(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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。
【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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【図１２】
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