JPH08257458A - 流体吐出の制御方法 - Google Patents
流体吐出の制御方法Info
- Publication number
- JPH08257458A JPH08257458A JP427996A JP427996A JPH08257458A JP H08257458 A JPH08257458 A JP H08257458A JP 427996 A JP427996 A JP 427996A JP 427996 A JP427996 A JP 427996A JP H08257458 A JPH08257458 A JP H08257458A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 流体（３）とノズル内壁面（２）の非接触を
実現する。また、流体の粒子状制御や流体の弁機能およ
び流体速度の制御を可能とする。 【解決手段】 流体吐出ノズル（１）部において、位相
制御された超音波振動等の振動を与えて流体（３）の吐
出を制御する。
実現する。また、流体の粒子状制御や流体の弁機能およ
び流体速度の制御を可能とする。 【解決手段】 流体吐出ノズル（１）部において、位相
制御された超音波振動等の振動を与えて流体（３）の吐
出を制御する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、流体吐出の制御方法
に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、ノ
ズル部での流体の非接触吐出や流体液滴の粒子径の制御
等が可能な、新しい流体吐出の制御方法に関するもので
ある。
に関するものである。さらに詳しくは、この発明は、ノ
ズル部での流体の非接触吐出や流体液滴の粒子径の制御
等が可能な、新しい流体吐出の制御方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来より、各種産業におい
て、液体、気体等の流体をノズル部より吐出させて所要
の加工や対象表面への流体付着を行うことが様々な仕様
にて実施されてきている。たとえばガスバーナーにおけ
るガスの噴出、ウォータージェット加工における高圧ジ
ェット水流の吐出、半導体製造工程等における各種レジ
ンや導電性接着剤の精密吐出などがその代表的なものと
して挙げられる。
て、液体、気体等の流体をノズル部より吐出させて所要
の加工や対象表面への流体付着を行うことが様々な仕様
にて実施されてきている。たとえばガスバーナーにおけ
るガスの噴出、ウォータージェット加工における高圧ジ
ェット水流の吐出、半導体製造工程等における各種レジ
ンや導電性接着剤の精密吐出などがその代表的なものと
して挙げられる。
【０００３】これらの流体吐出のための方法やノズル部
の構造についても各種の改良、工夫がなされてきてお
り、技術的にはかなり高度なレベルでの流体制御が可能
とされてきている。しかしながら、流体吐出という成熟
した技術にあっても、依然として解決すべき課題が残さ
れていることも否定できない。その最も重要な課題は、
たとえば、流体吐出にともなってノズル内壁面の劣化、
腐食、損耗が避けられないことであり、また、液体の場
合には、液体の使用時における液ダレ現象、ノズル部で
の目づまりという不都合が依然として解消されていない
ことである。
の構造についても各種の改良、工夫がなされてきてお
り、技術的にはかなり高度なレベルでの流体制御が可能
とされてきている。しかしながら、流体吐出という成熟
した技術にあっても、依然として解決すべき課題が残さ
れていることも否定できない。その最も重要な課題は、
たとえば、流体吐出にともなってノズル内壁面の劣化、
腐食、損耗が避けられないことであり、また、液体の場
合には、液体の使用時における液ダレ現象、ノズル部で
の目づまりという不都合が依然として解消されていない
ことである。
【０００４】特に後者の液体吐出にともなう問題は、半
導体やマイクロエレクトロニクス等の分野における精密
加工、精密組立にとって大きな問題であり、すみやかに
解消すべき課題となっていた。そこでこの発明は、以上
の通りの従来技術の問題を解消し、より高度な吐出流体
の制御を可能とする新しい流体吐出の制御方法を提供す
ることを目的としている。
導体やマイクロエレクトロニクス等の分野における精密
加工、精密組立にとって大きな問題であり、すみやかに
解消すべき課題となっていた。そこでこの発明は、以上
の通りの従来技術の問題を解消し、より高度な吐出流体
の制御を可能とする新しい流体吐出の制御方法を提供す
ることを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するものとして、流体を吐出するノズル部を振動
させて流体吐出を制御することを特徴とする流体吐出の
制御方法を提供する。また、この発明は、上記の方法に
おいて、より詳しくは、ノズル部を超音波振動させる方
法、特に位相制御された超音波振動をノズル部に印加し
て流体吐出を制御する方法も提供する。
を解決するものとして、流体を吐出するノズル部を振動
させて流体吐出を制御することを特徴とする流体吐出の
制御方法を提供する。また、この発明は、上記の方法に
おいて、より詳しくは、ノズル部を超音波振動させる方
法、特に位相制御された超音波振動をノズル部に印加し
て流体吐出を制御する方法も提供する。
【０００６】
【作用】この発明は、上記の通り、吐出流体にノズル部
において発生させた振動を印加して、吐出流体を制御す
ることを本質的な特徴としている。すなわち、ノズル部
を振動させることによって発生させた振動波は、その横
波と縦波との合成として吐出流体に特有の振動波を伝播
させるが、この際に、その振動波の伝播の状態、たとえ
ば、その位相やエネルギーをコントロールすることで、
吐出流体そのものを様々に制御することが可能となる。
において発生させた振動を印加して、吐出流体を制御す
ることを本質的な特徴としている。すなわち、ノズル部
を振動させることによって発生させた振動波は、その横
波と縦波との合成として吐出流体に特有の振動波を伝播
させるが、この際に、その振動波の伝播の状態、たとえ
ば、その位相やエネルギーをコントロールすることで、
吐出流体そのものを様々に制御することが可能となる。
【０００７】たとえば超音波について説明すると、この
超音波は、一般的に人間の耳に聞こえない高い周波数の
音を意味し、約２０ｋＨｚ以上の音波であって、気体の
みならず、液体、固体等の媒質で取り扱うことができ、
波動の種類も縦波、横波さらに表面波など多彩である。
超音波の特徴は、周波数が高く音波長が短いことや強い
エネルギーが扱えることにあり、これらのことによって
超音波は広い範囲の応用を生み出してきた。たとえば、
波長が短いことによって、音波形態の加工が容易である
ため、超音波計測の分野に応用されている。また、強い
エネルギーを発生させることができることから、音波の
衝撃力を用いた超音波洗浄や、さらにエネルギーをかけ
ることでその放射圧を熱エネルギーに変換し、超音波加
工や超音波溶接等にも応用されている。
超音波は、一般的に人間の耳に聞こえない高い周波数の
音を意味し、約２０ｋＨｚ以上の音波であって、気体の
みならず、液体、固体等の媒質で取り扱うことができ、
波動の種類も縦波、横波さらに表面波など多彩である。
超音波の特徴は、周波数が高く音波長が短いことや強い
エネルギーが扱えることにあり、これらのことによって
超音波は広い範囲の応用を生み出してきた。たとえば、
波長が短いことによって、音波形態の加工が容易である
ため、超音波計測の分野に応用されている。また、強い
エネルギーを発生させることができることから、音波の
衝撃力を用いた超音波洗浄や、さらにエネルギーをかけ
ることでその放射圧を熱エネルギーに変換し、超音波加
工や超音波溶接等にも応用されている。
【０００８】流体に対しての超音波印加の技術は以上の
ようによく知られてはいるが、流体吐出のノズル部にお
いて超音波振動の印加により吐出流体そのものの流れを
制御するとの思想は知られていない。この発明は、その
意味において新しい技術を提供するものであって、ノズ
ル部を超音波振動等による振動の位相制御により、 １）流体とノズル内壁面とを非接触とすること、 ２）ノズル内での弁作用によって、流体の速度を制御す
ること、 ３）液体の場合には、吐出粒子の径を制御すること、 ４）流体の温度を制御すること ５）流体の流れを渦流にするという流れそのものを制御
すること を可能としている。
ようによく知られてはいるが、流体吐出のノズル部にお
いて超音波振動の印加により吐出流体そのものの流れを
制御するとの思想は知られていない。この発明は、その
意味において新しい技術を提供するものであって、ノズ
ル部を超音波振動等による振動の位相制御により、 １）流体とノズル内壁面とを非接触とすること、 ２）ノズル内での弁作用によって、流体の速度を制御す
ること、 ３）液体の場合には、吐出粒子の径を制御すること、 ４）流体の温度を制御すること ５）流体の流れを渦流にするという流れそのものを制御
すること を可能としている。
【０００９】振動は、機械的な加振でもよいし、あるい
は超音波等の振動でもよい。たとえば超音波振動そのも
のについては、２０ｋＨｚ以上で振動し、０．０２５４
〜０．０７６２ｍｍの振幅を持つものとして知られてお
り、０．７〜１．０ＭＨｚでは熱に変換できること等か
ら、流体吐出の目的、応用分野での必要とされる仕様に
対応して、この振動の位相を制御する。
は超音波等の振動でもよい。たとえば超音波振動そのも
のについては、２０ｋＨｚ以上で振動し、０．０２５４
〜０．０７６２ｍｍの振幅を持つものとして知られてお
り、０．７〜１．０ＭＨｚでは熱に変換できること等か
ら、流体吐出の目的、応用分野での必要とされる仕様に
対応して、この振動の位相を制御する。
【００１０】位相制御については様々な態様が可能であ
るが、たとえば超音波振動子をノズル部に貼着すること
や、ノズルそのものを発振体で構成すること等の具体的
方法が考慮される。圧電セラミックスとノズル金属体を
積層すること等で超音波振動の印加が可能になる。
るが、たとえば超音波振動子をノズル部に貼着すること
や、ノズルそのものを発振体で構成すること等の具体的
方法が考慮される。圧電セラミックスとノズル金属体を
積層すること等で超音波振動の印加が可能になる。
【００１１】
【実施例】図１は、ノズル（１）の内壁面（２）と流体
（３）とを非接触にする方法を例示したものである。超
音波振動の印加と位相制御によってこの非接触状態が形
成され、従来はノズル（１）の内壁面（２）での流体
（３）との接触による腐食、劣化、摩耗等の不都合を避
けることができる。そして、非接触であることから、液
体吐出の場合には、ノズル吐出口部（４）での液ダレ現
象や、ノズル（１）の目ずまりを回避させることが可能
となる。
（３）とを非接触にする方法を例示したものである。超
音波振動の印加と位相制御によってこの非接触状態が形
成され、従来はノズル（１）の内壁面（２）での流体
（３）との接触による腐食、劣化、摩耗等の不都合を避
けることができる。そして、非接触であることから、液
体吐出の場合には、ノズル吐出口部（４）での液ダレ現
象や、ノズル（１）の目ずまりを回避させることが可能
となる。
【００１２】また、図２に例示したように、超音波振動
の位相制御によってノズル（１）の内壁面（２）部にお
いて、液体（３０）を分断して特定の粒径とされた液滴
（３１）の生成を可能としている。さらに、図３に例示
したように、位相制御によって、弁作用を実現し、流体
（３）を閉止域（５）においてその流れを止めることに
より微小時間レベルでのパルス流の生成を可能とし、閉
止域（５）の間隙を調整することで、流体（３）の吐出
速度を制御することも可能となる。
の位相制御によってノズル（１）の内壁面（２）部にお
いて、液体（３０）を分断して特定の粒径とされた液滴
（３１）の生成を可能としている。さらに、図３に例示
したように、位相制御によって、弁作用を実現し、流体
（３）を閉止域（５）においてその流れを止めることに
より微小時間レベルでのパルス流の生成を可能とし、閉
止域（５）の間隙を調整することで、流体（３）の吐出
速度を制御することも可能となる。
【００１３】図４は、ノズル（１）を漸縮小の内径を有
する形状とし、このノズル（１）に、超音波振動の位相
制御によって、スパイラル流の生成を促す例を示したも
のである。このような流れそのものの制御もこの発明に
よって容易となる。もちろん、この発明は以上の例によ
って何ら限定されるものではない。次に、実際にノズル
に振動を印加するか、またはノズルそれ自身が振動する
場合についてのノズルにおける吐出流量の制御作用につ
いてさらに具体的に実験例として説明する。実験１ 実験は振動の有無による吐出量の変化を測定する。印加
する周波数帯はキャピテーションの発生が確認された領
域を用いる。磁歪材料で作られたこのノズルが磁界の影
響により磁歪振動を起こす周波数である。実験には水を
用いる。実験装置を図５に示す。また、ノズル部につい
て図６に示す。条件は、表１のとおりとした。実験２ 本実験においても振動の有無による吐出量の変化を測定
する。磁歪振動子に金属製ノズルを装着し、これに振動
を印加する。より強力な振動を流体の流れる方向と垂直
に振動を与える。液材は、水を１とした場合３０００の
粘度のもので実験を行う。またこの時使用した実験装置
を図７に示す。また、ノズル部は図８に示す。条件は、
表１のとおりとした。実験３ 上記実験２において使用した液材を水１とした場合１０
０００のものに変えて同様の実験を行う。実験装置及び
ノズル部については実験２と同じとする。条件は表１の
とおりとした。
する形状とし、このノズル（１）に、超音波振動の位相
制御によって、スパイラル流の生成を促す例を示したも
のである。このような流れそのものの制御もこの発明に
よって容易となる。もちろん、この発明は以上の例によ
って何ら限定されるものではない。次に、実際にノズル
に振動を印加するか、またはノズルそれ自身が振動する
場合についてのノズルにおける吐出流量の制御作用につ
いてさらに具体的に実験例として説明する。実験１ 実験は振動の有無による吐出量の変化を測定する。印加
する周波数帯はキャピテーションの発生が確認された領
域を用いる。磁歪材料で作られたこのノズルが磁界の影
響により磁歪振動を起こす周波数である。実験には水を
用いる。実験装置を図５に示す。また、ノズル部につい
て図６に示す。条件は、表１のとおりとした。実験２ 本実験においても振動の有無による吐出量の変化を測定
する。磁歪振動子に金属製ノズルを装着し、これに振動
を印加する。より強力な振動を流体の流れる方向と垂直
に振動を与える。液材は、水を１とした場合３０００の
粘度のもので実験を行う。またこの時使用した実験装置
を図７に示す。また、ノズル部は図８に示す。条件は、
表１のとおりとした。実験３ 上記実験２において使用した液材を水１とした場合１０
０００のものに変えて同様の実験を行う。実験装置及び
ノズル部については実験２と同じとする。条件は表１の
とおりとした。
【００１４】
【表１】
【００１５】実験結果 以上３つの実験結果を表２に示した。この結果から明ら
かなように、振動のない場合に比べて吐出液量が顕著に
増加していることがわかる。
かなように、振動のない場合に比べて吐出液量が顕著に
増加していることがわかる。
【００１６】
【表２】
【００１７】
【発明の効果】以上詳しく説明した通り、この発明によ
って、流体とノズル内壁面の非接触を実現でき、また、
流体の粒子状制御や流体の弁機能および流体速度の制御
が可能となる。さらにまた、流体の温度制御も可能とな
る。
って、流体とノズル内壁面の非接触を実現でき、また、
流体の粒子状制御や流体の弁機能および流体速度の制御
が可能となる。さらにまた、流体の温度制御も可能とな
る。
【図１】この発明の例として流体の非接触状態を示した
断面概略図である。
断面概略図である。
【図２】この発明の例として流体の粒径制御を示した断
面概略図である。
面概略図である。
【図３】この発明の例として弁作用を示した断面概略図
である。
である。
【図４】この発明の例として流体のスパイラル化を示し
た断面概略図である。
た断面概略図である。
【図５】実験１の装置を示した構成図である。
【図６】実験１のノズル部を示した斜視図である。
【図７】実験２および３のノズル部を示した斜視図であ
る。
る。
【図８】実験２及び３のノズル部を示した斜視図であ
る。
る。
【図９】実験１〜３の結果を示した図である。
１ ノズル ２ ノズル内壁面 ３ 流体 ３０ 液体 ３１ 液滴 ４ ノズル吐出口部 ５ 閉止域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀井 清之 東京都目黒区上目黒５−８−15−107 (72)発明者 斉藤 兆古 東京都あきる野市山田778−12
Claims (3)
- 【請求項１】 流体を吐出するノズル部を振動させて流
体の吐出を制御することを特徴とする流体吐出の制御方
法。 - 【請求項２】 ノズル部を超音波振動させる請求項１の
制御方法。 - 【請求項３】 ノズル部に位相制御された超音波振動を
印加する請求項１または２の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP427996A JPH08257458A (ja) | 1995-01-12 | 1996-01-12 | 流体吐出の制御方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7-3553 | 1995-01-12 | ||
| JP355395 | 1995-01-12 | ||
| JP427996A JPH08257458A (ja) | 1995-01-12 | 1996-01-12 | 流体吐出の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08257458A true JPH08257458A (ja) | 1996-10-08 |
Family
ID=26337169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP427996A Pending JPH08257458A (ja) | 1995-01-12 | 1996-01-12 | 流体吐出の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08257458A (ja) |
-
1996
- 1996-01-12 JP JP427996A patent/JPH08257458A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050121 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050215 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20050418 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20051101 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051228 |
|
| A911 | Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Effective date: 20060106 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 |
|
| A912 | Removal of reconsideration by examiner before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20060127 |
|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20071009 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |