TWI697433B

TWI697433B - 車身耦合機構

Info

Publication number: TWI697433B
Application number: TW108126029A
Authority: TW
Inventors: 曾全佑; 柯耿裕; 陳昱升
Original assignee: 立淵機械股份有限公司
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2020-07-01
Also published as: US20210024166A1; US11338879B2; JP6956834B2; JP2021017242A; ES2958830T3; EP3770051A1; EP3770051B1; EP3770051C0; TW202104000A

Abstract

一種車身耦合機構，用以解決習知車身耦合機構較不易安裝與調校的問題。係包含：一軸桿及一轉動件分別固接至可相對樞轉的第一車架與第二車架，該轉動件可轉動地套接於該軸桿外；一扭轉阻力模組具有左右對稱的兩個力量放大機構，各該力量放大機構連接該第一車架及該轉動件，該兩個力量放大機構之間連接有一緩衝件，以由該緩衝件在受壓抵後經由該兩個力量放大機構傳遞及提供該第一車架與該第二車架的相對扭轉阻力，該扭轉阻力與兩個車架之間的相對轉角成非線性關係變化，且該扭轉阻力曲線可經由調整該緩衝件的預壓而改變。

Description

車身耦合機構

本發明係關於一種車輛部件，尤其是一種設於可相對樞轉的前車架與後車架之間的車身耦合機構。

早期三輪車的車架為一體，因而易於過彎時產生車身側傾的情況，當側傾角度過大時，則會造成車輛翻覆的意外。為此，先有業者將三輪車的車架分為可相對樞轉的前車架與後車架，以於前車架過彎而側傾時，使後車架可不隨前車架側傾，進而初步減少發生車輛翻覆的意外。另，為求騎乘舒適性及便利性等方面的提升，後有業者在可相對樞轉的前車架與後車架之間裝上車身耦合機構，由該車身耦合機構提供前車架與後車架之間的相對扭轉阻力，使車輛低速行駛或停止時，騎乘者的腳不用落地也可維持前車架不傾倒；而車輛高速過彎時，後車架也不易因離心力而翻覆；甚至在騎乘者離開車輛後，仍可維持前車架站立而不傾倒；且車架克服扭轉阻力而相對樞轉後，也可由該車身耦合機構在側傾力變小時提供反作用力，產生輔助側傾車架回正的助力。類似於前述車身耦合機構的數個實施例已揭露於例如中華民國公告第I549857號及第I617483號等專利案當中。

惟，習知的車身耦合機構大多包含多個連桿、滑塊及避震器等構件，因而整體重量重且安裝費時。更重要的是，習知車身耦合機構中的避震器是左、右各有一組，以分別提供車架左傾或右傾時的扭轉阻力；但兩組避震器要分別調整到能提供相同的扭轉阻力是件高度困難的事，故易因兩側扭轉阻力的不同，在駐車狀態下，前車架仍無法相對於後車架呈站直狀態，從而對騎乘舒適性造成影響。

有鑑於此，習知的車身耦合機構確實仍有加以改善之必要。

為解決上述問題，本發明的目的是提供一種車身耦合機構，其構件簡易而可大幅減輕整體重量及提升安裝效率。

本發明的次一目的是提供一種車身耦合機構，其左側及右側的力量放大機構共同連接於同一緩衝件，以於過彎時藉由該兩個力量放大機構的擺動行程差異而壓縮該緩衝件，由該緩衝件對該兩個力量放大機構傳遞及提供第一車架與第二車架的扭轉阻力。

本發明的又一目的是提供一種車身耦合機構，透過相關構件的較佳配置關係或比例，使該車身耦合機構能對車輛提供更佳的騎乘舒適感。

本發明依車輛行駛的方向定義Y方向為前、後向，X方向為左、右向，Z方向為上(頂)、下(底)向；另，本發明全文所述如「內」、「外」、「側面」等方向性或其近似用語，主要係參考附加圖式的方向，各方向性或其近似用語僅用以輔助說明及理解本發明的各實施例，非用以限制本發明。

本發明全文所記載的元件及構件使用「一」或「一個」之量詞，僅是為了方便使用且提供本發明範圍的通常意義；於本發明中應被解讀為包括一個或至少一個，且單一的概念也包括複數的情況，除非其明顯意指其他意思。

本發明全文所述「結合」、「組合」或「組裝」等近似用語，主要包含連接後仍可不破壞構件地分離，或是連接後使構件不可分離等型態，係本領域中具有通常知識者可以依據欲相連之構件材質或組裝需求予以選擇者。

本發明全文所述「連接」或「樞接」等近似用語，除了兩構件直接地相連接或樞接外，亦包含透過另外的構件形成間接地相連接或樞接，係本領域中具有通常知識者可以依據組裝需求予以選擇者。

本發明的車身耦合機構，主要應用於具有可相對樞轉的第一車架與第二車架的車輛中，包含：一軸桿，用以固接至前述的第一車架；一轉動件，用以固接至前述的第二車架，該轉動件可轉動地套接於該軸桿外；及一扭轉阻力模組，由該軸桿與該轉動件產生相對旋轉時帶動，該扭轉阻力模組具有兩個力量放大機構，各該力量放大機構連接該第一車架及該轉動件，且該兩個力量放大機構之間連接有一緩衝件，以由該緩衝件在受壓抵後經由該兩個力量放大機構傳遞及提供該第一車架與該第二車架的相對扭轉阻力，該扭轉阻力與該第一車架及該第二車架之間的相對轉角成非線性關係變化，各該力量放大機構可以具有一搖臂及一連桿件，該搖臂的第一端可以樞接該第一車架，該搖臂的第二端可以樞接該緩衝件，該連桿件的一端可以樞接於該搖臂的第一端與第二端之間，該連桿件的另一端可以樞接該轉動件，各該搖臂樞接該第一車架處具有一第一樞接中心，樞接該緩衝件處具有一第二樞接中心；各該第一樞接中心與對應的連桿件之間具有一第一最短距離，一參考線通過該兩個力量放大機構的第二樞接中心，各該第一樞接中心與該參考線之間具有一第二最短距離；該第二最短距離與該第一最短距離的比值可以為1~5。

據此，本發明的車身耦合機構，其構件簡易，可大幅減輕整體重量、降低成本及提升安裝效率。另藉由使左側及右側的力量放大機構共同連接於同一緩衝件，以於過彎時藉由該兩個力量放大機構的擺動行程差異而壓縮該緩衝件，由該緩衝件對該兩個力量放大機構傳遞及提供相同的扭轉阻力，不僅在駐車狀態下，可確保前、後二車架相對站直；在前、後二車架相對樞轉的過程中，無論是左傾或右傾，該緩衝件都能在相同的傾斜角度下提供相同的回饋路感，讓騎乘者可適當調整側壓力量以提升駕駛安全性，並避免因左、右兩側操控狀況不同而影響騎乘舒適感。

本發明的另一車身耦合機構，主要應用於具有可相對樞轉的第一車架與第二車架的車輛中，包含：一軸桿，用以固接至前述的第一車架；一轉動件，用以固接至前述的第二車架，該轉動件可轉動地套接於該軸桿外；及一扭轉阻力模組，由該軸桿與該轉動件產生相對旋轉時帶動，該扭轉阻力模組具有兩個力量放大機構，各該力量放大機構連接該第一車架及該轉動件，且該兩個力量放大機構之間連接有一緩衝件，以由該緩衝件在受壓抵後經由該兩個力量放大機構傳遞及提供該第一車架與該第二車架的相對扭轉阻力，該扭轉阻力與該第一車架及該第二車架之間的相對轉角成非線性關係變化，各該力量放大機構可以具有一搖臂及一連桿件，該搖臂的第一端可以樞接該第一車架，該搖臂的第二端可以樞接該緩衝件，該連桿件的一端可以樞接於該搖臂的第一端與第二端之間，該連桿件的另一端可以樞接該轉動件，該軸桿具有一旋轉中心，各該連桿件樞接該轉動件處具有一第四樞接中心，一第一基準線通過該旋轉中心與該第四樞接中心；各該搖臂樞接該第一車架處具有一第一樞接中心，一第二基準線通過該第一樞接中心與該第四樞接中心；各該搖臂樞接該連桿件處具有一第三樞接中心，一第三基準線通過該第三樞接中心與該第四樞接中心，該第三基準線可以位於該第一基準線與該第二基準線之間。如此，各該力量放大機構的結構簡易，有助降低整體力量放大機構的重量，並具有降低製造成本及提升安裝效率等功效，且具有使該車身耦合機構能對車輛提供更佳的騎乘舒適感等功效。

本發明的又一車身耦合機構，主要應用於具有可相對樞轉的第一車架與第二車架的車輛中，包含：一軸桿，用以固接至前述的第一車架；一轉動件，用以固接至前述的第二車架，該轉動件可轉動地套接於該軸桿外；及一扭轉阻力模組，由該軸桿與該轉動件產生相對旋轉時帶動，該扭轉阻力模組具有兩個力量放大機構，各該力量放大機構連接該第一車架及該轉動件，且該兩個力量放大機構之間連接有一緩衝件，以由該緩衝件在受壓抵後經由該兩個力量放大機構傳遞及提供該第一車架與該第二車架的相對扭轉阻力，該扭轉阻力與該第一車架及該第二車架之間的相對轉角成非線性關係變化，各該力量放大機構可以具有一搖臂及一連桿件，該搖臂的第一端可以樞接該第一車架，該搖臂的第二端可以樞接該緩衝件，該連桿件的一端可以樞接於該搖臂的第一端與第二端之間，該連桿件的另一端可以樞接該轉動件，該扭轉阻力模組另可以具有一調整件，該兩個力量放大機構樞接於該調整件以間接地與該第一車架連接。如此，該調整件可調整該兩個搖臂對該緩衝件的預壓，以依據不同的騎乘需求或習慣予以調整，具有提升騎乘舒適性等功效。

其中，該第二最短距離與該第一最短距離的比值較佳為2~4.5。如此，具有使該車身耦合機構能對車輛提供更佳的騎乘舒適感等功效。

其中，各該搖臂樞接該緩衝件處具有一第二樞接中心，各該力量放大機構的第三樞接中心可以較鄰近該第一樞接中心而較遠離該第二樞接中心。如此，具有使該車身耦合機構能對車輛提供更佳的騎乘舒適感等功效。

其中，該搖臂可以呈弧形而具有相對的一凹弧面及一凸弧面，該凹弧面朝向該緩衝件。如此，可避免該搖臂與該緩衝件產生干涉，同時亦可降低各該力量放大機構的高度，提供更佳的設計比例。

其中，該搖臂的前側面及後側面可以分別具有一凸座，該連桿件具有二樞接片可以分別樞接於該二凸座。如此，該兩個樞接片可以從前、後向共同連動該搖臂，具有提升該力量放大機構的運動平穩性等功效。

其中，該調整件可以具有一第一定位部結合該第一車架，一第二定位部可垂直位移地結合該第一定位部，一樞接座連接該第二定位部，該二搖臂的第一端樞接於該樞接座。如此，該調整件的結構簡易，具有降低製造成本及提升安裝效率等功效。

其中，該第二定位部可以由至少一螺柱貫穿該第一定位部，並由對應數量的螺帽結合該至少一螺柱，調整該螺帽可調整該第一定位部與該第二定位部的間隙，以調整該二搖臂對該緩衝件的預壓。如此，該調整件可由簡易的結構來調整該二搖臂對該緩衝件的預壓，具有降低製造成本及提升安裝效率等功效。

1:軸桿

2:轉動件

3:扭轉阻力模組

31:力量放大機構

32:緩衝件

33:搖臂

33a:第一端

33b:第二端

331:凹弧面

332:凸弧面

333:凸座

34:連桿件

34a:第一端

34b:第二端

341:樞接片

35:調整件

351:第一定位部

352:第二定位部

353:樞接座

354:螺柱

355:螺帽

D:可調式間距

D1:第一最短距離

D2:第二最短距離

F1:第一車架

F2:第二車架

L1:參考線

L2:第一基準線

L3:第二基準線

L4:第三基準線

P0:旋轉中心

P1:第一樞接中心

P2:第二樞接中心

P3:第三樞接中心

P4:第四樞接中心

R:後輪

T:前輪

〔第1圖〕本發明車身耦合機構的示意圖。

〔第2圖〕本發明一較佳實施例安裝於車輛中的立體結構圖。

〔第3圖〕本發明一較佳實施例的分解立體圖。

〔第4圖〕本發明一較佳實施例的平面圖。

〔第5圖〕本發明一較佳實施例由調整件調整對緩衝件預壓的平面圖。

〔第6圖〕本發明一較佳實施例在車架側傾狀態下的平面圖。

〔第7圖〕本發明一較佳實施例的工作曲線示意圖。

〔第8圖〕本發明一較佳實施例的構件配置關係示意圖。

為讓本發明之上述及其他目的、特徵及優點能更明顯易懂，下文特舉本發明之較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：請參照第1、2圖所示，本發明的車身耦合機構可以安裝於具有前、後可相對樞轉的第一車架F1與第二車架F2的車輛中，且該車輛的輪胎數量不限，本實施例以下茲以安裝於具有一前輪T及兩後輪R的三輪車為例進行說明，但不以此為限。

簡言之，本發明的車身耦合機構主要具有一軸桿1固接至該第一車架F1，一轉動件2固接至該第二車架F2且可轉動地套接於該軸桿1外，一扭轉阻力模組3具有兩個力量放大機構31，各該力量放大機構31連接該第一車架F1及該轉動件2，且該兩個力量放大機構31之間共同連接於同一緩衝件32。如此，該第一車架F1與該第二車架F2相對左傾或右傾時，側傾的運動可以被轉換成該轉動件2與該軸桿1的相對旋轉運動，從而致使該兩個力量放大機構31相對擺動，並藉由該兩個力量放大機構31的擺動行程差異而壓縮該緩衝件32，以提供該第一車架F1及該第二車架F2的相對扭轉阻力；其中，該扭轉阻力可以與該第一車架F1及該第二車架F2之間的相對轉角成一非線性關係變化(請配合參照第7圖所示)，且該車身耦合機構的工作曲線可經由調整該緩衝件32的預壓力而變動。

請參照第2、3圖所示，基於上述技術概念，本發明以下揭示其中一較佳實施例，並以後車架為該第一車架F1，前車架為該第二車架F2為例進行說明；惟不以此限定本發明，本發明的車身耦合機構在其他實施例中，也可以相反裝設。

在本實施例中，該軸桿1可例如大致上固接於該第一車架F1的中心位置，該轉動件2則可轉動地套接於該軸桿1較遠離該第一車架F1的一端外。其中，該軸桿1與該轉動件2的外型及細部構造均可依使用需求予以調整、改變，此為本領域中具有通常知識者可以理解，於此不再逐一詳述，且不以本實施例圖式所揭露之型態為限。

請參照第3、4圖所示，該扭轉阻力模組3係由該軸桿1與該轉動件2產生相對旋轉時帶動。本實施例的扭轉阻力模組3具有兩個力量放大機構31，該兩個力量放大機構31可以呈左右對稱，各該力量放大機構31可以直接或間接地連接(例如銷接)該第一車架F1及該轉動件2。該兩個力量放大機構31之間連接(例如銷接)有一緩衝件32，使該兩個力量放大機構31可共同對該緩衝件32提供預壓；該緩衝件32在受壓抵後可產生輸出力，經由該兩個力量放大機構31傳遞及提供該第一車架F1與該第二車架F2的相對扭轉阻力，且兩側的扭轉阻力相同。

其中，該緩衝件32可例如為一阻尼器、一避震器或一阻尼避震器等，本發明不加以限制。各該力量放大機構31則可以具有一搖臂33及一連桿件34，該搖臂33的第一端33a可以直接或間接地樞接該第一車架F1，該搖臂33的第二端33b可以樞接該緩衝件32；該連桿件34的第一端34a可以樞接於該搖臂33的第一端33a與第二端33b之間，該連桿件34的第二端34b可以直接或間接地樞接該轉動件2。

又，該搖臂33可選擇呈弧形而具有相對的一凹弧面331及一凸弧面332，並由該凹弧面331朝向該緩衝件32；如此，可避免該搖臂33與該緩衝件32產生干涉，同時亦可降低各該力量放大機構31在Z方向上的高度，提供更佳的設計比例。此外，該搖臂33在Y方向上的前側面及後側面可以分別具有一凸座333，本實施例的連桿件34可以具有兩個樞接片341，並由該兩個樞接片341分別樞接於該兩個凸座333，使該兩個樞接片341可以從前、後向共同連動該搖臂33，以提升該力量放大機構31的運動平穩性。

值得一提的是，請參照第3、5圖所示，本實施例的扭轉阻力

模組3可以另具有一調整件35，該兩個力量放大機構31可樞接於該調整件35，以間接地與該第一車架F1相連。詳言之，該調整件35可以具有一第一定位部351結合該第一車架F1，一第二定位部352可垂直位移地結合該第一定位部351，一樞接座353連接該第二定位部352，並使該兩個搖臂33的第一端33a可以分別樞接於該樞接座353。較佳地，該第二定位部352可以由至少一螺柱354貫穿該第一定位部351，並由對應數量的螺帽355結合該至少一螺柱354。

如此，可藉由旋動該螺帽355來調整該第一定位部351與該第二定位部352的間隙，從而由該樞接座353同時下壓或提起該兩個搖臂33的第一端33a，使該兩個搖臂33的第二端33b能夠相對靠近或遠離，而改變該兩個搖臂33第二端33b之間的一可調式間距D，以調整該兩個搖臂33對該緩衝件32的預壓。亦即，該可調式間距D越大，該兩個搖臂33對該緩衝件32的預壓就越小，該緩衝件32所能提供的扭轉阻力較小，可提高車輛轉向靈活性但回正力矩較低；反之，該可調式間距D越小，該兩個搖臂33對該緩衝件32的預壓就越大，該緩衝件32所提供的扭轉阻力較大，可提高回正力矩，因而提高後車架(在本實施例中為前述之第一車架F1)的抗翻能力。故可依據不同的騎乘需求或習慣予以調整。

在其他實施例中，該兩個搖臂33的第一端33a也可以直接樞接至該第一車架F1，使該兩個搖臂33對該緩衝件32的預壓固定而不可調整，但可更簡化該扭轉阻力模組3的結構，降低製造成本及提升組裝效率，故可依據需求選擇是否設置前述的調整件35等構件，此為本領域中具有通常知識者可以理解，不以本發明圖式所揭露之形態為限。

請參照第2、4圖所示，據由前述結構，組裝有本發明車身耦合機構的車輛，可藉由該緩衝件32所提供的扭轉阻力，限制該第一車架F1 與該第二車架F2不會輕易地相對樞轉，更因為抗左傾或右傾的扭轉阻力是由同一個緩衝件32所提供，故車輛在駐車狀態下，不僅不需要扶持前車架(在本實施例為該第二車架F2)，即可維持前車架站立而不相對於後車架(在本實施例為該第一車架F1)傾倒，且前車架更可以相對於後車架呈站直而不歪斜的狀態。此外，當車輛低速行駛或停止時，騎乘者的腳不用落地也可維持前車架不傾倒；車輛高速過彎時，後車架也可維持平穩行駛，不易因離心力而翻覆。

另一方面，請參照第2、6圖所示，組裝有本發明車身耦合機構的車輛欲過彎時，騎乘者可對前車架(在本實施例為該第二車架F2)施予側壓力量，使前車架可相對於後車架(在本實施例為該第一車架F1)左傾或右傾，並藉由該軸桿1及該轉動件2，使側傾的運動可以被轉換成該第一車架F1與該第二車架F2之間的局部旋轉運動。以該第二車架F2向左傾斜為例，當側壓力量克服該緩衝件32的扭轉阻力後，該轉動件2即可相對於該軸桿1轉動，並由該轉動件2連動該兩個力量放大機構31的連桿件34的第二端34b順時針轉動(依圖式所示方向而言)，以透過該兩個連桿件34分別連動該兩個搖臂33；如此，該兩個力量放大機構31可產生相對的擺動，並藉由該兩個力量放大機構31的擺動行程差異而壓縮該緩衝件32，使該兩個搖臂33之間的可調式間距D變小，令該緩衝件32受到壓縮以提供該第一車架F1與該第二車架F2的相對扭轉阻力，及儲備輔助該第二車架F2回正復位的力量。同時，該緩衝件32亦可過濾該第一車架F1的高頻震動，及減緩該第二車架F2向左傾斜的速度，避免該第二車架F2向左傾斜過快而造成騎乘者的不適。相對地，該第二車架F2向右傾斜時，該兩個力量放大機構31所執行動作則與前述相反。

特別要說明的是，在該第二車架F2側傾的過程中，該緩衝件 32所提供的反作用力可以讓騎乘者有出力的回饋感受，讓騎乘者獲得適當的路感，以作為調整側壓力量的參考，提升駕駛安全性。另由於該緩衝件32係受該兩個力量放大機構31共同壓抵，而可在左傾或右傾時提供相同的扭轉阻力，故騎乘者無論是對該第二車架F2施予左傾或右傾的側壓力量，相同的傾斜角度下，其回饋的感受都是相同的，可避免發生因左、右兩側操控狀況不同而造成騎乘舒適感不佳的問題。

此外，請參照第2、7圖所示，為能使車輛的操控性及騎乘舒適感獲得更進一步地提升，較佳使該第一車架F1與該第二車架F2相對的傾斜角度(在本實施例中即為該軸桿1與該轉動件2相對的轉動角度)，與前述扭轉阻力所構成的工作曲線成非線性關係變化。亦即，在傾斜角度尚小(例如小於15度)的時候，該扭轉阻力較小且增加較慢，可避免對傾斜角度太過敏感，造成騎乘舒適感不佳；在傾斜角度較大(例如大於或等於15度)的時候，該扭轉阻力變大且增加較快，使騎乘者不必非常傾斜即可順利過彎並回正，避免騎乘者在過彎時因過度傾斜而傾倒。需特別說明的是，本案第7圖僅用以示意該車身耦合機構的工作曲線趨勢及其非呈線性，並非用以限定傾斜角度與扭轉阻力二者的相對數值。

為使本實施例的車身耦合機構能提供更佳的騎乘舒適感，以下提供相關構件的較佳配置關係或比例。其中，請同時對照第4、8圖，該軸桿1具有一旋轉中心P0；各該搖臂33樞接該第一車架F1處具有一第一樞接中心P1，樞接該緩衝件32處具有一第二樞接中心P2，樞接該連桿件34處具有一第三樞接中心P3；各該連桿件34樞接該轉動件2處具有一第四樞接中心P4。一參考線L1通過該兩個力量放大機構31的第二樞接中心P2；各該力量放大機構31具有一第一基準線L2通過該旋轉中心P0與該第四樞接中心P4，一第二基準線L3通過該第一樞接中心P1與該第四樞接中心P4，一第三基準線L4通過該第三樞接中心P3與該第四樞接中心P4。

例如但不限制地，各該第一樞接中心P1與對應的連桿件34之間具有一第一最短距離D1，各該第一樞接中心P1與該參考線L1之間具有一第二最短距離D2，該第二最短距離D2與該第一最短距離D1的比值(D2/D1)可以為1~5，較佳為2~4.5。又，該第三基準線L4較佳位於該第一基準線L2與該第二基準線L3之間；更佳地，各該力量放大機構31的第三樞接中心P3較佳較鄰近該第一樞接中心P1而較遠離該第二樞接中心P2。

綜上所述，本發明的車身耦合機構，其構件簡易，可大幅減輕整體重量、降低成本及提升安裝效率。另藉由使左側及右側的力量放大機構共同連接於同一緩衝件，以於過彎時藉由該兩個力量放大機構的擺動行程差異而壓縮該緩衝件，由該緩衝件對該兩個力量放大機構傳遞及提供相同的扭轉阻力，不僅在駐車狀態下，可確保前、後二車架相對站直；在前、後二車架相對樞轉的過程中，無論是左傾或右傾，該緩衝件都能在相同的傾斜角度下提供相同的回饋路感，讓騎乘者可適當調整側壓力量以提升駕駛安全性，並避免因左、右兩側操控狀況不同而影響騎乘舒適感。

雖然本發明已利用上述較佳實施例揭示，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者在不脫離本發明之精神和範圍之內，相對上述實施例進行各種更動與修改仍屬本發明所保護之技術範疇，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。