(57)【要約】【課題】優れた冷却作用を奏する金属粉末製造装置を提供する。【解決手段】  溶融金属を吐出する溶融金属供給部と、前記溶融金属供給部の下方に設置される筒体と、前記溶融金属供給部から吐出された前記溶融金属を冷却する冷却液の流れを、前記筒体内に形成する冷却液流形成部と、を有する金属粉末製造装置であって、前記冷却液流形成部は、前記筒体の軸方向の上部から下部に向けて、前記筒体の内周壁に沿って膜状に前記冷却液を流出し、前記筒体内に前記冷却液の流れを形成することを特徴とする金属粉末製造装置。【選択図】図２
2019031712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属を吐出する溶融金属供給部と、
前記溶融金属供給部の下方に設置される筒体と、
前記溶融金属供給部から吐出された前記溶融金属を冷却する冷却液の流れを、前記筒体内に形成する冷却液流形成部と、を有する金属粉末製造装置であって、
前記冷却液流形成部は、前記筒体の軸方向の上部から下部に向けて、前記筒体の内周壁に沿って膜状に前記冷却液を流出し、前記筒体内に前記冷却液の流れを形成することを特徴とする金属粉末製造装置。
【請求項２】
前記冷却液流形成部は、第１の流路断面積を有する外周部を有することを特徴とする請求項１に記載の金属粉末製造装置。
【請求項３】
外周部は、前記筒体の前記軸方向に対する直交面に沿って、かつ、前記筒体における前記内周壁の同心円方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１に記載の金属粉末製造装置。
【請求項４】
前記冷却液流形成部は、
前記第１の流路断面積より狭い第２の流路断面積を有しており、前記外周部に前記冷却液を流入させる流入部と、
前記第１の流路断面積より狭い第３の流路断面積を有しており、前記外周部から前記内周壁に沿って膜状に前記冷却液を流出させる冷却液吐出部と、を有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の金属粉末製造装置。
【請求項５】
前記流入部に対して、前記筒体の前記軸方向に傾斜する方向に沿って接続しており、前記流入部に前記冷却液を供給する冷却液供給部をさらに有する請求項４に記載の金属粉末製造装置。
【請求項６】
前記冷却液流形成部は、前記筒体の径方向に沿って伸びており前記外周部から前記内周壁に沿って膜状に前記冷却液を流出させる冷却液吐出部を有することを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の金属粉末製造装置。
【請求項７】
前記冷却液吐出部は、内径側より外径側の方が広い開口幅を有することを特徴とする請求項６に記載の金属粉末製造装置。
【請求項８】
前記冷却液流形成部は、第１の流路断面積を有しており前記冷却液の圧力を溜める外周部を有しており、
前記外周部は、前記筒体の前記軸方向に対する直交面に沿って、かつ、前記筒体における前記内周壁の同心円方向に沿って形成されており、
前記冷却液吐出部は、前記外周部の形成方向に沿って配置されることを特徴とする請求項４から請求項７までのいずれかに記載の金属粉末製造装置。
【請求項９】
溶融金属供給部の下方に設置される筒体の内周壁に沿って冷却液の流れを形成する工程と、
前記溶融金属供給部から溶融金属を前記冷却液の流れに向けて吐出する工程と、を有する金属粉末の製造方法であって、
前記冷却液の流れを形成する工程では、前記筒体の上部から下方に向けて、前記筒体の前記内周壁に沿って膜状に前記冷却液を流出することを特徴とする金属粉末の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属粉末製造装置と金属粉末の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば特許文献１に示すように、いわゆるガスアトマイズ法を用いて金属粉末を製造する金属粉末製造装置とその装置を用いた製造方法が知られている。従来の装置は、溶融金属を吐出する溶融金属供給容器と、この溶融金属供給容器の下方に設置される筒体と、溶融金属供給部から吐出された溶融金属を冷却する冷却液の流れを、筒体の内周壁に沿って形成する冷却液層形成部と、を有する。
【０００３】
冷却液層形成手段は、冷却用筒体の内周壁の接線方向に向けて線状に冷却液を噴射し、冷却液を冷却容器の内周壁に沿って旋回させながら流下させることにより、冷却液層を形成している。冷却液層を用いることで、溶滴を急冷し、高機能性の金属粉末を製造することができることが期待されている。
【０００４】
しかしながら、従来の装置では、冷却用筒体の内周壁の接線方向に向けて冷却液を線状に噴射したとしても、冷却液の一部は、筒体の内周壁に衝突して跳ね返り、冷却液の流れに多量の空気を巻き込む問題を生じ、十分な冷却作用を奏することができない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−８０８１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、優れた冷却作用を奏する金属粉末製造装置と、それを用いる金属粉末の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る金属粉末製造装置は、
溶融金属を吐出する溶融金属供給部と、
前記溶融金属供給部の下方に設置される筒体と、前記溶融金属供給部から吐出された前記溶融金属を冷却する冷却液の流れを、前記筒体内に形成する冷却液流形成部と、を有する金属粉末製造装置であって、
前記冷却液流形成部は、前記筒体の軸方向の上部から下部に向けて、前記筒体の内周壁に沿って膜状に前記冷却液を流出し、前記筒体内に前記冷却液の流れを形成することを特徴とする。
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る金属粉末の製造方法は、
溶融金属供給部の下方に設置される筒体の内周壁に沿って冷却液の流れを形成する工程と、
前記溶融金属供給部から溶融金属を前記冷却液の流れに向けて吐出する工程と、を有する金属粉末の製造方法であって、
前記冷却液の流れを形成する工程では、前記筒体の上部から下方に向けて、前記筒体の前記内周壁に沿って膜状に前記冷却液を流出することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る金属粉末製造装置および金属粉末の製造方法では、筒体の軸方向の上部から下部に向けて、筒体の内周壁に沿って膜状に冷却液を流出し、筒体内に前記冷却液の流れを形成する。従来の金属粉末製造装置では、冷却液を線状に流出させていたため、冷却液の流れの中に多くの空気を巻き込む問題を生じていたが、本発明では冷却液を膜状に流出することで、冷却液の流れの中に空気等の雰囲気ガスを巻き込む問題を効果的に抑制し、冷却液による冷却効果を高めることができる。
【００１０】
また、たとえば、前記冷却液流形成部は、第１の流路断面積を有する外周部を有してもよい。冷却液流形成部が外周部を有することにより、外周部において冷却液が流れる方向を調整し、これにより冷却液流形成部から流出する冷却液の流れに空気等が巻き込まれる問題を防止できる。
【００１１】
また、たとえば、前記外周部は、前記筒体の前記軸方向に対する直交面に沿って、かつ、前記筒体における前記内周壁の同心円方向に沿って形成されていてもよい。外周部をこのように形成することで、外周部において冷却液が流れる方向を調整し、冷却液流形成部から流出する冷却液が内周壁に衝突して空気等を巻き込む問題を防止できる。
【００１２】
また、たとえば、前記冷却液流形成部は、前記第１の流路断面積より狭い第２の流路断面積を有しており、前記外周部に前記冷却液を流入させる流入部を有していてもよく、前記第１の流路断面積より狭い第３の流路断面積を有しており、前記外周部から前記内周壁に沿って膜状に前記冷却液を流出させる冷却液吐出部と、を有していてもよい。外周部の流路断面積を大きくすることにより冷却液の流れ方向を調整しつつ効果的に整流することができ、冷却液吐出部の流路断面積を狭くすることにより冷却液の流出速度を高めることができるため、このような金属粉末製造装置は、溶融金属に対して優れた冷却効果を奏する。
【００１３】
また、たとえば、金属粉末製造装置は、前記流入部に対して、前記筒体の前記軸方向に傾斜する方向に沿って接続しており、前記流入部に前記冷却液を供給する冷却液供給部をさらに有してもよい。このような冷却液供給部を有する金属粉末製造装置は、外周部において冷却液が流れる方向を、内周壁と同心円方向に容易に調整することが可能であり、冷却液流形成部から流出する冷却液が内周壁に衝突して空気を巻き込む問題を防止できる。
【００１４】
また、前記冷却液流形成部は、前記筒体の径方向に沿って伸びており前記外周部から前記内周壁に沿って膜状に前記冷却液を流出させる冷却液吐出部を有してもよい。冷却液吐出部が筒体の径方向に沿って伸びていることにより、冷却液流形成部から流出する冷却液が内周壁に衝突して空気を巻き込む問題を防止できる。
【００１５】
また、前記冷却液吐出部は、内径側より外径側の方が広い開口幅を有してもよい。このような冷却液吐出部を有する冷却液流形成部は、内周壁に近づくほど冷却液の流出量が大きくなるため、内周壁に沿う冷却液の流れを安定化させ、冷却液の流れが空気等のガスを巻き込む問題を防止できる。
【００１６】
また、たとえば、前記冷却液流形成部は、第１の流路断面積を有しており前記冷却液の圧力を溜める外周部を有していてもよく、前記外周部は、前記筒体の前記軸方向に対する直交面に沿って、かつ、前記筒体における前記内周壁の同心円方向に沿って形成されていてもよく、前記冷却液吐出部は、前記外周部の形成方向に沿って配置されていてもよい。冷却液吐出部を、内周壁の直交面及び内周壁の同心円方向に沿って形成された外周部に沿って配置することにより、内周壁の内側に形成される冷却液の流れに空気等が巻き込まれる問題を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係る金属粉末製造装置の概略断面図である。
【図２】図２は図１に示す金属粉末装置に含まれる冷却液流形成部及び冷却液供給部を示す斜視図である。
【図３】図３は図２に示す冷却液流形部の一部を拡大した部分斜視図である。
【図４】図４は図１に示す冷却液流形成部が有する冷却液吐出部の形状を表す概念図である。
【図５】図５は冷却液流形成部が有する冷却液吐出部に関する第１変形例を示す概念図である。
【図６】図６は冷却液供給部に関する第２変形例を示す部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
【００１９】
第１実施形態
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る金属粉末製造装置１０は、溶融金属２１をアトマイズ法（ガスアトマイズ法）により冷却固化して、多数の金属粒子で構成された金属粉末を得るための装置である。この金属粉末製造装置１０は、溶融金属２１を吐出する溶融金属供給部２０と、溶融金属供給部２０の鉛直方向の下方に配置してある冷却部３０とを有する。図面において、鉛直方向は、Ｚ軸に沿う方向である。
【００２０】
溶融金属供給部２０は、溶融金属２１を収容する耐熱性容器２２を有する。耐熱性容器２２の外周には、加熱用コイル２４が配置してあり、耐熱性容器２２の内部に収容してある溶融金属２１を加熱して溶融状態に維持するようになっている。耐熱性容器２２の底部には、吐出口２３が形成してあり、そこから、冷却部３０の筒体３２の内周壁３３上に形成された冷却液の流れ６０に向けて、溶融金属２１が滴下溶融金属２１ａとして吐出されるようになっている。
【００２１】
耐熱性容器２２の外底壁の外周部には、吐出口２３を囲むように、ガス噴射部２６が配置してある。ガス噴射部２６には、ガス噴射口２７が具備してある。ガス噴射口２７からは、吐出口２３から吐出された滴下溶融金属２１ａに向けて高圧ガスが噴射される。高圧ガスは、吐出口２３から吐出された滴下溶融金属２１ａの周囲全周から斜め下方向に向けて噴射され、滴下溶融金属２１ａは、多数の液滴となり、ガスの流れに沿って、円筒状部分３２ａにおける内周壁３３上に形成された冷却液の流れ６０に向けて運ばれる。
【００２２】
溶融金属２１は、いかなる元素を含んでいてもよく、たとえば、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｂ、Ｃｒ、Ｐ、Ｃｕ、Ｎｂ、Ｚｒの少なくともいずれかを含んでいるものも用いることができる。これらの元素は活性が高く、これらの元素を含む溶融金属２１は、短時間の空気等との接触により、容易に酸化して酸化膜を形成してしまい、微細化することが困難とされている。金属粉末製造装置１０は、上述したようにガス噴射部２６のガス噴射口２７から噴射するガスとして不活性ガスを用いることで、酸化しやすい溶融金属２１であっても容易に粉末化することができる。
【００２３】
ガス噴射口２７から噴射されるガスとしては、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガスなどの不活性ガス、あるいはアンモニア分解ガス等の還元性ガスが好ましいが、溶融金属２１が酸化しにくい金属であれば空気であってもよい。
【００２４】
冷却部３０は、溶融金属供給部２０の下方に設置される筒体３２と、溶融金属２１を冷却する冷却液の流れ６０を筒体３２内に形成する冷却液流形成部４０と、冷却液供給部５０（冷却液供給部５０については図２参照）とを有する。筒体３２は、一端に冷却液流形成部４０が接続しており溶融金属供給部２０の近くに配置される円筒状部分３２ａと、円筒状部分３２ａの他端に接続する円錐状部分３２ｂとを有する。円筒状部分３２ａの内周壁３３の内径は、特に限定されないが、好ましくは５０〜５００ｍｍである。
【００２５】
本実施形態では、筒体３２の軸方向Оは、鉛直線Ｚに対して所定角度θ１で傾斜してある。所定角度θ１としては、特に限定されないが、好ましくは、５〜４５度である。このような角度範囲とすることで、吐出口２３からの滴下溶融金属２１ａを、筒体３２の内周壁３３に形成してある冷却液の流れ６０に向けて吐出させ易くなる。なお、軸方向Оの矢印は、筒体３２の上部から下部へ向かう方向である。
【００２６】
筒体３２内における冷却液の流れ６０に向かって吐出された滴下溶融金属２１ａは、冷却液の流れ６０に衝突し、さらに分断され細化されるとともに冷却固化され、固体状の金属粉末となる。筒体３２の軸方向Оに沿って下方には、排出部３４が設けられ、冷却液の流れ６０に含まれる金属粉末を冷却液と共に、外部に排出可能になっている。冷却液と共に排出された金属粉末は、外部の貯留槽などで、冷却液と分離されて取り出される。なお、冷却液としては、特に限定されないが、冷却水が用いられる。
【００２７】
冷却液の流れ６０の下流側には、調整板３５が内周壁３３に固定してある。
【００２８】
本実施形態では、冷却液流形成部４０は、筒体３２の軸方向Оの上部に設けられている。冷却液流形成部４０は、冷却液吐出部４６を介して、筒体３２の軸方向Оの上部から下部に向けて冷却液を流出し、筒体３２内に冷却液の流れ６０を形成する。
【００２９】
図１に示す冷却液流形成部４０は、筒体３２の内周壁３３に沿って膜状に冷却液を流出する。図２は、図１に示す冷却液流形成部４０及び冷却液供給部５０（図１では不図示）を示す斜視図である。図２に示すように、冷却液流形成部４０は、筒体３２の内周壁３３の同心円方向Ｖに沿ってリング状に配置される第１冷却液流形成部４０Ａ、第２冷却液流形成部４０Ｂ、第３冷却液流形成部４０Ｃ、第４冷却液流形成部４０Ｄ、第５冷却液流形成部４０Ｅ、第６冷却液流形成部４０Ｆ、第７冷却液流形成部４０Ｇ、第８冷却液流形成部４０Ｈの８つの冷却液流形成部で構成される。第１〜第８冷却液流形成部４０Ａ〜４０Ｈは、同心円方向Ｖに関する配置が異なることを除き、互いに同様の形状および構造を有するため、第１冷却液流形成部４０Ａを例に挙げて説明を行い、その他の冷却液流形成部についての説明は省略する。
【００３０】
図３は、冷却液流形成部４０における第１冷却液流形成部４０Ａを拡大して表示した拡大図である。図３に示すように、第１冷却液流形成部４０Ａは、外周部４４と、流入部４２と、冷却液吐出部４６とを有する。外周部４４は、第１の流路断面積Ｓ１を有しており、内部を冷却液が流れる。外周部４４は、後述する流入部４２や冷却液吐出部４６より広い第１の流路断面積Ｓ１を有しており、外周部４４を流れる冷却液は相対的に流速が遅い。そのため、外周部４４は、冷却液が流れる方向を第１冷却液供給部５０Ａに対して変化させ、冷却液吐出部４６から流出した際に空気等を巻き込み難い方向に、冷却液が流れる方向を調整するのに適している。
【００３１】
外周部４４は、筒体３２の軸方向Оに対する直交面Ｐ１（図１参照）に沿って、かつ、筒体３２における内周壁３３の同心円方向Ｖに沿って形成されている。このような外周部４４は、冷却液が流れる方向を内周壁３３の同心円方向Ｖに調整し、空気等の巻き込みの少ない冷却液の流れ６０を、内周壁３３上に形成することができる。
【００３２】
図３に示すように、流入部４２は、第１の流路断面積Ｓ１より狭い第２の流路断面積Ｓ２を有しており、外周部４４に冷却液を流入させる。流入部４２には、流入部４２に冷却液を供給する第１冷却液供給部５０Ａが接続している。第１冷却液供給部５０Ａは、流入部４２と同様に第２の流路断面積Ｓ２を有している。また、第１冷却液供給部５０Ａは、流入部４２に対して、筒体３２の軸方向Оに沿って接続している。
【００３３】
図３に示すように、冷却液吐出部４６は、第１の流路断面積Ｓ１より狭い第３の流路断面積Ｓ３を有しており、外周部４４から筒体３２の内周壁３３に沿って、冷却液を膜状に流出させる。冷却液吐出部４６は、筒体３２の径方向Ｎに沿って伸びる細長い隙間形状を有しているため、円形の冷却液吐出部とは異なり、冷却液を膜状に流出させることができる。また、外周部４４の底壁に形成される冷却液吐出部４６と、外周部４４の天壁に形成される流入部４２とは、内周壁３３の同心円方向Ｖに沿って互いにずれた位置に形成されている。すなわち、流入部４２は外周部４４における同心円方向の一端に設けられ、冷却液吐出部４６は外周部４４における同心円方向Ｖの他端に設けられる。これにより、冷却液の流方向は、外周部４４の内部において同心円方向Ｖに偏向される。
【００３４】
図４は、図１〜図３に示す冷却液流形成部４０が有する冷却液吐出部４６の形状を表す概念図である。図４に示すように、冷却液吐出部４６は、外周部４４における径方向Ｎに沿う流路側壁４４ａと、流路底壁４４ｂとのコーナーに形成された隙間で構成される。冷却液吐出部４６は、外周部４４内の冷却液を、筒体３２の軸方向Оに傾斜する斜め方向（流出方向Ｑ）に向かって流出させる。冷却液吐出部４６を構成する隙間の幅は、特に限定されないが、１０μｍ〜５ｍｍとすることが、空気を巻き込まず高速である冷却液の流れ６０を形成する観点から好ましい。
【００３５】
冷却液吐出部４６は、外周部４４における第１の流路断面積Ｓ１より狭い第３の流路断面積Ｓ３を有するため、内周壁３３上に形成される冷却液の流れ６０の速度を向上させることができ、このような冷却液吐出部４６を有する金属粉末製造装置１０は、効果的に滴下溶融金属２１ａを冷却することができる。
【００３６】
図２に示すように、第２〜第８冷却液流形成部４０Ｂ〜４０Ｈについても、第１冷却液流形成部４０Ａと同様に、外周部４４と、流入部４２と、冷却液吐出部４６とを有する。また、第２〜第８冷却液流形成部４０Ｂ〜４０Ｈの各冷却液吐出部４６には、それぞれ第２〜第８冷却液供給部５０Ｂ〜５０Ｈが接続している。
【００３７】
図２に示すように、冷却液流形成部４０では、複数の冷却液吐出部４６が、外周部４４の形成方向である、直交面Ｐ１および同心円方向Ｖに沿って配置されている。このような配置により、筒体３２の内周壁３３上に形成される冷却液の流れ６０に空気等が巻き込まれる問題を防止することができる。冷却液流形成部４０に含まれる冷却液吐出部４６および外周部４４の数は特に限定されず、単数であっても、複数であってもよいが、６〜１２とすることが好ましい。なお、冷却液吐出部４６と外周部４４の数は同じであっても、異なっていてもよく、たとえば、外周部４４は同心円方向Ｖに連続していてもよい。
【００３８】
なお、各第１〜第８冷却液流形成部４０Ａ〜４０Ｈでは、外周部４４の底壁に形成される冷却液吐出部４６と、外周部４４の天壁に形成される流入部４２とが、同一回転方向に位置ずれしている。このような配置により、筒体３２の内周壁３３上に、高速で空気等を巻き込み難い渦巻き状の冷却流の流れを形成することができる。また、図１に示すように、各第１〜第８冷却液流形成部４０Ａ〜４０Ｈに含まれる冷却液吐出部４６の外径端部の径方向位置は、円筒状部分３２ａにおける内周壁３３の径方向位置に一致していることが、冷却液の流れ６０への空気等の巻き込みを防止する観点から好ましい。
【００３９】
図２に示すような冷却液流形成部４０から流出した冷却液は、冷却液流形成部４０で形成された流れの方向と、流出後に冷却液に作用する重力とにより、筒体３２の内周壁３３に沿う冷却液の流れ６０、典型的には渦巻き状である冷却液の流れ６０を形成する。図１に示す金属粉末製造装置１０では、このようにして形成された冷却液の流れ６０の内周側液面に、図１に示す滴下溶融金属２１ａが入射し、滴下溶融金属２１ａは、冷却液の流れ６０の内部で冷却されながら、冷却液と共に流れて排出部３４へ向かって移動する。
【００４０】
本実施形態に係る金属粉末製造装置１０は、冷却液流形成部４０が冷却液を膜状に流出させるため、筒体３２の内周壁３３に沿う冷却液の流れ６０が空気等を巻き込み難く、冷却液の流れ６０に入射する滴下溶融金属２１ａを効率的に冷却することが可能である。また、このような金属粉末製造装置１０では、たとえ冷却液流形成部４０に供給する冷却液の圧力を上昇させたとしても、冷却液の流れ６０が空気等を巻き込むのような乱流を生じにくいため、高速かつ層流である冷却液の流れ６０を用いた、効果的な滴下溶融金属２１ａの急冷を行うことができる。
【００４１】
以上、実施形態を示して本発明に係る金属粉末製造装置を説明したが、本発明は上述した金属粉末製造装置１０のみに限定されるものではなく、他の実施形態や変形例を有することは言うまでもない。たとえば、図５は、本発明の第１変形例に係る金属粉末製造装置に含まれる冷却液流形成部の冷却液吐出部１４６を表す拡大図である。
【００４２】
図５に示すように、冷却液吐出部１４６は、外径側の開口幅Ｗ２が、内径側の開口幅Ｗ１より広く、内径側より外径側の方が広い開口幅を有する。このような冷却液吐出部１４６を有する冷却液流形成部は、筒体３２の内周壁３３に近づくほど冷却液の流出量が大きくなるため、内周壁３３に沿う冷却液の流れを安定化させ、冷却液の流れが空気等のガスを巻き込む問題を防止できる。
【００４３】
図６は、本発明の第２変形例に係る金属粉末製造装置に含まれる冷却液供給部２５０の第１及び第２冷却液供給部２５０Ａ、２５０Ｂを示す部分拡大図である。なお、第２変形例に係る金属粉末製造装置では、冷却液供給部２５０Ａ、２５０Ｂが冷却液を供給する冷却液流形成部２４０Ａ、２４０Ｂについては、外周部２４４及び冷却液吐出部２４６によって形成される冷却液の流れの方向（旋回方向）が反対向きであることを除き、実施形態に示す金属粉末製造装置１０の冷却液流形成部４０Ａ、４０Ｂと同様である。
【００４４】
図６に示すように、第１及び第２冷却液供給部２５０Ａ、２５０Ｂは、第１及び第２冷却液流形成部２４０Ａ、２４０Ｂの流入部に対して、筒体３２の軸方向Оに傾斜する方向に沿って接続している。特に、第１及び第２冷却液供給部２５０Ａ、２５０Ｂの軸方向Оに対する傾斜角度は、冷却液吐出部４６から冷却液を流出させる流出方向Ｑが軸方向Оに対して傾斜する傾斜角度と同様であるか、または近似することが好ましい。第１及び第２冷却液供給部２５０Ａ、２５０Ｂが図６に示すように傾斜して第１及び第２冷却液流形成部２４０Ａ、２４０Ｂに接続していることにより、外周部４４および冷却液吐出部４６を通過する冷却液の流速を上昇させることが可能である。
【実施例】
【００４５】
以下、本発明を、さらに詳細な実施例に基づき説明するが、本発明は、これら実施例に限定されない。
【００４６】
実施例 
図１に示す金属粉末製造装置１０を用いて、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ（実験番号６）、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｎｂ−Ｂ−Ｃｕ（実験番号７）、Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ−Ｐ−Ｃｕ（実験番号８）、Ｆｅ−Ｎｂ−Ｂ（実験番号９）、Ｆｅ−Ｚｒ−Ｂ（実験番号１０）から成る金属粉末を製造した。
【００４７】
各実験において溶解温度１５００℃、噴射ガス圧５MPa、使用ガス種アルコ゛ンと一定とし冷却液の水流条件はポンプ圧７．５ｋＰａであった。実施例においては平均粒径が約２５μｍの金属粉末を製造することができた。平均粒径は、乾式粒度分布測定装置（HELLOS）を用いて測定し求めた。また実験番号６〜１０で作製した金属粉末の結晶分析を、粉末Ｘ線回折法により評価した。金属粉末の磁気特性についてはＨｃメータにて保磁力（Ｏｅ）を測定することで行った。結果を表１に示す。
【００４８】
比較例 
円形の冷却液吐出部を具備しており冷却液を線状に流出させる点を除き、実施例と同じ金属粉末製造装置を用いて、実施例と同じようにして、金属粉末（実験番号１〜５）を製造し、同様な評価を行った。結果を表１に示す。
【００４９】
表１の実施例と比較例を比べると磁気特性が向上しており非晶質性が向上した。これは冷却液が冷却液吐出部４６を通過することでさらに整流化されたため冷却液の流れが均一化し、より効果的な冷却効果が得られ、冷却不足となる粉末が少ないことが起因であると考えられる。また金属粉末の結晶分析を粉末Ｘ線回折により行ったところ、結晶に起因するピークを持つ比較例もあった。同一組成で比較した場合、金属粉末の磁気特性については比較例の方が実施例よりも保磁力が大きく、実施例において非晶質化に伴う磁気特性が顕著に表れていることが確認でき、実施例においてすぐれた冷却効果が得られていることが確認できた。
【００５０】
上記比較例と実施例を比較すると、冷却液を膜状に流出させる冷却液流形成部を用いることで、たとえポンプ圧が高い状態においても、冷却液の流れは乱流にならず整流化されたことで、金属粉末の冷却効果が上昇し、従来作製できなかった組成に対しても非晶質性が確認でき、さらに磁気特性も改善することができた。
【００５１】
【表１】
2019031712.tif 000003
【符号の説明】
【００５２】
１０…  金属粉末製造装置
２０…  溶融金属供給部
２１…  溶融金属
２１…  滴下溶融金属
２２…  耐熱性容器
２３…  吐出口
２４…  加熱用コイル
２６…  ガス噴射部
２７…  ガス噴射口
３０…  冷却部
３２…  筒体
３２ａ…  円筒状部分
３２ｂ…  円錐状部分
３３…  内周壁
３４…  排出部
３５…  調整板
４０…  冷却液流形成部
４０A〜４０Ｈ…  第１〜第８冷却液形成部
４２…  流入部
４４…  外周部
４４ａ…  流路側壁
４４ｂ…  流路底壁
４６…  冷却液吐出部
５０…  冷却液供給部
５０A〜５０Ｈ…  第１冷却液供給部
６０…  冷却液の流れ
Ｓ１〜Ｓ３…  第１〜第３の流路断面積
Ｗ１、Ｗ２…  開口幅
Ｎ…  径方向
О…  軸方向
Ｐ１…  直交面
Ｖ…  同心円方向
Ｑ…  流出方向
【図１】
2019031712.tif 000004
【図２】
2019031712.tif 000005
【図３】
2019031712.tif 000006
【図４】
2019031712.tif 000007
【図５】
2019031712.tif 000008
【図６】
2019031712.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年3月8日(2018.3.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属を吐出する溶融金属供給部と、
前記溶融金属供給部の下方に設置される筒体と、
前記溶融金属供給部から吐出された前記溶融金属を冷却する冷却液の流れを、前記筒体内に形成する冷却液流形成部と、を有する金属粉末製造装置であって、
前記冷却液流形成部は、前記筒体の軸方向の上部から下部に向けて、流出方向が前記筒体の内周壁に沿う方向になり、かつ流出形状が膜状になるように前記冷却液を流出し、前記筒体内に前記冷却液の流れを形成し、
前記冷却液流形成部は、第１の流路断面積を有する前記冷却液の流路を有する外周部を有し、
前記外周部は、前記筒体の前記軸方向に対する直交面に沿って、かつ、前記筒体における前記内周壁の同心円方向に沿って形成されており、
前記冷却液流形成部は、前記外周部から前記内周壁に沿って膜状に前記冷却液を流出させる冷却液吐出部を複数有しており、前記冷却液吐出部は、前記筒体の径方向に沿って伸びており、複数の前記冷却液吐出部は、前記内周壁の同心円方向に沿って配置されていることを特徴とする金属粉末製造装置。
【請求項２】
前記冷却液流形成部は、
前記第１の流路断面積より狭い第２の流路断面積を有しており、前記外周部に前記冷却液を流入させる流入部と、
前記第１の流路断面積より狭い第３の流路断面積を有しており、前記外周部から前記内周壁に沿って膜状に前記冷却液を流出させる冷却液吐出部と、を有することを特徴とする請求項１に記載の金属粉末製造装置。
【請求項３】
前記流入部に対して、前記筒体の前記軸方向に傾斜する方向に沿って接続しており、前記流入部に前記冷却液を供給する冷却液供給部をさらに有する請求項２に記載の金属粉末製造装置。
【請求項４】
前記冷却液吐出部は、内径側より外径側の方が広い開口幅を有することを特徴とする請求項１に記載の金属粉末製造装置。
【請求項５】
冷却液流形成部が、溶融金属供給部の下方に設置される筒体の内周壁に沿って冷却液の流れを形成する工程と、
前記溶融金属供給部から溶融金属を前記冷却液の流れに向けて吐出する工程と、を有する金属粉末の製造方法であって、
前記冷却液の流れを形成する工程では、冷却液流形成部が、前記筒体の上部から下方に向けて、流出方向が前記筒体の内周壁に沿う方向になり、かつ流出形状が膜状になるように前記冷却液を流出し、前記筒体内に前記冷却液の流れを形成し、
前記冷却液流形成部は、第１の流路断面積を有する前記冷却液の流路を有する外周部を有し、
前記外周部は、前記筒体の前記軸方向に対する直交面に沿って、かつ、前記筒体における前記内周壁の同心円方向に沿って形成されており、
前記冷却液流形成部は、前記外周部から前記内周壁に沿って膜状に前記冷却液を流出させる冷却液吐出部を複数有しており、前記冷却液吐出部は、前記筒体の径方向に沿って伸びており、複数の前記冷却液吐出部は、前記内周壁の同心円方向に沿って配置されていることを特徴とする金属粉末の製造方法。