TWI356787B - Multi-wheeled vehicle - Google Patents

Description

1356787 ； 九、發明說明： . 【發明所屬之技術領域】 - .本發明有關一種多輪車輛，具體而言，是一種三輪， 可由座墊操控的車輛。 【先前技術】 已知有許多型式的輪型車輛，這些車輛可以由踏板及 /或由馬達驅動，該些車輛需藉由操控輪子的功能以得到 穩定性，操控技術以及操控性，一般而言，輪子愈多，車 ® 輛便愈穩定，而愈穩定的車輛，所需的操控技巧便愈少， 雖然如此，藉由較多的穩定性可以允許較少的操控性來操 作車輪，因而，因為該輪子的數量影響著車輛的操作特 性，故可利用多數個輪子的個別差異性來操控車輛。 一般所知的自行車是將一車架體架設在兩個輪子之 間，一般來說，一部自行車包括裝設在車架上的前輪和後 輪，一座塾設在車架上位在兩輪之間，一對踏板可操作地 與後輪藉由鏈條連設，以及一可用手來操控制的裝置，其 ® 包括把手其可以將與前叉連接的前輪轉向，要操控一自行 車時，騎者身體傾向一側使重心移動到自行車的侧面，同 時轉動把手以導向前叉朝向該側而使重心再回到兩輪的 連線上，自行車是很穩定的因為其重心僅可在側向移動而 且騎者可以傾向前以握住把手。 而單輪車是僅有單一輪子，一般來說，一單輪車包括 ‘一設在單輪上的車架體，一叉體設在下端而座墊設在上 •端，該輪子由一對連接到輪子軸線上的踏板來驅動，單輪 車不需由手來操控並且不需要手控的轉向裝置，而是要利 5 1356787 . 用騎者的腰部扭轉來控制車體，使車體轉向期望的方向， • 以及選擇性地踩動踏板。單輪車不如自行車穩因為其重心 • 會在側向及軸向（向前及向後）上移動，這樣的不穩性使 單輪車相對於自行車需要更多的操控技術。 一具有三個輪子的車輛即為所知的三輪車，一般而 言，其包括三個輪子設車架體上形成一個像馬車般的構 形，有著一個與踏板連接旳較大的前輪以及兩個較小的後 輪。另有一個由手控制的轉向裝置，其包括一把手可以轉 • 動與前輪連接的前叉。這種造型有三點支撐而形成一個平 面，乘坐者坐在車架體且位於兩輪間的座墊上藉由轉動把 手而轉動三輪車的前叉。三輪車更為穩定，因為其中心是 固定的。三輪車需要較操作自行車為少的操控性以及較低 的技術要求。 【發明内容】 本發明是指一個多輪車輛的結構和安置，其車架體可 以選擇性地組接去控制車輛而無需用手操作控制或者其 • 他形式的控制裝置，這種結構和安置產生一個可以操控又 穩定的車柄。因而，這種結構和安置強化了操控性和車輛 的控制性而不用較高的操控技術便可駕馭之。 本發明的車輛包括一前輪，兩後輪，一座墊以使騎者 可向前傾身以運行本車輛，以及一車架體。該車架體包括 一前架體和一個後架體，該前架體由座墊處朝向前輪轉動 •的至少一軸線處延伸並將座墊連接到前輪處，而後架體由 -前架體處向後延伸並將後輪連接到前架體處，該前架體可 轉動地連接到一個位在主要輪體和座墊間的框轉點上。 6 1356787 , 本發明之另一個重點在提供一車輛，其包括一車架體 • 具有連接點以供一轉向組合可以轉動地與之連接，一第一 - 架體由該連接點延伸以及一個第二架體與該第一架體在 一個相異於連接末端連接，一對輪子與該第二架體連接， 一轉向組合在該連接點處可轉動地連接到該車架體並包 括一座墊以使騎者可以前傾來運行該車輛，一叉體與驅動 輪在連接點連接並與座墊固接，該連接點位在驅動輪及座 墊間，當騎者坐座墊上驅動該驅動輪時，本車輛可以向前 • 或向後移動，當一扭力施於座墊時，該座墊和驅動輪便轉 向。 本發明之再一個重點在提供一車輛，其包括一座墊可 以讓騎者身向前使車輛運行，而該座墊可以繞一軸線因應 所施的扭力而轉動。一叉體部份具有一叉體容設一主輪以 及一桿體由該叉體伸至該座墊，以及一架體具有一個關節 部份，其可移動地與座墊在一末端連接，一連接元件由該 關節部份延伸朝向異於主輪的方向，一軸桿於架體的另一 • 端固接於連接元件，一對輔助輪的兩個別端與軸桿的兩端 連接。當座墊轉動時，主輪繞著該軸線轉動。 本發明的這些以及額外的特徵及/或長處將於以下 的詳細說明中提出，該詳細說明可能是由此詳細說明及/ 或可以本發明的實際操作中得以明確。 【實施方式】 ' 以下將配合所附的圖式詳細說明本發明的實施例，其 -相同的元件是以相同的標號表示，以下的實施例說明係依 現有的圖式内容為說明者。 7 Ϊ356787 為了更谷易了解本發明的實施例說明，相對應的方向 且先疋義，所述的前和後係以所述多輪車辅的移動的方向 而S，第一圖令係車輛的右側，後方及向後係以相異於車 輛前進的方向，而上方及向上係指相異於車輛運行所在的 表面，而下方或者向下係是朝向車輛運行所在的表面。 請參看第丨_3圖，本發明的多輪車輛包括一車架體 ^1〇)’該車架體（10)上方設置一座墊（40)，此車架的 刖面疋一主輪（20)，.後面是一對輔助輪（30)。 忒車架體（10)包括兩個車架體，一前架體（ :個後架體⑼，前架體(50)和後架體⑽(方= j選擇性地互換，也就是說，車架體（1〇)可以在一個關 節部（70)樞接以使前架體（5〇)和後架體（6〇)可以分 別相互在—朝向前方的直線上樞轉如第1·3圖所示以及如 第4圖般的轉向，第4圖顯示該車架體具有個別的細度 的轉動範圍》 a該前架體（50)與主輪（2〇)和座墊（4〇)結合，該 前架體（50)包括一座塾桿（52)與一叉體（54)，並與 垂直線（第1圖中以v表示）呈—角度（0 )，例如 度之間’但是角度（Θ )不受這個例示範圍所限制，該叉 體（54)的傾斜角度確保主輪的轉動軸線是相對於第$圖 重心⑹’以及關節部70的縱向方向是向前的。 、第1圖顯不座墊桿（52 )是相對於叉體（54)而懸臂 =伸出’雜臂式的伸出設計可以使騎者調整騎乘高度 或與主輪（20)的轉動軸線間的距離，而不會改變側 向或者縱向的重心位置。只有重心在垂直的方向會改變。 8 該可調整的作用可使騎去 ^^ ^ α θ 者了u更舒適的操控本車輛。而該

的座塾桿疋選擇性的農備。事實上，應了解的是， :絲亦可以設置在一個由關節物)延伸沿著軸線S 行車Γ二在周3的？，中’該座塾桿的高度調整與自 於第二的’這樣的高度調整安排是顯示 再參看第1-3圖，該叉體（54)係以傳統的方式架設 2輪（20)上，例如一個轴體組合，所以當主輪未與地 觸時，其可以自由轉動，該叉體（54)包括一桿體（⑹ 二對相隔的片體（58)’其係由桿體（56)向下併排地 >申，邊片體（58)間距充份而可容置前輪（2〇)於其間， 體（58)具有—連接件以傳統方式設在其下端，例 _藉由片體（58)末端的叉狀結構，該桿體（56)與片 體（58)上端在異於主輪（2〇)的轉動軸線處連接並且向 上與座墊桿（52)連設。 該前架體（5G)經由座墊桿（52)和叉體（54)與座 墊（40)和主輪（2〇)連接以使其共用一固定方位，該共 用的軸線將在會下文中作詳細說明，可使騎者藉由使前架 體（5〇)和後架體（60)可選擇性地相互樞動而改變車 的方向。 平神 該後架體（60 )將前架體（50 )以枢接的方式接設到 輔助輪（30)，後架體（6〇)及關節部（7〇)包括一 元件⑹和一轴(⑷。 連接 11亥關郎部（70)為後架體（60)上的一向前的端部， 其提供第一.架體（50)和第二架體（6〇)相對間可選擇性 1356787 相針Ϊ : 了解這樣的樞轉與將後架體（60) 前架體’而第二架體相當於後架體。_ — 該^部（7G)的操作可以藉由數種已知的安排來達 接方^。’如弟1圖所示’使桿體在一軸承套中轉動的連 節部（70)係位在相對於車輛運行方向的主輪 )轉動軸線的向後的方向的上方’該方向 的右側’如第1圖所示者。 早’⑴ 連接元件（62)與該關節部（7〇)是為固接並由嗜 處即：第2二處向後及向下以-角度…伸至軸(⑷ 二如第2圖所示，應了解’該連接元件（62)的長度， 形狀以及連接角度（p)可以改變由^ :轴線向後相對於前進方向延件以及可使關i部(= 輔助輪（30)間有機構性的連結即可。第㈣的⑷至 (F )孫為非限制性的不同改變。 連接：t 係固接在連接凡件（62 ) -端，應了解該 $可有夕種不同的變化，只要是固接的固定關係即可。 圖的（A )至（D )係為非限制性的不同改變。雖然 如此，軸（64)是為選擇性的，該輔助輪（3〇)可以直接、 〇連接树⑹或者與之相對應的連接元件（62)連接。 8圖的（E )至（F )係為非料彳性的不同改變。 W轴*(64)每一端都有一個輔助輪（3〇)可轉動地與軸 j )連接’該辅助輪（30)可以直接與該軸（64)末端 猎已知的方式連接’例如，一由辅助輪伸出的桿體穿過 1356787 該軸（64 )。 母一輔助輪（30)係位在前架 日士, |此他則示脰、川）的個別一側並 ==同的直徑’該輔助輪（3〇)的直徑較主輪（2〇)的 仏為小，雖然如此，辅助輪亦可以等於或者大於主輪 (20)的直徑’當車辅⑴向前行時，該主輪 ^ ，助輪（30).的轉動轴線為水平並到目互平行者，如第和! 車架體⑽如第4圖般樞轉時，該轉動轴線

如前所述，該車架體（j 〇、执A ,. 士认…、 1⑴）叹在-個位在車輛前端的 輪（20)以及在後端的輔助輪（3〇)上，該輪子如第3 圖所示’提供三個與地面的接觸點（ρι)(ρ2) (p3)，而 三個點構成-平，面，自然較之位在—條線上的二個接觸點 或一個支撐點來得穩定。 如第1-3圖，一曲桿（22)和踏板（24)可選擇性地 設置或成形在前輪（20)的軸上，該曲桿（22)和踏板（24) 可使騎者由腳部施以—個向下的力量於踏板而使主輪 (20)轉動，這樣的轉動動作轉變為車輛向前的直線運 動，另一方面，主輪（20)可以藉由一馬達以習知的方式 來驅動，當主輪（20)被-馬達驅動時，該曲桿（22)和 踏板（24)便可以置足踏墊（圖中未示）來取代。 座墊（40)和前架體（5〇)共同構成一轉向安排，如 前所述’座塾（40)和主輪（2〇)共用一固定的方向，另 外，因為座墊桿（52)和叉體（54)係連接到桿體（56) .處，忒座墊（40)與主輪（2〇)連設的叉體（54)便繞著 該共同的軸線S轉動，如第〗圖所示。當座墊（4〇)以軸 1356787 線s樞轉時，又體（54)亦同，因為這個關係，設在車架 前方的主輪⑵）便可以藉由轉動座塾（4〇)而、 參看第4圖，其顯示本車輛⑴的上視圖，說明由 於座墊（40)依軸線而轉動時，主輪⑺）以· 助輪所作相對應於前架體（5〇)和後架體（6〇)相 對於關卽部（70)的運動，當一騎者操控座塾（4〇)時， 也會因應著轉動，例如，當騎者操控座塾（40) 依轴線（s)而作順時針方向轉動時，如第4圖所示，叉 體（54)也會同向依軸線s轉動，又 :域⑽的方向，在這個情況下，主輪(2。= $ (30)間有著轉動軸線間非平行 樣的移動，配合其他的功能，可使車輛^ 的小角度轉動’例如，第6圖顯示，該車輛 棘=個圓形的迴轉，其半徑為當車輛做角度⑴ = 的兩倍’並且是以内側輪為支點轉動，該 的性能，該未預期的 /…、他車輛刼控上完全不同的經驗。 需把ΐ =:吏騎者更容易保持向前傾的姿態而無 的姿態而不;車輛==吏:者更容易保持嶋 =r 處，：=二=二: 成功地操控，而不向前储你了丁例适叩 平衡和向後倒。傾便向則運行該車輛將會導致失去 第5圖所^係為多種㈣的結構構成了所述實施 12 1356787

例具有的操控性和其穩定性。 如第5圖所示’該錄（4G)係位在高於輪子⑽ 一(30)的位置’並且高於主輪後端的位置使得重量均分在 (30)上。該座墊（40)係至少-部份超 =主輪（20)以及由辅助輪（3〇)所形成柱狀的區域，兮 構型態使得重心⑹在侧面和縱向的位置保持在科 (20) (30)的二個支撐點（ρι) (p2) (p3)之間，這 便強化了穩定性。同時少了第4圖中支樓點（ρι)的邀力 使其容易施-扭力至座塾（4())並使主輪⑺）轉向。 同時，第5圖顯示了關節部（7〇)係位在主輪 :上=主輪的轉動軸線和車輛重心（G)在縱向的位 6舌，當t輛向前運行，該關節部（7 G )是在車輛縱 二=置的前方並且相對於該重心仍保持相同的位置 進方向為何。這使得車輛的穩定性和可預測 ! 生棱问，而降低了騎者所需的操控技巧要求。 所述車輛的操作方式將在以下說明。 战姑要ϋ本車輛Π) ’騎者坐在座墊（4〇)將其腳放在 二）上，使其可以向前傾並達到使車輛（1)自身 擁有向前行走的初步目標。 為達到使車輛自行向前的目的，騎者施—壓力於踏板 (24)並轉動曲柄（22)向第！圖所繪的⑺方向，使 主輪（2〇)也向（F)的方向轉動。該主輪（20)往（F: 轉換成車輛⑴向前的線性運動，相反的，若 丙22)向異於⑺的方向，該主輪（20)向異 ' 方向轉動轉換成車辆⑴向後的線性運動，因而 1356787 該主輪（20)為一驅動輪。 要改變車輛（1)的方向（意指該車 施一扭力於座墊（4〇),此扭力借乂加 、轉向），騎者 , 扭力使月,J木體（50 )和後牟酽 ㈤）有相互的樞轉如第4圖所示， =木體 =度便是車輛轉向的角度量，在這情形;== 力向前或向後運動時，這車輛便轉向了。 4輛有自 要施一扭力於座塾（4〇)，騎者轉動其上 造成車輛以軸線（s)樞轉，而叉體（56)則與座 力 線⑻為中心而樞轉’騎者不需移動其重量 去轉動車_，而是如單輪車般，騎者扭轉其腰部及 和座塾’腳部將輪子轉向預期的方向即可，這與—般的自 仃車:滑板或者揭露於美國第3，_ , 264號專利案的傳 統的三輪車賴作不同，同時，騎者選擇性地踩踏踏板及 傾斜或移動其重量是於車輛運動中保持平衡。 由測試中發現，關節部（70)的定位意外地增加了車 輛（1)的穩定性和操控性，在不同的測試中，申請人改 變角度（0 )和（φ )以改變叉體（54)相對於垂直線（ν) 的相對傾斜角度，其分別在第7圖的（Α)至（C)中展 示。 第7圖的（A )顯示當角度（0 )，即關節部（7〇 )(也 就是前架體50)的角度較小，而關節部（7〇)接近垂直 時’座墊（40)的重心便太向前而不能穩定運行，在這個 態樣下’騎者的重量太過於分配在前輪而較少在後輪。這 14 1356787 / 樣使得當騎者向前傾或者試著突然停止時，騎者和車輛傾 • 向於向前翻覆。 - 第7圖的（B)顯示當角度（<9)大於30度，例如 40度時，騎者很難去控制車輛的平衡。 第7圖的（C )顯示當角度（Θ )為15度到25度間， 例如22度時，車輛（1)如第1-3圖所示，騎者的重量平 均地分配在三個輪子上，騎者便可以在車輛向前行進或突 然停止時向前傾而不致使騎者或者車輛翻覆。同時，在這 • 角度範圍之中，該關節部（70)會很順利地稍微向轉動的 方向傾斜，這使騎者很容易傾身使車輛轉向並保持平衡。 這些展示在第7圖（C)的結果均為當初未預期並且 大大增加了本車輛1的性能，在第7圖（C)的顯示中， 騎者可以在轉90度時傾身並很容易的保持平衡，此時車 輛以内側輪為支轉點以使其轉動半徑僅為車輛寬度的兩 倍，如第6圖所示，這種簡易的操控性及/或意外的實施 方式令本發明車輛較習知車輛有更好的性能。 • 如第9圖（A)及（B)所示，當一騎者操作一如第 1-6圖示的車輛並向前直線運行時，雖然其可能向前傾， 但其身體仍保持直立的平衡位置，當其轉向該車輛時，該 車輛自動地（即自然地和必然地）使該騎者身體傾身向轉 向的方向，這個自動傾身的動作有助於騎者在轉彎時保持 平衡，而如果車輛並未造成騎者向轉彎的方向傾身，該騎 •者便會被其慣性力影響造成失衡而會翻倒。該騎者並非傾 .身來造成這個轉彎，而是其扭動其下半身來樞轉座墊及前 輪使其朝向欲轉彎的方向，然後車輛便自動地將騎者傾身 1356787 / 朝向轉彎，這可以幫助騎者保持的平衡。 在傳統的三輪車中，騎者坐於固設在後向車架的座墊 - 上，當騎者轉動把手使車輛轉彎時，該車輛並不會傾向該 轉彎的方向，與本發明不同，雖然傳統的三輪車在向前直 線行（不轉彎）時較自行車或者單輪車穩定，這是因為其 有三個輪子構成一平面所致，但傳統的三輪車，尤其是馬 達驅動的三輪車更容易在轉彎時翻覆，因為該種車輛轉彎 時並不會傾斜。 • 另外，傳統自行車的騎者必需將其身體傾向要轉彎的 方向以保持平衡，這並非自行的自動功能，反之，一位有 技巧的自行車騎者，如果其轉動自行車的把手但不傾身向 轉彎的方向，則慣性力會在轉彎時將騎者朝向異於轉彎方 向甩開而使其失去平衡。 以上所述騎者於本發明車輛體驗到的自動傾身功能 並未在任何傳統的自行車，三輪車或者單輪車中發現到， 另外，發明人並未預期到這個自動傾身的功能以及因為該 Φ 功/能而在操控上所產生的好處。 雖然本發明的一實施例已被說明及展示，但是應了解 本發明並非僅限於所述的實施例態樣中，反之，雖然該實 施例為一較佳實施例，但針對該實施例所做的任何改變均 不致脫離本發明的精神，本發明的範圍係有申請專利範圍 以及其等效的内容所定義者。 •【圖式簡單說明】 .第1圖為本發明多輪車輛的一實施例的側視圖； 第2圖為第1圖中多輪車輛的後視圖； 16 1356787 第3圖為第1圖中多輪車輛的立體圖； 第4圖為第1圖中多輪車輛於轉動45及9〇度的上視圖； 第5圖為第3圖中之多輪車輛，其顯示車輛的重心的相對 位置，車輪的轉動轴線以及其關節部份； 第6圖顯示第1圖中多輪車輛一些不被期望的操作方式； 第7圖（A) _ (C)顯示當該關節部份被修改時第^圖中 多輪車輛的操作測試狀況； 8圖(A) (F)顯示第丨圖中多輪車輛的多個實施例 及/或其他的實施例；以及 第9圖^)及⑻顯示在第i至第6圖中 車輛自動傾身的功效。 ^月夕輪 【主要元件符號說明】 (22)曲桿 (52 )座塾桿 (56)桿體 (62)連接元件 (1)車輛 (10)車架體 (20)主輪 (24)踏板 (30)辅助輪. (40)座墊 (50)前架體 (54)叉體 (58)片體 (60)後架體 (64 )軸 (70)關節部 17

Claims (1)

13-56787 十、申請專利範圍： 1. 一種多輪車輛包括： 一前輪； 兩後輪， 一座墊，可供一騎者於車輛行進時傾身向前；以 及 一車架體，其包括一前架體和一個後架體，該前 架體由座墊處延伸而朝向前輪的至少一個轉動軸線 並將該座墊連接到該前輪，該後架體由前架體向後延 伸並將後輪連接到該前架體，該兩車架體在主輪和座 墊間的一樞接部樞接；該後架體包括一對連接元件分 別將一後輪連接到該前輪架，或者一曲弧的連接元件 由前架體向後延伸以及一對輔助延伸元件與該曲弧 連接元件之異於前架體的一端連接，該後輪分別與該 輔助延伸元的末端連接。 2. 如申請專利範圍第1項所述珀多輪車輛，其中一重量 施於該座墊係不平均地分配到輪子上，而前輪分配到 較多的重量。 3. 如申請專利範圍第1項所述的多輪車輛，其中該前架 體與後架體可相互樞轉360度的範圍。 4. 如申請專利範圍第1項所述的多輪車輛，其中當車輛 向前行時，該樞接的連接係位在前輪轉動軸線的上方 及後方。 5. 如申請專利範圍第1項所述的多輪車輛，其中該座墊 位在輪體上方並且部份的超越前輪以及由兩後輪形 18 1356787 修正曰期 \切年4>月3/日 成的柱狀範圍。 6. 如申凊專利範圍第1項所述 :向前行時，該主輪係二 ==輪上方以及位在主輪的轉= 早輛重心的縱向位置之間。 7·=請專利範圍第丨項所述的多輪車輛，並中 于時’該柩接的連接係位在車輛縱；重：的前 重心的=車輛向後行時，該拖接的連接係位在車輛 I = = = =所述的多輪車輛，其中_ 9.如申^ 重心位置係為固定的。 柄向别行或者向後行時，當 車輛轉向該樞轉的方向。輪朝向該框轉的方向，而 專利範圍第i項所述的多輪車輔 行時，該植接的連接一直位方於車輛向前 動轴線的後方。 &主輪的上方以及主輪轉 u.專利範圍第i項所述的多輪車輛 =二:主重輪係位在車輛的前方,該枢二ί =方置:對於重心的側向位置是為固定且位在主 12.如申請專利範圍第！項所 體係相對於-垂直線呈向後15·30=^ υ度間的粍圍傾斜。 1356787 • 修正日期 (β 年△ /Iiy 日 - 13. —種多輪車輛包括： • -車架體包括-連接點以供一轉向組合可轉動 地與該連接點組合，-第—架體由該連接點向外延 伸’以及-第二架體與該第一架體在相異於連接點的 一端連接，一對後輪與第二架體組接； 該可旋轉地接設在連接點處的轉向組合包括一 座墊以供一騎者在當車輛行進時前傾，該座墊與懸臂 的方式與桿體連接； " —又體連接到一位在連接點的驅動輪並與座塾 111接’該連接點位在該驅動輪和座墊之間； 當一騎者坐在該座墊上並驅動該驅動輪時，該車 輛向前或者向後行進；以及 當—扭力施於該座墊時，該座墊及驅動輪轉向。 20 1356787 修正曰期 '•£。年6月>7曰 第1圊 V

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