АВТОМОБИЛЬ, СКЛАДЫВАЮЩИЙСЯ П-ОБРАЗНО
CAR FOLDING IN U-SHAPED MANNER

Изобретение относится к машиностроению, а именно к складывающимся автомобилям.
Из опубликованных материалов в интернете известна следующая конструкция, сайт: autorambler.ru/jomal/news/25/01/2011/560965456/PLUXRENAULT/, складывающийся автомобиль содержит переднюю часть кузова, имеющую пару колес и заднюю часть с парой колес, причем задняя часть кузова телескопически складывается в переднюю часть кузова, уменьшая автомобиль с рабочего состояния 3,5 м, до 2 м в сложенном состоянии. Близким техническим решением является разработка студентами Массачусетского технологического института (MIT), при поддержке General Motors, проект городского автомобиля будущего City Car. Складывающийся автомобиль содержит цельный 2-местный кузов, содержащий переднюю нижнюю часть, имеющую пару колес и заднюю нижнюю часть, имеющую пару колес и обе нижние части соединены между собой шарнирами и продольной осью с гидроцилиндром, под воздействием последнего обе нижние части складываются между собой и поднимают заднюю часть кузова вверх и тем самым площадь, занимаемая машиной, уменьшается вдвое.
Наиболее близким техническим решением является патент UA №101126 от 25.02.13 г. Бюл. №4. Автомобиль, складывающийся П-образно, содержит крышу, передние верхнюю и нижнюю части, задние верхнюю и нижнюю части, все части соединены между собой шарнирно, соединяющие шарниры нижних частей расположены в направляющих вертикальных пазах с возможностью перемещения, передние и задние части имеют по паре колес каждая.
Недостатком такой конструкции П-образно складывающегося автомобиля является слабый каркас нижней части кузова, а именно направляющие пазы (нижние их части), которые не имеют жесткой связи между собой внизу, а поэтому в ходе эксплуатации предрасположены к вибрации и деформации, что приведет к повреждению указанной конструкции и поломке автомобиля.
Также автомобиль, складывающийся П-образно, имеет только две двери, что не удобно при его эксплуатации для посадки и высадки пассажиров из задней части пассажирского салона. Особенно опасна такая конструкция при аварийной ситуации.
Ближайшим прототипом является патент UA №56959 Ε05F 15/02 от 15.07.2015 г. Бюл. №7. Дверной механизм транспортного средства имеет двери, размещенные на поворотной стойке, соединенной с приводом, поворотные рычаги жестко связаны с поворотной стойкой и шарнирно с дверями.
Недостатком этого технического решения является незакрытые выступающие металлические устройства, расположенные внутри салона транспортного средства. Стойка с рычагами и привод, создающие угрозу пассажирам, находящимся внутри салона. В таком конструктивном исполнении этот дверной механизм не может использоваться в складывающемся автомобиле, так как стойка с рычагами и приводом расположена в салоне автомобиля, не позволит нижним частям, соединенным шарнирами, расположенными в направляющих пазах, подниматься в верхнюю часть, к крыше и автомобиль не сложится.
Также недостатком такой конструкции автомобиля является отсутствие расширения функциональных возможностей, а именно при складывании автомобиля, складывающегося П-образно, с вертикальным расположением колес в сложенном положении, нельзя устанавливать колеса большего диаметра, так как это повлечет увеличение высоты автомобиля в сложенном состоянии и создаст неустойчивость автомобиля. Прототипом является патент B60G 17/02 №84834 от 10.12.2008 г.
Активная подвеска переднеприводного автомобиля содержит: корпус, шарнир, опорные чашки, пружину, шток, верхнюю опору. Недостатками этой конструкции является отсутствие специальных устройств, позволяющих убирать стойку с колесом в подкапотное пространство. Также недостатком является невозможность расширить функциональные возможности, а именно отсутствие конструктивных элементов, которые позволили бы установить складывающийся карданный вал, предающий крутящий момент на пару задних колес и не позволили быть полноприводным транспортным средством повышенной проходимостью.
В автомобиле, складывающимся П-образно, используется складывающиеся сиденья, ближайшим прототипом является патент Российской Федерации №2081762 B60N 2/06 от 20.06.1997 г. Трансформируемые сиденья содержат сиденье на шарнирах, поднимаются и прижимаются к спинке, спинка расположена на основании, имеющим горизонтальный шарнир. Недостатком этого сиденья является отсутствие устройств, уменьшающих толщину сиденья и спинки, а также отсутствуют устройства, позволяющие сиденья и спинки в сложенном состоянии откинуть на пол заднего пассажирского салона, придавая им вертикальное положение в сложенном автомобиле.
Чехол для хранения запасного колеса в складывающемся автомобиле должен иметь устройство, позволяющее удобно извлекать из чехла и вкладывать запасное колесо в чехол и располагать его как в рабочем состоянии, так и в сложенном состоянии автомобиля.
Близким техническим решением является патент РФ B60D 43/02 №2349484 от 20.03.2009 г. Держатель запасного колеса имеет: держатель на шарнирах, запорное устройство, пластины с кронштейнами, имеющие шпильки с гайками. Это техническое решение не может использоваться в складывающемся автомобиле, так как отсутствуют устройства, позволяющие менять расположение чехла с запасным колесом в сложенном состоянии автомобиля, а также нет возможности использовать чехол как полку для размещения на нем багажа.
Автомобиль, складывающийся П-образно, имеет задний складывающийся капот. Ближайшим прототипом является патент на полезную модель №43909 B60J 7/00 от 10.09.2009 г. бюл. №17 «Трансформоване покриття-багажник кузова автомобiля». Содержит корпус с задней подвижной крышкой, может устанавливаться на крыше автомобиля, при этом передняя крышка шарнирно закреплена на корпусе и является подвижной, а (внутри) в середине багажника установлено устройство, позволяющее формировать пол грузовой платформы багажника. Недостатками этой конструкции являются: багажник с грузовой платформой переставляется на крышу автомобиля, открытие и закрытие передней и задней крышек и формирование пола багажника осуществляется вручную, и данная конструкция багажника не имеет специальных элементов и устройств, позволяющих этот багажник складывать и использовать на складывающемся автомобиле.
В основу изобретения поставлена техническая задача: повысить прочность и безопасность складывающегося автомобиля, сделать удобным посадку и высадку пассажиров заднего салона и создать полноприводный складывающийся автомобиль.
Техническим результатом изобретения является безопасность, удобность посадки и высадки пассажиров с задней части пассажирского салона и расширение функциональных возможностей складывающегося автомобиля.
Поставленная техническая задача достигается тем, что автомобиль, складывающийся П-образно, содержит: крышу, переднюю верхнюю и нижнюю части, задние верхнюю и нижнюю части, все части соединены между собой шарнирно, нижние части направляющих пазов жестко соединены между собой перекладиной, передние двери шарнирно соединены посредством рычагов с несущими пластинами, последние посредством шарниров связаны с передней верхней частью, имеют возможность выдвигаться в сторону и в перед, отрываются горизонтально и вертикально перемещаются, задние боковые двери пассажирского салона посредством шарниров и рычагов соединены с направляющими пазами с внешней стороны и имеют возможность выдвигаться в сторону и вперед и открываются горизонтально, стойки передних колес своими верхними частями шарнирно закреплены на рычагах, последние имеющимися шарнирами, расположенными в направляющих наклонных пазах с возможностью перемещения из вертикального верхнего в горизонтальное нижнее положение, нижние передняя и задняя части шарнирно соединены с рейкой, последняя своими концами, расположенными в направляющих вертикальных пазах, имеет размещенные посередине промежуточный карданный вал и по сторонам шарнирно установленные передние кресла, которые содержат на шарнирах складывающиеся спинки и сиденья, последние прижимаются к спинкам и откидываются на пол заднего пассажирского салона, сиденья задних кресел прижимаются к спинкам и принимают наклонное положение, чехол запасного колеса имеет шарниры, размещенные на стойках жестко закрепленных на задней верхней части, также чехол имеет сверху прикрепленную горизонтальную полку для багажа и имеет возможность вращения из горизонтального в наклонно-вертикальное положение, багажник содержит боковые стенки и нижнюю стенку на шарнирах, складывающиеся вовнутрь, заднюю дверь, состоящую из двух частей, соединенную шарнирами и шарнирно соединенную с крышей.
Между совокупностью существенных признаков предлагаемого изобретения и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь. Выполненная в автомобиле, складывающимся П-образно, рейка, размещенная своими концами в вертикальных направляющих пазах с возможностью вертикального перемещения, имеет посередине установленный промежуточный карданный вал и по сторонам на шарнирах складывающиеся передние кресла в сложенном положении откидывающиеся назад, рейка шарнирно соединена с передней и задней нижними частями, причем нижние части направляющих вертикальных пазов жестко соединены между собой перекладиной, передние двери соединены с несущими пластинами, последние шарнирно соединены с верхней передней частью, передние двери выдвигаются в сторону и вперед, горизонтально открываются и имеют возможность вертикально перемещаться, задние двери посредством шарниров и рычагов соединены с направляющими вертикальными пазами с наружной стороны и имеют возможность выдвигаться в сторону и вперед, а также открываются горизонтально, стойки передних колес верхними частями шарнирно соединены с рычагами, которые имеют шарниры, расположенные в направляющих наклонных пазах с возможностью перемещения из верхнего вертикального в нижнее горизонтальное положение, чехол запасного колеса имеет багажную полку, шарнирно установлен на стойках и имеет возможность вращения из горизонтального положения в наклонно-вертикальное положение, багажник содержит боковые и нижнюю стенки на шарнирах, складывающиеся вовнутрь, заднюю дверь, состоящую из двух частей, соединенную шарнирами и шарнирно соединенную с крышей.
Благодаря такому конструктивному выполнению элементов передние и задние двери выдвигаются в сторону и вперед, спинки и сиденья водительского и пассажирских кресел складываются, сиденья прижимаются к спинкам, передние кресла в сложенном положении откидываются на пол заднего пассажирского салона, рейка под воздействием приводов (не показано) по направляющим вертикальным пазам поднимается вверх, чехол с запасным колесом под воздействием привода (не показано) на шарнирах перемещается из горизонтального в наклонно-вертикальное положение, боковые и нижняя стенки багажника на шарнирах под воздействием приводов (не показано) складываются вовнутрь, задняя дверь выравнивается и закрывает задний проем, при складывании автомобиля передние регулируемые опоры упираются в поверхность (земля, дорожное покрытие). В этот момент стойки передних колес, шарнирно связанные с рычагами, расположенными в направляющих наклонных пазах, начинают перемещаться из верхнего вертикального в нижнее горизонтальное положение, перемещаясь вместе с передними колесами в подкапотное пространство, освобождая место для задних колес в сложенном положении автомобиля, складывающегося П-образно.
Благодаря именно такому конструктивному выполнению элементов автомобиля и их взаимосвязь позволяет автомобилю, складывающемуся П-образно, быть удобным для посадки и высадки пассажиров, а также быть полноприводным автомобилем повышенной проходимости и иметь багажный отсек.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на:
фиг. 1 - схема автомобиля в рабочем состоянии
фиг. 2 - схема переднего кресла в рабочем состоянии
фиг. 3 - схема переднего кресла в сложенном состоянии
фиг. 4 - схема дверей в закрытом состоянии
фиг. 5 - схема дверей в открытом состоянии
фиг. 6 - схема передней двери в открытом состоянии
фиг. 7 - схема задней двери в открытом состоянии
фиг. 8 - схема передних и задних дверей в выдвинутом состоянии вперед и в сторону
фиг. 9 - схема складывания автомобиля
фиг. 10 - схема передней стойки
фиг. 11 - схема стойки в сложенном состоянии
фиг. 12 - схема стойки в сложенном состоянии, вид сверху
фиг. 13 - схема складывания боковых и задней стенок багажника
фиг. 14 - схема расположения передних и задних кресел, чехла запасного колеса и багажника в сложенном автомобиле
фиг. 15 - схема расположения колес и дверей в сложенном автомобиле, вид сбоку
фиг. 16 - схема карданного вала в рабочем состоянии
фиг. 17 - схема карданного вала в сложенном состоянии
фиг. 18 - схема карданного вала в сложенном состоянии, вид сверху.
Автомобиль, складывающийся П-образно, содержит крышу 1 (фиг-1), имеющую вертикальные направляющие пазы 2 (фиг-1), на которых с внешней стороны на шарнирах 3, 4 и рычагах 5 установлены боковые двери 6 (фиг-4), (фиг-5), (фиг-7) заднего салона, крыша 1 шарнирами 7 связана с передней верхней частью 8 и шарнирами 9 - с задней верхней частью 10, верхняя передняя часть 8 шарнирами 11 связана с передней нижней частью 12, задняя верхняя часть 10 шарнирами 13 связана с задней нижней частью 14 (фиг-1), рейка 15 своими концами 16 расположена в направляющих вертикальных пазах 2 с возможностью вертикального перемещения (фиг-18), нижние части вертикальных направляющих пазов 2 жестко соединены между собой перекладиной 17 (фиг-1, фиг-2), места соединений не показаны, передняя верхняя часть 8 соединена шарнирами 18, 19, рычагами 20 - с несущими пластинами 21, последние имеющимися вертикальными шарнирами 22 связаны с передними дверьми 23 (фиг-4), (фиг-5), (фиг-6), (фиг-8), стойки 24 передних колес 25 нижней частью соединены шарнирами 26 с рычагами 27 (фиг-10), (фиг-11), последние шарнирами 28 соединены с верхней передней частью 8 (не показано), а верхними своими частями соединены шарнирами 29 с рычагами 30 (фиг-10), (фиг-12), последние своими шарнирами 31 размещены в направляющих наклонных пазах 32 с возможностью перемещения из вертикального верхнего в горизонтальное нижнее положение (фиг-10), (фиг-11), передняя нижняя часть 12 шарнирами 33 соединена с рейкой 15, задняя нижняя часть 14 шарнирами 34 соединена с рейкой 15 (фиг-2), промежуточный карданный вал 35 установлен по середине рейки 15 (фиг-18), по бокам установлены на шарнирах 36 передние кресла (фиг-1), (фиг-2), имеющие соединяющие элементы 37, содержащие на шарнирах 38 спинки 39 и на шарнирах 40 сиденья 41, спинки 39 и сиденья 41 имеют одинаковую конструкцию, их элементы идентичны, а именно: несущие основы 42, имеющие шарниры 43, на которых установлены пружинные элементы 44, последние своими короткими концами соединены с шарнирами 45, установленными на жестких нижних пластинах 46, а длинными концами установлены в эластичных шарнирах 47, размещенных на гибких эластичных верхних основах 48, сиденья 41 и спинки 39 имеют возможность складываться, соединяются друг с другом (фиг-3) и откидываются на пол заднего салона (фиг-9), задние кресла содержат шарниры 49, соединяющие несущие основы 50 спинок 51 и несущие основы 52 сидений 53, конструкции спинок и сидений передних и задних кресел идентичны, соответственно несущие основы 50 спинок 51 и несущие основы 52 сидений 53 имеют шарниры 54, на которых установлены пружинные элементы 55, последние своими короткими концами соединены с шарнирами 56, установленными на жесткой нижней поверхности 57, а длинными концами установлены в эластичных верхних шарнирах 58, размещенных на гибких эластичных верхних основах 59, спинки 51 и сиденья 53 (фиг-1) имеют возможность складываться, сиденья 53, размещенные на шарнирах 49, имеют возможность подниматься вверх и прижиматься к спинкам 51, последние установлены на шарнирах 60 и имеют возможность наклоняться при складывании автомобиля (фиг-9). Чехол 61 запасного колеса на шарнирах 62 имеет дверцу 63 и установлен на шарнирах 64 (фиг-1), размещенных на стойках 65 (фиг-13), жестко закрепленных на верхней части 10 (не показано), и имеет багажную полку 66, размещенную сверху, чехол имеет возможность вращения (фиг-1), (фиг-9), багажник 67 содержит на шарнирах 68 боковые стенки 69 и на шарнирах 70 нижнюю стенку 71, и на шарнирах 72 закрепленная на задней верхней части 10 установлена задняя дверь, состоящая из верней части 73 и нижней части 74, соединенные шарнирами 75 (фиг-1), передние регулируемые опоры 76 (фиг-1), установленные на передней верхней части 8, задние регулируемые опоры 77 установлены в нижней части багажника 67 (фиг-1), рычаги 5 боковых дверей 6 заднего салона имеют рычажки 78, связанные с приводами 79 (фиг-4), (фиг-5), промежуточный карданный вал 35 (фиг-16), установленный на рейке 15, посредством шарниров 80 связан с ведущим валом 81, связанным с коробкой передач 82, и с ведомым валом 83, связанным с редуктором 84 задних колес 85, передние двери 23 (фиг-15) связаны посредством шарниров 86 и приводами 87 связаны с несущими пластинами 21 и на вертикальных шарнирах 22 имеют возможность вертикально перемещаться. Внутри крыши 1 по бокам находятся шторы, выдвигающиеся в стороны и вниз, закрывая двери и бока автомобиля в сложенном положении на открытой местности, защищая от осадков (не показано).
Заявленное изобретение осуществляется следующим образом: складывающиеся регулируемые опоры 76 (фиг-9) передней верхней части 8 выдвигаются в нижнее положение и фиксируются (фиг-1), обозначено пунктирной линией, передние колеса 25 заторможены, передние двери 23 под воздействием приводов (не показано), рычагами 20, установленными на шарнирах 18 и 19, выдвигают передние двери 23 в стороны и вперед (фиг-8), боковые двери 6 заднего салона, установленные на рычагах 5 посредством шарниров 3 и 4, под воздействием приводов 79, через рычажки 78, воздействующие на рычаги 5, выдвигаются в стороны и вперед (фиг-8), задняя дверь, состоящая из верхней части 73 и нижней части 74, последняя на шарнире 75 открывается, поднимается вверх (фиг-1), (пунктирная линия 74), и выравнивается с верхней частью 73, чехол 61 запасного колеса с имеющейся сверху багажной полкой 66 на шарнирах 64 поворачивается, принимая положение близко к вертикальному (фиг-1), (фиг-9), и фиксируется (не показано), нижняя стенка 71 на шарнирах 70 поднимается, прячась внутри багажника 67, рядом и параллельно чехлу 61 запасного колеса (фиг-14), боковые стенки 69 на шарнирах 68 (фиг-1) поворачиваются и прячутся вовнутрь багажника 67 (фиг-9), (фиг-13), задняя дверь, состоящая из верхней части 73 и нижней части 74 на шарнирах 72 в ровном положении опускается вниз и закрывает боковые стенки 69 и нижнюю стенку 71 и сложенный багажник 67 (фиг-9), жесткие нижние пластины 57 задних кресел (фиг-1), под воздействием приводов (не показано), перемещаются к шарнирам 49, установленные короткими концами на них посредством шарниров 56 пружинные элементы 55, в свою очередь расположенные на шарнирах 54, перемещаясь, прижимаются к основам 50 и основам 52 соответственно, пружинные элементы 55 своими длинными концами, расположенными в эластичных верхних шарнирах 58, перемещаясь в противоположном направлении, прижимают верхние гибкие эластичные основы 59 к несущим основам 50 и 52. Так складываются спинки 51 и сиденья 53, последние на шарнирах 49 поднимаются и прижимаются к сложенным спинкам 51 и фиксируются (не показано), спинки 51 вместе с сиденьями 53 на шарнирах 60 поворачиваются, принимают наклонное положение (фиг-9) и фиксируются (не показано), жесткие нижние пластины 46 передних кресел (фиг-1), (фиг-2), под воздействием приводов (не показано), перемещаются к шарнирам 38 и шарнирам 40, установленные короткими концами на них посредством шарниров 43 пружинные элементы 44, в свою очередь расположенные на шарнирах 43, перемещаясь, прижимаются к основам 42 спинок 39 и сидений 41, соответственно пружинные элементы 44, своими длинными концами расположенные в эластичных верхних шарнирах 47, перемещаясь в противоположном направлении, прижимают верхние гибкие эластичные основы 48 к несущим основам 42 спинок 39 и сидений 41 (фиг-3), так складываются спинки 39 и сиденья 41 передних кресел, затем сиденья 41 на шарнирах 40 поднимаются и прижимаются к спинкам 39 и фиксируются (не показано), и на шарнирах 36 откидываются на пол заднего салона (фиг-9), рейка 15 с расположенными на шарнирах 36 откинутыми на пол заднего салона передними креслами и расположенным промежуточным карданным валом 35 (фиг-16), под воздействием приводов (не показано), и расположенными своими концами 16 в вертикальных направляющих пазах 2 поднимается вверх (фиг-9), ведущий карданный вал 81 и ведомый карданный вал 83 посредством шарниров 80 складываются (фиг-16) и (фиг-17), задние колеса 85 свободно перекатываются в направлении передних колес 25, при складывании автомобиля, как только исчезнет нагрузка на передние колеса 25, стойки 24 передних колес 25 (фиг-10) своими верхними частями соединены шарнирами 30, последние расположены в гнездах (не показано), под воздействием приводов (не показано) рычаги 30 выходят из гнезд (не показано) имеющимися своими шарнирами 31, расположенными в направляющих наклонных пазах 32, рычагами 30 перемещаются (фиг-11) из вертикального верхнего в горизонтальное нижнее положение, прячась в подкапотном пространстве вместе с передними колесами 25, освобождая место для задних колес 85 (фиг-11), (фиг-12), под воздействием приводов (не показано) рейка 15 продолжает подниматься ввверх к крыше, поднимая посредством шарниров 33 и 34 нижние: переднюю нижнюю часть 12 и заднюю нижнюю часть 14 вверх, продолжая таким образом складывать автомобиль (фиг-9), задние колеса 85, перекатываясь, приближаются к нише передних колес, в это время регулируемые упоры 76 по мере приближения задней нижней части 14 к передней нижней части 12 плавно поднимаются в верхнее положение, исключая тем самым возможный перекос и не увеличивая высоту автомобиля в сложенном положении, при достижении рейкой 15 верхней части направляющих вертикальных пазов 2 и сближении нижних, передней части 12 и задней части 14 в вертикальном положении (фиг-14), выдвигаются регулируемые упоры 77 в нижней части багажника, упираются в поверхность, при необходимости передние регулируемые опоры 76 и задние регулируемые опоры 77 регулируются и фиксируются (не показано), передние двери 23 под воздействием приводов 87 на вертикальных шарнирах 22 перемещаются из наклонного положения (показано пунктирной линией (фиг-15)) в вертикально ровное положение, автомобиль находится в сложенном положении, в случае стоянки автомобиля на открытой площадке внутри крыши 1 находятся шторы, выдвигаются по бокам в стороны и вниз, закрывая двери и бока автомобиля в сложенном положении, защищая от осадков (не показано). Раскладывание и привод автомобиля в рабочее положение происходит в обратном порядке.