JPS61262451A - 金属細線の連続製造装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、溶融金属よシ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。

例工ば特開昭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ェットとして噴出し
、その溶融金属を急冷凝固させて金属細線をコイル状に
製造するものであシ、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シ具体的に示せば、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（１０
１）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）となし、溶融炉（１０２）の先
端部に付設する所定の孔径を有するノズ／１ｚ（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υ
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ットする。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／Ｉ／　（１０４）よシジェット（１０８）と
して噴出する。ジェッ）　（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（１０
９）　（断面のみを示す）となり、円筒状ドラム（１０
５）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（１０
５）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った後、
溶融炉系を円筒状ドラム（１０５）の空間内よシ外へ移
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は容器で受けた後に、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
イクルとするバッチ式の製造方法が回転液中紡糸法の従
来の方法であった。

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μ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μツボの下端ノズルよ
シ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シ外方に誘導させて巻取機に務
き取らせるものである。前記誘導手段として圧縮空気流
を用いたシ、スクレーバ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シしている
。

発明が解決しようとする問題点 上記従来例において、先ずパッ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バツチ当シの
金属細線の量が制限されること、１パッチ缶−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
あシ、到底企業化し得ないのが実情であった。

又、前記連続製造方法では、前記コイ〃を誘導するとき
、誘導手段の作用によって冷却液体層に乱れが生じるば
かシでなく、誘導手段にょシ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、これによっても冷
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６０〜２５０μｍ−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シ、到底連
続した金属細線を得ることはできなかった。

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。

問題点を解決するだめの手段 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ヲムと、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
ェットとして冷却液体層に供給するジェット手段と、冷
却液体層中に形成された金属細線を石数るために回転ド
ラム外に設けられた鳥取機とを備えた金属細線の連続製
造装置であって、該装置がさらに、回転ドラムと同期回
転するピックアップ及びこの同期回転中に該ピックアッ
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う＜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、ピックアップが第１の径方向位
置にありかつジェット供給手段にほぼ対向する位置にあ
る時にジェット供給手段を作動させて金属細線の先端部
をピックアッ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
ピックアッ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のマグネットローラと、該
第１の・マグネッ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
レーバによシ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のマグネッ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
、カム手段によシ径方向に変位可能なピックアップが金
属細線の先端部を第１のマグネッ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のマグネットローラに吸着取込み
された金属細線はスクレーバによシ剥離案内されて、第
２のマグネットローラに吸着され、従って回転ドラム内
周面から引続きａシ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のマグネッ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
ネッ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シ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、
との従動プーリ（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）にはさらに案内ボックス（８）が固定され
ており、この案内ボックス（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α１が延びており、この連結アームＱ□はカムフォ
ロワー（ロ）を介してカムリング（２）に案内されてい
る。

さらに、可動体（９）からは連結バー（２）がドラム（
１）内へ突入しておシ、その一端にはピックアップ（１
３ａ）が設けられている。連結バー（２）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）に案内ボックス（８）が固定されているた
め、可動体（９）、すなわちそれに接続されているピッ
クアップ（１３ａ）はドラム（１）と同期回転するが、
その際にピックアップ（１３ａ）はカムリング■のカム
輪部に従って径方向に変位する。カムリング（ロ）のカ
ム輪部はピックアップ（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、ピックアップ（１３
ａ）は、第４図（ａ）に示したように、連結バー（２）
に結合された単一のＬ字形折曲ロッドで構成してもよい
が、動作の確実性を考慮すれば、ピックアップ（１３ａ
）を第４図（ｂ）に示した如く、ドラム（１）の局方向
に間隔をあけた複数のＬ字形折曲ロッドで構成するか、
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。なお案内ボックス（８）　、可動体（
９）　、連結アームα０．カムフォロワー（ロ）、カム
リンゲイ、連結パー（至）及びピックアップ（１３ａ）
で金属細線誘導装置α４ｆ：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（至）を備えた溶
融炉（ト）が配設されている。溶融炉（至）は下端に所
定孔径のノズμαηを有すると共に、上端は合金ベレッ
ト供給用としても用いられる配管（至）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Ｑ
呻としては、溶融炉（至）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（ト）とはほぼ反対の固定位置に第１のマグネット
ローラａＬａが配設されており、この第１のマグネット
ローラα呻は駆動モータ翰によシ回転される。第１のマ
グネットローラ翰に対向して位置固定のニップローラ四
が設けられていると共に、第１のマグネットローラ（１
’Ｊの下手に駆動モータ（１）によシ回転される第２の
マグネットローラ翰が設けられている。第２のマグネッ
トローラ四はそのための駆動モーターと伴に回転ドラム
（１）の外部に移動可能である。また、第１のマグネッ
トローラαＱに対向してニップローラ■の下手にはスク
レーバ６υが配設されている。

さらに、回転軸（２）には局方向−箇所にマーキング突
起（２１ａ）を備えたカムディスクｅＡ１）が固定され
ておシ、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ッチ（２）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ベレット状の
母合金の所定量を溶融炉（至）に仕込み、加熱装置α０
によシ加熱溶融して溶融金属（至）となし、溶融炉（至
）の下端のノズルαη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
）によっ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）の回転によシ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（ハ）を形成する。

、以上の準備作業が完了した後、近接スイッチ（２）を
動作状態にする。カムディスクｅＡ力上のマーキング突
起（２１ａ）が所定の回転位置に到達すると近接スイッ
チ（イ）がこれを検出して、例えば配管（至）に設けた
弁（図示せず）を作動させ、所定圧力の不活性ガヌを溶
融炉（ト）内に導入させる□この結果、溶融炉（至）の
ノズルαηから溶融金属のジェッ）１２５１が噴出され
る。この時、ピックアップ（１３ａ）はノズルα力のほ
ぼ真下又は真下位置の少し手前にある。溶融金属のジェ
ット−は回転する冷却液体層＠に侵入し、急冷凝固して
金属細線□□□となり、その先端部がピックアップ（１
３ａ）の上に載ってカムリング（ロ）のカム輪郭によっ
て与えられる軌道Ａ（第３図）に沿って移動するため、
冷却液体層（財）の近傍に位置した第１のマグネットロ
ーフα呻の外周面近傍に到達することになる。従って、
金属細線□□□の先端部が磁力によってマグネットロー
ラαりに吸着された後、第１のマグネットローラαｅと
ニップローラ１ＩＩ（２８１との間を通過して、スクレ
ーバ０ηに到達する。

そして、このスクレーバＣυの作用により、金属細線（
至）の先端部が第１のマグネットローラα呻から剥離し
、第２のマグネットローラ翰に吸着されて、これに巻回
保持されることになる。今、ジェット（至）の噴出速度
をｖｏ１回転ドラム（１）の周速をＶい第１のマグネッ
トローラα呻の周速を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。

Ｖ＝（０，７〜１．２）Ｖ。

Ｖ＝（１，０〜１．２）Ｖ。

一方、第２のマグネットローラ翰は、その駆動モータ■
を一定ト〃クモータで構成することにより、第１のマグ
ネットローラα呻とニップローラ（ハ）との間から繰シ
出される金属細線（至）に常に一定のテン！／、ンがか
かるように回転数を調整し、金属細線（至）が切れたり
、たるんだシしないようにしである。

金属細線誘導装置α◆は、金属細線園の先端部を第１の
マグネットローラα呻に吸着させることで所要の目的を
達する。従って、好ましくは、カムリング（６）を回転
ドラム（１）の軸心方向に移動可能とし金属細線□□□
の先端部が第１のマグネットローラα傷に吸着した後に
、カムリング（２）を移動させて、カムフォロワーａη
をカムリング＠に設けた円形の第２のカムトラック（図
示せず）に案内さレルヨ’ｌ）にして、ピックアップ（
１３ｇ）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・ピックアップ（１３ａ）が第３図に
示す軌道Ａｔ−常時移動すること自体は実質的に問題と
はならない。

ける第２のマグネットローフ四はその駆動モータ曽と伴
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、巻取機−の近傍へゆっくりと移動される。

そして第２のマグネットローラ翰と回転ドラム（１）と
の間で延びる金属細線（至）（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−における
１つの空ボビンに設けたカッ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（至
）の巻取が行なわれ、それが完了した後、巻取機ｅ２７
１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のマグネットローラ翰は金属細線の
をドラム（１）外に引出して、巻取機−にこれを渡すま
でを目的としているので、巻取機＠に金属細線□□□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、長時間にわたって金属細線＠
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（２）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
金属又は合金ベレッ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Ｏ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Ｊ　１
９７１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５１−７８７．０５号、特開昭５１−７９６１３
号、特開昭５２−５６２０号、特開昭５２−１１４４２
１号、特開昭５４−９９０３５号等多くの公報に記載さ
れているとおシである。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、
Ｆ６−５ｉ−Ｂ系、Ｆｅ−Ｐ−Ｃ系、Ｆｅ　−Ｐ−Ｂ系
、Ｃｏ−３ｉ−Ｂ系、Ｎｉ−５ｉ−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、ｒＴＲＡＮｓＡｃ
ＴＩＯＮ　ＯＦ　ＴＨＥ　ＪＡＰＡＮ　ｌＮ５ＴＩＴＵ
ＴＥＯＦ　！ｉ［ＥＴＡＬＳＪ　ＶＯＬ−２０Ｎｏ−８
Ａｕｇｕｓｔ　１９７９４６８〜４７１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　−Ｃｒ−ＡＩ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−Ａ／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
り径方向に変位可能表ピックアップによって金属細線の
先端部を第１の々グネットローラに吸着させ、これをさ
らに第２のマグネットローラに案内して巻回保持させる
構成をとっているので、冷却液体層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０

【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ｌ−
１断面図、第３図はピックアップの軌道を示す概略図、
第４図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）は種々な形態のピックア
ップを示す斜視図、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、＠
・・・カムリング、（１３ａ）・・・ピックアップ、（
２）・・・溶融炉、ＣＬＱ・・・加熱装置、ａη・・・
ノズル、（至）・・・不活性ガス（合金ベレット）配管
、αす・・・第１のマグネットローフ、（ロ）・・・カ
ムディスク、（２１ａ）・・・マーキング突起、（２）
・・・近接スイッチ、翰・・・溶融金属、（財）・・・
冷却液体層、彌・・・ジェット、酋・・・金属細線、（
転）・・・巻取機、ｃｌ］）・・・スクレーバ 代理人　　　森　　本　　義　　弘 第１図 ／−ｍ−回転ドラム　　　　　　　　　ｚｒ−−−−ｔ
ｙムチ１スフ６−・−Ｍｈモータ　　　　　　　　　ｚ
ｔａ−・・マー凭シク゛亥１多ｒｚ　−−−−ｔｙ　ム
’ｔ　ｆ９ｔ、　　　　　　　　　ｚｚ−＊ＮズイーＩ
Ｊｒ１３ｔｌ・−と−クアッフ・　　　　　　　　２３
−づ容融＆養１５−−−”＝’Ｊ　ｗＲ’ｋＰ　　　　
　　　　　　　　　　２４−−４０　＊＋ｌ′Ｂ・・−
千三古４１１ｊス（合金ぺし、−、θ配管　２９−・第
２のマブネ・ソトＯ′う１９・−第１のマグネット。−
ラ 第２図 ｎ−・−巻］ｋ機 ３１−一一スクし一ノ望 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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、溶融金属をジェットとして冷却液体層に供給する
   ジェット手段と、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って、該装置がさらに、
   回転ドラムと同期回転するピックアップ及びこの同期回
   転中に該ピックアッ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、ピックアッ
   プが第１の径方向位置にありかつジェット供給手段にほ
   ぼ対向する位置にある時にジェット供給手段を作動させ
   て金属細線の先端部をピックアッ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ックアッ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
   ネットローラと、該第１のマグネッ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
   レーバと、該スクレーバ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のマグネットローラ
   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。