ITFI990116A1 - Un veicolo a tre ruote inclinabile lateralmente - Google Patents

Description

"Un veicolo a tre ruote inclinabile lateralmente"

DESCRIZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un veicolo a tre ruote e più in particolare ad un veicolo con due ruote sterzanti anteriori ed una ruota motrice posteriore.

Sono già conosciuti alcuni tipi di scooter a tre ruote inclinabili, come i modelli Stream* e Canopy* della Honda e lo scooter Ellisse* della Protos descritto in W0-A-9843872.

I modelli della Honda presentano due ruote posteriori portate da un carrello incernierato al telaio dello scooter secondo l'asse longitudinale di questo. L'asse delle ruote posteriori non si inclina in curva e rimane parallelo al terreno.

Lo scooter descritto in WO-A-9843872 presenta anch'esso due ruote posteriori, ciascuna delle quali è articolata al telaio mediante un braccio longitudinale. I bracci sono a loro volta collegati mediante un bilanciere incernierato secondo un asse longitudinale al veicolo ad una staffa oscillante di una sospensione elastica. Tale veicolo presenta rispetto ai suddetti modelli Honda il vantaggio che, in curva, insieme al veicolo si inclinano anche le ruote posteriori. Tale fatto aumenta il controllo direzionale del veicolo in quanto, in curva, le ruote così inclinate presentano una deriva minore di quelle che non si inclinano.

Tutti i modelli suddetti si riferiscono pertanto a veicoli inclinantisi muniti di due ruote posteriori. Tale disposizione complica notevolmente la trasmissione meccanica del moto alle ruote, con svantaggio di un alto costo di produzione. In particolare, si rende necessario un sistema differenziale per la trasmissione della potenza alle ruote.

Sono noti anche veicoli a tre ruote, con una ruota motrice posteriore e due ruote sterzanti anteriori, per le quali tuttavia non è prevista una sospensione elastica. Un esempio di scooter di questo tipo è descritto nella domanda di modello di utilità italiano n. 15179B/80, depositata il 30.4.1980

La presente invenzione si propone di fornire un veicolo a tre ruote inclinabile lateralmente con due ruote anteriori sterzanti, che sia di costo contenuto e di guida facile e sicura. Più in particolare, scopo della presente invenzione è la realizzazione di un veicolo a tre ruote presentante una migliore tenuta di strada rispetto ai veicoli a tre ruote attualmente noti.

Questi ed ulteriori scopi e vantaggi, che appariranno chiari agli esperti del ramo dalla lettura del testo che segue, sono ottenuti in sostanza con un veicolo a tre ruote, comprendente una ruota motrice posteriore e due ruote sterzanti anteriori con rispettivi assi di sterzata, in cui viene previsto un sistema di collegamento con sospensione visco-elastica di dette ruote al telaio del veicolo. Il sistema di sospensione consente di ottenere una inclinazione dell'asse di sterzata delle ruote quando il telaio si inclina in curva. Si rende così minima la deriva dei pneumaici delle ruote durante la sterazata e si migliora la tenuta di strada in curva.

Secondo una forma di attuazione particolarmente vantaggiosa del veicolo secondo l'invenzione viene previsto che il sistema di collegamento delle due ruote sterzanti al telaio presenti, per ciascuna ruota sterzante, un quadrilatero articolato comprendente un braccio di sospensione superiore, un braccio di sospensione inferiore ed un montante disposto tra i due bracci ed articolato ad essi mediante snodi sferici. I bracci di sospensione superiori ed inferiori sono incernierati al telaio secondo rispettivi assi di cerniera disposti parallelamente e simmetricamente da parti opposte rispetto al piano mediano del veicolo.

In una disposizione di questo tipo si può vantaggiosamente prevedere che la distanza fra lo snodo sferico e l'asse di cerniera di ciascun braccio di sospensione superiore di ciscun quadrilatero sia circa uguale alla distanza fra lo snodo sferico e l'asse di cerniera di ciascun braccio inferiore.

Preferibilmente, l'asse che passa per gli snodi sferici del montante di ciascuna ruota sterzante e che definisce l'asse di sterzata della ruota stessa è contenuto nel piano mediano della rispettiva ruota. In questo modo si evita che le asperità della strada trasmettano al guidatore mediante il comando dello sterzo (in pratica il manubrio fissato al piantone dello sterzo) urti e vibrazioni che invece si scaricano sul tealio del veicolo. Ciò rende la guida particolarmente facile e gradevole.

In pratica, il quadrilatero articolato formato dai due bracci - superiore ed inferiore - dal montante e dal telaio è preferibilmente un parallelogramma articolato, con i bracci superiore ed inferiore che si mantengono tra loro paralleli durante l’inclinazione delle ruote.

Al sistema di sospensione è associata una tiranteria di sterzo. Essa può essere adiacente alla coppia di bracci inferiori od anche alla coppia di bracci di sospensione superiori. La scelta della posizione della tiranteria dipende dalla configurazione specifica del veicolo su cui viene realizzato il sistema di sospensione, in base agli ingombri ed agli spazi disponibili.

La tiranteria può presentare, secondo una pratica forma di attuazione, aste di accoppiamento con alle estremità snodi sferici di collegamento rispettivamente allo sterzo ed alle ruote. In tal caso è particolarmente vantaggioso prevedere che i centri degli snodi sferici di ciascuna asta di accoppiamento di detta tiranteria presentino, in proiezione su di un piano ortogonale all'asse di oscillazione dei bracci di sospensione, una distanza reciproca sostanzialmente uguale alla distanza tra lo snodo sferico e l'asse di cerniera dei bracci di sospensione. In questo modo l'orientamento di sterzatura delle ruote viene conservato anche durante le oscillazioni della sospensione, indipenentmente dall'inclinazione laterale del veicolo.

Quando l’asse l'asse di sterzata di ciascuna ruota è contenuto nel piano mediano della rispettiva ruota, allo scopo di ottenere una correzione dell'angolo di sterzo delle ruote, per far sì che la ruota esterna alla curva sterzi meno della ruota interna, viene previsto - secondo una forma di attuazione particolarmente vantaggiosa dell'invenzione - che i centri degli snodi sferici che collegano ciascuna asta della tiranteria allo sterzo siano tra loro distanziati e disposti da lati opposti del piano mediano del veicolo.

I mezzi visco-elastici della sospensione possono essere vincolati a due bracci di sospensione opposti, cioè ad esempio ai due bracci di sospensione superiori oppure ai due bracci di sospensione inferiori. In questo modo un singolo sisema di sospensione, costituito ad esempio da un gruppo molla-ammortizzatore, provvede alla sospensione elastica di entrambe le ruote.

I bracci di sospensione a cui è associato il gruppo molla-ammortizzatore, ad esempio i bracci superiori, sono in tal caso articolati al telaio attorno ad un asse di articolazione comune od a due assi di articolazione leggermente distanziati, ma in ogni caso oscillano l'uno indipendentemente dall'altro, contrastati dal gruppo mollaammortizzatore.

Non si esclude, tuttavia, la possibilità che una coppia di bracci contrapposti siano tra loro solidali, formando una traversa articolata in mezzeria al telaio del veicolo. In questo caso verrà previsto per ciascuna ruota un rispettivo gruppo molla-ammortizzatore, inserito nel montante del relativo quadrilatero articolato.

Ulteriori vantaggiose forme di attuazione del veicolo secondo l'invenzione sono indicate nelle allegate rivendicazioni dipendenti.

II trovato sarà meglio compreso seguendo la descrizione e l'unito disegno, il quale mostra una esemplificazione non limitativa del trovato stesso. Nel disegno: le Figg.l e 2 mostrano un vista schematica rispettivamente frontale e laterale della parte anteriore di uno scooter munito di una coppia di ruote anteriori sterzanti secondo una prima forma di attuazione dell'invenzione, nella vista laterale lo scooter essendo sezionato secondo un piano verticale di traccia II-II di Fig.l; la

Fig.3 mostra una vista del gruppo sterzante sezionato secondo un piano di traccia III-III della Fig.2 ortogonale all'asse di sterzatura delle ruote; le

Figg.4 e 5 mostrano viste parziali frontali analoghe a quella della Fig.l in rispettivi diversi assetti della sospensione elastica; la

Fig.6 mostra una vista analoga a quella della Fig.l, ma con lo scooter inclinato lateralmente; le

Figg.7 e 8 mostrano viste analoghe a quelle rispettivamente delle Figg.l e 2 per una seconda forma di attuazione dell'invenzione; la

Fig.9 mostra una vista prospettica schematica di un veicolo secondo l’invenzione.

Con riferimento alle Figg.l e 2, lo scooter comprende un telaio 1 che anteriormente presenta un cannotto tubolare 1A nel quale è inserito girevolmente un piantone di sterzo 3 munito di manubrio 5. L'asse S-S del cannotto giace nel piano mediano del veicolo ed è inclinato rispetto alla verticale per maggiore praticità ed in funzion edella posizione del manubrio. Posteriormente è prevista una singola ruota motrice 22 (Fig. 9).

Al cannotto 1A sono saldate una staffa superiore 7 ed una staffa inferiore 9 formanti cerniere per rispettive coppie di bracci di sospensione superiori HA, 11B ed inferiori 13A, 13B. I bracci di sospensione 11A, 11B e 13A, 13B possono essere incernierati al telaio anche in modo diverso anziché tramite le staffe 7 e 9, in funzione delle esigenze di progettazione.

I bracci di sospensione di ciascuna di dette coppie sono disposti simmetricamente da parti opposte rispetto al piano mediano del veicolo. Gli assi di cerniera VA, VB; WA, WB dei vari bracci giacciono in rispettivi piani paralleli al piano mediano del veicolo e perpendicolari all'asse di sterzatura delle ruote. Ciascun bracci di sospensione superiore 11A; 11B ed inferiore 13A; 13B è articolato a sua volta - all1estremità opposta rispetto agli assi di cerniera - mediante rispettivi snodi sferici 15, a corrispondenti estremità superiori ed inferiori di rispettivi montanti 17A; 17B. In questo modo ciascuna coppia di bracci superiore ed inferiore forma, con il rispettivo montante ed il cannotto 1A, un relativo quadrilatero articolato 11A, 17A, 13A e 11B, 17B, 13B.

Gli assi VA-VA, VB-VB e WA-WA, WB-WB sono ortogonali agli assi MA-MA e MB-MB che congiungono gli snodi sferici 15 superiore ed inferiore di ciascun montante 17A, 17B.

Lo snodo sferico 15 di ciascun braccio superiore HA; 11B dista dall'asse di cerniera VA-VA; VB-VB del braccio stesso di un segmento X (Fig.l) uguale e parallelo al-11analogo segmento Y del corrispondente braccio inferiore 13A; 13B. A ciascun montante, mediante un gruppo tradizionale cuscinetto-fusello 19A; 19B, è imperniata una rispettiva ruota anteriore 21A; 21B per il rotolamento secondo un rispettivo asse orizzontale ZA-ZA; ZB-ZB.

Inoltre, l'asse MA-MA; MB-MB che passa per i due snodi sferici 15 superiore ed inferiore del montante 17A; 17B di ciascuna ruota sterzante 21A; 21B e definisce l'asse di sterzata della ruota stessa, è contenuto nel piano mediano della ruota e, nell'esempio illustrato, è parallelo all’asse S-S del piantone di sterzo 3. L'inclinazione a degli assi MA-MA e MB-MB non è necessariamente uguale all'inclinazione dell'asse di sterzo S-S ed è determinata in base a considerazioni note agli esperti del ramo per ottenere un adeguato compromesso tra stabilità e maneggevolezza del veicolo.

Nell'esempio illustrato i bracci di sospensione superiori 11A; 11B presentano rispettive estensioni trasversali 23A; 23B, simmetriche rispetto al piano mediano del veicolo e rivolte verso l'alto. Alle estremità di tali estensioni sono articolate rispettive estremità di un ammortizzatore a fluido 25 e di un mollone 27 che tende a distanziarle fra di loro. La sospensione elastica consente un'escursione verticale della parte anteriore del veicolo fra due posizioni estreme inferiore e superiore, come mostrato nelle Figg.4 e 5.

All'estremità inferiore del piantone dello sterzo 3 è fissata una bielletta centrale 29 orientata parallelamente al piano mediano delle ruote 21A, 21B e collegata mediante snodi sferici 31 ed aste di collegamento 33A; 33B a loro volta vincolate tramite snodi sferici 32 alle estremità di rispettive biellette laterali 35A; 35B. Ciascuna bielletta laterale 35A; 35B è solidale al rispettivo montante 17A; 17B della sospensione, ed il centro dello snodo sferico 32 di ciascuna bielletta laterale giace sul piano mediano della rispettiva ruota 21A, 21B.

Gli snodi 31 della bielletta centrale 29 sono disposti simmetricamente a lato dell'asse della bielletta stessa ed i loro centri distano fra loro di un segmento T atto a differenziare in curva l'angolo di sterzata della ruota esterna da quello della ruota interna per ottenere una sterzata corretta. Questa disposizione consente di ottenere una corretta sterzata pur mantenendo gli snodi 32 sulla mezzeria della ruota. La distanza T è vantaggiosamente uguale all'interasse tra gli assi VA-VA e VB-VB ed all'interasse tra gli assi WA-WA e WB-WB. In questo modo si ottiene un comportamento corretto dello sterzo in curva.

Ciascuna asta di accoppiamento 33A; 33B ha una lunghezza tale per cui la propria proiezione su di un piano ortogonale all'asse di cerniera dei bracci di sospensione HA, 11B; 13A, 13B ha lunghezza uguale al segmento (X, Y) caratteristico dei bracci. In tal modo gli scuotimenti consentiti dalla sospensione non cambiano la posizione angolare di ciascuna ruota definita dall'assetto angolare del manubrio 5, evitando di disturbare la guida e minimizzando il consumo dei pneumatici.

Come mostrato nella Fig.6, il sistema descritto consente l'inclinazione laterale del veicolo, ad esempio di un angolo β, in particolare per bilanciare la forza centrifuga nel percorrere una curva. Nell'esempio illustrato gli assi di cerniera dei bracci superiori 11A; 11B sono distanziati fra loro di un segmento P, ma non si esclude che i due assi di cerniera siano coincidenti, pur mantenendo la possibilità di oscillazione indipendente dei due bracci di sospensione.

In una seconda forma di attuazione dell'invenzione, (Figg.7 e 8) il sistema di collegamento delle ruote anteriori sterzanti al telaio comprende rispettivi quadrilateri articolati di sospensione 111A, 117A, 113A, 101A; 1115, 117B, 113B, 101A nei quali i bracci superiori 111 sono rigidamente connessi fra loro così da formare una traversa articolata nella parte mediana attorno ad una cerniera di asse V-V al cannotto di sterzo 101A.

Inoltre, fra la parte superiore dei montanti 117A; 117B e gli snodi sferici 115 dei bracci superiori 111A; 111B sono interposti rispettivi ammortizzatori a fluido 125A; 125B con rispettivi molloni di compressione 127A; 127B per formare sospensioni elastiche di tipo Mac Pherson. La tiranteria dello sterzo è analoga a quella descritta nel caso precedente e non è mostrata nel disegno. In questo caso le lunghezze X ed Y dei bracci superiori ed inferiori non sono identiche, come nel caso precedente.

E' inteso che il disegno non mostra che una esemplificazione data solo quale dimostrazione pratica del trovato, potendo esso trovato variare nelle forme e disposizioni senza peraltro uscire dall'ambito del concetto che informa il trovato stesso. L'eventuale presenza di numeri di riferimento nelle rivendicazioni accluse ha lo scopo di facilitare la lettura delle rivendicazioni con riferimento alla descrizione, e non limita l'ambito della protezione rappresentata dalle rivendicazioni.

Claims (13)

1. RIVENDICAZIONI 1) Un veicolo a tre ruote, comprendente una ruota motrice posteriore (22) e due ruote sterzanti anteriori (21A, 21B) con rispettivi assi di sterzata (MA-MA, MB-MB), caratterizzato dal fatto di comprendere un sistema di collegamento con sospensione visco-elastica di dette ruote al telaio del veicolo tale che ad una inclinazione laterale del telaio corrisponde una pari inclinazione del loro asse di sterzata (MA-MA, MB-MB).
2. 2) Veicolo come da rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto sistema di collegamento delle due ruote sterzanti al telaio presenta, per ciascuna ruota sterzante, un quadrilatero articolato comprendente un braccio di sospensione superiore (11A; 11B; 111A, 111B) ed un braccio di sospensione inferiore (13A, 13B; 113A, 113B) articolati ad un montante (17A, 17B; 117A, 117B) mediante snodi sferici (15; 115), i bracci di sospensione superiori ed inferiori essendo incernierati al telaio (1; 101) secondo rispettivi assi di cerniera (VA-VA, WA-WA, VB-VB, WB-WB; V-V) paralleli al piano mediano del veicolo ed ortogonali all'asse di sterzata.
3. 3) Veicolo come da rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che gli assi di cerniera di due bracci di sospensione contrapposti sono disposti simmetricamente da parti opposte rispetto al piano mediano del veicolo.
4. 4) Veicolo come da rivendicazione 2 o 3, caratterizzato dal fatto che la distanza (X) fra lo snodo sferico (15; 115) e l'asse di cerniera (VA-VA, VB-VB; V-V) di ciascun braccio di sospensione superiore (11A, 11B; 111A, 111B) è circa uguale alla distanza (Y) fra lo snodo sferico (15; 115) e l'asse di cerniera (WA-WA, WB-WB; HA-HA, HB-HB) di ciascun braccio inferiore (13A, 13B; 113A, 113B).
5. 5) Veicolo come da rivendicazione 2, 3 o 4, caratterizzato dal fatto che l'asse (MA-MA; MB-MB) che passa per detti snodi sferici del montante di ciascuna ruota sterzante (21A; 21B) e definisce l'asse di sterzata della ruota stessa, è contenuto nel piano mediano della rispettiva ruota.
6. 6) Veicolo come da una o più delle rivendicazioni 2 a 5, caratterizzato dal fatto che ciascuno di detti quadrilateri articolati è un parallelogramma articolato.
7. 7) Veicolo come come da una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere una tiranteria di sterzo munita di aste di accoppiamento (33A; 33B) con alle estremità snodi sferici (31, 32) di collegamento allo sterzo ed alle ruote rispettivamente.
8. 8) Veicolo come da rivendicazione 4 e 7, caratterizzato dal fatto che i centri degli snodi sferici (31, 32) di ciascuna asta di accoppiamento di detta tiranteria presentano in proiezione su di un piano ortogonale all'asse di rotazione dei bracci di sospensione (13A; 13B) una distanza reciproca sostanzialmente uguale alla distanza tra lo snodo sferico (15; 115) e l'asse di cerniera (VA, VB, WA, WB; V; HA-HA, HB-HB) di detti bracci di sospensione (11A, 11B; 13A, 13B; 111A, 111B; 113A, 113B).
9. 9) Veicolo come da rivendicazione 7 o 8, caratterizzato dal fatto che i centri degli snodi sferici (31) che collegano ciascuna asta di detta tiranteria allo sterzo sono tra loro distanziati (T) e disposti da lati opposti del piano mediano del veicolo per ottenere una correzione dell'angolo di sterzata delle ruote (21A, 21B).
10. 10) Veicolo come da una qualsiasi delle rivendicazioni 2 a 9, caratterizzato dal fatto che detti mezzi visco-elastici sono interposti tra i bracci di sospensione superiori (11A, 11B) o tra i bracci di sospensione inferiori (13A, 13B), i bracci tra i quali sono interposti detti mezzi visco-elastici essendo articolati indipendentemente l'uno dall'altro al telaio.
11. 11) Veicolo come da rivendicazione 10, caratterizzato dal fatto che detti mezzi visco-elastici comprendono una molla (27) ed un ammortizzatore (25) operanti congiuntamente fra estensioni trasversali (23A; 23B) solidali a due bracci di sospensione (11A; 11B) corrispondenti.
12. 12) Veicolo come da una o più delle rivendicazioni 2 a 11, caratterizzato dal fatto che gli assi di articolazione (VA-VA, VB-VB; WA-WA, WB-WB) al telaio (1) di detti bracci di sospensióne superiori (11A; 11B) e di detti bracci di sospensione inferiori (13A, 13B) sono tra loro distanziati.
13. 13) Veicolo come almeno da rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che il braccio superiore di sospensione (111A) di una ruota è solidale al braccio superiore di sospensione (111B) dell'altra ruota formando una traversa incernierata nella parte mediana al telaio {101A) del veicolo, il montante (117A; 117B) di ciascuna ruota comprendendo un ammortizzatore (125A; 125B) ed una molla (127A; 127B) operanti congiuntamente ed interposti fra il montante (117A; 117B) ed uno degli snodi sferici (115) di collegamento del montante con i bracci di sospensione.