JPH0581299B2 - - Google Patents

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JPH0581299B2
JPH0581299B2 JP63307289A JP30728988A JPH0581299B2 JP H0581299 B2 JPH0581299 B2 JP H0581299B2 JP 63307289 A JP63307289 A JP 63307289A JP 30728988 A JP30728988 A JP 30728988A JP H0581299 B2 JPH0581299 B2 JP H0581299B2
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rotating shaft
material rod
container
rod
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Fumihiko Sakuno
Hirofumi Sonoda
Satoshi Pponda
Ryohei Kumagai
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Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
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Nippon Steel Welding and Engineering Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/10Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying using centrifugal force
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2/00Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
    • B01J2/02Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops
    • B01J2/04Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic by dividing the liquid material into drops, e.g. by spraying, and solidifying the drops in a gaseous medium

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、粉末処理気密空間で固形原材料を高
速回転駆動して該固形原材料の先端面にプラズマ
トーチを対向させてプラズマアークにより該先端
面を溶融し遠心力により溶融原材料を高速飛散さ
せて極微粒子とする粉末製造に関し、特に、粉末
処理気密空間を開くことなく多くの粉末を製造す
るための粉末製造装置に関する。
〔従来の技術〕
この種の粉末製造は回転電極法と呼ばれ、例え
ば汚染が少ない、極小径、球形の微粒子を量産し
得る。この種の粉末製造装置は、例えば米国特許
第3802816号明細書に提示されている。
この種の製造では、汚染および酸化が極力少く
しかも径が揃つた微粒子を得るために、粉末処理
気密空間はまず高度に真空引きし、次いでアルゴ
ンガスなどの不活性ガスを、大気より高い圧力ま
で満たしてから、不活性ガス噴射のプラズマアー
クを点弧して行なわれる。原材料棒が消耗する
と、それを取り替えなければならないが、取り替
えのときに粉末処理気密空間を開く(気密空間を
開く)必要がある。一度気密容器を開くと、また
真空引きをしなければならないので、真空引きを
含む取り替え時間が長く、製造効率が低いという
問題と、真空引きに多くのエネルギを消費すると
いう問題がある。
そこで米国特許第3802816号明細書の製造装置
では、粉末処理気密空間を区画する裏板にシート
を介して円柱状の原材料棒を挿入するようになつ
ており、原材料棒を回転駆動する回転軸および原
動機は、粉末処理気密空間の外に、前記裏板に対
して進退する移動台に装着されている。先端部が
粉末処理気密空間に進入したプラズマトーチは前
板に固着されており、このトーチの先端に、裏板
のシールを貫通した原材料棒の先端が対向する。
粉末製造中は、プラズマトーチのプラズマアーク
により原材料棒の先端が溶融し、原材料棒の高速
回転により溶融した原材料は微粒子となつて回転
軸の半径方向に飛散する。これにより原材料棒が
消耗するので、原材料棒およびそれを回転駆動す
る機構は、プラズマトーチに向けて駆動される。
原材料棒の予定した長さの消耗の後、消耗残部を
裏板のシールに挿入したまま次の新しい原材料棒
の先端面を消耗残部の後端面に押し当て、新しい
原材料棒を粉末処理気密空間に向けて押して消耗
残部を粉末処理気密空間に押し込んで該空間の下
方に落下させ、新しい原材料棒をシールに圧入す
る。粉末処理気密空間の外でこの新しい原材料棒
に回転軸が結合される。このように、粉末処理気
密空間を開く(大気と通流とする)ことなく原材
料棒の新旧交換が行なわれる。したがつて、連続
運転中には真空引きが不要となるはずであり、原
材料棒の取り替え時間が短くなるはずである。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、原材料棒は極高速で回転するの
で、裏板と原材料棒の間の気密シールは高気密、
高回転軸受け構造としなければならない。更に、
原材料棒は本来軸体として製造されるものではな
いが、高気密、高回転に適合する軸体に加工しな
ければならない。消耗(加工消費)してしまう原
材料棒を、通常の高気密、高回転の軸体と同様に
加工処理すると結局粉末の製造コストが上昇す
る。比較的に粗い加工の原材料棒に適応しうる高
気密、高回転軸受け構造を得ることは困難であ
る。したがつて、上述の、原材料棒と裏板の間を
シールする方式は、気密性を高く維持しての実際
の操業は困難であると推察する。気密性が低いと
粉末処理気密空間に酸素が進入し、製造される微
粒子の酸化が多くなつて製品粉末の品質が低下す
る。
本発明は、真空引きを含む取り替え時間を短く
し製造効率を高め、真空引きに要するエネルギを
低減し、かつ製品粉末の品質は高くすることを目
的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の粉末製造装置は、相対的に開閉自在で
あつて、粉末処理気密空間PCSを区画するための
第1および第2容器部材1,3;前記粉末処理気
密空間PCSにある原材料部材18を支持する支持
手段201,202,2031〜2034を先端部
に備え、第1容器部材1で支持された回転軸2
0;該回転軸20を高速回転駆動する駆動手段2
7;第2容器部材3に、前記回転軸20と平行で
あつて前記回転軸20の軸心とは離れた位置の回
転中心Cを中心に回転自在に装着された支持部材
5;該支持部材5の回転中心Cを中心とし、該回
転中心Cから前記回転軸20の軸心までの距離を
半径とする円周上において前記支持部材5で支持
されたプラズマトーチ61;前記円周上において
前記支持部材5で支持され、それぞれが原材料部
材18を保持し、前記回転軸20の支持手段20
1,202,2031〜2034に原材料部材18
を装着する装着手段19,77,761〜764
有する、複数個の保持手段71〜78;および、前
記円周上において前記支持部材5で支持され、前
記回転軸20の支持手段201,202,203
〜2034に支持された原材料部材18を該支持
手段201,202,2031〜2034より外す
脱離手段991〜992を有するハンドラ9;を備
える。なお、カツコ内の記号は、図面に示し後述
する実施例の対応要素を示すものである。
〔作用〕
第1および第2容器部材1,3の一方を他方に
対して開いて、保持手段71〜78のそれぞれに原
材料部材18を装着し、第1および第2容器部材
1,3を相対的に閉じて、粉末処理気密空間PCS
を所要圧力まで真空引きし、次に粉末処理気密空
間PCSに不活性ガスを所要圧力まで充填する。こ
の真空引きおよび不活性ガス充填の前又は後に、
回転軸20に対向する1つに保持手段(例えば7
)の原材料部材18を該保持手段71の装着手段
19,77,761〜764で回転軸20に装着す
る。なお、いずれの保持手段71〜78も回転軸2
0に対向していないときには、支持部材5を回転
させて1つの保持手段(例えば71)を回転軸2
0に対向させて、この装着を行なう。
真空引きおよび不活性ガス充填を終了しかつ回
転軸20への原材料部材18の装着を終了した
後、支持部材5を回転させてプラズマトーチ61
を回転軸20に装着されている原材料部材18の
先端面に対向する位置に位置決めして、回転軸2
0を回転駆動してその回転速度が所定高速度に達
した後、プラズマ噴射を開始する。回転軸20に
装着されている原材料部材18の先端面にプラズ
マが噴射して該先端面がその中心から溶融する。
原材料部材18が高速回転しているので、溶融し
た原材料は、遠心力により極小微粒子となつて回
転の半径方向に飛散し、この飛散により冷却を受
けて球状粒子に固化して落下する。この溶融/粒
子飛散に合せてプラズマトーチが、原材料部材1
8の先端面とトーチ先端との距離が一定となるよ
うに、原材料部材18に向けて駆動される。
回転軸20に装着されている原材料部材18の
残量が所定値以下になると、プラズマ噴射を停止
し、かつプラズマトーチを待機位置まで戻す。次
に、支持部材5を回転させてハンドラ9を回転軸
20に対向させてハンドラ9で使用を終えた原材
料部材18を回転軸20より外す。次に支持部材
5を回転させてもう1つの保持手段(例えば72
を回転軸20に対向させて、該保持手段72の新
しい原材料部材18を該保持手段72の装着手段
19,77,761〜764で回転軸20に装着す
る。そして支持部材5を回転させてプラズマトー
チ61を回転軸20に装着されている新しい原材
料部材18の先端面に対向する位置に位置決めし
て、回転軸20を回転駆動してその回転速度が所
定高速度に達した後、プラズマ噴射を開始する。
以下同様にして、回転軸20に装着している原
材料部材18の残量が所定値以下になる毎に、プ
ラズマ噴射を一時停止して、使用済の原材料部材
18の回転軸20よりの取り外しと、新しい原材
料部材18の装着を行なう。
このようにして、一回の真空引きの後、装備さ
れている保持手段71〜78の数(8個)分の原材
料部材18の粉末加工を行なうことができる。こ
れらすべての粉末加工を終了すると、第1および
第2容器部材1,3の一方を他方に対して開い
て、保持手段71〜78のそれぞれに原材料部材1
8を装着し、第1および第2容器部材1,3を相
対的に閉じて、粉末処理気密空間PCSを所要圧力
まで真空引きする。以下、前述と同様に粉末製造
を行なう。
以上のように、1回の真空引きの後、保持手段
1〜78の数(8個)分の原材料部材18の粉末
加工処理を行なうことができる。従来は、一般に
1個の原材料部材の粉末加工処理前に1回の真空
引きを要し、この真空引きに要する時間が比較的
に長くしかも多くのエネルギを消費していた所、
本発明では複数個nの原材料部材の粉末加工処理
につき1回の真空引きで済むので、従来よりも真
空引き回数が(n−1)回節約となり、その分粉
末製造装置の稼動効率が高くなり、しかも真空引
き消費エネルギが節約となる。
のみならず、原材料部材18と真空容器の間の
気密シールはなく、したがつて原材料部材18に
高気密、高回転のための軸加工処理を施す必要も
ないので、加工コストが低減する。高気密、高回
転シールは原材料部材18を支持する回転軸20
に関して施こせばよく、これは常設のものとして
高気密に設計/製造し得て、原材料部材18一本
当りの価格は極く低くなると共に、粉末処理気密
空間PCSへの酸素の進入を十分に防止する構造で
準備し得る。したがつて酸化が実質上ない微粒
子、すなわち高品質の粉末、を得ることが出来
る。
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照し
た以下の実施例の説明より明らかになろう。
〔実施例〕
第1図に本発明の一実施例の正面を示す。第1
図において、略円筒形の第1容器部材1の一端面
部には円形の開口が開けられており、第1容器部
材1にヒンジ21,22で支持された第2容器部材
3が該開口を閉じている。なお、第1容器部材1
の開口縁部には、リング状のシールを装備したリ
ング状のシール台が固着されており、第2容器部
材3の円形縁部に該シールに対向するリング状の
シール当て部材が固着されている。第2容器部材
3は、第1容器部材1に対して、ヒンジ21,22
の回転軸を中心に、回転自在である。すなわち開
閉自在である。
第2図に、第1図の−線断面の概要を示
す。第1図および第2図を参照すると、第1容器
部材1の前記開口の近くには、等間隔に複数個の
ボルト41〜48が、その下端において部材1の前
面に対して起立/倒伏自在に固着されており、各
ボルトはそれぞれ座金を貫通している。座金を貫
通した先端部にナツトが螺合している。各ボルト
に対応してボルト受けが第2容器部材3の円周側
面に固着されている。
第1容器部材1に対して第2容器部材3を気密
に結合するときには、各ボルトを部材1の前面に
対して起立させて座金を部材3のボルト受けの上
方に位置決めしてナツトを締め付ける。これによ
り、部材1のシール材が部材3で圧縮され、第1
容器部材1と第2容器部材3で区画された粉末処
理気密空間PCSは、容器外部空間より気密に遮断
されている。第1図はこのように第2容器部材3
を気密に閉じた状態を示す。第2容器部材3を開
く(粉末処理気密空間PCSを開く)ときには、ボ
ルト41〜48それぞれに螺合しているナツトを緩
めてボルト41〜48を部材1前面に略平行に倒
し、ヒンジ21,22を中心に第2容器部材3を回
動させる。
第2容器部材3には円形の開口があり、この開
口に、支持板5が該開口の周方向に回転自在に装
着されている。
支持板5には、プラズマトーチユニツト6、原
材料棒ホルダ71〜78、原材料棒取外しハンドラ
9およびラツチ10が装着されている。
第2図を参照すると、プラズマトーチユニツト
6は、大略で、後述する回転軸20に平行に延び
気密シールを介して支持板5に進退可能に支持さ
れ先端部分は粉末処理気密空間PCSに位置し後端
部分は該空間PCSの外部に位置するプラズマトー
チ61、空間PCSの外部においてプラズマトーチ
61に固着された保持具62、保持具62に一体
に固着されたナツト63、回転軸20に平行であ
つてナツト63に螺合したねじ棒64、ねじ棒6
4を正逆回転駆動する、減速機内蔵のモータユニ
ツト65で構成されている。モータユニツト65
を支持する基台およびねじ棒64が回転自在に固
着され、プラズマトーチ61が貫通するユニツト
ベースPUBは、プラズマトーチ61を中心に回
転自在に、支持板5に装着されている。このユニ
ツトベースPUBには、図示を省略した回転角調
整機構を介してハンドル66(第1図)が結合さ
れており、第2図に示すようにプラズマトーチ6
1を回転軸20に対向させた状態において、この
ハンドルを正、逆転させることにより、プラズマ
トーチ61がその軸心を中心に回転し、プラズマ
トーチ61の回転角(回転位置)の調整を行ない
得る。
モータユニツト65がねじ棒64を正回転駆動
すると、プラズマトーチ61が原材料棒18に向
けて進み、逆回転駆動すると、原材料棒18より
後退する。
プラズマトーチ61は、支持板5の回転中心C
と回転軸20の中心軸との距離を半径とする円周
上にあり、原材料棒ホルダ71〜78および原材料
棒取外しハンドラ9もこの円周上にある。ラツチ
10はこの円周の外側に位置する。したがつて、
支持板5を回転させることにより、プラズマトー
チ61、原材料棒ホルダ71〜78および原材料棒
取外しハンドラ9を、選択的に、回転軸20に対
向する位置に位置決めすることができる。
第3図に、第1図の−線拡大断面(ラツチ
10の断面)を示す。第3図において、31は第
2容器部材3の円形開口縁に固着されているリン
グ状のべアリング支持部材であり、この部材31
と、支持板5に固着されたリング状のベアリング
支持部材28で、開口に沿つてリング状に配設さ
れたベアリングBRGが支持されている。すなわ
ちベアリングBRGによつて、支持板5が第2容
器部材3に対して周方向に回転自在に支持されて
いる。支持部材28および31にはそれぞれ、シ
ール用のリング29および30が固着されてお
り、両者間でシール材が挟持されている。このシ
ール材で、実質上、第2容器部材3と支持板5の
間の相対回転部のシールが行なわれている。
ラツチ10は、第2容器部材3に固着されてい
るベアリング支持部材31に対向する位置にあ
り、圧縮コイルスプリング102で常時部材31
に向けて押されているピン部材101を有する。
ベアリング支持部材31には、プラズマトーチ6
1、原材料棒ホルダ71〜78および原材料棒取外
しハンドラ9がそれぞれ回転軸20に対向する位
置にあるときにピン部材101に対向する位置
に、ピン部材101の進入を許す穴311が開け
られている。すなわちピン部材101はロツクピ
ンでありかつ位置決めピンであつて、その先端が
上記穴311の1つに進入しているときには、支
持板5は回転し得ない。支持板5を回転させると
きにはピン部材101を、圧縮コイルスプリング
102の反発力に抗して穴311から引き抜く。
所要位置近くまで支持板5を回転させたときにピ
ン部材101に加えている引き抜き力を解除する
と、部材31の穴311がピン101に整合した
ときに、すなわちプラズマトーチ61、原材料棒
ホルダ71〜78および原材料棒取外しハンドラ9
の1つが回転軸20に正確に対向するときに、ピ
ン101の先端が部材31の穴311に進入し、
支持板5が停止し、位置決めがなされたことにな
る。
第4図に、原材料棒ホルダ77の拡大側面を示
す。なお第4図は第1図の−線拡大断面図で
ある。ホルダ77は、握り部71、容器貫通部7
3、内空間PCSに位置する原材料棒収納部74お
よび装着ハンド75を有する。容器貫通部73
は、支持板5を貫通した気密軸受け32を該軸受
けに一体のシール材を介して貫通しており、支持
板5を横切る方向に進退させることができ、その
軸心を中心に回転させることができる。握り部7
1には、該回転を強い力でも行なえるように、6
角ナツト外側面と同様な6角切削面72が形成さ
れており、ここにナツト締め工具を結合しうる。
原材料棒収納部74は有底筒状であり、底部(後
端部)が貫通部73に固着されている。収納部7
4の先端部は装着ハンド75のカツプ内空間に連
続であり、原材料棒18が通り得る直径である。
装着ハンド75は略カツプ状であつて、後述する
締めねじ19(第5a図および第5b図)の、略
カツプ状の側面を受けるカツプ状内壁面77を有
し、かつ先端部に4個の、締めねじ19の側面の
縦溝1911〜1918に進入しうる、指761
764を有するものである。
なお、他のホルダ71〜76,78も、ホルダ77
と全く同じ構造である。
第5a図に第2図に示す締めねじ19の拡大正
面を、第5b図に第2図に示す原材料棒18、締
めねじ19および回転軸20の拡大縦断面を示
す。
締めねじ19は、原材料棒18が通る穴を底に
開けたカツプ状であり、上開口縁部にフランジ1
92を有する。外側面にはフランジ192に至る
縦溝1911〜1918が周方向に等間隔に分布し
ている。締めねじ19の内壁面には、回転軸20
の雄ねじ202が螺合する雌ねじ194が切られ
ている。
回転軸20の先端は原材料棒19を受ける略カ
ツプ状であり原材料棒受け穴201を有し、回転
軸20の中心には給電装置24に給電するための
銅軸芯203が装着されている。回転軸20の先
端の略カツプ状を呈する側壁部には、最先端に開
いた4個のスリツト2031〜2034が、周方向
に等間隔に形成されている。このスリツト203
〜2034が延びる部分に渡つて、回転軸20の
外側周面に雄ねじ202が切られている。
原材料棒18は円柱状であり、尾端部にリング
溝が切られている。
原材料棒18のリング溝に、2つ割りのリング
部材(リング半体)331および332をはめ込ん
で該原材料棒18の先端(粉末加工端)を締めね
じ19の底開口に通し、原材料棒18の尾端(被
支持端)を回転軸20の先端の原材料棒受け穴2
01に挿入して、締めねじ19を廻して該締めね
じ19を回転軸20の先端部の雄ねじ202に螺
合させ、ねじ19を締め付けると、締めねじ19
でリング部材331および332が回転軸20に向
けて押されてこれにより原材料棒18が回転軸2
0の内方に加圧されて銅コア203に圧接すると
共に、締めねじ19の締め付けにより回転軸20
の、スリツト形成部が軸心方向に加圧されて原材
料棒18の外周面を締め付ける。このように原材
料棒18を回転軸20に固着した状態を第5b図
(第2図)に示す。
原材料棒18のリング溝に、2つ割りのリング
部材(リング半体)331および332をはめ込ん
で該原材料棒18の先端(粉末加工端)を締めね
じ19の底開口に通した状態で、これら原材料棒
18、リング部材331,332および締めねじ1
9を、第5b図に2点鎖線で示すように(ただし
回転軸20には固着していない状態)、原材料棒
18の先端をホルダ71〜78の原材料棒収納部7
4に挿入し締めねじ19を装着ハンド75に収納
する形で、ホルダ71〜78のそれぞれに予め装着
することができる。このように装着していると
き、第5b図に2点鎖線で示すように、装着ハン
ド75の指761〜764が、締めねじ19の縦溝
1911,1913,1915,1917にはまり込
んでおり、ホルダ71〜78の装着ハンド75が、
原材料棒18および締めねじ19を外している回
転軸20に対向するとき、ホルダを回転軸20に
向けて進出させ(これによりそれが保持する原材
料棒18の尾端が回転軸20の受け穴201に進
入する)、次にホルダを回転駆動してそれが保持
する締めねじ19を回転軸20に螺合させて締め
ねじ19を締め付けることにより、ホルダが保持
する締めねじ19および原材料棒18が回転軸2
0に一体となる。そこでホルダを退避させると、
原材料棒収納部74および装着ハンド75より原
材料棒18および締めねじ19が抜けつつホルダ
が退避位置に戻る。このように、原材料棒18の
リング溝に、2つ割りのリング部材(リング半
体)331および332をはめ込んで該原材料棒1
8の先端(粉末加工端)を締めねじ19の底開口
に通した状態で、これらをホルダ71〜78の原材
料棒収納部74および装着ハンド75に装入して
おくことにより、これらを、ホルダ71〜78の、
回転軸20に向けての進出操作、ホルダの回転操
作およびホルダの退避操作、の3操作で回転軸2
0に固着することができる。
回転軸20より原材料棒19を外すときには、
空いている(現在回転軸20に装着している原材
料棒18を先に保持していた)ホルダを回転軸2
0に対向する位置に位置決めして、ホルダを進出
操作して装着ハンド75の指761〜764を回転
軸20に結合している締めねじ19の縦溝191
,1913,1915,1917に挿入し、締めね
じ19を緩めるようにホルダを回転操作する。締
めねじ19が回転軸20から外れるとホルダを退
避操作する。この退避操作のときに、締めねじ1
9が装着ハンド75で支持されて装着ハンド75
と共に移動するか、或いは空間PCSの下方に落下
する。リング部材331,332は2つ割りである
ので原材料棒18から外れて落下する。しかし原
材料棒18は回転軸20に留まる。
この実施例では、このように残留する原材料棒
18を回転軸20から外すのが、原材料棒取外し
ハンドラ9である。
第6図に、原材料棒取外しハンドラ9の拡大縦
断面(第1図の−線拡大断面図)を示す。支
持板5を貫通する気密軸受け97のシール材を、
中空軸93が貫通しており、この中空軸93が気
密軸受け97に対して軸心の延びる方向に移動自
在であると共に、回転自在である。中空軸93
の、支持板5の外側(大気側)の端部(後端部)
の外周面には、雄ねじ95が切られており、この
雄ねじ95にナツト96の雌ねじ96が螺合して
いる。中空軸93の、空間PCS内に延びる先端に
は、ハンド98が固着されており、ハンド98の
先端に相対向する2個の指体991,992が互に
開閉自在に枢着されている。すなわち指体991
992がハンド98に、ピン1051,1052
枢着されている。指体991,992の一部分は係
止具106の略矩形状の空間内に進入している。
係止具106が第6図で右方に移動すると指体9
1および992がそれぞれ反時計方向および時計
方向に回転駆動され、指体991および992が相
対的に開く(2点鎖線)。係止具106が左方に
移動すると指体991および992がそれぞれ時計
方向および反時計方向に回転駆動され、指体99
および992が相対的に閉じる(実線)。指体9
1および992の先端はくの字形に曲つており、
この曲つた先端は、原材料棒18のリング溝には
まり込む形状となつている。第6図には、使用を
終つた原材料棒18とそれに装着されている締め
ねじ20を2点鎖線で示す。
ハンド98を、中空軸93を貫通するロツド9
1の先端が気密に貫通しており、このロツド91
の先端に係止具106が固着されている。係止具
106には圧縮コイルスプリング108で常時右
方向に強制する力が与えられている。ロツド91
の後端には雄ねじ92が切られており、この雄ね
じ92にナツト94が螺合している。ナツト9
6,94の部位を握つて中空軸93を支持板5の
内空間PCS方向に押すことにより、ハンド98が
該方向に移動してナツト96の右端が気密軸受け
97のフランジに当る。すなわちナツト96は、
ハンド98の空間内方(右方)への移動位置を制
限するストツパ又は位置決め部材である。ナツト
96のねじ込み/ゆるめにより、この停止拘束位
置を調整しうる。圧縮コイルスプリング108の
反発力により係止具106が右方に押されいるの
でロツド91は常時右方に引かれており、これに
よりナツト94に当接している座金が中空軸93
の左端面(後端面)に常時当接している。ナツト
94のねじ込みにより指体991,992が相対的
に閉じ、ナツト94のゆるめにより指体991
992が相対的に開く。
前述のようにホルダ71〜78で、第5b図に実
線で示す締めねじ19を回転軸20より外した
後、ラツチ10のピン部材を引いて支持板5を、
その側周面に等間隔に植設されたバー111〜1
6を握つて回転させて原材料棒取外しハンドラ
9を回転軸20(使用済の原材料棒18)に対向
する位置に移動させて、ナツト94を廻して指体
991,992を開き、中空軸93を支持板5内方
に押し込んで指体991,992の先端を原材料棒
18のリング溝に対向する位置に動かし、そして
ナツト94を廻して指体991,992を閉じて第
6図に実線で示すように原材料棒18(2点鎖
線)のリング溝に指体991,992の先端を挿入
し、そして中空軸93を支持板5から外部に出す
方向(第6図で左方)に駆動する。これにより原
材料棒18が回転軸20から引き抜かれて内空間
PCSの下方に落下する。
第1容器部材1の下部分はシユート形状になつ
ており、その途中に比較的に強固な大メツシユの
金網17が装備されている。回転軸20から外さ
れた締めねじ19はホルダ71〜78に戻るが、ホ
ルダ71〜78を退避方向(第4図で右方から左
方)に駆動する間に締めねじ19がホルダから落
ちると、締めねじ19は金網17上に落下する。
締めねじ19の外しにより原材料棒18から外れ
た2つ割りのリング部材331,332も金網17
上に落下する。前述のように、ハンドラ9で回転
軸20から引き抜かれた原材料棒19も金網17
上に落下する。
第2図を参照する。回転軸20は、高気密、高
回転用の気密軸受け21で支持されて第1容器部
材1を貫通し、第1容器部材1の外部で駆動軸2
2と連結されている。駆動軸22を間に置いて2
つの空気圧ブレーキ装置23が対向設置されてお
り、スイツチオンにより、装置23のエアーシリ
ンダに高圧空気が自動供給されて装置23がブレ
ーキシユーを突出して駆動軸を挟圧する。これに
より駆動軸22は停止拘束される。この停止拘束
は、ホルダ71〜78で、締めねじ19を介して回
転軸20に回転力が加わるとき(締めねじ19を
回転軸20に締め付けるときと締めねじ19を回
転軸20からゆるめるとき)に、回転軸20を回
転させないためのものである。
駆動軸22には給電装置24が結合されてお
り、この給電装置24と駆動軸を介して回転軸2
0(つまりは原材料棒18)に所定の電圧が印加
される。駆動軸22は中間軸受け25で支持され
それを貫通して軸カツプラ26を介して電気モー
タ27の回転軸に結合されている。電気モータ2
7は駆動軸22を高速回転駆動する。
次に上記実施例の使用態様を説明する。
まず、プラズマトーチ61、ホルダ71〜78
よびハンドラ9をすべて退避位置に駆動して、ボ
ルト41〜48に締め付けているナツトを緩めてボ
ルト41〜48を倒して第2容器部材3を90度程度
開く。開いた状態で、金網17上の締めねじ1
9、2つ割りリング部材331,332,使用済原
材料棒18等を回収し、プラズマトーチ61の先
端部分の点検と必要に応じた補修を行ない、また
回転軸20の先端の状態を点検して必要に応じて
掃除を行なつて、プラズマトーチ61および回転
軸20が正常であると、ホルダ71〜78のそれぞ
れの収納部74およびハンド75に、新しい原材
料棒18のリング溝に2つ割りリング部材331
332を装着しかつこれらのリング部材331,3
2を締めねじ19でリング溝に押し込み保持す
る形にして、これらを挿入により装着する(第5
b図に2点鎖線で示す収納部74、ハンド75、
締めねじ19、リング部材331,332および原
材料棒18の関係)。
次に第2容器部材3を閉じて、ボルト41〜48
を起してそれらに装着されている座金およびナツ
トを第2容器部材3の受け金に係合させて全ナツ
トを締め付けて、第1容器部材1と第2容器部材
3の間を気密にする。そしてそれらの内空間PCS
の真空引きを開始し、1つのホルダ(例えば71
を回転軸20に対向する位置に移動させて、それ
が保持する原材料棒18を回転軸20に装着す
る。そしてプラズマトーチ61を、回転軸20に
装着された原材料棒18に対向させ、プラズマト
ーチ61を前進駆動して、所定位置(プラズマ噴
射開始位置)で止める。
内空間PCSが所定の真空度になると、真空引き
を停止して、内空間PCSにアルゴンガスを供給し
内空間PCSを所定圧のアンゴンガス圧力とし、そ
して電気モータ27を回転付勢し回転軸20の回
転速度が所定速度に安定するとプラズマトーチ6
1を付勢してプラズマ噴射を開始する。プラズマ
噴射を開始すると、従来公知の態様で、原材料棒
18の消耗によるトーチ61/原材料棒18間距
離の増大がないように、プラズマトーチ61を原
材料棒18に向けて駆動する。
プラズマ噴射を開始すると、原材料棒18の先
端面のプラズマ衝突点から原材料棒18の溶融が
始まり、溶融した原材料は原材料棒18の高速回
転による遠心力により回転の半径方向に高速で飛
び、粒径が揃つた極小径球粒子(粉体)になつて
落下して、金網17を通つて、またバルブ13を
通つて収容器14に落下する。なお、収容器14
に所定量の粉体を収容すると、バルブ13を閉じ
て収容器14を交換し、またバルブ13を開く。
回転軸20に装着されている原材料棒18の残
長が所定値以下になると、プラズマ噴射を停止
し、電気モータ27の付勢を停止して、プラズマ
トーチ61を退避位置に戻し、支持板5を回転さ
せてホルダ71を回転軸20の位置まで駆動し、
ホルダ71で回転軸20の締めねじ19を外す。
次に支持板5を回転させてハンドラ9を回転軸2
0の位置まで駆動して回転軸20の原材料棒18
を引き抜く。そして支持板5を回転させてホルダ
2を、回転軸20の位置まで駆動して回転軸2
0に、ホルダ72が保持している原材料棒18を
装着し、支持板5を回転させてプラズマトーチ6
1を回転軸20の原材料棒18に対向させ、トー
チ61をプラズマ噴射開始位置まで前進させ、電
気モータ27を回転付勢して、次のプラズマ噴射
を開始する。
なお、このような、第2容器部材3を気密に閉
じたままの各種操作のとき、ならびに状態監視を
必要とするときには、第2容器部材3に装着され
ている気密窓121〜123を通して回転軸20廻
りを視認する。
以上のようにして、第1容器部材1に対して一
度第2容器部材3を気密に閉じてから、8個の原
材料棒18のプラズマ噴射による粉体処理を行な
う。これらのすべてを終了すると、第2容器部材
3を開く。
なお、上記実施例では、支持板5を装着した第
2容器部材3を開閉する構造としているが、それ
を固定として、回転軸20およびそれに結合され
た駆動機構を支持する部分を開閉する構造として
もよい。すなわち第1容器部材を開閉する構造と
してもよい。更には、ホルダ71〜78で締めねじ
19を締め付け回転駆動およびゆるめ回転駆動す
るようにしているが、ホルダ71〜78は原材料棒
18の回転軸20への挿入(仮装着)のみを行な
つて、締めねじ19の締め付け回転駆動およびゆ
るめ回転駆動をもハンドラ9で行なうようにして
もよい。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、1回の真空引き
の後、保持手段71〜78の数(8個)分の原材料
部材18の粉末加工処理を行なうことができる。
従来は、一般に1個の原材料部材の粉末加工処理
前に1回の真空引きを要し、この真空引きに要す
る時間が比較的に長くしかも多くのエネルギを消
費していた所、本発明では複数個nの原材料部材
の粉末加工処理につき1回の真空引きで済むの
で、従来よりも真空引き回数が(n−1)回節約
となり、その分粉末製造装置の稼動効率が高くな
り、しかも真空引き消費エネルギが節約となる。
のみならず、原材料部材18と真空容器の間の
気密シールはなく、したがつて原材料部材18に
高気密、高回転のための軸加工処理を施す必要も
ないので、加工コストが低減する。高気密、高回
転シールは原材料部材18を支持する回転軸20
に関して施こせばよく、これは常設のものとして
高気密に設計/製造し得て、原材料部材18一本
当りの価格は極く低くなると共に、粉末処理気密
空間PCSへの酸素の進入を十分に防止する構造で
装備し得る。したがつて酸化が実質上ない微粒
子、すなわち高品質の粉末、を得ることが出来
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例の正面図である。
第2図は、第1図の−線断面図である。第3
図は、第1図の−線拡大断面図である。第4
図は、第1図の−線拡大断面図である。第5
a図は、第2図に示す締めねじ19の拡大正面図
である。第5b図は、第2図に示す締めねじ19
の拡大縦断面図である。第6図は、第1図の−
線拡大断面図である。 1……第1容器部材(第1容器部材)、21,2
……ヒンジ、3……第2容器部材(第2容器部
材)、41〜48……ボルト、5……支持板(支持
部材)、6……プラズマトーチユニツト、61…
…プラズマトーチ(プラズマトーチ)、62……
保持具、63……ナツト、64……ねじ棒、65
……モータユニツト、66……ハンドル、PUB
……ユニツトベース、71〜78……原材料棒ホル
ダ(保持手段)、71……握り部、72……6角
切削面、73……容器貫通部、74……原材料棒
収納部、75……装着ハンド、761〜764……
指、77……カツプ状内壁面、9……原材料棒取
外しハンドラ(ハンドラ)、91……ロツド、9
2……雄ねじ、93……中空軸、94……ナツ
ト、95……雄ねじ、96……ナツト、97……
気密軸受け、98……ハンド、991,992……
指体、1051,1052……ピン、106……係
止具、1071,1072……ピン、108……圧
縮コイルスプリング、10……ラツチ、101…
…ピン、102……圧縮コイルスプリング、
BRG……ベアリング、111〜116……バー、
121〜123……窓、13……バルブ、14…
…収容器、151,152……支持脚、16……支
持台、17……金網、18……原材料棒(原材料
部材)、19……締めねじ、1911〜1918
…縦溝、192……フランジ、193……開口、
194……雌ねじ、20……回転軸(回転軸)、
201……受け穴、202……雄ねじ、203…
…銅軸芯、2031〜2034……スリツト、21
……気密軸受け、22……駆動軸、23……空気
圧ブレーキ装置、24……給電装置、25……中
間軸受け、26……軸カプラ、27……電気モー
タ、28……ベアリング支持部材、29,30…
…リング、31……ベアリング支持部材、32…
…気密軸受け、331,332……2つ割りのリン
グ部材。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 相対的に開閉自在であつて、粉末処理気密空
    間を区画するための第1および第2容器部材; 前記粉末処理気密空間にある原材料部材を支持
    する支持手段を先端部に備え、第1容器部材で支
    持された回転軸; 該回転軸を高速回転駆動する駆動手段; 第2容器部材に、前記回転軸と平行であつて前
    記回転軸の軸心とは離れた位置の回転中心を中心
    に回転自在に装着された支持部材; 該支持部材の回転中心を中心とし、該回転中心
    から前記回転軸の軸心までの距離を半径とする円
    周上において前記支持部材で支持されたプラズマ
    トーチ; 前記円周上において前記支持部材で支持され、
    それぞれが原材料部材を保持し、前記回転軸の支
    持手段に原材料部材を装着する装着手段を有す
    る、複数個の原材料ホルダ;および、 前記円周上において前記支持部材で支持され、
    前記回転軸の支持手段に支持された原材料部材を
    該支持手段より外す脱離手段を有するハンドラ;
    を備える粉末製造装置。
JP63307289A 1988-12-05 1988-12-05 粉末製造装置 Granted JPH02152545A (ja)

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