JPH0452169B2

JPH0452169B2 -

Info

Publication number: JPH0452169B2
Application number: JP10290085A
Authority: JP
Inventors: Hisayasu Tsubata; Shoji Tamamura; Teru Tanimura
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1985-05-15
Filing date: 1985-05-15
Publication date: 1992-08-21
Also published as: JPS61262451A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は金属細線の連続製造装置に関するもの
である。

従来の技術近年、溶融金属より円形断面を有する金属細線
を製造する方法として、いわゆる回転液中紡糸法
が提案され、その技術確立が急速に進んでいる。
例えば特開昭56−165016号公報に開示されている
紡糸法では、回転する円筒状ドラム内周面に遠心
力による冷却液体層を形成し、その液体層中に溶
融金属をドラムの軸心方向に移動させながらジエ
ツトとして噴出し、その溶融金属を急冷凝固させ
て金属細線をコイル状に製造するものであり、こ
の方法によれば断面が円形で、且つ優れた諸性質
を有する金属細線が容易に得られ、それ以前の方
法に比し冷却速度を著しく大きくすることがで
き、非晶質金属或いは微細結晶粒含有金属を材料
とする金属細線の製造に特に適していることが知
られている。

上記文献の回転液中紡糸法をより具体的に示せ
ば、第５図に図示した如くである。すなわち、予
じめ準備した所定の合金組成を有する母合金の所
定量を加熱装置１０１のついた溶融炉１０２の中
に仕込み、加熱溶融して溶融金属１０３となり、
溶融炉１０２の先端部に付設する所定の孔径を有
するノズル１０４からの噴出を待機する。次に、
円筒状ドラム１０５を所定の回転数で回転させ、
図示しない供給装置より所定量の冷却液体を供給
して冷却液体層１０６を形成する。続いて、溶融
炉系（加熱装置１０１及び溶融炉１０２を図のよ
うに円筒状ドラム１０５の内側の空間部の所定位
置にセツトする。しかる後に、溶融炉１０２に導
通する管１０７より所定の圧力で不活性ガスを導
入し、溶融金属１０３に圧力をかけ、ノズル１０
４よりジエツト１０８として噴出する。ジエツト
１０８は回転する冷却液体層１０６に侵入し、急
冷凝固して金属細線１０９（断面のみを示す）と
なり、円筒状ドラム１０５の内壁に捲き取られ
る。通常、ある程度の長さの金属細線を捲き取る
必要があるので、溶融炉系（加熱装置１０１及び
溶融炉１０２は円筒状ドラム１０５の軸心方向
（矢印１１０方向）にトラバースされる。最初に
仕込んだ母合金が全部噴出され終つた後、溶融炉
系を円筒状ドラム１０５の空間内より外へ移動
し、続いて円筒状ドラム１０５の回転を止め、落
下する冷却液体を図示しない受け容器で受けた後
に、製造された金属細線の束を取り出す。上記し
た手順を１サイクルとするバツチ式の製造方法が
回転液中紡糸法の従来の方法であつた。

一方、回転液中紡糸法による金属細線の連続製
造方法は特開昭57−70062号公報に開示されてい
る。この方法は中空回転ロールの内周面に設けた
環状溝に冷却液体を注入し、ロールの遠心力を利
用して冷却液体を溝内に保持し、溶融された金属
をルツボの下端ノズルより前記溝内に流入させ、
急冷固化させてできた非晶質金属コイルを誘導手
段により外方に誘導させて巻取機に巻き取らせる
ものである。前記誘導手段として圧縮空気を用い
たり、スクレーパーのような案内板を溝の底に当
接して前記コイルを掬うような方法を用いたりし
ている。

発明が解決しようとする問題点上記従来例において、先ずバツチ式の製造方法
では、機械設備の大きさから受ける制約のために
１バツチ当りの金属細線の量が制限されること、
１バツチ缶の前準備及び後処理の作業に時間を要
すること等の理由により、非常に生産性の低いの
が従来の回転液中紡糸法の欠点であり、到底企業
化し得ないのが実情であつた。

又、前記連続製造方法では、前記コイルを誘導
するとき、誘導手段の作用によつて冷却液体層に
乱れが生じるばかりでなく、誘導手段により外部
に飛ばされる冷却液体の補給を連続的に行なう必
要があり、これによつても冷却液体層に乱れが更
に増長されるものである。因に本発明者らが目的
とする60〜250μｍφ程度の金属細線を得ようと
して、前記連続製造方法を種々な条件で試みた
が、ノズルより噴出した溶融金属液は不安定な冷
却液体層の中で冷却固化する以前にバラバラとな
り、到底連続した金属細線を得ることはできなか
つた。

本発明はこのような問題点を解決するもので、
回転液中紡糸法の基本的な特徴を生かした、生産
性が高く、加工コストの低い金属細線の連続製造
装置を提供することを目的とするものである。

問題点を解決するための手段この問題点を解決するために本発明は、遠心力
により内周面に冷却液体層が形成される回転ドラ
ムと、該回転ドラムを所定回転数で回転させる駆
動装置、溶融金属をジエツトとして冷却液体層に
供給するジエツト手段と、冷却液体層中に形成さ
れた金属細線を巻取るために回転ドラム外に設け
られた巻取機とを備えた金属細線の連続製造装置
であつて、該装置がさらに、回転ドラムと同期回
転するピツクアツプ及びこの同期回転中に該ピツ
クアツプを冷却液体層中の第１の径方向位置とこ
の第１の径方向位置よりも回転ドラムの回転軸心
に近づく第２の径方向位置との間で径方向に変位
させるためのカム手段を含む金属細線誘導装置
と、ピツクアツプが第１の径方向位置にありかつ
ジエツト供給手段にほぼ対向する位置にある時に
ジエツト供給手段を作動させて金属細線の先端部
をピツクアツプ上に位置せしめるためのタイミン
グ制御手段と、回転ドラム内において第２の径方
向位置にあるピツクアツプに近接して金属細線の
先端部を吸着及び取込むべく回転駆動される第１
のマグネツトローラと、該第１のマグネツトロー
ラに対向して吸着取込みされた金属細線の先端部
を剥離案内するスクレーパと、該スクレーパによ
り剥離案内された金属細線の先端部を吸着すると
共に金属細線の続く部分を巻回保持すべく回転ド
ラム内で回転駆動されかつ回転ドラム外の巻取機
の近傍まで移動可能な第２のマグネツトローラと
を備えていることを特徴とする金属細線の連続製
造装置を提供する。

作用以上の構成によれば、回転ドラムと同期回転す
ると共に、カム手段により径方向に変位可能なピ
ツクアツプが金属細線の先端部を第１のマグネツ
トローラに誘導して、これに吸着させるため、そ
の際に冷却液体層に乱れは生じない。そして、第
１のマグネツトローラに吸着取込みされた金属細
線はスクレーパにより剥離案内されて、第２のマ
グネツトローラに吸着され、従つて回転ドラム内
周面から引続き繰り出される金属細線の部分（連
続製造される金属細線の全長から見ればほんの一
部に過ぎない）が第２のマグネツトローラに巻回
保持される。この結果、金属細線の連続製造を続
行しながらも、これを回転ドラム外に取出すため
の条件が与えられる。第２のマグネツトローラは
外部の巻取機の近傍へ移動可能なので、金属細線
を巻取機に渡すことができ、以後は回転ドラムか
ら金属細線が巻取機により直接連続巻取できるも
のである。

実施例以下、本発明の実施例を第１図ないし第４図に
基づき説明する。

第１図及び第２図において、１は一端が閉じら
れ、他端が開放された回転ドラムで、その回転軸
２は一対の軸受３を介して回転自在に支持されて
いる。回転軸２には従動プーリ４が固定されてお
り、この従動プーリ４はタイミングベルト５を介
して駆動モータ６の出力軸６ａに固定された駆動
プーリ７に連結されている。

回転軸２にはさらに案内ボツクス８が固定され
ており、この案内ボツクス８内には可動体９がド
ラム１の径方向に移動可能に収納されている。可
動体９からはドラム１から離れる方向に連結アー
ム１０が延びており、この連結アーム１０はカム
フオロワー１１を介してカムリング１２に案内さ
れている。さらに、可動体９からは連結バー１３
がドラム１内へ突入しており、その一端にはピツ
クアツプ１３ａが設けられている。連結バー１３
がドラム１の径方向に移動できるようにドラム１
の閉鎖端側には径方向に延びる案内孔１ａが形成
されている。回転軸２に案内ボツクス８が固定さ
れているため、可動体９、すなわちこれに接続さ
れているピツクアツプ１３ａはドラム１と同期回
転するが、その際にピツクアツプ１３ａはカムリ
ング１２のカム輪部に従つて径方向に変位する。
カムリング１２のカム輪部はピツクアツプ１３ａ
が第３図に示した軌跡Ａをたどるように設定す
る。また、ピツクアツプ１３ａは、第４図ａに示
したように、連結バー１３に結合された単一のＬ
字形折曲ロツドで構成してもよいが、動作の確実
性を考慮すれば、ピツクアツプ１３ａを第４図ｂ
に示した如く、ドラム１の周方向に間隔をあけた
複数のＬ字形折曲ロツドで構成するか、或は第４
図ａに示したように所定面積の網で構成するのが
好ましい。なお案内ボツクス８、可動体９、連結
アーム１０、カムフオロワー１１、カルリング１
２、連結バー１３及びピツクアツプ１３ａで金属
細線誘導装置１４を構成しているものである。

回転ドラム１の内部には加熱装置１６を備えた
溶融炉１５が配設されている。溶融炉１５は下端
に所定孔径のノズル１７を有すると共に、上端は
合金ペレツト供給用としても用いられる配管１８
を介して図外の不活性ガス供給源に接続されてい
る。なお、加熱装置１６としては、溶融炉１５内
での金属溶融が速やかに行なえるよう図示のよう
に高周波誘導加熱コイルを使用するのが望まし
い。

回転ドラム１の内部において、その中心に対し
て溶融炉１５とはほぼ反対の固定位置に第１のマ
グネツトローラ１９が配設されており、この第１
のマグネツトローラ１９は駆動モータ２０により
回転される。第１のマグネツトローラ１９に対向
して位置固定のニツプローラ２８が設けられてい
ると共に、第１のマグネツトローラ１９の下手に
駆動モータ３０により回転される第２のマグネツ
トローラ２９が設けられている。第２のマグネツ
トローラ２９はそのための駆動モータ３０と伴に
回転ドラム１の外部に移動可能である。また、第
１のマグネツトローラ１９に対向してニツプロー
ラ２８の下手にはスクレーパ３１が配設されてい
る。

さらに、回転軸２には周方向一箇所にマーキン
グ突起２１ａを備えたカムデイスク２１が固定さ
れており、前記マーキング突起２１ａが所定回転
位置に達したのを近接スイツチ２２が検出する。

以上の構成の金属細線連続製造装置は次のよう
に動作する。

先ず、予じめ準備した所定の組成を有するペレ
ツト状の母合金の所定量を溶融炉１５に仕込み、
加熱装置１６により加熱溶融して溶融金属２３と
なし、溶融炉１５の下端のノズル１７からいつで
も噴出できる状態で待期させる。次に、回転ドラ
ム１を駆動モータ６によつて所定の回転数で回転
させ、図示しない供給装置よりドラム１に所定量
の冷却液体を供給し、ドラム１の回転により生じ
た遠心力によりドラム１の内周面に環状の冷却液
体層２４を形成する。

以上の準備作業が完了した後、近接スイツチ２
２を動作状態にする。カムデイスク２１上のマー
キング突起２１ａが所定の回転位置に到達すると
近接スイツチ２２がこれを検出して、例えば配管
１８に設けた弁（図示せず）を作動させ、所定圧
力の不活性ガスを溶融炉１５内に導入させる。こ
の結果、溶融炉１５のノズル１７から溶融金属の
ジエツト２５が噴出される。この時、ピツクアツ
プ１３ａはノズル１７のほぼ真下又は真下位置の
少し手前にある。溶融金属のジエツト２５は回転
する冷却液体層２４に侵入し、急冷凝固して金属
細線２５となり、その先端部がピツクアツプ１３
ａの上に載つてカムリング１２のカム輪郭によつ
て与えられる軌道Ａ（第３図）に沿つて移動する
ため、冷却液体層２４の近傍に位置した第１のマ
グネツトローラ１９の外周面近傍に到達すること
になる。従つて、金属細線２６の先端部が磁力に
よつてマグネツトローラ１９に吸着された後、第
１のマグネツトローラ１９とニツプローラ２８と
の間を通過して、スクレーパ３１に到達する。そ
して、このスクレーパ３１の作用により、金属細
線２６の先端部が第１のマグネツトローラ１９か
ら剥離し、第２のマグネツトローラ２９に吸着さ
れて、これに巻回保持されることになる。今、ジ
エツト２５の噴出速度をV₀、回転ドラム１の周
速をV₁、第１のマグネツトローラ１９の周速を
V₂とすれば、これらパラメータの関係は以下の
ように設定するのが好ましい。

V₁＝（0.7〜1.2）V₀ V₂＝（1.0〜1.2）V₀ 一方、第２のマグネツトローラ２９は、その駆
動モータ３０を一定トルクモータで構成すること
により、第１のマグネツトローラ１９とニツプロ
ーラ２８との間から繰り出される金属細線２６に
常に一定のテンシヨンがかかるように回転数を調
整し、金属細線２６が切れたり、たるんだりしな
いようにしてある。

金属細線誘導装置１４は、金属細線２６の先端
部を第１のマグネツトローラ１９に吸着させるこ
とで所要の目的を達する。従つて、好ましくは、
カムリング１２を回転ドラム１の軸心方向に移動
可能とし、金属細線２６の先端部が第１のマグネ
ツトローラ１９に吸着した後に、カムリング１２
を移動させて、カムフオロワー１１をカムリング
１２に設けた円形の第２のカムラツク（図示せ
ず）に案内されるようにして、ピツクアツプ１３
ａが回転ドラム１の内周面に沿う軌道を移動する
ようにすることが有利である。しかし、これは必
ずしも必要ではなく、ピツクアツプ１３ａが第３
図に示す軌道Ａを常時移動すること自体は実質的
に問題とはならない。

金属細線２６がその先端部からある程度の長さ
まで第２のマグネツトローラ２９に巻回された
後、回転を続ける第２のマグネツトローラ２９は
その駆動モータ３０と伴に図示していない機構に
より回転ドラム１の外部に取り出された。巻取機
２７の近傍へゆつくりと移動される。そして第２
のマグネツトローラ２９と回転ドラム１との間で
延びる金属細線２６（実際には図示されていない
複数のローラに案内されている）が巻取機２７に
おける１つの空ボビンに設けたカツターにより公
知の態様により切断されて、該ボビンに巻取られ
る。以後、このボビンが満巻になるまで直接ドラ
ム１から金属細線２６の巻取が行なわれ、それが
完了した後、巻取機２７における他の空ボビンに
公知の態様で自動的に巻取が切換る。なお、第２
のマグネツトローラ２９は金属細線２６をドラム
１外に引出して、巻取機２７にこれを渡すまでを
目的としているので、巻取機２７に金属細線２６
を渡した後は、ドラム１外で待機されるものであ
る。

上述した実施例において、長時間にわたつて金
属細線２６を連続製造する場合には、回転ドラム
１内に位置させる溶融炉１５に、別途ドラム１の
外部に配置した１又はそれ以上の追加の溶融炉か
ら配管を介して溶融金属又は合金ペレツトを連続
的に補給すればよい。

ところで本発明に適用される金属としては、純
粋な単一元素からなる金属、微量の不純物を含有
する単一元素からなる金属或いはあらゆる合金が
あげられるが、特に急冷固化することにより優れ
た特性を有する合金、例えば非晶質相を形成する
合金又は非平衡結晶質相を形成する合金等が最も
好ましい合金である。その非晶質相を形成する合
金の具体例としては、例えば「サイエンス」第８
号、1978年62〜72頁、日本金属学会会報15巻第３
号、1976年151〜206頁や、「金属」1971年12月１
日号、73〜78頁等の文献や特開昭49−91014号、
特開昭50−101215号、特開昭49−135820号、特開
昭51−3312号、特開昭51−4017号、特開昭51−
4018号、特開昭51−4019号、特開昭51−65012号、
特開昭51−73920号、特開昭51−73923号、特開昭
51−78705号、特開昭51−79613号、特開昭52−
5620号、特開昭52−114421号、特開昭54−99035
号等多くの公報に記載されているとおりである。
それらの合金の中で、非晶質形成能が優れ、しか
も実用的合金としての代表としては、Fe−Si−
Ｂ系、Fe−Ｐ−Ｃ系、Fe−Ｐ−Ｂ系、Co−Si−
Ｂ系、Ni−Si−Ｂ系等があげられるが、その種
類は金属−半金属の組合せ、金属−金属の組合せ
から非常に多く選択できることはいうまでもな
い。さらには、その組成の特徴を生かして、従来
の結晶質金属では得られない優れた特性を有する
合金の組合せも可能である。又、非平衡結晶質相
を形成する合金の具体例としては、例えば「鉄と
鋼」第66巻（1980）第３号、382〜389頁、「日本
金属学会誌」第44巻第３号、1980年245〜254頁、
「TRANSACTION OF THE JAPAN
INSTITUTE OF METALS」VOL.20、No.
8August1979 468〜471頁、日本金属学会秋期大
会一般講演概要集（1979年10月）、350頁、351頁
に記載のFe−Cl−Al系合金、Fe−Al−Ｃ系合金
や、日本金属学会秋期大会一般講演概要集（1981
年11月）423〜425頁に記載のMn−Al−Ｃ系合
金、Fe−Cr−Al系合金、Fe−Mn−Al−Ｃ系合
金があげられる。

発明の効果以上述べた如く、本発明に係る金属細線の連続
製造装置では、回転ドラムと同期回転すると共
に、カム手段によつて径方向に変位可能なピツク
アツプによつて金属細線の先端部を第１のマグネ
ツトローラに吸着させ、これをさらに第２のマグ
ネツトローラに案内して巻回保持させる構成をと
つているので、冷却液体相に乱れを生じさせるこ
となく金属細線を回転ドラム外に取出して、巻取
機に連続的に巻取らせることができ、生産性が高
く、低コストで金属細線を連続製造できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る金属細線の連
続製造装置を示す部分断面側面図、第２図は第１
図における−断面図、第３図はピツクアツプ
の軌道を示す概略図、第４図ａ，ｂ，ｃは種々な
形態のピツクアツプを示す斜視図、第５図は従来
の金属細線製造装置を示す部分断面図である。１……回転ドラム、６……駆動モータ、１２…
…カムリング、１３ａ……ピツクアツプ、１５…
…溶融炉、１６……加熱装置、１７……ノズル、
１８……不活性ガス（合金ペレツト）配管、１９
……第１のマグネツトローラ、２１……カムデイ
スク、２１ａ……マーキング突起、２２……近接
スイツチ、２３……溶融金属、２４……冷却液体
層、２５……ジエツト、２６……金属細線、２７
……巻取機、３１……スクレーパ。

Claims

【特許請求の範囲】

１遠心力により内周面に冷却液体層が形成され
る回転ドラムと、該回転ドラムを所定回転数で回
転させる駆動装置、溶融金属をジエツトとして冷
却液体層に供給するジエツト手段と、冷却液体層
中に形成された金属細線を巻取るために回転ドラ
ム外に設けられた巻取機とを備えた金属細線の連
続製造装置であつて、該装置がさらに、回転ドラ
ムと同期回転するピツクアツプ及びこの同期回転
中に該ピツクアツプを冷却液体層中の第１の径方
向位置とこの第１の径方向位置よりも回転ドラム
の回転軸心に近づく第２の径方向位置との間で径
方向に変位させるためのカム手段を含む金属細線
誘導装置と、ピツクアツプが第１の径方向位置に
ありかつジエツト供給手段にほぼ対向する位置に
ある時にジエツト供給手段を作動させて金属細線
の先端部をピツクアツプ上に位置せしめるための
タイミング制御手段と、回転ドラム内において第
２の径方向位置にあるピツクアツプに近接して金
属細線の先端部を吸着及び取込むべく回転駆動さ
れる第１のマグネツトローラと、該第１のマグネ
ツトローラに対向して吸着取込みされた金属細線
の先端部を剥離案内するスクレーパと、該スクレ
ーパにより剥離案内された金属細線の先端部を吸
着すると共に金属細線の続く部分を巻回保持すべ
く回転ドラム内で回転駆動されかつ回転ドラム外
の巻取機の近傍まで移動可能な第２のマグネツト
ローラとを備えていることを特徴とする金属細線
の連続製造装置。