JP2005081510A

JP2005081510A - ノズル

Info

Publication number: JP2005081510A
Application number: JP2003317729A
Authority: JP
Inventors: Yoshinari Iwamura; 吉就岩村; Kazuhiko Harada; 和彦原田; Kenji Isa; 健次伊佐
Original assignee: H Ikeuchi and Co Ltd
Current assignee: H Ikeuchi and Co Ltd
Priority date: 2003-09-10
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2005-03-31

Abstract

【課題】流路内部のエッジが摩耗しないノズルを提供する。
【解決手段】ボディ１０の軸芯に沿って設けた導入流路１３の噴射側に縮径部Ｒ３を設ける一方、ボディ１０の噴射側の平坦状先端面２１に軸芯を通る直径方向の溝部１９を凹設し、溝部１９の底部が縮径部Ｒ３の先端と連通する部位を噴射孔２０としているノズルにおいて、溝部１９と縮径部Ｒ３との境界となるエッジ部２３の角度θ₄を鈍角としている。
【選択図】図３

Description

本発明は、ノズルに関し、特に、プリント基板の製造工程における回路形成後のバリ処理等のようなエレクトロニクス分野の表面処理等に好適に用いられるものである。

従来、プリント基板の製造工程において、微粒の研磨材を含有させた液体をプリント基板に向けてノズルで高速噴射することにより、プリント基板に発生するバリ等を除去している。このような用途に使用されるノズルとして、実用新案登録第２５３２３２３号公報において扇形の噴霧パターンを有するノズル１が開示されている。

上記ノズル１は、図９および図１０に示すように、先端側にチップ嵌合用開口部２ａを設けた筒状のノズル本体１と、円筒体の内部に導入流路４を有すると共に先端にＶ字状に切り込んだ噴射口５を有するノズルチップ３と、ノズル本体２とノズルチップ３との間に介在するスプリング６とを備えている。ノズルチップ３の導入流路４の先端はドーム状の円弧部３ａを設けて漸次縮径していると共に、円弧部３ａと噴射口５との境界のエッジ部３ｂは角度９０°未満のシャープエッジとなっている。

しかしながら、ノズル１の導入流路４には微粒の研磨材を混在している液体が高速で流されるため、オリフィスとなるエッジ部３ｂに非常に大きな圧力が負荷されると共に、鋭角であるエッジ部３ｂの摩耗が起こり易くなってしまう。エッジ部３ｂが摩耗すると、噴霧特性が変化して所定の性能が発揮できなくなるため、使用開始から１〜３ヶ月程度で新規のノズルに交換しなければならない問題が発生する。
実用新案登録第２５３２３２３号公報

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、研磨材入りの液体を高速噴霧した場合等であっても流路内部のエッジが摩耗しにくいノズルを提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、本発明は、ボディの軸芯に沿って設けた導入流路の噴射側に縮径部を設ける一方、ボディの噴射側の平坦状先端面に軸芯を通る直径方向の溝を凹設し、該溝の底部が上記縮径部の先端と連通する部位を噴射孔としているノズルにおいて、
上記溝と縮径部との境界となるエッジ部の角度を鈍角としていることを特徴とするノズルを提供している。

上記ノズルは、導入流路に供給される液体には研磨材を含有される一方、上記ボディを高分子ポリエチレンを含む耐摩耗性材で形成し、かつ、上記溝と縮径部との境界となるエッジ部および上記導入流路に形成される他のエッジ部の角度を鈍角とし、エッジ部が液体に含有される研磨材で摩耗されにくい構成としている。

上記構成とすると、導入流路を高速で流れる液体が上記テーパ部を経て圧力を高めながら上記エッジ部を通過する際に、エッジ部がオリフィスの役目を果たして強い負荷が掛かるが、エッジ部を鈍角としているので、エッジ部にかかる圧力を下流へとスムーズに逃がすことができエッジ部の摩耗を防止することができる。特に、上記ノズルを用いて被研磨対象物の表面処理を行う場合には、微粒の研磨材を混入した液体を使用するが、エッジ部を鈍角としているため、研磨材の衝突によるエッジ部先端の摩耗を好適に防止することができる。

なお、上記エッジ部の断面角度は、９０°以上１６０°以下の鈍角であればよいが、１００°以上１５０°以下としているとより好ましい。また、上記ノズルは耐摩耗性材料からなることが好ましい。

上記噴射孔に連続する部分の縮径部は直交方向で傾斜角度を変え、上記溝の幅方向側の傾斜角度を大とすると共に傾斜面を直線状とする一方、溝の長さ方向側では傾斜角度を小あるいは軸線と平行としている。

溝幅方向の傾斜角度を大とすると共に溝の長さ方向の幅を薄くすることにより、薄い扇状態の噴霧パターンとでき、噴霧の打力を高めて、噴霧対象物であるプリント基板等のバリ除去性能を向上させることができる。また、傾斜面を直線状としているため、噴霧の直進性を維持することができ、耐摩耗性を高めることができる。

上記溝部は断面Ｕ字状あるいは断面Ｖ字状にノズル先端面を縦断して凹設していると共に、上記噴射孔は楕円形状あるいは長円形状とし、該噴射孔の長軸と上記溝部の延在方向とが直交している。

上記構成とすると、噴射孔を楕円形状あるいは長円形状として該噴射孔の長軸が溝部の延在方向と直交するようにしているので、扇形の噴霧パターンを良好に得ることができる。したがって、上記ノズルを用いて被研磨対象物の表面処理を行う場合には、高い噴射圧力により被研磨対象物への噴霧打力が増大され、研磨能力を向上させることが可能となる。

以上の説明より明らかなように、本発明によれば、ノズル内を流れる液体が上記テーパ部を経て上記エッジ部を通過する際に、エッジ部を鈍角としているので、エッジ部にかかる圧力を下流へと滑らかに逃がすことができエッジ部先端の摩耗を防ぐことができる。
特に、液体が研磨材を含有する場合、該研磨材をエッジに衝突させないようにしているため、耐摩耗性が向上する。その結果、長期にわたり所要の噴霧パターンでの研磨材を含有した液体の噴射が可能となり、ノズル交換頻度を低減させることができる。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１〜図４は第１実施形態のノズルを示し、ノズルのボディ１０は高分子ポリエチレンで一体成形し、液体供給管（図示せず）に接続した状態でプリント基板等の研磨対象物に向けて配置し、微粒の研磨材を含んだ液体を高速噴霧することとしている。
なお、ノズルのボディ１０の軸線方向をＺ方向とし、Ｚ方向に直交する面におけるノズル上下方向をＹ方向とし、ノズル左右方向をＸ方向としている。

ボディ１０は略円筒状で、中心軸線に沿って流路Ｒを設け、液体供給管と接続する背面１２側に開口した流入孔１１に断面大径の導入流路１３を連続させ、背面側の外周面に液体供給管（図示せず）との嵌合用のネジ部２２を刻設している。
上記導入流路１３の噴射側に、第１縮径部Ｒ１、直線部Ｒ２、第２縮径部Ｒ３を順次設けて、第２縮径部Ｒ３の先端に噴射孔２０を設けている。また、ノズル噴射側の平坦状の先端面２１には上下方向（Ｙ方向）に断面Ｕ字状の溝部１９を軸芯を通過して凹設しており、溝部１９の底部が第２縮径部Ｒ３の先端と連通する開口を噴射孔２０としている。

管状の導入流路１３の先端側に連続した第１縮径部Ｒ１のＹ方向の上下面は平面状の大傾斜部１４としてθ₁の角度で縮径している一方、大傾斜部１４とＺ位置が同一であるＸ方向の左右面は導入流路１３と同じ径でそのまま連続させている。
なお、θ₁は２０°以上１５０°以下としているが、２０°未満であると縮径率が低いためオリフィス効果が弱まると共に、１５０°を超えると大傾斜部１４が受ける抵抗が大きく損失が増加するからである。

大傾斜部１４の先端側にはＺ方向と平行な直線部Ｒ２を設けており、該直線部Ｒ２の上下面は平面部１５としている一方、平面部１５とＺ位置が同一である左右面にはＺ方向と平行な曲面部１６を設けている。
平面部１５の先端側には第２縮径部Ｒ３を設けており、該第２縮径部Ｒ３の上下面は平面状の小傾斜部１７としてθ₂の角度で縮径している一方、小傾斜部１７とＺ位置が同一である左右面には角度θ₃で傾斜面を直線状に縮径させていると共に周方向に円弧状としているテーパ部１８を設けている。

なお、θ₂は０°以上１０°以下としているが、１０°を超えると噴射液の厚みが増加し打力が弱まるからである。
また、θ₃は３０°以上１２０°以下としているが、３０°未満であると所定の霧の広がりが得られず、また、１２０°を超えると霧が広がりすぎて打力が低下するからである。

また、第２縮径部Ｒ３のテーパ部１８と溝部１９との境界であるエッジ部２３のなす角度をθ₄とし、θ₄は９０°以上１６０°以下でエッジ部２３を鈍角として、オリフィスとなるエッジ部２３にかかる圧力を下流へとスムーズに逃がすことを可能としてエッジ部２３の摩耗が起こり難くしている。なお、角度θ₄は１００°以上１５０°以下がより好ましい。
また、噴射孔２０は、図１に示すように、平面状の小傾斜部１７に連続する平坦部２０ａと、テーパ部１８に連続する曲面部２０ｂとを有する長円形状となっている。なお、本実施形態では溝部１９の断面Ｕ字状としているが、断面Ｖ字状としてもよい。

次に、上記ノズルの作用について説明する。先ず、ノズルのネジ部２２を液体供給管（図示せず）に螺着することにより流入口１１から研磨材入りの液体を導入流路１３に流量２〜１０Ｌ／ｍｉｎで供給する。導入流路１３を流通する液体は、第１縮径部Ｒ１の大傾斜部１４で流速を高めながら平面部１５および曲面部１６で囲繞される直線部Ｒ２に流入し、第２縮径部の曲面状のテーパ部１８でＸ方向に大きく縮径して流速を高めると共に、小傾斜部１７でも緩やかに縮径されて、噴射孔２０より噴射される。そして、噴射された液体はＸ方向の噴霧厚さが薄い扇形パターンで噴射され、高い噴霧圧を発生する。

また、図５は変形例であり、ノズル本体３１にノズルチップ３０を内嵌しているノズルを示し、該ノズルチップ３０内の流路形状に上述した第１実施形態と同様の構造を適用している。なお、ノズルチップ３０の流路形状は第１実施形態と同一符号を付して説明を省略する。

図６〜図８は第２実施形態を示す。
本実施形態は、小傾斜部１７’をテーパ部１８’と滑らかに連続される曲面としていると共に、小傾斜部１７’と大傾斜部１４との間に介在する流路を全周にわたり円筒状の曲面部１６’としており、また、噴射孔２０’は、図６に示すように楕円形状としている。なお、他の構成は第１実施形態と同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。

本発明の第１実施形態のノズルの正面図である。（Ａ）は図１のＡ−Ａ線断面図、（Ｂ）は要部断面斜視図である。（Ａ）は図１のＢ−Ｂ線断面図、（Ｂ）は要部断面斜視図である。第１実施形態のノズルの背面図である。変形例を示す断面図である。第２実施形態のノズルの正面図である。図５のＣ−Ｃ線断面図である。図５のＤ−Ｄ線断面図である。従来例の断面図である。従来例の要部断面図である。

符号の説明

１０ノズル
１１流入口
１２背面
１３導入流路
１４大傾斜部
１５平面部
１６曲面部
１７小傾斜部
１８テーパ部
１９溝部
２０噴射孔
２０ａ平坦部
２０ｂ円弧部
２１先端面
２２ネジ部
Ｒ１第１縮径部
Ｒ２直線部
Ｒ３第２縮径部

Claims

ボディの軸芯に沿って設けた導入流路の噴射側に縮径部を設ける一方、ボディの噴射側の平坦状先端面に軸芯を通る直径方向の溝を凹設し、該溝の底部が上記縮径部の先端と連通する部位を噴射孔としているノズルにおいて、
上記溝と縮径部との境界となるエッジ部の角度を鈍角としていることを特徴とするノズル。
上記導入流路に供給される液体には研磨材を含有される一方、上記ボディを高分子ポリエチレンを含む耐摩耗性材で形成し、かつ、上記溝と縮径部との境界となるエッジ部および上記導入流路に形成される他のエッジ部の角度を鈍角とし、エッジ部が液体に含有される研磨材で摩耗されにくい構成としている請求項１に記載のノズル。
上記エッジ部の角度は１００°以上１５０°以下としている請求項１または請求項２に記載のノズル。
上記噴射孔に連続する部分の縮径部は直交方向で傾斜角度を変え、上記溝の幅方向側の傾斜角度を大とすると共に傾斜面を直線状とする一方、溝の長さ方向側では傾斜角度を小あるいは軸線と平行としている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のノズル。
上記溝部は断面Ｕ字状あるいは断面Ｖ字状にノズル先端面を縦断して凹設していると共に、上記噴射孔は楕円形状あるいは長円形状とし、該噴射孔の長軸と上記溝部の延在方向とが直交している請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のノズル。