WO2010130145A1 - 用于汽车的折叠式车架 - Google Patents

Description

用于汽车的折叠式车架 技术领域

本发明涉及机动车领域， 尤其涉及用于汽车的折叠式车架。 背景技术

随着经济的发展， 人们生活水平的提高， 汽车且尤其是轿车越来越多 地走进家庭， 随之带来的是停车空间紧张的问题。 有车族在获得交通便利 的同时也被停车问题困扰。 目前的汽车基本上采用整体刚性车架结构， 主 要为承载车架和非承载式车架。 车架较长， 不便于车辆停放和保管， 停车 费用高。 并且， 车架整体成型， 不能折叠变形， 车辆整体运输费用高。

在中国专利申请 200310107255.X 中公开了一种汽车底盘梁是可伸缩 的可折叠汽车， 虽然这种汽车可节省一定的停放空间， 但是其采用主梁受 力， 不适用于目前流行的承载式车架， 车架重量增加过多。

另外， 中国专利申请 200310111020.8公开了一种折叠式汽车， 这种汽 车在展开后采用销轴锁定， 一般为四点两线锁定， 锁轴强度大， 磨损大， 加工精度要求高。 并且车辆横向刚度不足， 车辆的整体抗拉、 抗弯、 抗压、 抗扭强度和刚度大大不足， 车架的抗震动稳定和密闭止水降噪性能差。 并 且， 这种车辆在折叠后不方便自由移动和转向。 发明内容

因此， 本发明的目的是克服现有技术的不足， 提出一种方便运输、 占 地少以及整体强度和刚度高的汽车用折叠式车架。

因此，本发明提供一种用于汽车的折叠式车架， 包括前车架和后车架， 前车架和后车架在汽车的靠近长度中心的柱处通过铰接轴可相对转动地 相互联接， 从而能使折叠式车架处于折叠状态和正常状态， 其特征是， 前 车架在与后车架相连的联接区内配设有前法兰盘， 后车架在其与前车架相 连的联接区内配设有后法兰盘， 通过前法兰盘和后法兰盘， 正常状态中的 前车架和后车架抗扭转地相互联接。

有利的是， 为了更便于根据本发明的折叠式车架的停放到位， 前车架 和后车架中的至少一个上设置至少一对行动轮， 该行动轮在折叠状态下保 持着地， 前车架的行动轮和 /或后车架的行动轮以可自由转向的方式被驱 动， 用于使处于折叠状态的车架移动， 从而起到方便车架移动的作用。 而 且， 可被驱动的行动轮还可以保持折叠后的车辆保持直立状态。 行动轮优 选设计成以可自由转向的方式被驱动， 能使车辆的回转半径达到最小， 从 而车辆能非常方便地移动、 转向和停靠。 此时， 可以在行动轮上增设遥控 系统或自动泊车控制系统， 以更方便地移动和停靠车辆。 在这里， 行动轮 优选通过车载发动机或车载电池来驱动， 应当理解， 也可以采用其它合适 的驱动方式。

在车辆在折叠状态和正常状态之间转换的过程中， 车重从主车轮转换 至由行动轮承受。 为了防止在转换过程中不能直接转换到位， 优选如此在 行动轮旁边设置辅助轮，即在车架的折叠过程中，辅助轮比行动轮先着地， 因而重量先支承在辅助轮上， 然后再换由行动轮承受。

有利的是， 为了增强车架的横向刚度和强度， 在前法兰盘和后法兰盘 的背面设有加强肋。 在本发明中， 前、 后法兰盘可以是独立的零件， 也可 以与前车架和后车架一体制成。 另外， 为了加强联接部的抗剪能力， 在前 法兰盘和后法兰盘上设有相对应的凹凸结构， 这种凹凸结构起到定位和抗 剪的双重作用。 在本发明中， 前、 后法兰盘的主要作用是联接坚固， 在正 常状态下， 铰接轴不受力或基本不受力， 主要由法兰盘受力。 铰接轴只是 在车架处于折叠状态时起到联接、 转动和主要受力的作用。 在前、 后法兰 盘上还可以设有锁扣结构， 用于将处于正常状态的前车架和后车架锁定联 接在一起。 为了更好地固定前、 后车架并方便车架折叠， 锁扣结构采用联 动设计且设有防脱扣机构。 凹凸结构可以是沖压或焊接结构， 也可以理解 为设置在前法兰盘和后法兰盘上的定位孔和与之配合的定位销， 用于使正 常状态下的前车架和后车架固定联接。

根据本发明的一个实施方案， 前车架和后车架在该汽车的靠近长度中 心的柱所在的平面内在下侧相互联接， 从而使该车架以所述后车架和前车 架向下转动的方式折叠。

根据本发明的另一个实施方案， 前车架和后车架在所述汽车的靠近长 度中心的柱所在的平面内在上侧相互联接， 从而所述折叠式车架以所述后 车架向上转动的方式折叠。

为防止车辆在车架折叠过程中被压坏， 在折叠前最好确保行动轮和主 车轮的外切线以下的所有结构缩回到外切线以上的位置。 在本发明中， 通过给铰接轴施加扭矩来使车架折叠或展开， 扭矩的施 加可通过液压缸、 蜗轮齿轮或车架底钢丝绳来实现。 当然， 也可以想到利 用施加扭矩的其它合适方法。

根据本发明的一个实施方案， 车架还包括中间段， 该中间段可通过法 兰盘可拆卸地安装在前车架和后车架之间， 由此可以改变车架的总长度或 联接角度， 从而实现对车辆的改造。

根据本发明的车架， 由于分成前车架和后车架， 因此只要前、 后车架 的联接区相匹配，不同结构的前、后车架就可根据需要组合成不同的车型， 可以方便地进行标准模块化生产。 而且， 由于车架通过法兰盘相互联接， 因此在车辆意外损坏时， 可以模块化更换损坏部件。 另外， 本发明还可以 应用于现有车辆的改造。

采用根据本发明的折叠式车架的车辆在停放时可按需要折叠， 最小可 折叠至原长度的 1/2或 1/3 , 可以非常方便地停放和运输， 车辆折叠后可零 半径回转， 进出车位方便。 车辆可凭自有动力折叠和展开， 而不需借助额 外的工具和动力。 车架可分成两部分进行加工后再组装， 各部分的尺寸较 小， 可采用更小型的机械加工，有利于降低生产线的建设费用， 节省投资。 附图说明

以下将结合附图来描述本发明的实施例， 其中：

图 la为处于正常状态的根据本发明的一个实施例的车架的示意图； 图 lb为处于折叠状态的图 1所示车架的示意图；

图 2a为处于正常状态的设有辅助轮的本发明车架的示意图。

图 2b示意表示辅助轮在折叠过程中先着地；

图 2c为图 3中的车架处于折叠状态的示意图；

图 3a为本发明车架的又一个实施例的示意图；

图 3b为图 6a中的车架向上折叠的示意图；

图 3c为图 6a中的车架处于折叠状态的示意图；

图 4a为根据本发明的另一实施例的示意图；

图 4b为图 7a中的车架向上折叠的示意图；

图 4c为图 7a中的车架处于折叠状态的示意图；

图 5a示意表示根据本发明的车架的另一实施例；

图 5b为图 5a中的车架处于向下折叠状态的示意图； 图 6为设有中间段的本发明车架的示意图；

图 7a为本发明法兰盘的横断面示意图， 其中未示出铰接轴； 图 7b为根据本发明的法兰盘的横断面示意图， 其中示出了铰接轴； 图 8a为根据本发明的整体式法兰盘的结构示意图；

图 8b为根据本发明的分块式法兰盘的结构示意图；

图 8c为根据本发明的适用于敞篷车车架的法兰盘的结构示意图； 图 9为给铰接轴施加扭矩的示意图。

附图标记一览表

I-前法兰盘； 2-后法兰盘； 3-行动轮； 3a-辅助轮； 4-法兰盘上的凹凸结构； 5-铰接轴； 6-加强肋； 7-锁扣结构； 8-内密封圏； 9-外密封圏； 10-中间段；

II-支杆; 21-前车架; 22-后车架； 23-支柱。 具体实施方式

图 la和图 lb表示采用本发明车架的一个实施例的汽车的示意图， 汽 车如图所示成四门轿车形式， 其车架包括前车架 21和后车架 22, 如图所 示， 前车架和后车架在汽车的靠近长度中心的柱处， 例如在 B柱处， 在其 平面内在下侧通过铰接轴 5相互联接。 通过对铰接轴 5施加扭矩， 可以使 车架折叠和展开。 由于车架由两个部分构成， 所以联接处的强度和刚度降 低。 为了克服这个缺点， 前车架 21和后车架 22在各自联接区内， 在 B柱 所在平面附近，分别配设有例如带有加强肋 6的前法兰盘 1和后法兰盘 2, 用于在车架展开后将前车架 21和后车架 22固定联接在一起。 在这里， 上 述法兰盘相对前、 后车架可以为单独的零件， 也可以与前、 后车架成一体 地制成各法兰盘。 这样一来， 通过采用这种加强法兰盘， 加强了侧向强度 和车架的整体刚度， 有利于车架稳定性。

如图 la所示， 在前车架 21的前端和后车架 22的后端各设有一对行 动轮 3 , 所述行动轮这样设置， 即在折叠状态下， 行动轮保持着地， 例如 参见图 lb。 行动轮 3的数目和位置可按车辆的具体情况来选择。 在这里， 行动轮 3可自由转向地构成。

在本实施例中， 前车架 21前端的行动轮 3或者后车架 22后端的行动 轮 3是可被驱动的， 也可以想到这两对行动轮均可被驱动， 例如可以通过 车载发动机或车载电池给行动轮提供动力。 驱动行动轮的电机可设置在行 动轮内。 另外， 为了车辆的整体美观和减少风阻， 还可以设有行动轮出口 盖板， 在车架处于正常状态时自动罩住行动轮。

如图 7a和图 7b所示， 在上述车架中， 前法兰盘 1和后法兰盘 2上设 有最好均匀分布的凹凸结构 4, 并且还设有锁扣结构 7 , 它们用于使正常 状态下的前车架 21和后车架 22相互固定联接或者锁定联接。 设置凹凸结 构 4是尤其有利的， 它们使法兰盘多点受力，从而受力更均匀，磨损更小。 这种多点受力和面受力方式有利于车架在此处的协同变形和密封， 提高了 止水降噪性能。 可以想到， 在法兰盘上设置定位孔和与之配合的定位销， 作为上述凹凸结构 4。 根据本发明， 锁扣结构 7最好采用联动设计并设有 防脱扣机构， 这样更有利于法兰盘之间的锁定和解锁。

根据本发明， 前、 后车架的联接端优选设有前后封闭窗， 在折叠车辆 之前， 先拉下前、 后封闭窗， 分隔并封闭前、 后舱， 并且在确保行动轮和 主车轮的外切线以下的所有结构收缩到该外切线以上的位置后， 解除联动 的锁扣结构， 脱开全部锁扣结构 7。 然后， 通过车载动力给铰接轴 5施加 扭矩， 使前、 后车架相对转动， 而车辆的中间部向上升起， 当转动到一定 角度后， 车重由前、 后主车轮转移到行动轮， 车架继续折叠， 直至前车架 21的前端和后车架 22的后端基本靠近。从图 lb中可以看出， 在车架处于 折叠状态时， 前车架 21和后车架 22大体处于竖直位置， 并且只有行动轮 3着地来支 7|整个车辆。

图 2a至图 2c示出车架的另一个实施例， 在本实施例中， 前车架 21 的前端和后车架 22的后端也分别设有一对小直径的行动轮 3。由于车架前 后端的结构略有不同， 在折叠车架的过程中， 为了防止车辆触碰到地面， 优选在前、后车架的行动轮 3的旁边设有辅助轮 3a。 在通过给铰接轴 5施 加扭矩以使车架从正常状态转至折叠状态的过程中， 车重先支承在辅助轮 3a上， 然后再转至行动轮。 应当理解， 也可以将行动轮和主车轮外切线以 上的车架部分设计成防撞结构， 例如可伸缩、 拆卸或折叠的形式， 使车重 直接从主车轮转至行动轮。 另外， 还可以想到将行动轮设计成可在竖直面 内伸缩， 在折叠和展开时自动调整位置， 以确保在车架在展开 (正常)状态 和折叠状态之间转换时不会使车辆碰地而受损。

图 3a至图 3c表示本发明车架的又一实施例， 在本实施例中， 前车架 21和后车架 22在在汽车的靠近长度中心的柱处在上侧通过铰接轴 5可转 动地相互联接， 因而后车架可相对前车架转动至前车架上方。 在这里， 在 前车架 21底部后端设有一对可伸缩的行动轮 3。 在折叠车架之前， 先锁定 主车轮的悬挂及转向， 伸出一对行动轮 3至地面， 使行动轮 3和车辆的前 主车轮均着地，车重随之转换到行动轮和前主车轮。对铰接轴 5施加扭矩， 以使后车架 22逆时针方向转动， 相对前车架 21折叠， 直至前车架 21和 后车架 22处于大体平行位置， 这时行动轮 3和前主车轮来支承整个车辆。

图 4a至图 4c表示本发明车架的另一实施例， 在这里， 车辆为敞篷型 轿车， 其前车架 21和后车架 22在在汽车的靠近长度中心的柱处在上侧通 过铰接轴 5可转动地相互联接。 在这里， 行动轮 3的配置与图 3a至图 3c 所示的实施例基本相同， 也是只在前车架的后端设置一对可伸缩的行动轮 3。 在对车架进行折叠时， 车篷先被收回， 然后， 前、 后车架进行折叠。 如图 4b和图 4c所示， 为了稳定折叠后的后车架 22, 在前车架 21的前端 还设有支承并锁定后车架 22的支柱 23。

在图 5a和图 5b所示的实施例中， 车辆为敞篷型轿车， 在其前车架 21 的前端和后车架 22的后端分别设置一对行动轮 3 ,并且在行动轮 3的旁边 还分别设置辅助轮 3a。前车架 21和后车架 22在在汽车的靠近长度中心的 柱所处平面在下侧通过铰接轴 5可相对转动地彼此联接。 折叠方式与如图 la和图 lb所示的实施例相同。

图 6示出了增加了模块化的中间段 10的车架， 中间段 10以与上述实 施例中前、 后车架相互联接相同的方式分别和前车架 21和后车架 22相联 接， 即， 通过铰接轴 5和法兰盘进行可拆的联接和固定。 这种构造有利于 改变车架的总长度或者联接角度， 从而实现对车辆的改造。

在上述任何一个实施例中， 前、 后法兰盘可按照整体方式构成（参见 图 8a ), 或者根据需要， 其可以按照分体方式构成 （参见图 8b )。 当车辆 为敞篷型轿车时， 法兰盘也可以相应地构造成半敞开式 （参见图 8c )。 从 图中可以看出， 法兰盘上不仅设有用于定位的凹凸结构和用于固定的多个 锁扣结构， 还设有内密封圏 8和外密封圏 9, 增强了联接处的密封性能， 能更好地防水和降噪。

另外， 为了保持车架折叠后行动的行动稳定， 行动轮 3优选布置在车 架外侧。 另外， 在上述实施例中，折叠前都应当锁定主车轮的悬挂和转向。

为了给铰接轴 5施加扭矩来折叠车架， 可采用多种方法， 例如可采用 液压缸、 蜗轮齿轮、 车架底钢丝绳等手段。 图 9示意表示用车底钢丝绳给 位于靠近长度中心的柱处的下侧铰接轴 5施加扭矩的一个实施例， 其中钢 丝绳 12的一端固定在后车架 22的后端， 另一端与由设置在前车架 21前 端的电动机驱动的卷筒 13相连， 并且钢丝绳 12在大致靠近中间的部分连 接有可收放支杆 11 , 在正常状态， 支杆 11收起而与车底平齐， 并把钢丝 绳 12拉紧收入车底。 在折叠车辆时， 放下支杆 11 , 通过电动机驱动卷筒 13收卷钢丝绳， 给铰接轴 5施加扭矩， 从而实现车架折叠。

另外，在采用根据本发明的上述车架的车辆中， 车架断开处的油、 电、 控制管线均相应地改为柔性联接或者采取转动处理， 在折叠和展开时不会 影响操作控制和传输， 并且对车辆的发动机、 水箱、 电池设有防倾倒安全 装置， 如有动力转折面， 需增设万向节等装置。

在本发明车架中， 不管是包括前车架 21和后车架 22两个部分， 还是 包括前车架 21、 后车架 22以及中间段 10三个部分， 只要联接区相匹配， 不同的前后部分可组合构成不同的车型， 方便进行标准化、 模块化生产。 同时， 由于车架通过加强法兰盘联接在一起， 只要两个法兰盘相匹配， 车 辆意外损坏时， 可模块化更换损坏部件，从而减少了工作量和费用。 另外， 本发明既适用于承载式车架， 也适用于非承载式车架。 并且， 本发明还可 以应用于现有车辆的改造。

因此， 尽管以上结合了说明书所给出的具体实施例对本发明做了详细 而是应该由后续的权利要求书来限定本发明的保护范围。 在不超出本发明 精神的前提下， 后续的权利要求书应涵盖那些落入等同范畴的实施结构和 布置形式， 而且本领域普通技术人员也可以按照本发明的教导完成相应的 爹改和改进。

Claims

权 利 要 求

1. 一种用于汽车的折叠式车架， 包括前车架 (21)和后车架 (22) , 所述 前车架和所述后车架在汽车的靠近长度中心的柱处通过铰接轴 (5)可相对 转动地相互联接， 从而能使所述折叠式车架处于折叠状态和正常状态， 其 特征在于，所述前车架 (21)在与所述后车架 (22)相连的联接区内配设有前法 兰盘 (1), 所述后车架 (22)在其与所述前车架相连的联接区内配设有后法兰 盘 (2), 通过所述前法兰盘和所述后法兰盘， 正常状态中的所述前车架 (21) 和所述后车架 (22)相互抗扭联接。

2.根据权利要求 1所述的折叠式车架，其特征在于，在所述前车架 (21) 和所述后车架 (22)中的至少一个上设有至少一对行动轮 (3) , 所述行动轮 (3) 在车架折叠状态下保持着地，所述前车架 (21)的行动轮和 /或所述后车架 (22) 的行动轮以可自由转向的方式通过车载发动机或车载电池被驱动， 用于使 处于折叠状态的所述折叠式车架移动。

3. 根据权利要求 2所述的折叠式车架， 其特征在于， 在所述前法兰 盘 (1)的背面和所述后法兰盘 (2)的背面， 分别设有加强肋 (6)。

4. 根据权利要求 3 所述的折叠式车架， 其特征在于， 在所述前法兰 盘（1)上和所述后法兰盘（2)上分别设有相对应的 凸结构（4)和锁扣结构 (7), 用于使处于正常状态的所述前车架和所述后车架相互固定联接。

5. 根据权利要求 4所述的折叠式车架，其特征在于，所述锁扣结构 (7) 本身采用联动设计并设有防脱扣机构。

6. 根据权利要求 1至 5 中任一项所述的折叠式车架， 其特征在于， 所述前车架 (21)和所述后车架 (22)在所述汽车的靠近长度中心的柱所在的 平面内在下侧相互联接， 从而所述折叠式车架以所述后车架和所述前车架 向下转动的方式折叠。

7. 根据权利要求 1至 5 中任一项所述的折叠式车架， 其特征在于， 在所述前车架和所述后车架上，如此在各自的行动轮 (3)旁边分别设置辅助 轮 (3a) , 在所述折叠式车架的折叠过程中， 所述辅助轮 (3a)比对应的所述行 动轮 (3)先着地。

8. 根据权利要求 1至 5 中任一项所述的折叠式车架， 其特征在于， 所述折叠式车架还包括中间段 (10), 所述中间段 (10) 通过法兰盘可拆卸地 安装在所述前车架 (21)和所述后车架 (22)之间。

9. 根据权利要求 1至 5 中任一项所述的折叠式车架， 其特征在于， 所述铰接轴 (5)通过液压缸、 蜗轮齿轮或车架底钢丝绳来对所述前车架 (21) 和 /或所述后车架 (22)施加扭矩， 从而折叠或展开所述折叠式车架。

10. 根据权利要求 1至 5中任一项所述的折叠式车架， 其特征在于， 所述前车架 (21)和所述后车架 (22)在所述汽车的靠近长度中心的柱所在的 平面内在上侧相互联接， 从而所述折叠式车架以所述后车架向上转动的方 式折叠。