(57)【要約】【課題】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。【解決手段】回転板の温度を制御する温度制御手段として凹凸部を用いる場合、回転板１４１の表面に、凹凸部を構成する円環状の溝１４１Ｃを形成する。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。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。これにより溶融金属に対する回転板１４１の濡れ性を所望の範囲内に設定することができる。【選択図】図２
2008264856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。  
【請求項９】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２９３９９号公報（要約）
【特許文献２】特開平１１−１８９９２６号公報（要約）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【発明の効果】
【００１６】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
（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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
（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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
（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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
（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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【実施例】
【００４４】
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。
【００４５】
［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。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
［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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
［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。
【００５３】
【表２】
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【００５４】
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。
【００５５】
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。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】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。
【図２】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。
【図３】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。
【図４】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。
【図５】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。
【図６】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。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【図１１】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。
【符号の説明】
【００５７】
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
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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