ  カムフォロア
５０Ｒ  カムフォロア
Ａ  装置フレーム
Ｂ  選別ロール循環搬送機構部
Ｃ  選別ロール水平搬送機構部（選別ロール水平搬送手段）
Ｄ  選別ロール下降機構部（選別ロール下降手段）
Ｅ  選別ロール上昇機構部（選別ロール上昇手段）
Ｆ  選別ロールリターン機構部（選別ロールリターン手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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