| 主权项 |
1.一种「复合材料齿轮之制法与其制成」,该齿轮 组成系包括: 齿环(20),约略为同心圆环状元件具有一径向均匀 对称厚度(W1),在外圈具有一复数齿,实质供传动之 用,及一复数凸起定义于该齿环内圈,而具有嵌合 之功能; 嵌合介面环(40),亦呈同心环状且具有一径向均匀 对称厚度(W2),而置于该齿环同心内部,其外侧具有 一复数凸起,内侧则定义有与传动轴相接之轴孔; 及 复合材料充填部(30),置于该齿环与介面环之间; 藉由上述组合,可将同质,特别是异质之材料特性 结合在一起,可有效减轻齿轮的重量及达到要求之 强度。2.一种「复合材料齿轮之制法与其制成」, 该齿轮制法包括下列步骤: (a)备置成型之模具,模具中至少分为两部且结合后 模内定义有预设有约略与上述齿轮外型相当之模 穴,以便定位与成型; (b)将齿环置于该模具中,使该齿环内侧、嵌合介面 环外侧施以喷砂及涂架桥助剂并与复合材料短纤 团料嵌合; (c)将长纤之最佳化交叉排列角度[]ns,充填包围 上述之金属嵌合介面环一侧且沿着其外侧壁围成 一圈,并置入下模固定突柱P上,短纤团料则充填于 齿环内侧与长纤预浸布中间部位,其中为纤维排 列走向,ns为对称层数; (d)将模具置于复合材料固化(Cured)条件下之温度、 压力与时间下成型(第七图所示); (e)热压成型后,自模具取出得同质,特别是异质之 材料特性结合在一起之复合材料齿轮表面抛光增 加美观。3.根据专利申请范围第1项之一种「复合 材料齿轮之制法与其制成」,其中该凸起部间具有 角部(23)或(42),使得凸起部间形成类似鸠尾槽之结 构,允许上述之复合材料充分装填充满其间而有效 达到嵌合目的。4.根据专利申请范围第1项之一种 「复合材料齿轮之制法与其制成」,其中该复合材 料充填部(30),系指短纤复合材料,而具有均匀挠性 之机械材料特性,长纤复合材料具有可供传动负载 之机械材料行为。5.根据专利申请范围第1项之一 种「复合材料齿轮之制法与其制成」,其中该复合 材料充填部(30),系包括短纤材料约略充满由上述 凸起部间所定义之类似鸠尾槽体,而实质达到嵌合 之目的,与长纤复合材料系由长纤布条将嵌合介面 环一起卷成卷尺状置入该短纤材料间,藉由该长纤 复合材料之角度排列而有效改变或控制承受负载 能力。6.根据专利申请范围第2项之一种「复合材 料齿轮之制法与其制成」,其中该成型模具可以分 为上、中与下模,且其中上述之 (a)上模约略为平板状,其中心向下结合面凸出一约 与该齿轮最外径相当但不小于上述齿环内圈外径 之平板,以便推挤短纤材料并保持复材之成型压力 ; (b)中模亦为相对匹配之平板,内部同心凹设挖空一 圆形,与该上模对应,允许欲成型之上述齿轮置入; (c)下模亦为相对匹配之平板,其向上结合面凸设一 约与该介面环轴孔相等之凸柱,以便成型时做齿轮 之定位用; 如此,当上、中、下模置入欲成型齿轮时,利用该 上模之凸起可有效挤压复材,同时保持均匀之压力 。7.一种「复合材料齿轮之制法与其制成」,该齿 轮组成系包括: 齿环,约略为同心圆环状元件具有一径向均匀对称 厚度,在外侧具有一复数齿,实质供传动之用,及一 复数凸起定义于该齿环内侧,而该凸起具有角部自 环向沿伸而形成凸起间类似鸠尾槽之结构; 嵌合介面环,亦呈同心环状且具有均匀对称厚度, 而置于该齿环同心内部,其外侧具有一复数凸起具 有角部沿环向沿伸而形成凸起间类似鸠尾槽之结 构,内侧则定义有与传动轴相接之轴孔或键槽;及 复合材料充填部,置于该齿环与介面环间;具有短 纤材料约略充满由上述凸起间所定义之类似鸠尾 槽体,而实质达到嵌合目的,与长纤布条卷成卷尺 状置入该短纤材料间,藉由该长纤复合材料之角度 排列而有效改变或控制承受负载能力; 藉由上述组合,可将同质,特别是异质之材料特性 结合在一起,有效减轻齿轮的重量,同时藉长纤角 度排列而达到扭矩极大値之最佳化设计的目的。8 .根据专利申请范围第5项或第7项之一种「复合材 料齿轮之制法与其制成」,其中该长纤复合材料之 排列角度可为零度。9.根据专利申请范围第1.4.5或 7项之一种「复合材料齿轮之制法与其制成」,其 中该复合材料可为碳纤维预浸材料。10.根据专利 申请范围第9项之一种「复合材料齿轮之制法与其 制成」,其中该成型温度约为170℃。11.根据专利申 请范围第9项之一种「复合材料齿轮之制法与其制 成」,其中该成型压力约为30kg/cm2。12.根据专利申 请范围第6项之一种「复合材料齿轮之制法与其制 成」,其中该模具间至少具有一防漏封环以防止树 脂遇热流入齿环之窗部(21)间而造成尔后加工不便 。图式简单说明: 第一图系习用之一种齿轮示意图; 第二图系依据本发明之一种复合材料齿轮之组合 图; 第三图系依据本发明之一种复合材料齿轮之齿环 形状局部示意图; 第四图系依据本发明之一种复合材料齿轮之复合 材料本体局部示意图; 第五图系依据本发明之一种复合材料齿轮之嵌合 介面环局部示意图; 第六图系依据本发明之一种复合材料齿轮之生产 模具示意图; 第七图系依据本发明之一种复合材料齿轮之制程 典型温压图; 第八图系依据本发明之一种复合材料齿轮之制作 步骤流程图; 第九图系依据本发明之一种复合材料齿轮之破裂 强度与时间及扭转角度数据图; 第十图系依据本发明之一种复合材料齿轮之扭转 破裂示意图。 |
