JPWO2014010650A1 - 鞍乗型車両の吸気ダクト - Google Patents

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Abstract

吸気（Ｉ）の流速が低下するのを抑制して、過給機（４２）の効率が低下するのを防ぐことのできる鞍乗型車両の吸気ダクト（７０）を提供する。自動二輪車の吸気ダクト（７０）は、エンジン（Ｅ）の過給機（４２）に走行風（Ａ）を吸気（Ｉ）として供給する。吸気ダクト（７０）は、前方の吸気取入口（２４）から後方の過給機（４２）に接続される下流部（７０ｃ）に向かって、通路面積が徐々に小さくなる。

Description

関連出願
この出願は、２０１２年７月１１日出願の特願２０１２−１５５４６２の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。
本発明は、鞍乗型車両のエンジンに走行風を吸気として供給する吸気ダクトに関するものである。
自動二輪車のような鞍乗型車両に搭載されるエンジンにおいて、エンジンのシリンダブロックの後方に過給機を配置し、エンジンの上方から取り入れた空気を、吸気ダクトを介して吸気として過給機に導入するものがある（例えば、特許文献１）。
特開平２−０７０９２０号公報
特許文献１のように、エンジンの上方から取り入れた空気を搭載機器との干渉を避けてエンジンまで案内する場合、吸気ダクトの長さは大きくなり、管路損失により流速が低下する恐れがある。過給機の吸込口付近で、流速が不十分であると過給機の効率が低下する。
本発明は、前記課題に鑑みてなされたもので、吸気の流速が低下するのを抑制して、過給機の効率が低下するのを防ぐことのできる鞍乗型車両の吸気ダクトを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の吸気ダクトは、鞍乗型車両のエンジンの過給機に走行風を吸気として供給する吸気ダクトであって、前方の吸気取入口から後方の前記過給機に接続される下流部に向かって通路面積が徐々に小さくなる。ここで、「徐々に小さくなる」とは、途中で面積一定の部分があってもよく、全体として小さくなっていることをいう。
この構成によれば、吸気ダクトの通路面積が、吸気取入口から過給機に接続される下流部に向かって徐々に小さくなっているので、吸気の流速が徐々に増大する。その結果、過給機の吸込口付近で吸気の流速が低下することがなく、過給機の高い効率を確保できる。また、吸気の流速は徐々に増速するので、流れの乱れが少なくなり、吸気効率も高い。
本発明において、車体の一側方に配置された前記吸気取入口からシリンダブロックの一側方を通り、前記シリンダブロックの後方の前記過給機に吸気を導入することが好ましい。この場合、好ましくは、前記吸気取入口の外側壁が、吸気ダクトの最外側部分の内側壁よりも外側に位置している。この構成によれば、吸気取入口から過給機に向かって、吸気の車幅方向への偏向量が少なくなるので、流れの乱れが抑制され、吸気効率が高くなる。
本発明において、前記下流部に通路面積が拡大する連結部が設けられていることが好ましい。この構成によれば、連結部に吸気が貯留されるので、過給機に安定して吸気を供給できる。
連結部を設ける場合、前記連結部に吸気を浄化するクリーナエレメントが配置され、前記連結部における前記過給機に接続される出口は、前記クリーナエレメントの部分よりも通路面積が小さく設定されていることが好ましい。この構成によれば、吸気が、連結部で減速されるので、エレメントの通過ロスが少ない。さらに、連結部の出口の通路面積が小さく設定されているので、吸気が増速され、過給機の吸込口付近で吸気の流速が低下して過給機の効率を低下させることがない。
本発明において、前記吸気ダクトの内部に、前記過給機の吸込口に吸気を導く案内部材が設けられていることが好ましい。この構成によれば、過給機に安定して吸気が導かれるので、過給機の効率が向上する。
本発明において、前記吸気ダクトは湾曲しながら前記過給機に接続されており、前記吸気ダクトの横断面形状が、湾曲の中心から湾曲の径方向外側に向かって、前記湾曲の径方向に直交する直交方向寸法が徐々に小さくなるように形成されていることが好ましい。この構成によれば、吸気通路内で吸気の流速が徐々に大きくなり、湾曲部分で遠心力により吸気の分布が外側ほど密になる偏りが生じやすいが、吸気ダクトの横断面形状が、湾曲の径方向外側に向かって通路が狭くなるように形成されているので、吸気の偏りが抑制される。その結果、過給機の効率が低下するのを防ぐことができる。
本発明において、前記吸気取入口の開口縁が、平面視で、車幅方向外側に向かって後方に傾斜していることが好ましい。この構成によれば、車体の流線形状を保ちつつ、吸気取入口の開口面積を大きくできる。
請求の範囲および／または明細書および／または図面に開示された少なくとも２つの構成のどのような組合せも、本発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の２つ以上のどのような組合せも、本発明に含まれる。
本発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、本発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。本発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。
本発明の第１実施形態に係る吸気ダクトを搭載した鞍乗型車両の一種である自動二輪車を示す側面図である。 同自動二輪車の要部を後方斜め上方から見た斜視図である。 同自動二輪車の要部を示す側面図である。 同吸気ダクトを示す側面図である。 同吸気ダクトを後方から見た背面図である。 同自動二輪車を示す平面図である。 図３のVII-VII線断面図である。 （ａ）は同吸気ダクトの別の例を示す断面図で、（ｂ）は（ａ）のVIIIｂ部の拡大図で、（ｃ）は（ｂ）の別の例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る吸気ダクトを搭載した鞍乗型車両の一種である自動二輪車の要部を示す平面図である。 本発明の第３実施形態に係る吸気ダクトを搭載した鞍乗型車両の一種である自動二輪車の要部を示す平面図である。 同自動二輪車の要部を前方斜め上方から見た斜視図である。 第１〜第３実施形態とは異なる例の吸気ダクトを示す断面図である。
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照しながら説明する。本明細書において、「左側」および「右側」は、車両に乗車した運転者から見た左右側をいう。
図１は本発明の第１実施形態に係る吸気ダクトを搭載した鞍乗型車両の一種である自動二輪車の側面図である。この自動二輪車の車体フレームＦＲは、前半部を形成するメインフレーム１と、このメインフレーム１の後部に取り付けられて車体フレームＦＲの後半部を形成するシートレール２とを有している。メインフレーム１の前端に設けられたヘッドパイプ４に、図示しないステアリングシャフトを介してフロントフォーク８が回動自在に軸支されて、このフロントフォーク８に前輪１０が取り付けられている。フロントフォーク８の上端部に操向用のハンドル６が固定されている。
一方、車体フレームＦＲの中央下部であるメインフレーム１の後端部に、ピボット軸１６を介してスイングアーム１２が上下揺動自在に軸支され、このスイングアーム１２の後端部に後輪１４が回転自在に支持されている。メインフレーム１の下部にエンジンＥが取り付けられている。エンジンＥの前方にエンジン冷却水のラジエータ１３が配置されている。エンジンＥの回転がチェーンのような伝達機構（図示せず）に伝達され、この伝達機構を介して後輪１４が駆動される。車体の左側で、メインフレーム１の後端に、サイドスタンド１７が起倒自在に支持されている。
メインフレーム１の上部に燃料タンク１５が配置され、リヤフレーム２に操縦者用シート１８および同乗車用シート２０が支持されている。また、車体前部に、前記ヘッドパイプ４の前方を覆う樹脂製のフロントカウル２２が装着されている。フロントカウル２２には、外部からエンジンＥへの吸気を取り入れる吸気取入口２４が形成されている。
吸気取入口２４が、車体前方に向かって開口することで走行風Ａの風圧を利用してエンジンＥへの吸気量を増やすことができる。吸気取入口２４は、フロントカウル２２の前面に配置され、走行風圧が最も高い、フロントカウル２２の前端部に配置されている。これにより、吸気取入口２４をフロントカウル２２の側部に突出して設けるのに比べて、フロントカウル２２からの突出量が抑制されるので、吸気取入口２４が目立たなくなり、自動二輪車の外観が向上する。
エンジンＥは、車幅方向に延びるエンジン回転軸２６を有する４気筒４サイクルの並列多気筒エンジンである。エンジンＥの形式はこれに限定されない。エンジンＥは、エンジン回転軸２６を支持するクランクケース２８と、クランクケース２８の上部に連結されたシリンダブロック３０と、その上部に連結されたシリンダヘッド３２と、シリンダヘッド３２の上部に取り付けられたヘッドカバー３２ａと、クランクケース２８の下部に取り付けられたオイルパン３４とを有している。
シリンダブロック３０およびシリンダヘッド３２は若干前傾している。具体的には、エンジンＥのピストン軸線が上方に向かって前方に傾斜して延びている。シリンダヘッド３２の後部に吸気ポート４７が設けられている。シリンダヘッド３２の前面の排気ポートに接続された４本の排気管３６が、エンジンＥの下方で集合され、後輪２２の右側に配置された排気マフラ３８に接続されている。シリンダブロック３０の後方でクランクケース２８の上方に、外気を取り込んで吸気としてエンジンＥに供給する過給機４２が配置されている。
過給機４２は、吸込口４６から吸引した外気を圧縮して、その圧力を高めたのち吐出口４８から吐出して、エンジンＥに供給する。これにより、エンジンＥに供給する吸気量を増大させることができる。過給機４２は、車幅方向に延びる過給機回転軸心４４を有し、クランクケース２８の後部の上方に、左向きに開口した吸込口４６が位置し、エンジンＥの車幅方向の中央部で過給機回転軸心４４よりも後方に、上方を向いた吐出口４８が位置している。
図２に示すように、過給機４２は、吸気を加圧するインペラ５０と、インペラ５０を覆うインペラハウジング５２と、エンジンＥの動力をインペラ５０に伝達する伝達機構５４と、伝達機構５４を覆う伝達機構ハウジング５６とを有している。伝達機構５４は、例えば、歯車式の増速機である。インペラハウジング５２を挟んで車幅方向に伝達機構５４とエアクリーナ４０とが配置されている。インペラハウジング５２は、図示しないボルトにより伝達機構ハウジング５６およびエアクリーナ４０と連結されている。ただし、過給機４２の構造は、この実施形態に限定されない。
過給機４２の吸込口４６はシリンダブロック３０の左側面よりも車幅方向内側に配置されている。これにより、過給機４２がシリンダブロック３０の左側面から外側方に突出しないので、エンジンＥと過給機４２のアセンブリがコンパクトになる。この吸込口４６にエアクリーナ４０のクリーナ出口６２が接続され、クリーナ入口６０に、シリンダブロック３０の前方を流れる走行風Ａ（図１）を過給機４２に導入する吸気ダクト７０が車幅方向外側から接続されている。クリーナ入口６０と吸気ダクト７０の導出口７０ｂとは、それぞれの外周に設けられた連結用フランジ６３，６４を複数のボルト５５で連結することにより接続されている。
エアクリーナ４０の上流端部を形成する連結用フランジ６３，６４に、吸気Ｉを浄化するクリーナエレメント６９が内蔵されている。連結用フランジ６３，６４の下流側が、クリーン室を形成するクリーナ本体６５となっている。クリーナエレメント６９を通過した吸気Ｉは、浄化されるとともに、整流される。つまり、クリーナエレメント６９は、過給機４２の吸込口４６の上流側に配置された、吸気通路７７（図７）の内部の吸気Ｉの偏りを抑制する抑制部材としても機能する。このような抑制部材として、エアクリーナ４０のクリーナエレメント６９のほかに、パンチングメタルを用いることができる。
過給機４２の吐出口４８と図１のエンジンＥの吸気ポート４７との間に吸気チャンバ７４が配置されている。吸気チャンバ７４は、過給機４２から吸気ポート４７に供給される吸気を溜める。吸気チャンバ７４は、過給機４２の上方でシリンダブロック３０の後方に配置されている。図２に示すように、過給機４２の吐出口４８は、吸気チャンバ７４の車幅方向中心に接続されている。これにより、過給機４２からの吸気が吸気チャンバ７４を経て複数の吸気ポート４７に均等に流入する。
図１に示すように、吸気チャンバ７４とシリンダヘッド３２との間には、スロットルボディ７６が配置されている。このスロットルボディ７６において、吸入空気中に燃料が噴射されて混合気が生成され、この混合気がシリンダ内に供給される。これら吸気チャンバ７４およびスロットルボディ７６の上方に、前記燃料タンク１５が配置されている。
吸気ダクト７０は、過給機４２に吸気を供給する吸気通路７７（図７）を形成し、サイドスタンド１７と同じ車体の左側方に配置されている。吸気通路７７の通路面積は、前方の吸気取入口２４から後方の過給機４２に接続される下流部７０ｃ（図２）に向かって徐々に小さくなるように設定されている。ここで、「徐々に小さくなる」とは、途中で面積一定の部分があってもよく、全体として小さくなっていることをいう。
吸気通路７７の通路面積の変化は、吸気ダクト７０の断面の上下方向寸法および左右方向寸法の少なくとも一方が後方に向かって徐々に小さくなるように変化することで設定される。本実施形態では、図４および図５に示すように、上下方向寸法Ｈおよび左右方向寸法Ｗの両方を変化させている。
吸気ダクト７０の断面積が後方に向かって徐々に小さくなるので、図１の吸気ダクト７０の後部における車体本体から外側に露出する部分を小さくできる。換言すれば、吸気ダクト７０の後部におけるライダーの脚と近接する部分を小さくできる。これにより、吸気ダクト７０とライダーの脚との干渉を防ぐことができる。その結果、ライダーの運転姿勢が窮屈になるのを防いだり、ライダーの体格が大きくても運転しやすくなったりする。
エアクリーナ４０は、吸気ダクト７０の下流部７０ｃに設けられて通路面積が拡大する連結部６７を構成している。この連結部６７の上流端部が前記連結用フランジ６３，６４により形成され、連結部本体がクリーナ本体６５により形成されている。連結部本体であるクリーナ本体６５における過給機４２に接続されるクリーナ出口６２は、クリーナエレメント６９が配置されるクリーナ入口６０よりも通路面積が小さく設定されている。
図１からわかるように、吸気ダクト７０は、吸気Ｉの流れ方向の中間部で最下部７０ｄを有している。このように、中間部に最下部７０ｄを設けることで、吸気ダクト７０を側面視でＶ字形状とすることができる。ただし、吸気ダクト７０の形状は、このようなＶ字形に限定されず、ストレート形状であってもよい。具体的には、例えば、図４に２点鎖線で示すように、吸気ダクト７０Ｌが側面視において、下方に向かって後方に徐々に傾斜するように延びるようにしてもよい。これにより、吸気抵抗を抑えることができる。
吸気ダクト７０は、図３に示すように、上流側のラムダクトユニット８０と下流側の吸入ダクトユニット８２とを有している。ラムダクトユニット８０は、図１の前端開口７０ａをフロントカウル２２の吸気取入口２４に臨ませた配置でメインフレーム１に支持されており、開口７０ａから導入した空気をラム効果により昇圧させる。図３のラムダクトユニット８０の後端部８０ｂに、吸入ダクトユニット８２の前端部８２ａが接続されている。吸入ダクトユニット８２の後端部である導出口７０ｂは、エアクリーナ４０のクリーナ入口６０（図２）に接続されている。
ラムダクトユニット８０は、ヘッドパイプ４よりも前方に位置し、例えば、フロントカウル２２（図１）に固定される。ヘッドパイプ４内をラムダクトユニット８０における吸気通路７７（図７）の一部としてもよい。
ラムダクトユニット８０の前端開口７０ａが吸気ダクト７０の導入口７０ａとなる。吸気ダクト７０の導入口７０ａ（吸気取入口２４）は、図６に示すように、横長形状に形成され、ヘッドパイプ４の前方で車体左側部に配置されている。これによって車幅方向中心に導入口７０ａを配置する場合に比べて、図６に示す導入口７０ａから過給機４２までの距離を短くするとともに、吸気ダクト７０の曲率を大きくすることができる。
吸気取入口２４の開口縁は、平面視で、車幅方向外側に向かって後方に傾斜している。吸気取入口２４の車幅方向外側端２４ａは、吸気ダクト７０における最も外側に湾曲した部分の車幅方向内側面７０ｉよりも外側に位置している。これにより、外側に湾曲した吸気ダクト７０内部の外側部分にも吸気を導きやすい。
本実施形態では、吸気ダクト７０の導入口７０ａと導出口７０ｂとは、車体フレームＦＲおよびエンジンＥの外側面よりも内側に位置している。これに対し、吸気ダクト７０の前後方向中間部は、車体フレームＦＲおよびエンジンＥの外側面よりも外側に位置している。
ただし、吸気ダクト７０の導入口７０ａは、前面となる位置に配置されていればよく、例えば、図６のフロントカウル２２における車幅方向の中心部で最も前方に位置する前端部の付近に配置してもよい。この場合、圧力の高い走行風Ａを過給機４２に導くことができる。
吸気ダクト７０は、メインフレーム１よりも車体の外側に位置している。これにより、メインフレーム１との干渉を防ぎつつ、メインフレーム１の幅方向寸法が大きくなるのを抑制できる。本実施形態では、メインフレーム１は吸気ダクト７０を除いた車体の最外側部となる。操縦者用シート１８の前方に車幅方向寸法が小さくなるニーグリップ部７５が形成され、吸気ダクト７０が、ニーグリップ部７５よりも前方で、メインフレーム１から外側方に突出している。ニーグリップ部７５は、図１の燃料タンク１５の下部の外側を覆うタンクサイドカバー７９の後部に形成されている。
吸入ダクトユニット８２は、ラムダクトユニット８０と過給機４２とを滑らかに接続する配管である。吸入ダクトユニット８２は、ラムダクトユニット８０から後方に向かって下方に傾斜するとともに左側に膨出し、シリンダブロック３０の側方を通過している。つまり、図６に示すように、吸入ダクトユニット８２は、前方から車体外側に湾曲しながら過給機４２に接続されている。吸気ダクト７０の内側面７０ｉの一部、具体的には、湾曲する部分の内側面が後方に向かって外側に延びている。このように湾曲部分の内側面が外側に向かって傾斜することで、吸気ダクト７０の内側部分で流速が低下するのを抑えることができる。
詳細には、吸気ダクト７０は、上下方向および左右方向に湾曲する。つまり、吸気ダクト７０は、後方に向かって下方に湾曲して延びるとともに、車幅方向外側に湾曲して延びている。吸気ダクト７０の湾曲形状は、様々な要因で複雑に湾曲する。具体的には、図１のライダーの脚と干渉しないように湾曲したり、ラジエータ１３を通過した走行風Ａが吸気ダクト７０で遮られないように湾曲したり、操舵時のハンドル６、フロントフォーク８と干渉しないように湾曲したり、吸気ダクト７０内を通過する吸気Ｉの流れが円滑となるように湾曲したりする。
図１の吸気ダクト７０は、エンジンＥの前方領域では、側面視で、ハンドル６の先端部の下方およびラジエータ１３の上方で、且つフロントフォーク８の外側方を通過している。詳細には、吸気ダクト７０は、ハンドル６の回動領域の下方を通過している。これにより、吸気ダクト７０とハンドル６との干渉を防ぐことができる。また、吸気ダクト７０は、ラジエータ１３の後方の空間の上方を通過している。これにより、ラジエータ１３の後方の空間を車幅方向に開放した状態にでき、その結果、ラジエータ１３通過した走行風Ａが円滑に排出される。ラジエータ１３近傍での吸気ダクト７０の下端は、ラジエータ１３のファン（図示せず）の回転軸よりも上方に配置されるのが好ましく、ファン（図示せず）の上端よりも上方に配置されるのがより好ましい。また、吸気ダクト７０は、エンジンＥの前方では、排気管３６よりも上方を通過している。
また、吸気ダクト７０は、燃料タンク１５の下方でメインフレーム１の外側方を前後方向に延びている。これにより、燃料タンク１５の容量を稼ぐことができるうえに、吸気ダクト７０とメインフレーム１との干渉を避けることができる。また、吸気ダクト７０により、メインフレーム１に固定されるハーネス、配管等を隠すことができる。
さらに、エンジンＥの側方領域では、側面視で、クランク軸２６の上方、詳細には、クランクケース２８の左側部に取り付けられたジェネレータカバー２９の上方で、且つ、シリンダヘッド３２の上面およびスロットルボディ７６よりも下方を通過する。吸入ダクトユニット８２の側面の一部および上面の一部は外方に露出している。また、吸気ダクト７０におけるメインフレーム１から突出した部分の後端は、乗車状態のライダーの膝Ｋよりも下方に位置し、膝下部分ＫＵよりも前方に位置している。
このように、吸気ダクト７０が、エンジン側方領域で、シリンダヘッド３２の上面よりも下方を延びているので、シリンダヘッド３２の上面よりも上方を通過する場合に比べて、クリーナ入口６０（図２）に接続するために吸気ダクト７０を急激に下方向に曲げる必要がなくなり、吸気ダクト７０の曲率半径を大きくできる。また、吸気ダクト７０が、エンジンＥの側方領域において、スロットルボディ７６よりも下方を通過しているので、スロットルボディ７６の両側部に形成されるスロットル弁駆動機構、センサ等の部品との干渉を防いで、可及的に車幅方向内側まで吸気ダクト７０を延ばすことができる。さらに、吸気ダクト７０がジェネレータカバー２９の上方を延びているので、吸気ダクト７０とジェネレータカバー２９との干渉が防止される。
図７に示すように、吸気ダクト７０は、左右に２分割されており、内側半体９０と外側半体９２とを有している。内側半体９０と外側半体９２はそれぞれ断面Ｕ字状に形成されている。これにより、型成形しやすくかつ強度を確保できる。具体的には、外側半体９２は、前後方向に垂直な断面形状が車幅方向内側に開放するU字状に形成されている。一方、内側半体９０は、前後方向に垂直な断面形状が車幅方向外側に開放するU字状に形成されている。外側半体９２および内側半体９０の断面形状はＵ字形に限定されない。例えば、外側半体９２および内側半体９０を断面Ｌ字形に形成してもよく、また、内側半体９０を断面Ｉ字形に形成してもよい。
外側半体９２と内側半体９０とで、材料または表面処理が異なる。外側半体９２は、美観向上が要求される材料または表面処理が行われる。一方、内側半体９０は美観に比べて強度、生産コストなどの他の条件が優先される。材料または表面処理を異ならせることで、外側半体９２と内側半体９０とに要求される条件にそれぞれ適合することができる。この実施形態では、外側半体９２は、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合合成樹脂）を着色した材料により形成され、内側半体９０は、ポリプロピレン（ＰＰ）により形成されている。ただし、外側半体９２および内側半体９０の材質はこれに限定されない。
内側半体９０の表面（内側面）に、吸気ダクト７０をメインフレーム１に取り付ける固定部分１００が形成されている。吸気ダクト７０は、図６のラムダクトユニット８０がフロントカウル２２に固定されることで前部が車体に支持され、後部は、エアクリーナ４０にボルト５５（図２）で連結されることにより車体に支持されている。図７の固定部分１００は、必要に応じて複数個設けられ、吸気ダクト７０の中間部を車体に支持する。
外側半体９２における内側端部と、内側半体９０における外側端部とを突き合わされた状態で、外側半体９２と内側半体９０とが接合されている。内側半体９０と外側半体９２との接合は、例えば、溶着、接着によって行われる。外側半体９２の上側の内側端部は、内側半体９０の外側端部が突き合わされる接合部９２ａと、この接合部９２ａの上方に形成されて接合部９２ａよりも車体内側に突出する突出部９２ｂとを有している。上側の分割面９４は、吸気ダクト７０の車体幅方向中央位置よりも車体の内側に配置されている。下側の分割面９６は、上側の分割面９４よりも車体の外側に位置している。
図８（ａ）に示すように、下側の分割面９６は、吸気ダクト７０の左右方向中心部よりも外側に位置してもよい。また、内側半体９０と外側半体９２との接合部は、図８（ｂ）に示すように、凸部９３が凹部９５に嵌まり込む形状としてもよい。これにより、接合部の強度が向上する。また、接合部に、図８（ｃ）に示すように、左右方向に外れるのを防止する返し部９７を設けてもよい。
図７の吸気通路７７を形成する吸入ダクトユニット８２の断面形状は、ほぼ上下方向に長軸を有する矩形である。湾曲する部分では、吸入ダクトユニット８２の横断面形状は、湾曲の中心側（車体内側）から湾曲の径方向外側である車幅方向外側に向かって、湾曲の径方向である車幅方向（左右方向）に直交する直交方向寸法（上下方向寸法）Ｄ１が徐々に小さくなるように形成されている。ここで、「徐々に小さくなる」とは、途中で寸法一定の部分があってもよく、全体として小さくなっていることをいう。吸入ダクトユニット８２の断面形状は、外側縁が湾曲の径方向（車幅方向外側）へ向かって円弧状に膨出したＤ字形状、Ｖ字形形状、台形形状等であってもよい。
このような直交方向寸法Ｄ１が外側に向かって徐々に小さくなる縮径形状は、ダクト全体に形成されてもよいが、少なくとも曲率が小さくなる領域に形成されることが好ましく、曲率が小さくなる領域だけ縮径形状であってもよい。具体的には、吸気ダクト７０の内部の吸気Ｉの流れ方向が、前後方向から左右方向に大きく変わるダクト後部７０ｂが縮径形状に形成されることが好ましい。
本実施形態では、吸気ダクト７０は左右方向に湾曲しているがこれに限らない。例えば、吸気ダクト７０がエンジンＥの上方を前後方向に通過して上下方向に湾曲する場合、湾曲部分での左右寸法が上方に向かって縮径するように吸気ダクト７０が形成される。
吸入ダクトユニット８２内の吸気通路７７の湾曲する部分の横断面形状は、直交方向寸法Ｄ１の最大値Ｄ１ｍａｘが、湾曲の径方向に沿った径方向寸法（左右方向寸法）Ｄ２の最大値Ｄ２ｍａｘよりも大きく設定されている（Ｄ１ｍａｘ＞Ｄ２ｍａｘ）。換言すれば、吸入ダクトユニット８２の横断面は、湾曲の中心側のダクト内側辺８４、湾曲の径方向外側のダクト外側辺８６、およびダクト内側辺８４とダクト外側辺８６とを連結するダクト連結辺８８，８８を有しており、ダクト外側辺８６が、ダクト内側辺８４よりも直交方向寸法が小さく形成されている。このように、車幅方向寸法に比べて上下方向寸法を大きくすることで、車幅方向に膨らむのを防ぎつつ、通路面積を大きくすることができる。なお、直交方向寸法Ｄ１および径方向寸法Ｄ２は、図４および図５に示した吸気ダクト７０の断面の上下方向寸法Ｈおよび左右方向寸法Ｗに相当している。
ほぼ矩形の吸気ダクト７０の断面の上方外側の角部に、面取り部８９が形成されている。これにより、角部で流速が低下するのを防ぐことができる。また、吸気ダクト７０の断面について、内側半体９０および外側半体９０の内面同士が面一となるように形成されている。これによっても、流路抵抗を減らすことができる。
図１の吸気ダクト７０は、その外側面の一部が車幅方向外方に露出している。本実施形態では、吸気ダクト７０のうち車幅方向外方に露出している部分が、車体フレームＦＲよりも車幅方向外側を通過し、ハンドル６付近を通過している。具体的には、外側に露出する部分は、ハンドル６付近からエンジンＥの後部付近まで前後方向に長く延びている。これによって、ライダーまたは外部から吸気ダクト７０の側面が視認されやすい。上述したように吸気ダクト７０の側面には、分割線が形成されないので、ライダーおよび外部から分割線が視認しづらい。これにより、自動二輪車の美観が向上する。
図６に示すように、吸気ダクト７０の上面の一部も車体上方に露出している。本実施形態では、吸気ダクト７０のうち車体上方に露出している部分が、車体フレームＦＲよりも車幅方向外側を通過し、ハンドル６付近を通過している。具体的には、上方に露出する部分は、ハンドル６付近からエンジンＥの後部付近まで前後方向に長く延びている。これによって、ライダーまたは外部から吸気ダクト７０の上面が視認されやすい。上述したように吸気ダクト７０の上面の分割線９４は内側に配置されるので、ライダーおよび外部から分割線９４が視認しづらい。これにより、自動二輪車の美観が向上する。
平面視において、吸気ダクト７０が車体フレームまたはカウルによって車幅方向内側に部分的に隠れる場合には、平面視で車体フレームまたはカウルで隠れる範囲で分割線を車幅方向外側に向かうように偏向してもよい。これによって美観を維持しつつ、強度を向上させやすい。例えば、車体フレームまたはカウルで隠れる境界に沿って分割線が延びるようにしてもよい。
図１に示すクランク軸２６が回転すると、エンジンＥの動力が伝達機構５４を介して過給機４２に伝達され、過給機４２が始動する。自動二輪車が走行すると、走行風Ａは、吸気取入口２４からラムダクトユニット８０を通り、吸入ダクトユニット８２を通って、エアクリーナ４０で清浄化されたのち過給機４２に導入される。過給機４２に導入された走行風Ａは、過給機４２により加圧されて、吸気チャンバ７４およびスロットルボディ７６を介してエンジンＥ内へ導入される。このようなラム圧と過給機４２による加圧との相乗効果により、エンジンＥに高圧の吸気を供給することができる。
上記構成において、図７に示す吸気通路７７の内部における湾曲の径方向外側の通路が、湾曲の径方向内側の通路に比べて狭くなっているので、遠心力で吸気Ｉが湾曲の径方向外側へ偏るのが抑制され、吸気通路７７の内部で吸気Ｉの流れが均一化される。このように、吸気Ｉの流れが均一化された状態で過給機４２の吸込口４６に接続されることで、過給機４２の効率が低下するのを防ぐことができる。
また、吸気通路の横断面形状は、直交方向の最大寸法Ｄ１ｍａｘが、湾曲の径方向の最大寸法Ｄ２ｍａｘよりも大きく設定されている。これにより、径方向の最大寸法が、直交方向の最大寸法よりも大きい場合に比べて、流速の偏りを小さくしやすい。
図１に示すように、前方に開口した吸気取入口２４から走行風Ａを取り入れているので、流速が速くなって高い動圧が得られる反面、遠心力の影響を受けやすいが、上述のように、吸気Ｉの偏りが抑制されるので、過給機４２の効率が低下するのを防ぐことができる。
図２の過給機４２がエンジンＥのシリンダブロック３０の後方に配置され、吸気ダクト７０が、シリンダブロック３０の前方から車体の左側へ湾曲しながらシリンダブロック３０の左側を通って過給機４２に接続されている。このように、吸気ダクト７０が側方に湾曲されているので、シリンダブロック３０の上方を通過する場合に比べて自動二輪車の上下方向寸法を小さくできる。
図６に示す吸気ダクト７０の吸気取入口２４が車体の左側に配置され、吸気取入口２４の車幅方向外側面２４ａが、吸気ダクト７０における最も外側に湾曲した部分の車幅方向内側面７０ｉよりも外側に位置しているので、吸気ダクト７０の湾曲が小さくて済み、吸気Ｉの車幅方向への変更量が少なくなるとともに、自動二輪車の車幅方向寸法を小さくできる。
図２の過給機４２の吸込口４６が、エンジンＥの左側面よりも車体内側に配置されている。吸込口４６がエンジンＥの内側にある場合、過給機４２がエンジンＥの左側面から外側方に突出しないから、エンジンＥと過給機４２のアセンブリがコンパクトになる反面、吸気ダクト７０の曲率が小さくなって遠心力が大きくなりやすいが、上述のように、吸気Ｉの偏りが抑制されるので、過給機４２の効率が低下するのを防ぐことができる。また、吸気取入口２４から過給機４２に向かって、吸気Ｉの車幅方向への変更量が少なくなるので、流れの乱れが抑制され、吸気効率が高くなる。
また、吸気通路の通路面積は、上流から下流に向かって徐々に小さくなるように設定されている。これにより、吸気Ｉの流速が徐々に増大する。その結果、過給機４２の吸込口４６付近で流速が低下することがなく、過給機４２の高い効率を確保できる。また、吸気Ｉの流速は徐々に増速するので、流れの乱れが少なくなり、吸気効率も高い。この場合、流速の大きい過給機４２の吸込口４６付近で遠心力の影響を受けやすくなるが、上述のように、吸気Ｉの偏りが抑制されるので、過給機４２の効率が低下するのを防ぐことができる。
図２に過給機４２の吸込口４６の上流側に、クリーナエレメント６９が配置されている。クリーナエレメント６９により吸気通路の内部の吸気Ｉの偏りが抑制される結果、過給機４２へ導かれる吸気Ｉの偏りが小さくなり、効率の低下を一層防ぐことができる。
図７に示すように、吸気ダクト７０が左右２つ割れの構造となっているので、型成形により吸気ダクト７０を成形できる。その結果、上下方向および左右方向に湾曲する場合でも、吸気ダクト７０を容易に形成することができる。
図６の示す吸気ダクト７０の側面の一部が外方に露出しているが、側面に分割線が存在しないので、吸気ダクト７０が露出しても美観を損なわない。
図７の吸気ダクト７０の上側の分割面９４が、吸気ダクト７０の車体幅方向中央位置よりも車体の内側に配置されているので、吸気ダクト７０の上面の一部が外方に露出している場合でも、内側半体９０は外部に露出しにくい。その結果、外側半体９２のみ意匠部品として形成して美観向上させ、内側は安価に製造できる。
図１に示すように、吸気ダクト７０がラジエータ１３の上方やフロントフォーク８の外側方を通過すると、ライダーから吸気ダクト７０は見えやすくなるが、上述のように、上側の分割面９４が車体の内側に配置されているので、分割線が目立ちにくい。
図７に示す下側の分割面９６が、上側の分割面９４よりも車体の外側に位置しているので、内側半体９０が扁平になるのを抑制して、吸気ダクト７０の剛性を向上させることができる。
外側半体９２の内側端部と、内側半体９０の外側端部とが、突き合わされた状態で外側半体９２と内側半体９０とが接合されているので、吸気ダクト７０の内周面に凹凸が形成されるのを抑制できる。その結果、吸気ダクト７０内部の吸気Ｉの流れが阻害されない。
外側半体９２の上側の内側端部は、内側半体９０の外側端部が突き合わされる接合部９２ａと、この接合部９２ａの上方に形成されて接合部９２ａよりも車体内側に突出する突出部９２ｂとを有している。これにより、上側の接合部９２ａが、突出部９２ｂにより隠されて、外観が一層向上する。
吸気ダクト７０をメインフレーム１に取り付ける固定部分１００が、内側半体９０の外面（内側面）に形成されているので、固定部分１００が車体の外観に現れるのを防いで、車体の外観が損なわれるのを防ぐことができる。
図１の吸気ダクト７０がサイドスタンド１７と同じ車体左側に配置されている場合、停車時、上側の分割面９４は見えやすいが、吸気ダクト７０が停車時に傾斜した下側に位置するので、分割線が目立ちにくい。
図２の吸気ダクト７０の下流部７０ｃに通路面積が拡大する連結部３９が設けられている。この連結部３９に吸気Ｉが貯留されるので、過給機４２に安定して吸気Ｉを供給できる。
また、この連結部にクリーナエレメント６９が配置され、連結部３９における過給機４２に接続されるクリーナ出口６２は、クリーナエレメント６９の部分よりも通路面積が小さく設定されている。その結果、吸気Ｉが、エアクリーナ４０で減速されるので、クリーナエレメント６９の通過ロスが少ない。さらに、エアクリーナ４０のクリーナ出口６２の通路面積が小さく設定されているので、クリーナ出口６２において吸気Ｉが増速され、過給機４２の吸込口４６付近で吸気Ｉの流速が低下して過給機４２の効率を低下させることがない。
図６の吸気取入口２４の開口縁が、平面視で、車幅方向外側に向かって後方に傾斜している。これにより、車体の流線形状を保ちつつ、吸気取入口２４の開口面積を大きくできる。
図１に示す吸気ダクト７０が、シリンダブロック３０の左側を通過しているので、エンジンＥの上方に広い空間を確保して、設計の自由度を向上させることができる。また、吸気ダクト７０は、ハンドル６の前方からラジエータ１３の上方を通過しているので、ラジエータ１３との干渉を避けることができる。その結果、ラジエータ性能の低下を防ぐことができる。
さらに、吸気ダクト７０は、ハンドル６の先端部よりも下方を通過しているので、吸気ダクト７０が、回動するハンドル６と干渉するのを防ぐことができる。
吸気ダクト７０が、図６に示すニーグリップ部７５よりも前方で、メインフレーム１から外側方に突出しており、吸気ダクト７０におけるメインフレーム１から突出した部分の後端は、図１に示すように、側面視において、乗車状態のライダーの膝Ｋよりも下方に位置し、膝下部分ＫＵよりも前方に位置している。これにより、吸気ダクト７０が、ライダーの膝Ｋと干渉するのを防ぐことができる。
また、吸気ダクト７０が、吸気Ｉの流れ方向の中間部で最下部７０ｄを有しているので、最下部７０ｄで水抜きを行うことができる。
図９は、本発明の第２実施形態に係る吸気ダクトを搭載した鞍乗型車両の一種である自動二輪車の要部を示す平面図である。第２実施形態の吸気ダクト７０Ａは、車体の一側方である左側の吸気取入口２４に加え、車体の他側方である右側に、追加の吸気取入口２５が配置されている。さらに、ラムダクトユニット８０Ａと吸入ダクトユニット８２との接続部に、吸気を浄化するクリーナエレメント６９Ａが内蔵されている。したがって、吸気ダクト７０Ａの下流部７０ｃには、クリーナエレメント（エアクリーナ）は設けられていない。その他の構造は、第１実施形態と同じである。
第２実施形態によれば、追加の吸気取入口２５があるので、走行風Ａの吸入量が増加する。また、通路面積の大きい吸気通路の上流側にクリーナエレメント６９Ａが配置されているので、吸気Ｉは、流速が遅い箇所でクリーナエレメント６９Ａを通過する。これにより、クリーナエレメント６９Ａを通過する際のロスを少なくできる。
図１０は、本発明の第３実施形態に係る吸気ダクトを搭載した鞍乗型車両の一種である自動二輪車の要部を示す平面図で、図１１はその斜視図である。第３実施形態の吸気ダクト７０Ｂは、導入口７０ａが車体の前端の車幅方向中心位置に配置されている。さらに、吸入ダクトユニット８２は、円筒状のパイプからなり、側面視で、後方に向かって下方に滑らかに延びるストレート形状である。したがって、第３実施形態の吸気ダクト７０Ｂには、第1実施形態のような前後方向中間部の最下部７０ｄは設けられていないが、吸気ダクト７０Ｂの前部に、後方に向かって上方に立ち上がる傾斜部７０ｅが形成されている。これにより、吸気Ｉに含まれる水分を減らすことができる。その他の構造は、第１実施形態と同じである。この第３実施形態においても、第１実施形態と同様の効果を奏する。
上述の各実施形態において、吸気ダクト７０，７０Ａ，７０Ｂの内部に、過給機４２の吸込口４６に吸気Ｉを導く案内部材１５０を設けてもよい。案内部材１５０は、例えば、図１２に示すように、吸気ダクト７０の内面に一体形成されたガイド板１５２である。案内部材１５０を設けることで、過給機４２に安定して吸気Ｉが導かれるので、過給機４２の効率が向上する。
また、吸気ダクト７０は、前端部および後端部に形成されるフランジ部によって車体に固定されてもよい。各フランジ部には、外側方からボルトが挿通されるボルト挿通孔が形成される。各フランジ部は、内側半体、外側半体のどちらに形成されてもよい。また、例えば、後側フランジ部が内側半体に形成され、前側フランジ部が外側半体に形成されてもよい。この場合、外側半体に形成されるフランジ部は、フロントカウルによって外部から見えない位置に配置されることが好ましい。また外側半体にフランジ部が形成される場合、下方に形成されることで、フランジ部を目立ちにくくすることができる。内側半体および外側半体にそれぞれフランジ部を形成することで、内側半体と外側半体の接続部分で担う支持強度を抑えることができ、強度を高めることができる。
本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。例えば、本発明の吸気ダクトは、自動二輪車以外の鞍乗型車両にも適用可能で、三輪車、四輪車にも適用できる。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。
２４ 吸気取入口
２４ａ 外側壁
３０ シリンダブロック
４２ 過給機
６７ 連結部
６９ クリーナエレメント
７０，７０Ａ 吸気ダクト
７０ｃ 下流部
７０ｉ 最外側部分の内側壁
Ａ 走行風
Ｅ エンジン
Ｉ 吸気
ラムダクトユニット８０の前端開口７０ａが吸気ダクト７０の導入口７０ａとなる。吸気ダクト７０の導入口７０ａ（吸気取入口２４）は、図６に示すように、横長形状に形成され、ヘッドパイプ４の前方で車体左側部に配置されている。これによって車幅方向中心に導入口７０ａを配置する場合に比べて、図６に示す導入口７０ａから過給機４２までの距離を短くするとともに、吸気ダクト７０の曲率を小さくすることができる。
このような直交方向寸法Ｄ１が外側に向かって徐々に小さくなる縮径形状は、ダクト全体に形成されてもよいが、少なくとも曲率が大きくなる領域に形成されることが好ましく、曲率が大きくなる領域だけ縮径形状であってもよい。具体的には、吸気ダクト７０の内部の吸気Ｉの流れ方向が、前後方向から左右方向に大きく変わるダクト後部７０ｂが縮径形状に形成されることが好ましい。
図２の過給機４２の吸込口４６が、エンジンＥの左側面よりも車体内側に配置されている。吸込口４６がエンジンＥの内側にある場合、過給機４２がエンジンＥの左側面から外側方に突出しないから、エンジンＥと過給機４２のアセンブリがコンパクトになる反面、吸気ダクト７０の曲率が大きくなって遠心力が大きくなりやすいが、上述のように、吸気Ｉの偏りが抑制されるので、過給機４２の効率が低下するのを防ぐことができる。また、吸気取入口２４から過給機４２に向かって、吸気Ｉの車幅方向への変更量が少なくなるので、流れの乱れが抑制され、吸気効率が高くなる。

Claims (8)

  1. 鞍乗型車両のエンジンの過給機に走行風を吸気として供給する吸気ダクトであって、
    前方の吸気取入口から後方の前記過給機に接続される下流部に向かって通路面積が徐々に小さくなる鞍乗型車両の吸気ダクト。
  2. 請求項１に記載の鞍乗型車両の吸気ダクトにおいて、車体の一側方に配置された前記吸気取入口からシリンダブロックの一側方を通り、前記シリンダブロックの後方の前記過給機に吸気を導入する鞍乗型車両の吸気ダクト。
  3. 請求項２に記載の鞍乗型車両の吸気ダクトにおいて、前記吸気取入口の外側壁が、吸気ダクトの最外側部分の内側壁よりも外側に位置している鞍乗型車両の吸気ダクト。
  4. 請求項１，２または３に記載の鞍乗型車両の吸気ダクトにおいて、前記下流部に通路面積が拡大する連結部が設けられている鞍乗型車両の吸気ダクト。
  5. 請求項４に記載の鞍乗型車両の吸気ダクトにおいて、前記連結部に吸気を浄化するクリーナエレメントが配置され、
    前記連結部における前記過給機に接続される出口は、前記クリーナエレメントの部分よりも通路面積が小さく設定されている鞍乗型車両の吸気ダクト。
  6. 請求項１から５のいずれか一項に記載の鞍乗型車両の吸気ダクトにおいて、前記吸気ダクトの内部に、前記過給機の吸込口に吸気を導く案内部材が設けられている鞍乗型車両の吸気ダクト。
  7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の鞍乗型車両の吸気ダクトにおいて、前記吸気ダクトは湾曲しながら前記過給機に接続されており、
    前記吸気ダクトの横断面形状が、湾曲の中心から湾曲の径方向外側に向かって、前記湾曲の径方向に直交する直交方向寸法が徐々に小さくなるように形成されている鞍乗型車両の吸気ダクト。
  8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の鞍乗型車両の吸気ダクトにおいて、前記吸気取入口の開口縁が、平面視で、車幅方向外側に向かって後方に傾斜している鞍乗型車両の吸気ダクト。
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