JPS5822387B2 - 車輌の操向装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は操向輪を二輪備える走行車輛に用いられる操向
装置に関するものである。

更に詳細には、ステアリングシャフトでカムを駆動し、
該カムのカム特性を選択することにより操向切り角に対
し任意の操向輪の切れ角が得られるようにした操向装置
に関する。

車輌の操向装置としては自動車では一般に歯車機構が用
いられ、ラック・ピニオン型、ウオームビン型、ねじナ
ツト型等車輛の大きさ等により選択されている。

ノ 一方軽量な荷物を運搬したり、少ない人数を塔載し
運搬したりする四輪、或は二輪を操舵輪とする三輪車の
如き軽便な車輌は、自動車の如くホイール式のステアリ
ングと異なり、バ一式のステアリングが構造の簡便化か
ら採用されている。

１ そしてバ一式のステアリングを有する軽便車輛の操
向装置に代えてこれに自動車で採用されているタイプの
操向装置を採用した場合、構造の複雑化、設置スペース
、更にはコストの点からも好ましくない等の理由で、バ
ーで操作されるステアリ；ングシャフトと操向輪とをリ
ング等で繋ぎ、バー操作を操向輪に伝えて操向する簡単
な機構が採用されている。

このようなステアリングバータイプの操向装置は、これ
がバータイプであるため操舵角は９ｏ０が限界で、操舵
角度の限界性からしてステアリングバーの切り角に対す
る操向輪の切れ角のレシオは１／３程度が限界であり、
このためステアリングバーの操作に比し操向輪はゴーカ
ートの如くシャープに操向され、ある程度の速度で走行
している場合の操向は好捷しくなく、自動車のホイール
タイプのステアリングの如く上記レシオが１／８〜１／
２０の如き鈍感な操舵フィーリングは得られ難い。

そして上記レシオを自動車の如く設定しようとした場合
、純粋にリンク機構等のみで行うことはスペース等の点
でも無理があり、又構造も複雑化し、操舵力も極めて大
きくなる。

又以上の如きバータイプのステアリングラ備える軽便車
輛の他、例えばゴーカートの如く上記レシオを小さクシ
、更にシャープな操向が望まれるものもあり、従来の軽
便車輛の操向装置では上記レシオの変更は容易に行い難
く、変更幅も小さく且つ変更を行う場合には大幅な機構
の変更が伴い自動車類似の操向装置を採用するのでは軽
便車輛の性質上コストその他で好ましくない。

このようなバータイプを主に採用する軽便車輛の操向装
置は改善が望まれる。

本発明者等は操向輪を二輪備えるステアリングバータイ
プ等を採用する軽便車輛の操向装置における上記した問
題点に鑑み、これを有効に解決すべく本発明を成したも
のである。

本発明の目的とする処は、回動操作されるステアリング
シャフトでカムを駆動し、該カム特性に応じた操舵角を
操向輪に得せしめるようにした操向装置を提供する。

従って本発明の目的とする処は、上記したカムのカム特
性を選択することにより自動車のステアリングの如く鈍
感な操舵フィーリングからシャープな操舵フィーリング
迄任意な操舵フィーリング、操向操作角と操向輪の操作
角とのレシオが得られ以上を操向装置の基本構造を変更
することなく、単一種の操向装置にカムを変更するのみ
で容易に実施することができ、構造簡単、簡便に所望の
操向レシオが得られる如くしだ操向装置を提供する６又
本発明の目的とする処は、カム、従節であるローラでタ
イロッド等を揺動させ、操向を行うようにしたため、作
動が確実で信頼性に富み、操向装置が可及的に簡単化し
、又操向操作力も中庸なものが得られ易く、操向操作フ
ィーリングの点でも好ましい操向装置を得せしめ、併せ
て上記カムを板カムとし、対称形状の板カムを二枚組み
合せることにより、操舵復帰機構を必要とせず、操向操
作のみで操作方向へ操向輪を操向、復帰させることがで
き、操向装置の構造簡単化に資する操向装置を提供する
。

以下に本発明の好適一実施例を添付図面に従って詳述す
る。

第１図は本発明にかかる操向装置の要部を理解し得る如
く断面とした平面図で第２図のＩ−Ｉ線断面図を示し、
二輪を有する操向輪の一方のみを示し、第２図は第１図
の２−２線断面図でステアリングバー迄を含だ図で、ス
テアリングシャフトは中間部を省略し、第３図はカムと
被動部の関係のみを示す説明的平断面図、第４図は操向
伝達機構のみを示す図である。

１ ハ車体フレームの横メンバーで、該メンバー１の両
端には枢軸２を介してナックルアーム３が回転自在に枢
着され、ナックルアーム３の先端には車軸４が取り付け
られ、該車軸４で操向輪５を回転自在に支持している。

第１図では横メンバーの一端、一方のナックルアーム、
一方の操向輪のみを示しているが、横メンバーの他端も
同様に構成されている。

横メンバー１の中間部には操向機構の支持フレーム６が
設けられ、このフレーム６はメンバー１の前後、即ち幅
方向より充分に大きく設定され、これを横断する如く設
けられている。

フレーム６上には外管部材であるステアリングコラム７
が垂直に起設され、このコラム７の下端はフレーム６の
一端に設けた縦通取付孔６ａに嵌合され、溶接等で一体
結合されている。

コラム７内にはパイプ材よりなるステアリングシャフト
８が回転自在に縦通嵌挿され、シャフト８の上部８ａは
コラム７の上端から適宜長さ延出し、コラム７の上端に
設けた軸受９とシャフト８の対応部に設けたストッパー
１０との衝合でシャフト８の降下は規制され所定位置で
回転自在にコラム７に嵌挿支持されている。

そしてシャフト８の上端にはこれと交叉する如くステア
リングバー１１が取り付けられている。

シャフト８の下端部は軸受１２を介してコラム７の下端
、従ってフレーム６の底面から適宜長さ延出され、この
シャフト８の垂下延出部８ｂには板カムの支持部材であ
るスリーブ１４が嵌装されピン１３でシャフト８の延出
部８ｂに係止され、高さ方向及び回転を規制され、シャ
フト８と一体的に回転する如く取り付けられている。

スリーブ１４の中間部にはフランジ部１４ａが形成され
、これの上下の外周に二枚の板カム１５゜１６の基部が
嵌合して溶接等により固着され、カム１５，１６は相互
に所定の隙間を保持して上下に設けられ、板カム１５．
１６の夫々は第１図で明らかな如く対称形状にそのカム
プロフィールを設定され、中心線Ａを境にして左右対称
になる如く配設され、上下に離間しつつ中心線Ａで左右
対称なる如くカムプロフィールは設定されている。

一方、フレーム６の上記ステアリングコラム７゜ステア
リングシャフト８を有する部分の反対側には支軸１７を
垂下突設し、該支軸１７には被動支持部材２０のスリー
ブ２１が軸受１９を介して回動自在に嵌装され、スリー
ブ２１の下端は支軸１γ下端に取り付けたナツト１８で
支持されている。

スリーブ２１の上下にはアーム２２．２３が夫々離間し
、且つ左右対称なる如く設けられ、上のアーム２２は上
の板カム１５の上に僅少の隙間を保持する如く、又下の
アーム２３は下の板カム１６の下に僅少の隙間を保持す
る如く各段けられ夫々２２，２３はカム１５，１６と対
向する。

そしてスリーブ２１のアーム２２，２３の中間部には支
持アームプレート２４が一体に設けられ、このプレート
２４はアーム２２，２３の間にあってカム１５．１６の
間で僅少の隙間を保持しつつ挾まれる如く設けられてい
る。

以上のアーム２２．２３の各先端とこの間のプレート２
４０間にはローラ２５，２６を回転自在に軸支し、ロー
ラ２５，２６の夫々はアーム２２゜２３により所定の角
度離間して設けられたこととなり、ローラ２５，２６の
夫々は上記により角度を保持しつつ上下に設けられたこ
ととなり、各ローラ２５，２６は上下に配設されたカム
１５゜１６のカム面を構成する外周縁に接触させる。

カム１５，１６とローラ２５，２６との関係を明確化す
べく他の部分を除き第３図ではこの部分のみを示した。

被動支持部材２０のスリーブ２１の下端外周にはタイロ
ッドアーム２７の一端を固着連結し、タイロッドアーム
２７の他端には取り付はボルトを兼ねるピン２８を縦通
設置し、該ピン２８のアーム２７の上下に突出する部分
２８ａ、２８ｂにボール２９，２９を介してジヨイント
３０．３１を上下に離間させて結合し、自在継手を構成
し、該ジヨイント３０．３１の夫々を左右のタイロッド
３２．３３０基端に連結し、一方のタイロッド３２の先
端はジヨイント３４を介してナックルアーム３の基端に
ピン３５により枢着され、他方のタイロッド３３の先端
も図では省略しているがジヨイントを介して他方の操向
輪のナックルアームに枢着されている。

次にその作用を説明すると、バー１１の回動操作でシャ
フト８はコラムγ内で回動し、シャフト８の下端にピン
１３で係止されたスリーブ１４は同方向へ回動する。

スリーブ１４に一体的に固着された板カム１５．１６も
回動し、板カム１５゜１６の外周縁に接するローラ２５
，２６はカムプロフィールに倣って運動する。

ローラ２５，２６は板カム１５．１６で構成される左右
対称形状のカムプロフィールの対称位置に接しているた
め、一方の運動に他方が追従する。

そしてローラ２５゜２６はアーム２２．２３に軸支され
、アーム２２゜２３はスリーブ２１と一体であるため、
ローラ２５．２６のカム１５，１６による倣い運動でス
リーブ２１を支軸１７を支点として枢動させる。

スリーブ２１の枢動に伴ってこれに一端を固着されたタ
イロッドアーム２γは支軸１γを支点として揺動するこ
ととなる。

このタイロッドアーム２７の揺動でこれの他端に自在継
手を介して連結されたタイロッド３２．３３は、一方が
引っ張られ、他方が押圧され、ナックルアーム３ヲ支軸
２を支点よして揺動させ、操向輪５は支軸２を支点にし
て揺動し、タイロッド３３により他方の操向輪も上記操
向輪５と同方向へ揺動し、二輪の操向輪は操向される。

このようにバー１１の操作でシャフト８に繁がる板カム
１５，１６を駆動し、これに接するローラ２５，２６を
介して同軸に支持されたタイロッドアーム２７を、駆動
し、操向を行う。

以上において、カム１５．１６で構成されるカムプロフ
ィールは任意に設定することができ、このカムプロフィ
ールの設定で第５図に示す如き操向レシオを自由に、任
意に設定することができる。

第５図は横軸をステアリングバー（・・ンドル）の切り
角とし、縦軸を操向輪、即ちタイヤ切れ角とし、上記カ
ムのプロフィールの選択で得られる操向レシオの一例を
示し、曲線イは所定のノ・ンドル切り角迄はタイヤ切り
角が犬で、所定のポイントを超えるとこれが小となる如
く設定し、初期のハンドル操作で極めてシャープな操向
が行える。

父曲線口は・・ンドル操作と操向輪の操向角度が比例し
、又曲線ハは上記曲線イと逆の操向フィーリングとなり
、更に曲線二は操向操作の初期乃至中間部迄は操向輪の
切れ角の増加を緩慢とし、中間部以降はタイヤ切れ角を
・・ンドル切り角に対して犬とし、これによれば走行中
の操向フィーリングは自動車と同様で、方向転換の如く
減速して操向する場合の操向フィーリングを極めてシャ
ープとなるようにした。

このようにカムのプロフィールの選択により任意の操向
レシオが得られる。

以上図示実施例では、カム１５．１６を支持するスリー
ブ１４をピン１３で係止しだが、これはカムを交換し、
任意のレシオに変更し得るようにしたためで、ピン１３
に代え溶接等でシャフト延出部８ｂに固着しても良い。

又図示では上記カム１５．１６を二枚とし、これを上下
に配設しだがカムヲ一枚のプレートで構成しても良く、
こノ場合はカムの成形が難かしくなるが、二枚とするこ
とによりカム成形の容易化が図れる。

又図示では、カムをステアリングシャフトの下端に直接
取り付けだが、カムを別の支軸に設け、この支軸をギヤ
等を介してステアリングシャフトにより駆動する如く構
成しても良い。

以上で明らかな如く本発明によれば、回動操作されるス
テアリングシャフトでカムを駆動し、このカムでローラ
等を倣い運動させ、タイロッドアームの如き連結部材を
揺動させ、タイロッド等を介して操向輪を操向操作する
ようにしたため、カムプロフィールの選定、設定、変更
により任意の操向レシオを容易に得ることができ、操向
フィーリングがシャープで、運転上改善が望まれるバー
タイプのステアリングを備える軽便車輛等の操向フィー
リングを、自動車と同様の操向フィーリングに改善する
ことができ、又車輛によっては操向フィーリングをより
シャープとすることができ、更にバンドル切り角とタイ
ヤ切れ角との関係もノ・ンドル切り角の任意の部分で自
由にレシオを選定することができ、操向レシオ、フィー
リングを車輛の性能、用途、目的等に応じて自在に選定
することができる。

又本発明は、上記を板カムとこれで４駆動されるアーム
、ローラとで構成しただめ、構造が簡単であり、且つ作
動の確実化、信頼性が得られ、構造簡単な機構で上記操
向レシオの選定を容易に行える。

更に本発明は、二枚の対称形状の板カムを用いただめ、
カムの製作において一種の、しかも外形の小さいカムを
製作し、これを逆向きにして配設することにより上記効
果が得られ、カムを含んで構造、製作を容易化し、安価
で、実用性の高い軽便車輛等の操向装置を得ることがで
きる。

更に又本発明は、二枚の板カムをステアリングシャフト
に直接取り付け、これと対峙する被動部で、タイロッド
アーム、タイロッドを駆動する如くしたため、最少の部
品、最も簡単な機構で任意の操向レシオを得ることがで
きる操向装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は操向装
置の要部を示す説明的平断面図で第２図■−■線断面図
、第２図は第１図２−２線断面図、第３図はカムと被動
部の関係のみを示す平断面図、第４図は被動部、連結部
材、タイロッドの関係のみを示す平断面図、第５図は操
向レシオを説明するグラフである。 同図面中、３はナックルアーム、５は操向輪、８はシャ
ツ）、１５．１６はカム、２０は被動支持部材、２２，
２３はアーム、２５，２６はローラ、２７はタイロッド
アーム、３２．３３はタイロッドである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 操向輪を二輪備え、該操向輪を支持するナックルア
   ームと、該ナックルアームに外端を枢着したタイロッド
   とを揺動させて上記操向輪を操向するようにしだ車輛の
   操向装置において、ステアリングシャフトの下端に平面
   対称形状を成す二枚の板カムを上下に固設し、上記ステ
   アリングシャフトと平行して設けた支軸に被動支持部材
   を枢支し、該被動支持部材に左右対称を成す上下で一対
   のアームを固設し、更に該一対のアームには夫々ローラ
   を枢支し、各ローラを上記二枚の板カムで構成されるカ
   ムプロフィールの対称位置に干渉せしめるとともに、上
   記被動支持部材にタイロッドアームの一端を連結し、該
   タイロッドアームの他端に自在継手を介して左右の上記
   タイロッドの内端を共通的に連結支持したことを特徴と
   する車輌の操向装置。