JP4627249B2 - 鞍乗り型車両用燃料タンク - Google Patents

Description

本発明は、鞍乗り型車両用燃料タンクに関し、特にアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる鞍乗り型車両用燃料タンクに関する。

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。

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。
特開平８−２３２７８９号公報

しかし、アルミニウムまたはアルミニウム合金を用いた自動二輪車などの鞍乗り型車両用の燃料タンクはこれまで提案されていない。これは、四輪車用燃料タンクに比べ、鞍乗り型車両用燃料タンクが満たすべき条件が多く、多くの条件を満たした燃料タンクを実現することは容易ではないからであると考えられる。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を言う。

具体的には、自動二輪車１００では、燃料タンクが車両の外観の一部を構成するため、意匠性にすぐれた形状が燃料タンクに要求される。また、車体のレイアウト上、自動二輪車１００用の燃料タンクは限られた空間内に配置されることが要求される。このため、一般に自動二輪車１００用燃料タンクの形状は複雑であり、アルミニウム合金などの成形および接合しにくい金属を用いて構成することは難しい。また、自動二輪車１００では、路面からの振動やエンジンの振動およびエンジンからの熱を燃料タンクは受け易く、振動や熱に対する十分な耐久性を燃料タンクは備えている必要がある。さらに、複雑な形状を有する燃料タンクを自動二輪車１００のフレームへ固定するためには、取り付け部を燃料タンクに設ける必要がある。しかし、自動二輪車１００用燃料タンクの形状が複雑であるため、取り付け部を高い位置精度で自動二輪車１００用燃料タンクに設けることは一般に困難である。また、この取り付け部も上述の振動や熱に対して耐久性を備えている必要がある。

本発明は、このような要求を満たすアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる鞍乗り型車両用燃料タンクを提供することを目的とする。

本発明の鞍乗り型車両用燃料タンクは、上部部材と、前記上部部材と接合されており、前記上部部材とともに燃料を保持する空間を規定する下部本体、および、前記下部本体を車体に対して固定するための取り付け部を含む下部部材とを備え、前記下部本体および前記取り付け部はアルミニウム合金からなり、鋳造により一体的に形成されている。

ある好ましい実施形態において、前記上部部材はアルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、プレス成形によって形成されている。

また、本発明の鞍乗り型車両用燃料タンクは、上部部材と、前記上部部材と接合されており、前記上部部材とともに燃料を保持する空間を規定する下部本体、および、前記下部本体を車体に対して固定するための取り付け部を含む下部部材とを備え、前記上部部材および前記下部部材はアルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、互いに異なる組成を有する。

ある好ましい実施形態において、前記上部部材および前記下部部材のうち少なくとも前記下部部材は、シリコンを含むアルミニウム合金からなり、重量パーセントで表した前記下部部材のシリコン添加量は、前記上部部材のシリコン添加量よりも多くなっている。

ある好ましい実施形態において、前記上部部材は、Ａｌ、Ａｌ−Ｍｇ系合金、またはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金からなり、前記下部部材は、Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金またはＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系合金からなる。

ある好ましい実施形態において、前記上部部材と前記下部部材の下部本体とは溶接、または、ろう付けにより接合されている。

ある好ましい実施形態において、前記取り付け部は、前記車体の第１のフレームに固定される第１の取り付け部と、前記車体の第２のフレームに固定される第２の取り付け部とを含む。

ある好ましい実施形態において、前記下部部材の下部本体は、底部と、前記底部の周囲から延びる側面とを有し、前記第１の取り付け部は前記側面に設けられている。

ある好ましい実施形態において、前記下部部材は、一対の前記第１の取り付け部と、前記側面に設けられており、前記一対の第１の取り付け部を互いに接続するリブ部とを含む。

ある好ましい実施形態において、前記下部部材は、前記下部本体の底部に設けられた開口および前記開口の周囲に設けられたフランジを有する燃料取り出し口を含み、前記燃料取り出し口は鋳造により前記下部本体と一体的に成形されている。

ある好ましい実施形態において、前記下部部材は、一対の前記第２の取り付け部を含み、前記第２の取り付け部は、前記下部本体の底部の外周部において対向する２辺にそれぞれ設けられている。

ある好ましい実施形態において、前記上部部材は、プレス成形された複数の上部副部材を含み、前記上部副部材は溶接、または、ろう付けにより接合されている。

本発明の鞍乗り型車両は、フレームと、フレームに支持されたエンジンと、フレームに対して固定された上記いずれかに規定される鞍乗り型車両用燃料タンクとを備える。

本発明の鞍乗り型車両用燃料タンクの製造方法は、上部部材を形成する工程（Ａ）と、前記上部部材とともに燃料を保持する空間を規定する下部本体、および、前記下部本体を車体に対して固定するための取り付け部を含む下部部材を、アルミニウム合金の鋳造により一体的に成形する工程（Ｂ）と、前記上部部材と前記下部部材の下部本体とを溶接、または、ろう付けにより接合する工程（Ｃ）とを包含する。

ある好ましい実施形態において、前記工程（Ａ）はアルミニウム板またはアルミニウム合金板をプレス成形する工程を含む。

ある好ましい実施形態において、前記上部部材および前記下部部材のうち、少なくとも前記下部部材は、シリコンを含むアルミニウム合金からなり、重量パーセントで表した前記下部部材のシリコン添加量は、前記上部部材のシリコン添加量よりも多くなっている。

ある好ましい実施形態において、前記上部部材は、Ａｌ、Ａｌ−Ｍｇ系合金またはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金からなり、前記下部部材は、Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金またはＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系合金からなる。

ある好ましい実施形態において、前記取り付け部は、前記車体の第１のフレームに固定される第１の取り付け部と、前記車体の第２のフレームに固定される第２の取り付け部とを含む。

ある好ましい実施形態において、前記下部部材の下部本体は、底部と、底部の周囲から延びる側面とを有し、前記第１の取り付け部は前記側面に設けられている。

ある好ましい実施形態において、前記工程（Ｂ）において、前記下部本体の底部に設けられた開口および前記開口の周囲に設けられたフランジを有する燃料取り出し口を、前記下部本体と一体的に鋳造により成形する。

ある好ましい実施形態において、前記工程（Ａ）は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる板材から、プレス成形により、複数の上部副部材を形成する工程と、前記上部副部材を溶接、または、ろう付けにより接合し、前記上部部材を形成する工程と、
を含む。

本発明によれば、鞍乗り型車両用燃料タンクを上部部材および下部部材に分けて構成し、フレームへ固定するための取り付け部を下部部材に設けている。このため、上部部材および下部部材をそれぞれの機能に適した互いに異なる組成の合金および成形方法によって形成し、接合することが可能となり、これにより鞍乗り型車両用燃料タンクに要求される多くの条件を燃料タンク全体として満たすことが可能となる。特に、取り付け部を含む下部部材をアルミニウム合金を用いた鋳造によって一体的に形成することにより、軽量でかつ取り付け部の強度が高い鞍乗り型車両用燃料タンクを得ることができる。また、この鞍乗り型車両用燃料タンクを用いることにより、高い走行性能を備えた鞍乗り型車両を実現することができる。

本発明による鞍乗り型車両用燃料タンクおよびこれを備えた鞍乗り型車両の一実施形態を説明する。本願明細書において、鞍乗り型車両とは内燃機関または電動機を備えた二輪車、三輪車、四輪車をいう。内燃機関の排気容量に特に限定はない。電動機を有する鞍乗り型車両の場合、燃料タンクには、電動機を駆動するための電気を発生する燃料が蓄えられる。図１は、本発明による鞍乗り型車両用燃料タンク（以下、単に燃料タンクと呼ぶ）を備えた自動二輪車１００の模式的側面図である。自動二輪車１００は、燃料タンク２００、メインフレーム１０２、リアフレーム１０４、エンジン１０８、前輪１１６および後輪１２６を備える。自動二輪車１００はライダーが跨って乗る鞍乗型車両である。

メインフレーム１０２は、車両の前方に位置するヘッドパイプ１１２から後方へ延びる一対のフレームを含み、フレームは自動二輪車１００の中央部において下方へ延びるよう湾曲部を形成している。リアフレーム１０４の一端は、メインフレーム１０２の湾曲部に接続されている。メインフレーム１０２およびリアフレーム１０４は自動二輪車１００の車体を構成する。これらメインフレーム１０２およびリアフレーム１０４は、好ましくはアルミニウム合金により形成されている。

ヘッドパイプ１１２には、回転可能なようにフロントフォーク１１４が取り付けられている。フロントフォーク１１４の一端には前輪１１６が回転自在に支持されている。フロントフォーク１１４の他端にはハンドル１１０が固定されている。

燃料タンク２００は、自動二輪車１００の中央部近傍において、メインフレーム１０２およびリアフレーム１０４に跨って取り付けられている。燃料タンク２００の前方にはエアクリーナ１２８が設けられている。また、燃料タンク２００には燃料注入口（図示せず）を覆うキャップ１３０が設けられている。

エンジン１０８は、燃料タンク２００の下方に位置するよう、メインフレーム１０２に支持されている。エンジン１０８の前方には、ラジエータ１０６が設けられている。エンジン１０８の排気口には排気管１１８が接続されている。排気管１１８はエンジンの下方を通り、リアフレーム１０４に沿って後方へ導かれ、リアフレーム１０４に固定されたマフラ１２０に接続されている。

メインフレーム１０２にはリアアーム１２２が接続され、後輪１２６が回転自在にリアアーム１２２に支持されている。エンジン１０８の回転駆動力は、チェーン１２４を介して後輪１２６へ伝達される。

自動二輪車１００はこのほか燃料タンク２００後方のリアフレーム１０４上に設けられるメインシート、エアクリーナ１２８および燃料タンク２００の一部を覆う化粧カバーなどを備えている。これらは、燃料タンク２００の構造を明瞭に示すため、図１においては示されていない。

図２は、図１の燃料タンク２００近傍を拡大して示す側面図である。燃料タンク２００は、上側部分を構成する上部部材２０２と、下側部分を構成する下部部材２０４とを備えている。上部部材２０２および下部部材２０４はそれぞれアウターパネルおよびインナーパネルとも呼ばれる。上部部材２０２および下部部材２０４は接合部２４０において接続され、燃料を保持する空間を規定している。この空間の大きさは、自動二輪車１００に搭載されるエンジン１０８の排気量や、自動二輪車１００の用途等により任意に決定される。たとえば、燃料タンク２００の容量は２０Ｌ程度である。なお、図２では示していないが、接合部２４０は、自動二輪車１００の外観に表れないよう、化粧パネルやメインシートなどにより覆われる。

下部部材２０４は、燃料タンク２００をリアフレーム１０４およびメインフレーム１０２に固定するための第１の取り付け部２０８ａ、２０８ｂおよび第２の取り付け部２０６ａ、２０６ｂを含んでいる。図では第１の取り付け部２０８ａおよび第１の取り付け部２０８ｂならびに、第２の取り付け部２０６ａおよび第２の取り付け部２０６ｂがそれぞれ重なって示されている。これらの取り付け部には燃料タンク２００をリアフレーム１０４およびメインフレーム１０２に固定するための係合部が設けられている。本実施形態では、ボルトを通すための貫通孔２０８ｈ、２０６ｈが第１の取り付け部２０８ａ、２０８ｂおよび第２の取り付け部２０６ａ、２０６ｂにそれぞれ設けられている。

第１の取り付け部２０８ａ、２０８ｂおよび第２の取り付け部２０６ａ、２０６ｂは、リアフレーム１０４およびメインフレーム１０２に設けられた第１のブラケット１０４ａ、１０４ｂおよび第２のブラケット１０２ａ、１０２ｂとにボルトおよびナットを用いて接続されている。これにより、燃料タンク２００がメインフレーム１０２およびリアフレーム１０４に対して固定される。なお、取り付け部に設けられる係合部は、ボルトを通すための貫通孔に限られない。たとえば、係合部は車体に係合するピン、フックなどであってもよい。また、取り付け部の係合部は直接リアフレーム１０４やメインフレーム１０２などの車体と係合してもよいし、車体に固定された他の部材と係合してもよい。

以下、燃料タンク２００の構造を詳細に説明する。図３は、燃料タンク２００を第１の取り付け部２０８ａ、２０８ｂ側（図２中の矢印Ａ）から見た斜視図であり、図４は、燃料タンク２００の底部側（図２中の矢印Ｂ）から見た斜視図である。また、図５および図６は、下部部材２０４および上部部材２０２を示す斜視図である。これらの図において、燃料注入口および注入口を覆うキャップ１３０は示されていない。

燃料タンク２００において、上部部材２０２は、主として自動二輪車１００の外観に表れる部分を含んでいる。一方、下部部材２０４は、主として燃料タンク２００をメインフレーム１０２およびリアフレーム１０４に固定するとともに、燃料タンクの構造的強度を保つ部分を含んでいる。このため、上部部材２０２および下部部材２０４はそれぞれの機能に適した組成の金属および成形方法によって製造される。

図３および図６に示すように、上部部材２０２は、おおむね回転楕円体を長軸に沿って２分割したドームを一部分切り取った形状を有している。上部部材２０２の内部に規定される空間Ｓ１は燃料タンク２００が規定する空間の大部分を占める。軽量化のため、上部部材２０２は、好ましくはアルミニウムまたはアルミニウム合金からなる。また、上部部材２０２は鞍乗り型車両の意匠の一部として外観に現れ、塗装が施される。このため、上部部材２０２の外表面は平滑であることが好ましい。これらの条件を満たす限り、上部部材２０２はどのような方法により形成してもよい。しかし、平滑な外表面を容易に得やすいという点で、板状部材をプレス成形し上部部材２０２を形成することが好ましい。プレス成形により上部部材２０２を形成する場合、上部部材２０２の形状によっては、一枚のアルミニウムまたはアルミニウム合金板から上部部材２０２を形成するのが困難となることも考えられる。この場合には、複数のアルミニウムまたはアルミニウム合金板をそれぞれ所定の形状にプレス成形し、その後、溶接、または、ろう付けにより接合して上部部材２０２を形成してもよい。本実施形態では、図３および図６に示すように、上部部材２０２を対称面で２分割することにより得られる上部副部材２０２ａおよび２０２ｂをそれぞれアルミニウムまたはアルミニウム合金板からプレス成形により形成する。その後、接合部２４２において上部副部材２０２ａおよび２０２ｂを溶接することにより、上部部材２０２を形成する。アルミニウムやアルミニウム合金の溶接には、ＭＩＧ、ＴＩＧ等のアーク溶接、レーザ溶接、電子ビーム溶接などの方法を用いることができる。上部副部材２０２ａおよび２０２ｂの接合をろう付けにより行う場合には、Ａｌ−Ｓｉ系合金をろうとして用いることができる。より強い接合強度を得るためには、溶接により上部副部材２０２ａおよび２０２ｂを接合することが好ましい。

２枚のアルミニウムまたはアルミニウム合金板から成形した上部副部材２０２ａおよび上部副部材２０２ｂを接合することによって上部部材２０２を形成する場合、より複雑な形状を有する上部部材２０２の形成が可能となり、上部部材２０２の外形を設計する自由度が高まる。また、これらの部材を１枚で構成する場合に比べてプレス成形時の変形量を小さくすることができるため、製品の歩留まりも向上する。たとえば、図３および図６に示すように、ドームの一部に凹部２０２ｓ、２０２ｔを設けた形状を有する上部部材２０２も容易に形成することができる。この形状によれば、自動二輪車１００を運転するライダーは、凹部２０２ｓ、２０２ｔに脚部を押し当てることによって安定して燃料タンク２００を挟みこむことが可能となる。したがって、運転中のライダーの姿勢が安定する。なお、これらの利点を考慮して、上部部材２０２は３つ以上の副部材から構成してもよい。

上述したように、軽量化のため、上部部材２０２はアルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成されていることが好ましい。プレス成形により上部部材２０２を形成する場合には、機械的強度および加工性を考慮して、Ａｌ（純アルミニウム）、Ａｌ−Ｍｇ系合金またはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金を用いることが好ましい。特に、Ｓｉの含有量が多くなるとプレス成形時にひび割れが生じ易くなるため、Ｓｉ含有量の少ない組成のアルミニウム合金を用いることが好ましい。具体的には、Ｍｇを４〜５ｗｔ％含むＡｌ−Ｍｇ系合金またはＳｉを最大で１．２ｗｔ％およびＭｇを０．３〜１．２ｗｔ％含むＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金を用いることがより好ましい。

燃料タンク２００の軽量化のためには、上部部材２０２の厚さは小さいほうが好ましく、加工性および燃料タンクとして要求される物理的強度を考慮して上部部材２０２の最適な厚さが決定される。好ましくは、上部部材２０２の厚さは０．８ｍｍ以上、２．４ｍｍ以下である。０．８ｍｍより上部部材２０２が薄い場合、十分な強度が得られない。また、２．４ｍｍよりも上部部材２０２が厚い場合、鉄を用いた燃料タンクに対する軽量化の効果が十分には得られないからである。

次に下部部材２０４を説明する。図４および図５に示すように、下部部材２０４は、下部本体２０３と第１の取り付け部２０８ａ、２０８ｂと第２の取り付け部２０６ａ、２０６ｂとを含む。

下部本体２０３は、溶接またはろう付けによって、上部部材２０２と接合され、上部部材２０２と協同して燃料を保持する空間を規定する。図５に示すように、下部本体２０３は、底部２０３ｂと、底部２０３ｂの周囲から矢印Ａで示す方向に立ち上がるように延びる後側面２０３ｒ、右側面２０３ｓおよび左側面２０３ｔとによって構成される。後側面２０３ｒと右側面２０３ｓおよび左側面２０３ｔとは曲線を描くように連続している。後側面２０３ｒと対向するように、底部２０３ｂは、前部２０３ｂ’においてなだらかに立ち上がるように延びている。前部２０３ｂ’の外周近傍は、矢印Ｂで示すように、後側面２０３ｒ、右側面２０３ｓおよび左側面２０３ｔとは逆の方向にわずかに立ち上がるように延びており、右側面２０３ｓ’、左側面２０３ｔ’を形成している。右側面２０３ｓと右側面２０３ｓ’とは位置２０３ｅにおいて立ち上がる方向が切り替わっている。同様に、左側面２０３ｔと左側面２０３ｔ’とは位置２０３ｆにおいて突出する方向が切り替わっている。後側面２０３ｒ、右側面２０３ｓおよび左側面２０３ｔと、底部２０３ｂのこれらに囲まれる領域とによって、空間Ｓ２が規定される。

以下において詳細に説明するように、下部部材２０４は鋳造により一体的に形成される。このため、プレス成形で形成する場合とは異なり、後側面２０３ｒ、右側面２０３ｓおよび左側面２０３ｔが高くなり、深い空間Ｓ２を下部部材２０４が規定する構造を備えていても、比較的容易に形成することができる。このため、後側面２０３ｒ、右側面２０３ｓおよび左側面２０３ｔの高さを変化させ、空間Ｓ２の大きさを任意に調節することが可能である。たとえば、自動二輪車１００におけるメインフレーム１０２およびリアフレーム１０４の構造やエンジン１０８等の配置に応じて後側面２０３ｒ、右側面２０３ｓおよび左側面２０３ｔの形状を調整し、空間Ｓ２の大きさを設定することができる。これにより、空間を有効に利用することのできる燃料タンク２００を形成することができる。

また、空間Ｓ２を囲む底部２０３ｂ、後側面２０３ｒ、右側面２０３ｓおよび左側面２０３ｔは、燃料タンク２００が自動二輪車１００に取り付けられた場合、底部側に位置し、燃料タンク２００内の燃料を支持する。このため、空間Ｓ２を囲む領域を鋳造によって一体的に形成することにより、燃料タンク２００において大きな力がかかる部分の機械的強度を高めることができる。

底部２０３ｂの後側面２０３ｒ、右側面２０３ｓおよび左側面２０３ｔに三方を囲まれる領域に、図４に示すように、好ましくは一対の孔２１２および燃料取り出し口２１０が底部２０３ｂと一体的に設けられ、パイプによって上部部材２０２の燃料注入口に接続されている。一対の孔２１２は、それぞれ燃料タンク２００の燃料注入口下方に滞留する水を外観性を妨げることなく排出するためのドレインおよび燃料注入口の逆止弁を通して燃料タンク２００内へ空気を導入するための空気孔として用いられる。燃料取り出し口２１０は、開口２１０ｈおよび開口２１０ｈを取り囲むフランジ２１０ｆによって構成される。開口２１０ｈから燃料ポンプユニット（図示せず）が燃料タンク２００内へ挿入され、ねじなどを用いてブラケットをフランジ２１０ｆに固定することにより、燃料ポンプが燃料タンク２００に取り付けられる。

燃料取り出し口２１０を下部部材２０４とともに一体的に形成することにより、燃料取り出し口を燃料タンクに隙間なく設けることが可能となる。また、底部２０３ｂはエンジンに近接するためエンジンからの熱によって高温になる可能性がある。このため、燃料取り出し口を別途取り付けた場合、燃料取り出し口のフランジが熱により変形したり、熱膨張率の差異によって、シール性が悪くなることもある。燃料取り出し口２１０を一体的に形成することによってこのような可能性も排除することができる。

第１の取り付け部２０８ａ、２０８ｂは、後側面２０３ｒと継ぎ目なく一体的に設けられている。第１の取り付け部２０８ａと第１の取り付け部２０８ｂとは、後側面２０３ｒと継ぎ目なく一体的に設けられたリブ２０８ｃによってそれぞれ接続されていることが好ましい。第２の取り付け部２０６ａ、２０６ｂは、右側面２０３ｓ’および左側面２０３ｔ’から延びるように、底部２０３ｂ外周の対向する２辺に継ぎ目なく一体的に設けられている。これらの取り付け部を継ぎ目なく一体的に設けるため、下部部材２０４全体は鋳造により形成されていることが好ましい。

図７は、第１の取り付け部２０８ａ、２０８ｂの断面を示している。図７に示すように、第１の取り付け部２０８ａ、２０８ｂと後側面２０３ｒとは継ぎ目なく一体的に設けられている。第１の取り付け部２０８ａ、２０８ｂの表面と後側面２０３ｒとはなだらかな曲線によって連続しており、矢印Ｒで示すように、第１の取り付け部２０８ａ、２０８ｂの基部がアール形状を有している。リブ２０８ｃおよびこのアール形状による一体構造によって、第１の取り付け部２０８ａ、２０８ｂは高い強度で下部部材２０４の後側面２０３ｒに設けられる。また、図５に示すように、後側面２０３ｒは、側面２０３ｓ、２０３ｔとともに底部２０３ｂから一体的に立ち上がるように延びているため、後側面２０３ｒ自体も下部部材２０４の下部本体２０３に対して高い強度で設けられている。したがって、第１の取り付け部２０８ａ、２０８ｂは高い強度で下部部材２０４の下部本体２０３に設けられている。

図８は、燃料タンク２００の第２の取り付け部２０６ａ、２０６ｂが設けられた位置における断面を示している。図８に示すように、第２の取り付け部２０６ａ、２０６ｂは側面２０６ｓ’、２０６ｔ’から延びるように底部２０３ｂと一体的に設けられている。このため、第２の取り付け部２０６ａ、２０６ｂも下部本体２０３に高い強度で設けられている。

下部部材２０４は、鋳造により一体的に形成される。高精度な成形が可能であるため、ダイカスト法により形成することが好ましい。また、軽量化のため下部部材２０４はアルミニウム合金によって形成することが好ましく、鋳造時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を備えたアルミニウム合金を用いて下部部材２０４を形成することが好ましい。また、下部部材２０４は十分な機械的強度を備えている必要がある。このような、特性を備えたアルミニウム合金として、Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金またはＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系合金を用いることが好ましい。特に、Ｍｇを０．３ｗｔ％、Ｓｉを１０ｗｔ％含むＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金を用いることがより好ましい。Ｓｉの含有量が多いため、鋳造時の湯流れが良好となる。また、Ｓｉの含有量が増大するため、下部部材２０４は上部部材２０２より大きな硬度を有する。

燃料タンク２００の軽量化のためには、下部部材２０４の厚さは小さいほうが好ましく、加工性および要求される物理的強度を考慮して下部部材２０４の最適な厚さが決定される。好ましくは、下部部材２０４の厚さは１．０ｍｍ以上、２．４ｍｍ以下である。１．０ｍｍより下部部材２０４が薄い場合、ダイカスト法によって下部部材２０４を成形するのが困難となる。また、２．４ｍｍよりも下部部材２０２が厚い場合、鉄により燃料タンクを形成する場合に比べて軽量化の効果が十分に得られないからである。下部部材２０４には取り付け部が設けられ、上部部材２０２よりも大きな力が加わる。このため、下部部材２０４は上部部材２０２よりも厚いほうが好ましい。

燃料タンク２００は、このような特徴を備えた上部部材２０２および下部部材２０４を接合することにより成形されている。具体的には、図８に示すように、下部部材２０４の各側面を上部部材２０２によって外側から覆うように重ね、上部部材２０２の外側から下部部材２０４と上部部材２０２とを溶接、または、ろう付けによって接合する。ＭＩＧ、ＴＩＧなどのアーク溶接、レーザ溶接、電子ビーム溶接などの方法により下部部材２０４と上部部材２０２とを溶接することが好ましい。下部部材２０４と上部部材２０２をろう付けにより接合する場合にはＡｌ−Ｓｉ系合金をろうとして用いることが好ましい。より強い接合強度を得るためには、溶接により上部部材２０２および下部部材２０４を接合することが好ましい。上述したように、硬度の高い下部部材２０４が内側に位置しているため、接合中、上部部材２０２および下部部材２０４を安定して保持することが可能であり、接合作業を容易に行うことができる。また、各側面に上部部材２０２が重ねられるため、接合部分は面で接触する。このため、接合中、上部部材２０２および下部部材２０４を安定して保持することが可能となり、また溶接面積を広くして接合強度を高めることができる。

接合された燃料タンク２００は、図１および図２に示すように、第１の取り付け部２０８ａ、２０８ｂおよび第２の取り付け部２０６ａ、２０６ｂをリアフレーム１０４のブラケット１０４ａ、１０４ｂおよびメインフレーム１０２のブラケット１０２ａ、１０２ｂに取り付けることにより、メインフレーム１０２およびリアフレーム１０４に固定される。

上述の説明から明らかなように、燃料タンク２００は上部部材２０２および下部部材２０４をそれぞれ形成し、これらを溶接、または、ろう付けすることによって製造することができる。上部部材２０２および下部部材２０４はこの順序で製造する必要はなく、下部部材２０４を先に製造してもよいし、同時にこれらを製造してもよい。

本発明によれば、燃料タンク２００を、燃料タンクの外観に表れる部分を含む上部部材２０２と、主として燃料タンク２００をメインフレーム１０２およびリアフレーム１０４に固定するとともに、燃料タンクの構造的強度を保つ部分を含む下部部材２０４とに分けて構成している。このため、上部部材２０２および下部部材２０４をそれぞれの機能に適した互いに異なる組成の金属および成形方法によって形成し、接合することによって、鞍乗り型車両用燃料タンクに要求される多くの条件を燃料タンク２００全体として満たすことが可能となる。

上部部材２０２は、外観性に優れた形状および表面が要求される。このため、上部部材２０２は、良好な表面平滑性を備えたアルミニウム合金の展伸材をプレス成形することによって形成する。これにより、上部部材２０２は表面へ塗装等を行う場合でも、外観を得ることができる。また、複雑な形状を形成する必要がある場合には、複数の展伸材をそれぞれ所定の形状となるように成形し、溶接、または、ろう付けすることができる。上部部材２０２は下部部材２０４ほど構造的強度が要求されないため、複数の副部材を接合することによる強度の低下は、大きな影響を与えない。

一方、下部部材２０４は、構造的強度が要求される。このため、取り付け部を含めた下部部材を鋳造材により形成する。具体的には、下部部材２０４の第１の取り付け部２０８ａ、２０８ｂおよび第２の取り付け部２０６ａ、２０６ｂを鋳造により下部本体２０３とともに一体的に形成する。このため、第１の取り付け部２０８ａ、２０８ｂおよび第２の取り付け部２０６ａ、２０６ｂは下部本体２０３に高い強度かつ高い位置精度で設けられる。鞍乗り型車両では、路面の振動やエンジンの振動をフレームは受け易い。また、燃料タンク内に保持された燃料は、鞍乗り型車両の加速、減速により燃料タンク内で移動し、燃料タンクに加速力や減速力の方向と反対の方向の力を及ぼす。このような力は、繰り返し生じる。こうした振動や繰り返し加重に対し、第１の取り付け部２０８ａ、２０８ｂおよび第２の取り付け部２０６ａ、２０６ｂが下部本体に高い強度で設けられるため、振動および繰り返し加重による金属疲労の発生を抑制し、信頼性を確保することが可能となる。

また、下部部材を一体的に形成することによって、第１の取り付け部２０８ａ、２０８ｂおよび第２の取り付け部２０６ａ、２０６ｂを溶接等により、後から取り付ける場合に比べて大幅に製造時間を短縮することができる。

第１の取り付け部２０８ａ、２０８ｂおよび第２の取り付け部２０６ａ、２０６ｂを溶接により下部本体に取り付ける場合、こうした効果は得られにくい。取り付け部を溶接する場合、下部本体と取り付け部との位置合わせを行い、その状態を保ったまま、溶接を行う必要がある。このため、高精度の位置合わせを行うことが難しく、その状態を保ったまま溶接するのも困難だからである。また、溶接により取り付け部を接合する場合、溶接完了後は溶接が正しく行うことができたかどうかを確認することは困難であったり、時間を要したりする。このため、溶接の信頼性は十分とはいえない。また、溶接時の熱によって、下部本体や取り付け部を構成するアルミニウム合金が変性し、強度が低下したり変形したりする。溶接に要する時間も長い。こうした課題は、本発明の下部部材では生じない。

上述したように、上部部材２０２はプレス成形によって形成し、下部部材２０４は鋳造によって形成する。このために、少なくとも下部部材２０４はシリコンを含むアルミニウム合金によって構成し、重量パーセントで表した下部部材２０４のシリコン含有量を上部部材２０２のシリコン含有量より多くする。これより、ひび割れ等が生じることなく、外観性に優れた形状および表面を有する上部部材２０２を形成することが可能となる。また、良好な湯流れによって高い成形精度で下部部材２０４を形成することが可能となる。つまり、上部部材２０２および下部部材２０４を構成する材料のシリコン添加量をこのように規定することによって、それぞれの部材に要求される機械的特性を満足させることができる。

本発明の燃料タンクを備えた鞍乗り型車両によれば、燃料タンクがアルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成されているため、鞍乗り型車両の重量を低減し、燃費の向上および走行性能の向上をはかることができる。また、上部部材の表面は平滑性に優れるため、塗装等を燃料タンクに施して鞍乗り型車両全体の外観を優れたものにすることができる。

なお、本実施形態において示した、燃料タンクの外形や、燃料タンクによって規定すべき燃料を保持するための空間の形状、および、その空間を規定するための上部部材および下部部材の形状は一例であって、図示した形状以外の形状を燃料タンクは備えていてもよい。また、第１の取り付け部および第２の取り付け部も、図示した位置以外の位置に設けられていてもよい。第１の取り付け部および第２の取り付け部の数もそれぞれ２つ以外であってもよく、第１の取り付け部のみを備えていてもよい。下部部材の下部本体は異なる方向に延びる側面を有していたが、同じ方向に延びる側面のみを有していてもよい。

また、本実施形態において、上部部材と下部部材の接合部分は、燃料タンクをメインフレームおよびリアフレームに取り付けた状態において、タンク下方および下部部材の底部近傍に位置している。このため、燃料タンクの下部をパネルなどで覆うことによって接続部分が鞍乗り型車両の外観に表れないようにすることができる。しかし、接続部分は実施形態で示した位置に限られるものではなく、鞍乗り型車両の意匠や構成部品のレイアウトなどを考慮し、接続部分を燃料タンク上の他の位置に配置してもよい。

また、上記実施形態において、上部部材はアルミニウムまたはアルミニウム合金によって形成されていた。しかし、下部部材をアルミニウム合金によって形成するだけで十分に求められる燃料タンクの軽量化を図ることができる場合には、上部部材は、たとえば、ステンレス鋼板や構造用鋼板によって形成してもよい。

本発明の鞍乗り型車両用燃料タンクは、種々の鞍乗り型車両に好適に用いられる。

本発明の燃料タンクを備えた自動二輪車の模式的側面図である。 図１の燃料タンク近傍を示す拡大側面図である。 燃料タンクの斜視図である。 燃料タンクの他の斜視図である。 燃料タンクの下部部材を示す斜視図である。 燃料タンクの上部部材を示す斜視図である。 第１の取り付け部近傍の断面図である。 第２の取り付け部近傍の断面図である。

符号の説明

１００ 鞍乗り型車両
１０２ メインフレーム
１０４ リアフレーム
１０６ ラジエータ
１０８ エンジン
１１０ ハンドル
１１６ 前輪
１３０ キャップ
２００ 燃料タンク
２０２ 上部部材
２０３ 下部本体
２０４ 下部部材
２０６ａ、２０６ｂ 第２の取り付け部材
２０８ａ、２０８ｂ 第１の取り付け部材
２１０ 燃料取り出し口
２４０、２４２ 接合部

Claims (19)

1. 上部部材と、
   前記上部部材と接合されており、前記上部部材とともに燃料を保持する空間を規定する下部本体、および、前記下部本体を車体に対して固定するための取り付け部を含む下部部材と、
   を備え、
   前記上部部材はアルミニウムまたはアルミニウム合金からなり、プレス成形によって形成されており、
   前記下部本体および前記取り付け部はアルミニウム合金からなり、鋳造により一体的に形成されている鞍乗り型車両用燃料タンク。
2. 前記上部部材および前記下部部材は、互いに異なる組成を有する請求項１に記載の鞍乗り型車両用燃料タンク。
3. 前記上部部材および前記下部部材のうち少なくとも前記下部部材は、シリコンを含むアルミニウム合金からなり、重量パーセントで表した前記下部部材のシリコン添加量は、前記上部部材のシリコン添加量よりも多くなっている請求項２に記載の鞍乗り型車両用燃料タンク。
4. 前記上部部材は、Ａｌ、Ａｌ−Ｍｇ系合金、またはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金からなり、前記下部部材は、Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金またはＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系合金からなる請求項１に記載の鞍乗り型車両用燃料タンク。
5. 前記上部部材と前記下部部材とは溶接、または、ろう付けにより接合されている請求項１に記載の鞍乗り型車両用燃料タンク。
6. 前記取り付け部は、前記車体の第１のフレームに固定される第１の取り付け部と、前記車体の第２のフレームに固定される第２の取り付け部とを含む請求項１に記載の鞍乗り型車両用燃料タンク。
7. 前記下部部材の下部本体は、底部と、前記底部の周囲から延びる側面とを有し、前記第１の取り付け部は前記側面に設けられている請求項６に記載の鞍乗り型車両用燃料タンク。
8. 前記下部部材は、一対の前記第１の取り付け部と、前記側面に設けられており、前記一対の第１の取り付け部を互いに接続するリブ部とを含む請求項７に記載の鞍乗り型車両用燃料タンク。
9. 前記下部部材は、前記下部本体の底部に設けられた開口および前記開口の周囲に設けられたフランジを有する燃料取り出し口を含み、前記燃料取り出し口は鋳造により前記下部本体と一体的に成形されている請求項７に記載の鞍乗り型車両用燃料タンク。
10. 前記下部部材は、一対の前記第２の取り付け部を含み、前記第２の取り付け部は、前記下部本体の底部の外周部において対向する２辺にそれぞれ設けられている請求項７に記載の鞍乗り型車両用燃料タンク。
11. 前記上部部材は、プレス成形された複数の上部副部材を含み、前記上部副部材は溶接、または、ろう付けにより接合されている請求項１に記載の鞍乗り型車両用燃料タンク。
12. フレームと、
    フレームに支持されたエンジンと、
    フレームに対して固定された請求項１から１１のいずれかに規定される鞍乗り型車両用燃料タンクと、
    を備えた鞍乗り型車両。
13. アルミニウム板またはアルミニウム合金板をプレス成形することにより、上部部材を形成する工程（Ａ）と、
    前記上部部材とともに燃料を保持する空間を規定する下部本体、および、前記下部本体を車体に対して固定するための取り付け部を含む下部部材を、アルミニウム合金の鋳造により一体的に成形する工程（Ｂ）と、
    前記上部部材と前記下部部材の下部本体とを溶接、または、ろう付けにより接合する工程（Ｃ）と、
    を包含する鞍乗り型車両用燃料タンクの製造方法。
14. 前記上部部材および前記下部部材のうち、少なくとも前記下部部材は、シリコンを含むアルミニウム合金からなり、重量パーセントで表した前記下部部材のシリコン添加量は、前記上部部材のシリコン添加量よりも多くなっている請求項１３に記載の鞍乗り型車両用燃料タンクの製造方法。
15. 前記上部部材は、Ａｌ、Ａｌ−Ｍｇ系合金またはＡｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金からなり、前記下部部材は、Ａｌ−Ｓｉ系合金、Ａｌ−Ｓｉ−Ｍｇ系合金またはＡｌ−Ｓｉ−Ｃｕ系合金からなる請求項１４に記載の鞍乗り型車両用燃料タンクの製造方法。
16. 前記取り付け部は、前記車体の第１のフレームに固定される第１の取り付け部と、前記車体の第２のフレームに固定される第２の取り付け部とを含む請求項１３に記載の鞍乗り型車両用燃料タンクの製造方法。
17. 前記下部部材の下部本体は、底部と、底部の周囲から延びる側面とを有し、前記第１の取り付け部は前記側面に設けられている請求項１６に記載の鞍乗り型車両用燃料タンクの製造方法。
18. 前記工程（Ｂ）において、前記下部本体の底部に設けられた開口および前記開口の周囲に設けられたフランジを有する燃料取り出し口を、前記下部本体と一体的に鋳造により成形する請求項１３に記載の鞍乗り型車両用燃料タンクの製造方法。
19. 前記工程（Ａ）は、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる板材から、プレス成形により、複数の上部副部材を形成する工程と、
    前記上部副部材を溶接、または、ろう付けにより接合し、前記上部部材を形成する工程と、
    を含む請求項１３に記載の鞍乗り型車両用燃料タンクの製造方法。

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