CN100503288C - 独立悬吊轮与车身共倾的构造 - Google Patents

Abstract

一种独立悬吊轮与车身共倾的构造，其包括一连杆机构及两独立悬吊轮机构，所述连杆机构包括一上方浮动杆、一位于上方浮动杆下方且与上方浮动杆概成平行的底杆以及一连接件，所述上方浮动杆及底杆的两端分别枢接一摇杆，形成一四边形架构，所述连接件具有一凸出的滑块与上方浮动杆约中央位置所具有的一上下延伸的滑槽配合，所述连接件的底部则枢接于底杆的约中央位置；所述独立悬吊轮机构主要是由避震器、悬吊连杆及轮毂构成，所述轮毂通过至少两悬吊连杆与摇杆相枢接，所述避震器的顶部及底部分别枢接于摇杆的顶部及轮毂底部区域或其连接的悬吊连杆。

Description

独立悬吊轮与车身共倾的构造

技术领域

本发明涉及一种独立悬吊轮与车身共倾的构造，特别涉及一种车轮具有独立悬吊系统及可与车身连动的滑块六连杆机构的车身构造。

背景技术

为解决轮距较窄或重心较高的车子于一般道路转弯时容易侧翻的问题，或解决运动型车辆高速转弯容易侧滑或侧翻的问题，已知有许多专利相继提出因应技术手段；如图1所示，PCT专利WO9721583号Vehicle with at leastthree wheels and a suspension system，其是于车架1和车轮11之间设置有平行四连杆悬吊机构10和平行四连杆机架8，于机架上方连杆16和悬吊机构10之间设有避震器14，当车架1倾斜时可连动平行四连杆机架8带动悬吊机构10使车轮11随车架1倾斜；再如图2所示，美国专利US4998596号Self-propelled balancing three-wheeled vehicle，其是将车轮14、16固接设置于平行四边连杆机构46、48、50、52的两侧连杆46、48，再以避震器90(图中虚线表示，未标记)与后车架18连接，车轮14、16可随车架18一同倾斜；另如图3所示，美国专利US4887829号Rear wheel suspension system for a tricyclevehicle，其是于车架10后部设置有一摇杆20，所述摇杆20以球接头21、24连接避震器18、23，避震器18、23另一端以球接头19、26分别与摇荡杆17、25相接，车架10倾斜时，因摇荡杆17、25受到车轮16、27作用力而成偶杆，配合摇荡杆17、25动作，以获致车轮16、27可与车架10共同倾斜的目的；请续参阅图4所示，美国早期公开专利US20040100059号Tilting vehicleprovided with steerable rear wheels，其避震器22、23设置于连杆40两端，避震器22、23的中心线19、20是作为车轮14、15的转向轴，所述车架1连动一拨杆27，以及通过球状关节28连接车轮14、15的推杆25、26，当车架1倾斜时可连动拨杆27使车轮14、15随车架1倾斜而转向。

经由上述专利的内容可知，其主要目的均在于提供一种具有车体避震效果且车轮可随车身联动而一起倾斜的架构，然而，上述专利仍存在以下缺失：

一、以图1、图2及图3所示专利而言，其两侧车轮倾斜角度与车身倾斜角相等，无法让外侧轮更多的向心推力，增加驾控性。

二、以图1、图2及图3所示专利而言，两轮随车身倾斜时，并无法获得束角控制效果。

三、以图2所示专利而言，仅设有一组避震器90，且所述避震器90是与后车架18连接，无法个别吸收来自车轮14、16的震动，所能提供的避震效果极低。

四、以图3所示专利而言，其属于空间机构，构造复杂、动件配置范围大，且摇荡杆17、25会造成车轮16、27的驱动滑差。

五、以图4所示专利而言，为使两后轮产生微量转向，而另外设置容易变形的额外且复杂的轮子转向机构。

发明内容

本发明的目的在于提供一种独立悬吊轮与车身共倾的构造，可使车子维持一定舒适性和良好循迹性与驾控安全性，在车子转弯时，车身和轮子同时向内侧倾斜，提供更高的SSF(static safety factor，静态稳定安全系数)值，提升车辆更高的运动性与抗翻能力，且外侧轮倾角大于内侧轮，可由外侧轮提供额外的向心推力，增加轮胎循迹性与转向不足的较安全驾控特性。

为达到上述目的，本发明提供一种独立悬吊轮与车身共倾的构造，其特征在于：

包括一连杆机构及两独立悬吊轮机构；

所述连杆机构包括：

一上方浮动杆，其两端分别枢接一摇杆；

一底杆，是位于上方浮动杆下方且与上方浮动杆平行，其两端分别枢接前述所述摇杆；

一连接件，是设置于上方浮动杆与底杆的中央位置，其延伸方向与上方浮动杆及底杆概成直角，两者之间以凸出的滑块，与上下延伸的滑槽配合，所述连接件的底部则与底杆相枢接；

所述独立悬吊轮机构包括：

轮毂，是通过至少一对悬吊连杆与上述摇杆相枢接；

避震器，其顶部及底部分别枢接于上述摇杆的顶部及悬吊连杆。较佳地，所述底杆的长度是长于所述上方浮动杆。

较佳地，所述滑块可成圆柱状与连接件一体成型，亦可以螺栓螺合于连接件的方式形成。

较佳地，所述滑块可于滑槽内呈滑动配合。

较佳地，所述上方浮动杆与底杆构成的机构等效平面朝车身重心方向倾斜，并与地面的夹角小于九十度。

较佳地，所述连接件是与车身机架刚性结合。

较佳地，所述避震器底部是枢接于摇杆底部所枢设的一座体上，所述座体是与底杆相枢接。

为了对于本发明的结构目的和功效有更进一步的了解与认同，兹配合图示详细说明如后。

附图说明

图1至图4是专利前案的架构示意图；

图5是本发明的较佳实施例的外观立体图；

图6是图五的较佳实施例的后视图；

图7是图五的较佳实施例的倾斜状态的架构示意图；

图8是本发明提供的前倾机构等效平面的结构示意图；

图8A～8C是本发明的轮胎倾斜状态的三视图；

图9是本发明的束角分析曲线图；

图10是本发明的独立悬吊轮机构实施于平行四边形连杆机构的后视图；

图11是图10的实施例的倾斜状态的架构示意图；

图12是本发明实施于三轮车形式的立体示意图；

图13是本发明实施于四轮车形式的立体示意图。

附图标记说明：2-连杆机构；21-上方浮动杆；211-滑槽；212、213-枢轴；22-底杆；221、222-夹座；23-连接件；231-滑块；232-枢轴；24、25-摇杆；241、251-座体；242、252-枢轴；3、3’-独立悬吊轮机构；31、31’-避震器；32、32’-轮毂；311、311’、312、312’-枢轴；321a、321b、321’a、321’b-悬吊连杆；322-轮胎(内侧轮)；322’-轮胎(外侧轮)；4-平行四边形连杆机构；41-顶杆；42-底杆；43-连杆；431、432-枢轴；A-机构等效平面；G-地面；W-轮胎的径向中央面；θ、θ’-倾斜角度；δ、δ’-轮子束角；Ψ-前倾角度。

具体实施方式

请参阅图5及图6所示，本发明提供的独立悬吊轮与车身共倾的构造，其是由一连杆机构2及两独立悬吊轮机构3、3’构成，所述连杆机构2包括一上方浮动杆21、一位于上方浮动杆21下方且长度较上方浮动杆21长的底杆22、一连接件23，所述连接件23是与车身机架(图中未示出)刚性结合，其具有一凸出的滑块231，所述滑块231可与连接件23一体成型而呈圆柱状，亦可以螺栓螺合于连接件23的方式形成，所述滑块231嵌入所述上方浮动杆21具有的一上下延伸的滑槽211内，通过所述滑块231及滑槽211相互呈滑动配合，可使连接件23与上方浮动杆21形成一连结关系，所述连接件23的底部则通过一枢轴232与底杆22相枢接，通过所述枢轴232的设置，使连接件23与底杆22形成一连结关系，连接件23是设置于上方浮动杆21与底杆22的中央位置，其延伸方向与上方浮动杆及底杆概成直角，其次，所述上方浮动杆21的两端分别以枢轴212、213枢接于一摇杆24、25的顶部，所述摇杆24、25的底部固设有一延伸方向与摇杆24、25概成垂直交错的座体241、251，所述座体241、251两端是以枢轴242、252枢接于所述底杆22两端所具有的夹座221、222(未标示于图6)内；所述独立悬吊轮机构3、3’主要是由避震器31、31’及轮毂32、32’所构成，所述轮毂32、32’是通过至少一对悬吊连杆321a、321b、321’a、321’b与摇杆24、25相枢接，于轮毂32、32’外套设有轮胎322、322’，而所述避震器31、31’的顶部是以枢轴311、311’枢接于摇杆24、25顶部，所述避震器31、31’底部则以枢轴312、312’与悬吊连杆321b和321’b相枢接。

通过上述构件，请参阅图7所示本发明于倾斜状态的结构示意图，由于连接件23是与车身机架(图中未示出)刚性结合，因此当车身机架于转弯而倾斜时，会带动连接件23一并倾斜，连接件23倾斜的同时，会带动上方浮动杆21、底杆22歪斜，而上方浮动杆21、底杆22再连动摇杆24、25倾斜，由于轮毂32、32’通过连杆321、321’枢接于摇杆24、25，故轮毂32、32’亦随着摇杆24、25倾斜，而轮毂32、32’通过独立悬吊的避震器31、31’个别提供避震效果，能使轮胎322、322’维持良好的循迹性与贴地性，必须强调说明的是，本发明所提供的连杆机构2与现有平行四边形连杆机构并不相同，本发明的特点在于所述滑块231于所述滑槽211内的滑动配合架构，当连接件23倾斜并连动上方浮动杆21、底杆22、摇杆24、25时，所述滑块231会于所述滑槽211内上下滑动，因此，本发明所提供的连杆机构2是为一种由上方浮动杆21、底杆22、连接件23、摇杆24、25以及所述凸伸的滑块231所构成的六连杆机构，通过所述滑块231的设置，再由于所述上方浮动杆21的长度短于所述底杆22，因此可使得摇杆24、25的倾斜角度不同，因而使得连接于摇杆24、25的两侧轮毂32、32’(亦即轮胎322、322’)呈现不同的倾斜角度θ、θ’。

此外，请同时配合参阅图8及图8A～8C，本发明的上方浮动杆21、底杆22除具有长度不同的特点之外，更具有机构等效平面前倾的特点，如图8所示，由于所述上方浮动杆21的水平设置位置略前于所述底杆22，使上方浮动杆21、底杆22构成一具有前倾角度Ψ(亦即与地面G夹角小于90度)的机构等效平面A，因此，如图8A～8C以轮胎322为说明例，由于轮胎322是枢设于与上方浮动杆21、底杆22枢接的摇杆24，因此，当轮子与车身一起倾斜时，所述轮胎322的径向中央面W与地面G形成一倾斜角度θ，配合前述由上方浮动杆21、底杆22、连接件23、摇杆24、25以及所述凸伸的滑块231所构成的六连杆机构，或任意平行四连杆的车身轮子共倾机构，当车子转弯时使车身倾斜，则外侧轮和内侧轮都向同一侧转向，以图7为例，所述连接件23左倾，代表车身处于左转状态，所述轮胎322为内侧轮，所述轮胎322’为外侧轮，如图9的分析曲线图所示，内侧轮322和外侧轮322’同时向左转时，内侧轮322产生的束角称为外展角(toe-out)δ，外侧轮322’产生的束角称为内束角(toe-in)δ’，而且，车子倾斜越大，所述外侧轮322’的束角(外展角δ)变化比内侧轮322的束角(外展角δ)大约1.5°～2°，藉此，让此两轮322、322’提供更多的向心侧向推力，可提高过弯时的驾控性。

请续参阅图10及图11的较佳实施例，本实施例说明本发明所提供的独立悬吊轮机构3、3’亦可实施于传统平行四边形连杆机构4，所述连杆机构4包括一顶杆41、一位于顶杆41下方的底杆42、一连杆43，所述连杆43是与车身机架(图中未示出)刚性结合，所述连杆43的顶部通过一枢轴431与顶杆41相枢接，所述连杆43的底部通过一枢轴432与底杆42相枢接，至于其它构件的连接关系与图6所示实施例相同，在此不予赘述，本实施例主要用于说明，本发明所提供的独立悬吊轮机构3、3’，可提供轮胎322、322’维持良好的循迹性与贴地性，并可提高驾驶的舒适性与安全性，同时也使得维修更为便利。

请参阅图12及图13，本发明所提供的独立悬吊轮与车身共倾的构造，可应用如图12所示的三轮车形式，或如图13所示搭配两个前轮的矩形四轮车形式，另可应用于菱形四轮车或其它形式的车辆，若针对使用范围而言，可实施于休闲车、沙滩车、赛车等，通过本发明所提供的机构，可提高驾驶的舒适性及安全性。

以上所述，仅为本发明的最佳实施例而已，当不能以之限定本发明所实施的范围。即大凡依本发明权利要求所作的均等变化与修饰，皆应仍属于本发明专利涵盖的范围内。

Claims (18)

1.一种独立悬吊轮与车身共倾的构造，其特征在于：

包括一连杆机构及两独立悬吊轮机构；

所述连杆机构包括：

一上方浮动杆，其两端分别枢接一摇杆；

一底杆，是位于上方浮动杆下方且与上方浮动杆平行，其两端分别枢接前述所述摇杆；

一连接件，是设置于上方浮动杆与底杆的中央位置，其延伸方向与上方浮动杆及底杆概成直角，连接件与上方浮动杆之间以凸出的滑块，与上下延伸的滑槽配合，所述连接件的底部则与底杆相枢接；

所述独立悬吊轮机构包括：

轮毂，是通过至少一对悬吊连杆与上述摇杆相枢接；避震器，其顶部及底部分别枢接于上述摇杆的顶部及轮毂底部区域。

2.如权利要求1所述的独立悬吊轮与车身共倾的构造，其特征在于：所述滑块可与连接件一体成型。

3.如权利要求1所述的独立悬吊轮与车身共倾的构造，其特征在于：所述滑块是以螺栓螺合于连接件的方式形成。

4.如权利要求1所述的独立悬吊轮与车身共倾的构造，其特征在于：所述滑块于滑槽内呈滑动配合。

5.如权利要求1所述的独立悬吊轮与车身共倾的构造，其特征在于：所述上方浮动杆与底杆构成的机构等效平面与地面的夹角小于九十度。

6.如权利要求1所述的独立悬吊轮与车身共倾的构造，其特征在于：所述连接件是与车身机架刚性结合。

7.如权利要求1所述的独立悬吊轮与车身共倾的构造，其特征在于：所述避震器底部是枢接于摇杆底部所枢设的悬吊连杆的ㄧ部份。

8.如权利要求1所述的独立悬吊轮与车身共倾的构造，其特征在于：所述底杆的长度是长于所述上方浮动杆。

9.如权利要求1所述的独立悬吊轮与车身共倾的构造，其特征在于：所述避震器底部是枢接于设置于轮毂底部区域的悬吊连杆。

10.一种车轮与车身共倾的构造，其包括一连杆机构，所述连杆机构包括：

一上方浮动杆，其两端分别枢接一摇杆；

一底杆，是位于上方浮动杆下方且与上方浮动杆概成平行，其两端分别枢接前述所述摇杆；

一连接件，是设置于上方浮动杆与底杆的约中央位置，其延伸方向与上方浮动杆及底杆概成直角，连接件与上方浮动杆之间以凸出的滑块，与上下延伸的滑槽配合，所述连接件的底部则与底杆相枢接。

11.如权利要求10所述的车轮与车身共倾的构造，其特征在于：所述滑块可与连接件一体成型。

12.如权利要求10所述的独立悬吊轮与车身共倾的构造，其特征在于：所述滑块是以螺栓螺合于连接件的方式形成。

13.如权利要求10所述的车轮与车身共倾的构造，其特征在于：所述滑块于滑槽内呈滑动配合。

14.如权利要求10所述的车轮与车身共倾的构造，其特征在于：所述上方浮动杆与底杆构成的机构等效平面与地面的夹角小于九十度。

15.如权利要求10所述的车轮与车身共倾的构造，其特征在于：所述连接件是与车身机架刚性结合。

16.如权利要求10所述的车轮与车身共倾的构造，其特征在于：所述底杆的长度是长于所述上方浮动杆。

17.如权利要求10所述的车轮与车身共倾的构造，其更包括两独立悬吊轮机构，所述独立悬吊轮机构包括：

轮毂，是通过至少一对悬吊连杆与上述摇杆相枢接；

避震器，其顶部及底部分别枢接于摇杆的顶部及轮毂底部区域。

18.如权利要求17所述的车轮与车身共倾的构造，其特征在于：所述避震器底部是枢接于设置于轮毂底部区域的悬吊连杆。

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