(57)【要約】【課題】内燃機関の燃焼室の内部に臨設される燃料噴射ノズルの軸方向先端部に形成された噴孔の内面に無電解鍍金処理によって耐腐食性被膜を形成することができる燃料噴射ノズルの被膜処理方法を提供する。【解決手段】内燃機関の燃焼室の内部に臨設される燃料噴射ノズル１００の軸方向先端部に形成された噴孔１０８の内面に無電解鍍金処理によって耐腐食性被膜１１７を形成する際に、燃料噴射ノズル１００の軸方向を鉛直方向と一致させながら、軸方向先端部を鍍金液１１５に浸漬させる浸漬工程Ｓ１０１と、燃料噴射ノズル１００の軸方向を鉛直方向と一致させながら、軸方向先端部を鍍金液１１５から浮上させる浮上工程Ｓ１０２と、を含み、浸漬工程Ｓ１０１と浮上工程Ｓ１０２とを交互に繰り返す燃料噴射ノズルの被膜処理方法Ｍ１００である。【選択図】図２
2018013113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室の内部に臨設される燃料噴射ノズルの軸方向先端部に形成された噴孔の内面に無電解鍍金処理によって耐腐食性被膜を形成するための燃料噴射ノズルの被膜処理方法であって、
前記燃料噴射ノズルの軸方向を鉛直方向と一致させながら、前記軸方向先端部を鍍金液に浸漬させる浸漬工程と、
前記燃料噴射ノズルの軸方向を鉛直方向と一致させながら、前記軸方向先端部を前記鍍金液から浮上させる浮上工程と、
を含み、
前記浸漬工程と前記浮上工程とを交互に繰り返す
ことを特徴とする燃料噴射ノズルの被膜処理方法。
【請求項２】
前記燃料噴射ノズルの内部に前記鍍金液を導入させると共に前記燃料噴射ノズルの内部に導入された前記鍍金液を前記噴孔を通じて排出させる圧送工程を更に含む
請求項１に記載の燃料噴射ノズルの被膜処理方法。
【請求項３】
前記燃料噴射ノズルと前記鍍金液の一方又は両方を超音波振動させる加振工程を更に含む
請求項１又は２に記載の燃料噴射ノズルの被膜処理方法。
【請求項４】
前記鍍金液は、無電解ニッケル鍍金液又は無電解ニッケルボロン鍍金液である
請求項１乃至３の何れか一項に記載の燃料噴射ノズルの被膜処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃焼室の内部に臨設される燃料噴射ノズルの軸方向先端部に形成された噴孔の内面に無電解鍍金処理によって耐腐食性被膜を形成するための燃料噴射ノズルの被膜処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼室の内部に臨設される燃料噴射ノズルの軸方向先端部（燃料噴射側の端部）は、燃焼ガスの中に含まれる硫黄酸化物と窒素酸化物と有機酸とが凝縮水に溶解されることによって生成される強酸性の腐食性物質に曝露されて腐食される虞がある。そのため、従来は、軸方向先端部の表面に耐腐食性被膜を形成することにより、軸方向先端部が腐食されることを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１５９１９８号公報
【特許文献２】特開２００３−５６４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来は、軸方向先端部の表面に耐腐食性被膜を形成した後に軸方向先端部に噴孔を穿設しているため、噴孔の内面に耐腐食性被膜が存在しておらず、噴孔の内面の腐食を十分に抑制することができないという課題がある。
【０００５】
耐腐食性を有する材質（例えば、ステンレス）によって燃料噴射ノズルのノズル本体を形成することも考えられるが、耐腐食性を有する材質は高価であると共に加工が困難である。そのため、耐腐食性を有する材質によってノズル本体を安価に量産する技術の確立がなされておらず、現在のところ、耐腐食性を有する材質によって形成されたノズル本体は市販されていない。
【０００６】
また、噴孔の内面に電解鍍金処理によって耐腐食性被膜を形成することも考えられるものの、噴孔の縁部に電解が集中して縁部の被膜厚が著しく増加し、耐腐食性被膜によって噴孔が狭窄される虞がある。
【０００７】
更に、噴孔の内面に無電解鍍金処理によって耐腐食性被膜を形成することも考えられるが、発泡反応によって生成された気体（例えば、水素）が細径の噴孔の内面に付着して耐腐食性被膜の形成を阻害する虞がある。
【０００８】
従って、本発明の目的は、内燃機関の燃焼室の内部に臨設される燃料噴射ノズルの軸方向先端部に形成された噴孔の内面に無電解鍍金処理によって耐腐食性被膜を形成することができる燃料噴射ノズルの被膜処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、内燃機関の燃焼室の内部に臨設される燃料噴射ノズルの軸方向先端部に形成された噴孔の内面に無電解鍍金処理によって耐腐食性被膜を形成するための燃料噴射ノズルの被膜処理方法であって、前記燃料噴射ノズルの軸方向を鉛直方向と一致させながら、前記軸方向先端部を鍍金液に浸漬させる浸漬工程と、前記燃料噴射ノズルの軸方向を鉛直方向と一致させながら、前記軸方向先端部を前記鍍金液から浮上させる浮上工程と、を含み、前記浸漬工程と前記浮上工程とを交互に繰り返す燃料噴射ノズルの被膜処理方法である。
【００１０】
前記燃料噴射ノズルの内部に前記鍍金液を導入させると共に前記燃料噴射ノズルの内部に導入された前記鍍金液を前記噴孔を通じて排出させる圧送工程を更に含むことが望ましい。
【００１１】
前記燃料噴射ノズルと前記鍍金液の一方又は両方を超音波振動させる加振工程を更に含むことが望ましい。
【００１２】
前記鍍金液は、無電解ニッケル鍍金液又は無電解ニッケルボロン鍍金液であることが望ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、内燃機関の燃焼室の内部に臨設される燃料噴射ノズルの軸方向先端部に形成された噴孔の内面に無電解鍍金処理によって耐腐食性被膜を形成することができる燃料噴射ノズルの被膜処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】燃料噴射ノズルの構造を示す部分断面図である。
【図２】本発明の燃料噴射ノズルの被膜処理方法を説明する流れ図である。
【図３】本発明の燃料噴射ノズルの被膜処理方法を説明する断面図である。
【図４】図３の要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に順って説明する。
【００１６】
図１に示す通り、燃料噴射ノズル１００は、内燃機関（例えば、ディーゼルエンジン）の各気筒の燃焼室の内部に燃料を噴射する部品である。そのため、燃料噴射ノズル１００の軸方向先端部（燃料噴射側の端部）は、燃焼室の内部に臨設される。
【００１７】
燃料噴射ノズル１００は、ノズル本体１０１と、燃料噴射ノズル１００の軸方向Ｘに沿ってノズル本体１０１に形成された有底のガイド孔１０２と、ガイド孔１０２に挿通されたニードル１０３と、ガイド孔１０２の途中に形成された燃料溜まり１０４と、燃料溜まり１０４に連通された燃料供給路１０５と、ガイド孔１０２の底部に形成された円錐状のシート面１０６と、シート面１０６の底部に形成された半球状のサック室１０７と、サック室１０７の円周に沿って穿設された複数の噴孔１０８と、を備える。
【００１８】
ディーゼルエンジンのコモンレール噴射システムにおいては、高圧（例えば、数百ＭＰａ）の燃料を噴射するため、ノズル本体１０１は、高圧に耐え得る材質（例えば、クロムモリブデン鋼）によって形成される。また、ノズル本体１０１は、浸炭処理によって硬質化されることが望ましい。
【００１９】
ガイド孔１０２は、燃料溜まり１０４を境界にして軸方向後端部（燃料噴射側と反対側の端部）に形成された支持部１０９と、燃料溜まり１０４を境界にして軸方向先端部に形成された燃料通路１１０と、を備える。
【００２０】
支持部１０９は、ニードル１０３を軸方向Ｘに沿ってガイド孔１０２に摺動自在に支持することができるように、ニードル１０３の摺動軸部１１１と略同径（若干大径）に形成される。
【００２１】
燃料通路１１０は、ガイド孔１０２の内面とニードル１０３の外面との間の隙間を通じて燃料を供給することができるように、ニードル１０３の先端軸部１１２よりも大径に形成される。
【００２２】
ニードル１０３は、摺動軸部１１１と先端軸部１１２の他に、実質的に弁体として機能する円錐状の先端部１１３を備える。なお、摺動軸部１１１は、外面に沿って複数の円環状の溝１１４を備え、これにより、ニードル１０３の摺動抵抗が低減される。
【００２３】
ニードル１０３は、先端部１１３をシート面１０６に着座させることにより、噴孔１０８を通じた燃料の噴射を停止させることができる。また、ニードル１０３は、先端部１１３をシート面１０６から離座させることにより、噴孔１０８を通じた燃料の噴射を開始させることができる。
【００２４】
燃料溜まり１０４は、燃料噴射ノズル１００によって噴射されるべき燃料を一時的に貯留する室であり、燃料供給路１０５を通じて燃料溜まり１０４に燃料が加圧供給されてノズル本体１０１の内部の燃圧が所定の圧力に維持される。
【００２５】
なお、燃料噴射ノズル１００によって燃料を噴射する際は、噴孔１０８の開閉時間を制御することにより、燃料噴射量を調整している。そのため、噴孔１０８が腐食されると、噴孔１０８の断面積が拡大し、噴孔１０８を開いた時の時間当たりの燃料噴射量が増加し、燃料噴射量を適切に制御することができなくなる。
【００２６】
従って、噴孔１０８の内面に耐腐食性被膜を形成することによって噴孔１０８の腐食を抑制する必要がある。
【００２７】
図２，３に示す通り、本発明の実施の形態に係る被膜処理方法Ｍ１００は、燃料噴射ノズル１００の軸方向を鉛直方向と一致させながら、軸方向先端部を鍍金液１１５に浸漬させる浸漬工程Ｓ１０１と、燃料噴射ノズル１００の軸方向を鉛直方向と一致させながら、軸方向先端部を鍍金液１１５から浮上させる浮上工程Ｓ１０２と、を含み、更に、繰返工程Ｓ１０３において、浸漬工程Ｓ１０１と浮上工程Ｓ１０２とを交互に繰り返すことを主に特徴としている。
【００２８】
浸漬工程Ｓ１０１においては、鍍金槽１１６に満たされた鍍金液１１５（鍍金浴）の液面に対して軸方向先端部を下降させて浸漬させることにより、噴孔１０８を通じて鍍金液１１５をノズル本体１０１の内部に導入する。
【００２９】
浮上工程Ｓ１０２においては、鍍金液１１５に浸漬された軸方向先端部を上昇させて浸漬工程Ｓ１０１によってノズル本体１０１の内部に導入された鍍金液１１５を鍍金槽１１６に排出する。このとき、ノズル本体１０１の内部に導入された鍍金液１１５が重力によって噴孔１０８を通じて自然に鍍金槽１１６に排出される。即ち、噴孔１０８の内部を鍍金液１１５が循環する流れが形成される。
【００３０】
従って、鍍金液１１５が噴孔１０８の内部に残留したり、発泡反応によって生成された気体が噴孔１０８の内部に付着したりすることを抑制することが可能となる。よって、図４に示す通り、耐腐食性被膜１１７を効率的に且つ適切に形成することが可能となる。
【００３１】
なお、燃料噴射ノズル１００の内部に鍍金液１１５を導入させると共に燃料噴射ノズル１００の内部に導入された鍍金液１１５を噴孔１０８を通じて排出させる圧送工程と、燃料噴射ノズル１００又は鍍金液１１５の一方又は両方を超音波振動させる加振工程と、を浸漬工程Ｓ１０１と浮上工程Ｓ１０２と並行して実施することが望ましい。
【００３２】
圧送工程により、ノズル本体１０１の内面と外面と噴孔１０８の内面とに鍍金液１１５の流れを強制的に作ることができる。そのため、発泡反応によって生成された気体をノズル本体１０１の内面と外面と噴孔１０８の内面とから除去することができる。よって、耐腐食性被膜１１７をより効率的に且つより適切に形成することが可能となる。
【００３３】
また、加振工程により、発泡反応によって生成された気体がノズル本体１０１の内面と外面と噴孔１０８の内面とに付着し難くなるため、耐腐食性被膜１１７を効率的に且つ適切に形成することが可能となる。
【００３４】
なお、鍍金液１１５を超音波振動させる際は、鍍金液１１５を直接加振しても、鍍金槽１１６を通じて間接加振しても構わない。また、無電解鍍金処理としては、無電解ニッケル鍍金処理又は無電解ニッケルボロン鍍金処理を採用しても良い。
【００３５】
繰返工程Ｓ１０３は、耐腐食性被膜１１７が所望の膜厚となるまで浸漬工程Ｓ１０１と浮上工程Ｓ１０２とを繰り返す。即ち、浸漬工程Ｓ１０１と浮上工程Ｓ１０２との繰り返し回数や浸漬時間を適切に管理することにより、所望の膜厚の耐腐食性被膜１１７を再現性良く形成することができる。
【００３６】
例えば、繰返工程Ｓ１０３においては、繰り返し回数が所定の回数に達するまで、又は、浸漬時間が所定の時間に達するまで、繰り返し回数が所定の回数に達したか否か、又は浸漬時間が所定の時間に達したか否かの判断が行われ、達したと判断された場合は浸漬工程Ｓ１０１と浮上工程Ｓ１０２とを停止させ、達していないと判断された場合は浸漬工程Ｓ１０１と浮上工程Ｓ１０２とを繰り返させる。
【００３７】
なお、浸漬工程Ｓ１０１と浮上工程Ｓ１０２は、軸方向先端部を鍍金液１１５の中に浸漬させた状態で、軸方向先端部の下降と上昇とを繰り返しても構わないし、浮上工程Ｓ１０２において、軸方向先端部を鍍金液１１５の液面より上方に上昇させても構わない。
【００３８】
軸方向先端部を鍍金液１１５の中に浸漬させた状態で、軸方向先端部の下降と上昇とを繰り返す場合は、鍍金槽１１６に満たされた鍍金液１１５の液面とノズル本体１０１の内部に導入された鍍金液１１５の液面との高さの違いにより、噴孔１０８を通じた鍍金液１１５の出し入れが行われて流れが形成される。
【００３９】
また、浮上工程Ｓ１０２において軸方向先端部を鍍金液１１５の液面より上方に上昇させる場合は、ノズル本体１０１の内部に導入された鍍金液１１５が自重により、噴孔１０８を通じて外部に排出されて流れが形成される。
【００４０】
本発明においては、ノズル本体１０１の内面と外面と噴孔１０８の内面とに耐腐食性被膜１１７を形成するため、その分を考慮してノズル本体１０１と噴孔１０８の寸法を設計しておくことが望ましい。
【００４１】
以上の通り、本発明によれば、内燃機関の燃焼室の内部に臨設される燃料噴射ノズル１００の軸方向先端部に形成された噴孔１０８の内面に無電解鍍金処理によって耐腐食性被膜１１７を形成することができる燃料噴射ノズルの被膜処理方法Ｍ１００を提供することができる。
【符号の説明】
【００４２】
１００  燃料噴射ノズル
１０１  ノズル本体
１０２  ガイド孔
１０３  ニードル
１０５  燃料供給路
１０６  シート面
１０７  サック室
１０８  噴孔
１０９  支持部
１１０  燃料通路
１１１  摺動軸部
１１２  先端軸部
１１３  先端部
１１４  溝
１１５  鍍金液
１１６  鍍金槽
１１７  耐腐食性被膜
Ｍ１００  被膜処理方法
Ｓ１０１  浸漬工程
Ｓ１０２  浮上工程
Ｓ１０３  繰返工程
【図１】
2018013113.tif 000003
【図２】
2018013113.tif 000004
【図３】
2018013113.tif 000005
【図４】
2018013113.tif 000006