JPH0311862B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は、溶融金属をジエツトとして回転ド
ラム内壁部すなわち回転ドラムの内壁あるいは回
転ドラムの内壁に遠心力により形成された冷却液
層に噴射し凝固させて、金属細線を製造するため
の金属細線製造装置の構造の改良に関する。

先行技術の説明 特開昭55−64948号は、断面形状が円形の金属
細線を製造する好ましい方法として、回転液中紡
糸法を開示している。回転液中紡糸法は、回転ド
ラムの内壁に形成された冷却液層に溶融金属をジ
エツトとして噴射して凝固させて金属細線を得る
ものである。しかしながら、合金組成または冷却
媒体の種類によつては、酸化などにより、表面が
変色したりする問題があつた。

これを解決する手段としては、特開昭58−
16755号には、真空中または真空実現後に不活性
ガスを導入して形成した不活性ガス雰囲気下にお
いて金属細線の製造を行なう方法が開示されてい
る。しかしながら、特開昭58−16755号に開示さ
れた製造装置では、回転ドラムのほか、金属を溶
解するためのるつぼ、加熱装置および溶融金属噴
射のためのノズルなども真空チヤンバ内に配置さ
れている。したがつて、これらの各装置を収納す
るために極めて大きいチヤンバを必要とし、その
ため設備が大形となりかつ高価なものになるとい
う問題があつた。また、ノズル等が真空系の中に
配置されているため、ノズルセツト等の作業に際
しては、真空バルブの開閉操作を必要とし、した
がつて極めて作業性が悪いという問題もあつた。

さらに、回転液中紡糸法では、冷却液体として
水または水に溶質を溶解したものが安価であり、
かつ準備が容易であるため望ましいが、真空ポン
プは水を極度に嫌うため、水もしくは水溶液を用
いることはできず、特殊かつ高価な冷却液体を必
要とするという問題もあつた。また、冷却液体が
真空チヤンバ内で漏洩したりした場合、先のノズ
ルのセツトと同様に、その清掃作業が極めて煩雑
であるという問題もあつた。

発明の目的 それゆえに、この発明の目的は、上述の諸問題
を解消し、小形かつ安価であり、作業性に優れた
金属細線製造装置を提供することにある。

発明の構成 この発明は、要約すれば、回転ドラムの内壁部
に、溶融金属ジエツトを噴出し、該溶融金属を凝
固させる金属細線製造装置であつて、回転ドラム
と、該回転ドラムの外形に沿うように回転ドラム
を囲繞し、かつ不活性ガス導入口を備えるケーシ
ングと、ケーシング外に配置されておりかつノズ
ルより噴出させる溶融金属ジエツト形成手段とを
備え、ケーシングには、溶融金属ジエツト形成手
段のノズルが挿通する窓部が形成されている、金
属細線製造装置である。

以下、図面を参照しつつ実施例を説明すること
により、この発明の特徴を明らかにする。

実施例の説明 第１図は、この発明の一実施例の要部断面図で
あり、第２図は外観斜視図を示す。

第１図を参照して、本体１ａおよび蓋１ｂから
なるケーシング１内に、回転ドラム２が囲繞され
ている。本体１ａおよび蓋１ｂからなるケーシン
グ１は、図示のように、回転ドラム２の外形に沿
うような形状にされており、したがつて回転ドラ
ム２をひとまわり大きくしたものにすぎず、その
全体形状は、従来の真空チヤンバに比べて極めて
小さいことがわかる。蓋１ｂは本体１ａにボルト
で固定されているため、簡単に取外すことができ
るように構成されているが、ヒンジ状の連結部材
を用いて蓋１ｂが本体１ａに対して開閉可能に構
成してもよい。

回転ドラム２は、回転軸３に固着されており、
該回転軸３はたとえばモータなどの回転機構４に
連結されている。なお、回転軸３はケーシング本
体１ａの開口５に回転自在に挿通されている。し
たがつて、回転ドラム２は回転機構４によりケー
シング１内で回転するように構成されている。な
お、６はシールを示し、回転軸３と開口５との間
からケーシング１内の不活性ガス（これについて
は後程説明する。）が流出することを防止する。

回転ドラム２には、回転により生じる遠心力に
より形成された冷却水層７が内壁に形成されてい
る。冷却水層７を構成する水は、冷却水導入口８
より供給されるものである。

また、第２図から明らかなようにケーシング１
の蓋１ｂには窓部９が形成されており、該窓部
に、溶融金属噴射のためのノズル１０が挿通され
ている。ノズル１０は、溶融金属を形成するため
のるつぼ１１の先端に設けられており、該るつぼ
１１の周囲には加熱のための高周波コイル１２が
巻回されている。第１図において、１３は高周波
コイル１２を加熱させるための高周波発振器を示
す。また、るつぼ１１からノズル１０を経て溶融
金属を噴射させるために、加圧ガスとしてたとえ
ばArガスが用いられるが、１４，１５は、それ
ぞれArガスボンベおよび圧力調整機構を示すも
のである。

るつぼ１１およびノズル１０は、上述のような
加熱装置および加圧ガス供給装置を有するため、
内部に充填された金属を溶融しジエツトとしてノ
ズル１０より噴出させるものであるが、ジエツト
の冷却水層７への噴出状態を最適なものとするた
めに、るつぼ１１には、トラバース機構１６が連
結されている。トラバース機構１６は、るつぼ１
１およびノズル１０を、第１図のＸ方向すなわち
回転ドラム２の内壁の奥行方向に移動させるもの
である。したがつて、トラバース機構１６によ
り、るつぼ１１およびノズル１０を最適の位置に
移動させることができる。なお、第２図におい
て、１８はノズル・シールを示す。ノズル１０と
窓部９との間の空間からケーシング内の不活性ガ
ス（後述）の漏洩を防止するためのものである。

ケーシング１の本体１ａには、不活性ガス導入
口２１および不活性ガス排出口２２が設けられて
にいる。不活性ガスとしては、たとえばAr、
N₂、Heなどのガスが用いられるが、これらの不
活性ガスは不活性ガス導入口２１より導入され、
ケーシング１内の空気を追出しさえすればよい。
すなわち、特開昭58−16755号に開示された製造
装置のように、予め真空をケーシング１内に作り
出す必要はなく、単に空気をこれらの不活性ガス
で置換するだけでよいものである。なお、不活性
ガス排出口２２は、ケーシング１に何らかの隙間
がありさえすれば、必ずしも必要なものではない
ことを指摘しておく。また、ケーシング１内の空
気がほぼ不活性ガスで置換された時点で、不活性
ガス導入口２１および排出口２２を閉じた状態と
し、その状態で金属細線の製造を行なつてもよ
い。

なお、第１図および第２図から明らかなよう
に、ケーシング１内には冷却水導管２３が挿通さ
れており、この冷却水導管２３の先端の冷却水導
入口８より冷却水が回転ドラム２内に導入される
が、この冷却水は回転ドラム２の内壁上に加えら
れるが、オーバフローした場合ケーシング１の下
方部分に溜まる。しかしながら、蓋１ｂの下方に
設けられた余剰冷却水排出口２４より排出するこ
とができるように構成されている。

第１図および第２図に示した実施例の製造装置
は、回転ドラム２に冷却水層７を遠心力により形
成しておき、不活性ガス導入口２１より不活性ガ
スを導入し、ケーシング１内の空気を置換した状
態で、溶融金属ジエツトをノズル１０から冷却水
層７に噴射させることにより連続的に断面円形の
金属細線を製造するものである。したがつて、製
造に際し真空を作り出す必要がないため、特開昭
58−16755号に開示された装置で問題となつてい
た、真空形成に伴なう煩雑な作業を解消すること
ができ、また真空ポンプを用いないため冷却液体
として安価な水もしくは水溶液を使用することが
できることがわかる。

また、ケーシング１は、上述のように回転ドラ
ム２の外形に沿う形状を有するものであり、かつ
溶融金属形成手段としてのるつぼ１１、ノズル１
０およびコイル１２等がケーシング１の外部に配
置されているものであるため、ケーシング１の大
きさを飛躍的に小さくすることができるととも
に、溶融金属ジエツト形成手段のセツテイングあ
るいは清掃作業を極めて能率良く行なうことが可
能となる。

次に、第１図および第２図に略図的に示した実
施例の装置を用いた具体的実験結果につき説明す
る。回転ドラム２を回転させた状態で、氷により
冷却した０℃の水道水を冷却水導入口８より回転
ドラム２の内壁に導入し、かつ不活性ガス導入口
２１よりArガスを初期には多量に注入し、以後
１／分の流速で流入し、不活性ガス排出口２２
により余剰ガスを排出することにより、ケーシン
グ１内に不活性ガス雰囲気を作り出した。次に、
電気銅と高純度アルミニウム（純度99.99％）を、
それぞれ、高周波加熱による加熱により溶解し、
これによりArガスを加圧ガスとして用いノズル
１０より噴出させ、冷却水層７にて凝固させて、
直径0.2mmの細線を得た。

このようにして得られた線材は、銅およびアル
ミニウム線ともに、表面光沢に優れることが確め
られた。また、比較のために、ケーシング１を外
して実施した場合、すなわち大気下において製線
することにより得た線材と比べたところ、特にア
ルミニウム線では延伸性に優れ、また折れにくい
ことが確められた。

また製線準備作業および清掃作業の際には、ケ
ーシング１の本体１ａと蓋１ｂとを取外すことが
でき、また冷却液としても単に冷却しただけの水
道水を用いることができたため、作業性が極めて
良好であつた。さらに、製線作業停止時に、回転
ドラム２の回転停止時あるいは回転の遅くなつた
際、冷却水が周囲に飛散することなく、排出口２
４より回収することができた。

第３図は、この発明の第２の実施例を示す略図
的断面図である。第３図に示した装置では、回転
ドラム２およびケーシング１が、第１図および第
２図に示した実施例と異なり、いわゆる横置きに
設置されている。また、第３図に示した装置で
は、回転ドラム２の内壁に冷却水層は形成されな
い。すなわち第３図に示した装置は、回転液中紡
糸法ではなく、回転ドラム２の内壁２ａに直接溶
融金属ジエツトを噴射させ、凝固させることによ
り金属細線を得る方法に用いられる装置を示す。
すなわち、この発明は、回転水中紡糸法のみなら
ず、回転ドラム内壁に直接溶融金属を噴射して凝
固させる金属細線製造装置をも含むものである。
第３図に示した装置における他の構成要素につい
ては、第１図および第２図に示したものと同様で
あるため、相当の部分には相当の参照番号を付す
ることによりその説明を省略する。次に、第３図
に示した装置を用いて行なつた具体的実験結果に
つき説明する。

銅製冷却回転ドラム２の内壁に、Fe−Co−Ｂ
−Si合金を、溶融させ、ノズル１０よりArガス
雰囲気下において回転ドラム２の内壁に衝突凝固
させ、アモルフアス細線（ただし形状はテープ
状）を得た。このとき、アモルフアス線の表面状
態は、ケーシング１を除去し大気下において製線
したものに比べ、滑らかさおよび光沢の双方にお
いて優れていることが確められた。

発明の効果 以上のように、この発明によれば、回転ドラム
の内壁に溶融金属ジエツトを噴出し、溶融金属を
凝固させて金属細線を得る金属細線製造装置であ
つて、回転ドラムと、該回転ドラムの外形に沿う
ように回転ドラムを囲繞し、かつ不活性ガス導入
口を備えるケーシングと、ケーシング外に配置さ
れており、金属を溶融しかつノズルより噴出させ
る溶融金属ジエツト形成手段とを備え、ケーシン
グには、溶融金属ジエツト形成手段のノズルが挿
通する窓部が形成されているため、煩雑な真空下
におけるセツテイング作業等を省略することがで
き、また装置全体を極めて小形にすることがで
き、さらに冷却液として安価な水もしくは水溶液
を用いることができる、安価な金属細線製造装置
を得ることが可能となる。

この発明は、非晶質金属細線を含む様々な金属
細線一般に応用し得ることを指摘しておく。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例の要部断面図で
あり、第２図は外観斜視図を示す。第３図は、こ
の発明の第２の実施例を示す略図的断面図であ
る。 図において、１はケーシング、２は回転ドラ
ム、７は冷却水層、８は冷却水導入口、９は窓
部、１０はノズル、１１は溶融金属を形成するた
めのるつぼ、１２は加熱装置としての高周波コイ
ル、１６はノズルセツテイングのためのトラバー
ス機構、２１は不活性ガス導入口を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 回転ドラムの内壁部に、溶融金属ジエツトを
   噴出し、溶融金属を凝固させる、金属細線製造装
   置であつて、 回転ドラムと、該回転ドラムの外形に沿うよう
   に回転ドラムを囲繞し、かつ不活性ガス導入口を
   備えるケーシングと、 前記ケーシング外に配置されており、かつ金属
   を溶融しノズルより噴出させる溶融金属ジエツト
   形成手段とを備え、 前記ケーシングには、前記溶融金属ジエツト形
   成手段のノズルが挿通する窓部が形成されてい
   る、金属細線製造装置。 ２ 前記ケーシングには、冷却液導入のための冷
   却液導入口が設けられており、それによつて前記
   回転ドラム内壁部には遠心力により冷却液層が形
   成される、特許請求の範囲第１項記載の金属細線
   製造装置。 ３ 前記冷却液は、水または水溶液である、特許
   請求の範囲第２項記載の金属細線製造装置。 ４ 前記溶融金属ジエツト形成手段は、前記ノズ
   ルの位置を移動させるための駆動機構、金属を溶
   融させるための加熱手段、および溶融金属噴出の
   ための加圧ガス供給機構を備える、特許請求の範
   囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の金属細
   線製造装置。 ５ 前記ケーシングの窓部には、前記溶融金属ジ
   エツト形成手段のノズルが移動しても、外気の進
   入を防止するシールが施されている、特許請求の
   範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の金属
   細線製造装置。