(57)【要約】【課題】フューエルデリバリパイプにおいて、耐食性やコスト、環境負荷、生産性の少なくとも一つを改善する表面処理方法を提供する。【解決手段】本発明は、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フューエルデリバリパイプを提供する。このフューエルデリバリパイプは、アルミニウム合金で形成され、燃料噴射弁に燃料を分配するフューエルデリバリパイプ本体と、フューエルデリバリパイプ本体と燃料噴射弁との接続をＯリングを用いて封止するシール部と、を備える。フューエルデリバリパイプ本体は、陽極酸化皮膜を有する。【選択図】図２
2010071191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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フューエルデリバリパイプであって、
アルミニウム合金で形成され、前記燃料噴射弁に燃料を分配するフューエルデリバリパイプ本体と、
前記フューエルデリバリパイプ本体と前記燃料噴射弁との接続をＯリングを用いて封止するシール部と、
を備え、
前記フューエルデリバリパイプ本体は、陽極酸化皮膜を有するフューエルデリバリパイプ。
【請求項２】
請求項１記載のフューエルデリバリパイプであって、
前記陽極酸化皮膜は、表面粗さが０．６Ｒａ以下であるフューエルデリバリパイプ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のフューエルデリバリパイプであって、
前記陽極酸化皮膜は、前記フューエルデリバリパイプ本体の全体において１μｍ以上の厚さを有し、前記シール部において７μｍ以下の厚さを有するフューエルデリバリパイプ。
【請求項４】
請求項１または２に記載のフューエルデリバリパイプであって、
前記陽極酸化皮膜は、前記フューエルデリバリパイプ本体の全体において２μｍ以上の厚さを有し、前記シール部において７μｍ以下の厚さを有するフューエルデリバリパイプ。
【請求項５】
内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置であって、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載のフューエルデリバリパイプと、
前記フューエルデリバリパイプにアルコールを含むアルコール燃料を供給する燃料タンクと、
を備える燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フューエルデリバリパイプの表面処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
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フューエルデリバリパイプにおいては、燃料の酸化作用に耐えるために鉛等を含み環境負荷の大きなニッケルリンめっき等の表面処理が行われている。一方、環境への配慮に応じて、内燃機関に多様な燃料を使用することが要請され、表面処理に対する耐食性の要求が高まっている。
【０００３】
しかしながら、フューエルデリバリパイプの表面処理においては、ニッケルめっき以外の表面処理方法については十分な検討がなされていなかった。
【特許文献１】特開２００７−２３９０２５公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上述のような事情に基づいて完成されたものであって、フューエルデリバリパイプにおいて、耐食性やコスト、環境負荷、生産性の少なくとも一つを改善する表面処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
[適用例１]
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フューエルデリバリパイプであって、
アルミニウム合金で形成され、前記燃料噴射弁に燃料を分配するフューエルデリバリパイプ本体と、
前記フューエルデリバリパイプ本体と前記燃料噴射弁との接続をＯリングを用いて封止するシール部と、
を備え、
前記フューエルデリバリパイプ本体は、陽極酸化皮膜を有するフューエルデリバリパイプ。
【０００６】
適用例１のフューエルデリバリパイプは、一般的に行われているニッケルリンめっき等（鉛等を含み環境負荷が大きく生産コストも高い）の表面処理ではなく、簡易な陽極酸化皮膜によってＯリングの組み付け並びにドライコロージョン対策を含む耐食性を実現している。なお、燃料噴射弁は、広い意味を有し、各気筒と燃料噴射弁とが配管で接続されている場合には、その配管をも含む。
【０００７】
[適用例２]
適用例１のフューエルデリバリパイプであって、
前記陽極酸化皮膜は、表面粗さが０．６Ｒａ以下であるフューエルデリバリパイプ。
【０００８】
適用例２のフューエルデリバリパイプは、表面粗さが０．６Ｒａ以下なので、Ｏリングの組み付けや封止性能に実質的に悪影響を与えないで、簡易に耐食性を実現することができる。
【０００９】
[適用例３]
適用例１または２のフューエルデリバリパイプであって、
前記陽極酸化皮膜は、前記フューエルデリバリパイプ本体の全体において１μｍ以上の厚さを有し、前記シール部において７μｍ以下の厚さを有するフューエルデリバリパイプ。
【００１０】
適用例３のフューエルデリバリパイプでは、陽極酸化処理層が１μｍ以上７μｍ以下の厚さを有するので、アルコールを含有するアルコール燃料に対する耐蝕性を維持しかつＯリングの組み付けを十分に可能とすることができる。
【００１１】
[適用例４]
適用例１または２のフューエルデリバリパイプであって、
前記陽極酸化皮膜は、前記フューエルデリバリパイプ本体の全体において２μｍ以上の厚さを有し、前記シール部において７μｍ以下の厚さを有するフューエルデリバリパイプ。
【００１２】
適用例４のフューエルデリバリパイプでは、陽極酸化処理層が２μｍ以上の厚さを有するので、１０％以上のアルコールを含有する高濃度アルコール燃料に対する耐食性（耐ドライコロージョンを含む）を維持することができる。
【００１３】
なお、本発明は、上記以外の種々の形態で実現可能であり、たとえばフューエルデリバリパイプの製造方法やフューエルデリバリパイプを有する燃料供給装置、このような燃料供給装置を備える内燃機関などの形態で実現することが可能である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フューエルデリバリパイプにおいて、耐食性やコスト、環境負荷、生産性の少なくとも一つを改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．自動車における燃料供給装置の構成：
Ｂ．実施例のフューエルデリバリパイプの構成：
Ｃ．変形例：
【００１６】
Ａ．自動車における燃料供給装置の構成：
図１は、本発明の実施例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、燃料移送管Ｐ１と、燃料供給管Ｐ２と、燃料帰還管Ｐ３と、フィルタ２１０と、圧力調整装置２２０とを備えている。
【００１７】
燃料供給ポンプ２３０は、燃料タンク４０の内部に配置され、燃料を加圧する。加圧された燃料は、燃料移送管Ｐ１によって車体２０の後部に配置された燃料タンク４０から車体２０の前部に配置されたエンジン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、圧力調整装置２２０と燃料供給管Ｐ２と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。フューエルデリバリパイプ１００の主要部分は、本実施例では、後述するようにアルミダイキャストで製造されている。
【００１８】
燃料は、本実施例では、アルコールを含むアルコール燃料やガソリンである。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。アルコール燃料は、アルミニウムとの直接反応（ドライコロージョン）を起こして腐食を生じさせるので、特に優れた耐食性が望まれる。
【００１９】
Ｂ．実施例のフューエルデリバリパイプの構成：
図２は、実施例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、内部に断面が円形の燃料供給路１２１を備えたハウジング１０２と、ハウジング１０２の端部に装着され燃料供給路１２１の端部を閉塞するプラグ１０３と、を備えている。ハウジング１０２は、たとえばアルミニウム材を鋳造することによって製造されている。なお、本実施例では、ハウジング１０２が特許請求の範囲における「フューエルデリバリパイプ本体」に相当する。
【００２０】
ハウジング１０２は、長尺状の形状を有し、その外周部にはエンジンの燃料噴射弁３１０が装着可能な複数の燃料噴射弁取付部１２２が形成されている。一方、ハウジング１０２のプラグ１０３が装着された側の反対側に位置する端部には、燃料供給路１２１内に燃料を導入するインレット１２３が形成されている。インレット１２３には、燃料供給管Ｐ２（図１）が取り付けられる。
【００２１】
ハウジング１０２の表面（燃料供給路１２１等の内面を含む）には、陽極酸化処理によって陽極酸化皮膜が形成されている。陽極酸化皮膜は、加工対象（本実施例では、ハウジング１０２）を陽極として、電気化学的に反応させて形成された多孔質酸化皮膜を封孔処理して生成された皮膜である。
【００２２】
図３は、燃料噴射弁３１０が燃料噴射弁取付部１２２に装着（挿入）される様子を示す拡大図である。図４は、燃料噴射弁３１０が燃料噴射弁取付部１２２に装着された状態を示す拡大図である。燃料噴射弁３１０は、燃料噴射弁取付部１２２に内嵌される挿入部３１１と、挿入部３１１に形成された溝３１３と、溝３１３に嵌着されたＯリング３１２とを備えている。
【００２３】
燃料噴射弁３１０は、図３に示されるように、燃料噴射弁取付部１２２の内部に形成された燃料供給口の内表面１２２ｓに沿って、Ｏリング３１２を摺動させつつ挿入部３１１を燃料噴射弁取付部１２２の内部に挿入させることによって組み付けられる。燃料噴射弁３１０の組み付けにおいては、内表面１２２ｓの表面粗さが過度に大きいと、いわゆる「かじり」と呼ばれるＯリング３１２の損傷を発生させる原因となる。一方、内表面１２２ｓの内径は、Ｏリング３１２のつぶし量の決定要因となるので、封止性能（封止圧力）にも影響を与える。なお、本実施例では、内表面１２２ｓとＯリング３１２とが特許請求の範囲における「シール部」に相当する。
【００２４】
このようなシール構造においては、多孔質酸化皮膜（陽極酸化皮膜）は、陽極酸化処理に伴うビルドアップ（盛り上り）や大きな表面粗さの問題を有しているので、Ｏリング等のシール構造を構成する表面には使用できないということが出願時の技術常識であった。特に、表面粗さが大きくなると、Ｏリングの組み付け時の摩擦力が過大となって、Ｏリングの組み付けが困難となるという問題が発明者によって予測された。一方、ビルドアップに起因する内表面１２２ｓの内径の変化は、封止性能（封止圧力）にも影響を与えることも予測された。
【００２５】
しかし、本願発明者は、多孔質酸化皮膜の厚さを調整することによって、シール構造に実質的な悪影響を与えることなく、簡易に高い耐食性を実現できることを見出した。具体的には、陽極酸化皮膜は、表面粗さを０．６Ｒａ以下に制限すれば、Ｏリングの組み付けに実質的に悪影響を与えないことが発明者によって見出された。
【００２６】
さらに、陽極酸化皮膜の膜厚の観点からは、膜厚を１μｍ以上で７μｍ以下の範囲とすれば、アルコールを含有するアルコール燃料に対する耐蝕性を維持し、かつＯリングの組み付けが十分に可能であることが発明者によって見出された。さらに、膜厚を２μｍ以上とすれば、１０％以上のアルコールを含有する高濃度アルコール燃料に対する耐食性（耐ドライコロージョンを含む）を維持できることが発明者によって見出された。ただし、膜厚と表面粗さの尺度は、組み合わせて考慮しても良いし、単独で考慮しても良い。
【００２７】
このような膜厚を実現する陽極酸化処理は、たとえば膜厚が最も薄くなる領域たとえば、電気分解が起こりにくい領域である燃料供給路１２１の中央部分１０２ｃ（図２）の膜厚が２μｍ以上となるような表面処理を行うことによって、少なくとも燃料供給口の内表面１２２ｓの膜厚を７μｍ以下とすることができることが発明者によって見出された。さらに、ハウジング１０２の形状を工夫することによって燃料供給口の内表面１２２ｓを含む他の部位の全体の膜厚を７μｍ以下とすることができることも発明者によって見出された。
【００２８】
このように、本実施例では、鉛等を含み環境負荷が大きく生産コストも高いニッケルリンめっき等の表面処理ではなく、簡易な陽極酸化皮膜によってＯリングの組み付け並びにドライコロージョン対策を含む耐食性を実現している。このような解決方法は、発明者によるＯリングの組み付け並びにドライコロージョンを想定した耐食性の観点から定量的に分析と実験を行うことによって実現されたものである。
【００２９】
なお、本実施例では、陽極酸化処理の内容や膜厚の計測方法は、以下のＪＩＳ規格によるものとする。
ＪＩＳ  Ｈ  ８６０１（アルミニウム及びアルミニウム合金の陽極酸化皮膜）、ＪＩＳ  Ｈ  ８６０２（アルミニウム及びアルミニウム合金の陽極酸化塗装複合皮膜）
ＪＩＳ  Ｈ  ８６０３（アルミニウム及びアルミニウム合金の硬質陽極酸化皮膜）
ＪＩＳ  Ｈ  ８６８０−１（アルミニウム及びアルミニウム合金の陽極酸化皮膜厚さ試験方法）
【００３０】
また、本実施例では、燃料噴射弁３１０が燃料噴射弁取付部１２２に直接接続されているが、たとえば燃料噴射弁３１０に接続された配管（図示せず）が燃料噴射弁取付部１２２に装着されるような構成としても良い。
【００３１】
Ｃ．変形例：
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、本発明はこのような実施の形態になんら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において種々なる態様での実施が可能である。特に、上記各実施例における構成要素中の独立請求項に記載された要素以外の要素は、付加的な要素なので適宜省略可能である。
【００３２】
上述の実施例において、上述の利点や効果の各々の全てが本願発明の必須の構成要件につながるものではなく、本願発明は、上述の利点や効果の各々を簡易に実現させる設計自由度を与えるものであって、少なくとも一つの利点あるいは効果を実現させるものであれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例における燃料供給装置の構成を示す説明図。
【図２】実施例のフューエルデリバリパイプ１００の構成を示す説明図。
【図３】燃料噴射弁３１０が燃料噴射弁取付部１２２に装着（挿入）される様子を示す拡大図。
【図４】燃料噴射弁３１０が燃料噴射弁取付部１２２に装着された状態を示す拡大図。
【符号の説明】
【００３４】
１０…自動車
２０…車体
４０…燃料タンク
１００…フューエルデリバリパイプ
１０２…ハウジング
１０２ｃ…中央部分
１０３…プラグ
１２１…燃料供給路
１２２…燃料噴射弁取付部
１２２ｓ…内表面
１２３…インレット
２１０…フィルタ
２２０…圧力調整装置
２３０…燃料供給ポンプ
３００…エンジン
３１０…燃料噴射弁
３１１…挿入部
３１２…Ｏリング
３１３…溝
Ｐ１…燃料移送管
Ｐ２…燃料供給管
Ｐ３…燃料帰還管
【図１】
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【図２】
2010071191.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010071191.tif 000006