TWI625265B - Vehicle steering and tilting system - Google Patents

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Abstract

一種載具的轉向與傾斜系統，適用於調整該載具的一個本體的行進方向與傾斜角度，該本體包括二個前輪，該轉向與傾斜系統包含一轉向操作單元、一傾斜驅動單元，及一傾斜控制單元。該傾斜驅動單元適用於安裝在該等前輪間，並包括一能被該轉向操作單元驅動而擺動的調整件，該調整件形成有一溝槽。該傾斜控制單元包括一能被調整而伸縮的控制件，該控制件具有一伸入該調整件的該溝槽的控制段，該控制段能被控制而改變其伸入該溝槽的高度位置，以控制該載具的該本體的傾斜角度，讓使用者可依據行車狀況且於相同的轉向角度下作不同傾斜角度的調整，使用上方便、靈活。

Description

載具的轉向與傾斜系統
本發明是有關於一種轉向與傾斜系統，特別是指一種例如三輪或四輪機車的載具的轉向與傾斜系統。
傳統的機車為兩輪式配置，其前輪與後輪一前一後設置且位於同一直線上，雖然傳統機車可達到代步功能，但兩輪式機車在轉彎時較容易發生車體不平穩、摔倒的問題，而且於停車等候時，例如停車等紅綠燈時，騎乘者必須將腳放在地上作為支撐，因此對於一些長者或行動不便者而言，較不方便，故目前開發出三輪或四輪式機車，可解決上述問題。而三輪或四輪式機車，同樣必須考慮轉彎穩定性問題，轉彎穩定性則與車體傾斜程度有關，在路上較大的轉彎處，車體必須傾斜較大的角度且車速較快以順利轉彎，相對地，行經較小轉彎處時，車體可傾斜較小角度且轉彎速度可較慢。但無論如何，機車上用於輔助傾斜的機構設計，都會影響轉彎穩定性，然而已知的傾斜機構設計，可供車體傾斜偏擺的範圍固 定，而無法依使用者需求，以及依據行車狀況作不同傾斜角度的調整，因此使用上不夠靈活，有待改良。
因此，本發明之目的，即在提供一種載具的轉向與傾斜系統，可供動態調整該載具的傾斜角度，使用上較為靈活、方便。
於是，本發明載具的轉向與傾斜系統，適用於調整該載具的一個本體的行進方向與傾斜角度，該本體包括二個左右間隔的前輪，該載具的轉向與傾斜系統包含一個轉向操作單元、一個傾斜驅動單元，及一個傾斜控制單元。
該轉向操作單元適用於安裝在該本體上並用於控制該本體的行進方向。該傾斜驅動單元適用於安裝在該等前輪間，並包括一個能被該轉向操作單元驅動而擺動的調整件。該傾斜控制單元適用於連結該本體，並包括一個能被調整而伸縮且連結該調整件的控制件，該傾斜控制單元能受到該調整件擺動而連動該載具的該本體傾斜，且該控制件能被控制伸縮長度而改變其與該調整件互相結合的部位的高度位置，以控制該本體的傾斜角度。
本發明之功效在於：透過該傾斜控制單元搭配該傾斜驅動單元，當改變該控制件的伸縮長度而改變其與該調整件互相結合的部位的高度位置時，就能控制改變該載具的本體傾斜角度，讓 使用者可依據行車狀況作不同傾斜角度的調整，使用上方便、靈活，並可大幅提升載具行進間過彎的穩定性。
1‧‧‧載具
11‧‧‧本體
12‧‧‧轉向節臂
13‧‧‧前輪
14‧‧‧轉向連桿
15‧‧‧上拉桿組
151‧‧‧上套筒
152‧‧‧上拉桿
16‧‧‧下拉桿組
161‧‧‧下套筒
162‧‧‧下拉桿
17‧‧‧前車架
171‧‧‧下桿
172‧‧‧上桿
173‧‧‧第一架板
174‧‧‧第二架板
18‧‧‧椅座
19‧‧‧後輪
2‧‧‧轉向操作單元
21‧‧‧手握件
22‧‧‧傳動桿
3‧‧‧傾斜驅動單元
30‧‧‧齒輪組
31‧‧‧一次側齒輪
32‧‧‧二次側齒輪
33‧‧‧調整件
331‧‧‧盤體
332‧‧‧穿伸體
333‧‧‧結合體
334‧‧‧結合部
335‧‧‧前表面
336‧‧‧後表面
337‧‧‧頂面
338‧‧‧溝槽
34‧‧‧軸桿
35‧‧‧穿伸空間
4‧‧‧傾斜控制單元
40‧‧‧套管
41‧‧‧控制件
411‧‧‧主桿段
412‧‧‧控制段
L‧‧‧直立軸線
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一側視圖，說明本發明載具的轉向與傾斜系統的一實施例安裝在該載具的一本體上；圖2是圖1的局部放大圖；圖3是該實施例的一前視圖，並且說明該實施例的一控制件與一調整件間的相對關係；圖4是該實施例與該本體的部分元件的俯視圖，圖中箭頭所指方向為前方；圖5是一類似圖4的俯視圖，說明該本體的二個前輪偏擺而使該本體能夠轉向，圖中箭頭所指方向為前方；圖6是一類似圖3的前視示意圖，說明該調整件擺動且該本體相對於一直立軸線傾斜，圖6省略圖3中的部分元件以使圖6的重點能清楚呈現；及圖7是一類似圖6的前視示意圖，說明該控制件下降，該本體相對於該直立軸線的傾斜角度縮小。
參閱圖1、2、3，本發明載具1的轉向與傾斜系統之一實施例，適用於調整該載具1的一個本體11的行進方向與傾斜角度。該載具1例如一台三輪的機車，所述機車可以為燃油機車或電動車，該本體11主要是指該載具1的車體結構，並包括二個左右間隔的轉向節臂12、二個分別安裝於該等轉向節臂12外側的前輪13、一個橫向連接於該等前輪13間的轉向連桿14、一個上拉桿組15、一個下拉桿組16、一個前車架17、一個椅座18，以及一個後輪19。該上拉桿組15包括一個位於中央的上套筒151，以及二個分別位於該上套筒151的左右兩側的上拉桿152，每一上拉桿152的一端與該上套筒151樞接，另一端與同側的該轉向節臂12樞接。該下拉桿組16包括一個位於中央的下套筒161，以及二個分別位於該下套筒161的左右兩側的下拉桿162，每一下拉桿162的一端與該下套筒161樞接，另一端與同側的該轉向節臂12樞接。該前車架17包括一個前段連接該下套筒161且朝後水平延伸的下桿171、一個前段連接該上套筒151且朝後逐漸向下弧曲而連接該下桿171的上桿172、一個固定地位於該上桿172與該下桿171間且直立的第一架板173，以及一個自該上桿172向上延伸的第二架板174。本實施例的 載具1的轉向與傾斜系統包含一個轉向操作單元2、一個傾斜驅動單元3，以及一個傾斜控制單元4。
該轉向操作單元2安裝在該本體11上，並包括一個用於控制該本體11的行進方向的手握件21，以及一個能被該手握件21帶動且連結該傾斜驅動單元3的傳動桿22。本實施例的手握件21為一個方向盤，實施時該手握件21也可以為一個可供雙手握住的手把(圖未示)，所述手把例如一般機車的手把，具有兩個左右延伸且呈橫桿狀的握持段。該傳動桿22包含數個可透過萬向接頭連接在一起的桿件，使各桿件間有較大的活動自由度。該傳動桿22可隨著該手握件21帶動而前後左右移動或擺動。該傳動桿22的其中一個桿件與該第二架板174樞接。
參閱圖2~4，該傾斜驅動單元3適用於安裝在該等前輪13間，並包括一個齒輪組30，以及一個調整件33。該齒輪組30連結該轉向操作單元2與該調整件33，並能受該傳動桿22帶動而驅動該調整件33擺動。該齒輪組30包括一個左右向延伸且能受該傳動桿22帶動而繞其自身中心軸線轉動的一次側齒輪31，以及一個與該一次側齒輪31嚙合的二次側齒輪32。該二次側齒輪32用於將該一次側齒輪31的動力轉向輸出，並能被該一次側齒輪31帶動而繞其自身中心軸線轉動。該二次側齒輪32的中心軸線為前後向延伸的水平軸線，該二次側齒輪32透過一個自其軸心向前通過該第一架板 173的軸桿34來連結該調整件33。該調整件33能經由該一次側齒輪31、該二次側齒輪32而被該轉向操作單元2驅動而擺動，該調整件33連動地結合於該二次側齒輪32前側，其與該二次側齒輪32間是透過該軸桿34而同步轉動地結合，並包括一個呈扁平盤狀的盤體331、一個連接於該盤體331前側的穿伸體332，以及一個設置於該穿伸體332前側且連接該轉向連桿14的結合體333。該盤體331包括一個位於底部且經由該軸桿34連結該二次側齒輪32的結合部334、相反的一個前表面335與一個後表面336，以及一個連接於該前表面335與該後表面336頂緣的頂面337。該調整件33形成有一個溝槽338，該溝槽338自該頂面337向下朝該結合部334延伸，並且是自該前表面335延伸貫穿至該後表面336。該穿伸體332與該盤體331的該前表面335共同界定出一個穿伸空間35。
該傾斜控制單元4包括一個固定安裝於該上桿172的套管40，以及一個能被調整而能上下伸縮地與該套管40結合的控制件41，該控制件41能於該穿伸空間35上下移動。該控制件41包括一個由上往下延伸且位於該調整件33前側的主桿段411，以及一個自該主桿段411底部朝後延伸而伸入該調整件33的該溝槽338的控制段412。該控制段412能被控制而改變其伸入該溝槽338的高度位置。具體而言，該控制件41可以為一個油壓桿、一支螺桿或一支長度可調整的伸縮桿。所述油壓桿可受到油壓缸的缸體中的油驅動而 上下升降。而螺桿可透過轉動驅動方式而使其上下移動。所述伸縮桿則例如本實施例的態樣，透過改變該控制件41突伸出該套管40的長度，以改變該控制件41與該套管40整體於外觀上的總長度。藉由油壓桿、螺桿或伸縮桿等形式的控制件41，都能帶動該控制段412上下移動，以改變該控制段412伸入該溝槽338內的位置。
參閱圖2~5，本發明使用時，使用者手操作該手握件21，可透過該傳動桿22帶動該一次側齒輪31轉動，進而連動該二次側齒輪32繞其自身中心軸線轉動，並連動該調整件33以其結合部334為軸心而擺動，隨著該手握件21控制左轉或右轉，可帶動該調整件33左擺或右擺，且該調整件33擺動時能透過該結合體333牽引該轉向連桿14左偏或右偏，由於該轉向連桿14的水平位置相對地位於該等前輪13的軸心前側，因此當該轉向連桿14左偏或右偏時，就可帶動該等前輪13轉向，從而控制該載具1的該本體11轉向。如圖4至圖5的過程，示意該調整件33向左擺動並連動該轉向連桿14與該等前輪13。
參閱圖2、3、6，此外，該調整件33與該控制件41搭配還能用於調整該載具1的該本體11傾斜角度，所述傾斜角度是指本體11的延伸方向與一直立軸線L間的夾角，當轉彎弧度較大時，該本體11需要較大的傾斜角度，相對地，轉彎弧度較小時，該本體11的傾斜角度可較小。具體來說，當本實施例的該調整件33左擺 或右擺時，由於該調整件33與該控制件41的控制段412間有結合關係，使該傾斜控制單元4能受到該調整件33擺動而跟著左右移動，因此可透過該傾斜控制單元4牽動該上桿172跟著偏擺，進而連動整個前車架17、上拉桿組15與前輪13偏擺傾斜，使該本體11傾斜。其中，由於該上拉桿組15與下拉桿組16中的元件皆為活動樞接，該上拉桿組15、該下拉桿組16與該等轉向節臂12間也是活動樞接，有較大的移動與轉動自由度，使該本體11的相關元件能適當活動而傾斜，並於傾斜位置保持平衡。
參閱圖2、6、7，該調整件33左右擺動的角度範圍受該轉向操作單元2控制，其可擺動的角度範圍固定，當改變該控制件41的控制段412深入該溝槽338的高度位置時，使該本體11可傾斜的角度能受到控制，具體來說，當該控制件41向下伸長長度較短，使其控制段412位於該調整件33的溝槽338較高的部位時，該本體11包含該等前輪13等元件可左右傾斜的角度較大(如圖6)，相對地，當該控制件41向下伸長長度較長，使其控制段412位於該調整件33的溝槽338較低的部位時，該本體11可左右傾斜的角度較小(如圖7)。
而該控制件41向下伸長的長度，可透過該載具1的一踏板(圖未示)或是一個電子式的行車控制器(圖未示)來控制，例如當使用者轉彎時若發現傾斜角度不足時，可踩下該踏板或按壓該行車 控制器的一個控制件(可以為實體按鍵或觸控螢幕上的觸控鍵)，就能帶動該控制件41上升，使該本體11能更加傾斜。相同道理，若要使傾斜角度縮小時，則可透過該踏板或行車控制器帶動該控制件41下降，使該本體11傾斜角度縮小。
綜上所述，透過該傾斜控制單元4搭配該傾斜驅動單元3，當改變該控制件41的伸縮長度而改變其與該調整件33互相結合的部位的高度位置時(具體而言本實施例是改變該控制段412伸入該調整件33的該溝槽338的高度位置)，就能控制改變該載具1的本體11傾斜角度，讓使用者可依據行車狀況即時作不同傾斜角度的調整，使用上方便、靈活，並可大幅提升載具1行進間過彎的穩定性，確實達到本發明的目的。
惟以上所述者，僅為本發明之實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

Claims (9)

  1. 一種載具的轉向與傾斜系統，適用於調整該載具的一個本體的行進方向與傾斜角度，該本體包括二個左右間隔的前輪，該載具的轉向與傾斜系統包含：一個轉向操作單元，適用於安裝在該本體上並用於控制該本體的行進方向；一個傾斜驅動單元，適用於安裝在該等前輪間，並包括一個能被該轉向操作單元驅動而擺動的調整件；及一個傾斜控制單元，適用於連結該本體，並包括一個能被調整而伸縮且連結該調整件的控制件，該傾斜控制單元能受到該調整件擺動而連動該載具的該本體傾斜，且該控制件能被控制伸縮長度而改變其與該調整件互相結合的部位的高度位置，以控制該本體的傾斜角度。
  2. 如請求項1所述的載具的轉向與傾斜系統，其中，該調整件形成有一個溝槽，該控制件具有一個伸入該調整件的該溝槽的控制段，該控制段能被控制而改變其伸入該溝槽的高度位置，以控制該本體的傾斜角度。
  3. 如請求項1所述的載具的轉向與傾斜系統，其中，該轉向操作單元包括一個手握件，以及一個能被該手握件帶動且連結該傾斜驅動單元的傳動桿，該手握件為一個方向盤或一個手把。
  4. 如請求項2所述的載具的轉向與傾斜系統，其中，該傾斜驅動單元還包括一個連結該轉向操作單元與該調整件的齒輪組。
  5. 如請求項4所述的載具的轉向與傾斜系統，其中，該齒輪組包括一個能被該轉向操作單元帶動而繞其自身中心軸線轉動的一次側齒輪，以及一個與該一次側齒輪嚙合且用於帶動該調整件的二次側齒輪，該二次側齒輪能被該一次側齒輪帶動而轉動，進而連動該調整件擺動。
  6. 如請求項5所述的載具的轉向與傾斜系統，其中，該調整件包括一個盤體，該盤體包括一個位於底部且連結該二次側齒輪並且為該調整件的擺動軸心的結合部、相反的一個前表面與一個後表面，以及一個連接於該前表面與該後表面頂緣的頂面，該溝槽自該頂面朝該結合部延伸，並且自該前表面延伸貫穿至該後表面。
  7. 如請求項2所述的載具的轉向與傾斜系統，其中，該控制件還具有一個由上往下延伸且位於該調整件前側的主桿段，該控制段自該主桿段底部朝後延伸而伸入該調整件的該溝槽。
  8. 如請求項6所述的載具的轉向與傾斜系統，該載具的該本體還包括一個橫向連接於該等前輪間的轉向連桿，其中，該調整件還包括一個連接於該盤體前側的穿伸體，以及一個設置於該穿伸體前側且連接該轉向連桿的結合體，該穿伸體與該盤體的該前表面共同界定出一個能供該控制件上下移動的穿伸空間，該調整件擺動時能透過該結合體牽引該轉向連桿而帶動該等前輪轉向。
  9. 如請求項2所述的載具的轉向與傾斜系統，其中，該控制件為一個油壓桿、一支螺桿，或一支長度可調整的伸縮桿。
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