JP2020070004A - モーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来より軽いモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材を提供する。【解決手段】本発明のモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材は、ヤング率が１００ＧＰａを超える炭素繊維材料により構成されている強化板４と、熱可塑性を有する炭素繊維材料で構成され、互いに相対する第１の面７１２と第２の面７１３が形成され、強化板４を設置する設置空間７１０が形成されていると共に、第１の面７１２と第２の面７１３を貫通する複数の設置孔７１１が形成された本体部７１と、本体部７１の第１の面７１２と第２の面７１３において強化板４が設置されていない面に形成される複数のリブ部７２と、を備えているフレーム体７と、複数の設置孔７１１にそれぞれ対応するように設けられ且つ円筒状を呈する複数の枢設部６と、を備えている。【選択図】図７

Description

本発明はモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材及びその製造方法に関し、特に十分な強度を有し且つ重量も軽いモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材及びその製造方法に関する。

一般に、２輪モーターバイクは、前後方向において前後輪が同じ直線に位置するので、前輪の操舵の操縦性が高い利点があるが、バランスを維持しにくくカーブする際に転倒しやすい欠点がある。

そこで、その欠点を克服するために２つの前輪を有する３輪モーターバイクが開発された。ここで、３輪モーターバイクの２つの前輪は、前後方向において後輪と同じ直線に位置しないので、バランスの維持がより簡単であり、カーブする際の安定性が大幅に向上した。図１に示されるように、３輪モーターバイクの操舵装置１は、主に平行四節リンク（パラレログラムリンク）式のリンク機構１１を介して２つの前輪を傾けることにより、カーブする。

リンク機構１１には、アルミ合金により構成された連結板１１１を備えている。連結板１１１には、他のリンク機構１１の部材１１３に枢設するための３つの枢設孔１１２が開けられている。それにより、連結板１１１は、３つの枢設孔１１２により他の部材１１３に枢設できる上、ヤング率（Ｙｏｕｎｇ’ｓ ｍｏｄｕｌｕｓ）が７０ＧＰａのアルミ合金により十分な強度を有する。

台湾特許出願公開第２０１６４１３３３号公報

しかし、操舵装置用リンク機構の部材を構成するアルミ合金の密度が高いので、重量が高く、使用者が操舵装置を操縦する際大きい力が必要される。

従って、本発明の目的は、十分な強度を有する上、重量が従来より軽いモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材及びその製造方法を提供することである。

本発明は、ヤング率が１００ＧＰａを超える炭素繊維材料により構成されている強化板と、熱可塑性を有する炭素繊維材料で構成されているものであって、互いに相対する第１の面及び第２の面を有すると共に、前記強化板を設置する設置空間と前記第１の面と前記第２の面とを貫通する複数の設置孔とが形成されている本体部と、前記本体部の前記第１の面と前記第２の面において前記強化板が設置されていない面に突起している複数のリブ部と、を備えているフレーム体と、前記複数の設置孔にそれぞれ対応するように設けられ且つ円筒状を呈する複数の枢設部と、を備えていることを特徴とする、モーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材を提供する。

また、上記のモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材の製造方法であって、熱成形により第１の炭素繊維材料を前記強化板に形成する第１の成型工程と、前記強化板及び前記複数の枢設部を型に配置した後、熱可塑性を有する第２の炭素繊維材料を前記型に配置する材料配置工程と、型締めしてから熱成形を行うことにより、前記第２の炭素繊維材料を軟化して前記強化板及び前記複数の枢設部を周りから包む前記フレーム体に形成し、前記モーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材を製造する第２の成型工程と、を備えることを特徴とするモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材の製造方法を提供する。

上記の構成によれば、本発明のモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材は、炭素繊維材料により強化板及びフレーム体を構成し、且つヤング率が１００ＧＰａを超える炭素繊維材料により構成されている強化板を有するので、従来のアルミ合金で構成されたものより大幅に軽量化できると共に、剛性が高く、フレーム体に複数のリブ部が形成されていることにより、部材の強度を強化できる。

本発明の他の特徴および利点は、添付の図面を参照して、以下の実施形態の詳細に説明することにより明白になる。
従来のモーターバイクにおける操舵装置の正面図である。 本発明のモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材の製造方法を示すフロー図である。 上記の製造方法における第１の成型工程により形成された強化板の斜視図である。 上記の製造方法における材料配置工程中、強化板及び枢設部の配置を示す上視図である。 上記の製造方法における材料配置工程中、強化板、枢設部及び第２の炭素繊維材料の配置を示す断面図である。 上記の製造方法における第２の成型工程を示す断面図である。 本発明のモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材を示す斜視図である。

本発明をより詳細に説明する前に、適切と考えられる場合において、符号又は符号の末尾部分は、同様の特性を有し得る対応する要素を示すために各図面間で繰り返し用いられることに留意されたい。

図７は本発明のモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材を示す斜視図である。
本発明のモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材２は、図７に示されるように、強化板４と、フレーム体７と、複数の枢設部６とを備えている。

強化板４は、ヤング率が１００ＧＰａを超える炭素繊維材料により構成されている。

フレーム体７は、熱可塑性を有する炭素繊維材料で構成されているものであって、互いに相対する第１の面７１２及び第２の面７１３を有すると共に、強化板４を設置する設置空間７１０と第１の面７１２と前記第２の面７１３とを貫通する複数の設置孔７１１とが形成されている本体部７１と、本体部７１の第１の面７１２と第２の面７１３において強化板４が設置されていない面に突起している複数のリブ部７２と、を備えている。

複数の枢設部６は、前記複数の設置孔７１１にそれぞれ対応するように設けられ且つ円筒状を呈する。

この明細書において、円筒状は、円柱状における円形の上面または底面に孔か形成されている形状であり、或は、円柱状における円形の上面と底面とを貫通する孔が形成されている形状である。

この実施形態において、図７に示されるように、フレーム体７は、炭素繊維シートモールドコンパウンド(ｓｈｅｅｔ ｍｏｌｄｉｎｇ ｃｏｍｐｏｕｎｄ、略称ＳＭＣ) により反対する第１の面７１２と第２の面７１３とがあるように構成され、３つの設置孔７１１が形成されている。強化板４は、一方向炭素繊維プリプレグ(ＵＤ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｅｒ ｐｒｅｐｒｅｇ)に構成されている上、図７に示されるように、左右方向Ｙにおいてフレーム体７の両端の設置孔７１１のそれぞれの近くまで延伸し、且つ、左右方向Ｙと直交する前後方向Ｘにおいてフレーム体７の前後両端縁のそれぞれの近くまで延伸する範囲でフレーム体７の第１の面７１２を覆えるように形成されている。また、強化板４の大きさは、必要に応じて変更できる。

フレーム体７において、本体部７１の設置空間７１０は、強化板４の一面が第１の面７１２と同一平面になるように強化板４を内嵌できる上、第１の面７１２で窪んで形成されている。

枢設部６は、図７に示されるように、３つを有し、全部アルミ合金により構成されているものであって、円形面の中央に枢設部６を貫通している枢設孔６１が形成されている。

複数のリブ部７２は、本体部７１の第２の面７１３に形成されている。

また、枢設孔６１を覆わないように、複数のリブ部７２は、本体部７１の第２の面７１３の一部だけに形成されている。

なお、枢設部６がフレーム体７に緊密の設置し且つフレーム体７に対する摩損を軽減するために、枢設部６の外周に硬度がアルミ合金よりやわらかい亜鉛めっき鋼で包むことができる。

図２は本発明のモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材の製造方法を示すフロー図である。

本発明のモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材の製造方法は、図２に示されるように、第１の成型工程３１と、材料配置工程３２と、第２の成型工程３３と、により製造される。

図３は上記の製造方法における第１の成型工程により形成された強化板の斜視図である。図４は上記の製造方法における材料配置工程中、強化板及び枢設部の配置を示す上視図である。図５は上記の製造方法における材料配置工程中、強化板、枢設部及び第２の炭素繊維材料の配置を示す断面図である。図６は上記の製造方法における第２の成型工程を示す断面図である。

図３〜図６に示されるように、第１の成型工程３１は、熱成形により第１の炭素繊維材料４’を強化板４に形成する工程である。

材料配置工程３２は、型５を用意し、強化板４及び複数の枢設部６を型５に配置した後、熱可塑性を有する第２の炭素繊維材料７０を型５に配置する工程である。

第２の成型工程３３は、型締めしてから熱成形を行うことにより、第２の炭素繊維材料７０を軟化して強化板４及び複数の枢設部６を周りから包むフレーム体７に形成し、モーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材を製造する工程である。

この実施形態において、第１の炭素繊維材料４’として一方向炭素繊維プリプレグを使用し、且つ、第２の炭素繊維材料７０として炭素繊維シートモールドコンパウンドを使用し、枢設部６としてアルミ合金により構成されたものを使用する。

一方向炭素繊維プリプレグは、加熱された後の可塑性が低いが、成形された製品が優れた強度と剛性を有し、一般的に、ヤング率が略１５０ＧＰａであり、アルミ合金の７０ＧＰａより遥かに高く、その上に、密度が低く重量が軽いという利点がある。

炭素繊維シートモールドコンパウンドは、ヤング率が略４０ＧＰａであって、強度がアルミ合金より低いが、加熱された後の可塑性が高く、フレーム体７に形成しやすいという利点がある。

材料配置工程３２における型５は、図５に示されるように、前後方向Ｘ及び左右方向Ｙいずれにも直交する上下方向Ｚに沿って設置されている下型５１及び上型５２を備えている。

下型５１には、図４及び図５に示されるように、上向きの開口があって、強化板４及び複数の枢設部６を配置でき、且つ、左右方向Ｙに沿って延伸する第１の成形空間５１０が形成されている。

上型５２には、図５に示されるように、下向きの開口があって、第１の成形空間５１０に対応して、型締めすると、1つの成形空間になる第２の成形空間５２０が形成されている。また開口を形成する５２の内壁面５２１には、前後方向Ｘ（図４に参照）に沿って延伸するように内壁面から更に上側へ窪んだ複数の凹溝５２２が形成されている。

この実施形態において、材料配置工程３２は、強化板４及び複数の枢設部６を型５の下型５１の第１の成形空間５１０に面する底面に配置した後、熱可塑性を有する第２の炭素繊維材料７０を強化板４及び複数の枢設部６の上に配置する工程である。複数の枢設部６をカバーしないように第２の炭素繊維材料７０を配置することが好ましい。複数の枢設部６をカバーせずに第２の炭素繊維材料７０を複数の枢設部６の間に設置した場合、加熱すると、第２の炭素繊維材料７０が軟化して複数の枢設部６の周りに流れ込むことができるので、フレーム体７に形成できる。

第２の成型工程３３は、下型５１及び上型５２を型締めしてから熱成形を行うことにより、第２の炭素繊維材料７０を軟化して強化板４及び複数の枢設部６を周りから包みながら、上型５２の複数の凹部５２１に流れ込んで複数のリブ部７２になってフレーム体７に形成し、モーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材を製造する工程である。そして、型５を外した後、図７に示されるように、本発明のモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材を得られる。

上記の構成によれば、本発明のモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材２は、炭素繊維材料により強化板４及びフレーム体７を構成したので、従来のアルミ合金により構成された部材より大幅に軽量化できる。

また、ヤング率が１００ＧＰａを超える炭素繊維材料により構成されている強化板４を有するので、アルミ合金より高い剛性を有し、且つ、フレーム体７に複数のリブ部７２が形成されていることにより、部材の強度を強化できる。更に、直接に炭素繊維材料で枢設部６を構成すると、炭素繊維材料には摩損されやすいという欠点があって、枢設部６が摩損されやすい問題点があるので、枢設部６はアルミ合金で構成されたことにより、その問題点を解決する。

以上、本発明の好ましい実施形態及び変化例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、最も広い解釈の精神および範囲内に含まれる様々な構成として、全ての修飾および均等な構成を包含するものとする。

本発明のモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材は、モーターバイクにおける操舵装置に好適である。

２ モーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材
３１ 第１の成型工程
３２ 材料配置工程
３３ 第２の成型工程
４ 強化板
４’ 第１の炭素繊維材料
５ 型
５１ 下型
５１０ 第１の成形空間
５２ 上型
５２０ 第２の成形空間
５２１ 内壁面
５２２ 凹部
６ 枢設部
６１ 枢設孔
７ フレーム体
７０ 第２の炭素繊維材料
７１ 本体部
７１０ 設置空間
７１１ 設置孔
７１２ 第１の面
７１３ 第２の面
７２ リブ部
Ｘ 前後方向
Ｙ 左右方向
Ｚ 上下方向

Claims (7)

1. ヤング率が１００ＧＰａを超える炭素繊維材料により構成されている強化板と、
   熱可塑性を有する炭素繊維材料で構成され、互いに相対する第１の面と第２の面が形成され、前記強化板を設置する設置空間が形成されていると共に、前記第１の面と前記第２の面を貫通する複数の設置孔が形成された本体部と、前記本体部の前記第１の面と前記第２の面において前記強化板が設置されていない面に形成される複数のリブ部と、を備えているフレーム体と、
   前記複数の設置孔にそれぞれ対応するように設けられ且つ円筒状を呈する複数の枢設部と、を備えていることを特徴とする、モーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材。
2. 前記強化板は、一方向炭素繊維プリプレグにより構成されており、
   前記フレーム体は、炭素繊維シートモールドコンパウンドにより構成されており、
   前記枢設部は、金属材料により構成されていることを特徴とする請求項１に記載のモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材。
3. 前記枢設部は、アルミ合金により構成されていることを特徴とする請求項２に記載のモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材。
4. 前記強化板は、前記フレーム体の長手方向である左右方向において前記フレーム体の両端の前記設置孔のそれぞれの近くまで延伸し、且つ、前記左右方向と直交する前後方向において前記フレーム体の前後両端縁のそれぞれの近くまで延伸する範囲で前記フレーム体の前記第１の面を覆えるように形成されており、
   前記フレーム体において、前記本体部の前記設置空間は、前記強化板の一面が前記第１の面と同一平面になるように前記強化板を内嵌できる上、前記第１の面で窪んで形成されており、
   前記複数のリブ部は、前記本体部の前記第２の面に形成されていることを特徴とする請求項３に記載のモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材。
5. 請求項１に記載のモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材の製造方法であって、
   熱成形により第１の炭素繊維材料を前記強化板に形成する第１の成型工程と、
   前記強化板及び前記複数の枢設部を型に配置した後、熱可塑性を有する第２の炭素繊維材料を前記型に配置する材料配置工程と、
   型締めしてから熱成形を行うことにより、前記第２の炭素繊維材料を軟化して前記強化板及び前記複数の枢設部を周りから包む前記フレーム体に形成し、前記モーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材を製造する第２の成型工程と、を含むことを特徴とするモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材の製造方法。
6. 前記第１の炭素繊維材料として一方向炭素繊維プリプレグを使用し、
   前記第２の炭素繊維材料として炭素繊維シートモールドコンパウンドを使用することを特徴とする請求項５に記載のモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材の製造方法。
7. 前記枢設部としてアルミ合金により構成されたものを使用することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のモーターバイクにおける操舵装置用リンク機構の部材の製造方法。

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