JP4340500B2 - 自動二輪車の吸気装置 - Google Patents

Description

本発明は自動二輪車において、外気の取入部からエアクリーナまでエアを導くための吸気装置に関する。

従来、自動二輪車の吸気装置は、外気の取入部を車体の前端部に前方開口状に配置し、前方からの走行風を効率良く取り入れ、吸気ダクトを介してエアクリーナまで導く構成が一般的であり、特に、吸気ダクトの配管及びその配置スペースを節約するために、車体フレームの一部を吸気通路として利用したものがある。

図７及び図８はその一例であり、水平断面図を示す図７において、車体フレーム１００は、ヘッドパイプ１０１を内蔵する中空状のヘッド部１０２と、該ヘッド部１０２から左右後方に延びる左右一対のメインフレーム１０５を備えており、ヘッド部１０２の前端には、前端開口状のエア取入ダクト１０６を接続してある。ヘッド部１０２内は、略直線状に前後方向に貫通する吸気通路１１０が形成されている。

図８は図７のVIII-VIII断面拡大図であり、ヘッド部１０２内の吸気通路１１０の後端には、後方に配置されたエアクリーナ１１２の入口ダクト１１５が接続している。そして、前記エア取入ダクト１０６の下側には、吸気音低減のために、下方に突出するレゾネータ１１６が取り付けられている。

図７及び図８に示すような吸気装置において、エア取入ダクト１０６の前端開口から取り入れられたエアは、ヘッド部１０２内の吸気通路１１０に入り、ヘッドパイプ１０１部分で左右に分流し、後方のエアクリーナ１１２に供給される。すなわち、エア取入ダクト１０６からエアクリーナ１１２までは、略直線状にエアが流れるように構成されている。

図９は別の従来例を示しており、車体フレームには、ヘッドパイプ２００を内蔵するＹ字形のヘッドボックス２０１が備えられ、ヘッドボックス２０１の前端にエア取入ダクト２０３を接続し、ヘッドボックス２０１の背面壁に左右一対の出口孔２０５を形成し、各出口孔２０５にエアクリーナケース２１０の前端開口２１１を接続してある。エアクリーナケース２１０内には、への字形に折れ曲がった水切り壁２１３を有する吸気通路２１５が左右一対形成されており、各吸気通路２１５は左右のエレメント２１６にそれぞれ至っている（特許文献１等参照）。
特開２００１−１５２９９０号公報

図７及び図８に示す吸気装置では、エア取入ダクト１０６から取り入れたエアは、エアクリーナ１１２の入口まで、実質的に略直線状の吸気通路内を流れるようになっており、吸気音低減のために、前述のようにレゾネータ１１６を別途張り出し状に取り付ける必要があった。したがって、レゾネータ設置用のスペースを確保する必要が生じると共に、レゾネータ１１６の容積も制限され、また、部品点数も増加する。

また、エア取入ダクト１０６から雨水が侵入すると、速い流速のエアと共にエアクリーナ１１２まで雨水が運ばれるため、図８のようにエアクリーナ１１２の入口を下向きに設けると共にエアクリーナ１１２の入口に雨水の排除機構を備えなければらず、雨水侵入防止対策に手間がかかる。

図９の吸気装置では、ヘッドボックス２０１をＹ字形に形成することにより、エア流通断面積を左右のメインフレーム２０４側へ急激に広げ、これにより吸気音低減を図っているが、エア取入ダクト２０３から取り入れられたエアの総てが、上記広いＹ字状部分（容積部分）に一旦流入し、エア流速が急激に低下した後、再度、左右の各出口孔２０５からエアクリーナ２１０の吸気通路２１５内へ吸い込まれることになり、吸気音の低減効果をあまり期待することはできず、また、流速の低下が大きいことにより、吸入効率の低下を招くことがある。

さらに、エアクリーナケース２１０内に「へ」の字形に折れ曲がった水切り壁２１３を設け、これによりエアクリーナ２１０への雨水の侵入を防止しようとしているが、そのために、エアクリーナケース２１０内のクリーンサイド側の容積が狭くなっており、また、上記水切り壁２１３のみでエアクリーナケース２１０内への雨水の侵入を効果的に防ぐことは困難である。

前記課題を解決するために本発明は、自動二輪車の吸気装置において、車体フレームは中空状のヘッド部と該ヘッド部から後方に向かって左右間隔が広がるように延びる左右一対の中空状のメインフレームを有しており、前記ヘッド部にエア取入部を設け、前記ヘッド部より後方で左右の前記メインフレーム間にエアクリーナを配置し、前記エアクリーナに左右一対の吸気ダクトを接続し、左右の前記各吸気ダクトは、それぞれ対応する側の前記メインフレーム内に挿入されると、該各メインフレーム内に折れ曲がり部が形成され、前記各折れ曲がり部から前記各メインフレームに沿って、前記メインフレーム内を前記ヘッド部側へ延び、前端が開口し、かつ、エア下流側に行くに従い流通断面積が大きくなるように形成されている。

本発明は、上記特徴に加え、次のような特徴を備えることもできる。
（ａ）前記各吸気ダクトの前端は、ヘッド部内のヘッドパイプの近傍位置で互いに隣接配置されている。
（ｂ）前記吸気ダクトの底壁には、排水孔が形成されている。
（ｃ）左右の前記各吸気ダクトは、メインフレーム内の各折れ曲がり部と、該各折れ曲がり部とは別に、各吸気ダクトの前端開口近傍位置で、それぞれメインフレームに沿って左右に広がるように折れ曲がる折れ曲がり部と、を有している。
（ｄ）左右の各吸気ダクトの前端は、前記ヘッドパイプ近傍で前方に向いて開口している。
（ｅ）メインフレームは、後端部が閉塞され、前端部がヘッド部と連通することにより、容積部となっている。

（１）エア取入部から取り入れた走行風は、ヘッド部内を通過した後、容積の大きい左右のメインフレーム内へ流入し、流速が低下するため、取り入れたエア内に雨水等が混ざっていた場合でも、それらはメインフレーム内に落下される。これによりエアクリーナ内への雨水の侵入に対する水切り性を向上させることができる。

（２）中空状のメインフレームを、吸気の容積区間として利用するので、吸気用配管のコンパクト化、部品点数の削減並びにコスト削減を達成できる。

（３）メインフレームが容積の大きなレゾネータの役目を果たすため、従来のように別途レゾネータを設けることなく、吸気音対策が行なえる。すなわち、特別のレゾネータ用部品並びにレゾネータ配置用スペースを確保する必要がなく、吸気音対策ができ、しかも、メインフレーム内の大きな容積を利用するので、吸気音軽減効果が大である。

（４）エアクリーナに接続された吸気ダクトを、メインフレーム内に挿入すると共にメインフレーム内でヘッド部側へ延ばしているので、上記吸気ダクトにより、メインフレームの容積区間内でも流速の速い部分を形成することができ、速い流速を維持してエアクリーナまでエアを導くことができる。これにより、上記のようにメインフレーム内で一旦流速が低下しても、エアクリーナへ流速の速いエアを供給することが可能となり、吸入効率の低下を防ぎ、エンジン性能を維持することができる。

（５）また、エアクリーナに接続された吸気ダクトを、メインフレーム内で延ばしていることにより、雨水等に対する水切り効果も向上する。

（６）吸気ダクトを左右一対配置することにより、左右一対のメインフレーム内の空間を、有効に利用して、流速の確保と同時に大きな流通断面積を確保できる。

（７）前記吸気ダクトを、エア下流側に行くに従い流通断面積が大きくなるように形成したり、あるいは吸気ダクトを折り曲げ状に形成することにより、水切り効果を向上させることが可能になり、また、吸気ダクト内に、エアの流れに沿う整流板を設けてあると、吸気ダクト内における水切り効果をさらに向上させることができると共に、吸気ダクト内におけるエア流の乱れを防止することができる。

（８）エアクリーナのエアクリーナボックス内に内蔵されるエレメントを、吸気取入側へ突出するような山形に形成してあると、エアクリーナボックス内のクリーンサイド容積を大きく確保することができ、また、エレメントのろ過面積も大きく確保することができ、コンパクト性を維持しながらも、エアクリーナの清浄機能、吸入効率及び吸気騒音低減機能を向上させることができる。

（自動二輪車全体の構造）
図１〜図４は、本発明を適用した自動二輪車及びその吸気装置の一実施の形態である。自動二輪車の側面図を示す図１において、車体フレーム１は、左右一対のメインフレーム２と、該メインフレーム２の前端部に結合されたヘッド部３と、メインフレーム２の後下端部に結合された下部ブラケット５と、後部フレーム６等から構成されており、下部ブラケット５にはスイングアーム８が上下揺動可能に支持され、スイングアーム８の後端部には後輪１０が支持されている。スイングアーム８は図示しないリヤサスペンションにより、弾性的に支持されている。

ヘッド部３内にはヘッドパイプ１２が内蔵され、該ヘッドパイプ１２にはフロントフォーク１５に連結された操舵軸１７が回動可能に支持され、操舵軸１７の上端部にはハンドル１８が設けられている。フロントフォーク１５の下端部には前輪２０が支持されている。メインフレーム２の上部には燃料タンク２４が配置され、後部フレーム６の上部にはシート２５が配置され、また、車体フレーム１の前端部にはフロントカウル２８が装着され、左右側方にはサイドカウル３０が装着されている。

搭載エンジンＥはたとえば並列４気筒エンジンであり、メインフレーム２の下側に配置され、下部ブラケット５及びメインフレーム２に支持されている。エンジンＥと上方の燃料タンク２４の間にエアクリーナ３１が配置されており、エンジンＥの各気筒の吸気口に接続された各吸気管３３は、キャブレター３４を介してエアクリーナ３１の後部エア出口３６に接続している。

図２は車体フレーム１及びエアクリーナ３１の平面図を示しており、左右のメインフレーム２は、中空状に形成されると共にヘッド部３から左右に枝分かれして後方に延びており、後端部が閉塞されることにより、メインフレーム２内は大きな容積部となっている。左右の両メインフレーム２の後端部同志はクロス部材３５により連結されている。

（吸気装置）
ヘッド部３の前面には前方に延びるエア取入ダクト（エア取入部）４０が接続し、該エア取入ダクト４０は前部が扇状に広がっており、前端エア取入口４０ａはフロントカウル２８の開口部から前方に向けて開口し、前方から走行風を取り入れることができるようになっている、

図５はエアクリーナ３１、エア取入ダクト４０及び吸気ダクト５０を実線で示す平面図であり、エアクリーナケース４１の前端エア入口４１ａは、車幅中心線Ｏ1の対して左右対称となるように、前方突出状に山形（「へ」の字形）に折れ曲がっており、該山形のエア入口４１ａに左右一対の前記吸気ダクト５０の後端がそれぞれ接続している。両吸気ダクト５０は、車幅中心線Ｏ1に対して左右対称に配置されている。

各吸気ダクト５０はたとえばゴム（又はプラスチック）でできており、それぞれ左右のメインフレーム２内に挿入され、メインフレーム２内をヘッドパイプ１２の近傍位置まで延び、前端がヘッド部３内で前向きに開口している。

図３は、図１のIII-III断面拡大図（水平断面図）であり、ヘッド部３は中空状に形成されており、前端開口に前記のようにエア取入ダクト４０が接続している。ヘッド部３の後端は、車幅中央位置の支柱壁３ｂを境に左右に二股状に開口しており、それぞれ左右のメインフレーム２の前端に接続している。

各吸気ダクト５０は、各メインフレーム２の内側壁に形成された嵌合孔２ａからメインフレーム２内に挿入され、ヘッドパイプ１２の近傍まで延びており、前端から吸気下流側（後側）へ行くに従いエア流通断面積が増加するように形成されている。

両吸気ダクト５０の形状をエアの流れに沿って詳しく説明すると、ヘッドパイプ１２の近傍位置では、両吸気ダクト５０の前端開口５０ａは隣接配置されると共に断面が縦長（図６参照）に形成されており、前端開口５０ａから後方に行くに従い両吸気ダクト５０の左右の間隔が広がるように、それぞれ左右のメインフレーム２に沿って斜め後方に延び、途中の折れ曲がり部５０ｂから再び車幅中心線側へ折れ曲がっている。そして、それぞれメインフレーム２の上記嵌合孔２ａに嵌合支持されると共に後方に抜け出し、前記エアクリーナケース４１のエア入口４１ａに接続している。

また、各吸気ダクト５０の前端開口５０ａから折れ曲がり部分５０ｂの近傍までは、各吸気ダクト５０内をそれぞれ左右に略均等に分割する整流板５３が一体に形成されている。さらに、上記折れ曲がり部分５０ｂよりも後方位置であって、メインフレーム２外に位置する部分の底壁には、複数の小さな排水孔５５がそれぞれ形成されている。

エアクリーナケース４１内には、前記山形の前端エア入口面４１ａに接するように、前方突出状の山形（「へ」の字形）に形成されたエレメント５８が配置されている。

図４は吸気装置の分解斜視図であり、エアクリーナケース４１の後部底壁に形成されるエア出口３６は、たとえば内側二つがエアクリーナケース４１内へ高く突出するように筒形に形成されており、これにより、吸気通路長を調節している。なお、上記内側二つの筒状出口３６を、図６に示すように前方に向いて開口するように曲筒状に形成することも可能である。

図４に戻り、エア取入ダクト４０の前端エア取入口４０ａには、たとえば防塵網６０が取り付けられ、押え枠６１により固定されている。エア取入ダクト４０とヘッド部３の前端の間には、パッキン６２等が挟着されるようになっている。吸気ダクト５０の外周面には、メインフレーム２の嵌合孔２ａに嵌着するための溝部６５並びにエアクリーナケース４１にエア入口４１ａに嵌着するための溝部６６がそれぞれ形成され、また、外周面全体に亘って、形状保持用の補強リブ６７が形成されている。エアクリーナケース４１の上下にはそれぞれ上蓋７０と下蓋７１が取り付けられ、下蓋７１には吸気管接続孔７２が形成されている。

（作用）
次に作用を説明する。図３において、エア取入ダクト４０の前端エア取入口４０ａから取り入れられる走行風は、ヘッド部３内へラム圧が加わった状態で流入し、ヘッドパイプ１２部分で左右に分かれ、左右のメインフレーム２内へ流入すると同時に一部が両吸気ダクト５０内へ流入する。この時、大きな容積のメインフレーム２内へ流入することにより流速が低下し、エア中の雨水等の水分が水滴となってメインフレーム２内で落下すると共に、メインフレーム２がレゾネータの役目を果たし、吸気音を低減する。また、上記吸気ダクト５０内に流入する一部のエアは、速い流速を維持した状態で後方へ流れ、エアクリーナ３１へ供給されるため、吸入効率の低下を防ぎ、エンジン性能を維持することができる。

上記吸気ダクト５０内を高速でエアが通過する場合において、前半部分では、車幅中央線から左右に広がるように形成された整流板５３により、乱流が生じるのを防いで吸入効率の向上を図ることができると共に、吸気ダクト５０内へ侵入する雨水を整流板５３に衝突させることにより落下させ、再度水切りを行なうことができる。さらに、折れ曲がり部分５０ｂにおいても、勢い良く運ばれてくる雨水を衝突させ、落下させることができ、ここでも水切りを行なうことができる。なお、吸気ダクト５０の流通断面積が、エア下流側に行くにしたがい大きくなるように形成されているので、吸気ダクト５０の後部では、少し流速を低下させるため、これにより雨水等の落下作用を促進することができる。

吸気ダクト５０を通過したエアは、エアクリーナ３１の前端エア入口４１ａからエレメント５８を通過することにより浄化（ろ過）され、エアクリーナケース４１内のクリーンサイド側に供給される。前述のようにエア入口４１ａ及びエレメント５８の形状を、前方に突出する山形に形成してあるので、エアクリーナケース４１内のクリーンサイドとして大きな容積が確保でき、該大容積のクリーンサイドを経て、各エア出口３６から図１の各気筒用吸気管３３にエアが供給される。

なお、吸気ダクト５０内に落下した水滴は、吸気ダクト５０の底壁の排水孔（水抜孔）５５から外部に排出される。また、メインフレーム２内に落下した水滴は、図示しないが、メインフレーム２の後端部に形成された水抜孔から外部に排出される。

本発明を適用した自動二輪車の左側面図である。 メインフレーム及びエアクリーナの平面図である。 図１のIII-III断面図である。 吸気装置の分解斜視図である。 エアクリーナ、空気取入ダクト及び吸気ダクトの平面図である。 図５のVI-VI断面拡大図である。 従来例の平面略図である。 図７のVIII-VIII断面拡大図である。 別の従来例の縦断面略図である。

符号の説明

１ 車体フレーム
２ メインフレーム
３ ヘッド部
１２ ヘッドパイプ
３１ エアクリーナ
４０ エア取入ダクト（エア取入部）
４１ エアクリーナケース
５８ エレメント
５０ 吸気ダクト
５０ 前端開口
５３ 整流板

Claims (6)

1. 車体フレームは中空状のヘッド部と該ヘッド部から後方に向かって左右間隔が広がるように延びる左右一対の中空状のメインフレームを有しており、
   前記ヘッド部にエア取入部を設け、
   前記ヘッド部より後方で左右の前記メインフレーム間にエアクリーナを配置し、
   前記エアクリーナに左右一対の吸気ダクトを接続し、
   左右の前記各吸気ダクトは、それぞれ対応する側の前記メインフレーム内に挿入されると、該各メインフレーム内に折れ曲がり部が形成され、前記各折れ曲がり部から前記各メインフレームに沿って、前記メインフレーム内を前記ヘッド部側へ延び、前端が開口し、かつ、エア下流側に行くに従い流通断面積が大きくなるように形成されている、ことを特徴とする自動二輪車の吸気装置。
2. 請求項１に記載の自動二輪車の吸気装置において、
   前記各吸気ダクトの前端は、ヘッド部内のヘッドパイプの近傍位置で互いに隣接配置されている、自動二輪車の吸気装置。
3. 請求項１又は２に記載の自動二輪車の吸気装置において、
   前記吸気ダクトの底壁には、排水孔が形成されている、自動二輪車の吸気装置。
4. 請求項２に記載の自動二輪車の吸気装置において、
   左右の前記各吸気ダクトは、前記メインフレーム内の前記各折れ曲がり部と、該各折れ曲がり部とは別に、各吸気ダクトの前端開口近傍位置で、それぞれメインフレームに沿って左右に広がるように折れ曲がる折れ曲がり部と、を有している、自動二輪車の吸気装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか一つに記載の自動二輪車の吸気装置において、
   左右の前記各吸気ダクトの前記前端は、ヘッドパイプ近傍で前方に向いて開口している、自動二輪車の吸気装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一つに記載に自動二輪車の吸気装置において、
   前記メインフレームは、後端部が閉塞され、前端部が前記ヘッド部と連通することにより、メインフレーム内の中空部が容積部となっている、自動二輪車の吸気装置。

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