JP2984085B2 - 粉末供給装置 - Google Patents

粉末供給装置

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JP2984085B2
JP2984085B2 JP3105614A JP10561491A JP2984085B2 JP 2984085 B2 JP2984085 B2 JP 2984085B2 JP 3105614 A JP3105614 A JP 3105614A JP 10561491 A JP10561491 A JP 10561491A JP 2984085 B2 JP2984085 B2 JP 2984085B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は粉末供給装置に関し、更
に詳しくはプラズマ中に粉末をキャリアガスと共に供給
し、予め配置されている試料に粉末を蒸着するシステム
における粉末供給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】金属やセラミックス等の微粉末(以下単
に粉末という)をキャリアガスと共にプラズマ中に供給
し、プラズマにより蒸気化された粉末を容器中に配置さ
れた試料に蒸着させる装置が知られている。図7はこの
種の装置の従来構成例を示す図である。気密容器1内に
はターンテーブル2が設けられており、ある回転数で回
転している。このターンテーブルの中心から所定の位置
の円周上には溝3が形成されている。
【0003】一方、ターンテーブル2の上には粉末容器
4が載置されており、その中には粉末5が入っている。
6は粉末5を撹拌する撹拌棒で、図に示すように回転し
て粉末5を撹拌する。7は粉末容器4の底部に設けられ
た穴で、この穴から粉末5がターンテーブル2上の溝3
に落下する。
【0004】図8ターンテーブル2と粉末容器4の位置
関係を示す図である。溝3は図に示すように円周状に形
成されている。ターンテーブル2と粉末容器4とが擦り
合う部分(図の斜線領域)Aに穴7が開いており、この
穴から下の溝3に粉末5が落下するようになっている。
【0005】溝3に落下した粉末5は図の向きに回転し
て図7のBの位置(粉末供給部の位置)にくる。気密容
器1には底の方からキャリアガスが導入されており、こ
のキャリアガスによりBの位置にきた粉末5はキャリア
ガスと共に上の方に巻き上げられる。上部にはプラズマ
10が発生しており、このプラズマ10に入った粉末は
1万K以上もの熱のために蒸気化する。この金属蒸気
は、その上に設けられた試料11に蒸着する。このよう
にして、試料11の全面にわたって均一な薄膜を形成す
ることができる。
【0006】図9は粉末供給装置の他の従来構成例を示
す図である。(a)は側面図、(b)は上面図である。
21は粉末容器で、その中には粉末22が入っている。
23は粉末容器21内に設けられた回転体、24は該回
転体23の周囲に形成された撹拌羽である。25は粉末
容器21の直下に設けられた羽車、26は粉末供給部で
ある。
【0007】このように構成された装置において、回転
体23が図に反時計方向に、羽車25が時計方向にそれ
ぞれ回転している。粉末22は、粉末容器21の底と回
転体23の底との間に形成された隙間27から羽車の外
周部に形成された複数の羽根の間、つまり隙間25aに
落ちる。隙間に落ちた粉末は回転により粉末供給部26
まで運ばれ、該粉末供給部26で隙間25aに入ってい
た粉末が管28にキャリヤガスにより入れられる。そし
て、管28からこのキャリアガスに付勢されて粉末はキ
ャリアガスと共に外部に取り出される。
【0008】図10は従来装置の他の構成例を示す図で
ある。気密容器30内にセットされたホッパ31内に、
予め粉末32を入れておく。そして、圧縮ガスで気密容
器30内を加圧しておく。次に、ホッパ31内の撹拌体
33を回転させ、供給盤34の上面に形成された溝35
に粉末32を落下させる。
【0009】供給盤34を約90゜回転させた部分に、
樹脂性の粉末トラップ36が溝35の中に設けられてい
る。この粉末トラップ36で止められた粉末32は加圧
されたガスが外部に出る時に生じる吸引力で外に吸い出
される。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】図7に示す従来例で
は、粒径1μm以下の微粒子の場合、粉末容器4の穴7
に入った粉末が溝3以外のテーブル表面に付着し、テー
ブル2と粉末容器4の擦り合わせ部分Aに粉末が入り込
み、噛み合ってしまうという問題がある。また、図9に
示す従来例の場合にも、羽車25の回転部と部材29と
の間の擦り合わせ部分Cに粉末が入り込んで噛み合って
しまい、コンタミが発生する。
【0011】また、図10に示す従来例の場合には、粉
末32がホッパ31から溝32に入る時や、粉末トラッ
プ36部分で、はみ出し、供給盤34から下に落ちるこ
とによって、供給盤34の軸に粉末が入り込み、過負荷
の原因となるため、定期的な掃除が必要となる。また、
粉末トラップ36の樹脂が、溝35の中で粉末といっし
ょにこすりあっているために供給の溝や樹脂が削られ、
樹脂の粉が発生し、原料粉末に混ざり合い、その純度を
低下させる原因になってしまう。
【0012】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであって、粉末が隙間部分に入り込んで噛み合うこ
となく、安定に一定量の粉末を供給することができる粉
末供給装置を提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記した課題を解決する
ための解決する本発明は、中心から所定の位置の円周上
に突起した溝が形成された回転可能な粉末供給盤と、該
粉末供給盤の上に載置され、粉末を粉末供給盤に形成さ
れた溝に落としこむための気密性の粉末容器と、該粉末
容器内で粉末を撹拌させる回転可能な撹拌体とで構成さ
れたことを特徴としている。
【0014】
【作用】粉末を搬送する溝の部分は、他のフランジや撹
拌体と接触しないので、噛み合いが発生せず、安定に一
定量の粉末を供給することができる。
【0015】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。
【0016】図1は本発明の一実施例を示す構成図であ
る。図において、40はその内部に凝縮されている粉末
41を入れる気密容器で、該気密容器40中には圧縮ガ
スが供給され、その内部を加圧状態にしている。42は
粉末41を撹拌するための回転可能な撹拌体で、その外
周部には複数枚の撹拌羽43が取り付けられており、回
転して粉末41を撹拌する。44は気密容器40と撹拌
体42との気密性を維持するためのOリングで、撹拌体
42の回転軸の周囲に設けられている。
【0017】45は中心から所定の位置の円周上に突起
した溝46が形成された回転可能な粉末供給盤である。
撹拌体42の回転軸と粉末供給盤45の回転軸は、例え
ばモータにより駆動されるようになっている。溝46の
形状は、例えば図に示すようにV字形となっているが、
その形状は問わない。粉末41が入る形状であればどの
ような形状でもよい。また、溝46と撹拌羽43との間
には粉末41がスタックしないだけの十分な隙間が設け
られている。47は気密容器40と粉末供給盤45との
気密を維持するためのOリングで、粉末供給盤45の回
転軸の周囲に設けられている。48は粉末供給部で、シ
リンダ内に円筒状の穴が設けられたものである。このよ
うに構成された装置の動作を説明すれば、以下のとおり
である。
【0018】気密容器40内の粉末41は、回転する撹
拌羽43により十分に撹拌される。そして、撹拌された
粉末は撹拌羽43の下部に配置された溝46に入る。溝
46は回転しているので、粉末41を入れた溝46は粉
末供給部48の位置まで来る。この粉末供給部48はシ
リンダの内部に円筒状の穴があいた構造となっている。
【0019】気密容器40内の加圧ガスの出口は、この
円筒状態の穴しかない。この穴の入口部分(溝46と対
向する部分)の直径を、例えば0.1mmφ〜0.6m
mφ程度に設計しておくと、圧縮ガスはこの穴からマッ
ハ1程度の速度で外部に出ていく。このガスが外部に排
出される時に発生する吸引力により、粉末41は外部に
ガスと共に排出される。ここで、粉末供給部48の出口
は広くなっているので、ガスと粉末は一種の霧吹き状態
で、つまりガスの膨脹力により凝縮された粉末が分散さ
れた状態で、粉末供給部48の出口から出射される。こ
のため、極めて分散した粉末が出射されることになる。
【0020】この実施例では、図2に示すように回転す
る撹拌体42と、回転する粉末供給盤45との機械的な
重なりがないので、噛み合いが発生して相手を削ってし
まってコンタミが発生することがなくなる。また、溝4
6が継ぎ目のないリング状になっているため、粉末41
を間欠することなく、連続してかつ安定に外部に搬送す
ることができる。
【0021】図3は本発明の他の実施例を示す構成図で
ある。図1と同一のものは、同一の符号を付して示す。
図に示す実施例は、撹拌羽43の外周面に沿ってリング
49を設けたものである。撹拌羽43の先端とリング4
9とは図4に示すように固着されている。その他の構成
は図1と同じである。
【0022】このようなリング49を撹拌羽43の外周
面に設けることにより、撹拌羽43の回転に連れて、リ
ング49も図4に示すように回転することになる。従っ
て、粉末41はそれまでの間欠的な撹拌から、連続的な
撹拌になり、粉末を溝46に入れるかさ密度が一定にな
る。この結果、溝36に入る粉末の量が均一化され、よ
り安定な量の粉末を供給部48から供給することができ
るようになる。
【0023】図5は本発明の他の実施例を示す構成図で
ある。図1と同一のものは、同一の符号を付して示す。
図に示す実施例は、粉末供給盤45の側面に粉末をトラ
ップするための溝50を形成すると共に、粉末供給盤4
5と撹拌体42のそれぞれを独立に上下調節できる機構
(図示せず)を設けたものである。その他の構成は、図
1と同じである。
【0024】このように、粉末供給盤45の側面に溝5
0を設けることにより、上部から落下する粉末がこの溝
50でトラップされる。更に、トラップされた粉末の上
に粉末が重なることによって、柱状の粉末の固まり(ブ
リッジ状態)となる。この固まりは、更に粉末が落下す
るのを抑える機能を有し、粉末供給盤45のOリング4
7に粉末が入り込むのを防ぐことができる。この結果、
モータが過負荷になるのを防止することができる。
【0025】この実施例では、更に撹拌体42と粉末供
給盤45とを回転制御の他にそれぞれ独立に上下に移動
する機構を設けている。このような機構を設けることに
より、各機構部分が擦り合わないように調整すること
で、金属部分のかみ合わせを防止することができる。。
次に、粉末を入れた状態で、撹拌体42を1〜2回、回
転させると、撹拌体42と本体の隙間D部分に、図6に
示すような粉末の粘性による摩擦力と静電気等によって
粉末の膜51が生じる。この膜51は、撹拌体42によ
って回転する粉末と本体の金属部が直接擦り合うことを
防ぐ機能を持つ。
【0026】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば粉末を搬送する溝の部分だけが撹拌体や気密容器
と機械的に重なり合うことがないように構成することに
より、粉末が他のフランジと擦ることがない。従って、
噛み合いが発生しないため、コンタミがなく安定に一定
量の粉末を供給することができる。また、撹拌羽の外周
面にリングを取り付けることにより、粉末の移動を連続
的に行うことができるので、溝に粉末を入れるかさ密度
を均一化することができる。また、粉末供給盤の側面に
落下する粉末をトラップするための溝を設けることによ
り、粉末が落下してOリングに入り込み、モータの過負
荷状態が発生するのを防止することができる。更に、粉
末供給部をシリンダ内に細い円筒状の穴をあけた構成と
し、この穴からマッハ1程度の速度で粉末とガスを排出
し、更にその出口を広くすることにより、霧吹き状態で
粉末を分散させることができ、均一な薄膜形成に寄与す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す構成図である。
【図2】撹拌体と粉末供給盤の重なり状態を示す図であ
る。
【図3】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図4】撹拌羽の外周面にリングを設けた例を示す図で
ある。
【図5】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図6】薄膜形成の様子を示す図である。
【図7】従来装置の構成例を示す図である。
【図8】ターンテーブルと粉末容器の位置関係を示す図
である。
【図9】従来装置の他の構成例を示す図である。
【図10】従来装置の他の構成例を示す図である。
【符号の説明】
40…気密容器 41…粉末 42…撹拌体 43…撹拌羽 44…Oリング 45…粉末供給盤 46…溝 47…Oリング 48…粉末供給部

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心から所定の位置の円周上に突起した
    溝が形成された回転可能な粉末供給盤と、該粉末供給盤
    の上に載置され、粉末を粉末供給盤に形成された溝に落
    としこむための気密性の粉末容器と、該粉末容器内で粉
    末を撹拌させる回転可能な撹拌体とで構成された粉末供
    給装置。
  2. 【請求項2】 前記撹拌体の上面に形成された撹拌羽の
    外周面に沿ってリングを設け、粉末を溝に入れるかさ密
    度が一定になるようにしたことを特徴とする請求項1記
    載の粉末供給装置。
  3. 【請求項3】 前記粉末供給盤の側面に粉末をトラップ
    するための溝を形成すると共に、粉末供給盤と撹拌体の
    それぞれを独立に上下調節できる機構を設けたことを特
    徴とする請求項1記載の粉末供給装置。
  4. 【請求項4】 前記粉末供給盤の一端に形成された粉末
    供給部において、粉末容器から入ってくる圧縮ガスの出
    口を該粉末供給部に設け、かつこの粉末供給部の出口を
    シリンダ内に設けた極細い円筒状の穴とし、この穴から
    圧縮ガスを噴射させ、ガスの膨脹力により凝縮した粉末
    を分散させるようにしたことを特徴とする請求項1記載
    の粉末供給装置。
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