IT202300000372A1

IT202300000372A1 - A THREE-WHEEL OR FOUR-WHEEL TILT VEHICLE WITH ROLL KINEMATICS EQUIPPED WITH A ROTARY BALANCE

Info

Publication number: IT202300000372A1
Application number: IT102023000000372A
Authority: IT
Inventors: Alessandra Floris
Original assignee: Alessandra Floris
Priority date: 2023-01-13
Filing date: 2023-01-13
Publication date: 2024-07-13

Description

Domanda di brevetto per invenzione industriale dal titolo: Patent application for industrial invention entitled:

"UN VEICOLO A TRE O QUATTRO RUOTE TILTANTE CON CINEMATISMO "A THREE-WHEEL OR FOUR-WHEEL VEHICLE WITH KINEMATIC TILT

DI ROLLIO DOTATO DI UN BILANCIERE ROTANTE " OF ROLL EQUIPPED WITH A ROTATING BALANCE "

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda il settore dei motoveicoli a sella a tre o quattro ruote tiltanti. The present invention relates to the sector of three or four-wheel tilting saddle motor vehicles.

STATO DELL'ARTE STATE OF THE ART

I veicoli tiltanti multitraccia, ovvero con almeno due ruote non allineate fra loro, sono dotati di cinematismi che permettono l?inclinazione di almeno una ruota e della parte di telaio su cui ? seduto il pilota. Detti veicoli tiltanti, se si escludono il Canopy della Honda, che prevede un carrellino posteriore non rollante fulcrato al telaio rollante tramite un asse di snodo longitudinale e altri veicoli che sfruttano bracci longitudinali fulcrati sul telaio, utilizzano uno o pi? parallelogrammi trasversali per permettere il rollio sincrono di telaio e ruote. Attualmente i pi? diffusi veicoli tiltanti sul mercato sono i tre ruote di (MP3 medio e maxi) e di (Tricity 125, 300 e Niken 900) che utilizzano un cinematismo di rollio delle ruote anteriori costituito da un singolo parallelogramma trasversale posto sopra di esse e differiscono fra loro solo per il tipo di sospensione interposta fra il parallelogramma e ciascuna ruota: Mp3 utilizza uno schema simile al Mc Pherson mentre entrambi gli Yamaha adottano forcelle telescopiche con gli steli allineati longitudinalmente. Gli elementi orizzontali del parallelogramma, denominati anche bilancieri in quanto in condizioni statiche assicurano l?equilibrio delle forze verticali a terra sulle due ruote, sono dotati ciascuno di tre assi di cerniera longitudinali e paralleli fra loro: quelli in posizione intermedia sono connessi al telaio in corrispondenza del piano medio del veicolo, mentre quelli posti simmetricamente fra loro, alle opposte estremit? laterali, risultano connessi a degli elementi verticali denominati montanti. Su questi ultimi sono poi incernierati i piantoni che permettono alle ruote dotate di sospensione di sterzare secondo degli assi inclinati in alto verso la parte posteriore del veicolo secondo un angolo comunemente denominato angolo di incidenza. Multitrack tilting vehicles, i.e. with at least two wheels not aligned with each other, are equipped with kinematics that allow the tilting of at least one wheel and of the part of the frame on which the driver sits. These tilting vehicles, with the exception of the Honda Canopy, which has a non-rolling rear carriage pivoted to the rolling frame via a longitudinal joint axis and other vehicles that use longitudinal arms pivoted on the frame, use one or more transverse parallelograms to allow the synchronous rolling of the frame and wheels. Currently the most The most popular tilting vehicles on the market are the three-wheelers (MP3 medium and maxi) and (Tricity 125, 300 and Niken 900) which use a roll kinematics of the front wheels consisting of a single transverse parallelogram placed above them and differ from each other only in the type of suspension placed between the parallelogram and each wheel: the MP3 uses a scheme similar to the McPherson while both Yamahas use telescopic forks with the stems aligned longitudinally. The horizontal elements of the parallelogram, also called balancers as in static conditions they ensure the balance of the vertical forces on the ground on the two wheels, are each equipped with three longitudinal hinge axes that are parallel to each other: those in the intermediate position are connected to the frame in correspondence with the medium plane of the vehicle, while those placed symmetrically to each other, at the opposite lateral ends, are connected to vertical elements called uprights. The steering columns are then hinged onto the latter, allowing the wheels equipped with suspension to steer along axes inclined upwards towards the rear of the vehicle according to an angle commonly called the caster angle.

L?ingombro verticale del parallelogramma risulta notevole perch? i bilancieri risultano almeno parzialmente sovrapposti verticalmente ad una distanza tale da non interferire fra loro durante l?inclinazione se non al raggiungimento del massimo angolo di rollio previsto, mentre i montanti devono avere una lunghezza adeguata a garantire ai piantoni infulcrati su di essi una cerniera lunga e robusta. All?ingombro verticale del parallelogramma vanno poi aggiunti inferiormente lo spazio richiesto al movimento delle ruote permesso dalle sospensioni e verso l?alto quello dato dall?ingombro della carrozzeria che copre lo spazio di manovra del quadrilatero nonch? lo spazio di manovra del manubrio. Il cinematismo di rollio impone anche dei vincoli cinematici sulla posizione degli assi delle cerniere: il parallelogramma costituito dai due bilancieri a tre cerniere necessita infatti che l?angolo di inclinazione di entrambe le ruote e del telaio sia esattamente lo stesso perch? se si provasse a differenziarlo, ad esempio traslando verso l?interno entrambe le cerniere laterali di un solo bilanciere, il veicolo non rollerebbe. The vertical bulk of the parallelogram is considerable because the rocker arms are at least partially overlapped vertically at a distance such that they do not interfere with each other during the tilt unless the maximum expected roll angle is reached, while the uprights must be long enough to ensure that the steering columns pivoted on them have a long and robust hinge. To the vertical bulk of the parallelogram, the space required for the movement of the wheels permitted by the suspension must be added at the bottom and the space given upwards by the bulk of the bodywork which covers the manoeuvring space of the quadrilateral as well as the manoeuvring space of the handlebars. The roll kinematics also imposes kinematic constraints on the position of the hinge axes: the parallelogram made up of the two three-hinged rocker arms in fact requires that the tilt angle of both wheels and of the frame be exactly the same because if one tried to differentiate it, for example by moving both lateral hinges of a single rocker arm inwards, the vehicle would not roll.

La condizione descritta risulta evidentemente limitante per il progettista che potrebbe desiderare invece poter svincolare gli angoli di rollio delle ruote dall?angolo di rollio del telaio per migliorare il comportamento del veicolo nella manovra di ingresso in curva. The condition described is evidently limiting for the designer who might instead wish to be able to detach the roll angles of the wheels from the roll angle of the chassis to improve the vehicle's behaviour when entering a curve.

Quanto descritto pu? essere esteso anche per altri schemi noti che posizionano il singolo parallelogramma trasversale di rollio all?interno delle ruote come il brevetto aprilia PN99000026 o i brevetti WO2017/017639A1 e WO2018/007911A1. What has been described can also be extended to other known schemes that position the single transverse roll parallelogram inside the wheels such as the Aprilia patent PN99000026 or the patents WO2017/017639A1 and WO2018/007911A1.

SOMMARIO DELL?INVENZIONE SUMMARY OF THE INVENTION

L?invenzione propone un cinematismo equivalente rispetto al parallelogramma utilizzato dai gi? citati veicoli in commercio ma del tutto originale. The invention proposes a kinematic system equivalent to the parallelogram used by the aforementioned commercial vehicles but completely original.

Facendo riferimento ad un generico quadrilatero costituito da quattro elementi dotati di assi di connessione alle estremit? tutti paralleli fra loro, si ipotizza di sostituire uno qualsiasi di detti elementi con un sistema costituito da un elemento rotante rispetto ad un asse contenuto nel piano individuato dagli assi delle cerniere poste all?estremit? dell?elemento opposto all?elemento sostituito nel quadrilatero originale e non parallelo a detti assi e da due rinvii in grado di replicare, attraverso detta rotazione dell?elemento aggiunto, i movimenti dei restanti due elementi del quadrilatero, contigui a quello che ? stato sostituito. Nel caso particolare in cui detto quadrilatero generico venga utilizzato per guidare l?inclinazione di un veicolo tiltante allora la figura risulter? essere un parallelogramma con gli assi fra i quattro elementi tutti paralleli oltre che fra di loro, al piano medio longitudinale del veicolo e avr? gli elementi trasversali paralleli al terreno indipendentemente dall?angolo di cui la figura si deforma. In questo caso l?invenzione prevede la sostituzione di uno dei due elementi orizzontali con un elemento rotante rispetto ad un asse contenuto nel piano individuato dagli assi delle due cerniere di rollio poste fra l?elemento orizzontale rimasto e i due elementi verticali. L?elemento rotante ha la funzione di trasferire l?inclinazione sincrona fra i due elementi verticali del parallelogramma e lo fa utilizzando dei mezzi opportuni di collegamento alle sue due estremit? che lo fanno ruotare attorno ad un asse che risulta certamente non parallelo, e non necessariamente ortogonale, alle cerniere di rollio anche se quest?ultima configurazione risulta la preferita perch? di ingombro minimo. With reference to a generic quadrilateral consisting of four elements with connecting axes at the ends, all parallel to each other, it is assumed that any one of said elements will be replaced with a system consisting of an element rotating with respect to an axis contained in the plane identified by the axes of the hinges placed at the ends of the element opposite to the element replaced in the original quadrilateral and not parallel to said axes and by two transmissions capable of replicating, through said rotation of the added element, the movements of the remaining two elements of the quadrilateral, adjacent to the one that has been replaced. In the particular case in which said generic quadrilateral is used to guide the inclination of a tilting vehicle, then the figure will be a parallelogram with the axes between the four elements all parallel as well as to each other, to the longitudinal mean plane of the vehicle and will have the transverse elements parallel to the ground regardless of the angle by which the figure is deformed. In this case, the invention provides for the replacement of one of the two horizontal elements with an element rotating with respect to an axis contained in the plane identified by the axes of the two roll hinges placed between the remaining horizontal element and the two vertical elements. The rotating element has the function of transferring the synchronous inclination between the two vertical elements of the parallelogram and does so using suitable connecting means at its two ends that make it rotate around an axis that is certainly not parallel, and not necessarily orthogonal, to the roll hinges even if this last configuration is the preferred one because it takes up minimal space.

Detti mezzi opportuni possono essere coppie coniche o bielle dotate di sufficienti gradi di libert? alle estremit?. Such suitable means may be bevel gears or connecting rods with sufficient degrees of freedom at the ends.

Nel caso di coppie coniche queste devono avere gli assi di rotazione delle ruote dentate che le compongono dirette rispettivamente come gli assi di rollio fra gli elementi verticali e l?elemento orizzontale rimasto e l?asse di rotazione dell?elemento rotante introdotto: a seconda dei rapporti di trasmissione dati dalle coppie coniche si pu? fare in modo che ciascun elemento verticale riduca o amplifichi l?angolo di rollio dell?altro. In the case of bevel gears, these must have the rotation axes of the gear wheels that compose them directed respectively as the roll axes between the vertical elements and the remaining horizontal element and the rotation axis of the introduced rotating element: depending on the transmission ratios given by the bevel gears, it is possible to make each vertical element reduce or amplify the roll angle of the other.

Nel caso si utilizzino invece delle bielle, queste devono avere alle estremit? delle cerniere cinematiche che permettano almeno due gradi di rotazione ortogonali fra loro; costruttivamente risulta per? pi? semplice utilizzare degli snodi sferici che presentano un grado di libert? aggiuntivo che si traduce nella possibilit? che le bielle stesse ruotino attorno all?asse che unisce i centri dei suddetti snodi senza che questo interferisca in alcun modo con lo scopo dell?invenzione. Gli snodi sferici devono essere fissati agli elementi verticali e a quello rotante trasversale in modo tale che i centri stessi delle sfere non appartengano agli assi di cerniera degli elementi verticali o all?asse di rotazione dell?elemento trasversale aggiunto per avere un braccio non nullo della leva della forza trasmessa dalle bielle ed essere quindi in grado trasferire l?inclinazione dei due montanti fra di loro tramite la rotazione dell?elemento interposto. Costruttivamente pu? accadere che gli snodi sferici non riescano a fare tutto l?angolo richiesto, per come sono fatti, hanno un angolo di rotazione infinito e due ortogonali a questo limitati dal ricoprimento che la sfera ha nella propria sede. In tal caso si pu? amplificare l?angolo richiesto aggiungendo una cerniera cilindrica con asse incidente il centro della sfera: la rotazione della cerniera cilindrica risulta cos? ridondante con un possibile asse di rotazione della sfera senza aggiungere gradi di libert? al sistema (vedi le immagini sovrapposte a destra in figura 2). If connecting rods are used instead, these must have kinematic hinges at the ends that allow at least two degrees of rotation orthogonal to each other; however, from a constructional point of view, it is simpler to use spherical joints that have an additional degree of freedom which translates into the possibility that the connecting rods themselves rotate around the axis that joins the centers of the aforementioned joints without this interfering in any way with the purpose of the invention. The spherical joints must be fixed to the vertical elements and to the transverse rotating element in such a way that the centers of the spheres themselves do not belong to the hinge axes of the vertical elements or to the rotation axis of the added transverse element in order to have a non-zero lever arm of the force transmitted by the connecting rods and therefore be able to transfer the inclination of the two uprights between them through the rotation of the interposed element. From a constructional point of view, it is possible to It can happen that the spherical joints are not able to make the entire required angle, as they are made, they have an infinite rotation angle and two orthogonal to this limited by the covering that the sphere has in its seat. In this case the required angle can be amplified by adding a cylindrical hinge with its axis incident on the center of the sphere: the rotation of the cylindrical hinge is thus redundant with a possible rotation axis of the sphere without adding degrees of freedom to the system (see the images superimposed on the right in figure 2).

Una differenza fra l?utilizzo delle coppie coniche e delle bielle sta nel fatto che se le coppie coniche hanno un rapporto di trasmissione non unitario ma uguale fra loro allora e i due montanti hanno rotazione costante, allora sar? costante anche la velocit? di rotazione dell?elemento rotante pur se con valore diverso; viceversa nel caso delle bielle l?elemento rotante ? soggetto a variazioni di accelerazione dovute alla variazione dei bracci di leva durante il rollio. Questa caratteristica permette di mantenere l?isocronismo fra i montanti, esattamente come avviene in una trasmissione meccanica che utilizzi due gruppi cardanici con gli assi di ingresso e uscita paralleli fra loro, se le bielle sono identiche per lunghezza e giacitura, ma anche di variare il rapporto di trasmissione fra i due montanti se le bielle sono invece diverse. A difference between the use of bevel gears and connecting rods is that if the bevel gears have a transmission ratio that is not unitary but equal to each other, then if the two uprights have constant rotation, then the rotation speed of the rotating element will also be constant, even if with a different value; vice versa, in the case of connecting rods, the rotating element is subject to acceleration variations due to the variation of the lever arms during the roll. This characteristic allows the isochronism between the uprights to be maintained, exactly as occurs in a mechanical transmission that uses two cardan groups with the input and output axes parallel to each other, if the connecting rods are identical in length and position, but also to vary the transmission ratio between the two uprights if the connecting rods are different.

Detta differenza di lunghezza delle bielle pu? essere anche impostata o addirittura variata dinamicamente tramite attuatori in modo da poter differenziare l?angolo fra i montanti e quindi fra le ruote, direttamente dal pilota oppure automaticamente secondo una logica complessa gestita tramite una centralina elettronica che tenga conto anche di altri parametri quali velocit? accelerazione, angolo di piega del telaio. This difference in length of the connecting rods can also be set or even dynamically varied via actuators in order to be able to differentiate the angle between the uprights and therefore between the wheels, directly by the rider or automatically according to a complex logic managed by an electronic control unit that also takes into account other parameters such as acceleration speed, frame lean angle.

Quindi, come descritto precedentemente, l?invenzione pu? replicare il comportamento originale del parallelogramma di in cui l?angolo dei montanti e del telaio sono tutti uguali fra loro ma pu? anche differenziare quest?ultimo dall?angolo di rollio delle ruote ottenendo cos? il risultato auspicato dal progettista di migliorare la fase di ingresso in curva. Con l?invenzione gli ingombri verticali del parallelogramma si riducono drasticamente perch? gli assi delle cerniere di rollio dell?elemento orizzontale rimasto e quello dell?elemento rotante sono adesso complanari e trovano il loro unico limite nella lunghezza della cerniera fra montante e piantone dello sterzo di ciascuna ruota che deve fornire adeguata rigidezza al sistema soprattutto in frenata: lo spazio recuperato permette di incrementare il diametro ruote, aumentarne la corsa e abbassare il manubrio. Therefore, as described above, the invention can replicate the original behavior of the parallelogram in which the angle of the uprights and the frame are all equal to each other but it can also differentiate the latter from the roll angle of the wheels, thus obtaining the result desired by the designer of improving the cornering phase. With the invention, the vertical dimensions of the parallelogram are drastically reduced because the axes of the roll hinges of the remaining horizontal element and that of the rotating element are now coplanar and find their only limit in the length of the hinge between the upright and the steering column of each wheel, which must provide adequate rigidity to the system, especially when braking: the space recovered allows for an increase in the wheel diameter, an increase in their stroke and a lowering of the handlebars.

In commercio seppur con numeri molto pi? piccoli esistono poi anche i veicoli costruiti da che sono dotati di doppi quadrilateri trasversali con in comune i fissaggi sul telaio: in questo caso gli elementi rotanti di invenzione dovranno essere ovviamente due (uno per ogni quadrilatero) e ciascuno permetter? di collegare l?inclinazione del telaio alla propria ruota. Anche in questo caso vale la considerazione della riduzione di ingombro verticale fatta per con il vantaggio pi? importante nell?incremento della luce a terra che in origine risulta piuttosto piccola. On the market, albeit in much smaller numbers, there are also vehicles built by that are equipped with double transverse quadrilaterals with common fixings on the chassis: in this case the rotating elements of invention must obviously be two (one for each quadrilateral) and each will allow the inclination of the chassis to be connected to its own wheel. Also in this case, the consideration of the reduction in vertical bulk made for with the most important advantage in the increase of the ground clearance that originally is rather small is valid.

Finora abbiamo considerato veicoli multitraccia simmetrici rispetto ad un piano medio verticale e longitudinale ma esiste anche la categoria dei veicoli asimmetrici comunemente denominati sidecar che ? anzi quella che trova i maggiori vantaggi dall?invenzione perch? ad un primo bilanciere posto sotto il telaio del veicolo di base anzich? un secondo bilanciere ad una quota maggiore come rivendicato nei brevetti US2,702,196 del 1952 e US4,385,770 del 1983, si pu? aggiungere l?elemento rotante alla medesima quota, realizzando quindi un cinematismo di rollio sostanzialmente piatto e di minimo impatto sugli ingombri. Anche rispetto al brevetto italiano 1020210000222853 si ha un vantaggio importante nella possibilit? di avere -a parit? di un ingombro piatto del cinematismo- una maggiore rigidezza ad imbardata perch? il singolo bilanciere rimasto pu? estendersi longitudinalmente fino ad occupare lo spazio occupato da entrambi i bilancieri posti alla medesima altezza del brevetto citato. So far we have considered multi-track vehicles symmetrical with respect to a vertical and longitudinal average plane but there is also the category of asymmetric vehicles commonly called sidecars which is actually the one that finds the greatest advantages from the invention because to a first rocker arm placed under the chassis of the basic vehicle instead of a second rocker arm at a greater height as claimed in patents US2,702,196 of 1952 and US4,385,770 of 1983, it is possible to add the rotating element at the same height, thus creating a substantially flat roll kinematics with minimal impact on the overall dimensions. Also compared to Italian patent 1020210000222853 there is an important advantage in the possibility of having - with the same flat overall dimensions of the kinematics - greater yaw stiffness because the single remaining rocker arm can extend longitudinally until it occupies the space occupied by both rocker arms placed at the same height as in the cited patent.

La possibilit? di poter variare gli angoli di inclinazione degli elementi verticali del parallelogramma di riferimento pu? essere realizzata sia tramite coppie coniche che tramite bielle: sui veicoli simmetrici conviene utilizzare le coppie coniche perch? hanno un comportamento parimenti simmetrico nei due possibili versi di rollio e quindi se la corona di diametro diverso dalle altre uguali fra loro ? di pertinenza al telaio, allora le due ruote piegheranno di uno stesso angolo ma diverso dal telaio, simmetricamente in entrambi i sensi. Invece sui sidecar ? preferibile utilizzare le bielle perch? il comportamento di per s? non ? simmetrico nei due versi possibili di rollio a causa della distribuzione dei pesi e la diversa inclinazione degli penumatici data da bielle di lunghezza pu? essere sfruttata per generare una sterzata diversa fra le ruote: in pratica l?invenzione pu? diventare un sistema di sterzata indotta dal rollio che ne migliora il comportamento dinamico e pu? essere ulteriormente migliorata gestendo questa differenza di rollio della ruota esterna tramite un attuatore a comando elettronico in modo analogo alle ruote posteriori sterzanti delle auto di cui replica la funzione stabilizzatrice. The possibility of varying the inclination angles of the vertical elements of the reference parallelogram can be achieved both through bevel gears and through connecting rods: on symmetrical vehicles it is better to use bevel gears because they have an equally symmetrical behavior in the two possible directions of roll and therefore if the crown of a different diameter from the other equal ones is pertinent to the frame, then the two wheels will bend by the same angle but different from the frame, symmetrically in both directions. On sidecars, however, it is preferable to use connecting rods because the behavior in itself is not symmetrical in the two possible directions of roll due to the weight distribution and the different inclination of the tires given by connecting rods of different lengths can be exploited to generate a different steering between the wheels: in practice the invention can become a roll-induced steering system that improves its dynamic behavior and can be used to create a steering system that is more efficient. be further improved by managing this difference in roll of the outer wheel via an electronically controlled actuator in a similar way to the rear-wheel steering of cars, whose stabilizing function it replicates.

In una importante variante il carrozzino pu? non essere fissato alla struttura che guida la ruota aggiunta ma essere invece convenientemente fulcrato su una terza cerniera del bilanciere, interposta fra quella che permette il rollio della ruota e quella che permette il rollio del veicolo e guidato nel rollio con una biella dedicata perch? in tal modo combinando la posizione trasversale della cerniera e la geometria della biella, anche l?angolo di rollio del carrozzino potrebbe essere differenziato da quello del telaio per ridurre gli ingombri durante l?inclinazione e quindi mantenere una carreggiata pi? stretta di un analogo sidecar tiltante in cui il carrozzino e il veicolo pieghino dello stesso angolo. In generale lo schema di elemento rotante pu? infine ricordare quello del brevetto WO2018/116211A1 ma la differenza funzionale ? evidente. In quel caso si utilizza un elemento trasversale diviso in due met?, ciascuna portata in rotazione in un verso opposto a quello dell?altra da una coppia conica o una bielletta di connessione ai fuselli delle ruote. Il sistema deve compensare la distanza variabile fra i fuselli durante il funzionamento del veicolo ed essere dotato di un sistema in grado di bloccare a comando la rotazione opposta delle due parti per ottenere il blocco di rollio sul veicolo tiltante su cui ? montato, mentre nel caso di questa invenzione l?elemento rotante ? gi? monolitico proprio per trasmettere l?inclinazione fra i montanti e non per bloccarla. In an important variant, the sidecar may not be fixed to the structure that guides the added wheel but instead be conveniently pivoted on a third hinge of the rocker arm, placed between the one that allows the wheel to roll and the one that allows the vehicle to roll and guided in the roll with a dedicated connecting rod because in this way, by combining the transverse position of the hinge and the geometry of the connecting rod, the roll angle of the sidecar could also be differentiated from that of the frame to reduce the bulk during tilting and therefore maintain a narrower track than a similar tilting sidecar in which the sidecar and the vehicle tilt by the same angle. In general, the rotating element scheme may finally recall that of patent WO2018/116211A1 but the functional difference is evident. In that case, a transverse element divided into two halves is used, each carried in rotation in a direction opposite to that of the other by a bevel gear or a connecting rod to the wheel spindles. The system must compensate for the variable distance between the spindles during vehicle operation and be equipped with a system capable of blocking the opposite rotation of the two parts on command to obtain the roll lock on the tilting vehicle on which it is mounted, while in the case of this invention the rotating element is already monolithic precisely to transmit the inclination between the uprights and not to block it.

ELENCO DELLE FIGURE LIST OF FIGURES

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno meglio evidenti dall'esame della seguente descrizione dettagliata di alcune forme di realizzazione preferite, ma non esclusive, illustrate a titolo indicativo e non limitativo, col supporto dei disegni allegati, in cui: Further features and advantages of the invention will become more evident from the examination of the following detailed description of some preferred, but not exclusive, embodiments, illustrated for indicative and non-limitative purposes, with the support of the attached drawings, in which:

- la Figura 1 rappresenta il confronto fra un quadrilatero generico e uno dotato dell?invenzione - Figure 1 represents the comparison between a generic quadrilateral and one equipped with the invention

- la Figura 2 rappresenta il confronto fra un parallelogramma piano e l?invenzione in due diverse versioni - Figure 2 represents the comparison between a flat parallelogram and the invention in two different versions

- la Figura 3 rappresenta il confronto fra un parallelogramma tipo Piaggio Mp3 o Yamaha e due configurazioni che adottano l?invenzione - Figure 3 represents the comparison between a Piaggio Mp3 or Yamaha type parallelogram and two configurations that adopt the invention

- la Figura 4 rappresenta il confronto fra due particolari configurazioni dell?invenzione che permettono di differenziare gli angoli di rollio di ruote e telaio - la Figura 5 rappresenta l?applicazione dell?invenzione in un sidecar tiltante con regolazione dell?angolo del carrozzino e della ruota aggiunta - Figure 4 represents the comparison between two particular configurations of the invention that allow to differentiate the roll angles of the wheels and the frame - Figure 5 represents the application of the invention in a tilting sidecar with adjustment of the angle of the sidecar and the added wheel

- la Figura 6 rappresenta l?applicazione dell?invenzione in un sidecar tiltante con regolazione dell?angolo del carrozzino e della ruota aggiunta per via manuale e automatica tramite attuatore e un sistema di blocco di rollio - Figure 6 represents the application of the invention in a tilting sidecar with adjustment of the angle of the sidecar and the added wheel manually and automatically via an actuator and a roll lock system

DESCRIZIONE DETTAGLIATA DETAILED DESCRIPTION

Con riferimento alle citate figure, la presente invenzione ? dunque relativa ad un veicolo provvisto di un cinematismo in configurazione migliorata rispetto al parallelogramma dell'arte nota. Per gli scopi della presente invenzione, il termine "veicolo" deve essere considerato in senso lato, comprendendo in esso qualsiasi ciclo a motore avente almeno tre ruote e in particolare una coppia di ruote, anteriori o posteriori, guidate nel rollio da suddetta invenzione. With reference to the cited figures, the present invention is therefore related to a vehicle provided with a kinematic system in an improved configuration compared to the parallelogram of the known art. For the purposes of the present invention, the term "vehicle" must be considered in a broad sense, including in it any motor cycle having at least three wheels and in particular a pair of wheels, front or rear, guided in the roll by the aforementioned invention.

Rispetto ad un guidatore seduto su detto veicolo su cui si definisce il piano medio verticale longitudinale M, saranno indicati con un apice (?) gli elementi posti sul lato sinistro di detto piano e con due apici (??) quelli corrispondenti per funzione e posti sul lato destro. Elementi che in schemi diversi svolgono la medesima funzione mantengono la stessa numerazione per agevolare la comprensione dell?analogia funzionale. With respect to a driver seated on said vehicle on which the longitudinal vertical median plane M is defined, the elements located on the left side of said plane will be indicated with a prime (?) and those corresponding in function and located on the right side with two primes (??). Elements that in different diagrams perform the same function maintain the same numbering to facilitate understanding of the functional analogy.

In Figura 1 a sinistra ? rappresentato un quadrilatero generico composto da quattro segmenti inestensibili AB, BC, CD, DA non complanari e di diversa lunghezza, dotato di assi di cerniera nei punti A, B, C, D denominati rispettivamente U, V, S, T, tutti paralleli fra loro: si consideri di tenere fermo uno qualsiasi dei quattro elementi, ad esempio AB e di deformare la figura del quadrilatero attraverso una rotazione ? dell?elemento BC attorno all?asse V ottenendo una rotazione ? del segmento DA attorno all?asse U. Si pu? affermare quindi che il segmento CD trasforma la rotazione ? del segmento BC in quella ? del segmento AD. In Figure 1 on the left, a generic quadrilateral is represented, composed of four inextensible segments AB, BC, CD, DA, which are not coplanar and of different lengths, with hinge axes at the points A, B, C, D, respectively called U, V, S, T, all parallel to each other: consider holding any one of the four elements still, for example AB, and deforming the figure of the quadrilateral through a rotation ? of the element BC around the V axis, obtaining a rotation ? of the segment DA around the U axis. It can therefore be stated that the segment CD transforms the rotation ? of the segment BC into that ? of the segment AD.

A destra si riporta invece il cinematismo di invenzione: il segmento CD opposto a quello tenuto fermo AB ? eliminato, la sua funzione di trasferire le rotazione ? del segmento BC in quella ? del segmento DA viene svolta da un segmento EF con gli estremi appartenenti rispettivamente agli assi U e V che viene portato in rotazione attorno a s? stesso (cio? attorno ad un asse passante per gli estremi E ed F) dall?elemento BC tramite opportuni mezzi di collegamento, per poi cedere tramite ulteriori mezzi di collegamento il movimento all?elemento DA. I detti mezzi di collegamento fra i segmenti BC e DA con EF che sono schematizzati in figura come linee sigmoidi con due frecce alle estremit?, hanno la capacit? di trasformare la rotazione ? dell?elemento BC attorno all?asse V nella stessa rotazione ? del segmento DA attorno all?asse U del quadrilatero originale, per cui i due cinematismo a destra e sinistra di figura rappresentano una identica funzione di trasferimento fra gli angoli ? e ?. On the right, the kinematics of the invention is shown: the segment CD opposite to the one held still AB is eliminated, its function of transferring the rotation ? of the segment BC to that ? of the segment DA is carried out by a segment EF with the ends belonging respectively to the axes U and V which is brought into rotation around itself (that is, around an axis passing through the ends E and F) by the element BC through appropriate connecting means, to then transfer the movement to the element DA through further connecting means. The said connecting means between the segments BC and DA with EF which are schematized in the figure as sigmoid lines with two arrows at the ends, have the capacity to transform the rotation ? of the element BC around the axis V into the same rotation ? of the segment DA around the axis U of the original quadrilateral, for which the two kinematics on the right and left of the figure represent an identical transfer function between the angles ? and ?.

Tali mezzi di collegamento verranno descritti nei casi applicativi nelle figure successive. These means of connection will be described in the application cases in the following figures.

In Figura 2 a sinistra il quadrilatero generico di figura 1 ? divenuto un parallelogramma piano costituito da due elementi orizzontali sovrapposti 1 e 3 e due elementi verticali speculari fra loro 2?, 2??. In alto a sinistra il parallelogramma ? mostrato in configurazione iniziale di riferimento con gli angoli interni tutti uguali e retti, in basso -sempre a sinistra- ? mostrato invece in una configurazione deformata ottenuta tenendo fermo l?elemento 1 e ruotando l?elemento 2? dell?angolo ? attorno all?asse V: come ? noto, un cinematismo costituito da quattro lati con quelli opposti di uguale lunghezza ha la caratteristica che questi durante la deformazione rimangono sempre paralleli fra loro e quindi l?angolo ? di cui l?elemento 2? ruota rispetto all?elemento 1 ? costantemente identico all?angolo ? di cui l?elemento 2?? ruota rispetto al medesimo elemento 1. In Figure 2 on the left, the generic quadrilateral of Figure 1 has become a flat parallelogram made up of two overlapping horizontal elements 1 and 3 and two vertical elements that are mirror images of each other 2?, 2??. At the top left, the parallelogram is shown in its initial reference configuration with all internal angles equal and right angles, at the bottom - still on the left - it is shown in a deformed configuration obtained by holding element 1 still and rotating element 2? by the angle ? around the axis V: as is known, a kinematic system made up of four sides with opposite sides of equal length has the characteristic that during deformation these always remain parallel to each other and therefore the angle ? by which element 2? rotates with respect to element 1 is constantly identical to the angle ? by which element 2? rotates with respect to the same element 1.

Nella coppia di disegni sovrapposti al centro in figura 2 si vede invece il cinematismo equivalente di invenzione in cui l?elemento 3 ? sostituito dall?elemento rotante 4 posizionato in modo che il suo asse di rotazione L risulti contenuto nel piano degli assi U e V e non parallelo a questi; in particolare, nell?esecuzione di figura, che ? la preferita anche se non esclusiva, l?asse di rotazione L ? anche ortogonale a U, V e coassiale all?asse dell?elemento 1 che fa da supporto ai cuscinetti che permettono la rotazione ? dell?elemento 4. Il cinematismo risulta in configurazione di minimo ingombro proprio perch? l?elemento 1 risulta contenuto all?interno dell?elemento 4. In the pair of drawings superimposed in the center of figure 2, the equivalent kinematic system of the invention can be seen in which element 3 is replaced by the rotating element 4 positioned so that its rotation axis L is contained within the plane of the axes U and V and not parallel to them; in particular, in the embodiment shown in the figure, which is the preferred one although not the exclusive one, the rotation axis L is also orthogonal to U, V and coaxial to the axis of element 1 which acts as a support for the bearings that allow the rotation of element 4. The kinematic system results in a configuration of minimum overall dimensions precisely because element 1 is contained within element 4.

I mezzi di collegamento fra l?elemento 4 e gli elementi 2?, 2?? che in figura 1 non erano stati definiti, sono qui realizzati con le coppie coniche 5?, 5??. The means of connection between element 4 and elements 2?, 2??, which were not defined in figure 1, are here created with the bevel gear pairs 5?, 5??.

Sull?elemento 4 sono state poi aggiunte due nervature 41, 42 diametralmente opposte fra loro solo per evidenziare in figura la rotazione ? dell?elemento 4 durante la deformazione del cinematismo, altrimenti poco visibile. Two diametrically opposed ribs 41, 42 were then added to element 4 only to highlight in the figure the rotation of element 4 during the deformation of the kinematics, which would otherwise be difficult to see.

La corona 51?? della coppia conica 5?? resa solidale all?elemento 2??, ha l?asse di rotazione coincidente con l?asse di cerniera U cos? come la corona 51? della coppia conica 5? solidale a 2? ha l?asse coincidente con l?asse di cerniera V mentre i rispettivi pignoni 52??, 52? sono ricavati ai due estremi all?elemento 4 e condividono con esso l?asse di rotazione L. The crown 51?? of the bevel gear pair 5?? integral with element 2??, has its rotation axis coinciding with the hinge axis U just as the crown 51? of the bevel gear pair 5? integral with 2? has its axis coinciding with the hinge axis V while the respective pinions 52??, 52? are obtained at the two ends of element 4 and share the rotation axis L with it.

Per replicare il comportamento del parallelogramma in cui gli angoli di rotazione ? e ? di 2?? e 2? attorno agli assi U e V sono costantemente identici fra loro, le coppie coniche 5?, 5?? dovranno avere lo stesso rapporto di trasmissione fra loro anche se non necessariamente unitario: infatti l?elemento rotante 4 pu? tranquillamente fare un angolo ? attorno all?asse L diverso da quello ? = ? degli elementi 2?, 2?? perch? ci? che conta per poter definire equivalente il cinematismo al parallelogramma di riferimento ? avere semplicemente ? = ?. In un?altra configurazione i gi? citati mezzi di collegamento fra l?elemento 4 e gli elementi 2?, 2?? che in figura 1 non erano stati definiti, sono realizzati con le bielle 6?, 6?? collegate alle estremit? a degli snodi sferici di centri 61?, 62? e 61??, 62?? che connettono i montanti 2?, 2?? all?elemento rotante 4 come mostrato nella coppia di immagini sovrapposte a destra in figura 2. La soluzione richiede maggiore attenzione costruttiva rispetto a quella con le coppie coniche perch? in questo caso si deve garantire che le bielle durante il movimento non collidano con gli elementi 2?, 2?? o 4 e che riescano a muoversi a sufficienza per garantire l?angolo massimo previsto a progetto. To replicate the behavior of the parallelogram in which the rotation angles ? and ? of 2?? and 2? around the axes U and V are constantly identical to each other, the bevel gears 5?, 5?? must have the same transmission ratio between them even if not necessarily unitary: in fact the rotating element 4 can easily make an angle ? around the axis L different from that ? = ? of the elements 2?, 2?? because what matters in order to define the kinematics as equivalent to the reference parallelogram is simply to have ? = ?. In another configuration, the aforementioned connecting means between the element 4 and the elements 2?, 2?? which were not defined in figure 1, are made with the connecting rods 6?, 6?? connected at the ends to spherical joints with centers 61?, 62? and 61??, 62?? which connect the uprights 2?, 2?? to the rotating element 4 as shown in the pair of images superimposed on the right in figure 2. The solution requires greater construction attention than the one with the bevel gears because in this case it is necessary to ensure that the connecting rods during movement do not collide with the elements 2?, 2?? or 4 and that they are able to move sufficiently to guarantee the maximum angle foreseen in the design.

Per poter trasferire il moto ? ovviamente necessario che i giunti sferici che collegano le estremit? delle bielle 6?, 6?? agli elementi 2?, 2?? e all?elemento 4 abbiano i rispettivi centri 61?, 61?? e 62?, 62?? posti fuori dagli assi U, V, L in modo che le forze agenti sulle bielle 6?, 6?? e dirette come le congiungenti passanti per i centri sfera alle estremit? abbiano un braccio di leva non nullo rispetto a detti assi che variando durante il rollio fanno in modo che il rapporto di trasmissione fra montante 2? o 2?? e 4 non sia n? costante n? unitario. A causa del rapporto di trasmissione variabile il sistema a bielle non si comporta come quello con le coppie coniche, ma rimane equivalente ai fini desiderati perch? come gi? detto, l?unica cosa che risulta importante per il funzionamento del veicolo ? che gli angoli ? e ?, che fanno i montanti 2?, 2?? rispetto all?elemento 1, siano sempre identici fra loro, indipendentemente dalle variazioni di velocit? angolari che possono interessare l?elemento rotante 4. In order to transfer motion, it is obviously necessary that the ball joints connecting the ends of the connecting rods 6?, 6?? to the elements 2?, 2?? and to the element 4 have their respective centers 61?, 61?? and 62?, 62?? placed outside the axes U, V, L so that the forces acting on the connecting rods 6?, 6?? and directed like the connecting lines passing through the spherical centers at the ends have a lever arm that is not zero with respect to said axes which, by varying during the roll, ensure that the transmission ratio between upright 2? or 2?? and 4 is neither constant nor unitary. Due to the variable transmission ratio, the connecting rod system does not behave like the one with bevel gears, but remains equivalent for the desired purposes because, as already said, the only thing that is important for the operation of the vehicle is that the angles are equal. and ?, what do the uprights 2?, 2?? do with respect to the element 1, are always identical to each other, regardless of the variations in angular velocity that may affect the rotating element 4.

Il posizionamento mostrato in figura garantisce proprio che i montanti in ogni momento restino paralleli fra loro, grazie al fatto che la biella sul montante 2? ? identica a quella sul montante 2??, semplicemente traslata lungo l?asse L dell?elemento 4. The positioning shown in the figure ensures that the uprights remain parallel to each other at all times, thanks to the fact that the connecting rod on upright 2? is identical to that on upright 2??, simply translated along the L axis of element 4.

Da un punto di vista strettamente cinematico sarebbe corretto porre alle estremit? delle bielle 6, 6?? dei giunti cardanici costituiti da due cerniere cilindriche ortogonali ed incidenti nei punti 61?, 61??, 62?, 62?? ma si preferisce posizionare nei medesimi punti i centri di snodi sferici che hanno s? un grado di libert? sovrabbondante ma sono pi? compatti e di utilizzo pi? comune e il grado di libert? aggiuntivo si traduce in una semplice oscillazione delle bielle 6?, 6?? attorno ai segmento passanti per i centri delle sfere senza alcun effetto sulla trasmissione del moto fra gli elementi 2?, 2?? e 4. From a strictly kinematic point of view, it would be correct to place universal joints at the ends of the connecting rods 6, 6?? consisting of two orthogonal cylindrical hinges incident at points 61?, 61??, 62?, 62?? but it is preferable to position the centres of spherical joints at the same points, which do have a greater degree of freedom but are more compact and more commonly used, and the additional degree of freedom translates into a simple oscillation of the connecting rods 6?, 6?? around the segments passing through the centres of the spheres without any effect on the transmission of motion between the elements 2?, 2?? and 4.

Il limite delle cerniere sferiche risiede piuttosto negli angoli che queste sono in grado di accettare perch? a causa della forma tendenzialmente cilindrica delle sedi in cui vengono inserite, possono effettuare delle rotazioni complete attorno all?asse del suddetto cilindro e delle oscillazioni pi? o meno limitate rispetto agli altri due assi ortogonali al primo: con le geometria in figura detto problema si manifesta per la rotazione richiesta lungo l?asse di fissaggio parallelo a L ma la cosa viene risolta aggiungendo una cerniera cilindrica con asse L1 incidente i centri sfera 62?, 62?? in modo da non aumentare i gradi di libert? effettivi del sistema amplificando per? indefinitamente l?angolo di rotazione possibile lungo L1. The limit of spherical hinges lies rather in the angles that they are able to accept because, due to the essentially cylindrical shape of the seats in which they are inserted, they can perform complete rotations around the axis of the aforementioned cylinder and more or less limited oscillations with respect to the other two axes orthogonal to the first: with the geometry in the figure, this problem arises for the rotation required along the fixing axis parallel to L but the problem is solved by adding a cylindrical hinge with axis L1 incident on the sphere centers 62?, 62?? so as not to increase the effective degrees of freedom of the system, but indefinitely amplifying the possible rotation angle along L1.

Rispetto alle coppie coniche, che idealmente permettono una rotazione completa di 360? dei montanti rispetto all?asse AB, le bielle risultano quindi limitate ma con la correzione descritta consistente nell?introduzione di ulteriori cerniere cilindriche con asse incidente il centro sfera, raggiungono comunque valori superiori al limite massimo di rollio del veicolo per cui tale limitazione non sussiste e risultano la soluzione preferita rispetto alla versione con le coppie coniche perch? presentano i seguenti vantaggi: Compared to bevel gears, which ideally allow a complete 360? rotation of the uprights with respect to the AB axis, the connecting rods are therefore limited but with the correction described consisting in the introduction of additional cylindrical hinges with the axis incident on the centre of the sphere, they still reach values higher than the maximum roll limit of the vehicle so this limitation does not exist and they are the preferred solution compared to the version with bevel gears because they present the following advantages:

- Resistenza meccanica pi? elevata - Higher mechanical resistance

- Assenza di giochi evidenti nell?inversione del moto - No obvious play in the reversal of motion

- Facilit? di introduzione di una regolazione - Ease of introducing a regulation

- Facilit? di integrazione con un attuatore - Ease of integration with an actuator

Gli ultimi due punti meritano una spiegazione pi? approfondita. The last two points deserve a more in-depth explanation.

Se per esempio si utilizza una biella regolabile si pu? correggere un errore di parallelismo fra i montanti dovuti alle tolleranze costruttive, oppure imporre un angolo di camber alle ruote connesse ai montanti stessi viceversa con la lunghezza della biella bloccata e il cinematismo con montanti paralleli si pu? ottenere la variazione del rapporto ?/? fra gli angoli dei montanti durante il rollio facendo scorrere lungo un asse parallelo a U, V o L i centri 62?, 62?? delle sfere poste alle estremit? inferiori delle bielle in modo da variarne il braccio di leva. La regolazione della biella pu? avvenire tramite lo spostamento del fissaggio e quindi del braccio di leva come in figura 5, oppure scomponendola in tre parti di cui quella centrale dotata di filettatura destra ad una estremit? e di filettatura sinistra dall?altra in modo da poter variare la sua lunghezza senza smontarla dal cinematismo. For example, if an adjustable connecting rod is used, it is possible to correct an error in parallelism between the uprights due to construction tolerances, or to impose a camber angle on the wheels connected to the uprights themselves. Conversely, with the length of the connecting rod blocked and the kinematics with parallel uprights, it is possible to obtain the variation of the ratio ?/? between the angles of the uprights during the roll by sliding along an axis parallel to a U, V or L the centers 62?, 62?? of the spheres located at the lower ends of the connecting rods in order to vary the lever arm. The connecting rod can be adjusted by moving the fastening and therefore the lever arm as in figure 5, or by breaking it down into three parts, the central one having a right-hand thread at one end and a left-hand thread at the other so as to be able to vary its length without removing it from the kinematics.

Se infine la biella viene sostituita da un attuatore che quindi ? in grado di variare con comando remoto la propria lunghezza, si pu? fare in modo di introdurre un angolo aggiuntivo a quello di rollio su un singolo montante in base a valori acquisiti sul veicolo ed elaborati da una centralina elettronica con o senza intervento del pilota. Finally, if the connecting rod is replaced by an actuator which is therefore able to vary its length via remote control, it is possible to introduce an additional angle to the roll angle on a single upright based on values acquired on the vehicle and processed by an electronic control unit with or without intervention by the driver.

In Figura 3 sono mostrati gli schemi applicativi dei cinematismi mostrati in figura 2 con la sola aggiunta del telaio 7 e delle ruote 8, 9? e 9?? mentre il sistema sterzante, le sospensioni, motore e le restanti parti del veicolo non essendo direttamente coinvolti nell?invenzione risultano omesse senza per questo che le considerazioni che verranno fatte perdano di significato. Figure 3 shows the application diagrams of the kinematics shown in figure 2 with the sole addition of the frame 7 and the wheels 8, 9? and 9?? while the steering system, the suspensions, the engine and the remaining parts of the vehicle are not directly involved in the invention and are therefore omitted without this making the considerations that will be made lose their meaning.

Si definisce angolo di rollio del veicolo quello che si forma fra il piano M longitudinale e verticale al terreno e il piano N di simmetria dello pneumatico della ruota posteriore 8; per il parallelogramma, nelle immagini sovrapposte a destra in figura 3, tale angolo di rollio equivale all?angolo ? = ? gi? indicato in figura 2. In detto parallelogramma a met? degli elementi orizzontali 1 e 3 sono aggiunte due ulteriori cerniere di assi G e H per permettere la connessione al telaio 7 dotato di ruota posteriore 8, secondo uno schema che ricalca fedelmente quello di Piaggio MP3 o dei veicoli Yamaha Tricity e Niken. The roll angle of the vehicle is defined as that which is formed between the longitudinal plane M, vertical to the ground, and the plane N of symmetry of the tyre of the rear wheel 8; for the parallelogram, in the images superimposed on the right in figure 3, this roll angle is equivalent to the angle ? = ? already indicated in figure 2. In said parallelogram, two further hinges of axles G and H are added halfway between the horizontal elements 1 and 3 to allow connection to the frame 7 equipped with the rear wheel 8, according to a scheme which faithfully follows that of the Piaggio MP3 or the Yamaha Tricity and Niken vehicles.

Su detti veicoli in realt? gli assi del parallelogramma non sono orizzontali rispetto al terreno bens? inclinati indietro di una decina di gradi; nello schema questa caratteristica ? omessa, lasciando gli assi ortogonali al piano della figura in modo da evidenziare meglio le tracce dei suddetti piani nel foglio in quanto degenerano in punti ma la scelta rappresentativa non inficia in alcun modo la validit? dei ragionamenti ed ? sottointeso che in una applicazione realizzativa dell?invenzione gli assi di cerniera non hanno come limitazione l?orizzontalit? rispetto al terreno. On said vehicles in reality the axes of the parallelogram are not horizontal with respect to the ground but rather inclined backwards by about ten degrees; in the diagram this characteristic is omitted, leaving the axes orthogonal to the plane of the figure in order to better highlight the traces of the aforementioned planes in the sheet as they degenerate into points but the representative choice does not in any way invalidate the reasoning and it is understood that in a practical application of the invention the hinge axes do not have horizontality with respect to the ground as a limitation.

Il veicolo schematizzato nelle immagini sovrapposte a sinistra in figura 3 ? quindi un tre ruote con due ruote anteriori simmetriche rispetto al piano N ma il ragionamento ? ovviamente valido anche nel caso il quadrilatero fosse utilizzato anche, o solo, sull?asse posteriore. The vehicle shown in the images superimposed on the left in figure 3 is therefore a three-wheeler with two front wheels symmetrical with respect to the N plane but the reasoning is obviously also valid if the quadrilateral was used also, or only, on the rear axle.

Le immagini sovrapposte al centro rappresentano invece il cinematismo equivalente che sfrutta l?invenzione in versione con coppie coniche e la coppia di immagini a destra quella con bielle. In entrambi i casi l?elemento 1 mantiene la cerniera lungo l?asse G con il telaio 7 grazie ad una modifica costruttiva dell?elemento rotante 4 coassiale all?elemento 1: nel caso di invenzione con coppie coniche 5?, 5?? l?elemento coassiale 4 viene interrotto e trasferisce l?angolo al telaio tramite due coppie coniche 51d, 51s uguali che si impegnano sui corrispondenti pignoni 52d, 52s; nel caso di invenzione con bielle 6?, 6?? ? sufficiente una asolatura sull?elemento 4 in corrispondenza del fissaggio sul telaio lungo l?asse G ma alternativamente si potrebbe pensare di interrompere l?elemento 4, utilizzando poi due bielle per trasferire il movimento al telaio. L?elemento 4 potrebbe poi non essere coassiale all?elemento 1 come invece ? mostrato in figura 5 e 6. The images superimposed in the center instead represent the equivalent kinematics that uses the invention in the version with bevel gears and the pair of images on the right that with connecting rods. In both cases, element 1 maintains the hinge along the G axis with the frame 7 thanks to a construction modification of the rotating element 4 coaxial to element 1: in the case of the invention with bevel gears 5?, 5?? the coaxial element 4 is interrupted and transfers the angle to the frame via two identical bevel gears 51d, 51s that engage the corresponding pinions 52d, 52s; in the case of the invention with connecting rods 6?, 6?? a slot on element 4 is sufficient in correspondence with the fixing on the frame along the G axis but alternatively one could think of interrupting element 4, then using two connecting rods to transfer the movement to the frame. Element 4 might then not be coaxial to element 1 as instead shown in figures 5 and 6.

In Figura 4 sono mostrati gli schemi di invenzione in configurazione tale da differenziare gli angoli di rollio del telaio 7 con la ruota posteriore 8 e le due ruote anteriori 9?, 9??. Figure 4 shows the invention diagrams in a configuration such as to differentiate the roll angles of the frame 7 with the rear wheel 8 and the two front wheels 9?, 9??.

In un parallelogramma come quello visto in alto a sinistra in figura 3, i punti generati dalle proiezioni sul piano di figura degli assi delle cerniere U, V; G, H e S, T, e denominati con le medesime lettere per facilitare la comprensione, individuano le tre distanze GH, UT, VS uguali fra loro e di lunghezza costante anche al variare dell?angolo di rollio di cui il parallelogramma pu? deformarsi. Se invece una delle tre lunghezze fra GH, UT, VS fosse diversa dalle altre due, il quadrilatero non potrebbe cambiare forma e il veicolo non rollerebbe: in altre parole con un parallelogramma a tre cerniere sui bilancieri come MP3 o Yamaha non ? possibile far inclinare diversamente il telaio 7 (fulcrato agli assi H e G) e la ruota posteriore 8 rispetto alle ruote 9?, 9?? infulcrate sui montanti 2?, 2?? e quindi guidate nel rollio dalle posizioni degli assi U, T e V e S. In a parallelogram like the one seen at the top left in figure 3, the points generated by the projections on the figure plane of the hinge axes U, V; G, H and S, T, and named with the same letters to facilitate understanding, identify the three distances GH, UT, VS which are equal to each other and of constant length even when the roll angle by which the parallelogram can deform varies. If, however, one of the three lengths between GH, UT, VS were different from the other two, the quadrilateral could not change shape and the vehicle would not roll: in other words, with a three-hinged parallelogram on the rocker arms like the MP3 or Yamaha, it is not possible to make the frame 7 (pivoted to the axes H and G) and the rear wheel 8 tilt differently with respect to the wheels 9?, 9?? pivoted on the uprights 2?, 2?? and therefore guided in the roll by the positions of the axes U, T and V and S.

Con l?invenzione invece ogni segmento UT; HG; VS, pu? essere connesso ad un elemento rotante 4 anche con giunzioni (coppie coniche o bielle) che forniscano un rapporto di trasmissione diverso fra loro allo scopo di rendere diverso l?angolo di rollio del telaio 7 e della ruota posteriore 8 rispetto a quello delle ruote anteriori 9?, 9?? e quindi aumentare o rallentare la velocit? angolare di discesa in curva. With the invention, however, each segment UT; HG; VS, can be connected to a rotating element 4 even with joints (bevel gears or connecting rods) that provide a different transmission ratio between them in order to make the roll angle of the frame 7 and the rear wheel 8 different from that of the front wheels 9?, 9?? and therefore increase or slow down the angular speed of descent when cornering.

A sinistra in figura 4 le immagini sovrapposte mostrano l?invenzione in versione con le corone 51d, 51s fissate sul telaio 7 di diverso diametro da quelle 51?, 51?? fissate ai montanti 2?, 2??; nel rollio il telaio 7 e la ruota posteriore 8 si incliner? di un valore diverso ? a quello ? -comune- delle due ruote 9?, 9?? perch? le corone 51? e 51?? hanno lo stesso diametro mentre le 51d 51s hanno diametro maggiore e tale comportamento risulter? simmetrico nei due versi possibili del rollio. A destra in figura 4 le immagini sovrapposte mostrano invece l?invenzione in condizioni di rollio nullo e 30? nella versione in cui sono uguali fra loro le bielle 6?, 6?? relative alle due ruote ma non la 6??? relativa al telaio: anche qui ? possibile variare l?angolo di rollio del telaio ? da quello delle ruote ? che invece rimangono parallele fra di loro ma il comportamento non risulter? simmetrico in entrambi i versi possibili del rollio e quindi la soluzione preferita nel caso di veicolo simmetrico rispetto al piano N sar? quella con coppie coniche. On the left in figure 4 the superimposed images show the invention in the version with the crowns 51d, 51s fixed on the frame 7 of a different diameter from those 51?, 51?? fixed to the uprights 2?, 2??; in the roll the frame 7 and the rear wheel 8 will tilt by a different value ? to the ? common ? one of the two wheels 9?, 9?? because the crowns 51? and 51?? have the same diameter while the 51d 51s have a larger diameter and this behavior will be symmetrical in the two possible directions of the roll. On the right in figure 4 the superimposed images instead show the invention in conditions of zero roll and 30? in the version in which the connecting rods 6?, 6?? relating to the two wheels are equal to each other but not the 6??? relating to the frame: here too it is possible to vary the roll angle of the frame ? from that of the wheels ? which instead remain parallel to each other but the behavior will not be symmetrical in both possible directions of the roll and therefore the preferred solution in the case of a vehicle symmetrical with respect to the N plane will be the one with bevel gears.

In Figura 5 il concetto di invenzione viene applicato ad un sidecar tiltante: l?elemento rotante 4 viene fatto ruotare all?interno di una sede 1? solidale all?elemento trasversale del parallelogramma 1 che viene sviluppato in direzione longitudinale X per acquistare la rigidezza necessaria al veicolo rispetto all?asse di imbardata Z, sollecitata dai carichi entranti dalla ruota 10: l?assieme degli elementi 1 e 4 risulta piatto e vicino al terreno. In Figure 5 the concept of the invention is applied to a tilting sidecar: the rotating element 4 is rotated inside a seat 1? integral with the transverse element of the parallelogram 1 which is developed in the longitudinal direction X to acquire the rigidity necessary for the vehicle with respect to the yaw axis Z, stressed by the loads entering from the wheel 10: the assembly of the elements 1 and 4 is flat and close to the ground.

L?elemento rotante 4 risulta poi connesso attraverso le bielle 6?, 6??, 6??? rispettivamente al telaio, alla ruota 10 e al supporto 12 del carrozzino 11 permettendo il rollio, mentre la distanza dell?asse E dagli assi U e V ? scelta in modo da ottimizzare gli ingombri del carrozzino 11 durante il rollio. The rotating element 4 is then connected through the connecting rods 6?, 6??, 6??? respectively to the frame, to the wheel 10 and to the support 12 of the trolley 11 allowing for rolling, while the distance of the axis E from the axes U and V is chosen in such a way as to optimise the overall dimensions of the trolley 11 during rolling.

In figura ? mostrata la piastra avvitata 13 che permette di regolare la posizione dei centri inferiori delle sfere delle bielle 6??, 6??? rispetto all?asse L di rotazione dell?elemento 4 in modo da variare il rapporto di trasmissione e quindi far inclinare diversamente il carrozzino dal veicolo di base, al fine di avere carrozzini pi? capienti a parit? di carreggiata o viceversa, avere carreggiata pi? stretta a parit? di carrozzino, oppure di far inclinare diversamente la ruota aggiunta 10 rispetto al veicolo 7 per sfruttare l?effetto sterzante dato dalle sezione toroidale dello pneumatico The figure shows the screwed plate 13 which allows to adjust the position of the lower centers of the spheres of the connecting rods 6??, 6??? with respect to the rotation axis L of the element 4 in order to vary the transmission ratio and therefore make the trolley tilt differently from the basic vehicle, in order to have larger trolleys with the same track width or vice versa, have a narrower track width with the same trolley, or to make the added wheel 10 tilt differently with respect to the vehicle 7 to exploit the steering effect given by the toroidal section of the tyre.

In Figura 6 il concetto di invenzione viene applicato ad un'altra tipologia di sidecar tiltante in cui il cinematismo viene montato su un normale scooter attraverso i fissaggi dei portapacchi anteriore e posteriore quindi ad altezza ben pi? distante dal terreno rispetto a quanto visto in figura 5. In questo caso gli assi di cerniera sono soltanto due: V per il supporto del carico 12 e della ruota 10 e U per il telaio. Detti assi di cerniera adesso non sono orizzontali rispetto al terreno ma lievemente inclinati indietro in modo da acquistare parallelismo a terra durante la frenata e disaccoppiare in quel momento il moto di rollio dalla forza orizzontale a terra dal momento in cui quest?ultima non da componenti ortogonali agli assi di cerniera. In Figure 6 the concept of the invention is applied to another type of tilting sidecar in which the kinematics is mounted on a normal scooter through the fastenings of the front and rear luggage racks and therefore at a height much further from the ground than that seen in Figure 5. In this case there are only two hinge axes: V for the support of the load 12 and the wheel 10 and U for the frame. Said hinge axes are now not horizontal with respect to the ground but slightly inclined backwards so as to acquire parallelism to the ground during braking and to decouple at that moment the rolling motion from the horizontal force on the ground since the latter does not give components orthogonal to the hinge axes.

La biella 6? che collega il telaio 7 all?elemento rotante 4 ? dotata di regolazione della lunghezza tramite vite destra e sinistra per poter essere effettuata senza svitare le estremit? della biella dai punti di fissaggio, mentre la biella 6?? ? in realt? un attuatore, in grado quindi di variare la propria lunghezza anche durante la singola piega. Se opportunamente gestito detto attuatore pu? essere in grado di migliorare sensibilmente la guidabilit? del veicolo grazie alla diversa sterzata indotta sulla ruota aggiunta 10 facendo rollare il profilo toroidale dello pneumatico. The connecting rod 6? which connects the frame 7 to the rotating element 4? is equipped with length adjustment via right and left screws so that it can be performed without unscrewing the ends of the connecting rod from the fixing points, while the connecting rod 6?? is in reality an actuator, therefore able to vary its length even during a single bend. If properly managed, this actuator can be able to significantly improve the vehicle's driveability thanks to the different steering induced on the added wheel 10 by rolling the toroidal profile of the tire.

In figura 6 il carrellino 11 ? un modulo di trasporto merci e sull?elemento rotante 4 ? aggiunto un sistema di blocco di rollio 14 costituito da un settore di disco 141 solidale all?elemento rotante 4 e una pinza freno solidale all?elemento trasversale 1 che pu? essere pensato come funzionante su richiesta del pilota oppure in modo pi? o meno automatico. In figure 6 the trolley 11 is a goods transport module and on the rotating element 4 is added a roll block system 14 consisting of a disc sector 141 integral with the rotating element 4 and a brake caliper integral with the transverse element 1 which can be thought of as operating on request of the pilot or in a more or less automatic way.

Claims

1) A kinematic system obtained from a generic quadrilateral composed of four inextensible segments AB, BC, CD, DA, non-coplanar and of different lengths, equipped with hinge axes at points A, B, C, D, called U, V, S, T respectively, all parallel to each other, in which we consider holding any one of the four elements still, for example AB, and in this case deforming the figure of the quadrilateral through a rotation ? of the element BC around the V axis, obtaining a rotation ? of the segment DA around the U axis, for which we can affirm that the segment CD transfers the rotation ? of the segment BC to that ? of the segment AD.

The kinematic mechanism of the invention is derived from the one just described ABCD but is characterised by the fact that the segment CD opposite to the one held still AB is eliminated and the function of transferring the rotation ? of the segment BC to that ? of the segment DA is performed by a segment EF with the ends belonging respectively to the axes U and V, brought into rotation around itself (i.e. around an axis passing through the ends E and F) by the element BC through appropriate connecting means, to then transfer the movement to the element DA through further connecting means which have the capacity to transform the rotation ? of the element BC around the axis V into the same rotation ? of the segment DA around the axis U of the original quadrilateral, so that the kinematic mechanism of the invention represents an identical transfer function between the angles ? and ? of the original quadrilateral ABCD.

2) Kinematics as per claim 1 wherein the quadrilateral ABCD is a parallelogram made up of the elements 1, 2?, 3, 2?? and the segment EF is orthogonal to the axes U, V, S, T and called element 4.

3) Kinematic system as per claim 2 wherein the means connecting the element 4 with the elements 2?, 2?? are constituted by bevel gears 5? and 5??: two toothed wheels 52?, 52?? are integral with the element 4 and share its rotation axis L; the remaining two toothed wheels 51?, 51?? which mesh with these are instead integral with the elements 2?, 2?? but have the rotation axes coinciding with the articulation axes V and U.

4) Kinematic system as per claim 2 wherein the means connecting the element 4 with the elements 2?, 2?? are constituted by connecting rods 6?, 6?? with at both ends universal Cardan or spherical joints provided with centres 61?, 61?? and 62?, 62?? placed outside the axes U, V, L. The connecting rods 6?, 6?? are identical in shape and position although translated along the direction L to ensure identity of the angles ? and ?.

5) Vehicle with three or four wheels positioned symmetrically or asymmetrically with respect to the longitudinal mean plane N whose roll is guided by one or more parallelograms in which the invention replaces one or more of the horizontal elements.

6) Kinematics as per claim 3 or 4 and 5 in which the bevel gears or connecting rods ensure that the inclination angle of the frame 7 is the same as that of all the wheels 8, 9?, 9??, 10 of the vehicle.

7) Kinematics as per claim 3 or 4 and 5 in which the bevel gears 5?, 5?? or the connecting rods 6?, 6?? are equipped with a transmission ratio different from each other and allow the inclination angle of the frame 7 to be differentiated with respect to that of one or all of the wheels 9?, 9??, 10.

8) Kinematics as per claim 7 applied to a sidecar in which the added wheel 10 is tilted by means of a connecting rod 6?? the length of which is varied by means of an actuator.

9) Kinematics as per claim 7 applied to a sidecar in which the balance 1 is equipped with an additional hinge axis E - parallel to the others U and V - on which the sidecar 11 is pivoted and its inclination is controlled by a connecting rod 6??? the length of which is varied by an actuator.