JP2014238017A - 自動二輪車のエアクリーナ構造 - Google Patents

Abstract

【課題】空力特性と乗車時の自由度の双方の向上に優れた効果を発揮する自動二輪車のエアクリーナ構造を提供する。
【解決手段】エアクリーナ本体１１は側面視で車体フレーム１０１と重なる部分が底面部よりも上面部が狭い形状を有する。車体フレーム１０１の内面に沿って略均一の隙間を持つように形成され、エアクリーナ本体１１はエンジン１１６の搭載前に、車体フレーム１０１の下方から挿入して車体フレーム１０１に固定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、典型的にはステアリングヘッドパイプから後斜め下方に延設された車体フレームにエンジンを搭載する自動二輪車において、そのエンジン上方に配置されるエアクリーナの構造に関する。

一般的に自動二輪車等の車両の空力特性（空気抵抗係数ＣＤ（Coefficient of Drag）×前面投影面積Ａ）を向上させる方法として、車体フレームの幅を狭くして乗員もしくはライダーの肘や膝を内側に窄めて入れることが効果的である。特に並列多気筒エンジン等の左右幅の広いエンジンを搭載するものにあっては、そのままでは車体フレームの幅が広がってしまう。とりわけエンジン上方に搭載されたエアクリーナを車体フレーム上方から脱着する構造とした場合、車体フレームの上部開口はエアクリーナ以上の大きさが必要で幅が広くなる。このためライダーの肘や膝を車両内側に入れることができないので、前面投影面積が大きくなり空力性能が低下する。また、ライダー乗車時の自由度も低下するため、長時間の走行疲労度が大きくなる。

例えば特許文献１に開示される自動二輪車では、空力性能向上及びライダー乗車時の自由度を拡大するための技術が開示されている。この例ではエアクリーナボックス一体のモノコックフレームを採用することで車体フレームの幅を詰めている。

特開２００７−７６５５３号公報

特許文献１のようなモノコックフレームはコンパクトな車両を作るには有効な手段ではあるが、車体フレームの剛性コントロールが難しい構造となっている。一方、レーサー等の高速性能を要求される車両にあっては、高剛性に優れた従来型のツインスパーフレームが最適である。ところが、ツインスパーフレームに並列多気筒エンジンを搭載する場合、エアクリーナを車体フレーム上方から着脱する構造は、そのままでは実質的に空力特性等に適したものは言えなくなる。

本発明はかかる実情に鑑み、空力特性と乗車時の自由度の双方の向上に優れた効果を発揮する自動二輪車のエアクリーナ構造を提供することを目的とする。

本発明の自動二輪車のエアクリーナ構造は、ステアリングヘッドパイプから後斜め下方に延設された車体フレームにエンジンを搭載し、前記エンジンの上方に配置されたエアクリーナとエンジン燃焼室とを繋ぐ通路にスロットルボディを縦置きに配置して、前記エアクリーナの一部が、上面を内側に絞り込む形状の前記車体フレームと側面視で重なって配置された自動二輪車において、エアクリーナ本体は側面視で前記車体フレームと重なる部分が底面部よりも上面部が狭い形状を有すると共に、前記車体フレームの内面に沿って略均一の隙間を持つように形成され、前記エアクリーナ本体は前記エンジンの搭載前に、前記車体フレームの下方から挿入して前記車体フレームに固定されることを特徴とする。

また、本発明の自動二輪車のエアクリーナ構造において、前記エアクリーナは前記エアクリーナ本体の上部には開口部が開設され、この開口部にシール部材を介して載置されたエアクリーナ上蓋が締結され、前記エアクリーナ本体と前記エアクリーナ上蓋の合せ面は側面視において、前記車体フレームの上面よりも上方に配設されることを特徴とする。

また、本発明の自動二輪車のエアクリーナ構造において、前記エアクリーナ本体は車体上面視において前記車体フレームに内包されると共に、前記エアクリーナ上蓋及びその前記エアクリーナ本体との締結部は車体上面視において、前記車体フレームの内面から覗くように配置されることを特徴とする。

本発明によれば、好適には車体フレームの上面部を内側に絞り込むツインスパーフレームに、底面部よりも上面部が狭い形状としたエアクリーナをエンジン搭載前に固定することにより、空力特性と乗車時の自由度を向上させた並列多気筒エンジン搭載の車両を提供することができる。

本発明の実施形態に係る自動二輪車の側面図である。 本発明の実施形態における車体フレームにエンジンユニット及びエアクリーナが搭載された状態の側面図である。 本発明の実施形態における車体フレームにエンジンユニット及びエアクリーナが搭載された状態の上面図である。 （Ａ）は図２のＩ−Ｉ線に沿う断面図及び（Ｂ）は（Ａ）のＸ部拡大断面図である。 図３のII−II線に沿う断面図である。 本発明の実施形態における底板等取付け時のエアクリーナの分解斜視図である。 本発明の実施形態における底板等取外し時のエアクリーナの分解斜視図である。 本発明の実施形態におけるエアクリーナ等の組付工程を示す斜視図である。

以下、図面に基づき、本発明における自動二輪車のエアクリーナ構造の好適な実施の形態を説明する。
図１は、本発明の適用例としての自動二輪車１００の側面図である。先ず、図１を用いて、自動二輪車１００の全体構成について説明する。なお、図１を含め、以下の説明で用いる図においては、必要に応じて車両の前方を矢印Ｆｒにより、車両の後方を矢印Ｒｒにより示し、また、車両の側方右側を矢印Ｒにより、車両の側方左側を矢印Ｌにより示す。

図１において鋼製或いはアルミニウム合金材でなる車体フレーム１０１（メインフレーム）の前部には、ステアリングヘッドパイプ１０２によって左右に回動可能に支持された左右２本のフロントフォーク１０３が設けられる。フロントフォーク１０３の上端にはハンドルバー１０４が固定され、ハンドルバー１０４の両端にグリップ１０５を有する。フロントフォーク１０３の下部には前輪１０６が回転可能に支持されると共に、前輪１０６上部を覆うようにフロントフェンダ１０７が固定される。前輪１０６は、前輪１０６と一体回転するブレーキディスク１０８を有している。

車体フレーム１０１はステアリングヘッドパイプ１０２の後部に一体的に結合し、後方に向けて左右一対で二又状に分岐し、ステアリングヘッドパイプ１０２から後下方に拡幅しながら延設する。本例では高速性能を要求される車両に好適なものとして採用される所謂、ツインスパーフレームとする。なお、車体フレーム１０１の後部付近から、後上りに適度に傾斜してシートレール１０１Ａが後方へ延出し、後述するシートを支持する。また、車体フレーム１０１の後部にはスイングアーム１０９が揺動可能に結合すると共に、両者間にリヤショックアブソーバ１１０が装架される。スイングアーム１０９の後端には後輪１１１が回転可能に支持される。後輪１１１は、後述するエンジンの動力を伝達するチェーン１１２が巻回されたドリブンスプロケット１１３を介して、回転駆動される。後輪１１１の直近周囲にはその前上部付近を覆うインナフェンダ１１４が設けられると共に、そのインナフェンダ１１４の上方にはリヤフェンダ１１５が配置されてよい。

車体フレーム１０１に搭載されたエンジンユニット１１６には、図示しないエアクリーナ及び燃料供給装置からそれぞれ供給される空気及び燃料でなる混合気が供給されると共に、エンジン内での燃焼後の排気ガスがエキゾーストパイプを通って、マフラ１１７から排気される。エンジンユニット１１６の上方には燃料タンクが搭載されるが、この燃料タンクはタンクカバー１１８によって覆われる。燃料タンクの後方にシート１１９が連設される。

車両外装において、フェアリング１２０及びサイドカウル１２１によって車両の主に前部及び側部が覆われ、車両後部にはサイドカバーあるいはシートカウル１２２が被着し、これらの外装部材により所謂、流線型を有する車両の外観フォルムが形成される。

本実施形態において、エンジンユニット１１６のエンジンは例えば４サイクル多気筒、典型的には並列４気筒エンジンであってよい。ここで、この実施形態におけるエンジンユニット１１６は図２に示されるように、クランクケース１１６Ａの上部に順次シリンダブロック１１６Ｂ、シリンダヘッド１１６Ｃ及びシリンダヘッドカバー１１６Ｄが一体的に結合してなる。また、エンジンユニット１１６は複数のエンジンマウントを介して車体フレーム１０１に懸架されることで車体フレーム１０１に一体的に結合支持され、それ自体で車体フレーム１０１の剛性部材として作用する。

図２及び図３において、ステアリングヘッドパイプ１０２から後方やや下方へ向けて左右一対の車体フレーム１０１が延出する。図３に示されるように車体フレーム１０１は左右の内面相互間の幅が、ステアリングヘッドパイプ１０２から後方へ向けて滑らかに次第に増加し、部分的ではあるが典型的には卵型あるいは水滴状を呈する内空間もしくはスペースを有している。車体フレーム１０１は図２のようにステアリングヘッドパイプ１０２の軸方向長と略同等程度の上下方向幅を有する。この場合、図４に示されるように車体フレーム１０１の上面側が下面側よりも幅狭に形成され、即ちその上面を内側に絞り込む形状でハの字状となっている。つまり上面側の内幅ｗ₁が下面側の内幅ｗ₂よりも小さく設定される。

上記のような形態を有する車体フレーム１０１の左右間に形成される内空間もしくはスペース内に、図４及び図５等のようにエアクリーナ１０が収容配置される。エアクリーナ１０とエンジンユニット１１６、特にシリンダヘッド１１６Ｃとは、吸気装置を構成するスロットルボディにより接続される。エアクリーナ１０により清浄化された空気は吸気装置によって吸気されると共に、燃料供給装置から燃料が供給され、これにより所定混合比の混合気がシリンダヘッド１１６Ｃのインテークポートに送給される。図２からも分かるようにエアクリーナ１０はシリンダヘッド１１６Ｃの上方に位置している。インテークポートに連通するエンジン燃焼室とエアクリーナ１０とを繋ぐ吸気通路には、図２あるいは図５に示されるようにスロットルボディ１２３が略鉛直方向に縦置きで配置され、即ち本例ではダウンドラフト型の吸気構造を有する。

ここで、図６及び図７は本実施形態におけるエアクリーナ１０の具体的構成例を示している。エアクリーナ１０は上下に２分割構成されたエアクリーナ本体１１とエアクリーナ上蓋１２とからなり、両者が一体に結合して概して変形箱型を呈する。エアクリーナ本体１１の前面、上面及び底面にはそれぞれ開口部１１ａ，１１ｂ，１１ｃが開設される。このうちエアクリーナ本体１１の上面の開口部１１ｂにはシール部材１３（図５）が装着されてエアクリーナ上蓋１２が載置され、両者をボルト締結することで開口部１１ｂが塞がれる。この場合、図６及び図７のように複数（この例では４つ）の締結部１４を有し、エアクリーナ本体１１には締結用ボス１４Ａが形成され、ボルト１５が螺合するネジ部を有する。また、エアクリーナ上蓋１２には締結用フランジ部１４Ｂが突設され、この締結用フランジ部１４Ｂにボルト１５が挿通する開孔を有する。４つの締結部１４の締付によりエアクリーナ本体１１及びエアクリーナ上蓋１２が剛固に結合される。

エアクリーナ本体１１の前面の開口部１１ａは図４（Ａ）のように左右方向に長く形成され、図４及び図５等に示される吸気ダクト１２４から開口部１１ａに空気が導入される。図５のようにステアリングヘッドパイプ１０２の前部には吸気ダクト１２４に連通する吸気口１２５が開口している。吸気ダクト１２４は吸気口１２５からステアリングヘッドパイプ１０２の左右両側から回り込んで、その後部で合流してエアクリーナ本体１１の開口部１１ａと接続される。エアクリーナ本体１１の開口部１１ａは図５のようにゴムシール１６を介して、吸気ダクト１２４に差し込まれ、浮動固定される。

また、図６等に示されるようにエアクリーナ本体１１の外側面における後端付近の下方角部には、車体フレーム１０１に対する左右一対の締結部１８を有し、各締結部１８にて車体フレーム１０１に突設された締結用ブラケット１９（図２参照）に浮動支持される。より具体的には図２のように車体フレーム１０１に形成された窓部１０１ａ内に締結用ブラケット１９が延出し、側面視では窓部１０１ａから覗いている。図４（Ｂ）は締結部１８の詳細構造を示しており、締結部１８にはインサートナット２０が埋設されている。締結用ブラケット１９にはクッション２１が装着され、このクッション２１に挿通した締結用のボルト２２をインサートナット２０と螺合させるようにしている。この場合、ボルト２２のネジ部２２ａが締結部１８に設けた座１８ａに当接し、これによりクッション２１が適度な力量で締め付けられると共に締結部１８をガタつきなく支持するようになっている。

図６及び図７に示されるようにエアクリーナ本体１１の底面の開口部１１ｃには、エアクリーナ底板２３がシール部材を介してエアクリーナ本体１１に締付けられる。本実施形態の並列４気筒エンジンでは、左右（幅）方向に左から♯１〜♯４気筒（なお、以下の説明では単に「♯１」等として記載する）が配列される（図８参照）。各気筒毎にスロットルボディ１２３が接続されるが、本例では隣接するもの同士の組合せでブラケットを介して結合してユニット化されている。即ち、４つのスロットルボディ１２３は♯１及び♯２の組と♯３及び♯４の組に２分割される。♯１及び♯２に対応するエアクリーナ底板２３Ｌと♯３及び♯４に対応するエアクリーナ底板２３Ｒとに対して左右２つの開口部１１ｃを有する。各エアクリーナ底板２３は、この例では３つの締結部２４にてエアクリーナ本体１１に締結される。

各エアクリーナ底板２３にはエンジン燃焼室とエアクリーナ本体１１の内部を繋ぐ通路孔２３ａが形成され、この通路孔２３ａを介して吸気を流通させるようにしている。各エアクリーナ底板２３はまた、スロットルボディ１２３毎に通路孔２３ａの外周部付近に設定された、この例では２つの締結部２５にて、対応するスロットルボディ１２３に締結される。図４及び図５に示されるようにエアクリーナ本体１１はスロットルボディ１２３の上端部に結合するが、直接的にはエアクリーナ底板２３がスロットルボディ１２３に結合し、通路孔２３ａはスロットルボディ１２３の吸気通路に整合して配置される。

更に、図６及び図７を参照して、エアクリーナ本体１１の前面の開口部１１ａと底面の開口部１１ｃの間には、略上面の開口部１１ｂの方向に向けて斜めにエアフィルタ２６が装着される。エアフィルタ２６は図４等に示されるように山型、即ち上部側が幅狭に形成され、この例では４つの締結部２７にてエアクリーナ本体１１に締結される。

上記の場合、車体フレーム１０１に搭載されたエアクリーナ１０の後側には、図示しない燃料タンクが搭載支持される。この燃料タンクとエアクリーナ１０は全体として一体にタンクカバー１１８によって覆われる。

さて、本発明において特に、図２の側面視で車体フレーム１０１と重なる部分、即ち図４のように車体フレーム１０１の内側に配置されるエアクリーナ本体１１の形状は、底面部よりも上面部が狭い形状となっている。この場合、更にエアクリーナ本体１１の外側面と車体フレーム１０１の内面との間に沿って略均一の隙間Ｓが形成されている。また、エアクリーナ本体１１の上面の開口部１１ｂに結合するエアクリーナ上蓋１２は、図４あるいは図６等から分かるように開口部１１ｂと同等もしくはそれ以下の平面形状を有する。つまりエアクリーナ１０全体として車体フレーム１０１の左右の内幅内に収まる形態となっている。

ここで、図８に示すようにエアクリーナ１０等の組付に際して、エアクリーナ本体１１はエンジンユニット１１６の搭載前に車体フレーム１０１の下方（即ち幅広側）から挿入し（図８、矢印Ｙ）、車体フレーム１０１に固定される。エアクリーナ本体１１は上記のようにその上面側が幅狭で、車体フレーム１０１の内面との間に隙間Ｓが確保されるように設定されているため、ツインスパーフレームである車体フレーム１０１に無理なく、且つ適正に挿入組付けすることができる。

ツインスパーフレームにより車両の前面投影面積が小さくなり空力性能が向上する。また、ライダー乗車時の自由度を拡大することで乗車性が向上し、このように空力性能及び乗車性双方を向上させながら、幅広の並列多気筒エンジンを搭載の自動二輪車１００を提供することを可能としている。
また、車体フレーム１０１の捻り、横及び縦それぞれの剛性調整が車両の特性（要求性能）によって容易に行うことができる。

更に、上下に２分割構成されたエアクリーナ１０は、エアクリーナ本体１１の上面の開口部１１ｂにエアクリーナ上蓋１２を載置してシール部材を介してボルト締結される。車体フレーム１０１に搭載されたエアクリーナ１０において、図２に示されるようにエアクリーナ本体１１とエアクリーナ上蓋１２の合せ面１０Ａは側面視において、車体フレーム１０１の上面よりも上方に配設され、車体フレーム１０１とオーバーラップしていない。この場合、車体上面視においてエアクリーナ本体１１は車体フレーム１０１に内包されていて、図３のようにエアクリーナ上蓋１２は車体フレーム１０１の内面より覗いている。

組付時には、エアクリーナ本体１１の車体フレーム１０１に取付後、エアクリーナ上蓋１２を上方から被せるように載置し、エアクリーナ上蓋１２は締結部１４にてボルト１５で固定される。また、エアクリーナ上蓋１２を取り外す際には、ボルト１５に対して上方からアクセス可能である。メンテナンス等を行う際はエアクリーナ上蓋１２を外すだけで行うことができるため、エアクリーナ本体１１を車体フレーム１０１から着脱する必要がなく、メンテナンス作業等を容易且つ円滑に行うことができる。エアクリーナ上蓋１２の着脱のためにボルト１５にアクセスする際、合せ面１０Ａが車体フレーム１０１の上面よりも上方に位置しているため、車体フレーム１０１自体が作業の邪魔にならず、作業性の向上に寄与する。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上記実施形態において、エンジンユニット１１６は４気筒以外の多気筒エンジンであっても同様に適用可能である。

１０ エアクリーナ、１０Ａ 合せ面、１１ エアクリーナ本体、１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 開口部、１２ エアクリーナ上蓋、１３ シール部材、１４ 締結部、１５ ボルト、１６ ゴムシール、１８ 締結部、１９ 締結用ブラケット、２０ インサートナット、２１ クッション、２２ ボルト、２３ エアクリーナ底板、２４ 締結部、２５ 締結部、２６ エアフィルタ、２７ 締結部、１００ 自動二輪車、１０１ 車体フレーム、１１６ エンジンユニット。

Claims (3)

1. ステアリングヘッドパイプから後斜め下方に延設された車体フレームにエンジンを搭載し、前記エンジンの上方に配置されたエアクリーナとエンジン燃焼室とを繋ぐ通路にスロットルボディを縦置きに配置して、前記エアクリーナの一部が、上面を内側に絞り込む形状の前記車体フレームと側面視で重なって配置された自動二輪車において、
   エアクリーナ本体は側面視で前記車体フレームと重なる部分が底面部よりも上面部が狭い形状を有すると共に、前記車体フレームの内面に沿って略均一の隙間を持つように形成され、
   前記エアクリーナ本体は前記エンジンの搭載前に、前記車体フレームの下方から挿入して前記車体フレームに固定されることを特徴とする自動二輪車のエアクリーナ構造。
2. 前記エアクリーナは前記エアクリーナ本体の上部には開口部が開設され、この開口部にシール部材を介して載置されたエアクリーナ上蓋が締結され、
   前記エアクリーナ本体と前記エアクリーナ上蓋の合せ面は側面視において、前記車体フレームの上面よりも上方に配設されることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車のエアクリーナ構造。
3. 前記エアクリーナ本体は車体上面視において前記車体フレームに内包されると共に、前記エアクリーナ上蓋及びその前記エアクリーナ本体との締結部は車体上面視において、前記車体フレームの内面から覗くように配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動二輪車のエアクリーナ構造。

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