JP2009173259A - 鞍乗型車両 - Google Patents

Abstract

【課題】インタークーラーでの冷却効率がよい自動二輪車を提供する。
【解決手段】エンジン１０１の上方であって、燃料タンク１７１の下部に、インタークーラー１０５が配置され、その前（進行方向側）に燃料クーラー１２１が配置される。また、車両走行時に、自動二輪車の前方から走行風を取り入れ、それを燃料クーラー１２１とインタークーラー１０５とに当てるエアダクト１７３が配置される。自動二輪車の前面の空気導入口１７３ａ，１７３ｂから走行風が取り入れられる。走行風は、燃料クーラー１２１とインタークーラー１０５とに当たった後、走行風排出口１７５から逃がされるようにエアダクト１７３は構成されている。
【選択図】図２

Description

この発明は鞍乗型車両に関し、特にインタークーラーを備えた鞍乗型車両に関する。

ターボチャージャーを有する自動二輪車（鞍乗型車両の一例）において、インタークーラーを、

（１） 自動二輪車の正面（前方）のラジエタの下部に配置する、

（２） ラジエタの側面に配置する、

（３） エンジンの側面に配置する、または、

（４） ラジエタの前に位置するように配置する（クーラー類を並列に配置する）、

ことが考えられる。

下記特許文献１には、メインフレーム内にインタークーラーを配置する技術が開示されている。

また、車両の進行方向に対してクランク軸がほぼ直交するように、一般的に２気筒ないし４気筒のエンジンを取付けた自動二輪車（鞍乗型車両の一例）が知られる。

自動二輪車のヘッドシリンダやボディシリンダの前側にターボチャージャーを取付けることが考えられる。この場合、ターボチャージャーの回転軸（タービンおよびコンプレッサーの回転軸）は、エンジンのクランク軸とほぼ平行になるように（すなわち車両進行方向とほぼ直交するように）、ターボチャージャーは取付けられる。

また、クランクケースの下の車両前側にターボチャージャーを取付けることが考えられる。この場合も、ターボチャージャーの回転軸がクランク軸とほぼ平行になるようにターボチャージャーは取付けられる。

下記特許文献２には、舶用ディーゼルエンジンにおいて、シリンダーブロックのクランク軸長さ方向の一端面に過給機を、他端面にインタークーラーを取付けることが記載されている。

特許文献３には、シリンダヘッドの一方の端面に沿って冷却水タンクを配置し、シリンダヘッドを挟んで冷却水タンクと反対側に、ターボチャージャーとインタークーラーとを配置することが記載されている。

特許文献４〜６には、エンジンの後方にターボチャージャーを配置した自動二輪車が開示されている。

また、特許文献７および８には、エンジンの前方にターボチャージャーを配置した自動二輪車が開示されている。
特開２００３−１２７９６５号公報 特許第２６０１７１４号公報 特許第２６７６２５２号公報 特公平２−３３８６８号公報 特公昭６３−４５３５５号公報 特公平１−２７９１５号公報 特公昭６１−５０８０８号公報 特公昭６４−３７１３号公報

上記（１）のように、ラジエタの下部にインタークーラーを配置すると、フロントホイールの存在により、インタークーラーに走行風があまり当たらないという問題がある。

また、吸気管が長くなるため、ターボラグが大きくなるという問題がある。また、自動二輪車の前面の面積は限られているため、エンジンの前方に、ラジエタ、空冷インタークーラー、および空冷燃料クーラーを配置するには設計の制約が大きいという問題がある。

特に、インタークーラーの性能は、エンジン性能（最大トルク、最大出力）に直結するため、エンジンの高出力化には、インタークーラーの大型化および効率アップが必須である。しかし、設計の制約が大きいとそれが不可能になりかねない。

また、上記（２）、（３）のように、ラジエタやエンジンの側面にインタークーラーを配置すると、転倒時にそれが損傷しやすいという問題がある。

上記（４）のように、エンジン前方に大型クーラー類を並列に配置すると、各クーラーの冷却効率が低下する。また、ホイールベースが長くなる。ホイールベースが長くなると、車体の運動性能が低下し、エンジン性能と車体運動性能との両立が難しくなるという問題がある。

また、上記特許文献１のようにメインフレーム内にインタークーラーを配置する場合は、小型のインタークーラーしか配置できず、吸気の冷却能力が低いという問題がある。

一方、従来技術におけるターボチャージャーを有する自動二輪車では、（１）スロットルの応答性に関する問題、（２）ターボチャージャーの取付位置に関する問題、（３）操縦性に関する問題、および（４）耐久性に関する問題があった。以下にそれらの問題点について述べる。

（１） スロットルの応答性に関する問題

従来技術のようにターボチャージャーを取付けると、エンジンの排気ポートからターボチャージャーまでの排気通路が長くなるため、空冷・ガソリンエンジンにおいて、スロットルの開け始めからターボの過給開始までのタイムラグが懸念される。これは、水冷のエンジンやディーゼルエンジンでも同様である。

（２） ターボチャージャーの取付位置に関する問題

水冷のディーゼルエンジンを搭載した自動二輪車では、ラジエータ、インタークーラー、およびオイルクーラーを搭載する必要があるため、ターボチャージャーの取付位置が制約されるという問題がある。

ヘッドシリンダやボディシリンダの前側に、クランク軸とほぼ平行に軸を向けてターボチャージャーを取付ける場合、前輪とヘッドシリンダとの間に取付けるラジエータと干渉するため、どちらかしか取付けられない場合が多い。両方を無理に取り付けると、ホイルベースが過長となる。また、前後の荷重配分で前が軽くなりすぎるという問題が発生する。

クランクケースの下の車両進行方向側にターボチャージャーを取付ける場合も同様である。この場合は、ラジエータの下側に配置されたインタークーラーやオイルクーラーと干渉することとなる。

（３） 操縦性に関する問題

上記のように前後の荷重配分が悪くなると、自動二輪車の操縦性が悪くなるという問題がある。

（４） 耐久性に関する問題

進行方向に対してほぼ直交するようにクランク軸を配置した自動二輪車の場合、左右方向へのエンジンの張り出しが大きくなる。ターボチャージャーやインタークーラーの配置によっては、転倒した際にターボチャージャーやインタークーラーを破損する危険性が高い。

この発明はそのような問題点を解決するためになされたものであり、インタークーラーでの冷却効率がよい鞍乗型車両を提供することを目的としている。

またこの発明は、適切な位置にターボチャージャーを備えた鞍乗型車両を提供することを目的としている。

上記目的を達成するためこの発明のある局面に従うと、鞍乗型車両は、エンジンと、エンジンの上部に設けられる、燃料タンクまたはダミータンクと、エンジンと燃料タンクまたはダミータンクとの間に設けられるインタークーラーとを備える。鞍乗型車両は、エンジンとタンクとの間に設けられるインタークーラーに走行風を送るためのダクトを備える。

なお、ここに「ダミータンク」とは、鞍乗型車両において、燃料タンクがシートの下部などに配置される場合に、従来の燃料タンクの位置に燃料タンクに代えて設置されるタンク様の物体のことである。このように、エンジンと燃料タンクまたはダミータンクとの間にインタークーラーを設け、ダクトによりインタークーラーに走行風を送ることで、効率的にインタークーラーに走行風を当てることができ、吸気を冷却することができるという効果がある。また、エンジンと燃料タンクまたはダミータンクとの間にインタークーラーを備えることで、比較的大型なインタークーラーを車両に搭載することが可能となる。

また、ダクトで走行風を導くことで、過給圧の高い高速走行時に、吸気を効率よく冷やすことができる。これにより、エンジンの最大トルク、最大出力を向上させることができる。

さらに、エンジン前方にインタークーラーを設置する必要がなくなるため、エンジン前方のパーツを削減することができる。このため、ホイールベースを短くし、エンジン性能と車体運動性能とを向上させることができる。

また、エンジンの上にインタークーラーを設けることで、吸気管の長さを短くすることができる。これにより、ターボラグを低減させ、エンジンレスポンスを向上させることができる。また、車両の軽量化・コンパクト化が実現でき、コストダウンを図ることができる。

さらに、エンジンと燃料タンクまたはダミータンクとの間にインタークーラーを設けることで、車両転倒時におけるインタークーラーの破損を防ぐことができる。

好ましくは鞍乗型車両は、ダクトに導入される走行風の量を制御するための開閉弁と、運転条件によって開閉弁の開閉状態を制御する制御装置とを備える。

このように、開閉弁によりダクトに導入される走行風の量を制御することで、インタークーラーに当たる走行風の量を制御することが可能となる。

好ましくは鞍乗型車両は、ダクトから取り込んだ走行風の排出口をさらに備える。

このように排出口を設けることにより、走行風を効率よくダクトに取り込むことができる。また、エンジン上部に空気経路を設けることとなるため、エンジンからのライダーへの熱を低減させることができる。

好ましくは排出口は、車体の側方に設けられる。

このように車体の側方に排出口を設けることで、走行風を車両側面に生じる負圧を用いて吸い出すことができる。このため、走行風をさらに効率よくダクトに取り込むことができる。

好ましくは鞍乗型車両は、車体の側方に、車体の覆いをさらに備える。排出口は、車体の覆いに近接して設けられる。車体の覆いの排出口が近接する部分には、切り欠きが設けられる。

このように、車体の覆いの排出口が近接する部分に切り欠きを設けることで、走行時に車体の覆いの表面を流れる空気により、切り欠きを介して排出口に吸出し効果が生じる。これにより、より効率的に走行風をダクトに取り入れることができるという効果がある。

好ましくはエンジンは、ディーゼルエンジンであり、鞍乗型車両は、ダクト内に設けられる空冷燃料クーラーをさらに備える。空冷燃料クーラーは、インタークーラーの前に配置される。

このようにダクト内に空冷燃料クーラーを設けることで、燃料タンク直近に燃料クーラーを配置することが可能となる。また、車両の軽量化、コンパクト化、およびコストダウンが可能となる。さらに、燃料クーラーが外部に露出していないため、転倒時の燃料クーラー本体の損傷や燃料流出を防ぐことができる。また、インタークーラーに対して低温である燃料クーラーをインタークーラーの前方に配置することで、ダクトに取り込んだ走行風で、燃料、吸気ともに効率よく冷却することができるという効果がある。

好ましくはエンジンは、複数の気筒を有するエンジンであり、インタークーラーの吸気出口は、複数の気筒のそれぞれに対応するように複数設けられている。

このようにインタークーラーの吸気出口を複数設けることで、インタークーラーにインテークマニホールド（吸気マニホールド）の機能を持たせることが可能となる。

好ましくはエンジンは、車両の進行方向に対してクランク軸が直交するように取付けられたエンジンであり、鞍乗型車両は、車両の側方の位置であって、エンジンのシリンダヘッドに隣り合う位置に取付けられたターボチャージャーをさらに備える。

このように車両の側方の位置であって、エンジンのシリンダヘッドに隣り合う位置にターボチャージャーを取付けることで、ターボチャージャーを無理なく車両に搭載することが可能となる。

好ましくはエンジンは、複数の気筒を備える。シリンダヘッド内、またはシリンダヘッドに取付けられたマニホールド内で複数の気筒の排気通路が集合する。ターボチャージャーは、排気通路の端部に位置する。

このように複数の気筒の排気通路を集合させ、ターボチャージャーを排気通路の端部に位置させることで、シリンダヘッドの排気口とターボチャージャーとの距離を短くすることができ、過給開始までのタイムラグを短くすることができる。

好ましくはターボチャージャーの軸が車両の進行方向と平行であり、かつ車両の走行面に平行となるようにターボチャージャーは取付けられる。

このようにターボチャージャーの軸を配置することで、ターボチャージャーの軸の焼きつきを防ぐことができる。

好ましくはターボチャージャーのタービン側が車両の前側に、ターボチャージャーのコンプレッサー側が車両の後ろ側に位置するように、ターボチャージャーは取付けられる。

このようにターボチャージャーを配置することで、比較的低温であるターボチャージャーのコンプレッサー側が乗員に近くなる。またタービンが車両前側に位置するので、走行風によりタービンを冷却することができる。

好ましくは、ターボチャージャーが配置された側のハンドルの外端部と、クランクケース、クランクケースカバー、およびエンジンガードのいずれかの外端部と、マフラーの外端部とを含む平面内に、ターボチャージャーが取付けられる。

このような平面内にターボチャージャーが取付けられることで、自動二輪車が転倒した場合に、ターボチャージャーが破損することを防ぐことができる。

好ましくはハンドルの外端部は、ターボチャージャーの配置された側のハンドルが内側に切れたときのハンドルの外端部である。

このように、ターボチャージャーの配置された側のハンドルが内側に切れたときのハンドルの外端部をターボチャージャーをその内側に取付ける平面の一部とすることで、自動二輪車が転倒した場合に、ターボチャージャーが破損することをさらに防ぐことができる。

好ましくはエンジンは、並列多気筒エンジンか、Ｖ型多気筒エンジンのいずれかである。

このように本発明は、並列多気筒エンジンおよびＶ型多気筒エンジンのいずれにも適用できるものである。並列多気筒エンジンは左右の幅が広く、Ｖ型多気筒エンジンはエンジンの前側に十分なスペースが確保しにくいという特徴がある。本発明によると、それらのエンジンの特徴に合わせて、ターボチャージャーを無理なく車両に搭載することが可能となる。

なお本発明のエンジンは、ディーゼルエンジンか、ガソリンエンジンのいずれであってもよい。

このように本発明は、ディーゼルエンジンおよびガソリンエンジンのいずれにも適用できるものである。特に、ディーゼルエンジンは構成部品が多いという特徴がある。本発明によると、そのようなエンジンの特徴に合わせて、ターボチャージャーを無理なく車両に搭載することが可能となる。

［第１の実施の形態］

以下、本発明の第１の実施の形態における鞍乗型車両の一例としての自動二輪車について説明する。

自動二輪車は、並列４気筒ディーゼルエンジンと、並列４気筒ディーゼルエンジンの上部に設けられる燃料タンクと、並列４気筒ディーゼルエンジンと燃料タンクとの間に設けられる空冷インタークーラーおよび空冷燃料クーラーと、インタークーラーおよび燃料クーラーに走行風を送るためのエアダクトとを備える。

エアダクトは、車両の前方より走行風を取入れ、並列４気筒ディーゼルエンジンと燃料タンクとの間に設けられる空冷インタークーラーおよび空冷燃料クーラーに、走行風を当てる役割を果たす。エアダクトは、取り込んだ走行風の排出口を備える。

図１は、自動二輪車の並列４気筒ディーゼルエンジン周囲の構成部品の配置を説明するための平面図であり、図２はその自動二輪車の内部構成を示す側面図であり、図３は自動二輪車のエアダクトの構成を示す平面図である。

図１では、直進時の自動二輪車の進行方向が“Ｆ”で示されている。また、図２においては、自動二輪車の前輪１５１と後輪１５３とライダーのシート１８１とが示されている。

並列４気筒ディーゼルエンジン１０１の上方であって、燃料タンク１７１（図１においては図示せず）の下部に、インタークーラー１０５が配置され、その前（進行方向側）に燃料クーラー１２１が配置される。インタークーラー１０５の後ろであり、エアダクト１７３の外に、エアクリーナーボックス１０７が配置される。

エアダクト１７３は、車両走行時に、自動二輪車の前方から走行風を取り入れ、それを燃料クーラー１２１とインタークーラー１０５とに当てる役割を果たす。すなわち、自動二輪車の前面の空気導入口１７３ａ，１７３ｂから、“Ａ”方向に走行風が取り入れられる。走行風は、燃料クーラー１２１とインタークーラー１０５とに当たった後、走行風排出口１７５から“Ｂ”方向に逃がされるようにエアダクト１７３は構成されている。

エアダクト１７３は、燃料クーラー１２１とインタークーラー１０５とをその内部に収容する小室を有しており、２つの空気導入口１７３ａ，１７３ｂから取り入れた走行風を当該小室に送り、それをシート１８１の下にある１つの走行風排出口１７５から逃がすように構成されている。

このように、車体中央部にインタークーラー１０５や燃料クーラー１２１の配置スペースを取ることで、大型のインタークーラーや燃料クーラーを車体に搭載することができる。また、エアダクト１７３を用いてインタークーラー１０５や燃料クーラー１２１に風を送ることにより、効率よく走行風をインタークーラー１０５や燃料クーラー１２１に当てることができる。

自動二輪車の進行方向左側、エンジン１０１のシリンダヘッドに隣接する位置に、ターボチャージャー１０３が取付けられている。ターボチャージャー１０３は、エアクリーナーボックス１０７から導入した外気をコンプレッサー１０３ｂにより圧縮した後、それをインタークーラー１０５に送る。インタークーラー１０５で冷却された空気は、その下にある並列４気筒ディーゼルエンジン１０１に導入される。

並列４気筒ディーゼルエンジン１０１からの排気は、ターボチャージャー１０３のタービン１０３ａに送られ、それを回転させる。タービン１０３ａからの排気は、エキゾーストパイプ１１３とマフラー１１５とを介して車両後方から排出される。

ターボチャージャー１０３の回転軸は、車両直進時の進行方向“Ｆ”とほぼ平行とされている。エンジン１０１のクランク軸は、車両直進時の進行方向“Ｆ”にほぼ直交する。

図４は、インタークーラー１０５の斜視図である。

インタークーラー１０５は、空気導入口２０１と、導入側小室２０３と、冷却フィン２０５と、排出側小室２０７と、複数の空気出口（吸気管）２０９ａ〜２０９ｄとを備えている。複数の空気出口２０９ａ〜２０９ｄは、エンジン１０１の気筒数分設けられる。ここでは、インタークーラー１０５は、４気筒のそれぞれに対応する４つの空気出口２０９ａ〜２０９ｄを備える。

コンプレッサー１０３ｂから空気導入口２０１を介して導入された空気は、導入側小室２０３に送られる。その後、空気は複数の経路に分かれて冷却フィン２０５で冷却され、排出側小室２０７に送られる。排出側小室２０７から伸びる複数の空気出口２０９ａ〜２０９ｄを介して、冷却された空気がエンジン１０１の吸気ポートを経由して、各気筒に送られる。

このように、インタークーラー１０５に複数の空気出口２０９ａ〜２０９ｄを備えさせることで、インテークマニホールドの機能をインタークーラー１０５に備えさせることができる。また、このようなインタークーラー１０５の構成は、特に本実施の形態のような、エンジンの上に近接させてインタークーラーを配置する場合に有効である。インテークマニホールドを介さずに、直接インタークーラー１０５をエンジン１０１に接続することができるためである。

［第２の実施の形態］

図５は、本発明の第２の実施の形態における自動二輪車の内部構成を示す側面図である。

本実施の形態における自動二輪車が第１の実施の形態におけるそれと異なる点は、エアクリーナーボックス１０７が、インタークーラー１０５の前であり、エアダクト１７３の外に配置される点、およびターボチャージャー１０３が車両の下部に配置される点である。

エアクリーナーボックス１０７から導入された外気は、ターボチャージャー１０３のコンプレッサーにより圧縮された後、インタークーラー１０５に送られる。インタークーラー１０５で冷却された空気は、その下にある並列４気筒ディーゼルエンジン１０１に導入される。

並列４気筒ディーゼルエンジン１０１からの排気は、ターボチャージャー１０３のタービンに送られ、それを回転させる。タービンからの排気は、エキゾーストパイプ１１３とマフラー１１５とを介して車両後方から排出される。

［第３の実施の形態］

図６は、本発明の第３の実施の形態における自動二輪車の内部構成を示す側面図であり、図７は自動二輪車のエアダクトの構成を示す平面図である。

本実施の形態における自動二輪車が第１の実施の形態におけるそれと異なる点は、エンジン１０１としてＶ型２気筒エンジンが採用される点、およびエアクリーナーボックス１０７が、コンプレッサー１０３ｂのすぐ後ろに設けられる点である。

エアダクト１７３は、燃料クーラー１２１とインタークーラー１０５とをその内部に収容する小室を有しており、２つの空気導入口１７３ａ，１７３ｂから取り入れた走行風を当該小室に送り、それをシート１８１の下にある１つの走行風排出口１７５から逃がすように構成されている。

エアクリーナーボックス１０７から導入された外気は、ターボチャージャー１０３のコンプレッサー１０３ｂにより圧縮された後、インタークーラー１０５に送られる。インタークーラー１０５で冷却された空気は、その下にあるＶ型２気筒ディーゼルエンジン１０１の気筒と気筒との間の位置から、両気筒に導入される。

Ｖ型２気筒エンジン１０１の２つの気筒からの排気は、それぞれターボチャージャー１０３のタービン１０３ａに送られ、タービン１０３ａを回転させる。タービン１０３ａからの排気は、エキゾーストパイプ１１３とマフラー１１５とを介して車両後方から排出される。

図８は、図６および７のインタークーラー１０５の斜視図である。

インタークーラー１０５は、空気導入口２０１と、導入側小室２０３と、冷却フィン２０５と、排出側小室２０７と、複数の空気出口（吸気管）２０９ｅ，２０９ｆとを備えている。複数の空気出口２０９ｅ，２０９ｆは、エンジン１０１の気筒数分設けられる。ここでは、インタークーラー１０５は、Ｖ型２気筒のそれぞれに対応する２つの空気出口２０９ｆ，２０９ｅを備える。

本実施の形態においても、インタークーラー１０５に複数の空気出口２０９ｅ，２０９ｆを備えさせることで、インテークマニホールドの機能をインタークーラー１０５に備えさせることができる。また、このようなインタークーラー１０５の構成は、特に本実施の形態のような、エンジンの上に近接させてインタークーラー１０５を配置する場合に有効である。インテークマニホールドを介さずに、直接インタークーラー１０５をエンジン１０１に接続することができるためである。

［第４の実施の形態］

図９は、本発明の第４の実施の形態におけるインタークーラー１０５の斜視図である。

インタークーラー１０５は、空気導入口２０１と、導入側小室２０３と、冷却フィン２０５と、排出側小室２０７と、エンジン１０１の気筒数分設けられる複数の空気出口（吸気管）２０９ａ〜２０９ｄとを備えている。

ここでは、空気導入口２０１が図面において上から空気を導入する構成とされており、複数の空気出口（吸気管）２０９ａ〜２０９ｄが図面において手前に空気を送りだす構成となっている。

例えば、インタークーラー１０５の位置において、エアダクトが上から下に走行風を送る場合、または吸気ポートが垂直に立っている場合に、図９の形のインタークーラーを適用することができる。

本実施の形態においても、インタークーラー１０５に複数の空気出口２０９ａ〜２０９ｄを備えさせることで、インテークマニホールドの機能をインタークーラー１０５に備えさせることができる。

［第５の実施の形態］

図１０は、本発明の第５の実施の形態における自動二輪車の平面図である。

上述の実施の形態では、エアダクトは２つの空気導入口１７３ａ，１７３ｂから走行風を取り入れ、それを１つの走行風排出口１７５から逃がすようにしていた。本実施の形態では、図５に示されるように、エアダクトは２つの空気導入口１７３ａ，１７３ｂから走行風を“Ａ”方向に取り入れ、それを車体の左右側部に設けられた２つの走行風排出口１７５ａ，１７５ｂから“Ｂ”方向に逃がすようにしている。

より詳しくは自動二輪車は、フルカウリング車両であり、走行風排出口１７５ａ，１７５ｂは、カウリングの側方に設けられる。

図１１は、図１０の走行風排出口１７５ｂ付近の構成を示す図である。

走行風排出口１７５ｂがカウリング（またはサイドカバーなどの車体の覆い）１８３の側面に配置されることで、走行時にカウリング１８３の表面を流れる空気“Ｃ”により負圧が生じ、走行風排出口１７５ｂに吸出し効果が生じる。これにより、より効率よく走行風をエアダクトに取入れ、インタークーラーなどを効率的に冷やすことができるという効果がある。

より詳しくは、走行風排出口１７５ｂは、カウリング１８３に近接して設けられる。カウリング１８３の走行風排出口１７５ｂが近接する部分に、切り欠き（スリット）が設けられる。これにより、図中矢印“Ｂ”で示されるように、走行風排出口１７５ｂ内部の空気が各スリットから吸出される。

このように、車体の覆いの排出口が近接する部分に切り欠きを設けることで、走行時に車体の覆いの表面を流れる空気により負圧が生じる。これにより、排出口に吸出し効果が生じる。これにより、より効率的に走行風をダクトに取り入れることができるという効果がある。

また、走行風排出口をスリット形状にすることで、より負圧による吸出し効果を大きくすることができる。

［第６の実施の形態］

図１２は、本発明の第６の実施の形態における自動二輪車のエアダクトの開閉機構を示す図である。

この開閉機構は、上述の実施の形態における自動二輪車に採用される。

図に示されるように、エアダクト１７３の空気導入口１７３ａの近くでありインタークーラー１０５の前に、エアダクトに導入される走行風の量を制御するための開閉弁３０３が設けられる。開閉弁３０３は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３０１によりその開閉状態が制御される。制御は、運転条件（水温、エンジン回転数、アクセル開度など）に基づいて行なわれる。

冷機時には、エアダクトの開閉弁３０３を閉めることで、吸気の温度低下を防ぐ。インタークーラー１０５は、エンジンと燃料タンクとの間にあるため、無駄な放熱が少ない。これにより、エンジンを早期に温め、スモークを低減させることができる。暖機後は、エアダクトの開閉弁３０３を開くことで、吸気を冷却する。

また開閉弁を開く程度を状態に応じて変化させ、ダクト内を流れる空気の流量をコントロールするようにしてもよい。

［上記実施の形態における効果］

上記実施の形態によると、インタークーラーを燃料タンクとエンジンとの間に設け、ダクトでインタークーラーに走行風を導くことで、過給圧の高い高速走行時に、エンジン吸気を効率よく冷やすことができるという効果がある。これにより、エンジンの最大トルク、最大出力を向上させることができる。

また、エンジンの上部であって燃料タンクの下部の位置にダクトを通し、そこにインタークーラーを配置することで、大型のインタークーラーを配置することが可能になるという効果がある。さらに、この位置にインタークーラーを配置することで、エンジン前方のクーラー類を削減させることができ、ホイールベースを短くし、エンジン性能と車体運動性能とを上げることができる。

さらに、エンジンの上部であって燃料タンクの下部の位置にダクトを通し、そこにインタークーラーを配置することで、エンジン吸気管の長さを短くすることができる。これにより、ターボラグを低減することができ、エンジンレスポンスを向上させることができる。また、転倒時のインタークーラーの破損を防ぐことができる。さらに車両を軽量・コンパクト化でき、コストダウンを図ることができる。

さらに、ダクトにより、走行風をシート下部から後方に排出することで、走行風を効率よくダクトに取り込むことができる。また、エンジン上部にダクトを設けることで、エンジンからライダーへの熱を低減させることができる。

また、図１０、１１のように、カウリング側面に生じる負圧を用いてダクト内の走行風を吸い出すことで、走行風をさらに効率よくダクトに取り込むことができる。

また、燃料タンク直近に燃料クーラーを配置すると、燃料タンクとコモンレールとの間の距離を短縮でき、車両の軽量化、コンパクト化、およびコストダウンが可能となる。また、燃料クーラーを外部に露出させないことで、転倒時のクーラー本体の損傷・燃料流出を防ぐことができ、安全性も確保することができる。

また、インタークーラーに対し、低温である燃料クーラーを前方に並列配置すると、ダクトに取り込んだ走行風で、燃料と吸気とを共に効率よく冷却することができる。

さらに、インタークーラーとエンジンとの位置を近くにすると、図４、８、９に示される様に、インタークーラーとインテークマニホールドとを一体化した構成を採用することができる。この場合、インタークーラーから排出された空気が流れる下流のパイプを左右対称の形状にすることができ、気筒間の燃焼のばらつきを最小限に抑えることができる。また、部品点数を削減させることで、車両の軽量化・コンパクト化が可能である。

［その他］

本発明は、インタークーラーを備えるエンジンであれば、ディーゼルおよびガソリンのどちらでも採用することができる。

また、上述の実施の形態では、エンジンの上部に燃料タンクが設けられる形態を説明したが、燃料タンクに代えて他のタンク（たとえばヘルメットや小物を収納するダミータンク）をエンジン上部に配置し、燃料タンクは他の位置に設けてもよい。

また本発明は、自動二輪車や、原動機付自転車などの鞍乗型車両に適用することができる。鞍乗型車両であれば、２輪、３輪、４輪の車両（あるいはそれ以上の車輪を備えた車両）、クローラ機構により移動を行なう車両のいずれであっても本発明を実施することができる。

［第７の実施の形態（ターボチャージャーの取付け位置について）］

図１３は、本発明の第７の実施の形態における水冷４気筒ディーゼルエンジンを搭載した自動二輪車の、エンジン周りの構成を説明するための平面図である。

上述の第１〜第６の実施の形態で説明したように、幅の広い３気筒や４気筒の水冷ディーゼルエンジンを搭載する自動二輪車にターボチャージャーを取付ける場合には、（ａ）過給開始までのタイムラグ、（ｂ）進行方向に過長とならないような、無理の無いターボチャージャー、ラジエータ、インタークーラー、およびオイルクーラー等の配置、（ｃ）転倒時の破損を防ぐ左右方向のコンパクトさ、の全てが高次元で解決されている必要がある。本実施の形態における自動二輪車は、そのような要望を満たすものである。

図１３を参照して、白抜きの矢印“Ｆ”により自動二輪車の直進時の進行方向が示されている。また、それ以外の矢印により、空気や排気ガスの流れ（およびその流れを通すパイプ）が示されている。一点鎖線は車両の中心を通る軸を示す。

自動二輪車は、並列の４つの気筒１０１ａ〜１０１ｄを備えるディーゼルエンジン１０１と、エンジン内に取り入れる空気を浄化するエアクリーナ１０７と、エアクリーナ１０７から送られた空気を圧縮するコンプレッサー１０３ｂを備えたターボチャージャー１０３と、コンプレッサー１０３ｂにより圧縮された空気を冷却するインタークーラー１０５と、インタークーラー１０５からの空気を分岐させ、４つの気筒１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに導入する吸気マニホールド１１１と、４つの気筒１０１ａ〜１０１ｄからの排気ガスを纏める排気マニホールド１０９と、排気により回転することでコンプレッサー１０３ｂを回転させる、ターボチャージャー１０３内のタービン１０３ａと、タービン１０３ａからの排気ガスを車両後方に運ぶエキゾーストパイプ１１３と、エキゾーストパイプ１１３により送られた排気を消音するマフラー１１５とを備える。

また自動二輪車の前方には、エンジン１０１の冷却のためのラジエータ１６１と、燃料タンクへ戻る燃料を冷却し、燃料の高温化を抑えるための燃料クーラー１６３とが設けられている。

コンプレッサー１０３ｂとタービン１０３ａとの回転軸（ターボチャージャー１０３の回転軸）は、車両の直進時の進行方向“Ｆ”および車両の走行面とほぼ平行である。また、エンジン１０１のクランク軸が伸びる方向“Ｄ”は、車両の直進時の進行方向“Ｆ”とほぼ直交する。

ターボチャージャー１０３の回転軸をクランク軸に平行に（車両の左右方向に）配置した場合、カーブで長時間自動二輪車を傾けると、ターボチャージャーの軸受けの焼き付きが問題となる。本実施の形態では、ターボチャージャー１０３の回転軸を車両の直進時の進行方向“Ｆ”とほぼ平行とすることで、焼き付きを防いでいる。

ターボチャージャー１０３は、車両進行方向の右側（エンジン１０１のシリンダヘッドに隣接する場所）に位置する。エンジン１０１のシリンダヘッドに排気マニホールド１０９は接続される。排気マニホールド１０９は、４つの気筒１０１ａ〜１０１ｄそれぞれからの排気ガスを車両進行方向“Ｆ”に逃がした後、それを車両進行方向の右側に送り、ターボチャージャー１０３のタービン１０３ａに導入する。

タービン１０３ａからの排気は、一旦車両進行方向“Ｆ”に送られた後、ターボチャージャー１０３の下を通って車両後方のマフラー１１５に送られる。

なお、ターボチャージャー１０３を配置する位置は、車両の右側であってもよいし、左側であってもよい。

図１４は、図１３のエンジン１０１とターボチャージャー１０３との構成を示す図である。

図１４に示されるように、ターボチャージャー１０３と排気マニホールド１０９とエンジン１０１のシリンダヘッドとは、同一平面上（同じ高さ）に位置する。エンジン１０１のシリンダヘッドおよび排気マニホールド１０９の横に、ターボチャージャー１０３は位置する。

一点鎖線により、ターボチャージャー１０３の回転軸が示されている。コンプレッサー１０３ｂは、後方にある空気導入口１０３ｂ−１から空気を取入れ、圧縮された空気を下方向に向けられた空気排出口１０３ｂ−２から排出する。空気排出口１０３ｂ−２から下方向に排出された空気は、パイプを通って車両前方に送られ、インタークーラー１０５に導入されることとなる。

また、排気マニホールド１０９は、４つの気筒１０１ａ〜１０１ｄそれぞれからの排気ガスを車両進行方向に逃がした後、それをタービン１０３ａの排気導入口１０３ａ−１に導入する。すなわち、排気マニホールド１０９は、直接、ターボチャージャー１０３のタービン１０３ａの排気導入口１０３ａ−１に接続されている。

このようにエンジンとターボチャージャーとを接続すると、シリンダヘッドの排気ポートとターボチャージャー１０３との距離が短くなる。これにより、過給開始までのタイムラグが短くなるという効果がある。

なお、クランク軸が車両走行方向と直交するように並列多気筒エンジンを配置すると、その構造上車両の左右の幅が広くなる。このため、ターボチャージャーを配置する場合はできるだけ車両の幅を狭くするように配置することが好ましい。すなわち、可能な限り排気マニホールド１０９の長さを短くし、シリンダヘッドとターボチャージャー１０３とを近くに配置することが望ましい。

タービン１０３ａからの排気は、排気排出口１０３ａ−２から一旦車両進行方向に送られた後、ターボチャージャー１０３の下を通って車両後方のマフラーに送られる。

図１５は、本発明の第７の実施の形態におけるディーゼルエンジンを搭載した自動二輪車の側面図であり、図１６は正面図である。

図に示されるように、自動二輪車は、前輪１５１と、後輪１５３と、ハンドル１５５とを備える。エンジン１０１のシリンダ軸（エンジン内のピストンが移動する方向）が矢印“Ｈ”で示されている。図１３および図１４で説明したとおり、車両の右側には、エンジン１０１のシリンダヘッドの隣に、ターボチャージャー１０３が設けられている。ターボチャージャー１０３のコンプレッサー１０３ｂには、エアクリーナ１０７からの空気が車両後方側から導入される。コンプレッサー１０３ｂにより圧縮された空気は、コンプレッサー１０３ｂの下から排出され、車両前方に取付けられたインタークーラー１０５に送られる。

インタークーラー１０５から排出された空気は、車両左側を通ってエンジン１０１に吸気として導入される。

エンジン１０１のシリンダヘッドから排出された排気ガスは、排気マニホールドを経てシリンダヘッドの隣にあるターボチャージャー１０３のタービン１０３ａに導入される。

タービン１０３ａからの排気は、エキゾーストパイプ１１３を介して一旦車両前方に送られ、その後車両の下部を通り、マフラー１１５に送られる。

自動二輪車のターボチャージャー１０３が配置された側（ここでは車両右側）のハンドル１５５の外端部（Ａ）と、クランクケース１５７（またはクランクケースカバー）の外端部（Ｃ）と、マフラー１１５の外端部（Ｂ）との３点を含む平面内に、ターボチャージャー１０３は取付けられる（図では（Ａ）〜（Ｃ）を結ぶ三角形を点線で示す）。

また、ハンドルの外端部（Ａ）は、ターボチャージャー１０３が配置された側のハンドル１５５が内側に切れたときのハンドルの外端部とすることが望ましい。

ターボチャージャー１０３をこの位置に設置することで、自動二輪車がターボチャージャー１０３が配置された側に倒れたとしても、ターボチャージャー１０３が路面に接することを防ぐことができる。これにより、ターボチャージャー１０３の破損を防ぐことができる。

また、ターボチャージャー１０３は、比較的低温側のコンプレッサー１０３ｂ側がシート１７１に近くなるように（タービン１０３ａ側がシート１７１から遠くなるように）配置されている。タービン１０３ａ側を車両の前に配置することで、走行風によりタービン１０３ａを冷却することが可能となる。

［第８の実施の形態］

図１７は、本発明の第８の実施の形態におけるディーゼルエンジンを搭載した自動二輪車の側面図であり、図１８は正面図である。

本実施の形態における自動二輪車が、第７の実施の形態における自動二輪車と異なる点は、車両の左右にエンジンをガードするエンジンガード（プロテクタ）２０１ａ，２０１ｂが設けられている点である。エンジンガード（プロテクタ）２０１ａ，２０１ｂは、クランクケース１５７（またはクランクケースカバー）よりも車両の左右に張り出すように取り付けられており、転倒時にクランクケース１５７（またはクランクケースカバー）が損傷するのを防ぐものである。

自動二輪車のターボチャージャー１０３が配置された側（ここでは車両右）のハンドル１５５の外端部（Ａ）と、エンジンガード（プロテクタ）２０１ａの外端部（Ｄ）と、マフラーの外端部（Ｂ）との３点を含む平面内に、ターボチャージャー１０３は取付けられる（図では（Ａ）〜（Ｄ）を結ぶ三角形を点線で示す）。

また、ハンドルの外端部（Ａ）は、ターボチャージャー１０３が配置された側のハンドル１５５が内側に切れたときのハンドルの外端部とすることが望ましい。

ターボチャージャー１０３をこの位置に設置することで、第７の実施の形態と同様に、自動二輪車がターボチャージャー１０３が配置された側に倒れたとしても、ターボチャージャー１０３が路面に接することを防ぐことができる。これにより、ターボチャージャー１０３の破損を防ぐことができる。

［第９の実施の形態］

図１９は、本発明の第９の実施の形態におけるＶ型エンジンを搭載した自動二輪車のエンジン周りの構成を説明するための平面図である。

図を参照して、矢印“Ｆ”により自動二輪車の直進時の進行方向が示されている。また、それ以外の矢印により、空気や排気ガスの流れ（およびその流れを通すパイプ）が示されている。一点鎖線はターボチャージャー１０３の回転軸を示す。

自動二輪車は、４つの気筒４０１ａ〜４０１ｄを備えるエンジン４０１を搭載する。車両前側に位置する気筒が気筒４０１ａ，４０１ｂであり、車両後側に位置する気筒が気筒４０１ｃ，４０１ｄである。

これら気筒４０１ａ〜４０１ｄには、気筒４０１ａ，４０１ｂと気筒４０１ｃ，４０１ｄとの間を通る吸気マニホールド４１１により、インタークーラーからの冷却空気が送られる。

また、気筒４０１ａ〜４０１ｄの外側を通る排気マニホールド４０９より、エンジン４０１からの排気はターボチャージャー１０３のタービン１０３ａへ送られる。

本実施の形態においても、エンジン４０１の排気ポートが存在するシリンダヘッド、排気マニホールド４０９、およびターボチャージャー１０３のタービン１０３ａは、ほぼ同じ高さに位置する。また、エンジン４０１のシリンダヘッドの位置に隣合うようにターボチャージャー１０３のタービン１０３ａが配置される。

これにより、シリンダヘッドの排気ポートとターボチャージャー１０３との距離が短くなり、過給開始までのタイムラグが短くなるという効果がある。

なお本実施の形態においても、ターボチャージャー１０３の位置は、図１５〜図１８に示すように転倒時に破損し難い位置とすることが望ましい。

［実施の形態における効果］

以上説明したとおり上記実施の形態によると、鞍乗型車両において、エンジン冷却用のラジエータ、インタークーラー、およびターボチャージャーなどを共に無理なく搭載することが可能となる。これにより、鞍乗型車両のホイルベースを延長する必要が無くなり、重量配分にも無理が無くなる。

また、シリンダヘッドの排気口（排気ポート）とターボチャージャーとの距離を短くすることができるので、過給開始までのタイムラグが短くなる。

さらに本実施の形態では、車両の進行方向と平行、かつ車両の走行面と平行にターボチャージャーの軸を配置しているため、ターボチャージャーの軸の焼き付きを防ぐことができる。

さらに、ターボチャージャーの比較的低温側のコンプレッサーをシート側に向けることにより、タービン側を乗員から遠い位置にすることができる。タービンが車両の前側になるので、走行風によりタービンを効率よく冷却することができる。

さらに、ターボチャージャーの位置を図１５〜図１８に示すように転倒時に破損し難い位置とすることで、ターボチャージャーの破損を防ぎ、走行不能になることを防ぐことができる。

また、ディーゼルエンジンはガソリンエンジンに対して、インタークーラー、燃料クーラー等の付加物が多い。従って、ディーゼルエンジンに本発明を適用することで、全ての部品を合理的に配置し、走行性の高い自動二輪車を作ることができるという効果がある。

さらにディーゼルエンジンは、ガソリンエンジンに比較して排気の温度が低いため、排気のエネルギーが小さい。本実施の形態のように、排気ポートからの排気をなるべく冷やさずにターボチャージャーに導入することで、効率的にターボチャージャーを動作させることが可能となる。またディーゼルエンジンでは、複数気筒からの排気がそれぞれ干渉しあうことが少ないため、マニホールドで排気をすぐに纏めてもエンジンの性能が低下することは少ない。

また、並列エンジンと比較して、Ｖ型多気筒エンジンでは車両の前にある気筒は後ろ側の気筒に押し出される形で前傾させることが多い。このため、エンジンの前側に十分なスペースが確保しにくい。本実施の形態のように、シリンダヘッドのクランク軸方向の端部にターボチャージャーを配置することで、合理的な部品配置とすることができる。

［その他］

なお、排気マニホールドに代えて、シリンダヘッド内で複数の気筒の排気通路を集合させ、それをシリンダヘッドの隣のターボチャージャーに導入させることとしてもよい。

本発明は、ターボチャージャーを備えるエンジンであれば、ディーゼルエンジン、およびガソリンエンジンのどちらでも採用することができる。

なお、上記実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

自動二輪車の並列４気筒ディーゼルエンジン周囲の構成部品の配置を説明するための平面図である。 自動二輪車の内部構成を示す側面図である。 自動二輪車のエアダクトの構成を示す平面図である。 インタークーラー１０５の斜視図である。 本発明の第２の実施の形態における自動二輪車の内部構成を示す側面図である。 本発明の第３の実施の形態における自動二輪車の内部構成を示す側面図である。 自動二輪車のエアダクトの構成を示す平面図である。 図６および７のインタークーラー１０５の斜視図である。 本発明の第４の実施の形態におけるインタークーラー１０５の斜視図である。 本発明の第５の実施の形態における自動二輪車の平面図である。 図１０の走行風排出口１７５ｂ付近の構成を示す図である。 本発明の第６の実施の形態における自動二輪車のエアダクトの開閉機構を示す図である。 本発明の第７の実施の形態における水冷４気筒ディーゼルエンジンを搭載した自動二輪車の、エンジン周りの構成を説明するための平面図である。 図１３のエンジン１０１とターボチャージャー１０３との構成を示す図である。 本発明の第７の実施の形態におけるディーゼルエンジンを搭載した自動二輪車の側面図である。 本発明の第７の実施の形態におけるディーゼルエンジンを搭載した自動二輪車の正面図である 本発明の第８の実施の形態におけるディーゼルエンジンを搭載した自動二輪車の側面図である。 本発明の第８の実施の形態におけるディーゼルエンジンを搭載した自動二輪車の正面図である。 本発明の第９の実施の形態におけるＶ型エンジンを搭載した自動二輪車の、エンジン周りの構成を説明するための平面図である。

符号の説明

１０１ ４気筒ディーゼルエンジン
１０１ａ〜１０１ｄ 気筒
１０３ ターボチャージャー
１０３ａ タービン
１０３ｂ コンプレッサー
１０５ インタークーラー
１０７ エアクリーナーボックス（エアクリーナー）
１０９ 排気マニホールド
１１１ 吸気マニホールド
１１３ エキゾーストパイプ
１１５ マフラー
１２１ 燃料クーラー
１５７ クランクケース
１６１ ラジエータ
１６３ 燃料クーラー
１７１ 燃料タンク
１７３ エアダクト
１７３ａ，１７３ｂ 空気導入口
１７５，１７５ａ，１７５ｂ 走行風排出口
１８１ シート
２０１ 空気導入口
２０３ 導入側小室
２０５ 冷却フィン
２０７ 排出側小室
２０９ａ〜２０９ｆ 空気出口
３０１ ＥＣＵ
３０３ 開閉弁
４０１ Ｖ型４気筒エンジン
４０１ａ〜４０１ｄ 気筒
４０９ 排気マニホールド
４１１ 吸気マニホールド

Claims (14)

1. エンジンと、
   前記エンジンの上部に設けられる、燃料タンクまたはダミータンクと、
   前記エンジンと前記燃料タンクまたは前記ダミータンクとの間に設けられるインタークーラーと、
   前記インタークーラーに走行風を送るためのダクトとを備えた、鞍乗型車両。
2. 前記ダクトに導入される走行風の量を制御するための開閉弁と、
   運転条件によって前記開閉弁の開閉状態を制御する制御装置とを備えた、請求項１に記載の鞍乗型車両。
3. 前記ダクトから取り込んだ走行風の排出口をさらに備えた、請求項１または２に記載の鞍乗型車両。
4. 前記排出口は車体の側方に設けられる、請求項３に記載の鞍乗型車両。
5. 前記車体の側方に、車体の覆いをさらに備え、
   前記排出口は、前記車体の覆いに近接して設けられ、
   前記車体の覆いの前記排出口が近接する部分には、切り欠きが設けられる、請求項４に記載の鞍乗型車両。
6. 前記エンジンはディーゼルエンジンであり、
   前記ダクト内に設けられる空冷燃料クーラーをさらに備え、
   前記空冷燃料クーラーは、前記インタークーラーの前に配置される、請求項１から５のいずれかに記載の鞍乗型車両。
7. 前記エンジンは、複数の気筒を有するエンジンであり、
   前記インタークーラーの吸気出口は、前記複数の気筒のそれぞれに対応するように複数設けられている、請求項１から６のいずれかに記載の鞍乗型車両。
8. 前記エンジンは、車両の進行方向に対してクランク軸が直交するように取付けられたエンジンであり、
   車両の側方の位置であって、前記エンジンのシリンダヘッドに隣り合う位置に取付けられたターボチャージャーをさらに備えた、請求項１から７のいずれかに記載の鞍乗型車両。
9. 前記エンジンは、複数の気筒を備え、
   前記シリンダヘッド内、または前記シリンダヘッドに取付けられたマニホールド内で前記複数の気筒の排気通路が集合し、
   前記ターボチャージャーは、前記排気通路の端部に位置する、請求項８に記載の鞍乗型車両。
10. 前記ターボチャージャーの軸が車両の進行方向と平行であり、かつ車両の走行面に平行となるように前記ターボチャージャーが取付けられる、請求項８または９に記載の鞍乗型車両。
11. 前記ターボチャージャーのタービン側が車両の前側に、前記ターボチャージャーのコンプレッサー側が車両の後ろ側に位置するように、前記ターボチャージャーが取付けられる、請求項８から１０のいずれかに記載の鞍乗型車両。
12. 前記ターボチャージャーが配置された側のハンドルの外端部と、クランクケース、クランクケースカバー、およびエンジンガードのいずれかの外端部と、マフラーの外端部とを含む平面内に、前記ターボチャージャーが取付けられる、請求項８から１１のいずれかに記載の鞍乗型車両。
13. 前記ハンドルの外端部は、ターボチャージャーの配置された側のハンドルが内側に切れたときのハンドルの外端部である、請求項１２に記載の鞍乗型車両。
14. 前記エンジンは、並列多気筒エンジンか、Ｖ型多気筒エンジンのいずれかである、請求項８から１３のいずれかに記載の鞍乗型車両。

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