WO2022190175A1 - 傾斜車両 - Google Patents

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WO2022190175A1
WO2022190175A1 PCT/JP2021/009042 JP2021009042W WO2022190175A1 WO 2022190175 A1 WO2022190175 A1 WO 2022190175A1 JP 2021009042 W JP2021009042 W JP 2021009042W WO 2022190175 A1 WO2022190175 A1 WO 2022190175A1
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WO
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axis
joint
steering
ball
vehicle
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/009042
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English (en)
French (fr)
Inventor
洋介 石田
Original Assignee
ヤマハ発動機株式会社
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Publication date
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    • B62K5/00Cycles with handlebars, equipped with three or more main road wheels
    • B62K5/08Cycles with handlebars, equipped with three or more main road wheels with steering devices acting on two or more wheels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B62K21/005Steering pivot axis arranged within the wheel, e.g. for a hub center steering arrangement
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    • B62K25/04Axle suspensions for mounting axles resiliently on cycle frame or fork
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    • B62K5/00Cycles with handlebars, equipped with three or more main road wheels
    • B62K5/02Tricycles
    • B62K5/05Tricycles characterised by a single rear wheel

Definitions

  • the present invention relates to a tilting vehicle, and more particularly to a tilting vehicle having steering wheels that tilt together with the vehicle body.
  • a tilting vehicle with two front wheels and one rear wheel is known as an example of a vehicle whose body tilts when the vehicle turns.
  • Each of the two front wheels is attached to an arm extending leftward or rightward from the vehicle body via a front wheel support member.
  • the two front wheels each tilt with the vehicle body and are steered according to the steering operation of the passenger. Therefore, each of the two front wheels is attached to an arm so as to be movable in the tilting direction of the vehicle body, and is also attached to an arm so as to be movable in the steering direction.
  • the front wheel support member As a means of making the front wheel movable around two axes, it is conceivable to dispose two bearings on the front wheel support member that supports the front wheel. In this case, one bearing makes the front wheels movable in the tilting direction and the other bearing makes the front wheels movable in the steering direction.
  • the front wheel support member becomes a multi-joint structure.
  • a front wheel support member having a multi-joint structure tends to have a large number of parts.
  • the structure around the front wheel support member becomes complicated.
  • the front wheel support member must have strength to support the front wheel. Therefore, the multi-joint front wheel support member tends to be large.
  • Patent Document 1 discloses a leaning vehicle that includes two front wheels and a front wheel support member that is attached to an arm via a ball joint.
  • the ball joint is a three-degree-of-freedom bearing that allows rotation of the ball stud about its axis and inclination of the ball stud in the front-rear and left-right directions.
  • the axis of the ball stud is arranged along the steering axis of the front wheels.
  • An object of the present invention is to provide a tilting vehicle capable of suppressing an increase in the size of the periphery of the steering wheel and obtaining a large tilt angle while having a sufficient steering angle.
  • the rotation of the ball stud about the axis is used as the steering axis of the front wheels, so the steering angle of the front wheels is theoretically not limited.
  • the tilt axis of the front wheels intersects the steering axis at a predetermined angle when viewed in the left-right direction. Therefore, when the ball stud rotates about the tilt axis to some extent, it comes into contact with the holder that holds the ball portion. Therefore, in this tilting vehicle, the tilt angle of the front wheels is limited to some extent.
  • the turning radius can be reduced as the tilt angle of the front wheels increases. Therefore, it is desirable that the tilting vehicle can obtain a larger tilt angle of the front wheels.
  • the present invention is an invention completed based on the above findings.
  • the leaning vehicle of the present invention includes a vehicle body, steering wheels, an upper arm, a lower arm, a steering wheel support member, an upper joint member and a lower joint member.
  • the vehicle body can be tilted in the lateral direction of the tilting vehicle.
  • the upper arm extends laterally from the vehicle body and is attached to the vehicle body so as to be swingable about an upper swing axis extending in the longitudinal direction of the leaning vehicle.
  • the lower arm extends laterally from the vehicle body and is attached to the vehicle body so as to be swingable about a lower swing axis extending longitudinally.
  • the steering wheel support member rotatably supports the steering wheel.
  • the upper joint member and the lower joint member support the steering wheel so that the steering wheel can incline about the tilt axis in the left-right direction together with the vehicle body and can be steered in the left-right direction about the steering axis having a caster angle.
  • the member is connected to the upper arm and the lower arm.
  • At least one of the upper joint member and the lower joint member is a ball joint.
  • the ball joint has a ball portion interposed between the steering wheel support member and one arm so as to connect the steering wheel support member and one of the upper arm and the lower arm.
  • the ball joint is configured to allow relative displacement of the steering wheel support member with respect to one arm about the ball portion during tilting and steering of the steering wheel.
  • the ball joint is steered so that the joint axis of the ball joint passing through the center of the ball portion intersects both the tilting axis and the steering axis having the caster angle when viewed in the left-right direction when the vehicle is upright. connected to the wheel support member;
  • the ball joint can rotate 360 degrees around the steering axis. Therefore, in theory, it is possible to steer the steered wheels 360 degrees, and the steering angle of the steered wheels is not limited by the ball joint itself.
  • the tilt axis of the steered wheels is greatly tilted by a predetermined angle with respect to the steering axis when viewed in the left-right direction.
  • the tilt axis is also greatly tilted by the predetermined angle with respect to the joint axis.
  • the movable range of the ball joint becomes smaller as the tilt with respect to the joint axis increases. Therefore, when the joint axis of the ball joint is along the steering axis, the ball joint can only rotate or swing to a certain degree around the tilt axis. As a result, the tilt angle of the steered wheels is limited to a certain extent, and it is difficult to tilt the steered wheels in the direction of tilt.
  • the ball joint is arranged in advance such that the joint axis is tilted with respect to the steering axis. Since the joint axis is inclined with respect to the steering axis, the inclination of the inclination axis with respect to the joint axis can be reduced. Therefore, the ball joint can rotate or swing at a greater angle about the tilt axis than if the joint axis were along the steering axis. As a result, the steered wheels can be greatly tilted in the tilt direction. Therefore, it is possible to suppress an increase in the size of the periphery of the steered wheels, and obtain a large tilt angle while maintaining a sufficient steering angle.
  • the joint axis, the leaning axis, and the steering axis are inclined downward with respect to the forward direction of the leaning vehicle when viewed in the left-right direction.
  • the tilting vehicle of (2) above since the tilting axis, the steering axis, and the joint axis all tilt downward, the tilting of the tilting axis with respect to the joint axis and the tilting of the steering axis with respect to the joint axis do not become too large. Therefore, the ball joint can largely rotate or swing about the tilt axis and the steering axis. Therefore, it is easy to obtain a large tilt angle and steering angle of the steered wheels.
  • the tilting axis and the steering axis form an acute angle when viewed in the lateral direction, and the joint axis is aligned with the tilting axis and the steering axis when viewed in the lateral direction. , the joint axis passing through the intersection passes within an acute angle.
  • the inclination of the inclination axis with respect to the joint axis and the inclination of the steering axis with respect to the joint axis do not become too large. Therefore, the ball joint can largely rotate or swing about the tilt axis and the steering axis. Therefore, it is easy to obtain a large tilt angle and steering angle of the steered wheels.
  • the joint axis exists at a position that passes through the intersection of the tilting axis and the steering axis when viewed in the lateral direction, and the tilting axis and the steering axis. If it is assumed that there is an imaginary line that bisects the angle between and, the joint axis passing through the intersection passes through a position closer to the imaginary line than the tilt and steering axes.
  • the angle between the joint axis and the tilting axis is close to the angle between the joint axis and the steering axis. Therefore, the difference between the movable range of the ball joint about the tilt axis and the movable range of the ball joint about the steering axis is reduced. Therefore, a well-balanced tilt angle and steering angle of the steered wheels can be obtained.
  • each of the upper joint member and the lower joint member is a ball joint
  • the joint axis of the ball joint as the upper joint member and the lower joint The angle formed with the joint axis of the ball joint as a member is greater than 0 degrees and less than or equal to 20 degrees.
  • suspensions such as dampers are attached to the upper arm in leaning vehicles.
  • An upper joint member attached to the upper arm must support this suspension.
  • the lower joint member attached to the lower arm need not support the suspension. Therefore, the size of the lower joint member can be smaller than that of the upper joint member.
  • the smaller the size of the ball joint the larger the movable range of the ball joint.
  • the movable range of the lower joint member is larger than the movable range of the upper joint member.
  • the joint axis of the lower joint member can be tilted with respect to the joint axis of the upper joint member.
  • the movable range of the lower joint member is within a range that can include the movable range of the upper joint member, even if the joint axis of the lower joint member is tilted with respect to the joint axis of the upper joint member, the tilt angle and the steering angle of the steering wheel will not change. You can prevent it from getting smaller.
  • a plurality of members such as upper and lower arms and tie rods are arranged around the steering wheel support member.
  • a brake caliper, a bearing for a wheel shaft, and the like are attached to the steering wheel support member. Therefore, the members are close to each other around the steering wheel support member. Additionally, the steering wheel support moves in the tilt and steering directions. Therefore, it is basically difficult to obtain a large tilt angle and steering angle of the steering wheel support member in order to avoid interference of each member.
  • the direction of the joint axis with respect to the steering axis is such that the maximum rotation angle of the ball joint when the steered wheels are steered without tilting is the ball joint itself. is set to be limited to less than 360° by
  • the ball joint can rotate 360 degrees around the steering axis. Therefore, it is theoretically possible to steer the steered wheels 360 degrees, and the steering angle of the steered wheels is not limited.
  • the rotation of the ball joint about the steering axis is restricted by the ball joint itself.
  • the steering angle of the steered wheels may be limited by members other than ball joints.
  • the tilt axis intersects the steering axis at a predetermined angle. Therefore, as the inclination of the steering axis with respect to the joint axis increases, the inclination of the tilt axis with respect to the joint axis decreases.
  • the surplus of the steering angle of the steered wheels can be assigned to the tilt angle. Therefore, it is possible to suppress an increase in the size of the periphery of the steered wheels, and obtain a larger tilt angle while maintaining a sufficient steering angle.
  • each of the upper joint member and the lower joint member is a ball joint, and when viewed in the vertical direction of the tilting vehicle, a ball as the upper joint member
  • the joint axis of the joint and the joint axis of the ball joint as the lower joint member are inclined in a direction away from the vehicle body toward the front of the inclined vehicle.
  • the ball joint When the joint axis is parallel to the front-rear direction when viewed in the vertical direction of the tilting vehicle, the ball joint can equally rotate or swing leftward and rightward with the front-rear direction as the center. On the other hand, if the joint axis is tilted with respect to the front-rear direction, the ball joint can equally rotate or swing leftward and rightward about the tilted joint axis. In other words, the movable range of the ball joint from the front-rear direction to the left is different from the movable range from the front-rear direction to the right. Therefore, the ball joint can be rotated or swung to a greater extent either leftward or rightward from the front-rear direction.
  • a tilting vehicle that has a front left wheel and a front right wheel as steered wheels.
  • the turning radius of the right front wheel is smaller than the turning radius of the left front wheel.
  • a leaning vehicle with two steered wheels has an Ackermann steering geometry in which the steering angle of the inner wheels is greater than the steering angle of the outer wheels when turning.
  • the joint axis of the upper joint member and the joint axis of the lower joint member are tilted in advance in the turning direction when the steered wheels are the inner wheels. Therefore, the upper joint member and the lower joint member can largely rotate or swing from the front-rear direction to the turning direction. Therefore, according to this leaning vehicle, it is possible to obtain a large steering angle in the turning direction of the steered wheels, which are the inner wheels. Therefore, in a leaning vehicle having Ackermann steering geometry, a larger leaning angle can be obtained while having a sufficient steering angle.
  • At least one of the upper swing axis and the lower swing axis is inclined downward with respect to the forward direction of the leaning vehicle when viewed in the lateral direction. ing.
  • the upper swing axis of the upper arm and the lower swing axis of the lower arm define the tilt axis of the steering wheel.
  • the steering axis of the steered wheels has a caster angle, it is inclined downward with respect to the forward direction of the leaning vehicle when viewed in the left-right direction.
  • the tilting axis does not tilt downward or tilt greatly upward. Therefore, the angle formed by the tilting axis and the steering axis does not become too large, and the ball joint can rotate or swing largely both about the tilting axis and about the steering axis.
  • the front portion of the vehicle sinks during braking.
  • the term “and/or” includes any and all combinations of one or more associated listed items.
  • use of the terms “including,” “comprising,” or “having,” and variations thereof, refers to the features, steps, operations, or , identifies the presence of elements, components and/or equivalents thereof, but may include one or more of steps, acts, elements, components and/or groups thereof.
  • a tilting vehicle is a transportation device.
  • a tilting vehicle is a manned vehicle or an unmanned vehicle.
  • the leaning vehicle is, for example, a straddle-type vehicle.
  • a straddle-type vehicle refers to a vehicle in which the driver sits astride a saddle.
  • the leaning vehicle is, for example, a motorcycle or a tricycle.
  • Motorcycles are not particularly limited, and examples thereof include scooter, moped, off-road, and on-road motorcycles.
  • the straddle-type vehicle is not limited to a motorcycle, and may be, for example, an ATV (All-Terrain Vehicle).
  • the leaning vehicle is not limited to a straddle-type vehicle, and may be a three-wheeled vehicle, a four-wheeled vehicle, or the like having a cabin.
  • a tilting vehicle with a cabin may, for example, be provided with a seat for the driver to sit on without straddling.
  • the tilting vehicle is configured to be able to turn with the vehicle body tilted.
  • the leaning vehicle is configured to turn in a tilted position to the inside of the curve in order to counteract the centrifugal forces exerted on the leaning vehicle during the turn.
  • a leaning vehicle may, for example, have two front wheels as steered wheels.
  • a leaning vehicle may, for example, have one or two rear wheels as drive wheels.
  • the "steering wheel” is steered by the steering mechanism.
  • the steering mechanism includes, for example, a steering (handle), head pipe, pitman arm, tie rod, and the like.
  • a tie rod is connected to the steering wheel support member to steer the steering wheel support member.
  • a brake disc, a brake caliper, and the like are attached to the steering wheel support member.
  • Steping axis refers to the central axis of rotation of the steered wheels when the steered wheels are steered in the left-right direction by the steering operation.
  • Inclination axis refers to the central axis of rotation of the steered wheels when the steered wheels incline in the left-right direction due to the inclination of the vehicle body.
  • the "upper joint member and lower joint member” enable steering and tilting of the steering wheel.
  • the upper joint member connects the steering wheel support member and the upper arm.
  • the lower joint member connects the steering wheel support member and the lower arm.
  • Both or one of the upper joint member and the lower joint member are ball joints.
  • the other joint member may be, for example, a universal joint.
  • a "ball joint” includes, for example, a ball portion, a ball stud, and a holder.
  • a holder is also called a socket or a housing.
  • a common ball joint can be used.
  • a common ball joint may be, for example, an off-the-shelf ball joint or a general-purpose ball joint.
  • a conventionally known ball joint may be employed.
  • the "ball portion” has a spherical shape.
  • a ball stud extends from a portion of the surface of the ball portion.
  • the ball stud is column-shaped. When the central axis of the ball stud is extended, the central axis passes through the center of the ball portion.
  • a threaded portion may be formed on the outer peripheral surface of the ball stud.
  • the holder has, for example, a substantially cylindrical shape, and the holder portion has, for example, a box shape that accommodates the ball portion.
  • the holder holds the ball portion so as to be rotatable around the center of the ball portion.
  • the holder has an opening through which the ball stud passes.
  • the opening is, for example, circular and has an outer diameter greater than the outer diameter of the ball stud. The opening faces obliquely downward, for example, toward the front of the leaning vehicle when the leaning vehicle is in an upright state.
  • a ball joint with such a configuration can rotate or swing in the left-right direction and the front-rear direction around the central axis of the ball stud, and has three degrees of freedom.
  • rotation or rocking of the ball joint is limited by the ball joint itself when the ball stud contacts the opening in the holder.
  • the tilting vehicle may be configured such that the rotation or swinging of the ball joint is restricted by a configuration other than the ball joint (for example, a stopper). This limitation does not apply to limitations imposed by the ball joint itself.
  • rotation or rocking includes both movement over the entire circumference of 360 degrees and movement limited to less than 360 degrees, and broadly includes movement with a circular, arc-shaped or linear trajectory. used in Rotation and rocking need not be strictly distinguished.
  • the holder of the upper joint member may be connected to the upper arm, for example.
  • the ball stud of the upper joint member is connected to the steering wheel support member.
  • a holder of the upper joint member may be connected to the steering wheel support member.
  • the ball stud of the upper joint member is connected to the upper arm.
  • the holder of the lower joint member may be connected to the lower arm, for example.
  • the ball stud of the lower joint member is connected to the steering wheel support member.
  • a holder of the lower joint member may be connected to the steering wheel support member.
  • the ball stud of the lower joint member is connected to the lower arm.
  • “Joint axis” refers to the axis of the connecting member between the ball joint and the steering wheel support member.
  • the connecting member is the ball stud and the axis of the connecting member is the axis of the stud defined through the center of the ball portion.
  • the connecting member becomes the holder, and the axis of the connecting member is the axis of the holder defined to pass through the center of the ball portion.
  • the joint axis may be the stud axis connected to the steering wheel support member, or the axis of the holder connected to the steering wheel support member.
  • the joint axis faces obliquely downward toward the front of the tilting vehicle. This is synonymous with facing obliquely upward with respect to the rear of the leaning vehicle. Therefore, when the joint axis is oriented obliquely downward with respect to the front of the leaning vehicle, the connecting member described above is provided so as to satisfy either (A) or (B) below.
  • the connecting member may extend obliquely downward toward the front of the leaning vehicle, starting from the center of the ball portion.
  • the connecting member may extend obliquely upward with respect to the rear of the leaning vehicle from the center of the ball portion.
  • the joint axis is the stud axis
  • the stud axis and the opening of the holder are oriented obliquely downward with respect to the front of the leaning vehicle.
  • the stud axis and the opening of the holder are oriented obliquely upward with respect to the rear of the leaning vehicle.
  • the joint axis is the axis of the holder, and in (A) above, the axis of the holder is directed obliquely downward with respect to the front of the leaning vehicle. In (B) above, the axis of the holder is directed obliquely upward with respect to the rear of the leaning vehicle.
  • the rotation or swing range of the ball joint is point-symmetrical about the joint axis when viewed in the joint axis direction when the leaning vehicle is in an upright state.
  • the connecting member is a ball stud
  • the ball stud can rotate 360 degrees around the joint axis.
  • the ball stud is equally swingable leftward and rightward about the joint axis when the leaning vehicle is in an upright state.
  • the ball stud is equally swingable forward and backward about the joint axis when the leaning vehicle is in an upright state.
  • the upper joint member is arranged above and behind the center of the steered wheels, that is, the center of the wheel shaft, when viewed in the left-right direction, for example, in the leaning vehicle. More specifically, the center of the ball portion of the upper joint member is arranged above and behind the center of the wheel axle, for example.
  • the lower joint member is arranged in the leaning vehicle, for example, below and in front of the center of the steered wheels, that is, the center of the wheel axle when viewed in the left-right direction. More specifically, the center of the ball portion of the lower joint member is arranged, for example, below and forward of the center of the wheel axle.
  • the ball stud faces obliquely downward toward the front of the leaning vehicle, for example, when the leaning vehicle is in an upright state.
  • the radial direction of the ball stud is, for example, parallel or substantially parallel to the lateral direction of the leaning vehicle when the leaning vehicle is in an upright state.
  • the central axis of the ball stud ie, the joint axis, is parallel or substantially parallel to, for example, the longitudinal direction of the leaning vehicle when viewed in the vertical direction of the leaning vehicle.
  • the joint axis tilts downward, for example, with respect to the forward direction of the leaning vehicle when the leaning vehicle is in an upright position. Assuming that the horizontal direction is 0 degrees, the joint axis tilts downward with respect to the forward direction of the leaning vehicle, for example, in a range greater than 0 degrees and less than 90 degrees.
  • the joint axis of the lower joint member is, for example, parallel or substantially parallel to the joint axis of the upper joint member when viewed in the left-right direction.
  • Form angle refers to an acute angle among the intersecting angles formed by two straight lines when the two straight lines intersect at an angle other than a right angle.
  • FIG. 1(a) is a schematic left side view of the leaning vehicle of the present embodiment
  • FIG. 1(b) is a perspective view of the periphery of the steering wheel
  • FIG. 1(c) is an upper joint member. and the arrangement of the lower joint member.
  • FIG. 2 is a side view showing the rotation or swing range of the ball joint in the leaning vehicle of this embodiment.
  • FIG. 3(a) is a side view showing a steered wheel, a steered wheel support member, an upper joint member and a lower joint member in a tilting vehicle according to the second embodiment
  • FIG. 3(b) is a tilting vehicle according to the third embodiment.
  • FIG. 1(a) is a schematic left side view of the leaning vehicle of the present embodiment
  • FIG. 1(b) is a perspective view of the periphery of the steering wheel
  • FIG. 1(c) is an upper joint member. and the arrangement of the lower joint member.
  • FIG. 2 is a side view showing the rotation
  • FIG. 3 is a side view showing steering wheels, a steering wheel support member, an upper joint member, and a lower joint member in the vehicle
  • FIG. 4(a) is a side view showing a steered wheel, a steered wheel support member, an upper joint member, and a lower joint member in a tilting vehicle according to a fourth embodiment
  • FIG. 4(b) is a tilting vehicle according to a fifth embodiment.
  • FIG. 3 is a side view showing steering wheels, a steering wheel support member, an upper joint member, and a lower joint member in the vehicle
  • FIG. 5(a) is a top view showing the arrangement of an upper joint member and a lower joint member in a tilting vehicle of the seventh embodiment
  • FIG. It is a side view which shows a ring support member, an upper joint member, and a lower joint member.
  • FIG. 6 is a side view showing a modification of the upper joint member and the lower joint member in the leaning vehicle of the present embodiment.
  • FIG. 1(a) is a left side view schematically showing the leaning vehicle 1.
  • FIG. 1(b) is a perspective view of the steerable wheels 11 and 12 of the leaning vehicle 1.
  • FIG. 1(c) is a diagram showing the arrangement of the upper joint member 16 and the lower joint member 17 in the leaning vehicle 1.
  • FIG. 1(a) is a left side view schematically showing the leaning vehicle 1.
  • FIG. 1(b) is a perspective view of the steerable wheels 11 and 12 of the leaning vehicle 1.
  • FIG. 1(c) is a diagram showing the arrangement of the upper joint member 16 and the lower joint member 17 in the leaning vehicle 1.
  • FIG. 1(a) is a left side view schematically showing the leaning vehicle 1.
  • FIG. 1(b) is a perspective view of the steerable wheels 11 and 12 of the leaning vehicle 1.
  • FIG. 1(c) is a diagram showing the arrangement of the upper joint member 16 and the lower joint member 17 in the leaning vehicle 1.
  • the leaning vehicle 1 includes a vehicle body 10 , two steering wheels 11 and 12 , an upper arm 13 , a lower arm 14 , a steering wheel support member 15 , an upper joint member 16 and a lower joint member 17 .
  • the vehicle body 10 can tilt in the left-right direction LR of the tilting vehicle 1 .
  • the steering wheel 11 is arranged on the left side of the vehicle body 10 .
  • the steering wheel 11 functions as a left front wheel.
  • the steered wheels 12 are arranged on the right side of the vehicle body 10 .
  • the steering wheel 12 functions as the right front wheel.
  • the vehicle body 10 is positioned between the left steered wheel 11 and the right steered wheel 12 in the left-right direction LR.
  • the steering wheels 11 and 12, the steering wheel support member 15, the upper arm 13, the lower arm 14, the upper joint member 16 and the lower joint member 17 are arranged on the left and right sides of the vehicle body 10, respectively.
  • these members arranged on the left and those arranged on the right are bilaterally symmetrical. Therefore, hereinafter, these members arranged on the right side of the vehicle body 10 will be described unless otherwise specified.
  • the upper arm 13 extends from the vehicle body 10 in the left-right direction LR.
  • the upper arm 13 can swing around an upper swing axis 131 .
  • the upper swing axis 131 extends in the front-rear direction FB of the leaning vehicle 1 .
  • the upper arm 13 is attached to the vehicle body 10 so as to be swingable about an upper swing axis 131 .
  • the lower arm 14 extends from the vehicle body 10 in the left-right direction LR.
  • the lower arm 14 can swing around a lower swing axis 141 .
  • the lower swing axis 141 extends in the front-rear direction FB of the leaning vehicle 1 .
  • the lower arm 14 is attached to the vehicle body 10 so as to be able to swing about the lower swing axis 141 .
  • the steering wheel support member 15 rotatably supports the steering wheel 12 . More specifically, the steering wheel support member 15 supports the steering wheel 12 so as to be rotatable around the wheel axle.
  • the upper joint member 16 connects the steering wheel support member 15 and the upper arm 13 .
  • the upper joint member 16 allows the steered wheels 12 to be tilted about the tilt axis 122 in the left-right direction LR together with the vehicle body 10 and steerable in the left-right direction LR about the steering axis 121 having a caster angle.
  • the lower joint member 17 connects the steering wheel support member 15 and the lower arm 14 .
  • the lower joint member 17 allows the steered wheels 12 to be tilted about the tilt axis 122 in the left-right direction LR together with the vehicle body 10 and steerable in the left-right direction LR about the steering axis 121 having a caster angle.
  • At least one of the upper joint member 16 and the lower joint member 17 is a ball joint.
  • the ball joint has ball portions 161 and 171 .
  • the ball portions 161 and 171 are interposed between the steering wheel support member 15 and one arm so as to connect the steering wheel support member 15 and one of the upper arm 13 and the lower arm 14 .
  • the ball joint is configured to allow relative displacement of the steering wheel support member 15 with respect to one arm about the ball portions 161 and 171 when the steering wheel 12 is tilted and steered.
  • both the upper joint member 16 and the lower joint member 17 are ball joints.
  • only one of the upper joint member 16 and the lower joint member 17 may be a ball joint.
  • the other may be, for example, a universal joint.
  • a ball joint as the upper joint member 16 is interposed between the steering wheel support member 15 and the upper arm 13 so as to connect the steering wheel support member 15 and the upper arm 13 .
  • the ball joint as the upper joint member 16 is configured to allow relative displacement of the steering wheel support member 15 with respect to the upper arm 13 about the ball portion 161 when the steering wheel 12 is tilted and steered.
  • a ball joint as the lower joint member 17 is interposed between the steering wheel support member 15 and the lower arm 14 so as to connect the steering wheel support member 15 and the lower arm 14 .
  • the ball joint as the lower joint member 17 is configured to allow relative displacement of the steering wheel support member 15 with respect to the lower arm 14 around the ball portion 171 when the steering wheel 12 is tilted and steered.
  • the joint axes 162 and 172 of the ball joints passing through the centers of the ball portions 161 and 171 of the ball joint are aligned with the tilt axis 122 and the steering axis 121 having a caster angle when viewed in the left-right direction LR in the upright state of the tilting vehicle 1. and are connected to the steering wheel support member 15 so as to intersect with both.
  • the joint axes 162 , 172 are neither parallel to the tilt axis 122 nor parallel to the steering axis 121 .
  • Fig. 2 is a diagram showing the rotation or swing range of the ball joint.
  • the ball joint has ball studs 163,173 and holders 165,175.
  • Ball studs 163 , 173 have ball portions 161 , 171 and stud portions 164 , 174 .
  • the ball portions 161, 171 have a spherical shape.
  • the stud portions 164, 174 have a columnar shape.
  • the stud portions 164, 174 have, for example, a cylindrical shape.
  • the ball portions 161 and 171 are provided at the tips of the stud portions 164 and 174, respectively.
  • the holders 165 and 175 are configured to accommodate the ball portions 161 and 171 .
  • Holders 165 , 175 have one opening 166 , 176 .
  • openings 166, 176 have a circular shape.
  • the openings 166, 176 are, for example, perfect circles.
  • the ball portions 161, 171 are housed in holders 165, 175. Stud portions 164 , 174 protrude outside holders 165 , 175 through openings 166 , 176 .
  • the stud portions 164, 174 are positioned at the reference position.
  • the reference position is the position of the stud portions 164, 174 when the stud portions 164, 174 extend parallel to the axis AL0.
  • the rotation or swing range of the stud portions 164, 174 is symmetrical about the reference position when viewed in the direction of the axis AL0.
  • the axis AL0 indicates a straight line connecting the centers of the ball portions 161 and 171 and the centers of the openings 166 and 176.
  • Joint axes 162 , 172 refer to straight lines through the centers of stud portions 164 , 174 .
  • Axis AL2 refers to the position of the joint axis 162,172 when the stud portions 164,174 are tilted so that the stud portions 164,174 contact the openings 166,176 of the holders 165,175.
  • the tilt angle ⁇ 2 refers to the tilt angle of the axis AL2 with respect to the axis AL0.
  • the inclination angle ⁇ 1 refers to the inclination angle of the axis AL1 with respect to the axis AL0.
  • the tilt angle ⁇ 2 is greater than the tilt angle ⁇ 1.
  • the ball joint is configured such that the joint axes 162, 172 can rotate 360 degrees about the axis AL0 when the joint axes 162, 172 coincide with the axis AL0. In this specification, this state is also referred to as that the ball joint can rotate 360 degrees around the axis AL0.
  • the joint axes 162, 172 rotate about the axis AL1
  • the joint axes 162, 172 describe conical trajectories.
  • the conical apex is the center of the ball portions 161 and 171 .
  • the conical shape has the axis AL1 as its center axis, and in this case also, the ball joint can rotate 360 degrees around the axis AL1.
  • the rotation of the ball joint is limited to less than 360 degrees.
  • the reason for this is, for example, that the ball studs 163, 173 of the ball joint hit the openings 166, 176 of the holders 165, 175 during rotation.
  • the rotation range of the ball joint is 360 degrees.
  • the rotation of the ball joint is not restricted by the ball joint itself.
  • Axes AL0, AL1 apply in this case.
  • the rotation range of the ball joint is limited to less than 360 degrees by the ball joint itself, the greater the inclination of the rotation center axis from the joint axes 162 and 172, the smaller the rotation range of the ball joint. is limited to Axes AL2 to AL5 are relevant in this case.
  • the joint axes 162 and 172 of the ball joints are along the steering axis 121 of the steered wheels 12 .
  • the ball joints rotate about the joint axes 162, 172 when the steering is actuated. Therefore, in theory, the steered wheels 12 can be steered 360 degrees.
  • the tilt axis 122 of the steering wheel 12 is greatly tilted by a predetermined angle with respect to the steering axis 121 when viewed in the left-right direction LR.
  • the tilt axis 122 is tilted 90 degrees with respect to the steering axis 121 .
  • the ball joint rotates around the axis AL3 tilted by 90 degrees from the joint axes 162 and 172 .
  • the rotation range of the ball joint becomes smaller as the inclination of the rotation center axis with respect to the joint axes 162 and 172 increases to approach 90 degrees.
  • the ball joint only rotates to some extent in the direction from the back to the front of the page of FIG. More specifically, the stud portions 164 and 174 are pivotable about the centers of the ball portions 161 and 171 in the openings 166 and 176 in the back-to-front direction of the paper surface. When the ball joint is viewed along the axis AL0, the studs 164, 174 are reciprocable within a range corresponding to the diameter of the openings 166, 176.
  • the joint axes 162, 172 of the ball joints are tilted in advance with respect to the steering axis 121 when the tilting vehicle 1 is in an upright state. Since the joint axes 162 and 172 are inclined with respect to the steering axis 121, the inclination of the inclination axis 122 with respect to the joint axes 162 and 172 is small. As such, the ball joint can rotate through a greater angle about the tilt axis 122 than in the conventional tilting vehicle described above. As a result, the steered wheels 12 can be greatly tilted in the tilt direction.
  • FIG. 3(a) is a side view showing a steered wheel, a steered wheel support member, an upper joint member, and a lower joint member in the leaning vehicle of the second embodiment.
  • FIG. 3(a) is a view of the steering wheel 12, which is the right front wheel, viewed from the left.
  • the joint axes 162, 172, the leaning axis 122, and the steering axis 121 are inclined downward with respect to the forward direction F of the leaning vehicle 2 when viewed in the left-right direction LR.
  • the tilt axis 122 and the steering axis 121 intersect at an intersection point P.
  • the joint axes 162', 172' are the joint axes 162, 172 assumed to exist at a position passing through the intersection P.
  • the tilt axis 122 and the steering axis 121 are tilted downward with respect to the forward direction F. As a result, the angle ⁇ formed by the tilt axis 122 and the steering axis 121 is made smaller.
  • the upper joint member 16 or the lower joint member 17 is arranged such that the joint axes 162 ′ and 172 ′ pass between the tilt axis 122 and the steering axis 121 .
  • the angle ⁇ between the tilt axis 122 and the joint axes 162' and 172' and the angle ⁇ between the steering axis 121 and the joint axes 162' and 172' become smaller. Therefore, the rotation range of the upper joint member 16 or the lower joint member 17 around the tilting axis 122 and the steering axis 121 becomes larger. Therefore, it is easy to obtain a large inclination angle and steering angle of the steered wheels 12 .
  • FIG. 3(b) is a side view showing a steering wheel, a steering wheel support member, an upper joint member, and a lower joint member in the leaning vehicle of the third embodiment.
  • FIG. 3(b) is a view of the steering wheel 12, which is the front right wheel, viewed from the left.
  • the tilting axis 122 and the steering axis 121 form an acute angle ⁇ when viewed in the left-right direction LR.
  • the joint axes 162' and 172' passing through the intersection point P when viewed in the left-right direction LR pass within the acute angle ⁇ .
  • the joint axes 162 ′ and 172 ′ are the joint axes 162 and 172 assuming that they exist at a position passing through the intersection point P between the tilt axis 122 and the steering axis 121 .
  • the ball joint can largely rotate about the tilt axis 122 and the steering axis 121 . Therefore, it is easy to obtain a large inclination angle and steering angle of the steered wheels 12 .
  • FIG. 4(a) is a side view showing a steered wheel, a steered wheel support member, an upper joint member, and a lower joint member in the leaning vehicle of the fourth embodiment.
  • FIG. 4(a) is a view of the steering wheel 12, which is the right front wheel, viewed from the left.
  • the joint axes 162 and 172 exist at positions passing through the intersection point P of the tilting axis 122 and the steering axis 121 when viewed in the left-right direction LR, and the tilting axis 122 and the steering axis 121 form an angle ⁇ .
  • VL1 that bisects
  • the joint axes 162 ′ and 172 ′ passing through the intersection point P pass through positions closer to the virtual line VL ⁇ b>1 than the tilt axis 122 and the steering axis 121 .
  • the angle ⁇ between the joint axes 162 ′ and 172 ′ and the tilt axis 122 is close to the angle ⁇ between the joint axes 162 ′ and 172 ′ and the steering axis 121 . Therefore, the difference between the movable range about the tilt axis 122 of the ball joint and the movable range about the steering axis 121 is reduced. Therefore, the tilt angle and the steering angle of the steered wheels 12 can be obtained in good balance.
  • FIG. 4(b) is a side view showing the steering wheel, the steering wheel support member, the upper joint member and the lower joint member in the leaning vehicle of the fifth embodiment.
  • FIG. 4(b) is a view of the steering wheel 12, which is the right front wheel, viewed from the left.
  • each of the upper joint member 16 and the lower joint member 17 is a ball joint.
  • the angle ⁇ between the joint axis 162 of the ball joint as the upper joint member 16 and the joint axis 172 of the ball joint as the lower joint member 17 is greater than 0 degrees and equal to or less than 20 degrees.
  • a suspension is attached to the upper arm 13 as shown in FIG. 1(b).
  • the upper joint member 16 supports the load of the suspension.
  • the lower joint member 17 does not support the load of the suspension. Therefore, in this embodiment, the size of the lower joint member 17 is smaller than that of the upper joint member 16 .
  • joint axis 172 is inclined downward with respect to joint axis 162 such that angle ⁇ is greater than 0 degrees and less than or equal to 20 degrees.
  • the movable range of the lower joint member 17 includes the movable range of the upper joint member 16, even if the joint axis 172 is inclined with respect to the joint axis 162, the tilt angle of the steering wheel 12 and the steering angle are It is possible to suppress the angle from becoming smaller.
  • the movable range of the lower joint member 17 is increased, the degree of freedom in arranging the lower joint member 17 is increased. As a result, a large space for arranging each member around the steering wheel support member 15 can be obtained. Therefore, a large inclination angle and steering angle of the steered wheels 12 can be obtained while avoiding interference between the members.
  • ⁇ Sixth embodiment> A tilting vehicle according to the sixth embodiment will be described with reference to FIG.
  • the orientation of the joint axes 162, 172 with respect to the steering axis 121 is such that the maximum angle of rotation of the ball joints when the steered wheels 12 are steered without tilting is limited by the ball joints themselves to less than 360°. is set to
  • the steering axis 121 is along the axis AL4.
  • the ball joint rotates around the axis AL4.
  • the inclination of the axis AL4 is greater than the inclination of the axis AL2.
  • Axis AL2 is as described above.
  • the inclination of the axis AL4 is smaller than the inclination (90 degrees) of the axis AL3.
  • the fore-to-back ball joint rotation angle is limited to less than 180 degrees.
  • the angle of rotation of the ball joint to the front of the page is also limited to less than 180 degrees. Therefore, the maximum rotation angle of the ball joint during steering is limited to less than 360 degrees by the ball joint itself. Therefore, the steering angle of the steered wheels 12 is limited to less than 360 degrees in total to the left and right. However, the steering angle of the steerable wheels 12 does not have to be 360 degrees in practice.
  • the tilt angle of the tilt axis 122 with respect to the joint axes 162 and 172 decreases.
  • the tilt axis 122 is along the axis AL5.
  • the ball joint can move more greatly than when the joint axes 162 and 172 are along the steering axis 121 of the steered wheels 12 (that is, when the tilt axis coincides with the axis AL3).
  • the steered wheels 12 can be tilted more in the tilt direction. Therefore, a larger tilt angle can be obtained while maintaining a sufficient steering angle.
  • the ball joint may be provided as any one of (i) to (iv) below, for example.
  • the maximum rotation angle of the ball joint during tilting is also within the range of less than 360 degrees.
  • the maximum rotation angle of the ball joint during tilting is within the range of 60 degrees or more and less than 180 degrees. is obtained by (iii) By limiting the maximum rotation angle of the ball joint during steering to within the range of 90 degrees or more and 150 degrees or less, the maximum rotation angle of the ball joint during tilting is within the range of 90 degrees or more and 150 degrees or less.
  • the maximum rotation angle of the ball joint during steering is obtained by (iv) By limiting the maximum rotation angle of the ball joint during steering to within the range of 105 degrees or more and 135 degrees or less, the maximum rotation angle of the ball joint during tilting is within the range of 105 degrees or more and 135 degrees or less. is obtained by
  • the maximum rotation angle of the ball joint during steering refers to the maximum rotation angle of the ball joint when the steered wheels are steered without tilting.
  • the maximum rotation angle of the ball joint when tilting refers to the maximum rotation angle of the ball joint when the steered wheels are not steered and tilted.
  • FIG. 5(a) is a top view showing the arrangement of the upper joint member and the lower joint member in the leaning vehicle of the seventh embodiment.
  • FIG. 5(a) shows the tilting vehicle 6 in an upright position, with the steered wheels 12 neither tilted nor steered.
  • each of the upper joint member 16 and the lower joint member 17 is a ball joint.
  • the joint axis 162 of the ball joint as the upper joint member 16 and the joint axis 172 of the ball joint as the lower joint member 17 move toward the vehicle body 10 toward the front of the tilting vehicle 6. tilted away from
  • the steered wheel 12 which is the front right wheel, becomes the inner wheel and is steered to the right more than the front left wheel.
  • the joint axis 162 of the upper joint member 16 and the joint axis 172 of the lower joint member 17 are inclined rightward with respect to the front direction F, in a direction away from the vehicle body 10 toward the front of the inclined vehicle 6 .
  • the joint axis 162 of the upper joint member 16 and the joint axis 172 of the lower joint member 17 are inclined in the turning direction with respect to the forward direction F in advance.
  • the upper joint member 16 and the lower joint member 17 can equally rotate or swing leftward and rightward around the joint axes 162 and 172 . Therefore, the movable range in the turning direction of the upper joint member 16 and the lower joint member 17 is larger than the movable range in the direction opposite to the turning direction because of the pre-inclination. Therefore, according to this leaning vehicle 6, when the steered wheels 12 are inner wheels, a large steering angle in the turning direction can be obtained. Thus, for example, in a leaning vehicle with Ackermann steering geometry, a greater leaning angle can be obtained with sufficient steering angle.
  • FIG. 5(b) is a side view showing the steered wheels, the steered wheel support member, the upper joint member and the lower joint member in the leaning vehicle of the eighth embodiment.
  • FIG. 5(b) is a view of the steering wheel 12, which is the right front wheel, viewed from the left.
  • the inclined vehicle 7 at least one of the upper swing axis 131 and the lower swing axis 141 is inclined downward with respect to the forward direction F of the inclined vehicle 7 when viewed in the left-right direction LR.
  • the tilt axis 122 of the steering wheel 12 has a caster angle, and therefore tilts downward with respect to the forward direction F of the tilting vehicle 7 when viewed in the left-right direction LR. At least one of the upper swing axis 131 and the lower swing axis 141 tilts downward with respect to the forward direction F, so that the tilt axis 122, which is an intermediate line between the upper swing axis 131 and the lower swing axis 141, tilts downward. Tilting or greatly tilting upward is suppressed. Therefore, the angle formed by the steering axis 121 and the tilting axis 122 does not become too large, and the upper joint member 16 and the lower joint member 17 can largely rotate around both the steering axis 121 and the tilting axis 122.
  • the upper joint member 16 and the lower joint member 17 are arranged such that the respective ball studs extend obliquely forward and downward from the ball portions 161 and 171 .
  • the arrangement of the upper joint member 16 and the lower joint member 17 is not limited to this.
  • FIG. 6 is a side view showing a modification of the upper joint member and the lower joint member in the leaning vehicle of this embodiment.
  • FIG. 6 is a view of the steering wheel 12, which is the right front wheel, viewed from the left.
  • the lower joint member 17 may be arranged such that the ball stud extends rearward and obliquely upward from the ball portion 171 .
  • the joint axes 162 and 172 of the upper joint member 16 and the lower joint member 17 intersect the steering axis 121 and the tilt axis 122 when viewed in the left-right direction LR, the upper joint member 16 and the lower joint member 17 Arrangement is not particularly limited.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

上ジョイント部材(16)及び下ジョイント部材(17)は、操舵輪(11,12)が、車体(10)とともに左右方向に傾斜軸線(122)周りに傾斜可能であり、且つ、キャスタ角を有する操舵軸線(121)周りに左右方向に操舵可能であるように、操舵輪支持部材(15)と、上アーム(13)及び下アーム(14)とを連結する。上ジョイント部材(16)及び下ジョイント部材(17)の少なくとも一方は、ボールジョイントである。ボールジョイントは、ボール部の中心を通るボールジョイントのジョイント軸線(162,172)が、傾斜車両の直立状態において、左右方向に見て、傾斜軸線(122)と、操舵軸線(121)との両方と交差するように、操舵輪支持部材(15)に連結される。

Description

傾斜車両
 本発明は、傾斜車両に関し、詳しくは、車体とともに傾斜する操舵輪を備えた傾斜車両に関する。
 車両が旋回するとき、車体が傾斜する車両の一例として、2つの前輪及び1つの後輪を備える傾斜車両が知られている。2つの前輪は、各々、車体から左方又は右方に伸びるアームに前輪支持部材を介して取り付けられる。2つの前輪は、各々、車体とともに傾斜し、乗員のステアリング操作に応じて操舵される。そのため、2つの前輪は、各々、車体の傾斜方向に可動となるようにアームに取り付けられるとともに操舵方向にも可動となるようにアームに取り付けられる。
 このように、前輪を2軸周りに可動とする手段として、前輪を支持する前輪支持部材に2つの軸受けを配置することが考えられる。この場合、一方の軸受けが前輪を傾斜方向に可動にし、他方の軸受けが前輪を操舵方向に可動にする。しかしながら、前輪支持部材に複数の軸受けを配置すると、前輪支持部材が多関節構造になる。多関節構造の前輪支持部材では、部品点数が多くなり易い。また、前輪支持部材周辺の構造が複雑になる。加えて、前輪支持部材は、前輪を支持するための強度を有する必要がある。そのため、多関節構造の前輪支持部材は、大型化しやすい。
 これに対し、特許文献1は、2つの前輪と、ボールジョイントを介してアームに取り付けられる前輪支持部材とを備える傾斜車両を開示する。ボールジョイントは、3自由度の軸受であり、ボールスタッドの軸線周りの回転と、ボールスタッドの前後方向及び左右方向の傾きを許容する。この傾斜車両では、ボールスタッドの軸線が、前輪の操舵軸線に沿うように配置される。
特開2019-214299号公報
 本発明の目的は、操舵輪周辺の大型化を抑制し、十分な操舵角を有しつつ大きな傾斜角を得ることができる傾斜車両を提供することである。
 本発明者らは、上述の目的を達成するための検討を行い、次の知見を得た。特許文献1の傾斜車両では、傾斜車両が直立状態で、乗員がステアリングを操作すると、ボールスタッドは、ボールスタッドの軸線、すなわち操舵軸線周りに回転し、前輪が操舵方向に操舵される。一方、車体が傾斜すると、ボールスタッドは、傾斜軸線周りに回転し、前輪が傾斜方向に傾く。この傾斜車両によれば、前輪を傾斜方向及び操舵方向に可動にする関節が1つで済み、前輪周りの大型化が抑制される。
 このような構成の特許文献1の傾斜車両では、ボールスタッドの軸線周りの回転を前輪の操舵軸線として利用するため、理論上、前輪の操舵角は制限されない。一方で、前輪の傾斜軸線は、左右方向に見て、操舵軸線と所定の角度で交差する。そのため、ボールスタッドは、傾斜軸線周りにある程度回転すると、ボール部を保持するホルダに接触する。したがって、この傾斜車両では、前輪の傾斜角は、ある程度に制限される。
 傾斜車両では、前輪の傾斜角を大きくするほど、旋回半径を小さくできる。そのため、傾斜車両では、前輪の傾斜角がより大きく得られる方が望ましい。本願発明は、上述の知見に基づいて完成された発明である。
 (1)本発明の傾斜車両は、車体と、操舵輪と、上アームと、下アームと、操舵輪支持部材と、上ジョイント部材及び下ジョイント部材とを備える。車体は、傾斜車両の左右方向に傾斜可能である。上アームは、車体から左右方向に伸びるとともに、傾斜車両の前後方向に伸びる上揺動軸線周りに揺動可能であるように車体に取り付けられる。下アームは、車体から左右方向に伸びるとともに、前後方向に伸びる下揺動軸線周りに揺動可能であるように車体に取り付けられる。操舵輪支持部材は、操舵輪を回転可能に支持する。上ジョイント部材及び下ジョイント部材は、操舵輪が、車体とともに左右方向に傾斜軸線周りに傾斜可能であり、且つ、キャスタ角を有する操舵軸線周りに左右方向に操舵可能であるように、操舵輪支持部材と、上アーム及び下アームとを連結する。上ジョイント部材及び下ジョイント部材の少なくとも一方は、ボールジョイントである。ボールジョイントは、操舵輪支持部材と上アーム及び下アームのうちの一方のアームとを連結するように操舵輪支持部材と一方のアームとの間に介在するボール部を有する。ボールジョイントは、操舵輪の傾斜及び操舵の時に、ボール部を中心とした一方のアームに対する操舵輪支持部材の相対変位を可能とするように構成される。ボールジョイントは、ボール部の中心を通るボールジョイントのジョイント軸線が、傾斜車両の直立状態において、左右方向に見て、傾斜軸線と、キャスタ角を有する操舵軸線との両方と交差するように、操舵輪支持部材に連結される。
 従来技術のように、ボールジョイントのジョイント軸線(例えば、ボールスタッドの軸線)が操舵輪の操舵軸線に沿っている場合、ボールジョイントは操舵軸線周りに360度回転することが可能である。そのため、理論上、操舵輪を360度操舵することが可能であり、操舵輪の操舵角はボールジョイント自体によって制限されない。
 一方、操舵輪の傾斜軸線は、左右方向に見て、操舵軸線に対して所定の角度分大きく傾いている。ボールジョイントのジョイント軸線が操舵軸線に沿っている場合、傾斜軸線は、ジョイント軸線に対しても当該所定の角度分大きく傾いている。ボールジョイントがジョイント軸線に対して傾いた軸線周りに回転又は揺動する場合、ボールジョイントの可動範囲は、ジョイント軸線に対する傾きが大きくなるにつれて小さくなる。そのため、ボールジョイントのジョイント軸線が操舵軸線に沿っている場合、ボールジョイントは、傾斜軸線周りにある程度の角度しか回転又は揺動することができない。その結果、操舵輪の傾斜角はある程度に制限され、操舵輪を傾斜方向に大きく傾けることが難しい。
 これに対し、上記(1)の傾斜車両では、ボールジョイントは、予め、ジョイント軸線が操舵軸線に対して傾くように配置される。ジョイント軸線が操舵軸線に対して傾いた分、傾斜軸線のジョイント軸線に対する傾きを小さくすることができる。そのため、ジョイント軸線が操舵軸線に沿っている場合と比べて、ボールジョイントは、傾斜軸線周りにより大きな角度で回転又は揺動することができる。その結果、操舵輪を傾斜方向に大きく傾けることができる。よって、操舵輪周辺の大型化を抑制し、十分な操舵角を有しつつ大きな傾斜角を得ることができる。
 (2)上記(1)の傾斜車両において、ジョイント軸線、傾斜軸線及び操舵軸線は、左右方向に見て、傾斜車両の前方向に対して下方に傾いている。
 上記(2)の傾斜車両によれば、傾斜軸線、操舵軸線及びジョイント軸線の全てが下方に傾くため、傾斜軸線のジョイント軸線に対する傾き及び操舵軸線のジョイント軸線に対する傾きが、大きくなり過ぎない。そのため、ボールジョイントが傾斜軸線周り及び操舵軸線周りに大きく回転又は揺動することができる。したがって、操舵輪の傾斜角及び操舵角が大きく得られやすい。
 (3)上記(1)又は(2)の傾斜車両において、左右方向に見て、傾斜軸線と操舵軸線とは鋭角を成し、左右方向に見て、ジョイント軸線が、傾斜軸線と操舵軸線との交点を通る位置に存在すると仮定された場合において、交点を通るジョイント軸線は、鋭角内を通る。
 上記(3)の傾斜車両によれば、傾斜軸線のジョイント軸線に対する傾き及び操舵軸線のジョイント軸線に対する傾きが、大きくなり過ぎない。そのため、ボールジョイントが傾斜軸線周り及び操舵軸線周りに大きく回転又は揺動することができる。したがって、操舵輪の傾斜角及び操舵角が大きく得られやすい。
 (4)上記(1)~(3)のいずれかの傾斜車両において、左右方向に見て、ジョイント軸線が、傾斜軸線と操舵軸線との交点を通る位置に存在し、且つ傾斜軸線と操舵軸線とが成す角を2等分する仮想線が存在すると仮定された場合において、交点を通るジョイント軸線は、傾斜軸線及び操舵軸線よりも仮想線に近い位置を通る。
 上記(4)の傾斜車両では、ジョイント軸線と傾斜軸線との成す角は、ジョイント軸線と操舵軸線との成す角と近い値になる。そのため、ボールジョイントの傾斜軸線周りの可動範囲と、操舵軸線周りの可動範囲との差が小さくなる。したがって、操舵輪の傾斜角及び操舵角がバランスよく得られる。
 (5)上記(1)~(4)のいずれかの傾斜車両において、上ジョイント部材及び下ジョイント部材の各々が、ボールジョイントであり、上ジョイント部材としてのボールジョイントが有するジョイント軸線と、下ジョイント部材としてのボールジョイントが有するジョイント軸線とが成す角は、0度より大きく、20度以下である。
 一般に、傾斜車両において、ダンパー等のサスペンションは、上アームに取り付けられる。上アームに取り付けられる上ジョイント部材は、このサスペンションを支持する必要がある。他方、下アームに取り付けられる下ジョイント部材は、サスペンションを支持する必要がない。そのため、下ジョイント部材のサイズは、上ジョイント部材よりも小さくて済む。ボールジョイントの可動範囲は、ボールジョイントのサイズが小さいほど大きくなる。下ジョイント部材の可動範囲は、上ジョイント部材の可動範囲より大きい。
 上記(5)の傾斜車両によれば、下ジョイント部材のジョイント軸線を、上ジョイント部材のジョイント軸線に対して傾けることができる。下ジョイント部材の可動範囲が上ジョイント部材の可動範囲を包含できる範囲であれば、下ジョイント部材のジョイント軸線を上ジョイント部材のジョイント軸線に対して傾けても、操舵輪の傾斜角及び操舵角が小さくなることを抑制できる。
 また、一般的な傾斜車両においては、操舵輪支持部材の周辺には、上下アーム、タイロッド等の複数の部材が配置される。また、操舵輪支持部材には、ブレーキキャリパ、車輪軸の軸受け等が取り付けられる。そのため、操舵輪支持部材の周辺において、各部材は近接している。加えて、操舵輪支持部材は、傾斜方向及び操舵方向に動く。したがって、各部材の干渉を避けるため、操舵輪支持部材の傾斜角及び操舵角が大きく得られることは基本的に難しい。
 下ジョイント部材のジョイント軸線を、上ジョイント部材のジョイント軸線に対して傾けることで、操舵輪支持部材の周辺にスペースを作ることができる。これにより、操舵輪支持部材周辺の各部材の配置の自由度が高まり、各部材の間隔を大きくすることができる。よって、各部材の干渉を避けつつ、操舵輪の傾斜角及び操舵角が大きく得られる。
 (6)上記(1)~(5)のいずれかの傾斜車両において、操舵軸線に対するジョイント軸線の向きは、操舵輪が傾斜せずに操舵される場合におけるボールジョイントの最大回転角度がボールジョイント自体によって360°未満に制限されるように設定されている。
 操舵軸線のジョイント軸線に対する傾きが小さい場合、ボールジョイントは、操舵軸線周りに360度回転可能である。そのため、理論上、操舵輪を360度操舵することが可能であり、操舵輪の操舵角は制限されない。
 上記(6)の傾斜車両では、ボールジョイントの操舵軸線周りの回転が、ボールジョイント自体によって制限される。このことは、操舵軸線のジョイント軸線に対する傾きが大きく、操舵輪の操舵角が制限されることを意味する。しかしながら、操舵角が制限されても、得られる操舵角が必要な範囲内であれば、実用上、支障はない。実際、傾斜車両では、必ずしも、操舵輪を操舵軸線周りに360度操舵する必要はないため、ボールジョイント以外の他の部材によって操舵輪の操舵角が制限される場合がある。一方、傾斜軸線は、操舵軸線と所定の角度で交差する。そのため、操舵軸線のジョイント軸線に対する傾きが大きくなった分、傾斜軸線のジョイント軸線に対する傾きは、小さくなる。
 要するに、ボールジョイントの操舵軸線周りの回転を制限することで、操舵輪における操舵角の余剰分を、傾斜角に割り当てることができる。よって、操舵輪周辺の大型化を抑制し、十分な操舵角を有しつつ、より大きな傾斜角を得ることができる。
 (7)上記(1)~(6)のいずれかの傾斜車両において、上ジョイント部材及び下ジョイント部材の各々は、ボールジョイントであり、傾斜車両の上下方向に見て、上ジョイント部材としてのボールジョイントが有するジョイント軸線及び下ジョイント部材としてのボールジョイントが有するジョイント軸線は、傾斜車両の前方に向かうにつれて車体から離れる方向に傾いている。
 傾斜車両の上下方向に見て、ジョイント軸線が前後方向に平行である場合、ボールジョイントは、前後方向を中央として左方及び右方のいずれにも等しく回転又は揺動することができる。一方で、ジョイント軸線が前後方向に対して傾いている場合、ボールジョイントは、当該傾いているジョイント軸線を中央として左方及び右方のいずれにも等しく回転又は揺動することができる。言い換えれば、ボールジョイントの前後方向から左方への可動範囲は、前後方向から右方への可動範囲と異なる。したがって、ボールジョイントは、前後方向から左方及び右方のいずれか一方により大きく回転又は揺動することができる。
 ここで、例えば、操舵輪として左前輪及び右前輪を備える傾斜車両を考える。この傾斜車両が右旋回するとき、右前輪の旋回半径は、左前輪の旋回半径よりも小さい。そのため、2つの操舵輪を備える傾斜車両は、旋回時に内輪の操舵角を外輪の操舵角よりも大きくするアッカーマン・ステアリング・ジオメトリを有する。
 上記(7)の傾斜車両では、操舵輪が内輪となる場合において、上ジョイント部材のジョイント軸線及び下ジョイント部材のジョイント軸線が、予め旋回方向に傾いている。そのため、上ジョイント部材及び下ジョイント部材は、前後方向から旋回方向により大きく回転又は揺動することができる。したがって、この傾斜車両によれば、内輪となる操舵輪の旋回方向への操舵角を大きく得ることができる。よって、アッカーマン・ステアリング・ジオメトリを有する傾斜車両において、十分な操舵角を有しつつ、より大きな傾斜角を得ることができる。
 (8)上記(1)~(7)のいずれかの傾斜車両において、上揺動軸線及び下揺動軸線の少なくとも一方は、左右方向に見て、傾斜車両の前方向に対して下方に傾いている。
 上アームの上揺動軸線及び下アームの下揺動軸線は、操舵輪の傾斜軸線を定義づける。また、操舵輪の操舵軸線は、キャスタ角を有するため、左右方向に見て、傾斜車両の前方向に対して下方に傾いている。上記(8)の傾斜車両によれば、傾斜軸線が、下方に傾く又は大きく上方に傾かない。そのため、傾斜軸線と操舵軸線との成す角が大きくなりすぎず、ボールジョイントが、傾斜軸線周りにも操舵軸線周りにも大きく回転又は揺動することができる。また、傾斜車両では、制動時、車両の前部が沈み込む。この点、上揺動軸線及び下揺動軸線のいずれかが下方に向くと、制動力により、揺動軸線が下方を向いているアームが上方に押し上げられる。よって、操舵輪の操舵角及び傾斜角が大きく得られつつ、制動時の車両の前部の沈み込みを抑えるアンチノーズダイブ機能を発揮することができる。
 この発明の上述の目的及びその他の目的、特徴、局面及び利点は、添付図面に関連して行われる以下のこの発明の実施形態の詳細な説明から一層明らかとなろう。
 本明細書にて使用される場合、用語「及び/又は(and/or)」は1つの、又は複数の関連した列挙されたアイテム(items)のあらゆる又は全ての組み合わせを含む。本明細書中で使用される場合、用語「含む、備える(including)」、「含む、備える(comprising)」又は「有する(having)」及びその変形の使用は、記載された特徴、工程、操作、要素、成分及び/又はそれらの等価物の存在を特定するが、ステップ、動作、要素、コンポーネント、及び/又はそれらのグループのうちの1つ又は複数を含むことができる。
 他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語(技術用語及び科学用語を含む)は、本発明が属する当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。一般的に使用される辞書に定義された用語のような用語は、関連する技術及び本開示の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されていない限り、理想的又は過度に形式的な意味で解釈されることはない。
 本発明の説明においては、多数の技術及び工程が開示されていると理解される。これらの各々は個別の利益を有し、それぞれは、他の開示された技術の1つ以上、又は、場合によっては全てと共に使用することもできる。従って、明確にするために、この説明は、不要に個々のステップの可能な組み合わせの全てを繰り返すことを控える。それにもかかわらず、明細書及び特許請求の範囲は、そのような組み合わせが全て本発明及び特許請求の範囲内にあることを理解して読まれるべきである。
 以下の説明では、説明の目的で、本発明の完全な理解を提供するために多数の具体的な詳細を述べる。しかしながら、当業者には、これらの特定の詳細なしに本発明を実施できることが明らかである。本開示は、本発明の例示として考慮されるべきであり、本発明を以下の図面又は説明によって示される特定の実施形態に限定することを意図するものではない。
 「傾斜車両」は、輸送機器である。傾斜車両は、有人の乗物、又は無人の輸送機関である。傾斜車両は、例えば鞍乗型車両である。鞍乗型車両とは、運転者がサドルに跨って着座する形式の車両をいう。傾斜車両は、例えば自動二輪車、自動三輪車である。自動二輪車としては、特に限定されず、例えば、スクータ型、モペット型、オフロード型、オンロード型の自動二輪車が挙げられる。また、鞍乗型車両としては、自動二輪車に限定されず、例えば、ATV(All-Terrain Vehicle)等であってもよい。また、傾斜車両は、鞍乗型車両に限定されず、車室を有する3輪車、4輪車両等であってもよい。車室を有する傾斜車両は、例えば、運転者が跨らずに座るためのシートを備えていてもよい。傾斜車両は、車体が傾斜した状態で旋回可能に構成される。傾斜車両は、旋回時に傾斜車両に加わる遠心力に対向するために、カーブの内側に傾いた姿勢で旋回するように構成される。傾斜車両は、例えば2つの前輪を操舵輪として備えていてもよい。傾斜車両は、例えば1つ又は2つの後輪を駆動輪として備えていてもよい。
 「操舵輪」は、操舵機構によって操舵される。操舵機構は、例えばステアリング(ハンドル)、ヘッドパイプ、ピットマンアーム及びタイロッド等を含む。タイロッドは、操舵輪支持部材に連結され、操舵輪支持部材を操舵する。また、操舵輪支持部材には、例えばブレーキディスク、ブレーキキャリパ等が取り付けられる。
 「操舵軸線」は、ステアリング操作により操舵輪が左右方向へ操舵される際の、操舵輪の回転中心軸を指す。「傾斜軸線」は、車体の傾斜により操舵輪が左右方向へ傾斜する際の、操舵輪の回転中心軸を指す。
 「上ジョイント部材及び下ジョイント部材」は、操舵輪の操舵及び傾斜を可能とする。上ジョイント部材は、操舵輪支持部材と上アームとを連結する。下ジョイント部材は、操舵輪支持部材と下アームとを連結する。上ジョイント部材及び下ジョイント部材の両方又は一方が、ボールジョイントである。上ジョイント部材及び下ジョイント部材のうちの一方のみがボールジョイントである場合、他方のジョイント部材は、例えばユニバーサルジョイント等であってもよい。
 「ボールジョイント」は、例えばボール部と、ボールスタッドと、ホルダとを含む。ホルダは、ソケットやハウジングとも称する。ボールジョイントは、例えば一般的なボールジョイントを用いることができる。一般的なボールジョイントは、例えば、既製のボールジョイントであってよく、汎用のボールジョイントであってもよい。従来公知のボールジョイントが採用され得る。
 「ボール部」は、球形状を有する。ボールスタッドは、ボール部の表面の一部から伸びる。ボールスタッドは、柱形状である。ボールスタッドの中心軸線を延長した場合、中心軸線は、ボール部の中心を通る。ボールスタッドの外周面には、例えば、ねじ部が形成されてもよい。ホルダは、例えば、概略円柱形状である、ホルダ部は、例えば、ボール部を収容する箱形状を有する。ホルダは、ボール部を、ボール部の中心周りに回動自在に保持する。ただし、ホルダは、ボールスタッドが貫通する開口部を有する。開口部は、例えば、円形状であり、ボールスタッドの外径よりも大きい外径を有する。開口部は、傾斜車両が直立状態のとき、例えば傾斜車両の前方に対して斜め下方を向く。
 このような構成のボールジョイントは、ボールスタッドの中心軸線周り、左右方向及び前後方向に回転又は揺動可能であり、3自由度を有する。ただし、ボールジョイントの回転又は揺動は、ボールスタッドがホルダの開口部に接触すると、ボールジョイント自体によって制限される。なお、傾斜車両は、ボールジョイントの回転又は揺動が、ボールジョイント以外の構成(例えばストッパ)によって制限されるように構成されていてもよい。この制限は、ボールジョイント自体による制限に該当しない。なお、回転又は揺動は、360度全周にわたる移動と、360度未満に制限された移動との両方を包含するとともに、軌跡が円状、円弧状又は線状を成す移動を広く包含する意味で用いられる。回転と揺動とは、厳密に区別される必要はない。
 上ジョイント部材のホルダは、例えば、上アームに接続されてもよい。この場合、上ジョイント部材のボールスタッドは、操舵輪支持部材に接続される。上ジョイント部材のホルダが、操舵輪支持部材に接続されてもよい。この場合には、上ジョイント部材のボールスタッドが、上アームに接続される。下ジョイント部材のホルダは、例えば、下アームに接続されてもよい。この場合、下ジョイント部材のボールスタッドは、操舵輪支持部材に接続される。下ジョイント部材のホルダが、操舵輪支持部材に接続されてもよい。この場合には、下ジョイント部材のボールスタッドが、下アームに接続される。ボールジョイントは、このようにアームと操舵輪支持部材とを連結することにより、アームと操舵輪支持部材との相対変位を可能とする。
 「ジョイント軸線」は、ボールジョイントの操舵輪支持部材との連結部材の軸線を指す。ボールスタッドと操舵輪支持部材とが接続される場合、当該連結部材は、ボールスタッドであり、当該連結部材の軸線は、ボール部の中心を通るように定義されるスタッドの軸線である。ホルダと操舵輪支持部材とが接続される場合、当該連結部材は、ホルダとなり、連結部材の軸線は、ボール部の中心を通るように定義されるホルダの軸線である。言い換えれば、ジョイント軸線は、操舵輪支持部材と接続されるスタッド軸線であってもよく、操舵輪支持部材と接続されるホルダの軸線であってもよい。
 ジョイント軸線は、傾斜車両が直立状態のとき、例えば、傾斜車両の前方に対して斜め下方を向く。これは、傾斜車両の後方に対して斜め上方を向くことと同義である。従って、ジョイント軸線が傾斜車両の前方に対して斜め下方を向く場合、上述の連結部材は、下記(A)及び(B)のいずれかであるように設けられる。
 (A)当該連結部材は、ボール部の中心を起点として、傾斜車両の前方に対して斜め下方に向けて延びてもよい。(B)当該連結部材は、ボール部の中心を起点として、傾斜車両の後方に対して斜め上方に向けて延びてもよい。また、上記連結部材がボールスタッドである場合、ジョイント軸線はスタッド軸であり、上記(A)では、スタッド軸線と、ホルダの開口部とは、傾斜車両の前方に対して斜め下方を向く。上記(B)では、スタッド軸線と、ホルダの開口部とは、傾斜車両の後方に対して斜め上方を向く。上記連結部材がホルダである場合、ジョイント軸線はホルダの軸線であり、上記(A)では、ホルダの軸線は、傾斜車両の前方に対して斜め下方を向く。上記(B)では、ホルダの軸線は、傾斜車両の後方に対して斜め上方を向く。
 ボールジョイントの回転又は揺動範囲は、傾斜車両が直立状態のときのジョイント軸線方向に見て、当該ジョイント軸線周りに点対称となる。例えば、上記連結部材がボールスタッドである場合、ボールスタッドは、ジョイント軸線周りに360度回転可能である。ボールスタッドは、傾斜車両が直立状態のときのジョイント軸線を中央として、左方及び右方に等しく揺動可能である。ボールスタッドは、傾斜車両が直立状態のときのジョイント軸線を中央として、前方及び後方に等しく揺動可能である。
 上ジョイント部材は、傾斜車両において、例えば、左右方向に見て、操舵輪の中心、すなわち車輪軸の中心よりも上方且つ後方に配置される。より詳細には、上ジョイント部材のボール部の中心は、例えば、車輪軸の中心よりも上方且つ後方に配置される。下ジョイント部材は、傾斜車両において、例えば、左右方向に見て、操舵輪の中心、すなわち車輪軸の中心よりも下方且つ前方に配置される。より詳細には、下ジョイント部材のボール部の中心は、例えば、車輪軸の中心よりも下方且つ前方に配置される。
 上ジョイント部材及び/又は下ジョイント部材において、ボールスタッドは、傾斜車両が直立状態のとき、例えば傾斜車両の前方に対して斜め下方を向く。傾斜車両の上面視において、ボールスタッドの半径方向は、傾斜車両が直立状態のとき、例えば傾斜車両の左右方向と平行又は略平行である。ボールスタッドの中心軸、すなわちジョイント軸線は、傾斜車両の上下方向に見て、例えば傾斜車両の前後方向と平行又は略平行である。ジョイント軸線は、傾斜車両が直立状態のとき、例えば傾斜車両の前方向に対して下方に傾く。水平方向が0度であるとして、ジョイント軸線は、例えば0度よりも大きく、90度よりも小さい範囲で傾斜車両の前方向に対して下方に傾く。下ジョイント部材のジョイント軸線は、左右方向に見て、例えば上ジョイント部材のジョイント軸線と平行又は略平行である。
 「成す角」は、2本の直線が直角以外の角度で交差する場合において、当該2本の直線で形成される交差角のうちの鋭角を指す。
 本発明によれば、操舵輪周りの強度の低下を抑制しつつ、操舵輪の傾斜角及び操舵角が大きく得られる。
図1(a)は、本実施形態の傾斜車両を概略的に示す左側面図であり、図1(b)は、操舵輪周辺の斜視図であり、図1(c)は、上ジョイント部材及び下ジョイント部材の配置を示す図である。 図2は、本実施形態の傾斜車両におけるボールジョイントの回転又は揺動範囲を示す側面図である。 図3(a)は、第2実施形態の傾斜車両における操舵輪、操舵輪支持部材、上ジョイント部材及び下ジョイント部材を示す側面図であり、図3(b)は、第3実施形態の傾斜車両における操舵輪、操舵輪支持部材、上ジョイント部材及び下ジョイント部材を示す側面図である。 図4(a)は、第4実施形態の傾斜車両における操舵輪、操舵輪支持部材、上ジョイント部材及び下ジョイント部材を示す側面図であり、図4(b)は、第5実施形態の傾斜車両における操舵輪、操舵輪支持部材、上ジョイント部材及び下ジョイント部材を示す側面図である。 図5(a)は、第7実施形態の傾斜車両における上ジョイント部材及び下ジョイント部材の配置を示す上面図であり、図5(b)は、第8実施形態の傾斜車両における操舵輪、操舵輪支持部材、上ジョイント部材及び下ジョイント部材を示す側面図である。 図6は、本実施形態の傾斜車両における上ジョイント部材及び下ジョイント部材の変形例を示す側面図である。
 以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態による傾斜車両の詳細について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、例示である。本発明は、以下に説明する実施の形態によって、何等、限定的に解釈されるものではない。
 <第1実施形態>
 図1を参照して、第1実施形態の傾斜車両1について説明する。図1(a)は、傾斜車両1を概略的に示す左側面図である。図1(b)は、傾斜車両1における操舵輪11,12周辺の斜視図である。図1(c)は、傾斜車両1における上ジョイント部材16及び下ジョイント部材17の配置を示す図である。
 傾斜車両1は、車体10と、2つの操舵輪11,12と、上アーム13と、下アーム14と、操舵輪支持部材15と、上ジョイント部材16と、下ジョイント部材17とを備える。車体10は、傾斜車両1の左右方向LRに傾斜可能である。操舵輪11は、車体10の左方に配置される。操舵輪11は、左前輪として機能する。操舵輪12は、車体10の右方に配置される。操舵輪12は、右前輪として機能する。左右方向LRにおいて、左の操舵輪11と、右の操舵輪12との間に、車体10が位置する。
 操舵輪11,12、操舵輪支持部材15、上アーム13、下アーム14、上ジョイント部材16及び下ジョイント部材17は、車体10の左方及び右方それぞれに配置される。ただし、左方に配置されたこれらの部材と、右方に配置されたこれらの部材とは、左右対称である。そのため、以下では、特に説明を加えない限り、車体10の右方に配置されたこれらの部材について説明する。
 上アーム13は、車体10から左右方向LRに伸びる。上アーム13は、上揺動軸線131周りに揺動可能である。上揺動軸線131は、傾斜車両1の前後方向FBに伸びる。上アーム13は、上揺動軸線131周りに揺動可能に車体10に取り付けられる。
 下アーム14は、車体10から左右方向LRに伸びる。下アーム14は、下揺動軸線141周りに揺動可能である。下揺動軸線141は、傾斜車両1の前後方向FBに伸びる。下アーム14は、下揺動軸線141周りに揺動可能に車体10に取り付けられる。
 操舵輪支持部材15は、操舵輪12を回転可能に支持する。より詳細には、操舵輪支持部材15は、操舵輪12を車輪軸周りに回転可能に支持する。
 上ジョイント部材16は、操舵輪支持部材15と、上アーム13とを連結する。上ジョイント部材16は、操舵輪12が、車体10とともに左右方向LRに傾斜軸線122周りに傾斜可能であり、且つ、キャスタ角を有する操舵軸線121周りに左右方向LRに操舵可能にする。
 下ジョイント部材17は、操舵輪支持部材15と、下アーム14とを連結する。下ジョイント部材17は、操舵輪12が、車体10とともに左右方向LRに傾斜軸線122周りに傾斜可能であり、且つ、キャスタ角を有する操舵軸線121周りに左右方向LRに操舵可能にする。
 上ジョイント部材16及び下ジョイント部材17の少なくとも一方は、ボールジョイントである。ボールジョイントは、ボール部161,171を有する。ボール部161,171は、操舵輪支持部材15と上アーム13及び下アーム14のうちの一方のアームとを連結するように操舵輪支持部材15と一方のアームとの間に介在する。ボールジョイントは、操舵輪12の傾斜及び操舵の時に、ボール部161,171を中心とした一方のアームに対する操舵輪支持部材15の相対変位を可能とするように構成される。
 本実施形態では、上ジョイント部材16及び下ジョイント部材17の両方が、ボールジョイントである。ただし、上ジョイント部材16及び下ジョイント部材17のうち一方のみがボールジョイントであってもよい。この場合、他方は、例えば、ユニバーサルジョイントであってもよい。
 上ジョイント部材16としてのボールジョイントは、操舵輪支持部材15と上アーム13とを連結するように、操舵輪支持部材15と上アーム13との間に介在する。上ジョイント部材16としてのボールジョイントは、操舵輪12の傾斜及び操舵の時に、ボール部161を中心とした上アーム13に対する操舵輪支持部材15の相対変位を可能とするように構成される。
 下ジョイント部材17としてのボールジョイントは、操舵輪支持部材15と下アーム14とを連結するように、操舵輪支持部材15と下アーム14との間に介在する。下ジョイント部材17としてのボールジョイントは、操舵輪12の傾斜及び操舵の時に、ボール部171を中心とした下アーム14に対する操舵輪支持部材15の相対変位を可能とするように構成される。
 ボールジョイントは、ボール部161,171の中心を通るボールジョイントのジョイント軸線162,172が、傾斜車両1の直立状態において、左右方向LRに見て、傾斜軸線122と、キャスタ角を有する操舵軸線121との両方と交差するように、操舵輪支持部材15に連結される。ジョイント軸線162、172は、傾斜軸線122と平行ではなく、操舵軸線121と平行でもない。
 図2は、ボールジョイントの回転又は揺動範囲を示す図である。ボールジョイントは、ボールスタッド163、173と、ホルダ165、175とを有する。ボールスタッド163、173は、ボール部161、171と、スタッド部164、174とを有する。
 ボール部161、171は、球形状を有する。スタッド部164、174は、柱形状を有する。スタッド部164、174は、例えば、円柱形状を有する。ボール部161、171は、スタッド部164、174の先端に設けられている。ホルダ165、175は、ボール部161、171を収容可能に構成されている。ホルダ165、175は、1つの開口部166、176を有する。実施形態において、開口部166、176は、円形を有する。開口部166、176は、例えば、真円である。
 ボール部161、171はホルダ165、175に収容される。スタッド部164、174が開口部166、176を介してホルダ165、175の外部へ突出する。図2では、スタッド部164、174が、基準位置に位置する。基準位置は、スタッド部164、174が軸線AL0と平行に延びる時におけるスタッド部164、174の位置である。スタッド部164,174の回転又は揺動範囲は、軸線AL0方向に見て、基準位置周りに点対称である。
 本実施形態において、軸線AL0は、ボール部161、171の中心と、開口部166、176の中心とを結ぶ直線を指す。ジョイント軸線162、172は、スタッド部164、174の中心を通る直線を指す。図2中では、軸線AL0と、ジョイント軸線162、172とが合致している。軸線AL2は、スタッド部164、174がホルダ165、175の開口部166、176と接触するようにスタッド部164、174が傾斜した時のジョイント軸線162、172の位置を指す。傾斜角α2は、軸線AL0に対する軸線AL2の傾斜角を指す。傾斜角α1は、軸線AL0に対する軸線AL1の傾斜角を指す。傾斜角α2は、傾斜角α1より大きい。
 ボールジョイントは、ジョイント軸線162,172が軸線AL0と合致する時に、ジョイント軸線162、172が軸線AL0周りに360度回転可能であるように構成されている。本明細書において、この状態を、ボールジョイントが軸線AL0周りに360度回転可能である、ともいう。ジョイント軸線162、172が軸線AL1周りに回転すると、ジョイント軸線162、172は円錐形状の軌跡を描く。当該円錐形状の頂点は、ボール部161,171の中心である。当該円錐形状は、軸線AL1を中心軸とするこの場合も、ボールジョイントは、軸線AL1周りに360度回転可能である。一方、ボールジョイントが軸線AL2周りに回転すると、ボールジョイントの回転が360度未満に制限される。この理由は、例えば、ボールジョイントのボールスタッド163、173が、回転の途中でホルダ165、175の開口部166、176に当たるためである。
 回転中心となる軸線のジョイント軸線162、172からの傾きが比較的小さい場合、ボールジョイントの回転範囲は、360度である。ボールジョイントの回転は、ボールジョイント自体により制限されない。軸線AL0、AL1は、この場合に該当する。一方、ボールジョイントの回転範囲がボールジョイント自体によって360度未満に制限される場合には、回転中心となる軸線のジョイント軸線162、172からの傾きが大きくなるほど、ボールジョイントの回転範囲は小さくなるように制限される。軸線AL2~AL5は、この場合に該当する。
 従来の傾斜車両では、ボールジョイントのジョイント軸線162,172が操舵輪12の操舵軸線121に沿っている。この場合、ステアリングが操作されると、ボールジョイントは、ジョイント軸線162,172周りに回転する。そのため、理論上、操舵輪12は360度操舵されることが可能である。
 一方、操舵輪12の傾斜軸線122は、左右方向LRに見て、操舵軸線121に対して所定の角度分大きく傾いている。ここでは、一例として、傾斜軸線122は、操舵軸線121に対して90度傾いているとする。この場合、操舵輪12が左右方向LRに傾斜すると、ボールジョイントは、ジョイント軸線162,172から90度傾いた軸線AL3周りに回転する。ボールジョイントの回転範囲は、回転中心となる軸線のジョイント軸線162,172に対する傾きが90度に近づくように大きくなるほど、小さくなる。そのため、ボールジョイントは、図2の紙面奥-手前方向にある程度回転するだけである。より具体的に、スタッド部164、174は、ボール部161、171の中心を中心として、開口部166、176内において、紙面奥-手前方向に旋回可能である。ボールジョイントを軸線AL0に沿う方向に見た場合、スタッド部164、174は、開口部166、176の径に相当する範囲内で往復動可能である。
 これに対し、傾斜車両1では、傾斜車両1が直立状態のとき、ボールジョイントのジョイント軸線162,172が、予め、操舵軸線121に対して傾いている。ジョイント軸線162,172が操舵軸線121に対して傾いているため、傾斜軸線122のジョイント軸線162,172に対する傾きが小さくなっている。そのため、上述した従来の傾斜車両と比べて、ボールジョイントは、傾斜軸線122周りにより大きな角度で回転することができる。その結果、操舵輪12を傾斜方向に大きく傾けることができる。加えて、アーム13,14と操舵輪支持部材15とをボールジョイントで連結することで、操舵輪支持部材15周りが多関節構造になることを抑制できる。よって、操舵輪12周辺の大型化を抑制し、十分な操舵角を有しつつ大きな傾斜角を得ることができる。
 <第2実施形態>
 図3(a)は、第2実施形態の傾斜車両における操舵輪、操舵輪支持部材、上ジョイント部材及び下ジョイント部材を示す側面図である。図3(a)は、右前輪である操舵輪12を左から見た図である。傾斜車両2において、ジョイント軸線162,172、傾斜軸線122及び操舵軸線121は、左右方向LRに見て、傾斜車両2の前方向Fに対して下方に傾いている。傾斜軸線122と操舵軸線121は、交点Pにおいて交わっている。ジョイント軸線162´、172´は、交点Pを通る位置に存在すると仮定されたジョイント軸線162、172である。
 傾斜軸線122及び操舵軸線121が前方向Fに対して下方に傾いている。これにより、傾斜軸線122と操舵軸線121との成す角βがより小さくなっている。そして、ジョイント軸線162´,172´が傾斜軸線122と操舵軸線121との間を通るように、上ジョイント部材16又は下ジョイント部材17が配置されている。
 この場合、傾斜軸線122とジョイント軸線162´,172´との成す角γ及び操舵軸線121とジョイント軸線162´,172´との成す角δが、より小さくなる。したがって、上ジョイント部材16又は下ジョイント部材17の傾斜軸線122周り及び操舵軸線121周りの回転範囲がより大きくなる。したがって、操舵輪12の傾斜角及び操舵角が大きく得られやすい。
 <第3実施形態>
 図3(b)は、第3実施形態の傾斜車両における操舵輪、操舵輪支持部材、上ジョイント部材及び下ジョイント部材を示す側面図である。図3(b)は、右前輪である操舵輪12を左から見た図である。傾斜車両3では、左右方向LRに見て、傾斜軸線122と操舵軸線121とは鋭角βを成す。左右方向LRに見て、交点Pを通るジョイント軸線162´,172´は、鋭角β内を通る。ジョイント軸線162´,172´は、傾斜軸線122と操舵軸線121との交点Pを通る位置に存在すると仮定された場合のジョイント軸線162、172である。
 ジョイント軸線162´,172´が鋭角β内を通ることで、傾斜軸線122のジョイント軸線162´,172´に対する傾き及び操舵軸線121のジョイント軸線162´,172´に対する傾きが、大きくなり過ぎない。そのため、ボールジョイントが傾斜軸線122周り及び操舵軸線121周りに大きく回転することができる。したがって、操舵輪12の傾斜角及び操舵角が大きく得られやすい。
 <第4実施形態>
 図4(a)は、第4実施形態の傾斜車両における操舵輪、操舵輪支持部材、上ジョイント部材及び下ジョイント部材を示す側面図である。図4(a)は、右前輪である操舵輪12を左から見た図である。傾斜車両4では、左右方向LRに見て、ジョイント軸線162,172が、傾斜軸線122と操舵軸線121との交点Pを通る位置に存在し、且つ傾斜軸線122と操舵軸線121とが成す角βを2等分する仮想線VL1が存在すると仮定される。この場合において、交点Pを通るジョイント軸線162´,172´は、傾斜軸線122及び操舵軸線121よりも仮想線VL1に近い位置を通る。
 このような構成の傾斜車両4では、ジョイント軸線162´,172´と傾斜軸線122との成す角γは、ジョイント軸線162´,172´と操舵軸線121との成す角δと近い角度を有する。そのため、ボールジョイントの傾斜軸線122周りの可動範囲と、操舵軸線121周りの可動範囲との差が小さくなる。したがって、操舵輪12の傾斜角及び操舵角がバランスよく得られる。
 <第5実施形態>
 図4(b)は、第5実施形態の傾斜車両における操舵輪、操舵輪支持部材、上ジョイント部材及び下ジョイント部材を示す側面図である。図4(b)は、右前輪である操舵輪12を左から見た図である。傾斜車両5では、上ジョイント部材16及び下ジョイント部材17の各々が、ボールジョイントである。上ジョイント部材16としてのボールジョイントが有するジョイント軸線162と、下ジョイント部材17としてのボールジョイントが有するジョイント軸線172とが成す角εは、0度より大きく、20度以下である。
 本実施形態の傾斜車両では、図1(b)に示すように、上アーム13にサスペンションが取り付けられている。上ジョイント部材16はサスペンションの荷重を支持する。下ジョイント部材17はサスペンションの荷重を支持しない。そのため、本実施形態では、下ジョイント部材17のサイズは、上ジョイント部材16よりも小さい。
 ボールジョイントの可動範囲は、ボールジョイントのサイズが小さいほど大きくなる。すなわち、下ジョイント部材17の可動範囲は、上ジョイント部材16の可動範囲より大きい。下ジョイント部材17及び上ジョイント部材16は、下ジョイント部材17の可動範囲が上ジョイント部材16の可動範囲を包含するように設けられている。加えて、ジョイント軸線172は、角εが0度より大きく20度以下であるようにジョイント軸線162に対して下方に傾斜している。本実施形態では、下ジョイント部材17の可動範囲が上ジョイント部材16の可動範囲を包含しているので、ジョイント軸線172がジョイント軸線162に対して傾斜しても、操舵輪12の傾斜角及び操舵角が小さくなることを抑制できる。
 また、下ジョイント部材17の可動範囲が大きくなることで、下ジョイント部材17の配置の自由度が高まる。その結果、操舵輪支持部材15周辺の各部材を配置するスペースが大きく得られる。よって、各部材の干渉を避けつつ、操舵輪12の傾斜角及び操舵角が大きく得られる。
 <第6実施形態>
 図2を参照して、第6実施形態の傾斜車両について説明する。この傾斜車両では、操舵軸線121に対するジョイント軸線162,172の向きは、操舵輪12が傾斜せずに操舵される場合におけるボールジョイントの最大回転角がボールジョイント自体によって360°未満に制限されるように設定されている。
 本実施形態では、操舵軸線121は、軸線AL4に沿っている。この場合、ボールジョイントは、軸線AL4周りに回転する。軸線AL4の傾きは、軸線AL2の傾きよりも大きい。軸線AL2は、上述の通りである。軸線AL4の傾きは、軸線AL3の傾き(90度)よりも小さい。紙面手前-奥へのボールジョイントの回転角度は、180度未満に制限される。紙面手前へのボールジョイントの回転角度も、180度未満に制限される。従って、操舵時のボールジョイントの最大回転角度は、ボールジョイント自体により、360度未満に制限される。そのため、操舵輪12の操舵角は、左方及び右方へ計360度未満に制限される。しかしながら、操舵輪12の操舵角は、実用上、360度得られる必要はない。
 一方、ジョイント軸線162、172に対する操舵軸線121の傾斜角が大きくなるにつれて、ジョイント軸線162、172に対する傾斜軸線122の傾斜角が小さくなる。本実施形態では、傾斜軸線122は、軸線AL5に沿っている。この場合、ジョイント軸線162,172が操舵輪12の操舵軸線121に沿っている場合(すなわち傾斜軸線が軸線AL3と合致している場合)と比べて、ボールジョイントがより大きく可動することができる。その結果、操舵輪12を傾斜方向により大きく傾けることができる。よって、十分な操舵角を有しつつ、より大きな傾斜角を得ることができる。
 本実施形態において、ボールジョイントは、例えば、下記(i)~(iv)のいずれか1つのように設けられてもよい。
(i)操舵時のボールジョイントの最大回転角度が、360度未満の範囲内に制限されることにより、傾斜時のボールジョイントの最大回転角度も、360度未満の範囲内で得られる。
(ii)操舵時のボールジョイントの最大回転角度が、60度以上180度未満の範囲内に制限されることにより、傾斜時のボールジョイントの最大回転角度が、60度以上180度未満の範囲内で得られる。
(iii)操舵時のボールジョイントの最大回転角度が、90度以上150度以下の範囲内に制限されることにより、傾斜時のボールジョイントの最大回転角度が、90度以上150度以下の範囲内で得られる。
(iv)操舵時のボールジョイントの最大回転角度が、105度以上135度以下の範囲内に制限されることにより、傾斜時のボールジョイントの最大回転角度が、105度以上135度以下の範囲内で得られる。
なお、操舵時のボールジョイントの最大回転角度は、操舵輪が傾斜せずに操舵される場合のボールジョイントの最大回転角度を指す。傾斜時のボールジョイントの最大回転角度は、操舵輪が操舵されずに傾斜する場合のボールジョイントの最大回転角度を指す。
 <第7実施形態>
 図5(a)は、第7実施形態の傾斜車両における上ジョイント部材及び下ジョイント部材の配置を示す上面図である。図5(a)は、傾斜車両6が直立状態である場合を示しており、操舵輪12が、傾斜もせず、操舵もされていない状態を示す。
 傾斜車両6では、上ジョイント部材16及び下ジョイント部材17の各々は、ボールジョイントである。傾斜車両6の上下方向UDに見て、上ジョイント部材16としてのボールジョイントが有するジョイント軸線162及び下ジョイント部材17としてのボールジョイントが有するジョイント軸線172は、傾斜車両6の前方に向かうにつれて車体10から離れる方向に傾いている。
 傾斜車両6が右方に旋回するとき、右前輪である操舵輪12は、内輪となり、左前輪より大きく右方に操舵される。上ジョイント部材16のジョイント軸線162及び下ジョイント部材17のジョイント軸線172は、傾斜車両6の前方に向かうにつれて車体10から離れる方向、すなわち前方向Fに対して右方に傾いている。言い換えれば、操舵輪12が内輪となる場合において、上ジョイント部材16のジョイント軸線162及び下ジョイント部材17のジョイント軸線172は、予め前方向Fに対して旋回方向に傾いている。
 上ジョイント部材16及び下ジョイント部材17は、ジョイント軸線162,172を中心に左方及び右方に等しく回転又は揺動できる。そのため、上ジョイント部材16及び下ジョイント部材17の旋回方向への可動範囲は、予め傾いている分、旋回方向と反対方向への可動範囲よりも大きい。したがって、この傾斜車両6によれば、操舵輪12が内輪となる場合において、旋回方向への操舵角を大きく得ることができる。よって、例えば、アッカーマン・ステアリング・ジオメトリを有する傾斜車両において、十分な操舵角を有しつつ、より大きな傾斜角を得ることができる。
 <第8実施形態>
 図5(b)は、第8実施形態の傾斜車両における操舵輪、操舵輪支持部材、上ジョイント部材及び下ジョイント部材を示す側面図である。図5(b)は、右前輪である操舵輪12を左から見た図である。傾斜車両7では、上揺動軸線131及び下揺動軸線141の少なくとも一方は、左右方向LRに見て、傾斜車両7の前方向Fに対して下方に傾いている。
 操舵輪12の傾斜軸線122は、キャスタ角を有するため、左右方向LRに見て、傾斜車両7の前方向Fに対して下方に傾いている。上揺動軸線131及び下揺動軸線141の少なくとも一方が前方向Fに対して下方に傾くことで、上揺動軸線131及び下揺動軸線141の中間線である傾斜軸線122が、下方に傾く、又は上方に大きく傾くことが抑制される。そのため、操舵軸線121と傾斜軸線122との成す角が大きくなりすぎず、上ジョイント部材16及び下ジョイント部材17が、操舵軸線121周りにも傾斜軸線122周りにも大きく回転することができる。
 また、上揺動軸線131及び下揺動軸線141のいずれかが下方に向くと、制動力により、揺動軸線が下方を向いているアームが上方に押し上げられる。よって、操舵輪12の操舵角及び傾斜角が大きく得られつつ、制動時の車両の前部の沈み込みを抑えるアンチノーズダイブ機能を発揮することができる。
 <変形例>
 上述の各実施形態では、上ジョイント部材16及び下ジョイント部材17は、各々のボールスタッドがボール部161,171から前斜め下方に伸びるように配置される場合について説明した。しかしながら、上ジョイント部材16及び下ジョイント部材17の配置は、これに限定されない。
 図6は、本実施形態の傾斜車両における上ジョイント部材及び下ジョイント部材の変形例を示す側面図である。図6は、右前輪である操舵輪12を左から見た図である。例えば、下ジョイント部材17は、ボールスタッドがボール部171から後斜め上方に伸びるように配置されてもよい。要するに、上ジョイント部材16及び下ジョイント部材17のジョイント軸線162,172が、左右方向LRに見て、操舵軸線121及び傾斜軸線122と交差するのであれば、上ジョイント部材16及び下ジョイント部材17の配置は特に限定されない。
 本明細書において記載と図示の少なくとも一方がなされた実施形態及び変形例は、本開示の理解を容易にするためのものであって、本開示の思想を限定するものではない。上記の実施形態及び変形例は、その趣旨を逸脱することなく変更・改良され得る。当該趣旨は、本明細書に開示された実施形態に基づいて当業者によって認識されうる、均等な要素、修正、削除、組み合わせ(例えば、実施形態及び変形例に跨る特徴の組み合わせ)、改良、変更を包含する。特許請求の範囲における限定事項は当該特許請求の範囲で用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきであり、本明細書あるいは本願のプロセキューション中に記載された実施形態及び変形例に限定されるべきではない。そのような実施形態及び変形例は非排他的であると解釈されるべきである。例えば、本明細書において、「好ましくは」、「よい」という用語は非排他的なものであって、「好ましいがこれに限定されるものではない」、「よいがこれに限定されるものではない」ということを意味する。
1-7 :傾斜車両
10  :車体
11,12:操舵輪
121 :操舵軸線
122 :傾斜軸線
13  :上アーム
131 :上揺動軸線
14  :下アーム
141 :下揺動軸線
15  :操舵輪支持部材
16  :上ジョイント部材
161 :ボール部
162 :ジョイント軸線
17  :下ジョイント部材
171 :ボール部
172 :ジョイント軸線
AL0-AL5:軸線
VL1 :仮想線

Claims (8)

  1. 傾斜車両の左右方向に傾斜可能な車体と、
     操舵輪と、
     前記車体から前記左右方向に伸びるとともに、前記傾斜車両の前後方向に伸びる上揺動軸線周りに揺動可能であるように前記車体に取り付けられた上アームと、
     前記車体から前記左右方向に伸びるとともに、前記前後方向に伸びる下揺動軸線周りに揺動可能であるように前記車体に取り付けられた下アームと、
     前記操舵輪を回転可能に支持する操舵輪支持部材と、
     前記操舵輪が、前記車体とともに前記左右方向に傾斜軸線周りに傾斜可能であり、且つ、キャスタ角を有する操舵軸線周りに前記左右方向に操舵可能であるように、前記操舵輪支持部材と、前記上アーム及び前記下アームとを連結する上ジョイント部材及び下ジョイント部材と
    を備え、
     前記上ジョイント部材及び前記下ジョイント部材の少なくとも一方は、ボールジョイントである、傾斜車両であって、
     前記ボールジョイントは、
     前記操舵輪支持部材と前記上アーム及び前記下アームのうちの一方のアームとを連結するように前記操舵輪支持部材と前記一方のアームとの間に介在するボール部を有し、
     前記操舵輪の傾斜及び操舵の時に、前記ボール部を中心とした前記一方のアームに対する前記操舵輪支持部材の相対変位を可能とするように構成され、
     前記ボール部の中心を通る前記ボールジョイントのジョイント軸線が、前記傾斜車両の直立状態において、前記左右方向に見て、前記傾斜軸線と、前記キャスタ角を有する前記操舵軸線との両方と交差するように、前記操舵輪支持部材に連結される、傾斜車両。
  2.  請求項1に記載の傾斜車両であって、
     前記ジョイント軸線、前記傾斜軸線及び前記操舵軸線は、前記左右方向に見て、前記傾斜車両の前方向に対して下方に傾いている、傾斜車両。
  3.  請求項1又は請求項2に記載の傾斜車両であって、
     前記左右方向に見て、前記傾斜軸線と前記操舵軸線とは鋭角を成し、
     前記左右方向に見て、前記ジョイント軸線が、前記傾斜軸線と前記操舵軸線との交点を通る位置に存在すると仮定された場合において、前記交点を通る前記ジョイント軸線は、前記鋭角内を通る、傾斜車両。
  4.  請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の傾斜車両であって、
     前記左右方向に見て、前記ジョイント軸線が、前記傾斜軸線と前記操舵軸線との交点を通る位置に存在し、且つ前記傾斜軸線と前記操舵軸線とが成す角を2等分する仮想線が存在すると仮定された場合において、前記交点を通る前記ジョイント軸線は、前記傾斜軸線及び前記操舵軸線よりも前記仮想線に近い位置を通る、傾斜車両。
  5.  請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の傾斜車両であって、
     前記上ジョイント部材及び前記下ジョイント部材の各々が、前記ボールジョイントであり、
    前記上ジョイント部材としての前記ボールジョイントが有する前記ジョイント軸線と、前記下ジョイント部材としての前記ボールジョイントが有する前記ジョイント軸線とが成す角は、0度より大きく、20度以下である、傾斜車両。
  6.  請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の傾斜車両であって、
     前記操舵軸線に対する前記ジョイント軸線の向きは、前記操舵輪が傾斜せずに操舵される場合における前記ボールジョイントの最大回転角度が前記ボールジョイント自体によって360°未満に制限されるように設定されている、傾斜車両。
  7.  請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の傾斜車両であって、
     前記上ジョイント部材及び前記下ジョイント部材の各々は、前記ボールジョイントであり、
     前記傾斜車両の上下方向に見て、前記上ジョイント部材としての前記ボールジョイントが有する前記ジョイント軸線及び前記下ジョイント部材としての前記ボールジョイントが有する前記ジョイント軸線は、前記傾斜車両の前方に向かうにつれて前記車体から離れる方向に傾いている、傾斜車両。
  8.  請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の傾斜車両であって、
     前記上揺動軸線及び前記下揺動軸線の少なくとも一方は、前記左右方向に見て、前記傾斜車両の前方向に対して下方に傾いている、傾斜車両。
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