JP2011137431A - 乗り物 - Google Patents

Abstract

【課題】走行風圧が小さくなる低速走行時においてもエンジンが要求する吸気量を迅速かつ十分に確保することができる、乗り物を提供する。
【解決手段】本発明の自動二輪車１０は、外部からエアを取り込むダクト構造１４と、ダクト構造１４から導かれるエアを浄化するフィルタ５６を有するエアクリーナ４８と、エアクリーナ４８から導かれるエアの流量を調節するスロットルバルブ７２，７４を有するスロットル装置５２と、スロットル装置５２から導かれるエアを吸い込む吸気ポート４６を有するエンジンＥとを備え、ダクト構造１４は、走行風圧を利用して外部からエアを取り込むメイン流入口９０と、メイン流入口９０からフィルタ５６に至るメイン流路Ｒ１と、外部からエアを取り込むサブ流入口９２と、フィルタ５６の上流側においてサブ流入口９２からのエアをメイン流路Ｒ１に合流させる合流部９４とを有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、走行風圧を利用して外部からエアを取り込むダクトを備える乗り物に関する。

自動二輪車等の乗り物に搭載されるエンジンは、燃焼室を有するシリンダヘッドを備えており、燃焼室の吸気ポートには、エアおよび燃料を燃焼室に導く吸気通路が接続されている。一般的な吸気通路は、エアクリーナのエアクリーナボックスと、吸気ダクトと、スロットル装置のスロットルボディとを、エアの流れの上流側からこの順に接続することによって構成されており、スロットルボディの内部には、吸気量を制御するスロットルバルブと燃料を噴射するインジェクタとが設けられている。

また、特許文献１に記載されているように、走行風圧（ラム圧）を利用してエアクリーナにエアを効率よく取り込む所謂「ラムエア方式」の吸気通路においては、エアクリーナボックスの吸気口から乗り物の前端部にまで延びるようにダクトが配設されており、当該ダクトの先端部に位置するエアの流入口が、走行風圧を受け易いように前方に向けられている。

特開２００７−６４０６１

「ラムエア方式」の吸気通路を用いた乗り物では、高速走行時には、走行風圧を利用してエンジン（燃焼室）にエアを効率よく取り込むことができるが、エアクリーナボックスの上流側に位置するダクトが長く、吸気通路の流路抵抗が大きいので、走行風圧が小さくなる低速走行時には、エンジンが要求する吸気量を十分に確保することが困難な場合があった。たとえば、コーナーの出口では、それに続く直線路に向けて加速するために、スロットルバルブを開いてエンジンに供給する吸気量を増大させる必要があるが、コーナーの出口では、低速であることから走行風圧が小さく、上記流路抵抗の影響を大きく受けるので、スロットルバルブを開いても、エンジンが要求する吸気量を迅速かつ十分に確保することが困難であった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、走行風圧が小さくなる低速走行時においてもエンジンが要求する吸気量を迅速かつ十分に確保することができる、乗り物を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の乗り物は、外部からエアを取り込むダクト構造と、前記ダクト構造から導かれるエアを浄化するフィルタを有するエアクリーナと、前記エアクリーナから導かれるエアの流量を調節するスロットルバルブを有するスロットル装置と、前記スロットル装置から導かれるエアを吸い込む吸気ポートを有するエンジンとを備え、前記ダクト構造は、走行風圧を利用して外部からエアを取り込むメイン流入口と、前記メイン流入口から前記フィルタに至るメイン流路と、外部からエアを取り込むサブ流入口と、前記フィルタの上流側において前記サブ流入口からのエアを前記メイン流路に合流させる合流部とを有する。

この構成では、メイン流入口およびサブ流入口の両方からエアを取り込むことができるので、吸気通路の流路抵抗を低減することができる。したがって、低速走行時に走行風圧が小さくなった場合でも、エンジンが要求する吸気量を迅速かつ十分に確保することが可能であり、たとえば、コーナーの出口から直線路に向けて加速する場合でも、優れた加速性能を得ることができる。

前記ダクト構造は、前記エアクリーナに接続され、前記メイン流路の少なくとも一部を構成するメインダクト部と、前記メインダクト部または前記エアクリーナに設けられ、前記サブ流入口から前記合流部に至るサブ流路を構成するサブダクト部とを有する。

この構成は、ダクト構造の具体的構造に関するものであり、サブダクト部は、メインダクト部およびエアクリーナのいずれに設けられてもよい。サブダクト部がエアクリーナに設けられる場合には、メイン流路（ダクト構造）の一部がエアクリーナによって構成される。

前記サブ流入口から前記合流部を経て前記フィルタに至る流路の長さは、前記メイン流路の長さよりも短くてもよい。

この構成では、サブ流入口から合流部を経てフィルタに至る流路（すなわちサブ流入口から取り込まれたエアが流れる流路）の長さが、メイン流路（すなわちメイン流入口から取り込まれたエアが流れる流路）の長さよりも短いので、当該流路の長さがメイン流路の長さと同じか、それよりも長い場合に比べて、吸気通路の流路抵抗をより低減することが可能であり、エンジンが要求する吸気量を、より迅速かつ十分に確保することができる。

前記サブ流入口と前記合流部との間のエアの流れを遮断可能な開閉バルブをさらに備えていてもよい。

この構成では、サブ流入口と合流部との間における不所望なエアの流れを開閉バルブによって遮断することができる。

前記開閉バルブは、前記サブダクト部を通じたエアの流れを遮断可能な位置に設けられたバルブ本体を有しており、前記バルブ本体は、前記エンジンの動作時に前記バルブ本体に直接作用するエアの圧力で開くように構成されていてもよい。

この構成では、バルブ本体を開閉させるための駆動機構や駆動源が不要となり、部品点数を削減することができる。

前記開閉バルブは、前記サブ流入口から前記合流部に向けて流れるエアの流れのみを許容するワンウェイバルブであってもよい。

この構成では、メイン流入口からメイン流路に取り込まれたエアが逆流してサブ流入口から外部に漏れるのを防止することが可能であり、スロットル装置の上流側における吸気通路の内圧が不所望に低下するのを防止することができる。したがって、たとえば、高速走行時にスロットルバルブを閉じた場合でも、メイン流入口から取り込まれるエアによってスロットル装置の上流側における吸気通路の内圧を高めることが可能であり、次にスロットルバルブを開いたときの加速性能を向上することができる。

前記メイン流入口は、前記サブ流入口よりも高い走行風圧が与えられるように配置されており、前記開閉バルブは、前記サブ流入口から前記合流部に向けて流れるエアの流れと、前記合流部から前記サブ流入口に向けて流れるエアの流れとを共に許容する少なくともツーウェイのバルブであってもよい。

一般に、高速走行時にスロットルバルブを閉じてエンジンブレーキをかけると、スロットル装置の上流側における吸気通路の内圧が高くなるが、この内圧が高くなり過ぎると、アイドリング開度にあるスロットルバルブの周囲からエンジン（燃焼室）に向けて流れるエアが増加するため、エンジンブレーキの効きが悪くなる。この点、上記構成では、サブ流入口に与えられる走行風圧が、メイン流入口に与えられる走行風圧よりも低くなっており、かつ、合流部からサブ流入口に向けて流れるエアの流れが許容されているので、吸気通路の内圧が高くなったときに、メイン流入口から取り込まれたエアをサブ流入口から逃すことが可能であり、吸気通路の内圧の過剰な上昇を抑制して、エンジンブレーキの効きをよくすることができる。

前記開閉バルブは、前記サブ流入口から前記合流部に向けて流れるエアの圧力により前記バルブ本体が開く第１動作に対して、第１対抗力で抗する第１対抗手段と、前記合流部から前記サブ流入口に向けて流れるエアの圧力により前記バルブ本体が開く第２動作に対して、前記第１対抗力よりも大きい第２対抗力で抗する第２対抗手段とを有しており、前記エンジンの停止時には、前記サブ流入口と前記合流部との間の連通を遮断する閉位置に前記バルブ本体が位置してもよい。

この構成では、第２動作に抗する第２対抗力が、第１動作に抗する第１対抗力よりも大きいので、スロットル装置の上流側における吸気通路の内圧を、第２対抗力で対抗できる範囲で高めることができ、また、当該内圧がそれ以上に上昇したときには、バルブ本体の第２動作によって開閉バルブを開くことができる。

前記第１対抗手段および前記第２対抗手段の少なくとも一方は、前記第１動作および前記第２動作の少なくとも一方によって弾性変形される弾性部材を有しており、前記弾性部材の弾性復元力が前記第１対抗力または前記第２対抗力として前記バルブ本体に作用してもよい。

この構成において、バルブ本体に第１動作または第２動作が発生すると、第１対抗手段または第２対抗手段の弾性部材が弾性変形され、その弾性復元力（すなわち弾性変形された弾性部材が自然状態に戻ろうとする力）が第１対抗力または第２対抗力としてバルブ本体に作用する。

前記メインダクト部は、前記メイン流入口を有する上流側ダクト部材と、前記上流側ダクト部材の下流側であって前記エアクリーナの上流側に配設される下流側ダクト部材とを有しており、前記サブダクト部は、前記下流側ダクト部材に一体的に設けられていてもよい。

乗り物の種類によっては、「サブダクト部を有する形式」と「サブダクト部を有さない形式」とが並存する場合があるが、上記構成では、サブダクト部が下流側ダクト部材に一体的に設けられているので、「サブダクト部を有する下流側ダクト部材」と「サブダクト部を有さない下流側ダクト部材」とを適宜選択して用いることによって、上記形式のいずれかを採用することができる。したがって、上流側ダクト部材およびエアクリーナ等の他の部品を共用することが可能であり、汎用性を高めることができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、メイン流入口およびサブ流入口の両方からエアを取り込むことができるので、吸気通路の流路抵抗を低減することが可能であり、走行風圧が小さくなる低速走行時においてもエンジンが要求する吸気量を迅速かつ十分に確保することができる。

図１は、第１実施形態に係る乗り物（自動二輪車）の全体構成を示す左側面図である。 図２は、吸気通路（ダクト構造、エアクリーナ、スロットル装置を含む。）の構成を示す平面図である。 図３は、エアクリーナおよびスロットル装置の構成を示す断面図である。 図４は、ダクト構造の構成を示す斜視図である。 図５は、ダクト構造の構成を示す分解斜視図である。 図６は、ダクト構造の一部であるサブダクト部および開閉バルブの構成を示す断面図である。 図７は、第２実施形態に係る乗り物（自動二輪車）における開閉バルブの構成を示す図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は斜視図である。 図８は、第３実施形態に係る乗り物（自動二輪車）における開閉バルブの構成を示す断面図である。 図９は、第４実施形態に係る乗り物（自動二輪車）における開閉バルブの構成を示す断面図である。 図１０は、第５実施形態に係る乗り物（自動二輪車）における開閉バルブの構成を示す断面図である。

以下、本発明に係る実施形態を図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明で用いる方向の概念は、乗り物（自動二輪車）に搭乗した運転者から見た方向を基準とする。

（第１実施形態）
［自動二輪車の全体構成］
図１は、第１実施形態に係る「乗り物」としての自動二輪車１０の全体構成を示す左側面図である。図１に示すように、自動二輪車１０は、メインフレーム１６と、メインフレーム１６の前部に設けられたヘッドパイプ１８と、メインフレーム１６の後部に設けられた左右一対のピボットフレーム２０とを備えており、ヘッドパイプ１８には、ステアリングシャフト（図示省略）が回転自在に挿通されており、当該ステアリングシャフトには、フロントフォーク２２およびハンドル２４が取り付けられている。そして、ピボットフレーム２０には、左右一対のスイングアーム２６が取り付けられており、フロントフォーク２２の下端部には、前輪２８が取り付けられており、スイングアーム２６の後端部には、後輪３０が取り付けられている。さらに、メインフレーム１６の上部には、燃料タンク３２およびシート３４が前後に並べて配設されており、燃料タンク３２の下方に位置するメインフレーム１６の中央部には、エンジンＥが搭載されており、エンジンＥの前方には、ラジエータ３５が配設されている。

図１に示すように、エンジンＥは、シリンダヘッド３６と、シリンダブロック３８と、クランクケース４０とを備えており、図示していないが、シリンダヘッド３６の内部には、燃焼室が構成されており、シリンダブロック３８の内部には、シリンダおよびピストンが収容されており、クランクケース４０の内部には、ピストンにより回転駆動されるクランクシャフトが収容されている。本実施形態のエンジンＥは、４サイクル並列４気筒のレシプロエンジンであり、４つの気筒（シリンダ）および燃焼室が左右方向に並んで配置されている。そして、４つの燃焼室のそれぞれに対応する排気ポート４２には、排気を排出する排気管４４が接続されており、４つの燃焼室のそれぞれに対応する吸気ポート４６には、空気と燃料との混合気を吸入する吸気通路１２が接続されている。

図２は、自動二輪車１０における吸気通路１２の構成を示す平面図であり、図３は、吸気通路１２の一部となるエアクリーナ４８およびスロットル装置５２の構成を示す断面図である。

図２および図３に示すように、吸気通路１２は、外部からエアを取り込むダクト構造１４と、ダクト構造１４を通して取り込まれたエアを浄化するエアクリーナ４８と、４つの吸気ダクト５０と、スロットル装置５２（図３）とを、エアの流れの上流側からこの順に接続することによって構成されており、吸気通路１２におけるエアクリーナ４８より下流側の部分は、４つの燃焼室のそれぞれに対応するように、４つの分岐通路１２ａ（図３）に分岐されている。

［エアクリーナの構成］
図３に示すように、エアクリーナ４８は、エアを取り込んでこれを浄化するとともに、当該エアを４つの分岐通路１２ａに分配するものであり、吸気通路１２の一部を構成するエアクリーナボックス５４と、エアクリーナボックス５４の内部を流れるエアを浄化するフィルタ５６とを有している。

エアクリーナボックス５４は、合成樹脂からなるロアケース５８と合成樹脂からなるアッパーケース６０とを接合することによって箱状に構成されており、ロアケース５８の内部空間Ｓ１とアッパーケース６０の内部空間Ｓ２との境界付近にフィルタ５６が配置されている。

ロアケース５８の前部には、吸気口５８ａが前方に向けて形成されており、ロアケース５８の後部には、４つの分岐通路１２ａに対応する４つの排気口５８ｂが左右方向に並んで下方に向けて形成されており、ロアケース５８の中央部には、吸気口５８ａから取り込んだエアをフィルタ５６および排気口５８ｂに向けて円滑に導くためのガイド面５８ｃが後方に向かうにつれて高くなるように傾斜して形成されている。また、ロアケース５８の前部外面における吸気口５８ａの上方に位置する部分には、エアクリーナボックス５４をヘッドパイプ１８に固定するための板状の固定部５９が前方に突出して形成されており、この固定部５９には、固定ねじ６１ａが挿通される孔５９ａが形成されている。

一方、アッパーケース６０におけるフィルタ５６に対向する部分（すなわち前部）６０ａは、その内面が中央部６０ｂに向かうにつれて高くなるように傾斜して形成されており、アッパーケース６０における排気口５８ｂに対抗する部分（後部）６０ｃは、その内面が中央部６０ｂの内面よりも低くなるように形成されており、これにより、フィルタ５６で浄化されたエアが、アッパーケース６０の内面に沿って、４つの排気口５８ｂのそれぞれに円滑に導かれるようになっている。また、後部６０ｃには、貫通孔６４ａを有する凹部６４が形成されており、貫通孔６４ａの周縁部には、筒状の燃料ガイド６４ｂがエアクリーナボックス５４の内部空間Ｓ２に向けて突出して形成されている。

そして、４つの排気口５８ｂのそれぞれには、上端部がファンネル状に形成された吸気ダクト５０が装着されており、凹部６４には、上流側インジェクタ６８の先端部が収容されている。上流側インジェクタ６８は、エアクリーナボックス５４の内部空間Ｓ２において吸気通路１２に燃料を噴射するものであり、上流側インジェクタ６８の先端部に形成された噴射口６８ａが凹部６４の貫通孔６４ａに嵌合されている。そして、この噴射口６８ａが燃料ガイド６４ｂを通して吸気通路１２（内部空間Ｓ２）に連通されている。したがって、吸気通路１２（内部空間Ｓ２）においては、フィルタ５６で浄化されたエアと、噴射口６８ａから噴射された燃料とが混合され、この混合気が４つの排気口５８ｂから４つの分岐通路１２ａに与えられる。

なお、ロアケース５８の内部空間Ｓ１は、フィルタ５６に向けてエアを導くメイン流路Ｒ１（図４）の一部であり、ロアケース５８がダクト構造１４の一部となっている。

［スロットル装置の構成］
図３に示すように、スロットル装置５２は、燃焼室（図示省略）に供給される空気および燃料の供給量を調整するものであり、吸気通路１２の一部を構成するスロットルボディ７０と、スロットルボディ７０の内部において、空気および燃料の流量を調整する下流側スロットルバルブ７２および上流側スロットルバルブ７４とを有している。

スロットルボディ７０は、エアクリーナ４８から吸気ダクト５０を通して与えられた空気および燃料を燃焼室に導く筒状部材であり、本実施形態では、４つのスロットルボディ７０が左右方向に並んで配置されている。スロットルボディ７０のそれぞれは、吸気ポート４６が接続される下流側筒状部７６と、吸気ダクト５０が接続される上流側筒状部７８とを有しており、上流側筒状部７８の内径は、下流側筒状部７６の内径よりも大きく設計されている。また、下流側筒状部７６の外側面には、貫通孔８０ａを有する凹部８０が形成されている。そして、下流側筒状部７６の内部には、下流側スロットルバルブ７２が配設されており、上流側筒状部７８の内部には、上流側スロットルバルブ７４が配設されており、凹部８０には、下流側インジェクタ８２の先端部が収容されている。

下流側スロットルバルブ７２は、運転者によって直接的に操作される弁（メインバルブ）であり、下流側スロットルバルブ７２には、スロットルワイヤ（図示省略）を介してアクセルグリップ（図示省略）が接続されており、アクセルグリップの操作量に応じて下流側スロットルバルブ７２の開度が調整される。一方、上流側スロットルバルブ７４は、制御ユニット（ＥＣＵ）等によって補助的に操作される弁（サブバルブ）であり、上流側スロットルバルブ７４には、駆動モータ（図示省略）が接続されており、制御ユニット（ＥＣＵ）で駆動モータが制御されることによって、上流側スロットルバルブ７４の開度が調整される。したがって、アクセルグリップを急激に操作して、下流側スロットルバルブ７２の開度を急激に変化させた場合でも、上流側スロットルバルブ７４によってエア流量の変化を円滑にすることができ、エンジンＥの回転数を円滑に変化させることができる。なお、コーナーの出口で加速する際には、下流側スロットルバルブ７２および上流側スロットルバルブ７４が共に大きく開かれ、エンジンブレーキをかける際には、少なくとも下流側スロットルバルブ７２が完全に閉じられる。ただし、下流側スロットルバルブ７２が完全に閉じられた状態（すなわちアイドリング開度）であっても、下流側スロットルバルブ７２の外周面とスロットルボディ７０の内周面との間には僅かに隙間が生じるので、スロットル装置５２の上流側における吸気通路１２の内圧が高くなり過ぎた場合には、当該隙間からエンジンＥ（燃焼室）に流れるエア（燃料を含む。）が多くなるおそれがある。

下流側インジェクタ８２は、スロットルボディ７０の内部空間Ｓ３において吸気通路１２に燃料を噴射するものであり、下流側インジェクタ８２の先端部に形成された噴射口８２ａが、凹部８０の貫通孔８０ａに嵌合されて、吸気通路１２（内部空間Ｓ３）に連通されている。したがって、吸気通路１２の各分岐通路１２ａ（内部空間Ｓ３）においては、エアクリーナ４８から吸気ダクト５０を通して与えられたエアおよび燃料と、噴射口８２ａから噴射された燃料とが混合され、この混合気が吸気ポート４６から燃焼室に与えられる。なお、上流側インジェクタ６８および下流側インジェクタ８２の燃料噴射量は、エンジンＥの負荷に応じて制御される。たとえば、エンジンＥが低負荷（低回転状態等）のときには、下流側インジェクタ８２からのみ燃料が噴射され、エンジンＥが高負荷（高回転状態）のときには、上流側インジェクタ６８および下流側インジェクタ８２の両方から燃料が噴射される。

［ダクト構造の構成］
図４は、ダクト構造１４の構成を示す斜視図であり、図５は、ダクト構造１４の構成を示す分解斜視図である。そして、図６は、ダクト構造１４の一部であるサブダクト部９８および開閉バルブ１００の構成を示す断面図である。

図４に示すように、ダクト構造１４は、エアクリーナ４８に供給するエアを外部から取り込むものであり、走行風圧（ラム圧）を利用して外部からエアを取り込むメイン流入口９０と、メイン流入口９０からフィルタ５６に至るメイン流路Ｒ１と、外部からエアを取り込むサブ流入口９２と、フィルタ５６の上流側においてサブ流入口９２からのエアをメイン流路Ｒ１に合流させる合流部９４と、サブ流入口９２から合流部９４に至るサブ流路Ｒ２とを有している。つまり、ダクト構造１４は、メイン流入口９０からフィルタ５６に至るメイン流路Ｒ１に加えて、メイン流路Ｒ１から分岐するサブ流路Ｒ２を有しており、メイン流入口９０およびサブ流入口９２の両方から吸気通路１２にエアを取り込むようになっている。

より詳細に説明すると、ダクト構造１４は、エアクリーナ４８に接続され、メイン流路Ｒ１の少なくとも一部を構成するメインダクト部９６と、メインダクト部９６またはエアクリーナ４８（本実施形態ではメインダクト部９６）に設けられ、サブ流入口９２から合流部９４に至るサブ流路Ｒ２を構成するサブダクト部９８と、開閉バルブ１００とを有している。なお、本実施形態では、エアクリーナボックス５４におけるロアケース５８の内部空間Ｓ１がメイン流路Ｒ１の一部になっているので、概念的には、ロアケース５８もダクト構造１４の一部に含まれる。

図５に示すように、メインダクト部９６は、エアクリーナボックス５４の吸気口５８ａから自動二輪車１０の前端部にまで延びるように配設された筒状部分であり、本実施形態では、メイン流入口９０を有する上流側ダクト部材１０２と、ヘッドパイプ１８に一体的に設けられたヘッドダクト部１０４と、上流側ダクト部材１０２およびヘッドパイプ１８の下流側であって、かつ、エアクリーナ４８の上流側に配設される下流側ダクト部材１０６とを有している。

上流側ダクト部材１０２は、その一方端部（すなわち前端部）にメイン流入口９０が設けられた筒状のダクト本体１０２ａを有しており、ダクト本体１０２ａの他方端部（すなわち後端部）には、挿し口１０８が形成されており、挿し口１０８には、固定ねじ６１ｂが挿通される少なくとも１つ（本実施形態では４つ）の孔１０８ａが形成されている。また、挿し口１０８の基端部外周には、受け口１１０（後述）の先端面に当接する環状のシール材１１１が装着されている。

ヘッドダクト部１０４は、ヘッドパイプ１８における孔１８ａの周囲に構成されたエア流路１０４ａと、ヘッドパイプ１８の前部側面に形成された吸気口１０４ｂと、ヘッドパイプ１８の後部側面に形成された排気口１０４ｃとを有しており、吸気口１０４ｂには、上流側ダクト部材１０２の挿し口１０８が挿し込まれる受け口１１０が形成されており、受け口１１０には、挿し口１０８の孔１０８ａに挿通された固定ねじ６１ｂが螺合される少なくとも１つ（本実施形態では４つ）のねじ孔１１０ａが形成されている。また、ヘッドパイプ１８における孔１８ａの後方に位置する部分の上面には、エアクリーナボックス５４の孔５９ａに挿通された固定ねじ６１ａが螺合されるねじ孔１０４ｄが形成されている。なお、ヘッドパイプ１８には、メインフレーム１６が一体的に形成されており、図４および図５では、メインフレーム１６の断面（図中の斜線で示した部分）がヘッドダクト部１０４の後方手前に表れている。

下流側ダクト部材１０６は、図３および図５に示すように、側面視で略台形状の筒状のダクト本体１０６ａを有しており、ダクト本体１０６ａの一方端部（すなわち前端部）には、ヘッドダクト部１０４の排気口１０４ｃに当接される環状のシール材１１２が装着されており、ダクト本体１０６ａの他方端部（すなわち後端部）には、エアクリーナボックス５４の吸気口５８ａに挿し込まれる挿し口１１４が形成されている。そして、挿し口１１４の基端部外周には、吸気口５８ａの内周縁に当接する環状のシール材１１６が装着されている。さらに、図３に示すように、下流側ダクト部材１０６の底部には、開口部１０６ｂが形成されており、この開口部１０６ｂに連通するように、サブダクト部９８が設けられている。

そして、ダクト構造１４においては、上流側ダクト部材１０２の挿し口１０８がヘッドダクト部１０４の受け口１１０に挿し込まれて、これらが固定ねじ６１ｂを用いて接続されている。また、下流側ダクト部材１０６の挿し口１１４がエアクリーナボックス５４の吸気口５８ａに挿し込まれるとともに、下流側ダクト部材１０６の前端部に装着されたシール材１１２がヘッドダクト部１０４の排気口１０４ｃに当接され、その状態を保持するように、エアクリーナボックス５４がヘッドパイプ１８に固定ねじ６１ａを用いて固定されている。つまり、下流側ダクト部材１０６は、これを固定するための特別な構成を有していないが、エアクリーナボックス５４とヘッドパイプ１８とで挾持されることによって、これらの間で確実に固定され得る。

図６は、サブダクト部９８および開閉バルブの構成を示す断面図である。図６に示すように、サブダクト部９８は、下流側ダクト部材１０６に対して一体的に設けられた断面略四角形のサブ流路Ｒ２を構成する筒状部材であり、下流側ダクト部材１０６の底部から下方に延びて形成された筒状の第１部分１１８と、第１部分１１８の下端部から前方に延びて筒状に形成され、その前端部にサブ流入口９２が設けられた第２部分１２０とを有している。第２部分１２０は、ヘッドパイプ１８の後方であって、かつ、ラジエータ３５の上方に位置する領域Ｑからエアを取り込む部分であり、本実施形態では、エアを効率よく吸い込むために、その流路断面積が前方に向かうにつれて徐々に拡大するような形状（ファンネル状、ラッパ状等）に形成されている。また、第２部分１２０の底面１２０ａは、サブ流入口９２から入り込んだ雨水等が自然に排出され得るように、前方に向かうにつれて低くなるように傾斜して形成されている。そして、サブダクト部９８の内部には、サブ流入口９２と合流部９４との間（すなわちサブ流路Ｒ２）のエアの流れを遮断可能な開閉バルブ１００が設けられている。

本実施形態では、メインダクト部９６のメイン流入口９０が、自動二輪車１０の前端部に配置されているのに対し、サブダクト部９８のサブ流入口９２が、領域Ｑに配置されているので、サブ流入口９２から合流部９４を経てフィルタ５６に至る流路（すなわちサブ流路Ｒ２を一部に含む流路）の長さは、メイン流路Ｒ１の長さよりも短くなっている。また、自動二輪車１０の前端部に配置されたメイン流入口９０では、領域Ｑに配置されたサブ流入口９２よりも高い走行風圧が与えられるようになっている。

［開閉バルブの構成］
図６に示すように、開閉バルブ１００は、サブダクト部９８を通じたエアの流れを遮断可能な位置（本実施形態では、サブ流入口９２の近傍に位置する第２部分１２０の前端部）に設けられたバルブ本体１３０を有しており、エンジンＥの動作時にバルブ本体１３０に直接作用するエアの圧力で自動的に開くように構成されている。本実施形態の開閉バルブ１００は、サブ流入口９２から合流部９４に向けて流れるエアの流れのみを許容する「ワンウェイバルブ」であり、具体的には以下のように構成されている。

すなわち、図６に示すように、開閉バルブ１００は、それが配置される閉位置Ｐ０（すなわちサブ流路Ｒ２を閉塞する位置）におけるサブ流路Ｒ２の流路断面とほぼ同じ形状を有する板状のバルブ本体１３０と、サブダクト部９８に設けられ、バルブ本体１３０の上端縁を回動可能に支持する支持部１３２と、サブダクト部９８に設けられ、合流部９４からサブ流入口９２に向けて流れるエアの圧力によりバルブ本体１３０が開く動作（以下、「第２動作」という。）を阻止するストッパ部材１３４と、サブダクト部９８に設けられ、サブ流入口９２から合流部９４に向けて流れるエアの圧力によりバルブ本体１３０が開く動作（以下、「第１動作」という。）に対して、第１対抗力Ｆ１で抗する「第１対抗手段」としてのばね１３６とを有している。したがって、開閉バルブ１００においては、第１対抗力Ｆ１よりも大きな負圧が吸気通路１２に発生したときに、サブ流入口９２からエアを取り込むことが可能であるが、それ以外のときには、バルブ本体１３０がばね１３６によってストッパ部材１３４に押圧されているので、吸気通路１２のエアがサブ流入口９２から漏出することはない。

なお、本実施形態では、「第１対抗手段」としてばね１３６が用いられているが、ばね１３６に代えてゴム等の弾性部材が用いられてもよい。また、バルブ本体１３０の重量を利用して、バルブ本体１３０をストッパ部材１３４に当接させることができる場合には、ばねやゴム等の弾性部材を省略してもよい。この場合には、バルブ本体１３０の重量が「第１対抗手段」として機能する。

そして、本実施形態の「バルブ本体１３０が開く動作」は、具体的には「バルブ本体１３０が閉位置Ｐ０から合流部９４側、或いは、サブ流入口９２側に向けて動く動作」であるが、開閉バルブの種類によっては、他の動作方式でバルブ本体が開かれてもよい（後に説明する他の実施形態でも同じ。）。

［自動二輪車の動作］
自動二輪車１０のエンジンＥを停止している状態では、開閉バルブ１００のバルブ本体１３０は、サブ流入口９２と合流部９４との間の連通を遮断する閉位置Ｐ０に位置している。したがって、サブ流路Ｒ２は、バルブ本体１３０によって完全に閉塞されており、雨水等がサブ流路Ｒ２に入り込むのを防止することができる。

エンジンＥの運転により吸気通路１２が負圧になると、バルブ本体１３０の上記第１動作によってばね１３６が弾性変形され、開閉バルブ１００が開いてサブ流入口９２から空気が取り込まれる。また、自動二輪車１０の走行によりメイン流入口９０に走行風圧が与えられると、その走行風圧を利用してメイン流入口９０からエアが取り込まれる。つまり、走行時には、メイン流入口９０およびサブ流入口９２の両方から効率よくエアが取り込まれる。

また、コーナーの出口では、低速であることから走行風圧が小さくなるが、本実施形態では、メイン流入口９０およびサブ流入口９２の両方からエアを取り込むことができ、特に、サブ流入口９２からは流路長の短い（すなわち流路抵抗が小さい）流路を通じてエアを迅速に取り込むことができるので、低速走行時においても、エンジンが要求する吸気量を迅速かつ十分に確保することができる。

高速走行時にスロットルバルブ７２，７４を閉じた場合には、メイン流入口９０から取り込まれるエアによってスロットル装置５２の上流側における吸気通路１２の内圧が上昇するが、開閉バルブ１００によってサブ流入口９２から内圧が漏れるのを防止することができるので、次にスロットルバルブ７２，７４を開いたときの加速性能を向上することができる。

そして、開閉バルブ１００では、バルブ本体１３０がエンジンＥの動作時にバルブ本体１３０に直接作用するエアの圧力で開くように構成されているので、バルブ本体１３０を開閉させるための駆動機構や駆動源が不要となり、部品点数を削減することができる。

さらに、本実施形態では、サブダクト部９８が下流側ダクト部材１０６に一体的に設けられているので、「サブダクト部９８を有する下流側ダクト部材１０６」と「サブダクト部９８を有さない下流側ダクト部材（図示省略）」とを適宜選択して用いることによって、設計変更等における他の部品の汎用性を高めることができる。

（第２，３実施形態）
図７は、第２実施形態に係る自動二輪車における開閉バルブ１４０の構成を示す図であり、図７（Ａ）は断面図、図７（Ｂ）は斜視図である。第１実施形態では、サブ流路Ｒ２のエアの流れを遮断可能な開閉バルブ１００が、サブ流入口９２から合流部９４に向けて流れるエアの流れのみを許容する「ワンウェイバルブ」として構成されているが、第２実施形態で用いられる開閉バルブ１４０は、その逆方向のエアの流れをも許容する「ツーウェイバルブ」として構成されている。

図７に示すように、開閉バルブ１４０は、それが配置される閉位置Ｐ０（すなわちサブ流路Ｒ２を閉塞する位置）におけるサブ流路Ｒ２の流路断面とほぼ同じ形状を有する板状のバルブ本体１４２と、サブダクト部９８に設けられ、バルブ本体１４２の上端縁を回動可能に支持する支持部１４４と、サブダクト部９８に設けられ、サブ流入口９２から合流部９４（図３、図４）に向けて流れるエアの圧力によりバルブ本体１４２が閉位置Ｐ０から合流部９４側に向けて動く動作（すなわち第１動作）に対して、第１対抗力Ｆ１で抗する「第１対抗手段」としての第１ばね１４６と、合流部９４からサブ流入口９２に向けて流れるエアの圧力によりバルブ本体１４２が閉位置Ｐ０からサブ流入口９２側に向けて動く動作（すなわち第２動作）に対して、第１対抗力Ｆ１よりも大きい第２対抗力Ｆ２で抗する「第２対抗手段」としての第２ばね１４８とを有している。第１ばね１４６および第２ばね１４８は、バルブ本体１４２が所定幅を有する閉位置Ｐ０に位置するときには、バルブ本体１４２に対する付勢力は作用しないが、バルブ本体１４２が閉位置Ｐ０を越えて移動しようとしたときには、いずれか一方がバルブ本体１４２に押されて弾性変形され、弾性復元力（すなわち第１対抗力Ｆ１および第２対抗力Ｆ２）が作用するように構成されている。つまり、バルブ本体１４２が閉位置Ｐ０に位置するときには、第１ばね１４６および第２ばね１４８は、共に自然状態（すなわち弾性変形していない状態）になっている。

閉位置Ｐ０の幅は、第１ばね１４６および第２ばね１４８の製造時や組付け時に生じる公差が原因で生じるものであり、この幅を完全に解消することは困難である。そこで、第２実施形態では、サブダクト部９８の底部内面に、バルブ本体１４２の端縁１４２ａと対抗する円弧状の座面１４９を形成し、この座面１４９によってバルブ本体１４２の端縁１４２ａと座面１４９との距離を一定に保持し、開閉バルブ１４０の性能の安定化を図っている。

第２実施形態では、第２動作に抗する第２対抗力Ｆ２が、第１動作に抗する第１対抗力Ｆ１よりも大きいので、スロットル装置５２の上流側における吸気通路１２の内圧を、第２対抗力Ｆ２で対抗できる範囲で高めることができ、また、当該内圧がそれ以上に上昇したときには、バルブ本体１４２の第２動作を許容することによって、当該内圧をサブ流入口９２から逃すことができる。したがって、高速走行時にスロットルバルブ７２，７４を閉じてエンジンブレーキをかけるときには、スロットル装置５２の上流側における吸気通路１２の内圧が高くなり過ぎるのを防止することが可能であり、アイドリング開度にあるスロットルバルブ７２，７４の周囲からエンジンＥ（燃焼室）に向けて流れる混合気の量を抑制して、エンジンブレーキの効きをよくすることができる。

なお、「第１対抗手段」としての第１ばね１４６および「第２対抗手段」としての第２ばね１４８のいずれか一方または両方は、ゴム等の他の弾性部材に変更されてもよい。また、バルブ本体１４２の重量を利用して、バルブ本体１４２を閉鎖することができる場合には、「第１対抗手段」および「第２対抗手段」の一方は省略されてもよい。この場合には、バルブ本体１４２の重量が「第１対抗手段」および「第２対抗手段」として機能する。

そして、第２実施形態の上記効果を得るためには、開閉バルブ１４０は、少なくとも上記２方向のエアの流れを許容する「少なくともツーウェイのバルブ」として構成されていればよく、たとえば、他の１方向のエアの流れをも許容する「スリーウェイバルブ」として構成されていてもよい。

図８は、「第１対抗手段」および「第２対抗手段」の両方をゴムからなる弾性対抗部材１５２，１５４で形成した第３実施形態に係る開閉バルブ１５０であり、開閉バルブ１５０の他の構成は、上記開閉バルブ１４０（図７）と同様である。

（第４，５実施形態）
図９は、第４実施形態に係る自動二輪車における開閉バルブ１６０の構成を示す断面図であり、図１０は、第５実施形態に係る自動二輪車における開閉バルブ１７０の構成を示す断面図である。

上述の各実施形態では、図６、図７および図８に示すように、開閉バルブ１００，１４０，１５０がサブ流入口９２の近傍に位置する第２部分１２０の前端部に設けられているが、開閉バルブは、「ワンウェイ」および「ツーウェイ」の形式にかかわらず、サブダクト部を通じたエアの流れを遮断可能な位置に設けられていればよく、たとえば、第４実施形態に係る開閉バルブ１６０（図９）のように、下流側ダクト部材１０６の底部内面に、開口部１０６ｂを開閉可能に閉塞するように設けられていてもよい。また、第５実施形態に係る開閉バルブ１７０（図１０）のように、エアクリーナボックス５４におけるロアケース５８（第５実施形態ではガイド面５８ｃ）に孔状のサブダクト部１７２が形成され、ロアケース５８の内面に、サブダクト部１７２を開閉可能に閉塞するように設けられていてもよい。なお、開閉バルブ１６０，１７０は、ゴム等の弾性材料からなる板状のバルブ本体１６０ａ，１７０ｂの端部を、リベット等のような固定部材１６２，１７４で固定したものであり、サブ流入口９２から取り込まれるエアの流れは許容するが、その逆方向のエアの流れは許容しない「ワンウェイバルブ」である。

以上のように、本発明に係る乗り物によれば、走行風圧が小さくなる低速走行時においてもエンジンが要求する吸気量を迅速かつ十分に確保することができ、この効果の意義を発揮できる自動二輪車や小型滑走艇（ＰＷＣ）等の乗り物に広く適用すると有益である。

Ｅ… エンジン
Ｒ１… メイン流路
Ｒ２… サブ流路
１０… 自動二輪車（乗り物）
１２… 吸気通路
１４… ダクト構造
１８… ヘッドパイプ
３５… ラジエータ
４８… エアクリーナ
５２… スロットル装置
５４… エアクリーナボックス
５６… フィルタ
５８ｂ… 排気口
７２… 下流側スロットルバルブ
７４… 上流側スロットルバルブ
９０… メイン流入口
９２… サブ流入口
９４… 合流部
９６… メインダクト部
９８… サブダクト部
１００… 開閉バルブ
１０２… 上流側ダクト部材
１０４… ヘッドダクト部材
１０６… 下流側ダクト部材
１１８… 第１部分
１２０… 第２部分
１３０… バルブ本体
１３２… 支持部
１３４… ストッパ部材
１３６… ばね

Claims (10)

1. 外部からエアを取り込むダクト構造と、
   前記ダクト構造から導かれるエアを浄化するフィルタを有するエアクリーナと、
   前記エアクリーナから導かれるエアの流量を調節するスロットルバルブを有するスロットル装置と、
   前記スロットル装置から導かれるエアを吸い込む吸気ポートを有するエンジンとを備え、
   前記ダクト構造は、走行風圧を利用して外部からエアを取り込むメイン流入口と、前記メイン流入口から前記フィルタに至るメイン流路と、外部からエアを取り込むサブ流入口と、前記フィルタの上流側において前記サブ流入口からのエアを前記メイン流路に合流させる合流部とを有する、乗り物。
2. 前記ダクト構造は、前記エアクリーナに接続され、前記メイン流路の少なくとも一部を構成するメインダクト部と、前記メインダクト部または前記エアクリーナに設けられ、前記サブ流入口から前記合流部に至るサブ流路を構成するサブダクト部とを有する、請求項１に記載の乗り物。
3. 前記サブ流入口から前記合流部を経て前記フィルタに至る流路の長さは、前記メイン流路の長さよりも短い、請求項１または２に記載の乗り物。
4. 前記サブ流入口と前記合流部との間のエアの流れを遮断可能な開閉バルブをさらに備える、請求項１ないし３のいずれかに記載の乗り物。
5. 前記開閉バルブは、前記サブダクト部を通じたエアの流れを遮断可能な位置に設けられたバルブ本体を有しており、
   前記バルブ本体は、前記エンジンの動作時に前記バルブ本体に直接作用するエアの圧力で開くように構成されている、請求項４に記載の乗り物。
6. 前記開閉バルブは、前記サブ流入口から前記合流部に向けて流れるエアの流れのみを許容するワンウェイバルブである、請求項５に記載の乗り物。
7. 前記メイン流入口は、前記サブ流入口よりも高い走行風圧が与えられるように配置されており、
   前記開閉バルブは、前記サブ流入口から前記合流部に向けて流れるエアの流れと、前記合流部から前記サブ流入口に向けて流れるエアの流れとを共に許容する少なくともツーウェイのバルブである、請求項５に記載の乗り物。
8. 前記開閉バルブは、前記サブ流入口から前記合流部に向けて流れるエアの圧力により前記バルブ本体が開く第１動作に対して、第１対抗力で抗する第１対抗手段と、前記合流部から前記サブ流入口に向けて流れるエアの圧力により前記バルブ本体が開く第２動作に対して、前記第１対抗力よりも大きい第２対抗力で抗する第２対抗手段とを有しており、
   前記エンジンの停止時には、前記サブ流入口と前記合流部との間の連通を遮断する閉位置に前記バルブ本体が位置する、請求項７に記載の乗り物。
9. 前記第１対抗手段および前記第２対抗手段の少なくとも一方は、前記第１動作および前記第２動作の少なくとも一方によって弾性変形される弾性部材を有しており、前記弾性部材の弾性復元力が前記第１対抗力または前記第２対抗力として前記バルブ本体に作用する、請求項８に記載の乗り物。
10. 前記メインダクト部は、前記メイン流入口を有する上流側ダクト部材と、前記上流側ダクト部材の下流側であって前記エアクリーナの上流側に配設される下流側ダクト部材とを有しており、
    前記サブダクト部は、前記下流側ダクト部材に一体的に設けられている、請求項１ないし９のいずれかに記載の乗り物。

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