JP6256182B2 - 自動二輪車のキャニスター配置構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車のキャニスター配置構造に関する。

従来から、自動二輪車の燃料タンク内で気化した燃料（蒸発燃料）を吸着し、内燃機関の作動による吸気系の負圧を利用して、吸着した蒸発燃料を内燃機関に供給するキャニスターが知られている。キャニスターは、燃料タンクからの蒸発燃料の漏出を抑制して燃料の無駄な消失や大気汚染等を防止している。

例えば、特許文献１には、メインフレームおよびダウンチューブを具備した車体フレームと、車体フレームに支持された内燃機関と、メインフレーム上に配置された燃料タンクと、ダウンチューブの上部後方で燃料タンクの下方、且つ、内燃機関のシリンダーの前方の空間内に配置されたキャニスターと、を備えた自動二輪車が開示されている。キャニスターは、円筒形状に形成され、燃料タンクに連通するチャージ管と、内燃機関に連通するパージ管と、大気に連通する吸気管およびドレン管と、を備えている。吸気管は、キャニスターの左側面から斜め下前方に延びている。ドレン管は、キャニスターの左側面から下方に延びている。

特開２０１３−０７１４８６号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、例えば、車体フレーム、内燃機関および燃料タンクの配置、形状、大きさ等によって、キャニスターを配置する空間（デッドスペース）の容積を一定以上確保できない場合があった。このため、特許文献１に記載の技術は、当該空間にキャニスターを配置することができず、デッドスペースを有効に利用することができない虞を有していた。

また、特許文献１に記載の技術は、吸気管が前方に開放されているため、車両の走行中に埃や水等の異物が吸気管からキャニスター内に侵入するという問題を有していた。このため、特許文献１に記載の技術は、キャニスターの性能を維持することが困難であった。

本発明は、上記した課題を解決すべくなされたものであり、デッドスペースを有効に利用し、キャニスターの性能低下を抑制する自動二輪車のキャニスター配置構造を提供することを目的とする。

本発明の自動二輪車のキャニスター配置構造は、ヘッドパイプから後方に延びるメインフレームと、前記ヘッドパイプから下方に延びるダウンチューブと、を含む車体フレームと、前記車体フレームに搭載され、クランクケースから上方に延びるシリンダーを含む内燃機関と、前記内燃機関に供給される燃料を貯留する燃料タンクと、前記燃料タンク内で発生した蒸発燃料を一時的に捕集するキャニスターと、を備え、前記燃料タンクは、下面から上方に向けて窪む凹部において前記メインフレームを跨いで配置され、前記キャニスターは、前記ダウンチューブと前記シリンダーとの間で、且つ、前記燃料タンクの前記凹部の内側に配置されることを特徴とする。

この構成によれば、燃料タンクの下面に凹部が凹設されているため、ダウンチューブとシリンダーとの間における上部空間は大きく確保されている。キャニスターは、ダウンチューブとシリンダーと凹部とで囲まれて生じる空間に配置されている。これにより、本来デッドスペースになる空間をキャニスターの配置空間として有効に利用することができる。

この場合、前記キャニスターは、前記内燃機関の作動時に外気を内部に導入する大気導入口を有し、前記大気導入口は、下方から後方までの範囲にて開放され、前記凹部の内側に配置されていることが好ましい。

この構成によれば、大気導入口は、下方から後方までの範囲にて開口していると共に凹部内に位置しているため、車両の走行中においてキャニスター内への異物の侵入が抑制される。これにより、キャニスターの機能である蒸発燃料の吸着性能および離脱性能を適切に維持することができる。

この場合、前記車体フレームの下部には、車幅方向一方にサイドスタンドが設けられ、前記ダウンチューブは、前記ヘッドパイプから後方に向けて下方に傾斜して設けられ、前記キャニスターは、直方体状に形成され、前記ダウンチューブと平行な傾斜姿勢で設けられるケースと、前記ケースの内部と外部とを連通させる排出口と、を有し、前記排出口は、前記ケースの前記サイドスタンド側で最も下方に位置する角部周辺に設けられていることが好ましい。

この構成によれば、直方体状のキャニスター（ケース）は、ダウンチューブに沿って後方に向けて下り勾配に配置される。このため、側方（車幅方向）から見て、ケースの前方下部の角部が最下点となる。例えば、駐車時にサイドスタンドを使用すると車両はサイドスタンド側に傾く。このため、サイドスタンド側で最下点となるケースの角部は、更に下方に位置することになる。そして、排出口は、サイドスタンド側で最下点となる角部周辺に設けられている。これにより、キャニスター（ケース）の内部に溜まった水や液化した燃料を効率良く外部に排出することができる。

この場合、前記キャニスターは、車幅方向に長く形成され、長手方向中央と前記ダウンチューブとが重なる状態で前記車体フレームに支持されていることが好ましい。

この構成によれば、キャニスターは、ダウンチューブの軸心に対して車幅方向に略均等に配置されている。このため、自動二輪車の車幅方向の重量バランスを略均等にすることができる。

本発明によれば、デッドスペースをキャニスター配置空間として有効に利用することができる。また、キャニスターの性能低下を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る自動二輪車を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る自動二輪車の車体フレーム、燃料タンクおよびキャニスター等を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る自動二輪車のキャニスターを模式的に示すものであって、（Ａ）は背面図であり、（Ｂ）は左側面図である。 本発明の一実施形態に係る自動二輪車のキャニスターを用いた蒸発燃料の捕集・供給経路を示す系統図である。 本発明の一実施形態に係る自動二輪車のキャニスターの配置構造を示す側面図である。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について説明する。

図１および図２を参照して、自動二輪車１の全体構成について説明する。ここで、図１は自動二輪車１を示す側面図である。図２は車体フレーム２、燃料タンク４およびキャニスター３０等を示す正面図である。なお、以下の説明では、各図に矢印で示すように、各方向を設定する。

図１に示すように、自動二輪車１は、車体フレーム２と、エンジン３と、を備えて概略構成されている。

車体フレーム２は、ヘッドパイプ１０と、メインフレーム１１と、ダウンチューブ１２と、左右一対のシートレール１３と、左右一対のボディチューブ１４と、左右一対のサイドチューブ１５と、を含んで構成されている。メインフレーム１１は、ヘッドパイプ１０から後下方に延設されている。ダウンチューブ１２は、ヘッドパイプ１０から下方に延設されている。左右一対のシートレール１３は、それぞれ、メインフレーム１１の後部から後上方に延設されている。左右一対のボディチューブ１４は、メインフレーム１１の後端部から下方に延設されている。左右一対のサイドチューブ１５は、ボディチューブ１４とシートレール１３とに連結されている。

ヘッドパイプ１０には、前輪１６を軸支する左右一対のフロントフォーク１０ａが左右操舵可能に支持されている。フロントフォーク１０ａの上端には、ハンドルバー１７が固定されている。メインフレーム１１の上側には、燃料タンク４が設けられている。左右一対のシートレール１３の上側には、ライダーシート５が設けられている。

燃料タンク４は、エンジン３に供給される燃料（例えばガソリン）を貯留している。燃料タンク４は、前後方向に長い略鞍型に形成されている。図２に示すように、燃料タンク４の下面４ａには、上方に向けて窪む凹部４ｂが形成されている。燃料タンク４は、凹部４ｂにおいてメインフレーム１１を跨いで配置されている。なお、燃料タンク４の最下端部４ｃは、下面４ａよりも下方に位置している。

図１に示すように、ダウンチューブ１２は、ヘッドパイプ１０から後方に向けて下方に傾斜して設けられている。ダウンチューブ１２の下部および各ボディチューブ１４の下部には、エンジン３を固定するためのエンジン懸架ブラケット１２ａ，１４ａが設けられている。エンジン懸架ブラケット１４ａには、後輪１９を軸支するスイングアーム１８が、ピボットボルトＢ１によってエンジン３と共締めされている。スイングアーム１８は、ピボットボルトＢ１を中心として上下方向に揺動可能に支持されている。

車体フレーム２の左側下部には、サイドスタンド６が設けられている。サイドスタンド６は、左側のボディチューブ１４の下端部に回転可能に支持されている。サイドスタンド６は、路面に接地可能な起立位置と接地不能な格納位置との間で回動する。起立位置にあるサイドスタンド６は、車両を左側に傾けることで路面に接地して、自動二輪車１を起立状態で支持する（図１参照）。

内燃機関としてのエンジン３は、各ブラケット１２ａ，１４ａを介して車体フレーム２に搭載されることによって車体フレーム２の構造部材として機能する。エンジン３は、クランクケース２０と、シリンダー２１と、を含んで構成されている。

シリンダー２１は、クランクケース２０から上方に延設されている。クランクケース２０の内部には、クランクシャフト（図示せず）が回転可能に設けられている。シリンダー２１の内部には、コネクティングロッド（図示せず）を介してクランクシャフトに連結されるピストン（図示せず）が上下動可能に設けられている。

シリンダー２１は、シリンダーブロック２１ａと、シリンダーヘッド２１ｂと、ヘッドカバー２１ｃと、によって構成されている。シリンダーブロック２１ａは、クランクケース２０の前部上面から前側に僅かに傾斜して立設されている。シリンダーヘッド２１ｂは、シリンダーブロック２１ａの上部に設けられ、ヘッドカバー２１ｃは、シリンダーヘッド２１ｂの上部に設けられている。

シリンダーヘッド２１ｂの後部には、吸気ポート２２が設けられている。吸気ポート２２には、燃料供給装置２３を介して燃料タンク４およびエアークリーナー２４が連結されている。エアークリーナー２４は、内部に導入した外気を清浄化する。燃料供給装置２３は、清浄化された外気と燃料とを混合した混合気をシリンダー２１内に供給する。

一方、シリンダーヘッド２１ｂの前部には、排気管２６が接続される排気ポート２５が設けられている。排気管２６は、下方にＵターンするように湾曲してクランクケース２０の下側を通って後方に延設されている。排気管２６の後端部には、排気マフラー（図示せず）が接続されている。

エンジン３は、燃料供給装置２３から吸気ポート２２を介して供給された混合気をシリンダー２１内で燃焼させてピストンを往復運動させる。ピストンの往復運動は、クランクシャフトの回転運動に変換され、ドライブチェーン等（図示せず）を介して後輪１９を回転駆動させる。燃焼後の排気ガスは、排気ポート２５および排気管２６を通って排気マフラーから外部に排気される。

ところで、例えば、駐車中の自動二輪車１では直射日光等の影響によって、燃料タンク４に貯留された燃料が、気化して燃料タンク４内に滞留することがある。気化した燃料（蒸発燃料）が大気中に漏れ出すと、燃料が無駄に消失する共に環境への悪影響も懸念される。このため、自動二輪車１は、燃料タンク４内で発生した蒸発燃料を一時的に捕集するキャニスター３０を備えている。

まず、図２ないし図４を参照して、キャニスター３０の構造について説明する。図３はキャニスター３０を模式的に示すものであって、（Ａ）は背面図であり、（Ｂ）は左側面図である。図４はキャニスター３０を用いた蒸発燃料の捕集・供給経路を示す系統図である。なお、図４で破線矢印は空気の流れを示し、実線矢印は蒸発燃料の流れを示している。なお、キャニスター３０は、自動二輪車１（車体フレーム２）から取り外された状態であるものとする。

図２および図３に示すように、キャニスター３０は、ケース３１と、インレットパイプ３２と、アウトレットパイプ３３と、大気導入口３４と、排出口３５と、を有している。

ケース３１は、車幅方向（左右方向）に長い中空の直方体状（矩形筒状）に形成されている（図２等参照）。ケース３１は、側面視で略正方形状に形成されている（図３（ｂ）参照）。ケース３１の内部には、吸着材としての活性炭３６が密に詰められている（図３（ａ）参照）。

インレットパイプ３２は、ケース３１の右側面３１Ｒの上部に配置され、ケース３１の内部に連通している。インレットパイプ３２は、インレットチューブ４０を介して燃料タンク４に接続されている（図４参照）。アウトレットパイプ３３は、ケース３１の右側面３１Ｒの中央部に配置され、ケース３１の内部に連通している。アウトレットパイプ３３は、アウトレットチューブ４１を介して燃料供給装置２３に接続されている（図４参照）。

大気導入口３４は、導入凸部３４ａと、導入パイプ３４ｂと、を有している。導入凸部３４ａは、ケース３１の左側面３１Ｌの上部後方の角部Ｃ１近傍に凸設されている（図３（ｂ）参照）。導入凸部３４ａは、側面視で下面が平坦になる略半円形状に形成されている。導入パイプ３４ｂは、中空円筒状に形成され、導入凸部３４ａの下面から下方に延出している。導入パイプ３４ｂの先端部は、大気に開放されている。導入パイプ３４ｂは、導入凸部３４ａを介してケース３１の内部と外部とを連通させている。

排出口３５は、ケース３１の左側面３１Ｌの下部前方の角部Ｃ２近傍に配置されている（図３（ｂ）参照）。詳細には、排出口３５は、左側面３１Ｌに凸設される排出凸部３５ａの下面に開口している。排出口３５には、ドレンチューブ４２の一端部が接続されている。ドレンチューブ４２は、ダウンチューブ１２に沿ってエンジン３の下部まで延出して他端部を大気に開放している（図１参照）。排出口３５は、ドレンチューブ４２を介してケース３１の内部と外部とを連通させている。

ここで、図４を参照して、キャニスター３０の作用について説明する。燃料タンク４内の燃料が温められて発生した蒸発燃料は、インレットチューブ４０を通ってインレットパイプ３２からケース３１内に送られる。ケース３１内に送られた蒸発燃料は、活性炭３６に吸着される。つまり、蒸発燃料が一時的に捕集される。

次に、エンジン３が作動すると、ピストンの下降動作によってシリンダー２１内が負圧になる。このため、活性炭３６に捕集された蒸発燃料は、ケース３１内からアウトレットパイプ３３およびアウトレットチューブ４１を通って燃料供給装置２３に向かって吸引される。また、この吸引作用によってケース３１内は負圧になるため、大気導入口３４からケース３１内に外気が導入される。大気導入口３４から導入される外気によって、蒸発燃料の吸引作用が促進される。なお、ケース３１内が正圧になった場合、ケース３１内に溜まった気体（空気）、水および液化した燃料等は、排出口３５からドレンチューブ４２を通って外部に排出される。これにより、例えば、車両転倒時や風雨等によってケース３１内に進入した燃料（液体）や水を排出することができ、キャニスター３０の性能低下を防止することができる。

次に、図２および図５を参照して、キャニスター３０の配置構造について説明する。図５は自動二輪車１のキャニスター３０の配置構造を示す側面図である。

図２に示すように、燃料タンク４の下面４ａに凹部４ｂが凹設されているため、ダウンチューブ１２とシリンダー２１（ヘッドカバー２１ｃ）との間における上部空間は大きく確保されている。

キャニスター３０は、ダウンチューブ１２と、ヘッドカバー２１ｃと、燃料タンク４の凹部４ｂとで囲まれて生じる空間Ｓに配置されている（図１参照）。すなわち、キャニスター３０は、ダウンチューブ１２とシリンダー２１との間で、且つ、燃料タンク４の凹部４ｂの内側に配置されている。正確には、キャニスター３０の上側略半分が凹部４ｂの内側（燃料タンク４の最下端部４ｃよりも上側）に位置している（図５参照）。

図５に示すように、キャニスター３０は、ヘッドパイプ１０とメインフレーム１１とダウンチューブ１２とを連結する補強フレーム５０に取り付けられている。キャニスター３０のケース３１は、側面視で後方に屈曲した固定ブラケット５１を介して補強フレーム５０に支持されている。キャニスター３０（ケース３１）は、ダウンチューブ１２の後側で、ダウンチューブ１２と平行な傾斜姿勢で設けられている。すなわち、ケース３１の前面は、ダウンチューブ１２の後面に対して平行に対向している。

図２に示すように、キャニスター３０は、長手方向中央とダウンチューブ１２とが重なる状態で車体フレーム２（補強フレーム５０）に支持されている。つまり、キャニスター３０は、正面視でダウンチューブ１２の軸心に対して略左右均等に配置されている。このため、自動二輪車１の車幅方向の重量バランスを略均等にすることができる。

図５に示すように、キャニスター３０は上部を前方に傾けた姿勢であるため、各パイプ３２，３３、大気導入口３４および排出口３５も同様に傾斜する。したがって、大気導入口３４は、ケース３１の左側面３１Ｌで最も上方に位置する角部Ｃ１周辺に位置することとなる。大気導入口３４の導入パイプ３４ｂは、下後方に向けて開放される。また、大気導入口３４は、凹部４ｂの内側に配置されている。正確には、大気導入口３４の導入パイプ３４ｂは、燃料タンク４の最下端部４ｃと略同一高さになるように配置されている。なお、大気導入口３４（導入パイプ３４ｂ）は、鉛直下方から水平後方までの範囲にて開放されていればよい。

一方、排出口３５は、ケース３１の左側面３１Ｌで最も下方に位置する角部Ｃ２周辺に位置することとなる。排出口３５は、下後方に向けて開放される。また、排出口３５は、凹部４ｂの下側（燃料タンク４の最下端部４ｃよりも下側）に配置されている。

以上説明した本実施形態に係る自動二輪車１のキャニスター３０の配置構造によれば、本来、デッドスペースになる空間Ｓをキャニスター３０の配置空間として有効に利用することができる。また、大気導入口３４は、下側後方に向けて開口していると共に凹部４ｂ内（燃料タンク４の最下端部４ｃ以上）に位置している。このため、車両の走行中においてキャニスター３０内への異物（埃や水等）の侵入が抑制される。これにより、キャニスター３０の機能である蒸発燃料の吸着性能および離脱性能を適切に維持することができる。

また、従来、異物の侵入対策として大気導入口３４（導入パイプ３４ｂ）にホースを接続することが一般的であった。これに対し、本実施形態に係るキャニスター３０の大気導入口３４は、車両の走行中に異物が進入し難い態様であるため、従来、必要であったホースを省略することができる。これにより、キャニスター３０の周辺構成を簡略化することができ、コスト削減を図ることができる。

また、キャニスター３０は、燃料タンク４に覆われているため、例えば、車両の駐車時にキャニスター３０に直射日光が当たることを防止することができる。さらに、キャニスター３０は、路面から上方に離れた位置に設けられているため、路面からの輻射熱による影響を低減することができる。これにより、キャニスター３０の内部温度の上昇を抑制し、吸着性能（チャージ効率）の低下を防止することができる。また、キャニスター３０は、路面から上方に離れた位置に設けられているため、車両の走行中に跳ね上げられた小石等が衝突するリスクを低下させることができる。

また、本実施形態に係る自動二輪車１のキャニスター３０の配置構造によれば、直方体状のキャニスター３０（ケース３１）は、ダウンチューブ１２に沿って後方に向けて下り勾配に配置される。このため、側面視で、ケース３１の前方下部の角部Ｃ２が最下点となる。例えば、駐車時にサイドスタンド６を起立位置に回動させて使用すると、車両はサイドスタンド６側（左側）に傾く。このため、ケース３１の左側面３１Ｌで最下点となる角部Ｃ２は、更に下方に位置することになる。そして、排出口３５は、左側面３１Ｌで最下点となる角部Ｃ２周辺に設けられている。これにより、キャニスター３０（ケース３１）の内部に溜まった水や液化した燃料を効率良く外部に排出することができる。

なお、本実施形態に係るキャニスター３０の配置構造では、キャニスター３０の上側略半分を凹部４ｂの内側に配置したが、本発明はこれに限定されない。例えば、キャニスター３０全体を凹部４ｂの内側に位置させてもよい。すなわち、キャニスター３０は、全部または一部を凹部４ｂの内側に配置されればよい。好ましくは、大気導入口３４が、凹部４ｂの内側に位置していればよい。正確には、導入パイプ３４ｂが、燃料タンク４の最下端部４ｃと同一高さ以上に配置されていればよい。

なお、本実施形態に係るキャニスター３０では、各パイプ３２，３３は、ケース３１の右側面３１Ｒに設けられ、大気導入口３４および排出口３５は、ケース３１の左側面３１Ｌに設けられていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、各パイプ３２，３３は、ケース３１の前後上下いずれかの面の一端部に設け、大気導入口３４および排出口３５は、ケース３１の前後上下いずれかの面の他端部に設けてもよい。この場合でも、排出口３５は、ケース３１のサイドスタンド６側で最も下方に位置する角部Ｃ２周辺に設けられることが好ましい。

なお、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る自動二輪車のキャニスター配置構造における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。さらに、上記した本発明の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

１ 自動二輪車
２ 車体フレーム
３ エンジン（内燃機関）
４ 燃料タンク
４ａ 下面
４ｂ 凹部
６ サイドスタンド
１０ ヘッドパイプ
１１ メインフレーム
１２ ダウンチューブ
２０ クランクケース
２１ シリンダー
３０ キャニスター
３１ ケース
３４ 大気導入口
３５ 排出口
Ｃ１，Ｃ２ 角部

Claims (3)

1. ヘッドパイプから後方に延びるメインフレームと、前記ヘッドパイプから下方に延びるダウンチューブと、を含む車体フレームと、
   前記車体フレームに搭載され、クランクケースから上方に延びるシリンダーを含む内燃機関と、
   前記内燃機関に供給される燃料を貯留する燃料タンクと、
   前記燃料タンク内で発生した蒸発燃料を一時的に捕集するキャニスターと、を備え、
   前記車体フレームの下部には、車幅方向一方にサイドスタンドが設けられ、
   前記ダウンチューブは、前記ヘッドパイプから後方に向けて下方に傾斜して設けられ、
   前記燃料タンクは、下面から上方に向けて窪む凹部において前記メインフレームを跨いで配置され、
   前記キャニスターは、前記ダウンチューブと前記シリンダーとの間で、且つ、前記燃料タンクの前記凹部の内側に配置されており、
   前記キャニスターは、
   直方体状に形成され、前記ダウンチューブと平行な傾斜姿勢で設けられるケースと、
   前記ケースの内部と外部とを連通させる排出口と、を有し、
   前記排出口は、前記ケースの前記サイドスタンド側で最も下方に位置する角部周辺に設けられていることを特徴とする自動二輪車のキャニスター配置構造。
2. 前記キャニスターは、前記内燃機関の作動時に外気を内部に導入する大気導入口を有し、
   前記大気導入口は、下方から後方までの範囲にて開放され、前記凹部の内側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車のキャニスター配置構造。
3. 前記キャニスターは、車幅方向に長く形成され、長手方向中央と前記ダウンチューブとが重なる状態で前記車体フレームに支持されていることを特徴とする請求項１または２に記載の自動二輪車のキャニスター配置構造。

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