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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbilden einer regelmäßigen (periodischen) Struktur auf einer festen Oberfläche und ein Kraftstoffeinspritzsystem, das die regelmäßige Struktur aufweist.
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Im Stand der Technik wird eine fluorchemische Filmbeschichtung, die eine flüssigkeitsabweisende Eigenschaft aufweist, die bewirkt, dass sich Flüssigkeitstropfen leicht fließen, auf eine feste Oberfläche aufgebracht, an der die Flüssigkeitstropfen anhaften können. Der Film ist eine organische Substanz. Folglich wird dessen flüssigkeitsabweisende Fähigkeit in einer Umgebung mit hoher Temperatur reduziert. Zum Beispiel befindet sich in einem Kraftstoffeinspritzsystem, das eine Einspritzdüse aufweist, die Kraftstoff direkt in einen Zylinder einer Brennkraftmaschine einspritzt, die Einspritzdüse in einer Umgebung, in der die Düse dem Verbrennungsgas ausgesetzt ist. Infolgedessen wird eine Oberfläche der Einspritzdüse um einen Auslass ihres Düsenlochs herum in einen Hochtemperaturzustand gebracht, so dass sich der fluorchemische Film verschlechtern kann und die flüssigkeitsabweisende Fähigkeit abnehmen kann. Aufgrund dieser Verminderung der flüssigkeitsabweisenden Fähigkeit haften sich Ablagerungen um den Auslass des Düsenlochs an der Oberfläche der Düse herum an. Wenn sich das Anhaften der Ablagerungen weiter in das Innere des Düsenlochs ausweitet, wird eine Kraftstoffeinspritzmenge reduziert.
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Um das Problem der Verschlechterung des fluorchemischen Films zu lösen, ist eine in der
JP-A-2006-220072 beschriebene Technologie als ein Verfahren bekannt, durch das eine Verminderung der flüssigkeitsabweisenden Eigenschaft aufgrund von Wärme nicht leicht hervorgerufen wird. Diese Technologie des Stands der Technik erzielt die flüssigkeitsabweisende Eigenschaft durch ein Ausbilden von Vertiefungen und Vorsprüngen, die eine fraktale Struktur aufweisen, an einer Innenumfangsfläche eines Kraftstoffdüsenlochs in einem Injektor und an einer Oberfläche um einen Öffnungsteil des Düsenlochs herum.
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Bei der vorstehenden Technologie des Stands der Technik, die in der
JP-A-2006-220072 beschrieben ist, werden die Vertiefungen und Vorsprünge, die die fraktale Form aufweisen, durch die folgenden Verfahren (1) bis (3) ausgebildet. (1) Ein Verfahren zum Formen mit fokussiertem Innenstrahl, bei dem ein Galliumionenstrahl (Ga-Ionenstrahl) verwendet wird; (2) ein Verfahren zum Ausbilden eines aluminiumanodisierten Films; und (3) ein Verfahren zum Legieren einer Pulvermischung aus einer selbstfließenden Nickel-Chrom-Legierung und Molybdän über einer Basismaterialfläche durch einen Laser.
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Jedoch bedarf es bei jedem der vorstehend beschriebenen Verfahren (1) bis (3) etwas Zeit, um die Vertiefungen und Vorsprünge auszubilden, die die fraktale Struktur aufweisen. Folglich sind diese unter dem Aspekt der Produktivität nicht wünschenswert.
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Die vorliegende Erfindung richtet sich an zumindest einen Nachteil von den vorstehenden Nachteilen. Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Ausbilden einer regelmäßigen Struktur zu schaffen, die eine hervorragende flüssigkeitsabweisende Eigenschaft und Herstellbarkeit besitzt, und ein Kraftstoffeinspritzsystem zu schaffen, das die regelmäßige Struktur aufweist.
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Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen wird ein Verfahren zum Ausbilden einer regelmäßigen (periodischen) Nutanordnung geschaffen. Gemäß dem Verfahren wird ein aus Metall hergestelltes Basismaterial bereitgestellt. Des Weiteren ist die regelmäßige Nutanordnung, die eine Vielzahl an regelmäßig angeordneten (periodischen) Nuten aufweist, an einer Fläche des Basismaterials mit einem gepulsten Laser ausgebildet, indem die Oberfläche des Basismaterials mit dem Laser bestrahlt und indem der Laser über die Oberfläche bewegt wird (die Oberfläche scannt).
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Um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen ist auch ein Kraftstoffeinspritzsystem geschaffen, das ein Düsenlochausbildungsteil (Düsenöffnungsausbildungsteil) und die durch das Verfahren ausgebildete regelmäßige Nutanordnung aufweist. Das Düsenlochausbildungsteil hat ein Düsenloch, das durch das Düsenlochausbildungsteil hindurch verläuft und durch das Kraftstoff eingespritzt wird. Die regelmäßige Nutanordnung ist an einer Außenfläche des Düsenlochausbildungsteils ausgebildet.
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Des Weiteren, um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist eine regelmäßige (periodische) Struktur vorgesehen, die ein Basismaterial und eine regelmäßige Nutanordnung auf einer Oberfläche des Basismaterials aufweist. Das Basismaterial ist aus Metall hergestellt. Die regelmäßige Nutanordnung hat eine Vielzahl von regelmäßigen Nuten.
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Außerdem, um die Aufgabe der vorliegenden Erfindung zu lösen, ist ein Kraftstoffeinspritzsystem vorgesehen, das das Düsenlochausbildungsteil und die regelmäßige Nutanordnung aufweist. Das Düsenlochausbildungsteil hat ein Düsenloch, das durch das Düsenlochausbildungsteil hindurch verläuft und durch das Kraftstoff eingespritzt wird. Die regelmäßige Nutanordnung ist an einer Außenfläche des Düsenlochausbildungsteils ausgebildet.
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Die Erfindung, zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen von dieser wird am Besten aus der folgenden Beschreibung, den angehängten Ansprüchen und den beigefügten Zeichnungen verstanden werden, in denen:
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1 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel eines Injektors darstellt, der ein Düsenlochausbildungsteil aufweist, an dem eine regelmäßige Struktur in Übereinstimmung mit der Erfindung ausgebildet ist;
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2 ist eine Schnittansicht, die eine Umgebung des Düsenlochausbildungsteils in 1 darstellt;
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3 ist eine Schnittansicht, in der das Düsenlochausbildungsteil in 2 weiter vergrößert ist;
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4 ist eine Darstellung, die einen Randwinkel (Kontaktwinkel) bei regelmäßig angeordneten Nuten darstellt, die an dem Düsenlochausbildungsteil in 2 ausgebildet sind;
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5 ist eine beispielhafte perspektivische Ansicht, die allgemeine Formen von regelmäßig angeordneten Nuten in Übereinstimmung mit einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
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6 ist eine vergrößerte beispielhafte perspektivische Ansicht, die einen Teil der regelmäßig angeordneten Nuten in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
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7 ist eine Darstellung, die einen Prozess zum Ausbilden der regelmäßig angeordneten Nuten in Übereinstimmung mit dem ersten Ausführungsbeispiel darstellt;
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8 ist eine Darstellung, die einen Prozess zum Ausbilden von regelmäßig angeordneten Nuten in Übereinstimmung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
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9 ist eine Darstellung, die einen Prozess zum Ausbilden von regelmäßig angeordneten Nuten in Übereinstimmung mit einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
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10 ist eine beispielhafte perspektivische Ansicht, die allgemeine Formen von regelmäßig angeordneten Nuten in Übereinstimmung mit einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
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11 ist eine Darstellung, die einen Prozess zum Ausbilden der regelmäßig angeordneten Nuten in Übereinstimmung mit dem vierten Ausführungsbeispiel darstellt;
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12 ist eine beispielhafte perspektivische Ansicht, die allgemeine Formen von regelmäßig angeordneten Nuten in Übereinstimmung mit einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellt;
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13 ist eine vergrößerte beispielhafte perspektivische Ansicht, die einen Teil der regelmäßig angeordneten Nuten in Übereinstimmung mit dem fünften Ausführungsbeispiel darstellt; und
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14 ist eine Darstellung, die einen Prozess zum Ausbilden der regelmäßig angeordneten Nuten in Übereinstimmung mit dem fünften Ausführungsbeispiel darstellt.
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Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. In jedem Ausführungsbeispiel können durch Verwenden der gleichen Bezugszeichen für die Teile, die denjenigen Teilen entsprechen, die in dem vorangegangenen Ausführungsbeispiel bzw. den vorangegangenen Ausführungsbeispielen beschrieben sind, wiederholte Beschreibungen weggelassen werden. In jedem Ausführungsbeispiel kann bzw. können dann, wenn nur ein Teil des Aufbaus beschrieben ist, das vorherig beschriebene andere Ausführungsbeispiel bzw. die vorherig beschriebenen anderen Ausführungsbeispiele auf die anderen Teile des Aufbaus angewandt werden. Zusätzlich zu der Kombination der Komponenten, deren Kombination im Speziellen in jedem Ausführungsbeispiel als möglich aufgezeigt ist, kann selbst dann, wenn dies nicht klar beschrieben ist, eine Kombination von Ausführungsbeispielen in Teilen möglich sein, solange diese Kombination nicht besonders nachteilig ist.
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(Erstes Ausführungsbeispiel)
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Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Eine regelmäßige (periodische) Struktur (regelmäßige Nutanordnung), die Linien von Nuten aufweist und die in den folgenden Ausführungsbeispielen beschrieben wird, ist an einem Bereich ausgebildet, der eine flüssigkeitsabweisende Wirkung bzw. Eigenschaft (was gleichbedeutend mit wasserabweisender Eigenschaft ist) benötigt, die Flüssigkeit abperlen lässt und es möglich macht, dass eine Flüssigkeit leicht fließt. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird ein Beispiel eines Aufbringens der regelmäßigen Struktur auf ein Düsenlochausbildungsteil in einem Injektor 1, der ein Kraftstoffeinspritzsystem ist, beschrieben.
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Der Injektor 1 ist an einem Zylinderkopf einer Maschine angebracht und ist ein Injektor für einen Benzinmotor mit Direkteinspritzung. Der Injektor für den Benzinmotor mit Direkteinspritzung spritzt Kraftstoff direkt in eine Brennkammer der Maschine ein, die durch eine Wandfläche des Zylinderkopfs, eine Innenwandfläche eines Zylinderblocks und eine obere Endfläche eines Kolbens in einem Zylinder festgelegt ist. Kraftstoff, der durch eine Kraftstoffzuführpumpe mit einem Druck beaufschlagt wurde, der in etwa gleich einem Kraftstoffeinspritzdruck ist, wird dem Injektor 1 zugeführt. Dieser Kraftstoffdruck wird auf einen vorbestimmten Druck in einem Bereich von 1 MPa bis 40 MPa eingestellt. Der Injektor 1 spritzt Kraftstoff, der den Kraftstoffdruck aufweist, der zu diesem Bereich korrespondiert, in die Brennkammer ein. Ein aus dem Injektor 1 eingespritzter Kraftstoffstrahl wird zerstäubt, um in der Brennkammer verteilt zu werden. Dieser Kraftstoffstrahl hat beispielsweise eine hohle konische Form.
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Der Injektor 1 ist in der Nähe eines Eckteils der Brennkammer in Schräglage an einer Wandfläche angeordnet und relativ zu einer Mittelachse des Injektors 1 derart geneigt, dass eine Kraftstoffeinspritzrichtung des Injektors 1, d. h. ein Kraftstoffstrahl, sich in Bezug auf die Mittelachse in Richtung der Endfläche eines Kolbens aufteilt. Ein Winkel, mit dem der Kraftstoffstrahl relativ zu der Mittelachse des Injektors 1 geneigt ist, ist geeignet auf einen optimalen Winkel eingestellt. Folglich ist das Anhaften des Kraftstoffnebels an einer Zündkerze und einer Innenwandfläche der Brennkammer begrenzt.
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Wie es in 1 dargestellt ist, ist ein Ventilkörper 2 an einer Innenwand eines düsenlochseitigen Endabschnitts eines Ventilgehäuses 5 beispielsweise durch Schweißen befestigt. Der Ventilkörper 2 definiert einen Kraftstoffdurchgang und hat eine konische Fläche 3, deren Durchmesser sich in Richtung einer kraftstoffstromabwärtigen Seite verringert. Die konische Fläche 3 hat einen Ventilsitz 4, mit dem ein Ventilbauteil 10 in Eingriff gebracht wird oder von diesem gelöst wird.
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Eine Düsenlochplatte 20, die das Düsenlochausbildungsteil ist, hat ein Düsenloch 21. Die Platte 20 ist an einem vorderen Ende des Injektors 1 einstückig oder in einer einheitlichen Art und Weise mit dem Ventilkörper 2 ausgebildet. Die Düsenlochplatte 20 ist in einer zylindrischen Form ausgebildet, die einen Boden aufweist, und ist einstückig zwischen eine Innenwand eines Bodens des Ventilgehäuses 5 und eine Außenwand eines Bodens des Ventilkörpers 2 geklemmt.
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Ein zylindrisches Bauteil 30 besteht ausgehend von einer Seite der Düsenlochplatte 20 aus einem ersten magnetischen Zylinderabschnitt 31, einem unmagnetischen Zylinderabschnitt 32 und einem zweiten magnetischen Zylinderabschnitt 33. Der unmagnetische Zylinderabschnitt 32 verhindert einen magnetischen Kurzschluss zwischen dem ersten magnetischen Zylinderabschnitt 31 und dem zweiten magnetischen Zylinderabschnitt 33.
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Ein beweglicher Kern 40 ist aus einem magnetischen Material in einer zylindrischen Form ausgebildet und ist beispielsweise durch Schweißen an einem Endabschnitt 11 des Ventilbauteils 10 an einer dem Düsenloch 21 gegenüberliegenden Seite befestigt. Der bewegliche Kern 40 bewegt sich im Zusammenspiel mit dem Ventilbauteil hin und her. Der bewegliche Kern 40 hat einen Verbindungsdurchgang 41, der durch dessen Inneres verläuft, und der Verbindungsdurchgang 41 steht mit dem Kraftstoffdurchgang in Verbindung. Ein feststehender Kern 42 ist aus einem magnetischen Material ausgebildet und zu dem beweglichen Kern 40 koaxial angeordnet. Der feststehende Kern 42 ist in das zylindrische Bauteil 30 eingesetzt und beispielsweise durch Schweißen an dem zylindrischen Bauteil 30 befestigt.
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Ein Einstellrohr 43 ist beispielsweise durch Presspassen an dem feststehenden Kern 42 befestigt und der Kraftstoffdurchgang ist innerhalb des Rohrs 43 ausgebildet. Eine Feder 44 ist derart angeordnet, dass deren beide Enden zwischen dem beweglichen Kern 40 und dem Einstellrohr 43 eingeklemmt sind. Die Feder 44 drückt den beweglichen Kern 40 und das Ventilbauteil 10 in eine Richtung, in der das Bauteil 10 mit dem Ventilsitz 4 in Eingriff gebracht wird. Durch Regulieren des Presspassbetrags des Einstellrohrs 43, welches in den feststehenden Kern 42 pressgepasst wird, wird eine Drängkraft der Feder 44 eingestellt.
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Eine Antriebsspule 50 hat eine Wicklung 51 und eine Spule 52. Die Spule 52 ist aus einem Harzmaterial in zylindrischer Form ausgebildet und die Wicklung 51 ist an ihre Außenumfangsfläche gewickelt. Beide Enden der gewickelten Wicklung 51 sind elektrisch mit einem Anschlussbereich 54 einer Verbindungseinrichtung 53 verbunden. Der feststehende Kern 42 ist auf einer Innenumfangsseite der Antriebsspule 50 angeordnet, wobei sich das zylindrische Bauteil 30 zwischen der Antriebsspule 50 und dem feststehenden Kern 42 befindet.
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Wenn die Antriebsspule 50 nicht unter Strom gesetzt ist, werden der bewegliche Kern 40 und das Ventilbauteil 10 so in Richtung Ventilsitz 4 gedrückt, dass ein Aufsetzteil des Ventilbauteils 10 mit dem Ventilsitz 4 in Eingriff gebracht wird. Folglich wird eine Kraftstoffeinspritzung durch das Düsenloch 21 unterbrochen. Wenn die Antriebsspule 50 unter Strom gesetzt wird, wird der bewegliche Kern 40 so von dem feststehenden Kern 42 angezogen, dass das Ventilbauteil 10 von dem Ventilsitz 4 abgehoben wird. Infolgedessen wird Kraftstoff durch das Düsenloch 21 eingespritzt. Ein Zustand, in dem das Ventilbauteil 10 von dem Ventilsitz 4 abgehoben ist, wird nachstehend als Zeit des Abhebens des Ventilbauteils 10 bezeichnet. Der Hubbetrag des Ventilbauteils 10 wird durch einen Luftspalt zwischen beiden magnetischen Polflächen des beweglichen Kerns 40 und des feststehenden Kerns 42 bestimmt.
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Durch die Kraftstoffzuführpumpe wird einem Kraftstoffeinlassteil 6 des Injektors 1 Kraftstoff zugeführt. Der durch das Kraftstoffeinlassteil 6 zugeführte Kraftstoff strömt durch einen Filter 7 zum Entfernen von Fremdstoffen hindurch entlang von Innenumfangsseiten des zylindrischen Bauteils 30, des Ventilgehäuses 5 und des Ventilkörpers 2.
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Als nächstes wird das Düsenlochausbildungsteil (Düsenöffnungsausbildungsteil) in dem Injektor 1 beschrieben. 2 ist eine Schnittansicht, die die Umgebung der Düsenlochplatte 20 des Injektors 1 darstellt. 2 ist die Schnittansicht, in der der vordere Endteil des Ventilkörpers 2 in 1 vergrößert ist. Wie es in 2 dargestellt ist, ist die Düsenlochplatte 20 integral oder in einer vereinheitlichten Art und Weise an dem vorderen Endteil des Ventilkörpers 2 befestigt. Die Düsenlochplatte 20, die das Düsenlochausbildungsteil ist, hat die Düsenlöcher 21 radial einwärts von der konischen Fläche 3. Die Düsenlöcher 21 verlaufen durch die Düsenlochplatte 20 hindurch und sind an einer Innenfläche 22 und an einer Außenfläche 23 offen. Die Düsenlöcher 21 sind mit Abständen in der Düsenlochplatte 20 ausgebildet. Der durch das Kraftstoffeinlassteil 6 zugeführte Kraftstoff wird durch das Düsenloch 21 in die Brennkammer der Maschine eingespritzt.
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Düsenlocheinlassteile 21a, die Einlassöffnungen der Düsenlöcher 21 sind, sind auf demselben imaginären Kreis angeordnet. Genauer gesagt sind die Düsenlocheinlassteile 21a auf dem imaginären Kreis in einer Form eines einzelnen Rings angeordnet. Die Mitte des imaginären Kreises fällt im Allgemeinen mit der Mittelachse des Injektors 1 zusammen. Die Mitte des imaginären Kreises entspricht in etwa einer Mittelachse 20c des Ventilkörpers 2 und der Düsenlochplatte 20.
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Das Düsenloch 21 ist radial einwärts von einer Vertiefung ausgebildet, die durch die konische Fläche 3 und die Düsenlochplatte 20 festgelegt ist. Eine Brennkammer 8, die durch diese Vertiefung und das Ventilbauteil 10 definiert ist, ist im Allgemeinen in einer zylindrischen Form ausgebildet. Der Kraftstoff in dem Kraftstoffdurchgang, der von der Seite des Ventilsitzes 4 in das Düsenloch 21 führt, strömt in die Brennkammer 8, wenn das Ventilbauteil 10 von dem Ventilsitz 4 abgehoben wird. Die Brennkammer 8 hat eine Funktion eines Verteilens des Kraftstoffs, der in die Brennkammer 8 strömt, zu jedem Düsenloch 21.
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Eine Richtung einer Mittelachse 21c des Düsenlochs 21 kann derart geneigt sein, dass ein Düsenlochauslassteil 21b, der eine Auslassöffnung des Düsenlochs 21 ist, sich auf einer Seite befindet, die von der Mittelachse 20c der Düsenlochplatte 20 weiter entfernt ist als der Düsenlocheinlassteil 21a. Jeder Düsenlochauslassteil 21b, der sich an einer Außenfläche der Düsenlochplatte befindet, befindet sich in einer radialen Richtung der Düsenlochplatte 20 weiter außen als der korrespondierende Düsenlocheinlassteil 21a.
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Die Düsenlochplatte 20 hat ein Hauptkörperteil 24 und eine flüssigkeitsabweisende Beschichtung 25, die eine periodische oder regelmäßige Nut (eine periodische bzw. regelmäßige Nutanordnung) 250 mit Nutlinien (einer Vielzahl von regelmäßig angeordneten Nuten) 251, die auf dem Hauptkörperteil 24 ausgebildet sind. Die flüssigkeitsabweisende Beschichtung 25 ist an der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 ausgebildet. Aufgrund des Vorhandenseins der regelmäßigen Nut 250 hat die flüssigkeitsabweisende Beschichtung 25 eine Funktion eines Abhebens von Tropfen von Flüssigkeiten, wie beispielsweise Wasser und Kraftstoff, von der Fläche, und eines Abweisens und Abgleitenlassens von diesen.
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Zum Beispiel hinsichtlich des verbleibenden Kraftstoffs, der nach einem Beenden der Kraftstoffeinspritzung durch das Düsenloch 21 in dem Düsenloch 21 verbleibt und ein Zentrum bzw. Kern von Anlagerungen werden kann, wird durch die flüssigkeitsabweisende Beschichtung 25, die um den Düsenlochauslassteil 21b herum ausgebildet ist, der Restkraftstoff in Richtung der Außenfläche um das Düsenloch 21 herum bewegt oder abgeperlt, und zwar zu einer anderen Stelle als dem Düsenlochauslassteil 21b. Andererseits werden zu der Zeit einer Kraftstoffeinspritzung selbst im Falle eines Anhaftens von Ablagerungen an einer Düsenlochinnenumfangswandfläche 21d des Düsenlochs 21 die Ablagerungen von der Düsenlochinnenumfangswandfläche 21d durch die Kraft eines Kraftstoffs zu der Zeit einer Einspritzung, d. h., durch den Kraftstoffeinspritzdruck, abgelöst.
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Wie es vorstehend beschrieben ist, wird durch Vorsehen der flüssigkeitsabweisenden Beschichtung 25 in der Umgebung des Düsenlochauslassteils 21b bewirkt, dass verbleibender Kraftstoff, der sich um die Auslassöffnung des Düsenlochs 21 herum angehaftet hat, reduziert wird, und dass das Anhaften von Ablagerungen an der Auslassöffnung des Düsenlochs 21 dadurch begrenzt wird. Als eine Folge des Ausbildens der flüssigkeitsabweisenden Beschichtung 25 an der Düsenlochinnenumfangswandfläche 21d wird die Ansammlung von Schichten von dünnen Ablagerungen an der Düsenlochinnenumfangswandfläche 21d aufgrund des Wiederholens der Kraftstoffeinspritzung und des Einspritzungsstopps begrenzt.
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Das Hauptkörperteil 24 der Düsenlochplatte 20 ist aus einem Eisensystemmetallmaterial, wie beispielsweise rostfreiem Stahl (SUS), ausgebildet. Das Hauptkörperteil 24 kann zu einem „aus Metall hergestelltem Basismaterial” korrespondieren und die Außenfläche 23 kann zu „einer Fläche des Basismaterials” korrespondieren.
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4 stellt die regelmäßige Nut 250, die die flüssigkeitsabweisende Beschichtung 25 bildet, schematisch dar.
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An ihrer Außenfläche 23 hat die flüssigkeitsabweisende Beschichtung 25 Linien von Nuten, die aus einer regelmäßigen Anordnung von feinen vertieften streifenartigen Abschnitten 251 und hervorstehenden streifenartigen Abschnitten 252 ausgebildet sind. Wie es in 4 dargestellt ist, erstrecken sich die vertieften streifenartigen Abschnitte 251 und vorstehenden streifenartigen Abschnitte 252 in einer bestimmten Richtung (einer Richtung, die zu einer Ebene des Papiers von 4 rechtwinklig ist). Diese Nutenlinien bilden die regelmäßige Nut 250, die regelmäßig wiederholt wird. Jeder vorstehende streifenartige Abschnitt 252 ist ein Vorsprung, der trapezförmig ist und derart ausgebildet ist, dass dessen Abstand (nachstehend auch bezeichnet als Teilung) in einem bestimmten Bereich liegt. Die Nuten, die aus den vertieften streifenartigen Abschnitten 251 gebildet sind (nachstehend auch bezeichnet als die Nuten 251) sind derart ausgebildet, dass deren Abstand bzw. Teilung in einem bestimmten Bereich liegt, ähnlich den vorstehenden streifenartigen Abschnitten 252. Eine nach oben weisende Richtung in 4 entspricht nach unten weisenden Richtungen in den 1 bis 3.
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Wie es in 4 dargestellt ist, sind in der regelmäßigen Nut 250 der vertiefte streifenartige Abschnitt 251 und der vorstehende streifenartige Abschnitt 252, die viel kleiner und feiner als eine Größe des Kraftstofftröpfchens sind, an der Außenfläche 23 ausgeformt, welche eine Fläche des Hauptkörperteils 24 ist. Das Kraftstofftröpfchen ist in Kontakt mit einer Luftschicht, die in dem vertieften streifenartigen Abschnitt 251 zwischen den vorstehenden streifenartigen Abschnitten 252 ausgebildet ist, und mit dem vorstehenden streifenartigen Abschnitt 252. Das Tröpfchen wird durch eine obere Fläche des vorstehenden streifenartigen Abschnitts 252 und die Luftschicht gestützt. In Bezug auf die Oberfläche, mit der das Tröpfchen in Kontakt ist, ist der Anteil der oberen Fläche des vorstehenden streifenartigen Abschnitts 252 auf S1 festgelegt und wird der Anteil der Luftschicht auf S2 festgelegt. Ein tatsächlicher Kontaktwinkel (Randwinkel) des metallenen Materials an dem vorstehenden streifenartigen Abschnitt 252, d. h., an dem Hauptkörperteil 24, ist auf θ1 eingestellt und ein tatsächlicher Kontaktwinkel bei der Luftschicht ist auf θ2 eingestellt.
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Ein Kontaktwinkel θ der flüssigkeitsabweisenden Beschichtung 25 in Bezug auf das Tröpfchen ist in der folgenden Gleichung ausgedrückt. cosθ = S1 × cosθ1 + S2 × cosθ2 (Gleichung 1)
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Im Falle der Luftschicht, weil θ2 = 180, wird, indem der Anteil S1 der oberen Fläche des vorstehenden streifenartigen Abschnitts 252 klein festgelegt ist, der Kontaktwinkel θ der flüssigkeitsabweisenden Beschichtung 25 groß gemacht.
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Wie es in 5 dargestellt ist, ist die regelmäßige Nut 250 in einer sich radial erstreckenden Form an der Außenfläche 23 des Hauptkörperteils 24 ausgebildet. Die regelmäßige Nut 250 ist derart ausgebildet, dass sich die Linien von Nuten 251, die mit im Allgemeinen regelmäßigen Abständen in einer Kreisbogenform in einem Bereich von 360 Grad von einem Mittelabschnitt der Fläche des Basismaterials angeordnet sind, radial erstrecken. Folglich ist jede Breite der Linien von vorstehenden streifenartigen Abschnitten 252 in einem Bereich in der Nähe des Mittelabschnitts kleiner als bei einem radial weiter außen befindlichen Bereich der Fläche des Basismaterials. Deshalb ist eine Größe der Luftschicht, die zwischen der Nut 251 und dem Tröpfchen ausgebildet ist, bei dem Bereich in der Nähe des Mittelabschnitts größer als bei dem weiter außen befindlichen Bereich, d. h., der Anteil S1 wir kleiner gemacht, und der Kontaktwinkel θ der flüssigkeitsabweisenden Beschichtung 25 wird größer gemacht. Dadurch werden die Flüssigkeitströpfchen, wie beispielsweise Ablagerungen, aufgrund einer Strahlströmung, die zu der Zeit einer Kraftstoffeinspritzung erzeugt wird, leicht nach außen hin entfernt und wird eine Wirkung eines Entfernens der Ablagerungen verbessert.
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Wenn die regelmäßige Nut 250 vergrößert und mikroskopisch betrachtet wird, wie es in 6 dargestellt ist, haben in der regelmäßigen Nut 250, die aus radial verlaufenden regelmäßig angeordneten Nuten erzeugt ist, ein Abschnitt (ein mit durchgezogener Linie schraffierter Bereich in 6), bei dem die Flüssigkeitströpfchen in Kontakt mit dem vorstehenden streifenartigen Abschnitt 252 sind, und ein Abschnitt (mit kurz gestrichelter Linie schraffierter Bereich in 6), bei dem die Tröpfchen in Kontakt mit der Luftschicht sind, die über dem vertieften streifenartigen Abschnitt (der Nut 251) ausgebildet ist, jeweilige Anteile von in etwa 50%. Der Anteil des Abschnitts, bei dem das Flüssigkeitströpfchen in Kontakt mit der Luftschicht ist, wird an dessen außen befindlichen Bereich kleiner als bei dem Bereich der Fläche des Basismaterials in der Nähe des Mittelabschnitts von diesem. Dieser Anteil wird weitergehend in Richtung des außen befindlichen Bereichs kleiner, zu dem sich die vorstehenden streifenartigen Abschnitte 252 radial erstrecken.
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Die flüssigkeitsabweisende Eigenschaft wird solch einer flüssigkeitsabweisenden Beschichtung 25 aufgrund der feinen regelmäßigen Nut 250 verliehen, die aus den Linien von Nuten 251 besteht, die an der Fläche des Basismaterials ausgebildet sind, und zwar anstelle von der organischen Substanz, wie beispielsweise einem fluorchemischen Film bei der Technologie des Stands der Technik. Folglich hat die flüssigkeitsabweisende Beschichtung 25 im Vergleich zu der flüssigkeitsabweisenden Beschichtung, die aus organischen Substanzen hergestellt ist, eine exzellente Wärmebeständigkeit.
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Ein Verfahren zum Ausbilden der Düsenlochplatte 20, die die flüssigkeitsabweisende Beschichtung 25 aufweist, wird nun beschrieben. Ein Ausbildungsprozess der Düsenlochplatte 20 hat einen Hauptkörperteilausbildungsprozess und einen Ausbildungsprozess einer regelmäßigen Nut.
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Bei dem Hauptkörperausbildungsprozess wird die Düsenlochplatte 20 aus rostfreiem Stahl (SUS) ausgebildet. Das Düsenloch 21, das beispielsweise durch Pressbearbeiten eingebracht wird, wird in der Düsenlochplatte 20 ausgeformt. Bei dem Ausbildungsprozess der regelmäßigen Nut wird eine vorbestimmte regelmäßige (periodische) Nut durch Bestrahlen und Überfahren (Scannen) der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 mit einem gepulsten Laser ausgebildet.
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Der Ausbildungsprozess einer regelmäßigen Nut kann durchgeführt werden, bevor das Ausbilden des Düsenlochs 21 in der Düsenlochplatte 20 vorgenommen wird, oder der Prozess kann nach dem Ausbilden des Düsenlochs 21 ausgeführt werden. Im Falle des Ausführens des Ausbildungsprozesses der regelmäßigen Nut nach dem Ausbilden des Düsenlochs 21, werden bei dem Ausbildungsprozess der regelmäßigen Nut die Linien von Nuten 251 nicht nur an der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 sondern auch an der Düsenlochinnenumfangswandfläche 21d ausgebildet.
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Wenn der Ausbildungsprozess der regelmäßigen Nut nach dem Ausbilden des Düsenlochs 21 durchgeführt wird, muss das Düsenloch 21 im Hinblick auf einen optimalen Innendurchmesser des Düsenlochs 21, der aus der erforderlichen Leistungsfähigkeit der Maschine bestimmt wird, nach dem Ausbilden der regelmäßigen Nut ausgebildet werden.
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Bei dem Prozess zum Ausbilden der regelmäßigen Nut wird ein vorbestimmter Bereich der Düsenlochplatte 20 in einer vorbestimmten Polarisationsrichtung mit einem Femtosekunden-Laser mit einer Impulsbreite von 250 fs und einer Zentralwellenlänge von 800 nm beispielsweise durch Verwenden einer Plan-Konvex-Linse oder einer zylindrischen Linse bestrahlt und wird der vorbestimmte Bereich durch den Laser in einer vorbestimmten Richtung überfahren. Wie es in 7 dargestellt ist, ist ein Laserbestrahlungsort ein rechteckiger Bereich E1, der von einer Linie eingefasst ist, die aus wechselnden langen und zwei kurzen Strichen gebildet ist. Die Polarisationsrichtung des Lasers ist auf eine Richtung rechtwinklig zu einer radialen Richtung in 7 eingestellt. Eine Scanrichtung R1, in der der Laser über den vorbestimmten Bereich bewegt wird, ist eine Richtung, in der der Laser gedreht wird, um eine bogenförmige Bahn zu hinterlassen, wobei die Mittelachse 20c der Düsenlochplatte 20 in deren Mitte ist. Der Bereich wird mit dem Laser unter diesen Bedingungen für die Polarisationsrichtung und dem Punkt für eine Umdrehung überfahren. Folglich wird die regelmäßige Nut 250 ausgebildet, die die vorstehend beschriebene Form aufweist. Jede Nut 251 wird ausgebildet, um sich radial von der Mittelachse 20c zu erstrecken und die regelmäßige Struktur, die bei der Drehung wiederholt wird, wird dadurch ausgebildet.
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Infolge einer Implementierung eines derartigen Prozesses zum Ausbilden einer regelmäßigen Nut wird die regelmäßige Struktur derart ausgebildet, dass der Abstand der Nuten 251 (die Teilung der regelmäßgien Struktur) in einen Bereich von 700 nm bis 800 nm fällt. Der Kontaktwinkel (Randwinkel) θ des Flüssigkeitströpfchens an der flüssigkeitsabweisenden Beschichtung 25 liegt weit über 90 Grad und der Kontaktwinkel θ erreicht in etwa 128 Grad.
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Die Wellenlängenarten für den verwendeten gepulsten Laser können in einen Bereich von 300 nm bis 800 nm eingestellt werden. Der Bereich E1, welcher die Laserbestrahlungsstelle ist, kann aus einem Punkt bzw. einer Stelle erzeugt werden, der bzw. die radial in mehr als einen Abschnitt unterteilt ist, und der Bereich E1 kann mit mehreren Scanvorgängen überfahren werden, anstelle des Scannverfahrens mit einem einzelnen Scandurchgang in der radialen Richtung von dem Mittelabschnitt der Düsenlochplatte 20, wie es in der Darstellung gezeigt ist. Im Falle dieses Verfahrens, wird eine kreisförmige regelmäßige Nut durch das erste Scannen ausgebildet und wird eine regelmäßige Nut mit einer Ringform für jedes Scannen nach dem zweiten Scannen ausgebildet. Dann, wenn das letzte Scannen beendet ist, ist die radiale regelmäßige Nut 250 an der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 ausgebildet.
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Durch das Verfahren zum Ausbilden der regelmäßigen Nut 250 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung wird durch Bestrahlen und Überfahren der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20, die aus einem metallenen Material hergestellt ist, mit dem vorstehend beschriebenen gepulsten Laser die regelmäßige Nut 250, die aus den regelmäßig angeordneten Linien von Nuten 251 besteht, an der Außenfläche 23 ausgebildet. Durch dieses Verfahren wird durch Bestrahlen und Überfahren der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20, die aus einem metallenen Material hergestellt ist, mit dem gepulsten Laser die regelmäßige Nut 250, bei der die Linien von mikroskopischen Nuten 251 regelmäßig angeordnet sind, wie eine selbstorganisierte Struktur ausgebildet. Infolge dieser Ausbildung der regelmäßigen Nut 250 wird der Gleitkontaktwinkel des Tropfens erzeugt, wie es vorstehend beschrieben ist, und wird die flüssigkeitabweisende Beschichtung 25 an der Außenfläche 23 ausgebildet. Folglich, wenn dieses Verfahren zum Ausbilden der regelmäßigen Nut an einer Fläche eingesetzt wird, die eine flüssigkeitsabweisende Eigenschaft hinsichtlich einer Flüssigkeit benötigt, wird die Außenfläche 23 mit exzellenter Gleitleistungsfähigkeit in einer sehr kurzen Zeit ohne eine chemische Bearbeitung erhalten. Eine derartige flüssigkeitsabweisende Beschichtung 25 ist nicht die Deckschicht, die wie bei der Technologie im Stand der Technik aus organischen Substanzen hergestellt ist, und die abweisende Beschichtung 25 wird infolge der charakteristischen Form der Oberfläche des Basismaterials erhalten. Deshalb wird verglichen mit der flüssigkeitsabweisenden Beschichtung des Stands der Technik, die aus organischen Substanzen hergestellt ist, eine hohe Wärmebeständigkeit erhalten. Die flüssigkeitsabweisende Beschichtung 25 erzielt eine Verbesserung bei der Produktivität, eine Verbesserung bei der Wärmebeständigkeit und eine Verhinderung des Anhaftens von Ablagerungen um das Düsenloch 21 herum. Die abweisende Beschichtung 25 trägt im großen Maß zu einer Verbesserung der Qualität des Produkts des Injektors 1 bei.
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Durch das Verfahren zum Ausbilden der regelmäßigen Nut 250 wird die Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 mit einem gepulsten Laser derart bestrahlt und überfahren, dass sich die Linien von Nuten 251, die die regelmäßige Nut 250 bilden, an der Außenfläche 23 radial erstrecken. Infolge dieses Verfahrens, wird durch Steuern der Polarisationsrichtung und der Scanrichtung des gepulsten Lasers, um die sich radial erstreckenden jeweiligen Nuten 251 auszubilden, die regelmäßige Nut 250, die aus den sich radial erstreckenden feinen jeweiligen Nuten 251 besteht, in einer selbstorganisierten Art und Weise an der Außenfläche 23 ausgebildet. Durch das Ausbilden dieser regelmäßigen Nut 250 wird die exzellente flüssigkeitsabweisende Beschichtung 25 an der Außenfläche 23 ausgebildet. Die flüssigkeitsabweisende Beschichtung 25 hat die sich radial erstreckenden jeweiligen Nuten 251. Folglich wird die Luftschicht, die zwischen Anhaftungen, wie beispielsweise Ablagerungen, die an der flüssigkeitsabweisenden Beschichtung 25 anhaften, und der Nut 251 ausgebildet ist, in einer sich in radialer Richtung erstreckenden Art und Weise ausgebildet. Folglich gleiten die Anhaftungen leicht in eine Richtung, in der sich die Nut 251 erstreckt, und strömen die Anhaftungen leicht in der Richtung in der sich die Nut 251 radial erstreckt. Deshalb wird das Entfernen der Flüssigkeitströpfchen von der Außenfläche 23, an der die regelmäßige Nut 250 ausgeformt ist, gefördert. Des Weiteren wird bewirkt, dass die Anhaftungen, wie beispielsweise Ablagerungen, leicht in Richtung auswärts der Düsenlochplatte 20 strömen. Folglich zeigen die Anhaftungen eine erkennbare Tendenz, in einer Richtung zu strömen, die von dem Düsenloch 21 weg weist, und eine Reduzierung der Kraftstoffeinspritzmenge aufgrund eines derartigen Verstopfens des Düsenlochs 21 wird dadurch begrenzt.
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Durch das Verfahren zum Ausbilden der regelmäßigen Nut 250 werden die sich radial erstreckenden Linien der Nuten 251 durch Scannen der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 mit dem gepulsten Laser derart, dass eine kreisbogenartige Bahn (Scanrichtung R1) an der Außenfläche 23 verbleibt, ausgebildet. Infolge dieses Verfahrens wird durch Scannen der Fläche des Basismaterials in der Scannrichtung R1 mit dem gepulsten Laser, wobei die Polarisationsrichtung des gepulsten Lasers auf einen vorbestimmten Winkel parallel zu der radialen Richtung von der Mittelachse 20c eingestellt ist, die regelmäßige Nut 250, die aus den jeweiligen Nuten 251, die sich radial auswärts erstrecken, gebildet ist, genau und effizient produziert. Somit werden eine hohe Produktleistungsfähigkeit und Produktivität des Injektors 1 erreicht, der die Düsenlochplatte 20 mit den jeweiligen Nuten 251 aufweist, die eine sich radial erstreckende Form aufweisen.
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Durch das Verfahren zum Ausbilden der regelmäßigen Nut 250 kann die Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 bestrahlt werden, wobei der Winkel einer Bestrahlung des gepulsten Lasers relativ zu der Außenfläche 23 während des Scannens des gepulsten Lasers derart geändert wird, dass sich der Abstand der Nuten 251 entlang der Nut 251 verändert. Anders gesagt wird der Bestrahlungswinkel des gepulsten Lasers auf einen vorbestimmten Winkel (einen bestimmten Winkel, der gleich wie oder größer als 0 (Null) Grad ist und der kleiner als 90 Grad ist) bezüglich einer Richtung rechtwinklig zu der Außenfläche 23 der Platte 20 festgelegt und dieser vorbestimmte Winkel wird während des Scannens verändert. Deshalb wird die Oberfläche des Basismaterials gescannt, wobei der Winkel relativ zu der Oberfläche des Basismaterials zu der Zeit der gepulsten Laserbestrahlung geändert wird.
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Infolge dieses Verfahrens ändert sich durch Bestrahlen und Scannen der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 mit dem Bestrahlungswinkel des gepulsten Lasers, der derart geändert wird, dass sich der Nutabstand der regelmäßigen Nut 250 entlang der Richtung eines Anordnens der Nuten 251 ändert, eine Kontaktfläche der Luftschicht, die zwischen den Anhaftungen, die an der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 anhaften, und der Nut 251 mit den Anhaftungen ausgebildet ist, bei einem Bereich der Änderung des Nutabstands. Folglich geht eine statische Balance der Anhaftungen bei dem Bereich des Änderns des Nutabstands leicht verloren. Daher fließen die Anhaftungen leicht und das Entfernen der Anhaftungen von der Außenfläche 23 wird dadurch gefördert.
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Darüber hinaus können bei dem Verfahren zum Ausbilden der regelmäßigen Nut 250 Tiefen der Linien der Nuten 251 entlang der Nuten 251 geändert werden, wobei eine Scangeschwindigkeit des gepulsten Lasers während des Scannens verändert wird. Infolge dieses Verfahrens ändert sich ein Volumen der Luftschicht, die zwischen Anhaftungen, die an der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 anhaften, und der Nut 251, in einem Bereich des Änderns der Nuttiefe entlang der regelmäßigen Nut 250. Folglich geht eine statische Balance der Anhaftungen bei dem Bereich des Änderns der Nuttiefe leicht verloren. Daher strömen die Anhaftungen leicht und wird das Entfernen der Anhaftungen von der Außenfläche 23 dadurch gefördert.
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Außerdem sind in dem Injektor 1 Düsenlöcher 21 mit Abständen in der Düsenlochplatte 20 ausgebildet und befindet sich der Düsenlochauslassteil 21b an der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 radial auswärts von dessen entsprechendem Düsenlocheinlassteil 21a. Infolge dieses Aufbaus strömt Kraftstoff durch das Düsenloch 21 von dem radial weiter innen befindlichen Abschnitt in Richtung des radial weiter außen befindlichen Abschnitts der Düsenlochplatte 20 und wird der Kraftstoff eingespritzt, um sich an der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 radial nach außen aufzuteilen. Eine derartige Strahlströmung des Kraftstoffs erzeugt den Effekt eines Wegblasens der Anhaftungen, wie beispielsweise Ablagerungen, nach radial außen. Aufgrund dieser Wirkung wird eine Strömung gebildet, die die Ablagerungen oder dergleichen weg von dem Düsenloch 21 bewegt. Deshalb wird das Entfernen der Ablagerungen und dergleichen gefördert und wird eine Wirkung einer Drosselung der Reduzierung der Kraftstoffeinspritzmenge weiter verbessert.
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Bei dem Injektor 1 sind die Linien der Nuten 251, die die regelmäßige Nut 250 bilden, nicht nur an der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 ausgebildet, sondern auch an der Düsenlochinnenumfangswandfläche 21d. Infolge dieses Aufbaus wird die flüssigkeitsabweisende Beschichtung 25 an der Düsenlochinnenumfangswandfläche 21d ebenfalls erzeugt. Selbst wenn die Ablagerungen oder dergleichen in das Düsenloch 21 gelangen, wird bewirkt, dass die Ablagerungen aufgrund deren hoher Fließeigenschaften leicht zu der Außenseite strömen. Dadurch wird die Wirkung eines Drosselns der Verringerung der Kraftstoffeinspritzmenge weiter verbessert.
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Bei dem Injektor 1 ist der Abstand der Linien der Nuten 251, die sich bezüglich der Düsenlöcher 21 radial weiter außen befinden, größer als der Abstand der Linien der Nuten 251, die sich bezüglich der Düsenlöcher 21 radial weiter innen befinden. Infolge dieses Aufbaus, wenn die Ablagerungen oder dergleichen an der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 anhaften, wird die Luftschicht, die zwischen der Nut 251 und den Ablagerungen ausgebildet wird, bei dem Bereich der Platte 20 einwärts der Düsenlöcher 21 größer als bei dem weiter außen befindlichen Bereich. Folglich wird der Anteil einer Fläche, an der die Ablagerungen in Kontakt mit der Luftschicht sind, in Bezug zu der Gesamtfläche, an der die Ablagerungen in Kontakt mit der Seite der Außenfläche 23 sind, bei dem weiter innen befindlichen Bereich größer als bei dem Düsenloch 21. Somit strömen die Ablagerungen oder dergleichen leicht weiter nach außen und eine Ansammlung der Ablagerungen innerhalb des Düsenlochs 21 wird dadurch ebenso verhindert. Infolgedessen wird die Wirkung eines Drosselns der Verminderung der Kraftstoffeinspritzmenge weiter verbessert.
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(Zweites Ausführungsbeispiel)
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Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine regelmäßige Nut (eine Anordnung mit regelmäßig ausgebildeter Nut) 250A, die eine von der regelmäßigen Nut 250 abweichende Form aufweist, unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
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Wie es in 8 dargestellt ist, kreuzen sich radial erstreckende Linien der Nuten 251, die die regelmäßige Nut 250A bilden, einander in einem Bereich einer Düsenlochplatte 20 ausgenommen demjenigen Bereich einer Mittelachse 20c der Platte 20 (eines Mittelabschnitts einer Fläche eines Basismaterials). Anders gesagt ist im Gegensatz zu der regelmäßigen Nut 250 des ersten Ausführungsbeispiels die regelmäßige Nut 250A derart ausgebildet, dass sich jede Nut 251 von einer Stelle erstreckt, die von der Mittelachse 20c radial nach außen versetzt ist, anstelle der Form, die sich von der Mittelachse 20c der Düsenlochplatte 20 ausgehend radial erstreckt. Winkel zwischen den Richtungen, in denen sich die jeweiligen Nuten 251 erstrecken, sind auf einen vorbestimmten Winkel festgelegt, der in einem Bereich enthalten ist, der größer als 0 (Null) Grad und kleiner als 90 Grad ist, und zwar in Bezug auf eine radiale Richtung einer Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20.
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Bei einem Prozess zum Ausbilden einer regelmäßigen Nut, der zum Ausbilden der regelmäßigen Nut 250A dient, wird ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel ein vorbestimmter Bereich der Düsenlochplatte 20 mit dem Femtosekunden-Laser bestrahlt, der eine Impulsbreite von 250 fs und eine Mittelwellenlänge von 800 nm in einer vorbestimmten Polarisationsrichtung durch eine Plan-Konvex-Linse oder eine zylindrische Linse aufweist und wird der vorbestimmte Bereich der Platte 20 mit dem Laser in einer vorbestimmten Richtung gescannt bzw. überfahren. Wie es in 8 dargestellt ist, ist ein Laserbestrahlungsort ein rechteckiger Bereich E2, der von einer Linie eingeschlossen ist, die durch abwechselnd eine lange und zwei kurze Linien gebildet ist. Die Polarisationsrichtung des Lasers ist auf einen vorbestimmten Winkel festgelegt, der in einem Bereich enthalten ist, der größer als 0 (Null) Grad und kleiner als 90 Grad ist, und zwar in Bezug auf die radiale Richtung in 8. Eine Scanrichtung R2, in der der vorbestimmte Bereich durch den Laser gescannt wird, ist eine Richtung, in der der Laser gedreht wird, um eine bogenförmige Bahn zu hinterlassen, wobei sich die Mittelachse 20c der Düsenlochplatte 20 in deren Mitte befindet. Der Bereich wird mit dem Laser unter diesen Bedingungen für die Polarisationsrichtung und den Ort eine Umdrehung gescannt. Folglich wird die regelmäßige Nut 250A, die die vorstehend beschriebene Form aufweist, ausgebildet. Obwohl die Nuten 251 in einem vorbestimmten Bereich in der Nähe der Mittelachse 20c nicht klar ausgebildet sind, sind die Nuten 251 ausgebildet, um sich von der Stelle aus, die von der Mittelachse 20c versetzt ist, radial zu erstrecken.
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Dies liegt daran, weil die regelmäßige Nut nicht klar ausgebildet ist, da in dem kreisförmigen Bereich in der Nähe der Mittelachse 20c ein Abschnitt existiert, in dem sich die Laserbestrahlungen viele Male überlappen, so dass viele Nuten durch den Laser ausgebildet werden, die sich einander in einer selbstorganisierten Art und Weise schneiden. Die Größe eines derartigen Bereichs, in dem eine regelmäßige Nut nicht ausgebildet wird, wird in Übereinstimmung mit einem Winkel der Polarisationsrichtung des Lasers festgelegt.
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In dieser regelmäßigen Nut 250A, wenn eine vergrößerte und mikroskopische Betrachtung vorgenommen wird, haben einen Abschnitt (ein schraffierter Bereich mit einer durchgezogenen Linie in 6), bei dem Flüssigkeitströpfchen in Kontakt mit einem vorstehenden streifenartigen Abschnitt 252 sind, und ein Abschnitt (schraffierter Bereich mit kurz strichlierter Linie in 6), bei dem die Flüssigkeitströpfchen in Kontakt mit dem vertieften streifenartigen Abschnitt 251 sind, jeweilige Anteile von in etwa 50%. Infolge dieser regelmäßigen Nut 250A wird eine Kontaktfläche zwischen den Flüssigkeitströpfchen, wie beispielsweise Ablagerungen, und der Luftschicht groß. Folglich wird eine flüssigkeitsabweisende Beschichtung, deren flüssigkeitsabweisende Eigenschaft exzellent ist und an der die Flüssigkeitströpfchen leicht gleiten können, geschaffen.
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Durch ein Verfahren zum Ausbilden der regelmäßigen Nut 250A des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird die Außenfläche 23 mit dem gepulsten Laser derart bestrahlt und gescannt, dass sich die radial erstreckenden Linien der Nuten 251 an einem Bereich auf der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 ausgenommen eines Bereichs des Mittelabschnitts (der Mittelachse 20c) kreuzen. Infolge dieses Verfahrens wird durch Ausbilden der regelmäßigen Nut 250A in einer selbstorganisierten Art und Weise auf der Außenfläche 23 die Beschichtung 25 mit hervorragender flüssigkeitsabweisender Eigenschaft an der Außenfläche 23 ausgebildet. Die flüssigkeitsabweisende Beschichtung 25 hat die Nuten 251, die sich in einer verwickelten Art und Weise (evolventenartig) von dem Bereich, ausgenommen der Mittelachse 20c, radial nach außen erstrecken, und zwar auf der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20. Folglich ist die Luftschicht, die zwischen Anhaftungen, wie beispielsweise Anlagerungen, die an der flüssigkeitsabweisenden Beschichtung 25 anhaften, und der Nut 251 ausgebildet ist, ausgeformt, um sich nach auswärts der Düsenlochplatte 20 zu erstrecken. Deshalb wird das Entfernen von Anhaftungen von der Außenfläche 23, an der die regelmäßige Nut 250A ausgebildet ist, gefördert.
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Durch das Verfahren zum Ausbilden der regelmäßigen Nut 250A werden durch Scannen der Außenfläche 23 mit dem gepulsten Laser, um eine bogenförmige Bahn (Scanrichtung R2) auf der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 zu hinterlassen, wobei die Polarisationsrichtung des gepulsten Lasers auf den vorbestimmten Winkel festgelegt ist, der in einem Bereich enthalten ist, der größer als 0 (Null) Grad und kleiner als 90 Grad in Bezug auf die radiale Richtung ist, die sich radial erstreckenden Linien der Nuten 251 ausgebildet. Infolge dieses Verfahrens wird die regelmäßige Nut 250A, die durch die Nuten 251 gebildet ist, die sich in einer verwickelten Art und Weise (evolventenartig) nach außen erstrecken, genau und effizient erzeugt. Somit wird eine hohe Produktleistungsfähigkeit und Produktivität des Injektors 1 erreicht, der die Düsenlochplatte 20 mit jeder Nut 251 aufweist, die eine Form hat, die sich in einer verwickelten Art und Weise (evolventenartig) erstreckt.
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(Drittes Ausführungsbeispiel)
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Bei einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine regelmäßige Nut (regelmäßige Nutanordnung) 250B, die eine von der regelmäßigen Nut 250 verschiedene Form aufweist, unter Bezugnahme auf 9 beschrieben. Wie es in 9 dargestellt ist, sind die Linien der Nuten 251, die die regelmäßige Nut 250B bilden, konzentrisch ausgebildet, und zwar mit einer Mittelachse 20c einer Düsenlochplatte 20 (eines Mittelabschnitts einer Fläche eines Basismaterials) als deren Mitte.
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Bei einem Prozess zum Ausbilden einer regelmäßigen Nut, um die regelmäßige Nut 250B auszubilden, wird ähnlich zu dem ersten Ausführungsbeispiel ein vorbestimmter Bereich der Düsenlochplatte 20 mit dem Femtosekunden-Laser, der eine Impulsweite von 250 fs und eine Mittelwellenlänge von 800 nm in einer vorbestimmten Polarisationsrichtung durch eine Plan-Konvex-Linse oder eine zylindrische Linse bestrahlt und wird der vorbestimmte Bereich der Platte 20 durch den Laser in einer vorbestimmten Richtung gescannt bzw. überfahren. Wie es in 9 dargestellt ist, ist ein Laserbestrahlungsort ein rechteckiger Bereich E3, der mit einer Linie umschlossen ist, die abwechselnd aus einer langen und zwei kurzen Strichen gebildet ist. Die Polarisationsrichtung des Lasers ist parallel zu einer radialen Richtung in 9. Eine Scanrichtung R3 (Bewegungsrichtung), in der der vorbestimmte Bereich durch den Laser gescannt bzw. überfahren wird, ist eine Richtung in der der Laser gedreht wird, um eine bogenförmige Bahn zu hinterlassen, wobei die Mittelachse 20c der Düsenlochplatte 20 deren Mitte ist. Der Bereich wird eine Umdrehung mit dem Laser unter diesen Bedingungen für die Polarisationsrichtung und dem Ort gescannt. Folglich wird die regelmäßige Nut 250B, die rechtwinklig zu der Polarisationsrichtung ist, geformt. Die Nuten 251 werden konzentrisch zu der Mittelachse 20c als deren Mitte ausgebildet und je weiter außen sich die Nut befindet, wird ein Radius eines Kreises, der um dessen Achslinie aus gezeichnet wird, größer.
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Bei dieser regelmäßigen Nut 250B, wenn eine vergrößerte und mikroskopische Betrachtung vorgenommen wird, haben ähnlich wie bei der regelmäßigen Struktur (siehe 6), die in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, ein Abschnitt (mit einer durchgezogenen Linie schraffierter Bereich in 6), bei dem Flüssigkeitströpfchen in Kontakt mit einem vorstehenden streifenartigen Abschnitt 252 sind, und ein Abschnitt (mit einer Linie aus kurzen Strichen schraffierter Bereich in 6) bei dem die Flüssigkeitströpfchen in Kontakt mit dem vertieften streifenartigen Abschnitt 251 sind, jeweilige Anteile von in etwa 50%. Infolge dieser regelmäßigen Nut 250B wird eine Kontaktfläche zwischen den Flüssigkeitströpfchen, wie beispielsweise Ablagerungen, und der Luftschicht groß. Folglich wird eine flüssigkeitsabweisende Beschichtung geschaffen, die eine exzellente flüssigkeitsabweisende Eigenschaft aufweist und an der die Flüssigkeitströpfchen leicht gleiten können.
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Durch das Verfahren zum Ausbilden der regelmäßigen Nut 250B des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird die Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 mit dem gepulsten Laser derart bestrahlt und gescannt, dass sich die Linien der Nuten 251, die die regelmäßige Nut 250B bilden, an der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 konzentrisch erstrecken. Infolge dieses Verfahrens wird die regelmäßige Nut 250B, bei der die sich konzentrische erstreckenden feinen Nuten 251 periodisch bzw. regelmäßig in einer radialen Richtung der Platte 20 angeordnet sind, in einer selbstorganisierten Art und Weise ausgebildet. Wegen dieser Ausbildung der regelmäßigen Nut 250B wird der Gleitkontaktwinkel des Tröpfchens wie vorstehend beschrieben erzeugt und wird die flüssigkeitsabweisende Beschichtung 25 an der Außenfläche 23 ausgebildet. Diese flüssigkeitsabweisende Beschichtung 25 verwirklicht eine Verbesserung bei der Produktivität, eine Verbesserung bei der Wärmebeständigkeit und bei einer Verhinderung des Anhaftens der Ablagerungen um das Düsenloch 21 herum. Die abweisende Beschichtung 25 trägt in großem Ausmaß zu einer Verbesserung der Qualität des Produkts des Injektors 1 bei.
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(Viertes Ausführungsbeispiel)
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Bei einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine regelmäßige Nut (eine regelmäßige Nutanordnung) 250C unter Bezugnahme auf die 10 und 11 beschrieben, die eine von der regelmäßigen Nut 250 verschiedene Form aufweist.
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Wie es in 10 dargestellt ist, ist die regelmäßige Nut 250C derart ausgebildet, dass sich Linien der Nuten 251 an einer Außenfläche 23 einer Düsenlochplatte 20 in einer Richtung erstrecken. Anders gesagt ist die regelmäßige Nut 250C aus den Linien der Nuten 251 ausgebildet, die in einer Richtung (einer Scanrichtung R4 bzw. Bewegungsrichtung) rechtwinklig zu der einen Richtung regelmäßig bzw. periodisch wiederholt werden. Jede der Linien der Nuten 251 ist derart ausgebildet, dass sich deren Achslinie in der einen Richtung auf der Düsenlochplatte 20 erstreckt, um einen Düsenlochauslassteil 21b eines Düsenlochs 21 zu queren.
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Bei einem Prozess zum Ausbilden einer regelmäßigen Nut, um die regelmäßige Nut 250C auszubilden, wird ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel ein Endabschnitt der Düsenlochplatte 20 mit dem Femtosekunden-Laser, der eine Impulsbreite von 250 fs und eine Mittelwellenlänge von 800 nm in einer vorbestimmten Polarisationsrichtung durch eine Plan-Konvex-Linse oder eine zylindrische Linse bestrahlt und wird der Endabschnitt der Platte 20 in der Richtung (Scanrichtung R4) rechtwinklig zu der einen Richtung gescannt bzw. überfahren. Ein Laserbestrahlungsort ist ein rechteckiger Bereich E4, der von einer Linie eingeschlossen ist, die abwechselnd aus langen und zwei kurzen Strichen gebildet ist, wie es in 11 dargestellt ist. Die Polarisationsrichtung des Lasers ist parallel zu der Scanrichtung R4 in 11. Die Scanrichtung R4, in der der Endabschnitt der Platte 20 mit dem Laser gescannt wird, ist eine Richtung von einem Umfangsrandteil der Düsenlochplatte 20 in Richtung des anderen Umfangsrandteils auf der gegenüberliegenden Seite der Mitte der Platte 20 von dem einen Umfangsrandteil. Der Endabschnitt der Platte 20 wird unter diesen Bedingungen für die Polarisationsrichtung und dem Ort einmal mit dem Laser gescannt. Folglich wird die regelmäßige Nut 250C ausgebildet, bei der die regelmäßigen Nuten 251 in der vorstehend beschriebenen Scanrichtung R4 wiederholt sind.
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Darüber hinaus kann der Bereich E4, der eine Stelle ist, die mit dem Laser bestrahlt wird, eine kleinere Stelle sein, und zwar anstelle des Verfahrens eines Scannens durch ein einziges Scannen von einem Endabschnitt der Düsenlochplatte 20 in Richtung des anderen Endabschnitts der Platte 20, wie es in 11 dargestellt ist. In diesem Fall wird durch Scannen des gesamten Bereichs der Düsenlochplatte 20 in mehreren Scanvorgängen die regelmäßige Nut 250C ausgebildet.
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Bei dieser regelmäßigen Nut 250C, wenn diese vergrößert und mikroskopische betrachtet wird, haben ein Abschnitt (mit einer durchgezogenen Linie schraffierter Bereich in 6), bei dem Flüssigkeitströpfchen in Kontakt mit einem vorstehenden streifenartigen Abschnitt 252 sind, und ein Abschnitt (mit einer kurzstrichlierten Linie schraffierter Bereich in 6), bei dem die Flüssigkeitströpfchen in Kontakt mit dem vertieften streifenartigen Abschnitt 251 sind, jeweilige Anteile von in etwa 50%. Infolge dieser regelmäßigen Nut 250C wird eine Kontaktfläche zwischen den Flüssigkeitströpfchen, wie beispielsweise Ablagerungen, und der Luftschicht groß. Folglich wird eine flüssigkeitsabweisende Beschichtung geschaffen, deren flüssigkeitsabweisende Eigenschaft exzellent ist und an der die Flüssigkeitströpfchen leicht gleiten können.
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Infolge der Anwendung eines derartigen Prozesses zum Ausbilden einer regelmäßigen Nut ist der Kontaktwinkel θ des Flüssigkeitströpfchens an einer flüssigkeitsabweisenden Beschichtung 25 weit über 90 Grad und erreicht der Winkel θ in etwa 130 Grad.
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Durch das Verfahren zum Ausbilden der regelmäßigen Nut 250C des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird die Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 mit dem gepulsten Laser derart bestrahlt und gescannt, dass sich die Linien der Nuten 251 an der Außenfläche 23 in einer Richtung erstrecken. Infolge dieses Verfahrens wird die regelmäßige Nut 250C, die aus den jeweiligen feinen Nuten 251 besteht, die sich in der einen Richtung erstrecken, in einer selbstorganisierten Art und Weise an der Außenfläche 23 ausgebildet. Durch die Ausbildung dieser regelmäßigen Nut 250C wird die hervorragende flüssigkeitsabweisende Beschichtung 25 an der Außenfläche 23 ausgebildet. Diese flüssigkeitabweisende Beschichtung 25 hat die Linien der Nuten 251, die sich in der einen Richtung erstrecken. Folglich wird die Luftschicht, die zwischen den Anhaftungen, wie beispielsweise Ablagerungen, die sich an der flüssigkeitsabweisenden Beschichtung 25 anhaften, ausgebildet, und ist die Nut 251 ausgebildet, um sich in der einen Richtung zu erstrecken. Deshalb werden die Anhaftungen in der einen Richtung, in der sich die Nuten 251 erstrecken, gleitfähig und können die Anhaftungen in der einen Richtung fließen. Somit wird das Entfernen der Anhaftungen von der Außenfläche 23 gefördert.
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(Fünftes Ausführungsbeispiel)
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Bei einem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine regelmäßige (periodische) Nut (eine regelmäßige Nutanordnung) 250D, die eine von der regelmäßigen Nut 250C verschiedene Form aufweist, die sich in einer Richtung erstreckt, unter Bezugnahme auf die 12 bis 14 beschrieben.
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Wie es in 12 dargestellt ist, besteht die regelmäßige Nut 250D aus Linien von Nuten (einer Vielzahl von regelmäßig angeordneten Nuten) 253a und Linien von Nuten (einer Vielzahl von regelmäßig angeordneten Nuten) 253b, die in zwei Richtungen (einer Richtung R5A und einer Richtung R5B in 12) angeordnet sind, die sich an einer Außenfläche 23 einer Düsenlochplatte 20 kreuzen. Anders gesagt ist die regelmäßige Nut 250D aus den Linien der Nuten 253a, die regelmäßig bzw. periodisch in der ersten Richtung (Scanrichtung R5A in 13) wiederholt werden, und den Linien der Nuten 253b, die regelmäßig bzw. periodisch in der zweiten Richtung (Scanrichtung R5B in 14) wiederholt werden, die sich in der ersten Richtung in einem spitzen vorbestimmten Winkel α (beispielsweise einem Winkel, der in einem Bereich enthalten ist, der gleich wie oder größer als 15 Grad und kleiner als 90 Grad ist) erzeugt. Die Nuten 253a und die Nuten 253b queren einander in einem feinmaschigen Muster. Vorsprünge 254 sind bei Bereichen auf der Düsenlochplatte 20 ausgebildet, bei denen die Nuten 253a und die Nuten 253b nicht ausgebildet sind.
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Wie es in 13 dargestellt ist, wenn die regelmäßige Nut 250D vergrößert und mikroskopisch betrachtet wird, ist bei der regelmäßigen Nut 250D, die aus den regelmäßig angeordneten Nuten, die ein feinmaschiges Muster aufweisen, gebildet ist, macht ein Abschnitt (mit einer durchgezogenen Linie schraffierter Bereich in 13), bei dem Flüssigkeitströpfchen in Kontakt mit dem Vorsprung 254 sind, 25% der gesamten Außenfläche 23 aus, wohingegen ein Abschnitt (mit einer kurz strichlierten Linie schraffierter Bereich in 13), bei dem die Flüssigkeitströpfchen in Kontakt mit der Luftschicht sind, die auf dem vertieften streifenartigen Abschnitt (Nut 253a und Nut 253b) ausgebildet ist, 75% der Gesamtfläche 23 ausmacht. Infolge dieser regelmäßigen Nut 250D ist eine Kontaktfläche zwischen den Flüssigkeitströpfchen, wie beispielsweise Ablagerungen, und der Luftschicht größer ausgebildet als bei den Fällen der regelmäßigen Nuten in den vorstehenden Ausführungsbeispielen. Folglich wird eine flüssigkeitsabweisende Beschichtung, die eine hervorragende flüssigkeitsabweisende Eigenschaft aufweist und an der die Flüssigkeitströpfchen leicht gleiten können, geschaffen.
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Bei einem Prozess zum Ausbilden einer regelmäßigen Nut, um die regelmäßige Nut 250D auszubilden, wird ähnlich dem ersten Ausführungsbeispiel ein Endabschnitt der Düsenlochplatte 20 mit dem Femtosekunden-Laser, der eine Impulsbreite von 250 fs und eine Mittelwellenlänge von 800 nm in einer vorbestimmten Polarisationsrichtung durch eine Plan-Konvex-Linse oder eine zylindrische Linse bestrahlt, und wird der Endabschnitt der Platte 20 in der Scanrichtung R5A und in der Scanrichtung R5B gescannt. Laserbestrahlungsstellen sind rechtwinklige Bereiche E5A und E5B, die mit einer Linie umschlossen sind, die abwechselnd aus langen und zwei kurzen Strichen besteht, wie es in 14 dargestellt ist. Die Polarisationsrichtung des Lasers ist eingestellt, um parallel zu der Scanrichtung R5A in 14 in dem Bereich E5A zu sein, und die Polarisationsrichtung ist eingestellt, um parallel zu der Scanrichtung R5B in 14 in dem Bereich E5B zu sein. Die Scanrichtung R5A, in der der Endabschnitt der Platte 20 mit dem Laser gescannt wird, ist eine Richtung von einem Umfangsrandteil der Düsenlochplatte 20 in Richtung eines Umfangsrandteils auf der gegenüberliegenden Seite von der Mitte. Die Scanrichtung R5B ist eine Richtung, die einen vorbestimmten spitzen Winkel α relativ zu der Scanrichtung R5A bildet.
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Der Bereich E5A und der Bereich E5B werden jeweils einmal mit dem Laser unter diesen Bedingungen für die Polarisationsrichtung und die Stelle gescannt. Folglich wird die regelmäßige Nut 250D, in der die regelmäßigen Nuten 253 jeweils in der Scanrichtung R5A und der Scanrichtung R5B wiederholt werden, ausgebildet.
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Infolge des Verwirklichens eines derartigen Prozesses zum Ausbilden einer regelmäßigen Nut ist der Kontaktwinkel θ des Flüssigkeitströpfchens an einer flüssigkeitsabweisenden Beschichtung 25 weit über 90 Grad und erreicht der Kontaktwinkel θ beinahe 232 Grad.
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Jeder von dem Bereich E5A und dem Bereich E5B, welche Stellen sind, die mit dem Laser bestrahlt werden, können eine kleinere Stelle sein, anstelle des Verfahrens zum Scannen durch einen einzigen Scanvorgang von einem Endabschnitt in Richtung des anderen Endabschnitt der Düsenlochplatte 20, wie es in 14 dargestellt ist. In diesem Fall wird durch Scannen des gesamten Bereichs der Düsenlochplatte 20 mit mehreren Scanvorgängen die regelmäßige Nut 250D ausgebildet.
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Durch das Verfahren zum Ausbilden der regelmäßigen Nut 250D des vorliegenden Ausführungsbeispiels werden durch Scannen der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 mit dem gepulsten Laser derart, dass sich der gepulste Laser in Richtungen (Scanrichtung R5A und Scanrichtung R5B) bewegt, die jeweils hinsichtlich zwei Richtungen (Achsrichtung der Nut 253A und der Nut 253B) rechtwinklig sind, die Linien der Nuten (eine Vielzahl an regelmäßig angeordneten Nuten) 253, die sich in den zwei querenden Richtungen erstrecken, ausgebildet.
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Infolge dieses Verfahrens wird durch Steuern der Polarisationsrichtung und der Scanrichtung des gepulsten Lasers zum Ausbilder der Nuten 253A, 253B, die sich jeweils in zwei Richtungen erstrecken, die regelmäßige Nut 250D, die aus den feinen Nuten 253, die sich in zwei Richtungen erstrecken, besteht, in einer selbstorganisierten Art und Weise an der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 ausgebildet. Durch das Ausbilden dieser regelmäßigen Nut 250D wird die hervorragende flüssigkeitsabweisende Beschichtung 25 an der Außenfläche 23 ausgebildet. Die flüssigkeitsabweisende Beschichtung 25 hat die Linien der Nuten 253, die sich in den zwei Richtungen erstrecken. Folglich sind die Anhaftungen, die an der flüssigkeitsabweisenden Beschichtung 25 anhaften, in Kontakt mit der Luftschicht, und zwar bei einer größeren Fläche als bei dem Fall, bei dem die Luftschicht sich in einer Richtung erstreckt, wie bei dem vierten Ausführungsbeispiel. Infolgedessen werden die Anhaftungen in beiden Richtungen von den zwei Richtungen gleitfähig und können die Anhaftungen in den zwei Richtungen fließen. Somit wird das Entfernen der Anhaftungen von der Außenfläche 23 verbessert.
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Das Verfahren zum Ausbilden der regelmäßigen Nut 250D kann das Bestrahlen und Scannen des gepulsten Lasers derart aufweisen, dass die Linien der Nuten 253 in den kreuzenden zwei Richtungen Nuten in den zwei Richtungen definieren, deren Abstände sich unterscheiden. Infolge diesen Verfahrens haben durch Steuern der Bestrahlung und des Scannens durch Verwenden der gepulsten Laser mit beispielsweise unterschiedlichen Wellenlängen oder durch Konvertieren einer Wellenlänge des gepulsten Lasers durch einen nicht linearen optischen Effekt, so dass die Abstände der Nuten in einer Richtungseinheit unterschiedlich sind, die Luftschichten, die zwischen den Anhaftungen, die an der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 anhaften, und den Nuten 253A, 253B in jeweiligen Richtungen ausgebildet sind, unterschiedliche Kontaktflächen mit den Anhaftungen. Deshalb verlieren die Anhaftungen leicht eine Balance zum Verbleiben an der Außenfläche 23. Folglich werden die Anhaftungen beispielsweise in einer der Richtungen rutschfähig und die Anhaftungen können nicht stabil stillstehen, so dass sie fließen können. Somit wird das Entfernen von Anhaftungen von der Außenfläche 23 verbessert.
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Das Verfahren zum Ausbilden der regelmäßigen Nut 250D kann das Ausbilden derart aufweisen, dass durch Ändern einer Geschwindigkeit des Scannen bzw. Bewegens des gepulsten Lasers für jede der Richtungen jeweils rechtwinklig zu den kreuzenden zwei Richtungen die Tiefen der Nuten 253A, 253B in den kreuzenden zwei Richtungen unterschiedlich sind. Infolge dieses Verfahrens haben durch Steuern des Scannens des gepulsten Lasers derart, dass die Tiefen der Nuten in einer Richtungseinheit unterschiedlich sind, die Luftschichten, die zwischen den Flüssigkeitströpfchen, die an der Außenfläche 23 der Düsenlochplatte 20 anhaften, und den Nuten 253A, 253B in jeweiligen Richtungen unterschiedliche Volumina. Deshalb verlieren die Anhaftungen leicht die Balance zum Verbleiben auf der Außenfläche 23. Folglich werden die Anhaftungen beispielsweise in einer der Richtungen gleitfähig und können die Anhaftungen nicht stabil stillstehen, so dass sie fließen können. Somit wird das Entfernen von Anhaftungen von der Außenfläche 23 gefördert.
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Die Vielzahl der regelmäßigen Nuten 251, 253A, 253B oder 253, die die regelmäßige Nutanordnung 250, 250A, 250B, 250C oder 250D bilden, können derart ausgebildet sein, dass ein Abstand entlang der Vielzahl von regelmäßigen Nuten 251, 253A, 253B oder 253, die sich radial auswärts des Düsenlochs 21 befinden, größer ist als ein Abstand zwischen der Vielzahl von regelmäßigen Nuten 251, 253A, 253B oder 253, die sich radial einwärts von dem Düsenloch 21 befinden.
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Folglich wird eine Belegungsrate (Anteil) der Nuten pro Einheitsfläche bei dem radial weiter innen befindlichen Bereich größer gemacht als bei dem radial außen befindlichen Bereich. Deshalb, wenn Anhaftungen, wie beispielsweise Ablagerungen, an der Außenfläche 23 des Düsenlochöffnungsteils 20 anhaften, ist ein Verhältnis von der Luftschicht, die zwischen den Nuten und Anhaftungen ausgebildet ist, bei dem Bereich, der radial weiter innen von den Düsenlöchern 21 ist, größer als bei dem radial weiter außen befindlichen Bereich. Somit ist ein Anteil der Fläche, bei der die Anhaftungen in Kontakt mit der Luftschicht sind, in Bezug auf die Gesamtfläche, an der die Anhaftungen in Kontakt mit der Außenfläche 23 des Düsenlochausbildungsteils 20 ist, bei dem Bereich weiter einwärts der Düsenlöcher 21 größer gemacht. Infolgedessen werden die Anhaftungen von dem weiter innen befindlichen Bereich entfernt und fließen die Anhaftungen leicht radial nach außen. Daher wird ein Ansammeln der Anhaftungen innerhalb des Düsenlochs 21 verhindert, so dass das Vermeiden einer Reduzierung der Kraftstoffeinspritzmenge erreicht wird.
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Zusätzliche Vorteile und Abwandlungen werden Fachleuten leicht ersichtlich werden. Die Erfindung in ihren breiteren Begriffen ist deshalb nicht auf die genauen Details, das repräsentative Gerät und die darstellenden Beispiele, die gezeigt und beschrieben sind, beschränkt.
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Ein Verfahren dient zum Ausbilden einer regelmäßigen Nutanordnung (250, 250A, 250B, 250C, 250D). Gemäß dem Verfahren wird ein Basismaterial (24), das aus Metall hergestellt ist, bereitgestellt. Des Weiteren ist die regelmäßige Nutanordnung (250, 250A, 250B, 250C, 250D), die eine Vielzahl von regelmäßigen Nuten (251, 253A, 253B, 253) aufweist, an einer Fläche (23) des Basismaterials (24) durch Bestrahlen und Scannen der Oberfläche (23) des Basismaterials (24) mit einem gepulsten Laser ausgebildet.
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Ein Kraftstoffeinspritzsystem (1) hat ein Düsenlochausbildungsteil (20) und die regelmäßige Nutanordnung (250, 250A, 250B, 250C, 250D), die durch das Verfahren ausgebildet ist. Das Düsenlochausbildungsteil (20) hat ein Düsenloch (21), das durch das Düsenlochausbildungsteil (20) verläuft und durch das Kraftstoff eingespritzt wird. Die regelmäßige Nutanordnung (250, 250A, 250B, 250C, 250D) ist an einer Außenfläche (23) des Düsenlochausbildungsteils (20) ausgebildet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2006-220072 A [0003, 0004]
