倾车系统及三轮车的制作方法

本发明提供一种倾车系统，特别指一种应用于三轮车的倾车系统。

背景技术：

近年来，能源缺乏，石油危机，再加上环保意识的抬头，电动机车越来越被人们看重。电动机车是一种干净、节省能源的运输工具，但是目前市面上的电动机车，都面临同样的问题，即续航力太低的缺点。此缺点使得电动车没有受到消费者的普遍青睐。针对续航力低的缺点，最直接的改善方法即是增加电池数量。但就二轮车的角度而言，电池数量越多，车身越重，骑乘或无动力移位也就越困难。

因此本案发明人提供三轮车的结构以解决电动机车过重造成骑乘不易的问题，然而传统的三轮车于转弯、倾车的动作并不灵敏，使用者并无法骑乘三轮车如二轮车。

技术实现要素：

本发明欲解决三轮车倾车、转弯不灵敏的问题。

为达到上述目的，本发明提供一种三轮车倾车系统，其应用于一三轮车，三轮车包括一前车身及一后车身，前车身包括一前轮，后车身包括两后轮，三轮车倾车系统连接前车身及后车身，倾车系统包括一轨道组件及一滑座组件，轨道组件呈弧形，滑座组件可滑动地设置于该轨道组件。

藉由上述实施例，本发明倾车系统至少具有以下优点：藉由轨道组件与滑座组件连接前车身及后车身，使得三轮车于转弯时可单独令前车身倾倒，令后车身保持稳定。

以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。

附图说明

图1是本发明三轮车的立体示意图。

图2是本发明三轮车倾车系统的立体示意图。

图3是本发明三轮车倾车系统的分解示意图。

图4是本发明三轮车倾车系统的部分组合示意图。

图5是本发明三轮车倾车系统的图2的A-A剖面线的剖面示意图。

图6是本发明三轮车倾车系统的倾车示意图。

图7是本发明三轮车的倾车示意图。

其中，附图标记

三轮车 1 前车身 10

前轮 11 龙头 12

坐垫 13 后车身 20

后轮 21 驱动装置 22

电源 23 倾车系统 5

轨道组件 50 弧形轨道 51

上接触面 511 下接触面 512

凹槽 513 内壁 513a

肋板 52 固定块 521

滑座组件 60 滑座主体 61

滑座架 611 支撑柱 611a

底板 612 滚轮组 62

上滚轮 621 下滚轮 622

侧滚轮 623 连接件 623a

轮体 623b 连接轴 624

滚轮轴 625 倾车定位机构 70

碟煞片 71 夹持件 72

倾车轴线 L 重力负载 F

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

如图1所示，本发明提供一种三轮车1，尤指一种电动三轮车1。本发明的三轮车1具有一前车身10、一后车身20及一倾车系统5，倾车系统5连接前车身10及后车身20，并利用其机构设计，令前车身10可相对后车身20摆动地连结。前车身10具有一前轮11、一龙头12及一坐垫13，龙头12用以控制车身，为令图面较易观看，省略显示前车身10的习知部分结构。后车身20具有一对后轮21、一驱动装置22及至少一电源23，意即三轮车1的多数重量集中于后车身20，且三轮车1以后车轮21驱动。

参图2及图3所示，倾车系统5包括一轨道组件50、一滑座组件60及一倾车定位机构70。轨道组件50包括一对弧形轨道51及一肋板52，肋板52呈ㄇ字型，肋板52以前后垂直平面连接两弧形轨道51，以维持整体轨道组件50的结构、刚性及强度。每一弧形轨道51包括一上接触面511及一下接触面512，并于上接触面511及下接触面512之间设有一凹槽513，凹槽513开口设置于外侧(远离另一弧形轨道51的一侧)。弧形轨道51的弧线所形成的平面的法向方向与地面大致平行，此效果于后叙述。参图5所示，凹槽513具有一对内壁513a，内壁513a由外向内其厚度增加，换而言之，靠近凹槽513开口的内壁较薄，凹槽513靠近底部的内壁较厚。肋板52上设有多个固定块521。

参图2所示，滑座组件60包括一滑座主体61及一对滚轮组62，滚轮组62设置于滑座主体61上。滑座主体61包括一对滑座架611及一底板612，底板612连接两滑座架611。滑座架611设有一段支撑柱611a，两支撑柱611a呈V型设置。两滚轮组62分别设置于两滑座架611，每一对滚轮组62包括一对上滚轮621、一对下滚轮622及一对侧滚轮623。以下叙述为一滚轮组62与一滑座架611的配对设置。上滚轮621及下滚轮622设置于滑座架611的内侧(靠近另一滑座架611的一侧)，且两上滚轮621分别设置于两支撑柱611a，两侧滚轮623分别设置于两支撑柱611a的边缘。侧滚轮623包括一连接件623a及一轮体623b，轮体623b与连接件623a耦接，轮体623b以耦接处为轴相对连接件623a转动。连接件623a与支撑柱611a的边缘耦接，连接件623a可相对支撑柱611a转动。滚轮组625还包括一对连接轴624及一对滚轮轴625。连接轴624穿设上滚轮621，滚轮轴625穿设下滚轮622，令上滚轮621及下滚轮622稳固地设置于对应的滑座架611。并由图3可见，连接轴624共同连接两滑座架611的上滚轮621，其可避免两滑座架611于过程中向外分离。

倾车定位机构70包括一碟煞片71及一夹持件72，夹持件72可调整地夹持碟煞片71。

以上为各组件的个别介绍，以下叙述各组件之间的设置关系。

参图4所示，滑座组件60套设于轨道组件50，确切而言，两滑座架611分别设置于两弧形轨道51的外侧，上滚轮621分别对应接触于弧形轨道51的上接触面511，下滚轮622分别对应接触于弧形轨道51的下接触面512，侧滚轮623对应地设置于弧形轨道51的凹槽513，侧滚轮623的轮体623b接触于凹槽513的底部。如前述，滑座架611的两支撑柱611a呈V形设置，当滑座组件60套设于轨道组件50上时，两支撑柱611a的延伸方向对应弧形轨道51的半径方向，意即上滚轮621及下滚轮622分别与上接触面511及下接触面512之间的正向力对应于弧形轨道51的半径方向，即正向力与支撑柱611a大致平行，此设置可避免两支撑柱611a因弯矩而变形，使得滚轮组件60于弧形轨道51可作最有效的滑动。

碟煞片71固定于轨道组件50的固定块521，使得碟煞片71有距离地靠近一侧弧形轨道51，夹持件72设置于连接轴324。

于本发明实施例中，滑座组件60连接前车身10，而轨道组件50连接于后车身20，使得三轮车1剧烈减速时，有效降低滑座组件60所承受前车身10的推力所产生的力矩，避免产生力矩。然而倾车系统5与前车身10、后车身20的连结应不以此为限，因应设计需求的考量，亦可令滑座组件60连接后车身20，轨道组件50连接前车身10。

上述为轨道组件50、滑座组件60及倾车定位机构70之间的位置关系，以下叙明彼此的作动关系，并说明三轮车1的操作关系。

参图3、图6及图7所示，藉由滚轮组62与上接触面511及下接触面512的接触，滑动主体61可相对弧形轨道51滑动，并且滑座组件60与前车身10连接，轨道组件50与后车身20连接，当使用者操纵龙头12倾倒前车身10时，前车身10即带动滑座组件60，使得滑座组件60相对轨道组件50滑动，后车身20不随前车身10倾倒。

如前述，倾车定位机构70分别连接轨道组件50及滑座组件60，藉由夹持件72可选择地夹持碟煞片71，令滑座组件60可相对静止于轨道组件50。于本发明实施例中，倾车定位机构70藉由一电子控制模组(图未示)调整夹持件72是否夹持碟煞片71。于本发明实施例中，电子控制模组设定有一第一预定速度及一第二预定速度，第一预定速度由7～10km/hr范围内选定的一数值，第二预定速度由4～7km/hr范围内选定的一数值，第一预定速度大于第二预定速度。当三轮车1加速至高于第一预定速度，即于高速状态下，夹持件72与碟煞片71分离，因此滑座组件60可相对轨道组件50滑动，前车身10可倾斜，倾斜的前车身10可供三轮车1转弯时抵抗离心力的需要。

当三轮车1减速至低于第二预定速度，电子控制模组控制夹持件72夹持碟煞片71，滑座组件60不可相对轨道组件50滑动，前车身10不相对后车身20再移动，使用者不需将双脚落地以保持三轮车1平衡。换而言之，夹持件72与碟煞片71的夹紧与分离，其改变临界速度并不相同，当三轮车1于低速加速至高速时，其改变临界速度为第一预定速度，当三轮车1于高速减速至低速时，其改变临界速度为第二预定速度。第一预定速度大于第二预定速度，即避免三轮车1速度于改变临界速度附近浮动时造成倾车定位机构70不必要的变动。

三轮车1于静止状态时，夹持件72同样夹持碟煞片71，因此三轮车1不易倾倒。于本发明实施例中，当三轮车1由低速状态进入高速状态，夹持件72缓慢地放开碟煞片71，反之，当三轮车1由高速状态进入低速状态，夹持件72夹持碟煞片71，夹持件72放开及夹持碟煞片71的快慢可藉由电子控制模组调整，以避免过快地锁紧或放松造成行驶的安全问题。并且如前述，三轮车1的重量多集中于后车身20，具有双后轮21的后车身保持平衡不倾倒，可令三轮车1的过弯较不费力且安全。

以下定义前轮11与两后轮21触地点连线构成的三角形为稳定三角形，该稳定三角形具有一纵向中线，此稳定三角形应为一等腰三角形，其纵向中线通过前轮11触地点。当三轮车1于过弯时，若前车身10的重力及过弯产生的离心力的合力方向超出稳定三角形，即会造成前车身10不稳，可能翻覆。并且参图1、图3及图7所示，两弧形轨道51的上接触面511和下接触面512互相平行；本领域的通常知识者应可理解，两个互相平行的轴对称曲面会具有相同的轴线，因此上接触面511的轴线和下接触面512的轴线是重叠的，因此上接触面511和下接触面512具有一共同轴线，该共同轴线即为一倾车轴线L。两弧形轨道51的弧线所在的平面的法线方向大致平行于稳定三角形的纵向中线，因此倾车系统5的倾车轴线L平行于稳定三角形的纵向中线。并且，弧形轨道51的设置可令倾车轴线L贴近地面。于本发明实施例中，当倾车轴线L完全平行稳定三角形的纵向中线，倾车系统5的最大倾斜角大致为30度，意即滑座组件60于弧形轨道51的中央向两侧滑行30度。

藉由本发明的三轮车1的倾车轴线L平行且靠近于稳定三角形的纵向中线，使得前车身10的合力方向几乎永远通过稳定三角形的纵向中线，因此前车身10永远为稳固的状态。即使转弯时离心力过大或路面不平造成后车身20欲翻覆，前车身10的稳定性可拉住后车身20，避免后车身20轻易翻覆。换而言之，本发明的三轮车1可藉由较窄的稳定三角形达到车身所需的稳定度，意即不须藉由较宽的两后轮21之间宽度达到所需的车身稳定度。因此，藉由倾车轴线L贴近且平行稳定三角形的纵向中线，可缩窄两后轮21的宽度，避免传统三轮车1两后轮宽度过宽的问题。

上述为三轮车1的动态叙述，以下说明各组件之间的作用力关系。

参图1所示，倾车系统5的位置大致位于坐垫13下方，使用者乘坐于坐垫13时会产生重力负载F，为便于叙述，定义三轮车1的xyz座标如图1。重力负载为y方向向下的力量，此重力和前轮11承受地面的反作用力，使得倾车系统5承受来自前车身10的-z方向力矩，反之倾车系统5承受来自后车身20的+z方向的力矩。本发明的倾车系统5将两弧形轨道51平行设置以形成轨道组件50，即分离的双轨道设计，其可抵抗倾车系统5承受弯矩的变形。

参图5所示，如前述，凹槽513的壁513a由外向内增厚，使得弧形轨道51的凹槽513的壁靠近外侧的一端厚度较薄，靠近内侧的一端的厚度较厚。当轨道组件50及滑座组件60承受弯矩时，滑座组件60整体倾斜，上滚轮621及下滚轮622随滑座组件60的倾斜移动，当前车身10受到推力向上，靠近后车身20的上滚轮621及下滚轮622下沉，靠近前车身20的上滚轮621及下滚轮622上抬，因此靠近后车身20的弧形轨道51的上接触面511受到上滚轮621下沉的压迫。以下说明后车身20的上滚轮621及上接触面511之间关系，若弧形轨道51于上滚轮621下沉时，无法变形仍保持平面，则上滚轮621仅与上接触面511的外侧接触，使得上接触面511的外侧承受较大应力，减短弧形轨道51的寿命。然而，藉由凹槽513的壁513a由外向内增厚，使得壁513a可随着上滚轮621的下沉变形，使得上滚轮621与上接触面511之间的接触面积较多，避免前述应力集中的问题，以增加弧形轨道51的使用寿命。靠近前车身10的下滚轮622及下接触面512之间的作用力关系，与前述大致相同。凹槽513的设置，使得弧形轨道51于保有所需惯性矩的前提下，减少弧形轨道51的整体重量。

参图1及图2所示，当前车身10及后车身20固定(即夹持件72夹持碟煞片71)时，后车身20受到一侧的外力，倾车系统5产生一y方向力矩。轨道组件50随后车身20产生一y方向的旋转，使得轨道组件50产生撑开滑座主体61的力。藉由两滑座架611上的侧滚轮623分别抵于弧形轨道51的外侧，以防滑座主体61变形，并且藉由侧滚轮623的连接件623a可相对滑座架611的转动，侧滚轮623与凹槽513之间并非单点支撑，避免弧形轨道51的表面应力集中。同时底板612亦可抵抗两滑座架611受到轨道组件51撑开的力。

综上所述，本发明所提供的倾车系统至少具有以下优点：藉由轨道组件与滑座组件连接前车身及后车身，使得三轮车于转弯时可单独令前车身倾倒，令后车身保持稳定。

本实施方式仅例示本发明的较佳实施例，为避免赘述，并未详加记载所有可能的变化组合。然而，本领域的通常知识者应可理解，上述各模组或元件未必皆为必要。且为实施本发明，亦可能包含其他较细节的习知模组或元件。各模组或元件皆可能视需求加以省略或修改，且任两模组间未必不存在其他模组或元件。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。