JP3874002B2

JP3874002B2 - 自動二輪車

Info

Publication number: JP3874002B2
Application number: JP2004308570A
Authority: JP
Inventors: 徹男野嶋
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2004-10-22
Filing date: 2004-10-22
Publication date: 2007-01-31
Anticipated expiration: 2020-03-15
Also published as: JP2005096761A

Description

本発明は、ツインパイプ形式の車体フレームに燃料噴射式の並列多気筒エンジンが搭載された自動二輪車に関するものである。

近年の自動二輪車においては、ツインパイプ形式の車体フレームにエンジンのクランクケースとシリンダー部を固定し、エンジン自体を車体フレームの強度部材として活用することにより車体の軽量化とコンパクト化を図ったレイアウトが多用されている。このレイアウトの場合、エンジンは車体フレームの左右一対の太いメインパイプの間に挟まれるように保持される。そして、エンジンが燃料噴射式である場合には燃料噴射装置（スロットルボディー）も左右のメインパイプの間に設置され、燃料噴射装置に内蔵されるメインスロットルバルブの駆動部とサブスロットルバルブの駆動部が燃料噴射装置の一側にまとめて配置される。

メインスロットルバルブの駆動部にはライダーが操作するスロットルグリップの動きがケーブルを介して伝達され、スロットルグリップの動きに合わせてメインスロットルバルブが開閉する。一方、サブスロットルバルブの駆動部にはステッピングモーター等を利用したアクチュエーターの動力がケーブル等を介して伝達される。このアクチュエーターは運転制御ユニットにより作動させられ、メインスロットルバルブの開度や種々の運転状況に応じてサブスロットルバルブの開度が設定される。

ところで、上記構成においてエンジンが並列多気筒型である場合には、エンジン自体の横幅が大きくなることから、その両側に位置する車体フレームのメインパイプの左右間隔が拡がる傾向があり、前述の如く燃料噴射装置のメイン側とサブ側のスロットルバルブ駆動部が燃料噴射装置の一側にまとめて配置されていると、両駆動部の集合体がエンジンよりも外方に突出してしまい、メインパイプの左右間隔を一層拡大させてしまう。

このため、メインパイプの両外側を膝で挟む（ニーグリップする）ようにして跨がるライダーの乗車性が大きく損なわれるばかりか、自動二輪車の車幅が増大して前面投影面積が拡大し、空力特性や燃費特性等の走行性能の劣化といった弊害を招く。しかも、スロットルバルブの駆動部が設けられる側のメインパイプのみが外側に膨らむ形となるため、車体フレームが左右非対称になってその設計や製造が困難になる。

本発明に係る自動二輪車は、上記問題点を解決するべく発明されたものであり、その目的は、ツインパイプ形式の車体フレームに燃料噴射式の並列多気筒エンジンが搭載されたものにおいて、車体フレームのメインパイプの左右間隔が拡大することを防止し、ライダーの乗車性や走行性能の劣化の回避および車体フレームの設計と製造の容易化を図ることにある。

また、本発明に係る自動二輪車のさらなる目的は、燃料噴射装置のサブスロットルバルブ駆動用のアクチュエーターの耐久性を向上させるとともに、燃料噴射装置をエンジンに近接設置可能にし、エンジン回りのコンパクト化を図ることにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る自動二輪車は、車体前半部がカウリングに覆われ、ツインパイプ形式の車体フレームに燃料噴射式の並列多気筒エンジンが搭載され、このエンジンのシリンダーヘッドに軸支されたカム軸がカム軸駆動機構で駆動され、内部にメインスロットルバルブとサブスロットルバルブが設置された燃料噴射装置が上記車体フレームの左右一対のメインパイプの間に配置されるとともに、上記サブスロットルバルブがアクチュエーターにより作動され、上記燃料噴射装置の上部に箱状のエアクリーナーが接続される一方、上記エアクリーナーのダーティーサイドに上記カウリング前面に開口するエアインレットが設けられ、上記エアクリーナーのクリーンサイドがダーティーサイドよりも車両後方側に配設され、且つクリーンサイドに上記燃料噴射装置が接続された自動二輪車において、上記アクチュエーターをメインスロットルバルブの開度のデータを反映した運転制御ユニットにより作動を制御されるものとし、このアクチュエーターを車両幅方向のエンジン幅内の上記燃料噴射装置に配置するとともに上記エアクリーナーのクリーンサイド下方であって車両側面視で上記メインパイプに重なる位置に配置したことを特徴とする。

また、本発明に係る自動二輪車は、前記カム軸駆動機構をチェーン駆動式にしてエンジンの一側に設けるとともに、サブスロットルバルブ駆動用の前記アクチュエーターをカム軸駆動機構と同じ側に配設したことを特徴とする。

さらに、本発明に係る自動二輪車は、前記車体フレームの左右一対のメインパイプをライダーによりニーグリップ可能な外側面をそれぞれ有して配設する一方、前記燃料噴射装置およびアクチュエーターを車両側面視でライダーが跨乗してニーグリップした時にライダーの膝の位置近傍に位置するように配置するとともに、アクチュエーターの駆動力を最もカム軸駆動機構寄りに設けられる燃料噴射装置の外側でサブスロットルバルブに伝達させたことを特徴とする。

本発明に係る自動二輪車によれば、サブスロットルバルブ駆動用のアクチュエーターを車両幅方向のエンジン幅内の燃料噴射装置に配置するとともにエアクリーナーのクリーンサイド下方であって車両側面視で上記メインパイプに重なる位置に配置したため、車体フレームのメインパイプの左右間隔が拡大することを防止し、ライダーの乗車性や走行性能の劣化の回避および車体フレームの設計と製造の容易化を図ることができる。

また、カム軸駆動機構をチェーン駆動式にしてエンジンの一側に設けるとともに、サブスロットルバルブ駆動用のアクチュエーターをカム軸駆動機構と同じ側に配設したため、メインスロットルバルブの駆動部よりもボリュームの小さなサブスロットルバルブの駆動部がエンジンのカム軸駆動機構側に配置され、エンジンの前後方向に突出するカム軸駆動機構に干渉することなく燃料噴射装置をエンジンに近接させることができ、エンジン回りのコンパクト化を図ることができる。

さらに、車体フレームの左右一対のメインパイプをライダーによりニーグリップ可能な外側面をそれぞれ有して配設する一方、燃料噴射装置およびアクチュエーターを車両側面視でライダーが跨乗してニーグリップした時にライダーの膝の位置近傍に位置するように配置するとともに、アクチュエーターの駆動力を最もカム軸駆動機構寄りに設けられる燃料噴射装置の外側でサブスロットルバルブに伝達させたため、アクチュエーターを車体フレームのメインパイプによりガードして破損や汚損を防止し耐久性を向上させるとともに、燃料噴射装置を一段とエンジンに近接させてエンジン回りのコンパクト化を図ることができる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る自動二輪車の一例を示す左側面図である。

この自動二輪車１は、ツインパイプ形式の車体フレーム２の前頭部に前輪３を支持するフロントフォーク４がハンドルバー５等と共に左右回動自在に軸支され、車体フレーム２の中央下部にて車幅方向に軸支されたピボット軸６に後輪７を支持するスイングアーム８が上下回動可能に軸支されている。

車体フレーム２の前半部分は左右一対の太いメインパイプ１０により構成され、後半部分は略トラス構造のシートフレーム１１により構成され、メインパイプ１０とシートフレーム１１との間に左右一対のフレームセンター１２が設けられている。なお、左右のメインパイプ１０の間と左右のフレームセンター１２の間は、車幅方向に延びる複数のブリッジ部材（非図示）により連結されている。

メインパイプ１０の上には燃料タンク１４が載置され、シートフレーム１１の上にはライダーシート１５とピリオンシート１６が設けられる。そして、メインパイプ１０の下方、かつ上部が左右のメインパイプ１０の間に挟まれるようにしてエンジン１７が搭載されている。このエンジン１７は燃料噴射式であり、図２および図３にも示すように、その上部後方に、横に４基連なる燃料噴射装置１８が接続され、燃料噴射装置１８の上部に箱状のエアクリーナー１９が接続されている。エアクリーナー１９は燃料タンク１４の下面に形成された凹部１４ａに収容される形となる。なお、符号２０で示す部材は燃料ポンプである。

エンジン１７は、例えば並列４気筒の４サイクルＤＯＨＣエンジンであり、そのクランクケース２１の上面前部にシリンダーブロック２２とシリンダーヘッド２３とヘッドカバー２４が前傾して設置され、クランクケース２１はアッパーケース２５とミドルケース２６とロアーケース２７とを備えた上下３分割式であり、ロアーケース２７の下部にオイルパン２８が被着されている。

クランクケース２１のアッパーケース２５はシリンダーブロック２２の下部に一体化されており、このアッパーケース２５とミドルケース２６間の合面に、車幅方向に沿うクランク軸３０が軸支され、ミドルケース２６とロアーケース２７間の合面に、かつクランク軸３０の後方位置に前後２本のミッション軸３１，３２が軸支されている。

一方、シリンダーブロック２２の内部にはシリンダーボア３３が４本横並びに形成され、シリンダーヘッド２３の下面には各シリンダーボア３３に整合する４つの燃焼室３４が形成され、シリンダーボア３３内に摺動自在に挿入されたピストン３５（ピストンピン３６）とクランク軸３０の軸心に対し偏心して設けられたクランクピン３７との間がコンロッド３８で連結されている。

また、シリンダーヘッド２３内には外方から各燃焼室３４内に連通する吸気ポート４１と排気ポート４２が形成され、各吸気ポート４１に設けられた吸気バルブ４３と、各排気ポート４２に設けられた排気バルブ４４が、それぞれシリンダーヘッド２３内に軸支された吸気カム軸４５と排気カム軸４６により所定のタイミングで開閉制御される。吸気カム軸４５と排気カム軸４６は、図３に示すようにエンジン１７の一側（例えば右側）に設けられたカム軸駆動機構４８により回転駆動される。

カム軸駆動機構４８は、例えばチェーン駆動式であり、クランク軸３０の右端付近に設けられたドライブスプロケット４９と、吸気カム軸４５および排気カム軸４６の右端付近に設けられたドリブンスプロケット５０と、これらのスプロケット４９，５０の周囲に巻回されたタイミングチェーン５１と、図示しないチェーンテンショナーとを備えて構成され、クランク軸３０の回転を２分の１に減速して吸気カム軸４５および排気カム軸４６に伝達する。

各シリンダーボア３３内におけるピストン３５の往復運動はコンロッド３８によりクランク軸３０の回転運動に変換され、クランク軸３０の回転が２本のミッション軸３１，３２に軸装された図示しないミッション装置により変速されてエンジン１７の出力として取り出され、ドライブチェーン５３（図１参照）により後輪７に伝達される。

各吸気ポート４１には前述の燃料噴射装置１８の下部が接続され、各排気ポート４２には排気管５４（図１参照）が接続される。排気管５４はエンジン１７の下面を回って後方に延び、排気マフラー５５に繋がる。なお、自動二輪車１の車体前半部は流線形のカウリング５６に覆われており、このカウリング５６によりエンジン１７や燃料噴射装置１８、排気管５４等が外部に対し隠蔽される。

図３に示すように、４基の燃料噴射装置１８は横１列に固定されてユニット化され、図２に示すように車体フレーム２の左右のメインパイプ１０の間に配置されている。一方、エアクリーナー１９の内部はエアフィルター５８によりダーティーサイド５８ａとクリーンサイド５８ｂとに区画され、ダーティーサイド５８ａにはカウリング５６の前面に開口するエアインレット５９が設けられ、クリーンサイド５８ｂに燃料噴射装置１８が接続される。

図２および図４に示すように、各燃料噴射装置１８は、それぞれスロットルボディー６１の内部にスロットル通路６２が形成されて外部にインジェクターノズル６３が設けられ、スロットル通路６２を車幅方向に横切る形で回転自在に軸支されたバルブ軸６４，６５にそれぞれバタフライ式のメインスロットルバルブ６６とサブスロットルバルブ６７が設けられている。

メインスロットルバルブ６６とサブスロットルバルブ６７はバルブ軸６４，６５の回動とともに回動してスロットル通路６２の通路面積を変化させる。４基の燃料噴射装置１８の間で４本のバルブ軸６４とバルブ軸６５は回転一体に連結されており、４つのメインスロットルバルブ６６の開度と、４つのサブスロットルバルブ６７の開度が完全に同調するようになっている。なお、サブスロットルバルブ６７はメインスロットルバルブ６６よりも上流側に設けられている。

また、各燃料噴射装置１８のインジェクターノズル６３はメインスロットルバルブ６６の下流側に配置されて車幅方向に延びるデリバリー管６８により接続され、燃料タンク１４の燃料がデリバリー管６８から各インジェクターノズル６３に均等に分配され、スロットル通路６２内に噴射されるようになっている。

さらに、側面視（図２参照）で各燃料噴射装置１８の位置は、そのスロットル通路６２がエンジン１７の吸気ポート４１にストレートに繋がり、かつスロットル通路６２の長手方向が車体フレーム２のメインパイプ１０の長手方向に対して略直交し、メインスロットルバルブ６６とサブスロットルバルブ６７のうち、上側に位置する方のスロットルバルブ、即ちここではサブスロットルバルブ６７（バルブ軸６５）がメインパイプ１０の上縁よりも上方に位置するように定められている。

そして、図３に示すように、エンジン１７のカム軸駆動機構４８の反対側、即ち最も左側の燃料噴射装置１８の左側面にメインスロットルバルブ６６の駆動部７１が設けられている（図５も参照）。一方、最も右側の燃料噴射装置１８の右側面にはサブスロットルバルブ６７の駆動部７２と、メインスロットルバルブ６６の開度を検出するバルブポジションセンサー７３（図６参照）が設けられている。

メインスロットルバルブ６６の駆動部７１は、バルブ軸６４の左端に回転一体に固定されるメインバルブプーリー７５と、このメインバルブプーリー７５に連結された２本のスロットルケーブル７６，７７と、メインバルブプーリー７５を閉じる方向に付勢するリターンスプリング７８（図３参照）と、アイドリングスピードアジャスター７９等を備えて構成されており、スロットルケーブル７６，７７の他端はハンドルバー５に設けられたスロットルグリップ（非図示）に連結されている。なお、バルブポジションセンサー７３はバルブ軸６４の右端に同軸的に設けられ、バルブポジションセンサー７３から延出するハーネス８０が図示しない運転制御ユニットに接続される。

また、サブスロットルバルブ６７の駆動部７２は、バルブ軸６５の右端に回転一体に固定されるサブバルブレバー８２と、このサブバルブレバー８２に連結された２本のコントロールケーブル８３，８４とを備えて構成され、コントロールケーブル８３，８４の他端はアクチュエーター８５に内蔵されたステッピングモーター８６のドライブプーリー８７に連結されている。

アクチュエーター８５は駆動部７２とともにカム軸駆動機構４８と同じ側、かつ車両幅方向のエンジン１７の幅内の一番右側の燃料噴射装置１８に配置されている（図３参照）このアクチュエーター８５（ステッピングモーター８６）の駆動力は駆動部７２を経て一番右側の燃料噴射装置１８の外側でサブスロットルバルブ６７に伝達される。

また、アクチュエーター８５は、図２に示すように車両側面視で車体フレーム２のメインパイプ１０と燃料タンク１４とエンジン１７に囲まれた空間に配置されており、さらにエアクリーナー１９のクリーンサイド５８ｂ下方であって車両側面視で車体フレーム２のメインパイプ１０に重なる位置に配置されている。これによりアクチュエーター８５は各部材１０，１４，１７，１９にガードされて破損や汚損が防止され、耐久性の向上が図られる。なお、アクチュエーター８５のステッピングモーター８６から延びるハーネス８８も前記運転制御ユニットに接続される。

さらに、燃料噴射装置１８およびアクチュエーター８５は車両側面視でライダーＲが跨乗してニーグリップした時にライダーＲの膝の位置近傍に位置するように配置されている。

以上のように構成された自動二輪車１において、ライダーがスロットルグリップを捻ると、スロットルグリップの回動がスロットルケーブル７６，７７を経てメインバルブプーリー７５に伝達され、メインバルブプーリー７５の回動がバルブ軸６４を介してメインスロットルバルブ６６を回動させる。メインスロットルバルブ６６の開度（回動量）はバルブポジションセンサー７３により検出され、そのデータが運転制御ユニットに入力される。

運転制御ユニットは、メインスロットルバルブ６６の開度データや種々の運転状況（例えば車速、変速ポジション、外気温、冷却水温、気圧等）のデータに応じてインジェクターノズル６３からの燃料噴射量を変化させ、同時にアクチュエーター８５を作動させてサブバルブレバー８２の開度を変化させる。アクチュエーター８５のステッピングモーター８６が作動すると、ドライブプーリー８７の回動がコントロールケーブル８３，８４を経てサブバルブレバー８２に伝達され、サブバルブレバー８２の回動がバルブ軸６５を介してサブスロットルバルブ６７を回動させる。

メインスロットルバルブ６６とサブスロットルバルブ６７の回動量が大きくなる程、スロットル通路６２の通路面積が拡大するとともにインジェクターノズル６３からの燃料噴射量が増大し、エンジン１７の出力が向上する。運転制御ユニットは、常に燃料噴射量とサブスロットルバルブ６７の開度を適切に制御し、あらゆる運転状況下において最適な空燃比がもたらされるようにする。なお、アイドリングスピードアジャスター７９を操作することにより、エンジン１７のアイドリング運転時におけるメインバルブプーリー７５の位置（メインスロットルバルブ６６の最少開度）を変化させてアイドリングスピードを調整することができる。

この自動二輪車１では、４基連なる燃料噴射装置１８の一側（左側）にメインスロットルバルブ６６の駆動部７１が配置され、他側（右側）にサブスロットルバルブ６７の駆動部７２が配置されて両駆動部７１，７２が燃料噴射装置１８の左右両側に振り分けられて配置されているため、それぞれの駆動部７１，７２が小さなスペースに収まってエンジン１７よりも外方に突出することがない。

このため、駆動部７１，７２の設置により車体フレーム２のメインパイプ１０の左右間隔が拡がることがなく、図１に示すようにメインパイプ１０の両外側を膝でニーグリップして跨がるライダーＲの乗車性が損なわれない。しかも、自動二輪車１の車幅や前面投影面積の増大が抑えられるので空力特性や燃費特性等の走行性能の劣化を招かない。その上、片側のメインパイプ１０のみが外側に膨らむようなことがないため、車体フレーム２を左右対称に形成してその設計や製造を容易にすることができる。

また、メインスロットルバルブ６６の駆動部７１よりもボリュームの小さいサブスロットルバルブ６７の駆動部７２の側にバルブポジションセンサー７３を設けたので、バルブポジションセンサー７３の設置スペースを充分に確保することができ、これによりバルブポジションセンサー７３の側方への突出を防止してメインパイプ１０の間隔拡大を一層有効に防止することができる。

さらに、側面視でスロットル通路６２の長手方向がメインパイプ１０の長手方向に対し略直交し、メインスロットルバルブ６６の上方に位置するサブスロットルバルブ６７がメインパイプ１０の上縁よりも上方に位置するように燃料噴射装置１８の位置を設定したため、サブスロットルバルブ６７の駆動部７２をメインパイプ１０に干渉させることなく設けることができ、この点でもメインパイプ１０の間隔拡大防止に貢献できる。

一方、メインスロットルバルブ６６の駆動部７１をカム軸駆動機構４８の反対側、即ちエンジン１７の左側に配置し、サブスロットルバルブ６７の駆動部７２とアクチュエーター８５をカム軸駆動機構４８と同じ側、即ちエンジン１７の右側に配置したため、メインスロットルバルブ６６の駆動部７１よりもボリュームの小さなサブスロットルバルブ６７の駆動部７２をカム軸駆動機構４８側に配置してエンジン１７の前後方向に突出する形状のカム軸駆動機構４８に干渉することなく燃料噴射装置１８をエンジン１７に近接させて設置することができ、エンジン１７回りのコンパクト化に多大な貢献を果たすことができる。

なお、上記実施形態ではエンジン１７が並列４気筒エンジンとされているが、例えば単気筒エンジンや並列２気筒〜３気筒エンジン、Ｖ型エンジン、スクエア型エンジン等、他の気筒配置のエンジンであっても上記燃料噴射装置１８回りの構成を適用あるいは応用することができる。

また、上記実施形態ではエンジン１７の右側にカム軸駆動機構４８が設けられ、メインスロットルバルブ６６の駆動部７１が左側の燃料噴射装置１８の左側面に設けられ、サブスロットルバルブ６７の駆動部７２とバルブポジションセンサー７３が右側の燃料噴射装置１８の右側面に設けられているが、これらの部材４８，７１，７２，７３の左右位置関係を全く逆にしてもよい。

本発明に係る自動二輪車の一例を示す左側面図。図３のＩＩ−ＩＩ線に沿うエンジン、燃料噴射装置、エアクリーナーの縦断面図。図２のＩＩＩ矢視により本発明の一実施形態を示すエンジンおよび燃料噴射装置の後面図。図２中に示す燃料噴射装置の拡大縦断面図。図３のＶ矢視図。図３のＶＩ矢視図。

符号の説明

１自動二輪車
２車体フレーム
１０メインパイプ
１４燃料タンク
１７エンジン
１８燃料噴射装置
１９エアクリーナー
２３シリンダーヘッド
４５，４６カム軸
４８カム軸駆動機構
５６カウリング
５８ａエアクリーナーのダーティーサイド
５８ｂエアクリーナーのクリーンサイド
５９エアインレット
６１スロットルボディー
６２スロットル通路
６３インジェクターノズル
６６メインスロットルバルブ
６７サブスロットルバルブ
７１メインスロットルバルブの駆動部
７２サブスロットルバルブの駆動部
７３バルブポジションセンサー
８５アクチュエーター
Ｒライダー

Claims

車体前半部がカウリングに覆われ、ツインパイプ形式の車体フレームに燃料噴射式の並列多気筒エンジンが搭載され、このエンジンのシリンダーヘッドに軸支されたカム軸がカム軸駆動機構で駆動され、内部にメインスロットルバルブとサブスロットルバルブが設置された燃料噴射装置が上記車体フレームの左右一対のメインパイプの間に配置されるとともに、上記サブスロットルバルブがアクチュエーターにより作動され、上記燃料噴射装置の上部に箱状のエアクリーナーが接続される一方、上記エアクリーナーのダーティーサイドに上記カウリング前面に開口するエアインレットが設けられ、上記エアクリーナーのクリーンサイドがダーティーサイドよりも車両後方側に配設され、且つクリーンサイドに上記燃料噴射装置が接続された自動二輪車において、上記アクチュエーターをメインスロットルバルブの開度のデータを反映した運転制御ユニットにより作動を制御されるものとし、このアクチュエーターを車両幅方向のエンジン幅内の上記燃料噴射装置に配置するとともに上記エアクリーナーのクリーンサイド下方であって車両側面視で上記メインパイプに重なる位置に配置したことを特徴とする自動二輪車。
前記カム軸駆動機構をチェーン駆動式にしてエンジンの一側に設けるとともに、前記アクチュエーターをカム軸駆動機構と同じ側に配設したことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車。
前記車体フレームの左右一対のメインパイプをライダーによりニーグリップ可能な外側面をそれぞれ有して配設する一方、前記燃料噴射装置およびアクチュエーターを車両側面視でライダーが跨乗してニーグリップした時にライダーの膝の位置近傍に位置するように配置するとともに、アクチュエーターの駆動力を最もカム軸駆動機構寄りに設けられる燃料噴射装置の外側でサブスロットルバルブに伝達させたことを特徴とする請求項１記載の自動二輪車。