JPH10502131A - 孔付円板、特に噴射弁のための孔付円板並びに孔付円板を製造する方法 - Google Patents

孔付円板、特に噴射弁のための孔付円板並びに孔付円板を製造する方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明による孔付円板は、流体、特に燃料のための完全な軸方向の貫通部が形成されていて、該貫通部が流入開口(36)と流出開口(38)と両開口の間に位置する少なくとも1つの通路(42)とから成っている、ことによって特徴付けられている。流入開口(36)と流出開口(38)とは、1平面への投影図で見て互いにいかなる箇所においても重ならないように、孔付円板(23)に配置されている。流入開口(36)に対する流出開口(38)のこのようなずれによて、媒体のS字形の流れ経過が生ぜしめられ、これによって媒体には、霧化を促進する乱流が印加される。孔付円板は特に、燃料噴射装置、ラッカノズル又はフリーズドライ法における噴射弁において使用するために適している。

Description

【発明の詳細な説明】 孔付円板、特に噴射弁のための孔付円板 並びに孔付円板を製造する方法 背景技術 本発明は、請求項1の上位概念に記載の形式の孔付円板、特に噴射弁のための 孔付円板、並びに請求項27の上位概念に記載の、孔付円板を製造する方法に関 する。 ヨーロッパ特許出願公開第0354660号明細書に基づいて、いわゆる「S 字型円板(S-Typ-Scheiben)」である孔付円板の形でノズルを製造することが、既 に公知である。「S字型円板」というのは、流入開口と流出開口とが孔付円板に おいて互いにずらされて構成されていて、これによって、孔付円板を貫流する流 体の流れにおいて、強制的に「S字状変向(S-Schlag)」が生ぜしめられるよう になっている円板を意味する。公知の孔付円板は、ボンディングによってまとめ られた、ケイ素製の平らな2つのプレートから形成される。そしてこのケイ素プ レートには、厚さを減じられた範囲が構成されており、この結果剪断間隙(Sche rspalte)が、プレートの端面に対して平行に、第1のプレートの開口と第2の プレートの開口との間に形成される。公知のマスク技術を用いて、多数の孔付円 板 構造を有するシリコンウェハにおいてエッチングによって、流入開口及び流出開 口が生ぜしめられる。孔付円板における開口のための円錐台形の輪郭は、異方性 のエッチング技術から論理的に生ぜしめられる。 弾性的なケイ素弁プレートと同様にケイ素製のノズルプレートとから成る弁装 置は、既にヨーロッパ特許出願公開第0314285号明細書に基づいて公知で ある。この場合両方のケイ素プレートは、互いに結合されていて、かつ相対的に 変位されることができる。ケイ素弁プレートには流入開口が設けられており、こ れらの流入開口は、ノズルプレートにおける流出開口に対してずらされて配置さ れている。弁装置の閉鎖状態においては、ケイ素弁プレートのプレート面が、ノ ズルプレートにおける流出開口を密に閉鎖するのに対して、操作部材を用いてノ ズルプレートが曲げられた場合には、流体のためのS字形の貫通路が生ぜしめら れ、弁装置は開放している。 米国特許第4907748号明細書に基づいて公知の燃料噴射弁は、その下流 側の端部に、2つのケイ素プレートから成るノズルを有している。上に述べた孔 付円板におけると似たように、両方のケイ素プレートにおける流入開口と流出開 口とは互いにずれを有しており、この結果、貫流する流体、ここでは燃料の流れ において、「S字状変向」が生ぜしめられる。 ケイ素製の上に述べたすべての孔付円板には、共通 の欠点がある。すなわちこの場合、ケイ素の脆性に基づいて、場合によっては十 分な破損強度を得ることができない。例えば噴射弁における持続的な負荷(機関 振動)を受けた場合には、ケイ素プレートが破損するおそれがある。例えば噴射 弁のような金属製の部材にケイ素プレートを取り付けることは、面倒である。そ れというのはこの場合、応力のない特別なクランプ手段が見出されねばならず、 しかも弁におけるシールに関して問題があるからである。例えば、ケイ素製の孔 付円板を噴射弁に溶接することは、不可能である。さらにまた、流体の貫流頻度 が高い場合には、ケイ素円板の開口において縁部が摩耗する、という欠点もある 。 さらにドイツ連邦共和国特許第483615号明細書に基づいて公知の、噴射 型内燃機関のためのノズルは、同様に2つのノズルプレートから形成されており 、この場合両方のノズルプレートは、互いにずらされて配置された流入開口と流 出開口とを有しており、これによって貫流する燃料の引き裂きを促進することが できる。しかしながらこの公知のノズルによっては、所望の幾何学形状に相応し て、噴射される燃料を形成することは不可能である。 発明の利点 請求項1の特徴部分に記載の本発明による孔付円板は、次のような利点を有し ている。すなわち本発明に よる孔付円板では、流体の均一かつ微細な霧化が、付加的なエネルギなしに、つ まり利用可能な媒体圧だけで得られ、しかもこの場合、特に高い霧化品質と、そ の都度の必要性に合わせられた噴流形状とが得られる。そしてこの結果、このよ うな孔付円板を噴射弁に使用すると、特に内燃機関の排ガス放出量を低減させる ことができ、かつまた燃料消費量をも節減することができる。 例えばS字型円板の形をした本発明による孔付円板によって、エキゾチックで 奇抜な噴流形状を生ぜしめることができる。このような孔付円板は、単噴流噴霧 体、2噴流噴霧体及び多噴流噴霧体のために、例えば方形、三角形、十字形、楕 円形といった無数の噴流横断面の変化形を可能にする。このような汎用でない噴 流形状は、所与の幾何学形状に対する、例えば内燃機関の種々様々な吸気管横断 面に対する正確かつ最適な適合を可能にする。この結果、利用可能な横断面が、 形状に合わせて十分に利用され、ひいては均一に分配されかつ排ガスを低減する 混合気導入が達成され、さらに吸気管壁における、排ガス有害な壁膜沈積が回避 される、利点が得られる。 請求項2〜請求項26に記載の構成によって、請求項1に記載の孔付円板のさ らに別の有利な構成が得られる。 特に有利な構成では、流入開口と流出開口との流れ 接続部として構成された通路が通路延長部(キャビティ)を備えており、この通 路延長部では、そばを擦過して流れる流体によって渦流が生ぜしめられる。渦流 と、該渦流を生ぜしめる流れとの間における相互作用によって、相互作用領域で は時間的な不安定が生ぜしめられる。そして流れには強制的に振動が励起され、 これによって一方では個性的な噴流パターンが形成可能となり、かつ他方では乱 流発生によって噴霧体における平均的な液滴直径が減じられる。 孔付円板にトリップトラップを使用することによって、別の利点が得られる。 このようなトリップトラップの後ろ側では、著しい横方向脈動を有する渦列が生 じる。渦列における乱流は、極めて微細な液滴を備えた均一な噴霧体を噴射する ために役立つ。噴霧体における平均的な液滴直径の有利な減少に基づいて、その 結果として、均一な噴霧体分布が得られる。なぜならば、均一な噴霧体に基づい て比較的小さな液滴分布密度が生じるからである。この結果、液滴の凝集する可 能性が減じられる。 その他の利点については、実施例を記載する際に述べる。 請求項27に記載された、本発明による孔付円板を製造する方法には、次のよ うな利点がある。すなわち本発明の方法によって、孔付円板は再現可能な形式で 極めて正確に、かつ安価に、極めて多くの個数を同時 に製造することができ、しかも本発明の方法によって製造された孔付円板は、そ の金属製の構成に基づいて、破損しにくく、しかも極めて簡単かつ安価に、例え ば溶接によって、金属製の部材例えば噴射弁に取付け可能である。本発明による 方法ステップは、極めて大きな構成の自由度を可能にする。それというのは、孔 付円板における開口の輪郭は自由に選択できるからである。有利にはこの場合、 UV線を用いた深いリソグラフィ、乾式リソグラフィ又は除去(Ablatieren)の ような方法が、マイクロ電気メッキと組み合わせられ、これによって薄い金属製 の層を、常に新しい構造体と共に次々と析出することができる。このようなプロ セスは、2つ、3つ又はそれ以上の層を孔付円板のために構成するために適して いる。 請求項28以下に記載の構成によって、請求項27に記載の方法のさらに有利 な構成が可能である。 特に有利な方法では、孔付円板の、2つの平面もしくは機能平面を有する少な くとも1つの層を、1回の電気メッキステップにおいて構成するようになってお り、この場合には電気メッキのいわゆる「横方向における過成長」が使用される 。この場合には、電気メッキ開始層や新たなフォトレジスト層の付加的な被着な しに、先行する平面のフォトレジスト構造を越えて、金属の成長が所望のように 続けられる。「横方向における過成長」によって、コストと時間は著しく節約さ れる。 図面 以下において、本発明の実施例を図面につき詳しく説明する。 第1図は本発明による孔付円板を備えた、部分的に図示した噴射弁を示す図、 第2図は孔付円板を下から見た図、 第3図は第2図のIII−III線に沿った孔付円板の断面図、 第4図は3層の孔付円板の貫流範囲を示す図、 第5図は第1の通路延長部を備えた3層の孔付円板の貫流範囲を示す図、 第6図は第2の通路延長部を備えた3層の孔付円板の貫流範囲を示す図、 第7図は複数の通路延長部を備えた5層の孔付円板の貫流範囲を示す図、 第8図は複数の通路延長部を備えた4層の孔付円板の貫流範囲を示す図、 第9図は側方の複数の通路延長部を備えた孔付円板を示す平面図、 第10図はトリップトラップを備えた孔付円板の貫流範囲を示す図、 第11図は孔付円板を下から見た図、 第12図は第11図のXII−XII線に沿った孔付円板の断面図、 第13図は孔付円板を下から見た図、 第14図は角張った横断面を有しない開口を備えた別の孔付円板を示す平面図 、 第15図は第14図のXV−XV線に沿った、工具を備えた孔付円板を示す断 面図(逆の流れ方向)、 第16図〜第20図は多層電気メッキにより孔付円板を製造するための種々の 方法ステップを示す図、 第21図は横方向における過成長後の孔付円板を示す図、 第22図は個々の層の互いに異なる直径を有する孔付円板を示す断面図、 第23図は第22図に示した孔付円板の中央の範囲を示す平面図、 第24図は別の孔付円板を示す平面図、 第25図〜第27図はそれぞれ方形の流入開口を有する孔付円板の3つの中央 の範囲を示す図、 第28図は開口範囲の非対称的な分割配置を有する孔付円板を示す平面図、 第29図及び第30図は開口範囲の非対称的な分割配置を有する孔付円板の2 つの中央の範囲を示す図、 第31図は一貫して円形の開口を有する孔付円板の中央の範囲を示す図、 第32図は全部で16の鎌形の流入開口を有する孔付円板の中央の範囲を示す 図、 第33図はほぼ半円形の流入開口と、鎌形の流出開 口とを有する孔付円板の中央の範囲を示す図である。 実施例の記載 第1図には1実施例として、混合気圧縮型火花点火式の内燃機関の燃料噴射装 置のための噴射弁の形の弁が、部分的に示されている。この噴射弁は管状の弁座 保持体1を有しており、この弁座保持体1には弁長手方向軸線2に対して同心的 に長手方向開口3が構成されている。長手方向開口3には、例えば管状の弁ニー ドル5が配置されており、この弁ニードル5は下流側の端部6において、例えば 球形の弁閉鎖体7と結合されており、この弁閉鎖体7の外周部には例えば5つの 扁平面取り部8が設けられている。 噴射弁の操作は、公知の形式で例えば電磁式に行われる。弁ニードル5の軸方 向における運動のため、ひては噴射弁の図示されていない戻しばねのばね力に抗 した開放もしくは閉鎖のためには、マグネットコイル10と可動子11とコア1 2とを備えた略示された電磁回路が働く。可動子11は、弁ニードル5の、弁閉 鎖体7とは反対側の端部と、例えばレーザを用いた溶接シームによって結合され ており、かつコア12に向かって方向付けられている。 軸方向運動中における弁閉鎖体7の案内のためには、弁座体16の案内開口1 5が働く。弁座保持体1の、コア12とは反対側の下流側に位置する端部には、 弁長手方向軸線2に対して同心的に延びる長手方向開 口3内に、円筒形の弁座体16が溶接によって密に取り付けられている。弁閉鎖 体7とは反対側の下端面17において弁座体16は、例えばポット形に構成され た支持円板21と同心的にかつ堅く結合されており、つまりこの支持円板21は 、弁座体16に直に接触している。支持円板21はこの場合、既に公知のポット 形の噴射孔付円板に似た形状を有しており、この場合支持円板21の中央範囲に は、そこに本発明による孔付円板23を受容するために、段付けされた貫通開口 22が設けられている。 弁座体16と支持円板21との結合は、例えば、レーザを用いて構成された環 状でかつ密な第1の溶接シーム25によって行われる。このような形式の組立て によって、貫通開口22とその中に組み込まれた孔付円板23とを中央範囲に備 えた支持円板21が、不都合に変形するおそれは回避されている。支持円板21 はさらに、弁座保持体1における長手方向開口3の壁と、例えば環状でかつ密な 第2の溶接シーム30によって結合されている。 弁座体16とポット形の支持円板21とから成る弁座部分の、長手方向開口3 への押込み深さは、弁ニードル5の行程の大きさを規定する。なぜならば、マグ ネットコイル10が励磁されていない場合における弁ニードル5の一方の終端位 置は、弁座体16の弁座面29における弁閉鎖体7の接触によって決定されてい るからである。弁ニードル5の他方の終端位置は、マグネットコイル10の励磁 時に例えば、コア12における可動子11の接触によって決定される。弁ニード ル5のこの両方の終端位置の間における運動距離が、したがって弁ニードル5の 行程である。 球形の弁閉鎖体7は、流れ方向において円錐台形状に先細の、弁座体16の弁 座面29と共働し、この弁座面29は軸方向において弁座体16の案内開口15 と下端面17との間に構成されている。 支持円板21の貫通開口22に配置されていて支持円板21によって弁座体1 6の端面17に直に堅く保持されている孔付円板23は、簡単化されて1例が示 されており、この孔付円板23については他の図面を参照しながら後でさらに詳 しく述べる。支持円板21及び固定部としてのクランプ31への孔付円板23の 挿入は、弁座面29の下流側における孔付円板23の取付けの1つの可能なバリ エーションである。弁座体16に孔付円板23を間接的に固定する形式であるこ のような緊定形式には、次のような利点がある。すなわちこのような緊定形式で は、場合によっては溶接又はろう接時に生じることのある温度に基づく変形が回 避される。しかしながら支持円板21は、孔付円板23を固定するための唯一の 条件ではない。固定の可能性は本発明にとって重要なことではないので、ここで は単に、溶接、ろう接又は接着のような汎用の公知の 接合方法を示唆しているだけである。 第2図には孔付円板23が下から見た平面図で示されている。孔付円板23は 、平らで扁平で円形の多層の円板として構成されており、したがって孔付円板2 3は例えば多層型噴射孔付円板とも呼ぶことができる。支持円板21には孔付円 板23が例えばセンタリングされて設けられている。孔付円板23を製造する本 発明による方法によって、複数の層から成る構造体が生ぜしめられる。孔付円板 23がこのように多層構造を有していることは、第3図から明らかであり、この 第3図は第2図のIII−IIIに沿った断面図である。ここには既に幾つかの 主要な、特に方法にも該当する特徴が、簡単に述べられているが、しかしながら 本発明の方法については後で詳しく述べる。 第2図及び第3図に示された孔付円板23は、電気メッキ析出(galvanische A bscheidung)によって3つの金属製の層で構成されている。深いリソグラフィと 電気メッキ技術とによる製造(tiefenlithographische galvanotechnische Hers tellung)に基づいて、輪郭形成において次のような特別な特徴が得られる: −円板面全体にわたって変化しないコンスタントな厚さを備えた層、 −深いリソグラフィによる構成によって層において得られる、それぞれ貫流され る中空室を形成する十分に垂直な切欠き、 −個々に構造化された金属層の多層構造によって得られる、各切欠きの所望の合 致及び所望のアンダカット、 −例えば方形、多角形、丸く面取りされた方形、丸く面取りされた多角形、楕円 形、真円形などのような、軸平行の壁を有する任意の横断面形状を備えた切欠き 。 個々の層は相前後して電気的メッキによって析出され、この結果後続層は電気 メッキ固着に基づいてその下に位置する層と固く結合される。 つまり第1実施例では、例えば等しい外径を備えた3つの円形の層が、孔付円 板23を形成している。上側層35は例えば、弁長手方向軸線2もしくは孔付円 板23の中心軸線に対して等しい間隔で構成されていて互いに90°だけずらさ れた4つの方形の流入開口36を有している。これらの流入開口36は孔付円板 23の直径に比べて、極めて弁長手方向軸線2の近くに配置されている。弁長手 方向軸線2に対して著しく大きな間隔をもって、ひいては流入開口36に対して 半径方向にずらされて、下側層37には同様に4つの方形の流出開口38が設け られている。流出開口38は例えば、流入開口36よりもわずかに小さな開口幅 を有している。互いに直交していて弁長手方向軸線2において交差している、孔 付円板23の2つの軸線39は、流入開口36及び流出開口38をそれぞれ真ん 中で分割しており、この結果両方の軸線36は、対称的に構成された孔付円板2 3の対象軸線を成している。軸線39に沿って、同様に、上側層35と下側層3 7との間に位置している中間層40にも半径方向の通路42が延びており、これ らの通路42は、流入開口36と流出開口38との直接的な接続部を形成してい る。幾分台形状の通路42は、例えば次のような大きさ、すなわち該通路42が 投影図で見て流入開口36及び流出開口38とちようど合致するような大きさを 有している。4つのすべての通路42は、この実施例では互いに別個に設けられ ている。第2図及び第3図では破線で別の可能なバリエーションが示されており 、これらのバリエーションでは通路42は、種々異なった著しく大きな半径方向 寸法を有しており、この結果この場合通路42は、下側層37の流出開口38を 越えて半径方向外側に向かって大きく延びている(第5図及び第6図参照)。 直径が4〜5mmの場合、孔付円板23は例えば0.5mmの厚さを有してお り、この場合上側及び下側層35,37は例えばそれぞれ0.1mmの厚さを有 し、中間層40は0.3mmの厚さを有している。孔付円板23の寸法設定に対 する具体的な数字並びに明細書におけるその他すべての寸法は、単に本発明の理 解を助けるものに過ぎず、本発明を制限するものではない。すべての図面におけ る孔付円板23の個々の構成の相 対的な寸法もまた、厳密なものではなく、単なる目安である。 既に述べたように流入開口36に対して流出開口38が半径方向においてずら されていることに基づいて、例えば燃料である媒体のS字形の流れ経過が生ぜし められる。孔付円板23の流過範囲を流入開口36と通路42と流出開口38と を含む縦断面図で示す第4図を用いて、原理的な流れ特性について述べる。流れ 経過を特徴付ける矢印は、明らかにS字形を示しており、したがって本発明によ る孔付円板23もまたS字型円板(S-Typ-Scheibe)である。つまり孔付円板2 3は流入開口36から、それぞれ所属の流出開口38まで貫流される。流入開口 36を起点として流れは流入開口36毎に、水平方向に延びる各通路42を通っ て半径方向外側に向かって案内される。そして第4図に示された実施例では、通 路端部に流出開口38が位置している。 半径方向に延びる通路42によって、媒体には半径方向速度成分が与えられる 。流れは短い軸方向の流出貫流部においては、その半径方向速度成分を完全には 失わない。むしろ流れは、流出開口38の、流入開口36側の壁のところで片側 が剥離されて、弁長手方向軸線もしくは中心軸線2に対して角度を成して孔付円 板23から流出する。例えば互いに非対称的に方向付け可能な複数の個別噴流の コンビネーション、つまり 、流入開口36及び流出開口38並びに通路42から成る複数のユニットの相応 な配置及び方向付けによって得ることができる複数の個別噴流のコンビネーショ ンによって、種々様々な量分布を備えた、まったく新しい個別的で複合的な全噴 流形状が可能である。 複数回の衝撃的な強い流れ変向を伴う、孔付円板23内部におけるいわゆる「 S字状変向(S‐Schlag)」によって、流れには、霧化を促進する強い乱流が与 えられる。流れに対して横方向の速度勾配は、これによって特に強く現れる。こ の速度勾配は、流れに対して横方向の速度の変化を表すものであり、この場合流 れの真ん中における速度は、壁の近傍におけるよりも著しく大きい。このような 速度差に基づいて生じる、流体における高められた剪断応力は、流出開口38の 近傍における微細な滴への分解を促進する。流れは流出部において片側で剥離さ れているので、流れは輪郭案内が欠けていることに基づいて、鎮静させられない 。特に高い速度を流体は、剥離された側において有しており、これに対して流出 開口38の側における流体の速度は、流れの接触によって低下する。霧化を促進 する乱流及び剪断応力はこれによって、流出部においても消滅しない。 第5図及び第6図に示された孔付円板23の実施例では、中間層40における 通路42は、流入開口36から流出開口38にまで延びているだけではなく、流 出開口38を越えて孔付円板23の外側の制限部の方向に延びている。通路42 のこの延長部は以下においては通路延長部43(キャビティ)と呼ぶ。流れ案内 の原則並びに噴流形状付与及び霧化に対する影響に対しては、原則的に既に述べ たのと同じことが言える。流出開口38に流入する液体は、十分に通路延長部4 3(キャビティ)のところを擦過し、この通路延長部43において渦流を生ぜし める。渦流と該渦流を生ぜしめる流れとの間における相互作用によって、相互作 用領域における時間的な不安定が生じる。周期的に渦流はその大きさを変化し、 成長時には擦過する流れを押し退ける(相応に渦流が小さくなる場合にはその逆 である)。流出する流れは、これによって周期的にその方向を変位させられ、ひ いては振動させられる。この場合、流出流における振動の振動数及び振幅は、通 路延長部43の形状に、つまり半径方向における深さcと、中間層40の厚さに よって決定される高さhとに依存する。第5図に示された実施例では、例えばc =hであるのに対して、第6図に示された実施例では、通路延長部43の寸法は c=2×hという式で表される。第6図に示された通路延長部43の幾何学形状 によって、二重渦流が生ぜしめられ、この場合両方の渦流は、脈動交換(Impuls austausch)によって相互に作用し合い、逆向きの渦流方向を有している。 個々の流出噴流における振動によって、個別噴流に おいても全噴霧体(Gesamtspray)においても振動パターンが生ぜしめられる。 この振動パターンによって、種々様々な異様な噴流横断面が得られる(例えば方 形、三角形、十字形、円形)。このような振動噴流が存在しないと、このような 横断面形状を得ることはできず、通常は、個別噴流の円形の横断面が生じる傾向 がある。個別噴流もしくは全噴霧体(全噴霧体は、連続的な相互作用における脈 動交換によって生ぜしめられるすべての個別噴流の総和である)の任意のパター ンもしくは横断面は、つまり特に、流体における振動が高振動数を有している場 合に、得ることができる。さらに、方向変化によって噴霧体はより均一に噴流横 断面全体にわたって分配される。これによって噴霧体はより均一になり、吸気管 空気流とより良好に混合して、排ガスを減じる混合物を形成する。 乱流によって生ぜしめられた、流れに対して横方向の横方向脈動によって、特 に、噴出する噴霧体における液滴分配密度は大きな均一性を有することになる。 この結果、液滴の凝集、つまり小さな液滴がまとまって大きな液滴を形成する確 立は低下する。噴霧体中における平均的な液滴直径を有利に減じることによって 、比較的均一な噴霧体分布が得られる。S字状変向によって流体において、小さ な(高振動数の)乱流が生ぜしめられ、この乱流は、噴流を孔付円板23からの 流出直後に相応に細かい液滴に分解させる。乱流に基 づく剪断応力が大きければ大きいほど、流れのベクトルの拡散もまた大きい。剪 断応力は、流体のすべての平面において「混沌とした状態(chaotisches Zustan d)」を生ぜしめるために働き、この結果噴流もしくは噴霧体の所望の拡開が発 生し、この拡開によって、既に述べた種々様々な横断面もしくはパターンを生ぜ しめることができる。 第7図、第8図及び第9図には幾分異なった実施例が示されており、これらの 実施例が、既に述べた実施例と異なっている点は次のことである。すなわち第7 図〜第9図に示された実施例は、3つよりも多くの層を有しており、通路42に 延長部として半径方向においてのみ通路延長部43′を有しているのではない。 第7図には5層の孔付円板23が示されており、この孔付円板23には、既に述 べた3つの層35,37,40の他にさらに2つの別の中間層40′が構成され ている。この2つの付加的な層40′はそれぞれ、中間層40と上側層35もし くは下側層37との間に位置している。流体が流入開口36から流出開口38ま で孔付円板23を貫いて貫流することを保証するために、両方の層40′もまた 相応な開口範囲45を有しており、これらの開口範囲45は、層40に設けられ た通路42への接続部を生ぜしめる。これらの開口範囲45の他に、層40′に はさらにそれぞれ少なくとも1つの通路延長部43′が設けられており、この通 路延長部43′は例えば層40′の軸方向高さを有している。半径方向で見ると 通路延長部43′は、例えば流入開口36と流出開口38との間に位置している 。流体の流れは、この実施例においても通路延長部43′において渦流を生ぜし める。通路42に対して軸方向にずらされて位置している通路延長部43′に加 えて、さらにまた半径方向で通路42に接続する通路延長部43が設けられてい てもよい。 第8図には、4つの層を備えた、つまり1つの付加的な中間層40′を備えた 孔付円板23の変化実施例が示されている。層40′が層40の上に配置されて いるか又は下に配置されているかに応じて、層40′はこの実施例においても開 口範囲45を有しており、第8図の実施例では流出開口38に近接して形成され た開口範囲45を有している。層40′には付加的に通路延長部43′が設けら れており、これらの通路延長部43′は、通路42に対して軸方向にずらされた 室であり、その中において渦流が発生する。層40′における例えば3つの通路 延長部43′は、互いに等しい間隔をおいて又は任意に分配配置されることがで きる。第9図には、孔付円板23の一部が平面図で示されている。この第9図か ら明らかなように、通路延長部43′は孔付円板23の軸方向つまり深さ方向に 形成されているのみならず、通路42の幅を超えて構成されていてもよい。これ によって、通路延長部43 ,43′はすべて3つの方向、つまり長さ、幅及び深さにおいて通路42に形成 可能である。 上に述べたすべての実施例は、第10図に示されているように境界層トリップ トラップ(Grenzschichtstolperfalle)の特徴をもって構成されることができる 。第10図に示された実施例では、孔付円板23は4層に構成されている。上側 層35と下側層37との間には、例えば2つの中間層40,40′が設けられて いる。下側層37に直接続く付加的な中間層40′は次のように、すなわち、通 路42の範囲において流れ方向に対して横方向に例えばシャープな縁部を備えた 直方体の隆起部、つまりトリップトラップ(Stolperfalle)50が延在するよう に、構成されている。もちろん、中間層40にトリップトラップ50を配置する ことも可能であり、このようになっている場合には、トリップトラップ50は上 から通路42内に突入することになる。幾何学形状から、トリップトラップ50 は流入開口36に対して半径方向にずらされて構成されていることが望ましい。 通路42は層35と37との間において、層40においても層40′においても 延在している。 流体の主流は、境界層トリップトラップ50を越えて擦過する。流れとは反対 側の後方のトリップトラップ縁部51において、流れはトリップトラップ50か ら剥離し、トリップトラップ50の下流における突然 の横断面拡大に基づいて、圧力上昇させられる(運動エネルギから圧力エネルギ への変換−ディフューザ効果)。この圧力上昇によって、トリップトラップ50 の後ろで強力な境界層渦流形成が生じる。 トリップトラップ50の後ろにおいては、常に大きくなる渦列(Wirbelschlep pe)が強い横方向脈動をもって発生し、この渦列は、流出開口38のところまで 達する。渦列は、「乱流ストランド」として主流を貫通する。渦列における乱流 は、極めて高振動数であり、かつ大きな振幅を有することができる。振動数と振 幅の調和は、トリップトラップ50の高さと擦過する主流の速度とを介して、つ まりトリップトラップ50の上における通路横断面を介して行われる。 渦列は流過損失を減じることができる。それというのは、渦列においては、乱 流の高い脈動交換が主流に対して横方向に壁に向かって行われるからである。し たがって、主流はトリップトラップ50の後ろにおいて通路42の壁からあまり 剥離する傾向を有しておらず、これによって利用可能な流過横断面をより良好に 使用することができる。もし壁から流れが剥離すると、これにより圧力損失が生 じる。トリップトラップ50は均一な噴霧体を噴射するためにも役立ち、この噴 霧体は極めて細かい液滴に分解し、この場合また同様に、種々様々な噴射パター ンを得ることができる。 上に述べた実施例では各流入/流出開口対36,3 8は、これらの開口36,38の接続部として別体の通路42を有している。こ れに対して第11図及び第12図に示された実施例では、ただ1つのまとまった 通路42′が孔付円板23に設けられている。4つのすべての流入開口36は、 例えば正方形の通路42に開口しており、4つのすべての流出開口38もまた同 様に通路42′から延びている。方形の又は正方形の流出開口38を使用する場 合には、中間層における通路42′の外輪郭は8角形であり、しかしながら各2 つの角隅を接近させることによってほぼ正方形に構成することができる(第11 図参照)。この通路42′は内方に向かっては、中間層40の例えば正方形の材 料島(Materialinsel)53によって制限されている。この内側の材料島53は 横断面において、上側層35において流入開口36の間に生じる範囲とほぼ同じ 大きさを有している。すなわち中間層40は2つの区分、つまり通路42′によ って完全に取り囲まれている材料島53と、同様に通路42′を完全に取り囲む 外側範囲54とから成っている。第12図には孔付円板23が、第11図のXI I−XII線に沿った断面図で示されている。 付加的に生ぜしめられた接続容積によって、主流が擦過するいわゆる「デッド ウォータ領域」が増大する。このようなデッドウォータ領域において、キャビテ ィ原理に基づいて通路延長部43,43′によって主 流の振動が惹起される。相応に、噴流の形状付与及び霧化に対する影響は、通路 延長部43,43′(キャビティ)を備えた既に述べた実施例における場合と同 一である。 流入開口36に対する流出開口38のずれは、既に述べた実施例の場合がそう であるように、必ずしも半径方向に延びている必要はなく、所望の任意の方向に 設けることが可能である。このような別のずれを示すための2つの実施例は、第 13図及び第14図に、孔付円板23の平面図で示されている。図面から明らか なように、この場合流出開口38は流入開口36に対して周方向にずらされてお り、つまり半径方向にずらされた実施例に対して例えば90°だけ回動させられ ている。第13図における孔付円板23の中間層40における通路42′は、例 えば8角形の、しかしながらほぼ正方形の外輪郭を有しており、この場合通路4 2′の壁の角隅は常に流入開口36及び流出開口38の近くに位置している。中 間層40の材料島53は、通路42′を内方に向かって、同様にほぼ正方形の、 しかしながら8つの角隅を有する輪郭で制限している。通路42′の外側及び内 側の制限壁は、例えば互いに45°だけ回動させられて構成されている。これに よって外側範囲54及び材料島53は、互いに平行に延びる壁を有することがな くなる。 第14図及び第15図(第14図のXV−XV線に 沿った断面図)に示された孔付円板23は、特に、角隅を有していない流入開口 36及び流出開口38によって、特徴付けられている。上側層35における流入 開口36は、例えば楕円形の横断面を有しており、これに対して下側層37にお ける流出開口38は、円形に構成されている。内側の材料島53は、例えば正方 形の横断面を有しており、これに対して中間層40における通路42′は外方に 向かって外側範囲54によって円形に制限される。種々異なった製造方法を使用 する場合における孔付円板23の取扱いを改善するために、例えば貫通孔の形を した2つの位置決め受容部56が、外側の制限部の近傍に設けられている。 流入開口36及び流出開口38は、互いに任意に大きなずれをもって配置する ことができる。第13図及び第14図に示された実施例では例えば、既に述べた すべてのその他の実施例におけるよりも、著しく小さなずれしか存在しない。こ のずれの大きさを介して、噴流方向又は乱流度を調和させたり、調節したりする ことができる。 第13図までに示された流入開口36、流出開口38及び通路42,42′は 、常に正方形もしくは長方形の横断面を有している。本発明による方法はしかし ながら、孔付円板23の貫流される幾何学形状のまったく異なった別の横断面を 生ぜしめることが可能である(第14図参照)。例えば丸く面取りされた正方形 、長方形、円形、円形セグメント、楕円形、楕円形セグメント、多角形又は丸く 面取りされた多角形等の横断面が可能である。個々の構造体の壁はこの場合弁長 手方向軸線2に対して平行に延びている。通路42,42′を介して互いに直接 的に接続されている、流入開口36及び流出開口38の種々様々な構成もまた可 能である。適宜な横断面変化は、例えば例えば正方形から長方形及びその逆への 移行、長方形から円及びその逆への移行、楕円形から円及びその逆への移行であ る。 次に第16図〜第21図を参照しながら、孔付円板23を製造するために特に 適した本発明による有利な製造方法を詳しく説明する。なおこの場合図面には、 第1図〜第15図に示された、相応に所望の輪郭を備えた孔付円板23の実施例 が正確に示されているのではなく、単に製造原理を明らかにする配置形式が示さ れているにすぎない。開口もしくは通路の大きさに対する層厚の相対的な寸法は 、特に第16図〜第20図に示された実施例においては、既に述べた実施例とは まったく異なっている。本発明による製造ステップはしかしながら、既に示され たすべての実施例の製造をも可能にするものである。 噴射ノズルの精度及び構造寸法に対する高い要求に基づいて、マイクロ構造化 法(Mikrostrukturierungsverfahren)が、大量生産のために今日益々大きな意 味 を有している。一般に、ノズルもしくは孔付円板内部における流体例えば燃料の 流れのためには、既に述べた流れの内部における乱流形成を促進する経過通路が 必要とされる。さらに、流体例えば燃料の可能な限り効果的な霧化を達成するた めには、流出開口の幅は、数10マイクロメートルの大きさであることが望まし い。本発明によって、フォトリソグラフィ‐ステップ(UV線を用いた深いリソ グラフィ(Tiefenlithographie))及びそれに続くマイクロ電気メッキを順次に 使用することによって、金属製の孔付円板を製造するため方法が提案される。本 発明の方向にとって特徴的なことは次のことである。すなわち本発明による方法 では、大面積の寸法においても構造体の高い精度が保証され、この結果本発明に よる方法は、極めて多くの個品数をもつ大量生産のために理想的に使用可能であ る。1つのウエハに多数の孔付円板23を、本発明による方法ステップを用いて 同時に製造することができる。 方法の出発点は、例えば金属(銅)、ケイ素、ガラス又はセラミックから成る 平らで安定的な保持プレート60である。この保持プレート60の通常の厚さは 、500μm〜2mmの間であり、しかしながらこの厚さは、後続の方法ステッ プに対してなんら影響をもたない。保持プレート60のクリーニング後に、ガラ ス又はケイ素のような非導電性の材料を使用して、ま ず初めに少なくとも1つの補助層61が、保持プレート60に電気メッキにより 被着される。これは例えば電気メッキ開始層61′(例えばCu)であり、この 電気メッキ開始層61′は、後のマイクロ電気メッキのための導電のために必要 になる。電気メッキ開始層61′は、後でエッチングによって孔付円板構造体の 簡単な個別化を可能にするために、犠牲層61としても働くことができる。保持 プレート60が既に例えば銅のような導電性の材料から成っている場合には、電 気メッキ開始層61′を省くことが可能である。銅が犠牲層もしくは電気メッキ 開始層61,61′として使用される場合には、薄い(例えば80nm)クロム 層が補助層61′′として保持プレート60と電気メッキ開始層61′との間に 被着されねばならない。補助層61,61′,61′′(ポリイミドがフォトレ ジストとして使用される場合、典型的にはつまりCrCu又はCrCuCr)の 被着は、例えばスパッタリング又は無電流式の金属析出によって行われる。 保持プレート60のこのような前処理の後で、任意の補助層61,61′,6 2′′にフォトレジスト(フォトラッカ)63が全面的に被着される。これに対 しては、特に3つの異なったバリエーションが提供される: 1. 例えばほぼ100℃での固体レジストのラミネート、 2. 液体レジストのスピン塗布(Aufschleudern)、又は 3. 液体状態におけるポリイミドのスピン塗布。 乾燥後にフォトレジスト63は、すべての3つのバリエーションにおいて固形 の形で存在する。この場合フォトレジスト63の厚さは、後続の電気メッキプロ セスにおいて実現される金属層の厚さ、つまり孔付円板23の下側層37の厚さ に相当することが望ましい。孔付円板23の層の所望の厚さに応じて、典型的に は10〜300μmの間の層厚が望ましい。実現される金属構造体は、フォトリ ソグラフィックのマスク64を用いて、フォトレジスト63において逆につまり 反転した形で転写されることが望ましい。一方では、フォトレジスト63をUV 露光65を用いて、直接マスク64の上に露光する(UV線を用いた深いリソグ ラフィ)、という可能性がある。フォトレジスト63を構造化するためのの別の 可能性としては、フォトレジスト63において、酸化物(例えばSiO2)又は 窒化物を析出する、ということが挙げられる。この場合この酸化物(例えばSi O2)又は窒化物は、フォトリソグラフィク式に構造化されてフォトレジスト6 3の乾式エッチング処理のためのマスクとして働く。さらにまた別の可能性とし てはレーザ除去がある。この場合マスクを装着した後で、爆発的にフォトレジス ト 63の材料が、レーザを用いて除去される。上に述べたこれらの方法ステップは 、第16図において概略的に図示されている。 UV露光されたフォトレジスト63の現像後もしくは上に述べたその他の方法 (乾式エッチング、レーザ除去)の使用後に、マスク64によって所定された構 造がフォトレジスト63に生ぜしめられる(第17図参照)。フォトレジスト6 3におけるこの構造は、孔付円板23の後の層37のためのネガ構造66である 。第18図には、フォトレジスト63に形成されたレジスト溝68を、少なくと もフォトレジスト63の表面に至るまで、電気メッキによって満たした後の構造 が、示されている。つまり電気メッキの方法ステップでは、レジスト溝68にお いて、保持プレート60に金属70が析出される。この金属70は、電気メッキ によってネガ構造66の輪郭に緊密に接触し、この結果所定の輪郭が形状忠実に 、金属において再現される。多層の孔付円板構造を製造するためには、金属70 の金属メッキ層の高さが、フォトレジスト63の高さに相当することが望ましい 。フォトレジスト63は、所望のデザインに応じて、所望の電気メッキ層よりも 高くてもよい。これによってむしろ、電気メッキ層の層厚分布の改善されること がある。析出される材料の選択は、層に対するその都度の要求に依存しており、 この場合特に、機械的な強度、化学的な耐性、溶接可 能性及びその他のファクタが重要である。通常は、Ni、NiCo、NiFe又 はCuが使用される。しかしながらまた、その他の金属及び合金を使用すること も可能である。 孔付円板23の構造を実現するために、補助層61,61′,61′′の選択 的な被着後におけるステップは、所望の層の数に相応して繰り返されねばならな い。第19図から明らかなように、この場合フォトレジスト63′の層は例えば 、孔付円板23の後の中間層40を形成するために働く。ダッシュを付けられた 符号は、繰り返されるプロセスを示すものである。個々の金属層は相前後して析 出され、金属的な固着によって互いに保持される。孔付円板23の層のためには 、種々様々な金属70を使用することができる。 最後に孔付円板23の個別化が行われる。このために犠牲層61がエッチング 除去され、これによって孔付円板23が保持プレート60から持ち上げられる。 この後で金属メッキ開始層61′がエッチングによって除去され、残っているフ ォトレジスト63,63′が金属構造から溶出される。このことは例えば、KO H処理によって又は酸素プラズマによってもしくはポリアミドの場合には溶剤( 例えばアセトン)を用いて可能である。フォトレジスト63,63′を除去する このようなプロセスは、一般に「ストリッピング(strippen)」という上位概念 で知られている。択一的な 解決策として、電気メッキ開始層61′が適宜に選択されている場合には、例え ば磁石を用いて保持プレート60を機械的に解離することも可能である。第20 図には、保持プレート60から解離された3層の孔付円板23が例として示され ており、この場合流入開口36及び流出開口38の高さは通常、より低いものに なる。 第21図には、「S字型」の孔付円板23の別の実施例が示されており、この 孔付円板23は、上に述べた製造形式とは異なった技術によって製造されている 。この新しい技術は、「横方向における過成長(laterales Ueberwachsen)」と いう概念で呼ぶことができる。「横方向における過成長」の方法は次のことを可 能にする。すなわちこの方法によれば、従来の構成では層と呼ばれかつ層であっ た、孔付円板23の互いに接触し合う2つの平面を、1回のステップで電気的な 析出によって構成することができ、しかもこの場合例えば「3層孔付円板」の場 合に第3の電気メッキ作業が不要である。つまり「横方向における過成長」によ って形成された2つの平面は、もはや互いに別個に構成された層ではなく、その 間に境界を有していない、個々の成長という意味でただ1つの層である。 下側層37の製造は、まず初めに、第16図〜第18図に示されたように、公 知の形式で行われる。電気メッキによって析出される金属70が、次いで公知の 形式で、第2の層のフォトレジスト63′の構造の回りに、このフォトレジスト 63′の上縁部に至るまで成長する(第19図)。その後でしかしながら電気メ ッキ層はフォトレジスト63′を越えて成長する。フォトレジスト63′の過成 長は、水平方向及び鉛直方向においてほぼ等しい大きさで行われる。この過成長 は、別の電気メッキ層61′の被着及び第3の電気メッキ層自体の代わりをする 。それというのは、後の孔付円板23の2つの層35,40が1つの電気メッキ 層において生ぜしめられるからである。過成長の高さは次のように、すなわち、 成長する上側層35′において形成される流入開口36がS字型円板に対する要 求に相応するように、つまり流出開口38に対するずれを有するように、調節さ れる。この過成長は早くとも、流出開口38が成長する層35′の材料によって 完全に覆われた時に中断される。つまりこの方法形式では、流出開口38及び通 路42の寸法を設定する、フォトレジスト63,63′の2つの層が回りに成長 させられる。そしてまた、流入開口36の寸法を、構造化された別のラッカ層と してのフォトレジスト63′によって規定することも可能である。このためには フォトレジスト構造63,63′は3つの平面において位置している。フォトレ ジスト63′のこの3つの層は、最後に、流入開口36の規定された構成のため に層35′の横方向における過成長のための「ストッ パ」として働く。 このようにして円形、楕円形又は多角形の流入開口36を得ることができる。 「横方向における過成長」によって、特に、孔付円板23を製造するための時間 が明らかに短縮される。さらに、電気メッキ表面の粗さが減じられる。つまり被 着される層の数と共に、電気メッキ表面の粗さも増大する。例えば電解研磨を用 いたような付加的な平滑処置は、これによって必ずしも必要でなくなる。横方向 における過成長の別の利点としては次のことが挙げられる。すなわちこの場合、 流入開口36を形成するために、非導電性のフォトレジスト63′に新たな電気 メッキ層61′を被着することが不要になる。 第22図〜第33図には、孔付円板23の別の実施例が示されており、これら の実施例については詳しい説明を省略する。なぜならば、これらの実施例におけ る孔付円板23は、「S字型円板」の基本的なすべての特徴を有しており、かつ 単に興味深いデザインもしくは形状を示しているに過ぎないからである。そして 以下に記載の孔付円板の実施例すべては、上に述べた電気メッキ金属析出の製造 方法によって製造することが可能である。 第22図及び第23図に示された孔付円板23は、同様に少なくとも部分的に 、横方向における過成長によって製造されている。この場合上側層35′は少な くとも2つの機能平面、つまり通路42′が延びている平面と、その上に位置し ていて流入開口36を備えた平面とを有している。下側層37は例えば、上側層 35′よりも著しく大きな直径を有している。流入開口36が円形の横断面を有 しているのに対して、4つの流出開口38は、円弧の形で鎌形に配置されている 。上側層35′の下側の平面に位置する通路42′は、流入開口36と同様に円 形に構成されており、そして鎌形の流出開口38の外径よりも幾分大きな直径を 備えている。流体のいわゆるS字状変向は、この配置形式では半径方向外側に向 かって行われる。これによって、良好な霧化特性を備えた半径方向対称的な噴流 パターンが得られる。 第24図には、扁平噴流噴射を可能にする孔付円板23が平面図で示されてい る。上側層35における4つの流入開口36は、方形に構成されている。各流入 開口36には、正確に1つの通路42及び流出開口38が配属されている。流出 開口38は例えば正方形又は方形に構成されている。投影図で見て流入開口36 と流出開口38とを完全にカバーする通路42は、6角形の輪郭を有しており、 この輪郭は、流入開口36及び流出開口38の大きさに相応して変化させること ができる。流入開口36と流出開口38とのずれは、2つの方向における扁平な 噴流パターンを有する良好な調整が行われるように、選択されている。 第24図と同様に、第25図〜第27図には、扁平噴流を生ぜしめることがで きる孔付円板23が平面図で示されている。これらの図面は、簡略化された図面 として孔付円板23の中央部の真ん中の範囲だけを示している。通路42′はそ れぞれ、該通路が1つの流入開口36をすべての流出開口38と接続するように 、構成されている。流体は、中央の方形の流入開口36を通して流入する。流出 開口38は例えば同様に、方形又は正方形の輪郭をもって構成されており、この 場合方形の流出開口38の長手方向延在方向は、流入開口36の長手方向延在方 向に対して平行であっても又は垂直であってもよい。いずれの場合でも、同様に このようなずれに基づいて扁平な噴流が形成される。流入開口36の大きさ、流 出開口38の形状、数及び配置形式のバリエーションによって、噴流の形状付与 をその都度の要求に適合させることができる。 第28図には、個々の開口範囲の幾何学形状及び大きさに関して第24図に示 された孔付円板23に極めて類似した孔付円板23が、示されている。例えば内 燃機関における噴射弁の通常とは異なる取付け位置のような、特別な使用目的の ためには、孔付円板23から流出する扁平噴流だけが望ましいのではなく、弁長 手方向軸線/中心軸線2に対して規定の角度を成した噴射も望ましい(第1図及 び第3図)。このことは、第28図に示された孔付円板23によって可能である 。流入通路36、通路42及び流出開口38の各機能ユニットは、同様にS字状 変向の方向における噴霧体円錐を可能にする。このような4つの機能ユニットが この実施例に設けられている。このような噴霧体円錐もしくは噴流円錐が適当な 形式で形成されると、噴流形成全体をその都度の所与性に適合させることができ る。第28図に示された孔付円板23によって、意図的に2つの方向において噴 射を行うことができ、この場合両方の個別噴流は互いに正確に逆方向に向けられ ているのではない。 第29図及び第30図には、同様に通常とは異なる噴射パターンを生ぜしめる ことができる孔付円板23の中央の噴射範囲が示されている。第29図及び第3 0図に示された孔付円板23は、それぞれ1つの流入通路36と1つの通路42 と1つの流出通路38とを備えた3つの機能ユニットを有している。所望の噴流 形成に応じて、これらの機能ユニットは非対称的にもしくは偏心的に、両方の軸 線39の交点を通って延びる、孔付円板23の中心軸線2の回りに配置されてい る。一見無秩序に見えるこの分配配置形式によって、極めて良好な個別的な噴流 方向を得ることができる。第29図に示された孔付円板では、円セクタ状の輪郭 を備えた各1つの通路42が、円形の流入開口36を鎌形の流出開口38と接続 している。これに対して、第30図に示された孔付円板23における開口範囲は 方形に構成されている。流体は例えば正方形の流入開口36に進入し、次いで6 角形の通路42を通って、方形に構成されている流出開口38まで流れる。2つ の流入開口36に配属された通路42は、例えば次のように延びている。すなわ ちこの場合通路42は、流出開口38の範囲において1つにまとまり、これによ って流体がV字形の流出開口38を介してしか孔付円板23から流出しない。つ まり流入開口36及び流出開口38の数は必ずしも一致している必要はない。 流入開口36と流出開口38とが異なった数で設けられている孔付円板23は 、第31図〜第33図に示されている。第31図に示された実施例から、一貫し て円形の開口範囲を備えた配置形式が明らかである。流体は、上側層35の中央 の円形の流入開口36を介して流入し、そして同様に円形の4つの流出開口38 を介して孔付円板23から流出する。これらの流出開口38は、下側層37にお いて流入開口36の回りに対称的に構成されている。円形の通路42′の大きさ は、該通路42′によってすべての流出開口38が完全にカバーされるように、 選択されている。 第32図に示された孔付円板は、開口範囲を備えた4つの機能ユニットを有し ている。流体は、それぞれの機能ユニットに所属の4つの、つまり全部で16の 鎌形の流入開口36を介して、孔付円板23に流入する。各4つの流入開口36 には、正確に1つの円形の 通路42′が配属されており、この通路42′は例えば、該通路が鎌形の流入開 口36を完全にカバーするような大きさの直径を有している。各機能ユニットに はただ1つの流出開口38だけが形成されており、この流出開口38は円形に構 成されていて、かつ投影図で見て鎌形の流入開口36によって取り囲まれている 。4つの機能ユニットは例えば中心軸線2に対して対称的に、軸線39に位置す るように配置されている。 第33図に示された孔付円板23は、開口範囲の完全に非対称的な配置形式を 有している。中央の配置された流入開口36は、ほぼ半円形の輪郭をもって構成 されており、これに対して明らかに小さい流出開口38は鎌形に、流入開口36 の丸く面取りされた側において下側層37に延在している。流出開口38の数は 、任意に変化させることができ、図示の実施例では、3つの流出開口38が設け られている。円形の通路42′はこの実施例においても、該通路42′によって その他のすべての開口がカバーされるような大きさに構成されている。 上に述べたすべての孔付円板23は、もっぱら噴射弁における使用のために設 けられているのではない。すなわちこれらの孔付円板23は、例えばラッカ塗布 ノズル、吸入器、インキジェットプリンタ又はフリーズドライ法においても使用 することができる。例えば大きな角度を有する微細な噴霧体を生ぜしめるために は、孔付円板23は極めて一般的に適している。マイクロガルバニックを用いて 孔付円板23を製造するための詳細に記載した方法の他に、上に記載の輪郭を有 するS字型円板を製造するためには、例えば放電加工によるキャビティ形成(Se nkerodieren)、ワイヤ放電加工、レーザカッティング、打抜き、金属蒸着、焼 結又はプラスチック射出成形のようなその他の方法も可能である。 したがって第15図には、上に述べたその他の製造方法を明らかにする幾つか の工具が示されている。位置決め受容部56を用いて、個々の金属円板の接合時 に金属円板相互の正確な位置決めが可能である。しかしながら孔付円板23の個 々の層は、接合の前に互いに別個に、例えば打抜き時には打抜きポンチ73を用 いて、もしくは放電加工によるエロージョン時には工具電極74を用いて加工さ れる。本発明による孔付円板のためには金属製の材料を使用する他に、S字型円 板のためにセラミック材料を使用することも可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI F02M 61/16 9429−3G F02M 61/18 360D 61/18 360 7810−2C B41J 3/04 103N (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),BR,CN,JP,K R,RU,US (72)発明者 ハインツ フクス ドイツ連邦共和国 D−70469 シュツッ トガルト ハッテンビュール 15 (72)発明者 ゴットフリート フリーク ドイツ連邦共和国 D−71229 レオンベ ルク ブルクハルデ 52 (72)発明者 ギュンター ダンテス ドイツ連邦共和国 D−71735 エーバー ディンゲン カールシュトラーセ 20 (72)発明者 ギルベルト メールシュ ドイツ連邦共和国 D−70563 シュツッ トガルト シャルシュトラーセ 28 (72)発明者 デートレフ ノヴァーク ドイツ連邦共和国 D−70435 シュツッ トガルト ブレットハイマー ヴェーク 1 (72)発明者 イェルク ハイゼ ドイツ連邦共和国 D−71706 マルクグ レーニンゲン アイヒェンヴェーク 15 (72)発明者 ベアーテ ヴァルツ ドイツ連邦共和国 D−70499 シュツッ トガルト ニールシュタイナー シュトラ ーセ 14 (72)発明者 フランク シャツ ドイツ連邦共和国 D−70806 コルンヴ ェストハイム バーンホーフシュトラーセ 27 【要約の続き】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.孔付円板、特に噴射弁のための孔付円板であって、流体のための完全な貫通 部と、少なくとも1つの流入開口と、少なくとも1つの流出開口とが設けられて おり、流入開口と流出開口とが、一平面への投影図で見ていかなる箇所において も重なり合っておらず、しかも各流入開口が孔付円板の上側層に設けられ、かつ 各流出開口が孔付円板の下側層に設けられている形式のものにおいて、少なくと も1つの別の中間層(40)が、上側層(35)と下側層(37)との間に設け られており、該中間層(40)が少なくとも1つの通路(42,42′)を有し ており、該通路(42,42′)が、流入開口(36)のうちの少なくとも1つ と、流出開口(38)のうちの少なくとも1つとを完全に接続する接続部である ことを特徴とする、孔付円板。 2.少なくとも1つの中間層(40)に、流入開口(36)及び流出開口(38 )の数に相当する数の通路(42)が設けられており、これにより正確に1つの 流入通路(36)が、1つの通路(42)を介して1つの流出開口(38)と接 続されている、請求項1記載の孔付円板。 3.少なくとも1つの中間層(40)に、1つの通路(42′)が設けられてお り、該通路(42′)に すべての流入開口(36)及びすべての流出開口(38)が接続している、請求 項1記載の孔付円板。 4.上側層(35)が複数の流入開口(36)を有し、かつ下側層(37)が複 数の流出開口(38)を有しており、各1つの流入開口(36)が1つの流出開 口(38)に1つの通路(42)を介して接続されている、請求項2記載の孔付 円板。 5.流入開口(36)が孔付円板(23)の中心軸線(2)に対して、流出開口 (38)よりも近くに構成されており、これによって半径方向におけるずれが存 在している、請求項1から4までのいずれか1項記載の孔付円板。 6.少なくとも1つの流入開口(36)が、流出開口(38)のうちの1つとは 異なった開口幅を有している、請求項1から5までのいずれか1項記載の孔付円 板。 7.流入開口(36)と流出開口(38)とが、孔付円板(23)の中心軸線( 2)のまわりに完全に対称的に配置されている、請求項1から6までのいずれか 1項記載の孔付円板。 8.通路(42,42′)がそれぞれ、投影図で見て流入開口(36)と流出開 口(38)とを完全に覆うような大きさを有している、請求項1から7までのい ずれか1項記載の孔付円板。 9.少なくとも1つの通路(42,42′)が少なく とも1つの通路延長部(43,43′)を有しており、該通路延長部(43,4 3′)が、流入開口(36)から流出開口(38)への最短の流れ経路に位置し ない領域である、請求項1から8までのいずれか1項記載の孔付円板。 10.少なくとも1つの通路延長部(43)が、通路(42)と同じ高さを有して いる、請求項9記載の孔付円板。 11.少なくとも1つの通路延長部(43)の高さと幅とが、等しい寸法を有して いる、請求項9記載の孔付円板。 12.孔付円板(23)が4層に構成されており、この場合一方の中間層(40) に少なくとも1つの通路(42,42′)が延びていて、他方の中間層(40′ )に通路延長部(43′)が設けられており、該通路延長部(43′)が、流入 開口(36)から流出開口(38)への最短の流れ経路に位置しない領域である 、請求項1記載の孔付円板。 13.孔付円板(23)が5層に構成されており、この場合中間層(40)のうち の1つに、少なくとも1つの通路(42,42′)が延びていて、他の2つの中 間層(40′)に通路延長部(43′)が設けられており、該通路延長部(43 ′)が、流入開口(36)から流出開口(38)への最短の流れ経路に位置しな い領域である、請求項1記載の孔付円板 。 14.通路延長部(43,43′)が、すべての3つの方向つまり長さと幅と深さ とにおいて、通路(42,42′)を起点として成形可能である、請求項9、1 2及び13のいずれか1項記載の孔付円板。 15.少なくとも1つの中間層(40,40′)に突入するように、少なくとも1 つのトリップトラップ(50)が配置されており、該トリップトラップ(50) によって、通路(42,42′)内を擦過する流れが渦列を形成する、請求項1 から14までのいずれか1項記載の孔付円板。 16.上側層(35)が複数の流入開口(36)を有していて、下側層(37)が 複数の流出開口(38)を有しており、これらの流入開口(36)及び流出開口 (38)がすべて通路(42′)と接続されている、請求項3記載の孔付円板。 17.流入開口(36)と流出開口(38)とが、任意の方向において互いにずら されている、請求項1記載の孔付円板。 18.流入開口(36)の横断面輪郭が、流出開口(38)の横断面輪郭に相当し ている、請求項1から17までのいずれか1項記載の孔付円板。 19.流入開口(36)の横断面輪郭と流出開口(38)の横断面輪郭とが、互い に異なっている、請求項1から17までのいずれか1項記載の孔付円板。 20.流入開口(36)及び流出開口(38)の横断面が、正方形、長方形、丸く 面取りされた正方形、丸く面取りされた長方形、円形、円形セグメント、楕円形 、楕円形セグメント、多角形又は丸く面取りされた多角形である、請求項1記載 の孔付円板。 21.流入開口(36)と流出開口(38)との数が異なっている、請求項1記載 の孔付円板。 22.孔付円板が、電気メッキ金属析出を用いて製造されている、請求項1記載の 孔付円板。 23.少なくとも流入開口(36)と流出開口(38)と通路(42,42′)と が、エロージョンもしくは放電加工(放電加工によるキャビティ掘り下げ、ワイ ヤ放電加工)を用いて製造されている、請求項1記載の孔付円板。 24.少なくとも流入開口(36)と流出開口(38)と通路(42,42′)と が、打抜きを用いて製造されている、請求項1記載の孔付円板。 25.孔付円板が、プラスチック射出成形を用いて製造されている、請求項1記載 の孔付円板。 26.孔付円板が、セラミック材料から製造されている、請求項1記載の孔付円板 。 27.孔付円板、特に請求項1から22までのいずれか1項記載の孔付円板を製造 する方法であって、電気メッキ金属析出によって孔付円板(23)の複数の層( 35,37,40,40′)を連続的に構成す ることを特徴とする、孔付円板を製造する方法。 28.第1の方法ステップにおいて支持プレート(60)に、保持プレート(60 )に、該保持プレート(60)の材料が導電性でない場合に、次の方法ステップ を実施するために必要な少なくとも1つの補助層(61,61′,61′′)を 被着し、その後でフォトレジスト(63)を被着し、次いでフォトレジスト(6 3)の所望の構造化を行い、これによってフォトレジスト(63)に、孔付円板 (23)の後の層(37)のためのネガ構造(66)を生ぜしめ、次いでマイク ロ電気メッキを行い、この際にフォトレジスト(63)のネガ構造(66)に生 じているレジスト溝(68)を電気メッキによって金属(70)で満たし、その 後で孔付円板(23)の層(35,37,40,40′)の所望の数に応じて、 前記方法ステップを繰り返し、最後に孔付円板(23)を個別化して、フォトレ ジスト(63)を金属構造から解離する、請求項27記載の方法。 29.補助層(61)として電気メッキ開始層(61′)を被着する、請求項28 記載の方法。 30.フォトレジスト(63)の被着を、固体レジストのラミネーティングとして 行う、請求項28記載の方法。 31.フォトレジスト(63)の被着を、液体レジストのスピン塗布として行う、 請求項28記載の方法。 32.フォトレジスト(63)の被着を、液体状態のポリイミドのスピン塗布とし て行う、請求項28記載の方法。 33.フォトレジスト(63)の構造化を、マスク(64)を介したUV露光(6 5)と次いで行われる現像とを用いて行う、請求項28記載の方法。 34.フォトレジスト(63)の構造化を、フォトリソグラフィック式に構造化さ れてフォトレジスト(63)の乾式エッチングプロセスのためのマスクとして働 く、酸化物又は窒化物の析出によって行う、請求項28記載の方法。 35.フォトレジスト(63)の構造化を、レーザを用いた除去によって行う、請 求項28記載の方法。 36.孔付円板(23)の、2つの平面を有する少なくとも1つの層(35,35 ′,40,40′)を、電気メッキステップにおいて製造し、この際に金属(7 0)をフォトレジスト(63′)を越えて水平方向及び鉛直方向において成長さ せる、請求項28記載の方法。
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