(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋳造アルミニウム合金からなる燃料タンクであって、前記鋳造アルミニウム合金は、７０ＨＶ以下のビッカース硬さを有し、かつ、１８０℃の温度で３０分保持される場合でも９０℃で９６時間保持される場合でも、保持後に７０ＨＶ以下のビッカース硬さを有し、
前記鋳造アルミニウム合金は、シリコンを７．５質量％以上１３質量％以下の割合で含み、
前記鋳造アルミニウム合金は、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金であり、
ダイカスト法によって鋳造された燃料タンク。
【請求項２】
前記燃料タンクは３５０℃以上３９０℃以下の温度で熱処理されている請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項３】
前記鋳造アルミニウム合金からなる部材と、前記部材の少なくとも一部の表面を覆っており、１４５℃以上２００℃以下の温度で硬化された塗膜とを備えた請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項４】
第１の部材および第２の部材を備え、前記第１の部材および前記第２の部材のそれぞれが前記鋳造アルミニウム合金からなる請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項５】
前記第１の部材および前記第２の部材は接合されており、燃料を保持する空間を規定している請求項４に記載の燃料タンク。
【請求項６】
前記第１の部材および前記第２の部材は、それぞれ高真空ダイカスト法により鋳造されたアルミニウム合金からなり、溶接により互いに接合されている請求項５に記載の燃料タンク。
【請求項７】
前記燃料タンクの少なくとも一部は、２．４ｍｍ以下の厚さを有する請求項１に記載の燃料タンク。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに規定される燃料タンクであって、エンジンに近接して配置される燃料タンクを備えた輸送機器。
【請求項９】
請求項１から７のいずれかに規定される燃料タンクを備えた鞍乗り型車両。
【請求項１０】
Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金であるアルミニウム合金を鋳造することにより、鋳造部品を形成する工程と、
前記鋳造部品のビッカース硬さが７０ＨＶ以下になるように、前記鋳造部品を熱処理する工程と、
を包含し、
前記熱処理工程は、前記鋳造部品を３５０℃以上３９０℃以下の温度で１時間以上保持し、
前記アルミニウム合金は、シリコンを７．５質量％以上１３質量％以下の割合で含む、鋳造部品の製造方法。
【請求項１１】
ダイカスト法によって鋳造された請求項１０に記載の鋳造部品の製造方法。
【請求項１２】
Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金であるアルミニウム合金を鋳造することにより、燃料を保持する空間を規定する第１の部材および第２の部材を形成する工程と、
前記第１の部材および前記第２の部材のビッカース硬さがそれぞれ７０ＨＶ以下になるように、前記第１の部材および前記第２の部材を熱処理する工程と、
を包含し、
前記熱処理工程は、前記第１の部材および前記第２の部材を３５０℃以上３９０℃以下の温度で１時間以上保持し、
前記アルミニウム合金は、シリコンを７．５質量％以上１３質量％以下の割合で含む、燃料タンクの製造方法。
【請求項１３】
前記熱処理工程の前に前記第１の部材および前記第２の部材を接合する工程をさらに包含する請求項１２に記載の燃料タンクの製造方法。
【請求項１４】
前記熱処理工程の後に前記第１の部材および前記第２の部材を接合する工程をさらに包含する請求項１２に記載の燃料タンクの製造方法。
【請求項１５】
前記第１の部材および前記第２の部材は高真空ダイカスト法により鋳造されており、前記第１の部材および前記第２の部材は溶接により接合されている請求項１３または１４に記載の燃料タンクの製造方法。
【請求項１６】
ダイカスト法によって鋳造された請求項１２に記載の燃料タンクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はアルミニウム合金からなる鋳造部品に関し、特に、アルミニウム合金からなる燃料タンクに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車や四輪車の燃費や走行性能を向上させるために、車体の軽量化は、重要な要因となる。自動二輪車や四輪車の軽量化を図るためには、軽量の材料を用いて構成部材を形成することが考えられる。従来、フレームやシャーシをはじめ、多くの構成部材は鉄または鉄を含む鋼材から形成されていた。これに対して、近年、鉄に比べて比重の小さいアルミニウムを構造材として用いることが提案されている。アルミニウムの密度は、鉄の約１／３であるため、アルミニウムやアルミニウム合金を構成部材の材料として用いた場合、大幅に自動二輪車や四輪車の重量を軽減することができると考えられる。
【０００３】
特許文献１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる自動車用燃料タンクを開示している。この燃料タンクは、絞り成形によって形成された上部箱状体および下部箱状体を備え、これらをろう付けすることによって箱状の閉空間を形成している。
【特許文献１】特開平８−２３２７８９号公報
【特許文献２】特開平９−３６１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
こうしたアルミニウムまたはアルミニウム合金の部品を製造する場合、アルミニウムやアルミニウム合金の板材を必要に応じてプレス成形し、溶接することによって所望の形状を有する部品を作製することが考えられる。しかし、板材を用いる場合、部品を構成する板材を複数用意する必要があり、板材の数が増えてしまう。また、板材を多くの箇所で接合する必要があるが、一般にアルミニウムの溶接はスチールと比べて難しい。このため、板材からアルミニウムまたはアルミニウム合金の部品を製造する場合、製造コストが高くなるという問題が生じる。
【０００５】
このような問題を解決するためには、鋳造によって部品を形成することが考えられる。
しかし、鋳造を行うためには、溶湯の湯流れが良好であることが必要となる。このことは、部品を構成するアルミニウムの組成に制限が生じる。具体的には、アルミニウム合金を用いて鋳造によって部品を形成するためには、溶湯の湯流れをよくするためにアルミニウムに所定量のシリコンを添加する必要がある。一方、シリコンを添加することによって、鋳造によって得られた部品の延性および靭性が低下する。このことは、特に、自動二輪車用の燃料タンクにとって欠点となる。なぜなら、自動二輪車用の燃料タンクは、自動二輪車の外観に現れるように露出していることが多く、転倒などによって大きな衝撃を受けやすい。このため、自動二輪車用の燃料タンクは、大きな衝撃が加わっても、亀裂や割れが生じて内部の燃料が漏れないよう、延性や靭性に優れていることが必要となるからである。
【０００６】
金属部材の組成を変化させずに硬さを調節する方法として、焼入れおよび焼なましなどの熱処理が古くから知られている。たとえば特許文献２は、シリコンを含むアルミニウムダイカスト製品に対して熱処理を施すことにより、延性を改善することを開示している。しかし、本願発明者の検討によれば、このような熱処理を行う場合、時効硬化が熱処理したダイカスト製品の物性に重要な影響を与えることが分かった。  本発明はこのような課題に鑑み、延性および靭性に優れたアルミニウム合金製の鋳造部品、特に、車両用の燃料タンク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】
【０００７】
本発明の鋳造部品は、アルミニウム合金からなり、ビッカース硬さが７０ＨＶ以下である。
【０００８】
ある好ましい実施形態において、前記アルミニウム合金は、シリコンを５質量％以上１３質量％以下の割合で含む。
【０００９】
ある好ましい実施形態において、前記アルミニウム合金は、シリコンを７．５質量％以上１３質量％以下の割合で含む。
【００１０】
ある好ましい実施形態において、前記鋳造部品は３５０℃以上３９０℃以下の温度で熱処理されている。
【００１１】
本発明の燃料タンクは、鋳造アルミニウム合金からなる燃料タンクであって、前記鋳造アルミニウム合金は、７０ＨＶ以下のビッカース硬さを有している。
【００１２】
ある好ましい実施形態において、前記鋳造アルミニウム合金は、シリコンを５質量％以上１３質量％以下の割合で含む。
【００１３】
ある好ましい実施形態において、前記鋳造アルミニウム合金は、シリコンを７．５質量％以上１３質量％以下の割合で含む。
【００１４】
ある好ましい実施形態において、燃料タンクは、第１の部材および第２の部材を備え、前記第１の部材および前記第２の部材のそれぞれが前記鋳造アルミニウム合金からなる。
【００１５】
ある好ましい実施形態において、前記第１の部材および前記第２の部材は接合されており、燃料を保持する空間を規定している。
【００１６】
ある好ましい実施形態において、前記第１の部材および前記第２の部材は、それぞれ高真空ダイカスト法により鋳造されたアルミニウム合金からなり、溶接により互いに接合されている。
【００１７】
ある好ましい実施形態において、前記燃料タンクの少なくとも一部は、２．４ｍｍ以下の厚さを有する部分を含んでいる。
【００１８】
ある好ましい実施形態において、前記燃料タンクは３５０℃以上３９０℃以下の温度で熱処理されている。
【００１９】
ある好ましい実施形態において、燃料タンクは、前記鋳造アルミニウム合金からなる部材と、前記部材の少なくとも一部の表面を覆っており、１４５℃以上２００℃以下の温度で硬化された塗膜とを備える。
【００２０】
本発明の輸送機器は上記いずれかの燃料タンクを備える。
【００２１】
本発明の鋳造部品の製造方法は、アルミニウム合金を鋳造することにより、鋳造部品を形成する工程と、前記鋳造部品のビッカース硬さが７０ＨＶ以下になるように、前記鋳造部品を熱処理する工程とを包含する。
【００２２】
ある好ましい実施形態において、前記熱処理工程は、前記鋳造部品を３５０℃以上３９０℃以下の温度で１時間以上保持する。
【００２３】
ある好ましい実施形態において、前記アルミニウム合金は、シリコンを５質量％以上１３質量％以下の割合で含む。
【００２４】
本発明の燃料タンクの製造方法は、アルミニウム合金を鋳造することにより、燃料を保持する空間を規定する第１の部材および第２の部材を形成する工程と、前記第１の部材および前記第２の部材のビッカース硬さがそれぞれ７０ＨＶ以下になるように、前記第１の部材および前記第２の部材を熱処理する工程とを包含する。
【００２５】
ある好ましい実施形態において、前記熱処理工程は、前記第１の部材および前記第２の部材を３５０℃以上３９０℃以下の温度で１時間以上保持する。
【００２６】
ある好ましい実施形態において、燃料タンクの製造方法は、前記熱処理工程の前に前記第１の部材および前記第２の部材を接合する工程をさらに包含する。
【００２７】
ある好ましい実施形態において、燃料タンクの製造方法は、前記熱処理工程の後に前記第１の部材および前記第２の部材を接合する工程をさらに包含する。
【００２８】
ある好ましい実施形態において、前記第１の部材および前記第２の部材は高真空ダイカスト法により鋳造されており、前記第１の部材および前記第２の部材は溶接により接合されている。
【００２９】
ある好ましい実施形態において、前記アルミニウム合金は、シリコンを５質量％以上１３質量％以下の割合で含む。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の燃料タンクによれば、鋳造によるアルミニウム合金から形成されているため、燃料タンクを構成する部品の数を少なくすることができ、また、部品を接合する長さも短くすることができる。さらに、硬さが７０ＨＶ以下であるため、変形能に優れ、衝撃が加わっても亀裂や割れが発生しにくく、また、時効硬化が生じにくい。このため、長期間にわたって十分な変形能を維持することができる。したがって、特に、転倒時などに大きな衝撃の加わりやすい自動二輪車などの鞍乗り型車両の燃料タンクとして好適に用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本願発明者は、靭性および延性に優れたアルミニウム合金製の鋳造部品、特に、衝撃を受けても亀裂が生じることのない燃料タンクに必要なアルミニウム合金の組成や物性を検討した。衝撃を受けても部材に亀裂が生じないためには、部材が靭性および延性に優れ、亀裂や割れが生じることなく変形する必要がある。以下、靭性および延性に優れることを変形能が優れると呼ぶ場合がある。本願発明者によれば変形能の評価する指標として硬さ（ビッカース硬さ）を用いることにより、比較的簡単に計測でき、変形能の程度を正しく評価することが可能であることがわかった。
【００３２】
また、シリコンを含むアルミニウムダイカスト製品に対して熱処理を施すことにより、延性を改善する場合、時効硬化が熱処理したダイカスト製品の物性に重要な影響を与えることがわかった。本願発明者は、時効硬化も考慮した上で、燃料タンクに最適な特性を備えた鋳造部品を見出した。
【００３３】
以下、本発明による鋳造部品として、自動二輪車の燃料タンクを説明する。図１は、本発明による燃料タンクを備えた自動二輪車１００の側面図である。自動二輪車１００は、前輪１０１、後輪１０２、エンジン１０３、シート１０４、ハンドル１０５、フロントホーク１０６、カバー１０７および燃料タンク１１０を備える。前輪１０１はフロントホーク１０６の一端に回転自在に支持されている。フロントフォーク１０６の他端にはハンドル１０５が固定されている。フロントホーク１０６は、図示しないメインフレームに回転可能なように固定されている。エンジン１０３はメインフレームに支持されており、エンジン１０３の回転駆動力は、図示しないチェーンなどを介して後輪１０２へ伝達される。メインフレームにはエンジン１０３に近接して燃料タンク１１０も支持されている。またシート１０４もメインフレームに支持されている。メインフレーム、燃料タンク１１０およびエンジン１０３を覆うようにカバー１０７が設けられている。
【００３４】
図２は燃料タンク１１０の斜視図であり、図３は、燃料タンクの断面図である。図２および図３に示すように、燃料タンク１１０は、第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂを含む。本実施形態では、第１の部材１１０ａは、燃料タンク１１０の内空間１１０ｓの上側を規定する形状を有し、第２の部材１１０ｂは内空間１１０ｓの下側を規定する形状を有している。燃料タンク１１０の内空間１１０ｓには燃料が保持される。内空間１１０ｓの形状や大きさに特に制限はなく、自動二輪車１００の用途などによって任意に決定される。たとえば内空間１１０ｓの容量は２０Ｌ程度である。第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂは、燃料タンク１１０の上部および下部を構成している必要はなく、たとえば左部および右部を構成していてもよい。
【００３５】
第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂはそれぞれ鋳造によって一体的に形成されている。したがって、第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂは、鋳造時に鋳型から抜くことが可能な形状を有している必要がある。燃料タンク１１０全体の形状によっては、第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂの２つの部材に分割するだけでは、それぞれの部材を鋳造可能な形状にすることが困難となる場合も考えられる。この場合には、燃料タンク１１０は３つ以上の部材により形成されていてもよい。ただし、部材の数が増えるにつれて部材を接合する箇所も増え、製造コストの上昇を招く。このため、部材の数は少ないほうが好ましい。
【００３６】
本実施形態では、第１の部材１１０ａは、燃料タンク１１０へ注入するための注入口を接続するためのフランジ１１０ｃが設けられた概ね直方体形状を有する部分と開口を有するやや大きな直方体部分とが接合された形状を有している。第２の部材１１０ｂは開口を有する直方体形状を有している。第１の部材１１０ａとフランジ１１０ｃとは一体的に形成されていてもよい。
【００３７】
第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂは、アルミニウム合金の鋳造部品を製造する際に用いられる種々の鋳造方法によって形成することができる。精度の高い成形が必要である場合には、ダイカスト法によって鋳造することが好ましい。
【００３８】
第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂは互いの開口を対向させた状態で、接合部分１１１において、開口を規定するそれぞれの部材の側面が互いに接合されている。接合にはろう付けまたは溶接を用いることができる。溶接にはＭＩＧ、ＴＩＧなどのアーク溶接、レーザ溶接、電子ビーム溶接などを用いることができる。十分な機械的強度を得るためには、溶接によって第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂを接合することが好ましい。溶接による接合を行う場合には、溶接時にブリスター（表面の膨れ）が生じるのを抑制するために、第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂは高真空ダイカスト法によって鋳造することが好ましい。この場合、第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂに含まれるガス量は５ｃｃ／１００ｇ以下であることが好ましい。
【００３９】
第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂの厚さは、軽量化のため、薄いほうが好ましい。具体的には、従来のスチール製燃料タンクの厚さが０．８ｍｍであり、アルミニウム合金の比重がスチールの１／３程度であることから、軽量化のためには、第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂの少なくとも一部分の厚さを２．４ｍｍ以下にする必要がある。ただし、あまり薄くなると十分な強度が確保できなくなる。このため、第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂの厚さは、１．２ｍｍ以上２．４ｍｍ以下であることが好ましい。
【００４０】
第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂは、鋳造によってそれぞれの部材が形成可能な組成を有するアルミニウム合金からなる。第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂの厚さが小さいので、溶湯の湯流れが良好となるよう、溶融したときの粘度が小さくなる組成のアルミニウム合金からなることが好ましい。具体的には、第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂは、シリコンを５質量％以上１３質量％以下の割合で含むアルミニウム合金からなることが好ましい。シリコンの割合が５質量％より少ない場合、湯流れが悪くなり、鋳造性が悪くなる。特に、上述した厚さの鋳造部材を形成することが困難となる。また、シリコンの割合が１３質量％を超える場合、鋳造したアルミニウム合金に初晶シリコンが析出し、延性が著しく低下する。ダイカスト法によって第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂを形成する場合には、湯流れがより良好であることが好ましく、シリコンの割合は７．５質量％以上１３質量％以下であることが好ましい。このようなアルミニウム合金として、Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系合金を好適に用いることができる。
【００４１】
第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂは、７０ＨＶ以下のビッカース硬さ（ＨＶ０．３）を有している。ビッカース硬さを７０ＨＶ以下にすることによって、第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂは高い変形能を有し、衝撃を受けても亀裂や割れが生じるのを防止することができる。ここで、衝撃とはＳＡＥ（Society of Automotive Engineers）  Ｊ１２４１のインパクトテストに準じた強度試験における衝撃をいう。
【００４２】
上述した割合でシリコンを含有するアルミニウム合金は、通常、９０ＨＶ以上のビッカース硬さを有している。このため、鋳造直後の第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂでは、硬さが高すぎることによって変形能が小さい。本発明では、変形能を高めるために、鋳造後に第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂを熱処理し、焼なましを行う。焼なましは、第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂを３５０℃以上３９０℃以下の温度で１時間以上保持することによって行う。熱処理後の冷却速度に特に制限はなく、第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂを徐々に冷却してもよいし、急冷してもよい。ただし、寸法変化を抑制するためには空冷によって徐々に冷却することが好ましい。これにより、共晶シリコンが球状化し、部材の延性が向上することによって変形能が高くなる。冷却後、第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂの硬さは７０ＨＶ以下になる。
【００４３】
熱処理時の保持温度が３５０℃より低い場合、焼なましの効果が十分ではなく、実用的な処理時間で第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂの硬さを７０ＨＶ以下にすることが困難となる。また、処理温度が３９０℃を超える場合、熱処理直後の硬さは７０ＨＶ以下になる。しかし、その後、時効硬化が生じ、硬さが７０ＨＶを超えるようになる。その結果、熱処理直後は第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂが十分な変形能を備えているが、時間を経るにつれて硬化が進み、変形能が小さくなってしまう。
【００４４】
以下の実験例において説明するように、鋳造後の熱処理温度が３９０℃以下である場合、第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂが、その後、１８０℃の温度で３０分程度加熱されたり、９０℃で９６時間加熱されたりしても第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂに時効硬化が生じることはない。このため、１８０℃で３０分程度の熱に曝されても、第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂは７０ＨＶ以下の硬さを保っている。したがって、燃料タンク１１０の第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂは、熱処理直後のみならず、熱処理後に室温で少なくとも７日程度経過後、あるいは、熱処理後に１８０℃の温度で３０分程度保持した後、または、９０℃で９６時間保持した後にも７０ＨＶ以下の硬さを有している。
【００４５】
また、鋳造後の熱処理温度を３９０℃以下にすることによって、鋳造の際、部材にガスが取り込まれても、熱処理によってブリスターが生じるという問題を回避することもできる。したがって、鋳造後の熱処理によるブリスターの生成を防止するために、高真空ダイカスト法を用いて、部材に取り込まれるガスの量を低減させる必要はない。ただし、上述したように、第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂを溶接によって接合する場合には、溶接時にブリスターが生じるのを防止するため、高真空ダイキャスト法によって第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂを鋳造することが好ましい。
【００４６】
本実施形態の自動二輪車１００において、燃料タンク１１０はエンジン１０３に近接して配置される。このため、走行中、エンジンからの熱によって、燃料タンク１１０は９０℃程度にまで加熱される。しかし、燃料タンク１１０によれば、そのような環境においても時効硬化が生じることがないため、燃料タンク１１０は十分な変形能を維持し、衝撃を受けても亀裂や割れが生じるのを抑制することができる。
【００４７】
これまでの説明から明らかなように、燃料タンク１１０は、第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂを上述の組成を有するアルミニウム合金を用いて鋳造により形成し、第１の部材１１０ａおよび第２の部材１１０ｂを接合することによって製造される。焼なましのための熱処理は、２つの部材を接合する前に行ってもよいし、接合後に熱処理を行ってもよい。
【００４８】
本発明の燃料タンクによれば、鋳造によるアルミニウム合金から形成されているため、燃料タンクを構成する部品の数を少なくすることができ、また、部品を接合する部分の数も少なくすることができる。これにより、低コストで燃料タンクを製造することができる。また、硬さが７０ＨＶ以下であるため、変形能に優れ、衝撃が加わっても亀裂や割れが発生しにくい。さらに、時効硬化が生じないため、長期間にわたって十分な変形能を維持することができる。このため、特に、転倒時などに大きな衝撃の加わりやすい自動二輪車などの鞍乗り型車両の燃料タンクとして好適に用いることができる。ここで鞍乗り型車両とは、ライダーが跨って乗る自動二輪車やバギーなどのＡＴＶ、ウォータービィークル等を言う。
【００４９】
したがって、本発明によれば、衝撃を受けても燃料漏れの可能性が低く、軽量の燃料タンクを備えた自動二輪車を低コストで実現することができる。また、燃料タンクが軽量であるため、本発明の自動二輪車は燃費性能および走行性能に優れる。
【００５０】
なお、上記実施形態では、燃料タンクが外観には現れない自動二輪車を説明したが、他の形態の自動二輪車にも本発明を適用することができる。図４は、他の形態の自動二輪車１５０の側面図であり、図５は自動二輪車１５０の上面図である。図４および図５から明らかなように、自動二輪車１５０はスポーツタイプのオートバイである。自動二輪車１５０は、燃料タンク１６０を備えている。この燃料タンク１６０は、シート１６１の前方に位置し、自動二輪車１５０の外観の一部を構成するように設けられている。このため、燃料タンク１６０の自動二輪車１５０の外観に現れる部分の表面には塗膜が設けられている。燃料タンク１６０はこれまで詳細に説明した構造を備えている。
【００５１】
燃料タンク１６０の外観を構成する部分に設けられた塗膜は焼き付け塗装によって形成される。塗料の焼付けは１４０℃以上２００℃以下で行われる。上述したように本発明の燃料タンクによれば、１８０℃で３０分程度の加熱によっても時効硬化が生じないため、優れた変形能を有する。また、自動二輪車１５０では、燃料タンク１６０が外観に現れているため、自動二輪車１５０が転倒した場合などに、燃料タンク１６０が大きな衝撃を受けやすい。この場合でも十分な変形能を燃料タンク１６０が備えているため、衝撃によって、亀裂や割れを生じることなく、燃料タンク１６０は変形することができる。このため、シート１６１に着座していた運転者に大きなダメージを与えることがなく、また、燃料漏れを防止することができる。
【００５２】
以上、本発明による鋳造部品の実施形態として自動二輪車用の燃料タンクを説明してきた。しかし、本発明は、四輪車など、燃料によって駆動する駆動源を含む輸送機器の燃料タンクや、優れた変形能が要求され、軽量で薄肉の種々の用途に用いられる鋳造部品に好適に用いられることができる。特に、熱に曝される環境で使用され、長期間に渡って十分な変形能を有することが要求される鋳造部品に本発明は好適に用いられる。
【００５３】
以下、本発明による鋳造部品の熱処理温度と硬さ、時効硬化を調べ、衝撃試験を行った実験例を説明する。
【００５４】
まず、１０質量％のＳｉ、０．５質量％のＭｎ、０．３質量％のＭｇ、１００ｐｐｍのＳｒ、残部のＡｌおよび不可避的混入物からなるアルミニウム合金（Ａ３６５合金）を用意する。この組成のアルミニウム合金を用い、ダイカスト鋳造により、肉厚が１．５ｍｍであり、縦３００ｍｍ、横２００ｍｍおよび高さ１５０ｍｍの一面が開放された箱を複数用意した。次に、上述の箱を２つ用意し、開放面を互いに対向させ箱をＭＩＧ溶接することによって、内空間を有する試料タンクを複数作成した。試料タンクを、３００℃、３３０℃、３５０℃、３７５℃、３９０℃、４５０℃および５００℃で１時間加熱し、４５０℃に加熱したものを除いてそのまま大気中で冷却（空冷）した。４５０℃に加熱した試料タンクは水に浸すことによって冷却（水冷）した。
【００５５】
その後、時効条件として１８０℃で０．５時間（時効処理１）および９０℃で９６時間（時効処理２）保持する処理をそれぞれの試料タンクに対して行った。
【００５６】
各段階において、試料タンクの硬さをマイクロビッカース硬度計を用いて測定した。硬さは試料タンクから試験片を取り出し、試験片の切断面を平滑に研磨後、切断面の硬さを７箇所測定し、最大値および最小値を除く５点の平均を求めた。
【００５７】
時効処理２の熱処理後の試料タンクを用いて衝撃試験を行った。衝撃試験は試料タンクに水を満たし、ＳＡＥ  Ｊ１２４１の衝撃試験に準じた落下テストを行った。落下テスト後の試料タンクの変形度合いおよび割れの発生を総合的に観察し、評価を行った。
【００５８】
各資料タンクの硬さおよび衝撃試験結果を表１に示す。また、硬さの変化を図６に示す。
【００５９】
【表１】
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【００６０】
図６および表１に示すように、鋳造後の試料タンクの硬さはいずれも９５ＨＶである。所定の温度で熱処理を行うことによって、アルミニウム合金が焼なまされ硬さが低下している。また、熱処理の温度が高くなるほど硬さが低下する。鋳造直後に試料タンクの硬さを７０ＨＶ以下とするためには、熱処理温度が３５０℃以上であればよいことが分かる。
【００６１】
その後、時効処理１の条件および時効処理２の条件で加熱すると、４５０℃および５００℃で熱処理を行った試料タンクでは大きく時効硬化が生じることが分かる。３３０℃から３９０℃の範囲で熱処理を行った試料タンクは概ね硬化が生じず、硬さの変化は小さい。また、３００℃で熱処理を行った試料タンクは時効処理１後に硬さが低下している。このことは、３００℃で１時間熱処理を行った場合には、焼なましが十分ではないことを意味している。
【００６２】
３５０℃から３９０℃の範囲で熱処理を行った試料タンクは、衝撃試験において割れが生じず、衝撃試験の基準を満たしている。これらの試料タンクは、時効処理２の条件で加熱した後の硬さが概ね７０ＨＶ以下になっている。
【００６３】
したがって、硬さが７０ＨＶ以下であれば変形能が十分であり衝撃試験の基準を満たすと考えられる。このことを確認するために、試料タンクを５００℃で熱処理した直後に衝撃試験を行ってみたところ、タンクに割れは生じなかった。したがって、４５０℃および５００℃で熱処理を行った試料タンクは熱処理直後であれば、硬さが小さく、衝撃試験の基準を満たすことができるが、その後、時効硬化が生じ、衝撃試験の基準を満たさなくなるものと考えられる。
【００６４】
以上の結果から、３５０℃から３９０℃の範囲で熱処理を行った試料タンクは、７０ＨＶ以下の硬さを有し、１８０℃程度の熱に曝された場合でも時効硬化が生じず同程度の硬さを維持することができると考えられる。その結果、長期間にわたって安定した変形能を維持することができることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の鋳造部品は優れた変形能が要求され、軽量で薄肉の種々の用途に用いられる鋳造部品に好適に用いられ、特に車両用の燃料タンクに好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明による燃料タンクを備えた自動二輪車を示す側面図である。
【図２】本発明による燃料タンクの実施形態を示す斜視図である。
【図３】本発明による燃料タンクの実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明による燃料タンクを備えた他の自動二輪車を示す側面図である。
【図５】本発明による燃料タンクを備えた他の自動二輪車を示す上面図である。
【図６】鋳造アルミニウム合金を種々の条件で熱処理した場合の硬さを示すグラフである。
【符号の説明】
【００６７】
１００、１５０      自動二輪車
１０１      前輪
１０２      後輪
１０３      エンジン
１０４、１６１        シート
１０５      ハンドル
１１０、１６０      燃料タンク
１１０ａ      第１の部材
１１０ｂ      第２の部材
１１１      接合部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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