JPH0632694A

JPH0632694A - 結晶育成装置

Info

Publication number: JPH0632694A
Application number: JP9629492A
Authority: JP
Inventors: Michihiro Odaka; 通宏小高
Original assignee: SHIN SEIKI KK
Current assignee: SHIN SEIKI KK
Priority date: 1992-04-16
Filing date: 1992-04-16
Publication date: 1994-02-08
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: JP2519626B2

Abstract

(57)【要約】【目的】結晶重量の測定精度が良く、単純構造であ
り、しかも回転軸の回転中でも重量測定を行うことがで
きるようにする。【構成】重量検出器１０を検出器ベース９０に固定
し、重量検出器１０に支持軸１３を下方に突出状に設
け、結晶懸垂棒２０の上端に設けた中空円柱状部分２２
の内周面に軸受１７を取付けると共に、軸受１７を支持
軸１３に回動可能に係合させて懸垂棒２０を支持軸１３
から同軸上で垂下させ、中空円柱状部分２２を歯車２５
の中心部の穴２６に位置させ、歯車２５とモータ４０に
取付けた歯車３６とを歯合させ、更に中空円柱状部分２
２の外周面には、軸受５０、５２を適度の角度間隔で突
設すると共に、軸受５０、５２に当たり金具５１、５３
を延設し、歯車２５の上面に形成した円弧状壁２７に当
たり金具５１、５３を係合させた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、結晶を成長させながら
重量検出器で結晶の重さを測定する結晶育成装置に関
し、詳細には結晶は回転させながら育成するが、重量検
出器は回転しないように構成した結晶育成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】化合物半導体及び単結晶等の結晶を得る
のに使用する結晶育成装置には、結晶を回転させながら
育成し、結晶の重さを逐一測る重量検出器を備えたもの
がある。一般に、この種の装置は、容器に入れた結晶成
長用溶液中に、先端付近に結晶核を取付けた回転軸を浸
け、回転軸を回転させながら結晶核を中心にして結晶を
成長させ、その重さを重量検出器で検出するものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
結晶育成装置では、回転軸と共に重量検出器も回転する
ように構成されているため、結晶重量の測定精度がそれ
程高くなく、重量検出器の回転を支える機構も複雑且つ
大型になる。しかも、重量検出器が回転している最中
（即ち回転軸の回転中）の重量測定は精度上不可能であ
る。

【０００４】従って、本発明は、上記問題点に着眼して
なされたもので、結晶重量の測定精度が良く、単純構造
であり、しかも回転軸の回転中でも重量測定を行うこと
ができる結晶育成装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明の結晶育成装置は、下方に突出する支持軸を
有する重量検出器をフレームに固定し、支持軸の回りを
回動可能に支持軸に係合させた懸垂支持手段を有する結
晶懸垂棒を、支持軸からこの支持軸と同軸上で垂下さ
せ、中心部に穴を有する動力伝達部品を重量検出器の下
方に配置すると共に、この動力伝達部品の穴に結晶懸垂
棒を回動自在に挿通し、更にこの動力伝達部品にモータ
側の動力伝達部品を係合させ、結晶懸垂棒とこれを挿通
した動力伝達部品との間に、モータの回転力を結晶懸垂
棒に伝えるための駆動伝達手段を介在させたことを特徴
とする。

【０００６】この構成によれば、モータ側の動力伝達部
品が回転すると、この回転が結晶懸垂棒を挿通した動力
伝達部品から駆動伝達手段を介して結晶懸垂棒に伝わ
り、懸垂棒が回転する。懸垂棒の回転により、重量検出
器の支持軸に係合する懸垂支持手段が支持軸の回りを回
転するため、懸垂棒は懸垂支持手段によって支えられて
回転するが、支持軸（即ち重量検出器）は回転しない。
しかも、懸垂棒は懸垂支持手段によって支持軸に垂下さ
れているため、懸垂棒に付着する結晶の重さは懸垂支持
手段を介して支持軸に伝わり、重量検出器で測定され
る。

【０００７】なお、本発明の装置において、懸垂支持手
段は、結晶懸垂棒の回転を支持すると共に回転を支持軸
に伝えず、支持軸との摩擦力ができるだけ小さいもので
あればよく、例えば軸受（転がり軸受）が一般的であ
る。又、駆動伝達手段は、モータの回転力を動力伝達部
品から結晶懸垂棒に伝え、しかも動力伝達部品系（モー
タを含む）と結晶懸垂棒系（支持軸や重量検出器を含
む）とを実質的に分離する役目も果たすものであるた
め、回転力は効率良く結晶懸垂棒系に伝達するが、結晶
の重量測定には必要ない動力伝達部品系の重量や、測定
精度に影響を及ぼす荷重方向の摩擦力等の不要な力は結
晶懸垂棒系（即ち重量検出器）に伝えないようにするこ
とが重要である。具体的には例えば、結晶懸垂棒に設け
た突起又は凹部と、この突起又は凹部にそれぞれ係合可
能に対向するように、結晶懸垂棒を挿通した動力伝達部
品に設けた凹部又は突起とで駆動伝達手段を構成する。

【０００８】又、本発明の装置では、重量検出器は停止
しているため、その形状やサイズに捕らわれることがな
い。そのため、重量検出器としては、通常よく用いられ
ているロードセルに限らず、一般の小形はかり、精密電
子はかり等、重量を計測する機器を広く使用することが
でき、高精度の検出器も採用できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の結晶育成装置を実施例に基づ
いて説明する。その一実施例の要部断面図を図１に示
す。結晶の重さを測定する重量検出器１０は検出器ベー
ス９０に固定され、ベース９０は基台９５の支柱９３に
より支えられている。検出器１０の下部に位置するベー
ス９０の部分には円形穴９１が在り、この円形穴９１か
ら検出器１０の下側フック１１が下方に突出する。下側
フック１１には、これに支持軸１３を連結するための継
手金具１５がネジ等によって取付けられ、この継手金具
１５により支持軸１３が検出器１０の下方に突出状に設
けられる。但し、継手金具１５の形状は下側フック１１
の形状により適宜変更してもよい。支持軸１３の下端は
円板状に拡大しており、この拡大部分上に懸垂支持手段
としての軸受１７が配置されている。

【００１０】軸受１７は、例えばボールベアリングであ
り、支持軸１３の周囲に回動可能に係合する一方、結晶
懸垂棒２０の上端に設けた中空円柱状部分２２の内周面
に固定されている。図面から分かるように、結晶懸垂棒
２０は軸受１７を介して支持軸１３に同軸上で垂下され
た状態になっており、懸垂棒２０の回転と共に軸受１７
は支持軸１３の回りを回転し、懸垂棒２０の回転を支え
る。

【００１１】中空円柱状部分２２は、動力伝達部品とし
ての歯車２５の中心部に形成した穴２６に位置し、結晶
懸垂棒２０は、歯車２５から下方に延設されたスリーブ
状部分２８に挿通され、歯車２５内において懸垂棒２０
と中空円柱状部分２２は回動自在である。図１には特に
示していないが、結晶懸垂棒２０は結晶成長用溶液を入
れる容器まで延び、下端付近には結晶の中心となる核が
取付けられる。スリーブ状部分２８は、基台９５に固定
された軸受箱３０に取付けられた上下２つの軸受（例え
ばボールベアリング）３２、３４によって支えられ、軸
受３２、３４はスリーブ状部分２８（即ち歯車２５）の
回転方向以外の方向の運動を規制し、スリーブ状部分２
８を懸垂棒２０の軸心と同軸上で回転させる機能を有す
る。又、歯車２５にはモータ側の動力伝達部品である歯
車３６が歯合され、歯車３６は基台９５に固定されたモ
ータ４０の軸４２に取付けられている。

【００１２】図１の矢視線Ａ−Ａにおける平面図を示す
図２からよく分かるように、中空円柱状部分２２の外周
面には、２つの軸受５０、５２が適度の角度間隔を置い
て突設され、各軸受５０、５２からは当たり片（金具）
５１、５３が外方に延びている。この当たり金具５１、
５３は、歯車２５の上面に突出状に形成した円弧状壁２
７の側面に係合している。これら軸受５０、５２及び当
たり金具５１、５３と円弧状壁２７とで駆動伝達手段が
構成される。従って、歯車２５が回転すれば円弧状壁２
７によって当たり金具５１又は５３が押され、中空円柱
状部分２２が歯車２５と同じ方向に回転する。このよう
な駆動伝達手段によると、モータ４０の回転力は中空円
柱状部分２２（即ち結晶懸垂棒２０）に伝わるが、歯車
２５等の重量や、荷重方向の摩擦力等の不要な力は中空
円柱状部分２２、延いては重量検出器１０に加わらない
ため好都合である。更に、この実施例では、中空円柱状
部分２２の外周面に係合する別の軸受５６が歯車２５の
上面に配置され、これにより結晶懸垂棒２０の芯振れを
阻止している。

【００１３】なお、装置の電源、モータの作動・停止ス
イッチ、重量検出器のディスプレイ等の制御系に関する
ものは装置に別に配備した制御盤に設けられており、こ
れらに関しては従来のものと同様でよく、また本発明の
特徴のある構成には特に関係ないため、ここでは省略す
る。このように構成した結晶育成装置においては、前述
したように結晶成長用溶液を入れた容器（図示せず）中
に、先端付近に結晶核を付けた結晶懸垂棒２０を浸け
る。その上で、モータ４０を駆動させる。すると、歯車
３６が一方向に回転し、歯車２５が逆方向に回転する。
今、仮に図２に示すように、歯車３６が矢印イ方向に回
転したとすると、歯車２５は矢印ロ方向に回転する。歯
車２５の回転に伴って円弧状壁２７も当然同方向に回転
するため、円弧状壁２７は当たり金具５３を押し、この
軸受５２を通じて中空円柱状部分２２、即ち結晶懸垂棒
２０に回転力が伝わり、懸垂棒２０が矢印ロ方向に回転
する。

【００１４】一方、懸垂棒２０の回転により、中空円柱
状部分２２内の軸受１７が支持軸１３の回りを回転す
る。勿論、支持軸１３は回転せず、懸垂棒２０や中空円
柱状部分２２の重量が支持軸１３に加わるだけである。
又、懸垂棒２０の回転中は、中空円柱状部分２２が軸受
５６によって定位置に保持されて、懸垂棒２０の芯振れ
が防止されると共に、歯車２５のスリーブ状部分２８の
回転運動が軸受３２、３４によって支持される。

【００１５】実際の結晶成長では結晶懸垂棒２０の正逆
方向の回転が周期的に繰り返されるが、逆方向回転の場
合は、円弧状壁２７が当たり金具５１を押すため、懸垂
棒２０は反時計回りの方向に回転する。正逆方向の回転
を繰り返すうちに、やがて核を中心にして結晶が成長
し、徐々に大きくなる。これに連れて、懸垂棒２０の重
量が次第に増え、この重量は軸受１７を介して支持軸１
３に伝わる。重量検出器１０では、増量分が算出され、
育成した結晶の重さが割り出される。

【００１６】

【発明の効果】本発明の結晶育成装置は、以上説明した
ように構成されるので、下記の効果を奏する。（１）結晶懸垂棒に設けた懸垂支持手段が重量検出器の
支持軸の回りを回動するため、結晶懸垂棒は回動する
が、支持軸（即ち重量検出器）は回動せず、懸垂棒の重
量のみが支持軸に伝わり、重量検出器による結晶重量の
測定精度が高くなる。（２）結晶懸垂棒を回動可能に支持すると共に支持軸を
回動させず、支持軸に結晶懸垂棒の重量のみを伝える機
構が単純・小型であり、コスト面で有利である。（３）重量検出器が回転せずに停止しているため、形状
やサイズに捕らわれずに多くの種類の重量検出器を使用
することができ、高精度の検出器も採用できる。（４）結晶懸垂棒が回動中も、精度の高い重量測定を行
うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る結晶育成装置の要部断
面図である。

【図２】図１に示す矢視線Ａ−Ａにおける平面図であ
る。

【符号の説明】

１０重量検出器１３支持軸１７軸受（懸垂支持手段）２０結晶懸垂棒２５歯車（動力伝達部品）２６歯車２５の穴２７円弧状壁３６モータ側の歯車（動力伝達部品）４０モータ５０、５２軸受５１、５３当たり金具

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下方に突出する支持軸を有する重量検出器
をフレームに固定し、支持軸の回りを回動可能に支持軸
に係合させた懸垂支持手段を有する結晶懸垂棒を、支持
軸からこの支持軸と同軸上で垂下させ、中心部に穴を有
する動力伝達部品を重量検出器の下方に配置すると共
に、この動力伝達部品の穴に結晶懸垂棒を回動自在に挿
通し、更にこの動力伝達部品にモータ側の動力伝達部品
を係合させ、結晶懸垂棒とこれを挿通した動力伝達部品
との間に、モータの回転力を結晶懸垂棒に伝えるための
駆動伝達手段を介在させたことを特徴とする結晶育成装
置。
【請求項２】前記懸垂支持手段は軸受であり、前記駆動
伝達手段は、結晶懸垂棒に設けた突起又は凹部と、この
突起又は凹部にそれぞれ係合可能に対向するように、結
晶懸垂棒を挿通した動力伝達部品に設けた凹部又は突起
とで構成されることを特徴とする請求項１記載の結晶育
成装置。