(57)【要約】【課題】容器から液状金属を吐出する吐出口における液状金属自体の表面張力の変動や不均一な作用による影響を解消して、吐出される金属液滴の大きさが一定し、かつ吐出方向のずれもない、より正確で安定した金属液滴の供給が可能な液状金属の供給技術を提供する。【解決手段】液状金属２を吐出する吐出口３の周囲に該吐出口３を中心とする回転磁界を発生させる回転磁界発生手段４を設け、吐出口３より液状金属２が吐出される際に、その液状金属自体に回転磁界を作用させて回転力を付与する。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器内の液状金属を吐出口より吐出する液状金属の供給方法において、前記吐出口の周囲に該吐出口を中心とする回転磁界を発生させる回転磁界発生手段を設け、前記吐出口より液状金属が吐出される際に、その液状金属自体に前記回転磁界を作用させて、該液状金属に回転力を付与することを特徴とする液状金属の供給方法。
【請求項２】
前記液状金属の粘度によって付与する回転力を変更する請求項１に記載の液状金属の供給方法。
【請求項３】
容器内の液状金属を吐出する吐出口を備えた液状金属の供給装置において、前記吐出口の周囲に該吐出口を中心とする回転磁界を発生させる回転磁界発生手段を設け、前記吐出口より液状金属が吐出される際に、その液状金属自体に前記回転磁界を作用させて、該液状金属に回転力を付与することを特徴とする液状金属の供給装置。
【請求項４】
前記回転磁界発生手段は、前記吐出口を中心とする円周上に配設した複数のコイルからなり、それらの各コイルに流す電流を適宜切替えることにより回転磁界を発生するように構成した請求項３に記載の液状金属の供給装置。
【請求項５】
前記コイルに流す電流の大きさを制御して付与する回転力を調整するように構成した請求項４に記載の液状金属の供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、溶融ハンダ等の適宜の液状金属を供給するための供給方法及び供給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
溶融ハンダの供給手段として、従来から、溶融ハンダに対して磁界を作用させるとともに電流を供給し、その電流の方向を切替えてハンダに作用する電磁力を反転させることによりハンダの液滴を形成するというもの（特公平８−２８５６６号公報）や、圧電素子の変形を加圧手段として応用したもの（特公平８−２９４０８号公報）などが知られている。また、本出願人においても、液状金属に瞬間的に磁界を付与して渦電流を発生させ、その渦電流の発生に伴う液状金属の局部的な圧力変動により金属液滴を供給するという技術手段を開示している（特開２００１−２９８２６３号公報）。
【０００３】
ところで、この種の液状金属の供給手段では、何らかの手段により液状金属に圧力変動を発生させ、その液状金属の圧力変動によって、該液状金属の一部を吐出口に作用する液状金属自体の表面張力に逆らって離脱させて吐出することにより、金属液滴として外部へ供給するという技術手段を採用している。しかしながら、従来技術においては、液状金属の一部を単に圧力作用によって吐出口から離脱させるという技術方式を採用していたため、次のような問題があった。すなわち、吐出口に作用する液状金属自体の表面張力を常に変動のない均一な状態に保持すること自体が技術的に非常に困難なことから、図７や図８に示したような状態になりやすく、液状金属１０１の一部が吐出口１０２から吐出される際に、その吐出口１０２からの離脱位置の偏りなどによって、金属液滴１０３の吐出方向がずれたり、金属液滴１０３の大きさにバラツキが生じるといった技術的な問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来技術の状況に鑑みて開発したもので、吐出口における液状金属自体の表面張力の変動や不均一な作用による影響を解消して、吐出される金属液滴の大きさが一定し、かつ吐出方向のずれもない、より正確で安定した金属液滴の供給が可能な液状金属の供給技術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】
前記課題を解決するため、請求項１及び請求項３の発明では、前記吐出口の周囲に該吐出口を中心とする回転磁界を発生させる回転磁界発生手段を設け、前記吐出口より液状金属が吐出される際に、その液状金属自体に前記回転磁界を作用させて、該液状金属に回転力を付与するという技術手段を採用した。本発明によれば、吐出口から突出した液状金属に対して回転磁界により回転力が付与され、その突出液状金属の回転によって、吐出口における表面張力の変動や不均一な作用による影響が解消されることから、所定の大きさで吐出方向のずれのない、より正確で安定した液状金属の供給が可能となる。なお、前記液状金属の粘度によって付与する回転力を変更するようにしてもよい（請求項２）。また、前記回転磁界発生手段は、前記吐出口を中心とする円周上に配設した複数のコイルから構成し、それらの各コイルに流す電流を適宜切替えることにより回転磁界を発生するように構成してもよい（請求項４）。さらに、前記コイルに流す電流の大きさを制御して付与する回転力を調整するように構成してもよい（請求項５）。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明は、溶融ハンダ等の液状金属の供給手段として広く適用できる。また、液状金属に圧力変動を発生させるための駆動方式により限定されることもなく、従来の電磁作用を応用したものや圧電素子の変形を応用したもの、あるいは本出願人が開示した液状金属に瞬間的に磁界を付与して渦電流を発生させ、液状金属に局部的な圧力変動を発生させるものなど、種々の形態のものに適用が可能である。また、吐出される液状金属自体に回転力を付与するための回転磁界発生手段に関しても、吐出口から突出した突出液状金属を回転させることが可能なものであれば、種々の形態の回転磁界発生手段の採用が可能である。本発明では、吐出口の周囲に回転磁界発生手段を配設し、吐出口から突出した液状金属自体に回転磁界を付与して回転させることにより、吐出口における表面張力の変動や不均一な作用による影響を解消して、所定の大きさで吐出方向のずれのない、より正確で安定した液状金属の供給を実現した。なお、液状金属を貯留する容器と吐出口との位置関係に関しては、容器の底部に吐出口を直接的に形成した形態のものでもよいし、容器の底部に形成した管状部や、容器から離れたノズル部に吐出口を設けた形態のものでもよい。
【０００７】
【実施例】
以下、図面を用いて本発明の実施例に関して説明する。図１〜図４は本発明の一実施例を用いて動作原理を示した部分拡大図である。図１は液状金属の吐出動作が開始された直後の状態を示したものである。この動作開始直後の状態では、図示しない圧電素子や電磁手段等を用いた適宜の圧力発生手段による圧力作用により容器１内の液状金属２に圧力変動が発生し、その圧力変動によって液状金属２の一部が容器１に形成された吐出口３の外面部分に作用する表面張力に打勝って外側へ若干突出し始めた状態にある。この時点では、吐出口３の周囲に配設した回転磁界発生手段４が起動された状態にあり、前記吐出口３から若干突出した突出液状金属５にも回転磁界が作用して渦電流が発生し、その回転磁界と同じ方向に回転力が作用する。しかしながら、この時点では、前記突出液状金属５の突出量が小さく発生する回転力も弱いため、突出液状金属５が回転運動を起すまでには至らない。因みに、回転磁界発生手段４は、装置の運転中、常に起動させるように構成してもよいし、液状金属の吐出動作に同期させて起動するように構成してもよい。図２は所定の時間が経過した状態を示したものである。図示のように、この時点における突出液状金属５は、吐出口３からの突出量が大きくなり、発生する回転力も増大することから、徐々に回転運動が開始される。
【０００８】
図３は更に所定の時間が経過した状態を示したものである。この時点における突出液状金属５は、吐出口３からの突出量が更に大きくなり、発生する回転力も更に増大される。しかも、この時点での突出液状金属５は、図示のように吐出口３と接する部分が若干括れて表面張力の影響も弱まることから、その回転速度が徐々に上昇することになる。ところで、この状態の突出液状金属５には、吐出口３から吐出する方向に、突出液状金属５自体の重力ｍｇと、吐出口３から外側へ向けて作用する液状金属２の圧力Ｐが作用する。また、突出液状金属５には、その突出液状金属５自体の表面張力、すなわち突出液状金属５自体の表面積を縮小するように作用する表面張力に基づいて、該突出液状金属５を吐出口３の内方へ戻そうとする縦方向の力や、吐出口３の面に沿った横方向の力が作用する。そして、その表面張力の作用状態は刻々と変動し、また常に均一な状態で安定的に作用するとは限らないため、突出液状金属５の大きさや吐出方向に大きな影響を及ぼすことになる。従来技術では、この表面張力の影響が、突出液状金属５の大きさや吐出方向等の吐出状態を不安定にする大きな要因となっていた。本発明は、回転磁界発生手段４からの回転磁界により突出液状金属５を回転させることにより、前記表面張力の影響を縮小化するとともに均一化を図って安定した吐出状態を実現するようにした点で特徴を有している。なお、前記表面張力の影響を縮小化するとともに均一化して安定した吐出状態を確保するには、吐出動作の開始から図３に示した突出液状金属５が吐出口３から離脱して吐出するまでの間に、前記突出液状金属５を１回転以上回転させることが望ましい。
【０００９】
因みに、吐出動作の開始から図３に示した突出液状金属５が吐出口３から離脱して吐出するまでの動作時間をｔ秒とすると、その間に突出液状金属５を１回転以上回転させるためには、回転の周期Ｔ（ｓ）≦ｔを満足する必要がある。例えば、ｔ＝１ｍｓとし、回転磁界発生手段４の極数ｐ＝８とすると、供給電流の周波数ｆ＝（ｎ・ｐ）／１２０の関係式（ｎは回転磁界の回転速度で、単位はｒｐｍである）において、回転磁界の回転速度ｎが１／ｔ×６０（ｒｐｍ）、すなわち｛１／（１×１０−３）｝×６０（ｒｐｍ）を満足するように、供給電流の周波数ｆ＝４０００（Ｈｚ）に設定すれば、前記突出液状金属５は、回転磁界との間にすべりがないものとして、動作時間ｔ＝１ｍｓ内に１回転の回転運動を行うことになる。すなわち、動作時間ｔ＝１ｍｓ内に突出液状金属５を１回転以上回転させるためには、供給電流の周波数ｆを４０００（Ｈｚ）以上に設定すればよいことになる。
【００１０】
図４は更に所定の時間が経過して、前記突出液状金属５が吐出口３から離脱して液状金属からなる金属液滴６として吐出された状態を示したものである。この状態においても、金属液滴６には回転磁界発生手段４からの回転磁界が作用していることから、更に回転しながらより正確かつ安定的に所定の吐出方向に吐出されることになる。
【００１１】
図５は本発明の他の実施例を示した部分拡大図である。本実施例は、前記実施例の変形例であり、非導電性の容器７の底面から突出した管状部８を形成し、その管状部８の下端部を吐出口９としたものである。図示のように、本実施例の場合には、管状部８と上下方向に一部が重合する状態に回転磁界発生手段１０を配設した。したがって、本実施例では、管状部８下端の吐出口９から突出する突出液状金属１１は、その突出の当初から回転磁界発生手段１０と重合する領域に位置することから、回転磁界発生手段１０からの回転磁界の作用を的確に受けて、より効率的な回転力の付与が可能となる。なお、その他の動作原理等に関しては、前記実施例の場合と同様である。
【００１２】
図６は回転磁界発生手段に関する実施例を示した横断面図である。図示のように、本実施例の回転磁界発生手段１２では、薄鋼板等を積層してなる断面円形状の固定子鉄心１３の内側に形成した１２個の各スロット１４に、１〜１２の１２組のコイル１５を２つ置きのスロット１４を使用しながら順次ずらして挿入設置した巻線形態を採用した場合を例示した。因みに、固定子鉄心１３は、前記吐出口３，９を中心に配設される。しかして、各コイル１５を必要に応じて更にいくつかのグループに区分してそのグループごとに位相のずれた交流電流を供給することにより、吐出口３，９を中心とした回転磁界を発生させることができる。
【００１３】
【発明の効果】
本発明によれば、吐出口から突出した吐出金属に対して回転磁界による回転力が付与され、その吐出金属の回転によって、吐出口における表面張力の変動や不均一な作用による影響を解消することができるので、一定の大きさで吐出方向のずれのない、より正確で安定した液状金属の供給が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を用いて動作原理を示した部分拡大図である。
【図２】同動作原理を示した部分拡大図である。
【図３】同動作原理を示した部分拡大図である。
【図４】同動作原理を示した部分拡大図である。
【図５】本発明の他の実施例を示した部分拡大図である。
【図６】回転磁界発生手段に関する実施例を示した横断面図である。
【図７】従来技術における液状金属の吐出状態を示した説明図である。
【図８】従来技術における液状金属の吐出状態を示した説明図である。
【符号の説明】
１…容器、２…液状金属、３…吐出口、４…回転磁界発生手段、５…突出液状金属、６…金属液滴、７…容器、８…管状部、９…吐出口、１０…回転磁界発生手段、１１…突出液状金属、１２…回転磁界発生手段、１３…固定子鉄心、１４…スロット、１５…コイル
【図１】
2004058066.tif 000003
【図２】
2004058066.tif 000004
【図３】
2004058066.tif 000005
【図４】
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【図５】
2004058066.tif 000007
【図６】
2004058066.tif 000008
【図７】
2004058066.tif 000009
【図８】
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