JP2012026357A - スチール製の燃料圧送配管 - Google Patents

Abstract

【課題】 腐食性燃料に対する高い耐性を有すると共に直噴エンジンの機能を損なわずに信頼性を維持するガソリン直噴エンジンシステムにおける高圧ポンプと直噴レール間を繋ぐスチール製燃料圧送配管、およびＶ型ガソリンエンジンにおける直噴レール同士の連結用バイパス配管に好適な燃料圧送配管を提供する。
【解決手段】 ガソリンを圧送するスチール製の燃料圧送配管であって、前記燃料圧送配管の全内周面にＮｉめっき層を設け、更に、前記燃料圧送配管の少なくとも一端の前記Ｎｉめっき層上にＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層を設けたことを特徴とするスチール製の燃料圧送配管。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガソリン直噴エンジンシステムにおける燃料をエンジンに供給する配管に関するものである。
特に、本発明は、粗悪な腐食性成分を含む燃料に対して耐性のある配管に関するものである。

近年、燃費向上による環境負荷低減を目的として自動車産業で開発・市場投入が進んでいるガソリン直噴エンジンシステムでは、図１に示すように、燃料（ガソリン）を燃料タンク１０からポンプ２０を経てエンジン（図示せず）の直噴レール３０に供給する配管１に対して、既存の各気筒吸気ポート噴射（ＭＰＩ：Ｍｕｌｔｉ Ｐｏｉｎｔ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ）エンジンよりも高耐圧性・高機密性が要求されている（特許文献１、２など参照）。

また、同じく環境負荷低減を目的としたバイオ由来のアルコール燃料に代表されるような代替燃料の市場拡大に加え、中国・インドに代表されるような新興国の台頭による自動車産業のグローバル化が進んだことにより、バイオ由来又は粗悪な環境下で供給された水分、塩類、および腐食性因子（主に酸）などを含有する腐食性成分を多く含む燃料（以下、「腐食性燃料」と称す）を用いて、ガソリン直噴エンジンを搭載した自動車が運用されることを基準として、それら粗悪な腐食性燃料に対しても耐性のある配管が要求されている。

このガソリン直噴エンジンシステムに使用される燃料の圧送配管（図１、符号１で示される）においては、自動車産業、特に製造拠点のグローバル化を踏まえた上で安定的な材料供給が可能であって、且つ前述の耐圧性、機密性、耐食性などの諸性能を有する仕様として、ステンレス系の材料に各種塑性加工（管末成形加工、曲げ加工等）や接合加工（ロウ付け加工等）を施して（ステンレス系材料特有の耐食性能により特異な表面処理を施すことをせず）製品とされたものが標準として最も多く採用されている。
なお、既存のＭＰＩエンジンシステムで標準的に採用されるステンレス系材料よりも安価なスチール系の材料についても、要求性能が満たされる特定の製品については採用されている。

特開２００６−１５２８５２号公報 特開２００２−５４５３４号公報

しかしながら、塑性加工や接合加工が施されたステンレス系配管では、以下のような問題点が挙げられる。
（１）寒冷地や海洋沿岸地域における自動車使用環境特有の塩害に対する応力腐食割れ（ＳＣＣ）。
（２）水分や塩類（特に塩素などの腐食性陰イオン）を高濃度含有し、直噴システムなどの高圧・高温条件で使用されることによって腐食性が極めて高くなっている燃料に対する耐食性。
（３）接合加工時の熱影響による、鋭敏化（ＳＣＣの発生危険度の上昇）や機械的性質低下（強度の低下）。

そのため、これらの問題によって製品加工条件、材質、製品仕様が制限され、工程の追加や高精度の要求によるコスト高や安定的な材料供給不能となるばかりか、製品実現が不可能となることもある。

このようなステンレス系配管に対し、低炭素鋼などのスチール系配管は塑性加工や接合加工に伴う問題は、耐食性を除いて十分満足するものである。唯一かつ最大の問題点である耐食性についても、外部環境に起因する塩害に対して外表面にＺｎ系やＡｌ系の犠牲防食機構を有する防錆めっきを、腐食性燃料に対して内表面にＮｉ系、Ｃｒ系、Ｃｏ系、Ｓｎ系などのバリアー性に優れる防錆めっきを施すことによって、その耐食性を飛躍的に高められることが知られている。

ただし、水分や塩類を含む腐食性燃料に対してはバリアー防食機構のみに特化した防錆めっきのみでは、腐食基点となり得るピンホール等の欠陥を完全に無くすために相当量の膜厚（例えば、数十μｍ〜百数十μｍレベル）を施したり、複数の皮膜を複層化・複合化（合金化）したりする必要がある。しかし、その反面で厚膜あるいは複雑となったことによってコスト高となることはもちろん、皮膜強度や母材との密着強度が低下してめっき皮膜が破壊（亀裂）や脱離（剥離）を起してしまい、むしろバリアー性が低下して耐食性が悪くなって要求性能を満たすことができず、製品が実現できないケースもある。

その対策として、耐塩害に優れるＺｎ系やＡｌ系の犠牲防食機構を有する防錆めっきを内表面にも施すことが考えられるが、犠牲防食機能を有するが故に腐食性燃料に防錆めっき成分であるＺｎやＡｌがイオンとして溶け出してしまい、これら溶出イオンが内燃機関各所に各種弊害をもたらす新たな問題の発生が懸念される。

そこで本発明は、このような問題を解決する腐食性燃料に対する高い耐性を有すると共に直噴エンジンの機能を損なわずに信頼性を維持するガソリン直噴エンジンシステムにおける高圧ポンプと直噴レール間を繋ぐスチール製燃料圧送配管、およびＶ型ガソリンエンジンにおける直噴レール同士の連結用バイパス配管を提供するものである。

本発明では耐食性、特に腐食性燃料に対する燃料配管の内表面について鋭意研究を重ね、腐食性燃料に溶出するイオン量を極力低減した、腐食性燃料への耐性に優れる内表面処理を有するスチール製のガソリン用配管を発明したものである。

本発明の第１の発明は、ガソリン直噴エンジンシステムにおけるガソリンを高圧ポンプから直噴レールに圧送するスチール製の燃料圧送配管、ならびにＶ型ガソリンエンジンにおける直噴レール同士を連結するバイパス配管に用いられるスチール製の燃料圧送配管であって、その燃料圧送配管は少なくとも一端の管内面が内表面側からＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層、Ｎｉめっき層、スチール製配管母材の順に構成するものであり、より詳しくは、その燃料圧送配管の全内周面にＮｉめっき層を設け、更に、燃料圧送配管の少なくとも一端のＮｉめっき層上にＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層を設けたことを特徴とするものである。

また、本発明の第２の発明は、ガソリン直噴エンジンシステムにおけるガソリンを高圧ポンプから直噴レールに圧送するスチール製の燃料圧送配管、ならびにＶ型ガソリンエンジンにおける直噴レール同士を連結するバイパス配管に用いられるスチール製の燃料圧送配管であって、その燃料圧送配管はガソリンの流入側端部の管内面が内表面側からＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層、Ｎｉめっき層、スチール製配管母材の順に構成するものであり、より詳しくは、その燃料圧送配管の全内周面にＮｉめっき層を設け、更に、燃料圧送配管のガソリンの流入側端部の前記Ｎｉめっき層上にＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層を設けたことを特徴とするものである。
更に、本発明の第３の発明は、ガソリン直噴エンジンシステムにおけるガソリンを高圧ポンプから直噴レールに圧送するスチール製の燃料圧送配管、ならびにＶ型ガソリンエンジンにおける直噴レール同士を連結するバイパス配管に用いられるスチール製の燃料圧送配管であって、その燃料圧送配管はガソリンの流入側端部および流出側端部の管内面が内表面側からＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層、Ｎｉめっき層、スチール製配管母材の順に３層を構成するものであり、より詳しくは、その燃料圧送配管の全内周面にＮｉめっき層を設け、更に、燃料圧送配管のガソリンの流入側端部および流出側端部の前記Ｎｉめっき層上にＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層を設けたことを特徴とするものである。

本発明の第４の発明は、本発明の第１から第３の発明におけるＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層が、厚み０．１〜８μｍの範囲で設けられ、且つ、燃料圧送配管の内径がＤｍｍである場合に、燃料圧送配管端部から内部に向かってＤ〜６Ｄｍｍの位置まで設けられていることを特徴とするものである。
更に、本発明の第５の発明は、本発明の第１から第４の発明におけるＮｉめっき層が、厚み１〜１５μｍの範囲で設けられていることを特徴とするものである。
また、本発明の第６の発明は、本発明の第１から第５の発明における燃料圧送配管の外表面の一部または全部がＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層で被覆されていることを特徴とするものである。

本発明によれば、高圧ポンプからインジェクターを備える直噴レールへと、高い圧力を掛けられて送り出されるガソリン（燃料）に含まれる腐食性因子による燃料圧送配管内部の腐食をよく防止し、ガソリン直噴エンジンシステムの信頼性、寿命を大きく高め、工業上顕著な効果を奏するものである。

直噴エンジンにおける燃料タンクからインジェクターへの燃料流路を示す概略図である。 本発明の圧送配管の第一の実施形態を示す模式断面図である。 本発明の圧送配管の第二の実施形態を示す模式断面図である。 本発明の圧送配管の第三の実施形態を示す模式断面図である。 本発明の圧送配管の第四の実施形態を示す模式断面図である。 本発明の燃料圧送配管の燃料流入側端の部分拡大断面図である。 従来の燃料圧送配管を示す模式断面図である。

本発明は耐食性、特に腐食性燃料に対する燃料圧送用配管の内表面について鋭意研究を重ねた結果から得られた以下の知見を基に本発明の完成に至ったものである。
第一に、図１示す燃料圧送用配管１では、腐食は特に配管のポンプ側、すなわち燃料の流入側端（図１の破線丸印で示す範囲）で発生しやすいこと。
第二に、配管の内表面全面にＺｎ系などの犠牲防食機構を有する層を設けた場合には、腐食には有効であるが、Ｚｎが燃料に過剰に溶出した場合には、配管以降のエンジン各部に悪影響を与える恐れがあること。
第三に、配管内表面の特定部位にＺｎ系などの犠牲防食機構を有する層を設けた場合に、配管内表面全体にわたり、腐食性燃料による腐食が防止可能であること。

このような知見からなされた本発明の燃料圧送用配管の実施態様の例を図２から図５に示す。これらの図は、配管の燃料流入側端の断面の形状を示す模式断面図である。図２から図５において２は配管母材、３は配管外表面のＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる外部防錆皮膜層、３ａ、３ｂは配管内面に設けられるＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層、Ｌは配管内面の防錆皮膜層の配管先端からの被覆距離、４はＮｉめっき層、白抜き矢印は燃料の流れ方向を示すものである。
図２に示す燃料圧送配管１ａは、配管外表面にＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる外部防錆皮膜３、燃料流入側端の内面および燃料流出側端の内面にＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層（３ａ、３ｂ）を有する燃料圧送配管、図３の燃料圧送配管１ｂは、配管外表面にＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる外部防錆皮膜３、燃料流入側端の内面のみにＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層３ａを有する燃料圧送配管、図４の燃料圧送配管１ｃは、燃料流入側端の内面および燃料流出側端の内面にのみＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層（３ａ、３ｂ）を有する燃料圧送配管、図５の燃料圧送配管１ｄは、燃料流入側端の内面にのみＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層３ａを有する燃料圧送配管を示している。

図２から図５の１ａから１ｄで代表して示す本発明の燃料圧送配管は、Ｎｉめっき層４を設けた配管内面に配管先端、特に燃料流入側端（図１における高圧ポンプ２０側端）から燃料の流れ方向（直噴レール中央方向）に向かって距離Ｌ（ｍｍ）の位置までＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層３ａをＮｉめっき層４上に設けた構造を採っている。さらに、燃料流出側端にも同様にＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層３ｂを設けてあっても良い。

本発明は燃料圧送配管１の内面に、燃料流入側の配管端から適当な距離（本発明で規定する符号Ｌで示される距離）までＮｉめっき層４の表面にＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層（３ａ、３ｂ）を被覆することによって、水分、塩類、酸などの腐食性因子を多く含む腐食性燃料による配管腐食の防止を特徴としている。

その腐食に対する防止効果の詳細はまだ明らかでないが、以下のように考えられる。
内径が８ｍｍ位までの燃料圧送配管の管内面に設けられたＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層より腐食性燃料に溶け出したＺｎイオンが、腐食性燃料中の腐食因子成分（塩類等）を中和して燃料の腐食性を抑制することにより、防錆皮膜層が被覆されている管内表面の一部分だけでなくＮｉめっき層だけの部位においても管素材の腐食を防ぐことができる。
この場合、腐食性燃料の通液入口（燃料流入側）となる配管端部にＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層を施すことにより、腐食性燃料が必ず最初に防錆皮膜層に触れ、Ｚｎイオンが溶出して腐食因子が中和されることによって、より確実に管内表面のＮｉめっき層のみの部位の腐食を防ぐことができる。

また、防錆皮膜層が腐食性燃料に対して犠牲防食反応を起すことだけで、閉鎖的な管内においては腐食性燃料の腐食性が緩和されてしまう。そのため結果としてＮｉめっき層だけの部位においても管素材の腐食を防ぐことができる。この場合、腐食性燃料の通液入口となる配管端部に防錆皮膜層を設けることにより、腐食性燃料が必ず最初に防錆皮膜層に触れ、犠牲防食反応を起すため、より確実に管内表面のＮｉめっき層のみの部位の腐食を防ぐことができる。

次に、各要素の限定理由を説明する。
〔内面のＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層〕
内面に設けられる防錆皮膜層としては、Ｚｎめっき層もしくはＺｎ−Ｎｉ合金、Ｚｎ−Ｓｎ合金などのＺｎ基合金めっき層が設けられる。
このＺｎめっき層あるいはＺｎ基合金めっき層の形成は、管内面へ直接に電気めっきする方法、あるいは管外表面にＺｎめっき層を設けるような場合に、管外表面へのＺｎめっき層形成時に管内面へのＺｎめっき層の巻き込みによってＺｎめっき層を形成する方法などを用いることができるが、本発明に規定する配管内面に設けられる防錆皮膜層であるＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層の条件（被覆距離Ｌ）を満足する方法なら、どのような方法であっても何ら差支えない。
なお、燃料圧送配管内のガソリン燃料（腐食性燃料）に対する防錆皮膜層（Ｚｎめっき層、Ｚｎ基合金メッキ層）から溶出されるＺｎイオンの溶出量は１ｐｐｍ未満であることが好ましい。Ｚｎイオンの溶出量が１ｐｐｍ未満であれば、少なくとも内燃機関各所に各種弊害をもたらすことはないからである。但し、Ｚｎめっき層のめっき量が少なすぎても（Ｚｎイオンの溶出量が０．１ｐｐｍ未満）、今度は防錆力（耐食性燃料を中和抑制する能力）が低下するため好ましくない。

図６に配管内面のＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層の様子を示す。図６は本発明の燃料圧送配管の燃料流入側端の部分拡大断面図である。
配管内面の防錆皮膜層３ａの配管先端からの被覆距離Ｌは配管内径がＤｍｍである時に、Ｄ〜６Ｄｍｍの位置まで防錆皮膜層３ａが設けられていることが望ましい。
また図６に示すように、この防錆皮膜層３ａにおける層厚みｔ_Ｚｎは、０．１〜８μｍの厚みで設けられていることが望ましい。
なお、燃料流出側端における防錆皮膜層３ｂについても同様の条件で設けられる。

［Ｚｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる外部防錆皮膜］
燃料圧送配管の一部または全部の外表面に設けられる外部防錆皮膜層３は、外部の腐食因子から配管の腐食を防ぐ役割を果たすもので、３〜２５μｍ、望ましくは５〜１３μｍの厚みで電気めっき法などの方法で設けられる。なお、外表面に外部防錆皮膜層３を設ける仕様の燃料圧送配管の場合には、外表面の外部防錆皮膜層３を設ける際に、同時に所定の形態の内面を被覆する防錆皮膜層（３ａ、３ｂ）を設けても良い。

〔Ｎｉめっき層〕
Ｎｉめっき層４は燃料圧送配管の配管母材２の内面と直接に接する位置に例えば電気めっき法や無電解めっき（化学めっき）などの方法で設けられることで、配管母材２の内面を覆って腐食性燃料と配管母材との接触を断つ、バリアーの役目を果たすものである。なお、Ｎｉめっき層を形成後に、拡散層を生成して配管母材との密着性を高めるために適宜熱処理を行っても良い。
その厚みは、１〜１５μｍが望ましく（Ｎｉめっき層の拡散層がある場合には該Ｎｉめっき層の拡散層も含めて、１〜１５μｍ）、３〜９μｍがより望ましい（Ｎｉめっき層の拡散層がある場合には該Ｎｉめっき層の拡散層も含めて、３〜９μｍ）。１μｍ未満では腐食性燃料からの配管母材への腐食攻撃に対するバリアー機能が十分機能しないためである。また９μｍを超えると効果の度合いが緩やかになり、１５μｍを超えては、製造コストの上昇に見合う効果の向上が見られないばかりか、配管の塑性加工（例えば曲げ加工など）を行った際にめっき皮膜に亀裂（ワレ）が発生しやすくなって、むしろバリアー機能が低下する問題が生じるためである。また、Ｎｉめっきが外面（全体）にもつき回っても良い。

〔配管母材〕
本発明の燃料圧送配管に用いられる配管母材２には、圧送される燃料の高圧力に耐えうる耐圧性を有するスチール製のシームレス管が好適である。

〔腐食性燃料〕
本発明に係る燃料圧送配管は、日本で一般に市販されている「高品質の燃料」に対して用いられるよりも、「腐食性燃料」に対して用いられた場合に、より有効な作用効果を得ることが出来る。
即ち、本発明の燃料圧送配管は、腐食性燃料となりやすいバイオ由来のアルコール混合燃料に含まれるアルコールがバイオ由来、すなわち化学合成であることによって、不純物の「塩素イオン」や「水分」などが混入した燃料を使用した場合、あるいは長期滞留に伴い酸化が進み、腐食因子となる蟻酸、酢酸などの酸が生じている劣化ガソリンを含むガソリンを使用する場合、劣悪な環境下で製造、供給される腐食性因子を多く含むガソリンなどに対して特に有効である。
より詳しくは、有機酸（蟻酸および酢酸）１００〜１０００ｐｐｍ或いはそれ以上、水分１〜１０％或いはそれ以上、塩素１〜１００ｐｐｍ或いはそれ以上を含むような腐食性に富む腐食性燃料に対して顕著な効果を示すものである。

以下、実施例を用いて本発明を詳細する。
実施例では、配管内面に施した防錆皮膜層の示す効果について、腐食性燃料に対する腐食試験を行い、腐食状況（耐食性）を目視並びに顕微鏡で観察して判定した。また、Ｚｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層からのＺｎ溶出の度合いを判定する目的で腐食試験後の試験液を成分分析して、その溶出量を測定した。
さらに、配管内のめっき層の密着性をＪＡＳＯ−Ｍ−１０１に準拠した曲げ試験を行い評価した。剥がれ、ワレを生じた場合を「×」とした。

［内面の防錆皮膜層および外部防錆皮膜層の形成法］
１．Ｚｎめっき層
市販のジンケート浴（ＪＡＳＣＯ社製）を用い、電流密度３Ａ／ｄｍ^２で管外表面に電着めっきを施すと同時に、管内面に対してはスチール製ワイヤの疑似陽極を併用して所望の被覆距離（Ｌ）の範囲に電着した。なお、外表面と内面で異なる種類の皮膜層を設ける場合には、個々にめっきを施すが、それぞれに影響を与えないようにマスキングを施して行うと良い。

２．Ｚｎ基合金めっき層／Ｚｎ−Ｎｉ合金めっき層
市販のアルカリ浴（ＪＡＳＣＯ社製）を用い、電流密度５Ａ／ｄｍ^２で管外表面に電着めっきを施すと同時に、管内面に対してはニッケル製ワイヤの疑似陽極を併用して所望の被覆距離（Ｌ）の範囲に電着した。

３．Ｚｎ基合金めっき層／Ｓｎ−Ｚｎ合金めっき層
市販の中性浴（ディップソール社製）を用い、電流密度２Ａ／ｄｍ^２で管外表面に電着めっきを施すと同時に、管内面に対してはステンレス製ワイヤの疑似陽極を併用して所望の被覆距離（Ｌ）の範囲に電着した。

［Ｎｉめっき層の形成法］
１．電気Ｎｉめっき
市販の酸性浴（ワット浴）及びニッケル製ワイヤの陽極を用い、電流密度３Ａ／ｄｍ^２で管内面全域に電着めっきを施した。
２．無電解ＮｉＰめっき（実施例３のみ使用）
市販の酸性浴（カニゼンめっき）を用い、浴温：９０〜９５℃で管内面全域に対して化学めっきを施した。

〔腐食試験細目〕
・試験液；腐食性燃料
・２０％アルコール混合燃料（ガソリン）
有機酸（蟻酸および酢酸）５００ｐｐｍ、水分５％、塩素１０ｐｐｍを含む
・試験方法
試験燃料を管内に封入して下記条件に放置した時の管内の腐食状況を確認。さらに、封入してあった試験燃料を採取して、成分分析（水分抽出後に遊離Ｚｎイオン濃度を測定）を実施。
・試験温度：１００℃
・試験時間：１０００時間（試験液は１００時間ごとに新しい試験液に交換）
・腐食評価：錆の有無を目視観察。

図２に示す構造の本発明の燃料圧送配管１ａにおいて、配管母材２に内径５ｍｍ（Ｄ＝５ｍｍ）の高圧用スチール製管材を用いて、その内面全体に厚み１０μｍのＮｉめっきを施してＮｉめっき層４を形成し、ついで管端からの防錆皮膜層をＺｎめっき層とし、その被覆距離Ｌを１０ｍｍ（Ｌ＝２Ｄ＝１０ｍｍ）とし、この位置まで０．１〜８μｍの厚みでＺｎめっきを施して防錆皮膜層３ａ、３ｂを形成し、圧送燃料配管の供試材を作製した。この供試材を用いて腐食性燃料に対する腐食試験を行った。その結果を表１に示す。

図２に示す構造の本発明の燃料圧送配管１ａにおいて、配管母材２に内径８ｍｍ（Ｄ＝８ｍｍ）の高圧用スチール製管材を用いて、その内面全体に厚み１０μｍのＮｉめっきを施してＮｉめっき層４を形成し、ついで管端からの防錆皮膜層をＺｎ−Ｎｉ層とし、その被覆距離Ｌを２４ｍｍ（Ｌ＝３Ｄ＝２４ｍｍ）とし、この位置まで０．１〜８μｍの厚みでＺｎ−Ｎｉ合金めっきを施して、防錆皮膜層３ａ、３ｂを形成し、圧送燃料配管の供試材を作製した。この供試材を用いて試験液に腐食性燃料に対する腐食試験を行った。その結果を表１に示す。

図２に示す構造の本発明の燃料圧送配管１ａにおいて、配管母材２に内径３ｍｍ（Ｄ＝３ｍｍ）の高圧用スチール製管材を用いて、無電解ＮｉＰめっきにより厚み５μｍのＮｉめっき層を設け、内面の防錆皮膜層をＳｎ−Ｚｎ合金めっき層とし、その被覆距離Ｌを９ｍｍ（Ｌ＝３Ｄ＝９ｍｍ）とし、この位置まで０．１〜８μｍの厚みでＳｎ−Ｚｎ合金めっきを施して防錆皮膜層３ａ、３ｂを形成し、圧送燃料配管の供試材を作製した。この供試材を用いて試験液に腐食性燃料に対する腐食試験を行った。その結果を表１に示す。

図２に示す構造の本発明の燃料圧送配管１ａにおいて、配管母材２に内径８ｍｍ（Ｄ＝８ｍｍ）の高圧用スチール製管材を用いて、その内面全体に厚み１５μｍのＮｉめっきを施してＮｉめっき層４を形成し、ついで管端からの防錆皮膜層をＺｎめっき層とし、その被覆距離Ｌを８ｍｍ（Ｌ＝１Ｄ＝８ｍｍ）とし、この位置まで０．１〜８μｍの厚みでＺｎめっきを施して防錆皮膜層３ａ、３ｂを形成し、圧送燃料配管の供試材を作製した。この供試材を用いて試験液に腐食性燃料に対する腐食試験を行った。その結果を表１に示す。

図２に示す構造の本発明の燃料圧送配管１ａにおいて、配管母材２に内径５ｍｍ（Ｄ＝５ｍｍ）の高圧用スチール製管材を用いて、その内面全体に厚み５μｍのＮｉめっきを施してＮｉめっき層４を形成し、ついで管端からの防錆皮膜層をＺｎめっき層とし、その被覆距離Ｌを３０ｍｍ（Ｌ＝６Ｄ＝３０ｍｍ）とし、この位置まで０．１〜８μｍの厚みでＺｎめっきを施して防錆皮膜層３ａ、３ｂを形成し、圧送燃料配管の供試材を作製した。この供試材を用いて試験液に腐食性燃料に対する腐食試験を行った。その結果を表１に示す。

（比較例１）
図２に示す構造の本発明の燃料圧送配管１ａにおいて、配管母材２に内径８ｍｍ（Ｄ＝８ｍｍ）の高圧用スチール製管材を用いて、その内面全体に厚み５μｍのＮｉめっきを施してＮｉめっき層４を形成し、ついで管端からの防錆皮膜層をＺｎめっき層とし、その被覆距離Ｌを８０ｍｍ（Ｌ＝１０Ｄ＝８０ｍｍ）とし、この位置まで０．１〜８μｍの厚みでＺｎめっきを施して、防錆皮膜層３ａ、３ｂを形成し、圧送燃料配管の供試材を作製した。この供試材を用いて試験液に腐食性燃料に対する腐食試験を行った。その結果を表１に示す。

（比較例２）
図２に示す構造の本発明の燃料圧送配管１ａにおいて、配管母材２に内径３ｍｍ（Ｄ＝３ｍｍ）の高圧用スチール製管材を用いて、その内面全体に厚み２０μｍのＮｉめっきを施してＮｉめっき層４を形成し、ついで管端からの防錆皮膜層をＺｎ−Ｎｉ合金めっき層とし、その被覆距離Ｌを１２ｍｍ（Ｌ＝４Ｄ＝１２ｍｍ）とし、この位置まで０．１〜８μｍの厚みでＺｎ−Ｎｉ合金めっきを施して防錆皮膜層３ａ、３ｂを形成し、圧送燃料配管の供試材を作製した。この供試材を用いて試験液に腐食性燃料に対する腐食試験を行った。その結果を表１に示す。

（比較例３）
図２に示す構造の本発明の燃料圧送配管１ａにおいて、配管母材２に内径８ｍｍ（Ｄ＝８ｍｍ）の高圧用スチール製管材を用いて、その内面全体に厚み５μｍのＮｉめっきを施してＮｉめっき層４を形成し、ついで管端からの防錆皮膜層をＳｎ−Ｚｎ合金めっき層とし、その被覆距離Ｌを４ｍｍ（Ｌ＝０．５Ｄ＝４ｍｍ）とし、この位置まで０．１〜８μｍの厚みでＳｎ−Ｚｎ合金めっきを施して防錆皮膜層３ａ、３ｂを形成し、圧送燃料配管の供試材を作製した。この供試材を用いて試験液に腐食性燃料に対する腐食試験を行った。その結果を表１に示す。

（比較例４）
図７に示す構造の従来の燃料圧送配管５０において、配管母材２に高圧用スチール製管材を用いて、その内面全体に厚み５μｍのＮｉめっきを施してＮｉめっき層４を形成して、圧送燃料配管の供試材を作製した。この供試材を用いて試験液として腐食性燃料に対する腐食試験を行った。その結果を表１に示す。

（比較例５）
配管母材にＳＵＳ３０４製管材を用いた圧送燃料配管の供試材を作製した。この供試材を用いて試験液に腐食性燃料に対する腐食試験を行った。その結果を表１に示す。

表１から明らかなように、Ｎｉめっき厚、防錆皮膜層の被覆距離共に、本発明範囲内にある実施例１から５では、密着性、耐食性共に良好で、試験燃料内のＺｎイオンの溶出量も１ｐｐｍを下回っているのがわかる。

一方、防錆皮膜層の被覆距離が長すぎる比較例１では、Ｚｎイオンの溶出量が２．８ｐｐｍと増えており、内燃機関の各所に弊害を引き起こしやすくなると考えられる。他方、防錆皮膜層の被覆距離が短い比較例３では、Ｚｎイオンの溶出量が少ないことから耐食性が劣化していることがわかる。
また、Ｎｉめっき層の厚みの値が大きい比較例２では、密着性に劣ってしまうことがわかる。さらに、防錆皮膜層を有しない比較例４、およびＳＵＳ３０４製管材を用いた圧送燃料配管の比較例５では、耐食性が劣っている。

１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 圧送燃料配管
２ 配管母材
３ 配管外表面の外部防錆皮膜層
３ａ 燃料流入側端の配管内面被覆防錆皮膜層
３ｂ 燃料流出側端の配管内面被覆防錆皮膜層
４ Ｎｉめっき層
１０ 燃料タンク
２０ 高圧ポンプ
３０ 直噴レール
３１ インジェクター
５０ 従来圧送燃料配管
Ｌ 防錆皮膜層の被覆距離

Claims (8)

1. ガソリンを圧送するスチール製の燃料圧送配管であって、
   前記燃料圧送配管の全内周面にＮｉめっき層を設け、更に、前記燃料圧送配管の少なくとも一端の前記Ｎｉめっき層上にＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層を設けたことを特徴とするスチール製の燃料圧送配管。
2. ガソリンを圧送するスチール製の燃料圧送配管であって、
   前記燃料圧送配管の全内周面にＮｉめっき層を設け、更に、前記燃料圧送配管のガソリンの流入側端部の前記Ｎｉめっき層上にＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層を設けたことを特徴とするスチール製の燃料圧送配管。
3. ガソリンを圧送するスチール製の燃料圧送配管であって、
   前記燃料圧送配管の全内周面にＮｉめっき層を設け、更に、前記燃料圧送配管のガソリンの流入側端部および流出側端部の前記Ｎｉめっき層上にＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層からなる防錆皮膜層を設けたことを特徴とするスチール製の燃料圧送配管。
4. 前記防錆皮膜層が、厚み０．１〜８μｍの範囲で設けられ、且つ、前記燃料圧送配管の内径がＤｍｍである場合に、前記燃料圧送配管端部から内部に向かってＤ〜６Ｄｍｍの位置まで設けられていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のスチール製の燃料圧送配管。
5. 前記Ｎｉめっき層が、厚み１〜１５μｍの範囲で設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のスチール製の燃料圧送配管。
6. 前記燃料圧送配管の外表面の一部または全部がＺｎめっき層またはＺｎ基合金めっき層で被覆されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のスチール製の燃料圧送配管。
7. ガソリン直噴エンジンシステムにおけるガソリンを高圧ポンプから直噴レールに圧送する燃料圧送配管であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のスチール製の燃料圧送配管。
8. Ｖ型ガソリンエンジンにおける直噴レール同士を連結するバイパス配管であることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のスチール製の燃料圧送配管。

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