JP4340457B2 - エアクリーナ - Google Patents

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  • Cooling, Air Intake And Gas Exhaust, And Fuel Tank Arrangements In Propulsion Units (AREA)
  • Cylinder Crankcases Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンに供給する空気を浄化するエアクリーナの構成に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、エンジンにおいては、エアクリーナに設けた吸気部から外気を導入し、外気をエアクリーナを通して浄化した後、燃焼空気として燃焼室に供給するように構成していた。このエアクリーナは、エアクリーナの構成部材であるカバー体に吸気部を設けて、この吸気部から外気を直接エアクリーナに吸気するように構成したり、空冷機構を備えた他の装置と接続し、この装置の冷却に供された空気をダクトを介して吸気部からエアクリーナに導入するように構成したり(例えば、特許文献1参照。)して、エンジンに燃焼空気を導入するようにしていた。
【0003】
【特許文献1】
実開平05−50061号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の技術のように、エアクリーナに設けた吸気部から外気を導入する場合、閉塞された筐体内等にエンジンを配置すると、エンジン自体の熱気により冷たい空気を導入できないことがある。また、後者の特許文献1に示す技術では、空冷機構とエアクリーナをダクトを用いて接続しているため、部品点数が多くなりコスト高となっていた。そこで本発明は、エンジンを閉塞された筐体内に配置する場合等に、エアクリーナに冷たい空気を吸入可能とするとともに、エアクリーナと空冷機構とを接続した場合には、簡単な構造で接続可能とすることを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【0006】
請求項1においては、エンジン(1)の一側にファン(31)を設け、該ファン(31)をファンケース(32)により被覆し、該ファンケース(32)の近傍で、かつ、シリンダヘッド(6)側部にエアクリーナ(19)を配置する構成であって、前記エアクリーナ(19)のボディ(20)のシリンダヘッド(6)側の外側において、上下中途部から水平方向にシリンダヘッド(6)側に延出する第一壁部(20b)と、該第一壁部(20b)に連続して、該ボディ(20)の下部両側から外側において、シリンダヘッド(6)側に延出する第二壁部(20i)とを設け、また、第三壁部(20j)を前記ボディ(20)の反シリンダヘッド(6)側の底部から下方に形成し、該第一壁部(20b)、第二壁部(20i)、第三壁部(20j)により、該ファン(31)からの空気を、該ファンケース(32)の上部からシリンダヘッド(6)側にガイドするように構成し、該エアクリーナ(19)は、ボディ(20)とカバー体(21)にてエレメント(22)を収納する構成とし、該エアクリーナ(19)のボディ(20)に、前記ファンケース(32)内に臨んで開口する吸入口(20a)を設け、該エアクリーナ(19)内の吸入口(20a)に対峙する位置で、該吸入口(20a)とエレメント(22)の外周との間に、障壁(45)を配設し、該吸入口(20a)から吸入される空気が、該障壁(45)に当たって分散されて、該エレメント(22)の全体に行き渡るようにガイドするものである。
【0007】
請求項2においては、請求項1記載のエアクリーナにおいて、前記ボディ(20)の内側に、エレメント(22)の外周形状に合わせた凹部(20c)を形成し、該ボディ(20)の中央部に雌ネジ部(20g)を形成し、該雌ネジ部(20g)に埋め込みボルト(41)を螺装し、該エレメント(22)を前記凹部(20c)に嵌合すると同時に、該エレメント(22)の外側に設けたカバー(49)の中央に、前記埋め込みボルト(41)を貫通させて取り付け、外側からナット(42)を前記埋め込みボルト(41)に螺装して、該エレメント(22)を固定し、更に、前記カバー体(21)の外周部端を、該ボディ(20)の外側外周に嵌装し、該カバー体(21)の外側中央に開口したボルト孔に、前記埋め込みボルト(41)を貫通し、該埋め込みボルト(41)にナット(43)を螺装して、該エレメント(22)を被覆した状態で、該カバー体(21)を固定し、前記埋め込みボルト(41)からナット(43)を外して、前記カバー体(21)を取り外し、吸気部(47a)を設けた別のカバー体(47)と交換可能とし、該吸気部(47a)は、別のカバー体(47)の上下または左右一側に寄せて開口し、前記吸入口(20a)を介さずに、直接外気をエアクリーナ(19)内に吸入可能とし、該別のカバー体(47)は正面視で正多角形に構成し、該別のカバー体(47)を所定角度回転して取り付け方向を変更することにより、該吸気部(47a)の方向を変更可能としたものである。
【0008】
【発明の実施の形態】
次に、発明の実施の形態を説明する。
【0009】
図1はエンジンの側面断面図、図2はエアクリーナの側面断面図である。
【0010】
図3は同じく後面図、図4は同じく底面図、図5はエアクリーナ内の障壁を示す斜視図である。
【0011】
図6はエアクリーナのカバー体の正面図、図7はエアクリーナのカバー体の正面図である。
【0012】
エンジン1のシリンダブロック2には中央に上下方向にシリンダ2aを形成してピストン4を収納し、該シリンダブロック2の上端部にはシリンダヘッド6が取り付けられ、該シリンダヘッド6の上方には弁腕ケース11が配設され、吸気弁27・排気弁28の上端部、プッシュロッドの上端部、弁腕25・26、及び燃料噴射ノズル等が内装される弁腕室12が形成されている。
【0013】
前記吸気弁27と排気弁28はピストン4の上方に配置され、弁頭27a・28aをシリンダヘッド6下面に形成したバルブシートに着座させ、シリンダブロック2に形成したシリンダ2aの燃焼室とシリンダヘッド6に形成した吸気ポート6aと排気ポート6bの間に配置している。該シリンダヘッド6の側部には吸気ポート6aを介してエアクリーナ19と連通され、排気ポート6bは排気マニホールド33を介してマフラーと連通されている。吸気弁27・排気弁28はシリンダヘッド6を上下方向に貫通して弁腕室12内へ突出され、該弁腕室12内においてバネ37・37を外嵌して吸気弁27・排気弁28を上方に摺動するように付勢して吸気弁27・排気弁28を閉じるようにしている。また、該吸気弁27と排気弁28の間で弁腕ケース11により隔てられてシリンダ2aの中心上方位置に燃料噴射ノズルの先端(吐出部)が挿入されて、シリンダ2a内に燃料を噴射できるようにしている。
【0014】
また、前記エアクリーナ19の下方でシリンダブロック2の一側面には、フライホイール31aが配設されており、該フライホイール31aはクランク軸の一端に固設され、該フライホイール31aの外側外周部に複数のフィン31b・31b・・・が固設されてファン31が構成され、該ファン31をファンケース32により覆っている。そして、該ファン31によりファンケース32内に吸い込んだ空気を、シリンダブロックやシリンダヘッド等に送り冷却するとともに、本発明のエアクリーナ19に送り燃焼させるようにしている。
【0015】
前記エアクリーナ19は、ボディ20とカバー体21とエレメント22等から構成され、該カバー体21がボディ20にシール部材23を介して固設され、該カバー体21とボディ20との間にエレメント22が収納されている。ボディ20の内側には、エレメント22の外周形状に合わせて段形状に凹部20cが形成され、該凹部20cにシール部材24を介してエレメント22を嵌合してからボルト41・ナット42で締め付けてエレメント22をボディ20に固定した後、カバー体21をナット43でボディに固定するように構成されている。
【0016】
つまり、ボディ20の内面には徐々に容積が大きくなる凹部が3段形成され、中央の凹部20cの内形状はエレメント22の外形状に略一致するように形成され、該凹部20cに嵌合するだけで、エレメント22は脱落しないように保持できるようにしている。底部側の最も小さい凹部20eはボディ20とエレメント22底部の間に空間を形成して、凹部20e中央に吸入孔20hを形成し、空気の通過経路としている。また、外側の最も大きい凹部20fはエレメント22の外周とボディ20内面及びカバー体21内との間に空間を形成して吸入空間を構成している。
【0017】
そして、ボディ20の中央底部に雌ネジ部20gを形成して埋め込みボルト41を螺装して固定し、エレメント22を前記凹部20cに嵌合すると同時に、エレメント22の外側に設けるカバー49の中央を埋め込みボルト41が貫通するように取り付け、ナット42を締め付けることによりエレメント22を固定する構成としている。更に、カバー体21がエレメント22を覆うように、カバー体21外周部端をボディ20の外側外周に嵌め込み、外側中央に開口したボルト孔を貫通した前記埋め込みボルト41にナット43を締め付けてカバー体21を固定する構成としている。
【0018】
このように、ボディ20の内側に凹部20cを設けたので、エレメント22をボディ20にボルト41・ナット42で締め付ける前に、凹部20cに保持して位置決めが容易に可能となり、エレメント22の組み間違いを防止することができるとともに、エアクリーナ19を簡単・迅速に組み立てることが可能となる。
【0019】
図2から図4に示すように、前記エアクリーナ19はファンケース32の上方に配置されており、該エアクリーナ19のボディ20の下部に前記ファンケース32内に臨んで開口する吸入口20aが設けられている。つまり、ファンケース32は中央部が吸入口とし、側部及び下部の外周部はシリンダブロック2と当接させて閉じられて、上部に上方に開口する開口部を設けて、周囲はエアクリーナ19のボディ20で閉じるように構成している。そして、該吸入口20aによってエアクリーナ19下部とファンケース32上部とが連通され、該吸入口20aからファンケース32側の冷たい空気をエアクリーナ19内へと吸入可能としている。
【0020】
このように構成することにより、ファンケース32の外気の吸入口は、エンジン1の冷却風入口としての役割とエアクリーナ19への燃焼空気の吸入口としての役割を兼ねるものとなり、例えば、閉塞された筐体内等にエンジン1を配置する場合(防音型のエンジンの場合)、吸入口は一つだけ設ければよいので、吸気流路の設計が容易となり、最も清浄で冷たい空気を供給できる場所に吸入口を設定しやすくなる。また、ファンケース32内に吸い込んだ空気をエアクリーナ19に導くことによって、塵埃等が少ない空気をエアクリーナ19に吸入できるので、エレメント22の長寿命化を図ることができる。さらに、通常のエンジンや防音型のエンジンの場合等、共通のエアクリーナを使用できるので、その種類も減少できてコストの低減化を図ることができる。
【0021】
また、図5に示すように、前記エアクリーナ19内において、吸入口20aに対峙する位置には障壁45が設けられ、つまり、吸入口20aとエレメント22との間に障壁45が配設され、吸入口20aから吸入される空気が障壁45に当たって分散され、吸入口20aに対向するエレメント22に直接当たることがなく、エレメント22全体に行き渡るようにガイドされている。従来のエアクリーナにおいては、エレメントの吸入口に対峙する部分にのみ空気が吸入される傾向があり、早期にエレメントの一部のみ劣化してしまいエレメントの交換時期が短くなっていたのである。したがって、吸入口20aに対峙する位置に障壁45を設けることによって、空気の偏った吸入を避けることができ、エレメント22の一部のみ詰まったり、一部のみ劣化したりすることがなくなり、エレメントの長寿命化を図ることができる。なお、障壁45の大きさは吸入口20aよりも大きく構成し、エレメント22と同心円弧状の曲面に構成して、エレメント22の外側に配置している。
【0022】
また、図3及び図4に示すように、エアクリーナ19のボディ20は、シリンダヘッド6側において、上下中途部から水平方向に外側(シリンダヘッド側)に延出する壁部20bと、該第一壁部20bに連続して、ボディ20の下部両側から外側(シリンダヘッド6側)に延出する第二壁部20iと、ボディ20の反シリンダヘッド側の底部から底面視で略U字状で下方に延設される第三壁部20jが形成され、該壁部20b・20i・20jによりファン31からの空気をファンケース32の上部からシリンダヘッド6側にガイドするように構成されている。こうして、壁部20b・20i・20jがボディ20と一体的に構成されて導風板の役目を果たすことになるので、ファン31からの空気をシリンダヘッド6側にガイドするために新たに導風板を設ける必要がなくなり、コストの低減化を図ることができる。なお、壁部20b・20iにはボディ20をシリンダヘッド6に取り付けるためのボルト孔が形成されている。
【0023】
また、前記エアクリーナ19はエンジン1の使用場所に応じて、ファンケース32内の空気を吸入するのではなく、カバー体に吸気部を形成して、該吸気部から外気を吸入する構成とすることもできる。即ち、前記ボディ20の吸入口20aは図3に示すように、吸入口20a縁部に後面視凹部形状の溝部20dが平面視「コ」字状に形成されている。該溝部20dは開放側をシリンダヘッド6側として、吸入口20aの前後幅に渡って水平方向に形成されている。この吸入口20aより若干大きい形状のシャッター29をシリンダヘッド6側から外側へ向かってシャッター29を摺動可能に挿入できるようにしている。こうして、必要に応じてシャッター29を溝部20dに挿入して摺動することで吸入口20aを閉鎖し、ファンケース32側からエアクリーナ19側へ吸気される空気を遮断することが可能となる。
【0024】
そして、エアクリーナ19のカバー体21に形成する吸気部を、例えば図6または図7に示すように、カバー体47・48の側部に吸気部47a・48aを設け、前記カバー体21と交換することで、エアクリーナ19内に直接外気を吸入することが可能となる。該カバー体47・48はそれぞれ、図6及び図7に示すように、その一側面の上下または左右一側に寄せて吸気部47a・48aが設けられている。例えば、図6の場合、図6(a)の状態からナット43を外し、カバー体47を外してから180度回転させて取り付け方向を変更することで図6(b)示すように吸気部47aの方向を左右逆に変更することができ、図7の場合には、図7(a)の状態からカバー体を180度回転させて取り付け方向を変更することで図7(b)に示すように吸気部48aの方向を上下逆に変更することができる。以上のように、カバー体47・48を正面視(図2右側を正面とする)正多角形(n角形)に構成し、中央をボルト41とナット43で固定できるようにし、その側面に吸気部を設けることによって、カバー体を所定角度(360/n度)回転して取り付け方向を変更することにより吸気部の方向を変更できる。また、吸気部が反対側となるようにカバー体を取り付けることができるので、エンジンの仕様変更を容易に行うことができる。本実施例ではカバー体を正方形に構成して、90度毎に回転させて取り付けることにより、吸入方向も90度毎回動した方向に変更できるのである。
【0025】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【0026】
請求項1に示す如く、エンジン(1)の一側にファン(31)を設け、該ファン(31)をファンケース(32)により被覆し、該ファンケース(32)の近傍で、かつ、シリンダヘッド(6)側部にエアクリーナ(19)を配置する構成において、前記エアクリーナ(19)のボディ(20)のシリンダヘッド(6)側の外側において、上下中途部から水平方向にシリンダヘッド(6)側に延出する第一壁部(20b)と、該第一壁部(20b)に連続して、該ボディ(20)の下部両側から外側において、シリンダヘッド(6)側に延出する第二壁部(20i)とを設け、また、第三壁部(20j)を前記ボディ(20)の反シリンダヘッド(6)側の底部から下方に形成し、該第一壁部(20b)、第二壁部(20i)、第三壁部(20j)により、該ファン(31)からの空気を、該ファンケース(32)の上部からシリンダヘッド(6)側にガイドするように構成したので、壁部がボディと一体的に構成されて導風板の役目を果たすことになるため、ファンからの空気をシリンダヘッド側にガイドするために新たに導風板を設ける必要がなくなり、コストの低減化を図ることができる。
【0028】
また、該エアクリーナ(19)は、ボディ(20)とカバー体(21)にてエレメント(22)を収納する構成とし、該エアクリーナ(19)のボディ(20)に、前記ファンケース(32)内に臨んで開口する吸入口(20a)を設け、該エアクリーナ(19)内の吸入口(20a)に対峙する位置で、該吸入口(20a)とエレメント(22)の外周との間に、障壁(45)を配設し、該吸入口(20a)から吸入される空気が、該障壁(45)に当たって分散されて、該エレメント(22)の全体に行き渡るようにガイドするので、ファンケースの外気の吸入口は、エンジンの冷却風入口としての役割とエアクリーナへの燃焼空気の吸入口としての役割を兼ねるものとなり、例えば、閉塞された筐体内等にエンジンを配置する場合(防音型のエンジンの場合)、吸入口は一つだけ設ければよいので、吸気流路の設計が容易となり、最も清浄で冷たい空気を供給できる場所に吸入口を設定しやすくなる。また、ファンケース内に吸い込んだ空気をエアクリーナに導くことによって、塵埃等が少ない空気をエアクリーナに吸入できるので、エレメント22の長寿命化を図ることができる。
さらに、通常のエンジンや防音型のエンジンの場合等、共通のエアクリーナを使用できるので、その種類も減少できてコストの低減化を図ることができる。
【0027】
また、エアクリーナのケースに少なくとも一箇所吸入口を設けた構成において、前記ケース内の吸入口に対峙する位置に障壁を設けたので、吸入口から吸入する空気は障壁にあたって分散されて、エレメント全体に行き渡るようにガイドされる。よって、空気の偏った吸入を避けることができ、エレメントの一部のみ詰まったり、一部のみ劣化したりすることがなくなり、エレメントの長寿命化を図ることができる。
【0029】
請求項2に示す如く、請求項1記載のエアクリーナにおいて、前記ボディ(20)の内側に、エレメント(22)の外周形状に合わせた凹部(20c)を形成し、該ボディ(20)の中央部に雌ネジ部(20g)を形成し、該雌ネジ部(20g)に埋め込みボルト(41)を螺装し、該エレメント(22)を前記凹部(20c)に嵌合すると同時に、該エレメント(22)の外側に設けたカバー(49)の中央に、前記埋め込みボルト(41)を貫通させて取り付け、外側からナット(42)を前記埋め込みボルト(41)に螺装して、該エレメント(22)を固定し、更に、前記カバー体(21)の外周部端を、該ボディ(20)の外側外周に嵌装し、該カバー体(21)の外側中央に開口したボルト孔に、前記埋め込みボルト(41)を貫通し、該埋め込みボルト(41)にナット(43)を螺装して、該エレメント(22)を被覆した状態で、該カバー体(21)を固定するので、エレメントをボディにボルト・ナットで締め付ける前に保持して位置決めが容易に可能となる。そのため、エレメントの組み間違いを防止することができるとともに、エアクリーナを簡単に組み立てることが可能となる。
【0030】
また、前記埋め込みボルト(41)からナット(43)を外して、前記カバー体(21)を取り外し、吸気部(47a)を設けた別のカバー体(47)と交換可能とし、該吸気部(47a)は、別のカバー体(47)の上下または左右一側に寄せて開口し、前記吸入口(20a)を介さずに、直接外気をエアクリーナ(19)内に吸入可能とし、該別のカバー体(47)は正面視で正多角形に構成し、該別のカバー体(47)を所定角度回転して取り付け方向を変更することにより、該吸気部(47a)の方向を変更可能としたので、カバー体の取り付け方向を変更することにより吸入部の方向を変更できる。また、吸気部が反対側となるようにカバー体を取り付けることができるので、エンジンの仕様変更を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 エンジンの側面断面図。
【図2】 エアクリーナの側面断面図。
【図3】 同じく後面図。
【図4】 同じく底面図。
【図5】 エアクリーナ内の障壁を示す斜視図。
【図6】 エアクリーナのカバー体の正面図。(a)吸気部をカバー体の左側面に設けた正面図。(b)吸気部をカバー体の右側面に設けた正面図。
【図7】 エアクリーナのカバー体の正面図。(a)吸気部をカバー体の上面に設けた正面図。(b)吸気部をカバー体の下面に設けた正面図。
【符号の説明】
1 エンジン
19 エアクリーナ
20 ボディ
20a 吸入口
31 ファン
32 ファンケース

Claims (2)

  1. エンジン(1)の一側にファン(31)を設け、該ファン(31)をファンケース(32)により被覆し、該ファンケース(32)の近傍で、かつ、シリンダヘッド(6)側部にエアクリーナ(19)を配置する構成であって、前記エアクリーナ(19)のボディ(20)のシリンダヘッド(6)側の外側において、上下中途部から水平方向にシリンダヘッド(6)側に延出する第一壁部(20b)と、該第一壁部(20b)に連続して、該ボディ(20)の下部両側から外側において、シリンダヘッド(6)側に延出する第二壁部(20i)とを設け、また、第三壁部(20j)を前記ボディ(20)の反シリンダヘッド(6)側の底部から下方に形成し、該第一壁部(20b)、第二壁部(20i)、第三壁部(20j)により、該ファン(31)からの空気を、該ファンケース(32)の上部からシリンダヘッド(6)側にガイドするように構成し、該エアクリーナ(19)は、ボディ(20)とカバー体(21)にてエレメント(22)を収納する構成とし、該エアクリーナ(19)のボディ(20)に、前記ファンケース(32)内に臨んで開口する吸入口(20a)を設け、該エアクリーナ(19)内の吸入口(20a)に対峙する位置で、該吸入口(20a)とエレメント(22)の外周との間に、障壁(45)を配設し、該吸入口(20a)から吸入される空気が、該障壁(45)に当たって分散されて、該エレメント(22)の全体に行き渡るようにガイドすることを特徴とするエアクリーナ。
  2. 請求項1記載のエアクリーナにおいて、前記ボディ(20)の内側に、エレメント(22)の外周形状に合わせた凹部(20c)を形成し、該ボディ(20)の中央部に雌ネジ部(20g)を形成し、該雌ネジ部(20g)に埋め込みボルト(41)を螺装し、該エレメント(22)を前記凹部(20c)に嵌合すると同時に、該エレメント(22)の外側に設けたカバー(49)の中央に、前記埋め込みボルト(41)を貫通させて取り付け、外側からナット(42)を前記埋め込みボルト(41)に螺装して、該エレメント(22)を固定し、更に、前記カバー体(21)の外周部端を、該ボディ(20)の外側外周に嵌装し、該カバー体(21)の外側中央に開口したボルト孔に、前記埋め込みボルト(41)を貫通し、該埋め込みボルト(41)にナット(43)を螺装して、該エレメント(22)を被覆した状態で、該カバー体(21)を固定し、前記埋め込みボルト(41)からナット(43)を外して、前記カバー体(21)を取り外し、吸気部(47a)を設けた別のカバー体(47)と交換可能とし、該吸気部(47a)は、別のカバー体(47)の上下または左右一側に寄せて開口し、前記吸入口(20a)を介さずに、直接外気をエアクリーナ(19)内に吸入可能とし、該別のカバー体(47)は正面視で正多角形に構成し、該別のカバー体(47)を所定角度回転して取り付け方向を変更することにより、該吸気部(47a)の方向を変更可能としたことを特徴とするエアクリーナ。
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