(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪を回転自在に支持するフロントフォークに固定され、車体フレームのヘッドパイプに操向自在に支持されるステアリング軸と、
操向ハンドルの下方に一体化され、前記ステアリング軸の上端に締結部材を介して嵌合連結される連結パイプと、を備えた車両の操向装置であって、
前記ステアリング軸は、前記締結部材が貫通する貫通孔の周囲の外側面にそれぞれ第１の平坦面と第２の平坦面を備え、
連結パイプ側には前記第２の平坦面と対向する第３の平坦面が設けられ、
前記第１の平坦面は対向する前記締結部材と面接触し、
前記第２の平坦面は前記第３の平坦面と面接触することを特徴とする車両の操向装置。
【請求項２】
前記締結部材の中心軸線上において、前記ステアリング軸の中心から前記第２の平坦面までの距離と、前記連結パイプの中心から前記第３の平坦面までの距離が等しいことを特徴とする請求項１に記載の車両の操向装置。
【請求項３】
前記第３の平坦面は、前記連結パイプの前記締結部材が貫通する貫通孔の周囲の内側面であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の操向装置。
【請求項４】
前記締結部材は、前記連結パイプに固着され雌ネジが形成されたカラー部材と締結し、
前記第３の平坦面は、前記連結パイプの貫通孔に挿入された前記カラー部材の先端面であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の操向装置。
【請求項５】
前記締結部材は、少なくとも一部が前記連結パイプの貫通孔に挿入されたナットと締結し、
前記第３の平坦面は、前記ナットの先端面であり、
前記ナットと前記連結パイプはテーパ係合することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の操向装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車のような車両の操向装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車の操向装置として、特許文献１には、ステアリング軸とハンドルの連結パイプとを連結する構造が開示されている。この構造は、連結パイプの貫通孔からカラーを挿入し、このカラーを介してステアリング軸と連結パイプをボルトとナットにより締め上げることにより、ステアリング軸の外側面と連結パイプの内側面に当接させ、連結パイプとステアリング軸を連結する。
【特許文献１】特許２８７２９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に記載の構造においては、曲面で構成される連結パイプの内面に異なる径の曲面で構成されるステアリング軸が押圧されるため、これらの接触部は径方向断面で見た場合に、曲率の差が大きいほど限りなく点で接触することになる。従って、高い締付け圧をかけると、締付け圧がこの接触点に集中してしまうおそれがある。このため、組み付けにおいては、高い精度で締付け圧を管理する必要があった。
【０００４】
また、連結パイプに対してステアリング軸が偏位するため、ステアリング軸の中心と連結パイプの中心とがずれてしまう点についても改善の余地があった。
【０００５】
本発明の目的は上記課題を解消することに係り、ステアリング軸と連結パイプとを強固に固定しつつも、締付け圧を高精度に管理する必要のない車両の操向装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、前輪を回転自在に支持するフロントフォークに固定され、車体フレームのヘッドパイプに操向自在に支持されるステアリング軸と、操向ハンドルの下方に一体化され、前記ステアリング軸の上端に締結部材を介して嵌合連結される連結パイプと、を備えた車両の操向装置であって、前記ステアリング軸は、前記締結部材が貫通する貫通孔の周囲の外側面にそれぞれ第１の平坦面と第２の平坦面を備え、連結パイプ側には前記第２の平坦面と対向する第３の平坦面が設けられ、前記第１の平坦面は対向する前記締結部材と面接触し、前記第２の平坦面は前記第３の平坦面と面接触することを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の車両の操向装置において、前記締結部材の中心軸線上において、前記ステアリング軸の中心から前記第２の平坦面までの距離と、前記連結パイプの中心から前記第３の平坦面までの距離が等しいことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１または２に記載の車両の操向装置において、前記連結パイプの前記締結部材が貫通する貫通孔の周囲の内側面であることを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１または２に記載の車両の操向装置において、前記締結部材は、前記連結パイプに固着され雌ネジが形成されたカラー部材と締結し、
前記第３の平坦面は、前記連結パイプの貫通孔に挿入された前記カラー部材の先端面であることを特徴とする。
【００１０】
請求項５記載の発明は、請求項４に記載の車両の操向装置において、前記締結部材は、少なくとも一部が前記連結パイプの貫通孔に挿入されたナットと締結し、
前記第３の平坦面は、前記ナットの先端面であり、
前記ナットと前記連結パイプはテーパ係合することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載の車両の操向装置によれば、締結部材による締付け圧が第２の平坦面及び第３の平坦面に作用するようにしたため、従来に比べて接触面積が拡大することにより面圧力が低下するので、締付け圧を高精度に管理しなくてもステアリング軸と連結パイプとを強固に固定できる。
【００１２】
請求項２記載の車両の操向装置によれば、ステアリング軸と連結パイプのそれぞれの中心からステアリング軸と連結パイプが接触する平坦面までの距離を同じにすることにより、ステアリング軸と連結パイプとの中心軸とを簡単な構造にて一致させることが可能となる。
【００１３】
請求項３記載の車両の操向装置によれば、円筒状の連結パイプを塑性加工することにより第３の平坦面を連結パイプに一体で形成することができる。これにより、部品点数を増加させることなく、第３の平坦面を簡単な構造にて形成することができる。
【００１４】
請求項４記載の車両の操向装置によれば、雌ネジが形成されたカラー部材にて第３の平坦面を形成することができ、カラー部材とナットを兼用することで部品点数を削減することができる。また、カラー部材は連結パイプに固着されているため、締結部材により容易にステアリング軸と連結パイプを組み付けることができる。
【００１５】
請求項５記載の車両の操向装置によれば、塑性加工や溶接等の固着方法に比べ、連結パイプの加工を簡単にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に係る車両の操向装置の各実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は本発明に係る車両の操向装置を備えた自動二輪車用の側面図であり、図２は図１の自動二輪車の前輪操舵系を構成する主要部品の分解斜視図である。
本発明に係る車両の操向装置１００を備えた自動二輪車１は、車体フレーム（不図示）を低い位置に配置し、座席シート３とハンドル５との間に広い空間を設けて乗員が跨りやすいようにした、いわゆるスクータ型の車両である。
【００１８】
図１に示すように、自動二輪車１は、エンジン７とエンジン７からの動力を変速して後輪９に伝達する変速機１１とからなるパワーユニット１３を備え、パワーユニット１３は、不図示の車体フレームに支承されている。車体フレームの前端は、フロントカバー１５及びフロントアンダーカバー１７で覆われ、図２に示すように、ヘッドパイプ１９には、前輪２１を回転可能に支持するフロントフォーク２３に固定されたステアリング軸３０が操向自在に支持され、ステアリング軸３０はハンドル５に連結されている。円筒状のステアリング軸３０の上端は、ハンドル５の下端に一体化されたより外径の大きい円筒状の連結パイプ４０にソケットボルト５０（締結部材）を介して嵌合固定され、運転者のハンドル操作により、前輪２１を操舵可能に構成されている。
【００１９】
図３に示すように、車両の操向装置１００において、連結パイプ４０には、軸方向と垂直にソケットボルト５０を挿入する貫通孔４１，４２が設けられ、一方の貫通孔４１にはボルトヘッド５１の裏面５２が平坦面であるソケットボルト５０が挿入され、他方の貫通孔４２には、雌ネジが形成されたカラー６０の一部が挿入され、連結パイプ４０とカラー６０が溶接により固定されている。なお、符号４３は溶接部を示し、溶接部４３は、カラー６０の全周に亘って円環状に形成されていてもよく、断続的に形成されていてもよい。
【００２０】
ステアリング軸３０の上端には、連結パイプ４０に形成された貫通孔４１，４２と同軸上に貫通孔３１，３２が設けられ、貫通孔３１，３２の周囲の外側面３３，３４には表面が平坦である平坦面が形成されている。なお、平坦面の形成は、切削等の平面加工やプレス加工等によりなされる。また、ボルト挿入側の貫通孔３１はボルト本体５３より大径にボルトヘッド５１より小径に設定され、挿入されたソケットボルト５０が突出するボルト突出側の貫通孔３２は、ボルト本体５３より大径にカラー６０より小径に設定されている。
【００２１】
ここで、本発明の第１実施形態の車両の操向装置１００のステアリング軸３０と連結パイプ４０の組み付け方法について説明する。
初めに、連結パイプ４０のボルト突出側の貫通孔４２にカラー６０を挿入し、カラー６０と連結パイプ４０を外側から溶接した後、連結パイプ４０内にステアリング軸３０を下方から挿入する。なお、溶接時には、ステアリング軸３０と連結パイプ４０のそれぞれの中心からステアリング軸３０と連結パイプ４０が接触する平坦面までの距離が同じになるように、カラー６０の挿入量を調整する。続いて、連結パイプ４０に固定されたカラー６０のネジ孔とステアリング軸３０の貫通孔３２及び連結パイプ４０のボルト挿入側の貫通孔４１とステアリング軸３０のボルト挿入側の貫通孔３１の位置合わせを行なった後、ボルト挿入側よりソケットボルト５０を挿入し、ソケットを用いて締め上げることでソケットボルト５０がカラー６０の雌ネジに螺合し、ステアリング軸３０の外側面３３，３４がボルトヘッド５１の裏面５２とカラーの先端面６１に挟まれて、連結パイプ４０とステアリング軸３０が嵌合固定される。
【００２２】
このとき、ソケットボルト５０のヘッド５１の裏面５２とそれに当接するステアリング軸３０の外側面３３は互いに平坦面となっているため、面接触するとともに、反対側のステアリング軸３０の外側面３４とそれに当接するカラー６０の先端面６１も互いに平坦面となっているため、面接触する。
【００２３】
このように構成された第１実施形態の車両の操向装置１によれば、ソケットボルト５０による締付け圧が互いに平面であるカラー６０の先端面６１とステアリング軸３０の外側面３４に作用するようにしたため、従来に比べて接触面積が拡大することにより面圧力が低下するので、締付け圧の高精度の管理が要求されることなく、ステアリング軸３０と連結パイプ４０とを強固に固定できる。
【００２４】
また、接触面積を拡大することで局所的な圧力が低下するため、連結部分を含めて中空のステアリング軸３０を使用することができ、それにより車両全体の軽量化を図ることができる。
【００２５】
また、カラー６０の連結パイプ４０に対する挿入量を予め設定することで、ステアリング軸３０と連結パイプ４０のそれぞれの中心からステアリング軸３０と連結パイプ４０が接触する平坦面までの距離を実質的に同じにすることができ、それによりステアリング軸３０と連結パイプ４０との中心軸とを簡単な構造にて一致させることが可能となる。
【００２６】
また、カラー６０に雌ネジを形成し、カラーとナットを兼用することで部品点数を削減することができる。また、カラー６０は連結パイプ４０に固着されているため、ソケットボルト５０により容易にステアリング軸３０と連結パイプ４０を組み付けることができる。
【００２７】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態の車両の操向装置の断面図である。なお、図中、第１実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
第２実施形態の車両操向装置２００は、第１実施形態のカラー６０をフランジ付カラー６２に変更した点において第１実施形態と相違する。
【００２８】
フランジ付カラー６２は、ソケットボルト５０が突出する軸方向端部に連結パイプ４０の貫通孔４２より大きい外径を持つフランジ６３を備える。これにより、連結パイプ４０の曲面とフランジ６３の間に隙間が形成され、大きな溶接面積を確保することができ、フランジ付カラー６２を連結パイプ４０により強固に固定することができる。さらに、フランジ６３を設けることにより、フランジ６３と連結パイプ４０の当接を利用して、フランジ付カラー６２の貫通孔４２への挿入量を簡単に管理することができる。これにより、より容易に、ステアリング軸３０と連結パイプ４０のそれぞれの中心からステアリング軸３０と連結パイプ４０が接触する平坦面までの距離を実質的に同じにすることができる。
【００２９】
（第３実施形態）
図５は、本発明の第３実施形態の車両の操向装置３００の断面図である。なお、図中、第１実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
連結パイプ４０Ａには、軸方向と垂直にソケットボルト５０を挿入する貫通孔４１，４４が設けられ、一方の貫通孔４１にはボルトヘッド５１の裏面５２が平坦面であるソケットボルト５０が挿入され、他方の貫通孔４４には、ソケットボルト５０のボルト本体５３が挿通する。なお、貫通孔４４が形成される連結パイプ４０Ａの一端側は、連結パイプ４０Ａ自体が切削等の平面加工やプレス加工等により、内側面４５及び外側面４６が平坦面に形成され、連結パイプ４０Ａの外側平坦面４６には、ナット７０が溶接されている。
【００３０】
ステアリング軸３０の上端には、連結パイプ４０Ａに形成された貫通孔４１，４４と同軸上に貫通孔３１，３２が設けられ、貫通孔３１，３２の周囲の外側面３３，３４は平坦に形成されている。なお、平坦面の形成は、切削等の平面加工やプレス加工等によりなされる。また、ボルト挿入側の貫通孔３１はボルト本体５３より大径にボルトヘッド５１より小径に設定され、挿入されたソケットボルト５０が突出するボルト突出側の貫通孔３２は、ボルト本体５３より大径に連結パイプ４０Ａの内側平坦面４５より小径に設定される。
【００３１】
このように構成された車両の操向装置３００のステアリング軸３０と連結パイプ４０Ａの組み付けについては、初めに、内側及び外側平坦面４５，４６が形成された連結パイプ４０Ａの外側平坦面４６にナット７０を溶接し、連結パイプ４０Ａ内に貫通孔３１，４１，３２，４４同士が同軸上に配置されるように、ステアリング軸３０を下方から挿入する。続いて、ボルト挿入側よりソケットボルト５０を挿入し、ソケットを用いて締め上げることで、ソケットボルト５０がナット７０に螺合し、ステアリング軸３０の外側面３３，３４がボルトヘッド５１の裏面５２と連結パイプ４０Ａの内側平坦面４５に挟まれて、連結パイプ４０Ａとステアリング軸３０が嵌合固定される。
【００３２】
このとき、ソケットボルト５０のボルトヘッド５１の裏面５２とそれに当接するステアリング軸３０の外側面３３は互いに平坦面となっているため、面接触するとともに、反対側のステアリング軸３０の外側面３４とそれに当接する連結パイプ４０Ａの内側平坦面４５も互いに平坦面となっているため、面接触する。
【００３３】
従って、第３実施形態の車両操向装置３００によれば、ステアリング軸３０の外側面３４と連結パイプ４０Ａの内側平坦面４５とが平坦面で接触し、ボルトによる締付け圧がこの平坦面に作用するようにしたため、従来に比べて接触面積が拡大することにより面圧力が低下するので、締付け圧の高精度の管理が要求されることなく、ステアリング軸３０と連結パイプ４０Ａとを強固に固定できる。
【００３４】
また、円筒状の連結パイプ４０Ａを塑性加工することによりステアリング軸３０の外側面と当接する平坦面を連結パイプ４０Ａに一体で形成することができる。これにより、部品点数を増加させることなく、平坦面を簡単な構造にて形成することができる。
【００３５】
また、ステアリング軸３０の塑性加工の程度によってステアリング軸３０と連結パイプ４０Ａのそれぞれの中心からステアリング軸３０と連結パイプ４０Ａが接触する平坦面までの距離を実質的に同じにすることができ、それによりステアリング軸３０と連結パイプ４０Ａとの中心軸とを簡単な構造にて一致させることが可能となる。
【００３６】
（第４実施形態）
図６は、本発明の第４実施形態の車両の操向装置４００の断面図である。なお、図中、第１実施形態と同一の構成部分には同一符号を付して説明を省略する。
連結パイプ４０Ｂには、軸方向と垂直にソケットボルト５０を挿入する貫通孔４１，４７が設けられ、一方の貫通孔４１にはボルトヘッド５１の裏面５２が平坦面であるソケットボルト５０が挿入され、他方の貫通孔４７には、ナット７１の一部が挿入される。また、ナット７１が挿入される貫通孔４７はソケットボルト５０の先端側（ボルトヘッド５１と反対側）に向かって拡径するようにテーパ面４８が形成されている。
【００３７】
ステアリング軸３０の上端には、連結パイプ４０Ｂに形成された貫通孔４１，４７と同軸上に貫通孔３１，３２が設けられ、貫通孔３１，３２の周囲の外側面３３，３４は平坦に形成されている。なお、平坦面の形成は、切削等の平面加工やプレス加工等によりなされる。また、ボルト挿入側の貫通孔３１はボルト本体５３より大径にボルトヘッド５１より小径に設定され、挿入されたソケットボルト５０が突出するボルト突出側の貫通孔３２は、ボルト本体５３より大径にナット７１の先端面７２より小径に設定される。
【００３８】
ナット７１は、先端面７２が平坦に形成され、先端面７２から連結パイプ４０Ｂに形成されたテーパ面と係合するようにしだいに拡径されたテーパ面７３が形成される。
【００３９】
このように構成された車両の操向装置４００のステアリング軸３０と連結パイプ４０Ｂの組み付けについては、初めに、貫通孔４１，４７が形成された連結パイプ４０Ｂ内に貫通孔３１，４１，３２，４７同士が同軸上に配置されるように、ステアリング軸３０を下方から挿入する。続いて、ボルト挿入側よりソケットボルト５０を挿入し、反対側からナット７１を挿入しナット７１の先端面７２をステアリング軸３０の外側面３４に接触させ、ソケットを用いて締め上げることでソケットボルト５１がナット７１に螺合し、ステアリング軸３０の外側面３３，３４がボルトヘッド５１の裏面５２とナット７１の先端面７２に挟まれて、連結パイプ４０Ｂとステアリング軸３０が嵌合固定される。
【００４０】
このとき、ソケットボルト５０のボルトヘッド５１の裏面５２とそれに当接するステアリング軸３０の外側面３３は互いに平坦面となっているため、面接触するとともに、反対側のステアリング軸３０の外側面３４とそれに当接するナット７１の先端面７２も互いに平坦面となっているため、面接触する。
【００４１】
このように構成された第４実施形態の車両の操向装置４００によれば、ソケットボルト５０による締付け圧が互いに平面であるナット７１の先端面７２とステアリング軸３０の外側面３４に作用するようにしたため、従来に比べて接触面積が拡大することにより面圧力が低下するので、締付け圧の高精度の管理が要求されることなく、ステアリング軸３０と連結パイプ４０Ｂとを強固に固定できる。
【００４２】
また、ナット７１と連結パイプ４０Ｂのテーパ面４７，７３のテーパ角を適宜調整することで、ナット７１の連結パイプ４０Ｂに対する挿入量を予め設定することで、ステアリング軸３０と連結パイプ４０Ｂのそれぞれの中心からステアリング軸３０と連結パイプ４０Ｂが接触する平坦面までの距離を実質的に同じにすることができ、それによりステアリング軸３０と連結パイプ４０Ｂとの中心軸とを簡単な構造にて一致させることが可能となる。
【００４３】
また、第１〜第３の実施形態の塑性加工や溶接等の固着方法と比較して、連結パイプ４０Ｂの加工を簡単にすることができる。
【００４４】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変更、改良等が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る車両の操向装置を備えた自動二輪車用の側面図である。
【図２】図１の自動二輪車の前輪操舵系を構成する主要部品の分解斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態の車両の操向装置の断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態の車両の操向装置の断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態の車両の操向装置の断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態の車両の操向装置の断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１  自動二輪車
３０  ステアリング軸
３１、３２  貫通孔
３３  外側面（第１の平坦面）
３４  外側面（第２の平坦面）
４０、４０Ａ、４０Ｂ  連結パイプ
４１、４２、４４、４７  貫通孔
４５  内側平坦面（第３の平坦面）
５０  ソケットボルト（締結部材）
６０、６２カラー
６１  カラーの先端面（第３の平坦面）
７０、７１  ナット
７２  ナットの先端面（第３の平坦面）
１００、２００、３００、４００  車両の操向装置
【図１】
0005013210.tif 000002
【図２】
0005013210.tif 000003
【図３】
0005013210.tif 000004
【図４】
0005013210.tif 000005
【図５】
0005013210.tif 000006
【図６】
0005013210.tif 000007