JP6886676B2

JP6886676B2 - 燃料給油管

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Publication number: JP6886676B2
Application number: JP2016132722A
Authority: JP
Inventors: 稔正山根; 篤中崎; 修藤山
Original assignee: Keylex Corp
Current assignee: Keylex Corp
Priority date: 2016-07-04
Filing date: 2016-07-04
Publication date: 2021-06-16
Anticipated expiration: 2036-07-04
Also published as: JP2018002002A

Description

本発明は、自動車等の燃料タンクに燃料を給油する際の通路となる燃料給油管に関する。

近年では、環境負荷物質の低減を目的として、自動車等に使用する燃料をガソリンや軽油等の化石燃料からバイオ燃料に置き換える取り組みがなされている。このバイオ燃料は、酸化劣化し易いことが一般的に知られ、化石燃料に比べると、酸化劣化により生成される有機酸によって金属材料の腐食が引き起こされ易い。したがって、上述の如きバイオ燃料を自動車等に使用する場合、燃料を貯溜する燃料タンクだけでなく、当該燃料タンクに燃料を案内する燃料給油管においても腐食に対して耐性の強い構造にしておく必要がある。

これに対応するために、腐食に対する耐性の強いステンレス材を用いて燃料給油管を形成することが考えられる。

例えば、特許文献１では、燃料給油管において燃料の通路となる円筒状の給油管本体を、オーステナイト系のステンレス材か、或いは、フェライト系のステンレス材からなる円管状の電縫管を用いて形成することにより、腐食に対して耐性の強い構造となるようにしている。

特開２００５−２７１０４０号公報

しかし、給油管本体をオーステナイト系のステンレス材で形成すると、給油管本体に曲げ加工や拡管加工を施す際、母材内部の結晶状態が変態して加工部分に残留応力が発生し、これを起因として時効割れを引き起こすおそれがある。また、フェライト系のステンレス材は、クロムを多く含んで硬いため、曲げ加工や拡管加工が必要な給油管本体への適用には向いていない。さらに、ステンレス材は、鋼材に比べて材料コストが嵩んでしまう。

これらの加工性及びコスト面の問題を解決するために、外周面及び内周面に犠牲防食作用を有する亜鉛メッキ層や亜鉛系合金メッキ層が設けられた鋼管を用いて給油管本体を形成するか、或いは、外周面及び内周面にニッケルメッキ層が設けられた鋼管を用いて給油管本体を形成することが考えられる。

しかし、前者の場合、給油管本体の内周面に亜鉛メッキ層や亜鉛系合金メッキ層を設けると、バイオ燃料による腐食によってメッキ鋼管の内周面に付着する亜鉛メッキ層や亜鉛系合金メッキ層から亜鉛が溶出し、溶出した亜鉛が不完全燃焼生成物になって内燃機関における始動不具合等を引き起こしてしまうおそれがある。

また、後者の場合、ニッケルメッキ層は犠牲防食作用を有しないので、車両走行時におけるチッピング等の影響によって給油管本体の外周面に設けられたニッケルメッキ層に僅かにでも傷が発生し、当該部分において腐食が始まると、その腐食の進行を止めることができないという問題がある。

本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、腐食に対する耐性が高く、時効割れや亜鉛の溶出による不具合を避けることができ、さらには、加工がし易い低コストな燃料給油管を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明は、給油管本体を鋼管から形成するとともに、給油管本体の外周面及び内周面に設ける層の組み合わせに工夫を凝らしたことを特徴とする。

すなわち、第１の発明では、一端側に短い筒状のリテーナが取り付けられ、且つ、他端が燃料タンクに接続された鋼材からなる円筒状の給油管本体を備え、該給油管本体の外周面及び内周面には、それぞれニッケルメッキ層が設けられ、上記給油管本体の外周面に設けられたニッケルメッキ層の表面には、ジンクリッチ塗装層が設けられていることを特徴とする。

第２の発明では、第１の発明において、一端が上記給油管本体の一端側に接続され、且つ、他端が上記燃料タンクに接続された鋼材からなる細い円筒状のブリーザチューブを備え、上記ニッケルメッキ層は、上記ブリーザチューブの外周面及び内周面にも設けられ、上記ジンクリッチ塗装層は、上記ブリーザチューブの外周面に設けられたニッケルメッキ層の表面にも設けられていることを特徴とする。

第３の発明では、第２の発明において、上記ブリーザチューブの一端には、当該ブリーザチューブの外周面と上記給油管本体の外周面とを接続する溶接部が設けられ、上記ジンクリッチ塗装層は、上記溶接部の表面にも設けられていることを特徴とする。

第１の発明では、給油管本体の外周面側には、ニッケルメッキ層とジンクリッチ塗装層とが順に重ねて設けられるとともに、最外層にジンクリッチ塗装層が位置しているので、もし仮にニッケルメッキ層に傷がついたとしても、ジンクリッチ塗装層内に含まれる亜鉛によって犠牲防食が起こり、給油管本体の外周面側に発生する腐食の進行を遅くすることができる。また、給油管本体の内周面側には、ニッケルメッキ層が設けられているので、給油管本体の内周面側の腐食に対する耐性を高くすることができるとともに、もし仮に腐食が発生したとしても、給油管本体の内周面に亜鉛メッキ層や亜鉛系合金メッキ層を設けた場合のように亜鉛が溶出するといったことが無く、亜鉛が溶出することによる不具合の発生を防ぐことができる。さらに、給油管本体を鋼材から形成するので、給油管本体をステンレス材で形成する場合に比べて曲げ加工や拡管加工が行い易くなり、時効割れの不具合を避けることができるだけでなく、部品コストも低く抑えることができる。

第２の発明では、給油管本体だけでなく、ブリーザチューブの外周面及び内周面においても給油管本体と同様に腐食に対する耐性を高くすることができる。また、ブリーザチューブにおいても、加工が行い易くなるとともに、時効割れの不具合をさけることができ、さらには、コストをかけずに形成することが可能となる。

第３の発明では、給油管本体の外周面とブリーザチューブの外周面とにそれぞれニッケルメッキ層を設けた状態でブリーザチューブを給油管本体に接合すると、ニッケルの沸点が鉄の融点より高いので、溶接部内にニッケルガスが巻き込まれてブローホールになるといった不具合が発生しない。したがって、給油管本体の外周面とブリーザチューブの外周面とにそれぞれ亜鉛メッキ層か亜鉛系合金メッキ層を設けた燃料給油管のように、ブリーザチューブを給油管本体に接合したときに、亜鉛ガスが溶接部内に巻き込まれてブローホールになるといったような不具合を防ぐことができ、給油管本体とブリーザチューブとを強固に繋ぐことができる。また、溶接部の表面にジンクリッチ塗装層が設けられるので、ジンクリッチ塗装層内に含まれる亜鉛による犠牲防食作用によって溶接部の腐食に対する耐性を高くすることができる。

本発明の実施形態に係る燃料給油管、及び、燃料給油管が繋がる燃料タンクの斜視図である。図１のII−II線における断面図である。図２のIII部拡大図である。図１のIV−IV線における断面図である。本発明の実施形態に係る燃料給油管の外周面側の防錆力を調査した結果を示す図である。本発明の実施形態に係る燃料給油管の内周面側の防錆力を調査した結果を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎない。

図１及び図２は、本発明の実施形態に係る燃料給油管１を示す。該燃料給油管１は、バイオ燃料により動く車両における燃料タンク１０に対してバイオ燃料を給油する際の通路となるものであり、鋼管（ＳＴＫＭ１１Ａ相当）から形成された円筒状の給油管本体２と、該給油管本体２に並設され、鋼管から形成された細い円筒状のブリーザチューブ３とを備えている。

上記給油管本体２の一端側には、短い筒状のリテーナ４がレーザ溶接により取り付けられ、上記給油管本体２の他端は、上記燃料タンク１０に接続されている。

上記リテーナ４の開口部分は、給油口４ａを構成しており、該給油口４ａは、給油キャップ７で旋蓋されるようになっている。

上記給油管本体２の外周面及び内周面には、図３に示すように、それぞれニッケルメッキ層５が設けられている。

該ニッケルメッキ層５は、厚みが約３μｍであり、電気メッキ処理により形成されたものである。

上記給油管本体２の外周面に設けられたニッケルメッキ層５の表面には、ジンクリッチ塗装層６が設けられ、該ジンクリッチ塗装層６の厚みは、約４０μｍとなっている。

上記ジンクリッチ塗装層６は、ＶＯＣ（揮発性有機化合物の略称）の発生量が少なく、しかも、スプレー塗装や浸漬塗装よりも厚塗りが容易で耐チッピング性能を高めることができる粉体塗装によって形成されている。

上記ブリーザチューブ３は、バイオ燃料を給油する際において、気化したバイオ燃料を含む空気を上記燃料タンク１０から上記給油管本体２の一端側に抜くためのものである。

上記ブリーザチューブ３の外周面及び内周面には、図３に示すように、上記ニッケルメッキ層５が設けられている。

また、上記ブリーザチューブ３の外周面に設けられたニッケルメッキ層５の表面には、上記ジンクリッチ塗装層６が設けられている。

上記ブリーザチューブ３の一端には、図４に示すように、当該ブリーザチューブ３の外周面と上記給油管本体２の外周面とを接続する溶接部３ａが設けられ、上記ブリーザチューブ３の他端は、上記燃料タンク１０に接続されている。

上記溶接部３ａは、外周面及び内周面にニッケルメッキ層５が設けられたブリーザチューブ３の一端を外周面及び内周面にニッケルメッキ層５が設けられた給油管本体２の外周面に当接させるとともにＭＩＧロウ付けで接合することによって形成されたものであり、その表面には、ジンクリッチ塗装層６が設けられている。

尚、図３及び図４では、便宜上、ニッケルメッキ層５及びジンクリッチ塗装層６の厚みを誇張して記載している。

次に、本発明の実施形態に係る燃料給油管１の外周面側の防錆力を評価した結果について説明する。

（防錆試験１）
試験片１〜５を用いて複合腐食試験（ＪＡＳＯＭ６０９−９１法）を行った。
＜試験条件＞
下記（１）〜（３）を１サイクルとして３００サイクル繰り返した。
（１）３５℃の条件下において、試験片に対して塩水（５％の塩化ナトリウム水溶液）を２時間続けて噴霧する。
（２）６０℃の乾燥状態において試験片を４時間放置する。
（３）５０℃で、且つ、湿度が９５％以上の状態において試験片を２時間放置する。
＜試験片＞
板厚１．２ｍｍの鋼板を１２０ｍｍ×１００ｍｍに切り出すとともに、その外周部分をマスキングテープで覆ったものを使用した。
試験片１：鋼板の表面に約１２μｍの亜鉛メッキ層を設けるとともに亜鉛メッキ層の表面にエポキシ系粉体塗装層を設けたもの。
試験片２：鋼板の表面に約３μｍの電気ニッケルメッキ層を設けるとともに電気ニッケルメッキ層の表面にエポキシ系粉体塗装層を設けたもの。
試験片３：鋼板の表面に約３μｍの電気ニッケルメッキ層を設けるとともに電気ニッケルメッキ層の表面にジンクリッチ塗装層を設けたもの（本発明の実施形態と同じ構成）。
試験片４：鋼板の表面に約１２μｍの亜鉛メッキ層を設けただけのもの（塗装なし）。
試験片５：鋼板の表面に約３μｍの電気ニッケルメッキ層を設けただけのもの（塗装なし）。
＜評価方法＞
１００サイクル毎に各試験片を取り出して腐食深度を測定し、試験片の板厚が元の板厚に対して１００〜８５％であった場合を◎、８４〜７０％であった場合を○、６９％以下であった場合を×とした。
＜評価結果＞
図５に示すように、亜鉛メッキ層及び電気ニッケルメッキ層の表面に塗装層を設けないと防錆力が大きく下がってしまうことが分かった。一方、亜鉛メッキ層及び電気ニッケルメッキ層の表面に塗装層を設けると、防錆力が高まり、特に、電気ニッケルメッキ層の表面にジンクリッチ塗装層を設けると、高い防錆力が得られることが分かった。これは、ジンクリッチ塗装層内に含まれる亜鉛によって犠牲防食が起こるからだと考えられる。

次に、本発明の実施形態に係る燃料給油管１の内周面側の防錆力を評価した結果について説明する。

（防錆試験２）
バイオ燃料を模した試験液に試験片６，７を浸して亜鉛メッキ層又はニッケルメッキ層から溶出される金属の濃度を調べた。
＜試験条件＞
試験片が試験液に約５０％浸される状態となるように容器内に試験片及び試験液を入れて容器を密閉するとともに、容器を６０℃の恒温槽に１０００時間放置した。使用する試験液は、バイオ燃料において一般的に使用される機会の多いバイオエタノール混合ガソリンと同等の成分を有するものにした。具体的には、ＪＩＳＫ２２０２に規定されているレギュラーガソリンに対し、ギ酸、酢酸及びＪＡＳＯＭ３６１に規定されているバイオエタノールを１０質量％添加して模擬的な劣化ガソリンを生成し、さらに腐食性を高めることを目的として、純水にギ酸、酢酸及び塩素を添加した腐食水を生成してこの腐食水を上記劣化ガソリンに１０質量％添加したものを試験液とした。
＜試験片＞
板厚１．２ｍｍの鋼板を１２０ｍｍ×１００ｍｍに切り出したものを使用した。
試験片６：鋼板の表面に約１２μｍの亜鉛メッキ層を設けただけのもの。
試験片７：鋼板の表面に約３μｍの電気ニッケルメッキ層を設けただけのもの。
＜評価方法＞
試験終了後に容器内から各試験片を取り出すとともに容器内の試験液に含まれる溶出した金属の濃度を測定した。そして、試験片６の測定値に対して試験片７の測定値が小さい場合を◎、大きい場合を×とした。
＜評価結果＞
図６に示すように、亜鉛メッキ層からは多くの亜鉛が溶出するが、電気ニッケルメッキ層からはニッケルがほとんど溶出しないことが分かった。

以上より、本発明の実施形態によると、給油管本体２の外周面側には、ニッケルメッキ層５とジンクリッチ塗装層６とが順に重ねて設けられるとともに、最外層にジンクリッチ塗装層６が位置しているので、もし仮にニッケルメッキ層５に傷がついたとしても、ジンクリッチ塗装層６内に含まれる亜鉛によって犠牲防食が起こり、給油管本体２の外周面側に発生する腐食の進行を遅くすることができる。

また、給油管本体２の内周面側には、ニッケルメッキ層５が設けられているので、給油管本体２の内周面側の腐食に対する耐性を高くすることができるとともに、もし仮に腐食が発生したとしても、給油管本体２の内周面に亜鉛メッキ層や亜鉛系合金メッキ層を設けた場合のように亜鉛が溶出するといったことが無く、亜鉛が溶出することによる不具合の発生を防ぐことができる。

さらに、給油管本体２を鋼管から形成するので、給油管本体２をステンレス材で形成する場合に比べて曲げ加工や拡管加工が行い易くなり、時効割れの不具合を避けることができるだけでなく、部品コストも低く抑えることができる。

また、給油管本体２だけでなく、ブリーザチューブ３の外周面及び内周面においてもニッケルメッキ層５及びジンクリッチ塗装層６によって給油管本体２と同様に腐食に対する耐性を高くすることができる。また、ブリーザチューブ３においても、加工が行い易くなるとともに、時効割れの不具合をさけることができ、さらには、コストをかけずに形成することが可能となる。

また、給油管本体２の外周面とブリーザチューブ３の外周面とにそれぞれニッケルメッキ層５を設けた状態でブリーザチューブ３を給油管本体２に接合すると、ニッケルの沸点が鉄の融点より高いので、溶接部３ａ内にニッケルガスが巻き込まれてブローホールになるといった不具合が発生しない。したがって、給油管本体２の外周面とブリーザチューブ３の外周面とにそれぞれ亜鉛メッキ層か亜鉛系合金メッキ層を設けた燃料給油管１のように、ブリーザチューブ３を給油管本体２に接合したときに、亜鉛ガスが溶接部３ａ内に巻き込まれてブローホールになるといったような不具合を防ぐことができ、給油管本体２とブリーザチューブ３とを強固に繋ぐことができる。また、溶接部３ａの表面にジンクリッチ塗装層６が設けられるので、ジンクリッチ塗装層６内に含まれる亜鉛による犠牲防食作用によって溶接部３ａの腐食に対する耐性を高くすることができる。

尚、本発明の実施形態では、ニッケルメッキ層５の厚みを約３μｍとしているが、０．２５〜１０μｍであればよい。

また、本発明の実施形態では、ジンクリッチ塗装層６の厚みを４０μｍとしているが、２０〜８０μｍであればよい。

また、本発明の実施形態では、給油管本体２とブリーザチューブ３とをＭＩＧロウ付けによる溶接部３ａで接続しているが、レーザロウ付けによる溶接部で接続してもよい。

尚、上記給油管本体２及びブリーザチューブ３は、電気ニッケルメッキ処理か、或いは、無電解ニッケルメッキ処理によって両面にニッケルメッキ層５が設けられた鋼板を電縫管にし、各種加工を行った後、電縫管の外周面側に設けられたニッケルメッキ層５の表面にジンクリッチ塗装層６を設けるような製造手順であってもよいし、メッキ処理が施されていない鋼管に無電解ニッケルメッキ処理を行って外周面及び内周面にニッケルメッキ層５が設けた後、外周面側のニッケルメッキ層５の表面にジンクリッチ塗装層６を設けるような製造手順であってもよい。

本発明は、車両の燃料タンクに燃料を給油する際の通路となる燃料給油管に適している。

１燃料給油管
２給油管本体
３ブリーザチューブ
３ａ溶接部
４リテーナ
５ニッケルメッキ層
６ジンクリッチ塗装層
１０燃料タンク

Claims

自動車の燃料タンクに燃料を給油する際の通路となる燃料給油管であって、
一端側に短い筒状のリテーナが取り付けられ、且つ、他端が燃料タンクに接続された鋼材からなる円筒状の給油管本体を備え、
該給油管本体の外周面及び内周面には、それぞれニッケルメッキ層が設けられ、
上記給油管本体の外周面に設けられたニッケルメッキ層の表面には、ジンクリッチ塗装層が設けられていることを特徴とする燃料給油管。
請求項１に記載の燃料給油管において、
一端が上記給油管本体の一端側に接続され、且つ、他端が上記燃料タンクに接続された鋼材からなる細い円筒状のブリーザチューブを備え、
上記ニッケルメッキ層は、上記ブリーザチューブの外周面及び内周面にも設けられ、
上記ジンクリッチ塗装層は、上記ブリーザチューブの外周面に設けられたニッケルメッキ層の表面にも設けられていることを特徴とする燃料給油管。
請求項２に記載の燃料給油管において、
上記ブリーザチューブの一端には、当該ブリーザチューブの外周面と上記給油管本体の外周面とを接続する溶接部が設けられ、
上記ジンクリッチ塗装層は、上記溶接部の表面にも設けられていることを特徴とする燃料給油管。