(57)【要約】【課題】本発明は、被塗布体の外周面に溶融金属を均一な厚みで塗布可能な溶融金属塗布装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係わる溶融金属塗布装置は、被塗布体の外周面に溶融金属を塗布する溶融金属塗布装置であって、被塗布体を挿入可能な孔部が形成された塗布手段を有し、孔部の内面には溶融金属が供給されるとともに、被塗布体が挿入されたとき当該被塗布体の外周面に対し均一な間隙で対向するよう孔部の内面は形成されている溶融金属塗布装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被塗布体の外周面に溶融金属を塗布する溶融金属塗布装置であって、前記被塗布体を挿入可能な孔部が形成された塗布手段を有し、前記孔部の内面には溶融金属が供給されるとともに、前記被塗布体が挿入されたとき当該被塗布体の外周面に対し均一な間隙で対向するよう前記孔部の内面は形成されている溶融金属塗布装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被塗布体の表面に溶融金属塗布装置に係わり、特に円柱形状の被塗布体の表面に溶融金属を塗布するのに好適な溶融金属塗布装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
上記技術分野の一例として被塗布体である蛍光ランプを構成するガラスからなるバルブの表面に金属を塗布する方法が特許文献1に開示されている。すなわち、特許文献１には、管型バルブの両端に外部電極を形成するため、例えばニッケル・タングステン・モリブデン等を溶融した溶融金属槽内にバルブの両端を浸漬するディッピング法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−４０１０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかるディッピング法によれば、溶融金属に被塗布体を浸漬するという一回の操作で容易に溶融金属を塗布することができるという利点があるが、一方で溶融金属の粘度の高さに起因しディッピング法では厚みを均一に塗布することが困難であるという問題がある。例えば、特許文献１の場合には、ディッピング法によってバルブの端面に溶融金属を塗布して形成された外部電極は膜圧が不均一となり易い。その結果、外部電極の膜厚が薄い部分に電流が集中することによって過熱し、バルブが破損し、蛍光ランプが不点灯に到ることがある。
【０００５】
なお、本発明の課題を明確にするため特許文献１を例示して課題を説明したが、それ以外の分野でも被塗布体の外周面に均一に溶融金属を塗布する技術が要請されており、特に電子部品の分野において粘度の高い溶融金属をミクロンメータレベルの塗布厚みで塗布可能な塗布技術の要請が高まっている。したがって、本発明は、被塗布体の外周面に溶融金属を均一な厚みで塗布可能な溶融金属塗布装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明に係わる溶融金属塗布装置の態様は、被塗布体の外周面に溶融金属を塗布する溶融金属塗布装置であって、被塗布体を挿入可能な孔部が形成された塗布手段を有し、孔部の内面には溶融金属が供給されるとともに、被塗布体が挿入されたとき当該被塗布体の外周面に対し均一な間隙で対向するよう孔部の内面は形成されている溶融金属塗布装置である。
【０００７】
かかる態様の溶融金属塗布装置によれば、溶融金属塗布装置の塗布手段に設けられた孔部には溶融金属が供給される。溶融金属を外周面に塗布するため孔部に被塗布体は挿入される。ここで、孔部の内面は、当該孔部へ被塗布体が挿入されたとき被塗布体の外周面に対し均一な間隙で対向するよう形成されているので、挿入された被塗布体と孔部の内面との間には均一な間隙が形成される。したがって、孔部に供給されている溶融金属はその間隙に満たされ、その結果間隙の大きさに応じた塗布厚みで被塗布体の外周面には均一に溶融金属が塗布される。
【発明の効果】
【０００８】
上記説明のとおり本発明は構成されているので、被塗布体の外周面に溶融金属を均一な厚みで塗布することのできる溶融金属塗布装置を提供するという本発明の課題を解決することができ、特にミクロンメータレベルの厚みで均一に溶融金属を被塗布体に塗布可能な溶融金属塗布装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係わる第1態様の溶融金属塗布装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係わる第２態様の溶融金属塗布装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の溶融金属塗布装置について、その実施態様１及び２に基づき説明する。なお、以下の実施態様の説明では略円柱形状のガラス体を被塗布体の例として説明するが、被塗布体の形状を角柱状若しくは平板状等に替えた場合、又は被塗布体の材質を金属若しくはセラミックス等に替えた場合においても、本発明は同様な作用・効果を奏することができる。また、以下の実施態様の説明では溶融金属として低融点金属である半田を溶融した溶融半田を例として説明するが、半田を他の金属に替えた場合でも、本発明は同様な作用・効果を奏することができる。さらに、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、それと同一性の範囲において適宜変形実施することができ、実施形態の各構成要素は単独に又は適宜組み合わせて実施することができる。
【００１１】
[実施態様１]
本発明に係わる溶融金属塗布装置の第１実施形態について、図１を参照しながら説明する。なお、実施態様１の溶融金属塗布装置における被塗布体は、図１において符号Ｗ１で示す先端が平坦で直径がΦＡの略円柱形状のガラス体である。そして、ガラス体Ｗ１の外周面には、ガラスとの接合性に優れた低融点金属であるＳｎＡｇＡｌ系合金、具体的には質量％でＡｇが８．５％、Ａｌが０．３５％、残部Ｓｎからなる半田を溶融した溶融半田Ｍが所定の厚みｔで均一に塗布される。
【００１２】
まず、第１態様の溶融金属塗布装置の構成について説明する。図１において符号１０は下記する塗布手段１２を支持する支持部材である。支持部材１０には、ガラス体Ｗ１の表面に存在する気泡を除去し、半田とガラス基板の濡れ性を改善するため図示しない超音波印加手段が接続されており、紙面水平方向に塗布手段１２へ超音波振動を付与する。また、支持部材１０の外周にはコイル状の加熱ヒータ１１が巻回されており、加熱コイル１１を発熱させることにより支持部材１０を介して糸半田Ｍ１の溶融温度以上に塗布手段１２は加熱される。
【００１３】
図１において符号１２は、支持部材１０で支持された塗布手段である。その塗布手段１２において符号１２１は、その右側側面に開口した第1開口１２２と左側側面に開口した第２開口１２３を有する貫通孔状の孔部である。そして、孔部１２１の直径ΦＢは、ガラス体Ｗ１の直径ΦＡに塗布すべき溶融半田Ｍの厚みｔの２倍を加えた大きさである。
【００１４】
塗布手段１２の上部には凹部が設けられ、凹部の底面が、原料である線状の糸半田Ｍ１の端面が当接し溶融半田Ｍ２を生成する溶融部１４とされている。そして、塗布手段１２には、その溶融部１４に開口した流入口１５と、流入口１５から下方に延びて孔部１２１の側面に開口した流出口とを有する、略円管状の流通通路が設けられており、溶融部１４で生成された溶融半田Ｍ２はこの流通通路を流下して孔部１２１へ供給される。ここで、流入口１５の径ｄ２は糸半田Ｍ１の径ｄ１よりも小さく形成されている。したがって、糸半田Ｍ１の表面に酸化膜が形成されている場合でも、流入口１５の外周縁部、すなわち溶融部１４で酸化膜が除去され、酸化物を含まない清浄な溶融半田Ｍ２のみが孔部１２１へ供給される。
【００１５】
なお、上記溶融部１４、流通通路又は孔部１２１の表面には、溶融半田Ｍ２との濡れ性を高め円滑に溶融半田Ｍ２を流動させるためＣｒ層が形成することが望ましい。なお、Ｃｒ層に代えてＡｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａからなる層を設けてもよい。さらに、それらの表面には、その表面が溶融半田Ｍ２から溶食され難いよう溶食防止処理、例えば窒化処理を施すことが望ましい。
【００１６】
符号１７はガラス体Ｗ１の後端である右端部を把持固定するとともに、軸心回りにガラス体Ｗ１を回転可能に構成された把持手段であり、固定部材１６に組み込まれている。この把持手段１７によるガラス体Ｗ１の回転機構は本態様の溶融金属塗布装置１において好ましい構成として組み込まれているものであり、その回転操作は例えば手動で行っても良いが、工業生産上の観点から効率的に安定して溶融半田Ｍ２を塗布するためにはモータ等により回転制御しながら行うことが望ましい。また、ガラス体Ｗ１は、その軸心が孔部１２１の軸心とほぼ一致するよう把持手段１７で把持されており、もって、ガラス体Ｗ１が孔部１２１へ挿入されたときには、孔部１２１の内面はガラス体Ｗ１の外周面に対し均一な図示する間隙ｇで対向する状態となる。ここで、上記したように孔部の直径φBはガラス体１２１の直径φAに溶融半田Ｍの厚みｔを加算した大きさであるので、間隙ｇの大きさは溶融半田Ｍの厚みｔとほぼ同寸法となっている。
【００１７】
符号１８は、ベース１９に配置された水平移動手段である。水平移動手段１８は具体的には不図示のモータ等でスライダーが左右に自在に移動するリニアガイドであり、上記固定部材１６はスライダーの上面に配置されている。ここで、溶融半田Ｍ２を塗布する前には、把持手段１７に把持させたガラス体Ｗ１の先端部（左端部）は第１開口１２２から離隔した初期位置に位置させる必要がある。そして、その後の溶融半田Ｍ２を塗布する工程では所望の長さだけ溶融半田Ｍをガラス体Ｗ１に塗布するため、初期位置からガラス体Ｗ１を左方向へ水平移動させて孔部１２１の中を挿通させ、終端位置まで移動させる必要がある。しかして、水平移動手段１８は、かかる初期位置から終端位置までの間を速度及び位置制御されつつ自在にスライダーが移動可能なよう構成されている。
【００１８】
上記溶融金属塗布装置１の動作について以下説明する。まず、準備工程である。準備工程では、溶融半田Ｍを塗布すべきガラス体Ｗ１を準備し、水平移動手段１８を初期位置に位置せしめた状態で把持手段１７にガラス体Ｗ１を把持させる。その後、溶融金属塗布装置１を作動させると、まず溶融金属塗布装置１は、加熱ヒータ１１に通電して塗布手段１２が糸半田Ｍ１の溶融温度以上となるよう加熱するとともに、不図示の超音波印加手段を作動させて塗布手段１２に水平方向、すなわちガラス体Ｗ１の軸心と同一方向の振動を印加する。
【００１９】
次いで、溶融半田供給工程である。糸半田Ｍ１を送り出してその端面を溶融部１４に当接させる。この動作は人手で行ってもよいが、溶融半田Ｍ２を定量的に供給するためにはボビン等に巻き取られた糸半田Ｍ１を機械的に送り出し溶融部１４に当接させるよう構成しておくことが望ましい。溶融温度以上に加熱された溶融部１４に当接した糸半田Ｍ１は溶融して溶融半田Ｍ２が形成されるが、上記説明のとおり酸化物は溶融部１４で除去され清浄な溶融半田Ｍ２が流通通路を流下し、孔部１２１へ溶融半田Ｍ２が供給される。なお、この供給工程は、以下説明する塗布工程の間、継続して実施される。
【００２０】
次いで、溶融半田塗布工程である。溶融半田塗布装置１は、把持手段１７でガラス体Ｗ１を回転させつつ、水平移動手段１８のスライダーを左方向に移動させ、第１開口１２２からガラス体Ｗ１を序々に孔部１２１へ挿通させる。ここで、上記説明のとおり挿入されたガラス体Ｗ１の外周面と孔部１２１の内面との間には、塗布すべき溶融半田Ｍの厚みと同寸法である所定の間隙ｇが全周に渡り均一に形成されているので、第２開口１２３から抜け出たガラス体Ｗ１の外周面には均一な厚みｔで溶融半田Ｍが塗布されている。そして、水平移動手段１８でガラス体Ｗ１を終端位置まで水平移動させる間も、かかる間隙ｇは一定に保持される。したがって、ガラス体Ｗ１の外周面には所望の長さで均一な厚みの溶融半田Ｍが塗布されることとなる。終端位置まで移動すると、溶融半田塗布装置１は、溶融半田Ｍ２の供給を停止するとともに、水平移動手段１８を初期位置へ移動させて、塗布工程を終了する。
【００２１】
[実施態様２]
本発明に係わる溶融金属塗布装置の第２実施形態について図２を参照しながら説明する。なお、第１実施態様の溶融金属塗布装置１と同一の構成要素については同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００２２】
第２実施態様の溶融金属塗布装置で溶融半田Ｍが塗布される被塗布体であるガラス体Ｗ２は、上記ガラス体Ｗ１とほぼ同様な構成であるが、図２に示すように、円柱部Ｗ２１とその先端に形成された半球部Ｗ２２とで構成されている点で相違し、第２実施態様の溶融金属塗布装置は、以下説明するように、この半球部Ｗ２２を含むガラス体Ｗ２の先端部の外周面に溶融半田Ｍを塗布するよう構成されている。
【００２３】
第２実施態様の溶融金属塗布装置２は、第１態様の溶融金属塗布装置１と主に塗布手段２２の構成において相違する。すなわち、塗布手段２２の孔部２２１は、右側面に第１開口２２２を有する有底の止まり孔である。その孔部２２１の直径ΦＢは、上記孔部１２１と同様に、ガラス体Ｗ２の円柱部Ｗ２１の直径ΦＡに塗布すべき溶融半田Ｍの厚みｔの２倍を加算した大きさである。さらに、孔部２２１の底部２２３はガラス体Ｗ２の半球部Ｗ２２に対応して半球状に形成されており、その半径Ｒは、半球部Ｗ２２の半径ｒに塗布すべき溶融半田Ｍの厚みｔを加えた大きさである。
【００２４】
なお、上記有底の孔部２２１にガラス体Ｗ２を挿入するため、本態様の水平移動手段１８は、ガラス体Ｗ２が図２に示す終端位置、具体的には孔部２２１の底面と半球部Ｗ２２の外周面の間の間隙が寸法ｇとなった位置で停止するよう構成されている。
【００２５】
上記溶融金属塗布装置２によれば、溶融半田供給工程において孔部２２１へ溶融半田Ｍ２を供給し、次いで溶融半田塗布工程においてガラス体Ｗ２を孔部２２１へ挿入し、上記終端位置まで水平移動させることにより、円柱部Ｗ２１の外周面には厚みｔで溶融半田Ｍが塗布され、さらに半球部Ｗ２２の外周面にも厚みｔで溶融半田Ｍが塗布される。
【符号の説明】
【００２６】
１（２）      溶融金属塗布装置
１０          支持部材
１１          加熱ヒータ
１２（２２）  塗布手段
１４          溶融部
１５          流入口
１６          固定手段
１７          把持手段
１８          水平移動手段
１９          ベース
【図１】
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【図２】
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