TWI566975B - 傾車系統及三輪車 - Google Patents

Description

傾車系統及三輪車

本發明係提供一種傾車系統，特別係指一種應用於三輪車之傾車系統。

近年來，能源缺乏，石油危機，再加上環保意識的抬頭，電動機車越來越被人們看重。電動機車是一種乾淨、節省能源的運輸工具，但是目前市面上的電動機車，都面臨同樣的問題，即續航力太低的缺點。此缺點使得電動車沒有受到消費者的普遍青睞。針對續航力低的缺點，最直接的改善方法即是增加電池數量。但就二輪車的角度而言，電池數量越多，車身越重，騎乘或無動力移位也就越困難。

因此本案發明人提供三輪車之結構以解決電動機車過重造成騎乘不易之問題，然而傳統之三輪車於轉彎、傾車之動作並不靈敏，使用者並無法騎乘三輪車如二輪車。

本發明係欲解決三輪車傾車、轉彎不靈敏之問題。

為達到上述目的，本發明提供一種三輪車傾車系統，其係應用於一三輪車，三輪車包括一前車身及一後車身，前車身包括一前輪，後車身包括兩後輪，三輪車傾車系統連接前車身及後車身，傾車系統包 括一軌道組件及一滑座組件，軌道組件呈弧形，滑座組件可滑動地設置於該軌道組件。

藉由上述實施例，本發明傾車系統至少具有以下優點：藉由軌道組件與滑座組件連接前車身及後車身，使得三輪車於轉彎時可單獨令前車身傾倒，令後車身保持穩定。

1‧‧‧三輪車

10‧‧‧前車身

11‧‧‧前輪

12‧‧‧龍頭

13‧‧‧坐墊

20‧‧‧後車身

21‧‧‧後輪

22‧‧‧驅動裝置

23‧‧‧電源

5‧‧‧傾車系統

50‧‧‧軌道組件

51‧‧‧弧形軌道

511‧‧‧上接觸面

512‧‧‧下接觸面

513‧‧‧凹槽

513a‧‧‧內壁

52‧‧‧肋板

521‧‧‧固定塊

60‧‧‧滑座組件

61‧‧‧滑座主體

611‧‧‧滑座架

611a‧‧‧支撐柱

612‧‧‧底板

62‧‧‧滾輪組

621‧‧‧上滾輪

622‧‧‧下滾輪

623‧‧‧側滾輪

623a‧‧‧連接件

623b‧‧‧輪體

624‧‧‧連接軸

625‧‧‧滾輪軸

70‧‧‧傾車定位機構

71‧‧‧碟煞片

72‧‧‧夾持件

L‧‧‧傾車軸線

F‧‧‧重力負載

圖1係本發明三輪車之立體示意圖。

圖2係本發明三輪車傾車系統之立體示意圖。

圖3係本發明三輪車傾車系統之分解示意圖。

圖4係本發明三輪車傾車系統之部分組合示意圖。

圖5係本發明三輪車傾車系統之圖2的A-A剖面線的剖面示意圖。

圖6係本發明三輪車傾車系統之傾車示意圖。

圖7係本發明三輪車之傾車示意圖。

為能讓 貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。

如圖1所示，本發明提供一種三輪車1，尤指一種電動三輪車1。本發明之三輪車1具有一前車身10、一後車身20及一傾車系統5，傾車系統5連接前車身10及後車身20，並利用其機構設計，令前車身10係可相對後車身20擺動地連結。前車身10具有一前輪11、一龍頭12及一坐墊13，龍頭12係用以控制車身，為令圖面較易觀看，省略顯示前車身 10之習知部分結構。後車身20具有一對後輪21、二驅動裝置22及至少一電源23，意即三輪車1之多數重量係集中於後車身20，且三輪車1以後車輪21驅動。

參圖2及圖3所示，傾車系統5包括一軌道組件50、一滑座組件60及一傾車定位機構70。軌道組件50包括一對弧形軌道51及一肋板52，肋板52呈ㄇ字型，肋板52以前後垂直平面連接兩弧形軌道51，以維持整體軌道組件50的結構、剛性及強度。每一弧形軌道51包括一上接觸面511及一下接觸面512，並於上接觸面511及下接觸面512之間設有一凹槽513，凹槽513開口係設置於外側(遠離另一弧形軌道51的一側)。弧形軌道51之弧線所形成之平面的法向方向係與地面大致平行，此效果於後敘述。參圖5所示，凹槽513具有一對內壁513a，內壁513a由外向內其厚度增加，換而言之，靠近凹槽513開口之內壁較薄，凹槽513靠近底部之內壁較厚。肋板52上設有複數固定塊521。

參圖2所示，滑座組件60包括一滑座主體61及一對滾輪組62，滾輪組62係設置於滑座主體61上。滑座主體61包括一對滑座架611及一底板612，底板612連接兩滑座架611。滑座架611設有一段支撐柱611a，兩支撐柱611a呈V型設置。兩滾輪組62分別設置於兩滑座架611，每一對滾輪組62包括一對上滾輪621、一對下滾輪622及一對側滾輪623。以下敘述為一滾輪組62與一滑座架611之配對設置。上滾輪621及下滾輪622設置於滑座架611之內側(靠近另一滑座架611之一側)，且兩上滾輪621分別設置於兩支撐柱611a，兩側滾輪623分別設置於兩支撐柱611a的邊緣。側滾輪623包括一連接件623a及一輪體623b，輪體623b與連接件623a耦接，輪體623b以耦接處為軸相對連接件623a轉動。連接件623a與支撐柱611a的邊緣耦接，連接件623a可相對支撐柱611a轉動。滾輪組625還 包括一對連接軸624及一對滾輪軸625。連接軸624穿設上滾輪621，滾輪軸625穿設下滾輪622，令上滾輪621及下滾輪622穩固地設置於對應之滑座架611。並由圖3可見，連接軸624係共同連接兩滑座架611的上滾輪621，其可避免兩滑座架611於過程中向外分離。

傾車定位機構70包括一碟煞片71及一夾持件72，夾持件72係可調整地夾持碟煞片71。

以上為各組件之個別介紹，以下敘述各組件之間之設置關係。

參圖4所示，滑座組件60套設於軌道組件50，確切而言，係兩滑座架611分別設置於兩弧形軌道51之外側，上滾輪621分別對應接觸於弧形軌道51的上接觸面511，下滾輪622分別對應接觸於弧形軌道51的下接觸面512，側滾輪623對應地設置於弧形軌道51的凹槽513，側滾輪623之輪體623b接觸於凹槽513之底部。如前述，滑座架611的兩支撐柱611a係呈V形設置，當滑座組件60套設於軌道組件50上時，兩支撐柱611a的延伸方向對應弧形軌道51的半徑方向，意即上滾輪621及下滾輪622分別與上接觸面511及下接觸面512之間的正向力對應於弧形軌道51的半徑方向，即正向力與支撐柱611a大致平行，此設置可避免兩支撐柱611a因彎矩而變形，使得滾輪組件60於弧形軌道51可作最有效之滑動。

碟煞片71固定於軌道組件50的固定塊521，使得碟煞片71有距離地靠近一側弧形軌道51，夾持件72設置於連接軸324。

於本發明實施例中，滑座組件60連接前車身10，而軌道組件50連接於後車身20，使得三輪車1劇烈減速時，有效降低滑座組件60所承受前車身10之推力所產生之力矩，避免產生力矩。然而傾車系統5與前 車身10、後車身20之連結應不以此為限，因應設計需求之考量，亦可令滑座組件60連接後車身20，軌道組件50連接前車身10。

上述為軌道組件50、滑座組件60及傾車定位機構70之間的位置關係，以下敘明彼此之作動關係，並說明三輪車1之操作關係。

參圖3、圖6及圖7所示，藉由滾輪組62與上接觸面511及下接觸面512的接觸，滑動主體61係可相對弧形軌道51滑動，並且滑座組件60與前車身10連接，軌道組件50與後車身20連接，當使用者操縱龍頭12傾倒前車身10時，前車身10即帶動滑座組件60，使得滑座組件60相對軌道組件50滑動，後車身20不隨前車身10傾倒。

如前述，傾車定位機構70分別連接軌道組件50及滑座組件60，藉由夾持件72可選擇地夾持碟煞片71，令滑座組件60可相對靜止於軌道組件50。於本發明實施例中，傾車定位機構70係藉由一電子控制模組(圖未示)調整夾持件72是否夾持碟煞片71。於本發明實施例中，電子控制模組設定有一第一預定速度及一第二預定速度，第一預定速度係由7~10km/hr範圍內選定之一數值，第二預定速度係由4~7km/hr範圍內選定之一數值，第一預定速度大於第二預定速度。當三輪車1加速至高於第一預定速度，即於高速狀態下，夾持件72與碟煞片71分離，因此滑座組件60可相對軌道組件50滑動，前車身10可傾斜，傾斜的前車身10可供三輪車1轉彎時抵抗離心力之需要。

當三輪車1減速至低於第二預定速度，電子控制模組控制夾持件72夾持碟煞片71，滑座組件60不可相對軌道組件50滑動，前車身10不相對後車身20再移動，使用者不需將雙腳落地以保持三輪車1平衡。換而言之，夾持件72與碟煞片71的夾緊與分離，其改變臨界速度並不相同，當三輪車1於低速加速至高速時，其改變臨界速度為第一預定速 度，當三輪車1於高速減速至低速時，其改變臨界速度為第二預定速度。第一預定速度大於第二預定速度，即避免三輪車1速度於改變臨界速度附近浮動時造成傾車定位機構70不必要之變動。

三輪車1於靜止狀態時，夾持件72同樣夾持碟煞片71，因此三輪車1不易傾倒。於本發明實施例中，當三輪車1由低速狀態進入高速狀態，夾持件72係緩慢地放開碟煞片71，反之，當三輪車1由高速狀態進入低速狀態，夾持件72夾持碟煞片71，夾持件72放開及夾持碟煞片71之快慢可藉由電子控制模組調整，以避免過快地鎖緊或放鬆造成行駛之安全問題。並且如前述，三輪車1之重量多集中於後車身20，具有雙後輪21的後車身保持平衡不傾倒，係可令三輪車1之過彎較不費力且安全。

以下定義前輪11與兩後輪21觸地點連線構成之三角形為穩定三角形，該穩定三角形具有一縱向中線，此穩定三角形應為一等腰三角形，其縱向中線通過前輪11觸地點。當三輪車1於過彎時，若前車身10之重力及過彎產生的離心力之合力方向超出穩定三角形，即會造成前車身10不穩，可能翻覆。並且參圖1、圖3及圖7所示，兩弧形軌道51的的上接觸面511和下接觸面512互相平行；本領域之通常知識者應可理解，兩個互相平行的軸對稱曲面會具有相同的軸線，因此上接觸面511的軸線和下接觸面512的軸線是重疊的，因此上接觸面511和下接觸面512具有一共同軸線，該共同軸線即為一傾車軸線L。兩弧形軌道51之弧線所在之平面的法線方向大致平行於穩定三角形的縱向中線，因此傾車系統5之傾車軸線L平行於穩定三角形的縱向中線。並且，弧形軌道51之設置可令傾車軸線L貼近地面。於本發明實施例中，當傾車軸線 L完全平行穩定三角形的縱向中線，傾車系統5之最大傾斜角大致為30度，意即滑座組件60於弧形軌道51的中央向兩側滑行30度。

藉由本發明之三輪車1之傾車軸線L係平行且靠近於穩定三角形的縱向中線，使得前車身10之合力方向係幾乎永遠通過穩定三角形的縱向中線，因此前車身10永遠為穩固之狀態。即使轉彎時離心力過大或路面不平造成後車身20欲翻覆，前車身10之穩定性係可拉住後車身20，避免後車身20輕易翻覆。換而言之，本發明之三輪車1可藉由較窄的穩定三角形達到車身所需之穩定度，意即不須藉由較寬之兩後輪21之間寬度達到所需之車身穩定度。因此，藉由傾車軸線L貼近且平行穩定三角形的縱向中線，係可縮窄兩後輪21之寬度，避免傳統三輪車1兩後輪寬度過寬的問題。

上述為三輪車1之動態敘述，以下說明各組件之間的作用力關係。

參圖1所示，傾車系統5的位置大致位於坐墊13下方，使用者乘坐於坐墊13時會產生重力負載F，為便於敘述，定義三輪車1之xyz座標如圖1。重力負載為y方向向下之力量，此重力和前輪11承受地面的反作用力，使得傾車系統5承受來自前車身10的-z方向力矩，反之傾車系統5承受來自後車身20之+z方向的力矩。本發明之傾車系統5係將兩弧形軌道51平行設置以形成軌道組件50，即分離的雙軌道設計，其可抵抗傾車系統5承受彎矩之變形。

參圖5所示，如前述，凹槽513之壁513a係由外向內增厚，使得弧形軌道51的凹槽513之壁靠近外側的一端厚度較薄，靠近內側的一端之厚度較厚。當軌道組件50及滑座組件60承受彎矩時，滑座組件60整體傾斜，上滾輪621及下滾輪622隨滑座組件60之傾斜移動，當前車身10受到推力向上，靠近後車身20之上滾輪621及下滾輪622下沉，靠近前 車身20之上滾輪621及下滾輪622上抬，因此靠近後車身20之弧形軌道51的上接觸面511受到上滾輪621下沉之壓迫。以下說明後車身20之上滾輪621及上接觸面511之間關係，若弧形軌道51於上滾輪621下沉時，無法變形仍保持平面，則上滾輪621僅與上接觸面511之外側接觸，使得上接觸面511之外側承受較大應力，減短弧形軌道51之壽命。然而，藉由凹槽513之壁513a係由外向內增厚，使得壁513a可隨著上滾輪621之下沉變形，使得上滾輪621與上接觸面511之間之接觸面積較多，避免前述應力集中之問題，以增加弧形軌道51之使用壽命。靠近前車身10之下滾輪622及下接觸面512之間的作用力關係，與前述大致相同。凹槽513之設置，使得弧形軌道51於保有所需慣性矩的前提下，減少弧形軌道51的整體重量。

參圖1及圖2所示，當前車身10及後車身20固定(即夾持件72夾持碟煞片71)時，後車身20受到一側之外力，傾車系統5產生一y方向力矩。軌道組件50隨後車身20產生一y方向的旋轉，使得軌道組件50產生撐開滑座主體61之力。藉由兩滑座架611上之側滾輪623分別抵於弧形軌道51之外側，以防滑座主體61變形，並且藉由側滾輪623的連接件623a係可相對滑座架611的轉動，側滾輪623與凹槽513之間並非單點支撐，避免弧形軌道51的表面應力集中。同時底板612亦可抵抗兩滑座架611受到軌道組件51撐開之力。

綜上所述，本發明所提供之傾車系統至少具有以下優點：藉由軌道組件與滑座組件連接前車身及後車身，使得三輪車於轉彎時可單獨令前車身傾倒，令後車身保持穩定。

本實施方式僅例示本發明之較佳實施例，為避免贅述，並未詳加記載所有可能的變化組合。然而，本領域之通常知識者應可理解，上 述各模組或元件未必皆為必要。且為實施本發明，亦可能包含其他較細節之習知模組或元件。各模組或元件皆可能視需求加以省略或修改，且任兩模組間未必不存在其他模組或元件。

需注意的是，上述僅為實施例，而非限制於實施例。譬如此不脫離本發明基本架構者，皆應為本專利所主張之權利範圍，而應以專利申請範圍為準。

1‧‧‧三輪車

10‧‧‧前車身

11‧‧‧前輪

12‧‧‧龍頭

13‧‧‧坐墊

20‧‧‧後車身

21‧‧‧後輪

22‧‧‧驅動裝置

23‧‧‧電源

5‧‧‧傾車系統

L‧‧‧傾車軸線

F‧‧‧重力負載

Claims (17)

1. 一種三輪車傾車系統，其係應用於一三輪車；該三輪車包括一前車身及一後車身；該前車身包括一前輪，該後車身包括兩後輪；其中定義該前車輪與該二後輪的觸地點連線形成一穩定三角形，該穩定三角形具有一縱向中線，且該縱向中線通過該前車輪的觸地點；該三輪車傾車系統連接該前車身及該後車身，該傾車系統包括：一軌道組件，該軌道組件呈弧形，該軌道組件包括至少一弧形軌道，該弧形軌道包括一上接觸面及一下接觸面，該上接觸面和該下接觸面具有一共同軸線，該共同軸線形成該軌道組件的一傾車軸線，該傾車軸線與該穩定三角形的縱向中線大致平行；以及一滑座組件，可滑動地設置於該軌道組件。
2. 如請求項1所述之三輪車傾車系統，其中該軌道組件的該傾車軸線貼近一地面。
3. 如請求項2所述之三輪車傾車系統，其中該滑座組件包括一滑座主體及至少一滾輪組，該滾輪組可轉動地設置於該滑座主體，該滾輪組可滑動地抵靠於該軌道組件。
4. 如請求項3所述之三輪車傾車系統，其中該滑座主體包括一對滑座架，該滾輪組的數量為二，每一該滑座架分別設置一該滾輪組，每一該滾輪組分別包括至少一上滾輪及至少一下滾輪，該至少一弧形軌道的數量為一對，每一該上滾輪分別對應接觸同一側之該弧形軌道的該上接觸面，每一該下滾輪分別對應接觸同一側之該弧形軌道的該下接觸面。
5. 如請求項4所述之三輪車傾車系統，其中該軌道組件連接於該後車身，該滑座組件連接於該前車身。
6. 如請求項5所述之三輪車傾車系統，其中該滑座組件係可滑動地套於該軌道組件，每一該滾輪組還包括一側滾輪，該側滾輪分別抵於該軌道組件的外側。
7. 如請求項6所述之三輪車傾車系統，其中每一該弧形軌道的外側還設有一凹槽，每一該側滾輪分別對應地設置於該凹槽。
8. 如請求項7所述之三輪車傾車系統，其中每一該滑座架包括一對支撐柱，該對支撐柱的延伸方向對應該弧形軌道的半徑方向，每一該滾輪組分別設置於該支撐柱。
9. 如請求項8所述之三輪車傾車系統，其中該滑座主體更包括一底板，該底板連接於該對滑座架。
10. 如請求項9所述之三輪車傾車系統，其中該凹槽具有一對內壁，該對內壁向內增厚。
11. 如請求項10所述之三輪車傾車系統，其中該側滾輪包括一連接件及一輪體，該連接件係可轉動地連接於對應的該支撐柱，該輪體可轉動地連接於該連接件。
12. 如請求項11所述之三輪車傾車系統，其中該軌道組件還包括至少一肋板，該肋板連接該對弧形軌道。
13. 如請求項12所述之三輪車傾車系統，還包括一傾車定位機構，該傾車定位機構連接於該滑座組件及該軌道組件，用以選擇性地停止該滑座組件相對該軌道組件滑動。
14. 如請求項13所述之三輪車傾車系統，其中該傾車定位機構包括一碟煞片及一夾持件，該碟煞片設置於該軌道組件，該夾持件設置於該滑座組件，該夾持件係可調整地夾持於該碟煞片。
15. 如請求項14所述之三輪車傾車系統，其中該肋板的一側設有複數固定塊，該碟煞片固定於該些固定塊。
16. 如請求項15所述之三輪車傾車系統，其中當該三輪車的時速加速至高於一第一預定速度，該夾持件可調整快慢地放鬆該碟煞片，當該三輪車的時速減速至低於該第二預定速度，該夾持件可調整快慢地夾緊該碟煞片。
17. 一種三輪車，包括：一前車身；一後車身；以及一如請求項1至16所述之傾車系統。