JP2007118842A - ステアリングシャフト支持構造および車両 - Google Patents

Abstract

【課題】不整地走行車両に適用されるステアリングシャフト支持構造において、バーハンドルに荷重が加わったときにＥＰＳユニットに作用する押し引き両方向の力を低減する。
【解決手段】車体フレーム４にステアリングシャフト３３が回転自在に支持され、ステアリングシャフト３３にバーハンドル３５が取り付けられている。車体フレーム４にＥＰＳユニット３６が支持されている。ステアリングシャフト３３とＥＰＳユニット３６のインプットシャフト３６ａとの間に、２組の自在継手３７、３８が軸線をシフトしうる形で介在している。これにより、バーハンドル３５に荷重が加わった場合、ステアリングシャフト３３側の自在継手３７がステアリングシャフト３３の倒れ込みに追従し、ＥＰＳユニット３６側の自在継手３８の接続点（揺動点）は移動しない。そのため、ＥＰＳユニット３６に作用する押し引き両方向の力が低減される。
【選択図】図２

Description

本発明は、不整地走行車両（ＡＴＶ）などの車両に適用するに好適なステアリングシャフト支持構造に関するものである。

従来、この種の車両においては、車体フレームの上部にベアリングおよびブッシュを介してステアリングシャフトが回転自在に支持され、車体フレームの下部にＥＰＳ（電動パワーステアリング）ユニットが支持されている。そして、このステアリングシャフトの下端は、自在継手を介してＥＰＳユニットのインプットシャフトに接続されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２３１０１１号公報（段落〔００３１〕の欄、図４）

しかし、これでは、自在継手が１組しかないため、何らかの原因でハンドルに荷重が加わった場合、ステアリングシャフトが車体フレームとの接続点を中心に倒れ込む。その結果、自在継手の接続点（揺動点）が移動してしまい、ＥＰＳユニットのインプットシャフトに押し引き両方向の力が作用する。ここで、ＥＰＳユニットにはセンサ部などのデリケートな部品が含まれているので、このＥＰＳユニットに作用する押し引き両方向の力をできるだけ小さくすることが望ましい。

本発明は、こうした要望に応えることが可能な、ステアリングシャフト支持構造および車両を提供することを目的とする。

まず、請求項１に係るステアリングシャフト支持構造の発明では、車体フレームにステアリングシャフトが回転自在に支持され、このステアリングシャフトにハンドルが取り付けられ、前記車体フレームにＥＰＳユニットが支持された車両において、前記ステアリングシャフトと前記ＥＰＳユニットのインプットシャフトとの間には、複数組の自在継手が介在していることを特徴とする。
また、請求項２に係るステアリングシャフト支持構造の発明では、前記複数組の自在継手は、軸線が互いにオフセットしていることを特徴とする。
また、請求項３に係るステアリングシャフト支持構造の発明では、前記車体フレームは、ヘッドパイプを具備しており、前記ステアリングシャフトは、前記ヘッドパイプに回転自在に複数点支持されていることを特徴とする。
また、請求項４に係るステアリングシャフト支持構造の発明では、前記自在継手は、前記車体フレームに包囲された空間に配置されていることを特徴とする。
また、請求項５に係る車両の発明では、請求項１乃至４のいずれかに記載のステアリングシャフト支持構造を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、ステアリングシャフトとＥＰＳユニットとの間に複数組の自在継手が介在しているので、ハンドルに荷重が加わった場合、ステアリングシャフト側の自在継手がステアリングシャフトの倒れ込みに追従するため、この倒れ込みが吸収されることになる。したがって、ハンドルに荷重が加わっても、ＥＰＳユニット側の自在継手の接続点（揺動点）は移動しないことから、ＥＰＳユニットに作用する押し引き両方向の力を低減することができる。

また、複数組の自在継手の軸線が互いにオフセットしていると、ステアリングシャフトの倒れ込みによって引っ張られたときの移動量を大きく確保することができる。

また、ステアリングシャフトがヘッドパイプに回転自在に複数点支持されていると、ステアリングシャフトの倒れ込みを抑制するとともに、ステアリングシャフトの軸心を高精度に位置決めすることができる。

さらに、自在継手が車体フレームに包囲された空間に配置されていると、自在継手が他の部品と接触する恐れはなく、自在継手としての機能を十分に発揮することができる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るステアリングシャフト支持構造の第１の実施形態を備えた不整地走行車両を示す左側面図、図２は図１に示す不整地走行車両の要部側面図、図３は図２に示す自在継手の詳細図、図４は本発明に係るステアリングシャフト支持構造の第２の実施形態を示す側面図である。

不整地走行車両（車両）１は、図１に示すように、車体フレーム４を有しており、車体フレーム４は、前後方向に延伸した左右一対のアッパーメインフレーム４１と、このアッパーメインフレーム４１の前端部に連結された正面視逆Ｕ字形のフロントフレーム４２と、このフロントフレーム４２の下端部とアッパーメインフレーム４１の中間部とに架け渡して連結された左右一対のロアメインフレーム４３と、フロントフレーム４２の上端部とアッパーメインフレーム４１の前端やや後方部とに架け渡して連結された左右一対の「く」の字形のフロントアッパーフレーム４４と、アッパーメインフレーム４１の前端部から斜め後方に垂下してロアメインフレーム４３の中間部に連結された左右一対の傾斜フレーム４５と、この傾斜フレーム４５の中間部とフロントフレーム４２の中間部とに架け渡して連結された左右一対のサブ傾斜フレーム４６とから構成されている。

そして、ロアメインフレーム４３には、図１に示すように、パワーユニット５が車体フレーム４の中央部に位置するように搭載されており、パワーユニット５は、エンジン５１および変速機５２から構成されている。

ここで、エンジン５１は、図１に示すように、シリンダーヘッド５３を備えている。シリンダーヘッド５３の後方にはキャブレタ１２が接続されており、キャブレタ１２にはコネクティングチューブ１３を介してエアクリーナ１５が接続されている。一方、シリンダーヘッド５３の前部には排気管１６が、車体フレーム４の後方へ延伸する形で接続されており、排気管１６の先端（後端）にはマフラ（消音器）１７が装着されている。

また、変速機５２の前方には、図１に示すように、フロントプロペラシャフト２を介してフロント終減速装置６が連結されており、フロント終減速装置６にはドライブシャフト（図示せず）を介して左右の前輪７が連結されている。さらに、これらの前輪７の近傍にはフロントフェンダ８が、前輪７の上方および後方を覆うように取り付けられている。一方、変速機５２の後方にはリヤプロペラシャフト９を介してリヤ終減速装置１０が連結されており、リヤ終減速装置１０にはドライブシャフト（図示せず）を介して左右の後輪１１が連結されている。さらに、これらの後輪１１の近傍にはリアフェンダ１４が、後輪１１の上方および前方を覆うように取り付けられている。

また、アッパーメインフレーム４１には、図１に示すように、その前部に燃料タンク１９が、中央部にシート２０が、後部にリアキャリア２１が、それぞれ載置されている。一方、フロントフレーム４２の上側にはフロントキャリア２２が載置されている。

また、ロアメインフレーム４３の後部には、図１に示すように、スイングアーム２３が車体フレーム４の後方へ延伸する形で揺動自在に取り付けられており、スイングアーム２３の後部とアッパーメインフレーム４１との間にはリアクッションユニット２５が取り付けられている。

さらに、車体フレーム４には、図１に示すように、ボディサイドカバー２６がパワーユニット５の側方を覆うように取り付けられているとともに、スキッドプレート２７がロアメインフレーム４３の前方を覆うように取り付けられている。

ところで、フロントアッパーフレーム４４には、図２に示すように、ブラケット３０を介して円筒状のヘッドパイプ３１が取り付けられており、ヘッドパイプ３１には、互いに上下方向に距離を置いて内設された２個のベアリング３２を介してステアリングシャフト３３が回転自在に支持されている。ステアリングシャフト３３の上端にはバーハンドル（ハンドル）３５が取り付けられている。一方、ステアリングシャフト３３の下方にはＥＰＳユニット３６が、傾斜フレーム４５およびサブ傾斜フレーム４６に固定された形で支持されている。このＥＰＳユニット３６は、前輪７の操舵力を軽減するためのインプットシャフト３６ａ、センサ部、ギア部、モータ部などを備えており、インプットシャフト３６ａの軸心ＣＴ２は、ステアリングシャフト３３の軸心ＣＴ１に一致している。そして、ステアリングシャフト３３の下端部とＥＰＳユニット３６のインプットシャフト３６ａとの間には、直列接続された２組の自在継手３７、３８が軸線をシフトしうる形で介在している。

ここで、これらの自在継手３７、３８は、図２に示すように、車体フレーム４のアッパーメインフレーム４１、フロントフレーム４２およびフロントアッパーフレーム４４に包囲された空間に配置されている。ステアリングシャフト３３側の自在継手３７は、図３に示すように、十字軸３７ａを有しており、十字軸３７ａの上下両側にはそれぞれ、二股Ｕ字形のヨーク３７ｂ、３７ｃが互いに９０°ずれた形で軸受３７ｄを介して回動自在に取り付けられている。他方、ＥＰＳユニット３６側の自在継手３８は、十字軸３８ａを有しており、十字軸３８ａの上下両側にはそれぞれ、二股Ｕ字形のヨーク３８ｂ、３８ｃが互いに９０°ずれた形で軸受３８ｄを介して回動自在に取り付けられている。そして、ステアリングシャフト３３側の自在継手３７の上側のヨーク３７ｂは、ステアリングシャフト３３の下端部にボルト接合されている。また、ステアリングシャフト３３側の自在継手３７の下側のヨーク３７ｃは、ＥＰＳユニット３６側の自在継手３８の上側のヨーク３８ｂに溶接されている。さらに、ＥＰＳユニット３６側の自在継手３８の下側のヨーク３８ｃは、ＥＰＳユニット３６のインプットシャフト３６ａにスプライン接合されている。なお、このヨーク３８ｃの下端部は、スプライン接合を確実なものとするため、４本程度の縦スリット（図示せず）が形成された円筒部に金属ベルト３９が周設されて締め付けられた構造を有している。

不整地走行車両１は以上のような構成を有するので、運転者が前輪７を操舵すべくバーハンドル３５を操作すると、バーハンドル３５の動力は、ステアリングシャフト３３および自在継手３７、３８を経てＥＰＳユニット３６のインプットシャフト３６ａに伝わる。これを受けてＥＰＳユニット３６では、インプットシャフト３６ａに入力された動力をセンサ部が検出し、この検出結果に基づいてステアリングシャフト３３の回転力をモータ部が補助する。その結果、前輪７の操舵力が軽減され、バーハンドル３５の操作が軽くなる。

このとき、ステアリングシャフト３３は、ヘッドパイプ３１に２個のベアリング３２を介して２点支持されているので、バーハンドル３５の操作に伴うステアリングシャフト３３の倒れ込みを抑制することができる。仮に、ステアリングシャフト３３が倒れ込んで軸心ＣＴ１が多少ずれたとしても、ステアリングシャフト３３とＥＰＳユニット３６との間に自在継手３７、３８が介在しているので、バーハンドル３５の動力はＥＰＳユニット３６のインプットシャフト３６ａに確実に伝わる。

また、ステアリングシャフト３３は、ヘッドパイプ３１という一つの部材で軸心ＣＴ１が位置決めされているため、複数の部材で軸心ＣＴ１が位置決めされる場合と比べて高精度な位置決めを実現することができる。

しかも、ステアリングシャフト３３とＥＰＳユニット３６との間に介在する自在継手３７、３８は２組であるため、何らかの原因でバーハンドル３５に荷重が加わった場合、ステアリングシャフト３３側の自在継手３７がステアリングシャフト３３の倒れ込みに追従するため、この倒れ込みが吸収されることになる。したがって、バーハンドル３５に荷重が加わっても、ＥＰＳユニット３６側の自在継手３８の接続点（揺動点）は移動しないことから、ＥＰＳユニット３６に作用する押し引き両方向の力を低減することができる。

さらに、自在継手３７、３８は、車体フレーム４に包囲された空間に配置されているので、他の部品と接触する恐れはなく、自在継手３７、３８としての機能を十分に発揮することができる。

なお、上述の実施形態においては、ＥＰＳユニット３６のインプットシャフト３６ａの軸心ＣＴ２がステアリングシャフト３３の軸心ＣＴ１に一致している場合について説明したが、図４に示すように、ＥＰＳユニット３６のインプットシャフト３６ａの軸心ＣＴ２がステアリングシャフト３３の軸心ＣＴ１に一致していない場合には、２組の自在継手３７、３８の軸線を互いにオフセットさせることにより、同様の作用効果を奏することができる。この場合、ステアリングシャフト３３の倒れ込みによって引っ張られたときの移動量を大きく確保することができる。

なお、上述の実施形態においては、ステアリングシャフト３３とＥＰＳユニット３６との間に２組の自在継手３７、３８を介在させた場合について説明したが、３組以上の自在継手を介在させても構わない。

なお、上述の実施形態においては、バーハンドル３５を備えた不整地走行車両１について説明したが、バーハンドル３５以外のハンドル（例えば、丸ハンドルなど）を備えた不整地走行車両１に本発明を適用することもできる。

なお、上述の実施形態においては、２個のベアリング３２を介してステアリングシャフト３３を支持する場合について説明したが、３個以上のベアリング３２を介してステアリングシャフト３３を支持してもよい。

なお、上述の実施形態においては、不整地走行車両１を例にとって説明したが、不整地走行車両１以外の車両（例えば、コンバイン、フォークリフトなど）に本発明を適用することもできる。

本発明は、不整地走行車両その他の車両に広く適用することができる。

本発明に係るステアリングシャフト支持構造の第１の実施形態を備えた不整地走行車両を示す左側面図である。 図１に示す不整地走行車両の要部側面図である。 図２に示す自在継手の詳細図である。 本発明に係るステアリングシャフト支持構造の第２の実施形態を示す側面図である。

符号の説明

１……不整地走行車両（車両）
４……車体フレーム
３２……ベアリング
３３……ステアリングシャフト
３５……バーハンドル（ハンドル）
３６……ＥＰＳユニット
３６ａ……インプットシャフト
３７、３８……自在継手

Claims (5)

1. 車体フレームにステアリングシャフトが回転自在に支持され、このステアリングシャフトにハンドルが取り付けられ、前記車体フレームにＥＰＳユニットが支持された車両において、
   前記ステアリングシャフトと前記ＥＰＳユニットのインプットシャフトとの間には、複数組の自在継手が介在していることを特徴とするステアリングシャフト支持構造。
2. 前記複数組の自在継手は、軸線が互いにオフセットしていることを特徴とする請求項１に記載のステアリングシャフト支持構造。
3. 前記車体フレームは、ヘッドパイプを具備しており、
   前記ステアリングシャフトは、前記ヘッドパイプに回転自在に複数点支持されていることを特徴とする請求項１または２に記載のステアリングシャフト支持構造。
4. 前記自在継手は、前記車体フレームに包囲された空間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のステアリングシャフト支持構造。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のステアリングシャフト支持構造を備えていることを特徴とする車両。

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