机车的车架结构的制作方法

专利名称：机车的车架结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使用于机车中的车架结构，尤其涉及使用于小型摩托车中的车架结构。
背景技术：
在各种车辆上，均具备有车架，以支撑着车体，并用以装载所述车辆所需搭载的各式各样的零件。所以对于车架的设计必需符合轻便、坚固的宗旨，如此不仅可达到支撑其所装载的各零件的重量，并且不会造成车辆过重，且还确保车辆的安全性。
而机车也不例外，其也具有一车架，以装载其所需的转向系统、悬吊系统(避震系统)、前后车轮、刹车系统、传动系统、和仪表等各构件，以其组装成一完整的机车。
而先前一般的机车的车架，一般均是采用配合车体的形状而将车架分成多个管件分别以铁或钢铸成后，再以焊接的方式，配合板金，将所述构件结合，而形成一车架组合件。
然而上述钢铁管焊接构件的方式，由于是以铁或钢板制作各个车架管件，铁或钢的重量较重，因此难以降低机车整体的重量。而采用焊接的方式将多个分别铸成的车架管件结合的构成，长久以来也存在有造成预备构件数多、焊接加工的成本和工时高、且焊接处强度较低的种种问题。
针对上述问题，现有技术中存在有将机车的车架从中一分为二，而分别铸造成形的车架制作方式。但所述现有技术中，其头管部车架是与前半部主车架成一体，且支持所述头管部车架的下管部是铸造成剖面大致呈ㄇ字形的一侧开放的柱体。
由于上述现有技术中，其下管部是铸造成剖面大致呈ㄇ字形的一侧开放的柱体，因此为了达到支持头管部车架和具备操作部和大灯等构件的车头的功能，必须加大所铸造的ㄇ字形下管部的厚度，一般约5.6mm左右。如此，造成下管部过于厚重，而无法谋求机车的轻量化，提升加速性能。
另外，现有技术中也有将下管部形成为剖面为中空的封闭区域的，但其铸造时，必须于其中设置低压铸造的砂心，模料成形后必须将砂心打碎，才能将其取出而完成铸造品。因此存在了制作过程复杂，且成本和工时高等问题。

发明内容
对于上述常规的机车的车架结构中所存在的种种问题，长久以来，业界从未曾提出一有效的改善解决方案，因此本发明的发明人于是针对上述常规的机车的车架结构中所存在的种种问题，致力思考并研发其解决方案，而提出的一崭新的解决方案。即，本发明的目的在于提供一种机车的车架结构，其不仅可有效增加强度，且可减少车架厚度，而达到轻量化的目的。
具体而言，本发明是一种机车的车架结构，其具备用以安装所述机车的各构件的车架，其特征为所述车架分为头管部车架和主车架，且所述主车架包含用以结合并支持所述头管部车架的下管部，所述主车架是一体铸造件，且其下管部是形成为剖面为中空的封闭区域，且具有拔模时不受到阻碍的形状。
根据本发明的上述构成，通过将一体铸造件主车架的下管部形成为拔模时不受到阻碍的形状，且剖面为中空的封闭区域，所以不仅不需要砂心的构造设计，且可有效地增加下管部的强度，同时可谋求减少车架厚度，达到轻量化的目的。
其中所述主车架是以轻金属、工程塑料、或复合材料中的任一种铸造的。
本发明的上述构成，以轻金属、工程塑料、或复合材料等作为一体铸造件的材料，不仅材质轻而强度高，提升机车的操控性能和安全性，且回收时易于进行熔化处理和分类回收，可大幅地提高回收效率，符合环保的趋势。


图1是具备本发明的车架结构的一小型摩托车的车架配置示意图。
图2是显示本发明的车架结构中的一体铸造式主车架的立体图。
图3是显示本发明的车架结构中的一体铸造式主车架的下管部的仰视立体图。
图4(a)是显示本发明的车架结构中的焊接式头管部车架的立体图，图4(b)是显示本发明的车架结构中的一体铸造式头管部车架的立体图。
图5是显示省略机车其它构件的本发明的车架结构的一组合的结合状态示意图。
图6是显示通过本发明的机车的车架结构的模块化组装的示意图。
具体实施例方式
以下参看附图，详细说明本发明的实施方式。
图1是具备本发明的车架结构的一小型摩托车50的车架配置示意图。图1中虽然显示将本发明的机车的车架结构应用于一小型摩托车上，但本发明并不限定应用于小型摩托车，还可为其它型式的机车，如打档型机车，和动力车辆。动力车辆为例如ATV(All-terrain vehicles，全能越野车)和雪地机动车辆等。
如图1所示，具有本发明的机车的车架1的小型摩托车50，包含车头51、踏板52、座垫部53、车轮54、动力和变速机构55、和车壳56等构件。图1中所示的本发明的车架结构1具有侧视时大致呈杓状且杓柄向后上方翘起的外形，但此车架结构1的外形是可配合所应用的各种机车的外形和内部构件配置的种种条件，作各种尺寸和角度的变更。
接下来请参考图2到图6。图2是显示本发明的车架结构中的一体铸造式主车架14的立体图。图3是显示本发明的车架结构中的一体铸造式主车架14的下管部141的仰视立体图。图4(a)是显示本发明的车架结构中的焊接式头管部车架12的立体图，图4(b)是显示本发明的车架结构中的一体铸造式头管部车架12′的立体图。图5是显示省略机车其它构件的本发明的车架结构的一组合的结合状态示意图。图6是显示利用本发明的机车的车架结构的模块化组装的示意图。
首先，如图2所示，本发明的车架结构中的车架，主要是包含通过一体铸造而成的一体铸造式主车架14，和头管部车架。一体铸造式主车架14包含设于前端的下管部143和往后往上延伸而用以组装机车50其它构件的主车架本体144。下管部143的上端是具有用以与焊接式头管部车架12或一体铸造式头管部车架12′结合的支持部141、用以做螺栓结合的螺栓孔142。
一体铸造式主车架14原则上是形成为具有左右对称的形状。下管部143以外的部分的主车架本体144，优选是形成为具有开放侧，且其开放侧形成为朝向下方开放，如此可在节省材料和成本的情形下，具有较高的支持强度。此外，于主车架本体144的内侧还可形成有结构强化板114，以提高主车架本体144的强度。
接着，如图3的下管部143的仰视立体图所示，本发明的一体铸造式主车架14的下管部143是形成为剖面为中空的封闭区域，图3所示的例则是剖面大致呈口字形的。此外，并具有拔模时不受到阻碍的形状，图3所示的例则是呈上部口径小，而下部口径大的大致锥柱形的形状。
根据本发明的上述构成，通过将一体铸造式主车架14的下管部143形成为具有拔模时不受到阻碍的形状，即可不需要砂心的构造设计，并可容易地将铸料拔出，且由于剖面是形成为中空的封闭区域，可有效地增加下管部143的强度，因此即可谋求车架厚度减少，达到轻量化的目的。
接着，本发明的头管部车架是如图4(a)和(b)所示，可采用如图4(a)的通过焊接钢铁管与板金而成的焊接式头管部车架12，还可采用如图4(b)的通过一体铸造而成的一体铸造式头管部车架12′。其中，图4(a)的焊接式头管部车架12包含有用以与一体铸造式主车架14结合的结合部121、用以做螺栓结合的螺栓孔122、和用以组装机车50其它构件的头管123。同样地，图4(b)的一体铸造式头管部车架12′也包含有用以与一体铸造式主车架14结合的结合部121′、用以做螺栓结合的螺栓孔122′、和用以组装机车50其它构件的头管123′。
而当想要以如上述的构成组合主车架与头管部车架时，是以焊接式头管部车架12的结合部121或一体铸造式头管部车架12′的结合部121′的螺栓孔122、122′与一体铸造式主车架14的支持部141的螺栓孔142配合而以螺栓进行结合。如此，即成为例如图5所示的其中一种结合状态的车架1。
此外，图中虽以螺栓结合方式为例说明本发明的一体铸造式主车架14与头管部车架12、12′的结合方式，但本发明不限于螺栓结合，还可例如于头管部车架的结合部121、121′与主车架的支持部141的对应处分别形成凹部或突出部(图中未示出)，以使二者做卡合结合。
此外，上述构成中，由于至少一体铸造式主车架14并非以焊接方式对多个个别管件进行结合的，所以相对之下，可大幅地减少所需的预备构件数量、焊接加工的成本和工时，和避免先前焊接处强度较低等的种种问题。
并且，通过本发明的上述构成，头管部车架12、12′可与一体铸造式主车架14分开而在相同时段送到各自的生产线上以进行各自的一连串的组装作业，即能够分别进行各自的模块化的组装。因此，可不需如先前般仅能在一条生产线上依序等待进行各组装作业，能够实现大幅度地缩短整个组装作业流程所需的时间。
具体而言，如果以焊接式头管部车架12和一体铸造式一体铸造式主车架14的组合为例做说明，如图6的模块化组装示意图所示，于机车50的生产过程中，对送到一生产线的焊接式头管部车架12而言，可先将头管123依序与具备握把57等操作部的车头51，和具备煞车系统58和避震器59等的车轮54进行组装。而在此的同时，送到另一生产线的一体铸造式主车架14，也依序与车轮54、动力和变速机构55、避震器59、和收容箱60等等进行组装。
当焊接式头管部车架12和一体铸造式主车架14与其它构件的组装分别完成后，再如上所述通过结合部121和支持部141结合机车的前后部分，接着再进行前后配线的引导装配和覆盖车壳等作业，即完成小型摩托车50的制造。如此，通过本发明的机车的车架结构，由于对一体铸造式主车架14的组装是与焊接式头管部车架12分开而在相同时段于各自的生产线上进行，所以不需要等待焊接式头管部车架12的组装部分的时间，而能够同时进行其自身的模块化的组装。因此，可实现大幅度地缩短整个组装作业流程所需的时间。
而用以铸造一体铸造式头管部车架11′、12′和一体铸造式主车架14的材料，可以使用如铝、镁、钛等轻金属。且此类的轻金属材料不仅材质轻，可谋求机车的轻量化，且具有可熔和容易分类回收的特点，符合全球环保意识升高的趋势。因此于车架报废回收时，与先前的焊接钢管车架相比较易于进行熔化处理，且容易分类回收，可大幅地提高回收效率。此外，铸造材料还可以使用塑料类聚合物，即工程塑料，其具有高强度、耐冲击性、和耐热性等特点，例如尼龙等。或还可采用具有各种材料的优点，强度、刚度、韧性等较高的复合材料，如纤维强化塑料等，来作为铸造一体铸造式头管部车架11′、12′和一体铸造式主车架14的材料。
根据本发明的上述构成，以轻金属、工程塑料、或复合材料等铸造所述左前车架、右前车架、和后车架的材料，则相对先前的机车车架，可大幅度地降低车架的重量，提升机车的加速性能。
本发明的技术内容和技术特点已揭示如上，然而所属领域的技术人员仍可基于上述本发明的教示和揭示而作种种不背离本发明精神的替换和修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本发明的替换和修饰，并为以上的权利要求书所涵盖。
权利要求
1.一种机车的车架结构，其具备用以安装所述机车的各构件的车架，其特征为所述车架分为头管部车架和主车架，且所述主车架包含用以结合并支持所述头管部车架的下管部，所述主车架是一体铸造件，且其下管部是形成为剖面为中空的封闭区域，且具有拔模时不受到阻碍的形状。
2.根据权利要求1所述的机车的车架结构，其中所述主车架是以轻金属、工程塑料、或复合材料中的任一种铸造的。
3.一种机车，其特征为具备权利要求1或2所述的机车的车架结构。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种机车的车架结构，其是一种分离型车架结构，不仅可有效增加强度，且可减少车架厚度，而达到轻量化的目的。本发明的机车的车架结构，其具备用以安装所述机车的各构件的车架，所述车架分为头管部车架和主车架，且所述主车架包含用以结合并支持所述头管部车架的下管部，其特征为所述主车架是一体铸造件，且其下管部是形成为剖面为中空的封闭区域，且具有拔模时不受到阻碍的形状。
文档编号B62K11/02GK1990338SQ200510048820
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年12月30日
发明者陈昱威 申请人:雅马哈发动机株式会社