JP2020082997A

JP2020082997A - 走行車両

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Publication number: JP2020082997A
Application number: JP2018219294A
Authority: JP
Inventors: 宏志石井; Hiroshi Ishii
Original assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Current assignee: Kawasaki Heavy Industries Ltd
Priority date: 2018-11-22
Filing date: 2018-11-22
Publication date: 2020-06-04
Anticipated expiration: 2038-11-22
Also published as: EP3656587A1; JP7132102B2; EP3656587B8; US20200164707A1; US11135886B2; EP3656587B1

Abstract

【課題】旋回時に運転者が受ける力の影響を抑えることで、運転者の負担を軽減可能な走行車両を提供する。【解決手段】走行車両１は、前輪１１と、前輪取付部３０と、車体１０と、ロール機構４０と、を備える。前輪１１は、左右一対で配置され、操舵軸を回転中心としてそれぞれ回転可能である。前輪取付部３０は、左右一対で配置され、前輪１１が回転可能に取り付けられるとともにサスペンション３２を含む。車体１０は、搭乗者が着座するシート２２を含む。ロール機構４０は、車体１０と前輪取付部３０とを連結する。直立時において、ロール機構４０のロール軸１０２が、搭乗者が乗車していないときの車両重心１０３よりも高い位置にある。旋回時において遠心力を受けて、車体１０及び前輪１１のうち車体１０のみがロール軸１０２を回転中心としてロールすることで、車体１０が旋回方向の内側に傾斜する。【選択図】図１

Description

本発明は、主として、前輪が左右一対で配置されており、当該前輪を操舵可能な走行車両に関する。

特許文献１は、左右一対で配置された前輪を備える走行車両を開示する。また、運転者がステアリングハンドルを回転させることで、左右一対の前輪が操舵軸を中心にそれぞれ回転するため、走行車両を旋回させることができる。

特開平５−２７０２３３号公報

一般的に、この種の走行車両の運転者は、旋回時において旋回方向とは反対向きの力（遠心力）を受ける。従って、運転者は、旋回時に身体がシートから移動しないように力を入れることがある。このように、従来の走行車両は、旋回時の運転者の快適性という観点において、改善の余地があった。

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その主要な目的は、旋回時に運転者が受ける力の影響を抑えることで、運転者の負担を軽減可能な走行車両を提供することにある。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。

本発明の観点によれば、以下の構成の走行車両が提供される。即ち、この走行車両は、前輪と、前輪取付部と、車体と、ロール機構と、を備える。前記前輪は、左右一対で配置され、操舵軸を回転中心としてそれぞれ回転可能である。前記前輪取付部は、左右一対で配置され、前記前輪が回転可能に取り付けられるとともにサスペンションを含む。前記車体は、搭乗者が着座するシートを含む。前記ロール機構は、前記車体と前記前輪取付部とを連結する。直立時において、前記ロール機構のロール軸が、搭乗者が乗車していないときの車両重心よりも高い位置にある。旋回時において遠心力を受けて、前記車体及び前記前輪のうち前記車体のみが前記ロール軸を回転中心としてロールすることで、前記車体が旋回方向の内側に傾斜する。

このようにロール軸が車両重心よりも高い位置にあることで、走行車両の旋回時に車体が旋回方向の内側に傾斜するため、旋回時に運転者が受ける力の影響を抑えることができる。その結果、旋回時の運転者の負担を軽減できる。

本発明によれば、旋回時に運転者が受ける力の影響を抑えることで、運転者の負担を軽減可能な走行車両を実現できる。

本発明の一実施形態に係る走行車両の側面図。走行車両の正面図。走行車両の平面図。旋回時に走行車両の車体が傾斜した状態を示す正面図。フレームの側面図。フレームの正面図。フロントフレームの斜視図。

次に、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る走行車両１の側面図である。図２は、走行車両１の正面図である。図３は、走行車両１の平面図である。図４は、旋回時に走行車両１の車体１０が傾斜した状態を示す正面図である。

以下の説明で前後、上下、及び左右というときは、走行車両１に乗車した運転者から見たときの前後、上下、及び左右を意味する。左右方向は、走行車両１の車幅方向と言い換えることができ、前後方向は、走行車両１の車長方向と言い換えることができる。また、平行、垂直、及び水平等の位置関係を説明する用語は、実質的に平行（略平行）等の意味を含むものとする。

走行車両１は、少なくとも運転者が乗車可能であり、運転者が操舵を行うことで旋回するように構成されている。また、図面では、走行車両１の一部分において、ボディシェル（例えば、フロントパネル、ドア、及びルーフパネル等）及びガラス部材（例えばフロントガラス、ドアガラス、リアガラス等）等が記載されていないが、これらを備える構成であってもよい。図１に示すように、走行車両１は、車体１０と、前輪１１と、後輪１２と、を備える。

車体１０には、後述の前輪取付部３０を介して前輪１１が取り付けられている。また、車体１０には後輪１２が取り付けられている。車体１０は、走行車両１の旋回時において、路面を基準として旋回方向の内側（旋回により描く弧の中心側）に傾斜する。なお、車体１０の詳細については後述する。

前輪１１は左右一対で配置されている。前輪１１は、ホイールと当該ホイールに取り付けられたタイヤを含んでいる。前輪１１は、車体１０とは異なり、走行車両１の旋回時に直立を維持する（路面を基準として旋回方向の内側に傾斜しない）。言い換えれば、走行車両１は、旋回時に前輪１１を傾斜させるための機構を有していない。なお、「直立を維持する（傾斜しない）」とは、旋回時に実質的に傾斜しない（殆ど傾斜しない）という意味である。従って、例えば機構のガタ又は前輪１１の局所的な変形等により、旋回時に前輪１１が僅かに傾斜しても、「直立を維持」に該当する。

後輪１２は、車幅方向の中央に１つ配置されている。後輪１２は、ホイールと当該ホイールに取り付けられたタイヤを含んでいる。後輪１２は、前輪１１とは異なり、走行車両１の旋回時に路面を基準として旋回方向の内側に傾斜する。従って、走行車両１の旋回時において、車体１０と後輪１２は一体的に傾斜するとともに、前輪１１は直立を維持する。そのため、本実施形態の前輪１１のタイヤは正面視で略長方形である（言い換えれば四輪の自動車のタイヤと同じ形状である）。一方、後輪１２のタイヤは、傾斜しても路面との接触面積を確保できるように、正面視で上端及び下端の一部が円弧状である（言い換えれば、自動二輪車のタイヤと同じ形状である）。本実施形態のタイヤの形状は一例であり、例えば後輪１２と同じ形状のタイヤを前輪１１に用いてもよい。

なお、後輪１２は、左右一対で配置されていてもよい。この場合、前輪１１と同様の機構（車体１０とともに傾斜しない機構）を介して後輪１２が車体１０に取り付けられていてもよい。これにより、前輪１１だけでなく後輪１２を、走行車両１の旋回時に直立を維持させる構成が実現できる。このように、走行車両１の車輪数は３に限られず、４以上であってもよい。

車体１０は、フレーム２１と、シート２２と、操舵ハンドル２３と、を備える。フレーム２１は、複数のパイプ材を溶接又は固定具等で接続することで構成されている。フレーム２１には、走行車両１が備える様々な部品が取り付けられる。なお、フレーム２１の詳細については後述する。

シート２２は、左右一対で配置されており、一方が運転者用であり、他方が同乗者用である。また、運転者用のシート２２の前方には操舵ハンドル２３が配置されている。また、操舵ハンドル２３の周囲には、図略のレバー又はペダルが配置されている。運転者は、シート２２に座った状態において操舵ハンドル２３を回転させることで操舵を行う。詳細には、運転者が操舵ハンドル２３へ加えた操作力が前輪１１に伝達することで、前輪１１が操舵軸１０１を回転中心として回転する。なお、シート２２は運転者用の１つのみが配置されていてもよい。この場合、シート２２は、左右の何れかに配置されていてもよいし、車幅方向の中央に配置されていてもよい。また、シート２２は、前後に並べて配置されていてもよい。

シート２２の後方には、駆動源としてのエンジン２５が配置されている。エンジン２５は、駆動輪（本実施形態では後輪１２）を駆動する。エンジン２５は、例えばガソリンエンジンである。エンジン２５で発生する動力は、図略の変速ギアによって変速され、ドライブチェーン等の伝達機構を介して後輪１２に伝達される。ただし、エンジン２５に代えて又は加えて、走行車両１の走行用の動力を発生させる電動モータを配置してもよい。また、エンジン２５は、シート２２の後方に限られず、シート２２の前方に配置されていてもよい。

次に、旋回時に前輪１１の直立を維持しつつ車体１０を傾斜させる機構（具体的には前輪取付部３０及びロール機構４０等）について詳細に説明する。前輪取付部３０は、左右一対で配置されており、左側の前輪取付部３０が左側の前輪１１に取り付けられ、右側の前輪取付部３０が右側の前輪１１に取り付けられる。なお、左右の前輪取付部３０の形状及び構成は左右対称であるため、以下では左右の部材をまとめて説明する。

前輪取付部３０は、図２に示すように、ナックル部材３１と、サスペンション３２と、第１端部取付部３３と、を備える。

ナックル部材３１は、前輪１１の車幅方向の内側に取り付けられている。ナックル部材３１は、操舵軸１０１を回転中心として前輪１１と一体的に回転するように構成されている。

サスペンション３２は、ナックル部材３１を介して前輪１１に取り付けられている。サスペンション３２は、下方に近づくに連れて前方に近づくように傾斜して配置されている。また、サスペンション３２の長手方向は、操舵軸１０１と平行である。本実施形態のサスペンション３２は、テレスコピック式の２本のフロントフォークである。それぞれのフロントフォークは、車長方向に並べて配置されている。これらのフロントフォークは、インナーチューブとアウターチューブがスプリングを介して接続されており、路面からの振動に応じて伸縮する。ナックル部材３１は、サスペンション３２のうち、スプリングよりも路面側に取り付けられている。

なお、サスペンション３２は、インナーチューブとアウターチューブが相対回転することを防止するために、２本のフロントフォークを備えることが好ましいが、１本のフロントフォークで構成されていてもよい。また、サスペンション３２は、テレスコピック式のフロントフォークに限られず、別の方式のサスペンション（例えばボトムリンク式サスペンション）であってもよい。

第１端部取付部３３は、サスペンション３２のうちスプリングよりも車体１０側に取り付けられている。第１端部取付部３３は、上取付板３３ａと、下取付板３３ｂと、を備えている。上取付板３３ａ及び下取付板３３ｂはシャフトで連結されており、一体的に移動する。上取付板３３ａは、サスペンション３２の上部に取り付けられている。下取付板３３ｂは、サスペンション３２の中途部（略中央部）に取り付けられている。また、上取付板３３ａ及び下取付板３３ｂは、サスペンション３２との取付位置から車幅方向外側に延びるように構成されている。そのため、上取付板３３ａ及び下取付板３３ｂは、平面視（図３）で前輪１１（特に平面視の前輪１１の中心）に重なるとともに、前輪１１よりも高い位置に配置されている。更に言えば、上取付板３３ａ及び下取付板３３ｂは、操舵軸１０１を通る位置に配置されており、当該操舵軸１０１を回転中心として回転可能に構成されている。

また、ナックル部材３１、サスペンション３２、及び第１端部取付部３３は、それぞれの部材が操舵軸１０１を中心に相対回転できないように固定されている。従って、ナックル部材３１、サスペンション３２、及び第１端部取付部３３は、前輪１１とともに一体的に回転する。これにより、前輪取付部３０は、運転者の操作力を前輪１１に伝達して、操舵軸１０１を回転中心として前輪１１を回転させることができる。

なお、第１端部取付部３３は、サスペンション３２に直接取り付けられる構成に限られず、別の部材を介してサスペンション３２（スプリングよりも車体１０側の部分）に取り付けられる構成であってもよい。

運転者が操舵ハンドル２３に加えた操作力は、上取付板３３ａに伝達される。具体的には、操舵ハンドル２３の回転運動は、図略のラックアンドピニオン機構等によって、操舵伝達部６１（図３）の車幅方向の直線運動に変換される。操舵伝達部６１は、複数のロッド、それらを連結するピロボールジョイント等で構成されている。操舵伝達部６１の左端は左側の第１端部取付部３３（操舵軸１０１とは異なる箇所）に回転可能に取り付けられており、操舵伝達部６１の右端は右側の第１端部取付部３３（操舵軸１０１とは異なる箇所）に回転可能に取り付けられている。操舵伝達部６１が車幅方向に直線運動を行うことで、左右の第１端部取付部３３が操舵軸１０１を回転中心として回転する。その結果、操舵軸１０１を回転中心として前輪１１を回転させることができる。

ロール機構４０は、車体１０と前輪取付部３０とを連結する。ロール機構４０は、図２及び図３に示すように、左右一対のアッパーアーム４１と、左右一対のロアアーム５１と、を備える。左側のアッパーアーム４１及びロアアーム５１は、左側の前輪取付部３０に連結されており、右側のアッパーアーム４１及びロアアーム５１は、右側の前輪取付部３０に連結されている。従って、車体１０と前輪取付部３０とは、４本のアームによって連結されている。アッパーアーム４１の形状は左右対称であり、ロアアーム５１の形状も左右対称である。従って、以下では左右の部材をまとめて説明する。

アッパーアーム４１は、図３に示すように、複数の連結部４２と、複数の補強部４３と、を備える。また、アッパーアーム４１（連結部４２）の車幅方向の外側の端部を第１端部４４と称し、アッパーアーム４１（連結部４２）の車幅方向の中央側の端部を第２端部４５と称する。

連結部４２は長尺状のパイプ材であり、本実施形態では２つ設けられている。２つの連結部４２は、車長方向に間隔を空けて配置されている。第１端部４４では、２つの連結部４２が合流しており、第１端部取付部３３（上取付板３３ａ）に取り付けられている。また、連結部４２と上取付板３３ａの取付箇所は操舵軸１０１と一致している。また、連結部４２と上取付板３３ａは操舵軸１０１を回転中心として相対回転可能に連結されている。第２端部４５では、２つの連結部４２が車長方向に間隔を空けた状態で車体１０側の部材（第２端部取付部６２）に取り付けられている。また、連結部４２と第２端部取付部６２は、所定方向（詳細には側面視で操舵軸１０１と直交する方向）を回転中心として相対回転可能に連結されている。

また、２つの連結部４２の間には、操舵伝達部６１の少なくとも一部が配置されている。具体的には、平面視において、２つの連結部４２の間に操舵伝達部６１の少なくとも一部が配置されるとともに、正面視で２つの連結部４２の少なくとも何れかと操舵伝達部６１の少なくとも一部とが重なるように配置されている。これにより、アッパーアーム４１と操舵伝達部６１の位置が干渉することを防止できる。また、正面視で、アッパーアーム４１と上取付板３３ａの取付箇所と、アッパーアーム４１と第２端部取付部６２の取付箇所と、を接続する第１仮想直線１１１（図２）は水平であり、かつ、操舵伝達部６１の少なくとも一部及びピロボールジョイントの回転軸が第１仮想直線１１１上に設けられている。そのため、操舵ハンドル２３の中立時において車体１０が傾斜しても操舵伝達部６１が上取付板３３ａを回転させにくくなるので、前輪１１の向き（操舵角）の不要な変化を抑制し易くなる。

補強部４３は、間隔を空けて配置された２つの連結部４２の中途部同士をそれぞれ接続する。補強部４３の少なくとも一部は、上に凸となる湾曲状である。これにより、２つの連結部４２で挟まれる空間を補強部４３が邪魔しないので、例えば操舵伝達部６１の配置が容易となる。

ロアアーム５１は、複数の連結部５２と、複数の補強部５３と、を備える。また、ロアアーム５１（連結部５２）の車幅方向の外側の端部を第１端部５４と称し、ロアアーム５１（連結部５２）の車幅方向の中央側の端部を第２端部５５と称する。

連結部５２は、基本的には連結部４２と同様に取り付けられている。具体的には、連結部５２は長尺状のパイプ材である。第１端部５４では、複数の連結部５２が１箇所（下取付板３３ｂ）で取り付けられている。また、連結部５２と下取付板３３ｂの取付箇所は操舵軸１０１に一致している。また、連結部５２と下取付板３３ｂは操舵軸１０１を回転中心として相対回転可能に連結されている。第２端部５５では、連結部５２が車長方向に間隔を空けた状態で第２端部取付部６２に取り付けられている。また、連結部５２と第２端部取付部６２は、所定方向（詳細には側面視で操舵軸１０１と直交する方向）を回転中心として相対回転可能に連結されている。

なお、本実施形態では、アッパーアーム４１の２つの連結部４２の間に操舵伝達部６１の少なくとも一部が配置されているが、これに代えて、ロアアーム５１の２つの連結部５２の間に操舵伝達部６１の少なくとも一部が配置されていてもよい。

補強部５３は、間隔を空けて配置された複数の連結部５２の中途部同士をそれぞれ接続する。

以下、走行車両１のロール運動について説明する。なお、ロール運動を実現する基本的な機構は公知であるため、本実施形態に特有の構成を詳細に説明する。初めに、ロール運動の回転軸であるロール軸１０２について説明する。本実施形態及びダブルウィッシュボーン式サスペンション等の２つのアームをリンクとして使用してロール運動を行う構成においては、２つのアームの延長線の交点又は当該交点を車幅方向に延長した点がロール軸を通ることが知られている。なお、アームの延長線とは、アームの両端の連結点の延長線の意味であり、アームの形状には基本的には依存しない。従って、本実施形態では、図２に示すように、アッパーアーム４１の第１端部４４と第２端部４５を通る第１仮想直線１１１と、ロアアーム５１の第１端部５４と第２端部５５を通る第２仮想直線１１２と、の交点１０４を車幅方向の中心側に延長した点をロール軸１０２が通る。また、ロール軸１０２は、後輪１２と路面の接触箇所も通る。従って、図１に示すように、本実施形態のロール軸１０２は、前上がりとなる。また、本実施形態では、側面視においてロール軸１０２は操舵軸１０１と直交している。また、ロール軸１０２は、操舵ハンドル２３よりも下方を通るとともに、シート２２の座面２２ａよりも上方を通り、シート２２の背部を通過する。また、ロール軸１０２は、前輪１１よりも上方を通る。

また、本実施形態の走行車両１の重心（以下、車両重心１０３）は、図２に示すように、側面視でシート２２の座面２２ａと同じか、座面２２ａよりも下方であって、シート２２の下端よりは上方である。また、車両重心１０３は、搭乗者が足を置くフロア（ペダル等が配置される面）より上方であって、更に、前輪１１及び後輪１２の車軸位置よりも上方である。なお、本明細書において、車両重心１０３は搭乗者（運転者及び同乗者）が乗車していない状態での重心である。また、搭乗者が乗車している場合であっても、搭乗者の重さは一般的に車両よりも大幅に小さいため、車両重心１０３の位置はあまり変化しない。従って、ロール軸１０２は、車両重心１０３よりも上方を通る。

ここで、ロール運動の挙動は、ロール軸１０２と車両重心１０３の位置関係に依存する。具体的には、回転座標系における遠心力は車両重心１０３において作用するとみなすことができるため、ロール軸１０２と車両重心１０３の上下の位置関係によって、車体１０の傾斜方向が異なる。一般的な四輪の自動車の場合、ロール軸は車両重心よりも下方にあるため、旋回時において、車体が旋回方向の外側に傾斜するように力が作用する。これに対し、本実施形態の走行車両１では、ロール軸１０２が車両重心１０３よりも高い位置にあるため、旋回時において、車体１０が旋回方向の内側に傾斜するように力が作用する。

更に、本実施形態では車体１０はロール方向の力が掛かった場合に傾斜可能に構成されている。具体的には、上述したように、車体１０は、回転可能なリンク（アッパーアーム４１及びロアアーム５１）を介して、前輪取付部３０に連結されている。また、アッパーアーム４１及びロアアーム５１の第１端部４４，５４は、サスペンション３２が伸縮することで、操舵軸１０１に沿って移動可能に構成されている。一方、アッパーアーム４１及び連結部５２の第２端部４５，５５は、第２端部取付部６２に対して相対回転することで、操舵軸１０１と直交する方向を回転中心として回転する（その結果、第１端部４４，５４の位置が変化する）。以上の構成等により、車体１０は、前輪取付部３０及び前輪１１等に対して、傾斜できるように構成されている。従って、走行車両１が旋回する等して車体１０に旋回方向の内側に力が掛かった場合、車体１０はロール運動を行って旋回方向の内側に傾斜する（図４）。なお、図４では、運転者から見たときの右側（図面上では左側）に旋回する際の様子が示されている。また、車体１０は、前輪取付部３０に対して傾斜する機構であるため、旋回時において前輪１１は直立を維持する。一方で、後輪１２は車体１０と一体的に回転するように車体１０に取り付けられているため、旋回時において後輪１２は車体１０とともに傾斜する。

車体１０が旋回方向の内側に傾斜することで、車体１０に設けられたシート２２及び搭乗者も同様に傾斜する。その結果、搭乗者が受ける遠心力の影響を重力で緩和できる。そのため、走行車両１の旋回時の搭乗者の負担を軽減できる。また、旋回時に車体１０と一体的に搭乗者も旋回方向の内側に傾斜するため、自動二輪車等と同様の良好な走行フィーリングを実現できる。特に、本実施形態では、ロール軸１０２がシート２２の座面２２ａの上方であって、かつ、操舵ハンドル２３の下方を通る。従って、側面視においては、シート２２に座った搭乗者の運転者の腹部又はその近傍をロール軸１０２が通るため、更に良好な走行フィーリングを実現できる。

また、ロール機構４０には、図２に示すように、左右一対の連結バネ６４と、連結リンク６６と、が取り付けられている。

連結バネ６４は、ロアアーム５１と車体１０（詳細にはフレーム２１）とを接続するように配置されている。連結バネ６４は、例えば走行車両１の旋回時に車体１０が傾斜して、車体１０とロアアーム５１の位置関係が変化する場合に、この位置関係の変化を抑制する方向に付勢力を付与する。これにより、車体１０が過剰に傾斜する（傾斜角が大きくなり過ぎる）ことを抑制できる。

また、連結バネ６４は、イニシャル荷重（プリロード）を調整可能に構成されている。イニシャル荷重とは、走行車両１に外力が掛かっていない状態（言い換えれば、搭乗者が乗車していない状態）において連結バネ６４に掛ける荷重である。従って、イニシャル荷重を超える荷重が連結バネ６４に掛かることで、連結バネ６４が伸縮する（言い換えればロール機構４０が動作して車体１０が傾斜する）。従って、運転者の乗車時には車体１０が傾斜せずに、走行車両１の旋回時のみに車体１０が傾斜する挙動を実現できる。また、左右一対の連結バネ６４は、それぞれ個別のイニシャル荷重を設定することもできる。そのため、本実施形態のようにシート２２が左右に並べて配置されており、運転者用のシート２２のみを使用する場合は、運転者用のシート２２が配置されている側（本実施形態では左側）の連結バネ６４のイニシャル荷重を、反対側の連結バネ６４のイニシャル荷重より大きく設定してもよい。これにより、運転者の乗車時の車体１０の傾斜を抑えつつ、左右のバランスを取ることができる。また、連結バネ６４のイニシャル荷重を変更することで、運転者の好みに応じた挙動（旋回時に傾斜を開始するタイミング等）を実現できる。

連結バネ６４は、更に、連結バネ６４の振動を減衰させるための減衰力を発生可能に構成されている。連結バネ６４の振動を減衰させることで、車体１０の傾斜が元に戻った後に、早期に車体１０の振動を抑えることができる。減衰力を発生させる構成としては、例えば、連結バネ６４とともに伸縮するロッドを備え、当該ロッドをオイル中で動作させることで抵抗力を発生させ、当該抵抗力を減衰力として用いる構成を採用できる。

本実施形態の連結バネ６４は、例えば運転者が連結バネ６４の操作部材を操作することで、イニシャル荷重を変更する。これに代えて、図略の制御装置がアクチュエータを動作させることで、走行中又は停止中の何れのタイミングにおいても連結バネ６４のイニシャル荷重及び減衰力等を変更できる構成であってもよい。この場合、走行車両１が備える各種センサの検出結果に応じて、連結バネ６４のイニシャル荷重及び減衰力等を変更することができる。

なお、車体１０の傾斜時に伸縮する位置であれば、連結バネ６４の取付位置は本実施形態と異なっていてもよい。例えば、連結バネ６４は、ロアアーム５１ではなくアッパーアーム４１に取り付けられていてもよい。また、連結バネ６４が１つ又は３つ以上配置される構成であってもよい。

連結リンク６６は、左右一対のロアアーム５１を連結している。連結リンク６６は、左右一対のベルクランク機構を備える。ベルクランク機構は第１端部、第２端部、第３端部を含んでおり、第１端部がフレーム２１（フロントフレーム７０）に回転可能に接続されている。ベルクランク機構が第１端部を回転中心として回転することで、第２端部及び第３端部の位置が変化する。ベルクランク機構の第２端部は、接続ロッドを介してロール機構４０（ロアアーム５１）に取り付けられている。左右のベルクランク機構の第３端部同士は、連結ロッドを介して連結されている。

次に、図５から図７を参照して、フレーム２１について詳細に説明する。図５は、フレーム２１の側面図である。図６は、フレーム２１の正面図である。図７は、フロントフレーム７０の斜視図である。フレーム２１は、フロントフレーム７０と、センターフレーム８０と、リアフレーム９０と、を備える。

フロントフレーム７０は、ロール機構４０が取り付けられるとともに、前輪取付部３０及びロール機構４０を支持している部分であり、例えば乗車空間よりも前方に配置されている。フロントフレーム７０は、第１フレーム７１と、第２フレーム７２と、第３フレーム７３と、を備える。

第１フレーム７１は、第２端部取付部６２及び連結バネ取付部６３を取り付けるための部分である。第１フレーム７１は、少なくとも上下方向に延びるように配置されている（言い換えれば、第１フレーム７１の長手方向の成分に上下方向が含まれている）。第１フレーム７１は、下部フレーム７１ａと、上部フレーム７１ｂと、を備える。

下部フレーム７１ａは、車長方向（厳密には車長方向に対して僅かに傾斜する方向、操舵軸１０１に直交する方向）に並べて２つ配置されている。また、下部フレーム７１ａは左右一対で配置されている。従って、本実施形態の第１フレーム７１は４つの下部フレーム７１ａを含んでいる。また、車長方向に並べて配置される２つの下部フレーム７１ａの間には、連結バネ取付部６３が取り付けられている。連結バネ取付部６３は、連結バネ６４の車体１０側の端部を取り付けるための部材である。また、下部フレーム７１ａは、上部フレーム７１ｂに対して傾斜するように配置されている。これにより、強度を高くすることができる。なお、下部フレーム７１ａと上部フレーム７１ｂの配置方向（長手方向）が同じであってもよい。

上部フレーム７１ｂは、４つの下部フレーム７１ａの上端にそれぞれ接続されている。従って、上部フレーム７１ｂは、下部フレーム７１ａと同様に、合計４つ配置されている。車長方向に並べて配置される２つの上部フレーム７１ｂには、第２端部取付部６２が取り付けられている。具体的には、２つの上部フレーム７１ｂの車幅方向の外側には１つの取付板６５が取り付けられている。この取付板６５には、車幅方向に並べて２つの第２端部取付部６２がそれぞれ取り付けられている。なお、取付板６５のうち、２つの第２端部取付部６２の間には、操舵伝達部６１を通過させるための切欠きが形成されている。

第２フレーム７２は、左右一対で配置される第１フレーム７１同士（即ち、第２端部取付部６２同士）を接続する。第２フレーム７２は、少なくとも車幅方向に延びるように配置されている（言い換えれば、第２フレーム７２の長手方向の成分に車幅方向が含まれている）。第２フレーム７２は、上部フレーム７１ｂの上端同士及び下端同士を接続するように合計４つ配置されている。従って、第２フレーム７２は、上下方向（厳密には上下方向に対して僅かに傾斜する方向、操舵軸１０１に平行な方向）に並べて配置されている。

第３フレーム７３は、４つの第１フレーム７１の下端を接続するための部分である。第３フレーム７３は、例えば矩形状に配置されており、第１フレーム７１の下端は、第３フレーム７３に接続されている。また、第３フレーム７３の前部には、補強フレーム７４が接続されている。補強フレーム７４は左右一対で配置されており、第１フレーム７１の中途部に接続されている。また、左右一対の補強フレーム７４は互いに接続されている。

センターフレーム８０は、シート２２等を支持している部分であり、例えば乗車空間に配置されている。センターフレーム８０は、水平フレーム８１と、傾斜フレーム８２と、ルームフレーム８３と、を備える。

水平フレーム８１は、車体１０の底部に車長方向に延びるように配置されている。水平フレーム８１は車幅方向に並べて配置されている。ただし、図５及び図６に示すように、車幅方向の外側に配置される水平フレーム８１の高さは、車幅方向の内側に配置される水平フレーム８１の高さよりも高い。これにより、車体１０の傾斜時に水平フレーム８１が路面に接触しにくくなる。なお、車体１０がサイドパネル等のボディシェルを備える場合は、当該ボディシェルが同様の形状（即ち、車幅方向の外側に近づくに連れて上方に近づく形状）であることが好ましい。

傾斜フレーム８２は、乗車空間を通過するように（詳細には、左右一対のシート２２の間に）配置されている。傾斜フレーム８２は、水平フレーム８１よりも上方に配置されている。傾斜フレーム８２は、前後に延びるように、かつ、後方に近づくに連れて下方に近づくように傾斜して配置されている。水平フレーム８１に加えて傾斜フレーム８２を備えることにより、捩り方向の強度を向上できる。特に、本実施形態の傾斜フレーム８２は、ロール軸１０２と平行（数度程度の差異を含む）ように配置されており、更に、比較的高い位置（例えば傾斜フレーム８２の前端が座面２２ａよりも上方となる位置）に配置されている。そのため、捩り方向の強度を一層向上できる。

ルームフレーム８３は、乗車空間を区画するフレームであり、例えばシート２２の後方等に設けられている。

リアフレーム９０は、エンジン２５を支持するとともに後輪１２が取り付けられる部分であり、例えば乗車空間よりも後方に配置されている。

以上に説明したように、本実施形態の走行車両１は、前輪１１と、前輪取付部３０と、車体１０と、ロール機構４０と、を備える。前輪１１は、左右一対で配置され、操舵軸１０１を回転中心としてそれぞれ回転可能である。前輪取付部３０は、左右一対で配置され、前輪１１が回転可能に取り付けられるとともにサスペンション３２を含む。車体１０は、搭乗者が着座するシート２２を含む。ロール機構４０は、車体１０と前輪取付部３０とを連結する。直立時において、ロール機構４０のロール軸１０２が、搭乗者が乗車していないときの車両重心１０３よりも高い位置にある。旋回時において遠心力を受けて、車体１０及び前輪１１のうち車体１０のみがロール軸１０２を回転中心としてロールすることで、車体１０が旋回方向の内側に傾斜する。

このようにロール軸１０２が車両重心１０３よりも高い位置にあることで、走行車両１の旋回時に車体１０が旋回方向の内側に傾斜するため、旋回時に運転者が受ける力を軽減でき、運転者の負担を軽減できる。

また、本実施形態の走行車両１において、ロール機構４０は、左右一対で配置されたアッパーアーム４１及びロアアーム５１を備える。アッパーアーム４１及びロアアーム５１のそれぞれの車幅方向の外側の第１端部４４，５４は前輪取付部３０に取り付けられている。アッパーアーム４１及びロアアーム５１のそれぞれの車幅方向の中央側の第２端部４５，５５は車体１０に回転可能に取り付けられている。

これにより、合計４本のアームのリンクによりロール機構４０が実現できる。

また、本実施形態の走行車両１において、ロール軸１０２は、アッパーアーム４１及びロアアーム５１をそれぞれ車幅方向の中央側に延長した交点１０４又は当該交点１０４を車幅方向に延長した点を通る。正面視において、交点１０４は、車両重心１０３よりも高い位置にある。

これにより、ロール軸１０２の位置が特定し易いので、設計段階で旋回時の挙動等の推測が容易になる。

また、本実施形態の走行車両１において、前輪取付部３０は、サスペンション３２と、第１端部取付部３３と、を含む。第１端部取付部３３には、前輪１１の上端部よりも高い位置でアッパーアーム４１の第１端部４４及びロアアーム５１の第１端部５４が取り付けられる。

このようにアッパーアーム４１及びロアアーム５１を高い位置に配置することで、ロール軸１０２が高くなり易いので、ロール軸１０２が重心よりも高い構成が実現し易くなる。

また、本実施形態の走行車両１は、操舵ハンドル２３と、操舵伝達部６１と、を備える。操舵伝達部６１は、操舵ハンドル２３に加えられた操作力を前輪取付部３０に伝達して操舵軸１０１を回転中心として前輪１１を回転させる。アッパーアーム４１は、車長方向に間隔を空けて配置される２つの連結部４２を含んでおり、当該２つの連結部４２の間に操舵伝達部６１の少なくとも一部が配置されている。

これにより、空間を有効に活用してアーム及び操舵伝達部６１を配置できる。

また、本実施形態の走行車両１において、ロール軸１０２は、シート２２の座面２２ａよりも上方であって、操舵ハンドル２３よりも下方を通る。

運転者の身体の中心の近くをロール軸１０２が通るため、良好な走行フィーリングを実現できる。

また、本実施形態の走行車両１は、ロアアーム５１と、車体１０と、を連結するとともに、車体１０の傾斜時に伸縮する連結バネ６４を備える。

これにより、走行車両１の旋回時の傾斜角度を抑えることができる。

また、本実施形態の走行車両１において、連結バネ６４は左右一対で配置されている。連結バネ６４のイニシャル荷重を左右個別に変更可能である。

これにより、様々な事情に応じてイニシャル荷重を変更することで、環境及び搭乗者の要求に合わせた設定を実現できる。

また、本実施形態の走行車両１において、車体１０は、第２端部取付部６２と、連結バネ取付部６３と、第１フレーム７１と、をそれぞれ左右一対で備える。第２端部取付部６２には、アッパーアーム４１及びロアアーム５１のそれぞれの第２端部４５，５５が取り付けられる。連結バネ取付部６３には、連結バネ６４が取り付けられる。第１フレーム７１は、第２端部取付部６２と連結バネ取付部６３とを連結するとともに、少なくとも上下方向に延びる。

連結バネ６４、アッパーアーム４１、及びロアアーム５１が取り付けられる部分には車体１０の傾斜時に大きな荷重が掛かるので、第１フレーム７１で補強することで、当該荷重への耐性を向上させることができる。

また、本実施形態の走行車両１において、第１フレーム７１は、車長方向に並べて複数配置される。

第１フレーム７１が車長方向に並べて配置されることで、第１フレーム７１に掛かる大きな荷重を分散できる。

また、本実施形態の走行車両１において、車体１０は、左右一対で配置される第２端部取付部６２同士を接続するとともに、少なくとも車幅方向に延びる第２フレーム７２を備える。

第２端部取付部６２はリンクの支点であるため、特に車体１０の傾斜時に強い荷重が掛かるため、第２フレーム７２で補強することで、この荷重に対応できる。

また、本実施形態の走行車両１において、第２フレーム７２は、上下方向に並べて複数配置される。

第２フレーム７２が上下方向に並べて配置されることで、第２フレーム７２に掛かる大きな荷重を分散できる。

また、本実施形態の走行車両１において、車体１０は、水平フレーム８１と、傾斜フレーム８２と、を備える。水平フレーム８１は、車体１０の底部において車長方向に水平に延びる。傾斜フレーム８２は、後方に近づくに連れて下方に近づくように傾斜している。

角度が異なる２つのフレームを備えることで、捩り方向の強度を向上できる。

また、本実施形態の走行車両１において、車体１０の車幅方向の両端部の下部は、正面視において、車幅方向の外側に近づくにつれて上方に近づくように傾斜している。

車体１０が傾斜した状態でも車体１０が路面に接触しにくくなる。

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。

上記実施形態では、第１端部取付部３３は、前輪１１の上端よりも高い位置に配置されているが、それよりも低い位置に配置してもよい。この場合、ロール軸１０２を高くするために、例えばアッパーアーム４１及びロアアーム５１の角度を中央上がり（中央に近づくに従って高さが高くなる構成）にすることで、ロール軸１０２の位置を高くできるので、ロール軸１０２を車両重心１０３よりも高くすることが容易となる。

本実施形態のフレーム２１及びロール機構４０の形状は一例であり、本実施形態とは異なる形状であってもよい。例えば、本実施形態では必要な強度を確保するために補強部４３及び補強部５３を設けているが、必要な強度が確保可能であればこれらを省略してもよい。

１走行車両
１０車体
１１前輪
１２後輪
３０前輪取付部
３１ナックル部材
３２サスペンション
３３第１端部取付部
４０ロール機構
４１アッパーアーム
５１ロアアーム
１０１操舵軸
１０２ロール軸
１０３車両重心
１０４交点
１１１第１仮想直線
１１２第２仮想直線

Claims

左右一対で配置され、操舵軸を回転中心としてそれぞれ回転可能な前輪と、
左右一対で配置され、前記前輪が回転可能に取り付けられるとともにサスペンションを含む前輪取付部と、
搭乗者が着座するシートを含む車体と、
前記車体と前記前輪取付部とを連結するロール機構と、
を備え、
直立時において、前記ロール機構のロール軸が、搭乗者が乗車していないときの車両重心よりも高い位置にあり、
旋回時において遠心力を受けて、前記車体及び前記前輪のうち前記車体のみが前記ロール軸を回転中心としてロールすることで、前記車体が旋回方向の内側に傾斜することを特徴とする走行車両。
請求項１に記載の走行車両であって、
前記ロール機構は、左右一対で配置されたアッパーアーム及びロアアームを備え、
前記アッパーアーム及び前記ロアアームのそれぞれの車幅方向の外側の第１端部は前記前輪取付部に取り付けられており、
前記アッパーアーム及び前記ロアアームのそれぞれの車幅方向の中央側の第２端部は前記車体に回転可能に取り付けられていることを特徴とする走行車両。
請求項２に記載の走行車両であって、
前記ロール軸は、前記アッパーアーム及び前記ロアアームをそれぞれ車幅方向の中央側に延長した交点又は当該交点を車幅方向に延長した点を通り、
正面視において、前記交点は、前記車両重心よりも高い位置にあることを特徴とする走行車両。
請求項２又は３に記載の走行車両であって、
前記前輪取付部は、
前記サスペンションと、
前記前輪の上端部よりも高い位置で前記アッパーアームの前記第１端部及び前記ロアアームの前記第１端部が取り付けられる第１端部取付部と、
を含むことを特徴とする走行車両。
請求項２から４までの何れか一項に記載の走行車両であって、
操舵ハンドルと、
前記操舵ハンドルに加えられた操作力を前記前輪取付部に伝達して操舵軸を回転中心として前記前輪を回転させる操舵伝達部と、
を備え、
前記アッパーアーム及び前記ロアアームの少なくとも一方は、車長方向に間隔を空けて配置される２つの連結部を含んでおり、当該２つの連結部の間に前記操舵伝達部の少なくとも一部が配置されていることを特徴とする走行車両。
請求項５に記載の走行車両であって、
前記ロール軸は、前記シートの座面よりも上方であって、前記操舵ハンドルよりも下方を通ることを特徴とする走行車両。
請求項２から６までの何れか一項に記載の走行車両であって、
前記アッパーアーム及び前記ロアアームの少なくとも一方と、前記車体と、を連結するとともに、前記車体の傾斜時に伸縮する連結バネを備えることを特徴とする走行車両。
請求項７に記載の走行車両であって、
前記連結バネは左右一対で配置されており、
前記連結バネのイニシャル荷重を左右個別に変更可能であることを特徴とする走行車両。
請求項７又は８に記載の走行車両であって、
前記車体は、
前記アッパーアーム及び前記ロアアームのそれぞれの前記第２端部が取り付けられる第２端部取付部と、
前記連結バネが取り付けられる連結バネ取付部と、
前記第２端部取付部と前記連結バネ取付部とを連結するとともに、少なくとも上下方向に延びる第１フレームと、
をそれぞれ左右一対で備えることを特徴とする走行車両。
請求項９に記載の走行車両であって、
前記第１フレームは、車長方向に並べて複数配置されることを特徴とする走行車両。
請求項９又は１０に記載の走行車両であって、
前記車体は、左右一対で配置される前記第２端部取付部同士を接続するとともに、少なくとも車幅方向に延びる第２フレームを備えることを特徴とする走行車両。
請求項１１に記載の走行車両であって、
前記第２フレームは、上下方向に並べて複数配置されることを特徴とする走行車両。
請求項１から１２までの何れか一項に記載の走行車両であって、
前記車体は、
前記車体の底部において車長方向に水平に延びる水平フレームと、
後方に近づくに連れて下方に近づくように傾斜している傾斜フレームと、
を備えることを特徴とする走行車両。
請求項１から１３までの何れか一項に記載の走行車両であって、
正面視において、前記車体の車幅方向の両端部の下部は、車幅方向の外側に近づくに連れて上方に近づくように傾斜していることを特徴とする走行車両。