JP2011052606A

JP2011052606A - フューエルデリバリパイプ及びその製造方法

Info

Publication number: JP2011052606A
Application number: JP2009202683A
Authority: JP
Inventors: Eiji Isogai; 英二磯貝
Original assignee: Otics Corp
Current assignee: Otics Corp
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2011-03-17
Also published as: US8176898B2; US20110048380A1

Abstract

【課題】本発明は、機械的強度が高く、めっきの前処理が不要となるフューエルデリバリパイプとその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明のフューエルデリバリパイプ１００は、内燃機関が有する気筒の燃料噴射弁に燃料を供給するフューエルデリバリパイプ１００であって、機械構造用炭素鋼材から形成されたパイプ本体１０２を有し、前記パイプ本体１０２の内面にめっき皮膜１２７が形成されている、フューエルデリバリパイプ１００。
【選択図】図２

Description

本発明は、フューエルデリバリパイプ及びその製造方法に関する。

内燃機関が有する複数の気筒の燃料噴射弁に燃料を分配して供給する車載用のフューエルデリバリパイプとして、例えば、下記特許文献１のものが知られている。このフューエルデリバリパイプは、アルミダイキャストにより製造されたものである。

特開平９−１１２３７５号公報

しかし、従来のフューエルデリバリパイプは機械的強度が低いため、機械的強度が高いフューエルデリバリパイプが望まれている。また、高濃度アルコール含有燃料は、アルミニウムと直接反応（ドライコロージョン）を起こして腐食を生じさせるという問題が指摘されていた。さらに、高濃度アルコール燃料に限られず、ガソリンとアルコールとの混合燃料でもドライコロージョンが発生しえることも確認された。そのため、従来のフューエルデリバリパイプの内面には耐アルコール腐食用のめっきを施す必要があり、めっきを施すために亜鉛置換法という前処理が必要となる。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、機械的強度が高く、めっきの前処理が不要となるフューエルデリバリパイプとその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のフューエルデリバリパイプは、内燃機関が有する気筒の燃料噴射弁に燃料を供給するフューエルデリバリパイプであって、機械構造用炭素鋼材から形成されたパイプ本体を有し、前記パイプ本体の内面にめっき皮膜が形成されている。

この構成によれば、パイプ本体が機械構造用炭素鋼材からなるから、フューエルデリバリパイプの機械的強度を高くすることができる。また、パイプ本体が機械構造用炭素鋼材からなるから、従来のフューエルデリバリパイプようなめっきの前処理が不要となる。そして、パイプ本体の内面にめっき皮膜を形成することで、アルコールによる腐食を防止することができる。

前記パイプ本体の外面にめっき皮膜が形成されているほうが好ましい。
この構成によれば、パイプ本体の外面もめっき皮膜により覆われているので、パイプ本体の腐食を防止できる。

前記パイプ本体には前記パイプ本体に連結される連結部品と連結する連結部が備えられ、前記連結部品と前記連結部との間が前記めっき皮膜によりシールされていることが好ましい。
この構成によれば、連結部に連結部品を組み付けた状態でめっき処理を行うと、連結部と連結部品との接触部分に形成される隙間はめっきにより埋められシールされる。そのため、Ｏリング等で連結部と連結部品との接触部分に形成される隙間をシールすることなく部品間のシール性能を確保することができる。

前記めっき皮膜の膜厚は、１０μｍ以上の厚さを有することが好ましい。
この構成によれば、めっき皮膜の膜厚が１０μｍ以上の厚さを有するので、フューエルデリバリパイプの外面が塩害により腐食されることを防止できる。

本発明の内燃機関が有する気筒の燃料噴射弁に燃料を供給するフューエルデリバリパイプの製造方法は、機械構造用炭素鋼材を鍛造した後、焼入れ及び焼き戻しをしてパイプ本体を製造する本体製造工程と、前記本体製造工程の後、前記パイプ本体の内外面にめっき処理を行うめっき処理工程と、を含む。

上記構成によれば、機械構造用炭素鋼材を鍛造した後、焼入れ及び焼き戻しをすると、機械構造用炭素鋼材の靭性が高くなり、硬度も高くなる。そのため、機械的強度が高いフューエルデリバリパイプを製造することができる。また、パイプ本体が機械構造用炭素鋼材からできているから、めっき処理を行う際に従来のフューエルデリバリパイプのような前処理が不要となる。

また、前記パイプ本体は、前記パイプ本体に連結される連結部品と連結する連結部を有し、前記めっき処理工程では、前記パイプ本体と、前記連結部品と、を組み付けた状態でめっき処理を行うほうが好ましい。

パイプ本体と連結部品とを個々にめっき処理した後に組み付けを行うと、連結部と連結部品との接触部分のめっきが剥がれ、アルコール含有燃料による腐食が発生する可能性がある。
しかし、上記構成によれば、パイプ本体に連結部品を組み付けた状態でめっき処理を行うと、連結部と連結部品との接触部分に形成される隙間はめっきにより埋められシールされる。そのため、アルコール含有燃料による腐食の発生を防止することができる。また、Ｏリング等で連結部と連結部品との接触部分に形成される隙間をシールすることなく部品間のシール性能を確保することもできる。

本発明によれば、機械的強度が高く、めっきの前処理が不要となるフューエルデリバリパイプとその製造方法を提供することが可能になる。

本実施形態における燃料供給装置の構成を示す斜視図フューエルデリバリパイプの構成を示す断面図パイプ本体と連結部品とを組み付けた状態を示す断面図

（自動車における燃料供給装置の構成）
図１は、本実施形態における燃料供給装置の構成を示す説明図である。燃料供給装置は、自動車１０の車体２０に装備され、燃料タンク４０からエンジン３００に燃料を供給する。燃料供給装置は、燃料供給ポンプ２３０と、フィルタ２１０と、圧力調整装置２２０と、燃料移送管Ｐ１と、燃料供給管Ｐ２と、燃料帰還管Ｐ３と、フューエルデリバリパイプ１００とを備えている。

燃料供給ポンプ２３０は、燃料タンク４０の内部の燃料を加圧する。加圧された燃料は、燃料移送管Ｐ１によって燃料タンク４０からエンジン３００の近傍に移送される。移送された燃料は、フィルタ２１０によって濾過され、燃料供給管Ｐ２により圧力調整装置２２０を介してフューエルデリバリパイプ１００に供給される。フューエルデリバリパイプ１００に供給される際の圧力は、圧力調整装置２２０によって一定の圧力に調整されている。圧力調整装置２２０によりフューエルデリバリパイプ１００に供給された燃料はエンジン３００へ供給され、フューエルデリバリパイプ１００に供給されなかった燃料は燃料帰還管Ｐ３を通って、燃料タンク４０内に戻される。

燃料は、高濃度アルコール含有燃料、又はガソリンとアルコールとの混合燃料である。アルコールは、たとえばメタノール、エタノール、ブタノールおよびプロパノールが利用可能である。

（フューエルデリバリパイプの構成）
図２は、本実施形態のフューエルデリバリパイプ１００の構成を示す説明図である。フューエルデリバリパイプ１００は、後述するハウジング１０２（本発明のパイプ本体）と、ハウジング１０２に連結される第１連結部品１０３、及び第２連結部品１２３とを備える。

ハウジング１０２は、全体として長尺状の形状を有し、ハウジング１０２の内部には一端が閉じられ、他端が開かれた円筒形の燃料供給路１２１が形成されている。燃料供給路１２１の他端には第１連結部品１０３が嵌入（食い込み）可能となる第１嵌入部１２５（本発明の連結部）が形成されている。

また、燃料供給路１２１の他端寄りの位置には、燃料注入路１２４が形成されている。燃料注入路１２４は、燃料供給路１２１と連通して燃料供給管１２１の他端側の方向に向かって斜めに延びている。燃料注入路１２４の一端側は燃料供給管１２１と連通しており、燃料注入路１２４の他端側には第２連結部品１２３が嵌入可能となる第２嵌入部１２６（本発明の連結部）が形成されている。

さらに、ハウジング１０２の外周部にはエンジン３００の図示しない燃料噴射弁が装着可能な複数（例えば４つ）の燃料噴射弁取付部１２２が形成されている。

第１連結部品１０３は、図示しない圧力センサを備えて、燃料供給路１２１の他端を閉塞するように、第１嵌入部１２５に嵌入して配置される。第２連結部品１２３は、燃料供給管Ｐ２（図１参照）とハウジング１０２とを繋げる部品であり、第２嵌入部１２６に嵌入して配置される。この構成により、燃料注入路１２４から注入された燃料は燃料供給管１２１に流し込まれ、燃料噴射弁から噴射されるようになっている。

ハウジング１０２、第１連結部品１０３、及び第２連結部品１２３は、たとえば機械構造用炭素鋼材Ｓ４５Ｃを鍛造することによって製造されている。
ハウジング１０２の内外面、第１連結部品１０３の露出した部分、及び、第２連結部品１２３の露出した部分には、ニッケル-リン合金のめっき皮膜１２７が形成されている。

図３は、パイプ本体１０２に、第１連結部品１０３、及び第２連結部品１２３を組み付けた構成を示す断面図である。第１連結部品１０３及びパイプ本体１０２との嵌合面、並びに第２連結部品１２３及びパイプ本体１０２との嵌合面の両方とも、めっき皮膜１２７によりシールされているから、Ｏリングなどのシール部材が備わっていない構成となっている。

次に、本実施形態のフューエルデリバリパイプ１００の製造方法の一例を説明する。本実施形態のフューエルデリバリパイプ１００の製造方法は、本体製造工程と、めっき処理工程とを含む。

（本体製造工程）
丸棒の形状をした機械構造用炭素鋼材を鍛造した後、焼入れ及び焼き戻してハウジング１０２を製造する。
この際、機械構造用炭素鋼材を鍛造した後に、焼入れ焼き戻しを行う。すると、ハウジング１０２の靭性が高くなる。特に、機械構造用炭素鋼材に占める炭素の含有量を０．３ｗｔ％以上にすることで、焼入れ焼き戻しの効果を享受できる。なお、焼入れ焼き戻しを行った後のハウジング１０２のビッカース硬さは、２３０〜２９０ＨＶである。

（めっき処理工程）
次に、ハウジング１０２に第１連結部品１０３、及び第２連結部品１２３を組み付けた状態でニッケルリンめっきを行う。
具体的には、第１連結部品１０３を第１嵌入部１２５に、及び第２連結部品１２３を第２嵌入部１２６に嵌入させて、ハウジング１０２に第１連結部品１０３、及び第２連結部品１２３を組み付ける。そして、第１連結部品１０３、及び第２連結部品１２３を組み付けたハウジング１０２をめっき浴の中に浸して、無電解によりニッケルリンめっき処理を行う。

この際、部品同士の組付部分（ハウジング１０２と第１連結部品１０３との組付部分、及びハウジング１０２と第２連結部品１２３との組付部分）にもめっきがされるので、組付部分に形成される隙間はめっきにより埋められてシールされる。

以上のように本実施形態によれば、機械構造用炭素鋼材を鍛造した後、焼入れ及び焼き戻しているので、機械構造用炭素鋼材は靭性が高くなり、硬度も高くなる。そのため、機械的強度の高いフューエルデリバリパイプ１００を製造することができる。

具体的には、比較例として、肉厚が２ｍｍ以上確保されているアルミダイキャスト材（ＡＤＣ１０）で製造されたフューエルデリバリパイプと、本実施形態の方法により機械構造用炭素鋼材（Ｓ４５Ｃ）で製造された同形状のフューエルデリバリパイプとを用意する。

ＡＤＣ１０で製造されたフューエルデリバリパイプでは２ＭＰａの負荷を加えた後に２２ＭＰａの負荷を加える動作を１サイクルとする交番試験において８８０万サイクルでフューエルデリバリパルプに亀裂が入ったが、本実施形態の方法によりＳ４５Ｃで製造したフューエルデリバリパイプでは、０ＭＰａの負荷を加えた後に５０ＭＰａの負荷を加える動作を１サイクルとする交番試験において１０００万サイクル繰り返してもフューエルデリバリパルプに亀裂が入らないことが証明された。

また、ハウジング１０２と第１連結部品１０３、並びにハウジング１０２と第２連結部品１２３を組み付けた状態でめっき処理が行われるので、ハウジング１０２と第１連結部品１０３との接触部分に形成される隙間、並びにハウジング１０２と第２連結部品１２３との接触部分に形成される隙間はめっきにより埋められてシールされる。そのため、Ｏリング等で接触部分に形成される隙間をシールすることなく部品間のシール性能を確保することができる。また、ハウジング１０２をアルミニウムで製造したときのような、めっき処理の前処理がなく、製造することができる。

さらに、ハウジング１０２の内外面がめっき皮膜１２７により覆われているから、内面に対してはアルコールによる腐食を防止することができ、外面に対しては塩害による腐食を防止できる。
特に、めっき皮膜１２７の膜厚が１０μｍ以上の厚さを有していれば、フューエルデリバリパイプの外面は塩害による腐食を確実に防止できることを発明者によって見出された。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。

（１）本実施形態では、めっき処理として無電解のニッケルリンめっきを用いたが、この方法に限定されるものではない。例えば、電解めっきでも構わないし、めっきの材料も耐アルコール腐食性のものであれば構わない。

（２）本実施形態では、ハウジング１０２に第１連結部品１０３及び第２連結部品１２３を組み付けた後にめっき処理を行っているが、この方法に限定されるものではない。例えば、予め各々の部品について、めっき処理を行った後に、各部品を組み付けてもよい。ただし、本実施形態の場合には、部品同士の組付部分にシール部材を用いる必要がなくなるという効果がある。

１００…フューエルデリバリパイプ
１０２…ハウジング（パイプ本体）
１０３…第１連結部品（連結部品）
１２１…燃料供給路
１２２…燃料噴射弁取付部
１２３…第２連結部品（連結部品）
１２４…燃料注入路
１２５…第１嵌入部（連結部）
１２６…第２嵌入部（連結部）
１２７…めっき皮膜

Claims

内燃機関が有する気筒の燃料噴射弁に燃料を供給するフューエルデリバリパイプであって、
機械構造用炭素鋼材から形成されたパイプ本体を有し、
前記パイプ本体の内面にめっき皮膜が形成されている、フューエルデリバリパイプ。
前記パイプ本体の外面にめっき皮膜が形成されている、請求項１に記載のフューエルデリバリパイプ。
前記パイプ本体には前記パイプ本体に連結される連結部品と連結する連結部が備えられ、前記連結部品と前記連結部との間が前記めっき皮膜によりシールされている、請求項１又は２に記載のフューエルデリバリパイプ。
前記めっき皮膜の膜厚は、１０μｍ以上の厚さを有する、請求項１ないし３のいずれか一項に記載のフューエルデリバリパイプ。
内燃機関が有する気筒の燃料噴射弁に燃料を供給するフューエルデリバリパイプの製造方法であって、
機械構造用炭素鋼材を鍛造した後、焼入れ及び焼き戻しをしてパイプ本体を製造する本体製造工程と、
前記本体製造工程の後、前記パイプ本体の内外面にめっき処理を行うめっき処理工程を含む、フューエルデリバリパイプの製造方法。
前記パイプ本体は、前記パイプ本体に連結される連結部品と連結する連結部を有し、
前記めっき処理工程では、前記パイプ本体と、前記連結部品と、を組み付けた状態でめっき処理を行う、請求項５に記載のフューエルデリバリパイプの製造方法。