JPH08132399A - 微細穴加工用ウォータージェットノズル - Google Patents
微細穴加工用ウォータージェットノズルInfo
- Publication number
- JPH08132399A JPH08132399A JP29561494A JP29561494A JPH08132399A JP H08132399 A JPH08132399 A JP H08132399A JP 29561494 A JP29561494 A JP 29561494A JP 29561494 A JP29561494 A JP 29561494A JP H08132399 A JPH08132399 A JP H08132399A
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- JP
- Japan
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- nozzle
- jet
- water jet
- workpiece
- nozzle body
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 超高圧水を用いて高精度の微細穴加工を行な
う。 【構成】 ノズル本体2は先細り形状の突出部23を有
し、その端面23aに複数の噴出口2aが一列に配設さ
れている。ノズル本体2の内部には噴出口2aに向かっ
て徐々に断面を縮小する管路3aが形成されており、超
高圧水は管路3aを通って圧力損失の少ない状態で各噴
出口2aに供給され、ウォータージェットとして被加工
物W1 に向かって噴出される。被加工物W1 から跳ね返
る排水は、ノズル本体2の突出部23の表面に沿ってス
ムーズに逃げて行く。
う。 【構成】 ノズル本体2は先細り形状の突出部23を有
し、その端面23aに複数の噴出口2aが一列に配設さ
れている。ノズル本体2の内部には噴出口2aに向かっ
て徐々に断面を縮小する管路3aが形成されており、超
高圧水は管路3aを通って圧力損失の少ない状態で各噴
出口2aに供給され、ウォータージェットとして被加工
物W1 に向かって噴出される。被加工物W1 から跳ね返
る排水は、ノズル本体2の突出部23の表面に沿ってス
ムーズに逃げて行く。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液体噴射記録装置の記
録ヘッド等を製造するに際して、オリフィスプレート等
の被加工物に超高圧水を用いて微細穴加工を行なうため
の微細穴加工用ウォータージェットノズルに関するもの
である。
録ヘッド等を製造するに際して、オリフィスプレート等
の被加工物に超高圧水を用いて微細穴加工を行なうため
の微細穴加工用ウォータージェットノズルに関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】液体噴射記録装置いわゆるインクジェッ
トプリンタの記録ヘッド等を製造するに際しては、オリ
フィスプレート等の被加工物に多数の極めて微細な穴
(オリフィス)を所定のパターンで高精度に穴開け加工
することが要求される。
トプリンタの記録ヘッド等を製造するに際しては、オリ
フィスプレート等の被加工物に多数の極めて微細な穴
(オリフィス)を所定のパターンで高精度に穴開け加工
することが要求される。
【0003】このような穴開け加工に、従来から主に材
料の切断に使用されているウォータージェット(例え
ば、(株)スキノマシン製のアクアジェットカッター)
を利用する技術が開発中であるが、未解決の課題が多く
残されている。
料の切断に使用されているウォータージェット(例え
ば、(株)スキノマシン製のアクアジェットカッター)
を利用する技術が開発中であるが、未解決の課題が多く
残されている。
【0004】図6は、従来から材料の切断に用いられる
ウォータージェットノズルの一例を示すものであり、こ
れは、図示しない導管から供給される超高圧水を所定の
細径のウォータージェットに絞るための噴出口102a
を有するノズル本体102と、これを支持するノズル支
持体101を備えており、ノズル支持体101は、被加
工物W0 に対して所定の位置に位置決めされ、ノズル本
体102から噴出されたウォータージェットを、噴出口
102aの下流側に配設された管路101aを経て被加
工物W0 に向って放出するように構成されている。
ウォータージェットノズルの一例を示すものであり、こ
れは、図示しない導管から供給される超高圧水を所定の
細径のウォータージェットに絞るための噴出口102a
を有するノズル本体102と、これを支持するノズル支
持体101を備えており、ノズル支持体101は、被加
工物W0 に対して所定の位置に位置決めされ、ノズル本
体102から噴出されたウォータージェットを、噴出口
102aの下流側に配設された管路101aを経て被加
工物W0 に向って放出するように構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、ノズルの噴出口の内径が一般に0.1
〜0.2mmと記録ヘッドのオリフィス径に比べて極め
て大きいうえに、被加工物に対する噴出口の位置決めを
高精度で行なうことができず、このままでは記録ヘッド
等の微細穴加工に用いることはできない。
の技術によれば、ノズルの噴出口の内径が一般に0.1
〜0.2mmと記録ヘッドのオリフィス径に比べて極め
て大きいうえに、被加工物に対する噴出口の位置決めを
高精度で行なうことができず、このままでは記録ヘッド
等の微細穴加工に用いることはできない。
【0006】また、ノズルの噴出口の内径を大きくする
一方でノズルと被加工物の間に微細穴加工を施したマス
クを設け、これによってノズルから噴出されたウォータ
ージェットを細分する方法が開発されているが、マスク
によってウォータージェットの噴射圧力が著しく低下す
るため所定の穴径に加工することが難しい。
一方でノズルと被加工物の間に微細穴加工を施したマス
クを設け、これによってノズルから噴出されたウォータ
ージェットを細分する方法が開発されているが、マスク
によってウォータージェットの噴射圧力が著しく低下す
るため所定の穴径に加工することが難しい。
【0007】さらに、記録ヘッドのオリフィスと同数の
ノズルを用いる方法も開発されているが、各ノズルを被
加工物と位置合わせするための画像処理用のITVカメ
ラ等が必要であり、これをノズルと被加工物の間に出入
りさせる作業が煩雑であるうえに、ノズルと被加工物と
を充分に近づけることができず、また、被加工物から跳
ね返る排水のためにノズルと被加工物が互いにあおられ
て位置ずれを発生し、穴開け精度が損われるという難点
もある。
ノズルを用いる方法も開発されているが、各ノズルを被
加工物と位置合わせするための画像処理用のITVカメ
ラ等が必要であり、これをノズルと被加工物の間に出入
りさせる作業が煩雑であるうえに、ノズルと被加工物と
を充分に近づけることができず、また、被加工物から跳
ね返る排水のためにノズルと被加工物が互いにあおられ
て位置ずれを発生し、穴開け精度が損われるという難点
もある。
【0008】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであり、超高圧水を利用して極め
て高精度の微細穴加工を行なうことのできる微細穴加工
用ウォータージェットノズルを提供することを目的とす
るものである。
に鑑みてなされたものであり、超高圧水を利用して極め
て高精度の微細穴加工を行なうことのできる微細穴加工
用ウォータージェットノズルを提供することを目的とす
るものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明の微細穴加工用ウ
ォータージェットノズルは、先細り形状の突出部を有し
該突出部の端面に少なくとも1個の噴出口を備えたノズ
ル本体と、これを支持する支持手段を有し、前記ノズル
本体の内部に、前記噴出口に向かって徐々に縮小する断
面を持つ管路が形成されていることを特徴とする。
ォータージェットノズルは、先細り形状の突出部を有し
該突出部の端面に少なくとも1個の噴出口を備えたノズ
ル本体と、これを支持する支持手段を有し、前記ノズル
本体の内部に、前記噴出口に向かって徐々に縮小する断
面を持つ管路が形成されていることを特徴とする。
【0010】突出部の端面に複数の噴出口が一列に配設
されているとよい。
されているとよい。
【0011】管路が、円形断面を有する管材の端部を扁
平に押しつぶして得られた管状部材によって形成されて
いるとよい。
平に押しつぶして得られた管状部材によって形成されて
いるとよい。
【0012】また、ノズル本体または支持手段に、噴出
口を被加工物に対して位置決めするための位置決め手段
が設けられているとよい。
口を被加工物に対して位置決めするための位置決め手段
が設けられているとよい。
【0013】
【作用】ノズル本体の先細り形状の突出部の端面に噴出
口が設けられているため、噴出口と被加工物とを充分に
近づけて両者を高精度で位置決めし穴開け加工を行なう
ことができる。
口が設けられているため、噴出口と被加工物とを充分に
近づけて両者を高精度で位置決めし穴開け加工を行なう
ことができる。
【0014】高精度の位置決めに加えて、ウォータージ
ェットの圧力損失が少ないために所定の穴径の微細穴を
所定のパターンで高精度で加工できる。従って、液体噴
射記録装置の記録ヘッド等の微細穴加工に好適である。
ェットの圧力損失が少ないために所定の穴径の微細穴を
所定のパターンで高精度で加工できる。従って、液体噴
射記録装置の記録ヘッド等の微細穴加工に好適である。
【0015】また、噴出口から噴出したウォータージェ
ットの排水は、ノズル本体の突出部の外表面に沿ってス
ムーズに逃げてゆき、ウォータージェットに干渉した
り、ノズル本体や被加工物の位置ずれを招くおそれはな
い。従って、安定した信頼性の高い微細穴加工を行なう
ことができる。
ットの排水は、ノズル本体の突出部の外表面に沿ってス
ムーズに逃げてゆき、ウォータージェットに干渉した
り、ノズル本体や被加工物の位置ずれを招くおそれはな
い。従って、安定した信頼性の高い微細穴加工を行なう
ことができる。
【0016】さらに、ノズル本体の内部に形成された管
路が噴出口に向かって徐々に縮小する断面を有するた
め、超高圧水が前記管路から噴出口へ流動するときの圧
力損失が少ない。従って、極めて高圧力の微細なウォー
タージェットを容易に得ることができる。
路が噴出口に向かって徐々に縮小する断面を有するた
め、超高圧水が前記管路から噴出口へ流動するときの圧
力損失が少ない。従って、極めて高圧力の微細なウォー
タージェットを容易に得ることができる。
【0017】突出部の端面に複数の噴出口が一列に配設
されていれば、一列のオリフィス等をパターン通りに正
確に穴開け加工することができる。
されていれば、一列のオリフィス等をパターン通りに正
確に穴開け加工することができる。
【0018】また、ノズル本体または支持手段に、噴出
口を被加工物に対して位置決めするための位置決め手段
が設けられていれば、前記位置決めが容易であり、より
一層高精度の微細穴加工を行なうことができる。
口を被加工物に対して位置決めするための位置決め手段
が設けられていれば、前記位置決めが容易であり、より
一層高精度の微細穴加工を行なうことができる。
【0019】
【実施例】本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【0020】図1は一実施例による微細穴加工用ウォー
タージェットノズルを示す立面図であって、これは、支
持手段であるノズル支持体1と、これに支持されたノズ
ル本体2を有し、ノズル本体2は極めて耐久性の高い超
硬合金を母材とし、表面にダイヤモンドを蒸着したもの
で、図2に示すように、ノズル支持体の孔1aに嵌合す
る角柱部分21と、その一端に一体的に設けられたフラ
ンジ部22と、角柱部分21の他端に設けられた先細り
形状の突出部23を備えている。
タージェットノズルを示す立面図であって、これは、支
持手段であるノズル支持体1と、これに支持されたノズ
ル本体2を有し、ノズル本体2は極めて耐久性の高い超
硬合金を母材とし、表面にダイヤモンドを蒸着したもの
で、図2に示すように、ノズル支持体の孔1aに嵌合す
る角柱部分21と、その一端に一体的に設けられたフラ
ンジ部22と、角柱部分21の他端に設けられた先細り
形状の突出部23を備えている。
【0021】ノズル本体2の突出部23の端面23aに
は、多数の噴出口2a(図4参照)が一列に開口してお
り、また、突出部23の外表面は、その頂部23bと底
部23cおよび両側面23d,23eがそれぞれ端面2
3aに向かって傾斜し、噴出口2aから噴出されたウォ
ータージェットの跳ね返りをスムーズに逃がすための逃
げ面として機能する。
は、多数の噴出口2a(図4参照)が一列に開口してお
り、また、突出部23の外表面は、その頂部23bと底
部23cおよび両側面23d,23eがそれぞれ端面2
3aに向かって傾斜し、噴出口2aから噴出されたウォ
ータージェットの跳ね返りをスムーズに逃がすための逃
げ面として機能する。
【0022】なお、ノズル本体2のフランジ部22は、
ノズル支持体1の孔1aの段差1bに当接され、ノズル
本体2を軸方向(Z軸方向)に位置決めする役目をす
る。
ノズル支持体1の孔1aの段差1bに当接され、ノズル
本体2を軸方向(Z軸方向)に位置決めする役目をす
る。
【0023】また、ノズル本体2の角柱部分21のノズ
ル支持体1の孔1aから露出する部分の側面21aは、
被加工物W1 に対してノズル本体2を位置決めするとき
の前記軸方向に直交する2軸(X軸、Y軸)の方向の位
置決め手段である基準面(X基準面、Y基準面)を構成
している。
ル支持体1の孔1aから露出する部分の側面21aは、
被加工物W1 に対してノズル本体2を位置決めするとき
の前記軸方向に直交する2軸(X軸、Y軸)の方向の位
置決め手段である基準面(X基準面、Y基準面)を構成
している。
【0024】なお、ノズル本体2の側面21aを基準面
として用いる替わりに、ノズル支持体1の側面を利用し
てもよい。
として用いる替わりに、ノズル支持体1の側面を利用し
てもよい。
【0025】ノズル本体2の内部には、すべての噴出口
2aに向かって開口する管路3aを有する管状部材3が
嵌挿され、管状部材3は管状部材支持体31を介してノ
ズル支持体1に固定されている。
2aに向かって開口する管路3aを有する管状部材3が
嵌挿され、管状部材3は管状部材支持体31を介してノ
ズル支持体1に固定されている。
【0026】管状部材3のY軸方向の断面は、図2に示
すように、突出部23の端面23aに向かって徐々に縮
小し、管状部材3のX軸方向の断面は、図3に示すよう
に、突出部23の端面23aに向かって噴出口2aの列
の長さまでわずかに拡大しており、全体として、管路3
aの径方向の断面の面積が突出部23の端面23aに向
かって徐々に縮小し、図示しない供給管から管路3aに
供給された超高圧水が、各噴出口2aに向かって管抵抗
の少い状態で徐々に絞られるように構成されている。
すように、突出部23の端面23aに向かって徐々に縮
小し、管状部材3のX軸方向の断面は、図3に示すよう
に、突出部23の端面23aに向かって噴出口2aの列
の長さまでわずかに拡大しており、全体として、管路3
aの径方向の断面の面積が突出部23の端面23aに向
かって徐々に縮小し、図示しない供給管から管路3aに
供給された超高圧水が、各噴出口2aに向かって管抵抗
の少い状態で徐々に絞られるように構成されている。
【0027】さらに、ノズル本体2の各噴出口2aの間
の隔壁2bは、管路3aに開口する側の端面に図4に示
すような面取りを施されており、超高圧水が各噴出口2
aに分流されるときの圧力損失を低減するように工夫さ
れている。
の隔壁2bは、管路3aに開口する側の端面に図4に示
すような面取りを施されており、超高圧水が各噴出口2
aに分流されるときの圧力損失を低減するように工夫さ
れている。
【0028】このようにして、各噴出口2aに向かって
流動する超高圧水に乱流が発生するのを防ぎ、各噴出口
2aから被加工物W1 に向かって噴出されるウォーター
ジェットの圧力損失をできるだけ低減する。
流動する超高圧水に乱流が発生するのを防ぎ、各噴出口
2aから被加工物W1 に向かって噴出されるウォーター
ジェットの圧力損失をできるだけ低減する。
【0029】なお、このような形状の管状部材3は、公
知の方法で作られた円形断面の管材を所定の長さに切断
し、その一部分を押しつぶして先細りの偏平形状に変形
させることによって容易に製作できる。
知の方法で作られた円形断面の管材を所定の長さに切断
し、その一部分を押しつぶして先細りの偏平形状に変形
させることによって容易に製作できる。
【0030】また、このように管材を押しつぶしてもそ
の幅が噴出口2aの列の長さに満たないときは、図5に
示すように、複数の管材33をそれぞれ押しつぶしたも
のを合体させればよい。この場合は、超高圧水が各管材
33に分流されるときの噴射圧力を低減するために、各
管材33の両端33aに面取りを施すとよい。
の幅が噴出口2aの列の長さに満たないときは、図5に
示すように、複数の管材33をそれぞれ押しつぶしたも
のを合体させればよい。この場合は、超高圧水が各管材
33に分流されるときの噴射圧力を低減するために、各
管材33の両端33aに面取りを施すとよい。
【0031】フルラインタイプの記録ヘッドのオリフィ
スプレートを製作する場合のように長尺の被加工物の全
長にわたって微細穴加工を行なうときは、図5に示す管
材33を多数合体させたノズルを用いるとよい。
スプレートを製作する場合のように長尺の被加工物の全
長にわたって微細穴加工を行なうときは、図5に示す管
材33を多数合体させたノズルを用いるとよい。
【0032】被加工物W1 の微細穴加工は以下のように
行なわれる。まず、ノズル2の軸方向(Z軸方向)の位
置を、ノズル2の突出部23の端面23aが被加工物W
1 に近接して位置するように位置決めするとともに、ノ
ズル2の角柱部分21の側面21a(X,Y基準面)を
所定の治具に当接してX軸方向とY軸方向の位置決めを
行なう。
行なわれる。まず、ノズル2の軸方向(Z軸方向)の位
置を、ノズル2の突出部23の端面23aが被加工物W
1 に近接して位置するように位置決めするとともに、ノ
ズル2の角柱部分21の側面21a(X,Y基準面)を
所定の治具に当接してX軸方向とY軸方向の位置決めを
行なう。
【0033】続いて、図示しない供給管から超高圧水を
管路3aに供給し、各噴出口2aから被加工物W1 に向
かって噴出させる。管路3aを流動する超高圧水は、前
述のように徐々に噴出口2aに向かって絞られてゆくた
め、この間の圧力損失はわずかであり、また、各噴出口
2aに分流されるときも、各噴出口2aの隔壁2bの端
面が面取りされているため、著しい乱流を発生すること
なく、従って、このときの圧力損失も極めて少ない。
管路3aに供給し、各噴出口2aから被加工物W1 に向
かって噴出させる。管路3aを流動する超高圧水は、前
述のように徐々に噴出口2aに向かって絞られてゆくた
め、この間の圧力損失はわずかであり、また、各噴出口
2aに分流されるときも、各噴出口2aの隔壁2bの端
面が面取りされているため、著しい乱流を発生すること
なく、従って、このときの圧力損失も極めて少ない。
【0034】加えて、各噴出口2aは被加工物W1 に充
分に近接して位置決めされているため、各噴出口2aか
ら噴出されて被加工物W1 を貫通するウォータージェッ
トは充分な高圧状態を維持し、被加工物W1 に形成され
る微細穴(オリフィス)の寸法を高精度で制御すること
ができる。
分に近接して位置決めされているため、各噴出口2aか
ら噴出されて被加工物W1 を貫通するウォータージェッ
トは充分な高圧状態を維持し、被加工物W1 に形成され
る微細穴(オリフィス)の寸法を高精度で制御すること
ができる。
【0035】また、被加工物W1 から跳ね返る排水はノ
ズル本体2の突出部23の外表面に沿ってスムーズに逃
げてゆく。従って、前記排水が各噴出口2aから噴出さ
れるウォータージェットに干渉したり被加工物W1 やノ
ズル2に位置ずれを発生させて、微細穴加工の寸法精度
を損うおそれはない。
ズル本体2の突出部23の外表面に沿ってスムーズに逃
げてゆく。従って、前記排水が各噴出口2aから噴出さ
れるウォータージェットに干渉したり被加工物W1 やノ
ズル2に位置ずれを発生させて、微細穴加工の寸法精度
を損うおそれはない。
【0036】
【発明の効果】本発明は、上述のように構成されている
ので、以下に記載するような効果を奏する。
ので、以下に記載するような効果を奏する。
【0037】超高圧水を利用して極めて高精度の微細穴
加工を行なうことができる。このような微細穴加工用ウ
ォータージェットノズルを用いることで、液体噴射記録
装置の記録ヘッド等の穴開け加工を高精度かつ低コスト
で行ない、液体噴射記録装置等の低価格化と高性能化に
大きく貢献できる。
加工を行なうことができる。このような微細穴加工用ウ
ォータージェットノズルを用いることで、液体噴射記録
装置の記録ヘッド等の穴開け加工を高精度かつ低コスト
で行ない、液体噴射記録装置等の低価格化と高性能化に
大きく貢献できる。
【図1】一実施例による微細穴加工用ウォータージェッ
トノズルを示す立面図である。
トノズルを示す立面図である。
【図2】図1のA−A線に沿ってとった断面図である。
【図3】図1のB−B線に沿ってとった断面図である。
【図4】図3のノズル本体の部分を拡大して示す拡大部
分断面図である。
分断面図である。
【図5】一変形例を示す断面図である。
【図6】一従来例を示す断面図である。
1 ノズル支持体 2 ノズル本体 2a 噴出口 3 管状部材 3a 管路 23 突出部 33 管材
Claims (4)
- 【請求項1】 先細り形状の突出部を有し該突出部の端
面に少なくとも1個の噴出口を備えたノズル本体と、こ
れを支持する支持手段を有し、前記ノズル本体の内部
に、前記噴出口に向かって徐々に縮小する断面を持つ管
路が形成されていることを特徴とする微細穴加工用ウォ
ータージェットノズル。 - 【請求項2】 突出部の端面に複数の噴出口が一列に配
設されていることを特徴とする請求項1記載の微細穴加
工用ウォータージェットノズル。 - 【請求項3】 管路が、円形断面を有する管材の端部を
扁平に押しつぶして得られた管状部材によって形成され
ていることを特徴とする請求項1または2記載の微細穴
加工用ウォータージェットノズル。 - 【請求項4】 ノズル本体または支持手段に、噴出口を
被加工物に対して位置決めするための位置決め手段が設
けられていることを特徴とする請求項1ないし3いずれ
か1項記載の微細穴加工用ウォータージェットノズル。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29561494A JPH08132399A (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 微細穴加工用ウォータージェットノズル |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29561494A JPH08132399A (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 微細穴加工用ウォータージェットノズル |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08132399A true JPH08132399A (ja) | 1996-05-28 |
Family
ID=17822914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29561494A Pending JPH08132399A (ja) | 1994-11-04 | 1994-11-04 | 微細穴加工用ウォータージェットノズル |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08132399A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002536170A (ja) * | 1999-02-10 | 2002-10-29 | ジェット‐ネット・インターナショナル・プロプライエタリー・リミテッド | 超高圧液体ジェットノズル |
| CN103640053A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-03-19 | 苏州蓝王机床工具科技有限公司 | 新型掏孔机床 |
-
1994
- 1994-11-04 JP JP29561494A patent/JPH08132399A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002536170A (ja) * | 1999-02-10 | 2002-10-29 | ジェット‐ネット・インターナショナル・プロプライエタリー・リミテッド | 超高圧液体ジェットノズル |
| CN103640053A (zh) * | 2013-11-20 | 2014-03-19 | 苏州蓝王机床工具科技有限公司 | 新型掏孔机床 |
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