JP4347879B2 - 自動二輪車 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンクから流出した燃料が通流するフィルタと、該フィルタを通じて流出した燃料をエンジンの吸気通路へ噴射する燃料噴射ポンプと、該燃料噴射ポンプからの余剰燃料を前記フィルタへ返送する循環パイプとを有する燃料供給装置を備えた自動二輪車に関する。

エンジンに用いられる従来のフューエルインジェクションシステム（ＦＩシステム）では、燃料タンク内の燃料を燃料ポンプで常時加圧してレギュレータで一定圧力に調節している。こうして加圧された燃料は、高圧用フィルタ装置を通過して高圧用配管を介してインジェクタまで圧送される。そしてインジェクタは、電磁弁の駆動により、圧送されてきた燃料をエンジンへの吸気通路に適量だけ噴射している。

これに対して特許文献１には、スクータ等の小型二輪車に適用することを前提とする新たな燃料供給装置が提案されている。この燃料供給装置は、燃料を加圧するポンプとレギュレータとインジェクタとがそれぞれ有する機能を１つに統合した燃料噴射ポンプを備えている。該燃料噴射ポンプは燃料タンク内の液面よりも低く配設され、両者間に生じる水頭圧により、燃料タンクから燃料噴射ポンプへ途中でフィルタを経由して燃料が低圧で供給される。そして燃料噴射ポンプは、供給された燃料をエンジンの吸気通路内へ計量・噴射する。また、低圧で供給される燃料のうち、燃料噴射ポンプによって吸気通路内へ噴射されなかった余剰燃料は、燃料噴射ポンプから延びる循環パイプを通じてフィルタへ戻されるようになっている。

このような燃料供給装置によれば、吸気通路内への燃料噴射時にのみ通電して燃料を加圧すればよいため、消費電力を低減することが可能である。また、燃料タンクと燃料噴射ポンプとの間を通流する燃料が低圧であるため、この間を接続する配管や途中に設けられるフィルタとして高圧仕様のものを用いる必要がなくなるため、部品コストの低減も図ることができる。
特開２００４−２７８５２６号公報

しかしながら、一般にいわれる中型や大型の自動二輪車とスクータ等の小型二輪車とはフレーム構造が異なるために、特許文献１に開示された燃料供給装置を中・大型の自動二輪車に適用するのは容易ではない。

即ち、上述した特許文献１に開示された燃料供給装置では、燃料噴射ポンプに３つの機能が備えられているため、インジェクタよりも寸法的に大きくなってしまう。一方、中・大型の自動二輪車では、一般にステアリングシャフトを支持するヘッドパイプから後方へ延びるメインフレームが備えられており、燃料噴射ポンプを吸気通路の上側に設けると、該燃料噴射ポンプとメインフレームとが干渉しやすくなる。ここで、メインフレームを更に上方に配置することで燃料噴射ポンプを回避することができるが、この場合は自動二輪車の重心位置が高くなって好ましくない。

そこで本発明は、上述したような燃料供給装置を中・大型の自動二輪車に適用するに際し、燃料噴射ポンプとメインフレームとを互いに干渉しないように配設することができ、又は自動二輪車の重心位置が高くなるのを抑制することが可能な構成を提供することを目的とする。

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る自動二輪車は、ヘッドパイプから後方へ車体の幅方向の略中心を通って伸びるメインフレームと、該メインフレームより下方に配設されてシリンダを略縦置きしたエンジンとを備える自動二輪車であって、前記エンジンより上方に配設された燃料タンクと、前記エンジンのシリンダヘッドから後方へ伸びた吸気通路と、該吸気通路へ前記燃料タンクからの燃料を供給する燃料供給装置とを備え、該燃料供給装置は、前記燃料タンクからの燃料が通流するフィルタと、該フィルタからの燃料を前記吸気通路へ噴射する燃料噴射ポンプと、該燃料噴射ポンプからの余剰燃料を前記燃料噴射ポンプの上流側へ返送する循環パイプとを有し、前記燃料噴射ポンプは、軸芯方向に可動なポンプ部を有し、且つ、前記吸気通路の上部にて前記軸芯が鉛直方向に対し一側方へ傾斜するようにして設けられている。

このような構成とすることにより、燃料噴射ポンプを傾けているため、メインフレームとの干渉を避けることができ、自動二輪車の重心位置が高くなるのを抑制することができる。

また、前記吸気通路を流れる吸気の量を調整するスロットルボディを備え、該スロットルボディは弁体と該弁体の回動軸とを有し、該スロットルボディは、水平方向に対し、前記回動軸が前記燃料噴射ポンプと同一方向へ傾斜するようにして設けられていてもよい。

このような構成とすることにより、燃料噴射ポンプからの燃料の噴射方向と弁体の回動軸との位置関係を、燃料噴射ポンプ及び回動軸を傾斜させない場合と同じ状態にすることができる。従って、中・大型の自動二輪車に燃料供給装置を適用した場合であっても、燃料の噴射方向と弁体の回動軸との位置関係を適切に設定することができる。

また、前記燃料供給装置は、前記燃料タンクからの燃料を前記フィルタを経由して前記燃料噴射ポンプへ導くフィードパイプを有し、該フィードパイプは、前記燃料タンクから前記吸気通路の他側方及び下方を経由して一側方へ至り、更に前記スロットルボディの一側部の上方を通って前記燃料噴射ポンプまで延設されていてもよい。

このような構成とすることにより、燃料タンクから燃料噴射ポンプへ至る間のフィードパイプにおいて、山形配管となるのを回避することができる。即ち、燃料供給装置では、フィードパイプの途中に設けられるフィルタや燃料噴射ポンプなどで気泡が生じる場合があり、これらの気泡によるいわゆるエア噛み現象を回避すべく、気泡を燃料タンクへ戻す必要がある。フィードパイプを通って燃料タンクへ移動する気泡は、途中に山形配管部分があるとそこに滞留し、燃料噴射ポンプへ燃料を供給するに際して好ましくない。そこで上述したような構成とすることにより、フィードパイプの途中で山形配管となるのを回避できるため、フィルタや燃料噴射ポンプで生じた気泡を燃料タンクへ適切に導くことができる。

また、前記フィルタは、前記吸気通路より下方に配置されていてもよい。

また、前記フィルタは筒状を成し、前記吸気通路での吸気の通流方向に対して軸芯が交差するようにして配設されていてもよい。

本発明によれば、上述したような燃料噴射ポンプを有する燃料供給装置を中・大型の自動二輪車に適用するに際し、燃料噴射ポンプとメインフレームとを互いに干渉しないように配設することが可能な構成を提供することが可能となる。

以下、本発明の実施の形態に係る自動二輪車について、図面を参照しながら具体的に説明する。図１は本発明の実施形態に係る中型又は大型の自動二輪車１の左側面図である。なお、本実施形態で用いる方向の概念は、自動二輪車１に搭乗したライダー（図示せず）から見た方向の概念と一致するものとして説明する。

図１に示すように、自動二輪車１は前輪２と後輪３とを備え、前輪２は略上下方向に延びるフロントフォーク４の下端部にて回転自在に支持されている。フロントフォーク４は、その上端部に設けられたアッパーブラケット５と、該アッパーブラケット５より下方に設けられたアンダーブラケット６とを介してステアリングシャフト７に支持されており、該ステアリングシャフト７はヘッドパイプ８によって回転自在に支持されている。そして、アッパーブラケット５には左右へ延びるバー型のステアリングハンドル９が取り付けられている。従って、ライダーはステアリングハンドル９を回動操作することにより、ステアリングシャフト７を回転軸として前輪２を所望の方向へ転向させることができる。

ヘッドパイプ８からは車体の骨格を構成するフレーム１０が後方へ延設されている。該フレーム１０はヘッドパイプ８から後方へ延びるメインフレーム１０ａと、該メインフレーム１０ａの後端から後方斜め下方へと延びるピボットフレーム１０ｂとから構成されている。ピボットフレーム１０ｂにはスイングアーム１１の前端部１１ａが軸支されており、該スイングアーム１１の後端部に後輪３が回転自在に支持されている。メインフレーム１０ａの上方であってステアリングハンドル９の後方には燃料タンク１２が設けられ、該燃料タンク１２の後方には騎乗用のシート１３が設けられている。なお、後述するように燃料タンク１２は左右方向の中央底部が上げ底状となっており、メインフレーム１０ａに跨るようにして設けられている（図５参照）。

メインフレーム１０ａの下方にはエンジン１４が配設されている。このエンジン１４は、シリンダヘッド１５ａ及びシリンダブロック１５ｂから成るシリンダ１５ｃが略鉛直方向に立設した縦置き型の直立単気筒４サイクルエンジンであり、シリンダヘッド１５ａは燃料タンク１２の略直下（下方）に位置している。シリンダブロック１５ｂの下部にはクランクケース１５ｄが接続されており、クランクケース１５ｄの後部にはギヤケース１６が設けられている。エンジン１４の出力はギヤケース１６からチェーン１７を介して後輪３へと伝達される。

エンジン１４のシリンダヘッド１５ａの後部には吸気ポート１５ｅが形成されており、該吸気ポート１５ｅにはスロットルボディ１８を介して吸気管１９が接続されている。スロットルボディ１８は、その内部に吸気ポート１５ｅと吸気管１９とを連通する吸気通路２８が形成されており（図２参照）、該吸気通路２８を通流する吸気量を調節すべく回動軸２３ａにバタフライバルブ２３が備えられている（図２参照）。また、吸気管１９の上流側端部には図示しないエアクリーナが接続されている。

また、自動二輪車１は、後に詳述する燃料供給装置１００（図２も参照）を備えている。該燃料供給装置１００は、燃料ポンプとレギュレータとインジェクタとがそれぞれ有する機能が統合された燃料噴射ポンプ２２を有し、該燃料噴射ポンプ２２はスロットルボディ１８に取り付けられている。燃料タンク１２には燃料タップ２０が取り付けられており、燃料タンク１２から流下する燃料は、燃料タップ２０及びフィルタ装置２１を介して燃料噴射ポンプ２２に供給される構成となっている。なお、燃料噴射ポンプ２２の一例として、特開２００４−２７８５２６号公報の図２に示されたものを用いることが可能であり、本実施の形態ではこれと同様の構成を有するものを用いるものとし、その構成に関する詳細な説明は省略する。

図２は、図１に示す自動二輪車１が有する燃料供給装置１００の概略構成を示す概念図である。以下、この図２を用いて燃料供給装置１００の構成及び機能の概略を説明する。図２に示すように、燃料タンク１２には、燃料タンク１２内の燃料を流下させると共に燃料の使用（予備使用を含む）・不使用等を切り換えるための燃料タップ２０が取り付けられている。燃料タップ２０には第１フィードパイプ２４の一端部が接続されており、第１フィードパイプ２４の他端部はフィルタ装置２１にそのフィルタエレメント（図示せず）の上流側で接続されている。フィルタ装置２１には、フィルタエレメント（図示せず）の下流側で第２フィードパイプ２５の一端部が接続されており、第２フィードパイプ２５の他端部は燃料噴射ポンプ２２に接続されている。

これらの燃料タップ２０、第１フィードパイプ２４、フィルタ装置２１、第２フィードパイプ２５、及び燃料噴射ポンプ２２は、いずれも燃料タンク１２よりも下方に位置するように配設されている。従って、燃料タンク１２内の燃料は、燃料タンク１２内の燃料の液面と燃料噴射ポンプ２２との高低差で決まる水頭圧により燃料噴射ポンプ２２へ導かれる。燃料噴射ポンプ２２は、ケーシング２２ａ内に軸芯方向へ可動なポンプ部２２ｂを有し、このポンプ部２２ｂの動作によって、スロットルボディ１８内の吸気通路２８に燃料を計量・噴射する。

燃料噴射ポンプ２２には、燃料噴射ポンプ２２からの余剰燃料をフィルタ装置２１（即ち、燃料噴射ポンプ２２の上流側）へと戻す循環パイプ２６の一端が接続され、その他端は、フィルタ装置２１にそのフィルタエレメント（図示せず）の下流側で接続されている。また、循環パイプ２６の途中には、燃料噴射ポンプ２２等で発生して循環パイプ２６の液中を浮上する蒸発ガスＶを燃料タンク１２に戻すリターンパイプ２７の一端が接続されており、リターンパイプ２７の他端の開口部は燃料タンク１２内の空気層に突出している。

図３は図１に示す自動二輪車１の燃料供給装置１００及びその周辺構成を拡大表示した左側面図であり、図４は、図３に示す燃料供給装置１００の右側面図、図５は、図３に示す燃料供給装置１００を後方から見た一部断面背面図である。

図５に示すように燃料タンク１２は、主に底壁部を形成する金属製のインナーパネル３８と、ドーム状の外壁部を形成する金属製のアウターパネル３９とを有し、互いが溶接等で接合されることで燃料貯蓄空間が形成されている。ここで、インナーパネル３８は少なくとも一部分が上げ底状になっており、最下面となる左右の第１底壁部３８ａと、これらの間に位置して上げ底部分を成す第２底壁部３８ｂと、第１底壁部３８ａと第２底壁部３８ｂとを連結する傾斜した内壁部３８ｃとを有し、背面視で略左右対称な形状となっている。

また、燃料タンク１２の左側の第１底壁部３８ａには、燃料タップ２０が下方へ突出するようにして取り付けられている。燃料タップ２０は、燃料の使用時等にライダー等が回動操作するバルブ２０ａを有している。このバルブ２０ａは、燃料タップ２０が燃料タンク１２に取り付けられた状態でエンジン１４の吸気ポート１５ｅの上方に位置し、且つ、側面視で燃料タンク１２の下方に露出するようになっている（図３参照）。

図３に示すように、燃料タップ２０の下部には第１フィードパイプ２４の一端部２４ａが接続されている。第１フィードパイプ２４は一端部２４ａからスロットルボディ１８の左側方を通って後方へ延設されており、且つ後方へ向かうに従って下方に位置するよう傾斜して所定の勾配を有している。また、第１フィードパイプ２４は吸気管１９の左側方に至る位置で下方へ湾曲し、下方へ向いて開口する他端部２４ｂ（図５参照）がフィルタ装置２１に接続されている。

フィルタ装置２１はスロットルボディ１８よりも後方で吸気管１９の略直下に配置されている。換言すれば、スロットルボディ１８に対して吸気管１９に沿った吸気上流側（後側）には、吸気管１９の下方に余剰スペースが存在しており、フィルタ装置２１はこの余剰スペースに配設されている。また、フィルタ装置２１は円筒状の外形を成しており（図３及び図４参照）、その軸芯が吸気管１９内の吸気の通流方向に対して略直交するように左右方向に向けられて配設されている。そして上述した第１フィードパイプ２４の他端部２４ｂは、円筒状のフィルタ装置２１の周壁部における左側上部に接続されている（図５参照）。

図５に示すように、フィルタ装置２１の右側の端面には第２フィードパイプ２５の一端部２５ａが接続され、第２フィードパイプ２５はこの一端部２５ａから吸気管１９の右側方を通り、スロットルボディ１８の上部に設けられた燃料噴射ポンプ２２まで延設されている。より詳細には、図５に示すように第２フィードパイプ２５は、フィルタ装置２１に接続された一端部２５ａから一旦右方向へ延び、途中で湾曲して吸気管１９の右側方位置で上方へ向かい、更に途中で湾曲してスロットルボディ１８の上方位置で前方へ向かって延びている（図４も参照）。そして燃料噴射ポンプ２２の取り付け位置近傍で左方向へ再度湾曲し、図４に示すように他端部２５ｂが燃料噴射ポンプ２２に接続されている。

このように、第２フィードパイプ２５は、吸気管１９及びスロットルボディ１８の近傍をその外面に沿って延設されており、更に、第１フィードパイプ２４及び第２フィードパイプ２５によって吸気管１９を巻回するように配設されている。そして燃料タンク１２内の燃料は、燃料タップ２０から第１フィードパイプ２４を通じてフィルタ装置２１へ流下し、ここで異物が除去されると第２フィードパイプ２５を通じて燃料噴射ポンプ２２まで通流する。

燃料噴射ポンプ２２の上部には、燃料噴射ポンプ２２からの余剰燃料をフィルタ装置２１へと戻す循環パイプ２６が接続されている。図３に示すようにこの循環パイプ２６は、燃料噴射ポンプ２２に一端部３０ａが直接に接続される第１パイプ３０と、第１パイプ３０の他端部３０ｂに入力端が接続されて上下２つの出力端を有する分配継手３１と、分配継手３１の下側の出力端に一端部３２ａが接続された第２パイプ３２とを備えている。図５に示すように、第１パイプ３０はその一端部３０ａから前方斜め右方向へ延びて分配継手３１に接続されている。また、第２パイプ３２はその一端部３２ａから下方へ延びた後、途中で湾曲してスロットルボディ１８の上方近傍位置を後方へ向かい、吸気管１９の上方位置では比較的大きな曲率半径を有して湾曲して左方向へ延びている。そして吸気管１９の左側方位置では下方へ向かい、フィルタ装置２１の左側の端面に他端部３２ｂが接続されている。このように、循環パイプ２６のうち第２パイプ３２は、スロットルボディ１８及び吸気管１９の近傍をその外面に沿って延設されている。

分配継手３１は、燃料タンク１２の第２底壁部３８ｂの下方の上げ底空間を通過するメインフレーム１０ａ（図５にて二点鎖線で示す）に対して固定部材３１Ａで固定されている。この分配継手３１の上側の出力端にはリターンパイプ２７の一端部（下端部）が接続されており、リターンパイプ２７の他端部（上端部）は燃料タンク１２の満タン液面ＦＬより上方の空気層に突出している。

より詳しくは、リターンパイプ２７は、分配継手３１に下端部が直接接続されるゴムチューブ等のフレキシブルパイプ３３と、フレキシブルパイプ３３の上端部に下端部が接続されて燃料タンク１２の第２底壁部３８ｂに予めロウ付け等で貫通固定された金属パイプ３４とを備えている。フレキシブルパイプ３３の下端部は分配継手３１の上側の出力端に対してクランプ部材３５で締結されており、フレキシブルパイプ３３の上端部は金属パイプ３４の下端部に対してクランプ部材３６で締結されている。更に、フレキシブルパイプ３３の中間部分には、近接配置された前記メインフレーム１０ａ等との接触からフレキシブルパイプ３３を守るための保護部材３７が外装されている。このような構成により、燃料噴射ポンプ２２にて生じた気泡は、循環パイプ２６の第１パイプ３０から分配継手３１を通ってリターンパイプ２７へ至り、これを通じて上昇して燃料タンク１２の空気層へと導かれる。

また、本実施の形態に係る燃料供給装置１００は、図５に示すように燃料噴射ポンプ２２が、鉛直方向に対してポンプ部２２ｂ（破線で示す）の軸芯２２ｃ（一点鎖線で示す）の上部が下部に対し所定の角度αだけ右側（背面視で時計回り方向）に位置するよう傾斜して取り付けられている。従って、ポンプ部２２ｂを鉛直方向に沿うように取り付けた場合に比べ、燃料噴射ポンプ２２の鉛直方向寸法が小さくなっており、直上を通るメインフレーム１０ａと干渉しないようになっている。また、このようにすることにより、メインフレーム１０ａを高い位置に通さずにすむため、自動二輪車１の重心位置が高くなるのを抑制することができる。

また、図５に示すようにスロットルボディ１８が有するバタフライバルブ２３の回動軸２３ａ（破線で示す）も、左側部分が右側部分に対し所定の角度βだけ上方（背面視で時計回り）に位置するよう傾斜して取り付けられており、本実施の形態ではこの角度βは燃料噴射ポンプ２２の取付傾斜角度αと同一（α＝β）に設定されている。従って、背面視したときの燃料噴射ポンプ２２とスロットルボディ１８との位置関係（時計回り方向の相対位置）を、燃料噴射ポンプ２２を傾斜配置しない場合と同様に適切に保つことができる。

更に、スロットルボディ１８をこのように傾斜して設けることにより、フィルタ装置２１から延びる第２フィードパイプ２５を、スロットルボディ１８の右側方ではなく右側上方を通って延設することができる。スロットルボディ１８の右側方を通した場合には右側方からの物体との接触が懸念されるが、本実施の形態のようにスロットルボディ１８の右上方を通すことにより、右側方からの物体と接触する可能性が低減されるため好都合である。

なお、本実施の形態では直立単気筒エンジンについて例示しているが、これに限られず、例えば２〜４気筒であってもよく、直列式、水平対向式、あるいはＶ型のエンジンであってもよい。更に本発明に係る自動二輪車は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でその構成を変更、追加、又は削除することができる。

本発明は、燃料噴射ポンプを有する燃料供給装置を採用しつつ、燃料噴射ポンプとメインフレームとを互いに干渉しないように配設することが可能ないわゆる中・大型の自動二輪車に適用することができる。

本発明の実施形態に係る中型又は大型の自動二輪車の左側面図である。 図１に示す自動二輪車が有する燃料供給装置の概略構成を示す概念図である。 図１に示す自動二輪車の燃料供給装置及びその周辺構成を拡大表示した左側面図である。 図３に示す燃料供給装置の右側面図である。 図３に示す燃料供給装置を後方から見た一部断面背面図である。

符号の説明

１ 自動二輪車
１２ 燃料タンク
１４ エンジン
１５ａ シリンダヘッド
１５ｅ 吸気ポート
１８ スロットルボディ
１９ 吸気管
２０ 燃料タップ
２１ フィルタ装置
２２ 燃料噴射ポンプ
２４ 第１フィードパイプ
２５ 第２フィードパイプ
２６ 循環パイプ
２７ リターンパイプ
２８ 吸気通路
１００ 燃料供給装置

Claims (4)

1. ヘッドパイプから後方へ車体の幅方向の略中心を通って伸びるメインフレームと、該メインフレームより下方に配設されてシリンダを略縦置きしたエンジンとを備える自動二輪車であって、
   前記エンジンより上方に配設された燃料タンクと、前記エンジンのシリンダヘッドから後方へ伸びた吸気通路と、該吸気通路内へ前記燃料タンクからの燃料を供給する燃料供給装置と、前記吸気通路内を流れる吸気の量を調整すべく弁体及び該弁体の回動軸を有するスロットルボディとを備え、
   該燃料供給装置は、前記燃料タンクからの燃料が通流するフィルタと、該フィルタからの燃料を前記吸気通路内へ噴射する燃料噴射ポンプと、該燃料噴射ポンプからの余剰燃料を前記燃料噴射ポンプの上流側へ返送する循環パイプとを有し、
   前記燃料噴射ポンプは、軸芯方向に可動なポンプ部を有し、且つ、前記スロットルボディの上部にて前記軸芯が鉛直方向に対し一側方へ傾斜するようにして設けられており、
   前記スロットルボディは、水平方向に対し、前記回動軸が前記燃料噴射ポンプと同一方向へ傾斜するようにして設けられていることを特徴とする自動二輪車。
2. 前記燃料供給装置は、前記燃料タンクからの燃料を前記フィルタを経由して前記燃料噴射ポンプへ導くフィードパイプを有し、該フィードパイプは、前記燃料タンクから前記吸気通路の他側方及び下方を経由して一側方へ至り、更に前記スロットルボディの一側部の上方を通って前記燃料噴射ポンプまで延設されていることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車。
3. 前記フィルタは、前記吸気通路より下方に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の自動二輪車。
4. 前記フィルタは筒状を成し、前記吸気通路での吸気の通流方向に対して軸芯が交差するようにして配設されていることを特徴とする請求項３に記載の自動二輪車。

Images