JP7110994B2

JP7110994B2 - 耐食性装置

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Publication number: JP7110994B2
Application number: JP2019003979A
Authority: JP
Inventors: 勇二斎藤
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-03-15
Filing date: 2019-01-14
Publication date: 2022-08-02
Anticipated expiration: 2039-01-14
Also published as: JP2019163759A

Description

この明細書における開示は、耐食性装置に関する。

特許文献１に記載されている内燃機関用の燃料噴射弁は、燃料を噴射する噴孔が形成された金属製のノズルを備える。そして、ノズルの腐食を抑制するべく、ノズルの表面にメッキを施す旨が特許文献１に記載されている。

実開昭５１－７２６１８号公報

しかしながら、ノズルのうち高い応力が生じる部分（高応力部）にメッキを設けると、メッキにクラックが生じ、十分な耐食性を確保できなくなることが懸念される。つまり、高応力部についてはメッキにより耐食性を確保することが困難である。

開示される１つの目的は、高応力部に施されたメッキ層にクラックが生じることを抑制して、耐食性を十分に確保できるようにした耐食性装置を提供することである。

上記目的を達成するため、開示された１つの態様は、金属製の基材（７１）にメッキ層（７２）が施された第１部材（７０）と、
第１部材のうちメッキ層が施されている部分に押し付けられる第２部材（８０）と、
を備え、
第２部材と第１部材は相対移動するような構成ではなく第２部材が第１部材に押し付けられた状態で係止されて保持される構成であり、
第２部材が第１部材に押し付けられることにより第１部材に生じる応力を押付応力とし、
押付応力によりメッキ層に破損が生じる確率を破損確率とし、
メッキ層の弾性率と破損確率との関係を表す特性線（Ｌ１、Ｌ２）の傾きであって、弾性率が所定量減少することに対する破損確率の増大量の割合を特性傾きとし、
特性線に現れる変化点であって、弾性率が徐々に減少すると特性傾きが所定未満から所定以上に変化する点を特性変化点（Ｐ１、Ｐ２）とし、
特性変化点での弾性率を特性変化弾性率（Ｅ１、Ｅ２）とし、
メッキ層は、少なくともクロム成分を含み、かつ、弾性率が特性変化弾性率より大きくなるように施されている耐食性装置とされる。

メッキの材質にクロムを用いた場合、メッキの弾性率を十分に大きくすれば、高応力部に施されたメッキであってもクラックが生じにくくなる。この点に着目した上記耐食性装置によれば、メッキ層は、少なくともクロム成分を含み、かつ、弾性率が特性変化弾性率より大きくなるように施されている。そのため、第１部材のうち第２部材が押し付けられて高応力になっている部分（高応力部）に施されたメッキ層にクラックが生じることを抑制して、メッキ層による耐食性を十分に確保できるようになる。

尚、上記括弧内の参照番号は、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、技術的範囲を何ら制限するものではない。

第１実施形態に係る燃料噴射弁が内燃機関に搭載された状態を示す断面図。図１を模式的に示す断面図であって、図３のＩＩ－ＩＩ線における断面図。図２のＩＩＩ矢視図。メッキ層の押込弾性率と、破損確率および非破損確率との関係を表す特性線を示す試験結果。比較例に係る燃料噴射弁のノズルボデーを示す断面図であって、基材に応力が生じたことに起因してメッキ層にクラックが生じた状態を示す図。比較例に係る燃料噴射弁のノズルボデーを示す断面図であって、メッキ層にクラックが生じたことに起因して基材が腐食した状態を示す図。比較例に係る燃料噴射弁のノズルボデーおよびリテーニングナットを示す断面図であって、基材が腐食した状態を示す図。第１実施形態に係る燃料噴射弁のノズルボデーおよびリテーニングナットを示す断面図であって、基材がメッキ層に保護されて腐食しない状態を示す図。第２実施形態に係る燃料噴射弁を模式的に示す断面図。第３実施形態に係る燃料噴射弁において、ノズルボデーを示す断面図であり、図中の下段は、上段に示すメッキ層の一点鎖線部分を拡大した図である。押込弾性率および空孔率と、押付応力との関係を示す図である。

以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。

（第１実施形態）
本実施形態に係る耐食性装置は、図１に示す燃料噴射弁１０である。燃料噴射弁１０は、車両に搭載された燃焼システムに設けられている。具体的には、燃焼システムを構成する内燃機関１が備えるシリンダヘッド２に、燃料噴射弁１０は取り付けられている。燃料噴射弁１０は、コモンレールから供給される高圧燃料を、噴孔３９から燃焼室１ａへ向けて直接的に噴射する。

燃料噴射弁１０は、弁ボデー２０、ノズルニードル５０、電磁制御弁４０および可動プレート６０を備える。弁ボデー２０は、インジェクタボデー２１、流路形成部材２２、ノズルボデー７０、およびシリンダ２３等の複数の金属部材を、リテーニングナット８０で組み合わせることによって構成されている。

リテーニングナット８０は金属製であり、燃料噴射弁１０の軸方向に延びる円筒形状である。リテーニングナット８０の内周面のうち、軸方向の一端には雌ねじ部８０Ｎが形成され、他端にはナット係止部８０ａが形成されている。ノズルボデー７０の係止部であるボデー係止部７０ａをナット係止部８０ａが係止した状態で、インジェクタボデー２１の外周面に形成された雄ねじ部２１Ｎにリテーニングナット８０の雌ねじ部８０Ｎが締結されている。これにより、インジェクタボデー２１、流路形成部材２２およびノズルボデー７０は、互いに軸方向に押し付けられた状態で保持されている。

燃料噴射弁１０は、シリンダヘッド２の挿入穴２ａに挿入され、弁ボデー２０の先端に形成されている噴孔３９が燃焼室１ａに露出している。インジェクタボデー２１の係合部２１ａには、クランプ部材３の一端が係合している。クランプ部材３の他端はシリンダヘッド２にねじ等で固定されている。リテーニングナット８０の当接部８０ｂは、シリンダヘッド２のうち挿入穴２ａ内部に位置する当接部２ｂに当接する。この当接により、燃料噴射弁１０が軸方向のうち燃焼室１ａの側へ移動することが規制される。換言すれば、燃料噴射弁１０は、シリンダヘッド２の当接部２ｂとクランプ部材３との間で挟み込まれた状態で、シリンダヘッド２の挿入穴２ａに取り付けられている。

弁ボデー２０の内部には、高圧燃料通路３１、流入流路３２、流出流路３３、制御室３５、および低圧室３８が設けられている。

高圧燃料通路３１は、インジェクタボデー２１、流路形成部材２２、およびノズルボデー７０に亘って形成されており、図示しないコモンレールから供給される高圧燃料を、噴孔３９へ流通させる。

流入流路３２は、流路形成部材２２にて高圧燃料通路３１から分岐されており、高圧燃料通路３１と制御室３５とを連通させている。流入流路３２は、高圧燃料通路３１を流通する高圧燃料の一部を制御室３５に流入させる。流出流路３３は、制御室３５と低圧室３８とを連通させて、制御室３５から燃料を流出させる。

制御室３５は、流路形成部材２２、シリンダ２３、およびノズルニードル５０等によって区画された空間である。制御室３５は、ノズルニードル５０を挟んで噴孔３９の反対側に位置している。制御室３５には、流入流路３２を通じて供給された燃料が充填されている。制御室３５の燃料圧力は、流入流路３２を通じた燃料の流入と、流出流路３３を通じた燃料の流出とにより、変動する。

低圧室３８は、インジェクタボデー２１に設けられた収容空間である。低圧室３８には、電磁制御弁４０が収容されている。低圧室３８には、流出流路３３を通じて排出された余剰燃料が流入し、低圧室３８は、制御室３５よりも低圧な燃料によって満たされている。

ノズルニードル５０は、金属材料により円柱形に形成されている。ノズルニードル５０は、制御室３５の燃料圧力の変動により、軸方向に沿って弁ボデー２０に対し相対変位し、噴孔３９の開閉を行う。ノズルニードル５０の噴孔３９側の先端は円錐形に形成されている。ノズルニードル５０は、ノズルボデー７０に収容されており、高圧燃料通路３１を通じて供給された高圧燃料から噴孔３９を開く方向（以下、「開弁方向」）の力を受ける。ノズルニードル５０は、ニードルスプリング５３の付勢力により、シリンダ２３に対して噴孔３９を閉じる方向（以下、「閉弁方向」）へ付勢されている。

電磁制御弁４０は、低圧室３８に収容されて流出流路３３を開閉する制御弁体４２、および駆動電流に基づいて制御弁体４２を変位させる駆動部４１を有する。駆動部４１への電力供給が無い場合、制御弁体４２は、閉弁作動して制御室３５から低圧室３８への燃料流出を中断させる。一方、駆動部４１への電力供給が有る場合、制御弁体４２は、開弁作動して制御室３５から低圧室３８への燃料流出を可能にする。

可動プレート６０は、金属材料によって円盤状に形成されている。可動プレート６０は、制御室３５に配置され、ノズルニードル５０の軸方向に沿って往復変位することで、流出流路３３を開閉する。制御弁体４２によって流出流路３３が開弁状態とされると、制御室３５の燃料は、流出流路３３から低圧室３８に排出される。

以下、図２および図３を用いて、ノズルボデー７０の構造を詳述する。

先述した通り、リテーニングナット８０とノズルボデー７０とを係止させた状態で、インジェクタボデー２１とリテーニングナット８０はねじ締結されている。これにより、インジェクタボデー２１、流路形成部材２２およびノズルボデー７０は、互いに軸方向に押し付けられている。このように、ボデー係止部７０ａはナット係止部８０ａに押し付けられた状態になっており、この押し付けられる力（押付力）は、雌ねじ部８０Ｎと雄ねじ部２１Ｎとのねじ締結によって軸方向に付与されている。なお、ノズルボデー７０が第１部材に相当し、リテーニングナット８０が第２部材に相当する。

ノズルボデー７０は、基材７１およびメッキ層７２を有し、基材７１の外表面にメッキ層７２が施されることでノズルボデー７０は形成されている。基材７１の材質は鉄系金属である。メッキ層７２は、クロムを主成分とした硬質クロムメッキである。メッキ層７２は、ノズルボデー７０の外面のうち、噴孔３９が形成されている部分からボデー係止部７０ａにかけての全体の範囲、つまり、ボデー係止部７０ａと、軸方向においてボデー係止部７０ａより噴孔側の全体の部分に設けられている。換言すれば、ノズルボデー７０の外面のうち、噴孔３９が形成されている部分からリテーニングナット８０に押し付けられる部分にかけての範囲に、メッキ層７２が施されている。なお、噴孔３９の内部および基材７１の内面にはメッキは施されていない。

メッキ層７２のうち挿入穴２ａの内周面との間には隙間ＣＬ１が形成されている。また、リテーニングナット８０のナット係止部８０ａの内周面とメッキ層７２との間にも隙間ＣＬ２が形成されている。ボデー係止部７０ａを形成する部分のメッキ層７２の表面７２ａは、ナット係止部８０ａに接触して、先述した押付力により押し付けられている。この表面７２ａは、軸方向に対して垂直に拡がる形状、かつ、中心軸線周りに環状に拡がる形状である。

次に、基材７１にメッキ層７２を形成する製造手順を説明する。先ず、基材７１のうちメッキ層７２を形成させたい部分を除く部分にマスキング処理を施す（マスキング工程）。また、溶融クロムによるサージェント浴を準備するとともに、溶融クロムの温度である浴温を目標温度にする（浴温調整工程）。次に、温度調整されたサージェント浴に基材７１を浸漬させ、基材７１を陰極に電気接続する（浸漬工程）。次に、陽極および陰極に通電することで、基材７１表面のうちマスキング処理されていない部分に溶融クロムを析出させる（通電工程）。

ここで、メッキ層７２には析出過程で生じる微細クラックや空孔等の微小傷が存在する。この種の微小傷が生じる度合は、通電工程におけるメッキの析出速度を調整することで調整可能である。その析出速度は、浴温調整工程での浴温、および通電工程での通電に係る電流値を調整することで調整可能である。そして、この析出速度を調整することで、メッキ層７２の弾性率が調整され得る。

この弾性率は、国際標準化機構（ＩＳＯ）１４５７７で定義されている押込弾性率である。すなわち、メッキ層７２に圧子を押し込んで荷重を付与させて、メッキ層７２を変形させ、その後、荷重を除去して変形を復元させる際の、荷重除去量と復元量とを計測する。そして、このように計測された荷重除去量を復元量で除算して得られる比率を押込弾性率と定義する。メッキ層７２のうち圧子と接触して押し込まれた部分は、圧子の形状に倣って塑性変形する。メッキ層７２のうち圧子と接触する部分の周囲の部分は、弾性変形する。上記計測に用いられる圧子の具体例としては、国際標準化機構（ＩＳＯ）１４５７７で定義されているバーコビッチ型やビッカース圧子が挙げられる。また、上記押込弾性率は、メッキのボアソン比が０．３、圧子のボアソン比が０．０７０、圧子の弾性率が１．１４×１０^６Ｎ／ｍｍ^２、といった条件で計測される値である。

メッキ層７２の押込弾性率は、１．６×１０^５Ｎ／ｍｍ^２より大きく設定されている（図４参照）。その技術的意義について、以下、図４～図８を用いて説明する。

図５中の矢印に示すように、ボデー係止部７０ａの基材７１は、先述した押付力により生じる内部応力（押付応力）で変形し得る。また、先述したクランプ部材３による押付力によっても変形し得る。そして、ボデー係止部７０ａのメッキ層７２ｘが、基材７１の変形に追従して弾性変形できずに、図５に示す如く、メッキ層７２ｘにクラック７２ｈが生じている。このクラック７２ｈが、表面７２ａから基材７１までメッキ層７２ｘを貫通させている場合、表面７２ａに付着している水分Ｗがクラック７２ｈに侵入し、基材７１に到達し得る。そうすると、図６に示す如く、基材７１が腐食して、腐食によるボイド７１ｈが生じ得る。

図５および図６は、メッキ層７２ｘのうちリテーニングナット８０に当接する部分にクラック７２ｈが生じた例を示す。これに対し図７は、メッキ層７２ｘのうちリテーニングナット８０に当接しない部分、かつ基材７１が直角に折れ曲がる形状の部分（折曲部７０ｂ）にクラックが生じた例を示す。図７の場合も図５および図６と同様にして、折曲部７０ｂに生じる内部応力で基材７１が変形し、その変形に追従してメッキ層７２ｘが弾性変形できずに、メッキ層７２ｘにクラック７２ｈが生じている。そして、水分Ｗがクラック７２ｈに侵入して基材７１に到達した結果、基材７１が腐食してボイド７１ｈが生じている。

特に、燃焼室１ａには燃焼に伴い生じる水分が存在し、その水分には窒素化合物や硫黄化合物等の酸性成分が含まれている。そのため、上記水分が隙間ＣＬ１、ＣＬ２を通じて折曲部７０ｂやボデー係止部７０ａに到達すると、上述の腐食が進行しやすい。そして、上述の如く基材７１にボイド７１ｈが生じると、ノズルボデー７０が強度低下して破損することが懸念される。

そこで本実施形態では、メッキ層７２ｘにクラック７２ｈが生じることの抑制を図るべく、メッキ層７２の弾性率を十分に大きく形成している。その結果、メッキ層７２が基材７１の変形に追従して十分に弾性変形できるようになるので、図８に示すように、メッキ層７２にクラックが生じず、基材７１の腐食も生じない。

図１に示す燃料噴射弁１０では、上記押付応力が１１００ＭＰａである。この場合、メッキ層７２の押込弾性率が１．６×１０^５Ｎ／ｍｍ^２より大きければ、以下に説明する破損確率を十分に低くすることができる。破損確率とは、押付応力によりメッキ層７２にクラック等の破損が生じる確率のことである。また、非破損確率とは、押付応力によりメッキ層７２にクラック等の破損が生じない確率のことであり、例えば破損確率が３０％の場合とは非破損確率が７０％の場合と同義である。

図４中の実線は、メッキ層７２の押込弾性率と破損確率との関係を表す特性線Ｌ１、Ｌ２である。特性線Ｌ１は、押付応力が１１００ＭＰａである場合の特性線であり、図中の白丸に示す試験結果から導き出される。特性線Ｌ２は、押付応力が８００ＭＰａである場合の特性線であり、図中の黒丸に示す試験結果から導き出される。図４に示すように、押込弾性率が大きいほど、破損確率は低くなる。但し、後述する変化点Ｐ１、Ｐ２での押込弾性率よりも大きくしても、破損確率はあまり低下しなくなる。

特性線Ｌ１、Ｌ２の傾きであって、押込弾性率を所定量減少させることに対する破損確率の増大量の割合を特性傾きとする。特性線Ｌ１、Ｌ２に現れる変化点であって、押込弾性率を徐々に減少させていくと特性傾きが所定未満から所定以上に変化する点を特性変化点Ｐ１、Ｐ２とする。特性変化点Ｐ１、Ｐ２での押込弾性率を特性変化弾性率Ｅ１、Ｅ２とする。

本実施形態に係る燃料噴射弁１０では、押付応力が１１００ＭＰａであるため、特性線Ｌ１にしたがってメッキ層７２の押込弾性率が１．６×１０^５Ｎ／ｍｍ^２より大きく設定されている。これに対し、例えば押付応力が８００ＭＰａである燃料噴射弁の場合には、特性線Ｌ２にしたがってメッキ層７２の押込弾性率が１．２×１０^５Ｎ／ｍｍ^２より大きく設定されていることが望ましい。そして、このような押込弾性率となるように、浴温および電流値を調整してメッキの析出速度を調整している。また、メッキ層７２の膜厚が０．１μｍ以上１０μｍ未満となるように調整している。

以上により、本実施形態によれば、メッキ層７２は、少なくともクロム成分を含み、かつ、押込弾性率が特性変化弾性率Ｅ１より大きくなるように施されている。そのため、ノズルボデー７０（第１部材）のうちリテーニングナット８０（第２部材）が押し付けられて高応力になっている部分（高応力部）に施されたメッキ層７２にクラック７２ｈが生じることを抑制できる。これにより、メッキ層７２による耐食性を十分に確保できるようになる。

さらに本実施形態では、内燃機関１を有する燃焼システムに搭載される燃料噴射弁１０であって、ノズルボデー７０が内燃機関１の排気に晒されるように燃焼システムに搭載される。そのため、窒素化合物や硫黄化合物等の酸性成分が含まれた水分Ｗがノズルボデー７０に付着する状況であるため、ノズルボデー７０の耐食性に対する要求が高い。よって、上述した「耐食性を十分に確保できるようになる」といった効果が好適に発揮される。

さらに本実施形態では、第１部材および第２部材は、内燃機関１の燃焼室１ａへ燃料を噴射する燃料噴射弁１０に備えられたものである。そして、特性線Ｌ１、Ｌ２を特定する条件としての押付応力は、燃料噴射弁１０が燃焼システムに搭載された状態で生じる大きさである。このように、燃料噴射弁１０では大きな押付応力が作用するとともに、耐食性に対する要求も高いので、上述した「耐食性を十分に確保できるようになる」といった効果が好適に発揮される。

さらに本実施形態では、燃料噴射弁１０が燃焼システムに搭載された状態で生じる押付応力が１１００ＭＰａであり、その場合の特性線Ｌ１における特性変化弾性率は１．６×１０^５Ｎ／ｍｍ^２である。そこで本実施形態では、弾性率が１．６×１０^５Ｎ／ｍｍ^２より大きくなるように設定されているので、メッキ層７２にクラック７２ｈが生じることを抑制できる。

さらに本実施形態では、ノズルボデー７０のうち、噴孔３９が形成されている部分からリテーニングナット８０に押し付けられる部分にかけての範囲に、メッキ層７２が施されている。この範囲は排気に晒される部分であるため、酸性成分が含まれた水分Ｗが付着し得る。よって、上述した「耐食性を十分に確保できるようになる」といった効果が好適に発揮される。

さらに本実施形態では、メッキ層７２の膜厚が０．１μｍ以上１０μｍ未満である。そのため、膜厚が過剰に薄いことにより耐食性および耐摩耗性が不十分になることを抑制できる。例えば、本実施形態に反してメッキ層７２の膜厚が０．１μｍ未満である場合には、クラック７２ｈが生じていないにも拘らずメッキ層７２に存在する空隙を通じて水分Ｗが基材７１に到達することが懸念される。これに対し本実施形態では、メッキ層７２の膜厚が０．１μｍ以上であるため、上記懸念を低減できる。また、メッキ層７２の膜厚が１０μｍ未満であるため、膜厚が過剰に厚いことによりメッキの析出時間が必要以上に長くなることを回避できる。

（第２実施形態）
上記第１実施形態では、リテーニングナット８０の表面にはメッキ層が形成されていないのに対し、本実施形態では、リテーニングナット８０の表面にもメッキ層が施されている。以下の説明では、ノズルボデー７０が有する基材７１およびメッキ層７２を第１基材および第１メッキ層と記載し、リテーニングナット８０が有する基材およびメッキ層を第２基材および第２メッキ層と記載する。

図９に示すように、本実施形態に係るリテーニングナット８０は、金属製の第２基材８１と、その第２基材８１に施された第２メッキ層８２とを有する。第２メッキ層８２は、第２基材８１のうちノズルボデー７０に押し付けられる部分に少なくとも施されている。つまり、第２メッキ層８２は第１メッキ層に押し付けられる。第２メッキ層８２は、上述した第１メッキ層に押し付けられる部分の全体に施されることに加え、隙間ＣＬ２を形成する部分の全体、シリンダヘッド２に当接する部分の全体、および第２基材８１の外周面の部分の一部にも施されている。

第２メッキ層８２の材質および膜厚は第１メッキ層と同一である。また、第２メッキ層８２の製造方法についても第１メッキ層と同じであり、メッキの析出速度を調整することで、第２メッキ層８２の弾性率が調整され得る。

図５の矢印に示す押付応力と同様にして、リテーニングナット８０がノズルボデー７０に押し付けられることによりリテーニングナット８０にも内部応力が生じる。この内部応力のうち、ナット係止部８０ａに生じる応力を第２押付応力とする。第２押付応力により第２メッキ層８２に破損が生じる確率を第２破損確率とする。第２メッキ層８２の弾性率である第２弾性率と第２破損確率との関係を表す第２特性線は、図４に示す特性線Ｌ１、Ｌ２（第１特性線）と同一である。

したがって、第２特性線の傾きであって、第２弾性率を所定量減少させることに対する第２破損確率の増大量の割合である第２特性傾きは、第１特性線の特性傾き（第１特性傾き）と同一である。また、第２特性線に現れる変化点であって、第２弾性率を徐々に減少させていくと第２特性傾きが所定未満から所定以上に変化する点である第２特性変化点も、第１特性線に現れる特性変化点Ｐ１、Ｐ２（第１特性変化点）と同一である。そして、第２特性変化点での第２弾性率を第２特性変化弾性率とし、第２メッキ層８２は、第２弾性率が第２特性変化弾性率より大きくなるように施されている。

以上により、本実施形態によれば、第２メッキ層８２は、少なくともクロム成分を含み、かつ、第２押込弾性率が第２特性変化弾性率より大きくなるように施されている。そのため、リテーニングナット８０（第２部材）のうちノズルボデー７０（第１部材）が押し付けられて高応力になっている部分（高応力部）に施された第２メッキ層８２にクラックが生じることを抑制できる。これにより、第２メッキ層８２による耐食性を十分に確保できるようになる。

また、リテーニングナット８０のうちシリンダヘッド２が押し付けられて高応力になっている部分に施された第２メッキ層８２についても、その応力に起因してクラックが生じることを抑制できる。

（第３実施形態）
本実施形態に係る燃料噴射弁１０も上記第１実施形態と同様にして、ボデー係止部７０ａの基材７１に生じる内部応力（押付応力）は１１００ＭＰａである。そして、本実施形態に係るメッキ層７２は、少なくともクロム成分を含み、かつ、押込弾性率が１．６×１０^５Ｎ／ｍｍ^２より大きいことに加えて、以下に詳述する空孔率が０．５％以下となるように施されている。

図１０に示されるように、メッキ層７２には無数の空孔７２Ｌ、７２Ｓが存在する。小さい空孔７２Ｓについてはメッキ層７２の耐食性に殆ど影響を及ぼさないが、大きい空孔７２Ｌについては、その占積率が大きいほどメッキ層７２の耐食性を低下させる。上記「大きい空孔７２Ｌ」とは、メッキ層７２の任意断面に現れる空孔７２Ｌ、７２Ｓのうち０．００１μｍ^２以上の大きさの空孔のことである。上記「空孔率」とは、上記任意断面の単位面積当りに存在する大きい空孔７２Ｌの割合のことである。

これらの空孔７２Ｌ、７２Ｓは、メッキ層７２を形成する製造手順において、先述した析出過程で生じると考えられる。大きい空孔７２Ｌが生じる度合は、通電工程におけるメッキの析出速度を調整することで調整可能である。その析出速度は、浴温調整工程での浴温、および通電工程での通電に係る電流値を調整することで調整可能である。そして、この析出速度を調整することで、空孔率が調整され得る。

以上により、本実施形態によれば、空孔率が０．５％以下となるようにメッキ層７２が施されているので、メッキ層７２による耐食性をより一層向上できる。

（他の実施形態）
以上、本開示の複数の実施形態について説明したが、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態および変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。

上記第１実施形態では、燃料噴射弁１０が燃焼システムに搭載された状態で生じる押付応力が１１００ＭＰａであるが、例えば、上記押付応力が８００ＭＰａであってもよい。その場合の特性線Ｌ２における特性変化弾性率は１．２×１０^５Ｎ／ｍｍ^２である（図４参照）。したがって、上記押付応力が８００ＭＰａである場合には、メッキ層７２の弾性率が１．２×１０^５Ｎ／ｍｍ^２より大きくなるように設定されていることが望ましい。

また、押付応力が８００ＭＰａである場合において、メッキ層７２は、少なくともクロム成分を含み、かつ、押込弾性率が１．２×１０^５Ｎ／ｍｍ^２より大きいことに加えて、空孔率が１．０％以下となるように施されていることが望ましい。

図１１の左側に示す縦軸は、特性変化点における押込弾性率（特性変化弾性率）を示す。図示されるように、押付応力の大きい燃料噴射弁１０であるほど、特性変化弾性率は大きい値になる。換言すれば、押付応力を変数ｘとし、特性変化弾性率を変数ｙ１とした場合、ｙ１＝ｆ１（ｘ）で表される関数ｆ１は、変数ｘが大きいほど変数ｙ１が大きくなる一次関数となる。一次関数ｆ１の傾きは４００／３、切片は４００００／３である。このような一次関数ｆ１で特定される特性変化弾性率より大きい弾性率となるようにメッキ層７２を形成することが望ましい。

図１１の右側に示す縦軸は、非破損確率９０％時の空孔率を示す。図示されるように、押付応力の大きい燃料噴射弁１０であるほど、非破損確率９０％時の空孔率は小さい値になる。換言すれば、押付応力を変数ｘとし、非破損確率９０％時の空孔率を変数ｙ２とした場合、ｙ２＝ｆ２（ｘ）で表される関数ｆ２は、変数ｘが大きいほど変数ｙ２が小さくなる一次関数となる。一次関数ｆ２の傾きは－１／６００、切片は７／３である。このような一次関数ｆ２で特定される空孔率を上限とし、その上限値よりも小さい空孔率となるようにメッキ層７２を形成することが望ましい。

上記第１実施形態では、メッキ層７２の弾性率は、メッキ層７２に荷重を付与させて変形させ、その後、荷重を除去して変形を復元させる際の、荷重除去量と復元量の比率である。これに対し、メッキ層７２の弾性率は、メッキ層７２に荷重を付与させて変形させる際の、荷重付与量と変形量の比率であってもよい。また、国際標準化機構（ＩＳＯ）１４５７７で定義される押込弾性率に限られるものではない。

耐食性装置が適用される燃焼システムは、内燃機関１の排気の一部を還流ガスとして吸気に混入させる排気還流機構を有するものであってもよい。そして、耐食性装置に備えられる第１部材が還流ガスに晒されるように配置されている場合、耐腐食性を向上できるといった上記効果が好適に発揮される。

１内燃機関、１０燃料噴射弁（耐食性装置）、１ａ燃焼室、３９噴孔、７０第１部材、７１基材、７２メッキ層、８０第２部材、８１第２基材、８２第２メッキ層、Ｅ１、Ｅ２特性変化弾性率、Ｌ１、Ｌ２特性線、Ｐ１、Ｐ２特性変化点。

Claims

金属製の基材（７１）にメッキ層（７２）が施された第１部材（７０）と、
前記第１部材のうち前記メッキ層が施されている部分に押し付けられる第２部材（８０）と、
を備え、
前記第２部材と前記第１部材は相対移動するような構成ではなく前記第２部材が前記第１部材に押し付けられた状態で係止されて保持される構成であり、
前記第２部材が前記第１部材に押し付けられることにより前記第１部材に生じる応力を押付応力とし、
前記押付応力により前記メッキ層に破損が生じる確率を破損確率とし、
前記メッキ層の弾性率と前記破損確率との関係を表す特性線（Ｌ１、Ｌ２）の傾きであって、前記弾性率が所定量減少することに対する前記破損確率の増大量の割合を特性傾きとし、
前記特性線に現れる変化点であって、前記弾性率が徐々に減少すると前記特性傾きが所定未満から所定以上に変化する点を特性変化点（Ｐ１、Ｐ２）とし、
前記特性変化点での前記弾性率を特性変化弾性率（Ｅ１、Ｅ２）とし、
前記メッキ層は、少なくともクロム成分を含み、かつ、前記弾性率が前記特性変化弾性率より大きくなるように施されている耐食性装置。
前記押付応力が１１００ＭＰａである場合の前記特性線に基づき、前記特性変化弾性率が１．６×１０^５Ｎ／ｍｍ^２以上に設定されている請求項１に記載の耐食性装置。
前記メッキ層の任意断面に現れる空孔のうち０．００１μｍ^２以上の大きさの空孔が、前記任意断面の単位面積当りに存在する割合を空孔率とし、
前記メッキ層は、空孔率が０．５％以下となるように施されている請求項２に記載の耐食性装置。
前記押付応力が８００ＭＰａである場合の前記特性線に基づき、前記特性変化弾性率が１．２×１０^５Ｎ／ｍｍ^２以上に設定されている請求項１に記載の耐食性装置。
前記メッキ層の任意断面に現れる空孔のうち０．００１μｍ^２以上の大きさの空孔が、前記任意断面の単位面積当りに存在する割合を空孔率とし、
前記メッキ層は、空孔率が１．０％以下となるように施されている請求項４に記載の耐食性装置。
前記弾性率は、前記押付応力を変数とした一次関数で特定される前記特性変化弾性率より大きく、
前記特性変化弾性率を特定する一次関数の傾きが４００／３、切片が４００００／３である請求項１～５のいずれか１つに記載の耐食性装置。
前記メッキ層の任意断面に現れる空孔のうち０．００１μｍ^２以上の大きさの空孔が、前記任意断面の単位面積当りに存在する割合を空孔率とし、
前記空孔率は、前記押付応力を変数とした一次関数で特定される上限値より小さく、
前記上限値を特定する一次関数の傾きが－１／６００、切片が７／３である請求項１～６のいずれか１つに記載の耐食性装置。
内燃機関（１）を有する燃焼システムに搭載される耐食性装置であって、
前記第１部材が内燃機関の排気に晒されるように前記燃焼システムに搭載される請求項１～７のいずれか１つに記載の耐食性装置。
前記第１部材および前記第２部材は、前記内燃機関の燃焼室（１ａ）へ燃料を噴射する燃料噴射弁（１０）に備えられており、
前記特性線を特定する条件としての前記押付応力は、前記燃料噴射弁が前記燃焼システムに搭載された状態で生じる大きさである請求項８に記載の耐食性装置。
前記第１部材には、前記燃焼室へ燃料を噴射する噴孔（３９）が形成されており、
前記第１部材の外面のうち、前記噴孔が形成されている部分から前記第２部材に押し付けられる部分にかけての範囲に、前記メッキ層が施されている請求項９に記載の耐食性装置。
前記メッキ層の膜厚が０．１μｍ以上１０μｍ未満である請求項１～１０のいずれか１つに記載の耐食性装置。
前記第２部材は、前記メッキ層に押し付けられる第２メッキ層（８２）、および前記第２メッキ層が施される金属製の第２基材（８１）を有し、
前記第２部材が前記第１部材に押し付けられることにより前記第２部材に生じる応力を第２押付応力とし、
前記第２押付応力により前記第２メッキ層に破損が生じる確率を第２破損確率とし、
前記第２メッキ層の弾性率である第２弾性率と前記第２破損確率との関係を表す第２特性線の傾きであって、前記第２弾性率が所定量減少することに対する前記第２破損確率の増大量の割合を第２特性傾きとし、
前記第２特性線に現れる変化点であって、前記第２弾性率が徐々に減少すると前記第２特性傾きが所定未満から所定以上に変化する点を第２特性変化点とし、
前記第２特性変化点での前記第２弾性率を第２特性変化弾性率とし、
前記第２メッキ層は、前記第２弾性率が前記第２特性変化弾性率より大きくなるように施されている請求項１～１１のいずれか１つに記載の耐食性装置。