JP4376107B2 - 自動２輪車のエアクリーナ装置 - Google Patents

Description

この発明は、自動２輪車のエアクリーナ装置、特に筒状のエレメントを設けたエアクリーナを有するものに関する。

自動２輪車のエアクリーナ装置としてシートの下方に配置したエアクリーナのボックス内に筒状のエレメントを設け、これにより浄化された空気を気化器へ送るようにしたものがある。このエレメントの周囲を、例えば逆Ｕ字状の整流部材で部分的に覆うことも公知である。（特許文献１参照）。
特開平７−１５１０２９号参照

上記整流部材はエレメントに対する空気の流れを整流することができる。しかし、略逆Ｕ字状に覆うことにより部分的に覆うため、エレメントに吸引される空気の流れは吸気負圧の変化やエアクリーナのボックスの形状によって影響を受けやすくなる。すなわち、吸気負圧体であるエアクリーナのボックスは、負圧に応じた流速で外気を吸引するが、エレメントの表面における空気の流速や方向は、エアクリーナの形状や吸気負圧の変化によって変化を受ける。

このとき、整流部材により空気の流れを整えることにより、空気流の変化を抑制できる。しかし、従来例の整流部材は局部的に設けられていたため、エレメントに対する空気の流れはエアクリーナのボックス形状等による影響を受けて流速や方向が異なることになり、エレメント表面のうちエンジンから要求される吸気負圧が最も高い場所から局部的に空気を吸入することになり、エレメント全体を使わずに局部的に吸入外気を浄化することになるから、浄化効率の向上を図りにくくなる。そこでエレメントに流入する空気の流れを一定にすることが望まれるが、この空気流はエアクリーナの形状によって大きく影響されるため、これを定量化することができず、個々のエアクリーナのボックス形状毎に試行錯誤して設定しなければならなかった。

しかも、スロットル開度や路面状態によって吸気負圧が変化すると、エレメントに流入する空気流の変化が大きくなり、エレメントにおける吸入部位が変化して浄化効率が変動する吸気過渡特性が顕在化する。特に、スロットル開度が小さいエンジンの低回転時には、吸気量が少なくなるため空気の流れに対するエアクリーナのボックス形状の影響が顕著になる。

そこで、本願発明は、エアクリーナのボックス形状に影響されることなく、エレメントに対する吸気負圧と方向性を最適化させることができるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するため請求項１に係る自動２輪車のエアクリーナ装置は、エアクリーナのボックス内部に筒状のエレメントを配置し、このエレメントにより浄化された空気を前記ボックスに設けられた開口より吸気系へ送るようにした自動２輪車のエアクリーナ装置において、
前記エレメントの外周に所定距離離間して整流部材を配置し、
この整流部材を筒状とし、かつ前記エレメントの外周全周を覆うとともに、
浄化空気の出口を前記エアクリーナのボックス前壁に設け、この出口開口を前記エレメントで覆い、前記筒状の整流部材の後方を開放し、かつ前記エアクリーナのボックスに内へ外気を吸入するための空気吸入口を前記整流部材よりも後方に設けたことを特徴とする。

請求項２の発明は上記請求項１において、前記整流部材の前部にフランジを設け、このフランジを前記エアクリーナのボックス前壁と前記エレメントの前端との間へ挟みつけたことを特徴とする。

請求項３の発明は上記請求項１において、前記エアクリーナ装置が、上側をシート、下側をリヤフェンダ、左右をサイドカバーで囲まれた空間に配置されていることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、整流部材が筒状をなし、エレメントの外周部を所定間隔をもって全周を覆う。このため、エレメントに流入する空気は、流速及び方向性を一定にするように整流される。その結果、エレメントに流入する空気は、エアクリーナのボックス形状に影響されにくくなり、エレメント全体へ均一に分散して流入する。したがって、エアクリーナのボックス形状による影響を少なくなして、エレメント全体に対して流入する空気流の方向性と吸気負圧を最適化できる。また、エレメント全体で空気を浄化することにより浄化効率を向上させてエンジンの出力向上を図ることができる。

さらに、スロットル開度等の変化により吸気負圧が変化しても上記整流効果を維持できる。このため、特に、エンジンの低回転時でもエアクリーナのボックス形状に影響されずに空気の流れを一定かつ安定させることができる。
そのうえ、整流部材が後方へ開放されたベルマウス形状をなし、その後方から外気を吸入するので、外気を効率よく整流部材の内側へ導入でき、かつ水や埃の少ない空気を吸入できる。また、前方のエレメントを通してその前方へ位置する吸気系へ効率よく浄化空気を送ることができる。

請求項２の発明によれば、整流部材はその前部に設けたフランジをエレメントの前端と前壁の間へ挟みつけることにより、エレメントの取付と同時に特別な取付部材を用いることなく固定できる。

請求項３の発明によれば、上側をシート、下側をリヤフェンダ、左右をサイドカバーで囲まれた空間設け、ここにエアクリーナ装置を配置したので、エアクリーナ装置の配設用空間を容易に確保できる。そのうえこの空間を構成する部材の少なくとも一部を利用してエアクリーナ装置を構成できる。

以下、図面に基づいて一実施形態を説明する。図１は本願発明が適用された、オフロード系自動２輪車の左側面図である。図中の符号１は前輪、２は前輪１を両側で支持する
左右一対のフロントフォーク、３はフロントフォーク２を転舵可能に軸支するヘッドパイプ、４はハンドル、５はメインフレーム、６はダウンフレーム、７はエンジン、７ａはエンジンのシリンダヘッドカバー、７ｂはシリンダヘッド、７ｃはシリンダ、７ｄはクランクケース、８はリヤアーム、８ａはリヤアーム８の前端をメインフレーム５の後端部から下方へ延びるピボットプレート８ｂへ揺動自在に軸支するピボット、９は後輪、１０は燃料タンク、１１はシート、１２はエアクリーナ、１３はコネクティングチューブである。

エアクリーナ１２は、上側をシート１１、下側から後部側をリヤフェンダ１５、左右をサイドカバー１４で囲まれた空間Ｓ（図中には若干小さめに変形して仮想線で示す）の中に配設され、上方をシート１１で覆われ、左右はサイドパネル１４で覆われ、下部から後部をリヤフェンダ１５で覆われている。１６はマフラーである。エアクリーナ１２はコネクティングチューブ１３を介してその前方の気化器１７へ清浄空気を送りここで混合気となってエンジン７へ供給される。

図２はエアクリーナ１２及びその周辺部材の側面図である（サイドパネル１４は仮想線で示す）。メインフレーム５から斜め上がり後方へ延びるシートレール１８及びその下方に三角形をなすように配置されるリヤステイ１９が左右一対で設けられる。シートレール１８及びリヤステイ１９はメインフレーム５及びダウンフレーム６とともに車体フレームを構成する。これら左右のシートレール１８及びリヤステイ１９の間にエアクリーナ１２が配置され、シートレール１８の後端にはリヤフェンダ１５の後部側上部が取付部２４で支持される。

リヤフェンダ１５は後部側が後輪９の上方を覆うように前後方向へ延び、前部は上方及び前方へ開放され中空状をなしてシート１１の下方を斜め下がり前方へ延びてエアクリーナ１２の後部へ接続している。リヤフェンダ１５の前部における中空部は上方をシート
１１で覆われることにより前方へ開口する内部空間を形成し、エアクリーナ１２の内部空間と連通している。

リヤフェンダ１５のうちシート１１の下方となる側面には前側空気吸入口２
０，後側空気吸入口２１が前後に配置されている。前側空気吸入口２０及び後側空気吸入口２１は、それぞれサイドパネル１４の内側にて後方を指向して開口し、ここからリヤフェンダ１５の内部空間へ外気を取り込んでエアクリーナ１２内へ導くようになっている。

前側空気吸入口２０及び後側空気吸入口２１は、シート１１の下端と略平行してエアクリーナ１２に設けられている筒型エレメント３３（後述）の中心へ向かう想定直線Ｌ上に並ぶように配置される。前側空気吸入口２０及び後側空気吸入口２１はそれぞれエアクリーナ１２の中心よりも高く、かつ前側空気吸入口２０よりも後側空気吸入口２１の方が高くなっている。

エアクリーナ１２の前壁２２にはコネクティングチューブ１３の後端が接続され、エアクリーナ１２で浄化された空気がコネクティングチューブ１３を通って前方の気化器１７へ送られる。エアクリーナ１２の底部２３には泥除け３９が取付けられ下方へ延出している。エアクリーナ１２の後部へ接続するリヤフェンダ１５の前後方向中間部は取付部２４にてシートレール１８に設けられているステイ２４ａへ取付けられる。

エアクリーナ１２の前側上部は、シートレール１８へ取付部２５で取付けられる。図中の符号２６はエアクリーナ１２とリヤフェンダ１５の前部との連結部である。サイドパネル１４は、エアクリーナ１２の側面大半を覆うとともに、サイドパネル１４の上部はシート１１の下部に接続し、エアクリーナ１２のシート１１及びリヤフェンダ１５との接続部を覆っている。図１に示すように、前側は取付部２８によりリヤステイ１９へ取付けられ、後部は取付部２９によりシートレール１８の後端部に設けられたステイ２９ａ（図２）へ取付けられている。

図３は図２に示した部分の平面図であり、シート１１を仮想線で示してある。エアクリーナ１２及びリヤフェンダ１５の前部は上方が開放され、この開放部がシート１１で覆われる。コネクティングチューブ１３は前壁２２に接続され、リヤサスペンションの緩衝器（図示せず）との干渉を避けるように左外側方へ湾曲して気化器１７へ接続している。

サイドパネル１４、１４はエアクリーナ１２の外側方を覆って左右一対で設けられ、
外方へ膨らみながらエアクリーナ１２よりも後方へ延び、マフラー１６の後端よりも長く後方へ延びている。前側空気吸入口２０及び後側空気吸入口２１はそれぞれリヤフェンダ１５の左右に形成されている。エレメント３３の周囲を覆う整流部材３６（後述）はエアクリーナ１２を構成する左右の側壁４０の内側一杯になるまで拡径して後方へ延出している。

図４はエアクリーナ１２の側断面図であり、図７の４−４線相当断面を示す。前壁２２には開口３０が設けられ、ここにコネクティングチューブ１３の後端部が気密に接続されている。開口３０は中央に形成されたホルダ３１が設けられ、このホルダ３１へにボルト３２で略筒状をなすエレメント３３が後方から取付けられる。ホルダ３１は略放射状に延びる複数の腕部３１ａとこれらのハブをなすボス３１ｂを備える。ボス３１ｂは開口３０の略中心部に位置し、ここに一体化されたインサートナットへボルト３２の先端が締結される。

エレメント３３は有底筒状をなすスポンジ状物質等の公知のフィルタ材料からなり、
エアクリーナ１２内をクリーンサイド３４とダーティサイド３５に区画する。エレメント３３の外周部は全周を整流部材３６で覆われる。整流部材３６はベルマウス状をなし、その前部開口側には内向きにフランジ３７が形成されており、このフランジ３７をエレメント３３の前端と前壁２２の間へ挟みつけることにより、エレメント３３の取付と同時に特別な取付部材を用いることなく固定される。

整流部材３６は、シート状樹脂材料等の適宜材料から構成され、後方を開放されかつ後方へ向かって拡径する略円錐台状をなしている。このような一端開口側（後部開口３８に相当する）が他端開口側よりも拡径した形状をベルマウス形状ということにする。なお、拡径側の開口部先端が外方へ反るように湾曲した断面にすることもでき、このような湾曲断面を有する形状を特にファンネル形状ということにする。

整流部材３６は、エレメント３３の外周に対して所定間隔をもって全周を囲み、後部開口３８から導入する外気の方向を、エレメント３３に対して一定になるように整え、かつエレメント３３の外表面全体へ分散させて局部的に集中しないように均一に流入するようになっている。外気は矢示するように、エアクリーナ１２の後方から取り込まれ、導整流部材３６の後部開口３８から内側へ導入され、さらにエレメント３３へ導かれる。整流部材３６とエレメント３３との間隔は前方へ向かって収束するくさび形断面の空間をなし、前方へ向かって間隔が次第に減少するようになっている。

図５〜図８はエアクリーナ１２の外側をなすボックス部を示し、図５はその側面図、
図６はその平面図、図７はその正面側を開口３０に正対するように図４のＡ矢示方向から示す図、図８は背面図である。図５に示すように、略三角形状をなす側壁４０は斜辺部に内方へ一段低くなった段差４１が形成され、ここにリヤフェンダ１５の略三角形状をなす前端部側壁の縁部が重ねられるようになっている。リヤフェンダ１５の前端部側壁は連結部２６により結合される。段差４１の下方には、リヤステイ１９に沿って斜め上がり後方へ延びる後壁４２が形成されている。なお、左右のリヤステイ１９及び後壁４２はそれぞれ左右で高さが異なっている（車体右側のリヤステイは省略してある）。

図６に示すように、エアクリーナ１２は上方及び後方へ開放されている。前壁２２の
左右には取付部２５が形成されている。後壁４２は前下がりに傾斜し、その後端左右にリヤフェンダ１５の前側部との連結用取付部４３が形成され、後壁４２の上にリヤフェンダ１５の前端部底部側を重ねて連結用取付部４３で結合されている。

図７に示すように、前壁２２は上下がすぼまる形状であり、最も幅広になった中央部の向かって左側へ偏って開口３０が設けられている。開口３０は左側の一部が略直線状をなす非真円形の異形形状になっている。図８に示すように、後壁４２は背面図において開口３０の上部近くまで底部４４から立ち上がっている。

次に本実施形態の作用を説明する。図２において、エアクリーナ１２の後方となるリヤフェンダ１５の側面に形成された前側空気吸入口２０及び後側空気吸入口２１からリヤフェンダ１５内へ外気が吸入される。図４に示すように、エアクリーナ１２の内部空間は、ダーティサイド３５の後部で図４には示されていないリヤフェンダ１５の前部内部空間と連通し、かつエアクリーナ１２自体が吸気負圧体となっているので、リヤフェンダ１５内へ吸入された外気は、図４に矢示するように、負圧程度等に応じた流速で車体後方からエレメント３３方向へ向かう。

すると、エレメント３３の周囲は、所定の間隔をもって全周を整流部材３６で覆われ、しかも、整流部材３６は後方へ向かって拡径しながら開放されたベルマウス形状をなすので、空気の流れをエレメント３３へ向かって一定方向から流入するように整流する。エレメント３３を通過して浄化された空気はクリーンサイド３４内へ入り、さらにコネクティングチューブ１３から気化器１７へ送られる。

このとき、整流部材３６がエレメント３３の全周を覆うため、後部開口３８から整流部材３６の内側へ入った外気は、エレメント３３の全周へ均一に分散して接触するように整流されるので、エレメント３３の全体を使用することができ、浄化効率が向上する。

また、整流部材３６がエレメント３３に対してその全周を囲むことにより、エレメント３３へ向かう空気を整流するので、エレメントに流入する空気流の方向性と吸気負圧を最適化することがでる。

その結果、エレメント３３に流入する空気の流れはエアクリーナ１２の壁面形状に影響されにくくなって安定した流れになる。このため、スロットル開度や路面変化等により吸気負圧が変化しても上記整流効果を維持でき、エレメント３３の表面における空気流入部が局部的に変化する吸気過渡特性の顕在化を抑制するように適正化を図ることができ、エンジン出力特性を向上を図ることができる。

特に、エンジンが低回転になって、空気の流速が小さくなり、エアクリーナの形状によって吸気負圧に対する影響が大きくなるときでも上記整流効果を維持できるから、空気流の方向性や吸気負圧を適正に維持でき、このような場合でもエンジンの出力向を図ることができる。

そのうえ、整流部材３６はベルマウス形状をなし、後方へ拡径しながら開放されているので後方から吸入された外気をエレメント３３の周囲へ効率よく導くことができる。しかも、後方かつ斜め上方に配置された前側空気吸入口２０及び後側空気吸入口２１から吸入された外気を、下方のエレメント３３へ吸引し、これを浄化して前壁２２の開口３０から直ちに前方へ位置する気化器１７へ送るので、吸気効率を向上させることができる。

しかも、エレメント３３の後方かつエレメントよりも上方である車体の高い位置から外気を吸入するので、水や埃の少ない比較的清浄な空気を吸入できる。このため、多量の水や泥等を浴びる機会の多いオフロード系車両に好適である。また、エレメント３３を利用して特別な取付部材を用いずに固定できる。

そのうえ、上側をシート１１、下側をリヤフェンダ１５、左右をサイドカバー１４で
囲まれた空間Ｓ設け、ここにエアクリーナ１０を配置したので、エアクリーナ１０の配設用空間Ｓを容易に確保できる。そのうえこの空間Ｓを構成する部材の少なくとも一部を利用してエアクリーナ１０を構成できるので、エアクリーナ１０の構成部品点数を削減する等、有利な構造にすることができる。

なお、本願発明は上記図示の構造に限定されるものではなく、発明の原理内において種々に変形や応用が可能である。例えば、整流部材３６の形状は、図示したベルマウス形状のみならず、ファンネル形状、円筒形状、壺形状もしくはエレメント３３の形状に合わせた各種異形形状等、種々可能である。

この場合、いずれの形状でも筒状をなしていることは必要であるが、筒状とは中空であれば足り、開口形状が真円や楕円等の整った形状ではなく不規則な異形形状をなすものでもよい。また長手方向の形状は、内部空間の中心線が直線でなく湾曲等の曲線状をなすように曲ったものでもよい。

また、整流部材３６でエレメント３３を覆う程度は、その全周を覆えば足り、必ずしも側面視（図４）でその全体を完全に覆う必要はなく、エレメント３３の長手方向をある程度の割合で覆うだけでもよい。

本願発明が適用されたオフロード系自動２輪車の左側面図 エアクリーナ及びその周辺部材の側面図 図２に示した部分の平面図 エアクリーナボックスの側断面図 エアクリーナボックスの側面図 エアクリーナの平面図 図４のＡ矢示図 エアクリーナボックスの背面図

符号の説明

１１：シート、１２：エアクリーナ、１３：コネクティングチューブ、１４：サイドパネル、１５：リヤフェンダ、１７：気化器、２０：前側空気吸入口、２１：後側空気吸入口、２２：前壁、３０：開口、３３：エレメント、３６：整流部材

Claims (3)

1. エアクリーナのボックス内部に筒状のエレメントを配置し、このエレメントにより浄化された空気を吸気系へ送るようにした自動２輪車のエアクリーナ装置において、
   前記エレメントの外周に所定距離離間して整流部材を配置し、
   この整流部材を筒状とし、かつ前記エレメントの外周全周を覆うとともに、
   浄化空気の出口を前記エアクリーナのボックス前壁に設け、この出口開口を前記エレメントで覆い、前記筒状の整流部材の後方を開放し、かつ前記エアクリーナのボックスに内へ外気を吸入するための空気吸入口を前記整流部材よりも後方に設けたことを特徴とする自動２輪車のエアクリーナ装置。
2. 前記整流部材の前部にフランジを設け、このフランジを前記エアクリーナのボックス前壁と前記エレメントの前端との間へ挟みつけたことを特徴とする請求項１の自動２輪車のエアクリーナ装置。
3. 前記エアクリーナ装置が、上側をシート、下側をリヤフェンダ、左右をサイドカバーで囲まれた空間に配置されていることを特徴とする請求項１の自動２輪車のエアクリーナ装置。

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