JPH07286571A - 噴射弁用のノズルプレート並びに該ノズルプレートの製法 - Google Patents

噴射弁用のノズルプレート並びに該ノズルプレートの製法

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JPH07286571A
JPH07286571A JP7022121A JP2212195A JPH07286571A JP H07286571 A JPH07286571 A JP H07286571A JP 7022121 A JP7022121 A JP 7022121A JP 2212195 A JP2212195 A JP 2212195A JP H07286571 A JPH07286571 A JP H07286571A
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トロイトラー クリストフ
Gerhard Benz
ベンツ ゲルハルト
Hans-Friedemann Dr Kober
コーバー ハンス−フリーデマン
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好な霧化特性をもって燃料を均等に噴出さ
せ得るようなノズルプレート並びにその製法を提供す
る。 【構成】 本発明の噴射弁用のノズルプレートの構成手
段は、噴出ポートが、間断なく連続した環状ギャップ３
８によって形成され、該環状ギャップが少なくとも１つ
の供給ポート１６と連通している点にあり、かつ該ノズ
ルプレートの製法は、先ず型をエンボッシング成形又は
射出成形し、次いで電型により型取りすることによって
ノズルプレート１０の第１構成部分１２及び第２構成部
分１４を製造することを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも１つの供給
ポートと少なくとも１つの噴出ポートとを備えた、特に
噴射弁用のノズルプレート並びに該ノズルプレートの製
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動車の内燃機関において燃料噴射弁を
採用し、該噴射弁を介して燃料を内燃機関のシリンダ室
内へ噴射することは公知である。燃料の霧化を改善する
ために、噴射弁にノズルプレートを配設し、しかも該ノ
ズルプレートを噴射弁とシリンダ室との間に配置してお
くことも公知である。これらのノズルプレートは、噴射
弁寄りの側に供給ポートを有し、またシリンダ室寄りの
側には噴出ポートを有している。燃料の霧化を一層改善
するためにノズルプレートは大抵は、多数の供給ポート
と多数の噴出ポートとを有している。燃料の良好な霧化
を得るために噴出ポートを環状ギャップとして構成する
ことも公知である。しかしながら公知の環状ギャップ式
ノズルにおける欠点は、環状ギャップが複数のウェブを
有し、該ウェブが、噴出する燃料の均等な霧化を妨害す
ることである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、良好
な霧化特性をもって燃料を均等に噴出させ得るようなノ
ズルプレートと該ノズルプレートの製法を提供すること
である。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明のノズルプレートの新規な構成手段は、噴出ポ
ートが、間断なく連続した環状ギャップによって形成さ
れ、該環状ギャップが少なくとも１つの供給ポートと連
通している点にある。
【０００５】本発明の構成手段を有するノズルプレート
によって、燃料噴射流は、連繋したリング状の噴射層流
として噴出することができる。環状ギャップ内に構造上
不可欠なものとして配置されていた従来慣用のウェブ
は、該環状ギャップを、中断のない連続した環状ギャッ
プとして構成したことによって最早存在することはない
ので、これによって燃料噴射流の噴出挙動が損なわれる
ことはない。
【０００６】本発明の有利な構成によればノズルプレー
トは、第１構成部分と第２構成部分とから成り、環状ギ
ャップは、前記第１構成部分の周壁面と前記第２構成部
分の周壁面とによって形成されており、この場合、前記
の両周壁面は截頭円錐形状に延びているのが殊に有利で
ある。
【０００７】これによって、連繋して噴出する環状の燃
料噴射流は円錐形状の周壁面に沿って膜状に拡張する。
この場合、表面張力によって燃料膜は、発生する燃料円
錐体の直径の増大に伴って薄くなり、遂には微塵に破裂
して極微粒の霧滴となって飛散する。この結果、燃料は
比較的大きな容積に分配されることになる。
【０００８】更にまた前記ノズルプレートの本発明によ
る新規な製法上の手段は、先ず型をエンボッシング成形
又は射出成形し、次いで電型式に型取りすることによっ
てノズルプレートの第１構成部分及び第２構成部分を製
造する点にある。
【０００９】本発明の製法上の手段によって奏せられる
格別顕著な利点は、中断なく連続した環状ギャップを有
するノズルプレートを、低廉にかつ高精度の環状ギャッ
プをもって製造できることである。ノズルプレートを構
成するマイクロ機械加工式に製作される２つの、つまり
第１と第２の構成部分が、合成樹脂型をエンボッシング
成形又は射出成形し、この型成形に続いて電型操作によ
って型取りされ、次いで前記の両構成部分が互いに接合
されることによって、単純な製造プロセスで高精度のノ
ズルプレートが得られる訳である。特にマイクロ機械加
工式の精密さによって、大量生産にも拘らず品質低下を
惹起させることのない許容誤差が維持される。
【００１０】
【実施例】次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説す
る。
【００１１】図１は符号１０でノズルプレートを総体的
に示している。該ノズルプレート１０は第１構成部分１
２と第２構成部分１４とから成っている。第１構成部分
１２は図示の例では回転対称形であるが、これとは異な
った形状を有することもできる。第１構成部分１２はプ
レート状に構成されかつ複数の供給ポート１６を有し、
該供給ポートは、第１構成部分１２の下面側に穿設され
た環状凹設部１８に開口している。環状凹設部１８は、
截頭円錐形状に延びる外周壁面２０と、截頭円錐形状に
延びる内周壁面２２とを有している。該内周壁面２２は
切込み部２４を有し、該切込み部の周壁面２６もやはり
截頭円錐形状に延びている。第２構成部分１４はディス
ク状に構成されかつ中心貫通口２８を有している。該中
心貫通口２８の周壁面３０と第２構成部分１４の外周壁
面３２も同じく截頭円錐形状に延びている。第１構成部
分１２の周壁面２６と第２構成部分１４の周壁面３０と
は１つの円錐座３４を形成している。該円錐座３４によ
って、第２構成部分１４内で第１構成部分１２は自動調
心式に位置決めされる。第２構成部分１４によって環状
凹設部１８内には環状室３６が形成され、該環状室は環
状ギャップ３８を介してノズルプレート１０の下面側へ
開口している。前記環状ギャップ３８は、それぞれ截頭
円錐形状に延びている第１構成部分１２の環状凹設部１
８の外周壁面２０と第２構成部分１４の外周壁面３２と
によって形成される。従って環状ギャップ３８もやはり
截頭円錐形状に延びている。
【００１２】図２に示した平面図から明らかなように、
第１構成部分１２内に穿設された複数の供給ポート１６
は実質的に、中心点４０を中心として延びる１つの円周
線上に配置されている。図示例では４個の供給ポート１
６が設けられているが、６個又は８個以上の供給ポート
を配設することも可能である。図３に示した下面図から
明らかなように、第１構成部分１２と第２構成部分１４
とによって形成される環状ギャップ３８は中心点４０を
中心として中断なく連続的に延びている。オットー機関
の現存の吸気管形状に適合させるために、環状ギャップ
を例えば楕円形状に成形しておくことも可能である。こ
の場合の相応した面は、楕円形に歪んだ円錐周壁面にな
る。追って説明する本発明の全製造段階は、楕円形状の
ような幾何学的形状の製造も可能にする。第１構成部分
１２はその外縁部には、同じく截頭円錐形状に延びる切
込み部４２を有しているが、該切込み部は、ノズルプレ
ート１０の組付け目的のために使用されるにすぎないの
で、これ以上の説明はここでは省く。
【００１３】図１乃至図３に示したノズルプレート１０
によって奏せられる機能は次の通りである。すなわち：
該ノズルプレート１０は、第１構成部分１２を燃料噴射
弁（図示せず）に対面させるように、燃料噴射弁の前に
設置される。第２構成部分１４の配置されている側に
は、内燃機関（同じく図示せず）の吸気管が配置されて
いる。燃料噴射弁が開弁する時点に、燃料は供給ポート
１６を通って、圧力を分配する環状室３６内へ流入し、
そこから環状ギャップ３８を経て内燃機関の吸気管内へ
流入する。環状ギャップ３８を截頭円錐形状に構成した
ことによって燃料噴射流は、連繋した、つまり中断なく
連続した環状の噴射薄膜層流を形成し、該噴射薄膜層流
は、環状ギャップ３８によって規定された円錐周壁面
（場合によっては楕円形に歪んだ円錐壁面）に沿って拡
張する。内燃機関のシリンダ室内で噴射薄膜層流の直径
が増大するに伴って燃料薄膜は薄くなるので、燃料薄膜
は極微粒子の霧滴に分解する。これによって燃料は、シ
リンダ室内部の比較的大きな容積に対して極めて均等に
分配されることになる。
【００１４】図１乃至図３に示した第１構成部分１２の
製造法の諸処理段階を図４乃至図６に基づいて説明す
る。第１の製造段階では、成形加工後に占める第１構成
部分１２の体形（トポグラフィー）を有するエンボッシ
ングダイス４４が、熱塑性変形可能なプラスチック材料
４６に圧入される。プラスチック材料４６としては例え
ばポリメチルメタクリレートを使用することが可能であ
る。前記エンボッシングダイス４４は熱圧作用下でプラ
スチック材料４６内へ圧入されるのでネガティブ型４８
が生じる。この場合のエンボッシングダイス４４は、後
の第１構成部分１２に等しく構成されており、かつ、切
削成形された供給ポート１６、環状凹設部１８、外周壁
面２０、切込み部２４５並びに周壁面２６を有してい
る。図４では該エンボッシングダイス４４は１つの第１
構成部分１２に基づいて例示されている。しかしながら
該エンボッシングダイス４４は、第１構成部分１２の多
数のネガティブ型４８を製造するように構成されていて
もよい。その場合多数のネガティブ型は例えば、それ相
応に大きく形成された１つのプラスチック材料４６上に
網目状又は篩目状に成形される。これによって、１回の
作業工程で、つまりエンボッシングダイス４４による１
回のエンボッシング加工により同時に多数のネガティブ
型４８が製造される。エンボッシング加工によってネガ
ティブ型４８を製造する代りに、射出成形法、反応注型
法又はその他の適当な製造法によって該ネガティブ型を
製造することも可能である。この場合、前記ネガティブ
型４８を生ぜしめるプラスチック材料は導電性である。
この導電性は、プラスチック材料４６に例えば金属又は
炭素のような導電性填剤を添加することによって、或い
はネガティブ型４８の表面に金属コーティングを施すこ
とによって得られる。この金属コーティングは、例えば
金属薄膜のスパッタリング加工又は蒸着加工によって行
なうことができる。図５に示した次の第２製造段階にお
いてネガティブ型４８には、電気メッキ浴内でメッキ層
５０が析出される。この場合のメッキ層５０は例えば
銅、ニッケル又はニッケル合金から成っている。このメ
ッキ層５０を電鍍式に析出するためにプラスチック材料
４６の導電性が必要になる訳であるが、電鍍式析出に基
づく該メッキ層５０の層厚の増大によって、ネガティブ
型４８の輪郭を模写する表面リリーフが製造される。メ
ッキ層５０の層厚はその場合例えば２００μｍよりも厚
い。メッキ層５０は電鍍処理によってネガティブ型４８
に緊密に接触するので、規定の輪郭、特に外周壁面２０
及び周壁面２６は形状に忠実に再現される。電鍍処理に
引続いてメッキ層５０は扁平化され、つまりメッキ層に
万一凹凸が存在している場合には、当該凹凸は適当な加
工、例えば平削りフライス加工又は研削加工によって切
除されて、供給ポート１６に対応したネガティブ型４８
の区域が露出される。次いでネガティブ型４８からメッ
キ層５０を離型することによって、図６に示した第１構
成部分１２が得られる。前記離型は例えばプラスチック
材料４６を溶融することによって行なわれる。プラスチ
ック材料４６は例えば熱可塑性であるので、この溶融は
単純な給熱によって、或いはまた溶剤を用いて行なうこ
とができる。図６に図示した第１構成部分１２におい
て、図１に等しい区分には同一符号が付してあるので、
説明の重複は割愛する。すでに述べたように多数のネガ
ティブ型４８が同時にエンボッシングされるので、メッ
キ層５０の電鍍処理によって、かつ又それに続く離型に
よって同じく多数の第１構成部分１２を同時に製造する
ことが可能である。多数の第１構成部分１２が互いに連
結して成る総複合体から個々の第１構成部分を個別化す
る操作は追って別の図面に基づいて説明する。
【００１５】図７乃至図１１では、図１に示した第２構
成部分１４の製造処理段階が図示されている。図７に製
造のスタート状態で示されている支持体５２は、金属又
は導電性プラスチックから成っている。該支持体５２
は、熱塑性変形可能な合成樹脂材料、例えばポリメチル
メタクリレートから成る層５４を有している。図８から
判るように、後の第２構成部分１４の輪郭を表面に有す
るエンボッシングダイス５６によって前記プラスチック
層５４にはエンボッシング加工が施される。層５４は、
エンボッシングダイス５６との接触域において該エンボ
ッシングダイス５６によって加熱されるので、熱可塑性
合成樹脂材料の当該接触域は溶融され、これによって第
２構成部分１４のめたのネガティブ型５８が生じる。該
ネガティブ型５８は、加熱式エンボッシング加工による
代りに、やはり別の実施態様、例えば射出成形法、反応
注型法又はその他の適当な製造法によって製造すること
も可能である。次の製造段階では、電気メッキ浴内にお
いて図９に示すようにネガティブ型５８は例えば銅、ニ
ッケル又はニッケル合金で埋められる。この場合も、す
でに構成部分１２の製造例で述べたようにネガティブ型
５８内における電気メッキ層の等位生長によって、後に
構成部分１４に成る層６０が製造される。こうして製造
された層６０は、後のノズルプレート１０にとって重要
な周壁面３２，３０の形状に忠実な倣い面を有してい
る。該層６０には次の平削りフライス加工又は研削加工
によって扁平化処理が施されるので、電気メッキ中に万
一凹凸が発生しても該凹凸は除去される。但し該扁平化
処理は単に任意選択的に行なわれるにすぎない。これに
続く製造処理段階では図１０に示したように、支持層６
２が装着されるので、支持体５２と支持層６２との間に
は、層５４及び層６０が位置している。前記支持層６２
は、以下になお説明される後続加工段階に耐え得るよう
に選ばれる。該支持層６２は例えば、成層されたプラス
チック膜又は接着剤膜から成ることができる。更にま
た、接着剤を有する金属プランジャを使用することも可
能である。そればかりでなく支持層６２には、層６０と
同様に電鍍処理を施すことも可能である。例えば、層６
０がニッケル又はニッケル合金から成っている場合に
は、該支持層６２は、例えば厚さ１００〜２００μｍの
電鍍銅層から成っているのが殊に有利である。次いで図
１１に示したように層６０は離型され、つまり支持体５
２は、これに固着された層５４と共に除去される。層５
４は熱可塑性合成樹脂材料から成っているので、該層は
加熱によって、或いは溶剤を用いて例えば溶融すること
ができる。こうして図１１から判るように、支持層６２
上には、ネガティブ型５８の配設数に相応した数の第２
構成部分１４が固着した状態で生じる。
【００１６】次に図１２及び図１３に基づいて第１構成
部分１２と第２構成部分１４との組立を詳説する。図１
２では多数の互いに連結された第１構成部分１２の総複
合体の一部分が図示されている。該総複合体に対して、
多数の第２構成部分１４を固着した支持層６２が配設さ
れる。この場合の対応配設は、第２構成部分１４の中心
貫通口２８の周壁面３０が第１構成部分１２の周壁面２
６に対置するように行なわれる。適当な接合装置によっ
て前記第１構成部分１２の総複合体と支持層６２が組合
される。周壁面２６及び３０を截頭円錐形に構成したこ
とによって円錐座３４の自動調心が生じる。支持層６２
は例えばフレキシブルなプラスチック膜から成っている
ので、第１構成部分１２に対する配設時に或る１つの第
２構成部分１４に幾分偏差が存在していても、該偏差は
問題なく補償される。第１構成部分１２と第２構成部分
１４との接合自体は例えば接着、拡散鑞接又は拡散溶接
によって行なうことができる。この場合例えば特に切込
み部２４及び周壁面２６，３０の領域ではスプレーによ
って接着剤薄層を塗被することが可能である。接合を拡
散鑞接によって行なおうとする場合には、金属鑞、例え
ば約１μｍ厚のＳｎ層を、スパッタリング処理又は蒸着
処理によって成膜することも可能である。従って、特に
所謂「等温硬化」によってニッケル構成部分又は銅構成
部分は極めて良好に互いに拡散鑞接される。製造法を単
純化するために接着剤層又は塗被鑞を、切込み部２４の
領域内の接合区分にしか塗被しない場合でさえも、第１
構成部分１２の成形選択と第２構成部分１４の成形選択
とによって、他の領域の区域の接合も可能である。
【００１７】図１３には、多数の第１構成部分１２に多
数の第２構成部分１４を接合して成る全接合体が図示さ
れている。１つの第２構成部分１４に１つの第１構成部
分１２を接合することによって、図１に示したノズルプ
レート１０が生じる。接合操作終了後に支持層６２は除
去される。該支持層６２が例えば電鍍銅層である場合に
は、該銅層は、例えばニッケルをベースとして成る第１
及び第２の構成部分１２，１４に対して局部的に湿式化
学的に溶解除去することができる。次の製造段階におい
て前記の全接合体は多数の構成部分ユニットに個別化さ
れ、これによって個々のノズルプレート１０が生じる。
構成部分ユニットの個別化は例えばレーザーによる分割
切断によって行なわれる。この場合はレーザーとしてＮ
ｄ／ＹＡＧレーザーが使用される。しかし又、ホトラッ
カーマスクを用いる湿式エッチング加工も可能である。
この場合第１構成部分１２の総複合体の分断は、図１、
図３及び図６に関連して述べた、後に切込み部４２を生
ぜしめる区域で行なわれる。この総複合体は、その総厚
に対比して前記区域では特に薄く構成されているので、
その個別化は何の問題もなく可能である。
【００１８】図１４及び図１５に示したノズルプレート
１０は原理的には、図１に示したノズルプレート１０と
同様の構造を有しているが、少なくとも部分的には異な
った処理段階が製造時に適用される。図１乃至図１３に
示したのと同じ構成要素には同一の対照符号を付した。
図１４に示したノズルプレート１０では、第２構成部分
１４と第１構成部分１２との接合はレーザー溶接によっ
て行なわれる。該溶接時に両構成部分１２と１４は、複
数の補助プレート（図示せず）によって押合わされ、該
補助プレートは対応した切欠き部を有しているので、レ
ーザービームは、切込み部２４の領域における接合区域
への入射口を有する。円錐座３４の区域において周壁面
３０の部分と周壁面２６の部分が互いに溶接される。こ
の場合のレーザーとして例えばＮｄ／ＹＡＧレーザーを
使用することが可能である。
【００１９】図１５では、燃料噴射弁の前に配置したノ
ズルプレート１０の配置例が示されている。この場合第
１構成部分１２の縁域６４は、弁座６８の適当な切欠き
部６６内に位置している。しかもノズルプレート１０を
弁座６８内に緊定するディスク７０が前記縁域６４に圧
着されている。前記ディスク７０は孔７２を有している
ので、燃料がノズルプレート１０を支障なく通過するこ
とが保証されている。図１５に示した実施例では、第１
構成部分１２内に穿設された供給ポート１６は、対応し
たホトラッカーマスクを用いて湿式エッチング処理を施
すことによって加工されている。この場合、図１３に示
した複合接合体からのノズルプレート１０の個別化と同
時に、供給ポート１６の湿式エッチング加工を実施する
ことが可能になる。供給ポート１６の同時穿設によって
エンボッシングダイス４４の形状を単純化することが可
能になる。それというのは、該エンボッシングダイス
は、供給ポート１６を成形加工する作用領域をもはや有
する必要がないからである。これによって更に、図５に
示したメッキ層５０を全体的に、よりフラットにするこ
とが可能になる。例えば平削りフライス加工又は研削加
工による扁平化のための後処理の必要もなくなるので、
全製造プロセスが一層単純化される。
【００２０】組立済みノズルプレート１０の環状ギャッ
プ３８は通常例では２５μｍのギャップ幅を有してい
る。第１と第２の構成部分１２，１４が狭いトレランス
範囲内で相互に自動調心することに基づいて、しかもエ
ンボッシングダイス４４，５６による型取り技術の選択
と電鍍処理による第１構成部分１２及び第２構成部分１
４の形成とが両々相俟って、環状ギャップ３８のギャッ
プ幅を約２０μｍの値でも確実に維持できるような精度
が得られる。このような厳格な寸法トレランスを例えば
≦１μｍの範囲内に維持するために特に重要な意味をも
つことになるのがエンボッシングダイス４４，５６であ
る。そこで以下に該エンボッシングダイス４４，５６を
製造する方法を詳細に説明することにする。
【００２１】第１の製造法によれば、エンボッシングダ
イス４４及び５６は機械的なマイクロ加工によって製造
することができる。該エンボッシングダイスは実質的に
回転対称形に構成されているので、バイトとして精密ダ
イヤモンドを用いる精密旋削によって加工を施すことが
可能である。エンボッシングダイス４４及び５６の特殊
形状は、アンダーカット部を製作する必要なしにエンボ
ッシングダイスの輪郭に対して切削ダイヤモンドを妨げ
なくアクセスすることを可能にする。この機械的な精密
加工は、截頭円錐形の周壁面を後に生ぜしめるエンボッ
シングダイスの作用領域のために特に必要である。それ
というのは、この作用領域では、極めて高い精度が肝要
だからである。すでに述べたように供給ポート１６を一
緒に型取りする必要はないので、エンボッシングダイス
４４を相応に成形する必要はなくなる。該供給ポート１
６の穿孔は湿式化学的にか、それとも公知の精密機械的
に行なうことができる。
【００２２】次に図１６乃至図２３に基づいてエンボッ
シングダイス４４の製造法の第２実施態様を説明する。
加工基盤として支持板７４が使用され、該支持板は、熱
塑性変形可能な合成樹脂例えばポリメチルメタクリレー
ト（ＰＭＭＡ）から成る第１合成樹脂層７６で被覆成層
されている。支持板７４と第１合成樹脂層７６とから成
る複合層の上位に、透過性領域８０と不透過性領域８２
とを有する第１マスク７８が配置される。該第１マスク
７８及び、支持板７４と第１合成樹脂層７６とから成る
複合層系は一緒に回転させられ、シンクロトロンビーム
８４の放射によって処理される。該シンクロトロンビー
ム８４は、該シンクロトロンビームを用いて合成樹脂を
処理できる周知のＬＩＧＡ技術によって発生され、次い
で露光・現像され、こうしてシンクロトロンビームで処
理されなかった合成樹脂領域が表面構造として使用され
る。図１６の図示例では各シンクロトロンビーム８４
は、第１構成部分１２の截頭円錐形の周壁面２０，２６
の勾配に相当する所定の角度で回転系に対して放射され
る。これによって不透過性領域ではマスク７８のバック
テーパ放射が生じるで、第１合成樹脂層７６内に、後の
環状凹設部１８の第１の表面構造部分を形成することが
できる。この場合前記の層７６の層厚は、後の第２構成
部分１４の肉厚に等しい。次の処理段階において金属質
の支持板７４には、前記の形成された第１合成樹脂層７
６と一緒に電鍍処理が施されるので、第１合成樹脂層７
６の前記表面構造部分内には電気メッキ層８６が同位生
長することができる。該電気メッキ層面に凹凸が万一存
在した場合には、次いで該電気メッキ層８６には、扁平
な表面を得るために表面研削が施される。図１８に示し
た次の製造処理段階において、目下存在している構造の
表面には、前記層７６に等しい特性をもった第２合成樹
脂層８８が成層される。該第２合成樹脂層８８の上位
に、同じく透過性領域８０と不透過性領域８２とを有す
る第２マスク７９が配置される。不透過性領域８２の選
択は、第２合成樹脂層８８内に形成すべき表面構造如何
に関わっている。第２マスク７９と成層体とから成る複
合層系を回転させながら、適当な角度でシンクロトロン
ビーム８４を改めて放射することによって、第２合成樹
脂層８８内には、後に環状室３６を生ぜしめる環状凹設
部１８の領域の表面構造が形成される。第２合成樹脂層
８８内にこうして得られた表面には、やはり電気メッキ
層９０が形成される。図２０に示した次の処理段階にお
いて第３合成樹脂層９２が被覆成層され、該第３合成樹
脂層は第３マスク９４を用いてシンクロトロンビーム８
４によって適当に処理される。この場合は該シンクロト
ロンビーム８４は第３マスク９４に対して垂直に放射さ
れるので、不透過性領域８２はバックテーパ状には放射
されず、従って第３合成樹脂層９２内には、垂直に延び
る壁面をもった表面構造領域が形成される。第３合成樹
脂層９２から露光により形成された領域内には、次の処
理段階において電気メッキ層９６が同様に形成される。
第１、第２及び第３の合成樹脂層７６，８８，９２内に
夫々被覆された電気メッキ層８６，９０，９６は１つの
複合層を形成しかつ互いに分離不能に接合されている。
第１、第２及び第３の合成樹脂層７６，８８，９２の残
余分は次いで、例えば熱処理によって又は溶剤を用いて
除去されるので、図２２に示したように上面に電気メッ
キ層を成層した支持板７４が生じる。電気メッキ成層構
造を有する該支持板７４は、エンボッシングダイス４４
のためのネガティブ型構成部分９８を形成する。該ネガ
ティブ型構成部分９８は、図２３に示したように、電鍍
処理によりエンボッシングダイス４４を電型するために
使用される。適正な処理パラメータを維持することによ
って、後のエンボッシングダイス４４のために金属でネ
ガティブ型を型取りすることも可能である。このために
電気メッキ浴の管制は、離型を容易にするために金属型
面における電鋳金属層の粘着作用が僅かになるように設
定されねばならない。場合によってはネガティブ型構成
部分９８と電型されるエンボッシングダイス４４との間
に分離層を予め介在させておくことも可能である。エン
ボッシングダイス４４の電型が終了すると、該エンボッ
シングダイスは、図４に示した形状を有し、かつノズル
プレート１０の第１構成部分１２を型取りするのに好適
である。
【００２３】次に図２４乃至図２６に基づいて、第２構
成部分１４を型取りするためのエンボッシングダイス５
６の製造段階を詳説する。該製造法の処理プロセスは、
図１６乃至図２３において図示したエンボッシングダイ
ス４４の製造法にほぼ類似している。金属製の支持板１
００は、熱塑性変形可能な合成樹脂、例えばＰＭＭＡか
ら成る合成樹脂層１０２を有している。該合成樹脂層１
０２にはマスク１０４を介してシンクロトロンビーム８
４が放射される。この場合も該シンクロトロンビーム８
４は、選定可能な特定の角度でマスク１０４に対して方
位づけられており、かつ該マスク１０４と支持板１００
とは一緒に回転するので、不透過性領域８２にはバック
テーパ放射を行なうことが可能である。これによって合
成樹脂層１０２内には、後の第２構成部分１４に相当す
る表面構造部が生じる。シンクロトロンビーム８４の角
度は、第２構成部分１４の截頭円錐形の周壁面３０及び
周壁面３２の角度が生じるように選ばれている。合成樹
脂層１０２に形成された前記表面構造部内には、支持板
１００と接合する電気メッキ層１０６が電着される。合
成樹脂層１０２の残余分を熱作用によってか又は溶剤使
用によって除去した後に、支持板１００と電気メッキ層
１０６とから成る残留部分がエンボッシングダイス４４
を形成することになる（図２６）。
【００２４】図１６乃至図２６では、１つの第１構成部
分１２及び１つの第２構成部分１４をエンボッシング成
形するためのエンボッシングダイス４４及び５６の製造
段階を例示した。しかしながらＬＩＧＡ技術による図示
の製造法を用いれば、１つの支持板７４及び１００にお
いて多数のエンボッシングダイス４４及び５６を同時に
製造することが可能である。これが可能になるのは特
に、シンクロトロンビーム源が、比較的大きな放射横断
面のシンクロトロンビーム８４を有しているので、比較
的大きな面を同時に放射できるからである。
【００２５】エンボッシングダイス４４及び５６の製造
は、図１６乃至図２６に示した図示例に限定されるもの
ではない。例えば、ノズルプレート１０の環状室３６に
対応したエンボッシングダイス４４の領域を形成するシ
ンクロトロンビーム８４を垂直に方位づけるようにして
前記環状室３６の壁を垂直にすることも可能である。こ
れによってエンボッシングダイス４４は単純化され、ひ
いてはその製造法も簡単になる。またＬＩＧＡ技術を用
いて供給ポート１６の構造を形成する場合、該供給ポー
トを複数の微細通路として又は篩目状構造として構成す
ることも可能である。この微細通路又は篩目状構造は、
燃料中の不純物に対するフィルタとして同時に働くこと
になるので、該不純物による環状ギャップ３８の汚染や
閉塞をシャット・アウトすることが可能である。微細通
路又は篩目状構造のメッシュ幅はこの場合、環状ギャッ
プ３８のギャップ幅よりも小さく選ばれる。必要に応じ
て、エンボッシングダイス４４及び５６の製造時に前記
ＬＩＧＡ技術を精密機械による精密加工と組合せること
も可能である。この場合は、環状ギャップ３８を形成す
るために重要な、後の周壁面２０，２６，３０，３２を
生ぜしめるエンボッシングダイス４４，５６の領域だけ
がＬＩＧＡ技術によって形成される。精緻度が前記領域
に対比すれば比較的低くて済む表面構造、例えば環状室
３６及び／又は供給ポート１６のための表面構造は精密
機械による精密加工によって製造することができる。
【００２６】前記実施例で説明した製造法を用いれば、
適当な接合技術によって２つの構成部分つまり第１構成
部分１２と第２構成部分１４とからノズルプレート１０
を製造することが可能であり、該ノズルプレートの製造
プロセスは、１つの部材から一体に製造された慣用のノ
ズルプレートに対比して著しく単純で、低廉かつ確実に
管制することとができる。エンボッシングダイス４４及
び５６を、高精密度の、従って比較的コスト高になるＬ
ＩＧＡ技術によって製造する場合でさえも、型取り技術
の合理的な採用によって、低廉な大量生産が可能にな
る。特に第１構成部分１２及び第２構成部分１４の形状
設計は、機能にとって重要な内面、つまり周壁面２０，
２６，３０，３２、環状ギャップ３８及び円錐座３４
を、マイクロ機械加工式精密さで約１μｍのトレランス
で型取りできるように選ばれる。組付けのためにだけ重
要な外面もしくは供給ポート１６は、例えば平削りフラ
イス加工又は湿式エッチング処理のような、比較的単純
な加工法によって製造することができる。第１構成部分
１２と第２構成部分１４のための特殊な形状構成によっ
て、センタリングのために必要な截頭円錐形状の周壁面
２６と３０及び、環状ギャップ３８を生ぜしめる截頭円
錐形状の外周壁面２０と外周壁面３２を、夫々同一のマ
スク７８又は１０４によって確定することが可能にな
る。本発明の製造法によって、ギャップ幅≦約２０μｍ
の環状ギャップ３８が高い精度で製造することができ
る。更に多数のエンボッシングダイス４４及び５６の同
時製作によって、かつそれに基づく多数の第１と第２の
構成部分１２，１４の同時型取りによって、本発明の製
造法は高い効率で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のノズルプレートの縦断面図である。
【図２】図１に示したノズルプレートの平面図である。
【図３】図１に示したノズルプレートの下面図である。
【図４】図１に示したノズルプレートの第１構成部分を
製造する製造法の第１処理段階を示す断面図である。
【図５】図１に示したノズルプレートの第１構成部分を
製造する製造法の第２処理段階を示す断面図である。
【図６】図１に示したノズルプレートの第１構成部分を
製造する製造法の第３処理段階を示す断面図である。
【図７】図１に示したノズルプレートの第２構成部分を
製造する製造法の第１処理段階を示す断面図である。
【図８】図１に示したノズルプレートの第２構成部分を
製造する製造法の第２処理段階を示す断面図である。
【図９】図１に示したノズルプレートの第２構成部分を
製造する製造法の第３処理段階を示す断面図である。
【図１０】図１に示したノズルプレートの第２構成部分
を製造する製造法の第４処理段階を示す断面図である。
【図１１】図１に示したノズルプレートの第２構成部分
を製造する製造法の第５処理段階を示す断面図である。
【図１２】図４〜図６に示した製造処理段階によって得
られた第１構成部分と図７〜図１１に示した製造処理段
階によって得られた第２構成部分とから図１に示したノ
ズルプレートを製造するための第１段階を示す断面図で
ある。
【図１３】図４〜図６に示した製造処理段階によって得
られた第１構成部分と図７〜図１１に示した製造処理段
階によって得られた第２構成部分とから図１に示したノ
ズルプレートを製造するための第２段階を示す断面図で
ある。
【図１４】図１とは異なった実施態様のノズルプレート
製造法の断面図である。
【図１５】図１４とは異なった実施態様のノズルプレー
ト製造法の断面図である。
【図１６】図１に示したノズルプレートの第１構成部分
を製造するためのエンボッシングダイスの第１製造段階
を示す断面図である。
【図１７】図１に示したノズルプレートの第１構成部分
を製造するためのエンボッシングダイスの第２製造段階
を示す断面図である。
【図１８】図１に示したノズルプレートの第１構成部分
を製造するためのエンボッシングダイスの第３製造段階
を示す断面図である。
【図１９】図１に示したノズルプレートの第１構成部分
を製造するためのエンボッシングダイスの第４製造段階
を示す断面図である。
【図２０】図１に示したノズルプレートの第１構成部分
を製造するためのエンボッシングダイスの第５製造段階
を示す断面図である。
【図２１】図１に示したノズルプレートの第１構成部分
を製造するためのエンボッシングダイスの第６製造段階
を示す断面図である。
【図２２】図１に示したノズルプレートの第１構成部分
を製造するためのエンボッシングダイスの第７製造段階
を示す断面図である。
【図２３】図１に示したノズルプレートの第１構成部分
を製造するためのエンボッシングダイスの第８製造段階
を示す断面図である。
【図２４】図１に示したノズルプレートの第２構成部分
を製造するためのエンボッシングダイスの第１製造段階
を示す断面図である。
【図２５】図１に示したノズルプレートの第２構成部分
を製造するためのエンボッシングダイスの第２製造段階
を示す断面図である。
【図２６】図１に示したノズルプレートの第２構成部分
を製造するためのエンボッシングダイスの第３製造段階
を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ ノズルプレート、 １２ 第１構成部分、
１４ 第２構成部分、 １６ 供給ポート、 １８
環状凹設部、 ２０ 截頭円錐形状の外周壁面、
２２ 截頭円錐形状の内周壁面、 ２４ 切込み
部、 ２６周壁面、 ２８ 中心貫通口、 ３０
周壁面、 ３２ 外周壁面、 ３４ 円錐座、 ３
６ 環状室、 ３８ 環状ギャップ、 ４０ 中
心点、 ４２ 切込み部、 ４４ エンボッシング
ダイス、 ４６ プラスチック材料、 ４８ ネガ
ティブ型、 ５０ メッキ層、 ５２ 支持体、５
４ 層、 ５６ エンボッシングダイス、 ５８
ネガティブ型、６０ 層、 ６２ 支持層、 ６
４ 第１構成部分の縁域、 ６６ 切欠き部、 ６
８ 弁座、 ７０ ディスク、 ７２ 孔、 ７
４ 支持板、 ７６ 第１合成樹脂層、 ７８
第１マスク、 ７９ 第２マスク、 ８０ 透過性
領域、 ８２ 不透過性領域、 ８４ シンクロト
ロンビーム、 ８６ 電気メッキ層、 ８８ 第２
合成樹脂層、 ９０ 電気メッキ層、 ９２ 第３
合成樹脂層、 ９４ 第３マスク、 ９６ 電気メ
ッキ層、 ９８ ネガティブ型構成部分、 １００
支持板、 １０２合成樹脂層、 １０４ マスク、
１０６ 電気メッキ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ゲルハルト ベンツ ドイツ連邦共和国 ベーブリンゲン ブル ックナーシュトラーセ ８ (72)発明者 ハンス−フリーデマン コーバー ドイツ連邦共和国 テュービンゲン ヘヒ ンガー シュトラーセ 18アー

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 少なくとも１つの供給ポートと少なくと
    も１つの噴出ポートとを備えた、特に噴射弁用のノズル
    プレートにおいて、噴出ポートが、間断なく連続した環
    状ギャップ（３８）によって形成され、該環状ギャップ
    が少なくとも１つの供給ポート（１６）と連通している
    ことを特徴とする、噴射弁用のノズルプレート。
  2. 【請求項２】 ノズルプレート（１０）が第１構成部分
    （１２）と第２構成部分（１４）とから成り、環状ギャ
    ップ（３８）が、前記第１構成部分（１２）の周壁面
    （２０）と前記第２構成部分（１４）の周壁面（３２）
    とによって形成されている、請求項１記載のノズルプレ
    ート。
  3. 【請求項３】 両周壁面（２０，３２）が截頭円錐形状
    に延びている、請求項２記載のノズルプレート。
  4. 【請求項４】 供給ポート（１６）が、１つの環状室
    （３６）を介して前記環状ギャップ（３８）へ開口して
    いる、請求項１から３までのいずれか１項記載のノズル
    プレート。
  5. 【請求項５】 同一円周線上に配置された複数の供給ポ
    ート（１６）が、環状室（３６）へ開口している、請求
    項１から４までのいずれか１項記載のノズルプレート。
  6. 【請求項６】 第１構成部分（１２）の周壁面（２０）
    が、環状室（３６）の外周壁面を同時に形成している、
    請求項１から５までのいずれか１項記載のノズルプレー
    ト。
  7. 【請求項７】 環状室（３６）が、第１構成部分（１
    ２）と第２構成部分（１４）とによって構成されてい
    る、請求項１から６までのいずれか１項記載のノズルプ
    レート。
  8. 【請求項８】 環状ギャップ（３８）が楕円形の形状を
    有し、かつ、噴射流をガイドする面が、楕円形に歪んだ
    截頭円錐体の周壁面に相当する、請求項１から７までの
    いずれか１項記載のノズルプレート。
  9. 【請求項９】 第２構成部分（１４）が、自動調心座を
    介して第１構成部分（１２）内に嵌合している、請求項
    １から８までのいずれか１項記載のノズルプレート。
  10. 【請求項１０】 自動調心座が円錐座（３４）である、
    請求項９記載のノズルプレート。
  11. 【請求項１１】 複数の供給ポート（１６）が、篩目状
    の構造を有している、請求項１から１０までのいずれか
    １項記載のノズルプレート。
  12. 【請求項１２】 複数の供給ポート（１６）が多数の微
    細通路によって構成されている、請求項１から１１まで
    のいずれか１項記載のノズルプレート。
  13. 【請求項１３】 供給ポート（１６）のメッシュ幅が、
    環状ギャップ（３８）のギャップ幅よりも小さい、請求
    項１１又は１２記載のノズルプレート。
  14. 【請求項１４】 環状ギャップ（３８）のギャップ幅が
    １５μｍ乃至３０μｍである、請求項１３記載のノズル
    プレート。
  15. 【請求項１５】 環状ギャップ（３８）のギャップ幅が
    ２５μｍである、請求項１４記載のノズルプレート。
  16. 【請求項１６】 先ず型をエンボッシング成形又は射出
    成形し、次いで電型によって型取りすることによってノ
    ズルプレート（１０）の第１構成部分（１２）及び第２
    構成部分（１４）を製造することを特徴とする、請求項
    １から１５までのいずれか１項記載のノズルプレートの
    製法。
  17. 【請求項１７】 多数の型を同時にエンボッシング成形
    する、請求項１６記載の製法。
  18. 【請求項１８】 導電性合成樹脂材料内に型をエンボッ
    シング成形する、請求項１６又は１７記載の製法。
  19. 【請求項１９】 合成樹脂材料が導電性填剤を含みかつ
    ／又は表面金属コーティングを有している、請求項１８
    記載の製法。
  20. 【請求項２０】 互いに連繋した多数の第１構成部分
    （１２）の配列パターン尺度に相当する配列パターン尺
    度で第２構成部分（１４）を、フレキシブルな支持体層
    上に設ける、請求項１６から１９までのいずれか１項記
    載の製法。
  21. 【請求項２１】 第１構成部分（１２）と第２構成部分
    （１４）とを互いに接着する、請求項１６から２０まで
    のいずれか１項記載の製法。
  22. 【請求項２２】 第１構成部分（１２）と第２構成部分
    （１４）とを拡散鑞接又は拡散溶接によって互いに接合
    する、請求項１６から２０までのいずれか１項記載の製
    法。
  23. 【請求項２３】 多数の第１構成部分（１２）と多数の
    第２構成部分（１４）とから成る複合接合体の個別化を
    レーザー切断又は湿式エッチングによって行なう、請求
    項１６から２２までのいずれか１項記載の製法。
  24. 【請求項２４】 複合接合体の個別化と同時に、第１構
    成部分（１２）内に複数の供給ポート（１６）をエッチ
    ング加工する、請求項２３記載の製法。
  25. 【請求項２５】 エンボッシング成形のために必要なエ
    ンボッシングダイス（４４，５６）を機械的なマイクロ
    加工によって製造する、請求項１６から１８までのいず
    れか１項記載の製法。
  26. 【請求項２６】 エンボッシング成形のために必要なエ
    ンボッシングダイス（４４，５６）を、ネガティブ型の
    電型処理によって型取りし、しかも該ネガティブ型の表
    面構造を熱塑性変形可能な合成樹脂においてシンクロト
    ロンビームによって形成し、次いで電型処理により型取
    りする、請求項１６から１８までのいずれか１項記載の
    製法。
  27. 【請求項２７】 エンボッシングダイス（４４，５６）
    の個々の層を、シンクロトロンビームの放射と電型によ
    る型取りとを交互に行なって製造する、請求項２６記載
    の製法。
  28. 【請求項２８】 第１構成部分（１２）及び第２構成部
    分（１４）の截頭円錐形状の周壁面の勾配を生ぜしめる
    角度で、シンクロトロンビームを放射し、形状を規制す
    るマスク（７８，７９，９４）を、表面構造を形成すべ
    き部分と一緒に表面法線を中心として回転させる、請求
    項２７記載の製法。
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