JP6003488B2

JP6003488B2 - 自動二輪車用吸気装置

Info

Publication number: JP6003488B2
Application number: JP2012217772A
Authority: JP
Inventors: 和弘置田; 岳今野
Original assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Current assignee: Suzuki Motor Co Ltd
Priority date: 2012-09-28
Filing date: 2012-09-28
Publication date: 2016-10-05
Anticipated expiration: 2032-09-28
Also published as: JP2014069715A

Description

本発明は、自動二輪車等の車両における吸気装置に関するものである。

鞍乗型車両の吸気レイアウトに関するものとして例えば特許文献１あるいは特許文献２に開示されるように、車両右側にエアクリーナを配置し、左側にバッテリを配置する方法がある。これらの配置方法ではエアクリーナのフィルタ面積を確保するために吸気通路が急激に曲げられている。また、バッテリ等の重い部品が車両重心位置からかなり離れた位置に配置されている。

実公昭６３−０２３２７０号公報実公昭６１−００９８０４号公報

しかしながら、上述の従来例のように吸気通路を急激に曲げると、吸気抵抗が大きくなって吸気効率が落ちてしまう。また、バッテリ等の重量物が車両重心位置から離れていることで、これが車両全体としての重心バランスに影響し、そのままでは車両の操縦安定性が悪化してしまう。

また、エアクリーナの容量を確保するためにその前後方向又は左右方向の寸法を大きくする方法がある。この場合、バッテリが左側に配置されているためその制約があり、前後方向の長さを伸ばさせざるを得ない。このように前後方向の寸法を大きくすると、エアクリーナとエンジンの間隔が狭くなり、それに対応してインテークパイプ長が短くなると、中低速トルクを得難くなる。

また、燃料噴射用のインジェクタにおいて、特にその燃料噴射方向に関して燃費性能や出力向上の点からインテークバルブ（吸気バルブ）の傘裏を指向する方向を狙うのが好適である。そのためにはインテークバルブをインテークパイプに対してできるだけ寝かして配置することとなるが、インテークパイプ長が短いとインテークパイプに接続する周辺部品と接触し、あるいは接触を避けるための隙間を確保するのが困難になる。このためインジェクタを起こして、即ちインテークパイプの軸線方向に対して垂直方向に近づけて配置せざるを得なくなるが、これでは実質的に上述のインテークバルブの傘裏を狙うことができない。更に、インジェクタ周辺部品には高さ方向に配置上の制約があり、特に燃料タンクの底部位置はインジェクタとの配置関係で決まるため、燃料タンクの容量を大きくしずらく、このように従来例では種々の問題があった。

本発明はかかる実情に鑑み、周辺部品等に対して効果的な配置関係を実現しつつ、有効にエアクリーナの容量を増大可能な自動二輪車用吸気装置を提供することを目的とする。

本発明の自動二輪車用吸気装置は、シート及び燃料タンクの下方で車体カバー、リヤフェンダ及びエンジンに囲まれた空間にバッテリ及びボディチューブと共に吸気系が配置構成される自動二輪車において、少なくともエアクリーナ、スロットルボディ及びインジェクタを順次含んで前記吸気系を形成する自動二輪車用吸気装置であって、前記バッテリは、前記エアクリーナと前記ボディチューブの車体後方において車体中心線に対して略左右対称に配置され、前記シートを開閉してシートレールの間から上方へ着脱可能であり、エアクリーナ本体に対して新気を導入するための前記エアクリーナの吸入管と、スロットル開閉機構を有する前記スロットルボディは前記ボディチューブを挟んで対向する位置で、側面視で前記ボディチューブとオーバラップする位置に配設したことを特徴とする。

また、本発明の自動二輪車用吸気装置において、前記エアクリーナのエアクリーナ本体は車体側面視で、前記ボディチューブと左右いずれかをオーバラップした位置まで膨出させ、その膨出部を利用して前記エアクリーナ本体側にエアクリーナエレメントを装着し、その外側面にエアクリーナキャップと前記吸入管を配設したことを特徴とする。

また、本発明の自動二輪車用吸気装置において、前記スロットルボディと前記エンジンのシリンダのインテークポートとを略直線状に結ぶインテークパイプ上方に設けられ、その吸気通路の軸線に近づくように傾斜配置されたインジェクタは、前記スロットルボディ上端とエンジン最頂部を結ぶ直線よりも下方で、前記スロットルボディと干渉することなく傾斜配置される共に、前記インテークパイプの長さの範囲内に配置されることを特徴とする。

本発明によれば、先ず、バッテリをエアクリーナの後方に配置したことにより、エアクリーナの車体前後方向長を抑えながらエアクリーナの容量を確保することができる。エアクリーナの前後方向長を抑えることで、インテークパイプの長さを十分に確保でき、より大きな中低速トルクを得ることが可能になる。

また、バッテリの配置が車体中心線に対して略左右対称中心位置に配置されるため、車両全体としての良好な重心バランスを得ることができ、自動二輪車における操縦安定性が向上する。更に、吸入管からスロットルボディに至る吸気通路が大きなあるいは大回りなＵ字形状となり、吸気抵抗の少ない通路形状とすることでエンジン出力が向上する。

本発明に係る自動二輪車の要部側面図である。本発明に係る自動二輪車における車体フレームにパワーユニットが搭載された状態の斜視図である。本発明に係る自動二輪車における車体フレームにパワーユニットが搭載された状態の上面図及び側面図である。図３（ｂ）のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。本発明に係る吸気装置におけるスロットルボディまわりを示す側面図である。本発明に係る吸気装置におけるインジェクタまわりを示す断面図である。本発明に係る吸気装置における吸入管からインテークパイプに形成される吸気通路まわりを示す平断面図である。本発明に係る吸気装置におけるインジェクタの燃料噴射時の状態を示す斜視図である。

以下、図面に基づき、本発明による自動二輪車用吸気装置における好適な実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る自動二輪車の側面図、図２は車体フレームにパワーユニットが搭載された状態の斜視図、図３は車体フレームにパワーユニットが搭載された状態の上面図及び側面図である。先ず、図１〜図３を用いて、自動二輪車の全体構成について説明する。なお、図１〜図３を含め、以下の説明で用いる図においては、必要に応じて適宜車両の前方を矢印Ｆｒにより、車両の後方を矢印Ｒｒによりそれぞれ示し、また、車両の側方右側を矢印Ｒにより、車両の側方左側を矢印Ｌによりそれぞれ示す。

図１の自動二輪車１００は、典型的には所謂オンロードタイプの車両であってよく、その車体前方上部にはステアリングヘッドパイプ１０１が配置されており、ステアリングヘッドパイプ１０１内にはステアリング軸が回動可能に挿通している。そして、このステアリング軸の上端にはハンドルが結着されると共に、同ステアリング軸の下端にはフロントフォーク１０２が取り付けられ、フロントフォーク１０２の下端に操向輪である前輪１０３が回転可能に軸支されている。

また、ステアリングヘッドパイプ１０１からはボディチューブ１０４が、車体後方に向かって斜め下方に傾斜して延出すると共に、ダウンフレーム１０５が急角度で下方に傾斜しながら延びている。そして、ダウンフレーム１０５は図１に示されるようにその下部付近で、ロアフレーム１０５Ａとして車体後方に向かってに曲げられ、その後端部はボディフレーム１０６を介してボディチューブ１０４の後端部に連結されている。

ボディチューブ１０４の前後方向略中程の位置から一対のシートレール１０７が相互の間隔距離を次第に拡げるように後方へ延出し、ボディフレーム１０６の略上方付近で相互に平行になって略水平に更に後方へ延出する。また、各シートレール１０７とボディフレーム１０６の間にはそれぞれシートピラー１０８が架け渡され、これらの部材により側面視で（図３（ｂ））概略逆三角形状の結合構造が形成される。車体の前後方向略中央の下部に設けられたボディフレーム１０６には図示を省略するが、リヤスイングアームの前端部がピボット軸によって上下に揺動可能に支持される。そのリヤスイングアームの後端部には駆動輪である後輪１０９（図１）が回転可能に軸支されている。リヤスイングアームは、ショックアブソーバ（後輪懸架装置）を介して車体に懸架される。

ボディチューブ１０４とダウンフレーム１０５及びロアフレーム１０５Ａとによって囲まれる空間には、車両動力源である空冷式のエンジン１１０が搭載支持される。この例ではエンジン１１０は例えば４サイクル単気筒エンジンとし、クランクケース１１１の上部に適度に前傾したシリンダブロック１１２が結合する。エンジン１１０の上方にはボディチューブ１０４により支持される燃料タンク１１３が配され、その燃料供給口はキャップ１１４によって栓止されている。燃料タンク１１３の後方にはシートレール１０７により支持されるシート１１５が配される。シート１１５はその前端部が燃料タンク１１３に連接すると共に、シートレール１０７に沿って後方へ延出する。シートレール１０７にはまた、後輪１０９の上方に被さるように配されたリヤフェンダ１１６が支持される。

シート１１５及び燃料タンク１１３（の一部）の下方には、後述するように車体カバー、リヤフェンダ１１６及びエンジン１１０によって囲まれた空間に、バッテリ及びボディチューブ１０４と共に本発明に係る吸気系が配置構成される。ここで、図１に示されるように燃料タンク１１３の後部付近からシート１１５の後部寄り付近までの部位の下側に、車体カバーであるサイドカバー１１７が取り付けられ、このサイドカバー１１７が車両外観の一部を構成する。即ち、バッテリやボディチューブ１０４あるいは吸気装置等は、サイドカバー１１７に覆われ、外観に露呈しない。

図４をも参照して、本発明に係る吸気装置１０はエアクリーナ１１、スロットルボディ１２、インジェクタ１３及びインジェクタ１３が取り付けられるインテークパイプ１４等を含んで構成される。この吸気系において、エアクリーナ１１はエアクリーナ本体１１Ａとエアクリーナ本体１１Ａに結合するエアクリーナキャップ１１Ｂから構成され、この例ではエアクリーナキャップ１１Ｂがエアクリーナ本体１１Ａの左側に位置するように配置される。エアクリーナ本体１１Ａはその適所で複数のブラケット１５（図３（ｂ））を介して、シートレール１０７及びシートピラー１０８に支持される。

エアクリーナ１１は全体として概略箱型に形成されるが、図４等からも分かるようにボディチューブ１０４やスロットルボディ１２等の周辺部品との関係でその一部が凹み、変形箱型を呈している。エアクリーナ１１は図４のように車幅方向略中心に配置され、即ち平面視で車体中心線Ｃ．Ｌに対して左右に略センタ振分けとなるように配置され、左側のエアクリーナキャップ１１Ｂには前方に開口する吸入口１６ａを有する吸入管１６が接続すると共に、エアクリーナ本体１１Ａの右側部には排出口１７ａを有する排出管１７が接続する。エンジン１１０の作動時には吸入管１６の吸入口１６ａから新気を取り込んで、この新気がエアクリーナ本体１１Ａに導入されるようになっている。

図５にも示されるように排出管１７の前方にスロットルボディ１２及びインテークパイプ１４が順次接続され、インテークパイプ１４は更にシリンダブロック１１２のシリンダヘッド１１８に結合する。シリンダヘッド１１８の後部には、吸気バルブにより開閉されるインテークポート１１９（図６参照）が設けられており、インテークパイプ１４からインテークポート１１９へと吸気が供給される。また、図５及び図６に示すようにインテークパイプ１４にはインジェクタ１３が取り付けられ、このインジェクタ１３に燃料タンク１１３から燃料が供給される。そして、インジェクタ１３はインテークポート１１９に向けて、所定タイミングで所定量の燃料を噴射供給し得るようになっている。

一方、エンジン１１０の排気系において図示を省略するが、エンジン１１０シリンダヘッド１１８の前部にはエキゾーストポート１２０（図２参照）が設けられ、このエキゾーストポート１２０にはエキゾーストパイプが接続される。エキゾーストパイプはシリンダヘッド１１８の前部から一旦前方へ延出し、その後Ｕターンするように右方へ回り込んで更に後方へ延出し、排気装置を構成するサイレンサ（マフラ）に接続される。

さて、本発明において、サイドカバー１１７（車体カバー）、リヤフェンダ１１６及びエンジン１１０に囲まれた空間に、図３（ａ），（ｂ）のようにバッテリ１２１が配置される。バッテリ１２１としては、一般的な箱型もしくは直方体型のものを使用する。なお、図３（ａ），（ｂ）ではリヤフェンダ１１６やサイドカバー１１７は詳細に図示されていないが、この空間はサイドカバー１１７によって覆われる（図１参照）。バッテリ１２１は、詳細図示を省略するが、ブラケットを介してシートピラー１０８に支持される。
特にバッテリ１２１は、エアクリーナ１１とボディチューブ１０４の車体後方において車体中心線Ｃ．Ｌに対して略左右対称に配置される。そして、シート１１５を開閉してシートレール１０７の間から上方へ着脱可能となっている。

前述のようにバッテリ１２１は、シートピラー１０８に支持される。シートピラー１０８の上方には一対のシートレール１０７が配置され、図３（ａ）のようにその内幅Ｗ（左右方向）とする。この例ではシート１１５は右又は左の一方のシートレール１０７に対して、ヒンジ機構を介して左右に回動可能に結合し、必要に応じてシート１１５の下方空間を開閉させることができる。バッテリ１２１は、シートレール１０７の内幅Ｗよりも小さい横幅ｗを有し、これによりシート１１５を開くことでシートレール１０７の間からバッテリ１２１を出し入れすることができる。

また、図４に示されるようにエアクリーナ本体１１Ａに対して新気を導入するための吸入管１６と、スロットル開閉機構を有するスロットルボディ１２はボディチューブ１０４を挟んで対向する位置で、側面視でボディチューブ１０４とオーバラップする位置に配設される。

この例ではエアクリーナ本体１１Ａの左側に配置されたエアクリーナキャップ１１Ｂに吸入管１６が接続され、その吸入口１６ａはバッテリ１２１とは前後方向反対側で前方に開口する。吸入口１６ａ自体は、エアクリーナ１１において最も前方へ迫り出すように位置している。一方、スロットルボディ１２はボディチューブ１０４を挟んで吸入管１６の反対側、即ち右側に配置される。なお、スロットルボディ１２は前方に向けて車体中心線Ｃ．Ｌ側に傾斜する。

また、エアクリーナ１１のエアクリーナ本体１１Ａは車体側面視で、ボディチューブ１０４と左右いずれかをオーバラップした位置まで膨出させ、その膨出部を利用して図４のようにエアクリーナ本体１１Ａにエアクリーナエレメント１８を装着し、その外側面にエアクリーナキャップ１１Ｂと吸入管１６が配設される。

この例では図４に示されるようにエアクリーナ本体１１Ａの左側を、バッテリ１２１とは前後方向反対側の前方へ膨出させて膨出部１１ａ（図４、一点鎖線）となし、ボディチューブ１０４左側に隣接させている。この膨出部１１ａはエアクリーナ本体１１Ａの一般部、即ち右側よりも更に前方へ膨出している。膨出部１１ａを含めエアクリーナ本体１１Ａは左側に開口し、この開口部全体にエアクリーナエレメント１８が装着される。なお、エアクリーナエレメント１８は、エアクリーナ本体１１Ａにエアクリーナキャップ１１Ｂを結合することで固定される。

また、インジェクタ１３は図５及び図６に示されるように、スロットルボディ１２とエンジン１１０のシリンダのインテークポート１１９とを略直線状に結ぶインテークパイプ１４上方に設けられ、インテークパイプ１４内の吸気通路の軸線に近づくように傾斜配置される。この場合、インジェクタ１３はスロットルボディ１２の上端とエンジン最頂部を結ぶ直線よりも下方で、スロットルボディ１２と干渉することなく傾斜配置される共に、インテークパイプ１４の長さの範囲内に配置される。

インジェクタ１３は平面視ではインテークパイプ１４の軸線に沿うように、前下がりに傾斜する。図５及び図６から分かるようにインジェクタ１３はインテークパイプ１４に対してかなり寝かして配置され、その先端から燃料が噴射される（図６、矢印Ｆ）。また、より具体的には図５のようにスロットルボディ１２の上端部Ｐ₁とエンジン１１０のシリンダヘッドカバー１２２の最頂部Ｐ₂とを結ぶ直線Ｑよりも下方にインジェクタ１３が配置される。

上記構成において、本発明における特長的な作用効果等について説明する。先ず、バッテリ１２１をエアクリーナ１１の車体後方に配置したことにより、エアクリーナ１１は車幅方向で車体カバー、即ちサイドカバー１１７の最近傍まで近づけて配置することができる。これによりエアクリーナ１１の車体前後方向の幅もしくは長さを抑えながらエアクリーナ１１の容量を確保することができる。

このようにエアクリーナ１１の前後方向長を抑えることで、エアクリーナ１１とエンジン１１０の燃焼室（シリンダブロック１１２、シリンダヘッド１１８）との距離を大きくとることが可能になる。これによりインテークパイプ１４の長さを十分に確保でき、より大きな中低速トルクを得ることが可能になる。
また、バッテリ１２１の配置が車体中心線Ｃ．Ｌに対して略左右対称中心位置に配置されるため、車両全体としての良好な重心バランスを得ることができる。これにより自動二輪車１００における操縦安定性が向上する。

次に、エアクリーナ１１の吸入管１６の吸入口１６ａはバッテリ１２１と反対側で車体前方に向って開口され、前述のように該吸入管１６はその側面のエアクリーナキャップ１１Ｂに装着されていて、ボディチューブ１０４を挟んでスロットルボディ１２と対向する位置でボディチューブ１０４とオーバラップする位置まで車体前方に配置される。このように配置したことで、図７に示したように吸入管１６からスロットルボディ１２に至る吸気通路が大きなあるいは大回りなＵ字形状となる（図７、矢印Ａ参照）。このように吸気抵抗の少ない通路形状とすることで、エンジン出力が向上する。

また、図７等に示したようにバッテリ１２１の位置に影響することがないようにエアクリーナ本体１１Ａの片側を車体側面視でボディチューブとオーバラップするように前側に膨出させる。その膨出部１１ａを利用してエアクリーナエレメント１８を配置し、エアクリーナ１１において十分な濾過面積を確保することができる。このように大きなＵ字形状の吸気通路内にエアクリーナエレメント１８を配置できるため、その濾過面積を確保しつつ吸気抵抗の少ない吸気通路形状を実現する。

更に、インテークパイプ１４の長さ（図６、インテークパイプ長ｌ）を長くすることでインジェクタ１３をインテークパイプ１４に対して傾斜配置してもインテークパイプ１４の接続部との接触及びスロットルボディ１２との干渉もなく、インテークパイプ１４の長さの範囲内にインジェクタ１３を配置できる。これによりインジェクタ１３の傾斜角度を自由に設定できる。設計自由が拡大する。

例えば図６、図７あるいは図８等に示すようにインジェクタ１３の燃料噴射方向Ｆを吸気バルブ傘裏を他部品の制約を受けることなく狙うことができ、燃費や出力が向上する。この場合、インジェクタ１３を寝かせて配置することができるため、図５のように直線Ｑよりも下方にインジェクタ１３が配置することで、インジェクタ１３の取付高さを低く抑えられる。これによりインジェクタ１３の上部にある燃料タンク１１３の底面位置を下げられるので、少なくともその分だけ燃料タンク１１３の容量を有効に増大することができる。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
例えば、上記実施形態ではエアクリーナ本体１１Ａの左側に膨出部１１ａを設け、その外側面にエアクリーナキャップ１１Ｂや吸入管１６が配設される例を説明したが、これとは左右逆の関係で、即ちエアクリーナ本体１１Ａの右側に膨出部１１ａを設けてもよく、この場合も同様な作用効果を得ることができる。
更に、本発明を適用すべきエンジンとして、単気筒の場合の他に２気筒以上の多気筒エンジンであってよく、また、エンジン冷却方式として空冷及び水冷共に適用可能である。

１０吸気装置、１１エアクリーナ、１２スロットルボディ、１３インジェクタ、１４インテークパイプ、１５ブラケット、１６吸入管、１７排出管、１８エアクリーナエレメント、１００自動二輪車。

Claims

シート及び燃料タンクの下方で車体カバー、リヤフェンダ及びエンジンに囲まれた空間にバッテリ及びボディチューブと共に吸気系が配置構成される自動二輪車において、少なくともエアクリーナ、スロットルボディ及びインジェクタを順次含んで前記吸気系を形成する自動二輪車用吸気装置であって、
前記バッテリは、前記エアクリーナと前記ボディチューブの車体後方において車体中心線に対して略左右対称に配置され、前記シートを開閉してシートレールの間から上方へ着脱可能であり、
エアクリーナ本体に対して新気を導入するための前記エアクリーナの吸入管と、スロットル開閉機構を有する前記スロットルボディは前記ボディチューブを挟んで対向する位置で、側面視で前記ボディチューブとオーバラップする位置に配設したことを特徴とする自動二輪車用吸気装置。
前記エアクリーナのエアクリーナ本体は車体側面視で、前記ボディチューブと左右いずれかをオーバラップした位置まで膨出させ、その膨出部を利用して前記エアクリーナ本体側にエアクリーナエレメントを装着し、その外側面にエアクリーナキャップと前記吸入管を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用吸気装置。
前記スロットルボディと前記エンジンのシリンダのインテークポートとを略直線状に結ぶインテークパイプ上方に設けられ、その吸気通路の軸線に近づくように傾斜配置されたインジェクタは、前記スロットルボディ上端とエンジン最頂部を結ぶ直線よりも下方で、前記スロットルボディと干渉することなく傾斜配置される共に、前記インテークパイプの長さの範囲内に配置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の自動二輪車用吸気装置。