专利名称：摩托车和三轮摩托车的前轮转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及摩托车和三轮摩托车用的前悬挂和转向装置的改进。
如从
图16可见，在摩托车300的构造中，有一可在垂直方向摆动的摆动臂302固定在车架301的前部，有一可在水平方向转动的关节臂304用接头303固定在摆动臂302的一端，有一可旋转地固定在关节臂304上的前轮305，和一连杆机构(包括连杆件306a到306d)其一端连接到关节臂304上，另一端连接到操纵轴308，而操纵轴308可旋转地固定在顶管307上。
在上述摩托车中，就其特性而言，重要的是前轮的位置应如何相对于顶管307的位置予以设定。一般的说，如果车架301的形状和尺寸被改变，那么顶管307相对于车架301的位置会根据这个改变向前或向后偏移。由于这个偏移，可旋转地固定在顶管307上的操纵轴308的位置也会向前或向后偏移。为此，如果要改变车架301的形状和尺寸，摆动臂302的长度及连杆件306a到306d的长度必须随之改变。结果每一次车架302改变时，摆动臂302和连杆机构306都必须随之改变。如果要降低摩托车300的成本，这里大有可改进的余地。
另外，在摩托车中，前轮和后轮的直径常要根据车辆的品种改变。如果前轮被改变，顶管的位置就会改变，这一点将在下面结合图17所示的前悬挂可伸缩的摩托车予以说明。
在图17中，摩托车400设有大直径的前轮401和大直径的后轮402如图中的实线所示。顶管403位在实线所示的位置上，在前轮和后轮401和402之间的轮基为WB11，操纵轴线404的后倾角为Q11，而前轮401的后迹为T11。在图17中，标号405指车架，406指前叉，407指后悬挂，而408指座位。
在另一方面，如果摩托车400有一小直径的前轮411和一小直径的后轮412如图中虚线所示，那么顶管413的位置也将如虚线所示，直线所示顶管403的高度与虚线所示顶管413的高度相差H1。而顶管413的操纵轴线414从顶管403的操纵轴线偏离的距离为L1。其时轮基为WB12，操纵轴线414的后倾角为Q12，前轮的后迹为T12。
在摩托车400中，轮基WB11和WB12，后倾角Q11和Q12及后迹T11和T12的设定须考虑其转向特性。因此顶管403和413的各该位置都是单独设定的。顶管403和413都是成为整体地设在车架405上，如果顶管403和413的位置改变，车架405也必须改变。结果每一次要改变前、后轮的直径401和402时，车架405必须随之改变，如果要降低摩托车的成本，这里大有可改进的余地。这一点也适用于装有摆动臂前悬挂的摩托车。
本发明另一个目的是要给摩托车和三轮摩托车提供一种前轮转向装置，它能在前轮直径发生改变时使车架仍能通用。
按照本发明的一个方案所提供的摩托车和三轮摩托车前轮转向用的前轮转向装置具有一个主车架；一个可垂直地摆动而固定在主车架上的摆动臂；一个可水平地转动并通过转向销固定在摆动臂上的车轴保持体；一个可旋转地固定在车轴保持体上的前轮；一个从车轴保持体延伸出来的关节臂；和一个连接到操纵轴上的连杆机构，该连杆机构可转动地固定在顶管上，顶管的一端连接在关节臂上，另一端则与主车架成为一个整体，其特征在于转向销有一中心线偏离操纵轴的中心线，并且连杆机构有一个可弯曲的连杆部，由第一连杆和第二连杆通过一个万向节互连在一个接头上使第一和第二接头能环绕该接头弯曲以适应前轮的垂直运动。
上述接头由万向节制成。作为万向节，可使用球接头。转动操纵轴时就可通过第一连杆、万向节、第二连杆、关节臂和车轴保持体使前轮转向。即使连同关节臂一起左右，水平地摆动的第二连杆的摆动角与被操纵轴左、右水平地摆动的第一连杆的摆动角不一致，摆动角之间的差异也是万向节所允许的。换句话说，当车架的形状和尺寸改变致使顶管相对于车架的位置改变时，即使转向销的中心线偏离操纵轴的中心线，这个偏离也是万向节所允许的。因此本发明的前悬挂系统和转向系统总是能顺利地运行。摆动臂和连杆机构的构造能被简化。而且能够容易地使摆动臂和连杆机构在各种情况下都能适用，从而降低摩托车的生产成本。
由于能够这样设定转向销的中心线对操纵轴中心线的偏离量，因此能够自由设定转向系统的转向特性(转向角和转向力)。
在本发明的一个较优形式中，为了使操纵轴的中心线与顶管的中心线相交成任定的角度，在顶管的顶部和底部分别可更换地固定着顶板和底板，而操纵轴则被插入通过在顶板和底板上打开的贯通孔。
这样，当要改变前轮的直径时，顶板和底板可用与前轮直径适应的顶板和底板来更换，从而可改变操纵轴中心线相对于顶管中心线的位置和倾斜度。因此可不需要改变顶管的位置，也不需要改变与顶管联在一起的车架。那就是说，本发明就成本而言是有利的，采用小直径前轮的摩托车和采用大直径的摩托车都能用一种车架来制造。
图8A为一概略的视图，示出前悬挂系统和转向系统的布置。其时操作轴的下端部位在转向销之前；图8B为一图解，示出从图8A的箭头方向看去前悬挂系统和转向系统的操作；图9A为一概略的侧视图，示出按照本发明的第二实施例的前悬挂系统和转向系统的布置；图9B为一图解，示出从图9A的箭头方向看去前悬挂系统和转向系统的操作；图10、11、12、13均为割视图，分别示出操纵轴连结在顶管上的模式的第一、第二、第三、和第四例；图14A为一概略的侧视图，示出前悬挂系统和转向系统，其时固定在其上的是小直径的前轮；图14B为一图解，示出从图14A的箭头方向看去前悬挂系统和转向系统的操作；图15为一概略的侧视图，示出的摩托车具有大直径的车轮连结在其上，以与小直径的车轮连结在其上的情况比较；图16为一概略的视图，示出现有技术的摩托车的前部；及图17为现有技术的摩托车的简略侧视图，该摩托车具有大直径的车轮连结在其上，以与小直径的车轮连结在其上的情况比较。
论述将首先从小型摩托车开始，该摩托车具有如图1到8B所示的按照本发明的一个实施例的前轮转向装置。
如图1所示，小型摩托车10包括一个在其中央下部的由车架体制成的主车架11，一个设在主车架11后部的车架枢纽12，一个通过枢轴13固定在车架枢纽12上可垂直地摆动的动力单元14，一个固定在动力单元14上的后轮15而动力单元是从主车架11后部的上部被一后减震垫16悬挂着，一个固定在主车架11后部的上部的座位，另外还有一个悬挂前轮的前悬挂系统50和一个与前悬挂系统50分开的转向系统设置在主车架11的前部上。
摩托车10还包括一个前挡泥板21，一个前盖22，一个手柄盖23，一个用来覆盖驾驶员腿的护腿屏24，一个用来搁置驾驶员脚的阶级踏脚板25，及一前一背两个挡泥板26F和26R。
在图1中，标号31指反射镜，标号32为握持柄，标号33为刹车操纵杆，标号34为速度计，标号35为头灯，标号36为信号灯，标号37为主撑脚，标号38为侧撑脚，标号39为侧跨斗也被用作存物箱，标号41为载容座，标号42为尾灯，标号43为空气净化器，标号44为汽化器，标号45为排气管，而标号46为消声器。
现在转到图2，前悬挂系统50有一摆动臂52通过枢轴51固定在主车架11前方的下部。摆动臂52可在垂直方向上环绕枢轴51摆动。有一车轴保持体通过转向销53固定在摆动臂52的前端部上因而能在左右方向上摆动。前轮18通过车轴55可转动地固定在车轴保持体54上。前悬挂系统50采用摆动臂悬挂的形式，其中摆动臂52从主车架11的前部向车辆的前部延伸，而前轮18可在垂直方向上运动地被支承在摆动臂52上。
转向系统70有一顶管柱71斜向而上从主车架11的前部向前方延伸。顶管柱71的前端部设有整体制成的顶管72。操纵轴73可旋转地固定在顶管72上。操纵轴73的下端部73a通过连杆机构80被连接到一个关节臂57上。更具体点说，关节57是在车轴保持体54上整体制出的，连杆机构80的一端被连接到关节臂57上，而另一端则被连接到操纵轴73上，这样前轮18便能被转动。
在这布置中，主车架11和顶管柱71的组合结构构成车体架11A。
如图3所示，车轴保持体54被这样布置使车轴保持体54的后下部有一支承部(转向销固定部)56可将转向销53固定在其上，车轴55被固定在车轴保持体54的中心，而关节臂57则沿着一条从车轴55而上向前方延伸的线01作少量延伸。转向销53可通过支承部56成为整体地制在车轴保持体54上。
前悬挂系统50的结构中分开设有一个震动吸收器61可吸收在摆动臂52的摆动方向上的震动(来自路面的震动)和一个前减振器62可减少在摆动臂52的摆动方向上的震动的幅度。震动吸收器61为一能起到弹簧作用的可弹性变形的树脂块并被插置在主车架11和摆动臂52之间。而前减振器62则被固定在摆动臂52和主车架11前部的一个侧部之间。
连杆机构80包括第一连杆82和第二连杆84，它们可以弯曲来适应前轮18的上下运动(参阅图2)。这两连杆82和84通过连接部85枢支地连接。
第一连杆82的一端通过第一连接销81可摆动地连接到操纵轴73的下端部上。第二连杆84的一端通过第二连接销83可摆动地连接到关节臂57的一端上。第一和第二连杆82和84的另外一端可摆动地在连接部被一万向节86连接，该万向节例如可为一球接头。
在本实施例中，转向销53的中心线P2从操纵轴73的中心线P1向前偏离一个尺寸S1。这两中心线P1和P2近乎互相平行。
就这些零件之间的位置关系而言，操纵轴73的下端部73a设在枢轴51的前方和上方，第一连接销81设在与下端部73a相同的位置上，转向销53设在第一连接销81的前方和下方，车轴55设在转向销53的前方，第二连接销83设在车轴55的前方和上方，而连接部85设在第二连接销83的前方和上方。
换句话说，第二连接销83设在枢轴51的前方和上方，连接部85设在第二连接销83的前方和上方，而操纵轴73的下端部73a和第一连接销81都设在连接部85的后方和上方。那就是说，连接部85位在一个靠近关节臂57端头的位置上(在关节57的前方和上方)并与线01接近。
第一连杆82为一长连杆从第一连接销81向前方下延伸到关节臂57的端头附近。第二连杆84比第一连杆82短。
制动钢缆94和速度计钢缆98沿着连杆机构特别是第一连杆82走线，这两钢缆都是可弯曲的线性零件。它们在前轮18(参阅图2)和车体架11A之间通过。更具体点说，它们被这样设置，从前轮(车轴保持体54)出来，沿着第一连杆82，再沿着第一连杆82被连接到下端部73a的部分即第一连杆82摆动的中心部，然后沿着顶管72和操纵轴73延伸。各该可弯曲的线性零件94和98的中间部分可用夹子109固定在第一连杆82上。
这样，可弯曲的线性零件94和98便可在前轮18和车体之间通过而可不需作较大的弯曲。因此能够合适而容易地布置可弯曲的线性零件94和98而不会讧它们干扰前轮18。
从上显而易见，由于各种可弯曲的线性零件(钢缆、挽具和滑绳)在前轮18和车体架1A之间沿着连杆机构走线而被设置，便能合适而容易地布置并可改善外观。另外，还能减少可弯曲线性零件被弯曲时的摩擦(摩擦阻力)。
在图4中，握持柄(或把手)被连接到操纵轴73上。刹车操纵杆33和速度计34被固定到握持柄32上。刹车操作臂93和速度检测齿轮箱97被固定在车轴保持体54上。齿轮箱97具有未被示出的内设齿轮，是一个人们熟知的结构能够通过齿轮检测车轴55的转动。刹车操纵杆33和刹车操作臂93被制动钢缆94连接在一起。制动钢缆94的内线95的一端被连接到刹车操作臂93上。标号96指制动钢缆用的外部安装件。速度计34和齿轮箱97被速度计钢缆98连接在一起。如果速度计34用电计量，那么可用挽具替代速度计钢缆98。
在本实施例中，连杆机构80的一侧及沿着连杆机构敷设的挠性线性零件94和98都被一盖105覆盖。由于包括连接部85在内的连杆机构80被弯曲成制动腿(dog′s leg)的形状，因此盖105也被弯曲成制动腿的形状，这样几乎能覆盖包括弯曲部分在内的整个连杆。
这样，由于盖105，能减少连杆机构80及可挠性线性零件94和98的向外暴露部分，因此能有效地从外侧保护连杆机构80及可弯曲线性零件94和98。另外，摩托车10的外观并能被改善。
前挡泥板21的两个上部和侧部被螺栓101、103和103固定在长的第一连杆82上，而盖105的两个侧部则被螺栓107和108固定在同一连杆上。这种固定结构的细节将在后面说明。
图5示出车轴保持体54在车辆中心线CL的两侧伸展，并且第一连杆82是在从位在车辆中心线CL上的操纵轴73的下端部73a上向图5的左侧弯曲后以致能在前轮18的旁边通过时才向前延伸的。有一前制动鼓91被装配在车轴保持体54和前轮18的毂部18a之间。在前制动鼓91的结构中，刹车操纵轴92可旋转地被固定在车轴保持体54上，而刹车操作臂93则被固定在刹车操纵轴92上。
接下来论述前挡泥板21和盖105的安装结构。
前挡泥板21在其上后部有一个整体制成的支撑21a并被这样固定在第一连杆82上，即支撑21a被螺栓101固定在第一连杆82上，而前挡泥板21纵长的中部的一侧被螺栓103固定在第一连杆82的支撑102上。
盖105被这样固定在第一连杆82上，即盖105的下前部的一侧被螺检107固定在第一连杆82的一个固定凸台106上，而盖105纵长的中部的一侧被螺栓108固定在支撑102上。
这样，由于前挡泥板21和盖都可固定在第一连杆上，就不需要另外的固定零件将它们固定在车体架11A上(参阅图4)，固定过程便可简单。
图6和7示出按照本发明的前悬挂系统50和转向系统70的操作。
在图6中，当前轮18(参阅图4)上下移动时，摆动臂52和车轴保持体54根据前轮18的移动量环绕枢轴51上下摆动。致使连接到关节臂57上的第二连杆84和第一连杆82上下摆动。第二连杆84的摆动量小于第一连杆82的摆动量。
第一连杆82为一长连杆，其一端连接到操纵轴73的下端部73a上，另一端延伸到关节臂57端头的附近。因此连杆机构80的上下摆动运动远比前悬挂系统50的上下摆动运动顺畅。结果，采用前悬挂系统50便能得到良好的减震效果。另外，摆动臂式前悬挂系统50所必需的减震功能和转向系统70所必需的转向功能可互相独立并能很好操作。
在图7A中，转向销53的中心线P2相对于操纵轴73的中心线P1向前偏离S1的尺寸。假定点A1为第一连接销81的位置，点B01为连接部85的位置，点C1为转向销53连接到摆动臂52上的位置，线X01为点B01和点C1的连线。
按照图7A中的箭头方向观看点A1、B01和B1可将它们用投影形式来表示如图7B所示。当操纵轴73的转向角为零即中间状态时，点A1、B01、C1都对齐在车辆的中心线CL上。
当用操纵轴73将第一连杆82从中间状态向左转动转向角α1时，点B01便位移到点BL1。结果线X01环绕点C1摆动到达线XL1，该线为点BL1和点C1的连线，而从线X01到线XL1的转向角为β1。
在另一方面，当第一连杆82从中间状态向右转动转向角α1时，点B01位移到点BR1。结果线X01环绕点C1摆动到达线XR1，该线为点BR1和点C1的连线，而从线X01到线XR1的转向角为β1。
从上可知，由于转向销53的中心线P2相对于操纵轴73的中心线P1向前偏离一个量S1，因此点C1所在位置也从点A1向前离开一个距离S1。由于点C1在点A1的前面。因此转向角β1大于转向角α1(α1＜β1)。从而与没有偏离的情况相比，操纵轴73的转向力变大。
改变偏离量S1时，距离S1就改变。结果就能改变转向角β1对转向角α1的比率。
图8A示出第一实施例所示前悬挂系统和转向系统的一个修改。
图8A所示修改只是一个例子，其中由于改变顶管72相对于车体架11A的位置，转向销53的中心线P2相对于操纵轴73的中心线P1向后偏离一个尺寸S2。但前悬挂系统50的尺寸和布置及连杆机构80的尺寸与图7A所示第一实施例的构造完全相同。
在图8A中沿箭头方向看去，点A1、B01和C1可表现为投影的形式如图8B所示，该图与图7B相似。当操纵轴73的转向角为零即在中间状态时，点A1。B01和C1和线X01都对齐在车辆的中心线CL上。
如果用操纵轴73将第一连杆82从中间状态向左转动一个转向角α2，那么点B01就位移到点BL1。结果线X01就环绕点C1摆动并到达线XL1，该线连接着点BL1和点C1。从线X01到线XL1的转向角为β2。
在另一方面，如果第一连杆82从中间状态向右转动转向角α2，那么点B01就位移到点BR1。结果线X01就环绕点C1摆动并到达线XR1，该线连接着点BR1和点C1。从线X01到线XR1的转向角为β2。
从上可见，由于转向销53相对于操纵轴73的中心线向后偏离一个量52，点C1所在位置就从点A1向后离开一个距离S2。由于点C1位在点A1的后面，转向角β2小于转向角α2(α2＜β2)。因此与没有偏离的情况相比，操纵轴73的转向力就变小。
由于改变偏离量S2，就能改变转向角β2对转向角α2的比率。
如上所述，按照第一实施例及其修改，由于转向角β1不同于转向角α1，转向角β2不同于转向角α2，因此连接部85具有采用万向节86的结构。具体地说，即使与关节臂57一起在水平方向上摆动的第二连杆84的转向角(摆动角)β1和β2与操纵轴73在水平方向上(在左右方向上)所摆动的第一连杆82的转向角(摆动角)α1和α2不一致，万向节86也允许这两摆动角之间的差异。
因此，当改变车体架11A的形状和尺寸致使顶管72相对于车体架11A的位置改变时，即使转向销53的中心线P2偏离操纵轴73的中心线，万向节可容许这个偏离。从而，连杆机构能极其顺畅地运转。结果前悬挂系统50和转向系统70在任何时候都能顺畅运转。
因此，即使顶管72相对于车体架11A的位置被改变，也可能简化前悬挂系统50和连杆机构80的构造，并且可能使前悬挂系统50和连杆机构80能够通用。
另外，通过设定偏离量S1和S2，能够自由设定转向系统70的转向特性即转向角特性(前轮18的转向角相对于操纵轴73的转向角的比例特性)和转向力特性(操纵轴73转动前轮18的转向力特性)。当然，如果每一偏离量都被设定为零(S1=0,S2=0)，就能用正常的转向特性来转动转向系统70。
下面说明在图9A到15中示出的第二实施例。其中与图1到7B中所示第一实施例相似的构件用以前用过的相关标号加上200作为现在的标号来指出该构件，该构件的说明从略。
在图9A中，按照第二实施例的微型摩托车210的特征为在转向系统270中，能使操纵轴273的中心线P11与顶管272的中心线相交成任定的角度。其余的构造与图1到7B所示的第一实施例完全相同。下面将说明将操纵轴273固定到顶管272上的结构。
图9A所示的实施例为大直径前轮218A被摆动臂式前悬挂系统250悬挂的一个例子。在这情况下，转向销253中心线的后倾角为θ1，前轮218A的后迹为T1。转向销253的中心线P12相对于操纵轴273的中心线P11向前偏离一个尺寸53。
现在假定点A2为第一连接销281的位置，点B02为连接部285的位置，点C2为转向销253连接到摆动臂252上的位置，而线X02为把点B02和点C2连接起来的线。沿图9A中的箭头方向看去，这些点A2、B02和C2可用投影的形式表示如图9B所示。当操纵轴273的转向角为零时即在中间状态时，点A2、B02、C2和线X02都对齐在车辆中心线CL上。
当用操纵轴273将第一连杆282从中间状态向左转动转向角α3时，点B02就位移到点BL2。结果线X02环绕点C2摆动，到达线XL2，由该线把点BL2和点C2连接起来。从线X02到线XL2的转向角为β3。
在另一方面，如果第一连杆282从中间状态向右转动转向角α3，点B02就位移到点BR2。结果线X02环绕点C2摆动，到达线XR2，由该线把点BR2和点C2连接起来。从线X02到线XR2的转向角为β3。
由上可见，由于转向销253的中心线P12相对于操纵轴273的中心线向前偏离一个量S3，点C2所在位置就从点A2向前偏离一个距离S3。通过偏离量S3的改变就能改变转向角β3对转向角α3的比率。
图10示出将操纵轴273连结到顶管272上的第一范式。如图所示，顶管272被整体制造在车架211A上，并制有一个垂直地通过顶管272延伸的贯通孔272a使操纵轴273可插置通过该贯通孔272a。这个贯通孔272a具有一个直径比操纵轴273大的孔使操纵轴273的中心线P11能与顶管272的中心线P13相交成任定的角度。例如，贯通孔272a可为一个椭圆形孔，其前后方向比操纵轴273的直径长，或者可以是一个比操纵轴大的圆孔。
操纵轴273的下端部273a具有一个比该轴其它部分大的直径，并且例如可以有一用机螺钉或类似物固定在操纵轴273上的颈圈。
操纵轴的固定结构使顶板274和底板277可更换地固定在顶管272的顶部和底部，并且使操纵轴273可旋转地分别插入通过在顶板274和底板277上所设的贯通孔274a和277a。
顶板274通过第一轴承275和锁紧螺帽276支承着操纵轴273。底板277通过第二轴承278支承着操纵轴273。
具体地说，顶板274由下列各部分构成一个具有贯通孔274a的体部274b，一个配装在顶管272的贯通孔272a内的配装部274c，一个与顶管272的上端面对接配装的凸缘274d，和一个定位槽274e，该槽通过与顶管272上一个突出部的接合作出定位。
第一轴承275由一个配装在顶板274的贯通孔274a内的外座圈275a、一个用螺纹旋装在操纵轴273的公螺纹部273b上的内座圈275b、多个嵌置在外座圈275a和内座圈275b之间的滚珠275、和一个保持滚珠275的保持器(未示出)构成，内座圈还起到调节螺帽的作用。
底板277由下列各部分构成一个具有贯通孔277a的体部277b，一个配装在顶管272贯通孔272a内的配装部277c，一个与顶管272低端面对接配装的凸缘277d，和一个通过与顶管272的下突出部的接合使底板277定位的定位槽277e。
第二轴承278由配装在底板277的贯通孔277a内的外座圈278a、一个配装在操纵轴273上的内座圈278b、多个嵌置在外座圈278a和内座圈278b之间的滚珠278c、和一个保持滚珠278c的保持器(未示出)构成。
由上可知，操纵轴273通过顶板274、底板277、第一轴承275和第二轴承278可旋转地固定在顶管272上。
握持柄232用固定螺栓279固定在操纵轴273的上端部上。
在图10中，操2轴273的中心线P11近乎与顶管272的中心线P13(贯通孔272a的中心线)平行，并且位在顶管272中心线P13之前。另外，操纵轴273的中心线P11与固定在顶管272顶部和底部的顶板274和底板277的贯通孔274a和277a的各该中心一致。
图11示出将操纵轴273连结到顶管272上的第二范式。如图所示，操纵轴273的中心线P11近乎与顶管272的中心线(贯通孔272a的中心)平行，并且位在顶管272中心线P13之后。另外，操纵轴273的中心线P11与固定在顶管272顶部和底部的顶板274和底板277的贯通孔274a和277a的各该中心一致。只要用图11所示的顶板274和底板277更换图10所示的顶板274和底板277便能改变操纵轴273中心线P11的位置。
图12示出将操纵轴273连结到顶管272上的第三范式。如图所示，可使顶管272的中心线P13与操纵轴272的中心线P11相交，使操纵轴273的下端部273a位在顶管272的中心线P13之前。操纵轴273的中心线P11与固定在顶管272顶部和底部的顶板274和底板277的贯通孔274a和277a的各该中心一致。只要用图12所示的顶板274和277更换图10所示的顶板274和277便能改变操纵轴273中心线P11的位置。
图13示出将操纵轴273连结到顶管272上的第四范式。如图所示，可使顶管272的中心线13与操纵轴273的中心线P11相交，使操纵轴273的下端部273a位在顶管272中心线P13之后。操纵轴273的中心线P11与固定在顶管272顶部和底部上的顶板274和底板277的贯通孔274a和277a的中心一致。只要用图13所示的顶板274和底板277更换图10所示的顶板274和底板277便能改变操纵轴273的中心线P11的位置。
下面结合图10说明将操纵轴273固定到顶管272上的程序的一例。
首先，将第二轴承278配装到具有下端部273a的操纵轴273上，将第二轴承278的外座圈278a配装到底板277的贯通孔277a内。此后，将底板277的配装部277c配装到顶管272的贯通孔277a内，使操纵轴273从顶管272的下方插入。
然后将操纵轴插入到顶板274的贯通孔274a内，其时顶板274的配装部274c已被配装在顶管272的贯通孔272a内。此后将第一轴承275的外座圈配装到顶板274的贯通孔274a内，并将多个滚珠275c引入。然后将第一轴承275的内座圈275b用螺纹旋紧在操纵轴273的公螺纹部273b上，这样通过顶板274和底板277以及第一轴承275和第二轴承278便能将操纵轴273可旋转地固定在顶管272上。调节内座圈275b的旋紧量便能将第一轴承275和第二轴承278调节到最佳的固定状态。
最后，在将锁紧螺帽278旋紧在操纵轴273的公螺纹部273b上后可用螺栓279将握持柄232固定在操纵轴273的上端部上，这样操纵轴的固定过程便告完成。
在此以后，如果要将操纵轴273的中心线P11从图10所示位置改变到图11、12或13所示位置，可这样做首先，将操纵轴273按照与上述固定程序相反的程序暂时卸下。然后选用任定的顶板274和底板277，将它们重新安排在上述固定程序内。
下面将简要说明上述方法如何相对于顶管272的中心线P13改变操纵轴273中心线P11的角度和位置；(1)准备好多块顶板274和底板277，其贯通孔274a和277a的中心相对于顶管272的中心线P13的情况根据前轮的直径而不同(第一步)。
(2)对前轮每一不同的直径选出相应的顶板274和底板277(第二步)。
(3)将选出的顶板274和底板277固定到顶管272上，然后将操纵轴273固定到顶板274和底板277的贯通孔274a和277a上(第三步)。
从上可知只要根据前轮的直径更换多块顶板274和多块底板277便能相对于顶管272的中心线P13将操纵轴273的中心线P11改变到任定的位置和角度。
图14A和14B为图9A和9B所示大直径的前轮218A被更换为小直径的前轮218B的一个例子。在摩托车210中，考虑到前轮218A被更换为小直径的前轮218B可得到的转向特性，设定了最佳的主销后倾角θ2和后迹T2，另外，按照这个后倾角θ2和后迹T2合适地设定前悬挂系统250和转向系统270的关系。
例如，当握持柄232的操纵位置被设定为与图9A所示的操纵位置近乎相同时，操纵轴273的中心线P11可被设定为较笔直地提升。具体地说，如图13所示，操纵轴273的后端部273a被向后移动，使顶管272的中心线P13和操纵轴273的中心相交。
当中心线P11以这种方式被提升时，摆动臂252需要用另一个短少该量的摆动臂来更换。转向销253的中心线P12相对于操纵轴273的中心线P11向前偏离。因此点C3所在位置从点A3向前离开。通过改变图14B中所示的偏离量便能改变转向角β4对转向角α4的比率。通过改变第一连杆282和第二连杆284的长度便能改变转向角β4对转向角α4的比率。以这种方式改变比率便能改变转向轴273所需的转向力。
在刚才说明的实施例中，转向销253的中心线P12也可向操纵轴273的中心线P11的后方偏离如图8A所示的布置。
图15示出按照第二实施例的摩托车的概略视图。为了便于比较，图9A所示的大直径的前轮218A、前悬挂系统250和转向系统用实践表示，而在图14A中所示的小直径前轮218B和转向系统270用虚线表示。
如果摩托车210具有大直径的前轮和后轮如图中直线所示，握持柄232和操纵轴273位在实线所示位置上，那么前轮218A和后轮215A之间的轮基为WB1，主销后倾角为θ1，后迹为T1。
如果摩托车210具有小直径的前轮218b和后轮215b如图中虚线所示，握持柄232和操纵轴273位在虚线所示位置上，那么前轮218B和后轮215B之间的轮基为WB2。主销后倾角为θ2，后迹为T2。
从上可知，根据前轮218A和218B的直径，能够将操纵轴273的中心线P11改变到任定的位置和角度。因此即使前轮218A和218B的直径被改变，并不需要改变顶管272的位置。结果在其上整体制有顶管272的车架211A便能通用，从而能降低摩托车的成本。
另外，合适地设定后倾角θ1和θ2及后迹T1和T2还能使至少转向系统270中的操纵轴273和连杆机构280能够通用。因此，在前悬挂系统250中只有摆动臂252需要改变。
另外，根据前轮218A和218B的直径改变第一连杆282和第二连杆284的长度能够改变前轮218A和218B的转向角对操纵轴273的转向角的比率。
通过比率的改变便能将操纵轴273所需转向力改变到最佳值。
如上所述，对微型摩托车本发明已就两个实施例(摩托车10和210)予以说明，但本发明并不限于这种型式，也能应用到装有一个前轮和两个后轮的三轮摩托车。
万向节86和286可以是能连接不平行的第一和第二连杆82和84或282和284的均速连接器(uniform coupling)，也可以是球接头、万向节或等同物。
本文任意假定转向销53和253的中心线P2和P12应该制造成与操纵轴73和273的中心线P1和P11平行。
工业上的适用性由于连杆机构的万向节能在车架的形状和尺寸改变时吸收操纵轴在位置上的偏移，因此可不需改变摆动臂和连杆件，从而能有效地降低改变摩托车和三轮摩托车所需费用。
另外，由于前、后轮的直径改变时发生的操纵轴线在位置上的偏移能够用更换设在顶管顶部和底部的顶板和底板来调节，因此可不需改变车架。换句话说，在改变车轮直径和改变摩托车和三轮摩托车的设计时能利用相同的车体架，从而能降低生产成本。
权利要求书按照条约第19条的修改1．一种用来操纵摩托车和三轮摩托车前轮的前轮转向装置，所说装置具有一个主架；一个可垂直摆动地固定在所说主架上的摆动臂；一个通过转向销可水平转动地固定在所说摆动臂上的车轴保持体；一个可转动地固定在所说车轴保持体上的前轮；一个从所说车轴保持体伸出的关节臂，和一个连接到操纵轴上的连杆机构，该操纵轴又可转动地固定于一顶管，其一端连接到所说关节臂上，另一端与所说主架成为一个整体，其特征为，所说转向销的中心线偏离所说操纵轴的中心线并被配置成不通过所说前轮的中心；所说连杆机构具有一个可弯曲的连杆，其第一连杆和第二连杆通过一个万向节连接在一个接头上使所说第一和第二连杆能环绕该接头弯曲以适应所说前轮的垂直运动。
2．权利要求1的前轮转向装置，其特征为，所说万向节为一球接头。
3．权利要求1或2的前轮转向装置，其特征为，所说顶管具有顶板和底板可更换地设置在其上部和下部，所说顶板和底板各有一个贯通孔可允许所说操纵轴通过，这样便可使所说操纵轴的中心线与所说顶管的中心线相交成给定的角度。
权利要求
1．一种用来操纵摩托车和三轮摩托车前轮的前轮转向装置，所说装置具有一个主架；一个可垂直摆动地固定在所说主架上的摆动臂；一个通过转向销可水平转动地固定在所说摆动臂上的车轴保持体；一个可转动地固定在所说车轴保持体上的前轮；一个从所说车轴保持体伸出的关节臂，和一个连接到操纵轴上的连杆机构，该操纵轴又可转动地固定于一顶管，其一端连接到所说关节臂上，另一端与所说主架成为一个整体，其特征为，所说转向销的中心线偏离所说操纵轴的中心线；所说连杆机构具有一个可弯曲的连杆，其第一连杆和第二连杆通过一个万向节连接在一个接头上，使所说第一和第二连杆能环绕该接头弯曲，以适应所说前轮的垂直运动。
2．按权利要求1的前轮转向装置，其特征为，所说万向节为一球接头。
3．按权利要求1或2的前轮转向装置，其特征为，所说顶管具有顶板和底板，可更换地设置在其上部和下部，所说顶板和底板各有一个通孔，可允许所说操纵轴通过其间，这样便可使所说操纵轴的中心线与所说顶管的中心线以给定的角度相交。
全文摘要
摩托车(10)和三轮摩托车用的前轮转向装置,其中转向销(53)的中心线(P2)和操纵轴(73)的中心线(P1)互相偏离,有一连杆机构(80)由第一连杆(82)和第二连杆(84)构成,其连接部(85)为一万向节(86)。当车架(11A)的形状和尺寸改变时,万向节(86)能吸收操纵轴(73)的位置偏移,从而摆动臂(53)和连杆机构(80)能通用,可不需改变。
文档编号B62K21/00GK1319061SQ00801613
公开日2001年10月24日 申请日期2000年6月8日 优先权日1999年6月8日
发明者高柳真二, 小林裕悦, 中川光雄, 古桥宏美 申请人:本田技研工业株式会社