JP2008264856A - Metal fine wire production device - Google Patents

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JP2008264856A JP2007114088A JP2007114088A JP2008264856A JP 2008264856 A JP2008264856 A JP 2008264856A JP 2007114088 A JP2007114088 A JP 2007114088A JP 2007114088 A JP2007114088 A JP 2007114088A JP 2008264856 A JP2008264856 A JP 2008264856A
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Takahiro Fujii
貴広 藤井
Toru Shiraishi
透 白石
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a metal fine wire production device where the wettability of a rotary plate to a molten metal is regulated, so as to stably perform the production of a metal fine wire, and also, a production yield can be improved. <P>SOLUTION: In the case rugged parts are used as a temperature control means for controlling the temperature of a rotary plate, annular grooves 141C composing rugged parts are formed on the surface of the rotary plate 141. In the rotary plate 141, heat radiability improves by the increase of the surface area, thus the increase of the temperature in the rotary plate 141 can be suppressed. When such rugged parts are formed, in consideration of the production conditions of the metal fine wire, by suitably setting the shape of the rugged parts, the forming positions of the rugged parts, the ratio between the surface area and volume of the rotary plate 141 or the like, the temperature of the rotary plate can be set to a prescribed temperature or below. In this way, the wettability of the rotary plate 141 to a molten metal can be set to a desired range. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、金属材料の端部を溶融して溶融金属を形成し、回転板を用いて溶融金属から金属細線を形成する金属細線製造装置に係り、特に溶融金属に対する回転板の濡れ性の制御技術の改良に関する。   The present invention relates to an apparatus for producing a fine metal wire that forms a molten metal by melting an end portion of a metal material and forms a fine metal wire from the molten metal using a rotating plate, and in particular, controls the wettability of the rotating plate with respect to the molten metal. It relates to technical improvements.

金属細線の製造方法として、たとえば溶湯抽出法が知られている。図11は、溶湯抽出法を用いた金属細線製造装置10の概略構成を表し、(A)は側断面図、(B)は(A)の11B−11B線の断面図である。金属細線製造装置10では、回転板11の下側に配置された材料保持部12は、その内部に金属材料を上方へ移動可能に収容する。加熱部13は、材料保持部12の上端から突出する金属材料Mを溶融することにより、溶融金属(溶湯)Maが形成される。そして、溶融金属Maが、回転板11の周縁部11aに接触し、回転板11の接線方向へ送出されるとともに急冷される。これにより、均一な線径の金属細線Fが製造される。   As a method for producing a thin metal wire, for example, a molten metal extraction method is known. FIG. 11 shows a schematic configuration of the metal fine wire manufacturing apparatus 10 using the molten metal extraction method, (A) is a side sectional view, and (B) is a sectional view taken along line 11B-11B in (A). In the metal fine wire manufacturing apparatus 10, the material holding unit 12 disposed on the lower side of the rotating plate 11 accommodates the metal material therein so as to be movable upward. The heating unit 13 forms a molten metal (molten metal) Ma by melting the metal material M protruding from the upper end of the material holding unit 12. Then, the molten metal Ma comes into contact with the peripheral edge portion 11a of the rotating plate 11, is sent out in the tangential direction of the rotating plate 11, and is rapidly cooled. Thereby, the metal fine wire F of a uniform wire diameter is manufactured.

このような金属細線製造装置10の回転板11としては、Cu、Cu合金、Al、あるいは、Al合金からなる回転板(特許文献1)や、Cu、Cu合金、Mo、Ta、W、あるいは、Irからなる回転板(特許文献2)がある。それら回転板では、表裏面が平坦となり、周縁部がV字状のエッジをなしている。   As the rotating plate 11 of such a thin metal wire manufacturing apparatus 10, a rotating plate made of Cu, Cu alloy, Al, or Al alloy (Patent Document 1), Cu, Cu alloy, Mo, Ta, W, or There is a rotating plate made of Ir (Patent Document 2). In these rotating plates, the front and back surfaces are flat and the peripheral edge has a V-shaped edge.

特開平9−29399号公報(要約)JP-A-9-29399 (summary) 特開平11−189926号公報(要約)JP 11-189926 A (summary)

ところで、金属細線Fの製造では、溶融金属Maから回転板11へ伝導する熱がそこに蓄積することにより回転板11の温度が上昇する。しかしながら、この場合、回転板11の温度が所定の上限温度を超えると、回転板11の溶融金属Maに対する濡れ性が良すぎるため、溶融金属Maが回転板11に付着し、その結果、金属細線Fが短線となり製造が不可能となる。一方、回転板11の温度が所定の下限温度未満になると、回転板11の溶融金属Maに対する濡れ性が悪すぎるため、回転板11の回転方向への溶融金属Maの塊状の垂れ(前垂れ)が頻繁に発生し、その結果、製造歩留まりが低下する。以上のように金属細線Fの製造では、溶融金属Maに対する回転板11の濡れ性を調整する必要があった。   By the way, in manufacture of the metal fine wire F, the heat | fever conducted from molten metal Ma to the rotating plate 11 accumulate | stores there, and the temperature of the rotating plate 11 rises. However, in this case, when the temperature of the rotating plate 11 exceeds a predetermined upper limit temperature, the wettability of the rotating plate 11 with respect to the molten metal Ma is too good, so that the molten metal Ma adheres to the rotating plate 11, and as a result, the fine metal wire F becomes a short line, making it impossible to manufacture. On the other hand, when the temperature of the rotating plate 11 becomes lower than a predetermined lower limit temperature, the wettability of the rotating plate 11 with respect to the molten metal Ma is too bad. It occurs frequently and, as a result, the manufacturing yield decreases. As described above, in manufacturing the fine metal wire F, it is necessary to adjust the wettability of the rotating plate 11 with respect to the molten metal Ma.

したがって、本発明は、溶融金属に対する回転板の濡れ性を調整することにより金属細線の製造を長時間安定して行うことができ、かつ製造歩留まりを向上させることができる金属細線製造装置を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention provides a metal fine wire manufacturing apparatus that can stably manufacture a thin metal wire for a long time by adjusting the wettability of the rotating plate with respect to the molten metal and can improve the manufacturing yield. The purpose is that.

本発明の金属細線製造装置は、金属材料の端部を溶融することにより溶融金属を形成する加熱手段と、周縁部を有するとともに、周縁部と溶融金属との接触により溶融金属を冷却し、その冷却された溶融金属を回転により送出して金属細線を形成する回転板と、回転板の温度を制御する温度制御手段とを備えたことを特徴としている。   The apparatus for producing a fine metal wire of the present invention has a heating means for forming a molten metal by melting an end portion of a metal material, a peripheral portion, and the molten metal is cooled by contact between the peripheral portion and the molten metal. It is characterized by comprising a rotating plate that feeds the cooled molten metal by rotation to form a fine metal wire, and temperature control means for controlling the temperature of the rotating plate.

本発明の金属細線製造装置では、温度制御手段で回転板の温度を制御することにより、溶融金属に対する回転板の濡れ性を所望の範囲内に設定することができるので、溶融金属の回転板への付着および溶融金属の回転板からの前垂れを防止することができる。したがって、金属細線の製造を長時間安定して行うことができ、かつ製造歩留まりを向上させることができる。   In the metal fine wire manufacturing apparatus of the present invention, the wettability of the rotating plate with respect to the molten metal can be set within a desired range by controlling the temperature of the rotating plate with the temperature control means. Adhesion and sag of the molten metal from the rotating plate can be prevented. Therefore, it is possible to stably manufacture the thin metal wire for a long time and to improve the manufacturing yield.

本発明の金属細線製造装置では、温度制御手段による回転板の設定温度を次の温度にすることが好適である。たとえば、温度制御手段により回転板の設定温度を120℃以下にすることができる。回転板の設定温度が120℃を超えると、溶融金属に対する回転板の濡れ性が良すぎるため、溶融金属が回転板に付着し、金属細線の製造が不安定となり、製造歩留まりが低下する。これに対して、上記のように回転板の設定温度を120℃以下とすることにより、上記問題の発生を防止することができる。   In the metal fine wire manufacturing apparatus of the present invention, it is preferable that the set temperature of the rotating plate by the temperature control means is set to the following temperature. For example, the set temperature of the rotating plate can be set to 120 ° C. or less by the temperature control means. When the set temperature of the rotating plate exceeds 120 ° C., the wettability of the rotating plate with respect to the molten metal is too good, so that the molten metal adheres to the rotating plate, the manufacture of the metal thin wire becomes unstable, and the manufacturing yield decreases. On the other hand, the occurrence of the above problem can be prevented by setting the set temperature of the rotating plate to 120 ° C. or lower as described above.

また、回転板の設定温度を20〜100℃以下に設定することがより好適である。この場合、回転板の周縁部への付着物を除去する清掃部材の構成材料として天然繊維あるいは合成繊維を用いることができる。回転板の設定温度を20℃未満とすると、溶融金属に対する回転板の濡れ性が悪すぎるため、溶融金属の前垂れが頻繁に発生して製造歩留まりが低下する。一方、回転板の設定温度が100℃を超えると、清掃部材の構成材料である繊維が耐熱性不足により激しく摩耗するため、長時間製造を行うことができない。これに対して、上記のように回転板の設定温度を20〜100℃とすることにより、上記問題の発生を防止することができる。   Moreover, it is more preferable to set the set temperature of the rotating plate to 20 to 100 ° C. or less. In this case, natural fibers or synthetic fibers can be used as a constituent material of the cleaning member that removes deposits on the peripheral edge of the rotating plate. When the set temperature of the rotating plate is less than 20 ° C., the wettability of the rotating plate with respect to the molten metal is too bad, so that the sag of the molten metal frequently occurs and the manufacturing yield decreases. On the other hand, when the set temperature of the rotating plate exceeds 100 ° C., the fiber that is a constituent material of the cleaning member wears violently due to insufficient heat resistance, and thus cannot be manufactured for a long time. On the other hand, the occurrence of the above problem can be prevented by setting the set temperature of the rotating plate to 20 to 100 ° C. as described above.

本発明の金属細線製造装置は、温度制御手段として種々の構成を用いることができる。
たとえば温度制御手段として、回転板における周縁部以外の部分に形成された凹凸部を用いることができる。この態様では、凹凸部の形成による表面積の増加によって放熱性が向上するので、回転板の温度上昇を抑制することができる。さらに、温度制御手段として凹凸部という簡単な構成を用いることができるので、冷却水を用いた上記温度制御手段と比較して装置の低価格化を図ることができる。凹凸部は回転板の回転方向に対して交差する方向に向いていることが好適である。この態様では、回転板近傍の雰囲気ガスの凹凸部による撹拌によって、回転板近傍での高温の雰囲気ガスの停滞が防止され、回転板の表面に常に低温の雰囲気ガスが供給される(吹き付けられる)。したがって、放熱性が向上するので、回転板の温度上昇をさらに抑制することができる。
The metal wire manufacturing apparatus of the present invention can use various configurations as temperature control means.
For example, as the temperature control means, a concavo-convex portion formed in a portion other than the peripheral portion of the rotating plate can be used. In this aspect, the heat dissipation is improved by increasing the surface area due to the formation of the concavo-convex portions, so that the temperature rise of the rotating plate can be suppressed. Furthermore, since a simple structure called a concavo-convex portion can be used as the temperature control means, the cost of the apparatus can be reduced as compared with the temperature control means using cooling water. It is preferable that the concavo-convex portion is oriented in a direction intersecting the rotation direction of the rotating plate. In this embodiment, the stir of the high-temperature atmospheric gas in the vicinity of the rotating plate is prevented by stirring by the uneven portion of the atmospheric gas in the vicinity of the rotating plate, and the low-temperature atmospheric gas is always supplied (sprayed) to the surface of the rotating plate. . Therefore, since heat dissipation improves, the temperature rise of a rotating plate can further be suppressed.

また、回転板の表面積と体積との比(=表面積/体積)を4以上とすることが好適である。この態様では、回転板の温度上昇を効果的に抑制することができる。以上のような凹凸部を形成する場合、金属細線の製造条件を考慮して、凹凸部の形状や、凹凸部の形成位置、回転板の表面積と体積との比などを適宜設計することにより、回転板の温度を所定温度以下に設定することができる。   Further, it is preferable that the ratio (= surface area / volume) of the surface area to the volume of the rotating plate is 4 or more. In this aspect, the temperature rise of the rotating plate can be effectively suppressed. When forming the concavo-convex part as described above, considering the manufacturing conditions of the fine metal wire, by appropriately designing the shape of the concavo-convex part, the formation position of the concavo-convex part, the ratio between the surface area and volume of the rotating plate, The temperature of the rotating plate can be set below a predetermined temperature.

また温度制御手段として、回転板の板厚方向に形成された貫通孔を用いることができる。この態様では、貫通孔により回転板の熱容量が小さくなるので、回転板が冷却されやすい。また、貫通孔により回転板近傍の雰囲気ガスが撹拌され、回転板近傍での高温の雰囲気ガスの停滞が防止され、回転板の表面に常に低温の雰囲気ガスが供給される(吹き付けられる)。したがって、放熱性が向上するので、回転板の温度上昇を抑制することができる。また、温度制御手段として貫通孔という簡単な構成を用いることができるので、冷却水を用いた上記温度制御手段と比較して装置の低価格化を図ることができる。   Further, as the temperature control means, a through hole formed in the thickness direction of the rotating plate can be used. In this aspect, since the heat capacity of the rotating plate is reduced by the through hole, the rotating plate is easily cooled. Further, the atmospheric gas in the vicinity of the rotating plate is agitated by the through hole, the stagnation of the high temperature atmospheric gas in the vicinity of the rotating plate is prevented, and the low temperature atmospheric gas is always supplied (sprayed) to the surface of the rotating plate. Therefore, since heat dissipation improves, the temperature rise of a rotating plate can be suppressed. Moreover, since a simple structure called a through hole can be used as the temperature control means, the cost of the apparatus can be reduced as compared with the temperature control means using cooling water.

さらに、貫通孔の回転板に対する体積開口率を30〜70%にすることが好適である。この態様では、回転板の温度上昇を効果的に抑制することができる。以上のような貫通孔を形成する場合、金属細線の製造条件を鑑みて、貫通孔の形状や、貫通孔の形成位置、貫通孔の回転板に対する体積開口率などを適宜設計することにより、回転板の温度を所定温度以下に設定することができる。   Furthermore, it is preferable that the volume opening ratio of the through hole with respect to the rotating plate is 30 to 70%. In this aspect, the temperature rise of the rotating plate can be effectively suppressed. When forming the above-mentioned through holes, in consideration of the manufacturing conditions of the fine metal wires, the shape of the through holes, the formation positions of the through holes, the volume opening ratio of the through holes with respect to the rotating plate, and the like can be appropriately designed. The temperature of the plate can be set below a predetermined temperature.

さらに、回転板の回転軸は、回転板を回転させるための本体部と、本体部に一体的に形成されるとともに回転板の少なくとも一面における周縁部の近傍まで延在するフランジ部とを有することができる。この場合、温度制御手段は、回転軸の本体部およびフランジ部に形成された中空部と、中空部に流体を流通させる冷却手段とを有することができる。この態様では、冷却手段を用いて、回転軸の本体部およびフランジ部に形成された中空部に流体を流通させることにより、回転板の温度制御を行うことができる。加えて、回転板の材質として、銅あるいは銅合金を用いることができる。また、上記温度制御手段を適宜組み合わせて用いることができるのは言うまでもない。   Furthermore, the rotating shaft of the rotating plate has a main body portion for rotating the rotating plate, and a flange portion that is integrally formed with the main body portion and extends to the vicinity of the peripheral edge portion on at least one surface of the rotating plate. Can do. In this case, the temperature control means can have a hollow part formed in the main body part and the flange part of the rotating shaft, and a cooling means for circulating fluid in the hollow part. In this aspect, the temperature of the rotating plate can be controlled by circulating the fluid through the hollow portion formed in the main body portion and the flange portion of the rotating shaft using the cooling means. In addition, copper or a copper alloy can be used as the material of the rotating plate. It goes without saying that the temperature control means can be used in appropriate combination.

本発明の金属細線製造装置によれば、温度制御手段で回転板の温度を制御することにより、金属細線の製造を長時間安定して行うことができ、かつ製造歩留まりを向上させることができる。   According to the apparatus for producing fine metal wires of the present invention, by controlling the temperature of the rotating plate by the temperature control means, the fine metal wires can be produced stably for a long time, and the production yield can be improved.

(1)第1実施形態
(1−1)実施形態の構成
以下、本発明の第1実施形態に係る金属細線製造装置100について、図面を参照して説明する。図1は、金属細線製造装置100の全体の概略構成を表す側断面図である。図2は、本発明の温度制御手段としての凹凸部を構成する溝140Cを有する回転板141の部分構成を表し、図1の紙面垂直方向における拡大側断面図である。
(1) First Embodiment (1-1) Configuration of Embodiment Hereinafter, a thin metal wire manufacturing apparatus 100 according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side cross-sectional view illustrating the overall schematic configuration of the metal fine wire manufacturing apparatus 100. FIG. 2 shows a partial configuration of the rotating plate 141 having the grooves 140C constituting the concavo-convex portion as the temperature control means of the present invention, and is an enlarged side cross-sectional view in the direction perpendicular to the plane of FIG.

金属細線製造装置100は、たとえば溶湯抽出法を用いることにより、ロッド状の金属材料Mを材料として均一な線径の金属細線Fを製造する装置である。金属細線製造装置100は、密閉可能なチャンバ101を備えている。チャンバ101内には、材料供給部110、筒状の材料保持部120、加熱部130(加熱手段)、細線形成部140、温度計測部150、回転板清掃部160、および、細線回収部170が設けられている。   The metal fine wire manufacturing apparatus 100 is an apparatus that manufactures a metal fine wire F having a uniform wire diameter using a rod-shaped metal material M as a material, for example, by using a molten metal extraction method. The metal wire manufacturing apparatus 100 includes a chamber 101 that can be sealed. In the chamber 101, there are a material supply unit 110, a cylindrical material holding unit 120, a heating unit 130 (heating means), a fine wire forming unit 140, a temperature measuring unit 150, a rotating plate cleaning unit 160, and a fine wire collecting unit 170. Is provided.

チャンバ101内には雰囲気ガスとして、たとえばアルゴンガスが用いられている。材料供給部110は、チャンバ101内に金属材料Mを供給する。材料保持部120は、材料供給部110から供給された金属材料Mを保持する。加熱部130は、材料保持部120に保持された金属材料Mの上端部を溶融することにより溶融金属Ma(溶湯)を形成する。細線形成部140は、回転板141を用いて溶融金属Maから金属細線Fを形成する。温度計測部150は、回転板141の周縁部141aと溶融金属Maとの接触部の極近傍の温度を計測する。回転板清掃部160は、スクレーパ161(清掃部材)を用いて回転板141の周縁部141aに付着した付着物を除去する。細線回収部170は、細線形成部140により形成された金属細線Fを回収する。以下、金属細線製造装置100の各部位(おもに本発明の特徴である回転板141)について説明するが、それら部位は本発明範囲内で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。   In the chamber 101, for example, argon gas is used as the atmospheric gas. The material supply unit 110 supplies the metal material M into the chamber 101. The material holding unit 120 holds the metal material M supplied from the material supply unit 110. The heating unit 130 forms a molten metal Ma (molten metal) by melting the upper end portion of the metal material M held by the material holding unit 120. The fine wire forming unit 140 uses the rotating plate 141 to form the fine metal wire F from the molten metal Ma. The temperature measurement unit 150 measures the temperature in the vicinity of the contact portion between the peripheral portion 141a of the rotating plate 141 and the molten metal Ma. The rotating plate cleaning unit 160 uses the scraper 161 (cleaning member) to remove deposits attached to the peripheral portion 141a of the rotating plate 141. The fine wire collection unit 170 collects the fine metal wire F formed by the fine wire forming unit 140. Hereinafter, although each part (mainly the rotating plate 141 which is the characteristics of this invention) of the metal fine wire manufacturing apparatus 100 is demonstrated, it cannot be overemphasized that various deformation | transformation are possible for those parts within the scope of the present invention.

材料供給部110は、たとえばチャンバ101の底部に設けられ、金属材料Mを所定速度で矢印B方向(図1)に向けて移動させて材料保持部120へ供給する。材料保持部120は、材料供給部110と細線形成部140との間における回転板141の下側に設けられたセラミックノズルである。材料保持部120は、金属材料Mの径方向への移動を防止する機能および金属材料Mの材料形成部140への円滑な移動を行うガイド機能を有する。加熱部130は、材料保持部120における金属材料Mの上端部の周囲に設けられ、金属材料Mの上端部を溶融することにより溶融金属Maを形成する高周波誘導コイルである。   The material supply unit 110 is provided at the bottom of the chamber 101, for example, and moves the metal material M toward the arrow B direction (FIG. 1) at a predetermined speed and supplies the metal material M to the material holding unit 120. The material holding unit 120 is a ceramic nozzle provided on the lower side of the rotating plate 141 between the material supply unit 110 and the thin wire forming unit 140. The material holding unit 120 has a function of preventing the metal material M from moving in the radial direction and a guide function of smoothly moving the metal material M to the material forming unit 140. The heating unit 130 is a high-frequency induction coil that is provided around the upper end of the metal material M in the material holding unit 120 and forms the molten metal Ma by melting the upper end of the metal material M.

細線形成部140は、溶融金属Maに接触する回転板141、回転板141の中心孔141Bに設けられた回転軸142、および、回転軸142を回転駆動する回転駆動機構(図示略)を有している。   The thin wire forming unit 140 includes a rotating plate 141 that contacts the molten metal Ma, a rotating shaft 142 provided in the center hole 141B of the rotating plate 141, and a rotation drive mechanism (not shown) that rotationally drives the rotating shaft 142. ing.

回転板141は、たとえば熱伝導率の高い銅あるいは銅合金からなり、円形状をなしている。回転板141の外周部には、先端部がV字状をなす周縁部141aが形成されている。回転板の中心部には、回転軸142が貫通して設けられる中心孔141Bが形成されている。回転板141の表面には、円環状の溝141Cが形成されている。溝141Cは、温度制御手段としての凹凸部を構成している。このような回転板141では、表面積の増加により放熱性が向上するので、回転板141の温度上昇を抑制することができる。   The rotating plate 141 is made of, for example, copper or a copper alloy having a high thermal conductivity, and has a circular shape. A peripheral portion 141 a having a V-shaped tip is formed on the outer peripheral portion of the rotating plate 141. A central hole 141B through which the rotary shaft 142 is provided is formed at the center of the rotary plate. An annular groove 141 </ b> C is formed on the surface of the rotating plate 141. The groove 141C constitutes an uneven part as a temperature control means. In such a rotating plate 141, the heat dissipation is improved by increasing the surface area, and therefore, the temperature increase of the rotating plate 141 can be suppressed.

このような凹凸部を形成する場合、金属細線の製造条件を考慮して、凹凸部の形状や、凹凸部の形成位置、回転板141の表面積と体積との比などを適宜設計することにより、回転板の温度を所定温度以下に設定することができる。特に、回転板141の表面積と体積との比(=表面積/体積)を4以上とすることにより、回転板141の温度上昇を効果的に抑制することができる。この場合、回転板141の温度を120℃以下に設定することが好適である。また、回転板清掃部160の下記スクレーパ161の材質として天然繊維あるいは合成繊維を用いる場合、回転板141の温度を20〜100℃以下に設定することがより好適である。この場合、金属細線の連続製造を、量産時の通常の最長製造時間(たとえば9h)以上行うことができる。   When forming such an uneven portion, considering the manufacturing conditions of the fine metal wire, by appropriately designing the shape of the uneven portion, the formation position of the uneven portion, the ratio of the surface area to the volume of the rotating plate 141, etc. The temperature of the rotating plate can be set below a predetermined temperature. In particular, the temperature increase of the rotating plate 141 can be effectively suppressed by setting the ratio of the surface area to the volume of the rotating plate 141 (= surface area / volume) to 4 or more. In this case, it is preferable to set the temperature of the rotating plate 141 to 120 ° C. or less. Moreover, when using a natural fiber or a synthetic fiber as a material of the following scraper 161 of the rotating plate cleaning part 160, it is more suitable to set the temperature of the rotating plate 141 to 20-100 degrees C or less. In this case, continuous production of fine metal wires can be performed for the normal longest production time (for example, 9 hours) during mass production.

このような細線形成部140では、回転板141の周縁部141aと溶融金属Maとの接触によって溶融金属Maを急冷し、冷却された溶融金属Maを回転板141の矢印A方向(図1)への回転によって周縁部141aの接線方向に送出することにより、均一な線径の金属細線Fを形成する。   In such a thin wire forming section 140, the molten metal Ma is rapidly cooled by contact between the peripheral edge portion 141a of the rotating plate 141 and the molten metal Ma, and the cooled molten metal Ma is moved in the direction of arrow A (FIG. 1) of the rotating plate 141. Is sent in the tangential direction of the peripheral edge portion 141a, thereby forming a fine metal wire F having a uniform wire diameter.

温度計測部150は、回転板141の周縁部141aと溶融金属Maとの接触部の極近傍の温度を計測する放射温度計151を備えている。放射温度計151は、チャンバ101の外部における上記接触部の側方に設けられている。放射温度計151は、チャンバ101の開口部101Aおよびそこをカバーするガラス窓152を通じて、上記接触部の極近傍の温度を非接触式で測定する。   The temperature measurement unit 150 includes a radiation thermometer 151 that measures the temperature in the vicinity of the contact portion between the peripheral portion 141a of the rotating plate 141 and the molten metal Ma. The radiation thermometer 151 is provided on the side of the contact portion outside the chamber 101. The radiation thermometer 151 measures the temperature in the vicinity of the contact portion in a non-contact manner through the opening 101A of the chamber 101 and the glass window 152 covering the opening 101A.

回転板清掃部160は、たとえば回転板141の周縁部141aとの接触により、そこに付着している付着物を除去するスクレーパ161と、スクレーパ161を回転駆動する回転駆動機構162とを有している。スクレーパ161は、たとえば合成繊維や天然繊維からなる。細線回収部170は、回転板141によりその周縁部141aの接線方向へ送出された金属細線Fを回収する。   The rotating plate cleaning unit 160 includes, for example, a scraper 161 that removes adhered matter attached to the peripheral portion 141a of the rotating plate 141, and a rotation drive mechanism 162 that rotates the scraper 161. Yes. The scraper 161 is made of synthetic fiber or natural fiber, for example. The fine wire collection unit 170 collects the fine metal wire F sent by the rotating plate 141 in the tangential direction of the peripheral portion 141a.

(1−2)実施形態の動作
次に、金属細線製造装置100の動作について、おもに図1,2を参照して説明する。まず、材料供給部110は金属材料Mを矢印B方向に連続的に移動させて材料保持部120に供給する。加熱部130は、材料保持部120の上端部から細線形成部140に向けて突出する金属材料Mを加熱により溶融して溶融金属Ma(溶湯)を形成する。次いで、溶融金属Maは、矢印A方向に回転している回転板141の周縁部141aに接触し、周縁部141aの接線方向へ送出されるとともに急冷される。これにより形成された均一な線径の金属細線Fは、周縁部141aの接線方向に位置する細線回収部170により回収される。また、このとき、回転板141の周縁部141aに付着した付着物は、回転板清掃部160のスクレーパ161により除去される。
(1-2) Operation of Embodiment Next, the operation of the metal fine wire manufacturing apparatus 100 will be described mainly with reference to FIGS. First, the material supply unit 110 continuously moves the metal material M in the direction of arrow B and supplies it to the material holding unit 120. The heating unit 130 melts the metal material M protruding from the upper end of the material holding unit 120 toward the fine wire forming unit 140 by heating to form a molten metal Ma (molten metal). Next, the molten metal Ma comes into contact with the peripheral portion 141a of the rotating plate 141 rotating in the arrow A direction, is sent out in the tangential direction of the peripheral portion 141a, and is rapidly cooled. The thin metal wire F having a uniform wire diameter formed thereby is collected by the thin wire collecting unit 170 located in the tangential direction of the peripheral portion 141a. At this time, the adhering matter adhering to the peripheral portion 141 a of the rotating plate 141 is removed by the scraper 161 of the rotating plate cleaning unit 160.

ここで、第1実施形態では、金属細線の製造条件を考慮して、回転板141の溝141Cにより温度制御手段として構成される凹凸部の形状や、凹凸部の形成位置、回転板141の表面積と体積との比などを適宜設計することにより、上記のような金属細線Fの製造中、回転板141の温度を所定温度以下に設定している。   Here, in the first embodiment, in consideration of the manufacturing condition of the fine metal wire, the shape of the uneven portion configured as the temperature control means by the groove 141C of the rotating plate 141, the formation position of the uneven portion, the surface area of the rotating plate 141 By appropriately designing the ratio between the volume and the volume, the temperature of the rotating plate 141 is set to a predetermined temperature or lower during the production of the thin metal wire F as described above.

以上のように第1実施形態では、溝141Cにより温度制御手段として構成される凹凸部で回転板141の温度を制御することにより、溶融金属Maに対する回転板141の濡れ性を所望の範囲内に設定することができるので、溶融金属Maの回転板141への付着および溶融金属Maの回転板141からの前垂れを防止することができる。したがって、金属細線Fの製造を長時間安定して行うことができ、かつ製造歩留まりを向上させることができる。   As described above, in the first embodiment, the wettability of the rotating plate 141 with respect to the molten metal Ma is within a desired range by controlling the temperature of the rotating plate 141 with the uneven portion configured as the temperature control means by the groove 141C. Since it can be set, adhesion of the molten metal Ma to the rotating plate 141 and forward dripping of the molten metal Ma from the rotating plate 141 can be prevented. Therefore, the thin metal wire F can be manufactured stably for a long time, and the manufacturing yield can be improved.

特に、温度制御手段として、回転板141の溝141Cにより構成される凹凸部という簡単な構成を用いているので、装置の低価格化を図ることができる。特に、回転板141の表面積と体積との比(=表面積/体積)を4以上とすることにより、回転板141の温度上昇を効果的に抑制することができる。以上のような凹凸部を形成する場合、金属細線の製造条件を考慮して、凹凸部の形状や、凹凸部の形成位置、回転板141の表面積と体積との比などを適宜設計することにより、回転板の温度を所定温度以下に設定することができる。   In particular, as the temperature control means, a simple configuration of a concavo-convex portion constituted by the groove 141C of the rotating plate 141 is used, so that the cost of the apparatus can be reduced. In particular, the temperature increase of the rotating plate 141 can be effectively suppressed by setting the ratio of the surface area to the volume of the rotating plate 141 (= surface area / volume) to 4 or more. When forming the concavo-convex part as described above, by considering the manufacturing conditions of the fine metal wire, by appropriately designing the shape of the concavo-convex part, the formation position of the concavo-convex part, the ratio of the surface area to the volume of the rotating plate 141, etc. The temperature of the rotating plate can be set below a predetermined temperature.

第1実施形態では、凹凸部を構成する溝を有する回転板として、回転板141の代わりに種々の回転板を用いることができる。図3は、第1実施形態に係る回転板の変形例である回転板180の構成を表している。回転板180は、その表面における中心部から外周部に向けて放射状に延在する溝180Aが形成された回転板であり、回転板180の回転方向に対して交差する方向に向いている凹凸部が溝180Aにより構成されている。このような回転板180では、表面積の増加により放熱性が向上するので、回転板180の温度上昇を抑制することができる。したがって、回転板141と同様な作用・効果を得ることができる。   In the first embodiment, various rotating plates can be used in place of the rotating plate 141 as the rotating plate having the grooves constituting the concavo-convex portion. FIG. 3 illustrates a configuration of a rotating plate 180 that is a modified example of the rotating plate according to the first embodiment. The rotating plate 180 is a rotating plate in which grooves 180A extending radially from the central portion to the outer peripheral portion of the surface are formed, and the concavo-convex portion facing the direction intersecting the rotating direction of the rotating plate 180 Is constituted by the groove 180A. In such a rotating plate 180, the heat dissipation is improved by increasing the surface area, and therefore, the temperature increase of the rotating plate 180 can be suppressed. Therefore, the same actions and effects as those of the rotating plate 141 can be obtained.

しかも、この場合、溝180Aにより構成される凹凸部が回転板180の回転方向に対して交差する方向に向いているから、回転板180近傍の雰囲気ガスが撹拌され、そこでの高温雰囲気ガスの停滞が防止される。これにより、回転板180の表面に常に低温雰囲気ガスが供給され(吹き付けられ)、放熱性が向上するので、回転板180の温度上昇をさらに抑制することができる。この場合、雰囲気ガスを撹拌させる手段として、図4に示す回転板190に設けられたフィン190Aや、チャンバ101内で回転させるファン(図示略)を用いてもよい。   In addition, in this case, since the concavo-convex portion formed by the groove 180A is oriented in a direction intersecting the rotation direction of the rotating plate 180, the atmospheric gas in the vicinity of the rotating plate 180 is agitated, and the stagnation of the high-temperature atmospheric gas there Is prevented. Thereby, the low temperature atmosphere gas is always supplied (sprayed) to the surface of the rotating plate 180 and the heat dissipation is improved, so that the temperature increase of the rotating plate 180 can be further suppressed. In this case, fins 190A provided on the rotating plate 190 shown in FIG. 4 or a fan (not shown) that rotates in the chamber 101 may be used as means for stirring the atmospheric gas.

(2)第2実施形態
第2実施形態では、温度制御手段として、第1実施形態のように回転板に凹凸部を形成する代わりに貫通孔を形成している。なお、以下の実施形態では、第1実施形態と同様な構成要素には同符号を付し、その構成・作用の説明は省略する。
(2) Second Embodiment In the second embodiment, as a temperature control means, a through hole is formed instead of forming an uneven portion on the rotating plate as in the first embodiment. In the following embodiment, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description of the configuration and operation is omitted.

図5は、本発明の第2実施形態に係る回転板200の構成を表している。回転板200には、中心孔141Bの周囲に貫通孔200Aが形成されている。このような回転板200では、貫通孔200Aにより熱容量が小さくなるので、回転板200が冷却されやすい。また、貫通孔200Aにより回転板200近傍の雰囲気ガスが撹拌され、そこでの高温雰囲気ガスの停滞が防止される。これにより、回転板200の表面に常に低温雰囲気ガスが供給され(吹き付けられ)、放熱性が向上するので、回転板200の温度上昇を抑制することができる。   FIG. 5 shows a configuration of a rotating plate 200 according to the second embodiment of the present invention. In the rotating plate 200, a through hole 200A is formed around the center hole 141B. In such a rotating plate 200, since the heat capacity is reduced by the through hole 200A, the rotating plate 200 is easily cooled. Further, the atmospheric gas in the vicinity of the rotating plate 200 is agitated by the through-hole 200A, and the stagnation of the high-temperature atmospheric gas there is prevented. Thereby, the low temperature atmosphere gas is always supplied (sprayed) to the surface of the rotating plate 200 and the heat dissipation is improved, so that the temperature increase of the rotating plate 200 can be suppressed.

以上のように第2実施形態では、第1実施形態と同様な効果を得ることができる。特に、貫通孔200Aの回転板200に対する体積開口率を30〜70%にすることにより、回転板200の温度上昇を効果的に抑制することができる。以上のような貫通孔200Aを形成する場合、金属細線の製造条件を鑑みて、貫通孔の形状や、貫通孔の形成位置、貫通孔200Aの回転板200に対する体積開口率などを適宜設計することにより、回転板200の温度を所定温度以下に設定することができる。   As described above, in the second embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained. In particular, the temperature increase of the rotating plate 200 can be effectively suppressed by setting the volume opening ratio of the through hole 200A to the rotating plate 200 to be 30 to 70%. When forming the through-hole 200A as described above, the shape of the through-hole, the formation position of the through-hole, the volume opening ratio of the through-hole 200A with respect to the rotating plate 200, etc. are appropriately designed in consideration of the manufacturing conditions of the fine metal wires. Thus, the temperature of the rotating plate 200 can be set to a predetermined temperature or lower.

(3)第3実施形態
第3実施形態では、温度制御手段として、第1実施形態のように回転板に凹凸部を形成する代わりに冷却水を用いた温度制御部を使用する。図6は、第3実施形態に係る温度制御部350の構成を表し、(A)は側断面図、(B)は部分拡大側断面図である。図6は、図1の金属細線製造装置100の紙面垂直方向に対応する側断面図である。図7は、図6の細線形成部340の回転板341の基本構成を表し、(A)は正面図、(B)は(A)の7B−7B線断面図である。細線形成部340は、第1実施形態の細線形成部140の代わりに使用される部位であり、温度制御部350は、第1実施形態の温度計測部150を含む部位である。
(3) Third Embodiment In the third embodiment, as a temperature control means, a temperature control unit using cooling water is used instead of forming an uneven portion on the rotating plate as in the first embodiment. 6A and 6B show a configuration of a temperature control unit 350 according to the third embodiment, in which FIG. 6A is a side sectional view and FIG. 6B is a partial enlarged side sectional view. FIG. 6 is a side sectional view corresponding to the direction perpendicular to the paper surface of the metal fine wire manufacturing apparatus 100 of FIG. 7 shows a basic configuration of the rotating plate 341 of the thin wire forming unit 340 of FIG. 6, (A) is a front view, and (B) is a sectional view taken along line 7B-7B of (A). The fine line forming part 340 is a part used instead of the fine line forming part 140 of the first embodiment, and the temperature control part 350 is a part including the temperature measuring part 150 of the first embodiment.

細線形成部340は、溶融金属Maに接触する回転板341、回転板341の中心孔341Bに設けられた回転軸342、回転軸342を回転自在に支持する軸受343、および、回転軸342を回転駆動する回転駆動機構(図示略)を有している。   The thin wire forming unit 340 rotates the rotating plate 341 that contacts the molten metal Ma, the rotating shaft 342 provided in the center hole 341B of the rotating plate 341, the bearing 343 that rotatably supports the rotating shaft 342, and the rotating shaft 342. It has a rotary drive mechanism (not shown) for driving.

回転板341は、図7に示すように円形状をなし、先端部がV字状をなす周縁部341aを有している。回転板341は、たとえば熱伝導率の高い銅あるいは銅合金からなる。回転軸342は、回転板341を回転させるためのロッド状の本体部342A、本体部342Aに一体的に形成されたフランジ部342B、および、冷却水が流通する中空部342Cを有している。本体部342Aでは、その一端部が回転板341の中心部に接続され、他端部がチャンバ101の外部に配置されている。フランジ部342Bは、回転板341のチャンバ101側の一面に配置され、その一面における周縁部341aの近傍まで延在している。中空部342Cは、本体部342Aおよびフランジ部342B内に形成されている。   As shown in FIG. 7, the rotating plate 341 has a circular shape, and has a peripheral edge portion 341a having a V-shaped tip portion. The rotating plate 341 is made of copper or a copper alloy having high thermal conductivity, for example. The rotating shaft 342 has a rod-shaped main body portion 342A for rotating the rotating plate 341, a flange portion 342B formed integrally with the main body portion 342A, and a hollow portion 342C through which cooling water flows. In the main body 342 </ b> A, one end is connected to the center of the rotating plate 341 and the other end is disposed outside the chamber 101. The flange portion 342B is disposed on one surface of the rotating plate 341 on the chamber 101 side, and extends to the vicinity of the peripheral edge portion 341a on the one surface. The hollow portion 342C is formed in the main body portion 342A and the flange portion 342B.

このような細線形成部340では、回転板341の周縁部341aと溶融金属Maとの接触によって溶融金属Maを急冷し、冷却された溶融金属Maを回転板341の矢印A方向(図1)への回転によって周縁部341aの接線方向に送出することにより、均一な線径の金属細線Fを形成する。   In such a thin wire forming section 340, the molten metal Ma is rapidly cooled by contact between the peripheral edge portion 341a of the rotating plate 341 and the molten metal Ma, and the cooled molten metal Ma is moved in the direction of arrow A (FIG. 1) of the rotating plate 341. Is sent in the tangential direction of the peripheral edge portion 341a to form a fine metal wire F having a uniform wire diameter.

温度制御部350は、図6に示すように、ハウジング351、回転軸352、中空部352A、軸受353、シール部354、放射温度計151(図1)、および、冷却部(冷却手段、図示略)を有している。ハウジング351は、チャンバ101外部に設けられている。回転軸352は、ハウジング351内に設けられ、回転板341の回転軸342の他端部に螺合により接続する。軸受353は、回転軸352を回転自在に支持する。中空部352Aは、回転軸352およびシール部354内に形成され、そこでは冷却水が流通する。シール部354は、冷却水の漏れを防止している。放射温度計151は、第1実施形態と同様な温度計であり、第1実施形態と同様にチャンバ101に設けられている。冷却部は、放射温度計151の測定温度に基づき冷却水を中空部342C,352Aに流通させる。なお、加熱開始前などにおいて回転板の341の温度が低い場合、冷却部は温水(流体)を流通させることも可能である。また、この場合、加熱開始前などの回転板の341の温度が低い場合、ヒータなどの加熱手段を用いて回転板341を直接加熱してもよい。   As shown in FIG. 6, the temperature controller 350 includes a housing 351, a rotating shaft 352, a hollow part 352A, a bearing 353, a seal part 354, a radiation thermometer 151 (FIG. 1), and a cooling part (cooling means, not shown). )have. The housing 351 is provided outside the chamber 101. The rotating shaft 352 is provided in the housing 351 and is connected to the other end of the rotating shaft 342 of the rotating plate 341 by screwing. The bearing 353 supports the rotating shaft 352 in a freely rotatable manner. The hollow portion 352A is formed in the rotating shaft 352 and the seal portion 354, where cooling water flows. The seal portion 354 prevents cooling water from leaking. The radiation thermometer 151 is the same thermometer as in the first embodiment, and is provided in the chamber 101 as in the first embodiment. The cooling unit distributes the cooling water to the hollow portions 342C and 352A based on the measurement temperature of the radiation thermometer 151. In addition, when the temperature of the rotating plate 341 is low, for example, before starting heating, the cooling unit can also circulate hot water (fluid). In this case, when the temperature of the rotating plate 341 is low, such as before the start of heating, the rotating plate 341 may be directly heated using a heating means such as a heater.

中空部352Aは、回転軸342の中空部342Cに接続され、その中空部342Cとともに流路356を構成する。流路356は、2重管状をなしており、その内側部は給水路356Aを構成し、その外側部は排水路356Bを構成している。シール部354は、たとえばカーボングラファイトあるいは超硬製シールであるシール部材354A、ブロンブあるいはセラミック製フローティングシールであるシール部材354B、および、テフロン(登録商標)・ウェッジあるいはバイドンO−リングのシール部材354Cを有している。   The hollow portion 352A is connected to the hollow portion 342C of the rotating shaft 342, and constitutes a flow path 356 together with the hollow portion 342C. The flow path 356 has a double tubular shape, the inner part thereof constitutes a water supply path 356A, and the outer part thereof constitutes a drainage path 356B. The seal portion 354 includes, for example, a seal member 354A, which is a carbon graphite or cemented carbide seal, a seal member 354B, which is a bronze or ceramic floating seal, and a seal member 354C of a Teflon (registered trademark) wedge or a bidon O-ring. Have.

このような温度制御部350では、回転板341に近接している回転軸342の一端部の中空部343Cへ冷却水が供給され、このとき冷却部は、放射温度計151で測定された温度に基づき、回転板341の周縁部341aが所定温度範囲内に保持されるように冷却水の流量や、流速、温度などを制御している。この場合、回転板341の温度を第1実施形態と同様に設定するのが好適である。   In such a temperature control unit 350, cooling water is supplied to the hollow portion 343 </ b> C at one end of the rotating shaft 342 adjacent to the rotating plate 341, and at this time, the cooling unit has a temperature measured by the radiation thermometer 151. Based on this, the flow rate, flow rate, temperature, and the like of the cooling water are controlled so that the peripheral edge portion 341a of the rotating plate 341 is held within a predetermined temperature range. In this case, it is preferable to set the temperature of the rotating plate 341 as in the first embodiment.

以上のように第3実施形態では、温度制御部350で回転板341の温度を制御することにより、溶融金属Maに対する回転板341の濡れ性を所望の範囲内に設定することができるので、温度制御において第1実施形態と同様な効果を得ることができる。   As described above, in the third embodiment, the temperature control unit 350 controls the temperature of the rotating plate 341 so that the wettability of the rotating plate 341 with respect to the molten metal Ma can be set within a desired range. In the control, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

以下、具体的な実施例を参照して本発明の実施形態をさらに詳細に説明する。以下の実施例1,2では、以下の実験条件が共通している。すなわち、金属材料の材質をSUS304とし、チャンバ内の雰囲気ガスとしてArガスを用いた。金属材料の供給速度を1.0kg/hとし、回転板の回転速度を35m/sとした。回転板の材質をタフピッチ銅とし、回転板の共通構成については、中心部に孔を形成し、周縁部のエッジ角度θを60度とし、エッジ径tを8mmとした(図7参照)。回転板の温度を放射温度計により測定した。回転板清掃部のスクレーパの材質を繊維とした。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to specific examples. In the following Examples 1 and 2, the following experimental conditions are common. That is, the material of the metal material was SUS304, and Ar gas was used as the atmospheric gas in the chamber. The supply speed of the metal material was 1.0 kg / h, and the rotation speed of the rotating plate was 35 m / s. The rotating plate was made of tough pitch copper, and the common configuration of the rotating plate was formed with a hole in the center, the edge angle θ of the peripheral edge was 60 degrees, and the edge diameter t was 8 mm (see FIG. 7). The temperature of the rotating plate was measured with a radiation thermometer. The scraper material of the rotating plate cleaning unit was a fiber.

[実施例1]
実施例1は第1実施形態の実施例である。実施例1では、凹凸部からなる温度制御手段を使用し、表1に示す実験条件1〜4のように回転板の凹凸部の形状、径D(図7参照)、体積、および表面積を変更した各条件で金属細線の製造を行った。比較例では、回転板として、第1実施形態の凹凸部や、第2実施形態の貫通孔、第3実施形態のフランジ部および中空部を有しない上記共通構成を有するものを用いた。その結果を図8に示す。図8は、実施例1に係る回転板の温度と製造時間の関係を表すグラフである。
[Example 1]
Example 1 is an example of the first embodiment. In Example 1, the temperature control means consisting of uneven portions is used, and the shape, diameter D (see FIG. 7), volume, and surface area of the uneven portions of the rotating plate are changed as in experimental conditions 1 to 4 shown in Table 1. The thin metal wire was manufactured under each condition. In the comparative example, a rotating plate having the above-described common configuration not including the uneven portion of the first embodiment, the through hole of the second embodiment, the flange portion and the hollow portion of the third embodiment was used. The result is shown in FIG. FIG. 8 is a graph showing the relationship between the temperature of the rotating plate and the manufacturing time according to the first embodiment.

Figure 2008264856
Figure 2008264856

図8に示す実験条件1〜4と比較例との比較から判るように、回転板に凹凸部を形成すると、凹凸部による回転板の表面積の増加によって、回転板温度の上昇が抑制されることを確認した。したがって、回転板に凹凸部を形成することにより、金属細線の長時間製造が可能となることが判った。また、表面積と体積との比(=表面積/体積)が4以上になると、回転板の温度が120℃以下で飽和することを確認した。したがって、表面積と体積との比(=表面積/体積)を4以上とすることが好適であることが判った。   As can be seen from the comparison between the experimental conditions 1 to 4 shown in FIG. 8 and the comparative example, when the concavo-convex portion is formed on the rotating plate, the increase in the surface of the rotating plate due to the concavo-convex portion suppresses the increase in the rotating plate temperature. It was confirmed. Therefore, it was found that the metal thin wire can be manufactured for a long time by forming the uneven portion on the rotating plate. Further, it was confirmed that when the ratio of the surface area to the volume (= surface area / volume) was 4 or more, the temperature of the rotating plate was saturated at 120 ° C. or less. Therefore, it was found that the ratio of the surface area to the volume (= surface area / volume) is preferably 4 or more.

また、実験条件1,2と実験条件3,4との比較から判るように、凹凸部が回転板の回転方向に交差している実験条件3,4では、凹凸部による雰囲気ガスの撹拌によって、実験条件1,2よりも回転板温度の上昇が抑制されることを確認した。また、雰囲気ガスの撹拌手段として、図4に示すように回転板に形成したフィンや、チャンバ内で回転させるファンを用いても同様な効果が得られることを確認した。したがって、雰囲気ガスの撹拌により、金属細線の長時間製造がさらに可能となることが判った。   In addition, as can be seen from the comparison between the experimental conditions 1 and 2 and the experimental conditions 3 and 4, in the experimental conditions 3 and 4 in which the concavo-convex part intersects the rotation direction of the rotating plate, by the stirring of the atmospheric gas by the concavo-convex part, It was confirmed that the increase in the rotating plate temperature was suppressed more than the experimental conditions 1 and 2. Further, it was confirmed that the same effect can be obtained even if fins formed on the rotating plate as shown in FIG. 4 or a fan that rotates in the chamber is used as the stirring means for the atmospheric gas. Therefore, it was found that the fine metal wires can be manufactured for a long time by stirring the atmospheric gas.

[実施例2]
実施例2は第2実施形態の実施例である。実施例2では、貫通孔からなる温度制御手段を使用し、表1に示す実験条件5〜15のように回転板の径D(図7参照)、体積、および表面積を変更した各条件で金属細線の製造を行ったその結果を図9に示す。図9は、実施例2に係る回転板の温度と製造時間の関係を表すグラフである。
[Example 2]
Example 2 is an example of the second embodiment. In Example 2, the temperature control means consisting of through-holes was used, and the metal was used under various conditions in which the diameter D (see FIG. 7), volume, and surface area of the rotating plate were changed as in Experimental Conditions 5-15 shown in Table 1. The result of manufacturing the fine wire is shown in FIG. FIG. 9 is a graph showing the relationship between the temperature of the rotating plate and the manufacturing time according to the second embodiment.

図9に示す実験条件5〜15と比較例との比較から判るように、回転板に貫通孔を形成すると、貫通孔による熱容量の低下および雰囲気ガスの撹拌によって、回転板の温度上昇が抑制されることを確認した。また、金属細線の製造開始時における回転板の温度が20℃以下である場合でも、10min程度で20℃以上になるから、この場合、問題とはならないことを確認した。なお、この場合、ヒータなどの加熱手段を用いて予め加熱しておいてもよい。   As can be seen from the comparison between the experimental conditions 5 to 15 shown in FIG. 9 and the comparative example, when the through hole is formed in the rotating plate, the increase in the temperature of the rotating plate is suppressed by the decrease in the heat capacity due to the through hole and the stirring of the atmospheric gas. I was sure that. Further, even when the temperature of the rotating plate at the start of the production of the fine metal wire is 20 ° C. or lower, it is 20 ° C. or higher in about 10 minutes. In this case, heating may be performed in advance using a heating means such as a heater.

特に、実験条件5,6,9〜15では、製造時間が9h以内(9hは通常の量産時の最長製造時間)である場合、回転板の温度が120℃以下となることを確認した。また、回転板の体積が小さな実験条件4〜11、13,15の場合には120℃以下で飽和し、回転板の体積が大きな実験条件14の場合でも製造時間が9hであるときの回転板の温度は120℃以下となった。したがって、貫通孔の体積開口率を30〜70%とするのが好適であることが判った。   In particular, under the experimental conditions 5, 6, and 9 to 15, it was confirmed that the temperature of the rotating plate was 120 ° C. or less when the production time was within 9 hours (9 hours was the longest production time during normal mass production). Further, in the case of the experimental conditions 4 to 11, 13, and 15 where the volume of the rotating plate is small, the rotating plate is saturated at 120 ° C. or less, and the rotating plate when the manufacturing time is 9 hours even in the case of the experimental condition 14 where the volume of the rotating plate is large. The temperature became 120 ° C. or lower. Therefore, it was found that the volume opening ratio of the through holes is preferably 30 to 70%.

[実施例3]
実施例3は第3実施形態の実施例である。実施例3では、冷却水を用いた温度制御部を使用し、表2に示す実験条件16〜27のような回転板の各設定温度で温度制御を行いながら、金属細線の製造を行った。その結果を図10に示す。図10は、実施例3に係る回転板の温度、製造歩留まり、および、製造時間の関係を表すグラフである。なお、図中の記号□に付されている記号↑は、その記号□に対応する製造時間において製造の続行が可能であるが、そこで製造を停止したことを表している。
[Example 3]
Example 3 is an example of the third embodiment. In Example 3, the temperature control part using the cooling water was used, and the metal fine wire was manufactured while performing temperature control at each set temperature of the rotating plate as in the experimental conditions 16 to 27 shown in Table 2. The result is shown in FIG. FIG. 10 is a graph showing the relationship between the temperature, the manufacturing yield, and the manufacturing time of the rotating plate according to the third embodiment. Note that the symbol ↑ attached to the symbol □ in the drawing indicates that the manufacturing can be continued at the manufacturing time corresponding to the symbol □, but the manufacturing is stopped there.

Figure 2008264856
Figure 2008264856

図10に示す実験条件26,27のように、回転板の設定温度が120℃を超えると、溶融金属に対する回転板の濡れ性が良すぎるため、金属細線の製造が不安定となり、製造歩留まりが低下した。これに対して、実験条件16〜25のように回転板の設定温度を本発明範囲内の120℃以下とすると、製造歩留まりが高くなることを確認した。このように冷却水を用いた温度制御において回転板の設定温度を本発明範囲内の120℃以下とすることにより、金属細線の製造歩留まりを向上させることができることが判った。   As in the experimental conditions 26 and 27 shown in FIG. 10, when the set temperature of the rotating plate exceeds 120 ° C., the wettability of the rotating plate with respect to the molten metal is too good, so that the production of the fine metal wire becomes unstable and the manufacturing yield is increased. Declined. On the other hand, when the set temperature of the rotating plate was set to 120 ° C. or less within the range of the present invention as in the experimental conditions 16 to 25, it was confirmed that the production yield was increased. Thus, it has been found that the manufacturing yield of the fine metal wires can be improved by controlling the set temperature of the rotating plate to 120 ° C. or less within the range of the present invention in the temperature control using the cooling water.

また、実験条件16のように設定温度を20℃未満とすると、金属材料の溶融金属に対する濡れ性が悪すぎるため、前垂れが頻繁に発生して製造歩留まりが低下した。一方、実験条件24〜27のように設定温度が100℃を超えると、スクレーパの材質である繊維の耐熱性不足のため、9hの連続製造が不可能であった。これに対して、実験条件17〜23のように設定温度を20℃〜100℃とすると、9h以上の連続製造が可能であることを確認した。したがって、冷却水を用いた温度制御において回転板の設定温度を本発明範囲内の20〜100℃とすることがより好適であることが判った。   Further, when the set temperature was less than 20 ° C. as in the experimental condition 16, the wettability of the metal material with respect to the molten metal was too bad, so that drooping frequently occurred and the production yield was lowered. On the other hand, when the set temperature exceeded 100 ° C. as in experimental conditions 24 to 27, continuous production for 9 hours was impossible due to insufficient heat resistance of the fiber that is the material of the scraper. On the other hand, when setting temperature was 20 to 100 degreeC like experiment conditions 17-23, it confirmed that continuous manufacture for 9 hours or more was possible. Therefore, it was found that it is more preferable to set the set temperature of the rotating plate to 20 to 100 ° C. within the range of the present invention in the temperature control using the cooling water.

本発明の第1実施形態に係る金属細線製造装置の全体構成の概略を表す側断面図である。It is a sectional side view showing the outline of the whole structure of the metal fine wire manufacturing apparatus concerning 1st Embodiment of this invention. 本発明の第1実施形態に係る回転板の構成の一例を表す部分断面図である。It is a fragmentary sectional view showing an example of composition of a rotating board concerning a 1st embodiment of the present invention. 本発明の第1実施形態に係る回転板の構成の他例を表し、(A)は正面図、(B)は3B−3B線断面図である。The other structure of the rotating plate which concerns on 1st Embodiment of this invention is represented, (A) is a front view, (B) is a 3B-3B sectional view taken on the line. 本発明の第1実施形態に係る回転板の構成の他例を表し、(A)は正面図、(B)は側面図である。The other structure of the rotating plate which concerns on 1st Embodiment of this invention is represented, (A) is a front view, (B) is a side view. 本発明の第2実施形態に係る回転板の構成の一例を表す正面図である。It is a front view showing an example of composition of a rotating board concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第3実施形態に係る金属細線製造装置の紙面垂直方向における温度制御部の構成を表し、(A)は側断面図、(B)は部分拡大側断面図である。The structure of the temperature control part in the paper surface perpendicular | vertical direction of the metal fine wire manufacturing apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention is represented, (A) is a sectional side view, (B) is a partial expanded sectional side view. 本発明の第1〜3実施形態で用いられる回転板の共通構成を表し、(A)は正面図、(B)は(A)の7B−7B線断面図である。The common structure of the rotating plate used by the 1st-3rd embodiment of this invention is represented, (A) is a front view, (B) is the 7B-7B sectional view taken on the line of (A). 本発明の実施例1に係る回転板の温度と製造時間の関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the temperature of the rotating plate which concerns on Example 1 of this invention, and manufacturing time. 本発明の実施例2に係る回転板の温度と製造時間の関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship between the temperature of the rotating plate which concerns on Example 2 of this invention, and manufacturing time. 本発明の実施例3に係る回転板の温度、製造歩留まり、および、製造時間の関係を表すグラフである。It is a graph showing the relationship of the temperature of the rotary plate which concerns on Example 3 of this invention, a manufacturing yield, and manufacturing time. 従来の金属細線製造装置の概略構成を表し、(A)は側断面図、(B)は11B−11B線の断面図である。The schematic structure of the conventional metal fine wire manufacturing apparatus is represented, (A) is a sectional side view, (B) is sectional drawing of the 11B-11B line.

符号の説明Explanation of symbols

100…金属繊維製造装置、130…加熱部(加熱手段)、141,180,190,200,341…回転板、141a,341a…周縁部、142,342…回転軸、161…スクレーパ(清掃部材)、140C,180A…溝(凹凸部、温度制御手段)、190A…フィン(凹凸部、温度制御手段)、200A…貫通孔(貫通孔、温度制御手段)、342A…本体部、342B…フランジ部、342C,352A…中空部、350…温度制御部(温度制御手段)、M…金属材料、Ma…溶融金属、F…金属細線   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Metal fiber manufacturing apparatus, 130 ... Heating part (heating means), 141, 180, 190, 200, 341 ... Rotating plate, 141a, 341a ... Peripheral part, 142, 342 ... Rotating shaft, 161 ... Scraper (cleaning member) , 140C, 180A ... groove (uneven portion, temperature control means), 190A ... fin (uneven portion, temperature control means), 200A ... through hole (through hole, temperature control means), 342A ... main body portion, 342B ... flange portion, 342C, 352A ... hollow part, 350 ... temperature control part (temperature control means), M ... metal material, Ma ... molten metal, F ... fine metal wire

Claims (9)

金属材料の端部を溶融することにより溶融金属を形成する加熱手段と、
周縁部を有するとともに、前記周縁部と前記溶融金属との接触により前記溶融金属を冷却し、その冷却された溶融金属を回転により送出して金属細線を形成する回転板と、
前記回転板の温度を制御する温度制御手段とを備えたことを特徴とする金属細線製造装置。
Heating means for forming a molten metal by melting the end of the metal material;
A rotating plate having a peripheral part, cooling the molten metal by contact between the peripheral part and the molten metal, and sending the cooled molten metal by rotation to form a fine metal wire;
An apparatus for producing a fine metal wire, comprising temperature control means for controlling the temperature of the rotating plate.
前記回転板の温度は、前記温度制御手段により120℃以下に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の金属細線製造装置。   The metal wire manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the temperature of the rotating plate is set to 120 ° C or less by the temperature control means. 天然繊維あるいは合成繊維からなるとともに、前記回転板の周縁部への付着物を除去する清掃部材を備え、
前記回転板の温度は、前記温度制御手段により20〜100℃以下に設定されていることを特徴とする請求項1に記載の金属細線製造装置。
It is made of natural fiber or synthetic fiber, and includes a cleaning member that removes deposits on the peripheral edge of the rotating plate,
The metal wire manufacturing apparatus according to claim 1, wherein the temperature of the rotating plate is set to 20 to 100 ° C. or less by the temperature control means.
前記温度制御手段は、前記回転板における前記周縁部以外の部分に形成された凹凸部であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の金属細線製造装置。   The said temperature control means is an uneven | corrugated | grooved part formed in parts other than the said peripheral part in the said rotating plate, The metal fine wire manufacturing apparatus in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 前記凹凸部は、前記回転板の回転方向に対して交差する方向に向いていることを特徴とする請求項4に記載の金属細線製造装置。   The said uneven | corrugated | grooved part is suitable for the direction which cross | intersects with respect to the rotation direction of the said rotating plate, The metal fine wire manufacturing apparatus of Claim 4 characterized by the above-mentioned. 前記温度制御手段は、前記回転板の板厚方向に形成された貫通孔であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の金属細線製造装置。   The said temperature control means is a through-hole formed in the plate | board thickness direction of the said rotating plate, The metal fine wire manufacturing apparatus in any one of Claims 1-5 characterized by the above-mentioned. 前記回転板に対する前記貫通孔の体積開口率は30〜70%であることを特徴とする請求項6に記載の金属細線製造装置。   The metal wire manufacturing apparatus according to claim 6, wherein a volume opening ratio of the through hole with respect to the rotating plate is 30 to 70%. 前記回転板の回転軸は、前記回転板を回転させるための本体部と、前記本体部に一体的に形成されるとともに前記回転板の少なくとも一面における前記周縁部の近傍まで延在するフランジ部とを有し、
前記温度制御手段は、前記回転軸の前記本体部および前記フランジ部に形成された中空部と、前記中空部に流体を流通させる冷却手段とを有することを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の金属細線製造装置。
The rotating shaft of the rotating plate includes a main body for rotating the rotating plate, a flange formed integrally with the main body and extending to the vicinity of the peripheral edge on at least one surface of the rotating plate. Have
The said temperature control means has the hollow part formed in the said main-body part and the said flange part of the said rotating shaft, and the cooling means which distribute | circulates a fluid to the said hollow part, The any one of Claims 1-7 characterized by the above-mentioned. The metal thin wire manufacturing apparatus according to claim.
前記回転板は、銅あるいは銅合金からなることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の金属細線製造装置。
The said rotating plate consists of copper or a copper alloy, The metal fine wire manufacturing apparatus in any one of Claims 1-8 characterized by the above-mentioned.
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