JP2009162065A5 - - Google Patents

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エンジンの吸気通路構造
本発明は、エンジン本体のシリンダヘッドに設けられる吸気ポートに吸気を導くための吸気通路を有して合成樹脂によって筒状に形成される吸気通路形成部材が、前記シリンダヘッドおよびスロットルボディの少なくとも一方である被取付け体に形成された結合面に取付けられ、吸気通路形成部材および前記被取付け体の前記結合面間に無端状のシール部材が介装されるエンジンの吸気通路構造に関する。
吸気通路を形成するとともに吸気通路を開閉するスロットルバルブが軸支された合成樹脂製の吸気管の一端にフランジ部が設けられ、そのフランジ部が、吸気通路を吸気ポートに通じさせるようにしてエンジン本体のシリンダヘッドに締結されるようにしたものが、特許文献1で知られており、また一端に設けられたフランジ部がシリンダヘッドに締結される吸気管の他端がゴム製の接続管を介してスロットルボディに連結されるようにしたものが、特許文献2で知られている。
特開2003−49740号公報 特開2007−62601号公報
上記特許文献1では吸気管のフランジ部のシリンダヘッドへの取付け構造について詳細に開示されてはいないが、合成樹脂製の吸気管に一体に設けられるフランジ部をシリンダヘッドに直接締結する構造である場合には、ボルトの締結力がフランジ部に直接作用するので、フランジ部の変形を防止して安定的な取付け状態を維持するために吸気管を形成する合成樹脂の種類の選定の自由度が狭められてしまう。また上記特許文献2では、吸気管およびスロットルボディを接続するゴム製の接続管の両端はバンドの締めつけによって吸気管およびスロットルボディに取付けられるものであり、このような接続構造では、ゴム製の接続管が必要であり、コストの増大を招くだけでなく、吸気系のレイアウトの制約も大きくなる。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、吸気通路形成部材を形成する合成樹脂の種類の選定の自由度を高めつつ、確実かつ安定した取付け構造を維持するとともにコストの増大を回避して通路形成部材を被取付け体に取付け得るようにしたエンジンの吸気通路構造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、請求項1記載の発明は、エンジン本体のシリンダヘッドに設けられる吸気ポートに吸気を導くための吸気通路を有して合成樹脂によって筒状に形成される吸気通路形成部材が、前記シリンダヘッドおよびスロットルボディの少なくとも一方である被取付け体に形成された結合面に取付けられ、吸気通路形成部材および前記被取付け体の前記結合面間に無端状のシール部材が介装されるエンジンの吸気通路構造において、前記吸気通路形成部材の前記被取付け体側の端部には外側方に張り出すフランジ部が一体に設けられ、金属製である複数の円筒状のカラーがその一端を前記フランジ部の前記結合面に対向する面から突出させて該フランジ部にインサート結合され、それらのカラーが前記被取付け体の前記結合面にボルトでそれぞれ締結されることを特徴とする。
また請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明の構成に加えて、前記吸気通路形成部材の前記結合面に対向する端面に、前記フランジ部で一部が形成されるようにして前記結合面に対向するとともに前記カラーの一端が突出される平坦面と、前記シール部材を嵌入せしめるようにして無端状に連なって前記平坦面の内周から前記被取付け体とは反対側に凹むシール溝と、前記吸気通路の一部を形成するとともに前記シール溝の内周面に面一に連なって前記被取付け体側に突出する環状突部とが形成され、前記平坦面を含む平面からの前記環状突部の突出量が前記平坦面からの前記カラーの一端の突出量以下に設定されることを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1記載の発明の構成に加えて、前記吸気通路形成部材の前記結合面に対向する端面に、前記フランジ部で一部が形成されるようにして前記結合面に対向するとともに前記カラーの一端が突出される第1平坦面と、第1平坦面の内周から前記被取付け体側に突出する環状突部と、前記シール部材を嵌入せしめるようにして無端状に連なるとともに前記環状突部の内周に面一に連なる外周を有するようにして前記被取付け体とは反対側に凹むシール溝と、第1平坦面と面一にして前記シール溝の内周に直角に連なる第2平坦面とが形成され、前記環状突部の第1平坦面からの突出量が第1平坦面からの前記カラーの一端の突出量以下に設定されることを特徴とする。
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記被取付け体である前記スロットルボディの前記結合面に対向する前記吸気通路形成部材の端面に、前記シール部材を嵌入せしめる無端状のシール溝が形成され、スロットルバルブを迂回して前記スロットルボディに設けられるスロー系通路の下流端が、前記シール溝よりも内方で前記結合面に開口されることを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1記載の発明の構成に加えて、前記カラーの内周に雌ねじが刻設され、前記被取付け体に挿通される前記ボルトが前記雌ねじに螺合されることを特徴とする。
さらに請求項6記載の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載の発明の構成に加えて、前記吸気通路形成部材が、ポリフェニレンスルフィドで形成されることを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、合成樹脂から成る吸気通路形成部材に一体に設けられるフランジ部に複数の円筒状である金属製のカラーがインサート結合され、そのカラーが被取付け体の結合面に締結されるので、合成樹脂から成るフランジ部に締結力が作用することはなく、安定した締結力で確実に吸気通路形成部材を被取付け体に取り付けることができ、しかもフランジ部の変形を防止することができるので吸気通路形成部材を形成する合成樹脂の種類の選定の自由度を高めることができる。またゴム製吸気管を吸気通路形成部材および被取り付け体間にゴム製吸気管を介在させる必要がないので、コスト低減を図るとともに吸気系のコンパクト化を図ってレイアウトの自由度を高めることができる。
請求項2記載の発明によれば、被取付け体の結合面に対向する吸気通路形成部材の端面に、フランジ部で一部が形成されるとともにカラーの一端が突出される平坦面と、シール部材を嵌入せしめるようにして無端状に連なって平坦面の内周から被取付け体とは反対側に凹むシール溝と、吸気通路の一部を形成するとともにシール溝の内周面に面一に連なる環状突部とが形成され、環状突部の突出量が平坦面からのカラーの一端の突出量以下に設定されるので、前記突出量を管理するだけで被取付け体の結合面、ならびに環状突部よりも外方側の平坦面の平坦度等を管理することなく、吸気通路形成部材および被取付け体間で吸気通路の内周に段差および隙間が極力できないようにして吸気通路の吸気の流通を円滑化することができる。
請求項3記載の発明によれば、被取付け体の結合面に対向する吸気通路形成部材の端面に、フランジ部で一部が形成されるとともにカラーの一端が突出される第1平坦面と、第1平坦面の内周から被取付け体側に突出する環状突部と、環状突部の内周に面一に連なる外周を有するシール溝と、第1平坦面と面一にしてシール溝の内周に直角に連なる第2平坦面とが形成され、環状突部の第1平坦面からの突出量が第1平坦面からのカラーの一端の突出量以下に設定されるので、シール部材およびシール溝側への砂や埃の侵入を環状突部で極力抑制することができ、またシール部材の膨潤が生じたとしてもシール部材がシール溝からはみ出す心配がなくなる。
請求項4記載の発明によれば、スロットルボディに設けられるスロー系通路の下流端が、吸気通路形成部材のスロットルボディ側の端面に形成される無端状のシール溝よりも内方でスロットルボディの結合面に開口するので、特別な機械加工を施すことを不要としてスロー系通路をスロットルボディに容易に形成することができる。
請求項5記載の発明によれば、被取り付け体側にねじ加工を施すことを不要として加工工数を減少させることができるとともに、ナットを不要として部品点数を低減することができる。
さらに請求項6記載の発明によれば、ポリフェニレンスルフィドで吸気通路形成部材を形成することにより、吸気通路形成部材の耐熱性を優れたものとするとともに吸気通路形成部材の剛性を高めることができる。
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。
図1〜図7は本発明の第1実施例を示すものであり、図1は自動二輪車の側面図、図2は車体フレームの一部およびエンジンの側面図、図3はエンジン本体および吸気系の要部拡大断面図、図4は図3の4−4線断面図、図5は図3の5−5線矢視方向から見たスロットルボディの正面図、図6は図5の6−6線に沿うスロットルボディおよび吸気管の断面図、図7は図5の7−7線断面図である。
先ず図1および図2において、この自動二輪車の車体フレームFは、前輪WFを軸支するフロントフォーク11および操向ハンドル12を操向可能に支承するヘッドパイプ13と、該ヘッドパイプ13から後ろ下がりに延びるメインフレーム14と、メインフレーム14の後部寄り中間部に前端が接合されて段階的に後ろ上がりに延びる左右一対のシートレール15…と、前記メインフレーム14の後部に結合されて下方に延びるピボットプレート16とを備える。
前記ピボットプレート16にはスイングアーム17の前端部が支軸18を介して上下揺動可能に支承され、このスイングアーム17の後部には後輪WRが軸支され、スイングアーム17およびシートレール15…間にはリヤクッション19が設けられる。また後輪WRの上方に配置される燃料タンク20と、該燃料タンク20の前方に配置される収納ボックス21とが前記シートレール15…に支持されており、燃料タンク20および収納ボックス21を上方から覆う乗車用シート22が前記シートレール15…に支持される。
前記メインフレーム14および前記ピボットプレート16には、4サイクルであるエンジンEのエンジン本体23が懸架される。このエンジン本体23は、図示しない変速機を内蔵したクランクケース24と、略水平となるまで前傾してクランクケース24に結合されるたシリンダブロック25と、該シリンダブロック25に結合されるシリンダヘッド26とを備える。前記変速機からの動力を出力する出力軸27は、前記支軸18の前方で前記クランクケース24から突出されており、この出力軸27からの動力は、チェーン伝動手段28を介して後輪WRに伝達される。
図3を併せて参照して、前記シリンダブロック25に形成されるシリンダボア30にはピストン31が摺動可能に嵌合され、該ピストン31の頂部を臨ませてシリンダブロック25およびシリンダヘッド26間には燃焼室32が形成される。
前記シリンダヘッド26には、その上部側壁に開口する吸気ポート33と、下部側壁に開口する排気ポート34とが設けられ、前記吸気ポート33の前記燃焼室32への連通、遮断を切換える吸気弁35と、前記排気ポート34の前記燃焼室32への連通、遮断を切換える排気弁36とが前記シリンダヘッド26に開閉作動可能に配設される。而して吸気弁35および排気弁36を開閉駆動する動弁装置37は、吸気弁35および排気弁36に共通な単一のカムシャフト38と、該カムシャフト38の回転に応じて揺動して吸気弁35および排気弁36をそれぞれ開閉駆動する吸気側および排気側ロッカアーム39,40とを備え、前記シリンダヘッド26に配設される。
シリンダヘッド26の下部側壁には、前記排気ポート34に通じる排気系41が接続されるものであり、該排気系41は、前記シリンダヘッド26の下部側壁に上流端が接続されるとともにエンジン本体23の下方を通って後方に延出される排気管42と、前記後輪WRの右側方に配置されて前記排気管42の下流端に接続される排気マフラー43(図1参照)とを備える。
前記シリンダヘッド26の上部側壁には、前記吸気ポート33に通じる吸気系44が接続されるものであり、該吸気系44は、前記吸気ポート33に吸気を導くための吸気通路45を有して合成樹脂たとえばポリフェニレンスルフィドで筒状に形成されるとともに下流端がシリンダヘッド26に取付けられる吸気通路形成部材としての吸気管46と、該吸気管46の上流端に接続されるスロットルボディ47と、前記車体フレームFにおけるメインフレーム14の前部に支持されて前記スロットルボディ47の上流端に接続されるエアクリーナ48とを備え、スロットルボディ47およびエアクリーナ48はゴム製の接続管49を介して接続される。
前記吸気管46は、シリンダヘッド26の上部側壁から後方に向かって膨らむように彎曲して形成されるものであり、シリンダヘッド26の上方に配置されるスロットルボディ47に接続される。このスロットルボディ47は、前記吸気管46の吸気通路45に通じる吸気通路50を有するものであり、該吸気通路50の開度を調節するスロットルバルブ51がスロットルボディ47に回動可能に支承される。また吸気管46には前記吸気ポート33に指向する軸線を有する取付け管部52が一体に設けられており、先端を吸気ポート33に向けて前記取付け管部52に嵌合される燃料噴射弁53の後端部に嵌合されたジョイントキャップ54が前記取付け管部52に取付けられることにより、前記燃料噴射弁53が取付け管部52およびジョイントキャップ54間に挟まれるようにして吸気管46に付設される。
前記ジョイントキャップ54には燃料ホース55の下流端が接続されており、図1で示すように、前記燃料ホース55の上流端は、燃料タンク20に付設されたポンプユニット56に接続されており、燃料ホース55は、前記ポンプユニット56から前記収納ボックス21の側方および前記エンジン本体23の上方を通りつつ前記車体フレームFのシートレール15およびメインフレーム14に沿うようにして前記ジョイントキャップ54まで延出される。
図4において、前記吸気管46の下流端は、被取付け体である前記シリンダヘッド26の上部側面に形成される平坦な結合面57との間に無端状のシール部材58を介在させて前記シリンダヘッド26の結合面57に取付けられるものであり、吸気管46の下流端には、外側方に張り出すフランジ部59Aが一体に設けられ、金属製である複数たとえば一対の円筒状のカラー60,60がその一端を前記フランジ部59Aの前記結合面57に対向する面から突出させて該フランジ部59Aにインサート結合され、それらのカラー60…が前記シリンダヘッド26の結合面57にボルト61,61でそれぞれ締結される。
前記シリンダヘッド26の前記結合面57に対向する前記吸気管46の端面には、前記フランジ部59Aで一部が形成されるとともにカラー60…の一端が突出される平坦面62と、前記シール部材58を嵌入せしめるようにして無端状に連なって前記平坦面62の内周から前記シリンダヘッド26とは反対側に凹むシール溝63と、前記吸気通路45の一部を形成するとともに前記シール溝63の内周面に面一に連なって前記シリンダヘッド26側に突出する環状突部64とが形成され、該環状突部64の前記平坦面62と面一な平面からの突出量P1が前記平坦面62からの前記カラー60…の一端の突出量P2以下に設定される。
すなわち前記フランジ部59Aがボルト61…でシリンダヘッド26の結合面57に締結された状態で、吸気管46の端面の前記平坦面62および前記結合面57間には空隙が形成されるものの、吸気管46の端面の前記環状突部64は、前記結合面57に軽く接触するか、近接、対向することになる。
図5〜図7において、前記吸気管46の上流端は、被取付け体である前記スロットルボディ47の吸気管46側端面に形成される平坦な結合面67との間に無端状のシール部材68を介在させて前記スロットルボディ47の結合面67に取付けられるものであり、吸気管46の上流端には、外側方に張り出すフランジ部69が一体に設けられ、金属製である複数たとえば一対の円筒状のカラー70,70がその一端を前記フランジ部69の前記結合面67に対向する面から突出させて該フランジ部69にインサート結合され、それらのカラー70…が、前記スロットルボディ47の結合面67にボルト71,71でそれぞれ締結される。
前記スロットルボディ47の前記吸気管46側の端部には前記吸気管46のフランジ部69に対応して外側方に張り出すフランジ部72が、前記結合面67の一部を形成するようにして一体に設けられる。また前記吸気管46の前記結合面67に対向する端面には、前記フランジ部69で一部が形成されるとともにカラー70…の一端が突出される平坦面73と、前記シール部材68を嵌入せしめるようにして無端状に連なって前記平坦面73の内周から前記スロットルボディ47とは反対側に凹むシール溝74と、前記吸気通路45の一部を形成するとともに前記シール溝74の内周面に面一に連なって前記スロットルボディ47側に突出する環状突部75とが形成され、前記平坦面73と面一な平面からの前記環状突部75の突出量P1が前記平坦面73からの前記カラー60…の一端の突出量P2以下に設定される。
また前記カラー70…の内面には雌ねじ76…が刻設されており、前記カラー70…はナットとして構成されるものであり、スロットルボディ47の前記フランジ部72に挿通された前記ボルト71…が前記雌ねじ76…に螺合され、ボルト71…を締めつけることによってカラー70…すなわち吸気管46のフランジ部69がスロットルボディ47の前記結合面67に締結されることになる。
ところで、前記スロットルボディ47には、該スロットルボディ47に軸支されるスロットルバルブ51よりも上流側でスロットルボディ47の吸気通路50に上流端を開口させるとともに、前記スロットルバルブ51よりも下流側で前記吸気通路50に下流端を通じさせるスロー系通路77がスロットルバルブ51を迂回するようにして設けられるのであるが、このスロー系通路77の下流端77aは、前記スロットルボディ47の結合面67に対向する前記吸気管46の端面に形成された前記シール溝74よりも内方でスロットルボディ47の前記結合面67に開口する。
しかもスロー系通路77の下流端7aは、前記吸気管46および前記スロットルボディ47間に生じる微小間隙からのカーボン等のスロー系通路77への侵入を極力防止するために、クランク状に屈曲した溝状に形成される。
次にこの第1実施例の作用について説明すると、吸気管46のシリンダヘッド26側およびスロットルボディ47側の端部には、シリンダヘッド26の結合面57およびスロットルボディ47の結合面67に結合されるようにして外側方に張り出すフランジ部59A,69が一体に設けられ、金属製である複数たとえば一対の円筒状のカラー60…,70…がその一端を前記フランジ部59A,69の前記結合面57,67に対向する面から突出させてそれらのフランジ部59A,69にインサート結合され、それらのカラー60…,70…が前記シリンダヘッド26および前記スロットルボディ47にボルト61…,71…でそれぞれ締結されるので、合成樹脂から成る吸気管46の前記フランジ部59A,69に締結力が作用することはなく、安定した締結力で確実に吸気管46をシリンダヘッド26およびスロットルボディ47に取り付けることができ、しかもフランジ部59A,69の変形を防止することができるので吸気管46を形成する合成樹脂の種類の選定の自由度を高めることができる。またゴム製吸気管を吸気管46と、シリンダヘッド26およびスロットルボディ47の少なくとも一方との間にゴム製吸気管を介在させる必要がないので、コスト低減を図るとともに吸気系44のコンパクト化を図ってレイアウトの自由度を高めることができる。
またシリンダヘッド26の結合面57に対向する吸気管46の端面には、フランジ部59Aで一部が形成されるとともにカラー60…の一端が突出される平坦面62と、シール部材58を嵌入せしめるようにして無端状に連なって平坦面62の内周から前記シリンダヘッド26とは反対側に凹むシール溝63と、吸気通路45の一部を形成するとともにシール溝63の内周面に面一に連なって前記シリンダヘッド26側に突出する環状突部64とが形成され、スロットルボディ47の結合面67に対向する前記吸気管46の端面には、フランジ部69で一部が形成されるとともにカラー70…の一端が突出される平坦面73と、前記シール部材68を嵌入せしめるようにして無端状に連なって前記平坦面73の内周から前記スロットルボディ47とは反対側に凹むシール溝74と、前記吸気通路45の一部を形成するとともに前記シール溝74の内周面に面一に連なって前記スロットルボディ47側に突出する環状突部75とが形成され、前記環状突部64,75の前記平坦面62,73と面一な平面からの突出量P1が前記平坦面62,73からの前記カラー60…,70…の一端の突出量P2以下に設定されるので、前記突出量P1,P2を管理するだけで、シリンダヘッド26の結合面57およびスロットルボディ47の結合面67、ならびに環状突部64,75よりも外方側の平坦面62,73の平坦度等を管理することなく、吸気管46およびシリンダヘッド26間ならびに吸気管46およびスロットルボディ47間で吸気通路45の内周に段差および隙間が極力できないようにして吸気通路45の吸気の流通を円滑化することができる。
また吸気管46のスロットルボディ47側の端部に一体に設けられたフランジ部69にインサート結合されるカラー70…の内周には雌ねじ76…が刻設されており、スロットルボディ47のフランジ部72に挿通されるボルト71…が前記雌ねじ76…が螺合されるので、スロットルボディ47側にねじ加工を施すことを不要として加工工数を減少させることができるとともに、ナットを不要として部品点数を低減することができる。
しかもスロットルボディ47には、スロットルバルブ51を迂回するスロー系通路77が設けられるのであるが、スロー系通路77の下流端77aは、スロットルボディ47の結合面67および吸気管46間に介在せしめるシール部材68を嵌入せしめるようにして吸気管46の前記結合面67に対向する端面に形成される無端状のシール溝74よりも内方で前記結合面67に開口されるので、特別な機械加工を施すことを不要としてスロー系通路77をスロットルボディ47に容易に形成することができる。
さらに吸気管46が、ポリフェニレンスルフィドで形成されるので、吸気管46の耐熱性を優れたものとするとともに吸気管46の剛性を高めることができる。
図8は本発明の第2実施例を示すものであり、上記第1実施例に対応する部分には同一の参照符号を付して図示するのみとし、詳細な説明は省略する。
吸気管46の下流端は、被取付け体であるシリンダヘッド26の上部側面に形成される平坦な結合面57との間に無端状のシール部材58を介在させて前記シリンダヘッド26の結合面57に取付けられるものであり、吸気管46の下流端には、外側方に張り出すフランジ部59Bが一体に設けられ、金属製である複数たとえば一対の円筒状のカラー60,60がその一端前記フランジ部59Bの前記結合面57に対向する面から突出させて該フランジ部59Bにインサート結合され、それらのカラー60…が、前記シリンダヘッド26の結合面57にボルト61,61でそれぞれ締結される。
前記シリンダヘッド26の前記結合面57に対向する前記吸気管46の端面には、前記フランジ部59Bで一部が形成されるとともにカラー60…の一端が突出される第1平坦面78と、第1平坦面78の内周から前記シリンダヘッド26側に突出する環状突部79と、前記シール部材58を嵌入せしめるようにして無端状に連なるとともに前記環状突部79の内周に面一に連なる外周を有するようにして前記シリンダヘッド26とは反対側に凹むシール溝80と、第1平坦面78と面一にして前記シール溝80の内周に直角に連なる第2平坦面81とが形成されており、環状突部79の第1平坦面78からの突出量P1は第1平坦面78からの前記カラー60…の一端の突出量P2以下に設定される。
すなわち前記フランジ部59Bがボルト61…でシリンダヘッド26の結合面57に締結された状態で、吸気管46のシリンダヘッド26側端面のうち第1および第2平坦面78,81および前記結合面57間には空隙が形成されるものの、環状突部79は、前記結合面57に軽く接触するか、近接、対向することになる。
この第2実施例によれば、合成樹脂から成る吸気管46の前記フランジ部59Bに締結力が作用することはなく、安定した締結力で確実に吸気管46をシリンダヘッド26に取り付けることができ、しかもフランジ部59Bの変形を防止することができるので吸気管46を形成する合成樹脂の種類の選定の自由度を高めることができる。またゴム製吸気管を吸気管46およびシリンダヘッド26間にゴム製吸気管を介在させる必要がないので、コスト低減を図るとともに吸気系のコンパクト化を図ってレイアウトの自由度を高めることができる。
またシール部材68およびシール溝80側への砂や埃の侵入を環状突部79で極力抑制することができ、またシール部材68の膨潤が生じたとしてもシール部材68がシール溝80からはみ出す心配がなくなる。
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
第1実施例の自動二輪車の側面図である。 車体フレームの一部およびエンジンの側面図である。 エンジン本体および吸気系の要部拡大断面図である。 図3の4−4線断面図である。 図3の5−5線矢視方向から見たスロットルボディの正面図である。 図5の6−6線に沿うスロットルボディおよび吸気管の断面図である。 図5の7−7線断面図である。 第2実施例の図4に対応した断面図である。
23・・・エンジン本体
26・・・被取付け体であるシリンダヘッド
33・・・吸気ポート
45・・・吸気通路
46・・・吸気通路形成部材である吸気管
47・・・被取付け体であるスロットルボディ
51・・・スロットルバルブ
57,67・・・結合面
58,68・・・シール部材
59A,59B,69・・・フランジ部
60,70・・・カラー
61,71・・・ボルト
62・・・平坦面
63,74,80・・・シール溝
64,75,79・・・環状突部
76・・・雌ねじ
77・・・スロー系通路
77a・・・スロー系通路の下流端
78・・・第1平坦面
81・・・第2平坦面
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