專利名稱：摩托車和三輪摩托車的前輪轉(zhuǎn)向裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及摩托車和三輪摩托車用的前懸掛和轉(zhuǎn)向裝置的改進(jìn)。
如從

圖16可見，在摩托車300的構(gòu)造中，有一可在垂直方向擺動(dòng)的擺動(dòng)臂302固定在車架301的前部，有一可在水平方向轉(zhuǎn)動(dòng)的關(guān)節(jié)臂304用接頭303固定在擺動(dòng)臂302的一端，有一可旋轉(zhuǎn)地固定在關(guān)節(jié)臂304上的前輪305，和一連桿機(jī)構(gòu)(包括連桿件306a到306d)其一端連接到關(guān)節(jié)臂304上，另一端連接到操縱軸308，而操縱軸308可旋轉(zhuǎn)地固定在頂管307上。
在上述摩托車中，就其特性而言，重要的是前輪的位置應(yīng)如何相對(duì)于頂管307的位置予以設(shè)定。一般的說，如果車架301的形狀和尺寸被改變，那么頂管307相對(duì)于車架301的位置會(huì)根據(jù)這個(gè)改變向前或向后偏移。由于這個(gè)偏移，可旋轉(zhuǎn)地固定在頂管307上的操縱軸308的位置也會(huì)向前或向后偏移。為此，如果要改變車架301的形狀和尺寸，擺動(dòng)臂302的長(zhǎng)度及連桿件306a到306d的長(zhǎng)度必須隨之改變。結(jié)果每一次車架302改變時(shí)，擺動(dòng)臂302和連桿機(jī)構(gòu)306都必須隨之改變。如果要降低摩托車300的成本，這里大有可改進(jìn)的余地。
另外，在摩托車中，前輪和后輪的直徑常要根據(jù)車輛的品種改變。如果前輪被改變，頂管的位置就會(huì)改變，這一點(diǎn)將在下面結(jié)合圖17所示的前懸掛可伸縮的摩托車予以說明。
在圖17中，摩托車400設(shè)有大直徑的前輪401和大直徑的后輪402如圖中的實(shí)線所示。頂管403位在實(shí)線所示的位置上，在前輪和后輪401和402之間的輪基為WB11，操縱軸線404的后傾角為Q11，而前輪401的后跡為T11。在圖17中，標(biāo)號(hào)405指車架，406指前叉，407指后懸掛，而408指座位。
在另一方面，如果摩托車400有一小直徑的前輪411和一小直徑的后輪412如圖中虛線所示，那么頂管413的位置也將如虛線所示，直線所示頂管403的高度與虛線所示頂管413的高度相差H1。而頂管413的操縱軸線414從頂管403的操縱軸線偏離的距離為L(zhǎng)1。其時(shí)輪基為WB12，操縱軸線414的后傾角為Q12，前輪的后跡為T12。
在摩托車400中，輪基WB11和WB12，后傾角Q11和Q12及后跡T11和T12的設(shè)定須考慮其轉(zhuǎn)向特性。因此頂管403和413的各該位置都是單獨(dú)設(shè)定的。頂管403和413都是成為整體地設(shè)在車架405上，如果頂管403和413的位置改變，車架405也必須改變。結(jié)果每一次要改變前、后輪的直徑401和402時(shí)，車架405必須隨之改變，如果要降低摩托車的成本，這里大有可改進(jìn)的余地。這一點(diǎn)也適用于裝有擺動(dòng)臂前懸掛的摩托車。
本發(fā)明另一個(gè)目的是要給摩托車和三輪摩托車提供一種前輪轉(zhuǎn)向裝置，它能在前輪直徑發(fā)生改變時(shí)使車架仍能通用。
按照本發(fā)明的一個(gè)方案所提供的摩托車和三輪摩托車前輪轉(zhuǎn)向用的前輪轉(zhuǎn)向裝置具有一個(gè)主車架；一個(gè)可垂直地?cái)[動(dòng)而固定在主車架上的擺動(dòng)臂；一個(gè)可水平地轉(zhuǎn)動(dòng)并通過轉(zhuǎn)向銷固定在擺動(dòng)臂上的車軸保持體；一個(gè)可旋轉(zhuǎn)地固定在車軸保持體上的前輪；一個(gè)從車軸保持體延伸出來的關(guān)節(jié)臂；和一個(gè)連接到操縱軸上的連桿機(jī)構(gòu)，該連桿機(jī)構(gòu)可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在頂管上，頂管的一端連接在關(guān)節(jié)臂上，另一端則與主車架成為一個(gè)整體，其特征在于轉(zhuǎn)向銷有一中心線偏離操縱軸的中心線，并且連桿機(jī)構(gòu)有一個(gè)可彎曲的連桿部，由第一連桿和第二連桿通過一個(gè)萬向節(jié)互連在一個(gè)接頭上使第一和第二接頭能環(huán)繞該接頭彎曲以適應(yīng)前輪的垂直運(yùn)動(dòng)。
上述接頭由萬向節(jié)制成。作為萬向節(jié)，可使用球接頭。轉(zhuǎn)動(dòng)操縱軸時(shí)就可通過第一連桿、萬向節(jié)、第二連桿、關(guān)節(jié)臂和車軸保持體使前輪轉(zhuǎn)向。即使連同關(guān)節(jié)臂一起左右，水平地?cái)[動(dòng)的第二連桿的擺動(dòng)角與被操縱軸左、右水平地?cái)[動(dòng)的第一連桿的擺動(dòng)角不一致，擺動(dòng)角之間的差異也是萬向節(jié)所允許的。換句話說，當(dāng)車架的形狀和尺寸改變致使頂管相對(duì)于車架的位置改變時(shí)，即使轉(zhuǎn)向銷的中心線偏離操縱軸的中心線，這個(gè)偏離也是萬向節(jié)所允許的。因此本發(fā)明的前懸掛系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)總是能順利地運(yùn)行。擺動(dòng)臂和連桿機(jī)構(gòu)的構(gòu)造能被簡(jiǎn)化。而且能夠容易地使擺動(dòng)臂和連桿機(jī)構(gòu)在各種情況下都能適用，從而降低摩托車的生產(chǎn)成本。
由于能夠這樣設(shè)定轉(zhuǎn)向銷的中心線對(duì)操縱軸中心線的偏離量，因此能夠自由設(shè)定轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)向特性(轉(zhuǎn)向角和轉(zhuǎn)向力)。
在本發(fā)明的一個(gè)較優(yōu)形式中，為了使操縱軸的中心線與頂管的中心線相交成任定的角度，在頂管的頂部和底部分別可更換地固定著頂板和底板，而操縱軸則被插入通過在頂板和底板上打開的貫通孔。
這樣，當(dāng)要改變前輪的直徑時(shí)，頂板和底板可用與前輪直徑適應(yīng)的頂板和底板來更換，從而可改變操縱軸中心線相對(duì)于頂管中心線的位置和傾斜度。因此可不需要改變頂管的位置，也不需要改變與頂管聯(lián)在一起的車架。那就是說，本發(fā)明就成本而言是有利的，采用小直徑前輪的摩托車和采用大直徑的摩托車都能用一種車架來制造。
圖8A為一概略的視圖，示出前懸掛系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的布置。其時(shí)操作軸的下端部位在轉(zhuǎn)向銷之前；圖8B為一圖解，示出從圖8A的箭頭方向看去前懸掛系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的操作；圖9A為一概略的側(cè)視圖，示出按照本發(fā)明的第二實(shí)施例的前懸掛系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的布置；圖9B為一圖解，示出從圖9A的箭頭方向看去前懸掛系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的操作；圖10、11、12、13均為割視圖，分別示出操縱軸連結(jié)在頂管上的模式的第一、第二、第三、和第四例；圖14A為一概略的側(cè)視圖，示出前懸掛系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，其時(shí)固定在其上的是小直徑的前輪；圖14B為一圖解，示出從圖14A的箭頭方向看去前懸掛系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的操作；圖15為一概略的側(cè)視圖，示出的摩托車具有大直徑的車輪連結(jié)在其上，以與小直徑的車輪連結(jié)在其上的情況比較；圖16為一概略的視圖，示出現(xiàn)有技術(shù)的摩托車的前部；及圖17為現(xiàn)有技術(shù)的摩托車的簡(jiǎn)略側(cè)視圖，該摩托車具有大直徑的車輪連結(jié)在其上，以與小直徑的車輪連結(jié)在其上的情況比較。
論述將首先從小型摩托車開始，該摩托車具有如圖1到8B所示的按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的前輪轉(zhuǎn)向裝置。
如圖1所示，小型摩托車10包括一個(gè)在其中央下部的由車架體制成的主車架11，一個(gè)設(shè)在主車架11后部的車架樞紐12，一個(gè)通過樞軸13固定在車架樞紐12上可垂直地?cái)[動(dòng)的動(dòng)力單元14，一個(gè)固定在動(dòng)力單元14上的后輪15而動(dòng)力單元是從主車架11后部的上部被一后減震墊16懸掛著，一個(gè)固定在主車架11后部的上部的座位，另外還有一個(gè)懸掛前輪的前懸掛系統(tǒng)50和一個(gè)與前懸掛系統(tǒng)50分開的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)設(shè)置在主車架11的前部上。
摩托車10還包括一個(gè)前擋泥板21，一個(gè)前蓋22，一個(gè)手柄蓋23，一個(gè)用來覆蓋駕駛員腿的護(hù)腿屏24，一個(gè)用來擱置駕駛員腳的階級(jí)踏腳板25，及一前一背兩個(gè)擋泥板26F和26R。
在圖1中，標(biāo)號(hào)31指反射鏡，標(biāo)號(hào)32為握持柄，標(biāo)號(hào)33為剎車操縱桿，標(biāo)號(hào)34為速度計(jì)，標(biāo)號(hào)35為頭燈，標(biāo)號(hào)36為信號(hào)燈，標(biāo)號(hào)37為主撐腳，標(biāo)號(hào)38為側(cè)撐腳，標(biāo)號(hào)39為側(cè)跨斗也被用作存物箱，標(biāo)號(hào)41為載容座，標(biāo)號(hào)42為尾燈，標(biāo)號(hào)43為空氣凈化器，標(biāo)號(hào)44為汽化器，標(biāo)號(hào)45為排氣管，而標(biāo)號(hào)46為消聲器。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖2，前懸掛系統(tǒng)50有一擺動(dòng)臂52通過樞軸51固定在主車架11前方的下部。擺動(dòng)臂52可在垂直方向上環(huán)繞樞軸51擺動(dòng)。有一車軸保持體通過轉(zhuǎn)向銷53固定在擺動(dòng)臂52的前端部上因而能在左右方向上擺動(dòng)。前輪18通過車軸55可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在車軸保持體54上。前懸掛系統(tǒng)50采用擺動(dòng)臂懸掛的形式，其中擺動(dòng)臂52從主車架11的前部向車輛的前部延伸，而前輪18可在垂直方向上運(yùn)動(dòng)地被支承在擺動(dòng)臂52上。
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)70有一頂管柱71斜向而上從主車架11的前部向前方延伸。頂管柱71的前端部設(shè)有整體制成的頂管72。操縱軸73可旋轉(zhuǎn)地固定在頂管72上。操縱軸73的下端部73a通過連桿機(jī)構(gòu)80被連接到一個(gè)關(guān)節(jié)臂57上。更具體點(diǎn)說，關(guān)節(jié)57是在車軸保持體54上整體制出的，連桿機(jī)構(gòu)80的一端被連接到關(guān)節(jié)臂57上，而另一端則被連接到操縱軸73上，這樣前輪18便能被轉(zhuǎn)動(dòng)。
在這布置中，主車架11和頂管柱71的組合結(jié)構(gòu)構(gòu)成車體架11A。
如圖3所示，車軸保持體54被這樣布置使車軸保持體54的后下部有一支承部(轉(zhuǎn)向銷固定部)56可將轉(zhuǎn)向銷53固定在其上，車軸55被固定在車軸保持體54的中心，而關(guān)節(jié)臂57則沿著一條從車軸55而上向前方延伸的線01作少量延伸。轉(zhuǎn)向銷53可通過支承部56成為整體地制在車軸保持體54上。
前懸掛系統(tǒng)50的結(jié)構(gòu)中分開設(shè)有一個(gè)震動(dòng)吸收器61可吸收在擺動(dòng)臂52的擺動(dòng)方向上的震動(dòng)(來自路面的震動(dòng))和一個(gè)前減振器62可減少在擺動(dòng)臂52的擺動(dòng)方向上的震動(dòng)的幅度。震動(dòng)吸收器61為一能起到彈簧作用的可彈性變形的樹脂塊并被插置在主車架11和擺動(dòng)臂52之間。而前減振器62則被固定在擺動(dòng)臂52和主車架11前部的一個(gè)側(cè)部之間。
連桿機(jī)構(gòu)80包括第一連桿82和第二連桿84，它們可以彎曲來適應(yīng)前輪18的上下運(yùn)動(dòng)(參閱圖2)。這兩連桿82和84通過連接部85樞支地連接。
第一連桿82的一端通過第一連接銷81可擺動(dòng)地連接到操縱軸73的下端部上。第二連桿84的一端通過第二連接銷83可擺動(dòng)地連接到關(guān)節(jié)臂57的一端上。第一和第二連桿82和84的另外一端可擺動(dòng)地在連接部被一萬向節(jié)86連接，該萬向節(jié)例如可為一球接頭。
在本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向銷53的中心線P2從操縱軸73的中心線P1向前偏離一個(gè)尺寸S1。這兩中心線P1和P2近乎互相平行。
就這些零件之間的位置關(guān)系而言，操縱軸73的下端部73a設(shè)在樞軸51的前方和上方，第一連接銷81設(shè)在與下端部73a相同的位置上，轉(zhuǎn)向銷53設(shè)在第一連接銷81的前方和下方，車軸55設(shè)在轉(zhuǎn)向銷53的前方，第二連接銷83設(shè)在車軸55的前方和上方，而連接部85設(shè)在第二連接銷83的前方和上方。
換句話說，第二連接銷83設(shè)在樞軸51的前方和上方，連接部85設(shè)在第二連接銷83的前方和上方，而操縱軸73的下端部73a和第一連接銷81都設(shè)在連接部85的后方和上方。那就是說，連接部85位在一個(gè)靠近關(guān)節(jié)臂57端頭的位置上(在關(guān)節(jié)57的前方和上方)并與線01接近。
第一連桿82為一長(zhǎng)連桿從第一連接銷81向前方下延伸到關(guān)節(jié)臂57的端頭附近。第二連桿84比第一連桿82短。
制動(dòng)鋼纜94和速度計(jì)鋼纜98沿著連桿機(jī)構(gòu)特別是第一連桿82走線，這兩鋼纜都是可彎曲的線性零件。它們?cè)谇拜?8(參閱圖2)和車體架11A之間通過。更具體點(diǎn)說，它們被這樣設(shè)置，從前輪(車軸保持體54)出來，沿著第一連桿82，再沿著第一連桿82被連接到下端部73a的部分即第一連桿82擺動(dòng)的中心部，然后沿著頂管72和操縱軸73延伸。各該可彎曲的線性零件94和98的中間部分可用夾子109固定在第一連桿82上。
這樣，可彎曲的線性零件94和98便可在前輪18和車體之間通過而可不需作較大的彎曲。因此能夠合適而容易地布置可彎曲的線性零件94和98而不會(huì)訌它們干擾前輪18。
從上顯而易見，由于各種可彎曲的線性零件(鋼纜、挽具和滑繩)在前輪18和車體架1A之間沿著連桿機(jī)構(gòu)走線而被設(shè)置，便能合適而容易地布置并可改善外觀。另外，還能減少可彎曲線性零件被彎曲時(shí)的摩擦(摩擦阻力)。
在圖4中，握持柄(或把手)被連接到操縱軸73上。剎車操縱桿33和速度計(jì)34被固定到握持柄32上。剎車操作臂93和速度檢測(cè)齒輪箱97被固定在車軸保持體54上。齒輪箱97具有未被示出的內(nèi)設(shè)齒輪，是一個(gè)人們熟知的結(jié)構(gòu)能夠通過齒輪檢測(cè)車軸55的轉(zhuǎn)動(dòng)。剎車操縱桿33和剎車操作臂93被制動(dòng)鋼纜94連接在一起。制動(dòng)鋼纜94的內(nèi)線95的一端被連接到剎車操作臂93上。標(biāo)號(hào)96指制動(dòng)鋼纜用的外部安裝件。速度計(jì)34和齒輪箱97被速度計(jì)鋼纜98連接在一起。如果速度計(jì)34用電計(jì)量，那么可用挽具替代速度計(jì)鋼纜98。
在本實(shí)施例中，連桿機(jī)構(gòu)80的一側(cè)及沿著連桿機(jī)構(gòu)敷設(shè)的撓性線性零件94和98都被一蓋105覆蓋。由于包括連接部85在內(nèi)的連桿機(jī)構(gòu)80被彎曲成制動(dòng)腿(dog′s leg)的形狀，因此蓋105也被彎曲成制動(dòng)腿的形狀，這樣幾乎能覆蓋包括彎曲部分在內(nèi)的整個(gè)連桿。
這樣，由于蓋105，能減少連桿機(jī)構(gòu)80及可撓性線性零件94和98的向外暴露部分，因此能有效地從外側(cè)保護(hù)連桿機(jī)構(gòu)80及可彎曲線性零件94和98。另外，摩托車10的外觀并能被改善。
前擋泥板21的兩個(gè)上部和側(cè)部被螺栓101、103和103固定在長(zhǎng)的第一連桿82上，而蓋105的兩個(gè)側(cè)部則被螺栓107和108固定在同一連桿上。這種固定結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié)將在后面說明。
圖5示出車軸保持體54在車輛中心線CL的兩側(cè)伸展，并且第一連桿82是在從位在車輛中心線CL上的操縱軸73的下端部73a上向圖5的左側(cè)彎曲后以致能在前輪18的旁邊通過時(shí)才向前延伸的。有一前制動(dòng)鼓91被裝配在車軸保持體54和前輪18的轂部18a之間。在前制動(dòng)鼓91的結(jié)構(gòu)中，剎車操縱軸92可旋轉(zhuǎn)地被固定在車軸保持體54上，而剎車操作臂93則被固定在剎車操縱軸92上。
接下來論述前擋泥板21和蓋105的安裝結(jié)構(gòu)。
前擋泥板21在其上后部有一個(gè)整體制成的支撐21a并被這樣固定在第一連桿82上，即支撐21a被螺栓101固定在第一連桿82上，而前擋泥板21縱長(zhǎng)的中部的一側(cè)被螺栓103固定在第一連桿82的支撐102上。
蓋105被這樣固定在第一連桿82上，即蓋105的下前部的一側(cè)被螺檢107固定在第一連桿82的一個(gè)固定凸臺(tái)106上，而蓋105縱長(zhǎng)的中部的一側(cè)被螺栓108固定在支撐102上。
這樣，由于前擋泥板21和蓋都可固定在第一連桿上，就不需要另外的固定零件將它們固定在車體架11A上(參閱圖4)，固定過程便可簡(jiǎn)單。
圖6和7示出按照本發(fā)明的前懸掛系統(tǒng)50和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)70的操作。
在圖6中，當(dāng)前輪18(參閱圖4)上下移動(dòng)時(shí)，擺動(dòng)臂52和車軸保持體54根據(jù)前輪18的移動(dòng)量環(huán)繞樞軸51上下擺動(dòng)。致使連接到關(guān)節(jié)臂57上的第二連桿84和第一連桿82上下擺動(dòng)。第二連桿84的擺動(dòng)量小于第一連桿82的擺動(dòng)量。
第一連桿82為一長(zhǎng)連桿，其一端連接到操縱軸73的下端部73a上，另一端延伸到關(guān)節(jié)臂57端頭的附近。因此連桿機(jī)構(gòu)80的上下擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)比前懸掛系統(tǒng)50的上下擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)順暢。結(jié)果，采用前懸掛系統(tǒng)50便能得到良好的減震效果。另外，擺動(dòng)臂式前懸掛系統(tǒng)50所必需的減震功能和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)70所必需的轉(zhuǎn)向功能可互相獨(dú)立并能很好操作。
在圖7A中，轉(zhuǎn)向銷53的中心線P2相對(duì)于操縱軸73的中心線P1向前偏離S1的尺寸。假定點(diǎn)A1為第一連接銷81的位置，點(diǎn)B01為連接部85的位置，點(diǎn)C1為轉(zhuǎn)向銷53連接到擺動(dòng)臂52上的位置，線X01為點(diǎn)B01和點(diǎn)C1的連線。
按照?qǐng)D7A中的箭頭方向觀看點(diǎn)A1、B01和B1可將它們用投影形式來表示如圖7B所示。當(dāng)操縱軸73的轉(zhuǎn)向角為零即中間狀態(tài)時(shí)，點(diǎn)A1、B01、C1都對(duì)齊在車輛的中心線CL上。
當(dāng)用操縱軸73將第一連桿82從中間狀態(tài)向左轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向角α1時(shí)，點(diǎn)B01便位移到點(diǎn)BL1。結(jié)果線X01環(huán)繞點(diǎn)C1擺動(dòng)到達(dá)線XL1，該線為點(diǎn)BL1和點(diǎn)C1的連線，而從線X01到線XL1的轉(zhuǎn)向角為β1。
在另一方面，當(dāng)?shù)谝贿B桿82從中間狀態(tài)向右轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向角α1時(shí)，點(diǎn)B01位移到點(diǎn)BR1。結(jié)果線X01環(huán)繞點(diǎn)C1擺動(dòng)到達(dá)線XR1，該線為點(diǎn)BR1和點(diǎn)C1的連線，而從線X01到線XR1的轉(zhuǎn)向角為β1。
從上可知，由于轉(zhuǎn)向銷53的中心線P2相對(duì)于操縱軸73的中心線P1向前偏離一個(gè)量S1，因此點(diǎn)C1所在位置也從點(diǎn)A1向前離開一個(gè)距離S1。由于點(diǎn)C1在點(diǎn)A1的前面。因此轉(zhuǎn)向角β1大于轉(zhuǎn)向角α1(α1＜β1)。從而與沒有偏離的情況相比，操縱軸73的轉(zhuǎn)向力變大。
改變偏離量S1時(shí)，距離S1就改變。結(jié)果就能改變轉(zhuǎn)向角β1對(duì)轉(zhuǎn)向角α1的比率。
圖8A示出第一實(shí)施例所示前懸掛系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的一個(gè)修改。
圖8A所示修改只是一個(gè)例子，其中由于改變頂管72相對(duì)于車體架11A的位置，轉(zhuǎn)向銷53的中心線P2相對(duì)于操縱軸73的中心線P1向后偏離一個(gè)尺寸S2。但前懸掛系統(tǒng)50的尺寸和布置及連桿機(jī)構(gòu)80的尺寸與圖7A所示第一實(shí)施例的構(gòu)造完全相同。
在圖8A中沿箭頭方向看去，點(diǎn)A1、B01和C1可表現(xiàn)為投影的形式如圖8B所示，該圖與圖7B相似。當(dāng)操縱軸73的轉(zhuǎn)向角為零即在中間狀態(tài)時(shí)，點(diǎn)A1。B01和C1和線X01都對(duì)齊在車輛的中心線CL上。
如果用操縱軸73將第一連桿82從中間狀態(tài)向左轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)轉(zhuǎn)向角α2，那么點(diǎn)B01就位移到點(diǎn)BL1。結(jié)果線X01就環(huán)繞點(diǎn)C1擺動(dòng)并到達(dá)線XL1，該線連接著點(diǎn)BL1和點(diǎn)C1。從線X01到線XL1的轉(zhuǎn)向角為β2。
在另一方面，如果第一連桿82從中間狀態(tài)向右轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向角α2，那么點(diǎn)B01就位移到點(diǎn)BR1。結(jié)果線X01就環(huán)繞點(diǎn)C1擺動(dòng)并到達(dá)線XR1，該線連接著點(diǎn)BR1和點(diǎn)C1。從線X01到線XR1的轉(zhuǎn)向角為β2。
從上可見，由于轉(zhuǎn)向銷53相對(duì)于操縱軸73的中心線向后偏離一個(gè)量52，點(diǎn)C1所在位置就從點(diǎn)A1向后離開一個(gè)距離S2。由于點(diǎn)C1位在點(diǎn)A1的后面，轉(zhuǎn)向角β2小于轉(zhuǎn)向角α2(α2＜β2)。因此與沒有偏離的情況相比，操縱軸73的轉(zhuǎn)向力就變小。
由于改變偏離量S2，就能改變轉(zhuǎn)向角β2對(duì)轉(zhuǎn)向角α2的比率。
如上所述，按照第一實(shí)施例及其修改，由于轉(zhuǎn)向角β1不同于轉(zhuǎn)向角α1，轉(zhuǎn)向角β2不同于轉(zhuǎn)向角α2，因此連接部85具有采用萬向節(jié)86的結(jié)構(gòu)。具體地說，即使與關(guān)節(jié)臂57一起在水平方向上擺動(dòng)的第二連桿84的轉(zhuǎn)向角(擺動(dòng)角)β1和β2與操縱軸73在水平方向上(在左右方向上)所擺動(dòng)的第一連桿82的轉(zhuǎn)向角(擺動(dòng)角)α1和α2不一致，萬向節(jié)86也允許這兩擺動(dòng)角之間的差異。
因此，當(dāng)改變車體架11A的形狀和尺寸致使頂管72相對(duì)于車體架11A的位置改變時(shí)，即使轉(zhuǎn)向銷53的中心線P2偏離操縱軸73的中心線，萬向節(jié)可容許這個(gè)偏離。從而，連桿機(jī)構(gòu)能極其順暢地運(yùn)轉(zhuǎn)。結(jié)果前懸掛系統(tǒng)50和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)70在任何時(shí)候都能順暢運(yùn)轉(zhuǎn)。
因此，即使頂管72相對(duì)于車體架11A的位置被改變，也可能簡(jiǎn)化前懸掛系統(tǒng)50和連桿機(jī)構(gòu)80的構(gòu)造，并且可能使前懸掛系統(tǒng)50和連桿機(jī)構(gòu)80能夠通用。
另外，通過設(shè)定偏離量S1和S2，能夠自由設(shè)定轉(zhuǎn)向系統(tǒng)70的轉(zhuǎn)向特性即轉(zhuǎn)向角特性(前輪18的轉(zhuǎn)向角相對(duì)于操縱軸73的轉(zhuǎn)向角的比例特性)和轉(zhuǎn)向力特性(操縱軸73轉(zhuǎn)動(dòng)前輪18的轉(zhuǎn)向力特性)。當(dāng)然，如果每一偏離量都被設(shè)定為零(S1=0,S2=0)，就能用正常的轉(zhuǎn)向特性來轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)70。
下面說明在圖9A到15中示出的第二實(shí)施例。其中與圖1到7B中所示第一實(shí)施例相似的構(gòu)件用以前用過的相關(guān)標(biāo)號(hào)加上200作為現(xiàn)在的標(biāo)號(hào)來指出該構(gòu)件，該構(gòu)件的說明從略。
在圖9A中，按照第二實(shí)施例的微型摩托車210的特征為在轉(zhuǎn)向系統(tǒng)270中，能使操縱軸273的中心線P11與頂管272的中心線相交成任定的角度。其余的構(gòu)造與圖1到7B所示的第一實(shí)施例完全相同。下面將說明將操縱軸273固定到頂管272上的結(jié)構(gòu)。
圖9A所示的實(shí)施例為大直徑前輪218A被擺動(dòng)臂式前懸掛系統(tǒng)250懸掛的一個(gè)例子。在這情況下，轉(zhuǎn)向銷253中心線的后傾角為θ1，前輪218A的后跡為T1。轉(zhuǎn)向銷253的中心線P12相對(duì)于操縱軸273的中心線P11向前偏離一個(gè)尺寸53。
現(xiàn)在假定點(diǎn)A2為第一連接銷281的位置，點(diǎn)B02為連接部285的位置，點(diǎn)C2為轉(zhuǎn)向銷253連接到擺動(dòng)臂252上的位置，而線X02為把點(diǎn)B02和點(diǎn)C2連接起來的線。沿圖9A中的箭頭方向看去，這些點(diǎn)A2、B02和C2可用投影的形式表示如圖9B所示。當(dāng)操縱軸273的轉(zhuǎn)向角為零時(shí)即在中間狀態(tài)時(shí)，點(diǎn)A2、B02、C2和線X02都對(duì)齊在車輛中心線CL上。
當(dāng)用操縱軸273將第一連桿282從中間狀態(tài)向左轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向角α3時(shí)，點(diǎn)B02就位移到點(diǎn)BL2。結(jié)果線X02環(huán)繞點(diǎn)C2擺動(dòng)，到達(dá)線XL2，由該線把點(diǎn)BL2和點(diǎn)C2連接起來。從線X02到線XL2的轉(zhuǎn)向角為β3。
在另一方面，如果第一連桿282從中間狀態(tài)向右轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)向角α3，點(diǎn)B02就位移到點(diǎn)BR2。結(jié)果線X02環(huán)繞點(diǎn)C2擺動(dòng)，到達(dá)線XR2，由該線把點(diǎn)BR2和點(diǎn)C2連接起來。從線X02到線XR2的轉(zhuǎn)向角為β3。
由上可見，由于轉(zhuǎn)向銷253的中心線P12相對(duì)于操縱軸273的中心線向前偏離一個(gè)量S3，點(diǎn)C2所在位置就從點(diǎn)A2向前偏離一個(gè)距離S3。通過偏離量S3的改變就能改變轉(zhuǎn)向角β3對(duì)轉(zhuǎn)向角α3的比率。
圖10示出將操縱軸273連結(jié)到頂管272上的第一范式。如圖所示，頂管272被整體制造在車架211A上，并制有一個(gè)垂直地通過頂管272延伸的貫通孔272a使操縱軸273可插置通過該貫通孔272a。這個(gè)貫通孔272a具有一個(gè)直徑比操縱軸273大的孔使操縱軸273的中心線P11能與頂管272的中心線P13相交成任定的角度。例如，貫通孔272a可為一個(gè)橢圓形孔，其前后方向比操縱軸273的直徑長(zhǎng)，或者可以是一個(gè)比操縱軸大的圓孔。
操縱軸273的下端部273a具有一個(gè)比該軸其它部分大的直徑，并且例如可以有一用機(jī)螺釘或類似物固定在操縱軸273上的頸圈。
操縱軸的固定結(jié)構(gòu)使頂板274和底板277可更換地固定在頂管272的頂部和底部，并且使操縱軸273可旋轉(zhuǎn)地分別插入通過在頂板274和底板277上所設(shè)的貫通孔274a和277a。
頂板274通過第一軸承275和鎖緊螺帽276支承著操縱軸273。底板277通過第二軸承278支承著操縱軸273。
具體地說，頂板274由下列各部分構(gòu)成一個(gè)具有貫通孔274a的體部274b，一個(gè)配裝在頂管272的貫通孔272a內(nèi)的配裝部274c，一個(gè)與頂管272的上端面對(duì)接配裝的凸緣274d，和一個(gè)定位槽274e，該槽通過與頂管272上一個(gè)突出部的接合作出定位。
第一軸承275由一個(gè)配裝在頂板274的貫通孔274a內(nèi)的外座圈275a、一個(gè)用螺紋旋裝在操縱軸273的公螺紋部273b上的內(nèi)座圈275b、多個(gè)嵌置在外座圈275a和內(nèi)座圈275b之間的滾珠275、和一個(gè)保持滾珠275的保持器(未示出)構(gòu)成，內(nèi)座圈還起到調(diào)節(jié)螺帽的作用。
底板277由下列各部分構(gòu)成一個(gè)具有貫通孔277a的體部277b，一個(gè)配裝在頂管272貫通孔272a內(nèi)的配裝部277c，一個(gè)與頂管272低端面對(duì)接配裝的凸緣277d，和一個(gè)通過與頂管272的下突出部的接合使底板277定位的定位槽277e。
第二軸承278由配裝在底板277的貫通孔277a內(nèi)的外座圈278a、一個(gè)配裝在操縱軸273上的內(nèi)座圈278b、多個(gè)嵌置在外座圈278a和內(nèi)座圈278b之間的滾珠278c、和一個(gè)保持滾珠278c的保持器(未示出)構(gòu)成。
由上可知，操縱軸273通過頂板274、底板277、第一軸承275和第二軸承278可旋轉(zhuǎn)地固定在頂管272上。
握持柄232用固定螺栓279固定在操縱軸273的上端部上。
在圖10中，操2軸273的中心線P11近乎與頂管272的中心線P13(貫通孔272a的中心線)平行，并且位在頂管272中心線P13之前。另外，操縱軸273的中心線P11與固定在頂管272頂部和底部的頂板274和底板277的貫通孔274a和277a的各該中心一致。
圖11示出將操縱軸273連結(jié)到頂管272上的第二范式。如圖所示，操縱軸273的中心線P11近乎與頂管272的中心線(貫通孔272a的中心)平行，并且位在頂管272中心線P13之后。另外，操縱軸273的中心線P11與固定在頂管272頂部和底部的頂板274和底板277的貫通孔274a和277a的各該中心一致。只要用圖11所示的頂板274和底板277更換圖10所示的頂板274和底板277便能改變操縱軸273中心線P11的位置。
圖12示出將操縱軸273連結(jié)到頂管272上的第三范式。如圖所示，可使頂管272的中心線P13與操縱軸272的中心線P11相交，使操縱軸273的下端部273a位在頂管272的中心線P13之前。操縱軸273的中心線P11與固定在頂管272頂部和底部的頂板274和底板277的貫通孔274a和277a的各該中心一致。只要用圖12所示的頂板274和277更換圖10所示的頂板274和277便能改變操縱軸273中心線P11的位置。
圖13示出將操縱軸273連結(jié)到頂管272上的第四范式。如圖所示，可使頂管272的中心線13與操縱軸273的中心線P11相交，使操縱軸273的下端部273a位在頂管272中心線P13之后。操縱軸273的中心線P11與固定在頂管272頂部和底部上的頂板274和底板277的貫通孔274a和277a的中心一致。只要用圖13所示的頂板274和底板277更換圖10所示的頂板274和底板277便能改變操縱軸273的中心線P11的位置。
下面結(jié)合圖10說明將操縱軸273固定到頂管272上的程序的一例。
首先，將第二軸承278配裝到具有下端部273a的操縱軸273上，將第二軸承278的外座圈278a配裝到底板277的貫通孔277a內(nèi)。此后，將底板277的配裝部277c配裝到頂管272的貫通孔277a內(nèi)，使操縱軸273從頂管272的下方插入。
然后將操縱軸插入到頂板274的貫通孔274a內(nèi)，其時(shí)頂板274的配裝部274c已被配裝在頂管272的貫通孔272a內(nèi)。此后將第一軸承275的外座圈配裝到頂板274的貫通孔274a內(nèi)，并將多個(gè)滾珠275c引入。然后將第一軸承275的內(nèi)座圈275b用螺紋旋緊在操縱軸273的公螺紋部273b上，這樣通過頂板274和底板277以及第一軸承275和第二軸承278便能將操縱軸273可旋轉(zhuǎn)地固定在頂管272上。調(diào)節(jié)內(nèi)座圈275b的旋緊量便能將第一軸承275和第二軸承278調(diào)節(jié)到最佳的固定狀態(tài)。
最后，在將鎖緊螺帽278旋緊在操縱軸273的公螺紋部273b上后可用螺栓279將握持柄232固定在操縱軸273的上端部上，這樣操縱軸的固定過程便告完成。
在此以后，如果要將操縱軸273的中心線P11從圖10所示位置改變到圖11、12或13所示位置，可這樣做首先，將操縱軸273按照與上述固定程序相反的程序暫時(shí)卸下。然后選用任定的頂板274和底板277，將它們重新安排在上述固定程序內(nèi)。
下面將簡(jiǎn)要說明上述方法如何相對(duì)于頂管272的中心線P13改變操縱軸273中心線P11的角度和位置；(1)準(zhǔn)備好多塊頂板274和底板277，其貫通孔274a和277a的中心相對(duì)于頂管272的中心線P13的情況根據(jù)前輪的直徑而不同(第一步)。
(2)對(duì)前輪每一不同的直徑選出相應(yīng)的頂板274和底板277(第二步)。
(3)將選出的頂板274和底板277固定到頂管272上，然后將操縱軸273固定到頂板274和底板277的貫通孔274a和277a上(第三步)。
從上可知只要根據(jù)前輪的直徑更換多塊頂板274和多塊底板277便能相對(duì)于頂管272的中心線P13將操縱軸273的中心線P11改變到任定的位置和角度。
圖14A和14B為圖9A和9B所示大直徑的前輪218A被更換為小直徑的前輪218B的一個(gè)例子。在摩托車210中，考慮到前輪218A被更換為小直徑的前輪218B可得到的轉(zhuǎn)向特性，設(shè)定了最佳的主銷后傾角θ2和后跡T2，另外，按照這個(gè)后傾角θ2和后跡T2合適地設(shè)定前懸掛系統(tǒng)250和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)270的關(guān)系。
例如，當(dāng)握持柄232的操縱位置被設(shè)定為與圖9A所示的操縱位置近乎相同時(shí)，操縱軸273的中心線P11可被設(shè)定為較筆直地提升。具體地說，如圖13所示，操縱軸273的后端部273a被向后移動(dòng)，使頂管272的中心線P13和操縱軸273的中心相交。
當(dāng)中心線P11以這種方式被提升時(shí)，擺動(dòng)臂252需要用另一個(gè)短少該量的擺動(dòng)臂來更換。轉(zhuǎn)向銷253的中心線P12相對(duì)于操縱軸273的中心線P11向前偏離。因此點(diǎn)C3所在位置從點(diǎn)A3向前離開。通過改變圖14B中所示的偏離量便能改變轉(zhuǎn)向角β4對(duì)轉(zhuǎn)向角α4的比率。通過改變第一連桿282和第二連桿284的長(zhǎng)度便能改變轉(zhuǎn)向角β4對(duì)轉(zhuǎn)向角α4的比率。以這種方式改變比率便能改變轉(zhuǎn)向軸273所需的轉(zhuǎn)向力。
在剛才說明的實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向銷253的中心線P12也可向操縱軸273的中心線P11的后方偏離如圖8A所示的布置。
圖15示出按照第二實(shí)施例的摩托車的概略視圖。為了便于比較，圖9A所示的大直徑的前輪218A、前懸掛系統(tǒng)250和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)用實(shí)踐表示，而在圖14A中所示的小直徑前輪218B和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)270用虛線表示。
如果摩托車210具有大直徑的前輪和后輪如圖中直線所示，握持柄232和操縱軸273位在實(shí)線所示位置上，那么前輪218A和后輪215A之間的輪基為WB1，主銷后傾角為θ1，后跡為T1。
如果摩托車210具有小直徑的前輪218b和后輪215b如圖中虛線所示，握持柄232和操縱軸273位在虛線所示位置上，那么前輪218B和后輪215B之間的輪基為WB2。主銷后傾角為θ2，后跡為T2。
從上可知，根據(jù)前輪218A和218B的直徑，能夠?qū)⒉倏v軸273的中心線P11改變到任定的位置和角度。因此即使前輪218A和218B的直徑被改變，并不需要改變頂管272的位置。結(jié)果在其上整體制有頂管272的車架211A便能通用，從而能降低摩托車的成本。
另外，合適地設(shè)定后傾角θ1和θ2及后跡T1和T2還能使至少轉(zhuǎn)向系統(tǒng)270中的操縱軸273和連桿機(jī)構(gòu)280能夠通用。因此，在前懸掛系統(tǒng)250中只有擺動(dòng)臂252需要改變。
另外，根據(jù)前輪218A和218B的直徑改變第一連桿282和第二連桿284的長(zhǎng)度能夠改變前輪218A和218B的轉(zhuǎn)向角對(duì)操縱軸273的轉(zhuǎn)向角的比率。
通過比率的改變便能將操縱軸273所需轉(zhuǎn)向力改變到最佳值。
如上所述，對(duì)微型摩托車本發(fā)明已就兩個(gè)實(shí)施例(摩托車10和210)予以說明，但本發(fā)明并不限于這種型式，也能應(yīng)用到裝有一個(gè)前輪和兩個(gè)后輪的三輪摩托車。
萬向節(jié)86和286可以是能連接不平行的第一和第二連桿82和84或282和284的均速連接器(uniform coupling)，也可以是球接頭、萬向節(jié)或等同物。
本文任意假定轉(zhuǎn)向銷53和253的中心線P2和P12應(yīng)該制造成與操縱軸73和273的中心線P1和P11平行。
工業(yè)上的適用性由于連桿機(jī)構(gòu)的萬向節(jié)能在車架的形狀和尺寸改變時(shí)吸收操縱軸在位置上的偏移，因此可不需改變擺動(dòng)臂和連桿件，從而能有效地降低改變摩托車和三輪摩托車所需費(fèi)用。
另外，由于前、后輪的直徑改變時(shí)發(fā)生的操縱軸線在位置上的偏移能夠用更換設(shè)在頂管頂部和底部的頂板和底板來調(diào)節(jié)，因此可不需改變車架。換句話說，在改變車輪直徑和改變摩托車和三輪摩托車的設(shè)計(jì)時(shí)能利用相同的車體架，從而能降低生產(chǎn)成本。
權(quán)利要求書按照條約第19條的修改1．一種用來操縱摩托車和三輪摩托車前輪的前輪轉(zhuǎn)向裝置，所說裝置具有一個(gè)主架；一個(gè)可垂直擺動(dòng)地固定在所說主架上的擺動(dòng)臂；一個(gè)通過轉(zhuǎn)向銷可水平轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在所說擺動(dòng)臂上的車軸保持體；一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在所說車軸保持體上的前輪；一個(gè)從所說車軸保持體伸出的關(guān)節(jié)臂，和一個(gè)連接到操縱軸上的連桿機(jī)構(gòu)，該操縱軸又可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定于一頂管，其一端連接到所說關(guān)節(jié)臂上，另一端與所說主架成為一個(gè)整體，其特征為，所說轉(zhuǎn)向銷的中心線偏離所說操縱軸的中心線并被配置成不通過所說前輪的中心；所說連桿機(jī)構(gòu)具有一個(gè)可彎曲的連桿，其第一連桿和第二連桿通過一個(gè)萬向節(jié)連接在一個(gè)接頭上使所說第一和第二連桿能環(huán)繞該接頭彎曲以適應(yīng)所說前輪的垂直運(yùn)動(dòng)。
2．權(quán)利要求1的前輪轉(zhuǎn)向裝置，其特征為，所說萬向節(jié)為一球接頭。
3．權(quán)利要求1或2的前輪轉(zhuǎn)向裝置，其特征為，所說頂管具有頂板和底板可更換地設(shè)置在其上部和下部，所說頂板和底板各有一個(gè)貫通孔可允許所說操縱軸通過，這樣便可使所說操縱軸的中心線與所說頂管的中心線相交成給定的角度。
權(quán)利要求
1．一種用來操縱摩托車和三輪摩托車前輪的前輪轉(zhuǎn)向裝置，所說裝置具有一個(gè)主架；一個(gè)可垂直擺動(dòng)地固定在所說主架上的擺動(dòng)臂；一個(gè)通過轉(zhuǎn)向銷可水平轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在所說擺動(dòng)臂上的車軸保持體；一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定在所說車軸保持體上的前輪；一個(gè)從所說車軸保持體伸出的關(guān)節(jié)臂，和一個(gè)連接到操縱軸上的連桿機(jī)構(gòu)，該操縱軸又可轉(zhuǎn)動(dòng)地固定于一頂管，其一端連接到所說關(guān)節(jié)臂上，另一端與所說主架成為一個(gè)整體，其特征為，所說轉(zhuǎn)向銷的中心線偏離所說操縱軸的中心線；所說連桿機(jī)構(gòu)具有一個(gè)可彎曲的連桿，其第一連桿和第二連桿通過一個(gè)萬向節(jié)連接在一個(gè)接頭上，使所說第一和第二連桿能環(huán)繞該接頭彎曲，以適應(yīng)所說前輪的垂直運(yùn)動(dòng)。
2．按權(quán)利要求1的前輪轉(zhuǎn)向裝置，其特征為，所說萬向節(jié)為一球接頭。
3．按權(quán)利要求1或2的前輪轉(zhuǎn)向裝置，其特征為，所說頂管具有頂板和底板，可更換地設(shè)置在其上部和下部，所說頂板和底板各有一個(gè)通孔，可允許所說操縱軸通過其間，這樣便可使所說操縱軸的中心線與所說頂管的中心線以給定的角度相交。
全文摘要
摩托車(10)和三輪摩托車用的前輪轉(zhuǎn)向裝置,其中轉(zhuǎn)向銷(53)的中心線(P2)和操縱軸(73)的中心線(P1)互相偏離,有一連桿機(jī)構(gòu)(80)由第一連桿(82)和第二連桿(84)構(gòu)成,其連接部(85)為一萬向節(jié)(86)。當(dāng)車架(11A)的形狀和尺寸改變時(shí),萬向節(jié)(86)能吸收操縱軸(73)的位置偏移,從而擺動(dòng)臂(53)和連桿機(jī)構(gòu)(80)能通用,可不需改變。
文檔編號(hào)B62K21/00GK1319061SQ00801613
公開日2001年10月24日 申請(qǐng)日期2000年6月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月8日
發(fā)明者高柳真二, 小林裕悅, 中川光雄, 古橋宏美 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社