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机车转向连杆构件及其制造方法

阅读:725发布:2023-01-03

专利汇可以提供机车转向连杆构件及其制造方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种 机车 转向 连杆 构件及其制造方法,所述制造方法包含第一成型步骤、置料步骤,及第二成型步骤。在所述第一成型步骤中,以 热压 成型 方式将第一 碳 纤维 材料制成强化板材。在所述置料步骤中,准备模具,将所述强化板材及多个 枢接 材置入所述模具中,而后置入第二 碳纤维 材料。在所述第二成型步骤中,将所述模具合模后进行热压成型,使得加热后具流动性的第二碳纤维材料于所述模具内成型为具有多个肋条部的外 框架 ,最后制得所述机车转向连杆构件。所述机车转向连杆构件具有碳纤维材料 密度 低且刚性高的优点,从而可达成车体轻量化的目的。,下面是机车转向连杆构件及其制造方法专利的具体信息内容。

1.一种机车转向连杆构件,其特征在于:所述机车转向连杆构件包含以杨氏模数大于
100GPa的纤维材料制成的强化板材、以加热后具流动性的碳纤维材料制成的外框架,及多个枢接材,所述外框架包括界定出设置空间的主体部,及多个凸设于所述主体部外表面上的肋条部,所述主体部凹陷形成多个由外表面延伸至内表面的安装孔,所述设置空间系供所述强化板材设置,所述枢接材分别嵌设于所述主体部的所述安装孔中,且各自界定出枢孔。
2.根据权利要求1所述的机车转向连杆构件,其特征在于:所述强化板材是以单方向碳纤维预浸材制成,所述外框架是以碳纤维片状模塑料制成,所述枢接材是以金属材质制成。
3.根据权利要求2所述的机车转向连杆构件,其特征在于:所述枢接材是以合金制成。
4.一种如权利要求1所述的机车转向连杆构件的制造方法,其特征在于:所述制造方法包含第一成型步骤、置料步骤,及第二成型步骤,在所述第一成型步骤中,以热压成型方式将第一碳纤维材料制成所述强化板材,在所述置料步骤中,准备模具,将所述强化板材及所述枢接材置入所述模具中,而后置入第二碳纤维材料,在所述第二成型步骤中,将所述模具合模后进行热压成型,使得加热后具流动性的第二碳纤维材料于所述模具内成型为具有所述肋条部的外框架,最后制得所述机车转向连杆构件。
5.根据权利要求4所述的制造方法,其特征在于:所述第一碳纤维材料为单方向碳纤维预浸材,所述第二碳纤维材料为碳纤维片状模塑料。
6.根据权利要求4所述的制造方法,其特征在于:所述枢接材是以铝合金制成。

说明书全文

机车转向连杆构件及其制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种复合材料产品及其制造方法,特别是涉及一种用于机车的转向连杆构件及其制造方法。

背景技术

[0002] 一般的双轮式机车采前后轮沿前后方向位于同一直线的设计,使得其前轮灵活度高且有较佳操控性,但也因为两轮前后共线的设计,使得双轮式机车转向不易平衡,尤其是当操控者技术不熟稔或道路状况较湿滑时,更容易导致转向稳定性降低。
[0003] 因此现时有另一种配置两个相间隔前轮的三轮式机车,此种三轮式机车的两个前轮不与后轮前后共线,使得转弯时的稳定性大幅提升,所述三轮式机车的转向主要是通过四连杆结构的转向机构来带动两个前轮侧倾,以使所述前轮能完成转向。参阅图1,所述转向机构1的连杆构件11包含以合金压铸而成的连结板体111,及多个开设于所述连结板体111上的枢接孔112。其他连杆组件113是通过所述枢接孔112与所述连杆构件11可枢转地接合,而选用杨氏模数为70Gpa的铝合金则是为了确保所述连杆构件11有足够的材料强度。
[0004] 然而铝合金的密度较高,因此会增加所述连杆构件11的重量,不但使得车体重量增加,且使用者操作起来也较为费,因此这种连杆构件11仍有改善的空间。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种轻量化且结构强度仍佳的机车转向连杆构件。
[0006] 本发明机车转向连杆构件,其特征在于:所述机车转向连杆构件包含以杨氏模数大于100GPa的纤维材料制成的强化板材、以加热后具流动性的碳纤维材料制成的外框架,及多个枢接材,所述外框架包括界定出设置空间的主体部,及多个凸设于所述主体部外表面上的肋条部,所述主体部凹陷形成多个由外表面延伸至内表面的安装孔,所述设置空间系供所述强化板材设置,所述枢接材分别嵌设于所述主体部的所述安装孔中,且各自界定出枢孔。
[0007] 较佳地,前述机车转向连杆构件,其中所述强化板材是以单方向碳纤维预浸材(UD Carbon fiber prepreg,以下简称UD)制成,所述外框架是以碳纤维片状模塑料(SMC)制成,所述枢接材是以金属材质制成。
[0008] 较佳地,前述机车转向连杆构件,其中所述枢接材是以铝合金制成。
[0009] 本发明的另一个目的在于提供前述机车转向连杆构件的制造方法。
[0010] 本发明机车转向连杆构件的制造方法,其特征在于:所述制造方法包含第一成型步骤、置料步骤,及第二成型步骤,在所述第一成型步骤中,以热压成型方式将第一碳纤维材料制成所述强化板材,在所述置料步骤中,准备模具,将所述强化板材及所述枢接材置入所述模具中,而后置入第二碳纤维材料,在所述第二成型步骤中,将所述模具合模后进行热压成型,使得加热后具流动性的第二碳纤维材料于所述模具内成型为具有所述肋条部的外框架,最后制得所述机车转向连杆构件。
[0011] 较佳地,前述机车转向连杆构件的制造方法,其中所述第一碳纤维材料为单方向碳纤维预浸材(UD),所述第二碳纤维材料为碳纤维片状模塑料(SMC)。
[0012] 较佳地,前述机车转向连杆构件的制造方法,其中所述枢接材是以铝合金制成。
[0013] 本发明的有益的效果在于:以具流动性而易于塑型的外框架为主体,与强度高但不易塑型的强化板材热压成型为复合材料,如此制得的机车转向连杆构件可具备碳纤维的轻量化特性,并通过所述外框架的所述肋条部及所述强化板材使其维持材料强度。附图说明
[0014] 图1是正视图,说明现有的机车转向机构;
[0015] 图2是流程图,说明本发明机车转向连杆构件的制造方法的实施例
[0016] 图3是立体图,说明在第一成型步骤中所制得的强化板材;
[0017] 图4是俯视图,说明在置料步骤中,在下模体中放置所述强化板材及多个枢接材;
[0018] 图5是示意图,说明在所述强化板材及所述枢接材上方放置第二碳纤维材料;
[0019] 图6是侧视剖面图,说明在所述第二成型步骤中,对所述模具合模并进行热压成型;及
[0020] 图7是立体图,说明本实施例所制得的机车转向连杆构件。

具体实施方式

[0021] 下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
[0022] 参阅图2与图3,本发明机车转向连杆构件2的制造方法的一个实施例,包含一个第一成型步骤31、一个置料步骤32,及一个第二成型步骤33。在所述第一成型步骤31中,将一个第一碳纤维材料4’通过热压成型方式制成一个如图3所示的强化板材4。在本实施例中,所述第一碳纤维材料4’为单方向碳纤维预浸材(UD Carbon fiber prepreg),此材料虽然在加热时延展性较低而不易形塑,但成型后的产品具有较佳的刚性,一般来说,单方向碳纤维预浸材的杨氏模数约为150GPa,大于一般铝合金的70Gpa,此外其还同时具有低密度的优点。
[0023] 参阅图2、图4,及图5,在所述置料步骤32中,准备一个具有一个下模体51及一个上模体52的模具5(图4中仅显示所述下模体51),所述上模体52具有多个向上凹陷的凹槽521。将所述强化板材4及多个枢接材6置入所述下模体51中,接着将一个第二碳纤维材料70置于所述强化板材4及所述枢接材6上。在本实施例中,所述枢接材6是以铝合金制成,而所述第二碳纤维材料70是以碳纤维片状模塑料(sheet molding compound,简称SMC)制成,碳纤维片状模塑料的杨氏模数虽然仅约40GPa,但其在加热至特定温度后具流动性,因此较易塑形。
[0024] 参阅图2、图5,及图6,在所述第二成型步骤33中,将所述上模体52与所述下模体51合模并进行热压成型,使所述第二碳纤维材料70具流动性而围绕所述枢接材6及所述强化板材4,并填入所述上模体52的所述凹槽521中而形成一个外框架7。参阅图2、图6,及图7,在成型脱模后便可得一个如图7所示的机车转向连杆构件2。所述机车转向连杆构件2包含一个以单方向碳纤维预浸材(UD)制成的强化板材4、一个以碳纤维片状模塑料(SMC)制成的外框架7,及多个设置于所述外框架7上且以铝合金制成的枢接材6。所述外框架7包括一个界定出一个设置空间710的主体部71,及多个凸设于所述主体部71的外表面上的肋条部72。所述主体部71界定出多个分别供所述枢接材6嵌设的安装孔711,所述设置空间710是供所述强化板材4设置。每一个枢接材6为管状且界定出一个枢孔61。需要特别说明的是,在所述第二成型步骤33时,所述外框架7的主体部71的内表面(即形成所述设置空间710的一侧)是面向所述下模体51,所述主体部71的外表面(即后续形成所述肋条部72的一侧)是面向所述上模体52,所述肋条部72分别由所述凹槽521所成型而出,且可视需求为不同形式,在本实施例中,所述肋条部72不挡阻所述枢接材6的枢孔61,因此未遍布所述主体部71的外表面。为了使所述枢接材6可与所述外框架7紧配合且避免过度磨损,也可在所述枢接材6的外围围绕硬度较铝合金软的白,以避免过度磨损所述外框架7。
[0025] 所述强化板材4及所述外框架7是以碳纤维制成,因此具有碳纤维低密度之特性而能达到轻量化的功效,所述强化板材4的杨氏模数高,其具有较一般的铝合金更佳的刚性,而易塑形的外框架7也在所述主体部71的外表面成型出可加强结构强度的所述肋条部72,提升整体的刚性,通过以铝合金制成的所述枢接材6与转向机构(图未示)的其他杆件枢接,可克服碳纤维材料不耐磨耗的缺点。
[0026] 综上所述,本发明的所述强化板材4及所述外框架7可大幅降低所述机车转向连杆构件2的重量,并通过杨氏模数较高的所述强化板材4及可强化结构强度的所述肋条部72来提升整体刚性,最后通过耐磨耗的所述枢接材6来枢接其他杆件,故确实能达成本发明的目的。
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