测压元件单元制造技术

本发明专利技术提供一种防止因被测定物而使旋转负荷变大时的破损的测压元件单元。测压元件单元(2)具备主体盒(3)。测压元件(10)由元件主体(11)、固定在元件主体的3个连接桥(11c)上的应变仪(14a～14f、15a～15f)构成。在固定在元件主体上的固定板(17)上放置金属球(12)。安装有元件主体的测压元件底座(13)固定在主体底座(5)上。底板(25)上固定有保持杆(26)。金属球上放置有与底板连接的顶板(31)。顶板通过螺旋弹簧(43、44)与固定板连接。如果施加于保持杆的旋转负荷加大，则螺旋弹簧被拉伸，而允许顶板相对于主体盒的相对旋转。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于测定荷重的测压元件单元。
技术介绍
测压元件单元是根据将被测定物吊起或悬挂时所产生的变形量来测定荷重(重量)的单元，用于各种设备中的荷重测定。例如，在单晶硅晶圆的生产线上用于单晶锭的制造。为了制造该单晶硅晶圆，首先，在石英炉内熔解多晶硅的芯片，将籽晶放进该硅熔液中，一边使其旋转一边将其慢慢提升，而在籽晶的下方生长圆柱状的单晶锭。然后，切断以及研磨单晶锭而制造单晶硅晶圆。在制造该单晶锭时，用测压元件单元测定其荷重，并决定其提升速度以便能够得到给定的直径尺寸。 作为现有的测压元件单元，如专利文献I所示已知有在圆筒状盒内的中间隔板上固定有测压元件并以围绕该测压元件的方式配置有呈四边框状的门形连接体的单元。在圆筒状盒内的上方和下方固定有L字形的上部板弹簧和下部板弹簧。按压板的轴部贯通门形连接体的上梁和上部板弹簧，并在其上端部与螺母螺合。由于在门形连接体的上梁和上部板弹簧之间配置有环状的垫圈，因此通过螺母的紧固，上部板弹簧、门形连接体的上梁和按压板三者成为一体。相同地，保持杆贯通门形连接体的下梁和下部板弹簧而从圆筒状盒向下方突出。在门形连接体的下梁和下部板弹簧之间配置有垫圈，在保持杆的凸缘挡住下部板弹簧的状态下，将螺母螺合到保持杆的上端部，因此下部板弹簧、门形连接体的下边和保持杆三者成为一体。按压板的中心轴和保持杆配置在门形连接体的中心线上。专利文献I记载的测压元件单元用于单晶锭的提升荷重的测定，在保持杆的前端安装有籽晶。在制造单晶锭时，使测压元件单元边旋转边提升。通过单晶锭的生长，施加到保持杆的荷重量增大。与该荷重量对应，门形连接体抵抗上下板弹簧而下降。如果该门形连接体下降，则按压板也一体下降而对测压元件加压。配置在测压元件内的应变仪变形而产生与加压力对应的电信号。现有技术文献专利文献专利文献I :日本实公昭61-039940号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题如果石英炉内的硅熔液的粘度变高，则施加到保持杆的旋转负荷变大。在专利文献I中，保持杆经由门形连接体安装在板弹簧上。板弹簧安装在圆筒状盒上，因此，如果圆筒状盒以一定的速度旋转，则板弹簧以与此相同的速度旋转。与该板弹簧连接成一体的保持杆也要以一定速度旋转，但在施加到保持杆的负荷突然变大的情况下，固定有应变仪的板弹簧挠曲而变形，因此成为测压元件单元破损、故障的原因。本专利技术是为了解决上述问题而做出的，其目的在于提供一种测压元件单元，能够防止因被测定物产生的旋转负荷、顶起荷重等施加到保持杆的负荷变大时的测压元件的破损。用于解决问题的手段为了达到上述目的，技术方案I的本专利技术的测压元件单元的特征在于，具备测压元件，具有产生与变形量对应的电信号的应变仪，该测压元件测量被施加的被测定物的荷重；测压元件底座，固定了上述测压元件的下面侧；主体盒，具有固定了上述测压元件底座的下面侧的主体底座、和安装于上述主体底座的上侧且覆盖上述测压元件的主体套，该主体盒能够上下移动以及旋转地安装于设备上；底板，配置于上述测压元件底座的下方，与上述主体底座保持间隙并收纳于其中；顶板，以在与上述底板连接为一体的状态下位于上述测压元件的上方的方式收纳于上述主体套内；金属球，配置于上述顶板和上述测压元件之间，对上述测压元件从上方施加荷重；保持杆，上端与上述底板连接，下端贯通了上述主体 底座，该保持杆用于保持安装于其下端的上述被测定物；以及旋转允许单元，在上述顶板和上述测压元件的位置关系保持一定的状态下，上述保持杆和上述主体盒一体旋转地连接，在上述保持杆的旋转负荷增加时，允许上述顶板相对于上述主体盒暂时相对旋转。另外，优选上述旋转允许单元具备固定板，其固定于上述测压元件的上面，在中心圆锥槽内放置有上述金属球；以及多个螺旋弹簧，连接上述固定板和上述顶板，并且通过对上述顶板向相互相反方向施力而将上述顶板保持在特定的位置。此外，优选上述旋转允许单元具备多个螺旋弹簧，该多个螺旋弹簧连接上述主体套内和上述顶板，并且通过对上述顶板向相互相反方向施力而将上述顶板保持在特定的位置。另外，优选将上述测压元件作为第一测压元件，并且在上述顶板和上述金属球之间配置第二测压元件，用上述第一测压元件以及第二测压元件中的一个来测定低荷重，用另一个来测定高荷重，从而高精度地测定宽测定范围。此外，优选在上述保持杆的上面和上述测压元件底座的下面之间设置有间隙，以便在上述保持杆被顶起时，上述保持杆能够与上述底板以及上述顶板一起向上方移动。专利技术效果根据本专利技术，保持被测定物的保持杆与顶板结合为一体，该顶板经由金属球从上方对测压元件施加荷重。因此，没有如现有例那样将保持杆直接固定在测压元件上，因此，即使施加较大的旋转负荷，也不会破坏测压元件。如果在保持杆的旋转负荷的影响下顶板相对于测压元件相对旋转，则底板等的位置也变化，因此其与主体盒接触。通过该接触，测压元件的荷重微妙变化，因此无法高精度地测定荷重。在本专利技术中，设置了如下旋转允许单元将顶板和测压元件的位置关系保持一定，并且在保持杆的旋转负荷增加时顶板可暂时相对旋转。因此底板不与主体盒接触，能够进行闻精度的测定。另外，在保持杆与被测定物接触时等时候，保持杆向上方被顶起，保持杆的上面和测压元件底座的下面之间设置有间隙，因此保持杆与底板以及顶板一起在间隙内能够向上方移动。由此，顶起的作用力未波及测压元件，因此能够防止测压元件的破损。另外，在保持杆被顶起时，荷重变零或荷重突然变化，因此利用该测定值或测定值的变化，例如能够检测籽晶接触到硅熔液。附图说明图I是本专利技术的测压元件单元的立体图。图2是测压元件的分解立体图。图3是表示测压元件单元的主要部分的分解立体图。图4是测压元件单元的纵方向的纵截面图。图5是测压元件单元的横方向的纵截面图。图6是表示取下主体顶套状态下的测压元件单元的俯视图。图7表示测压元件单元和单晶提升机构的电结构的框图。图8表示利用本专利技术的测压元件单元的单晶锭制造装置的说明图。图9表示在籽晶下方生长有单晶锭的状态的、与图8相同的说明图。图10表示弹簧被保持杆的旋转负荷拉长的状态的、与图6相同的俯视图。图11的(A)表示保持杆被顶起之前，(B)表示保持杆被顶起之后的说明图。图12表示省略了固定板的第二实施方式的测压元件单元的分解立体图。图13是表示第二实施方式的测压元件单元的横方向截面图。图14是表示第二实施方式的测压元件单元的俯视图。图15是表示配置了两个测压元件单元的第三实施方式的测压元件单元的截面图。图16表示第三实施方式的测压元件单元的俯视图。附图标记说明2、70、80 :测压元件单元；3 :主体盒；5 :主体底座；6 :主体套；10 :测压元件；12 :金属球；13 :测压元件底座；14a 14f、15a 15f :应变仪；17:固定板；25 :底板；26 :保持杆；31、71、83:顶板；36:外皮；43、44、73、74 :螺旋弹簧；61 :石英炉；、62 :娃熔液；81 :低荷重测压元件；82 :高荷重测压元件。具体实施例方式第一实施方式如图I所示，测压元件单元2具备主体盒3、和可旋转地支撑该主体盒3的滑环(slip ring)4。主体盒3由主体底座5、主体套6、主体顶套7、中间隔板8构成。如图4所示，在主体底座5上形成有插通螺栓9a、9b的插本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测压元件单元，其特征在于，具备：测压元件，具有产生与变形量对应的电信号的应变仪，该测压元件测量被施加的被测定物的荷重；测压元件底座，固定了上述测压元件的下面侧；主体盒，具有固定了上述测压元件底座的下面侧的主体底座、和安装于上述主体底座的上侧且覆盖上述测压元件的主体套，该主体盒能够上下移动以及旋转地安装于设备上；底板，配置于上述测压元件底座的下方，与上述主体底座保持间隙并收纳于其中；顶板，以在与上述底板连接为一体的状态下位于上述测压元件的上方的方式收纳于上述主体套内；金属球，配置于上述顶板和上述测压元件之间，对上述测压元件从上方施加荷重；保持杆，上端与上述底板连接，下端贯通了上述主体底座，该保持杆用于保持安装于其下端的上述被测定物；以及旋转允许单元，在上述顶板和上述测压元件的位置关系保持一定的状态下，上述保持杆和上述主体盒一体旋转地连接，在上述保持杆的旋转负荷增加时，允许上述顶板相对于上述主体盒暂时相对旋转。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高桥靖匡，藤井佳人，
申请(专利权)人：蒂雅克股份有限公司，
类型：发明
国别省市：