JP4601006B2 - エアクリーナ装置 - Google Patents

Description

本願はエンジンの吸気系に接続されるエアクリーナ装置に係り、特に有利な構造の可変吸気ダクトを有するものに関する。

通路断面積が異なる複数の吸気ダクトを独立して設け、吸入通路を走行速度に応じていずれか一つの吸気ダクトへ選択的に切り換えて空気を取り入れることにより吸気量を可変にした可変吸気ダクトが知られている。
特開２００５−０８３２８８公報

独立した吸気ダクトを複数設けた場合、吸気ダクトの占有体積（ダクト長×通路断面積）が吸気ダクトの数だけ必要になり、占有体積が増えてしまうため、レイアウトスペースが減少して他部品のレイアウト自由度に影響を与えていた。そこで本願は占有体積の増加を抑制できる可変吸気ダクト構造の実現を目的とする。

上記課題を解決するためエアクリーナ装置に係る請求項１の発明は、フィルタエレメントにより内部をクリーンルームとダーティルームに区画されたクリーナケースと、ダーティルームへ接続する空気取り入れ通路を構成する吸気ダクトとを備えたエアクリーナ装置において、
前記空気取り入れ通路の吸気下流側を、第１及び第２分岐通路に分岐させるとともに、前記空気取り入れ通路の途中に切換バルブを設け、この切換バルブで空気取り入れ通路の吸気下流側を前記第１又は第２分岐通路のいずれかに選択切り換えするようにし、
前記第１及び第２分岐通路のうち一方の通路を細く、他方の通路を太くし、
前記太い通路は前記細い通路よりも前記空気取り入れ通路の上流に位置し、前記クリーナケースの壁面に設けられた開口に接続され、
前記細い通路は、前記太い通路よりも空気取り入れ通路の下流側に位置し、前記クリーナケース内に通路を延出させ、
前記吸気ダクトは上部と下部に上下分割され、
上部は吸気ダクトの上半側外形を構成し、
下部は細長筒部と、その横並びで上流側に設けられた太径筒部と、この太径筒部からさらに横方向へ延びる上向きに開放された横溝部とを一体に備え、
前記細長筒部内側の筒状空間は、第１分岐通路をなし、
太径筒部は内側の空間が第２分岐通路をなすことを特徴とする。

請求項２の発明は上記請求項１において、前記切換バルブが前記空気取り入れ通路を形成する壁部の一部をなしていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、１つの吸気ダクトに第１及び第２分岐通路を設けて選択切り換えすることにより可変吸気ダクトを構成するので、吸気ダクトを共通にしてその空気取り入れ口を共通とし、占有体積の増加を抑制して、省スペース化が可能になる。また分岐通路の選択切り換えを、エンジン回転数、ギヤポジション及びアクセル開度等を感知しておこなうことにより、走行状態に対応した吸気特性を得ることができる。
また、低速、高速時に細い通路使用することにより、低速時ではスロットルレスポンス向上及び吸気音低減を可能とし、高速時では高出力化及び吸気音低減を可能とし、中速時には太い通路を使用することにより高出力を出すことができるので、速度変化に対応して適切な可変吸気を行うことができる。
さらに、太径の通路を上流側へ配置することにより通路長を短くすることが容易になる。このため中速時に高出力を出せるよう太くて短い通路を形成することができる。
そのうえ、細い通路を下流側へ配置するとともにクリーナケース内へ延出させることにより、通路長を長くすることが容易になる。このため低速時ではスロットルレスポンス向上及び吸気音低減を可能とし、高速時では高出力化及び吸気音低減を可能とする、細くて長い通路を形成することができる。

請求項２の発明によれば、切換バルブを空気取り入れ通路を形成する壁部の一部とすることにより、吸気ダクトを小型化できる。

以下、図面に基づいて一実施例を説明する。図１は実施例に係るオフロード系自動２輪車の左側面図である。車体フレーム１は、エンジン２を支持し、前後に前輪３と後輪４を支持する。車体フレーム１はエンジン等を支持する車体フレーム前部１Ａと、シートを支持する車体フレーム後部１Ｂを備える。

車体フレーム前部１Ａは、前端のヘッドパイプ５からエンジン２の上方を通って斜め下がり後方へ延びるメインフレーム６と、メインフレーム６の後端からエンジン２の後方を斜め下がり下方へ延びるセンターフレーム７と、エンジン２の前方をヘッドパイプ５から斜め下がりに下方へ延びるダウンフレーム８と、エンジン２の下方を通ってセンターフレーム７及びダウンフレーム８の各下端を連結するロアフレーム９とによりループ状をなす。

車体フレーム後部１Ｂは、メインフレーム６の後部から斜め上がり後方へ延びるシートレール１０及びセンターフレーム７の下部から斜め上がり後方へ延びてシートレール１０の後部へ連結するバックステー１１とからなる。
メインフレーム６上にはエンジン２の略直立したシリンダ２ａ上方となる位置に燃料タンク１３が支持される。燃料タンク１３の後方にはシート１４がシートレール１０上に支持される。

センターフレーム７にはピボット軸１５を介してリヤアーム１６の前端部が上下動揺動自在に支持される。リヤアーム１６の後端には後輪４が支持され、エンジン２によりチェーン駆動される。センターフレーム７の上方肩部に設けられたステー１７とリヤアーム１６の前部に設けられたリンク１８との間にリヤクッション１９が設けられる。

ステー１７の後方で、センターフレーム７、シートレール１０及びバックステー１１に囲まれた側面視略三角形の空間内にエアクリーナ２０が配置され、シートレール１０及びバックステー１１に支持される。
エアクリーナ２０の前面からコンチューブ２１が前方へ延出し、スロットルボディ２２へ清浄空気を供給する。スロットルボディ２２からはシリンダ２ａの吸気口へ混合気を噴射する。

シリンダ２ａ前面の排気口からは排気管２３が下方へ延出し、後方へ曲がり返してシリンダ２ａの側方を通ってサイレンサー２４へ接続している。サイレンサー２４はバックステー１１後端部のエアクリーナ２０後方かつ後輪４の上下となる位置に支持される。
２５はフロントフォーク、２６はハンドル、２７はヘッドライト、２８はフロントバイザである。

図２はエアクリーナ２０の側面図である。エアクリーナ２０はクリーナケース３０の左側面３０ａ後部がフィルタ交換用に開口され、この開口には着脱自在に覆うリッド３１がネジ３２で取付けられている。リッド３１の内側となるクリーナケース３０内には、フィルタエレメント３５が着脱自在に取付けられている。このフィルタエレメント３５により、クリーナケース３０の内部は、前方側のクリーンルーム３６と後方側のダーティルーム３７に区画される。
クリーンルーム３６は、クリーナケース３０の前面３０ｂに取付けられるコンチューブ２１へ連通する。

ダーティルーム３７は、クリーナケース上面３０ｃの後部上に設けられた吸気ダクト３８と連通し、吸気ダクト３８より外気をダーティルーム３７へ取り込み、フィルタエレメント３５で浄化してクリーンルーム３６へ送り、さらにコンチューブ２１からスロットルボデイ２２へ浄化空気を供給するようになっている。

図３はエアクリーナ２０の平面図である。クリーナケース３０の右側面には開口部が設けられ、この開口を着脱自在に覆うクリーナカバー４０がネジ４１で取付けられている。クリーナカバー４０の内側にバッテリ４２が支持される。
３３はネジ４１の取付相手側となるボス部である。２４も同様にネジ３２の取付相手側となるボス部である。
コンチューブ２１の側面には、レゾネータ４３が設けられ、コンチューブ２１内部と連通し、吸気騒音を低減している。

フィルタエレメント３５は斜めに配置されているため、ダーティルーム３７の容量は平面視で三角形に近い形状になり、車幅方向にて左側が容量最大部分となり、この容量拡大部上方に吸気ダクト３８の下流側端部が接続するケース側開口部７４（後述）が位置する。

吸気ダクト３８はネジ４４で上面３０ｃへ着脱自在に取付けられる。４５は吸気共通部、４６はその空気取り入れ口である。吸気ダクト３８の内部には後述する切換バルブが設けられ、低速走行時及び高速走行時（以下、低・高速走行時という）に適した細くて長い空気通路と中速走行時に適した太くて短い空気通路のいいずれかに選択切り換えするようになっている。

吸気ダクト３８には切換バルブを切り換えるための切換駆動部４７を一体に備え、負圧ポット４８にて吸気負圧を利用して切換バルブを回動制御する。吸気共通部４５の空気取り入れ口４６は、上面３０ｃの後部における車幅方向中間部上に右側を指向して開口し、切換バルブ４６の切換状態に関係なく、吸気共通部４５の開放端である空気取り入れ口４６より上面３０ｃの上方空間にて車体右側より外気を取り入れる。

図４は吸気ダクト３８の図３の４−４線断面図、図５は図４の構成部を上下に分割して示す図である。これらの図において、吸気ダクト３８は上部５０と下部５１に上下分割され、上部５０は合わせライン５２で下部５１と合わさって筒状をなし、空気取り入れ口４６にて外気中へ開口する共通通路５３を形成する。共通通路５３は空気取り入れ通路のうちの共通通路部分をなす。なお、共通通路５３は後述する第１分岐通路６５及び第２分岐通路７０と共に吸気ダクト３８内の空気取り入れ通路を構成する。

上部５０は吸気ダクト３８の上半側外形を構成するように、下向きに開放されて車幅方向へ長く延びるカバー状の部材であり、嵌合部５４，着座部５５及び軸支部５６を有する。軸支部５６は切換バルブ５７の回動中心軸となるピボット部５８を回動自在に支持するための半割状凹部をなす。着座部５５は切換バルブ５７が図の反時計回りに回動したとき、先端を収容して着座させるための凹部である。符号５２ａ（図５）は上下部の分離時に生じる合わせライン５２に沿った割り面であり、上下一体化時には下部側の割り面５２ｂと接合して合わせライン５２を形成する。

下部５１は細長筒部６０と、その横並びで上流側に設けられた太径筒部６１と、この太径筒部６１からさらに横方向へ延びる上向きに開放された横溝部６２とを一体に備える。
細長筒部６０は細長い筒状をなし、内側の筒状空間は、上端の入り口側開口６３で共通通路５３と、出口側開口６４でダーティルーム３７と連通し、第１分岐通路６５をなす。第１分岐通路６５は通路断面積が小さくかつ通路長はＬ１（図５）と長くなっており、低・高速走行時用の通路をなす。

入り口側開口６３の周縁部分は嵌合突部６６と軸支部６７をなす。嵌合突部６６は先端が薄肉の段差状をなし、上部５０の嵌合部５４内側へ嵌合する。軸支部６７は切換バルブ５７のピボット部５８を回動着脱自在に支持する。
嵌合突部６６の周囲部分近傍から取付フランジ６８が突出形成され、上面３０ｃ上に一体形成されているボス６９へネジ４４で固定される。

太径筒部６１は内側の空間が第２分岐通路７０を有し、周壁７１と細長筒部６０の内側側壁６０ａとの間に形成されている。第２分岐通路７０は入り口側開口７２で共通通路５３と、出口側開口７３でダーティルーム３７と連通する。第２分岐通路７０は通路断面積が大きくかつ通路長はＬ２（図５）と短くなっており（Ｌ１＞Ｌ２）、中速走行時用の通路をなす。
周壁７１は、細長筒部６０の外側側壁６０ｂにおける上部であって肉厚の段部をなす嵌合部６０ｃ（図５）と一緒になって一つの連続する環状壁である嵌合部を形成し、上面３０ｃに形成されているケース側開口部７４へ嵌合する。このとき壁面開口７４の周囲はオーリング７５でシールされる。このための環状溝７６が太径筒部６１と細長筒部６０の各上部に形成されている。

横溝部６２は上部５０を下部５１に被せて一体化することにより吸気ダクト３８を組み立てたとき、上部５０の一端部側との間で割り面５２ｂと５２ａ（図５）を合わせて一体化し、内部に共通通路５３を形成する。このとき。上部５０と下部５１の各軸支部５６及び６７間に切換バルブ５７のピボット部５８を挟んで回動自在に支持する。

図６は下部５１の平面図である。第１分岐通路６５と第２分岐通路７０はそれぞれ通路断面積をＳ１、Ｓ２（Ｓ１＜Ｓ２）とする略半円形をなし、双方を合わせて一つの円をなすように設けられ、平面視で略直線状をなす細長筒部６０の内側側壁６０ａによって第１分岐通路６５と第２分岐通路７０に分割されている。第１分岐通路６５の通路断面積Ｓ１よりも第２分岐通路７０の通路断面積をＳ２の方が大きくなっており、通路断面積の大きさから、第１分岐通路６５が細い通路、第２分岐通路７０が太い通路となる。

図７は切換バルブ５７の平面図であり、切換バルブ５７は略正方形のフラップバルブであり、その一端に反対方向へ突出して一対のピボット部５８が形成されている。自由端７６にはストッパラバー７７が適当数設けられている（図では２個）。一対のピボット部５８のうち一方には、ブラケット７８が一体に形成されている。

図８は、切換バルブ５７の切換駆動部４７側を示す断面図である。ブラケット７８は側面視略三角形状をなし、下端部に係止穴７９が設けられ、この係止穴７９にアクチュエータロッド８０の一端が係止される。アクチュエータロッド８０の他端は負圧ポット４８内のダイヤフラム８１に連結されている。ダイヤフラム８１は、負圧ポット４８内が負圧になると変形してアクチュエータロッド８０を図の右方へ引き、大気開放されると変形前状態に復元してアクチュエータロッド８０を図の左方へ押し戻す。

アクチュエータロッド８０が右方へ引かれると、ブラケット７８を介して切換バルブ５７を反時計回り方向へ回動させ、自由端７６を着座部５５へ着座させる。反対にアクチュエータロッド８０が図の左方へ押し戻されると、ブラケット７８を介して切換バルブ５７を時計回り方向へ回動させ、自由端７６を着座部５９へ着座させる。

中速走行時になると、負圧ポット４８内が吸気負圧により減圧されるためダイヤフラムが図の右方へ引かれ、このとき同時にアクチュエータロッド８０を図の右方へ引いてブラケット７８を反時計回り方向へ回動させ、切換バルブ５７をブラケット７８と一体に回動させて自由端７６を着座部５５へ着座させる。

負圧ポット４８はエンジンの吸気負圧と大気とに切り換わる公知の切換弁（図示省略）を介して負圧源と大気へ接続し、低・高速走行時に切換弁を大気開放側へ切り換えるとアクチュエータロッド８０は図の左方へ移動し、中速走行時に切換弁を負圧源側へ切り換えるとアクチュエータロッド８０が図の右方へ移動する。なお、この速度に応じて負圧接続状態と大気開放状態とに切り換える場合、種々の走行条件に関するデータに基づいて制御することができる。例えば、エンジン回転数とギヤポジション及びアクセル開度等に基づいて制御でき、本実施例ではエンジン回転数とギヤポジションを感知して制御している。このようにすれば、走行状態に応じた適切なレスポンスと出力を両立させる制御ができ、運転感覚にマッチした制御が可能になる。エンジン回転数にギヤポジションを併用すると低速ギヤ時と高速ギヤ時に制御を分けることができる。
また、エンジン回転数とギヤポジションを感知する制御に代えて、アクセル開度等を感知して制御することも考えられる。

次に、本実施例の作用を説明する。図４は低・高速走行時を示し、負圧ポット４８内を大気開放すると、切換バルブ５７が時計回り方向へ回動して自由端７６が着座部５９に着座し、第２分岐通路７０の入り口側開口７２を閉じ、第１分岐通路６５と共通通路５３を連通させる。これにより空気取り入れ通路は、細くて長い通路をなし、細長筒部６０からダーティルーム３７へ空気を取り込むようになり、低速時ではスロットルレスポンス向上及び吸気音低減を可能とし、高速時では高出力化及び吸気音低減を可能とする、低・高速用に適した通路をなす。

このとき、細い通路をなす第１分岐通路６５を下流側へ配置するとともにダーティルーム３７内へ長く延出させることにより、通路長を長くすることが容易になる。このため低速時ではスロットルレスポンス向上及び吸気音低減を可能とし、高速時では高出力化及び吸気音低減を可能にすることできるよう、細くて長い通路を形成することができる。

図９は中速走行時を示し、中速走行になると切換バルブ５７が反時計回り方向へ回動し、自由端７６が着座部５５に着座して第１分岐通路６５を閉じ、入り口側開口７２を開いて共通通路５３を第２分岐通路７０に連通させ、太くて短い空気取り入れ通路とする。これにより太径筒部６１からダーティルーム３７へ、通気抵抗を少なくして大量の空気を取り込むようになり、高出力を可能にする中速用に適した通路をなす。
また、太径通路をなす太径筒部６１を上流側へ配置することにより通路長を短くすることが容易になる。このため中速時に高出力を出せるよう太くて短い通路を形成することができる。

そのうえ、出口側開口７３からダーティルーム３７へ入った空気は、ダーティルーム３７へ長く延出する細長筒部６０の内側側壁６０ａを導風板として利用し、スムースな空気流を実現する。そのうえ細長筒部６０の内側側壁６０ａは広幅の平板状をなしているため、この導風作用をさらに効果的にすることに役立っている。

このように、１つの吸気ダクト３８に第１及び第２分岐通路６５及び７０を設けて選択切り換えすることにより可変吸気ダクトを構成するので、吸気ダクト６８を共通にしてその空気取り入れ口４６を共通にできる。このため占有体積の増加を抑制して、省スペース化が可能になる。また分岐通路の選択切り換えを、エンジン回転数、ギヤポジション及びアクセル開度等に関連づければ、エンジン回転数、ギヤポジション及びアクセル開度等に対応した吸気特性を得ることができる。

このとき、低・高速走行時に細い通路である第１分岐通路６５を使用することにより、低速時では通路から取り込まれる空気量がスロットル開度に応じてシャープに変化するのでスロットルレスポンスを向上させることができるとともに吸気音低減を可能とし、高速時では通路内における空気の流速増加により充填効率が向上するため高出力化するとともに吸気音低減を可能とし、中速時には太い通路である第２分岐通路７０を使用することにより高出力を出すことができるので、速度変化に対応して適切な可変吸気を行うことができる。

また、切換バルブ５７は、第１分岐通路６５又は第２分岐通路７０のいずれが共通通路５３と連通した状態でも、必ず空気取り入れ通路を形成する壁部の一部をなしている。このため切換バルブ５７の面積分だけ吸気ダクト３８を小型化できる。

実施例に係るオフロード系自動２輪車の左側面図 エアクリーナの側面図 エアクリーナ平面図 図３の４−４線断面図 図４部分の分解図 吸気ダクト下部の平面図 切換バルブの平面図 切換バルブ作動部側を示す吸気ダクトの断面図 作動説明図

符号の説明

１：車体フレーム、２：エンジン、３：前輪、４：後輪、５：ヘッドパイプ、６：メインフレーム、７：センターフレーム、８：ダウンフレーム、９：ロアフレーム、１０：シートレール、２１：コンチューブ、２２：スロットルボディ、２３：排気管、２４：サイレンサー、２５：フロントフォーク、２６：ハンドル、２７：ヘッドライト、２８：フロントバイザ、３８：吸気ダクト、５０：上部、５１：下部、５３：共通通路、６０：細長筒部、６１：太径筒部、６５：第１分岐通路、７０：第２分岐通路

Claims (5)

1. フィルタエレメント（３５）により内部をクリーンルーム（３６）とダーティルーム（３７）に区画されたクリーナケース（３０）と、ダーティルーム（３７）へ接続する空気取り入れ通路を構成する吸気ダクト（３８）とを備えたエアクリーナ装置において、
   前記空気取り入れ通路の吸気下流側を、第１及び第２分岐通路（６５，７０）に分岐させるとともに、
   前記空気取り入れ通路の途中に切換バルブ（５７）を設け、
   この切換バルブで空気取り入れ通路の吸気下流側を前記第１又は第２分岐通路のいずれかに選択切り換えするようにし、
   前記第１及び第２分岐通路のうち一方の通路（６５）を細く、他方の通路（７０）を太くし、
   前記太い通路（７０）は前記細い通路（６５）よりも前記空気取り入れ通路の上流に位置し、前記クリーナケースの壁面に設けられた開口（７４）に接続され、
   前記細い通路（６５）は、前記太い通路（７０）よりも空気取り入れ通路の下流側に位置し、前記クリーナケース内に通路（６０）を延出させ、
   前記吸気ダクト（３８）は上部（５０）と下部（５１）に上下分割され、
   上部（５０）は吸気ダクト（３８）の上半側外形を構成し、
   下部（５１）は細長筒部（６０）と、その横並びで上流側に設けられた太径筒部（６１）と、この太径筒部（６１）からさらに横方向へ延びる上向きに開放された横溝部（６２）とを一体に備え、
   前記細長筒部（６０）内側の筒状空間は、第１分岐通路（６５）をなし、
   太径筒部（６１）は内側の空間が第２分岐通路（７０）をなすことを特徴とするエアクリーナ装置。
2. 前記切換バルブ（５７）が前記空気取り入れ通路を形成する壁部の一部をなしていることを特徴とする請求項１に記載したエアクリーナ装置。
3. 前記吸気ダクト（３８）の上部（５０）は、前記切換バルブ（５７）が、空気取り入れ通路の吸気下流側を前記第２分岐通路（７０）に切り換える際に、切換バルブ（５７）の先端を収容して着座させるための凹部である着座部（５５）を有することを特徴とする請求項１または２に記載したエアクリーナ装置。
4. 前記吸気ダクト（３８）の下部（５１）横溝部（６２）は、前記切換バルブ（５７）が、空気取り入れ通路の吸気下流側を前記第１分岐通路（６５）に切り換える際に、切換バルブ（５７）の先端を収容して着座させる着座部（５９）を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載したエアクリーナ装置。
5. 前記吸気ダクト（３８）の上部（５０）及び下部（５１）は、前記切換バルブ（５７）の回動中心軸となるピボット部（５８）を回動自在に支持する軸支部（５６・６７）をそれぞれ有し、
   前記上部（５０）を前記下部（５１）に被せて一体化することにより吸気ダクト（３８）を組み立てたとき、上部（５０）と下部（５１）の各軸支部（５６・６７）間に切換バルブ（５７）のピボット部（５８）を挟んで回動自在に支持することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載したエアクリーナ装置。

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