JP6877268B2 - 燃料デリバリパイプと、燃料デリバリパイプのセンサ取付プラグの内周部にのみ鍍金を施す鍍金方法 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンに燃料を供給するのに用いる燃料デリバリパイプと、この燃料デリバリパイプのセンサ取付プラグの内周部にのみ鍍金を施す鍍金方法に関する。

特許文献１には船舶の船外機の発明が開示されており、この船外機のエンジンユニットはシリンダヘッドの燃焼室に燃料を供給する燃料デリバリパイプを備えている。船外機に用いられる燃料デリバリパイプは、海水による腐食環境下で用いられるので、耐腐食性の高いステンレス材が用いられることが多い。また、一般的に燃料デリバリパイプにはセンサ取付プラグが設けられており、センサ取付プラグには燃料通路内の燃圧を検出する燃圧センサが取り付けられている。燃圧センサには取付用の雄ねじ部が設けられており、燃圧センサの雄ねじの先端部をセンサ取付プラグの内周部の奥部に密着させてシールした状態として、燃圧センサの雄ねじ部はセンサ取付プラグの内周部に形成した雌ねじ部に締結して取り付けられている。

特開２０１５−２２７６２９号公報

特許文献１のような船外機に用いられる燃料デリバリパイプは、上述したように耐腐食性の高いステンレス材が用いられることが多く、また、センサ取付プラグに締結して取り付けられる燃圧センサの取付用のねじ部にも耐腐食性の高いステンレス材が用いられることが多い。センサ取付プラグに燃圧センサの雄ねじ部を締結して取り付けたときに、センサ取付プラグと燃圧センサの雄ねじ部とが同種金属であって相互溶解度が大きいために、燃圧センサのねじ部の先端部とセンサ取付プラグの内周部の奥部とで凝着が発生することがあり、燃圧センサをセンサ取付プラグから取り外すことができなくなることがあった。センサ取付プラグにステンレス材以外の材質を用いれば、燃圧センサがソケット取付プラグに凝着するのを防ぐことができるものの、燃料デリバリパイプを腐食環境下で使用するためにセンサ取付プラグをステンレス材以外の材質とすることができなかった。また、燃料デリバリパイプの全体に無電解ニッケル−リン鍍金処理を施せば、燃圧センサがソケット取付プラグに凝着するのを防ぐことができるものの、燃料デリバリパイプの外周面の耐腐食性が低下するために、燃料デリバリパイプの全体に無電解ニッケル−リン鍍金処理を施すことが適切でなかった。本発明は、燃料デリバリパイプの外周面の耐腐食性を低下させることなく、燃圧センサがソケット取付プラグに凝着するのを防ぐことを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、燃料ポンプから燃料が供給される燃料通路が内部に形成されたメインパイプと、メインパイプに設けられて燃料噴射弁が連結される複数の噴射弁ソケットと、メインパイプに設けられて燃料通路内の燃圧を検出する燃圧センサを取り付ける筒形をしたセンサ取付プラグとを備え、メインパイプに噴射弁ソケットとセンサ取付プラグとをろう付けによって一体的に固着させた燃料デリバリパイプであって、少なくともセンサ取付プラグの内周部に取り付けられる燃圧センサの取付部及びセンサ取付プラグには耐腐食性のステンレス材を用いたものであり、ろう付け後にセンサ取付プラグの内周部にのみ無電解ニッケル−リン鍍金を施した鍍金部を設けて、この鍍金部のビッカース硬度を２５０〜９００ＨＶ、静摩擦係数を０．１０〜０．２０となるようにしたことを特徴とする燃料デリバリパイプを提供するものである。

上記のように構成した燃料デリバリパイプにおいては、少なくともセンサ取付プラグの内周部に取り付けられる燃圧センサの取付部及びセンサ取付プラグには耐腐食性のステンレス材を用いたものであり、ろう付け後にセンサ取付プラグの内周部にのみ無電解ニッケル−リン鍍金を施した鍍金部を設けて、この鍍金部のビッカース硬度を２５０〜９００ＨＶ、静摩擦係数を０．１０〜０．２０となるようにしたので、メインパイプ及びセンサ取付プラグの外周面をステンレス材の耐腐食性の高い状態を維持しつつ、燃圧センサの取付部が無電解ニッケル−リン鍍金による鍍金部を施したセンサ取付プラグの内周部に凝着しないようにすることができた。

上記課題を解決するために、本発明は、燃料ポンプから燃料が供給される燃料通路が内部に形成されたメインパイプと、メインパイプに設けられて燃料噴射弁が連結される複数の噴射弁ソケットと、メインパイプに設けられて燃料通路内の燃圧を検出する燃圧センサを内周部に取り付ける筒形をしたセンサ取付プラグとを備え、少なくともセンサ取付プラグの内周部に取り付けられる燃圧センサの取付部及びセンサ取付プラグには耐腐食性のステンレス材が用いられて、メインパイプに噴射弁ソケットとセンサ取付プラグとをろう付けによって一体的に固着させた燃料デリバリパイプのセンサ取付プラグの内周部にのみ鍍金を施す鍍金方法であり、センサ取付プラグの内周部以外の燃料デリバリパイプの外周面の少なくとも一部を被覆するマスキング処理工程と、マスキング処理工程後に燃料デリバリパイプの被覆した部分を含めてセンサ取付プラグの内周部を鍍金液に漬浸させてウッド浴させるニッケルストライク鍍金処理工程と、ニッケルストライク鍍金処理後に燃料デリバリパイプの被覆した部分を含めてセンサ取付プラグの内周部を鍍金液に漬浸させてセンサ取付プラグの内周部に無電解ニッケル−リン鍍金を施す無電解ニッケル−リン鍍金処理工程と、無電解ニッケル−リン鍍金処理工程後に被覆を取り外すマスキング取外処理工程とを備えたことを特徴とする燃料デリバリパイプのセンサ取付プラグの内周部にのみ鍍金を施す鍍金方法を提供するものである。

上記のように構成した燃料デリバリパイプのセンサ取付プラグの内周部にのみ鍍金を施す鍍金方法により、メインパイプ及びセンサ取付プラグの外周面をステンレス材の耐腐食性の高い状態を維持しつつ、燃圧センサの取付部が無電解ニッケル−リン鍍金による鍍金部を設けたセンサ取付プラグの内周部に凝着しないようにした燃料デリバリパイプを得ることができるようになった。

本発明による燃料デリバリパイプの側面図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１のＢ−Ｂ断面図である。 一部をマスキングした燃料デリバリパイプを起立させた側面図である。 マスキングした部分と鍍金をした部分を示す図２に相当するＡ−Ａ断面図である。 センサ取付プラグの内周部にのみ鍍金を施す燃料デリバリパイプの鍍金方法を示すフローチャートである。

以下に、添付図面により、本発明による燃料デリバリパイプと、この燃料デリバリパイプのセンサ取付プラグの内周部にのみ鍍金を施す鍍金方法の実施形態の説明をする。

本発明の燃料デリバリパイプ１０は主として船舶の船外機のエンジンに用いられるものであり、海上等の腐食環境下で使用されることを前提としたものである。燃料デリバリパイプ１０は、図１〜図３に示したように、燃料ポンプ（図示省略）から燃料が供給される燃料通路１１ａが内部に形成されたメインパイプ１１と、メインパイプ１１の両端を塞ぐ蓋体１２，１３と、メインパイプ１１に設けられて燃料噴射弁Ｉが液密に連結される４つ（複数）の噴射弁ソケット２０と、メインパイプ１１に設けられて燃料供給管（図示省略）が接続されるジョイント管１４と、メインパイプ１１に設けられて燃料通路１１ａ内の燃圧を検出する燃圧センサＳを内周部に取り付ける筒形をしたセンサ取付プラグ１５とを備えている。燃料デリバリパイプ１０は、メインパイプ１１、蓋体１２，１３、ジョイント管１４、センサ取付プラグ１５及び噴射弁ソケット２０が耐腐食性の高いステンレス材を用いたものである。

図１に示したように、メインパイプ１１は断面形状が円形をしたステンレス製のパイプ材を用いたものである。メインパイプ１１の長手方向の両端には蓋体１２，１３が設けられており、蓋体１２，１３によって塞がれたメインパイプ１１の内部空間が燃料通路１１ａとなっている。メインパイプ１１の長手方向の中間部にはジョイント管１４が固着されており、燃料ポンプ（図示省略）から供給される燃料は燃料供給管（図示省略）及びジョイント管１４を通ってメインパイプ１１内の燃料通路１１ａに導かれる。

メインパイプ１１の図１に示した長手方向の中間部よりも右側には筒型をしたセンサ取付プラグ１５が設けられており、センサ取付プラグ１５の内周部には燃料通路１１ａの燃料圧力を検出する燃圧センサＳが着脱可能に取り付けられる。センサ取付プラグ１５はステンレス材を用いたもので、ビッカース硬度が約３５０ＨＶのものが用いられている。図２に示したように、センサ取付プラグ１５の内周部は開口側からメインパイプ１１側に燃圧センサＳの雄ねじ部Ｓ１が締結される雌ねじ部１５ａと、雌ねじ部１５ａからメインパイプ１１側に径の細くなる円錐台面部１５ｂと、円錐台面部１５ｂからメインパイプ１１側に形成した細孔１５ｃとを備えている。センサ取付プラグ１５の雌ねじ部１５ａに燃圧センサＳの雄ねじ部Ｓ１を締結（螺着）させたときに、燃圧センサＳの雄ねじ部Ｓ１の先端部がセンサ取付プラグ１５の内周部の奥部となる円錐台面部１５ｂに密着することでシールされ、燃料通路１１ａ内の燃料がセンサ取付プラグ１５から漏出しないようになっている。センサ取付プラグ１５に形成された細孔１５ｃはメインパイプ１１に形成された連通孔１１ｂと対向する位置に配置され、センサ取付プラグ１５の内部は細孔１５ｃと連通孔１１ｂによって燃料通路１１ａと連通している。

センサ取付プラグ１５に取り付けられる燃圧センサＳは外装部及び雄ねじ部Ｓ１がステンレス材を用いたものであり、ビッカース硬度が約１８０ＨＶのものが用いられている。

図１に示したように、メインパイプ１１の側面には４つの噴射弁ソケット２０が固着されており、４つの噴射弁ソケット２０はメインパイプ１１の長手方向に等間隔に配置されている。図１及び図３に示したように、噴射弁ソケット２０は上部が塞がった円筒形のソケット部２１と、ソケット部２１をメインパイプに連結するアーム部２２と、ソケット部２１の側部にて燃料デリバリパイプ１０をエンジンに固定するためのブラケット部２３とを備えている。噴射弁ソケット２０はメインパイプ１１の燃料供給孔１１ｃが形成された位置に固着され、ソケット部２１の内部２１ａは燃料供給孔１１ｃとアーム部２２の内部の通路２２ａによって燃料通路１１ａと連通している。ソケット部２１にはコントロールユニットの制御によって開閉される燃料噴射弁Ｉが連結される。ソケット部２１の側部には筒形をしたブラケット部２３が一体的に設けられており、燃料デリバリパイプ１０はブラケット部２３のボルト挿通孔２３ａに挿通したボルトによってエンジンに固定される。なお、ブラケット部２３を噴射弁ソケット２０と別体としたものであってもよい。

次に、この燃料デリバリパイプ１０の製造方法について説明する。この燃料デリバリパイプ１０の製造方法は、メインパイプ１１に蓋体１２，１３、ジョイント管１４、センサ取付プラグ１５及び４つの噴射弁ソケット２０をろう付けによって固着する工程と、ろう付け後にセンサ取付プラグ１５の内周部のみを鍍金処理する工程とを備えている。

ろう付けによって固着する工程では、メインパイプ１１に蓋体１２，１３、ジョイント管１４、センサ取付プラグ１５及び４つの噴射弁ソケット２０を仮固定し、仮固定した状態の燃料デリバリパイプ１０をろう付けによって一体的に固着させる。

次に、センサ取付プラグ１５の内周部のみを鍍金処理する工程について説明する。センサ取付プラグ１５の内周部のみを鍍金する処理は、ステンレス材を用いた燃料デリバリパイプ１０の外周面の耐腐食性を維持しつつ、センサ取付プラグ１５の内周部に同種金属よりなる燃圧センサＳの先端部のシール面を含めた雄ねじ部（取付部）Ｓ１が凝着するのを防ぐことを目的としたものである。

燃料デリバリパイプ１０のセンサ取付プラグ１５の内周部にのみ鍍金を施す鍍金方法は、図６に示したように、少なくとも、マスキング処理工程と、ニッケルストライク鍍金処理工程と、無電解ニッケル−リン鍍金処理工程と、マスキング取外工程とを含むものであり、センサ取付プラグ１５の内周部に形成した鍍金部１５ｄのビッカース硬度が２５０ＨＶより低ければ、必要に応じてベーキング処理工程を実施するものである。この実施形態では、マスキング処理工程後に、乾燥工程、脱脂工程を実行し、ニッケルストライク鍍金処理工程後に、水洗工程を実行し、無電解ニッケル−リン鍍金処理工程後に、水洗工程と、乾燥工程と、マスキング取外工程と、脱脂工程を実行し、最後に必要に応じてベーキング処理工程を実行している。

ニッケルストライク鍍金処理工程及び無電解ニッケル−リン鍍金処理工程では、図４に示したようにセンサ取付プラグ１５がメインパイプ１１の長手方向の中間部より下側となるようにメインパイプ１１を鉛直方向にて起立させた状態で吊し、燃料デリバリパイプ１０を鍍金浴槽Ｂ内の鍍金液に浸漬させるので、マスキング処理工程では、燃料デリバリパイプ１０のセンサ取付プラグ１５より少し上側位置までマスキング材を塗布により被覆させる（マスキング材を塗布した部分を図５の二点鎖線に示した）。センサ取付プラグ１５の内周部で特に雌ねじ部１５ａと円錐台面部１５ｂとを鍍金させるために、マスキング処理工程においては、センサ取付プラグ１５の外周部にマスキング材を塗布して被覆させるとともに、燃料通路１１ａ内に鍍金液が流入するのを防ぐために、図５に示したように、センサ取付プラグ１５の細孔１５ｃにキャップＣ１を挿入する。また、起立させたときに下側となる２つの噴射弁ソケット２０では、ソケット部２１の開口部２１ｂをキャップＣ２により塞ぐとともに、ブラケット部２３のボルト挿通孔２３ａの両側の開口部をキャップＣ３により塞ぐ。なお、マスキング処理工程では、マスキング材を塗布して被覆させたが、これに限られるわけでなく、マスキング材をスプレーにより吹き付けたものであってもよいし、マスキングテープを張り付けたものであってもよい。

燃料デリバリパイプ１０をマスキング処理した後で、燃料デリバリパイプ１０を乾燥工程及び脱脂工程により燃料デリバリパイプに付着している油脂成分を取り除き、燃料デリバリパイプ１０をニッケルストライク鍍金処理する。ニッケルストライク鍍金処理工程では、燃料デリバリパイプ１０のマスキングした部分を鍍金浴槽Ｂ内の鍍金液に浸漬させた状態で電流を印可して（ウッド浴させて）、センサ取付プラグ１５の内周部にてステンレス材の表面の不動態被膜を除去して表面にニッケルストライク鍍金を施して、後述する無電解ニッケル−リン鍍金の密着性を高めるようにする。

ニッケルストライク鍍金処理後、水洗工程により鍍金液を洗い流し、無電解ニッケル−リン鍍金処理をする。無電解ニッケル−リン鍍金処理工程では、燃料デリバリパイプ１０のマスキングした部分を鍍金浴槽Ｂ内の鍍金液（硫黄フリーでリン濃度９〜１３％とした）に浸漬させ、図５の一点鎖線に示したように、センサ取付プラグ１５の内周部にてステンレス材の表面のニッケルストライク鍍金を施した部分に無電解ニッケル−リン鍍金を施して鍍金部１５ｄを形成させる。

無電解ニッケル−リン鍍金処理後、燃料デリバリパイプ１０を水洗工程と乾燥工程とで鍍金液を洗い流して乾燥させ、マスキング取外工程によって燃料デリバリパイプ１０に被覆させていたマスキング材を剥がし、脱脂工程により残っている油脂成分を取り除く。鍍金部１５ｄのビッカース硬度が２５０ＨＶより低ければ、脱脂工程後に燃料デリバリパイプ１０にベーキング処理をする。ベーキング処理工程では、燃料デリバリパイプ１０を１００℃〜４００℃の加熱室にて１〜２時間加熱する。このように無電解ニッケル−リン鍍金処理をした（必要に応じてベーキング処理をした）センサ取付プラグ１５の内周部に形成した鍍金部１５ｄのビッカース硬度は４００〜５００ＨＶ、静摩擦係数０．１０〜０．２０となっている。無電解ニッケル−リン鍍金処理をした（必要に応じてベーキング処理をした）ことで、センサ取付プラグ１５の内周部に形成した鍍金部１５ｄのビッカース硬度が４００〜５００ＨＶ、摩擦係数０．１０〜０．２０となり、このセンサ取付プラグ１５の内周部に燃圧センサＳのステンレス材の雄ねじ部（取付部）Ｓ１を締結させて取り付けたときにも、燃圧センサＳの雄ねじ部Ｓ１の先端部はセンサ取付プラグ１５の内周部の円錐台面部１５ｂに凝着しないようにすることができた。これにより、燃圧センサＳが故障したときでも、燃圧センサＳを取り外して交換できるようになった。また、燃圧センサＳの雄ねじ部Ｓ１の先端部がセンサ取付プラグ１５の内周部の円錐台面部１５ｂに凝着するのを防止するための鍍金部１５ｄをセンサ取付プラグ１５の内周部にのみ形成したので、燃料デリバリパイプ１０の外周面はステンレス材が有する耐腐食性を失わないようにすることができた。なお、この実施形態では、センサ取付プラグ１５の内周部に無電解ニッケル−リン鍍金処理した（必要に応じてベーキング処理をした）ことで、センサ取付プラグ１５の内周部に形成した鍍金部１５ｄのビッカース硬度が４００〜５００ＨＶとなるようにしたが、本発明はこれに限られるものでなく、鍍金部１５ｄのビッカース硬度が２５０〜９００ＨＶの範囲であれば、燃圧センサＳの雄ねじ部Ｓ１の先端部のシール面がセンサ取付プラグ１５の内周部の奥部に凝着するのを防止することができる。

１０…燃料デリバリパイプ、１１…メインパイプ、１１ａ…燃料通路、１５…センサ取付プラグ、１５ｄ…鍍金部、２０…噴射弁ソケット、Ｓ…燃圧センサ、Ｓ１…取付部（雄ねじ部）。

Claims (2)

1. 燃料ポンプから燃料が供給される燃料通路が内部に形成されたメインパイプと、
   前記メインパイプに設けられて燃料噴射弁が連結される複数の噴射弁ソケットと、
   前記メインパイプに設けられて前記燃料通路内の燃圧を検出する燃圧センサを内周部に取り付ける筒形をしたセンサ取付プラグとを備え、
   前記メインパイプに前記噴射弁ソケットと前記センサ取付プラグとをろう付けによって一体的に固着させた燃料デリバリパイプであって、
   少なくとも前記センサ取付プラグの内周部に取り付けられる前記燃圧センサの取付部及び前記センサ取付プラグには耐腐食性のステンレス材を用いたものであり、
   ろう付け後に前記センサ取付プラグの内周部にのみ無電解ニッケル−リン鍍金を施した鍍金部を設けて、この鍍金部のビッカース硬度を２５０〜９００ＨＶ、静摩擦係数を０．１０〜０．２０となるようにしたことを特徴とする燃料デリバリパイプ。
2. 燃料ポンプから燃料が供給される燃料通路が内部に形成されたメインパイプと、
   前記メインパイプに設けられて燃料噴射弁が連結される複数の噴射弁ソケットと、
   前記メインパイプに設けられて前記燃料通路内の燃圧を検出する燃圧センサを内周部に取り付ける筒形をしたセンサ取付プラグとを備え、
   少なくとも前記センサ取付プラグの内周部に取り付けられる前記燃圧センサの取付部及び前記センサ取付プラグには耐腐食性のステンレス材が用いられて、前記メインパイプに前記噴射弁ソケットと前記センサ取付プラグとをろう付けによって一体的に固着させた燃料デリバリパイプの前記センサ取付プラグの内周部にのみ鍍金を施す鍍金方法であり、
   前記センサ取付プラグの内周部以外の前記燃料デリバリパイプの外周面の少なくとも一部を被覆するマスキング処理工程と、
   前記マスキング処理工程後に前記燃料デリバリパイプの被覆した部分を含めて前記センサ取付プラグの内周部を鍍金液に漬浸させてウッド浴させるニッケルストライク鍍金処理工程と、
   前記ニッケルストライク鍍金処理後に前記燃料デリバリパイプの被覆した部分を含めて前記センサ取付プラグの内周部を鍍金液に漬浸させて前記センサ取付プラグの内周部に無電解ニッケル−リン鍍金を施す無電解ニッケル−リン鍍金処理工程と、
   前記無電解ニッケル−リン鍍金処理工程後に被覆を取り外すマスキング取外処理工程とを備えたことを特徴とする燃料デリバリパイプセンサの取付プラグの内周部にのみ鍍金を施す鍍金方法。

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