(57)【要約】【目的】車体正面へ大荷重を受けたとき、ステアリングシャフトを前方へ傾くように誘導させる。【構成】サイドビーム３１及び斜めビーム３２の前部にバンパーフレーム３６を設け、その上方にサブフレーム６０を支持させる。サブフレーム６０は略三角形状のアッパー部６１と、下方へ湾曲するロアー部６２を備え、ロアー部６２から後方へ延出するコントロールアーム部６３に設けた下部ブラケット６４に前輪操舵機構５の上ステアリングパイプ５１を取付ける。大荷重Ｆによりサブフレーム６０が変形してロアー部６２が下方へ曲ると、コントロールアーム部６３を下方へ引っ張って下部ブラケット６４・６５を起こし、これと一体の上ステアリングパイプ５１を起立させ、上ステアリングシャフトを前方へ傾くように誘導する。後方に大きな車室内空間Ｓを形成する。また、アッパー部６１は閉じるように変形するため、頂点位置を変化させず、ルーフ２２の下降を阻止する。【選択図】図５
2008162301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方からの荷重を受けて変形する車体フレームによりハンドルを移動させるようにしたステアリング装置において、
前記ハンドルの回動軸であるステアリングシャフトを回動自在に支持するステアリングパイプと、
このステアリングパイプの上部を前記車体フレームの変形により前方へ回動させる回動機構とを備えたことを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
前記車体フレームは、左右一対の前後方向フレームと、これら左右の前後方向フレームの前部間に架け渡された左右方向フレームとを備え、
前記回動機構は、前記左右方向フレームに前端部を取付けられるとともに前後方向に延びて後端部で前記ステアリングパイプの下部を支持する下部支持部材と、
この下部支持部材に設けられた下方へ凸に曲がる屈曲部より後ろ側部分から後方へ延びて後端部で前記ステアリングパイプ上部を支持する上部支持部材とを備えることを特徴とする請求項１に記載したステアリング装置。
【請求項３】
前記下部支持部材は、前記ステアリングパイプの下部を支持して左右方向へ略ストレート状に延びるリヤ部と、
このリヤ部と前記左右方向フレームとを連結して前記屈曲部を有するとともに前記上部支持部材の前端部が連結されたロアー部とを備え、
これらロアー部と前記上部支持部材はそれぞれ左右一対で設けられ、
前記ステアリングパイプは左右のロアー部と上部支持部材の間に配置されることを特徴とする請求項２に記載したステアリング装置。
【請求項４】
前記ステアリングシャフトは長さ方向へ複数に分割され、各分割部がユニバーサルジョイントで連結されるとともに、
前記ステアリングシャフトの分割部のうち前記ハンドル側部分が最も立った状態で支持されていることを特徴とする請求項１に記載したステアリング装置。
【請求項５】
前記ハンドルがバーハンドルであることを特徴とする請求項１に記載したステアリング装置。
【請求項６】
前記車体フレームは主要部であるメインフレームと、このメインフレームに対して別体で着脱自在なサブフレームとを備え、
前記左右方向フレームは前記メインフレームの一部であり、
前記下部支持部材と上部支持部材は前記サブフレームであることを特徴とする請求項２に記載したステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は車両のステアリング装置に係り、特に車体前部へ大荷重が加わって変形するとき、ステアリングシャフトを前方へ傾くように誘導できるようにした構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリング装置を支持するフレーム部材に下側へ凸の屈曲部を設け、車体前部へ前方から過大な荷重が加わって車体前部が変形するとき、フレーム部材が下側へ曲がるように変形させてステアリングシャフトを軸方向へ下方移動するように誘導させることが知られている。
【特許文献１】特開平５−１８５９５１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、車両によってはステアリングシャフトを軸方向に移動させるだけではなく、ステアリングシャフトを前方に傾けてハンドルを前方へ誘導させたい場合がある。しかし、このようにすることは、ステアリングシャフトに必要強度を維持しつつ過大な荷重が加わったときは変形容易にするという相反する要件を満足させなければならず実現することは困難であった。本願はこのような要請の実現を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するためステアリング装置に係る請求項１の発明は、前方からの荷重を受けて変形する車体フレームによりハンドルを移動させるようにしたステアリング装置において、
前記ハンドルの回動軸であるステアリングシャフトを回動自在に支持するステアリングパイプと、
このステアリングパイプの上部を前記車体フレームの変形により前方へ回動させる回動機構とを備えたことを特徴とする。
【０００５】
請求項２の発明は上記請求項１において、前記車体フレームは、左右一対の前後方向フレームと、これら左右の前後方向フレームの前部間に架け渡された左右方向フレームとを備え、
前記回動機構は、前記左右方向フレームに前端部を取付けられるとともに前後方向に延びて後端部で前記ステアリングパイプの下部を支持する下部支持部材と、
この下部支持部材に設けられた下方へ凸に曲がる屈曲部より後ろ側部分から後方へ延びて後端部で前記ステアリングパイプ上部を支持する上部支持部材とを備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項３の発明は上記請求項２において、前記下部支持部材は、前記ステアリングパイプの下部を支持して左右方向へ略ストレート状に延びるリヤ部と、
このリヤ部と前記左右方向フレームとを連結して前記屈曲部を有するとともに前記上部支持部材の前端部が連結されたロアー部とを備え、
これらロアー部と前記上部支持部材はそれぞれ左右一対で設けられ、
前記ステアリングパイプは左右のロアー部と上部支持部材の間に配置されることを特徴とする。
【０００７】
請求項４の発明は上記請求項１において、前記ステアリングシャフトは長さ方向へ複数に分割され、各分割部がユニバーサルジョイントで連結されるとともに、
前記ステアリングシャフトの分割部のうち前記ハンドル側部分が最も立った状態で支持されていることを特徴とする。
【０００８】
請求項５の発明は上記請求項１において、前記ハンドルがバーハンドルであることを特徴とする。
【０００９】
請求項６の発明は上記請求項２において、前記車体フレームは主要部であるメインフレームと、このメインフレームに対して別体で着脱自在なサブフレームとを備え、
前記左右方向フレームは前記メインフレームの一部であり、
前記下部支持部材と上部支持部材は前記サブフレームであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明によれば、前方からの荷重を受けて車体フレームが変形すると、回動機構によりステアリングパイプの上部を前方へ回動させるので、ステアリングパイプへ回動自在に支持されているステアリングシャフトが、ステアリングパイプと一緒に前方へ回動し、ハンドルを前方へ移動させることができる。このため、ステアリングシャフトに必要強度を維持しつつ同時に車体フレームの変形に伴ってステアリングシャフトを前方へ回動させることも容易に実現可能になる。
【００１１】
請求項２の発明によれば、ステアリングパイプの回動機構が上下の支持部を備えるので、ハンドルを握った状態で車体前部へ前方から過大な荷重が加わると、屈曲部を有する下部支持部材が屈曲部でさらに下方へ凸に曲がるよう変形されるが、屈曲部後方に連結された上部支持部材が下側に曲がる下部支持部材に前方かつ下方へ引っ張られ、後端部で支持するステアリングパイプの上部を前方へ引っ張る。このためステアリングパイプへ回動自在に支持されているステアリングシャフトは、ステアリングパイプとともに前方へ傾くようになるから、ステアリングシャフトを下方へ移動させるだけでなく、前方に傾けるように誘導させることが可能となる。
【００１２】
請求項３の発明によれば、左右一対で設けた部材の中間部にステアリングシャフトを配置することにより、変形時にステアリングシャフトが車両前後方向ではなく左右方向に傾くことを防ぐことが可能となり、ステアリングシャフトをより正確に誘導することが可能となる。
【００１３】
請求項４の発明によれば、分割されたステアリングシャフトのハンドル側となる上部のみを最も立てて配置することにより、ハンドルをつかんだ状態で前方から荷重を受けた際、下部支持部材に対して大きなモーメントを作用させることが可能となる。また、中間部分よりも前方へ傾いているため、変形の際にハンドルを前方へ傾き易くすることができる。
【００１４】
請求項５の発明によれば、ハンドルをバーハンドルとしたので、前方からの荷重を受けた際、ハンドルをつかんだ状態を保持しやすく、ハンドルを前方へ傾けやすくなる。
【００１５】
請求項６の発明によれば、サブフレームをメインフレームと別体に構成したので、強度の高いメインフレームをサイズの大きな部材で一体に形成できるとともに、荷重負荷時の入力エネルギーを吸収できるサブフレームは比較的サイズの小さな部材で形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面に基づいて一実施例を説明する。なお、以下において、上下及び前後は図１の図示状態、左右は図２の図示状態をそれぞれ基準とする。
【００１７】
図１は本願に係る小型自動４輪車の側面図である。この車両は、車体フレーム１の前後に前輪２及び後輪３を備え、車体中央に設けられた運転者Ｄ用のフロントシート４前方に前輪操舵機構５を備える。フロントシート４は座部からなり、物入れ４ａ上に支持され、前端をヒンジ４ｂにて回動自在に取付けられており、フロントシート４を開くと、物入れ４ａの開口が開かれて物品を出入可能である。物入れ４ａはヘルメット等の大型物品を収容できる程度に大容量である。
【００１８】
フロントシート４の後方には別体で構成されたバックレスト６がフロアパネルから隆起する台座部７上に支持され前後方向へスライド自在になっている。
バックレスト６から後方にセンターグリップ８が延出し、同乗者Ｐが着座時及び乗降時に握れるようになっている。
バックレスト６の後方には、サイドグリップ９及びリヤシート１０が設けられている。
【００１９】
リヤシート１０の座部下方にはパワーユニット１１が設けられ、このパワーユニット１１により後輪３を駆動する。
パワーユニット１１は図示省略のリンクにより車体フレーム１へ揺動自在に支持され、燃料噴射（ＦＩ）式である。１２はＦＩユニット、１３は燃料タンクで物入れ７の後方に配置される。１４は燃料ポンプ、１５はエアクリーナである。
【００２０】
車体の前部はフロントカバー１６で覆われ、その一部はフロントフェンダをなし、前輪２の前側から後側までを覆う。車室内前部はインナーパネル１８で覆われ、その側部は運転者Ｄの脚部Ｌ側方を覆う。１９はミラー、２０はバーハンドルである。バーハンドル２０は前輪操舵機構５の一部を構成するとともにインナーパネル１８の上方にて後方の運転者Ｄにより操舵される。車室内空間Ｓの前部はウインドスクリーン２１、上部はルーフ２２で覆われる。ルーフ２２の前部は後傾したフロントピラー２３で支持され、このフロントピラー２３にはウインドスクリーン２１も支持される。ルーフ２２の後部はほぼ直立したリヤピラー２４で支持される。フロントピラー２３及びリヤピラー２４の各下端部は車体フレーム１側へ支持されている。
【００２１】
図中の符号１３ａはタンクカバー、１２ａはＦＩカバー、２５は前輪マッドガード、２６はチェンジペダル、２７はチェンジケーブル、２８はアームレスト、２９はリヤカバーである。リヤカバー２９の一部はリヤフェンダ２９ａをなして、後輪３の前側及び上側から後側を覆う。
【００２２】
図２は車両の平面図（ウインドスクリーン２１及びルーフ２２を省略）である。前輪２及び後輪３はそれぞれ左右一対で設けられる。リヤシート１０は左右へ２人並んで着座できる大きさであり、リヤシート１０の乗員はそれぞれ足をフロントシート４の側方におけるフロアパネル３０の上へ出すことができる。前輪操舵機構５及びフロントシート４は車体中心線Ｃの上に配置され、バーハンドル２０は左右方向へ延びて運転者Ｄの両手で操作される。フロントシート４はフロアパネル３０の略中央に位置する。
【００２３】
サイドグリップ９はセンターグリップ８の左右に設けられ、同乗者Ｐの前方左右方向へ横切り、着座時に同乗者Ｐが握れるようになっている。このサイドグリップ９は、一端をアームレスト２８へ回動自在に支持され、乗降時にはアームレスト２８との連結軸を中心に車体内側の他端を上方へ跳ね上げるように回動させることができる（図１参照）。
【００２４】
図３は車体フレーム１の側面図である。この車体フレーム１は、メインフレームと、これに対して別体に構成されて着脱自在なサブフレーム６０を備える。
メインフレームは、前後方向へ略直線状に延びるサイドビーム３１と、その前部から斜め上がりに前方へ延びる斜めビーム３２、後部から斜め上がり後方へ延びる斜めビーム３３並びにこれら斜めビームとサイドビーム３１を連結して略垂直方向へ延びる補強メンバ３４，３５、さらにサイドビーム３１と前側の斜めビーム３２の各前端間に設けられるフロントバンパ部３６、斜めビーム３３の上端に支持されるシートレール部３７等で構成される。
【００２５】
サイドビーム３１、斜めビーム３２及び斜めビーム３３は、車体フレーム１における必要な高剛性を維持するための主要骨格部をなし、比較的太い角パイプで構成されている。
これに対してフロントバンパ部３６は、衝撃吸収用の部分であり、サイドビーム３１に比べてより細径の丸パイプ部材で構成されている。シートレール部３７も同様にサイドビーム３１と比べてより細い部材を用いてあり、斜めビーム３３前方のピラー部３８と前方延出部３９で側面視トラス形状をなしている。
【００２６】
サブフレーム６０はフロントバンパ部３６とともに車体前部に加わる大荷重により変形して入力エネルギーをを吸収できるようにした部材である。
このようにサブフレーム６０をメインフレームと別体にして着脱自在に構成すると、強度の高いメインフレームをサイズの大きな部材で一体に形成できるとともに、荷重負荷時の入力エネルギーを吸収できるサブフレーム６０は比較的サイズの小さな部材で形成することができ、異なる機能を複合した車体フレーム１の構成が容易になる。
【００２７】
図４はメインフレーム部分の平面図である。サイドビーム３１、斜めビーム３２及び斜めビーム３３、シートレール３７はそれぞれは左右一対で平行して配置され、左右の斜めビーム３２前端部間は第１クロスメンバ４１で連結され、左右のサイドビーム３１間は前方から順に、第２クロスメンバ４２、第３クロスメンバ４３、第４クロスメンバ４４で連結される。左右のシートレール３７間も前後のクロスパイプ４５ａ及び４５で連結されている。
第２クロスメンバ４２は中央部をセンタービーム４６で分断され、各左右部分はそれぞれ中央側がセンタービーム４６と溶接され、この溶接部分が前方へ出るとともに、サイドビーム３１と溶接される側方端部が後方へ下がるよう後傾して設けられる。
【００２８】
センタービーム４６は、左右のサイドビーム３１間にて車体中心線Ｃ上を第３クロスメンバ４３から前方へ延出し、フロントバンパ部３６の下部パイプ３６ｃと接続する。下部パイプ３６ｃは略Ｖ字状をなす左右一対の部材であり、センタービーム４６の前端から前方へ外開き状に延びている。下部パイプ３６ｃの前端は上下部パイプ３６ｂ（図３参照）を介して上部パイプ３６ａに接続している。これら下部パイプ３６ｃ、上下部パイプ３６ｂ及び上部パイプ３６ａは連続する一つのパイプ部材を折り曲げて形成され、それぞれ左右一対で設けられる。
【００２９】
左右一対の上部パイプ３６ａは後方へ向かって外開き状に配置され、後端部は中間部が前方へ凸に曲がっている第１クロスメンバ４１の左右両端部近傍へ溶接されている。左右の上部パイプ３６ａ及び上下部パイプ３６ｂ間は上クロスパイプ３６ｄ及び下クロスパイプ３６ｅで連結されている。第１クロスメンバ４１はフロントバンパ部３６の一部を構成している。
【００３０】
第３クロスメンバ４３と第４クロスメンバ４４間は左右一対のパイプ部材４７、４７で連結され、第３クロスメンバ４３、第４クロスメンバ４４及び左右のパイプ部材４７、４７で囲まれた空間４８を形成し、この中に燃料タンク１３が収容して支持され、さらに燃料タンク１３の上にＦＩユニット１２及び燃料ポンプ１４が配置される。この空間４８内の燃料タンク１３前方には、電装品であるバッテリ４９が収容され、第３クロスメンバ４３の中央部に支持されている。また、ピラー部３８の上下方向中間部からアーム部３８ａが燃料タンク１３の上方へ延出している。
【００３１】
図５は、前輪操舵機構５の配置を示す車体前部の側面図である。前輪操舵機構５は、上ステアリングシャフト５０、上ステアリングパイプ５１、ジョイントシャフト５２、下ステアリングパイプ５３、下ステアリングシャフト５４を備える。ジョイントシャフト５２は軸方向両端でユニバーサルジョイント５２ａにより上ステアリングシャフト５０及び下ステアリングシャフト５４と連結し、各シャフトはユニバーサルジョイント５２のジョイント軸５２ｂにて自在に曲がることができる。
【００３２】
上ステアリングシャフト５０と下ステアリングシャフト５４は略平行に後傾して上下に分離配置され、下ステアリングシャフト５４の下端はタイロッド５５に連結される。タイロッド５５は下ステアリングシャフト５４と左右の前輪２を結び、下ステアリングシャフト５４の回動により、左右の前輪２を同方向へ回動させて操舵する。
【００３３】
上ステアリングパイプ５１と下ステアリングパイプ５３は上下に分割してステアリングシャフトを支持する高剛性の筒状部材であり、上ステアリングパイプ５１は上ステアリングシャフト５０を回動自在に支持し、斜めビーム３２の前端部近傍かつ上方に配置される。運転者Ｄの膝Ｎ前方となる位置でもある。
【００３４】
下ステアリングパイプ５３は下ステアリングシャフト５４を回動自在に支持し、ステー５６ａ，５６ｂを介して、バンパーフレーム３６のステー３６ｆ及び３６ｇへ支持される。下ステアリングパイプ５３はバンパーフレーム３６で囲まれた空間内に位置することになる。上ステアリングパイプ５１はサブフレーム６０に支持される。
【００３５】
サブフレーム６０は、バンパーフレーム３６よりもさらに細径のパイプ部材で構成され、バンパーフレーム３６による衝撃吸収時において、一体になって衝撃を吸収するとともに、この変形時にバーハンドル２０やルーフ２２の位置をコントロールするための部材である。
サブフレーム６０は側面視で上へ凸の略三角形状をなすアッパー部６１と、下方へ湾曲するロアー部６２と、ロアー部６２から斜め上がりに後方へ延出するコントロールアーム部６３を備え、コントロールアーム部６３の後部には下部ブラケット６４と６５が設けられて、上ステアリングパイプ５１の上下部分と連結されている。
【００３６】
アッパー部６１の頂部には、ブラケット６６が設けられ、別のブラケット５９を介してフロントピラー２３を支持している。ブラケット５９はミラー１９の取付部でもある。６７はアッパー部６１の頂部に設けられるステーであり、インナーパネル１８を支持する。
【００３７】
図６はサブフレーム６０とバンパーフレーム３６を分解した状態で示す斜視図である。サブフレーム６０は、フロント部７０，トップ部７１及びリヤ部７２の各クロス部材を備える。フロント部７０は中間部７０ａが後方へ湾曲し、左右方向両端部７０ｂが角状に前方へ突出し、ここに溶接されたステー７３にはボルト用の通し穴が設けられ、ここで第１クロスメンバ４１上に設けられているステー７５のウエルドナットへボルト止めされる。また中間部７０ａの中央からもステー７４が前方へ延出し、その先端部が同様にステー７５のウエルドナットへボルト止めされる。さらに両端部７０ｂには左右のロアー部６２の各前端部が溶接されている。
【００３８】
リヤ部７２の左右両端部は屈曲して前方へ斜め下がりに延びる取付腕部７２ｂをなし、その先端に設けられた偏平部７２ｃで斜めビーム３２の上端部へボルト止めされる。これによりサブフレーム６０は、前部をバンパーフレーム３６の上部へ、後部を斜めビーム３２の上部へ、それぞれボルト止めにより着脱自在に支持される。
【００３９】
以下、サブフレーム６０について詳細を説明する。図７はサブフレーム６０の平面図、図８は背面図、図９は側面図である。
図７において、フロント部７０における左右方向両端の取付部７０ｂに設けられたステー７３及びこれらの中間に設けられたステー７４はそれぞれ第１クロスメンバ４１へボルト７６で締結される。
リヤ部７２の左右両端部である取付腕部７２ｂは、屈曲して前方へ斜め下がりに延びてその先端の扁平部７２ｃが斜めビーム３２の上端部側面へ重ねられ、ボルト７６で取付けられている。
【００４０】
トップ部７１はアッパー部６１の頂部に設けられ、ここからフロント部７０へ向かって前下がりにアッパー前部７７が左右一対で設けられ、それぞれ上端がトップ部７１へ、下端がフロント部７０へ溶接されている。また、トップ部７１から後方へ左右一対でアッパー後部７８が設けられ、やはり上端部がトップ部７１へ、下端部がリヤ部７２へそれぞれ溶接されている。
【００４１】
左右一対をなすロアー部６２は、前端部がフロント部７０へ溶接され、各後端部はリヤ部７２の中間部７２ａへ溶接されている。各ロアー部６２の中間部にはコントロールアーム部６３の前端部が溶接されている。コントロールアーム部６３は略アーチ状をなしてアーチ部が後方へ延出する部材であり、その後端部とリヤ部７２における中間部７２ａの中央部との間に下部ブラケット６４が上下に掛け渡されて溶接されている。またコントロールアーム部６３の後端部には別の上部ブラケット６５が一端を溶接され、他端が上方へ突出して設けられている。
【００４２】
フロント部７０及びリヤ部７２の各中間部７０ａ及び７２ａ、並びにトップ部７１は略平行に配置され、左右のロアー部６２は車体中心線Ｃと平行に前後方向へ略直線状に延びている。
左右のアッパー前部７７は前すぼまりの略ハの字状をなし、その前（下）端部は、ロアー部６２の前部とともに、フロント部７０の取付部７０ｂ近傍へ溶接されている。ステー７３及び７４はボルト７６によって第１クロスメンバ４１へ取付けられている。
【００４３】
左右のアッパー後部７８は、前（上）端部がアッパー前部７７の前（上）端部よりも外側にてトップ部７１の軸方向端部へ溶接され、後端部側は後方へ向かって拡開して延びて中間部７２ａの軸方向端部における取付腕部７２ｂとの屈曲部近傍へ溶接されている。
中間部７２ａのアッパー後部７８及びロアー部６２との連結部間には山形に後方へ突出するステー７９が設けられ、インナーパネル１８の凹みを規制するようになっている。
【００４４】
コントロールアーム部６３の後端部は平面視でリヤ部７２より後方へ突出するよう設けられる。下部ブラケット６４は上端側が後傾するよう後方傾斜状態でコントロールアーム部６３の後端部と中間部７２ａの各中央部に連結支持される。下部ブラケット６４には上ステアリングパイプ５１の下部取付用通し穴６４ａが左右に設けられている。
コントロールアーム部６３の後端部中央左寄り位置にステー６５が上方へ突出して設けられ、ここにも上ステアリングパイプ５１の上部取付用通し穴６５ａが設けられている。
【００４５】
サブフレーム６０の前部にはブラケット６８が設けられ、ここに図示しないアクセルペダル及びブレーキペダルが支持される。６９ｂはカプラーホルダである。
【００４６】
図８はサブフレーム６０の背面図であり、左右のアッパー前部７７は、下端（前端）が車体中央側でコントロールアーム部６３の両端部とほぼ重なる位置になるよう、上端（後端）は上方へ向かって外開き状に配置される。左右のアッパー後部７８は、逆に下方へ向かって外開き状に配置される。上ステアリングパイプ５１には上端部に上ブラケット５６が設けられ、ここにウエルドナット５６ａが設けられている。下端部にも下ブラケット５７が設けられ、ここにウエルドナット５７ａが設けられている。各ウエルドナット５６ａ及び５７ａにはそれぞれ下部ブラケット６４及び６５の通し穴６４ａ及び穴６５ａ（図６）が重ねられ、ボルトにより締結されることにより、上ステアリングパイプ５１がコントロールアーム部６３及びリヤ部７２へ支持される。６９ａはワイヤーケーブル支持用のクランプである。
【００４７】
図９に示すように、ロアー部６２は中間部が下方へ凸になるよう湾曲した曲線状に形成され、両端のフロント部７０及びリヤ部７２との連結点Ｐ１，Ｐ２に対して、ロアー部６２の最も下方となる湾曲点Ｐ３は、中間部より前方側、すなわちＰ２よりもＰ１寄りに位置する。コントロールアーム部６３の前端部はロアー部６２に対して湾曲点Ｐ３より若干後方側にて溶接されている。
アッパー前部７７とアッパー後部７８はθなる開き角をなしている。この角度はサブフレーム６０の変形時における変形しやすさに影響するが、任意に設定でき、本実施例では鋭角になっている。
【００４８】
図１０は上ステアリングパイプ５１部分の軸方向断面図である。上ステアリングパイプ５１は軸方向端部である上下端部でボールベアリング５８により、上ステアリングシャフト５０が回動自在に支持されている。
上ブラケット５６は上ステアリングパイプ５１の上端から上方へ張り出して設けられ、下部が上ステアリングパイプ５１の上端部側面へ溶接され、その下部内側にウエルドナット５６ａが溶接されている。
下ブラケット５７は略コ字状断面をなして上ステアリングパイプ５１の下端部側面へ溶接され、内側にウエルドナット５７ａが溶接されている。
【００４９】
次に、本実施例の作用を説明する。図５において、バーハンドル２０を握った状態で前方からバンパーフレーム３６へ正面から大荷重Ｆが加わると、車体フレーム１のうち、剛性の高いサイドビーム３１及び斜めビーム３２等が変形を生じる前に、比較的細径のパイプからなる衝撃吸収構造のバンパーフレーム３６及びやはり細径の第１クロスメンバ４１が変形を始める。
【００５０】
すると、本願の左右方向フレームに相当する第１クロスメンバ４１に前側を支持されているサブフレーム６０は、バンパーフレーム３６よりもさらに細径のパイプからなり、より変形しやすい構造になっているので、バンパーフレーム３６と同時に変形を開始する。
この変形は、サブフレーム６０が後部側の取付腕部７２ｂにて高剛性の斜めビーム３２へ支持されているから、リヤ部７２を変形基点とし、これに向かって前方側のフロント部７０が近づくように変形し、アッパー部６１、ロアー部６２及びコントロールアーム部６３等が仮想線のように変形する。
なお、リヤ部７２、下部下部ブラケット６４及びロアー部６２は本願の下部支持部材に相当し、コントロールアーム部６３及び上部上部ブラケット６５は本願の上部支持部材に相当する。これら上部支持部材と下部支持部材は、上ステアリングパイプ５１の回動機構を構成している。
【００５１】
図１１はこの変形を原理的に示す模式図であり、Ａに変形前の状態、Ｂに変形後の状態を示す。まずＡにおいて大荷重Ｆによってフロント７０が後方へ押され、リヤ部７２は不動で変形の基点をなすため、図中に矢示するようにアッパー部６１が開き角θを閉じるよう、アッパー前部７７側が下端部側を後方へ回動しようとし、かつリヤ部７２側からも反力が加わるため、ロアー部６２は湾曲点Ｐ３近傍部にてさらに下方へ凸に曲がろうとする。ロアー部６２では湾曲点Ｐ３が中間部より前寄りに位置し、かつコントロールアーム部６３の接続点よりも前方で比較的剛性が低く曲がりやすい状態にあるので、この湾曲点Ｐ３を下方へ突出するように変形させながら、前側の点Ｐ１が後側の点Ｐ２へ接近する。
【００５２】
このとき、湾曲点Ｐ３の沈み込みに伴って、コントロールアーム部６３を下方へ引っ張り込み、後端を下部ブラケット６４及び６５と一緒に斜め前下方へ引っ張っる。同時にロアー部６２の湾曲点Ｐ３より後方側は、コントロールアーム部６３の補強により剛性が高くなっているため、曲がり変形せずにコントロールアーム部６３と一体になって変形しようとする。
【００５３】
しかし、ロアー部６２の後端部及び下部ブラケット６４の下端部が結合されているリヤ部７２は、斜めビーム３２に支持されて変形の基点となっているため、ロアー部６２の湾曲点Ｐ３より後方部分及びコントロールアーム部６３は、リヤ部７２の軸心線を中心に反時計回り方向へ回動し、その結果、下部ブラケット６４及び上部ブラケット６５は次第に起立するようになり、やがてＢに示す状態となる。点Ｐ２は基点として固定されているため、変形前後で同じ位置にあり、トップ部７１の高さも後述するようにあまり変化しない。点Ｐ１とＰ３が下方及び後方へ大きく移動している。
【００５４】
このとき下部ブラケット６４は上下をコントロールアーム部６３とリヤ部７２へ溶接されているため、この溶接部で曲がり易くなるので、下部ブラケット６４をコントロールアーム部６３やリヤ部７２同様のパイプ部材で構成したときよりもスムーズかつ確実な変形を生じる。
【００５５】
また、ロアー部６２は湾曲点Ｐ３が前方寄りに位置するため、前部側を湾曲点Ｐ３が下方移動するよう確実に変形させることができ、湾曲点Ｐ３より後方部分側の起立を確実にする。しかもロアー部６２は湾曲形状のため、湾曲点Ｐ３における急激な変形でなく、全体を変形させるように力が加わるから、湾曲点Ｐ３を下方へ移動させつつも、後方へも移動しようとしてリヤ部７２との連結点Ｐ２を捩るように力が働くから、この点でも下部ブラケット６４の起立動作を大きくすることができる。
【００５６】
このため、図５に示すように、下部ブラケット６４及び上部ブラケット６５に取付けられている上ステアリングパイプ５１も一体に起立し、これに伴って上ステアリングシャフト５０及びこれと一体化されているバーハンドル２０は共に前方へ移動する。しかも、上ステアリングパイプ５１が支持する上ステアリングシャフト５０はジョイントシャフト５２と上側のユニバーサルジョイント５２ａにおいてジョイント軸５２ｂで連結され、このジョイント軸５２ｂを中心に軸回りに回動できるから、上ステアリングシャフト５０はスムーズに上ステアリングパイプ５１と共に起立方向へ回動できる。
【００５７】
この結果、上ステアリングパイプ５１へ回動自在に支持されている上ステアリングシャフト５０は、上ステアリングパイプ５１とともに前方へ傾くようになるから、上ステアリングシャフト５０を下方へ移動させるだけでなく、前方へ傾けるように誘導させることが可能となる。
また、上ステアリングパイプ５１及び上ステアリングシャフト５０は、左右一対で設けられたトップ部６１、ロアー部６２及びコントロールアーム部６３の各中央部に配置されるので、変形時に上ステアリングパイプ５１及び上ステアリングシャフト５０が車両前後方向ではなく左右方向に傾くことを防ぐことが可能となり、上ステアリングシャフト５０をより正確に前方へ誘導することが可能となる。
【００５８】
さらに、ジョイントシャフト５２はユニバーサルジョイント５２ａで上ステアリングシャフト５０と連結し、このジョイントシャフト５２と下ステアリングパイプ５３もユニバーサルジョイント５２ａで連結しているから、これらのジョイントシャフト５２及び下ステアリングパイプ５３は上ステアリングパイプ５１及び上ステアリングシャフト５０が回動して取付姿勢が変化してもその影響をほとんど受けず、これまでの状態を維持する。
【００５９】
また、長さ方向へ３分割されたステアリングシャフトのうち、最上部のバーハンドル２０側となるステアリングシャフト５０を他の分割シャフト部分であるジョイントシャフト５２や下ステアリングシャフト５４よりも最も立てて、すなわちこれら他の部分よりも最も前方側へ傾けて配置することにより、バーハンドル２０をつかんだ状態で前方から荷重を受けた際、下部支持部材であるロアー部６２に対して大きな曲げモーメントを作用させることが可能となる。また、下方のジョイントシャフト５２や下ステアリングシャフト５４よりも前方へ傾いているため、変形の際にバーハンドル２０を前方へ傾き易くすることができる。
しかも、ハンドルがバーハンドル２０であるため、前方からの荷重を受けた際、バーハンドル２０をつかんだ状態を保持しやすく、バーハンドル２０を前方へ傾けやすくなる。
【００６０】
一方、アッパー部６１においては、再び図１１において、前側の点Ｐ１が後側の点Ｐ２へ接近するように変形する。このとき、アッパー前部７７は前方へ向かって略ハの字状をなし、アッパー前部７７の各前端部間における比較的狭いフロント部７０へ大荷重Ｆが加わるから（図７参照）、アッパー前部７７はリヤ部７２を中心に、容易にアッパー後部７４側へ移動し、開き角をθ１からθ２（θ１＞θ２）へ縮小し、フロント部７０は比較的たやすく後方へ移動できる。
【００６１】
一方、アッパー後部７８は前すぼまりの略ハの字状をなしてトップ部７１の左右両端部を後方から支持し、この支持部近傍へアッパー前部７７の後端部から力が加わるので、トップ部７１の後方移動に対して突っ張る状態となるから（図７参照）、トップ部７１の後方移動よりもアッパー前部７７の前記開き角を縮小する変形の方が大きくなる。
また、アッパー前部７７とアッパー後部７８間における開き角を縮小する変形において、アッパー前部７７とアッパー後部７８の各下端部の高さが一定であれば、トップ部７１が上方へ移動しなければならない。
【００６２】
しかし、ロアー部６２の前端部におけるフロント部７０と連結する点Ｐ１は下方へ移動し易くなり、しかも前記湾曲点Ｐ３の沈み込みによっても、点Ｐ１が確実に下方へ移動するから、開き角θを縮小することに伴う変化は、アッパー前部７７の下端部がトップ部７１を中心に反時計回りに回動し、点Ｐ１と共に下方へ移動することになり、トップ部７１の高さ変化はほとんど生じず、同じ高さを維持したまま、開き角θが縮小させるような変形を許容することになる。
【００６３】
その結果、図５に示すようにトップ部７１の高さがあまり変化せず、ルーフ２２の下降を防ぐことができる。すなわち、サブフレーム６０により大荷重Ｆを受けてバンパーフレーム３６が変形するとき、サブフレーム６０はバーハンドル２０を前方へ移動させ、かつルーフ２２を高い位置に保つよう、上ステアリングパイプ５１の取付姿勢及びブラケット６６によるルーフ２２の支持位置をコントロールできることにより、運転者Ｄの前方における車室内空間Ｓを十分に大きく保つことが可能になる。
【００６４】
そのうえ、前方からの荷重を受けて車体フレームが変形すると、回動機構により上ステアリングパイプ５１の上部を前方へ回動させるので、上ステアリングパイプ５１へ回動自在に支持されている上ステアリングシャフト５０が、上ステアリングパイプ５１と一緒に前方へ回動し、バーハンドル２０を前方へ移動させることができる。このため、上ステアリングシャフト５０に必要強度を維持しつつ同時に車体フレームの変形に伴って上ステアリングシャフト２０を前方へ回動させることが容易に実現可能になった。
【００６５】
なお、本願発明は上記の各実施例に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、ロアー部６２を湾曲形状とせず、アッパー部６１と同様に略Ｖ字形の屈曲構造としてもよい。この場合はサブフレーム６０の変形をより大きくすることができる。
また、下部ブラケット６４及び６５は必ず設けなければなないものではなく、ロアー部６２の後端を直接上ステアリングパイプ５１の下部へ連結し、コントロールアーム部６３の後端を直接上ステアリングパイプ５１の上部へ連結してもよい。さらに、ハンドルは円形のもの等、バーハンドル２０以外の形状でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】実施例に係る自動４輪車の側面図
【図２】車室内部を見せた平面図
【図３】車体フレームの側面図
【図４】同平面図
【図５】車体前部の斜視図
【図６】車体前部の側面図
【図７】サブフレームの平面図
【図８】サブフレームの背面図？
【図９】サブフレームの側面図
【図１０】上ステアリングパイプの断面図
【図１１】作用説明図
【符号の説明】
【００６７】
１：車体フレーム、５：前輪操舵機構、２０：バーハンドル、２２：ルーフ、３１：サイドビーム、３２：斜めビーム、３６：バンパーフレーム、５０：上ステアリングシャフト、５１：上ステアリングパイプ、６０：サブフレーム、６１：アッパー部、６２：ロアー部、６３：コントロールアーム部、６４：ブラケット（上ステアリングパイプの下部支持用）、６５：ブラケット（上ステアリングパイプの上部支持用）、６６：ブラケット（ルーフ支持用）、７０：フロント部、７１：トップ部、７２：リヤ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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