JP4067754B2 - 自動三・四輪車の前輪操向装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、左右の前輪の操向を行うようにした自動三・四輪車の前輪操向装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動三輪車や自動四輪車には、ステアリングハンドルの操向角に対する前輪の操舵角の割合が可変になるようにした前輪操向装置がある。この種の前輪操向装置としては例えば、特開平6−115442号公報「舵角比可変装置」(以下、「従来の技術」と言う)が知られている。
【0003】
上記従来の技術は、同公報の図1及び図2に示される通り、ステアリングホイール4(番号は公報に記載されたものを引用した。以下同じ。)を操向することで、その操向力をステアリング軸3→ボールスクリュ機構12→変換ナット部材7→アーム17→レバー部材16→円筒部19→軸部18→第1のギヤ21→第2のギヤ26→ピニオン27→ラックギヤ29→ラック軸28→タイロッド→ナックルアームの経路で操向車輪30に伝えて、操向車輪30を転舵するというものである。
【0004】
さらに上記従来の技術は、同公報の図4及び図9に示される通り、第1のギヤ21及び第2のギヤ26を楕円ギヤにしたというものである。このような第1・第2のギヤ21,26からなる舵角比可変手段は、ステアリングホイール4の操向角が小さい領域では操向車輪30の操舵角も小さく、また、操向角が大きくなるにしたがって操舵角も大きくなるという、非線形の舵角比特性を有する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の技術は、舵角比可変手段をなす第1・第2のギヤ21,26が複雑な形状の楕円ギヤであるから、コストアップの要因となる。しかも、この舵角比可変手段の一層安定した作動を確保するためには、舵角比可変手段をケース1に収納することが好ましい。ケース1は少なくとも入・出力部分の密封性を考慮したものになる。このようなことから、楕円ギヤの採用は舵角比可変装置のコストアップの要因となる。
【0006】
そこで本発明の目的は、舵角比可変手段を簡単な構成にすることで、自動三・四輪車の前輪操向装置のコストダウンを図ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項1は、車体フレームのヘッドパイプに回転可能に取付けたステアリング軸で、左右の前輪の操向を行うようにした自動三・四輪車の前輪操向装置であって、ステアリング軸の下方に且つステアリング軸からオフセットした位置にステアリングステムを配置するとともに、ステアリング軸にリンク機構を介してステアリングステムを連結し、このステアリングステムに左右のタイロッド並びに左右のナックルアームを介して左右の前輪を連結し、リンク機構を上部リンクと下部リンクとこれら上部・下部リンク間を連結する自在軸継手とで構成し、リンク機構をステアリング軸の軸方向から見たときに、ステアリングステムと自在軸継手との間にステアリング軸を配置しているとともに、ステアリング軸から後方へオフセットした位置にステアリングステムが配置されていることを特徴とする。
【0008】
リンク機構をステアリング軸の軸方向から見たとき、ステアリング軸の操向角が零のときにはステアリング軸の中心、自在軸継手、及びステアリングステムの中心は一直線上に整列する。この直線に対して直角な車体側方から見たときに、ステアリング軸の中心から自在軸継手までの距離に対する、自在軸継手からステアリングステムの中心までの距離の割合は、ステアリング軸の操向角に応じて変化する。この結果、ステアリング軸の操向角に対する前輪の操舵角の割合(舵角比)は、ステアリング軸の操向角に応じて変化する。このようにリンク機構は舵角比を変化させる作用、いわゆる可変舵角比作用を有する。可変舵角比作用をなす機構はリンク機構であるから、極めて簡単な構成である。
請求項2は、リンク機構は、上下方向にスイングすることを特徴とする。
請求項3は、ステアリングステムは、前下方へ延びるとともに、延びるにつれてステアリング軸から後へ離れる方向に傾斜していることを特徴とする。
請求項4は、ステアリング軸は、ヘッドパイプに対して位置や角度を変位させることができる調整機構で取付けられていることを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図面に基づいて以下に説明する。
なお、「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」は運転者から見た方向に従う。また、図面は符号の向きに見るものとする。
【0010】
図1は本発明に係る自動四輪車の左側面図である。
自動四輪車10は、車体フレーム20の中央上部に略水平な低床式足載せ部26を取付け、車体フレーム20の前部に前輪懸架装置40並びに前輪操向装置50を取付け、車体フレーム20の後部に後輪懸架装置90を取付け、車体フレーム20の後部上部にシート101を取付けたスクータ型自動四輪車である。
【0011】
後輪懸架装置90は、後部フレーム部24にスイング式パワーユニット91をローリング可能に且つ上下スイング可能に連結し、パワーユニット91に後輪92を回転可能に取付けたものである。ここで「ローリング」とは、車体フレーム20に対してパワーユニット91が、自動四輪車10の車体長手中心(車幅方向中心)まわりに回転する運動のことである。パワーユニット91は、エンジンと、このエンジンの動力を後輪92に伝える伝動機構とを一体的に組込んだものである。
後部フレーム部24は後上方へリヤフレーム95を延ばし、リヤフレーム95にリヤダンパ96を介してパワーユニット91の後部を懸架したものである。
【0012】
さらに自動四輪車10は、ヘッドパイプ23の前部にステー103を介してスクリーンガーニッシュ104を取付け、スクリーンガーニッシュ104から上へウインドスクリーン105を立上げ、ウインドスクリーン105の上端部にルーフ106の前端部を取付け、また、車体フレーム20の後部から上へルーフ支持用支柱、すなわちピラー107を立上げ、ピラー107の上端の支持部107aにルーフ106の後端部を取付けたものである。
【0013】
図中、111はバンパ、112はヘッドランプ、113はワイパ、114はフロントカバー、115はハンドルカバー、116は運転者の脚部を覆うレッグシールド、117は収納ボックス、118はリヤカバーである。
【0014】
図2は本発明に係る車体フレームの左側面図である。
車体フレーム20は、略水平な枠体構造のセンタフレーム部21と、センタフレーム部21の前部から上へ立上げた前部フレーム部(ヘッドパイプポスト)22と、前部フレーム部22の先端に設けたヘッドパイプ23と、センタフレーム部21の後部から上へ立上げた後部フレーム部24とからなる、アルミニウム合金の鋳造品である。センタフレーム部21は、足載せ部26(図1参照)を支える役割を果たす。
【0015】
図3は本発明に係る自動四輪車の前部の左側面図であり、車体フレーム20の前部、前輪懸架装置40並びに前輪操向装置50を示す。
車体フレーム20は、センタフレーム部21の前部の前部取付部21a並びに前部フレーム部22の前部の前部取付部22aに、ボルト27,28にて取外し可能にフロントフレーム30の後部を取付けたものである。
フロントフレーム30は、アーム取付部31とダンパ連結部32とステアリング支持部33とを備えた一体成形品である。
【0016】
前輪懸架装置40は、フロントフレーム30のアーム取付部31にピボット軸41にてスイングアーム42を上下スイング可能に取付け、フロントフレーム30のダンパ連結部32にフロントダンパ43でスイングアーム42を懸架したものである。44,44はダンパ連結ボルトである
【0017】
前輪操向装置50は次の(1)及び(2)の構成を特徴とする。
(1)ヘッドパイプ23にステアリング軸51を回転可能に且つ軸方向移動不能に取付け、ステアリング軸51の下端の連結部材52にリンク機構53を介して、ステアリング軸51とは異なるステアリングステム(第2のステアリング軸)54を連結した構成。
(2)ヘッドパイプ23に、ヘッドパイプ23の中心線に対するステアリング軸51の中心線A1を変位させるステアリング調整機構70を備えた構成。ステアリング調整機構70については後述する。
【0018】
リンク機構53は、上下に折曲げ自在な「く」の字リンクであり、このくの字リンクをなす上部・下部リンク56,58間の連結部59A、すなわち自在軸継手59を前方へ向けたものである。
詳しくは、リンク機構53は、(1)ステアリング軸51の連結部材52に第1連結ピン55にて、一端を上下スイング可能に連結した上部リンク56と、(2)ステアリングステム54の上端に第2連結ピン57にて、一端を上下スイング可能に連結した下部リンク58と、(3)上部・下部リンク56,58の他端同士、すなわち、上部・下部リンク56,58間を上下スイング可能に連結した自在軸継手59とからなる。自在軸継手59は、例えばボールジョイントである。59aはボールジョイントのボール、59bはボールジョイントの連結アームである。
【0019】
このような前輪操向装置50は、ステアリング軸51から後方へオフセットした位置にステアリングステム54を配置するとともに、リンク機構53をステアリング軸の軸方向から、すなわち矢印LO方向から見たときに、ステアリングステム54と自在軸継手59との間にステアリング軸51を配置したことを特徴とする。
【0020】
ステアリング支持部33は、ステアリングステム54を通すための上下貫通した通孔33aを有する。
フロントフレーム30は、ステアリング支持部33の上下にトッププレート61及びボトムプレート63を取付けたものである。トッププレート61は第1軸受62を備え、ボトムプレート63は第2軸受64を備える。このようなフロントフレーム30は、第1・第2軸受62,64を介してステアリングステム54を回転可能に且つ軸方向移動不能に支持することができる。
【0021】
図4は本発明に係る自動四輪車の要部平面図であり、左右2個の前輪48,48と左右2個の後輪92,92を備えた自動四輪車10を示す。なお、説明の理解を容易にするために図1のシート101やルーフ106、図3のフロントフレーム30等を省略した。
前輪懸架装置40は、左右のスイングアーム42,42の先端部にキングピン45,45にて車軸ホルダブロック46,46を左右旋回可能に取付け、車軸ホルダブロック46,46に車軸47,47にて前輪48,48を回転可能に取付けたものである。
【0022】
ところで、自動四輪車10のステアリングシステムは、例えばアッカーマンステアリング(アッカーマンリンク機構)である。
具体的には前輪操向装置50は、ステアリングステム54の下端部にロッド連結部65を介して左右のタイロッド66,66を連結し、これらのタイロッド66,66の先端に車軸ホルダブロック46,46のナックルアーム46a,46aを連結したものである。
【0023】
図5は本発明に係る自動四輪車の前部の要部斜視図であり、前輪懸架装置40並びに前輪操向装置50を示す。
ステアリング軸51の上端に取付けたステアリングハンドル67はバーハンドルである。ステアリングハンドル67を操向することにより、ステアリング軸51、リンク機構53及びステアリングステム54を介して前輪48,48を転舵させることができる。
【0024】
図6(a),(b)は本発明に係る前輪操向装置の構成図兼作用図である。
(a)は前輪操向装置50におけるリンク機構53回りの左側面図である。前輪操向装置50は、ステアリング軸51の中心線A1方向、すなわち矢印b方向から見たときに、次の(1)〜(3)の関係にある。
(1)ステアリング軸51の中心線A1に対して、オフセット量S1だけ前方へオフセットした位置に自在軸継手59の中心B1を配置した。
(2)自在軸継手59の中心B1に対して、オフセット量S2だけ後方へオフセットした位置に第2連結ピン57の中心C1を配置した。この中心C1はステアリングステム54の中心線を通る。従って、C1はステアリングステム54の中心線でもある。
(3)ステアリング軸51の中心線A1に対して、オフセット量S3だけ前方へオフセットした位置に第1連結ピン55の中心D1を配置した。
(4)各オフセット量S1,S2,S3の関係については、オフセット量S1よりもオフセット量S3を大きく設定し、オフセット量S3よりもオフセット量S2を大きく設定した(S1<S3<S2)。
【0025】
さらに前輪操向装置50は(a)に示すように、ステアリング軸51の下部に第1連結ピン55の中心D1を配置し、この中心D1よりも下位に第2連結ピン57の中心C1を配置し、この中心C1よりも下位に自在軸継手59の中心B1を配置したものである。
中心線A1に対してステアリングステム54の中心線C1は非平行である。すなわちステアリングステム54は、第2連結ピン57の中心C1から前下方へ延びるとともに、延びるにつれて中心線A1から後へ離れる方向に若干傾斜している。
【0026】
(b)は、上記(a)に示すリンク機構53を矢印b方向から見た模式図である。以下、図6及び後述する図7では、上記(a)に示すステアリング軸51の中心線A1を「点A1」と言い、自在軸継手59の中心B1を「点B1」と言い、第2連結ピン57の中心C1を「点C1」と言い、第1連結ピン55の中心D1を「点D1」と言う。
(b)は、ステアリング軸51の操向角が零のとき、すなわち中立状態のときには点A1、点B1、点C1及び点D1が車体中心CL上に並ぶことを示す。
【0027】
前輪操向装置50の概略の作用を説明する。中立状態から、ステアリング軸51にて上部リンク56を右へ角度αだけ回すと、点B1が点BRに変位する。この結果、下部リンク58並びにステアリングステム54は点C1を中心に右へ角度βだけ回る。一方、上部リンク56を左へ角度αだけ回すと、点B1が点BLに変位する。下部リンク58並びにステアリングステム54は点C1を中心に左へ角度βだけ回る。角度αに対して角度βは小さい(α>β)。
前輪操向装置50のより正確で詳細な作用については次の図7で説明する。
【0028】
図7(a),(b)は本発明に係る前輪操向装置の作用図(その1)であり、(a)はリンク機構53回りの側面図、(b)は(a)をステアリング軸51の中心線A1方向から見た平面図である。
ステアリング軸51の操向角が零、すなわち中立状態のときには(b)に示す車体中心CL(0゜と180゜とを通る線上)に点A1、点B1、点C1及び点D1が整列している。
【0029】
この中立状態から、ステアリング軸51を図時計回りに回したとき、第1連結ピン55の中心は点A1を旋回中心とする旋回軌跡R1上を点D1から点D2、点D3、点D4、点D5のように旋回する。このとき、自在軸継手59の中心は旋回軌跡R2上を点B1から点B2、点B3、点B4、点B5のように旋回する。すなわち、第1連結ピン55の中心が点D1から点D2へ変位したときに、自在軸継手59の中心は点B1から点B2へ変位し、同様に、点D3へ変位したときに点B3へ変位し、点D4へ変位したときに点B4へ変位し、点D5へ変位したときに点B5へ変位する。
【0030】
例えば、ステアリング軸51で上部リンク56を0゜から図時計回りに角度αだけ回した(操向した)とき、第1連結ピン55の中心は点D1から点D3まで変位する。このとき、自在軸継手59の中心は点B1から点B3まで変位する。この結果、点B1から点B3まで変位した角度βだけ、下部リンク58はステアリングステム54と共に回る(転舵する)。角度αはステアリング軸51の操向角であり、角度βはステアリングステム54の転舵角である。
さらには、ステアリング軸51の操向角が180゜のときには、ステアリングステム54の転舵角も180゜である。
【0031】
ステアリングステム54と自在軸継手59との間にステアリング軸51を配置したので、操向角αに対して転舵角βは小さい(α>β)。
従って、点A1に点C1を合致させた場合に比べて、ステアリング軸51による操舵力は小になる。
なお、操向角αに対する転舵角βの割合、すなわち舵角比は図6に示すオフセット量S1に対するオフセット量S2の比率X(ステアリングリンク比率X)を変更することで変わる。
【0032】
ところで、既に明らかなように(a)に太線で示す各旋回軌跡R1,R2は、(b)に示す各旋回軌跡R1,R2を投影したものと同一である。すなわち、(a)のように前輪操向装置50を側面から見たときに、自在軸継手59の中心は操向角の変化に応じて旋回軌跡R2上を変位する。
例えば操向角0゜のときに、(a)の旋回軌跡R2上において自在軸継手59の中心は点B1の位置にある。このとき、ステアリング軸51の中心線A1に対する自在軸継手59の中心のオフセット量は最大のS1(図6参照)である。その後、操向角が大きくなるにつれてオフセット量は減少する。
【0033】
一方、点C1に対する自在軸継手59の中心のオフセット量は、操向角0゜のときに最大のS2(図6参照)である。その後、操向角が大きくなるにつれてオフセット量は減少する。しかし、ステアリング軸51の中心線A1の後方に点C1を配置したので、操向角の増大に伴うオフセット量S2の減少度合いは、オフセット量S1の減少度合いよりも小さい。
この結果、オフセット量S1に対するオフセット量S2の比率は、操向角の増大に応じて増大することになる。
【0034】
以上の説明から明らかなように(a)において、ステアリング軸51の中心線A1から自在軸継手59までの距離(上記オフセット量S1)に対する、自在軸継手59からステアリングステム54の中心までの距離(上記オフセット量S2)の割合は、ステアリング軸51の操向角に応じて変化する。この結果、ステアリング軸51の操向角に対する前輪の操舵角の割合(舵角比)は、ステアリング軸51の操向角に応じて変化する。このようにリンク機構53は舵角比を変化させる作用、いわゆる可変舵角比作用を有する。可変舵角比作用をなす機構はリンク機構53であるから、極めて簡単な構成である。
【0035】
図8(a),(b)は本発明に係る前輪操向装置の作用図(その2)である。(a)は、自動四輪車を旋回走行するときの自動四輪車前部の模式的平面図である。バーハンドル形式のステアリングハンドルの操向角αに対して、旋回外側の前輪(外輪)の転舵角はθoであり、旋回内側の前輪(内輪)の転舵角はθiである。前輪操向装置にアッカーマンステアリングを採用したので、外輪の転舵角θoは内輪の転舵角θiよりも小さい(θo<θi)。
【0036】
(b)は上記(a)に示す前輪操向装置の舵角比特性線図であり、横軸をステアリングハンドルの操向角αとし、縦軸を外輪の転舵角θoとして表したものである。
図中、点●を付した太線は比較例の舵角比特性曲線であり、ステアリング軸の途中にリンク機構を設けない場合の一般的な非線形の特性を有する。
また、点○を付した細線は本発明の舵角比特性曲線であり、ステアリング軸にリンク機構を介してステアリングステムを連結した場合の非線形の特性を有する。但し本発明における特性は、上記図6に示すステアリングリンク比率X(X=S2/S1)を1.8に設定した場合である。
【0037】
比較例の舵角比特性曲線は上方に凸となる湾曲した右上がりの曲線である。この比較例の曲線は、ステアリングハンドルの操向角αが概ね40°以下の領域において勾配がきつく、40°を越えると勾配が緩くなる特性を有する。
これに対し、本発明の舵角比特性曲線は下方に凸となる湾曲した右上がりの曲線である。この本発明の曲線は、ステアリングハンドルの操向角αが概ね40°以下の領域において勾配が緩く(漸増し)、概ね40°を越えると勾配がきつくなる特性を有する。
【0038】
この図によれば、操向角αが概ね52°を越えたときに、本発明の舵角比特性曲線は比較例の舵角比特性曲線に交差する。すなわち、ステアリングハンドルの操向角αに対する外輪の転舵角θoの比率St(舵角比St)は、操向角αが概ね52°以下の領域において本発明の方が比較例を下回り、概ね52°を越える領域において本発明の方が比較例を上回る。この結果、操向角αが概ね52°以下であるときの外輪の転舵角θoは、本発明の方が比較例よりも小さい。舵角比Stが小さい分だけステアリングハンドルの操向力は小さくてすむ。
【0039】
この点をさらに詳しく説明する。
例えば、外輪を転舵角θo=12゜で転舵させるのに、比較例の操向角αが22゜であるのに対し、本発明の操向角αは30゜であり、比較例よりも大きい。このように、操向角αが概ね52°以下の領域においては、外輪をある転舵角θoで転舵させるのに必要な操向角αは、本発明の方が比較例よりも大きい。その分、ステアリングハンドルの操向力は本発明の方が小さくてすむ。従って、操向角αが概ね52°以下の領域においては、自動四輪車を旋回走行させるときのステアリングハンドルの操向力を低減することができる。
【0040】
このようなことから、ステアリングハンドルが概ね中立位置にあるときには、ステアリングハンドルの操向角αに対する前輪の転舵角θo,θiの割合、すなわちハンドルの切れを比較的抑制することができる。従って、自動四輪車を中・高速域で直進走行させるときの操舵感覚(操舵フィーリング)が高まるので、操縦性をより高めることができる。しかも、自動四輪車を中・高速域で直進走行させるときの操舵力を、比較例に比べて低減させることができる。
【0041】
一方、操向角αが概ね52°を越える領域においては、ステアリングハンドルをある操向角αで操向させたときに、外輪の転舵角θoは本発明の方が比較例よりも大きい。その分、本発明の方が比較例よりも自動四輪車の旋回半径を小さくすることができる。
【0042】
ところで、バーハンドル形式のステアリングハンドルを採用した場合には、次のことが言える。
自動四輪車を市街地で通常の直進走行させる場合には、バーハンドル形式のステアリングハンドルの操向角αは左右に各々0゜〜10゜程度ですむ。また、一般に運転者がステアリングハンドルを操向する最大の操向角α(最大操向角)は左右に各々50°〜60°以下である。この最大操向角は、ステアリングホイール形式のハンドルを採用した場合よりも極めて小さい。
従って本発明の前輪操向装置は、最大操向角が左右に各々60°を越えない範囲で使用するバーハンドル形式のステアリングハンドルを採用した場合に、操舵感覚上、特に有用である。
【0043】
図9は本発明に係るステアリング軸並びに調整機構周りの断面図である。
ヘッドパイプ23は、ステアリング軸51を通すための上下貫通した通孔23aを開けたものである。この通孔23aは、ヘッドパイプ23の中心線E1に対してステアリング軸51の中心線A1を任意の角度で交差させることを可能にするために、ステアリング軸51の径よりも比較的大径の孔である。例えば、通孔23aはステアリング軸51の径に比べて前後に長い楕円状孔、又は、大径の真円状孔である。ステアリング軸51と連結部材52の結合は、ステアリング軸51を連結部材52に圧入し且つ下端部を溶接することによって結合したものである。
【0044】
ステアリング調整機構70は、ヘッドパイプ23の上下にトッププレート71及びボトムプレート81を交換可能に取付け、トッププレート71に開けた通孔71a並びにボトムプレート81に開けた通孔81aにステアリング軸51を貫通させて回転可能に取付ける構成である。トッププレート71は、第1軸受72及びロックナット76を介してステアリング軸51を支持するものである。ボトムプレート81は第2軸受82を介してステアリング軸51を支持するものである。
【0045】
具体的には、トッププレート71は、通孔71aを有する本体部71bと、ヘッドパイプ23の通孔23aに嵌合する嵌合部71cと、ヘッドパイプ23の上端面に当てるフランジ71dと、ヘッドパイプ23の凸部分に掛けて位置決めする位置決め溝71eとからなる。
第1軸受72は、トッププレート71の通孔71aに嵌合するアウタレース73と、ステアリング軸51の雄ねじ51aにねじ込んだインナレース74と、これらアウタ・インナレース73,74間に介在させた多数のボール75・・・と、ボール75・・・を保持する図示せぬリテーナとからなる。インナレース74は調整用ナットの役割を兼ねる。
【0046】
ボトムプレート81は、通孔81aを有する本体部81bと、ヘッドパイプ23の通孔23aに嵌合する嵌合部81cと、ヘッドパイプ23の下端面に当てるフランジ81dと、ヘッドパイプ23の凸部分に掛けて位置決めする位置決め溝81eとからなる。
第2軸受82は、ボトムプレート81の通孔81aに嵌合するアウタレース83と、ステアリング軸51に嵌合したインナレース84と、これらアウタ・インナレース83,84間に介在させた多数のボール85・・・と、ボール85・・・を保持する図示せぬリテーナとからなる。
【0047】
以上の説明から明らかなように、ヘッドパイプ23にトップ・ボトムプレート71,81並びに第1・第2軸受72,82を介して、ステアリング軸51を回転可能に取付けることができる。68はステアリング軸51の上端部にステアリングハンドル67を取付ける取付ボルトである。
【0048】
ところで、この図9はステアリング軸51の中心線A1を、ヘッドパイプ23の中心線E1(通孔23aの中心)にほぼ平行に且つヘッドパイプ23の中心線E1の前方に配置したことを示す。当然のことながら、ヘッドパイプ23の上下に取付けるトップ・ボトムプレート71,81の通孔71a,81aの中心は、ステアリング軸51の中心線A1と一致する。
【0049】
図10は本発明に係るステアリング軸の取付例図(その1)であり、ステアリング軸51の中心線A1を、ヘッドパイプ23の中心線E1にほぼ平行に且つヘッドパイプ23の中心線E1の後方に配置して、ヘッドパイプ23にステアリング軸51を取付けた例を示す。
ヘッドパイプ23の上下に取付けるトップ・ボトムプレート71,81の通孔71a,81aの中心は、ステアリング軸51の中心線A1と一致する。上記図9に示すトップ・ボトムプレート71,81を図10のトップ・ボトムプレート71,81に交換することで、ステアリング軸51の中心線A1の位置が変わる。
【0050】
図11は本発明に係るステアリング軸の取付例図(その2)であり、ヘッドパイプ23の中心線E1よりもステアリング軸51の下端を前方へ配置するように、ヘッドパイプ23の中心線E1に対しステアリング軸51の中心線A1を前方へ交差させて、ヘッドパイプ23にステアリング軸51を取付けた例を示す。
ヘッドパイプ23の上下に取付けるトップ・ボトムプレート71,81の通孔71a,81aの中心は、ステアリング軸51の中心線A1と一致する。上記図9に示すトップ・ボトムプレート71,81を図11のトップ・ボトムプレート71,81に交換することで、ステアリング軸51の中心線A1の位置が変わる。
【0051】
図12は本発明に係るステアリング軸の取付例図(その3)であり、ヘッドパイプ23の中心線E1よりもステアリング軸51の下端を後方へ配置するように、ヘッドパイプ23の中心線E1に対しステアリング軸51の中心線A1を後方へ交差させて、ヘッドパイプ23にステアリング軸51を取付けた例を示す。
ヘッドパイプ23の上下に取付けるトップ・ボトムプレート71,81の通孔71a,81aの中心は、ステアリング軸51の中心線A1と一致する。上記図9に示すトップ・ボトムプレート71,81を図12のトップ・ボトムプレート71,81に交換することで、ステアリング軸51の中心線A1の位置が変わる。
【0052】
以上の説明から明らかなように、複数のトッププレート71・・・及び複数のボトムプレート81・・・を交換することにより、ヘッドパイプ23の中心線E1に対してステアリング軸51の中心線A1を任意の位置や角度に変更することができる。中心線A1の位置や角度を変えることで、上記図3に示すステアリング軸51の中心線A1に対する連結部59Aのオフセット量を変更することにより、操向角αに対する転舵角βの割合を最適なものに設定することができる。
このように、自動四輪車10としての最適な操縦特性を考慮し、ステアリング調整機構70を調整することにより、ステアリング軸51の中心線A1を任意の位置や角度に設定することができる。
【0053】
なお、上記本発明の実施の形態において、次の(1)〜(5)のようにすることは差し支えない。
(1)前輪操向装置50は自動四輪車10の前輪操向装置に限定されるものではなく、左右の前輪の操向を行うようにした自動三輪車の前輪操向装置であってもよい。その場合の前輪操向装置も前輪操向装置50と同じ作用をなす。
(2)ステアリングハンドル67はバーハンドルに限定されるものではなく、ステアリングホーイルであってもよい。
(3)ステアリングステム54はステアリング軸51に平行に配置したものであってもよい。
【0054】
(4)図6に示すようにリンク機構53をステアリング軸の軸方向から見たとき、ステアリング軸51はステアリングステム54と自在軸継手59との間に配置したものであればよい。従って、ステアリングステム54の前に自在軸継手59を配置する例の他に、例えば、ステアリングステム54の後、左又は右に自在軸継手59を配置するとともに、ステアリングステム54と自在軸継手59との間にステアリング軸51を配置することもできる。さらにオフセット量S1〜S3の設定は任意である。
【0055】
(5)図6に示すようにリンク機構53は、点D1・点B1間を結ぶ線と点B1・点C1間を結ぶ線とによって略「く」の字をなすリンクであればよい。例えば、第1連結ピン55の中心D1をステアリング軸51の中心線A1に合致させてもよい。また、自在軸継手59の中心B1を、第1連結ピン55の中心D1よりも下位で且つ第2連結ピン57の中心C1よりも上位に配置してもよい。
【0056】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項1は、ステアリング軸の下方に且つステアリング軸からオフセットした位置にステアリングステムを配置し、ステアリング軸にリンク機構を介してステアリングステムを連結し、リンク機構を上部リンクと下部リンクとこれら上部・下部リンク間を連結する自在軸継手とで構成し、リンク機構をステアリング軸の軸方向から見たときに、ステアリングステムと自在軸継手との間にステアリング軸を配置しているとともに、ステアリング軸から後方へオフセットした位置にステアリングステムが配置されているので、リンク機構が可変舵角比作用をなすように構成することができる。
従って、舵角比可変手段を極めて簡単な構成にすることができるとともに、舵角比可変手段をケースに収納する必要もない。このため、自動三・四輪車の前輪操向装置のコストダウンを図ることができる。
請求項2では、リンク機構は、上下方向にスイングするようにした。
請求項3では、ステアリングステムは、前下方へ延びるとともに、延びるにつれてステアリング軸から後へ離れる方向に傾斜している。
請求項4では、ステアリング軸は、ヘッドパイプに対して位置や角度を変位させることができる調整機構で取付けられているので、ステアリング軸の位置や角度を変更できるようになり、自由に舵角比を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る自動四輪車の左側面図
【図2】本発明に係る車体フレームの左側面図
【図3】本発明に係る自動四輪車の前部の左側面図
【図4】本発明に係る自動四輪車の要部平面図
【図5】本発明に係る自動四輪車の前部の要部斜視図
【図6】本発明に係る前輪操向装置の構成図兼作用図
【図7】本発明に係る前輪操向装置の作用図(その1)
【図8】本発明に係る前輪操向装置の作用図(その2)
【図9】本発明に係るステアリング軸並びに調整機構周りの断面図
【図10】本発明に係るステアリング軸の取付例図(その1)
【図11】本発明に係るステアリング軸の取付例図(その2)
【図12】本発明に係るステアリング軸の取付例図(その3)
【符号の説明】
10…自動四輪車、20…車体フレーム、23…ヘッドパイプ、40…前輪懸架装置、46…車軸ホルダブロック、46a…ナックルアーム、48…前輪、50…前輪操向装置、51…ステアリング軸、53…リンク機構、54…ステアリングステム、56…上部リンク、58…下部リンク、59…自在軸継手、66…タイロッド。
Claims (4)
- 車体フレームのヘッドパイプに回転可能に取付けたステアリング軸で、左右の前輪の操向を行うようにした自動三・四輪車の前輪操向装置であって、前記ステアリング軸の下方に且つステアリング軸からオフセットした位置にステアリングステムを配置するとともに、ステアリング軸にリンク機構を介してステアリングステムを連結し、このステアリングステムに左右のタイロッド並びに左右のナックルアームを介して左右の前輪を連結し、前記リンク機構を上部リンクと下部リンクとこれら上部・下部リンク間を連結する自在軸継手とで構成し、リンク機構をステアリング軸の軸方向から見たときに、ステアリングステムと自在軸継手との間にステアリング軸を配置しているとともに、前記ステアリング軸から後方へオフセットした位置に前記ステアリングステムが配置されていることを特徴とする自動三・四輪車の前輪操向装置。
- 前記リンク機構は、上下方向にスイングすることを特徴とする請求項1記載の自動三・四輪車の前輪操向装置。
- 前記ステアリングステムは、前下方へ延びるとともに、延びるにつれて前記ステアリング軸から後へ離れる方向に傾斜していることを特徴とする請求項1記載の自動三・四輪車の前輪操向装置。
- 前記ステアリング軸は、ヘッドパイプに対して位置や角度を変位させることができる調整機構で取付けられていることを特徴とする請求項1記載の自動三・四輪車の前輪操向装置。
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