JP6931400B2 - オートバイ内燃機関のためのオートバイ吸気ガイド - Google Patents

Description

本発明は、オートバイ内燃機関のためのオートバイ吸気ガイドに関する。特許文献１より第一特許請求項の前提部分による吸気ガイドが公知である。

以下に、オートバイ内燃機関のためのオートバイ吸気ガイドに基づきながら本発明を説明するが、これは本発明の限定として捉えられるべきではない。

オートバイ内燃機関では、排気ガイド（エキゾーストパイプ）が騒音の発生源であるだけでなく、吸気ガイドを介しても騒音が発生することがある。普遍的な開発目標は、特定の、部分的には法的に定められた範囲内の騒音しか出ないようにすることである。さらに、オートバイ内燃機関の出力は、特に燃焼室に供給可能な空気の量によって決まるため、吸気体積流の流れ抵抗は低いものでなければならない。

吸気ダクト内の流れ抵抗は、例えばこの領域におけるダクト断面を大きくすれば低くできる。他方、吸気ガイド内のダクト断面がより大きくなることで、より大きな騒音の原因になる。

特許文献１は、レシプロ・エンジン（往復ピストン型内燃機関）のための吸気ガイドであって、吸気ガイドのダクト断面を変更するためのバルブ装置を有したものを提案している。

独国特許出願公開第１０１３６９３５号明細書

本発明の課題は、制御性を向上させたオートバイ吸気ガイドを提供することである。この課題は、第一特許請求項に係る対象ならびにそのようなオートバイ吸気ガイドを有する請求項６に係るオートバイフレームにより解決され、本発明の好ましい発展的構成は、それぞれ従属請求項の対象である。

本発明によれば、オートバイ吸気ガイドとは、オートバイの周囲からオートバイ内燃機関の一つまたは複数の燃焼室に空気を供給するための装置のことである。オートバイ吸気ガイドは、オートバイの周囲からオートバイ内燃機関に吸気体積流、すなわち空気の体積流を供給するように構成されている。オートバイ内燃機関の燃焼室では、吸い込んだ体積流の供給下で燃料が燃焼する。オートバイ内燃機関は、内燃部を有した熱的な動力装置を意味し、往復ピストン型に形成され、好ましくはオットーの４ストローク原理に従って動作可能である。

オートバイ吸気ガイドは特に、未処理空気ダクトと、空気フィルタと、清浄空気ダクトとを備えている。好ましくは、吸気体積流は、未処理空気ダクトにより空気フィルタに供給することができる。好ましくは、未処理空気ダクトは、一体型で形成されているか或いは好ましくは複数部分で形成されている。さらに、未処理空気ダクトは、少なくとも部分的に複数の流れになるように（複流式に）形成されており、一部の区間に第１の未処理空気分割ダクトと第２の未処理空気分割ダクトを備え（二つの流れ）、これらが特に、それぞれ吸気体積流の一部を供給するように構成されている。好ましくは、両方の未処理空気分割ダクトは、互いに対称的に形成されている。

空気フィルタは、吸気体積流をろ過するように構成されている。空気フィルタは、吸気体積流が通り抜けて流れるようになっており、さらに好ましくは、吸気体積流は、この吸気体積流が空気フィルタを通り抜けて流れた後、清浄空気ダクトによりオートバイ内燃機関の方へ導くことができる。周囲からオートバイ内燃機関に向かう予定された吸気体積流の流れ方向に関して、吸気体積流は、先ず未処理空気ダクト内を、その後に空気フィルタを、そして最後に清浄空気ダクトを貫流するので、未処理空気ダクトが空気フィルタに対して上流側に、また、清浄空気ダクトが空気フィルタに対して下流側に配置されていることになる。

未処理空気ダクト内には、吸気制御バルブが設けられている。吸気制御バルブは、吸気体積流が貫流可能な断面の面積（断面領域）を選択的に変更するように構成されている。

上記両方の未処理空気分割ダクトは、未処理空気ダクトの合流領域においてまとめられている（収束されている）。好ましくは、この合流領域に、空気フィルタが好適にはそのまま直結している。特に空気フィルタは、自在に貫流可能な断面の面領域に比べて流れ抵抗が大きいが、この流れ抵抗の増大を低く抑えるために、空気フィルタの貫流可能な断面の面領域は大きい。そのため未処理空気ダクトは、特に合流領域では、その他の未処理空気ダクトの形状に比べて幅広とされている。第１および第２の未処理空気分割ダクトは、未処理空気ダクトの合流領域へと集まり、つまりはこれらが合流領域においてまとめられている。調査の結果、流れの静まった領域（流れの落ち着いた領域）が合流領域に形成され、その結果、吸気制御バルブをこの合流領域に、それも特にはこういった流れの静まった領域に設けると特に都合がよいことが分かった。特に、合流領域における、それも好ましくは流れの静まったゾーンにおける吸込み制御バルブのこの配置により、吸気ガイドに対する流れ抵抗が特に一層低くなり、それに伴って改善された吸気ガイドを体現することができる。

好ましい本発明の実施形態において、吸気ガイドバルブは、第１および第２の吸気制御部材を備え、さらに好ましくは、吸気ガイドバルブは、さらなる吸気制御部材を備えている。特に、吸気体積流を制御するために、好ましくは吸気体積流の量を制御するために、これらの吸気制御部材は、開位置と閉位置の間を往復動可能とされている。好ましくは、これらの吸気制御部材は、回転可能な制御ローラとして、好ましくは吸気制御フラップとして、それも特には揺動可能な吸気制御フラップとして形成されている。一方又は両方の吸気制御部材の閉位置では、吸気体積流が貫流可能な未処理空気ダクトにおける断面の面積は、開いた状態で吸気体積流が貫流可能な断面の面積に比べると減少している。好ましくは、両方の吸気制御部材は互いに切り離されて制御可能であり、好ましくは、これらは互いに同期して制御可能である。特に複数の吸気制御部材を有した吸気ガイドバルブを作製することで、とりわけ良好な制御性と、特に吸気ガイドバルブの迅速な反応時間を実現することができる。

本発明の好ましい実施形態において、第１の未処理空気分割ダクトは、第１の吸気制御部材を用いて、好ましくは吸気制御フラップを用いて少なくとも部分的に遮断可能とされている。 さらに好ましくは、第２の未処理空気分割ダクトは、第２の吸気制御部材を用いて、好ましくは吸気制御フラップを用いて少なくとも部分的に遮断可能とされている。このとき、これらの吸気制御部材は、上述のように、開位置と閉位置との間で動くことができ、そうすることでこの少なくとも部分的な遮断を選択的に行なうことができる。特に、未処理空気分割ダクトを直接的に遮断すること、或いは少なくとも一つの未処理空気分割ダクトを遮断することで、特に良好なオートバイ吸気ガイドの制御性を得ることができる。

本発明の好ましい実施形態において、未処理空気ダクトは、未処理空気バイパスダクトを備え、この未処理空気バイパスダクトは、未処理空気バイパス体積流が吸気ガイドバルブの脇を通り過ぎるように導かれるように構成されている。未処理空気バイパス体積流は、特に吸気体積流の部分体積流である。特に、未処理空気バイパスダクトにより、吸気体積流の所定の部分体積流が吸気ガイドバルブの影響を受けることなくオートバイ吸気ガイドを通って流れることができることが保証されており、その結果、一方では吸気ガイドバルブをより小さくすることができ、しかも、吸気ガイドバルブが機能しなくなるようなことがあったとしても、部分体積流が緊急動作用に残されている。

好ましくは、未処理空気ダクトは、二つの未処理空気バイパスダクトを備えている。好ましくは、これら両方の未処理空気バイパスダクトは、それら未処理空気バイパスダクトの一つによってそれぞれ一つの吸気制御部材を完全に迂回する流れが可能となるように設けられており、好ましくはそれぞれの吸気制御部材に対して一つの個別の未処理空気バイパスダクトが設けられている。特に、複数の未処理空気バイパスダクトによってオートバイ吸気ガイドのとりわけ確実な運転を体現することができる。

本発明の好ましい実施形態において、仮想の仕切り面が両方の未処理空気分割ダクトと交差する。特に、この仕切り面は、両方の未処理空気分割ダクト内の流れ方向に対して直角に向けられている。未処理空気分割ダクトの、仕切り面によって当該未処理空気分割ダクトを分断することで現れる断面は、仕切り面内における包囲面領域（Ｅｉｎｈｕｅｌｌｆｌａｅｃｈｅ）内に位置する。ここで、この包囲面領域は、未処理空気分割ダクトの両方の断面およびこれら断面の間に位置する面領域を包囲する単一の面領域である。未処理空気分割ダクトの両方の断面の間にあるこの面積部分（Ｆｌａｅｃｈｅｎｉｎｈａｌｔ）がいわゆる遮断面領域である。わかり易く言えば、この遮断面領域は、仕切り面内の面領域であって、未処理空気分割ダクトの外部に位置してこれら未処理空気分割ダクトが一部境界をなしている面領域として現れる。

未処理空気ダクトは、特に合流領域内で、好ましくはさらに下流側において、仮想のダクト形成線に沿って延びている。好ましくは、このダクト形成線は、三次元的に延びる線として理解されるべきであり、この線は特に、それぞれ未処理空気ダクトの断面の面領域（断面領域）（Ｑｕｅｒｓｃｈｎｉｔｔｓｆｌａｅｃｈｅ）の面の重心を通って延びており、このとき、この断面領域は、好ましくは吸気体積流の流れ方向に対して直角に向けられている。好ましくは、吸気制御部材の少なくとも一つ、好ましくは両方の吸気制御部材は、その全開位置では、少なくとも部分的に又は好ましくは完全に、ダクト形成線に沿った遮断面領域の射影面内に設けられている。好ましくは、吸気制御部材は、ダクト形成線に沿った遮断面領域の射影面内に４０％以上、好ましくは６０％以上、より好ましくは８０％以上になるように設けられている。

特に、このような配置によって、吸気制御部材は、遮断面領域の下流側に設けられ、調査の結果、上述の領域において、流れの静まったゾーン、口語的には風下が形成され、ここに吸気制御部材を配置できることが分かった。この意味で、流れの静まったゾーンは、未処理空気ダクトの領域であって、二つまたはそれ以上に分かれて流れる未処理空気ダクトの構成の下流側の領域のことであり、そこは吸気体積流が風当たりしない（流れが当たらない）か或いは殆ど風当たりしない（殆ど流れが当たらない）。わかり易く言えば、吸気制御部材、特に提案の配置のものは、それゆえ風下にあり、その結果、その開位置では、殆ど或いは全く流れ抵抗をもたらさない。

上で提案したオートバイ吸気ガイドは、オートバイフレームに固定されるようになっている。好ましくは、オートバイ吸気ガイドは、第１の未処理空気分割ダクトと第２の未処理空気分割ダクトが、オートバイフレームのステアリングヘッド部を少なくとも部分的に取り囲むようにオートバイフレームに設けられている。

オートバイフレームのステアリングヘッド部とは、オートバイフレームの一部であって、オートバイ前輪用フォークを回転可能に収容するように構成されている部分のことである。直進走行に対して、両方の未処理空気分割ダクトの一方はステアリングヘッド部の左側、両方の未処理空気分割ダクトの他方はステアリングヘッド部の右側において延びている。好ましくは、オートバイフレームは、両方の未処理空気分割ダクトを通すために、それぞれ一つの空所部を備えており、これがステアリングヘッド部の左側ないし右側においてオートバイフレームを貫くようにして導かれている。特に、提案したオートバイ吸気ガイドを有するオートバイフレームのこの種の態様により、特に組み立てスペースの要件を少なくすることができる。

本発明の好ましい実施形態において、両方の未処理空気分割ダクトのうち少なくとも一方のダクト内壁、好ましくは両方の未処理空気分割ダクトのダクト内壁は、ステアリングヘッド部の外側表面により形成されている。ここで、このダクト内壁は、未処理空気分割ダクトを流れが通り抜ける際に、未処理空気分割ダクト体積流によって接触可能とされている。特に、この種の態様は、特に大きな貫流可能な断面が未処理空気分割ダクトの領域に得られる。

本発明の好ましい実施形態において、仕切り面はステアリングヘッド部と交差する。好ましくは、遮断面領域は、仕切り面内におけるステアリングヘッド部の断面領域として現れる。特に、この種の態様は、特に信頼性の高いオートバイ吸気ガイドを体現することができる。

本発明の個々の特徴と発展形態は、以下に説明される、一部概略的な図から理解できる。

オートバイ吸気供給部を断面で示す図である。 仕切り面を見た図である。 オートバイ吸気供給部の斜視断面図である。

図１には、オートバイ吸気ガイドを通る断面の平面図が示されている。吸気体積流４は、未処理空気ダクト１を介して空気フィルタ２に供給され、空気フィルタ２は、貫流する際に吸気体積流４を浄化する。空気フィルタ２を通過した後、吸気体積流４は、清浄空気ダクト３内に入る。清浄空気ダクト３内には、スロットル弁（図示せず）が設けられており、それによってオートバイ内燃機関（図示せず）の出力が制御できる。

未処理空気ダクト１は、部分的に二手に分かれて流れる形（二流式）で構成されており、第１の未処理空気分割ダクト１３と第２の未処理空気分割ダクト１４を有する。両方の未処理空気分割ダクト１３，１４は、オートバイフレーム（図示せず）のステアリングヘッド部１２の周りを回り込むようにして第１の未処理空気体積流１７と第２の未処理空気体積流１８を導くように設けられている。ステアリングヘッド部１２には、オートバイ前輪用フォーク（図示せず）が回転可能に支承されている。ステアリングヘッド部１２の外側表面２１は、未処理空気ダクト１が二手に分かれて流れる形で構成されている部分領域においてダクト内壁を形成する。この形態により、外側表面２１は未処理空気部分体積流１７，１８と直に接触し得る。

さらに、未処理空気ダクト１は、第１の未処理空気バイパスダクト７と第２の未処理空気バイパスダクト８を有する。未処理空気バイパスダクト７，８を介することで、それぞれバイパス体積流９，１０が吸気ガイドバルブ２２のところで脇を通り過ぎるように流れる。

両方の未処理空気バイパスダクト７，８を用いて、それぞれ部分体積流９，１０を吸気体積流４から、或いは未処理空気部分体積流１７，１８から分岐させて取り出すことができ、吸気フラップ５，６を有する吸気ガイドバルブ２２周りを回り込むように導くことができる。

吸気フラップ５，６は、矢印２３の方向に行ったり来たり動くことができ、それにより、閉位置から開位置に、またその逆の方向に移動させることができる。これらの吸気フラップ５，６は、全開位置で描かれている。吸気フラップ５，６を方向２３に揺動させることで、吸気体積流４が貫流可能な、吸気ガイドバルブ２２の領域における未処理空気ダクト１の断面領域を変更することができる。

未処理空気ダクト４は、ダクト形成線１９に沿って延びており、これが二点鎖線で示されている。未処理空気ダクト１は、その二手に分かれて流れる領域において、仮想の仕切り面１１によって分断されている。ここで、仕切り面１１は、ステアリングヘッド部１２の最も幅広の箇所に配置されており、第２の未処理空気分割ダクト１４における部分体積流の流れ方向１８に対して直角となる向きにされている。

図２には、仕切り面１１が例示されている。ここで、未処理空気分割ダクト１３，１４の断面は、この図では円形の断面で示されている。この円形断面は、一例として解されるべきであり、他の実施形態、特にステアリングヘッド部が未処理空気分割ダクト１３，１４のダクト壁部の一部を形成する場合には、この形状から逸脱してもよい。

未処理空気分割ダクト１３，１４は、未処理空気部分体積流１７，１８を案内するように設けられている。未処理空気分割ダクト１３，１４の断面およびこれらの間に拡がる面領域１６の両方が仕切り面１１において包囲面領域１５に包含されている。

包囲面領域１５のクロスハッチングで示された領域１６は、いわゆる遮断面領域１６である。この遮断面領域１６を通しては、未処理空気ダクト内を導かれている吸気体積流のいかなる流れも存在しない。吸気フラップ５，６は、遮断面領域１６を射影した内側に、従ってステアリングヘッド部の風下に、明らかに大半が位置している。特に、この形態により、吸気体積流が吸気フラップにより制御可能でしかもこれらのフラップがその開位置では殆ど流れ抵抗に影響しないようにできる。それは、これらのフラップは、この開位置では吸気体積流が風当たりしない（流れが当たらない）からである。

図３には、オートバイ吸気ガイドが断面斜視図で示されている。吸気体積流４は、未処理空気ダクト１を介してオートバイ吸気ガイドに達する。ステアリングヘッド部１２では、オートバイ吸気ガイドがオートバイフレームに配置されている。この領域１２では、未処理空気ダクトが２つの流れに分かれてこの領域の周りを流れる。オートバイフレーム（図示せず）のステアリングヘッドの外側表面は、このときそれぞれ未処理空気分割ダクト１３，１４の内側のダクト壁部（図示せず）を形成する。未処理空気ダクト１は、シールリップ２４によってオートバイフレーム（図示せず）に対して封止されているので、オートバイフレームと未処理空気ダクトの間で空気が逃げることはない。

吸気ガイドバルブ２２の吸気フラップ５，６は、その全閉位置で示されている。それらの位置を変えるため、従って遮断効果を変えるために、吸気フラップ５，６は、それぞれ方向２３に旋回可能である。閉位置では、オートバイ吸気ガイドを介した騒音の発生は、開位置での騒音の発生に比べて減少する。吸気体積流４は、未処理空気バイパスダクト７，８に分かれ、閉じた吸気フラップ５，６のところでバイパス体積流９，１０として脇を通り過ぎるようにして空気フィルタ２に流れる。空気フィルタ２を通過することで吸気体積流４は貫流時に浄化され、清浄空気ダクト３を介してオートバイ内燃機関（不図示）に供給される。

Claims (8)

1. オートバイ内燃機関に吸気体積流（４）を供給するオートバイ吸気ガイドであって、未処理空気ダクト（１）と、清浄空気ダクト（３）と、空気フィルタ（２）とを有し、未処理空気ダクト（２）は、予定された吸気体積流の流れ方向（４）に関して、空気フィルタ（２）の上流側に配置され、清浄空気ダクト（３）は、当該空気フィルタ（２）の下流側に配置され、未処理空気ダクト（２）には吸気ガイドバルブ（２２）が設けられ、当該吸気ガイドバルブを用いて、吸気体積流が貫流可能な未処理空気ダクト断面が変更可能とされているオートバイ吸気ガイドにおいて、
   未処理空気ダクト（１）は、少なくとも部分的に二手に分かれて流れるように形成され、第１の未処理空気分割ダクト（１３）と第２の未処理空気分割ダクト（１４）を備え、 これらの両方の分割ダクト（１３，１４）は、下流側で未処理空気ダクト（１）の合流領域においてまとめられており、
   吸気ガイドバルブ（２２）は、この合流領域において、従って第１および第２の未処理空気分割ダクト（１３，１４）の下流側に配置され、
   第１の未処理空気分割ダクト（１３）は、第１の吸気制御部材（５）により選択的に少なくとも部分的に遮断可能とされ、第２の未処理空気分割ダクト（１４）は、第２の吸気制御部材（６）により選択的に少なくとも部分的に遮断可能とされていることを特徴とするオートバイ吸気ガイド。
2. 請求項１に記載のオートバイ吸気ガイドにおいて、
   吸気ガイドバルブ（２２）は、第１および第２の吸気制御部材（５，６）を備え、
   これらの吸気制御部材（５，６）は、吸気体積流（４）を制御するために開位置と閉位置との間で往復動可能とされ、
   閉位置では、吸気体積流（４）が貫流可能な未処理空気ダクトの断面領域は、開位置で貫流可能な断面領域に対して縮小されていることを特徴とするオートバイ吸気ガイド。
3. 請求項１または２に記載のオートバイ吸気ガイドにおいて、
   未処理空気バイパスダクト（７，８）が設けられ、当該未処理空気バイパスダクトにより未処理空気バイパス体積流（９，１０）が吸気ガイドバルブ（２２）の脇を通り過ぎるように案内可能とされていることを特徴とするオートバイ吸気ガイド。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のオートバイ吸気ガイドにおいて、
   仮想の仕切り面（１１）が両方の未処理空気分割ダクトを分断し、
   当該仕切り面（１１）は、両方の未処理空気分割ダクト（１３，１４）の一方における流れ方向に直角に向けられており、
   両方の未処理空気分割ダクト（１３，１４）の断面は、仕切り面において包囲面領域（１５）内に位置し、包囲面領域がこれらの両方の断面を内包し、
   未処理空気分割ダクト（１３，１４）のこれらの断面の外部に位置する包囲面領域の部分がいわゆる遮断面領域（１６）であり、
   合流領域における未処理空気ダクト（１）は、下流側に仮想のダクト形成線に沿って延在し、
   吸気制御部材（５，６）は、その全開位置において、部分的または全部が遮断面領域（１６）の射影の内側にダクト形成線に沿って位置していることを特徴とするオートバイ吸気ガイド。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載のオートバイ吸気ガイドを有するオートバイフレームにおいて、
   オートバイ吸気ガイドは、オートバイフレームに配置されており、
   第１の未処理空気分割ダクト（１３）および第２の未処理空気分割ダクト（１４）は、オートバイ前輪用フォークを回転可能に収容するステアリングヘッド部（１２）を少なくとも部分的に取り囲むことで、ステアリングヘッド部（１２）がこれら両方の未処理空気分割ダクト（１３，１４）の間に位置していることを特徴とするオートバイフレーム。
6. 請求項５に記載のオートバイ吸気ガイドを有するオートバイフレームにおいて、
   ステアリングヘッド部（１２）の外側表面は、両方の未処理空気分割ダクト（１３，１４）のうち少なくとも一方のダクト内壁または両方の未処理空気分割ダクト（１３，１４）のダクト内壁を形成することを特徴とするオートバイフレーム。
7. 請求項５または６に記載のオートバイ吸気ガイドを有するオートバイフレームにおいて、
   仕切り面（１１）は、ステアリングヘッド部（１２）を分断し、
   遮断面領域（１６）は、仕切り面（１１）内におけるステアリングヘッド部（１２）の断面領域により形成されていることを特徴とするオートバイフレーム。
8. 請求項５から７のいずれか一項に記載のオートバイ吸気ガイドを有するオートバイフレームを有するオートバイ。

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