TWI729055B - 傾斜式機動車輛及其前導向架 - Google Patents

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安德烈 拉法利
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Abstract

一種機動車輛(4)包括一前導向架車架(16)，及藉由一活節平行四邊形(20)而以運動式連接至前導向架車架(16)之一對前輪(10'，10")。活節平行四邊形(20)包括一對橫構件(24'，24")，其關於複數個中間鉸鏈(28)而以鉸鏈連接至前導向架車架(16)。橫構件(24'，24")係藉複數個立柱(48，48'，48")在對立橫向末端(40，44)處而連接在一起，該等立柱係在複數個側向鉸鏈(52)處樞接至橫向末端(40，44)。每一立柱(48'，48")皆從一上方端(60)延伸至一下方端(64)，上方端(60)面朝上方橫構件(24')，且下方端(64)面朝下方橫構件(24")，橫構件(24'，24")與立柱(48)界定活節平行四邊形(20)。前導向架(8)包括一轉向桿(70)，其以機械式聯結至把手，其中轉向桿(70)在對立之側向末端(71，72)之間延伸，該轉向桿係在該等對立側向末端處以機械式連接至每一車輪(10'，10")之車輪支持元件(73，74)，且該等車輪支持元件接合至立柱(48'，48")，以控制前輪(10'，10")環繞各自轉向軸(S'-S'，S"-S")之旋轉。較優地，在側向末端(71，72)處，轉向桿(70)係藉由一第一及一第二滾動鉸鏈 (75，76)、且藉由分別與第一及第二滾動鉸鏈(75，76)正交之一第一及一第二轉向鉸鏈(77，78)，而以機械式連接至每一車輪支持元件(73，74)，其中滾動鉸鏈(75，76)與中間鉸鏈(28)平行且位於相距一距離處，該距離與每一橫構件(24'，24")側向鉸鏈(52)之間的距離相等，及該等滾動鉸鏈與該等側向鉸鏈係沿立柱(48'，48")對正，其中，在該等車輪呈筆直且與前行方向平行之狀態下，第一及第二轉向鉸鏈(77，78)配置成，與橫構件(24'，24")在縱向方向(X-X)上偏置，使得關於與地面平行之一投影平面(Q)，接合轉向軸(S'-S'，S"-S")、與第一及第二轉向鉸鏈(77，78)之筆直線(F，G)，將在通過車輛中心線平面(M-M)之一地面上後輪支持點(V)處相交。

Description

傾斜式機動車輛及其前導向架
本發明關於一種傾斜式機動車輛及其前導向架。
已知技藝中存有三輪機動車輛，其具有一後驅動輪，及二轉向且傾斜輪、即在前端滾動或偏斜者。
因此，該後輪意欲提供扭矩、且因此容許牽引，同時成對之前輪意欲提供車輛之定向性。
使用二前輪而非二後輪，將容許避免插入一扭矩傳輸差速器。如此，將達成後車軸之成本與重量降低。
前導向架處之成對車輪除轉向外，亦可傾斜且滾動。如此，相較於後車軸處具有二車輪之三輪車輛，前導向架處具有二車輪之車輛因正如同機車能夠在轉彎時傾斜，而與實際機車等效。
然而，相較於具有僅二車輪之機動車輛，此類在前導向架上具有二成對車輪之車輛，將藉與汽車所提供者相似之前輪雙重支撐於地面，而確保具有較大之穩定性。
此等前輪係藉由運動學機構，而以運動式互相連接，此等機構譬如經由活節平行四邊形介入，而確保同步且鏡 射式之相同滾動及/或轉向。
特別地，為駕駛一具有二前輪之車輛，把手之旋轉必須與該等車輪者連接，此等旋轉因此即使在轉向運動下，仍互相連接。
原則上，可藉單一轉向桿、或二個來連接該等車輪，且在二轉向桿之情況下，可使用關於車輛中間平面對稱設置之二完全相同桿件，或者可設置一第一桿來將轉向裝置連接至單一車輪、及一第二桿將二車輪彼此連接。
每一各別車輪實施之實際轉向角通常並非僅取決於藉轉動把手表達之駕駛人期望，且亦取決於滾動或彈簧懸吊(亦稱作搖動)運動對車輪轉向之交互作用。將此交互作用稱為轉向修正，且有時刻意地將其用於改變車輛之行為。例如，該修正利用轉向齒數比可輔助過濾駕駛人所察覺者的特性，補償通常經簡化之懸吊所支配的車輪運動。
轉向系統之幾何定義因此對車輛良好動態行為非常必要，特別當車輛滾動時尤然。車輪具有將不完美轉向設計所衍生之無用運動加以增強的特別延伸運動，因此通常儘可能大地限制轉向修正。
在先前技藝中，連接滾動前導向架之車輪轉向裝置的最普遍方式為，將轉向鉸鏈置於車輪上，使其在容許滾動之平行四邊形橫向側處具有相等輪距，其中該等轉向鉸鏈連接至追隨該平行四邊形之一系統-倘平行四邊形未中斷，則具有單一桿件，或者倘平行四邊形中斷，則具有雙桿件。實際上，這將由在現存之一平行四邊形增加一完全相同側邊而構成。
因此，通常與車輪之連接係藉由一球面鉸鏈、或一對互相附隨之圓柱鉸鏈達成，以容許滾動與轉向二者，其中該等圓柱鉸鏈位於與車輛中間平面平行之一平面中。此類鉸鏈可具有任何相對角度，但最合宜之選擇為，使該等者相互正交、且與滾動及轉向軸平行，而選擇性地為該等運動而旋轉。
結果，實現與滾動或彈簧懸吊運動去耦之轉向輪係一已知結構設計(由同一申請人用於譬如稱作MP3之車輛中)，其具有以相同角度轉向複數車輪之特徵。此連接設計具有二分離之瞬時旋轉中心而在地面上拖拉該等車輪，因此在運動學上屬不正確。此效應將增加在輪胎上之磨耗，且導致轉向將在其相距前輪與後車軸(具有一或二個車輪)具有一共同即時彎曲中心之理想運動學轉向狀態愈遠時，變得愈困難，且此效應、及輪胎與地面之間的地面摩擦力將隨車道及轉向角度增加而加大。
然在汽車中，常見運動學轉向，即使在一些車輛前導向架範例中，當譬如希望利用前端之增加抓力來補償後端處之不平衡重量分佈而具有平行車輪轉向時亦然。特別地，自19世紀起，已知一近似運動學轉向之運動機構，倘置於前車軸後方時則稱為Jeantaud、或倘置於該車軸前方時則稱為Ackermann(阿克曼)。這意味與前車軸平行地、且相距任何距離處設置轉向桿，只要其末端處之鉸鏈位於接合各別前輪與後車軸中心(在三輪車輛中為單一後車輪之中心)的筆直線上即可。
第1c圖中概略顯示依據Jeantaud及阿克曼運動學 轉向之三輪車輛結構範例，其中具有二前輪及一後輪。
由於汽車不具有巨觀滾動，因此該示圖通常以平面示圖表達，而在不是滾動車輛之情況下，此示圖仍表達具有極有限角度之滾動情況。當滾動角度增加時，此示圖將因車輪支撐在地面所在處之三角形將變形，而變得更複雜，其中該等車輪依據滾動平行四邊形所施加之角度而垂直運動(結果內側輪相關於車架「抬升」，且外輪「落下」)，及瞬時旋轉中心將失去唯一性，反而呈現零滾動。
倘該球面鉸鏈或成對圓柱鉸鏈(與一球面鉸鏈等義)之中心位於運動學轉向所建議之車輪側，則轉向桿之長度採用一不同於平行四邊形寬度之數值(在從轉向軸朝後之Jeantaud中較低/在阿克曼、即由轉向軸朝前設置者中較高)，以在轉向與滾動之間建立一連結，且此種差值愈大，該連結變得愈高。
例如，想像在前視圖中裝配有平行四邊形之一車輛滾動，則該平行四邊形之最短桿件將在前端處造成該等車輪之一開孔。
結果，在汽車工業中，由於低車輛滾動角並非意味轉向與滾動之間耦合而損害車輛之動態行為，因此Jeantaud或阿克曼解決方案在輪胎磨耗及阻力、即致動轉向之困難度方面，係屬有效。明顯地，此類參數在滾動角度、及因此對應之轉向與滾動耦合遠較大、且完全不可忽略之傾斜車輛中，反而關鍵重要。此外，在汽車中可對使用者適當掩飾之增加磨耗及轉向剛度，對機車而言反而無法接受。事實上，汽車車輪具有大約四倍於機車之耐用時間，且關於轉向，汽車現在普遍運用 動力轉向系統，實際上抵銷任何增加之施力(部份施力並未施加至機車)。
因此，汽車工業中已知之運動學轉向解決方案，顯然無法不加改變即適應於三輪傾斜機車之領域。
尤其，請注意傾斜三輪機車係設計成，提供使用者二輪機車之操控，同時有四輪車輛之穩定性及安全性。
由於較大穩定性需存有相較於二輪機動車輛之額外元件(譬如第三車輪及其相對之運動機構)，而這將無可避免地壓低車輛之結構，因此該二既定目標係對立者。
此外，存有「僅」三個車輪無法必然保證四輪車輛之穩定性及抓地力。
因此，必須發展一種可調和此等對立目的，同時確保穩定性與操控、及可靠性與低成本的三輪車輛。
為達成此等目的，必須發展車架或前導向架之前部、及傾斜與轉向前輪之轉向機構的特定幾何，以在該等前輪之轉向與傾斜運動中支持該等前輪，同時確保安全性、穩定性、可靠性，但亦靈活操縱、以有限施力使用、且提供使用者良好操控。
為解決前述問題，前導向架上具有二車輪之三輪車輛技藝中，迄今已採取許多解決方案。
此類先前技藝解決方案，無法將上述之穩定性及操控需求最佳化。
因此，咸認為需要解決關於先前技藝提及之缺點 與限制。
此類目的將藉由一種如申請專利範圍第1項之機動車輛達成。
4‧‧‧機動車輛
6‧‧‧車架
8‧‧‧前導向架
10‧‧‧前輪
10'‧‧‧前輪
10"‧‧‧前輪
12‧‧‧後輪(後車軸)
13‧‧‧後車軸車架
14‧‧‧後驅動輪
16‧‧‧前導向架車架
20‧‧‧活節平行四邊形
24‧‧‧橫構件
24'‧‧‧橫構件
24"‧‧‧橫構件
28‧‧‧中間鉸鏈
32‧‧‧前樑
40‧‧‧橫向末端
44‧‧‧橫向末端
48‧‧‧立柱
48'‧‧‧立柱
48"‧‧‧立柱
52‧‧‧側向鉸鏈
56‧‧‧軸頸
60‧‧‧上方端
64‧‧‧下方端
68‧‧‧旋轉銷
70‧‧‧轉向桿
71‧‧‧側向末端
72‧‧‧側向末端
73‧‧‧車輪支持元件
74‧‧‧車輪支持元件
75‧‧‧滾動鉸鏈
76‧‧‧滾動鉸鏈
77‧‧‧轉向鉸鏈
78‧‧‧轉向鉸鏈
79‧‧‧輻射架
80‧‧‧橫向距離
81‧‧‧球面鉸鏈
82‧‧‧中間點
83‧‧‧桿件
84‧‧‧桿件
85‧‧‧交叉接頭
86‧‧‧中間滾動鉸鏈
87‧‧‧中間轉向鉸鏈
88‧‧‧傾斜支持結構
90‧‧‧轉向銷
92‧‧‧體積
93‧‧‧輪緣
94‧‧‧導輪
95‧‧‧支持支架
96‧‧‧上方軸向末端
96a‧‧‧特殊車輪附件
98‧‧‧下方軸向末端
100‧‧‧傾斜鉸鏈
102‧‧‧橫向座
104‧‧‧煞車構件
105‧‧‧傾斜鉸鏈
106‧‧‧傾斜鉸鏈
108‧‧‧銷
110‧‧‧傾斜鉸鏈
111‧‧‧連接桿
112‧‧‧狹槽
Q‧‧‧投影平面
V‧‧‧地面上後輪支持點
將可由以下較佳且非限制性實施例範例之說明，更了解本發明之進一步特徵及優點，其中：第1a圖係依據本發明之一實施例的一機動車輛立體圖，其中已移除一些元件；第1b圖顯示依據本發明之一實施例的一機動車輛前導向架前視圖；第1c圖顯示一具有三車輪之機車的概略平面視圖，其中該三輪係二前轉向輪及一後輪，且具有依據阿克曼運動學轉向、即沿行進方向朝前設置，及依據Jeantaud運動學轉向、即相對於行進方向朝後設置而定位之轉向桿；第2圖顯示依據本發明之一實施例的一機動車輛前導向架立體圖；第3圖顯示從第2圖中箭頭III之側觀看的第2圖前導向架立體圖；第4圖顯示第2圖中前導向架之細部的立體圖；第5圖係從第4圖中箭頭V之側觀看的第4圖前導向架細部立體圖；第6圖顯示依據本發明之又一實施例的一機動車輛前導向架立體圖；第7圖顯示從第6圖中箭頭VII之側觀看的第6圖前導向 架視圖；第8圖顯示從第6圖中箭頭VIII之側觀看的第6圖前導向架視圖；第9圖顯示依據本發明之又一實施例的一機動車輛前導向架立體圖；第10圖顯示從第9圖中箭頭X之側觀看的第9圖前導向架視圖；第11圖顯示從第9圖中箭頭XI之側觀看的第9圖前導向架視圖；第12圖顯示依據本發明之又一實施例的一機動車輛前導向架立體圖；第13圖顯示從第12圖中箭頭XIII之側觀看的第12圖前導向架視圖；第14圖至第16圖顯示從不同角度觀看之第13圖中細部XIV的視圖；第17圖顯示一包括第12圖至第16圖中前導向架之機動車輛的平面視圖。
在以下說明之實施例之間皆相同的元件、或元件之部件，將以相同參考代碼指示。
請參考以上圖式，參考代碼4整體地指示依據本發明之一機動車輛總體概略視圖。
為說明本發明而須指出，應廣義地考量術語機動車輛，其包含任何具有至少三車輪、即如以下所述之二對正車 輪與至少一後輪的機車。此定義因此包括所謂四輪機車，其具有在前導向架上之二車輪、及後車軸上之二車輪。
機動車輛4包括一車架6，其從支持至少二前輪10、10'、10"之一前導向架8延伸至，支持一個或更多後輪12之一後軸。
可能區別一左前輪10'及一右前輪10"，其中左與右側10'、10"僅純粹為書面上、且意指關於車輛駕駛人之定義。相較於駕駛該機動車輛之駕駛人的觀察點而言，此等車輪配置在該機動車輛中心線平面M-M之左與右側。
在以下說明、及亦在圖式中，將使用引號「'」及「"」來參照關於該中心線平面M-M之該前導向架的對稱或鏡射元件，以分別指示相較於駕駛該機動車輛之駕駛人的觀察點而言，位在該導向架左與右側之組件。
為說明本發明，該機動車輛之車架6可呈任何外型、尺寸、且可譬如呈格子型、箱型、搖台型、單或雙者等。
該機動車輛之車架6可為單件式、或為多重部件。例如，該機動車輛之車架6與可包括一振盪後叉(未顯示)之一後車軸車架互相連接，其中該振盪後叉支持一個或更多後驅動輪。
該振盪後叉可藉直接鉸鏈連接、或藉介入一槓桿機構及/或複數個中間車架而連接至車架6。
機動車輛前導向架8包括一前導向架車架16、及藉由一活節平行四邊形20而以運動式連接至前導向架車架16之一對前輪10、10'、10"。
活節平行四邊形20包括一對橫構件24、24'、24"，其關於複數個中間鉸鏈28而以鉸鏈連接至前導向架車架16。
中間鉸鏈28鑑別出互相平行之複數個中間鉸鏈軸W-W。
例如，該等中間鉸鏈裝配於一前樑32上，跨立於通過一縱向方向X-X或該機動車輛行駛方向之中心線平面M-M。
例如，連接至機動車輛4之一把手(未顯示)的一轉向機構係樞接於一轉向柱上，該轉向柱插入機動車輛4車架6之一轉向管中，而在其中依已知方式迴旋。
橫構件24在一主橫向方向Y-Y上、介於相對橫向末端40、44之間延伸。
特別地，該等橫構件24係藉由複數個立柱48、48'、48"關於該等對立橫向末端40、44而連接在一起，該等立柱係關於複數個側向鉸鏈52而樞接至該等橫向末端40、44。
在一實施例中，橫構件24、24'、24"係以懸臂式關於前樑32安裝。
橫構件24與立柱48界定活節平行四邊形20。特別地，平行四邊形20包括二橫構件24、即一上方橫構件24'及一下方橫構件24"，其中上方橫構件24'面向可聯結把手之側，且下方橫構件24"面朝向支持機動車輛4之地面。
橫構件24'、24"並非必須在外型、材質、及尺寸方面皆互相相同。每一橫構件24可製成單件式、或者譬如藉 焊接、螺栓、鉚釘、及相等物而機械式連附之兩個或更多部件。
具有二立柱48，特別地一左立柱48'及一右立柱48"。
左與右立柱48'、48"僅純粹為書面上、且意指關於該車輛駕駛人之定義，相較於駕駛該機動車輛之駕駛人的觀察點而言，左與右立柱48'、48"配置在該機動車輛中心線車輛M-M之左與右側。
側向鉸鏈52係互相平行，且界定各別之側向鉸鏈軸Z-Z。
較佳地，中間28與側向鉸鏈52係依互相平行之中間W-W與側向Z-Z鉸鏈軸定向。
左與右立柱48'、48"分別環繞各別轉向軸S'-S'、S"-S"，以可旋轉式支持左與右前輪10'、10"。轉向軸S'-S'、S"-S"係互相平行。
每一立柱48皆從一上方端60延伸至一下方端64。
上方端60面朝向上方橫構件24'，且下方端64面朝下方橫構件24"。每一前輪各包括一前輪10之一軸頸56。
依據一實施例，每一軸頸56皆機械式地連接至一前輪10之一旋轉銷68，而環繞一相關旋轉軸R-R以可旋轉式支持前輪10。
每一前輪10之旋轉銷68皆包含於活節平行四邊形20之對應立柱48的上方端60與下方端64之間。
依據一可能實施例，中間與側向鉸鏈28與52互相平行，且與轉向軸S'-S'、S"-S"垂直。換言之，依據一實施 例，相較於通過中間鉸鏈28之一投影平面，轉向軸S'-S'、S"-S"、與中間鉸鏈軸W-W及該等側向鉸鏈軸共同夾一90度角α。
依據一可能實施例，角度α介於80到120度之間，且較佳地角度α介於90到110度之間；甚佳地，角度α等於100度。
轉向軸S'-S'、S"-S"可關於投影平面偏斜一轉向角β，該轉向角係關於與地面正交之一垂直方向N-N夾介於4到20度之間、更佳地介於8到16度之間。
依據又一實施例，亦可能提供，鉸鏈28及52依中間W-W及側向鉸鏈軸Z-Z而傾斜成，關於投影平面而與地面平行、即與垂直方向N-N正交。在此架構中，角度β等於0度。
更可看出，亦可能提供，鉸鏈28及52未與轉向軸S'-S'、S"-S"垂直。事實上，如上所述，關於通過中間鉸鏈28之投影平面而界定於轉向軸S'-S'、S"-S"、與中間W-W及側向鉸鏈軸Z-Z之間的角度α係介於80到120度之間。
中間W-W及側向鉸鏈軸Z-Z與地面平行意指，在滾動運動時，關於彎道之內輪幾乎垂直朝上抬升，而具有雙重優點，即車輪之滾動運動與水平煞車力(由地面傳來)去耦、及佔據較少之朝機動車輛底部空間。
請注意，藉由關於轉向軸S'-S'、S"-S"傾斜中間W-W及側向軸Z-Z，使得在靜止之靜態下，中間W-W及側向鉸鏈軸Z-Z與地面平行，而在煞車狀態、及因此前輪10'、10" 懸吊壓縮時，中間W-W及側向鉸鏈軸Z-Z將偏斜而運動至一大致平行於地面之狀態。例如，倘在靜態下，中間W-W及側向鉸鏈軸Z-Z鑑別出一不同於零之水平方向夾角β(其與相關於垂直方向形成之角度一致，該垂直方向與水平方向正交)，則在煞車及最大壓縮狀態下，此角度將趨向於零
當在煞車期間，中間W-W及側向Z-Z鉸鏈軸將其本身定位成大致平行於地面時，將因該等軸並無任何實際表現出正交於地面、即垂直之偏離運動的分量，而防止水平且因此與地面平行之煞車力單獨觸發車輪急動。
除此以外，請注意，立柱48'、48"之上方端60與下方端64位於各別前輪10'、10"之旋轉銷68上方與下方，且並非如同先前技藝解決方案中出現者完全於該旋轉銷之上。
換言之，前輪10'、10"之每一旋轉銷68皆被包含於活節平行四邊形20對應立柱48、48'、48"之上方端60與下方端64之間。
這意味每一車輪10'、10"、與包括懸吊之活節平行四邊形之間的連接剛度，具有較前述先前技藝解決方案中出現者更大之剛性等級，這有助於使煞車力或非對稱衝擊所致之前輪10'、10"交變共振起支配作用的可能性更小。結果，本發明將全面促進提供一車輛，其輕量且亦安全、精確，且因未在把手處傳遞給使用者振動或急動而傳達給駕駛人前導向架處具安全性之感覺。
更，該活節平行四邊形之上方與下方橫構件24'、24"在車輪垂直維度上之定位，可能使該前導向架、及因此該 車輛之質心向下移動，以改善該車輛之動態行為。
前導向架8包括一轉向桿70，其以運動式聯結至一把手(未顯示)，其中轉向桿70在對立之側向末端71、72之間延伸，該轉向桿係在該等對立側向末端處以運動式連接至每一車輪10'、10"之車輪支持元件73、74，且該等車輪支持元件接合至立柱48'、48"，以控制前輪10'、10"環繞各自轉向軸S'-S'、S"-S"之轉向旋轉。
在側向末端71、72處，轉向桿70係藉由一第一及一第二滾動鉸鏈75、76、且藉由分別與第一及第二滾動鉸鏈75、76正交之一第一及一第二轉向鉸鏈77、78，而以運動式連接至每一車輪支持元件73、74。
請了解，正交之鉸鏈意指，此等鉸鏈界定出互相正交之鉸鏈軸。
滾動鉸鏈75、76與中間鉸鏈28平行，且該等滾動鉸鏈位於相距一距離處，該距離與每一橫構件24'、24"側向鉸鏈52之間的距離相等，及該等滾動鉸鏈與該等側向鉸鏈係沿立柱48'、48"對正。
在該等車輪呈筆直且與車輛運行方向或縱向方向X-X平行之狀態下，第一及第二轉向鉸鏈77、78配置成，與橫構件24'、24"在縱向方向X-X上偏置，使得關於與地面平行之一投影平面Q，接合轉向軸S'-S'、S"-S"、與第一及第二轉向鉸鏈77、78之筆直線F、G，將在通過車輛中心線平面M-M之一地面上後輪支持點V處相交。
第一與第二滾動鉸鏈75、76分別與轉向軸S'-S'、 S"-S"正交。
較佳地，轉向鉸鏈77、78定位於每一滾動鉸鏈75、76與車輛中心線平面M-M之間。
依據一實施例，滾動鉸鏈75、76與轉向鉸鏈77、78係互相正交之圓柱鉸鏈。
依據一實施例，在側向末端71、72處，轉向桿70包括一萬向接頭，其裝有一輻射架79，界定出互相正交且附隨之滾動鉸鏈75、76及轉向鉸鏈77、78。
依據一實施例，轉向桿70係從橫構件24'、24"，關於沿車輛縱向方向X-X之一前進方向回退。
依據另一實施例，轉向桿70係從橫構件24'、24"，關於沿車輛運行縱向方向X-X之一前進方向朝前。
依據一實施例，滾動鉸鏈75、76係沿著平行於每一立柱48'、48"之一垂直軸C-C互相對正，及其中每一垂直軸(C'-C'、C"-C")皆關於與車輛中心線平面M-M正交之一投影平面，依據一橫向距離80(偏距)而相對於對應之轉向軸S'-S'、S"-S"偏置。
較優地，轉向鉸鏈77、78係互相相距一距離地配置，使得關於與地面平行之投影平面Q，接合轉向軸S'-S'、S"-S"與第一及第二轉向鉸鏈77、78之筆直線F、G，將在通過車輛中心線平面M-M之一地面上後輪支持點V處相交。
依據一可能實施例，滾動鉸鏈75、76與轉向鉸鏈77、78互相交叉。
特別地，滾動鉸鏈75、76與轉向鉸鏈77、78可 共同穿入球面鉸鏈81中，此等球面鉸鏈實施滾動功能與轉向功能二者。
依據一實施例，轉向桿70係依單件式，在界定一中間轉向軸T-T之一前導向架車架16中間點82處，樞接至前導向架車架16。依據一可能實施例，中間轉向軸T-T與轉向軸S'-S'、S"-S"平行。
依據又一實施例，轉向桿70包括二桿件83、84，每一該等桿件各以鉸鏈連接至其中一該等車輪支持元件73、74、及界定中間轉向軸T-T之同一前導向架車架16中間點82。依據一可能實施例，中間轉向軸T-T係與轉向軸S'-S'、S"-S"平行。
例如，在中間點82處，設置一交叉接頭85，其界定互相正交且附隨之一中間滾動鉸鏈86與一中間轉向鉸鏈87。
依據一實施例(第14圖至第17圖)，在每一前輪10'、10"處，車輪支持元件73、74包括一傾斜支持結構88，其用於與每一前輪10'、10"之旋轉銷68作機械式連接之每一前輪10'、10"軸頸56，以環繞前輪10'、10"之旋轉軸R'-R'、R"-R"，以可旋轉式支持該前輪10'、10"。
較優地，傾斜支持結構88係藉由關於每一立柱48'、48"之上方端60與下方端64配置的複數個轉向銷90，而以鉸鏈連接至活節平行四邊形20，該等轉向銷界定出，互相平行之車輪10'、10"各別轉向軸S'-S'、S"-S"。
較佳地，轉向軸S'-S'、S"-S"分別與立柱48'、48" 之對稱的軸一致。
每一車輪10'、10"各包括一車輪中心線平面R'-R'、R"-R"，其中車輪中心線平面R'-R'、R"-R"分別通過每一前輪10'、10"之轉向軸S'-S'、S"-S"。
較佳地，傾斜支持結構88完全被包含於藉每一車輪10'、10"之一輪緣93所限定之一體積92內。
較佳地，體積92面向通過中間鉸鏈28之前導向架8中心線平面M-M。換言之，軸頸56面向內朝該機動車輛之中心線平面M-M，且連附於軸頸56之相對組件將不致由外側觀察者直接觀看到。
依據一較佳實施例，傾斜支持結構88包括一導輪94及一支持支架95，該導輪連接至前輪10'、10"之軸頸56，該支持支架係藉由轉向銷90以鉸鏈連接至活節平行四邊形20。
導輪94係關於一特殊車輪附件96a連接至旋轉銷68，且以可旋轉式支持對應車輪10'、10"之旋轉銷68。
導輪94係在對立之上方與下方軸向末端96、98之間延伸。較佳地，導輪94係在對立軸向末端96、98處，依機械式連接至與車架連接之連接元件。
此類筆直導輪94界定每一車輪10'、10"之一搖動軸TR-TR。
例如，導輪94接著在導輪94之對立上方與下方軸向末端96、98處，藉至少三個傾斜鉸鏈100以鉸鏈連接至支持支架92，該等傾斜鉸鏈界定各自之傾斜軸B-B，且實現導 輪94與支持支架95之間的一旋轉-平移連接。
較佳地，活節平行四邊形20之上方與下方橫構件24'、24"的橫向末端40、44，至少部份地被包覆於，在立柱48'、48"內側製作之橫向座102內。
較佳地，對應車輪10'、10"之煞車構件104、典型地為碟式煞車卡鉗，連附至每一導輪94。
導輪94接著關於對立上方與下方軸向末端96、98，藉由至少三個傾斜鉸鏈100、105、106、110以鉸鏈連接至支持支架95，該等傾斜鉸鏈界定各自之傾斜軸B-B，且實現導輪94與支持支架95之間的一旋轉-平移連接。
較佳地，導輪94、支持支架95、及傾斜鉸鏈100、105、106、110，界定一周邊封閉之傾斜支持結構88。
依據一實施例，每一車輪10'、10"之旋轉銷68定位於周邊封閉之傾斜支持結構88內、及/或側向鉸鏈52及各自立柱48'、48"定位於周邊封閉之傾斜支持結構88內。
例如，傾斜支持結構88包括一連接桿111，其在一第一與一第二傾斜鉸鏈105、106處，雙重地以鉸鏈連接至支持支架95與導輪94。
例如，傾斜支持結構88包括一銷108，其在一第三傾斜鉸鏈110處以鉸鏈連接至支持支架95及導輪94。
銷108亦可沿製作於導輪94上之一狹槽112平移。
依據一實施例，傾斜鉸鏈100、105、106、110係在與每一車輪10'、10"之中心線平面R'-R'、R"-R"正交、及與轉向銷90所界定之轉向軸S'-S'、S"-S"正交的傾斜軸B-B處， 以鉸鏈連接至支持支架95及導輪94。
如以上提及者，依據本發明之機動車輛4包括至少一後驅動輪14。依據一可能實施例，該車輛具有在後車軸12處之二後驅動輪14。
例如，在此類實施例中，該機動車輛係一四輪車，後車軸12處之後驅動輪14藉由以上關於前輪10說明之活節平形四邊形20而互相連接，且連接至一後車軸車架13。
可由說明中理解到，本發明可能克服已述及之先前技藝缺點。
較優地，本發明相較於先前技藝，改善車輛之動態行為。
事實上，當轉向裝置筆直時，轉向修正在車輛滾動時將無效，且在任何情況下對小轉向角之轉向修正皆較少。考量當駕駛一滾動車輛時，將因車輛本身之傾斜運動而擔負且隱蔽彎道，以致使用者很少轉向超過數度，本發明表現出對已知設計之顯著改善。
由於已極端地限制轉向修正，使得實際上可忽略由車輪傳遞至轉向裝置之反作用力，結果使用者將可輕易地操作與轉動該轉向裝置或把手。因此，該轉向裝置將不致沉重、或不便由使用者操作。
此外，轉向修正不存在或其可忽略性，將限制輪胎上之磨耗。
此外，轉向修正不存在或其可忽略性，將傳遞迄今未見於傾斜三輪車輛中之轉向精確性。事實上，駕駛人恆具 有非常精確轉向之感覺、即具有卓越且平穩之車輛定向性感覺，而無任何不正常之轉向反作用力，即使在轉彎時亦然。
最後，依據本發明之機動車輛不僅因存有二成對前輪而能夠保證優於具有二車輪之機車者的高穩定性，且亦保證典型地僅具有二車輪之機車所具有的卓越操控及容易側傾。
熟於本項技藝者可對上述解決方案實施多種修飾及變異，以滿足附帶及特定需求，而仍屬於以下申請專利範圍所界定之發明保護範圍內。
16‧‧‧前導向架車架
24'‧‧‧橫構件
24"‧‧‧橫構件
48'‧‧‧立柱
48"‧‧‧立柱
52‧‧‧側向鉸鏈
70‧‧‧轉向桿
71‧‧‧側向末端
72‧‧‧側向末端
73‧‧‧車輪支持元件
74‧‧‧車輪支持元件
S'‧‧‧轉向軸
W‧‧‧中間
Z‧‧‧側向鉸鏈軸
α、β‧‧‧角度

Claims (30)

  1. 一種機動車輛，包括：一前導向架車架，一對前輪，藉由一活節平行四邊形而以運動式連接至該前導向架車架，該活節平行四邊形包括一對橫構件，其關於複數個中間鉸鏈而以鉸鏈連接至該前導向架車架，該等橫構件係藉由複數個立柱在該等對立橫向末端處連接在一起，該等立柱係在複數個側向鉸鏈處樞接至該等橫向末端，每一立柱皆從一上方端延伸至一下方端，該上方端面朝該上方橫構件，且該下方端面朝該下方橫構件，該等橫構件與該等立柱界定該活節平行四邊形，其中該前導向架包括一轉向桿，其以機械式聯結至把手，其中該轉向桿在對立之側向末端之間延伸，該轉向桿係在該等對立側向末端處以機械式連接至每一車輪之車輪支持元件，且該等車輪支持元件接合至該等立柱，以控制該等前輪環繞各自轉向軸之旋轉，其特徵在於：在該等側向末端處，該轉向桿係藉由一第一及一第二滾動鉸鏈而以機械式連接至每一車輪支持元件，其中該等滾動鉸鏈與該等中間鉸鏈平行且位於相距一距離處，該距離與每一橫構件側向鉸鏈之間的距離相等，及該等滾動鉸鏈與該等側向鉸鏈係沿該等立柱對正，其中，在該等車輪呈筆直且與前行方向平行之狀態下，該 等第一及第二轉向鉸鏈配置成，與該等橫構件在縱向方向上偏置，使得關於與地面平行之一投影平面，接合該等轉向軸、與該等第一及第二轉向鉸鏈之筆直線，將在通過車輛中心線平面之一地面上後輪支持點處相交。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之機動車輛，其中該等第一與第二滾動鉸鏈分別與該等轉向軸正交。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之機動車輛，其中該等轉向鉸鏈定位於每一滾動鉸鏈與該車輛中心線平面之間。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之機動車輛，其中該等滾動鉸鏈與該等轉向鉸鏈係互相正交之圓柱鉸鏈。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之機動車輛，其中在該等側向末端處，該轉向桿包括一萬向接頭，其裝有一輻射架，界定出互相正交且附隨之一滾動鉸鏈及一轉向鉸鏈。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之機動車輛，其中該轉向桿係從該等橫構件，關於沿該車輛運行縱向方向之一前進方向回退。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之機動車輛，其中該轉向桿係從該等橫構件，關於沿運行縱向方向之一前進方向朝前。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之機動車輛(4)，其中該等滾動鉸鏈係沿著平行於每一立柱之一垂直軸互相對正，及其中每一垂直軸皆關於與該車輛中心線平面正交之一投影平面，相對於對應之轉向軸偏置一橫向距離，及其中該等轉向鉸鏈係互相相距一距離地配置，使得關於與地面平行之投影平面，接合該等轉向軸與該等第一及第二 轉向鉸鏈之筆直線，將在通過該車輛中心線平面之一地面上後輪支持點處相交。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之機動車輛，其中該等滾動鉸鏈與該等轉向鉸鏈互相交叉。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之機動車輛，其中該等滾動鉸鏈與該等轉向鉸鏈共同穿入球面鉸鏈中，該等球面鉸鏈實施滾動功能與轉向功能二者。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之機動車輛，其中該轉向桿係依單件式，在界定一中間轉向軸之該前導向架車架的一中間點處，樞接至該前導向架車架。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之機動車輛，其中該轉向桿包括二桿件，每一該等桿件各以鉸鏈連接至其中一該等車輪支持元件、及界定一中間轉向軸之該前導向架車架的一中間點。
  13. 如申請專利範圍第12項所述之機動車輛，其中在該中間點處，設置一交叉接頭，該交叉接頭界定互相正交且附隨之一中間滾動鉸鏈與一中間轉向鉸鏈。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之機動車輛，其中在每一前輪處，該等車輪支持元件包括一傾斜支持結構，其用於與每一前輪之一旋轉銷作機械式連接之一前輪的一軸頸，以環繞該前輪之一旋轉軸，以可旋轉式支持該前輪，該傾斜支持結構係藉由設置於每一立柱之上方端與下方端處的複數個轉向銷，而以鉸鏈連接至該活節平行四邊形，該等轉向銷界定出，互相平行之該等車輪各別轉向軸。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之機動車輛，其中該等轉向軸分別與該等立柱之對稱的軸一致。
  16. 如申請專利範圍第15項所述之機動車輛，其中每一車輪各包括一車輪中心線平面，其中每一車輪中心線平面分別通過每一前輪之轉向軸。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之機動車輛，其中該傾斜支持結構包括：一導輪，在一特殊車輪附件處連接至一前輪之該旋轉銷，一支持支架，藉由該等轉向銷以鉸鏈連接至該活節平行四邊形，該導輪接著在關於對立之上方與下方軸向末端，藉至少三個傾斜鉸鏈以鉸鏈連接至支持支架，該等傾斜鉸鏈界定各自之傾斜軸，且形成該導輪與該支持支架之間的一旋轉-平移連接。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之機動車輛，其中該導輪、該支持支架、及該等傾斜鉸鏈，界定一周邊封閉之傾斜支持結構。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之機動車輛，其中每一車輪之該旋轉銷定位於該周邊封閉之傾斜支持結構內、及/或該等側向鉸鏈及各自立柱定位於該周邊封閉之傾斜支持結構內。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之機動車輛，其中該傾斜支持結構包括一連接桿，該連接桿在一第一與一第二傾斜鉸鏈處，雙重地以鉸鏈連接至該支持支架與該導輪。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之機動車輛，其中該傾斜支持結構包括一銷，該銷在一第三傾斜鉸鏈處以鉸鏈連接至該支持支架及該導輪。
  22. 如申請專利範圍第21項所述之機動車輛，其中該等傾斜鉸鏈係在與每一車輪之中心線平面正交、及與該等轉向銷所界定之轉向軸正交的傾斜軸處，以鉸鏈連接至該支持支架及該導輪。
  23. 如申請專利範圍第22項所述之機動車輛，其中該等上方與下方橫構件之橫向末端至少部份地被包覆於，在該等立柱內側製作之橫向座內。
  24. 如申請專利範圍第23項所述之機動車輛，其中該等中間與側向鉸鏈互相平行，且定向成關於通過該等中間鉸鏈之一投影平面，使該等轉向軸、與該等中間及側向鉸鏈軸共同夾一角度，該角度介於80到120度之間，且較佳地該角度介於90到110度之間。
  25. 如申請專利範圍第24項所述之機動車輛，其中該等鉸鏈互相平行，且與該等轉向軸正交，使得關於通過該等中間鉸鏈之一投影平面，該等轉向軸、與該等中間及側向鉸鏈軸共同夾一90度角。
  26. 如申請專利範圍第25項所述之機動車輛，其中該等轉向軸關於通過該等中間鉸鏈之一投影平面偏斜一轉向角，該轉向角相較於與地面正交之一垂直方向夾介於4到20度之間、更佳地介於8到16度之間。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之機動車輛，其中該等中間及 側向鉸鏈依中間及側向鉸鏈軸偏斜成，與地面平行、即正交於一與地面正交之垂直方向。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之機動車輛，其中該等中間與側向鉸鏈係依互相平行之中間與側向鉸鏈軸定向。
  29. 如申請專利範圍第28項所述之機動車輛，其中該機動車輛包括在後車軸處之二後驅動輪。
  30. 如申請專利範圍第1項所述之機動車輛，其中該後車軸處之後驅動輪係藉由如申請專利範圍第1至7項中任一項所述之活節平形四邊形而互相連接且連接至一後車軸車架。
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