(57)【要約】【目的】本発明は、高周波加熱して溶融した試料をスリットあるいは穴から回転ロールに向けて噴射し薄板、薄片を連続加工する急冷凝固装置のノズルに関し、試料を溶融して薄板あるいは薄片を加工毎に底板のみの交換で他の中間ノズル、細管を再利用してランニングコストを低減すると共に、溶融する試料や加工する薄板、薄片に最適なスリット形状、多数の丸穴形状を持ち、更に、スリットあるいは多数の丸穴の近傍の温度を最適に調整する形状を持つ底板に使用毎に交換可能にすることを目的としている。【構成】  ノズルは、高周波加熱される部分あるいは高周波電力が供給される部分を試料の溶融量に見合った大きさとした中間ノズルと、細いスリットあるいは多数の穴を設け、中間ノズルの下側に取り付ける底板と、中間ノズルを保持すると共にガス圧を供給するように取り付ける中間ノズルよりも小さい細管とを備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波加熱して溶融した試料をスリットあるいは穴から回転ロールに向けて噴射し薄板、薄片を連続加工する急冷凝固装置のノズルにおいて、
前記ノズルは、
高周波加熱される部分あるいは高周波電力が供給される部分を前記試料の溶融量に見合った大きさとした中間ノズルと、
細いスリットあるいは多数の穴を設け、前記中間ノズルの下側に取り付ける底板と、
前記中間ノズルを保持すると共にガス圧を供給するように取り付ける当該中間ノズルよりも小さい細管と
を備えたことを特徴とする急冷凝固装置のノズル。
【請求項２】
前記底板あるいは前記細管を、前記中間ノズルに着脱可能に取り付けたことを特徴とする請求項１記載の急冷凝固装置のノズル。
【請求項３】
前記底板について、当該底板の細いスリットあるいは多数の穴の形状の異なるものに交換可能に取り付けたことを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載の急冷凝固装置のノズル。
【請求項４】
前記底板の内部の前記細いスリットあるいは多数の穴の部分を当該底板の周囲よりもへこませて溶融した試料が当該細いスリットあるいは多数の穴に流入して噴射し易くかつ残渣が少なくなるようにしたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の急冷凝固装置のノズル。
【請求項５】
前記底板の前記細いスリットあるいは多数の穴の部分について、当該スリットあるいは多数の穴の部分を少し大きな矩形あるいは少し大きな穴（あるいは穴の全体を囲む少し大きな矩形）の形状にして当該スリットあるいは多数の穴の長さを調整したことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の急冷凝固装置のノズル。
【請求項６】
前記底板について、当該底板の外周の高周波加熱される部分の面積の異なるものに交換可能に取り付けることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載の急冷凝固装置のノズル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波加熱して溶融した試料をスリットあるいは穴から回転ロールに向けて噴射し薄板、薄片を連続加工する急冷凝固装置のノズルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ロール式急冷凝固装置は、容器内を低真空あるいは不活性ガスを充満させ、当該容器内に配置したノズル（ルツボ）内で高周波加熱により溶融した試料を当該ノズルの底板に設けた細いスリットあるいは多数の小さい丸穴から高速回転するロールに圧力を印加して連続噴射し急冷凝固させ、薄板あるいは薄片を連続加工している。
【０００３】
この際、ノズル内に試料を入れて高周波加熱によって高熱に加熱して当該試料を溶融する関係で、図７に示すように、ノズルは通常、円柱あるいは成型品のボロナイトライト（以下ＢＮという）を機械加工してルツボ状（円筒）で適度の厚さを持った底板に、１本の長い細いスリットあるいは小さな丸穴を多数加工していた。以下図７の従来の一体型ノズル構造図を簡単に説明する。
【０００４】
図７は、従来の一体型ノズル構造図を示す。
図７において、一体型ノズル５１は、ＢＮの棒あるいは成型品の耐熱性の材料から機械加工した一体型のノズルであって、円筒状で、底板を持ち、１本の長い細いスリット５３あるいは多数の小さな丸穴５３を機械加工したものであり、内部に試料を入れて高周波加熱によって試料を溶融して保持する耐火性の容器（ルツボ）である。
【０００５】
高周波コイル５２は、一体型ノズル５１に対向している部分を高周波加熱する高周波電力を供給するコイルである。対向している部分（一体型ノズル５１の自身あるいは内部に入れた試料）は供給された高周波電力によって渦電流が流れて当該渦電流により加熱され、内部の試料が溶融される。
【０００６】
スリットあるいは多数の丸穴５３は、一体型ノズル５１の底板に設け、溶融した試料を圧力で帯状あるいは細い糸状に噴射させて高速回転する回転ロール５４に向けて噴射し、薄板あるいは薄片を連続加工するためのものである。
【０００７】
回転ロール５４は、高速回転するロールであって、噴射された溶融した試料を薄板あるいは薄片に連続加工するものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、従来、一体型ノズル５１は、高周波コイル５２によって高周波加熱によって試料を極めて高温に溶融して保持するため、耐熱材料であるＢＮなどの棒や成型品から機械加工により当該図７に示すように、円筒状で底板に１本の細いスリット５３あるいは多数の小さい丸穴５３を機械加工し、全体として一体型としていた。
【０００９】
このため、試料を溶融する部分は、高周波コイル５２に対向した部分だけであり、その上部のノズルホールド機構で保持する部分も同じ大きさ（同じ径）で加工しており、特に、高温耐熱材料であるＢＮ棒や成型品の大きな径では、必要な高周波コイルの部分の長さに加えて、更に、ノズルホールド機構の部分も同じ径として材料が多く必要となり高価な一体型ノズルとなってしまう問題があった。
【００１０】
また、底板は従来の一体型ノズル５１では丸棒や成型品から全て機械加工などで加工する必要があり、その内部や当該底板のスリット５３あるいは多数の丸穴５３の加工などが大変であるという問題があった。更に、スリット５３あるいは多数の丸穴５３が異なる毎に、一体型スリット５１を加工して顧客に納品する必要があり、多種類の一体型スリット５１を管理かつその都度、加工して納品するという大変な作業が要求されるという問題があった。
【００１１】
また、底板は従来の一体型ノズル５１では丸棒や成型品から全て機械加工などで加工する必要があり、底板のスリット５３あるいは多数の丸穴５３の部分の温度を少し高温にして溶融物がつまらないようにすることが困難であるという問題があった。これを解決するためには、底板のみを加熱する高周波コイルを別途設けて加熱することが考えられるが、これでは、底板のみを加熱する高周波コイルが必要となって、構造が複雑かつ高価となってしまう問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、これらの問題を解決するため、高周波加熱する部分の中間ノズルは試料の溶融量の収納に見合った径とし、底板は細いスリットあるいは多数の丸穴のうち最適なものに着脱可能かつ適切な加熱量を確保した形状かつ使用毎に交換可能とし、上部に中間ノズルを保持する細管を設けてガス圧を供給するようにしている。
【００１３】
従って、試料を溶融して薄板あるいは薄片を加工毎に底板のみの交換で他の中間ノズル、細管を再利用してランニングコストを低減すると共に、溶融する試料や加工する薄板、薄片に最適なスリット形状、多数の丸穴形状を持ち、更に、スリットあるいは多数の丸穴の近傍の温度を最適に調整する形状を持つ底板に使用毎に交換することが可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、試料を溶融して薄板あるいは薄片を加工毎に底板のみの交換で他の中間ノズル、細管を再利用してランニングコストを低減すると共に、溶融する試料や加工する薄板、薄片に最適なスリット形状、多数の丸穴形状を持ち、更に、スリットあるいは多数の丸穴の近傍の温度を最適に調整する形状を持つ底板に使用毎に交換することができる。
【００１５】
これらの結果、従来の一体型ノズルは１回毎に新しい一体型ノズルを使用する必要があるのに比し、本発明では、使用毎に底板のみを交換すればよく、他の細管、中間ノズルは十数回使用可能で、コストを約１０分の１に低減できるという顕著な経済的効果が発生すると共に、所望のノズルサイズ、丸穴サイズを持つ底板に交換することで溶融する試料、加工する薄板、薄片に最適に合わせることができるという顕著な効果が発生します。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明は、高周波加熱する部分の中間ノズルは試料の溶融量の収納に見合った径とし、底板は細いスリットあるいは多数の丸穴のうち最適なものに着脱可能かつ適切な加熱量を確保した形状かつ使用毎に交換可能とし、上部に中間ノズルを保持する細管を設けてガス圧を供給することを実現した。
【実施例１】
【００１７】
図１は、本発明のノズル全体図図を示す。
図１の（ａ）は正面断面図を示し、図１の（ｂ）は底面図を示す。
【００１８】
図１において、ノズル１１は、細管１、中間ノズル３および底板４から構成されるものであって、内部に試料を入れ、外部の高周波コイルから高周波電力を供給して加熱（試料自身を加熱あるいは中間ノズル３と底板４を加熱）して試料を溶解し、溶解した試料を底板４に設けたスリットあるいは多数の穴から外部（図では下方）の回転ロールに向けて放出して瞬間冷却して薄板あるいは薄片を連続生産するためのものである。ノズル１１は、内部に入れた試料を高周波加熱で溶融して保持する高温耐熱性の材料で作成されるものあって、グラファイト、ボロンナイトライト（導電性の耐火物）や、アルミナ、ジルコニアなどの耐火性酸化物（非導電性の耐火物）であり、高周波加熱でノズル１１自身（グラファイトのノズル１１自身）を高周波電力で加熱してその内部の試料を溶融（いわゆる間接加熱で溶融）あるいはノズル１１自身は加熱されなく内部の導電性の試料を高周波電力で加熱して溶融（いわゆる直接加熱で溶融）し、保持できればよい。
【００１９】
細管１は、中間ノズル３を保持すると共にガスを導入して圧力を印加して底板４に設けた細いスリット５（あるいは多数の穴５１）から溶融した試料を下方に放出させるためのものであって、ここでは、中間ノズル３よりも細く、別途作成して装着（例えばねじ止め）して固定するものである。細管１の上部には、ぬけ止め部２を設けて細管１を図示外のノズルホールド機構で保持するようにしている（図２参照）。
【００２０】
中間ノズル３は、試料を入れるに十分な径と高さを持つリング状であって、上部は径の細い細管１に装着（例えばねじ止めで固定して装着）するためのつばを設け、下部は底板４に装着（例えばねじ止めで固定して装着）するものである。
【００２１】
底板４は、中間ノズル３に装着した底板であって、テーパ部７、へこみ部６、スリット５（あるいは後述する多数の穴５１）を設けたものであり、溶融した試料をスリット５から細い帯状にして（あるいは多数の穴５１から細い糸状にして）下方の図示外の高速回転する回転ロールに圧力で噴射させて薄板あるいは薄片を連続生産するためのものである。尚、スリット５（あるいは多数の穴５１）は試料の溶融中、図示外のストッパでふさいで溶融した試料が放出されないようにしている。
【００２２】
スリット５は、底板４に設けたものであり、溶融した試料を帯状にして下方に放出するためのものである。
【００２３】
へこみ部６は、溶融して圧力の印加された試料がスリット５に十分に流れ込んで、外部（下方）に均一に放出されるように、スリット５の深さ（溶融した試料が内部から外部に放出される深さ）を適切に調整するためのものである。
【００２４】
テーパ部７は、中間ノズル３内で溶融した試料がへこみ部６を介してスリット５に流れ込みやすく、かつ残渣が発生しないようにテーパをつけた部分である。
【００２５】
以上のように、ノズル１１を細管１、中間ノズル３、底板４をそれぞれ作成して装着することにより、試料を溶融して薄板あるいは薄片を加工毎に底板４のみの交換で他の中間ノズル３、細管１を再利用してランニングコストを低減すると共に、溶融する試料や加工する薄板、薄片に最適なスリット形状、多数の丸穴形状を持ち、更に、スリット５あるいは多数の丸穴５１の近傍の温度を最適に調整する形状を持つ底板４を使用毎に交換することが可能となる。
【００２６】
図２は、本発明の単ロール式急冷凝固装置の要部断面図を示す。ここで、ノズル１１、中間ノズル３、底板４、スリット５、へこみ部６、テーパ部７は、図１の同一番号のものと同じであるので説明を省略する。尚、図示の全体は、真空中あるいは不活性ガスの所定圧力の図示外の容器に入れる。
【００２７】
図２において、高周波コイル２１は、中間ノズル３および底板４の外周に巻かれたコイルであって、高周波電力を中間ノズル３、底板４などに供給（あるいは中間ノズル３、底板４が非導電性の場合には内部に入れた試料に供給）して加熱し試料を溶融するためのものである。
【００２８】
ノズルホールド機構２２は、ノズル１１を保持すると共に、ガス導入口２３が導入されたガス（圧力を印加）を細管１を介して中間ノズル３内の溶融した試料に印加するためのものである。
【００２９】
ガス導入口２３は、ガスを導入して当該ガスの圧力を中間ノズル３内の溶融した試料に印加し、底板４の細いスリット５（あるいは多数の穴５１）から当該溶融した試料を帯状あるいは糸状にし、高速回転している回転ロール面に連続噴射させるためのものである。
【００３０】
回転ロール２４は、高速に例えば矢印の方向に回転するものであって、ノズル１１を構成する底板５のスリット５（あるいは多数の穴５１）から噴射された帯状（糸状）の溶融した試料を瞬間的に冷却し、薄板（リボン、薄体）あるいは薄片を連続生産するためのものである。
【００３１】
以上の図示の機構の全体を真空あるいは所定不活性ガス圧の容器中に収納し、中間ノズル３の内側に試料を入れて高周波コイル２１に高周波電力を供給して当該試料を十分に溶融し、ガス導入口２３から不活性ガスの所定圧力を印加、かつ図示外のスリット５をふさいでいた機構を上方向に移動して取り除き、スリット５から溶融した試料を帯状（あるいは図３の底板４に多数の穴５１を設けたときは糸状）に高速回転する回転ロール２４に向けて噴射し、薄板２５（あるいは薄片）を連続生産（中間ノズル３内に溶融した試料の量だけ一度に連続生産）することが可能となる。以下順次詳細に説明する。
【００３２】
図３は、本発明の底板構造図（テーパ）を示す。
図３の（ａ）は正面断面図を示し、図３の（ｂ）は底面図を示す。
【００３３】
図３において、底部４は、既述した図１、図２の底部と同じであって、図示の形状のテーパ部７、へこみ部６、スリット５から構成されるものである。
【００３４】
テーパ部７は、既述したように、中間ノズル３の内側に試料が溶融して保持され、印加されたガス圧でスリット５から当該溶融した試料が外部に噴射（図１、図２では下側の回転ロール２４に向けて噴射）しやすいように、溶融した試料がへこみ部６に向かって流れ易いようにテーパを設けた部分であり、また、溶融した試料がなくなるときの残渣がなくてほぼ全部、へこみ部に流れ込んで更にスリット５から外部に噴射されるようにしたテーパを持つ部分である。
【００３５】
へこみ部６は、溶融して圧力の印加された試料がスリット５に流れ込んで、外部（下方）に均一に放出され易いように、スリット５の深さ（溶融した試料が内部から外部に放出される深さ）を適切に調整するためのものである。
【００３６】
スリット５は、溶融した試料を、ここでは、帯状にして回転ロール２４に向けて噴射し、薄板を連続生産するためのものである。
【００３７】
以上の構造のように、底板４の部分に、テーパ部７を設けて溶融試料がスムーズにへこみ部６を介してスリット５に流れ易くかつ残渣が発生しない構造にすると共に、へこみ部６を設けてスリット５への溶融試料がスムーズに流れ込み、かつ当該スリット５の長さを適切に調整してガス圧の印加された溶融試料を細い均一な帯状にして回転ロール２４に向けて噴射する構造にすることが可能となる。
【００３８】
図４は、本発明の底板構造図（へこみ部）を示す。
図４において、へこみ部６は、底板４のスリット５の幅（幅Ａ）の上部（内部）に広い幅（幅Ｂ）を設けた部分であって、ガス圧の印加された溶融試料が細い幅Ａのスリット５に流れ込み易く、かつ当該スリット５の長さＨ２を適切に調整（スリット５の長さＨ２が長すぎると内部の圧力で溶融試料が帯状に噴出し難くなり、スリット５の長さＨ２が短かすぎると内部の圧力で不均一な帯状の溶融試料になってしまったりするので、最適な長さに調整）するためのものである。
【００３９】
以上のように、へこみ部６を設けたことで、ガス圧の印加された溶融試料がテーパ部７によってへこみ部５に流れ込み易くされた上に、更に、当該へこみ部６の幅Ｂをスリット５の幅Ａより広くして当該流れ込んだガス圧の印加された溶融試料が幅の狭いスリット５に十分かつ容易に流れ込み易くし、かつ当該スリット５の長さＨ２を最適の長さに調整して印加されているガス圧で均一な帯状の溶融試料を回転ロールに向けて噴射することが可能となる。
【００４０】
図５は、本発明の本発明の底板構造図（穴）を示す。
図５において、細い穴５１は、既述した図１から図４の細いスリット５に代えたものであって、糸状の溶融試料を回転ロール２４に向けて噴射し薄片を連続生産する場合に使用（交換）する底板４の場合の穴である。
【００４１】
以上のように、へこみ部６の部分に、既述した図４のスリット５の代わりに多数の細い穴５１を設けた底板４を準備し、図４のスリット５を持つ底板４から図５の多数の穴５１を持つ底板４に交換することにより、ガス圧で当該細い多数の穴５１から糸状の溶融試料を回転ロール２４に噴射して薄片を連続生産することが可能となる。この際、薄片の大きさ薄さなどは、多数の穴５１のサイズの径を調整（更に、溶融試料に印加するガス圧、回転ロール２４の回転速度などによって調整）することで可能となる。
【００４２】
図６は、本発明の底板構造図（外周部）を示す。
図６において、外周部４１は、底部４の外周部であって、高周波コイル２１から供給された高周波電力によって加熱される部分であり、当該外周部の高周波コイル２１に面する面積を調整することで当該部分の加熱度合いを調整し、結果としてスリット５（あるいは多数の穴５１）の周辺の温度を例えば若干高めにして溶融試料がスムーズにスリット５を経由して回転ロール２４に向けて噴射させたり、残渣が残らないようにしたり、温度調整するためのものである。尚、外周部４１を底板４の底部分よりも下方向に張り出して面積を大きくして加熱量を大きくした場合には、図示のように、当該外周部４１を残して内側を削ってスリット５の長さを所定長さに保持、かつスリット５が回転ロール２４にぶつからないようにする。
【００４３】
以上のように、底板４の外周部４１の長さを調整して高周波コイル２１による加熱度合いを調整し、結果としてスリット５の近傍の温度を調整（例えば若干高めに調整）し、溶融試料がスムーズに流れ込んで回転ロール２４に向けて噴射させると共に残渣の発生をなくしたりすることが可能となる。この際、従来、別途設けた当該スリット５の近傍の温度調整用の高周波コイルが不要となる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、高周波加熱する部分の中間ノズルは試料の溶融量の収納に見合った径とし、底板は細いスリットあるいは多数の丸穴のうち最適なものに着脱可能かつ適切な加熱量を確保した形状かつ使用毎に交換可能とし、上部に中間ノズルを保持する細管を設けてガス圧を供給することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明のノズル全体図である。
【図２】本発明の単ロール式急冷凝固装置の要部断面図である。
【図３】本発明の底板構造図（テーパ）である。
【図４】本発明の底板構造図（へこみ部）である。
【図５】本発明の底板構造図（穴）である。
【図６】本発明の底板構造図（外周部）である。
【図７】従来の一体型ノズル構造図である。
【符号の説明】
【００４６】
１：細管
１１：ノズル
２：ぬけ止め部
３：中間ノズル
４：底板
４１：外周部
５：スリット
５１：穴
６：へこみ部
７：テーパ部
２１：高周波コイル
２２：ノズルホールド機構
２３：ガス導入口
２４：回転ロール
２５：薄板（リボン）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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