JP5471689B2 - 自動二輪車の２次空気供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンの排気ポートに２次空気を供給することにより、排気ポートから排出される排気ガス中の未燃焼成分を完全燃焼させて排気ガスを浄化する自動二輪車の２次空気供給装置に関する。

従来、自動二輪車の２次空気供給装置には、排気ポート内の排気ガスの脈動に伴う負圧により開閉するリードバルブと、このリードバルブに２次空気をエンジンの運転状況に応じて供給し、またはその供給を遮断するエアカットバルブ（開閉弁）とが、車体フレームに取り付けられたものが開示されている（特許文献１参照）。

国際公開第２００３／０３５４５９号パンフレット

ところが、上記公報記載の自動二輪車の２次空気供給装置では、リードバルブとエアカットバルブとが車体フレームに取り付けられているため、エンジンが上下方向に揺動するように構成された場合には、リードバルブ及びエアカットバルブとエンジンとを接続する配管の長さが長尺化し、エンジンと２次空気供給装置とが全体として大型化してしまう。

このため、エンジンの上方に配置された物品収納室は、エンジン揺動時の２次空気供給装置との干渉を避けるために、その容量を十分に確保できない。物品収納室の容量を十分に確保しようとすると、車両全体が大型化して車両重量が増大し、燃費が低下すると共に、自動二輪車の使い勝手も低下したものになってしまう。

本発明の目的は、上述の事情を考慮してなされたものであり、２次空気供給装置を有するエンジン補機とエンジンとを全体として小型化できる自動二輪車の２次空気供給装置を提供することにある。

本発明は、シリンダブロック、シリンダヘッド及びヘッドカバーを備えるシリンダアッセンブリがクランクケースの前方から略水平に前傾してエンジンが構成され、このエンジンが上下方向に揺動可能に設けられ、前記シリンダヘッドの吸気ポートに吸気管、キャブレタ及びエアクリーナを備えるエンジン吸気系が接続され、前記シリンダヘッドの排気ポートへエアカットバルブ及びリードバルブを経て前記エアクリーナ内の空気を２次空気として導き、前記排気ポートから排出される排気ガス中の未燃焼成分を完全燃焼させる自動二輪車の２次空気供給装置において、前記リードバルブが前記ヘッドカバーに設置され、前記エアカットバルブは、吸気管よりも上方で、且つ前記キャブレタから略水平方向前方の位置に、前記キャブレタに固定された支持ブラケットに支持されて配置されたことを特徴とするものである。

本発明によれば、リードバルブがヘッドカバーに設置され、エアカットバルブが吸気管よりも上方で、且つキャブレタから略水平方向前方の位置に配置されたので、リードバルブ及びエアカットバルブを備える２次空気供給装置を、エンジンの周囲に近接して配置できる。このため、２次空気供給装置を有するエンジン補機とエンジンとを全体として小型化できる。

本発明に係る自動二輪車の２次空気供給装置における一実施形態が適用されたスクータ型自動二輪車を示す左側面透視図。 図１のエンジン、エンジン吸気系及び２次空気供給装置を右斜め上方から目視して示す斜視図。 図１のエンジン、エンジン吸気系及び２次空気供給装置を示す右側面図。 図１のエンジン、エンジン吸気系及び２次空気供給装置の一部を示す左側面図。 図４のＶ矢視図。 図２〜図５に示すエアカットバルブを示す断面図。 図５の支持ブラケットを示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は図７（Ａ）のＶＩＩ矢視図。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。但し、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではない。

図１は、本発明に係る自動二輪車の２次空気供給装置における一実施形態が適用されたスクータ型自動二輪車を示す左側面透視図である。本実施の形態において、前後、左右、上下の表現は、車両乗車時の運転者を基準にしたものである。

スクータ型自動二輪車１０は、アンダーボーン型の車体フレーム１１を備えている。この車体フレーム１１は、前頭部のステアリングパイプ１２の後部から１本のメインフレーム１３が下方へ向かって延出され、このメインフレーム１３の下部から左右一対のリアフレーム１４が後斜め上方へ延出されて構成される。

ステアリングパイプ１２にフロントフォーク１５が、ハンドルバー１６と共に左右に回動自在に支持され、このフロントフォーク１５の先端に前輪１７が軸支されている。一方、前記メインフレーム１３の下部中央には、リンク部材１８を介してパワーユニット１９が、ピボット軸２０回りに上下方向に揺動可能に枢支される。

パワーユニット１９は、スクータ用として一般的に用いられるものであり、エンジン２１と伝動装置２２が一体に構成され、伝動装置２２の後部に後輪２３が直接軸支される。伝動装置２２の後部とリアフレーム１４との間にリアクッションユニット２４が上下に掛け渡され、このリアクッションユニット２４によりパワーユニット１９及び後輪２３が緩衝懸架される。

ここで、図２及び図３に示すように、パワーユニット１９を構成するエンジン２１のクランクケース２７には、下部から左右一対のフレーム支持部４２が前方へ一体に延出されている。これらのフレーム支持部４２の先端には揺動中心穴４３が形成され、リンク部材１８の後端に架設された車両幅方向に沿うピボット軸２０が上記揺動中心穴４３に回転自在に挿通される。これにより、パワーユニット１９は、図１に示すように、メインフレーム１３に対してリンク部材１８を介しピボット軸２０回りに揺動可能に枢支される。

車体フレーム１１におけるリアフレーム１４の上方には着座シート２５が開閉自在に設けられる。この着座シート２５の下方には、車両前側でシリンダアッセンブリ２８（後述）の上方に、ヘルメット等を収納可能な物品収納箱３８が配置され、車両後側でエアクリーナ３４（後述）の上方に燃料タンク３９が配置される。着座シート２５を開放することによって物品収納箱３８の上部開口３８Ａが開放され、この物品収納箱３８内に物品の出し入れが可能になる。尚、車体フレーム１１及びパワーユニット１９の前部は合成樹脂製のフレームカバー２６によって全体的に覆われ、外観の向上や内部機器の保護が図られている。

図１及び図４に示すように、エンジン２１は、クランクケース２７の前方からシリンダアッセンブリ２８が略水平方向へ前傾して延出されて構成される。クランクケース２７の左側から伝導装置２２が一体に併設されて後方へ延びている。シリンダアッセンブリ２８は、シリンダブロック２９とシリンダヘッド３０とヘッドカバー３１とがクランクケース２７側から順次重ねられて構成される。そして、シリンダブロック２９及びシリンダヘッド３０の周囲は、合成樹脂製のエンジンカバー３２により覆われている。

このエンジンカバー３２内では、エンジン２１のクランクシャフト（不図示）に取り付けられた、ファンカバー４４（図２及び図３）内の冷却ファン（不図示）の回転により導風口４５から冷却用空気が導入されて、シリンダブロック２９及びシリンダヘッド３０が強制冷却される。上記導風口４５は、ファンカバー４４の右側方に開口される。シリンダブロック２９及びシリンダヘッド３０を冷却した冷却用空気は、エンジンカバー３２の下面に形成された排風口４６から排出される。

図１及び図４に示すように、シリンダアッセンブリ２８及びクランクケース２７の上方には、シリンダヘッド３０の図示しない吸気ポートへ混合気（燃料と空気の混合気）を供給するエンジン吸気系３３が、吸気ポートに接続されて配置される。このエンジン吸気系３３は、エアクリーナ３４、アウトレットパイプ３５、キャブレタ３６及び吸気管３７を有して構成される。

吸気管３７は、シリンダヘッド３０の吸気ポートに接続されると共にキャブレタ３６に接続され、このキャブレタ３６がエアクリーナ３４にアウトレットパイプ３５を介して接続される。エアクリーナ３４にて塵埃等が除去された清浄な空気が吸気としてキャブレタ３６へ供給され、このキャブレタ３６は、吸気ポートへの吸気量に応じて、燃料タンク３９からの燃料を所定量霧化し、吸気と共に吸気ポートへ供給する。

また、シリンダヘッド３０の下面には図示しない排気ポートが開口され、この排気ポートから排気管４０（図２及び図３）が後方へ延び、この排気管４０の後端に排気マフラ４１（図１）が連結されて、エンジン排気系が構成される。このエンジン排気系及び前記エンジン吸気系３３は、パワーユニット１９と共にピボット軸２０回りに上下方向に揺動する。

ところで、エンジン２１と物品収納室３８との間に２次空気供給装置５０が配置されている。この２次空気供給装置５０は、エンジン吸気系３３及びエンジン排気系と共にエンジン補機を構成し、エンジン２１（パワーユニット１９）と共にピボット軸２０回りに上下方向に揺動する。２次空気供給装置５０は、図２〜図４に示すように、エアカットバルブ５１及びリードバルブ５２（図４）を備え、エンジン２１のシリンダヘッド３０の排気ポートへ、エアカットバルブ５１及びリードバルブ５２を経て、エアクリーナ３４内の清浄な空気を２次空気として導き、排気ポートから排出される排気ガス中の未燃焼成分を完全燃焼させて、排気ガスを浄化するものである。

リードバルブ５２は、エンジン２１のヘッドカバー３１に設けられたリードバルブ室５３内に収容される。このリードバルブ室５３は、エアホース５５を介してエアカットバルブ５１に接続される。また、リードバルブ室５３は、ヘッドカバー３１及びシリンダヘッド３０に互いに連通して形成された２次空気供給通路（不図示）を経てシリンダヘッド３０の排気ポートに連通される。また、リードバルブ５２は、排気ポート内の排気ガスの脈動に伴う負圧の作用で開閉する。

エアカットバルブ５１は、インテークホース５４を介してエアクリーナ３４のクリーンサイドに接続され、また前述の如くエアホース５５を介してリードバルブ室５３に接続され、更にバキュームホース５６を介してエンジン吸気系３３の吸気管３７に接続される。そして、このエアカットバルブ５１は、エンジン２１の運転状況（即ちキャブレタ３６のスロットル開度）により異なる吸気管３７内の負圧をバキュームホース５６により導き、この負圧に応じてリードバルブ室５３にエアクリーナ３４内の清浄な空気をインテークホース５４及びエアホース５５を経て供給し、またはその供給を遮断する。

つまり、エアカットバルブ５１では、図６に示すように、バルブボディ５７の両端にインテークカバー５８とバキュームカバー５９がビスまたは圧入などにより固定されている。バルブボディ５７内にバルブ室６１が形成される。また、バルブボディ５７とインテークカバー５８とに囲まれてインテーク室６０が画成される。更に、バルブボディ５７とバキュームカバー５９とに囲まれてバキューム室６２が画成される。インテークカバー５８にインテークユニオン６３が、バルブボディ５７にエアホースユニオン６４が、バキュームカバー５９にバキュームユニオン６５がそれぞれ形成されている。

インテーク室６０とバルブ室６１とバキューム室６２は同軸状に形成され、これらの３室６０、６１、６２の中心軸線に沿うようにバルブ作動軸６６が軸受６７により摺動自在に支持されている。このバルブ作動軸６６は、左端が、インテーク室６０内に突出して略円板形状のバルブ体６８を備え、右端が、バキューム室６２内に突出してダイヤフラム６９の中央部に連結される。更に、バルブ作動軸６６とバルブボディ５７との間にスプリング７０が介在され、このスプリング７０の付勢力によってバルブ体６８が常時開弁される。このバルブ体６８の開弁によりインテーク室６０とバルブ室６１とが連通する。

バキューム室６２は、ダイヤフラム６９を際にしてアウタサイド６２Ａとインナサイド６２Ｂとに区画され、アウトサイド６２Ａにバキュームユニオン６５が連通する。このバキュームユニオン６５にバキュームホース５６が接続される。このバキュームホース５６を介して、エアカットバルブ５１のバキューム室６２のアウタサイド６２Ａが吸気管３７に連通される。また、インテークユニオン６３にインテークホース５４が接続される。このインテークホース５４を介して、エアカットバルブ５１のインテーク室６０がエアクリーナ３４に連通される。更に、エアホースユニオン６４にエアホース５５が接続される。このエアホース５５を介して、エアカットバルブ５１のバルブ室６１がリードバルブ室５３に連通される。

次に、上述のように構成された２次空気供給装置５０の排気ガス浄化機能について、主に図４及び図６を参照して説明する。

エンジン２１のアイドル運転時には、キャブレタ３６のスロットル開度が小さく吸気管３７内に強い負圧が発生するため、この負圧がバキュームホース５６を経て、エアカットバルブ５１のバキューム室６２（アウタサイド６２Ａ）に作用する。この負圧によりダイヤフラム６９がスプリング７０の付勢力に抗してアウタサイド６２Ａ側へ引き寄せられるので、バルブ作動軸６６がバキュームカバー５９側（図６の右方向）へスライドしてバルブ体６８を閉弁させ、インテーク室６０とバルブ室６１とが隔絶されてエアカットバルブ５１が閉動作する。これにより、リードバルブ５２が開弁したときにも、エンジン２１の排気ポートへのエアクリーナ３４内からの２次空気の供給が遮断される。

エンジン２１の通常運転時には、キャブレタ３６のスロットル開度が大きくなり吸気管３７内の負圧が減少するので、この負圧がバキュームホース５６を経て、エアカットバルブ５１のバキューム室６２（アウトサイド６２Ａ）に作用する。すると、エアカットバルブ５１のダイヤフラム６９は、スプリング７０の付勢力の作用でインサイド６２Ｂ側へ押圧され、これにより、バルブ作動軸６６がインテークカバー６８側（図６の左方向）へスライドしてバルブ体６８を開弁させ、インテーク室６０とバルブ室６１とが連通されてエアカットバルブ５１が開動作する。

このため、エンジン２１の排気ポート内の排気ガスの脈動に伴う負圧によってリードバルブ５２が開弁したときに、エアクリーナ３４内の清浄な空気がインテークホース５４、エアカットバルブ５１、エアホース５５、リードバルブ室５３（リードバルブ５２）、及びシリンダヘッド３０及びヘッドカバー３１の２次空気供給通路を経て排気ポートへ２次空気として供給される。これにより、排気ガス中の未燃焼成分が２次空気中の酸素によって完全燃焼し、排気ガスが浄化されて環境汚染が防止される。

ところで、２次空気供給装置５０のエアカットバルブ５１は、図３〜図５に示すように、吸気管３７よりも上方で、且つキャブレタ３６から略水平方向前方の位置に配置される。つまり、エアカットバルブ５１は、車両の側面視において、キャブレタ３６のヘッドキャップ７１の上面７１Ａに接する直線Ｍよりも下方で、且つヘッドカバー３１の頂面３１Ａに接する直線Ｎよりも後方で、且つ吸気管３７よりも上方の位置に配置される。そして、このエアカットバルブ５１は、キャブレタ３６に固定された支持ブラケット７２に支持されて上述の位置に設置される。

支持ブラケット７２は、図７に示すように、板状体８０の基端側が半円形状に形成されてビス穴７３を備え、先端側が直線状に形成されて取付穴７４を備える。尚、図７中の符号７５は、燃料ホースのガイド片を示す。

図４及び図５に示すように、支持ブラケット７２の基端部は、キャブレタ３６のヘッドキャップ７１がキャブレタボディ７６にビス７７を用いて取り付けられる際に、このビス７７がビス穴７３に挿通することでヘッドキャップ７１と共締めされる。そして、基端部がキャブレタ３６に固定された支持ブラケット７２は、先端部の取付穴７４と、エアカットバルブ５１のバルブボディ５７（図６）に形成された取付穴７８とに取付ボルト７９が挿通され、この取付ボルト７９にナット（不図示）が螺合されることで、エアカットバルブ５１をキャブレタ３６に取り付けて支持する。

更に、図３に示すように、エアカットバルブ５１は、エンジン２１（パワーユニット１９）の揺動中心となるピボット軸２０の直上位置近傍、つまりピボット軸２０の直上位置によりも若干前方に配置される。また、このエアカットバルブ５１から延びるバキュームホース５６は、車両の側面視において、吸気管３７とエアカットバルブ５１とエアホース５５とに囲まれた空間（スペース）内に配置される。

また、図３及び図６に示すように、エアカットバルブ５１は、バルブ作動軸６６の軸線が、エンジン２１（パワーユニット１９）を揺動自在に支持するピボット軸２０の軸線に平行に配設されて、エアカットバルブ５１の作動方向Ａ（図２及び図６）が、エンジン２１の揺動方向Ｂ（図２及び図３）に対して垂直な方向になるように配置される。

以上のように構成されたことから、本実施の形態によれば、次の効果（１）〜（６）を奏する。

（１）リードバルブ５２がエンジン２１のヘッドカバー３１に設置され、エアカットバルブ５１が吸気管３７よりも上方で、且つキャブレタ３６から略水平方向前方の位置（つまり、車両側面視において、キャブレタ３６のヘッドキャップ７１の上面７１Ａに接する直線Ｍよりも下方で、且つヘッドカバー３１の頂面３１Ａに接する直線Ｎよりも後方で、且つ吸気管３７よりも上方の位置）に配置されている。このため、これらのリードバルブ５２及びエアカットバルブ５１を備える２次空気供給装置５０を、エンジン２１の周囲に近接して配置でき、２次空気供給装置５０、エンジン吸気系３３及びエンジン排気系を有するエンジン補機とエンジン２１とを全体として小型化できる。

この結果、２次空気供給装置５０の配管類（インテークホース５４、エアホース５５及びバキュームホース５６等）を短縮でき、更にエンジン２１（パワーユニット１９）がピボット軸２０を中心に上下方向に揺動する場合にも２次空気供給装置５０等のエンジン補機の移動範囲を縮小できるので、エンジン吸気系３３及び２次空気供給装置５０の上方に位置する物品収納室３８（図１）の容量を十分に確保できる。これにより、スクータ型自動二輪車１０の車両全体が小型化されて、軽量化及び低燃費化を実現できると共に、スクータ型自動二輪車１０の使い勝手を向上させることができる。

（２）エアカットバルブ５１は、エンジン２１を境にして排気管４０の反対側の吸気管３７側に配置されたので、エンジン排気系からの放熱による熱影響を受けることを防止できる。このため、エアカットバルブ５１による２次空気の供給とその供給の遮断とを正確に実現できる。

（３）２次空気供給装置５０が、エンジン２１を境にして排気管４０の反対側の吸気管３７側に集約して配置されたので、２次空気供給装置５０の整備性が向上すると共に、車両走行時の泥や水の跳ね返しに対し２次空気供給装置５０を有効に保護できる。

（４）エアカットバルブ５１がエンジン２１（パワーユニット１９）の揺動中心であるピボット軸２０の直上位置近傍に配置されている。従って、エンジン２１（パワーユニット１９）の上下方向の揺動に対してエアカットバルブ５１の上下方向の移動範囲を極力小さくできるので、このエアカットバルブ５１を含む２次空気供給装置５０の上方に配置された物品収納室３８の容量を最大限大きく設計することができる。

（５）エアカットバルブ５１は、作動方向Ａがエンジン２１（パワーユニット１９）の揺動方向Ｂに対して垂直な方向になるように配置されている。このため、エアカットバルブ５１は、エンジン２１（パワーユニット１９）の揺動時の加速度の影響を最小限に抑制できるので、２次空気の供給とその供給の遮断とを正確に実現できる。

（６）エアカットバルブ５１から延びるバキュームホース５６が、車両の側面視において、吸気管３７とエアカットバルブ５１とエアホース５５とに囲まれたスペース内に配置され、しかもこのスペースが空いたスペースであるため、車両の機器レイアウト上、スペースを有効に利用できる。

１０ スクータ型自動二輪車
１９ パワーユニット
２０ ピボット軸
２１ エンジン
２７ クランクケース
２８ シリンダアセンブリ
２９ シリンダブロック
３０ シリンダヘッド
３１ ヘッドカバー
３１Ａ ヘッドカバーの頂面
３３ エンジン吸気系
３４ エアクリーナ
３６ キャブレタ
３７ 吸気管
３８ 物品収納室
４０ 排気管
５０ ２次空気供給装置
５１ エアカットバルブ
５２ リードバルブ
５３ リードバルブ室
５４ インテークホース
５５ エアホース
５６ バキュームホース
６６ バルブ作動軸
７１ キャブレタのヘッドキャップ
７１Ａ ヘッドキャップの上面
７２ 支持ブラケット
Ａ エアカットバルブの作動方向
Ｂ エンジンの揺動方向
Ｍ、Ｎ 直線

Claims (5)

1. シリンダブロック、シリンダヘッド及びヘッドカバーを備えるシリンダアッセンブリがクランクケースの前方から略水平に前傾してエンジンが構成され、このエンジンが上下方向に揺動可能に設けられ、
   前記シリンダヘッドの吸気ポートに吸気管、キャブレタ及びエアクリーナを備えるエンジン吸気系が接続され、
   前記シリンダヘッドの排気ポートへエアカットバルブ及びリードバルブを経て前記エアクリーナ内の空気を２次空気として導き、前記排気ポートから排出される排気ガス中の未燃焼成分を完全燃焼させる自動二輪車の２次空気供給装置において、
   前記リードバルブが前記ヘッドカバーに設置され、
   前記エアカットバルブは、吸気管よりも上方で、且つ前記キャブレタから略水平方向前方の位置に、前記キャブレタに固定された支持ブラケットに支持されて配置されたことを特徴とする自動二輪車の２次空気供給装置。
2. 前記エアカットバルブは、車両の側面視において、キャブレタの上面に接する直線よりも下方で、且つヘッドカバーの頂面に接する直線よりも後方で、且つ吸気管よりも上方の位置に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の２次空気供給装置。
3. 前記エアカットバルブは、エンジンの揺動中心の直上位置近傍に配置されたことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の２次空気供給装置。
4. 前記エアカットバルブは、作動方向がエンジンの揺動方向に対して垂直な方向になるように配置されたことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の２次空気供給装置。
5. 前記エアカットバルブから延びるバキュームホースは、車両の側面視において、前記エアカットバルブと吸気管との間のスペースに配置されたことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の２次空気供給装置。

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