[发明专利]测压元件单元

说明书

技术领域

本发明涉及用于测定荷重的测压元件单元。

背景技术

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1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1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1：日本实公昭61-039940号公报

发明内容

发明要解决的问题

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1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。

本发明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1的本发明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。