CN1206380A

CN1206380A - 平衡肘式车轴构成的悬架装置

Info

Publication number: CN1206380A
Application number: CN97191448A
Authority: CN
Inventors: 柿见富雄
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-10-17
Filing date: 1997-10-16
Publication date: 1999-01-27
Anticipated expiration: 2017-10-16
Also published as: AU4573797A; US6059304A; JP3286846B2; WO1998016417A1; CN1079064C

Abstract

一种能吸收和缓和由于路面的凹凸不平而引起的冲击和振动的、简单、轻便、廉价的悬架装置。这样的悬架装置就是平衡肘式车轴构成的悬架装置10,该悬架装置10包括:可旋转地由安装在车架本体上的轴承12支承着的平衡肘主轴14;分别从该平衡肘主轴14的两端与其大致成直角且向相互相反的方向延伸的平衡肘臂16、18;分别突设在两平衡肘臂16、18的端部、嵌装有车轮20、22的平衡肘销轴24、26。另外,该向相反的方向延伸的一对平衡肘臂16、18的方向,以平衡肘主轴14为中心成规定的角度。

Description

平衡肘式车轴构成的悬架装置

技术领域

本发明涉及一种由平衡肘式(クランタ)车轴构成的悬架装置，更详细地说是对路面的凹凸或转弯运动表现出稳定的运动性能的、由平衡肘式车轴构成的悬架装置。

背景技术

汽车或摩托车等，在车体和车轴之间备有使弹簧和减振器等介在其中的悬架装置，以便缓和由于路面的高低、凹凸及转弯时的倾斜而引起的摇摆等。使其能稳定地行驶。但是，不具备这样的悬架装置的自行车、三轮车、婴儿车、手推车、小推车等，路面的一点点的凹凸也能直接作用在车体上，恶化了乘车舒适度。尤其是使用了不具备充气轮胎的小型车轮的车辆，其结果是不能应付路面的很小的台阶或倾斜，难以稳定地行驶。

例如，如第12图所示，若以极其简单的固定轴二轮车中的手推车100为例进行说明，则手推车100的结构是二在车轴104的左右两端嵌装有车轮106，在车轴104的上部安装有带把手的车架102，而且在该车架102上安装有料斗108。例如，在料斗108中装上货物、握住把手一边推着车体一边输送时，虽然能适应路面前后方向(行进方向)的倾斜，但当路面左右(与行进方向成直角的方向)倾斜时，车轮106和料斗108、当然还有货物也都与路面一样地倾斜，有时导致货物掉下，以致不能输送了。

这样的话，以往的固定轴二轮车完全无法取得左右平衡，路面的凹凸也直接作用在车体上，所以仅限用于速度迟缓的输送工作。同样，安装了多个这种固定轴二轮车车轴的婴儿车和小推车等、几乎与不具备悬架装置的车辆具有同样的结果。

因此，本发明人为了提供适合于不具备上述悬架装置的、或适合于安装现有形式的悬架装置比较困难的车辆的简便的缓冲装置，反复专心研究和探讨，得到一些主意，直至想到本发明的由平衡肘式车辆构成的悬架装置。

发明概述

本发明的由平衡肘式车辆构成的悬架装置的关键之处在于包括：可旋转地由安装在车架本体上的轴承支承的平衡肘主轴；分别从该平衡肘主轴的两端大致与其成直角且向相互相反的方向延伸的平衡肘臂；分别突设在该两平衡肘臂的端部、且嵌装有车轮的平衡肘销轴。

这种结构，当被轴承支承的平衡肘主轴旋转时，平衡肘臂和平衡肘销轴以平衡肘主轴为中主旋转，一个平衡肘臂旋转，同时另一平衡肘臂也旋转。该悬架装置在重心大致作用在平衡肘主轴的中央时，平衡肘主轴处于左右大致水平的位置，平衡肘臂在前后分别处于大致水平的位置。在以这种状态行驶时，在路面上有凸状障碍物、一个车轮骑到该障碍物上的情况下，该车轮以平衡肘主轴为中心，以平衡肘臂为半径向上方画弧转动，上升至障碍物的高度。与此同时，另一平衡肘臂和车轮以平衡主轴为中心向下方转动，以路面为支点抬起平衡肘主轴。此时，平衡肘主轴上升的高度仅仅是另一平衡肘臂和车轮向下方转动的量。反之，在一个车轮掉进凹坑的情况下，也同样与上述动作完全相反，平衡肘主轴仅仅下降另一平衡肘臂和车轮转动的量。因此，平衡肘主轴的上下运动的量比障碍物的高度或凹坑的深度少了一半，车架本体所承受的冲击被大幅度地缓和了。

另外，当重心大致在平衡肘主轴的中央时，平衡肘主轴处于大致水平的位置，而当重心移动、偏置作用在平衡肘主轴的左右任意一侧时，平衡肘主轴向重心作用的一侧倾斜，与此同时平衡肘臂转动、一个平衡肘臂向上方转动，同时另一平衡肘臂向下方转动。因此，车轮也向重心作用的一侧倾斜。安装了本发明的悬架装置的车辆，车轮也能随着由于重心移动而引起的车体的倾斜而倾斜。其结果是车辆能发挥出优异的转向性能。这样一来，能以与现有的自行车或摩托车等二轮车大致相同的动作感觉进行转弯。

这样一来，由本发明的平衡肘式车轴构成的悬架装置，不需要由弹簧和减振器等组合成的复杂的机构，仅以简单的平衡肘主轴的旋转就能缓和冲击，能稳定地行驶，尤其在由以往被忽视的小直径车轮所构成的行驶装置的缓和冲击和转向性能方面能发挥显著的效果。还有，由于本装置没有与缓冲有关的主要的弹簧，所以也没有反弹和共振现象，具有划时代的效果。而且，由于该悬架装置是简单的装置，所以重量轻、制造费用低、也没有故障，是一种安全的装置。

由这样的平衡肘式车轴构成的悬架装置，其结构为：沿上述相互相反的方向延伸的一对平衡肘臂在旋转方向上相互所成的角为非对称的。

由于采用该结构，在重心大致在平衡肘主轴的中央时，平衡肘主轴处于大致水平的位置，一对平衡肘臂以平衡肘主轴为中心，分别朝向前后相反的方向，使平衡肘臂的前端、仅以规定的角度差从大致水平的位置朝向上方。其次，当重心移动、偏置作用在平衡肘主轴的左右任意一侧时，平衡肘主轴向重心作用的一侧倾斜，同时，平衡肘臂转动、一个平衡肘臂向上方转动，同时另一平衡肘臂向下方转动。此时，即使在一个平衡肘臂到达转动的最终状态-垂直位置的情况下，另一平衡肘臂也仅差两平衡肘臂的角度差而不会到达垂直位置，而处于倾斜的状态。这样一来，因为两平衡肘臂不会同时处于垂直位置，即因为一对平衡肘臂各自的死点不会重合，所以平衡肘臂能平滑地转动，能平滑地从左右倾斜的位置恢复到水平位置。

另外，由这样的平衡肘式车轴构成的悬架装置，其结构为：沿上述相互相反的方向延伸的一对平衡肘臂以平衡肘主轴为中心，分别在规定的角度范围内自如地运动。

由于采用该结构，即使一对平衡肘臂分别向前后任何一个方向反转，平衡肘臂的前端也总是仅以规定的角度差从大致水平的位置朝向上方。因此，车体的重量作用的平衡肘主轴总是在连接一对平衡肘销轴的连线位置之下，所以悬架装置稳定。

图面的简单说明

第1图是表示本发明的悬架装置基本结构的俯视图。

第2图是用于说明第1图所示的悬架装置的动作的正面图。

第3图是用于说明第1图所示的悬架装置的其它动作的正面图。

第4图是用于说明第1图所示的悬架装置的动作的侧视图。

第5图是用于说明本发明的悬架装置的另一实施例的侧视图。

第6图是用于说明第5图所示的悬架装置的其它动作的钡4视图。

第7图是用于说明本发明的悬架装置的又一实施例的侧视图。

第8图是用于说明使第7图所示的悬架装置具体化的1实施例的正面图。

第9图(a)、(b)、(c)是用于说明第8图所示的悬架装置的动作的主要部位的剖视图。

第10图是表示采用本发明悬架装置1实施例的三轮平板车例子的侧视图。

第11图是表示采用本发明悬架装置又l实施例的旱冰鞋例子的侧视图。

第12图(a)是表示采用了现有固定轴的二轮车的正面图，该图(b)是表示其动作的正面图。

实施本发明的最佳形态

以下依据简图对由本发明的平衡肘式车轴所构成的悬架装置的实施例作详细的说明。

如第1图所示，由本实施例的平衡肘式车轴所构成的悬架装置10由以下部分所构成：平衡肘主轴14；分别从该平衡肘主轴14的两端与其大致成直角且反向延伸的平衡肘臂16、18；突设于这两个平衡肘臂16、 18的端部、与平衡肘主轴14平行且左右向外的平衡肘销轴24、26。而且，该悬架装置10安装有以平衡肘销轴24、26为旋转轴的车轮20、22，另外在图未示的车架上安装有可旋转地支承平衡肘主轴14的轴承12。因此，若平衡肘主轴14相对轴承12旋转、则平衡肘臂16、18和平衡肘销轴24、26以平衡肘主轴14为中心旋转，当一个平衡肘臂16旋转时，另一平衡肘臂18也同时旋转。

这种结构的悬架装置10如第2图和第3图所示，当作用在悬架装置10上的重心w作用在两车轮20、22之间、即大致作用在平衡肘主轴14的中央时，平衡肘主轴14处于左右水平的位置，平衡肘臂16、18前后分别处于大致水平的位置。另一方面，若重心W的作用位置向左右任何一方移动(B)，则随着重心位置的移动、平衡肘臂16、18在水平位置和垂直位置之间的角度内转动，平衡肘主轴14向重心W的作用位置一侧倾斜。

因此，当在大致水平且平坦的道路上行驶时，两车轮20、22立于大致垂直的方向上，而当沿曲线转弯且以较高的速度行驶时，使重心的作用位置移向转弯一侧，如第3图所示，随着重心作用位置的移动，平衡肘主轴14和两车轮20、22倾斜。其结果是能反抗离心力而稳定高速地转向，转向性能非常优异。

如第2图和第4图所示，当重心w作用在平衡肘主轴14的中央时，在行进中，在路面28上存在凸状的障碍物30、且一个车轮20骑到该障碍物30之上的情况下，车轮20以平衡肘主轴14为中心，以平衡肘臂16为半径向上方画弧转动，上升到障碍物30的高度。同时，另一平衡肘臂18和车轮22以平衡肘主轴14为中心向下转动，以路面28为支点，平衡肘主轴14被抬起。此时平衡肘主轴14上升的高度仅仅是平衡肘臂18转动的量。反之，在车轮之一20掉进凹坑中的情况下，是完全与上述动作相反的动作，平衡肘主轴14仅下降平衡肘臂18转动了的量。

这样，即使在任何一种情况下，如果障碍物30的高度或凹坑的深度在平衡肘臂16和18的长度之和的范围内，则平衡肘主轴14几乎保持水平。也就是说，处于大致水平位置的平衡肘臂16和18转动、而且达到垂直位置，当此时的两车轮20、22问的高度h在障碍物30的高度H以下时，平衡肘主轴14才倾斜。

以上解释表明，与车轮20的上下运动相比，平衡肘主轴14的上下运动仅是车轮20运动量的一半，因此，大幅度地缓和了支承平衡肘主轴1 4的轴承12上的车架和车体所承受的来自路面的冲击。

另外，分别安装在平衡肘销轴24、26上的车轮20和车轮22仅能在平衡肘臂16、18的长度范围内相对平衡肘主轴14前后移动。因此，在通过与平衡肘主轴14大致平行的台阶的情况下，车轮20和车轮22并不同时骑到台阶上，而是交替地骑上去，能高效且平滑地动作。

这样一来，由本实施例的平衡肘式车轴所构成的悬架装置10不需要由弹簧和减振器等组合成的复杂的机构，仅以简单的平衡肘轴的旋转就能缓和冲击、且能稳定地行驶，尤其在以往被忽视的由小直径车轮所构成的行驶装置的缓和冲击和旋转性能方面能发挥显著的效果。

上述第1图的悬架装置10，是平衡肘臂16、18相对平衡肘主轴14被分别前后反向固定的形式。在实施时，适当旋转平衡肘臂16、18，平衡肘臂16、18的前后位置也可以根据路面的条件等进行替换。在由于平衡肘臂16、18的前后进行替换而在使用结构方面出现不便的情况下，为了不使这一现象出现。另外为了使整个装置总是易于恢复到水平位置，在平衡肘臂16、18的前端部的任意一方或双方与车架之间拉上钢丝绳或弹簧等，或者也可以安装用于不使其到达死点的制子，等等。

以上对由本发明的基本实施形式的平衡肘式车轴所构成的悬架装置10及其动作做了说明，以下对实用的实施形式进行说明。

如第5图所示，由该实施例的平衡肘式车轴所构成的悬架装置32其结构是相互反向延伸的一对平衡肘臂36、38在旋转方向上相互所构成的夹角为非对称的。即，该悬架装置32由以下部分所构成：用轴承支承的平衡肘主轴34；分别从该平衡肘主轴34的两端分别与其大致成直角且相互反向延伸的一对平衡肘臂36、38；分别突设于该对平衡肘臂36、38的端部、嵌装有车轮20、22的平衡肘销轴24、26，而且，相互反向延伸的一对平衡肘臂36和38所成的方向差，以平衡肘主轴34为中心形成规定的角度差X。这一对平衡肘臂36和38的方向差以平衡肘主轴34为中心所成的规定的角度差x通常最好在20°左右，但在特殊情况下也不限定于该角度。

以上结构的悬架装置32，当重心w大致在平衡肘主轴34的中央时，平衡肘主轴34位于大致水平的位置，一对平衡肘臂36、38以平衡肘主轴34为中心分别在前后朝向相反的方向，使平衡肘臂36、38的前端仅以规定的角度差(X/2)从大致水平的位置朝向上方。

其次，当重心W移动、偏置作用在平衡肘主轴34的左右任意一侧时，平衡肘主轴34向重心W作用的一侧倾斜，与此同时，平衡肘臂36、38转动。一个平衡肘臂36(38)向上方转动、同时另一平衡肘臂38(36)向下方转动。此时，即使在一个平衡肘臂36到达转动的最终状态一垂直位置的情况下，另一平衡肘臂38仅差两平衡肘臂36、38的角度差而不能到达垂直位置，而处于倾斜的状态。这样一来，由于两平衡肘臂36、38不会同时处于垂直的位置，也就是说由于一对平衡肘臂36、38的各自的死点不会重合，所以平衡肘臂36、38能平滑地转动，能平滑地从左右倾斜的位置恢复到水平的位置。因此，在转弯或横穿斜面之后、平衡肘臂36、38平滑地转动，平衡肘主轴34能复归到水平位置。

如第6图所示，该悬架装置32在车轮20骑到障碍物等之上、到达上死点的位置时，在铅垂方向作用在平衡肘主轴34上的车体等的自重(W)对连接平衡肘销轴24和26的线(平面)作用一个力矩。即，由于车轮20的旋转中心一平衡肘销轴24、车轮22的旋转中心一平衡肘销轴26和平衡肘主轴34不会同时重合于同一铅垂面上，所以车轮20、22向水平方向复归的动作能圆滑地进行。

如第7图所示，由另一实施例的平衡肘式车轴所构成的悬架装置40由以下部分所构成：由轴承支承的平衡肘主轴42；分别从该平衡肘主轴42的两端与其大致成直角且向相互相反的方向延伸的一对平衡肘臂44、46；分别突设于该对平衡肘臂44、46的端部、嵌装有车轮20、22的平衡肘销轴24、26，而且其结构为：相互反向延伸的一对平衡肘臂44、46如实线和假想线所示能以平衡肘主轴42为中心，分别在规定的角度范围内自如地运动。

作为该悬架装置的一个具体例子，如第8图和第9图(a)所示，将平衡肘主轴48分割开，在圆筒状的轴承56内使形成于该分割平衡肘主轴50、52的分割端部的半圆柱部54、54相互啮合连接。如第9图(a)所示，切削啮合的半圆柱部54、54的面58，设置适当的角度间隙。因此，如第9图(b)或(c)所示，即使平衡肘臂44、 46前后进行替换，半圆柱部54、54的面58和面58也能抵接、形成规定的角度。

使一对平衡肘臂44、46分别在规定的角度范围内相对平衡肘主轴42自如地转动的结构，并不限于上述形式。例如，可以有在安装于平衡肘主轴48两端的一对平衡肘臂44、46的任意一方或双方的安装部，设置若干间隙等多种结构。

以下对采用由上述平衡肘式车轴所构成的悬架装置10的例子进行说明。

本发明的悬架装置10通过安装在手推二轮车上，能在前后左右自如地保持平衡，所以对工地现场运送水泥或运送流动物体特别有效。

另外，如第10图所示，本发明的悬架装置也适用于三轮平板车222。那，对三轮平板车222的后轮224的悬架装置226适合于采用该结构，其结构为：通过轴承可转动地将平衡肘主轴228安装在车架本体230上，在设置于该平衡肘主轴228两端部的平衡肘臂232的端部突设平衡肘销轴234，将车轮224可转动地安装在该平衡肘销轴234上。

以往的三轮平板车通过操纵把手，前轮向转弯一侧倾斜，但后轮和车体都不能倾斜，行驶过程中转变很困难，因此是只能直线行驶的玩具(游具)。但是，采用了本发明的悬架装置的三轮平板车222，能应付转弯时的重心移动、后轮和车体能自如地倾斜，也能应付急转弯。另外，由于路面的小凹凸引起的振动和冲击，车体比车轮减少了一半，所以能提供安全性好的舒适的玩具。

另外，如第11图所示，也可以将本发明的悬架装置应用于旱冰鞋238。即旱冰鞋238的前轮240和后轮242任何一个都可以采用本发明的悬架装置244。这种结构的旱冰鞋238能自如地跟随在行进中由于体重的重心移动而引起的频繁的左右倾斜而倾斜。即前轮240和后轮242以平衡肘主轴246为中心分别转动、以应付倾斜。由于现有的旱冰鞋其车轮与路面所成的角度在结构方面不得不始终成直角，所以在倾斜转弯时存在困难，但本发明能提供没有这一难点的、显示出优异的转弯性能的旱冰鞋。

以上对由本发明的平衡肘式车轴所构成的悬架装置的实施形式和适用例做了各种说明，但本发明并不限定于图示的实施形式。

也可以将与本发明的悬架装置有关的平衡肘主轴、平衡肘臂、平衡肘销轴的各部制成一体，另外，将轴承配设在轴承部等等，也可以采用适当材质的部件。另外，本发明在不超出本发明主要内容的范围内，能依据本行业人士的知识进行各种改良、修正和变形而实施本发明。产业上利用的可能性

本发明的悬架装置除小推车等的小脚轮之外，也可以与用于搬运货物等方面的两轮拖车、手推车及其它二轮车、三轮平板车和儿童三轮车、二轮车的防倒转用辅助轮和前转向轮、滑板和婴儿车、及其它以往所应用的小直径车轮进行替换。当然也能适用于玩具和实际应用车辆。

Claims

1.一种平衡肘式车轴构成的悬架装置，其特征在于包括：可旋转地被安装在车架本体上的轴承支承着的平衡肘主轴；分别从该平衡肘主轴的两端、与其大致成直角且向相互相反的方向延伸的平衡肘臂；分别突设在该两平衡肘臂的端部、嵌装有车轮的平衡肘销轴。

2.如权利要求1所记载的平衡肘式车轴构成的悬架装置，其特征在于：沿上述相互相反的方向延伸的一对平衡肘臂在旋转方向上相互所成的角度为非对称的。

3.如权利要求2所记载的平衡肘式车轴构成的悬架装置，其特征在于：沿上述相互相反的方向延伸的一对平衡肘臂以平衡肘主轴为中心，分别在规定的角度范围内自如地运动。