JPH032202B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、外周面に多数の小面を有し、か
つ、高速回転される採熱ドラムに、溶融材料を連
続して供給し、前記小面で箔片を形成すると共
に、採熱ドラムの遠心力によつて前記箔片を飛散
剥離させることにより、箔片を溶融材料から直接
に製造する装置に関する。 従来、細長い固体生成物（以下、フイラメント
という。）を溶融材料から直接に製造する装置と
しては、例えば第１図および第２図に示すような
もの（特公昭52−22898号公報）がある。この製
造装置は、断面Ｖ字形の外周縁１を複数の半円形
の溝１ｂによつて不連続にした冷却部材１と、こ
の冷却部材１を高速で回転するための図示しない
回転装置と、前記冷却部材１にフイラメント材料
を溶融して供給する図示しない溶融装置とからな
る。そして、回転する冷却部材１の外周縁１ａの
先端に、上方から溶融材料２を供給し、この冷却
部材１で、供給された溶融材料２の熱を抽出して
該溶融材料２の少なくとも一部を凝固させると共
に、この溶融材料２を冷却部材１の遠心力で飛散
させて前記外周縁１ａから剥離し、この工程を連
続して行うことにより、前記溝１ｂによつて区切
れた外周縁の一区分の長さに相当する長さのフイ
ラメント３を、連続して多数製造することができ
る。なお、前記フイラメント３は、冷却部材１の
外周縁の一区分の長さを短かくする程、その長さ
を短かくすることができる。 しかしながら、前述の先行技術としてのフイラ
メント製造装置にあつては、冷却部材１の外周縁
１ａの形状が、円周方向に連続する尖塔形をなし
ているため、製造できる固体生成物が細長いフイ
ラメント３に限られていた。 そこで、この出願人は、前述したような先行技
術の問題点に鑑みて、先に、溶融材料から直接に
箔片を製造することができる箔片製造装置を出願
した（特願昭57−47874号、発明の名称：箔片製
造装置、特願昭57−58515号、発明の名称：箔片
製造装置、等）。これらの箔片製造装置は、いず
れも構造が簡単であつて箔片の生産能率の高いも
のではあるが、採熱ドラムの多数の小面を形成す
る溝の延びる方向がある範囲に特定されていた。
そのため、小面の形状が、矩形・菱形等の４辺の
長さが等しい四辺形又はすべての角度が直角では
ない平行四辺形に制限されていて、これらの形状
の箔片だけしか作ることができなかつた。 この発明は、このような先行技術の不十分な点
に鑑みてなされたものであり、その目的は、三角
形、四辺形等の形状を有する箔片を溶融材料から
直接に製造することができる装置を提供すること
にある。 而して、この発明は、第３図ないし第１２図に
示す実施例のように、筒体の外周面に多数の小面
６を形成した採熱ドラム１０と、この採熱ドラム
１０を高速度で回転するための回転装置１１と、
前記採熱ドラム１０の外周面に対向するノズル１
２を有し、かつ、このノズル１２から溶融材料２
を流出して、採熱ドラム１０の外周面に溶融材料
２を連続して供給する溶融装置１３とを備え、前
記採熱ドラム１０の多数の小面６は、互いに交差
する方向に延びて巻回する１組若しくは複数組の
螺旋溝４ａ，４ｂ、互いに交差する方向に延びて
無端状に連続する複数の環状溝２６ａ，２６ｂ、
又は、一方向に延びる１若しくは複数の螺旋溝の
内いずれか１つの形態の溝と、採熱ドラム１０の
軸方向に平行に延びる複数の軸方向溝２５とを、
交差して設けることにより、これらの溝を除く部
分に形成したことを特徴とする箔片製造装置に係
わる。 以下に、添付した図面に従つて、この発明の実
施例を詳述する。 第３図ないし第８図は、この発明の一実施例を
示す図である。 まず、構成を説明すると、第３図ないし第７図
に示す１０が冷却部材たる採熱ドラムであり、筒
体をなすこの採熱ドラム１０の外周面には、その
軸方向の一端から他端まで連続し、かつ、該採熱
ドラム１０の軸心線を中心として互いに交差する
方向に延びて巻回する複数の螺旋溝４ａ，４ｂ
と、両螺旋溝４ａ，４ｂが交わる交点を通り、か
つ、採熱ドラム１０の軸方向に平行に延びる複数
の軸方向溝２５とを交差して設けることにより、
両螺旋溝４ａ，４ｂ及び軸方向溝２５を除いた部
分に、二等辺三角形をなす多数の小面６を形成す
る。この実施例に示す螺旋溝４ａ，４ｂは、第５
図等に示すように、筒体の両端から採熱ドラム１
０の回転方向の後方に、それぞれ45゜の角度θ₁，
θ₂をもつて他端の端部まで延びている。そして、
各螺旋溝４ａ，４ｂ相互の間隔は、それぞれ等し
くなるように設定している。 しかしながら、各螺旋溝４ａ，４ｂの傾斜角度
θ₁，θ₂は、この実施例に限定されるものではな
く、その角度θ₁，θ₂は、 ５度＜θ₁またはθ₂＜85度 の範囲で任意に設定することができ、両角度θ₁，
θ₂を等しくした場合には、二等辺三角形をなす小
面６が得られ、また、両角度θ₁，θ₂を変えた場合
には、二等辺三角形でない三角形をなす小面６が
得られる。 さらに、採熱ドラム１０の小面６には、第６図
及び第７図に示すように、各螺旋溝４ａ，４ｂの
採熱ドラム１０回転方向後側の溝壁面に傾斜面６
ａを設け、これにより、回転方向前後に位置する
小面６間の隙間を調節して、小面６への溶融材料
２の着地及びその切断を容易にする。なお、螺旋
溝４ａ，４ｂ及び軸方向溝２５の、深さＨに対す
る幅Ｎの比は、Ｎ／Ｈ＝約３程度が好適である。ま た、小面６の表面は、この実施例では曲面をなす
が、平面であつてもよい。 さらに、採熱ドラム１０の材質は、例えば、銅
−クロム合金等の熱伝導率が高く耐摩耗性の大な
る材料によつて形成し、必要により、内部に冷却
水路等を設けて、溶融材料２からの熱の採取を効
率的に行なうことができるような構造とする。 第３図に示す１１は、前記採熱ドラム１０を高
速度で回転駆動するための回転装置であり、この
回転装置１１は、電動モータ、変速機、その他の
周知の機器によつて構成されており、かかる回転
装置１１が採熱ドラム１０のシヤフト１０ａに連
結している。かくして、採熱ドラム１０外周面に
設けた小面６の周速度は、この回転装置１１によ
つて高低速自在に制御される。前記採熱ドラム１
０の下方には箱体２２を設置し、この箱体２２内
に、採熱ドラム１０の各小面６から剥離されて飛
散した箔片２３が堆積して収容される。２４は、
採熱ドラム１０の遠心力によつては飛散剥離され
ずに、前記小面６に付着したままの箔片２３を払
拭するためのワイパである。 また、第３図および第４図に示す１３が溶融装
置である。この溶融装置１３は、るつぼを作る黒
鉛、石英等の耐火材、錬鉄材等で形成された溶融
槽１７と、この溶融槽１７の周囲に巻回される発
熱体１８とからなり、前記採熱ドラム１０の上方
に配設される。前記溶融槽１７の下部には、採熱
ドラム１０の軸方向に延在する開口を有するノズ
ル１２を設け、このノズル１２から、溶融槽１７
内に収容されたアルミニウム合金等の溶融材料２
が帯状をなして流出し、その流れが採熱ドラム１
０の外周面に連続して供給される。１９は、図示
しないガス供給源と溶融槽１７とを連通する連通
管であり、ガス供給源からは、大気またはアルゴ
ン等の不活性ガスが供給される。２１は温度計で
あり、溶融材料２の温度を検知する。 つぎに、作用を説明する。 まず、溶融装置１３内に溶融材料２を蓄える。
例えば、図示しない溶解炉で溶解した溶融材料２
を溶融槽１７内に収容すると共に、発熱体１８に
より加熱して溶融材料２を常時所定の温度に保持
する。この溶融材料２の温度調節は、図示しない
温度調節装置によつて自動的に制御されるが、温
度計２１によつてそのときの温度を作業者が視覚
で確認することができる。そして、図示しないガ
ス供給源から連通管１９を介して溶融槽１７内
に、大気または一定の圧力を有するアルゴンガス
を供給し、溶融材料２に所定の圧力を付与してノ
ズル１２から帯状に流出させる。 一方、採熱ドラム１０は、シヤフト１０ａを介
して連結された回転装置１１の作動により高速度
で回転する。回転する採熱ドラム１０に供給され
た溶融材料２は、この溶融材料２の供給長さより
も若干広い範囲内にある採熱ドラム１０の外周面
に、連続して帯状に接触する。この溶融材料２の
採熱ドラム１０軸方向の長さと、これが供給され
る外周面の長さの差は、溶融材料２の供給圧力、
その粘性等が原因となつて生ずる。 採熱ドラム１０の外周面に供給された溶融材料
２は、採熱ドラム１０の回転により、その外周面
において平面的に展開される。そして、外周面上
の溶融材料２は、小面６を形成する螺旋溝４ａ，
４ｂ及び同軸方向溝２５とによつて三辺が切断さ
れ、これにより、小面６上に、第８図に示すよう
な二等辺三角形をなす溶融材料片、すなわち、小
面６と等しい形状をなす箔片２３が付着して形成
される。 前記箔片２３の厚さＴは、採熱ドラム１０の周
速度、溶融材料２の温度、スーパーヒーテイング
（過熱量）、流速およびその粘性等によつて決定さ
れるため、これらは予め好適な製造条件に設定し
ておく必要がある。 採熱ドラム１０の各小面６に付着した箔片２３
は、それぞれ採熱ドラム１０に熱を奪われてその
一部または全部が凝固すると共に、採熱ドラム１
０の回転に伴う遠心力により、各小面６からそれ
ぞれ剥離されて飛散する。そして、飛行中の箔片
２３が、囲りの雰囲気によりさらに冷却されて完
全に凝固し、このようにして、所定の箔片２３が
製造される。したがつて、溶融材料２が供給され
る範囲内に存在する小面６の数だけ箔片２３を一
度に製造することができる。そして、回転してい
る採熱ドラム１０に溶融材料２が連続して供給さ
れるため、箔片２３の製造を連続して行なうこと
ができ、その製造効率を著しく高いものとするこ
とができる。しかも、採熱ドラム１０に供給され
た溶融材料２のすべてを箔片にすることができ
る。 なお、採熱ドラム１０の遠心力によつても飛散
剥離しない箔片２３が生じた場合でも、ワイパ２
４の払拭作用により、かかる箔片２３を確実に各
小面６から剥離することができる。そして、ワイ
パ２４によつて払拭された箔片２３は、自然に飛
散剥離した箔片２３と同様に、箱体２２内に収容
されて堆積する。 つぎに、この実施例に基づいて行なつた実験の
結果を示す。 Ａ 採熱ドラム１０の材質および寸法諸元

【表】

【表】 Ｂ 実験条件

【表】 Ｃ 実験結果 (1) 実験１では、厚さＴ＝30〜40ミクロンの箔片
２３を、１時間当り20Kg製造することができ
た。 (2) 実験２では、厚さＴ＝30〜35ミクロンの箔片
２３を、１時間当り12Kg製造することができ
た。 これらの実験結果から明らかなように、この実
施例によれば、面積の微小な二等辺三角形をなす
箔片２３を、連続して多数個製造することができ
た。そして、実験１のように、ノズル１２の開口
の形状を長方形とすることにより、ノズル１２か
ら多量に溶融材料２を流出させることができ、し
かも、ノズル１２の詰まりを大幅に抑止すること
ができるが、実験２のように、ノズル１２の開口
を円形としてもよいことは、もちろんである。 第９図ＡないしＤには、溶融材料２を採熱ドラ
ム１０の外周面へ供給するための実施例の形態を
示す。すなわち、同図Ａは、ノズル１２の開口を
丸穴としたものである。第９図Ｂは、ノズル１２
の開口を丸穴とすると共に、溶融装置１３を採熱
ドラム１０の下方に設置し、下方の溶融装置１３
から上方の採熱ドラム１０に溶融材料２を吹き付
けるようにしたものである。第９図Ｃは、ノズル
１２の開口を、採熱ドラム１０の外周面に極めて
近接させて設けたものである。さらに、第９図Ｄ
は、採熱ドラム１０の下方に設置したノズル１２
の開口を、該採熱ドラム１０の外周面に近接させ
ることにより、小面６に達するまでの溶融材料２
の酸化、窒化等を防止しようとするものであり、
このように構成することにより箔片２３の品質を
向上させることができる。そして、この他にも周
知の溶融材料２供給手段を採用することができる
ことはもちろんである。 また、第１０図ＡないしＣには、ノズル１２の
開口の形状と、この開口から流出する溶融材料２
の射出流の断面形態をそれぞれ示す。すなわち、
第１０図Ａは、ノズル１２の開口の形状を円形と
したものであり、この場合には、断面の形状が円
形をなして溶融材料２が流出する。この実施例で
は、ノズル１２の開口の加工を容易に行なうこと
ができる。同図Ｂは、ノズル１２の開口の形状を
長方形としたものであり、この場合には、断面の
形状が樽形をなして溶融材料２が流出する。この
実施例では箔片２３の製造効率を向上させること
ができる。さらに、同図Ｃは、ノズル１２の開口
の形状を長手方向内側を狭くし、かつ、外側を広
くして凹レンズ状としたものであり、この場合に
は、断面の形状が長方形をなして溶融材料２が流
出する。一般に、溶融材料２の粘性に基づいて、
長手方向両端の射出量よりも中央部の射出量の方
が多くなるため、同図Ｃのように形成することに
よつて、前記射出量の不揃いを修正することがで
き、溶融材料２を均一幅で流出させることができ
る。また、ノズル１２開口両端の溶融材料は、そ
れ自体の表面張力等によつて外側へ逃げるため、
両端の幅を広くすることによつて、その外側移動
分を補なうこともできる。 なお、ノズル１２の開口の寸法は、長さは１mm
ないし50mm程度が好適ではあるが、これ以上に長
くてもよく、また、その幅は0.1mmないし５mm程
度が好適ではあるが、いずれもこの実施例に示し
た寸法に限定されるものではない。また、溶融材
料２としては、この実施例の他にも、例えば銅ま
たはニツケルを基金属とする合金、鉄、非晶質合
金、その他各種の材料を用いることができる。さ
らに、螺旋溝４ａ，４ｂは、この実施例では複数
本設けたが、これらはいずれも、それぞれ１本の
連続する螺旋溝であつてもよいことはもちろんで
ある。 第１１図及び第１２図には、それぞれ採熱ドラ
ム１０の小面６の形状の他の実施例を示す。 第１１図に示す小面６は、前記実施例における
軸方向溝２５の数、すなわち、円周方向の分割数
を増加させたものである。この場合には、二等辺
三角形をなす小面６と、台形をなす小面６とがそ
れぞれ多数個形成される。 また、第１２図に示す小面６は、すべての角度
が直角ではない平行四辺形をなす小面６と、２つ
の角度が直角である台形をなす小面６と、三角形
をなす小面６とからなる。かかる小面６は、一方
向に延びる複数の螺旋溝４ｂと、複数の軸方向溝
２５とを設けることにより、これらの溝４ｂ，２
５を除く部分に形成される。 これら第１１，１２図に示す採熱ドラム１０に
よれば、形状の異なつた箔片を多数製造すること
ができる。 さらにまた、第１３図には、採熱ドラム１０に
小面６を形成するための、溝の形状の他の実施例
を示す。 この実施例は、互いに交差する方向に連続する
複数の環状溝２６ａ，２６ｂと、採熱ドラム１０
の軸方向に平行に延びる複数の軸方向溝２５とを
設けることにより、これらの溝２５，２６ａ，２
６ｂを除く部分に小面６を形成するようにしたも
のである。すなわち、同図は、小面６を形成する
ための各溝２５，２６ａ，２６ｂの形状を個別に
取り出して展開図示したものであり、それぞれの
パターンにおいて、円周方向Ｙの両端を接続する
ことにより、それぞれの筒体が構成される。パタ
ーン１は、軸方向Ｘに対して一方向に傾斜する環
状溝２６ａを有し、パターン２は軸方向に対して
前記環状溝２６ａとは逆側に傾斜する環状溝２６
ｂを有し、さらに、パターン３は、軸方向Ｘに平
行に延びる軸方向溝２５を有し、これら３つのパ
ターンを組み合せることにより、パターン４に示
すような小面６を形成することができる。 なお、環状溝２６ａ，２６ｂは、筒体をその軸
方向に対して傾斜させて切断したときにその切口
外縁にできる楕円状の溝としてもよく、この場合
には、四辺形をなす小面６の他に、一部に円弧部
分を有する小面６が形成される。 以上説明してきたように、この発明によれば、
螺旋溝まは環状溝と、軸方向溝とで筒体の外周面
に多数の小面を形成した採熱ドラムを高速度で回
転し、この採熱ドラムの外周面に、溶融材料を連
続して供給する構造としたため、溶融材料から直
接に、三角形や四辺形等各種形状の箔片を製造す
ることができる。しかも、溶融材料が供給される
範囲内にある、箔片を成形するための小面の数だ
け一度に箔片を製造できるばかりでなく、この箔
片の製造工程を連続して行なうことができ、極め
て製造効率の高い箔片製造装置を提供することが
できる。さらにまた、この発明では、採熱ドラム
と、これを高速度で回転するための回転装置と、
採熱ドラムに溶融材料を連続供給するための溶融
装置とからなる簡単な構造でありながら、前述の
ように生産効率の高い箔片製造装置を提供するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、先行技術としてのフイラメント製造
装置の概略を示す説明図、第２図は、第１図の
−線拡大断面図、第３図ないし第８図は、この
発明の一実施例を示すものであり、第３図は、装
置の概略を示す正面図、第４図は、装置の概略を
示す側面図、第５図は、採熱ドラムの説明図、第
６図は、採熱ドラムの要部拡大側面図、第７図
は、同要部拡大平面図、第８図は、箔片を示す
図、第９図ＡないしＤは、ノズルの実施例を示す
図、第１０図ＡないしＣは、ノズルの開口の形状
とこの開口から流出する溶融材料の断面の形状を
示す図、第１１図は、採熱ドラムの小面の形状の
第２の実施例を示す図、第１２図は、採熱ドラム
の小面の形状の第３の実施例を示す図、第１３図
は、環状溝と軸方向溝とを用いて小面を形成した
実施例を示す展開説明図である。 ２は溶融材料、４ａ，４ｂは螺旋溝、６は小
面、６ａは傾斜面、１０は採熱ドラム、１１は回
転装置、１２はノズル、１３は溶融装置、１７は
溶融槽、１８は発熱体、１９は連通管、２２は箱
体、２３は箔片、２４はワイパ、２５は軸方向
溝、２６ａ，２６ｂは環状溝である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 筒体の外周面に多数の小面を形成した採熱ド
   ラムと、この採熱ドラムを高速度で回転するため
   の回転装置と、前記採熱ドラムの外周面に対向す
   るノズルを有し、かつ、このノズルから溶融材料
   を流出して、採熱ドラムの外周面に溶融材料を連
   続して供給する溶融装置とを備え、前記採熱ドラ
   ムの多数の小面は、互いに交差する方向に延びて
   巻回する１組若しくは複数組の螺旋溝、互いに交
   差する方向に延びて無端状に連続する複数の環状
   溝、又は、一方向に延びる１若しくは複数の螺旋
   溝の内のいずれか１つの形態の溝と、採熱ドラム
   の軸方向に平行に延びる複数の軸方向溝とを、交
   差して設けることにより、これらの溝を除く部分
   に形成したことを特徴とする箔片製造装置。