JP3953432B2 - 気体燃料タンク用管部材、気体燃料タンク及びその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、天然ガスなどの気体燃料を使用する車両に搭載される気体燃料タンクの構成要素であるタンク用管部材、当該部材を使用した気体燃料タンク及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に搭載される気体燃料タンクには、ガスの圧力を均等に分散させるために円筒状の容器が使用され、また充分な容量を確保する必要上タンク径が大径であるため広い空間をもつトランクルームに設置されていた。
しかし、大径円筒状のタンクは設置場所に無駄な空間が生じてトランクルームの利用効率を低下させ、設置場所も限定されるので、最近では、比較的小径の管からなるタンク用管部材を、全体がガス流通可能に連通して平行するように多数配置したものが提案されている。このタンクは、各タンク用部管材の長さやタンク用管部材の本数を加減することにより、所望のタンク容量を確保することができるほか、設置空間にあわせた大きさや形態とすることができる利点がある。
なお、このような気体燃料タンクは特願２００２−７６７８１号，７６７８２号及び７６７８３号の明細書に記載されているが、タンク材料そのものにアルミニウムのクラッド管を用いた文献は、出願人が知る範囲ではない。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１４６０９２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のタンク用管部材には、必要な強度を有することと加熱後の冷却が急速でなくても焼入れ効果が得られることから、ＪＩＳ６０６３等のＡｌ合金が使用されている。しかしながらＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金管からなるタンク用管部材は、Ｍｇを所定量以上含有するので、タンク用管部材を他の部材と組み合わせてタンクを製造する際に通常のフラックスろう付けをすることができないという不便があるほか、ベア材であるため耐食性が乏しいといった問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、Ａｌ合金管からなるタンク用管部材であって、他の部材と組み合わせてタンクを製造する際に通常のフラックスろう付けを実施することができ、かつ、耐食性に優れた気体燃料タンク用管部材を提供することにある。
本発明の他の目的は、前述のタンク用管部材を使用してより低コストで大量生産することができる気体燃料タンクとその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る気体燃料タンク用管部材は、前述の課題を解決するため以下のように構成したものである。
すなわち、請求項１に記載の気体燃料タンク用管部材は、Ｍｇ０．１０〜１．５０ｗｔ％とＳｉ０．１０〜１．５０ｗｔ％及びＣｕ０．５０ｗｔ％以下（０ｗｔ％を含む）を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の芯材の外面に、Ｚｎ０．５０〜４．００ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の皮材がクラッドされた管であることを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の気体燃料タンク用管部材は、Ｍｇ０．１０〜１．５０ｗｔ％とＳｉ０．１０〜１．５０ｗｔ％及びＣｕ０．５０ｗｔ％以下（０ｗｔ％を含む）を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の芯材の外面と内面に、Ｚｎ０．５０〜４．００ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の皮材がクラッドされた管であることを特徴としている。
【０００８】
請求項３に記載の気体燃料タンク用管部材は、Ｍｇ０．１０〜１．５０ｗｔ％とＳｉ０．１０〜１．５０ｗｔ％及びＣｕ０．５０ｗｔ％以下（０ｗｔ％を含む）を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の芯材の外面に、Ｚｎ０．５０〜４．００ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の皮材がクラッドされ、前記芯材の内面に、Ｍｎ０．３０〜１．５０ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金の皮材がクラッドされた管であることを特徴としている。
【０００９】
請求項４に記載の気体燃料タンク用管部材は、Ｍｇ０．１０〜１．５０ｗｔ％とＳｉ０．１０〜１．５０ｗｔ％及びＣｕ０．５０ｗｔ％以下（０ｗｔ％を含む）を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の芯材の外面に、Ｚｎ０．５０〜４．００ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の皮材がクラッドされ、前記芯材の内面に、Ｍｎ０．３０〜１．５０ｗｔ％，Ｃｕ０．０５〜１．００ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の皮材がクラッドされた管であることを特徴としている。
【００１０】
請求項５に記載の気体燃料タンク用管部材は、請求項１の管部材において、前記皮材のクラッド率が、当該管部材の肉厚である芯材及び皮材の肉厚の合計の１〜２５％であることを特徴としている。
請求項６に記載の気体燃料用管部材は、請求項２〜４のいずれかの管部材において、前記芯材の内外面の各々の皮材のクラッド率が、当該管部材の肉厚である芯材及び各皮材の肉厚の合計の１〜２５％であることを特徴としている。
【００１１】
請求項７に記載の気体燃料タンク用管部材は、請求項１〜６のいずれかの管部材において、押出成形により又は押出成形後に抽伸加工することにより製造されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明に係る気体燃料タンクは、前述の課題を解決するため以下のように構成したものである。
すなわち、請求項８に記載の気体燃料タンクは、平行に配置された請求項１〜７のいずれかに記載の多数の管部材からなる管群を備え、全体が連通していることを特徴としている。
【００１３】
請求項９に記載の気体燃料タンクは、請求項８の気体燃料タンクにおいて、前記管群が少なくとも一つのＡｌ合金製の保持部材へ貫通状に保持され、各管部材の一端部又は両端部はキャップにより気密に封じられていることを特徴としている。
【００１４】
請求項１０に記載の気体燃料タンクは、請求項９に記載の気体燃料タンクにおいて、前記保持部材と各管部材及び各キャップはろう付けされていることを特徴としている。
【００１５】
請求項１１に記載の気体燃料タンクは、請求項９又は１０の気体燃料タンクにおいて、前記管群が、当該管群を構成する管部材と少なくとも一つの保持部材に形成された各連通孔を介して連通されていることを特徴としている。
【００１６】
本発明に係る気体燃料タンクの製造方法は、前述の課題を解決するため以下のように構成したものである。
すなわち、請求項１２に記載の気体燃料タンクの製造方法は、少なくとも一つのＡｌ合金製の保持部材に請求項１〜７のいずれかに記載の管部材からなる管群を貫通状態に保持させるとともに当該管群全体を連通させ、各管部材の一端部又は両端部にＡｌ合金からなるキャップを被せた組立体を製造する工程と、各管部材と保持部材及びキャップを窒素ガス等の還元性雰囲気中でフラックスろう付けする工程とを含むことを特徴としている。
【００１７】
請求項１３に記載の気体燃料タンクの製造方法は、請求項１２の製造方法において、前記保持部材又は／及びキャップがブレ−ジング材であることを特徴としている。
【００１８】
請求項１４に記載の気体燃料タンクの製造方法は、請求項１２又は１３の製造方法において、加熱温度５９０〜６２０℃、保持時間１〜１５分で前記フラックスろう付け後、前記組立体を１５℃／分以上の速度で冷却する工程を含むことを特徴としている。
【００１９】
請求項１５に記載の気体燃料タンクの製造方法は、請求項１４の製造方法において、前記冷却後に組立体を１５０〜２００℃×５〜２０時間で人工時効処理する工程をさらに含むことを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る気体燃料タンク用管部材の実施形態と、それを使用した気体燃料タンク及びその製造方法の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２１】
気体燃料タンク用管部材の実施形態
先ず、本発明に係る気体燃料タンク用管部材の材料について説明する。
図１は本発明の気体燃料タンク用管部材の実施形態を示す部分拡大断面図である。
図１に示すように、本発明に係るタンク用管部材３０は、芯材３００と、当該芯材の少なくとも外側の皮材３０１を有し、必要に応じて内側の皮材３０２を有するクラッド管である。図１には、内側の皮材３０２も図示されている。
本発明では、芯材によってタンク用材料として充分な強度を確保すると共に、少なくとも芯材の外側にろう付け性・耐食性に優れた材料を皮材としてクラッドすることによって、従来材では困難であったフラックスろう付けの実現と耐食性の向上を可能にしたものである。
【００２２】
本発明に係る気体燃料タンク用管部材３０の芯材３００は、Ｍｇ０．１０〜１．５０ｗｔ％、Ｓｉ０．１０〜１．５０ｗｔ％、Ｃｕ０．５０ｗｔ％以下（０ｗｔ％含む。以下同じ。）を含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなる組成のＡｌ合金である。
芯材３００がＭｇ０．１０〜１．５０ｗｔ％を含有するＡｌ合金であるので強度の向上が図られる。また、Ｓｉ０．１０〜１．５０ｗｔ％を含有するので、組織内のＭｇ２Ｓｉの生成によりさらに強度向上が図られるとともに、後述のように燃料タンクを製造する際のろう付け加熱及びファン空冷により、特に焼入加工を施さなくても焼入効果が得られる。
芯材３００におけるＭｇの含有率は、０．１０ｗｔ％未満では強度向上の効果が十分でなく、１．５０ｗｔ％を超えるとろう付け加熱後の冷却速度を水冷等でより急速にしないと焼入効果が得られなくなる。
芯材３００のＳｉ含有率が０．１０ｗｔ％未満では組織内でのＭｇ2 Ｓｉの生成が不十分で強度向上が図られず、１．５０ｗｔ％を超えると組織内に巨大晶出物が生成されて逆に強度低下をまねく。
したがって、芯材３００におけるＭｇ及びＳｉの含有率は、それぞれともに０．１０〜１．５０ｗｔ％の範囲である必要がある。
芯材３００におけるＣｕの含有量は部材の強度の向上と伸び特性を向上させる効果がある。０．５０ｗｔ％を超えると強度は向上するが伸び特性が低下して加工性が悪くなるとともに耐食性も低下するので好ましくない。芯材３００が特に強度を必要とする場合には、Ｃｕを０．０５ｗｔ％以上を含有させることが望ましい。ゆえに、Ｃｕの好ましい含有範囲は０．０５〜０．５０ｗｔ％である。
【００２３】
本発明に係る気体燃料タンク用管部材３０の外側の皮材３０１に使用する材料は、Ｚｎ０．５０〜４．００ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなる組成のＡｌ合金である。
皮材３０１におけるＺｎは、その含有率が０．５０ｗｔ％未満かあるいは４．００ｗｔ％を超えると、いずれも耐食性が劣る。したがって、皮材３０１におけるＺｎの含有率は０．５０〜４．００ｗｔ％の範囲である必要がある。
【００２４】
本発明に係る気体燃料タンク用管部材３０の内側に皮材３０２を設ける場合には、内皮に使用する材料は、要求強度に応じて請求項２〜４の記載のいずれかから選択される。
【００２５】
第１の内皮材は、外皮材と同じ組成のＡｌ合金からなる（請求項２相当）。Ｚｎは、その含有率が０．５０ｗｔ％未満かあるいは４．００ｗｔ％を超えると、いずれも耐食性が劣る。したがって、第１の内皮材におけるＺｎの含有率は０．５０〜４．００ｗｔ％の範囲である必要がある。
【００２６】
なお、タンク用管部材３０の内面には通常空気や酸性ガスは接触しないことを考慮して、芯材３００の内面の皮材３０２を省略してもよい（請求項１相当）。タンク用管部材３０の内面に空気や酸性ガスが接触しない場合も同様である。
この形態の部材３０を使用して後述のように気体燃料タンクを製造する場合には、部材３０の内面と他の部材とをろう付けしない形態とする必要がある。
【００２７】
第２の内皮材は、Ｍｎ０．３０〜１．５０ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金であり（請求項３相当）、第１の内皮材に比べて強度の向上を図ったものである。第２の内皮材のＭｎ含有量が０．３０ｗｔ％未満では強度向上の効果が十分でなく、１．５０ｗｔ％を超えると押出等の加工性が低下するので好ましくない。
【００２８】
第３の内皮材は、Ｍｎ０．３０〜１．５０ｗｔ％とＣｕ０．０５〜１．００ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金（請求項４相当）であり、第１又は第２の内皮材に比べてさらに強度の向上を図ったものである。第３の内皮材のＭｎの含有量は、第２の内皮材と同様な理由で０．３０〜１．５０ｗｔ％である必要がある。第３の内皮材のＣｕ含有量は、０．０５ｗｔ％未満では強度向上の効果が十分でなく、１．００ｗｔ％を超えると押出等の加工性が低下するので好ましくない。
【００２９】
芯材３００の外面にのみ皮材３０１をクラッドした管部材３０（請求項１相当）において、皮材３０１のクラッド率は、当該タンク用管部材３０の肉厚（芯材の肉厚ｔ＋外皮材の肉厚ｔ１）の１〜２５％であるのが好ましい。また、芯材３００の内外面に皮材３０１，３０２をクラッドした管部材３０（請求項２〜４相当）においても、皮材３０１，３０２の各々のクラッド率は、当該タンク用管部材３０の肉厚（芯材の肉厚ｔ＋外皮材の肉厚ｔ１＋内皮材の肉厚ｔ２）の１〜２５であるのが好ましい。そのクラッド率が部材の肉厚の１％未満では部材の製造限界以下となり、そのクラッド率が当該部材の肉厚の２５％を超えると、部材３０の強度を低下させるからである。
皮材３０１又は各皮材３０１，３０２のクラッド率は、それぞれ当該管部材３０の肉厚の１〜２５％を外れない範囲で、当該管部材３０に要求される強度や、燃料タンクを製造する際のタンク用管部材の配置密度等により、適宜加減することができる。
【００３０】
本発明に係る気体燃料タンク用管部材３０は押出成形によるか、あるいは、押出成形後に抽伸加工することにより製造される。
【００３１】
前記実施形態の気体燃料タンク用管部材を使用した気体燃料タンクの実施形態図２は天然ガス車両の一部を取り除いた側面図であり、車両１には本発明の実施形態による製造方法で製造された気体燃料タンク２０が以下説明するように搭載されている。
同図で示すように、車両１内におけるリアシート２のシートバック４の後方には、例えば第１実施形態のタンク用管部材３０を多数平行に配置し、全体をガス流通可能に連通させて構成した第１の気体燃料タンク２１が設置され、リアシート２のシート本体３の下方には、第１の気体燃料タンクとほぼ同様に構成された第２の気体燃料タンク２２が設置されている。
【００３２】
シートバック４の後方のトランクルーム１０は、仕切板１１により前後に区分され、その前部空間には、全体形状が当該空間の形状に適合するように形成された第１のタンク２１が、前後方向に設けられた車体のサイドフレーム７の上に支持フレーム２３を介して固定されている。
【００３３】
フロアパネル５は段差部を介してその後方のリアフロア６に接続されており、リアフロア６の下面側において、各々サイドフレーム７には所定の距離を置いてミドルクロスメンバ８とリアクロスメンバ９とがそれぞれ設けられている。両メンバ８，９間の空間には、全体形状が当該空間の形状に適合するように形成された第２のタンク２２が、バンド２５によりリアフロア６に押し付けられるように固定されている。
第２のタンク２２の搭載部位の下方はプロテクタ２８で覆われており、チッピングや接地などから第２のタンク２２を保護している。また、第２のタンク２２の上方には、ミドルクロスメンバ８とリアクロスメンバ９にわたるガードパイプ２９が設置されており、ボディ剛性を高めている。
【００３４】
前述のように、第１の気体燃料タンク２１は第２の気体燃料タンク２２と基本構成がほぼ同じであるので、以下第２の気体燃料タンクの構成についてのみ説明する。
図３は第２の気体燃料タンク２２の斜視図、図４は図３の矢印Ｃ−Ｃに沿う部分拡大断面図、図５は図４の矢印Ｄ−Ｄに沿う縮小断面図である。
【００３５】
気体燃料タンク２２は、全体がガス流通可能に連通され、かつ所定の間隔で上下の段相互間では千鳥状になるように平行に多数配置されたタンク用管部材３０からなる管群によって構成されている。管群を構成する各タンク用管部材３０は、管の長手方向の任意の位置に配置されたＡｌ合金板からなる１つ又は複数の中間の保持部材３６（図３、図４では２箇所に平行に配置した例を図示）に形成されたそれぞれの貫通孔３７（図４）へ挿通され、ろう付けされた状態でそれらの保持部材３６に保持されている。各管部材３０の内部には気体燃料（天然ガス）を吸着貯蔵するために活性炭等の吸着材が密に収容されている。
図４で示すように、各タンク用管部材３０の一端部は当該端部へろう付けされたＡｌ合金（例えばＪＩＳ３００３）からなるキャップ３８によりそれぞれ気密に塞がれている。この実施形態では、図６で示すように各キャップ３８の一面にタンク用管部材３０の端部形状と対応するように溝３８ａをリング状に形成し、管部材３０の当該端部を前記溝３８ａへ挿入した状態でキャップ３８を管部材３０へろう付けしている。３８ｂは箔ろうであり、この箔ろう３８ｂは溝３８ａの両内壁面に接触した状態で当該溝３８ａから一部突出するようにあらかじめ当該溝３８ａ内に挿入される。
【００３６】
図３及び図４で示すように、各タンク用管部材３０の他端部は、Ａｌ合金からなる端部の保持部材３２に形成された貫通孔３３へ一面側から挿入してろう付けされた状態で当該保持部材３２に保持されている。保持部材３２の各貫通孔３３の他面側及び各タンク用管部材３０の他端部は、貫通孔３３へ挿入して溶接により接合されたＡｌ合金（例えばＪＩＳ６０６３）のキャップ３８１によって気密に塞がれている。
図３で示すように、多数のタンク用管部材３０の左側（図中矢印ＲＨ側）の端部は揃えられているが、その反対側の端部は、各タンク用管部材３０の長さをタンク設置空間の広さや形状に適合させるため不揃いになっている。また、タンク用管部材３０の数やそれらの配列はタンク設置空間の広さや形状に合わせて決定される。
【００３７】
多数のタンク用管部材３０からなる管群は前述のように全体がガス流通可能に連通されているが、この実施形態では、図４及び図５で示すように、保持部材３２の肉厚内の所要部分と当該位置のタンク用管部材３０に、例えばガンドリル等によって互いに連通するように連通孔３４，３１を形成し、これらの連通孔３４，３１により各タンク用管部材３０が全体としてガス流通可能に連通するように構成している。
図５で示すように、端部の保持部材３２の両端部の肉厚内には、当該位置のタンク用管部材３０に形成された連通孔３１２と連通して外部に通ずる開口孔３５がそれぞれ形成され、それらの開口孔３５の一つの開口部を、コネクタ３９を介して連通パイプ４０（図３）により第１の気体燃料タンク２１の同様な部材とそれぞれ連通している。開口孔３５の他の開口部と連通孔３４の外部への開口部はそれぞれ密栓４１により気密に封じられている。
【００３８】
図３で示すように、各保持部材３６の下縁部には前述のバンド２５が装着されており、各保持部材３６及び端部の保持部材３２の上縁部には、リアフロア６との間に介装されるクッションラバー２６が設けられている。
【００３９】
前記実施形態の気体燃料タンクは、第１に、前記いずれかの実施形態のタンク用管部材３０が平行に多数配置された管群によって構成されているので、必要充分な強度と耐食性を有し、通常のフラックスろう付けが可能になるのでより低コストで提供することができる。
第２に、全体が連通している前記管群はＡｌ合金製の保持部材３２，３６へ貫通状に保持され、各管部材３０の一端部又は両端部はキャップ３８により気密に封じられているので、各管部材の長さを適宜調整することにより設置する空間形態に適合させることができる。
第３に、前記管群は、当該管群を構成する管部材３０と保持部材３２に形成された各連通孔３１，３４を介して連通されているので、連通構造が簡単でしかも連通部が堅牢である。
【００４０】
気体燃料タンクの製造方法の実施形態
前述の実施形態の気体燃料タンクは以下のような工程により製造される。
クラッド管を設計に沿って切断した各タンク用管部材３０を、中間の保持部材３６の貫通孔３７へ挿通し、各管部材３０の不揃い側の一端にキャップ３８をセットし、各管部材３０の揃った側の他端部を端部の保持部材３２の貫通孔３３へ一面側から挿入し、各管部材３０の揃った側の端部が開口した状態の組立体を製造する。
中間の各保持部材３６は、ＪＩＳ３００３からなる芯材の両面にＪＩＳ４０４５の皮材（厚み９０μｍ）を合わせた厚み６ｍｍ程度のブレージング材である。端部の保持部材３２は、同様な芯材の両面に同様な皮材（厚み１７０μｍ）を合わせた厚み１２〜１４ｍｍ程度のブレージング材である。
キャップ３８は、厚み１０ｍｍ前後のＪＩＳ３００３板材をタンク用管部材３０の外径よりも数ｍｍ大きくなるように裁断し、前述（図６）のようにその一面に溝３８ａを形成し、前記溝３８ａの両内面とタンク用管部材３０の端部内外面との間に箔ろう３８ｂを介在させた状態で当該管部材３０の端部を前記溝３８ａ内に挿入する。
【００４１】
各タンク用管部材３０，各保持部材３２，３６及び各キャップ３８とを前述のように組み合わせた後、当該組立体の所要部分にフラックスのアルコール溶液（混合比１：１）を塗布する。これを窒素ガス雰囲気の炉内に供給し、加熱温度５９０〜６２０℃，保持時間１〜１５分程度（例えば３５０℃，１０ｍｉｎで予熱した場合、ろう付け加熱は６００℃，３分程度。）で必要部分を一斉にろう付けする。
前記のろう付け加熱後、組立体を炉出ししてファン等により１５℃／分以上の速度で急冷し、その後１５０℃〜２００℃×５〜２０時間（例えば８０℃の場合、起算１７５℃で６時間程度）の条件で人工時効処理を施す。
次いで、各タンク用管部材３０へそれらの開口側から吸着材を密に収容した後、各タンク用管部材３０の保持部材３２側の端部にキャップ３８１を溶接し気密に封じる。
【００４２】
前記実施形態の気体燃料タンクの製造方法によれば、第１に、Ａｌ合金からなる適数の保持部材３２，３６に、本発明に係るタンク用管部材３０を平行に多数配置した管群を保持させるとともに、いずれかの保持部材の部分で全体をガス流通可能に連通させ、各気体燃料タンク用管部材３０の一端部にＡｌ合金からなるキャップ３８を被せた組立体を製造し、この組立体をその所要部分にフラックスを塗布した後還元性雰囲気中に供給し、前記気体燃料タンク用管部材３０と各保持部材３２，３６及びキャップ３８をフラックスろう付けすることにより製造されるので、設備コストが低減されしかも非常に効率的に製造されるところから、より低コストで製造することができる。
【００４３】
第２に、ブレージング材で構成された保持部材３２，３６を使用したことにより、これらの保持部材とタンク用管部材３０とのろう付け部にろうを配置する作業が不要になるので、さらに低コストで製造することができる。
第３に、各タンク用管部材３０の一端部はキャップ３８の一面へリング状に形成された溝３８ａに挿入された状態でろう付けされているので、タンク用管部材３０の当該端部とキャップ３８との気密性が確実に保たれる。
【００４４】
前記実施形態において、フラックスろう付けの際の加熱温度が５９０℃未満ではろう材が溶融しないためろう付けできず、加熱温度が６２０℃を超えるとタンク用管部材が溶融してタンクを製造することができなくなる。保持時間が１〜１５分の範囲を逸脱した場合もほぼ同様である。
また、炉出し後の急冷が１５℃／分を下まわるとろう付け加熱による焼入効果が得られなくなる。
人工時効処理を行う場合の条件を１５０〜２００℃で５〜２０時間としたのは、処理温度が１５０℃未満の温度では十分な強度が得られず、処理温度が２００℃を超えると強度低下を招く恐れがあるためである。また、人工時効処理が５時未満では十分な効果が得られず、２０時間以上では強度低下を招く恐れがあるためである。
【００４５】
管部材の加工性の評価（製造試験）
表１−１〜表１−４で示すようにそれぞれ異なる材料と設計（皮材のクラッド率）により、次に示す分類で各タンク用管部材の製造を試みた。各管部材は、管外径を５０．０ｍｍ、管内径を４６．０ｍｍとし、それぞれ熱間押出後に冷間抽伸を行う要領で製造した。
なお、芯材に外皮と内皮とをクラッドするケースでは、外皮と内皮のクラッド率を同一とした。
【００４６】
実施例Ｎｏ．１〜７： 請求項１，５と対応する管部材
実施例Ｎｏ．８〜１４： 請求項２，６と対応する管部材
実施例Ｎｏ．１５〜２１： 請求項３，６と対応する管部材
実施例Ｎｏ．２２〜２８： 請求項４，６と対応する管部材
【００４７】
比較例Ｎｏ．２９： ＪＩＳ６０６３のベア材による管部材
比較例Ｎｏ．Ｎｏ．３０〜３６： 外皮のＺｎ含有率が請求項１に記載の範囲から外れた材料による比較例の管部材
比較例Ｎｏ．３７，３８： 芯材におけるＣｕ含有率が請求項１に記載の範囲から外れた材料による比較例の管部材
比較例Ｎｏ．３９〜４５： 芯材におけるＳｉ含有率が請求項１に記載の範囲から外れた材料による比較例の管部材
比較例Ｎｏ．４６〜５２： 芯材におけるＭｇ含有率が請求項１に記載の範囲から外れた材料による比較例の管部材
比較例Ｎｏ．５３〜６０： 芯材におけるＳｉ，Ｍｇ，Ｃｕの各含有率及び外皮のＺｎ含有率の中の２以上が請求項１に記載の範囲から外れた材料による比較例の管部材
比較例Ｎｏ．６０，６２： 芯材，外皮の合金成分及びそれらの含有率は請求項１に記載の範囲内であるが、外皮のクラッド率が請求項５に記載の範囲から外れた比較例の管部材
【００４８】
比較例Ｎｏ．６３，６４： 芯材，内外皮の合金成分及びそれらの含有率は請求項２に記載の範囲内であるが、外皮及び内皮のクラッド率が請求項６に記載の範囲から外れた比較例の管部材
【００４９】
比較例Ｎｏ．６５〜７１： 内皮のＭｎ含有率が請求項３に記載の範囲を超えた材料による比較例の管部材
比較例Ｎｏ．７２，７３： 芯材，内外皮の合金成分及びそれらの含有率は請求項３に記載の範囲内であるが、外皮及び内皮のクラッド率が請求項６に記載の範囲から外れた比較例の管部材
【００５０】
比較例Ｎｏ．７４〜８０： 内皮のＣｕ含有率が請求項４に記載の範囲を超えた材料による比較例の管部材
比較例Ｎｏ．８１〜８７： 内皮のＭｎ含有率が請求項４に記載の範囲を超えた材料による比較例の管部材
比較例Ｎｏ．８８〜９４： 内皮のＭｎ及びＣｕの含有率が請求項４を超えた材料による比較例の管部材
比較例Ｎｏ．９５〜１００： 芯材，内外皮の合金成分及びそれらの含有率は請求項４に記載の範囲内であるが、外皮及び内皮のクラッド率が請求項６に記載の範囲から外れた比較例の管部材
【００５１】
表１−１
【００５２】
表１−２
【００５３】
表１−３
【００５４】
表１−４
【００５５】
前述の管部材の製造試験の結果、比較例Ｎｏ．３７，３８，Ｎｏ．５３〜６１，Ｎｏ．６３，Ｎｏ．６５〜７２，Ｎｏ．７４〜９７の材料及び設計によるタンク用管部材は、設計どうりに押出加工することができなかった。
【００５６】
ろう付け性、耐食性、引張り強さの評価
前記各実施例と各比較例（設計どうりに押出加工できなかったものを除く）の各タンク用管部材について、同じ長さに切断したものをそれぞれ１０本ずつ用意した。
これらの各種タンク用管部材と、ＪＩＳ３００３からなる芯材の両面にＪＩＳ４０４５の皮材（厚み９０μｍ）を合わせた厚み６ｍｍのブレージング材からなる各中間の保持部材と、同様な芯材の両面に同様な皮材（厚み１７０μｍ）を合わせた厚み１２ｍｍのブレージング材からなる端部の保持部材と、厚み１０ｍｍのＪＩＳ３００３板材からなる各キャップを使用して、それぞれ前記実施形態に準じて組立体を製造した。
前記各組立体の所要部分にフラックスのアルコール溶液（混合比１：１）を塗布し、それらを窒素ガス雰囲気の炉内に供給し、加熱温度６００℃，保持時間３分（ただし３５０℃，１０分余熱）でろう付けした後、炉出ししてファンにより１６℃／分の速度で８０℃まで急冷し、１７５℃×６時間で人工時効処理を施し、燃料タンク見本（ただし、端部の保持部材側が密閉されていない見本）をそれぞれ製造した。
【００５７】
各燃料タンク見本について、ろう付け性、耐食性及び引張り強さを評価し、それらを表２−１及び表２−２に示した。
「ろう付け性」の評価は、ろう付け部の外観と内部を観察し、外観欠陥については、ろう回りの不良の有無，ピンホール，ブローホール及び割れの有無を確認し、内部欠陥については、ピンホール，ブローホール等の有無を確認した。表２−１，表−２には、欠陥が発生していない場合を○、発生している場合を×と表示した。
「耐食性」の評価は、燃料タンク見本から試験片を切り取り、ＪＩＳ Ｚ ２３７１塩水噴霧試験方法に準じて実施し、１０００時間の試験後に発生した孔食深さのを測定、その１０箇所の平均値で評価した。表２−１，表２−２には、前記平均値とともに、孔食深さが３０μｍ以下の場合を○、３０μｍを超えた場合を×とそれぞれ表示した。なお、評価は部材の外側で行った。
「引張強さ」の評価は、燃料タンク見本から試験片を切り取り、ＪＩＳ Ｚ ２２４１金属材料引張試験方に基づいて実施し、試験片はＪＩＳ １２Ａ号、１０本の平均値で評価した。表２−１，表２−２には、前記平均値とともに当該平均値が２００Ｎ／ｍｍ２以上である場合を○、２００Ｎ／ｍｍ２未満である場合を×とそれぞれ表示した。
【００５８】
表２−１
【００５９】
表２−２
【００６０】
表２−１及び表２−２で示すように、芯材と皮材の合金成分、及び皮材のクラッド率が本発明の範囲内である実施例のタンク用管部材を使用した燃料タンク見本は、いずれの評価でも良好な結果を示した。
これに対し、芯材，皮材の合金成分又は皮材のクラッド率が、本発明の範囲から外れている比較例Ｎｏ．３０〜３６，Ｎｏ．３９〜５２，Ｎｏ．６２，Ｎｏ．６４，Ｎｏ．７３，Ｎｏ．９８〜１００のタンク用管部材を使用した燃料タンク見本は、前記三つの評価の中のいずれかが不良であった。
ＪＩＳ６０６３のベア材であるタンク用管部材（比較例Ｎｏ．２９）を使用した燃料タンク見本は、引張り強さは良好であったが、ろう付け性及び耐食性ともに不良であった。
【００６１】
冷却条件を変更した場合の評価
前記ろう付け性等の評価の際と同様な燃料タンク見本を製造する際に、当該見本の製造とはろう付け加熱後の冷却条件のみを変更し、ろう付け後の冷却を１０℃／分の速度で実施してそれぞれ燃料タンク見本を製造した。
そして、それらの燃料タンク見本についても前述の場合と同様に「ろう付け性」、「耐食性」及び「引張り強さ」を評価し、その結果を表３−１及び表３−２に示した。
表３−１及び表３−２で示すように、比較例Ｎｏ．３０〜３６，Ｎｏ．３９〜５２，Ｎｏ．６２，Ｎｏ．６４，Ｎｏ．７３，Ｎｏ．９８〜１００の管部材を使用した見本については勿論、各実施例の管部材を使用した燃料タンク見本についても、強度が大幅に低下し、引張り強さが評価基準に達しなかった。
【００６２】
表３−１
【００６３】
表３−２
【００６４】
気体燃料タンク及びその製造方法のその他の実施形態
本発明に係る気体燃料タンクの製造方法において、比較的厚肉の保持部材３２は、必ずしも各タンク用管部材３０の揃った側の端部を保持させる必要はなく、例えば図７で示すように薄肉の保持部材３６の一方を省略し、厚肉の保持部材３２を中央寄り位置へ配置することができる。
保持部材３２，３６は前記実施形態におけるような板でなく、ブロック状のものや各部の厚みが異なる部材を使用することができる。
保持部材は、その形態によっては複数であることを要しない。保持部材が複数である場合においては、設置空間の状態によってはそれらを非平行状に配置し、管部材を通す孔を斜めに貫通するように形成することができる。
前記実施形態においては、各保持部材３２，３６にはブレ−ジングシートを使用したが、ブレ−ジングシートを使用することに代えて、ろう付けの前に組立体の必要部分にろうを配置しても実施することができる。
タンクを製造する際に、ガス吸着貯蔵式のタンクの場合には、前述のように管部材３０の一方の端部にのみキャップ３８を装着して組立体を製造し、必要部分をフラックスろう付けした後、各管部材に吸着材を充填した後に他方の端部にキャップを溶接するが、タンクがガス吸着貯蔵式でない場合には、気体燃料の供給口と取出口を除く各管部材３０の両端部へキャップを装着して組立体を製造することができる。
また、キャップ３８にはブレ−ジングシートを使用することができる。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１の発明に係る気体燃料タンク用管部材は、その芯材の材質によって気体燃料タンク用部材として必要十分な強度を有する。
また、通常空気や酸性ガスが接触しない外面に、ろう付け性・耐食性に富む皮材がクラッドされているので、耐蝕性に優れているとともに、タンク用管部材へ各部品をろう付けする際に還元性雰囲気中で通常のフラックスろう付けすることができ、気体燃料タンクの製造コストを低減することができる。
【００６６】
請求項２の発明に係る気体燃料タンク用管部材は、請求項１の管部材と同様な効果を奏するほか、内面にもろう付け性・耐食性に富む皮材がクラッドされているので、内面に空気や酸性ガスが接触する環境下おいても十分な耐食性を有するとともに、その外面のみでなく内面と他の部材とをフラックスろう付けすることができる。
【００６７】
請求項３の発明に係る気体燃料タンク用管部材は、その内面の皮材の材質により、請求項２の管部材と比べ強度がさらに向上する。
【００６８】
請求項４の発明に係る気体燃料タンク用管部材は、その内面の皮材の材質により、請求項３の管部材と比べ強度がさらに向上する。
【００６９】
請求項５及び６の発明に係る気体燃料タンク用管部材は、部材の強度を低下させないで円滑に皮材をクラッドすることができる。
【００７０】
請求項７の発明に係る気体燃料タンク用管部材は、工業的に量産することができる。
【００７１】
請求項８の発明に係る気体燃料タンクは、請求項１〜７のいずれかのタンク用管部材が平行に多数配置された管群によって構成されているので、必要充分な強度と耐食性を有し、通常のフラックスろう付けが可能になるのでより低コストで提供することができる。
【００７２】
請求項９の発明に係る気体燃料タンクは、全体が連通している前記管群はＡｌ合金製の保持部材へ貫通状に保持され、各管部材の一端部又は両端部はキャップにより気密に封じられているので、各管部材の長さを適宜調整することにより設置する空間形態に適合させることができる。
【００７３】
請求項１０の発明に係る気体燃料タンクは、保持部材と各管部材及び各キャップがろう付けされるので、量産に適する。
【００７４】
請求項１１の発明に係る気体燃料タンクは、管群が管部材と保持部材に形成された各連通孔を介して連通されているので、管部材相互の連通構造が簡単でありかつ堅牢である。
【００７５】
請求項１２の発明に係る気体燃料タンクの製造方法によれば、タンクの組立体を製造し、当該組立体を還元性雰囲気中で通常のフラックスろう付けすることにより気体燃料タンクを製造するので、設備コストが低減されしかも非常に効率的に製造されるところから、より低コストで製造することができる。
【００７６】
請求項１３の発明に係る気体燃料タンクの製造方法によれば、各保持部材又は／及びキャップをブレージング材で構成したことにより、これらの保持部材とタンク用管部材とのろう付け部にろうを配置する作業が不要になり、さらに低コストで製造することができる。
【００７７】
請求項１４の発明に係る気体燃料タンクの製造方法によれば、タンク用管部材その他の部材を溶融させないで円滑にろう付けすることができるほか、ろう付け加熱による焼入効果が得られ、特に焼入れする必要がなくなる。
【００７８】
請求項１５の発明に係る気体燃料タンクの製造方法によれば、所定の条件で人工時効処理を行うことにより十分な強度を有する気体燃料タンクを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る気体燃料タンク用管部材の一実施形態を示す部分拡大断面図である。
【図２】本発明の実施形態の方法により製造された燃料タンクを搭載した車両の一部を取り除いた状態の側面図である。
【図３】図２の車両に搭載されている第２の気体燃料タンクの斜視図である。
【図４】図３の矢印Ｃ−Ｃに沿う拡大断面図である。
【図５】図４の矢印Ｄ−Ｄに沿う縮小断面図である。
【図６】燃料タンクを構成するタンク用管部材の一端部の分解断面図である。
【図７】本発明に製造方法の他の形態を説明するための断面図である。
【符号の説明】
２１ 第１の気体燃料タンク
２２ 第２の気体燃料タンク
３０ 気体燃料タンク用管部材
３００ 芯材
３０１，３０２ 皮材
３２，３６ 保持材
３１，３４ 連通孔
３３，３７ 貫通孔
３８，３８１ キャップ
【発明の属する技術分野】
本発明は、天然ガスなどの気体燃料を使用する車両に搭載される気体燃料タンクの構成要素であるタンク用管部材、当該部材を使用した気体燃料タンク及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に搭載される気体燃料タンクには、ガスの圧力を均等に分散させるために円筒状の容器が使用され、また充分な容量を確保する必要上タンク径が大径であるため広い空間をもつトランクルームに設置されていた。
しかし、大径円筒状のタンクは設置場所に無駄な空間が生じてトランクルームの利用効率を低下させ、設置場所も限定されるので、最近では、比較的小径の管からなるタンク用管部材を、全体がガス流通可能に連通して平行するように多数配置したものが提案されている。このタンクは、各タンク用部管材の長さやタンク用管部材の本数を加減することにより、所望のタンク容量を確保することができるほか、設置空間にあわせた大きさや形態とすることができる利点がある。
なお、このような気体燃料タンクは特願２００２−７６７８１号，７６７８２号及び７６７８３号の明細書に記載されているが、タンク材料そのものにアルミニウムのクラッド管を用いた文献は、出願人が知る範囲ではない。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１４６０９２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前述のタンク用管部材には、必要な強度を有することと加熱後の冷却が急速でなくても焼入れ効果が得られることから、ＪＩＳ６０６３等のＡｌ合金が使用されている。しかしながらＡｌ−Ｍｇ−Ｓｉ系合金管からなるタンク用管部材は、Ｍｇを所定量以上含有するので、タンク用管部材を他の部材と組み合わせてタンクを製造する際に通常のフラックスろう付けをすることができないという不便があるほか、ベア材であるため耐食性が乏しいといった問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、Ａｌ合金管からなるタンク用管部材であって、他の部材と組み合わせてタンクを製造する際に通常のフラックスろう付けを実施することができ、かつ、耐食性に優れた気体燃料タンク用管部材を提供することにある。
本発明の他の目的は、前述のタンク用管部材を使用してより低コストで大量生産することができる気体燃料タンクとその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る気体燃料タンク用管部材は、前述の課題を解決するため以下のように構成したものである。
すなわち、請求項１に記載の気体燃料タンク用管部材は、Ｍｇ０．１０〜１．５０ｗｔ％とＳｉ０．１０〜１．５０ｗｔ％及びＣｕ０．５０ｗｔ％以下（０ｗｔ％を含む）を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の芯材の外面に、Ｚｎ０．５０〜４．００ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の皮材がクラッドされた管であることを特徴としている。
【０００７】
請求項２に記載の気体燃料タンク用管部材は、Ｍｇ０．１０〜１．５０ｗｔ％とＳｉ０．１０〜１．５０ｗｔ％及びＣｕ０．５０ｗｔ％以下（０ｗｔ％を含む）を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の芯材の外面と内面に、Ｚｎ０．５０〜４．００ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の皮材がクラッドされた管であることを特徴としている。
【０００８】
請求項３に記載の気体燃料タンク用管部材は、Ｍｇ０．１０〜１．５０ｗｔ％とＳｉ０．１０〜１．５０ｗｔ％及びＣｕ０．５０ｗｔ％以下（０ｗｔ％を含む）を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の芯材の外面に、Ｚｎ０．５０〜４．００ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の皮材がクラッドされ、前記芯材の内面に、Ｍｎ０．３０〜１．５０ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金の皮材がクラッドされた管であることを特徴としている。
【０００９】
請求項４に記載の気体燃料タンク用管部材は、Ｍｇ０．１０〜１．５０ｗｔ％とＳｉ０．１０〜１．５０ｗｔ％及びＣｕ０．５０ｗｔ％以下（０ｗｔ％を含む）を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の芯材の外面に、Ｚｎ０．５０〜４．００ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の皮材がクラッドされ、前記芯材の内面に、Ｍｎ０．３０〜１．５０ｗｔ％，Ｃｕ０．０５〜１．００ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の皮材がクラッドされた管であることを特徴としている。
【００１０】
請求項５に記載の気体燃料タンク用管部材は、請求項１の管部材において、前記皮材のクラッド率が、当該管部材の肉厚である芯材及び皮材の肉厚の合計の１〜２５％であることを特徴としている。
請求項６に記載の気体燃料用管部材は、請求項２〜４のいずれかの管部材において、前記芯材の内外面の各々の皮材のクラッド率が、当該管部材の肉厚である芯材及び各皮材の肉厚の合計の１〜２５％であることを特徴としている。
【００１１】
請求項７に記載の気体燃料タンク用管部材は、請求項１〜６のいずれかの管部材において、押出成形により又は押出成形後に抽伸加工することにより製造されていることを特徴としている。
【００１２】
本発明に係る気体燃料タンクは、前述の課題を解決するため以下のように構成したものである。
すなわち、請求項８に記載の気体燃料タンクは、平行に配置された請求項１〜７のいずれかに記載の多数の管部材からなる管群を備え、全体が連通していることを特徴としている。
【００１３】
請求項９に記載の気体燃料タンクは、請求項８の気体燃料タンクにおいて、前記管群が少なくとも一つのＡｌ合金製の保持部材へ貫通状に保持され、各管部材の一端部又は両端部はキャップにより気密に封じられていることを特徴としている。
【００１４】
請求項１０に記載の気体燃料タンクは、請求項９に記載の気体燃料タンクにおいて、前記保持部材と各管部材及び各キャップはろう付けされていることを特徴としている。
【００１５】
請求項１１に記載の気体燃料タンクは、請求項９又は１０の気体燃料タンクにおいて、前記管群が、当該管群を構成する管部材と少なくとも一つの保持部材に形成された各連通孔を介して連通されていることを特徴としている。
【００１６】
本発明に係る気体燃料タンクの製造方法は、前述の課題を解決するため以下のように構成したものである。
すなわち、請求項１２に記載の気体燃料タンクの製造方法は、少なくとも一つのＡｌ合金製の保持部材に請求項１〜７のいずれかに記載の管部材からなる管群を貫通状態に保持させるとともに当該管群全体を連通させ、各管部材の一端部又は両端部にＡｌ合金からなるキャップを被せた組立体を製造する工程と、各管部材と保持部材及びキャップを窒素ガス等の還元性雰囲気中でフラックスろう付けする工程とを含むことを特徴としている。
【００１７】
請求項１３に記載の気体燃料タンクの製造方法は、請求項１２の製造方法において、前記保持部材又は／及びキャップがブレ−ジング材であることを特徴としている。
【００１８】
請求項１４に記載の気体燃料タンクの製造方法は、請求項１２又は１３の製造方法において、加熱温度５９０〜６２０℃、保持時間１〜１５分で前記フラックスろう付け後、前記組立体を１５℃／分以上の速度で冷却する工程を含むことを特徴としている。
【００１９】
請求項１５に記載の気体燃料タンクの製造方法は、請求項１４の製造方法において、前記冷却後に組立体を１５０〜２００℃×５〜２０時間で人工時効処理する工程をさらに含むことを特徴としている。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る気体燃料タンク用管部材の実施形態と、それを使用した気体燃料タンク及びその製造方法の実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２１】
気体燃料タンク用管部材の実施形態
先ず、本発明に係る気体燃料タンク用管部材の材料について説明する。
図１は本発明の気体燃料タンク用管部材の実施形態を示す部分拡大断面図である。
図１に示すように、本発明に係るタンク用管部材３０は、芯材３００と、当該芯材の少なくとも外側の皮材３０１を有し、必要に応じて内側の皮材３０２を有するクラッド管である。図１には、内側の皮材３０２も図示されている。
本発明では、芯材によってタンク用材料として充分な強度を確保すると共に、少なくとも芯材の外側にろう付け性・耐食性に優れた材料を皮材としてクラッドすることによって、従来材では困難であったフラックスろう付けの実現と耐食性の向上を可能にしたものである。
【００２２】
本発明に係る気体燃料タンク用管部材３０の芯材３００は、Ｍｇ０．１０〜１．５０ｗｔ％、Ｓｉ０．１０〜１．５０ｗｔ％、Ｃｕ０．５０ｗｔ％以下（０ｗｔ％含む。以下同じ。）を含有し、残部がＡｌと不可避的不純物からなる組成のＡｌ合金である。
芯材３００がＭｇ０．１０〜１．５０ｗｔ％を含有するＡｌ合金であるので強度の向上が図られる。また、Ｓｉ０．１０〜１．５０ｗｔ％を含有するので、組織内のＭｇ２Ｓｉの生成によりさらに強度向上が図られるとともに、後述のように燃料タンクを製造する際のろう付け加熱及びファン空冷により、特に焼入加工を施さなくても焼入効果が得られる。
芯材３００におけるＭｇの含有率は、０．１０ｗｔ％未満では強度向上の効果が十分でなく、１．５０ｗｔ％を超えるとろう付け加熱後の冷却速度を水冷等でより急速にしないと焼入効果が得られなくなる。
芯材３００のＳｉ含有率が０．１０ｗｔ％未満では組織内でのＭｇ2 Ｓｉの生成が不十分で強度向上が図られず、１．５０ｗｔ％を超えると組織内に巨大晶出物が生成されて逆に強度低下をまねく。
したがって、芯材３００におけるＭｇ及びＳｉの含有率は、それぞれともに０．１０〜１．５０ｗｔ％の範囲である必要がある。
芯材３００におけるＣｕの含有量は部材の強度の向上と伸び特性を向上させる効果がある。０．５０ｗｔ％を超えると強度は向上するが伸び特性が低下して加工性が悪くなるとともに耐食性も低下するので好ましくない。芯材３００が特に強度を必要とする場合には、Ｃｕを０．０５ｗｔ％以上を含有させることが望ましい。ゆえに、Ｃｕの好ましい含有範囲は０．０５〜０．５０ｗｔ％である。
【００２３】
本発明に係る気体燃料タンク用管部材３０の外側の皮材３０１に使用する材料は、Ｚｎ０．５０〜４．００ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなる組成のＡｌ合金である。
皮材３０１におけるＺｎは、その含有率が０．５０ｗｔ％未満かあるいは４．００ｗｔ％を超えると、いずれも耐食性が劣る。したがって、皮材３０１におけるＺｎの含有率は０．５０〜４．００ｗｔ％の範囲である必要がある。
【００２４】
本発明に係る気体燃料タンク用管部材３０の内側に皮材３０２を設ける場合には、内皮に使用する材料は、要求強度に応じて請求項２〜４の記載のいずれかから選択される。
【００２５】
第１の内皮材は、外皮材と同じ組成のＡｌ合金からなる（請求項２相当）。Ｚｎは、その含有率が０．５０ｗｔ％未満かあるいは４．００ｗｔ％を超えると、いずれも耐食性が劣る。したがって、第１の内皮材におけるＺｎの含有率は０．５０〜４．００ｗｔ％の範囲である必要がある。
【００２６】
なお、タンク用管部材３０の内面には通常空気や酸性ガスは接触しないことを考慮して、芯材３００の内面の皮材３０２を省略してもよい（請求項１相当）。タンク用管部材３０の内面に空気や酸性ガスが接触しない場合も同様である。
この形態の部材３０を使用して後述のように気体燃料タンクを製造する場合には、部材３０の内面と他の部材とをろう付けしない形態とする必要がある。
【００２７】
第２の内皮材は、Ｍｎ０．３０〜１．５０ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金であり（請求項３相当）、第１の内皮材に比べて強度の向上を図ったものである。第２の内皮材のＭｎ含有量が０．３０ｗｔ％未満では強度向上の効果が十分でなく、１．５０ｗｔ％を超えると押出等の加工性が低下するので好ましくない。
【００２８】
第３の内皮材は、Ｍｎ０．３０〜１．５０ｗｔ％とＣｕ０．０５〜１．００ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金（請求項４相当）であり、第１又は第２の内皮材に比べてさらに強度の向上を図ったものである。第３の内皮材のＭｎの含有量は、第２の内皮材と同様な理由で０．３０〜１．５０ｗｔ％である必要がある。第３の内皮材のＣｕ含有量は、０．０５ｗｔ％未満では強度向上の効果が十分でなく、１．００ｗｔ％を超えると押出等の加工性が低下するので好ましくない。
【００２９】
芯材３００の外面にのみ皮材３０１をクラッドした管部材３０（請求項１相当）において、皮材３０１のクラッド率は、当該タンク用管部材３０の肉厚（芯材の肉厚ｔ＋外皮材の肉厚ｔ１）の１〜２５％であるのが好ましい。また、芯材３００の内外面に皮材３０１，３０２をクラッドした管部材３０（請求項２〜４相当）においても、皮材３０１，３０２の各々のクラッド率は、当該タンク用管部材３０の肉厚（芯材の肉厚ｔ＋外皮材の肉厚ｔ１＋内皮材の肉厚ｔ２）の１〜２５であるのが好ましい。そのクラッド率が部材の肉厚の１％未満では部材の製造限界以下となり、そのクラッド率が当該部材の肉厚の２５％を超えると、部材３０の強度を低下させるからである。
皮材３０１又は各皮材３０１，３０２のクラッド率は、それぞれ当該管部材３０の肉厚の１〜２５％を外れない範囲で、当該管部材３０に要求される強度や、燃料タンクを製造する際のタンク用管部材の配置密度等により、適宜加減することができる。
【００３０】
本発明に係る気体燃料タンク用管部材３０は押出成形によるか、あるいは、押出成形後に抽伸加工することにより製造される。
【００３１】
前記実施形態の気体燃料タンク用管部材を使用した気体燃料タンクの実施形態図２は天然ガス車両の一部を取り除いた側面図であり、車両１には本発明の実施形態による製造方法で製造された気体燃料タンク２０が以下説明するように搭載されている。
同図で示すように、車両１内におけるリアシート２のシートバック４の後方には、例えば第１実施形態のタンク用管部材３０を多数平行に配置し、全体をガス流通可能に連通させて構成した第１の気体燃料タンク２１が設置され、リアシート２のシート本体３の下方には、第１の気体燃料タンクとほぼ同様に構成された第２の気体燃料タンク２２が設置されている。
【００３２】
シートバック４の後方のトランクルーム１０は、仕切板１１により前後に区分され、その前部空間には、全体形状が当該空間の形状に適合するように形成された第１のタンク２１が、前後方向に設けられた車体のサイドフレーム７の上に支持フレーム２３を介して固定されている。
【００３３】
フロアパネル５は段差部を介してその後方のリアフロア６に接続されており、リアフロア６の下面側において、各々サイドフレーム７には所定の距離を置いてミドルクロスメンバ８とリアクロスメンバ９とがそれぞれ設けられている。両メンバ８，９間の空間には、全体形状が当該空間の形状に適合するように形成された第２のタンク２２が、バンド２５によりリアフロア６に押し付けられるように固定されている。
第２のタンク２２の搭載部位の下方はプロテクタ２８で覆われており、チッピングや接地などから第２のタンク２２を保護している。また、第２のタンク２２の上方には、ミドルクロスメンバ８とリアクロスメンバ９にわたるガードパイプ２９が設置されており、ボディ剛性を高めている。
【００３４】
前述のように、第１の気体燃料タンク２１は第２の気体燃料タンク２２と基本構成がほぼ同じであるので、以下第２の気体燃料タンクの構成についてのみ説明する。
図３は第２の気体燃料タンク２２の斜視図、図４は図３の矢印Ｃ−Ｃに沿う部分拡大断面図、図５は図４の矢印Ｄ−Ｄに沿う縮小断面図である。
【００３５】
気体燃料タンク２２は、全体がガス流通可能に連通され、かつ所定の間隔で上下の段相互間では千鳥状になるように平行に多数配置されたタンク用管部材３０からなる管群によって構成されている。管群を構成する各タンク用管部材３０は、管の長手方向の任意の位置に配置されたＡｌ合金板からなる１つ又は複数の中間の保持部材３６（図３、図４では２箇所に平行に配置した例を図示）に形成されたそれぞれの貫通孔３７（図４）へ挿通され、ろう付けされた状態でそれらの保持部材３６に保持されている。各管部材３０の内部には気体燃料（天然ガス）を吸着貯蔵するために活性炭等の吸着材が密に収容されている。
図４で示すように、各タンク用管部材３０の一端部は当該端部へろう付けされたＡｌ合金（例えばＪＩＳ３００３）からなるキャップ３８によりそれぞれ気密に塞がれている。この実施形態では、図６で示すように各キャップ３８の一面にタンク用管部材３０の端部形状と対応するように溝３８ａをリング状に形成し、管部材３０の当該端部を前記溝３８ａへ挿入した状態でキャップ３８を管部材３０へろう付けしている。３８ｂは箔ろうであり、この箔ろう３８ｂは溝３８ａの両内壁面に接触した状態で当該溝３８ａから一部突出するようにあらかじめ当該溝３８ａ内に挿入される。
【００３６】
図３及び図４で示すように、各タンク用管部材３０の他端部は、Ａｌ合金からなる端部の保持部材３２に形成された貫通孔３３へ一面側から挿入してろう付けされた状態で当該保持部材３２に保持されている。保持部材３２の各貫通孔３３の他面側及び各タンク用管部材３０の他端部は、貫通孔３３へ挿入して溶接により接合されたＡｌ合金（例えばＪＩＳ６０６３）のキャップ３８１によって気密に塞がれている。
図３で示すように、多数のタンク用管部材３０の左側（図中矢印ＲＨ側）の端部は揃えられているが、その反対側の端部は、各タンク用管部材３０の長さをタンク設置空間の広さや形状に適合させるため不揃いになっている。また、タンク用管部材３０の数やそれらの配列はタンク設置空間の広さや形状に合わせて決定される。
【００３７】
多数のタンク用管部材３０からなる管群は前述のように全体がガス流通可能に連通されているが、この実施形態では、図４及び図５で示すように、保持部材３２の肉厚内の所要部分と当該位置のタンク用管部材３０に、例えばガンドリル等によって互いに連通するように連通孔３４，３１を形成し、これらの連通孔３４，３１により各タンク用管部材３０が全体としてガス流通可能に連通するように構成している。
図５で示すように、端部の保持部材３２の両端部の肉厚内には、当該位置のタンク用管部材３０に形成された連通孔３１２と連通して外部に通ずる開口孔３５がそれぞれ形成され、それらの開口孔３５の一つの開口部を、コネクタ３９を介して連通パイプ４０（図３）により第１の気体燃料タンク２１の同様な部材とそれぞれ連通している。開口孔３５の他の開口部と連通孔３４の外部への開口部はそれぞれ密栓４１により気密に封じられている。
【００３８】
図３で示すように、各保持部材３６の下縁部には前述のバンド２５が装着されており、各保持部材３６及び端部の保持部材３２の上縁部には、リアフロア６との間に介装されるクッションラバー２６が設けられている。
【００３９】
前記実施形態の気体燃料タンクは、第１に、前記いずれかの実施形態のタンク用管部材３０が平行に多数配置された管群によって構成されているので、必要充分な強度と耐食性を有し、通常のフラックスろう付けが可能になるのでより低コストで提供することができる。
第２に、全体が連通している前記管群はＡｌ合金製の保持部材３２，３６へ貫通状に保持され、各管部材３０の一端部又は両端部はキャップ３８により気密に封じられているので、各管部材の長さを適宜調整することにより設置する空間形態に適合させることができる。
第３に、前記管群は、当該管群を構成する管部材３０と保持部材３２に形成された各連通孔３１，３４を介して連通されているので、連通構造が簡単でしかも連通部が堅牢である。
【００４０】
気体燃料タンクの製造方法の実施形態
前述の実施形態の気体燃料タンクは以下のような工程により製造される。
クラッド管を設計に沿って切断した各タンク用管部材３０を、中間の保持部材３６の貫通孔３７へ挿通し、各管部材３０の不揃い側の一端にキャップ３８をセットし、各管部材３０の揃った側の他端部を端部の保持部材３２の貫通孔３３へ一面側から挿入し、各管部材３０の揃った側の端部が開口した状態の組立体を製造する。
中間の各保持部材３６は、ＪＩＳ３００３からなる芯材の両面にＪＩＳ４０４５の皮材（厚み９０μｍ）を合わせた厚み６ｍｍ程度のブレージング材である。端部の保持部材３２は、同様な芯材の両面に同様な皮材（厚み１７０μｍ）を合わせた厚み１２〜１４ｍｍ程度のブレージング材である。
キャップ３８は、厚み１０ｍｍ前後のＪＩＳ３００３板材をタンク用管部材３０の外径よりも数ｍｍ大きくなるように裁断し、前述（図６）のようにその一面に溝３８ａを形成し、前記溝３８ａの両内面とタンク用管部材３０の端部内外面との間に箔ろう３８ｂを介在させた状態で当該管部材３０の端部を前記溝３８ａ内に挿入する。
【００４１】
各タンク用管部材３０，各保持部材３２，３６及び各キャップ３８とを前述のように組み合わせた後、当該組立体の所要部分にフラックスのアルコール溶液（混合比１：１）を塗布する。これを窒素ガス雰囲気の炉内に供給し、加熱温度５９０〜６２０℃，保持時間１〜１５分程度（例えば３５０℃，１０ｍｉｎで予熱した場合、ろう付け加熱は６００℃，３分程度。）で必要部分を一斉にろう付けする。
前記のろう付け加熱後、組立体を炉出ししてファン等により１５℃／分以上の速度で急冷し、その後１５０℃〜２００℃×５〜２０時間（例えば８０℃の場合、起算１７５℃で６時間程度）の条件で人工時効処理を施す。
次いで、各タンク用管部材３０へそれらの開口側から吸着材を密に収容した後、各タンク用管部材３０の保持部材３２側の端部にキャップ３８１を溶接し気密に封じる。
【００４２】
前記実施形態の気体燃料タンクの製造方法によれば、第１に、Ａｌ合金からなる適数の保持部材３２，３６に、本発明に係るタンク用管部材３０を平行に多数配置した管群を保持させるとともに、いずれかの保持部材の部分で全体をガス流通可能に連通させ、各気体燃料タンク用管部材３０の一端部にＡｌ合金からなるキャップ３８を被せた組立体を製造し、この組立体をその所要部分にフラックスを塗布した後還元性雰囲気中に供給し、前記気体燃料タンク用管部材３０と各保持部材３２，３６及びキャップ３８をフラックスろう付けすることにより製造されるので、設備コストが低減されしかも非常に効率的に製造されるところから、より低コストで製造することができる。
【００４３】
第２に、ブレージング材で構成された保持部材３２，３６を使用したことにより、これらの保持部材とタンク用管部材３０とのろう付け部にろうを配置する作業が不要になるので、さらに低コストで製造することができる。
第３に、各タンク用管部材３０の一端部はキャップ３８の一面へリング状に形成された溝３８ａに挿入された状態でろう付けされているので、タンク用管部材３０の当該端部とキャップ３８との気密性が確実に保たれる。
【００４４】
前記実施形態において、フラックスろう付けの際の加熱温度が５９０℃未満ではろう材が溶融しないためろう付けできず、加熱温度が６２０℃を超えるとタンク用管部材が溶融してタンクを製造することができなくなる。保持時間が１〜１５分の範囲を逸脱した場合もほぼ同様である。
また、炉出し後の急冷が１５℃／分を下まわるとろう付け加熱による焼入効果が得られなくなる。
人工時効処理を行う場合の条件を１５０〜２００℃で５〜２０時間としたのは、処理温度が１５０℃未満の温度では十分な強度が得られず、処理温度が２００℃を超えると強度低下を招く恐れがあるためである。また、人工時効処理が５時未満では十分な効果が得られず、２０時間以上では強度低下を招く恐れがあるためである。
【００４５】
管部材の加工性の評価（製造試験）
表１−１〜表１−４で示すようにそれぞれ異なる材料と設計（皮材のクラッド率）により、次に示す分類で各タンク用管部材の製造を試みた。各管部材は、管外径を５０．０ｍｍ、管内径を４６．０ｍｍとし、それぞれ熱間押出後に冷間抽伸を行う要領で製造した。
なお、芯材に外皮と内皮とをクラッドするケースでは、外皮と内皮のクラッド率を同一とした。
【００４６】
実施例Ｎｏ．１〜７： 請求項１，５と対応する管部材
実施例Ｎｏ．８〜１４： 請求項２，６と対応する管部材
実施例Ｎｏ．１５〜２１： 請求項３，６と対応する管部材
実施例Ｎｏ．２２〜２８： 請求項４，６と対応する管部材
【００４７】
比較例Ｎｏ．２９： ＪＩＳ６０６３のベア材による管部材
比較例Ｎｏ．Ｎｏ．３０〜３６： 外皮のＺｎ含有率が請求項１に記載の範囲から外れた材料による比較例の管部材
比較例Ｎｏ．３７，３８： 芯材におけるＣｕ含有率が請求項１に記載の範囲から外れた材料による比較例の管部材
比較例Ｎｏ．３９〜４５： 芯材におけるＳｉ含有率が請求項１に記載の範囲から外れた材料による比較例の管部材
比較例Ｎｏ．４６〜５２： 芯材におけるＭｇ含有率が請求項１に記載の範囲から外れた材料による比較例の管部材
比較例Ｎｏ．５３〜６０： 芯材におけるＳｉ，Ｍｇ，Ｃｕの各含有率及び外皮のＺｎ含有率の中の２以上が請求項１に記載の範囲から外れた材料による比較例の管部材
比較例Ｎｏ．６０，６２： 芯材，外皮の合金成分及びそれらの含有率は請求項１に記載の範囲内であるが、外皮のクラッド率が請求項５に記載の範囲から外れた比較例の管部材
【００４８】
比較例Ｎｏ．６３，６４： 芯材，内外皮の合金成分及びそれらの含有率は請求項２に記載の範囲内であるが、外皮及び内皮のクラッド率が請求項６に記載の範囲から外れた比較例の管部材
【００４９】
比較例Ｎｏ．６５〜７１： 内皮のＭｎ含有率が請求項３に記載の範囲を超えた材料による比較例の管部材
比較例Ｎｏ．７２，７３： 芯材，内外皮の合金成分及びそれらの含有率は請求項３に記載の範囲内であるが、外皮及び内皮のクラッド率が請求項６に記載の範囲から外れた比較例の管部材
【００５０】
比較例Ｎｏ．７４〜８０： 内皮のＣｕ含有率が請求項４に記載の範囲を超えた材料による比較例の管部材
比較例Ｎｏ．８１〜８７： 内皮のＭｎ含有率が請求項４に記載の範囲を超えた材料による比較例の管部材
比較例Ｎｏ．８８〜９４： 内皮のＭｎ及びＣｕの含有率が請求項４を超えた材料による比較例の管部材
比較例Ｎｏ．９５〜１００： 芯材，内外皮の合金成分及びそれらの含有率は請求項４に記載の範囲内であるが、外皮及び内皮のクラッド率が請求項６に記載の範囲から外れた比較例の管部材
【００５１】
表１−１
表１−２
表１−３
表１−４
前述の管部材の製造試験の結果、比較例Ｎｏ．３７，３８，Ｎｏ．５３〜６１，Ｎｏ．６３，Ｎｏ．６５〜７２，Ｎｏ．７４〜９７の材料及び設計によるタンク用管部材は、設計どうりに押出加工することができなかった。
【００５６】
ろう付け性、耐食性、引張り強さの評価
前記各実施例と各比較例（設計どうりに押出加工できなかったものを除く）の各タンク用管部材について、同じ長さに切断したものをそれぞれ１０本ずつ用意した。
これらの各種タンク用管部材と、ＪＩＳ３００３からなる芯材の両面にＪＩＳ４０４５の皮材（厚み９０μｍ）を合わせた厚み６ｍｍのブレージング材からなる各中間の保持部材と、同様な芯材の両面に同様な皮材（厚み１７０μｍ）を合わせた厚み１２ｍｍのブレージング材からなる端部の保持部材と、厚み１０ｍｍのＪＩＳ３００３板材からなる各キャップを使用して、それぞれ前記実施形態に準じて組立体を製造した。
前記各組立体の所要部分にフラックスのアルコール溶液（混合比１：１）を塗布し、それらを窒素ガス雰囲気の炉内に供給し、加熱温度６００℃，保持時間３分（ただし３５０℃，１０分余熱）でろう付けした後、炉出ししてファンにより１６℃／分の速度で８０℃まで急冷し、１７５℃×６時間で人工時効処理を施し、燃料タンク見本（ただし、端部の保持部材側が密閉されていない見本）をそれぞれ製造した。
【００５７】
各燃料タンク見本について、ろう付け性、耐食性及び引張り強さを評価し、それらを表２−１及び表２−２に示した。
「ろう付け性」の評価は、ろう付け部の外観と内部を観察し、外観欠陥については、ろう回りの不良の有無，ピンホール，ブローホール及び割れの有無を確認し、内部欠陥については、ピンホール，ブローホール等の有無を確認した。表２−１，表−２には、欠陥が発生していない場合を○、発生している場合を×と表示した。
「耐食性」の評価は、燃料タンク見本から試験片を切り取り、ＪＩＳ Ｚ ２３７１塩水噴霧試験方法に準じて実施し、１０００時間の試験後に発生した孔食深さのを測定、その１０箇所の平均値で評価した。表２−１，表２−２には、前記平均値とともに、孔食深さが３０μｍ以下の場合を○、３０μｍを超えた場合を×とそれぞれ表示した。なお、評価は部材の外側で行った。
「引張強さ」の評価は、燃料タンク見本から試験片を切り取り、ＪＩＳ Ｚ ２２４１金属材料引張試験方に基づいて実施し、試験片はＪＩＳ １２Ａ号、１０本の平均値で評価した。表２−１，表２−２には、前記平均値とともに当該平均値が２００Ｎ／ｍｍ２以上である場合を○、２００Ｎ／ｍｍ２未満である場合を×とそれぞれ表示した。
【００５８】
表２−１
表２−２
表２−１及び表２−２で示すように、芯材と皮材の合金成分、及び皮材のクラッド率が本発明の範囲内である実施例のタンク用管部材を使用した燃料タンク見本は、いずれの評価でも良好な結果を示した。
これに対し、芯材，皮材の合金成分又は皮材のクラッド率が、本発明の範囲から外れている比較例Ｎｏ．３０〜３６，Ｎｏ．３９〜５２，Ｎｏ．６２，Ｎｏ．６４，Ｎｏ．７３，Ｎｏ．９８〜１００のタンク用管部材を使用した燃料タンク見本は、前記三つの評価の中のいずれかが不良であった。
ＪＩＳ６０６３のベア材であるタンク用管部材（比較例Ｎｏ．２９）を使用した燃料タンク見本は、引張り強さは良好であったが、ろう付け性及び耐食性ともに不良であった。
【００６１】
冷却条件を変更した場合の評価
前記ろう付け性等の評価の際と同様な燃料タンク見本を製造する際に、当該見本の製造とはろう付け加熱後の冷却条件のみを変更し、ろう付け後の冷却を１０℃／分の速度で実施してそれぞれ燃料タンク見本を製造した。
そして、それらの燃料タンク見本についても前述の場合と同様に「ろう付け性」、「耐食性」及び「引張り強さ」を評価し、その結果を表３−１及び表３−２に示した。
表３−１及び表３−２で示すように、比較例Ｎｏ．３０〜３６，Ｎｏ．３９〜５２，Ｎｏ．６２，Ｎｏ．６４，Ｎｏ．７３，Ｎｏ．９８〜１００の管部材を使用した見本については勿論、各実施例の管部材を使用した燃料タンク見本についても、強度が大幅に低下し、引張り強さが評価基準に達しなかった。
【００６２】
表３−１
表３−２
気体燃料タンク及びその製造方法のその他の実施形態
本発明に係る気体燃料タンクの製造方法において、比較的厚肉の保持部材３２は、必ずしも各タンク用管部材３０の揃った側の端部を保持させる必要はなく、例えば図７で示すように薄肉の保持部材３６の一方を省略し、厚肉の保持部材３２を中央寄り位置へ配置することができる。
保持部材３２，３６は前記実施形態におけるような板でなく、ブロック状のものや各部の厚みが異なる部材を使用することができる。
保持部材は、その形態によっては複数であることを要しない。保持部材が複数である場合においては、設置空間の状態によってはそれらを非平行状に配置し、管部材を通す孔を斜めに貫通するように形成することができる。
前記実施形態においては、各保持部材３２，３６にはブレ−ジングシートを使用したが、ブレ−ジングシートを使用することに代えて、ろう付けの前に組立体の必要部分にろうを配置しても実施することができる。
タンクを製造する際に、ガス吸着貯蔵式のタンクの場合には、前述のように管部材３０の一方の端部にのみキャップ３８を装着して組立体を製造し、必要部分をフラックスろう付けした後、各管部材に吸着材を充填した後に他方の端部にキャップを溶接するが、タンクがガス吸着貯蔵式でない場合には、気体燃料の供給口と取出口を除く各管部材３０の両端部へキャップを装着して組立体を製造することができる。
また、キャップ３８にはブレ−ジングシートを使用することができる。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１の発明に係る気体燃料タンク用管部材は、その芯材の材質によって気体燃料タンク用部材として必要十分な強度を有する。
また、通常空気や酸性ガスが接触しない外面に、ろう付け性・耐食性に富む皮材がクラッドされているので、耐蝕性に優れているとともに、タンク用管部材へ各部品をろう付けする際に還元性雰囲気中で通常のフラックスろう付けすることができ、気体燃料タンクの製造コストを低減することができる。
【００６６】
請求項２の発明に係る気体燃料タンク用管部材は、請求項１の管部材と同様な効果を奏するほか、内面にもろう付け性・耐食性に富む皮材がクラッドされているので、内面に空気や酸性ガスが接触する環境下おいても十分な耐食性を有するとともに、その外面のみでなく内面と他の部材とをフラックスろう付けすることができる。
【００６７】
請求項３の発明に係る気体燃料タンク用管部材は、その内面の皮材の材質により、請求項２の管部材と比べ強度がさらに向上する。
【００６８】
請求項４の発明に係る気体燃料タンク用管部材は、その内面の皮材の材質により、請求項３の管部材と比べ強度がさらに向上する。
【００６９】
請求項５及び６の発明に係る気体燃料タンク用管部材は、部材の強度を低下させないで円滑に皮材をクラッドすることができる。
【００７０】
請求項７の発明に係る気体燃料タンク用管部材は、工業的に量産することができる。
【００７１】
請求項８の発明に係る気体燃料タンクは、請求項１〜７のいずれかのタンク用管部材が平行に多数配置された管群によって構成されているので、必要充分な強度と耐食性を有し、通常のフラックスろう付けが可能になるのでより低コストで提供することができる。
【００７２】
請求項９の発明に係る気体燃料タンクは、全体が連通している前記管群はＡｌ合金製の保持部材へ貫通状に保持され、各管部材の一端部又は両端部はキャップにより気密に封じられているので、各管部材の長さを適宜調整することにより設置する空間形態に適合させることができる。
【００７３】
請求項１０の発明に係る気体燃料タンクは、保持部材と各管部材及び各キャップがろう付けされるので、量産に適する。
【００７４】
請求項１１の発明に係る気体燃料タンクは、管群が管部材と保持部材に形成された各連通孔を介して連通されているので、管部材相互の連通構造が簡単でありかつ堅牢である。
【００７５】
請求項１２の発明に係る気体燃料タンクの製造方法によれば、タンクの組立体を製造し、当該組立体を還元性雰囲気中で通常のフラックスろう付けすることにより気体燃料タンクを製造するので、設備コストが低減されしかも非常に効率的に製造されるところから、より低コストで製造することができる。
【００７６】
請求項１３の発明に係る気体燃料タンクの製造方法によれば、各保持部材又は／及びキャップをブレージング材で構成したことにより、これらの保持部材とタンク用管部材とのろう付け部にろうを配置する作業が不要になり、さらに低コストで製造することができる。
【００７７】
請求項１４の発明に係る気体燃料タンクの製造方法によれば、タンク用管部材その他の部材を溶融させないで円滑にろう付けすることができるほか、ろう付け加熱による焼入効果が得られ、特に焼入れする必要がなくなる。
【００７８】
請求項１５の発明に係る気体燃料タンクの製造方法によれば、所定の条件で人工時効処理を行うことにより十分な強度を有する気体燃料タンクを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る気体燃料タンク用管部材の一実施形態を示す部分拡大断面図である。
【図２】本発明の実施形態の方法により製造された燃料タンクを搭載した車両の一部を取り除いた状態の側面図である。
【図３】図２の車両に搭載されている第２の気体燃料タンクの斜視図である。
【図４】図３の矢印Ｃ−Ｃに沿う拡大断面図である。
【図５】図４の矢印Ｄ−Ｄに沿う縮小断面図である。
【図６】燃料タンクを構成するタンク用管部材の一端部の分解断面図である。
【図７】本発明に製造方法の他の形態を説明するための断面図である。
【符号の説明】
２１ 第１の気体燃料タンク
２２ 第２の気体燃料タンク
３０ 気体燃料タンク用管部材
３００ 芯材
３０１，３０２ 皮材
３２，３６ 保持材
３１，３４ 連通孔
３３，３７ 貫通孔
３８，３８１ キャップ
Claims (15)
- Ｍｇ０．１０〜１．５０ｗｔ％とＳｉ０．１０〜１．５０ｗｔ％及びＣｕ０．５０ｗｔ％以下（０ｗｔ％を含む）を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の芯材の外面に、Ｚｎ０．５０〜４．００ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の皮材がクラッドされた管であることを特徴とする、気体燃料タンク用管部材。
- Ｍｇ０．１０〜１．５０ｗｔ％とＳｉ０．１０〜１．５０ｗｔ％及びＣｕ０．５０ｗｔ％以下（０ｗｔ％を含む）を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の芯材の外面と内面に、Ｚｎ０．５０〜４．００ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の皮材がクラッドされた管であることを特徴とする、気体燃料タンク用管部材。
- Ｍｇ０．１０〜１．５０ｗｔ％とＳｉ０．１０〜１．５０ｗｔ％及びＣｕ０．５０ｗｔ％以下（０ｗｔ％を含む）を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の芯材の外面に、Ｚｎ０．５０〜４．００ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の皮材がクラッドされ、前記芯材の内面に、Ｍｎ０．３０〜１．５０ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物とからなるＡｌ合金の皮材がクラッドされた管であることを特徴とする、気体燃料タンク用管部材。
- Ｍｇ０．１０〜１．５０ｗｔ％とＳｉ０．１０〜１．５０ｗｔ％及びＣｕ０．５０ｗｔ％以下（０ｗｔ％を含む）を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の芯材の外面に、Ｚｎ０．５０〜４．００ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の皮材がクラッドされ、前記芯材の内面に、Ｍｎ０．３０〜１．５０ｗｔ％，Ｃｕ０．０５〜１．００ｗｔ％を含有し残部がＡｌと不可避的不純物からなるＡｌ合金の皮材がクラッドされた管であることを特徴とする、気体燃料タンク用管部材。
- 前記皮材のクラッド率が、当該管部材の肉厚である芯材及び皮材の肉厚の合計の１〜２５％であることを特徴とする、請求項１に記載の気体燃料タンク用管部材。
- 前記芯材の内外面の各々の皮材のクラッド率が、当該管部材の肉厚である芯材及び各皮材の肉厚の合計の１〜２５％であることを特徴とする、請求項２〜４のいずれかに記載の気体燃料タンク用管部材。
- 押出成形により又は押出成形後に抽伸加工することにより製造されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の気体燃料タンク用管部材。
- 平行に配置された請求項１〜７のいずれかに記載の多数の管部材からなる管群を備え、全体が連通していることを特徴とする、気体燃料タンク。
- 前記管群は少なくとも一つのＡｌ合金製の保持部材へ貫通状に保持され、各管部材の一端部又は両端部はキャップにより気密に封じられていることを特徴とする、請求項８に記載の気体燃料タンク。
- 前記保持部材と各管部材及び各キャップはろう付けされていることを特徴とする、請求項９に記載の気体燃料タンク。
- 前記管群は、当該管群を構成する管部材と少なくとも一つの保持部材に形成された各連通孔を介して連通されていることを特徴とする、請求項９又は１０に記載の気体燃料タンク。
- 少なくとも一つのＡｌ合金製の保持部材に請求項１〜７のいずれかに記載の管部材からなる管群を貫通状態に保持させるとともに当該管群全体を連通させ、各管部材の一端部又は両端部にＡｌ合金からなるキャップを被せた組立体を製造する工程と、各管部材と保持部材及びキャップを還元性雰囲気中でフラックスろう付けする工程とを含むことを特徴とする、気体燃料タンクの製造方法。
- 前記保持部材又は／及びキャップがブレージング材であることを特徴とする、請求項１２に記載の気体燃料タンクの製造方法。
- 加熱温度５９０〜６２０℃、保持時間１〜１５分で前記フラックスろう付け後、前記組立体を１５℃／分以上の速度で冷却する工程を含むことを特徴とする、請求項１２又は１３に記載の気体燃料タンクの製造方法。
- 前記冷却後に組立体を１５０〜２００℃×５〜２０時間で人工時効処理する工程をさらに含むことを特徴とする、請求項１４に記載の気体燃料タンクの製造方法。
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