[發明專利]測壓元件單元

有效

• 申請號: 201110291046.X
• 申請日: 2011-09-22
• 公開（公告）號: CN102749129A
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 高橋靖匡;藤井佳人
• 申請（專利權）人: 蒂雅克股份有限公司
• 主分類號: G01G3/14
• 分類號: G01G3/14
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 謝麗娜;關兆輝

技術領域

本發明涉及用于測定荷重的測壓元件單元。

背景技術

測壓元件單元是根據將被測定物吊起或懸掛時所產生的變形量來測定荷重(重量)的單元，用于各種設備中的荷重測定。例如，在單晶硅晶圓的生產線上用于單晶錠的制造。為了制造該單晶硅晶圓，首先，在石英爐內熔解多晶硅的芯片，將籽晶放進該硅熔液中，一邊使其旋轉一邊將其慢慢提升，而在籽晶的下方生長圓柱狀的單晶錠。然后，切斷以及研磨單晶錠而制造單晶硅晶圓。在制造該單晶錠時，用測壓元件單元測定其荷重，并決定其提升速度以便能夠得到給定的直徑尺寸。

作為現有的測壓元件單元，如專利文獻1所示已知有在圓筒狀盒內的中間隔板上固定有測壓元件并以圍繞該測壓元件的方式配置有呈四邊框狀的門形連接體的單元。在圓筒狀盒內的上方和下方固定有L字形的上部板彈簧和下部板彈簧。按壓板的軸部貫通門形連接體的上梁和上部板彈簧，并在其上端部與螺母螺合。由于在門形連接體的上梁和上部板彈簧之間配置有環狀的墊圈，因此通過螺母的緊固，上部板彈簧、門形連接體的上梁和按壓板三者成為一體。

相同地，保持桿貫通門形連接體的下梁和下部板彈簧而從圓筒狀盒向下方突出。在門形連接體的下梁和下部板彈簧之間配置有墊圈，在保持桿的凸緣擋住下部板彈簧的狀態下，將螺母螺合到保持桿的上端部，因此下部板彈簧、門形連接體的下邊和保持桿三者成為一體。按壓板的中心軸和保持桿配置在門形連接體的中心線上。

專利文獻1記載的測壓元件單元用于單晶錠的提升荷重的測定，在保持桿的前端安裝有籽晶。在制造單晶錠時，使測壓元件單元邊旋轉邊提升。通過單晶錠的生長，施加到保持桿的荷重量增大。與該荷重量對應，門形連接體抵抗上下板彈簧而下降。如果該門形連接體下降，則按壓板也一體下降而對測壓元件加壓。配置在測壓元件內的應變儀變形而產生與加壓力對應的電信號。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本實公昭61-039940號公報

發明內容

發明要解決的問題

如果石英爐內的硅熔液的粘度變高，則施加到保持桿的旋轉負荷變大。在專利文獻1中，保持桿經由門形連接體安裝在板彈簧上。板彈簧安裝在圓筒狀盒上，因此，如果圓筒狀盒以一定的速度旋轉，則板彈簧以與此相同的速度旋轉。與該板彈簧連接成一體的保持桿也要以一定速度旋轉，但在施加到保持桿的負荷突然變大的情況下，固定有應變儀的板彈簧撓曲而變形，因此成為測壓元件單元破損、故障的原因。

本發明是為了解決上述問題而做出的，其目的在于提供一種測壓元件單元，能夠防止因被測定物產生的旋轉負荷、頂起荷重等施加到保持桿的負荷變大時的測壓元件的破損。

用于解決問題的手段

為了達到上述目的，技術方案1的本發明的測壓元件單元的特征在于，具備：測壓元件，具有產生與變形量對應的電信號的應變儀，該測壓元件測量被施加的被測定物的荷重；測壓元件底座，固定了上述測壓元件的下面側；主體盒，具有固定了上述測壓元件底座的下面側的主體底座、和安裝于上述主體底座的上側且覆蓋上述測壓元件的主體套，該主體盒能夠上下移動以及旋轉地安裝于設備上；底板，配置于上述測壓元件底座的下方，與上述主體底座保持間隙并收納于其中；頂板，以在與上述底板連接為一體的狀態下位于上述測壓元件的上方的方式收納于上述主體套內；金屬球，配置于上述頂板和上述測壓元件之間，對上述測壓元件從上方施加荷重；保持桿，上端與上述底板連接，下端貫通了上述主體底座，該保持桿用于保持安裝于其下端的上述被測定物；以及旋轉允許單元，在上述頂板和上述測壓元件的位置關系保持一定的狀態下，上述保持桿和上述主體盒一體旋轉地連接，在上述保持桿的旋轉負荷增加時，允許上述頂板相對于上述主體盒暫時相對旋轉。

另外，優選上述旋轉允許單元具備：固定板，其固定于上述測壓元件的上面，在中心圓錐槽內放置有上述金屬球；以及多個螺旋彈簧，連接上述固定板和上述頂板，并且通過對上述頂板向相互相反方向施力而將上述頂板保持在特定的位置。

此外，優選上述旋轉允許單元具備多個螺旋彈簧，該多個螺旋彈簧連接上述主體套內和上述頂板，并且通過對上述頂板向相互相反方向施力而將上述頂板保持在特定的位置。

另外，優選將上述測壓元件作為第一測壓元件，并且在上述頂板和上述金屬球之間配置第二測壓元件，用上述第一測壓元件以及第二測壓元件中的一個來測定低荷重，用另一個來測定高荷重，從而高精度地測定寬測定范圍。