JP6232960B2 - 自動二輪車の吸気ダクト装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車において特にカウリング前面から取り込んだ走行風をエアクリーナへと導くようにした吸気ダクト装置に関する。

エンジンに対する吸入空気がステアリングヘッドパイプまわりを貫通して導風されるレイアウトは、吸気効率及び部品配置効率等の点で優れた構造である。車体前方から導入した外気を、車体フレームの前部にて貫通して設けた空気通路を通させるこの種の構造として、特許文献１で開示されたものが知られている。この特許文献１のものでは、車体フレームのフレーム本体自体の部材でステアリングヘッドパイプ部を貫通させ、その前方の吸気ダクトと締結している。

ここで、公道走行車両は通常、ステアリング切れ角が大きく、フロントフォークのフォークピッチが狭いため、吸気ダクトの断面積は小さくなる。一方、レース用車両等では、ステアリング切れ角が小さく、フロントフォークのフォークピッチが広いため、吸気ダクトの断面積は大きくできる。

特開２００７−１９６９８４号公報

従来のような車体フレーム自体においてステアリングヘッドパイプ部を貫通する吸気ダクトを形成する吸気ダクト構造では、吸気ダクトの断面積は固定され、つまりフレーム本体を変更しない限り、吸気ダクトの断面積を変更することができない。典型的な例として量産車である公道走行車両をレース用車両に改造する場合等の要請には実質的に対応することができない。

本発明はかかる実情に鑑み、フレーム本体を変更することなく、吸気ダクトの断面積を変更可能とする自動二輪車の吸気ダクト装置を提供することを目的とする。

本発明の自動二輪車の吸気ダクト装置は、ステアリングヘッドパイプから車両後方へやや下方に向けて延設した車体フレームにエンジンを搭載し、前記エンジンの上方にエアクリーナが配置されると共に、カウリング前面から取り込んだ走行風を前記ステアリングヘッドパイプの両側面を通過するように前記エアクリーナへと導く吸気ダクトを備えた自動二輪車において、前記吸気ダクトは前記車体フレームとは別部品で構成され、前吸気ダクト及び後吸気ダクトに２分割され、前記前吸気ダクトは、単一の前部開口から後方へ延出して左右一対の後部開口が二股状に分岐するように分岐部位が形成され、前記後吸気ダクトは、二股状に分岐した左右一対の前部開口が後方へ延出して単一の後部開口へと合流するように合流部位が形成され、これら一対の前記前吸気ダクトの後部開口と前記後吸気ダクトの前部開口同士が接続され、前記前吸気ダクト及び前記後吸気ダクトは、前記ステアリングヘッドパイプを前後から包むように前記車体フレームに締付け固定されていることを特徴とする。

本発明によれば、吸気ダクトは車体フレームとは別部品で構成され、車体フレームを何ら変更することなく、吸気ダクトの断面積を変化させることができる。吸気ダクト側の断面積の調整のみで異なる車種に有効に対応することが可能になる。

本発明の実施形態に係る自動二輪車の側面図である。 本発明の実施形態における車体フレームにエンジンユニット及びエアクリーナが搭載された状態の側面図である。 本発明の実施形態における車体フレームにエンジンユニット及びエアクリーナが搭載された状態の上面図である。 本発明の実施形態に係るエアクリーナの分解斜視図である。 本発明の実施形態における吸気ダクト装置まわりを示す側面図である。 図５のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。 本発明の実施形態における吸気ダクト装置まわりの構成例を示す分解斜視図である。 本発明の実施形態における吸気ダクト装置まわりの構成例を示す分解斜視図である。 図６のII−II線に沿う断面図である。 本発明の実施形態に係るステアリングヘッドパイプまわりを示す側面図である。 図１０のＸ方向矢視図である。 図１０のＹ方向矢視図である。 本発明の実施形態に係るステアリングヘッドパイプまわりを示す後方斜視図である。 図１０のIII−III線に沿う断面図である。

以下、図面に基づき、本発明における自動二輪車の吸気ダクト装置の好適な実施の形態を説明する。
図１は、本発明の適用例としての自動二輪車１００の側面図である。先ず、図１を用いて、自動二輪車１００の全体構成について説明する。なお、図１を含め、以下の説明で用いる図においては、必要に応じて車両の前方を矢印Ｆｒにより、車両の後方を矢印Ｒｒにより示し、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により示す。

図１において鋼製或いはアルミニウム合金材でなる車体フレーム１０１（メインフレーム）の前部には、ステアリングヘッドパイプ１０２によって左右に回動可能に支持された左右２本のフロントフォーク１０３が設けられる。フロントフォーク１０３の上端にはハンドルバー１０４が固定され、ハンドルバー１０４の両端にグリップ１０５を有する。フロントフォーク１０３の下部には前輪１０６が回転可能に支持されると共に、前輪１０６上部を覆うようにフロントフェンダ１０７が固定される。前輪１０６は、前輪１０６と一体回転するブレーキディスク１０８を有している。

車体フレーム１０１はステアリングヘッドパイプ１０２の後部に一体的に結合し、後方に向けて左右一対で二又状に分岐し、ステアリングヘッドパイプ１０２から後下方に拡幅しながら延設される。本例では高速性能を要求される車両等に好適なものとして採用される所謂、ツインスパーフレームとする。なお、車体フレーム１０１の後部付近から、後上りに適度に傾斜してシートレール１０１Ａが後方へ延出し、後述するシートを支持する。また、車体フレーム１０１の後部にはスイングアーム１０９が上下方向に揺動可能に結合すると共に、両者間にリヤショックアブソーバ１１０が装架される。スイングアーム１０９の後端には後輪１１１が回転可能に支持される。後輪１１１は、後述するエンジンの動力を伝達するチェーン１１２が巻回されたドリブンスプロケット１１３を介して、回転駆動される。後輪１１１の直近周囲にはその前上部付近を覆うインナフェンダ１１４が設けられると共に、そのインナフェンダ１１４の上方にはリヤフェンダ１１５が配置されてよい。

車体フレーム１０１に搭載されたエンジンユニット１１６には、図示しないエアクリーナ（これについては後述するものとする）及び燃料供給装置からそれぞれ供給される空気及び燃料でなる混合気が供給されると共に、エンジン内での燃焼後の排気ガスがエキゾーストパイプを通って、マフラ１１７から排気される。エンジンユニット１１６の上方には燃料タンクが搭載されるが、この燃料タンクはタンクカバー１１８によって覆われる。燃料タンクの後方にシート１１９が連設される。

車両外装において、カウリング１２０及びサイドカウル１２１によって車両の主に前部及び側部が覆われ、車両後部にはサイドカバーあるいはシートカウル１２２が被着し、これらの外装部材により所謂、流線型を有する車両の外観フォルムが形成される。

本実施形態において、エンジンユニット１１６のエンジンは例えば４サイクル多気筒、典型的には並列４気筒エンジンであってよい。ここで、この実施形態におけるエンジンユニット１１６は図２に示されるように、クランクケース１１６Ａの上部に順次シリンダ１１６Ｂ、シリンダヘッド１１６Ｃ及びシリンダヘッドカバー１１６Ｄが一体的に結合してなる。また、エンジンユニット１１６は複数のエンジンマウントを介して車体フレーム１０１に懸架されることで車体フレーム１０１に一体的に結合支持され、それ自体で車体フレーム１０１の剛性部材として作用する。

図２及び図３において、ステアリングヘッドパイプ１０２から後方やや下方へ向けて左右一対の車体フレーム１０１が延出する。図３に示されるように車体フレーム１０１は左右の内面相互間の幅が、ステアリングヘッドパイプ１０２から後方へ向けて滑らかに次第に増加し、部分的ではあるが典型的には卵型あるいは水滴状を呈する内空間もしくはスペースを有している。車体フレーム１０１は図２のようにステアリングヘッドパイプ１０２の軸方向長と略同等程度の上下方向幅を有する。このような形態を有する車体フレーム１０１の左右間に形成される内空間もしくはスペース内に、図２及び図３のようにエアクリーナ１２３が収容配置される。

エアクリーナ１２３とエンジンユニット１１６、特にシリンダヘッド１１６Ｃとは、吸気装置を構成するスロットルボディにより接続される。エアクリーナ１２３により清浄化された空気は吸気装置によって吸気されると共に、燃料供給装置から燃料が供給され、これらにより所定混合比の混合気がシリンダヘッド１１６Ｃのインテークポートに送給される。図２からも分かるようにエアクリーナ１２３はシリンダヘッド１１６Ｃの上方に位置して、この場合、図示を省略するが車体フレーム１０１等によりクッションゴム等の弾性部材を介して浮動支持される。エンジン燃焼室に連通するシリンダヘッドのインテークポートとエアクリーナ１２３とを繋ぐ吸気通路には、図２に示されるようにスロットルボディ１２４が略鉛直方向に縦置きで配置され、即ち本例ではダウンドラフト型の吸気構造を有する。

ここで、図４は本実施形態におけるエアクリーナ１２３の具体的構成例を示している。エアクリーナ１２３は上下に２分割構成されたエアクリーナ本体１２５とエアクリーナ上蓋１２６とからなり、両者が一体に結合して中空構造を有し、概して変形箱型を呈する。エアクリーナ本体１２５の前面には、後述する吸気ダクトが接続される開口部１２５ａが開設される。エアクリーナ本体１２５の底面には底板１２７が敷設され、この底板１２７を介してスロットルボディ１２４が結合される。エアクリーナ本体１２５の中空内部における開口部１２５ａ寄りにはその詳細図示を省略するが、上方へ適度に傾斜して配置されたエアフィルタ１２８が装着される。なお、開口部１２５ａ及びエアフィルタ１２８とも、上辺側が適度に幅狭な概略台形あるいは山形に形成される。

本発明の吸気ダクト装置において、図５に示すようにカウリング１２０（ここでは、フロントカウル１２０Ａとする）の前面から取り込んだ走行風をステアリングヘッドパイプ１０２の左右両側面を通過するようにエアクリーナ１２３へと導く吸気ダクト１０を備える。この吸気ダクト１０は車体フレーム１０１とは別部品で構成され、典型的にはカーボンもしくはプラスチック材製とする。図６〜図８に示すように、ステアリングヘッドパイプ１０２を前後から包むように前吸気ダクト１１及び後吸気ダクト１２に２分割され、それらは車体フレーム１０１側に締付け固定される。

更に、前吸気ダクト１１は前部吸気ダクト１３を介して、フロントカウル１２０Ａの前面に開設された空気取込み口１４（図５参照）に連通される。空気取込み口１４から取り込まれた走行風はステアリングヘッドパイプ１０２の両側面を通過して、後吸気ダクト１２の後部に接続されたエアクリーナ１２３に送風される。

前吸気ダクト１１及び後吸気ダクト１２の吸気通路構造として、図７及び図８のように前吸気ダクト１１において単一の前部開口１１ａから後方へ延出して左右一対の後部開口１１ｂが二股状に分岐する。また、後吸気ダクト１２において二股状に分岐した左右一対の前部開口１２ａが後方へ延出して単一の後部開口１２ｂへと合流する。これら一対の後部開口１１ｂ及び前部開口１２ａ同士が接続され、前吸気ダクト１１及び後吸気ダクト１２はステアリングヘッドパイプ１０２を前後から抱え込むように相互に結合する。また、前部吸気ダクト１３において、空気取込み口１４に連通する単一の前部開口１３ａが後方へ延出してその後部開口１３ｂに連通し、前吸気ダクト１１の前部開口１１ａに接続される。

上記の場合、図９に示されるように前吸気ダクト１１はステアリングヘッドパイプ１０２の後述する支柱部に設定された締結部１５に対して、ビス１６（図８をも参照）によって締結される。後吸気ダクト１２は同様に、ステアリングヘッドパイプ１０２の後述する支柱部に設定された締結部１７に対して、ビス１８（図８をも参照）によって締結される。なお、前吸気ダクト１１及び後吸気ダクト１２はビス１９（図８をも参照）によって相互に締結される。また、後吸気ダクト１２及びエアクリーナ１２３間の嵌合部にはゴムシール２０が装着され、即ち後吸気ダクト１２の後部開口１２ｂはエアクリーナ１２３（エアクリーナ本体１２５）の開口部１２５ａに対して、それら開口周縁に沿って敷設されたゴムシール２０を介して相互に接続される。この場合、後吸気ダクト１２の後部開口１２ｂは、エアクリーナ１２３との接続部付近が開口部１２５ａと一体的に連結される吸入口形状となっている。

ここで、車体フレーム１０１は図１０〜図１３に示されるように、ステアリングヘッドパイプ１０２の上下のステアリングレース取付面２１と、ステアリングレース取付面２１を支える前述の支柱部２２と、そのツインスパー型ボディフレームにおいて車体前後方向に貫通する左右の穴部２３とが形成される。なお、ステアリングレースは図示を省略するが、ステアリングヘッドパイプ１０２内に挿通されるステアリングステムを回転可能に支持するためのベアリングを装着するための部材であり、ステアリングヘッドパイプ１０２の上下端部に取り付けられる。

支柱部２２は中空構造を有し、図１４のように車体前後方向を長辺とした概略オーバル形状である。そして、該オーバル形状の長辺の前後にそれぞれ、上述の締結部１５，１７が設けられる。なお、本例では締結部１５及び締結部１７ともそれぞれ上下２ヶ所ずつ設定される（図９参照）。これらの締結部１５，１７を介して支柱部２２の前方及び後方に、前吸気ダクト１１及び後吸気ダクト１２をそれぞれビス１６，１８によって締結する。穴部２３は図１２及び図１３のように支柱部２２の左右両側で、前後方向に延設されるトンネル状に形成され、前吸気ダクト１１及び後吸気ダクト１２の前述した二股状部位が、支柱部２２のトンネル状の穴部２３に入り込んで両者が全体として一体的に結合する。

前述したように吸気ダクト１０はその内側が前吸気ダクト１１において支柱部２２の形状に沿うように該支柱部２２の前側で左右に分岐する。また、後吸気ダクト１２において支柱部２２の後側で合流し、エアクリーナ１２３（エアクリーナ本体１２５）との接続部付近が一体的に連結された吸入口形状となっている。

上記の場合、詳細図示を省略するが、前吸気ダクト１１及び後吸気ダクト１２間の嵌合部にはゴムシールが装着される。

次に、本発明の吸気ダクト装置における主だった作用等について説明する。吸気ダクト１０において先ず、車両の走行中その走行風は、フロントカウル１２０Ａの前面に開設された空気取込み口１４から、前部吸気ダクト１３の前部開口１３ａに導入される。この走行風は更に前吸気ダクト１１に送風され、ステアリングヘッドパイプ１０２の両側面を通過して、後吸気ダクト１２を介してその後部に接続されたエアクリーナ１２３に送風される。このように走行風を利用することで、エアクリーナ１２３に対する吸気効率を有効に高め、エンジン出力向上等に寄与する。

本発明では特に吸気ダクト１０は上述したように車体フレーム１０１とは別部品で構成され、具体的にはステアリングヘッドパイプ１０２を前後から包むように前吸気ダクト１１及び後吸気ダクト１２に２分割される。
このように吸気ダクト１０を車体フレーム１０１と別体に形成することで、車体フレーム１０１自体を変更することなくそのままで、吸気ダクト１０の断面積を変化させることができる。図６に示したように公道走行車両ではステアリング切れ角θが大きく、且つフォークピッチｐが狭く、吸気ダクト１０の断面積としては小さくなる。また、レース用車両等ではステアリング切れ角θが小さく、且つフォークピッチｐが広く、吸気ダクト１０の断面積としては大きくなる。その際、吸気ダクト１０側の断面積の調整のみで異なる車種に有効に対応することが可能になる。

上記のようにステアリング切れ角及びフォークピッチに合わせた吸気ダクト１０の断面積を容易に確保することができる。これにより仕様あるいは機種によって吸気ダクト１０の形状（主にフロントフォーク１０３の逃げ形状）を変更する場合、車体フレーム１０１を変更する必要がない。従って、異なる車種間でフレーム本体の共通化が図れる。

上記の場合、吸気ダクト１０を前吸気ダクト１１及び後吸気ダクト１２に前後分割にすることで、ステアリングヘッドパイプ１０２の支柱部２２を囲む吸気ダクト形状が形成できる。

また、ステアリングレース取付面２１を支える支柱部２２は図１４に示したように、車体前後方向を長辺としたオーバル形状となっている。吸気ダクト１０はその内側が支柱部２２のオーバル形状に沿うように形成され、特に前吸気ダクト１１が該支柱部２２の前側で左右に分岐する。この分岐部位は車体前方側が先細の言わば、楔状になっており、前吸気ダクト１１の前部開口１１ａから送給された空気は、楔状の尖端から流れ込んでオーバル形状に沿って抵抗なく流通する。このように吸気ダクト１０の吸気の流れは、極めて流動性がよく、この点でも吸気効率の向上を図ることができる。

また、前吸気ダクト１１はその分岐部位にて、後吸気ダクト１２は合流部位にてそれぞれ締結部１５及び締結部１７でビス１６，１８によって支柱部２２に締結固定される。締結部１５及び締結部１７は支柱部２２の前後に一体的に成形されたネジ部であり、このためコスト低減及び部品点数が削減される。これらの前吸気ダクト１１及び後吸気ダクト１２とも、前後の端面に近い部位が締結位置になっているため、それらの組付性が極めて良好であり、組付作業を円滑且つ適正に行うことができる。

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。
上記実施形態において、エンジンユニット１１６は４気筒以外の多気筒エンジン、即ち例えば並列２気筒あるいは３気筒であっても同様に適用可能である。

１０ 吸気ダクト、１１ 前吸気ダクト、１２ 後吸気ダクト、１３ 前部吸気ダクト、１４ 空気取込み口、１５，１７ 締結部、２０ ゴムシール、２１ ステアリングレース取付面、２２ 支柱部、２３ 穴部、１００ 自動二輪車、１０１ 車体フレーム、１０３ フロントフォーク、１２０ カウリング、１２０Ａ フロントカウル、１２３ エアクリーナ。

Claims (9)

1. ステアリングヘッドパイプから車両後方へやや下方に向けて延設した車体フレームにエンジンを搭載し、前記エンジンの上方にエアクリーナが配置されると共に、カウリング前面から取り込んだ走行風を前記ステアリングヘッドパイプの両側面を通過するように前記エアクリーナへと導く吸気ダクトを備えた自動二輪車において、
   前記吸気ダクトは前記車体フレームとは別部品で構成され、前吸気ダクト及び後吸気ダクトに２分割され、
   前記前吸気ダクトは、単一の前部開口から後方へ延出して左右一対の後部開口が二股状に分岐するように分岐部位が形成され、
   前記後吸気ダクトは、二股状に分岐した左右一対の前部開口が後方へ延出して単一の後部開口へと合流するように合流部位が形成され、
   これら一対の前記前吸気ダクトの後部開口と前記後吸気ダクトの前部開口同士が接続され、前記前吸気ダクト及び前記後吸気ダクトは、前記ステアリングヘッドパイプを前後から包むように前記車体フレームに締付け固定されていることを特徴とする自動二輪車の吸気ダクト装置。
2. 前記前吸気ダクトは前部吸気ダクトを介して、前記カウリング前面に開設された空気取込み口に連通され、取り込まれた走行風は前記ステアリングヘッドパイプの両側面を通過して、前記後吸気ダクトの後部に接続された前記エアクリーナに送風されることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車の吸気ダクト装置。
3. 前記車体フレームは前記ステアリングヘッドパイプの上下のステアリングレース取付面と、前記ステアリングレース取付面を支える支柱部と、ツインスパー型ボディフレームによって車体前後方向に貫通する左右の穴部とが形成され、
   前記支柱部は、前側に第１締結部を設け、後側に第２締結部を設け、これらの締結部を介して前記支柱部の前方及び後方に前記前吸気ダクト及び前記後吸気ダクトをそれぞれ締結す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の吸気ダクト装置。
4. 前記前吸気ダクトはその内側が前記支柱部の形状に沿うように該支柱部の前側で左右に分岐すると共に、前記後吸気ダクトは前記支柱部の後側で合流し、前記エアクリーナとの接続部付近が一体的に連結される吸入口形状となっていることを特徴とする請求項３に記載の自動二輪車の吸気ダクト装置。
5. 前記支柱部は車体前後方向を長辺としたオーバル形状とし、その長辺の前側に前記第１締結部を設け、後側に前記第２締結部を設けることを特徴とする請求項４に記載の自動二輪車の吸気ダクト装置。
6. 前記前吸気ダクトは前記分岐部位にて前記第１締結部に、前記後吸気ダクトは前記合流部位にて前記第２締結部に、それぞれ締結固定されることを特徴とする請求項３から５の何れか１項に記載の自動二輪車の吸気ダクト装置。
7. ステアリングヘッドパイプから車両後方へやや下方に向けて延設した車体フレームにエンジンを搭載し、前記エンジンの上方にエアクリーナが配置されると共に、カウリング前面から取り込んだ走行風を前記ステアリングヘッドパイプの両側面を通過するように前記エアクリーナへと導く吸気ダクトを備えた自動二輪車において、
   前記吸気ダクトは前記車体フレームとは別部品で構成され、前記ステアリングヘッドパイプを前後から包むように前吸気ダクト及び後吸気ダクトに２分割され、
   前記車体フレームは前記ステアリングヘッドパイプの上下のステアリングレース取付面と、前記ステアリングレース取付面を支える支柱部とが形成され、
   前記支柱部は、前側に第１締結部を設け、後側に第２締結部を設け、これらの締結部を介して前記支柱部の前方及び後方に前記前吸気ダクト及び前記後吸気ダクトをそれぞれ締結することを特徴とする自動二輪車の吸気ダクト装置。
8. 前記支柱部は車体前後方向を長辺としたオーバル形状とし、その長辺の前側に第１締結部を設け、後側に第２締結部を設けることを特徴とする請求項７に記載の自動二輪車の吸気ダクト装置。
9. 前記前吸気ダクトまたは前記後吸気ダクトは、ダクト内側から前記車体フレームに締付け固定されていることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の自動二輪車の吸気ダクト装置。

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