(57)【要約】【課題】粉末化しなかった金属を効率的に除去するとともに、除去した金属の再利用も容易にしたアトマイズ装置を提供する。【解決手段】溶融金属を噴霧して微粉化することにより金属粉末を製造するアトマイズ装置であって、微粉化した金属粉末を回収するチャンバ１０と、溶融金属をチャンバ１０内に噴霧するノズル２０と、該ノズル２０とチャンバ１０の内周面との間に配置される筒形のシールド部材５０とを備え、シールド部材５０がチャンバ１０から取り出し可能とされるとともに、弾性変形可能な矩形の薄板部材５１を備え、その薄板部材５１が筒形に弾性変形した状態でチャンバ１０内に配置される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属を噴霧して微粉化することにより金属粉末を製造するアトマイズ装置であって、
微粉化された前記金属粉末を回収するチャンバと、
前記溶融金属を前記チャンバ内に噴霧するノズルと、
該ノズルと前記チャンバの内周面との間に配置される筒形のシールド部材とを備え、
前記シールド部材が前記チャンバから取り出し可能とされていることを特徴とするアトマイズ装置。
【請求項２】
前記シールド部材は弾性変形可能な矩形の薄板部材を備え、
前記薄板部材が筒形に弾性変形した状態で前記チャンバ内に配置されることを特徴とする請求項１に記載のアトマイズ装置。
【請求項３】
前記シールド部材は、前記薄板部材の一つの辺に固定される支持部材と、
前記薄板部材の前記一つの辺に平行な他の辺に固定される軸部材と、
前記支持部材の両端に回転可能に支持される一対のアーム部材とを備え、
前記軸部材の両端は、各アーム部材の長手方向にスライド可能に支持され、
前記支持部材を定位置に保持した状態で両アーム部材を同一方向に回転させることにより、前記支持部材に前記軸部材が接近して前記薄板部材が筒形に弾性変形されることを特徴とする請求項２に記載のアトマイズ装置。
【請求項４】
前記アーム部材は、筒形に弾性変形させた前記薄板部材を反転させる位置まで回転可能とされていることを特徴とする請求項３記載のアトマイズ装置。
【請求項５】
前記両アーム部材は、前記支持部材に前記軸部材が接近した状態で、前記支持部材と平行に折り畳んで固定可能とされていることを特徴とする請求項３又は４に記載のアトマイズ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶融金属を微粉化して金属粉末を製造するアトマイズ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のアトマイズ装置は、例えば特許文献１、２に示すように、微粉化した金属粉末を回収するチャンバと、溶融金属（溶湯）を前記チャンバ内に噴霧するノズルとを備えている。材料の金属は、融点以上（例えば１０００℃以上）に加熱され、ノズルからチャンバ内に噴霧される。チャンバ内に噴霧された溶融金属の粒は、自然落下する過程で冷えて固まり、微細な粉末となってチャンバの底に集められる。チャンバの底に集められた金属粉末は、チャンバの底に設けられた回収口を通じて回収される。
【特許文献１】特開２０００−２７３５０５号公報
【特許文献２】特開２００７−１６２７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来のアトマイズ装置においては、ノズルからチャンバ内に噴霧された溶融金属の粒の一部が、粉末化せずにチャンバの内面に付着して固まることがある。このようなチャンバに付着した金属は、アトマイズ装置の運転を続けるうちにチャンバの内面に堆積し、少しずつ大きな塊に成長して金属粉末の製造効率を低下させる要因となる。そこで、堆積した金属を器具を使って物理的に引き剥がすことが行われるが、引き剥がした金属には、本来製造すべき金属粉末とは異なる物質（器具に付着していた異物や、器具自体の材料物質）が混入しているおそれがあるため、アトマイズの原料金属として再投入することはできず、改めて精製する必要があり、その労力により、全体のコスト増につながっている。
また、チャンバに付着した金属の引き剥がし作業は、チャンバ内の清掃作業となるため、その作業中は運転を停止する必要があり、生産性を損なう原因となる。
【０００４】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、粉末化しなかった金属を効率的に除去するとともに、除去した金属の再利用も容易にしたアトマイズ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のアトマイズ装置は、溶融金属を噴霧して微粉化することにより金属粉末を製造するアトマイズ装置であって、微粉化された前記金属粉末を回収するチャンバと、前記溶融金属を前記チャンバ内に噴霧するノズルと、該ノズルと前記チャンバの内周面との間に配置される筒形のシールド部材とを備え、前記シールド部材が前記チャンバから取り出し可能とされていることを特徴とする。
【０００６】
本発明のアトマイズ装置によれば、チャンバの内部にシールド部材が設けられるので、ノズルからチャンバ内周面に向けて噴霧された溶融金属のうち、粉末化しなかった溶融金属は、チャンバの内面に付着するのではなく、シールド部材に付着して固まることになる。そして、この金属の付着物が、アトマイズ装置の運転を続けるうちにシールド部材の表面に堆積してきたら、運転を停止してシールド部材をチャンバから取り出せばよい。チャンバから取り出したシールド部材においては、これに堆積した金属の付着物を除去することが行われるが、シールド部材を取り出した後のチャンバは、新たなシールド部材を組み込んで、アトマイズ処理を継続することが可能である。
【０００７】
本発明のアトマイズ装置において、前記シールド部材は弾性変形可能な矩形の薄板部材を備え、前記薄板部材が筒形に弾性変形した状態で前記チャンバ内に配置されることを特徴とする。
このシールド部材は、これを弾性変形させながら、チャンバ内に配置したり、取り出したりすることができ、また、取り出した後は、平板状に復帰させて付着物の除去作業を行うことができ、取り扱いが容易である。この場合、筒形に丸めた薄板部材を平板状に展開することにより、この薄板部材に付着していた金属の付着面には引っ張り応力が作用し、その引っ張り応力が付着金属には引き剥がす力となるので、その除去を容易にすることができる。
【０００８】
本発明のアトマイズ装置において、前記シールド部材は、前記薄板部材の一つの辺に固定される支持部材と、前記薄板部材の前記一つの辺に平行な他の辺に固定される軸部材と、前記支持部材の両端に回転可能に支持される一対のアーム部材とを備え、前記軸部材の両端は、各アーム部材の長手方向にスライド可能に支持され、前記支持部材を定位置に保持した状態で両アーム部材を同一方向に回転させることにより、前記支持部材に前記軸部材が接近して前記薄板部材が筒形に弾性変形されることを特徴とする。
【０００９】
このアトマイズ装置によれば、支持部材を定位置に保持した状態で両アーム部材を共に同一方向に回転させるという操作によって、薄板部材を筒形に弾性変形させることができ、また、逆方向に回転させれば、元の平板状に戻すことができ、その薄板部材の変形作業を容易にすることができる。
【００１０】
また、本発明のアトマイズ装置において、前記アーム部材は、筒形に弾性変形させた前記薄板部材を反転させる位置まで回転可能とされている構成としてもよい。薄板部材を反転させることにより、付着金属に大きな引っ張り応力が作用するので、引き剥がすことがさらに容易になり、器具などを使用しなくても薄板部材からの金属の除去を可能にすることができる。
【００１１】
また、本発明のアトマイズ装置において、前記両アーム部材は、前記支持部材に前記軸部材が接近した状態で、前記支持部材と平行に折り畳んで固定可能とされている構成としてもよく、アーム部材を折り畳むことにより、チャンバに干渉することなく、その内側に配置させることができ、装置の小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のアトマイズ装置によれば、粉末化しなかった溶融金属をチャンバの内面ではなくシールド部材に付着させ、このシールド部材をチャンバから取り出せるようにしたので、チャンバ内面を常に清浄な状態に維持することができるとともに、新たなシールド部材を組み込むことにより、アトマイズ処理を継続実施することが可能であり、生産性がよい。この場合、シールド部材を弾性変形可能な薄板部材によって筒形に形成する構成とすることにより、その取り扱いが容易になるだけでなく、弾性変形により付着物に引っ張り応力を作用させて引き剥がすことが可能になり、器具などを使うことなく付着金属を除去することが可能になるので異物の混入もなく、その再利用も容易になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明に係るアトマイズ装置の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
本実施形態のアトマイズ装置は、図１に示すように、溶融金属の金属粉末を回収するチャンバ１０と、溶融金属を噴霧するノズル２０と、溶融金属を溜める溶湯ポット３０と、ノズル２０に不活性ガスを供給する不活性ガス供給装置４０と、チャンバ１０内に挿入されるシールド部材５０とを備えている。
【００１４】
チャンバ１０は、微粉化した金属を回収するためのものであり、円筒形の胴部１１と、円錐形の底部１２とを有する。胴部１１の上部にノズル２０が設置され、底部１２の中央には金属粉末の回収口１３が形成されている。
【００１５】
ノズル２０は、溶融金属（溶湯）をチャンバ１０内に噴霧するものであって、溶湯ポット３０の下端に連なる湯道２１と、この湯道２１から流下する溶湯に向けて不活性ガスを吹き付けるガス噴出口２２とを有している。
この場合、湯道２１は、チャンバ１０の軸心位置に下向きに配置され、ガス噴出口２２は、湯道２１の周囲に複数配置され、湯道２１の下方に向けて斜め下向きに不活性ガスを噴出するようになっている。そして、湯道２１から落下する溶湯に向けて不活性ガスが吹き付けられると、いわゆる霧吹き現象により、溶湯が細かな粒に分散され、霧状になってチャンバ１０内を落下させられる。
【００１６】
溶湯ポット３０は、ノズル２０から噴霧される溶湯を溜めておくためのものであって、ノズル２０の上部に一体に設けられている。この溶湯ポット３０には、金属を加熱し溶融した状態を保つための加熱器３１が設けられ、その周りがカバー３２によって囲まれている。
【００１７】
不活性ガス供給装置４０は、溶湯を噴霧させるためにノズル２０のガス噴出口２２にアルゴンガスなどの不活性ガスを供給するものであり、ガス配管４１を介してガス噴出口２２に接続されている。また、この不活性ガス供給装置４０からチャンバ１０内に向けたガス配管４２も設けられており、チャンバ１０の胴部１１とシールド部材５０との間に不活性ガスが供給されるようになっている。
【００１８】
シールド部材５０は、ノズル２０から噴霧された溶融金属がチャンバ１０内面に付着することを防止するものであって、チャンバ１０よりも小径の円筒形をなしている。この場合、シールド部材５０は、チャンバ１０の底部１２上に載置されることにより、チャンバ１０から取り出し可能とされ、かつ、チャンバ１０の胴部１１と軸心を一致させるように同心状に配置され、その内側の軸心上にノズル２０の湯道２１が配置されるようになっている。
【００１９】
また、このシールド部材５０は、図２に示すように、薄板部材５１と、支持部材５２及び軸部材５３と、一対のアーム部材５４，５５とを備えた構成とされている。
薄板部材５１は、弾性変形可能な材料（例えばＳＵＳ）からなり、長方形をなしており、多数の小孔５６が全体に形成されている。また、この薄板部材５１の長辺はチャンバ１０の胴部１１の円周長よりも短く、薄板部材５１の短辺はチャンバ１０の鉛直方向の長さよりも短く設定されている。この寸法設定により、後述するように薄板部材５１を円筒形に変形させた場合に、その円筒形の薄板部材５１により構成されるシールド部材５０が、図４に示すように、チャンバ１０の胴部１１の内部に収まる大きさとなるものである。
【００２０】
支持部材５２は、全体として棒状に形成され、薄板部材５１の一方の短辺（本発明の「一つの一辺」に相当）５１Ａに、この短辺５１Ａと平行に固定されており、この短辺５１Ａの両端から突出する長さに設定されている。
軸部材５３は、薄板部材５１の一方の短辺５１Ａと平行な他方の短辺（本発明の「他の辺」に相当）５１Ｂに、支持部材５２と平行に固定されており、支持部材５２と同様、薄板部材５１の短辺５１Ｂよりも長く形成されている。
【００２１】
両アーム部材５４，５５は、支持部材５２及び軸部材５３の両端間を連結するように、薄板部材５１の両長辺と平行に配置されており、その一端部が支持部材５２の両端部に回転可能に支持されている。この支持部材５２の両端部には、薄板部材５１から突出するように回転軸５２A，５２Ｂが形成されており、この回転軸５２A，５２Ｂに、各アーム部材５４，５５の一端部が取り付けられている。
【００２２】
また、図３に示すように、軸部材５３の一端には、軸部材５３の長手方向に突き出すように回転軸５３Ａ，５３Ｂが形成されており、この回転軸５３Ａ，５３Ｂに、それぞれローラ５７が回転自在に取り付けられている。一方、アーム部材５４，５５の内側の側面には、長手方向に沿って溝５８，５９が形成されている。これら溝５８，５９は、あり溝状に形成され、その開口部分の溝幅はローラ５７の直径よりも小さいが、奥の部分はローラ５７の直径よりも大きく形成されている。そして、この溝５８，５９にローラ５７が緩くはめ合わされていることにより、軸部材５３は、両アーム部材５４，５５の長手方向にスライド可能に支持されている。
【００２３】
また、図２に示すように、これらアーム部材５４，５５は、中間部で二分割されており、分割された半分の部品５４Ａ，５４Ｂどうし、あるいは部品５５Ａ，５５Ｂどうしがピン６１を介して接続されている。そして、これら部品のうち、自由端となる部品５４Ｂ，５５Ｂは、支持部材５２に接続状態とされている部品５４Ａ，５５Ｂに対し、ピン６１を中心として相互に接近させる方向に折り畳み可能とされている。この場合、両アーム部材５４，５５でピン６１の位置が若干ずれており、支持部材５２に接続状態とされている二つの部品５４Ａ，５５Ｂの長さが異なるようにされている。これにより、両アーム部材５４，５５を支持部材５２と平行となるように折り畳むことが可能であり、ピン６１の位置がずれて二つの部品５４Ａ，５５Ｂの長さが異なることにより、相互に干渉することなく折り畳むことが可能である。そして、両アーム部材５４，５５を折り畳んだ状態のまま固定することができるようになっている。
【００２４】
このように構成したアトマイズ装置において、シールド部材５０の薄板部材５１を筒形に弾性変形させるには、支持部材５２を動かさないように定位置に保持したうえで、図４に示すように、両アーム部材５４，５５を薄板部材５１の弾性力に抗しながら共に同じ方向に回転させると、これらアーム部材５４，５５の溝５８，５９に端部を支持された軸部材５３が溝５８，５９内をスライドしながら、インボリュート曲線状の軌跡を描きながら支持部材５２に接近する。最終的に、支持部材５２に軸部材５３が接するまで両アーム部材５４，５５を回転させると、薄板部材５１が筒形に弾性変形される。この状態で、両アーム部材５４，５５を折り畳み、両アーム部材５４，５５を固定して軸部材５３と支持部材５２とが固定状態とされることにより、薄板部材５１が筒形に弾性変形した状態に保持される。
【００２５】
アトマイズ装置を運転するにあたっては、薄板部材５１を筒状に弾性変形させた状態のシールド部材５０をチャンバ１０の底部１２上に載置しておき、ノズル２０からシールド部材５０の内側に向けて溶融金属を噴霧する。噴霧された溶融金属の粒は、自然落下する過程で冷えて固まり、微細な金属粉末となってチャンバ１０の底部１２に集まり、回収口１３から回収される。
【００２６】
この運転中に、ガス配管４２によってチャンバ１０の胴部１１とシールド部材５０との間に不活性ガスが供給され、図１の矢印で示すように、シールド部材５０における薄板部材５１の小孔５６から半径内方に向けてガスの流れができるので、ノズル２０から噴霧された溶融金属がシールド部材５０に達するまでの間に効率よく微粉化される。
万一微粉化されずに飛散した場合は、このシールド部材５０がチャンバ１０の内周面を覆うように配置されているので、その筒形の薄板部材５１の内面に付着する。この付着物Ｓが堆積したら、アトマイズ装置の運転を停止してチャンバ１０からシールド部材５０を取り出し、薄板部材５１から金属付着物Ｓを除去することが行われる。
【００２７】
具体的には、折り畳んであった両アーム部材５４，５５を元の状態に戻してから、支持部材５２を動かさないように定位置に保持したうえで、薄板部材５１を筒形に変形させるときとは逆方向に両アーム部材５４，５５を回転させると、これらアーム部材５４，５５の溝５８，５９に沿って軸部材５３が薄板部材５１の復元力にも助けられながら支持部材５２から離間する方向にスライドする。最終的には、薄板部材５１が元の平板状になるまで支持部材５２から軸部材５３が離間する。
【００２８】
この薄板部材５１が筒形から平板状に復元すると、筒形であった薄板部材５１の内面、つまり金属が付着している面に引っ張り応力が作用する。この引っ張り応力が、付着金属に対して引き剥がそうとする力となり、その力が付着力よりも強いと付着金属が薄板部材５１から剥がれ落ちる。また、薄板部材５１を平板状に展開した状態から、さらにアーム部材５４，５５を回転させ、薄板部材５１を反対側に反らすようにアトマイズ装置への組み込み時とは裏返しの筒形に弾性変形させることにより、金属付着面が凸状に湾曲して、大きな引っ張り応力を作用させることができ、ほとんどの付着金属を器具など使用しなくても、薄板部材５１から簡単に剥がれ落すことができる。したがって、剥がれ落ちた金属は、異物の混入がないので、溶湯ポット３０に投入してアトマイズ処理の原料として再利用することが可能である。
このようにして薄板部材５１から付着金属を除去したら、前述した手順でチャンバ１０内に組み込み、新たなアトマイズ処理に供することができる。
【００２９】
なお、本発明は上記実施形態の構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更可能である。例えば、シールド部材をチャンバの底部に載置する構成としたが、チャンバ内に吊り下げて支持する構成としてもよい。また、薄板部材を筒形に弾性変形させたときに、軸部材を支持部材に固定するための留め金を設ける構成を採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明のアトマイズ装置の一実施形態を示す断面図である。
【図２】図１におけるアトマイズ装置に具備されるシールド部材を展開させた状態を示す平面図である。
【図３】図２に示すシールド部材のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図４】図２に示すシールド部材を、展開させた状態から筒形に弾性変形させる過程を示す模式図である。
【符号の説明】
【００３１】
１０…噴霧チャンバ、１１…胴部、１２…底部、２０…噴霧ノズル、３０…溶湯ポット、４０…不活性ガス供給装置、５０…シールド部材、５１…薄板部材、５２…支持部材、５３…軸部材、５４，５５…アーム部材、５６…小孔
【図１】
2009215591.tif 000003
【図２】
2009215591.tif 000004
【図３】
2009215591.tif 000005
【図４】
2009215591.tif 000006