JP4347879B2 - 自動二輪車 - Google Patents

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Description

本発明は、燃料タンクから流出した燃料が通流するフィルタと、該フィルタを通じて流出した燃料をエンジンの吸気通路へ噴射する燃料噴射ポンプと、該燃料噴射ポンプからの余剰燃料を前記フィルタへ返送する循環パイプとを有する燃料供給装置を備えた自動二輪車に関する。
エンジンに用いられる従来のフューエルインジェクションシステム(FIシステム)では、燃料タンク内の燃料を燃料ポンプで常時加圧してレギュレータで一定圧力に調節している。こうして加圧された燃料は、高圧用フィルタ装置を通過して高圧用配管を介してインジェクタまで圧送される。そしてインジェクタは、電磁弁の駆動により、圧送されてきた燃料をエンジンへの吸気通路に適量だけ噴射している。
これに対して特許文献1には、スクータ等の小型二輪車に適用することを前提とする新たな燃料供給装置が提案されている。この燃料供給装置は、燃料を加圧するポンプとレギュレータとインジェクタとがそれぞれ有する機能を1つに統合した燃料噴射ポンプを備えている。該燃料噴射ポンプは燃料タンク内の液面よりも低く配設され、両者間に生じる水頭圧により、燃料タンクから燃料噴射ポンプへ途中でフィルタを経由して燃料が低圧で供給される。そして燃料噴射ポンプは、供給された燃料をエンジンの吸気通路内へ計量・噴射する。また、低圧で供給される燃料のうち、燃料噴射ポンプによって吸気通路内へ噴射されなかった余剰燃料は、燃料噴射ポンプから延びる循環パイプを通じてフィルタへ戻されるようになっている。
このような燃料供給装置によれば、吸気通路内への燃料噴射時にのみ通電して燃料を加圧すればよいため、消費電力を低減することが可能である。また、燃料タンクと燃料噴射ポンプとの間を通流する燃料が低圧であるため、この間を接続する配管や途中に設けられるフィルタとして高圧仕様のものを用いる必要がなくなるため、部品コストの低減も図ることができる。
特開2004−278526号公報
しかしながら、一般にいわれる中型や大型の自動二輪車とスクータ等の小型二輪車とはフレーム構造が異なるために、特許文献1に開示された燃料供給装置を中・大型の自動二輪車に適用するのは容易ではない。
即ち、上述した特許文献1に開示された燃料供給装置では、燃料噴射ポンプに3つの機能が備えられているため、インジェクタよりも寸法的に大きくなってしまう。一方、中・大型の自動二輪車では、一般にステアリングシャフトを支持するヘッドパイプから後方へ延びるメインフレームが備えられており、燃料噴射ポンプを吸気通路の上側に設けると、該燃料噴射ポンプとメインフレームとが干渉しやすくなる。ここで、メインフレームを更に上方に配置することで燃料噴射ポンプを回避することができるが、この場合は自動二輪車の重心位置が高くなって好ましくない。
そこで本発明は、上述したような燃料供給装置を中・大型の自動二輪車に適用するに際し、燃料噴射ポンプとメインフレームとを互いに干渉しないように配設することができ、又は自動二輪車の重心位置が高くなるのを抑制することが可能な構成を提供することを目的とする。
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る自動二輪車は、ヘッドパイプから後方へ車体の幅方向の略中心を通って伸びるメインフレームと、該メインフレームより下方に配設されてシリンダを略縦置きしたエンジンとを備える自動二輪車であって、前記エンジンより上方に配設された燃料タンクと、前記エンジンのシリンダヘッドから後方へ伸びた吸気通路と、該吸気通路へ前記燃料タンクからの燃料を供給する燃料供給装置とを備え、該燃料供給装置は、前記燃料タンクからの燃料が通流するフィルタと、該フィルタからの燃料を前記吸気通路へ噴射する燃料噴射ポンプと、該燃料噴射ポンプからの余剰燃料を前記燃料噴射ポンプの上流側へ返送する循環パイプとを有し、前記燃料噴射ポンプは、軸芯方向に可動なポンプ部を有し、且つ、前記吸気通路の上部にて前記軸芯が鉛直方向に対し一側方へ傾斜するようにして設けられている。
このような構成とすることにより、燃料噴射ポンプを傾けているため、メインフレームとの干渉を避けることができ、自動二輪車の重心位置が高くなるのを抑制することができる。
また、前記吸気通路を流れる吸気の量を調整するスロットルボディを備え、該スロットルボディは弁体と該弁体の回動軸とを有し、該スロットルボディは、水平方向に対し、前記回動軸が前記燃料噴射ポンプと同一方向へ傾斜するようにして設けられていてもよい。
このような構成とすることにより、燃料噴射ポンプからの燃料の噴射方向と弁体の回動軸との位置関係を、燃料噴射ポンプ及び回動軸を傾斜させない場合と同じ状態にすることができる。従って、中・大型の自動二輪車に燃料供給装置を適用した場合であっても、燃料の噴射方向と弁体の回動軸との位置関係を適切に設定することができる。
また、前記燃料供給装置は、前記燃料タンクからの燃料を前記フィルタを経由して前記燃料噴射ポンプへ導くフィードパイプを有し、該フィードパイプは、前記燃料タンクから前記吸気通路の他側方及び下方を経由して一側方へ至り、更に前記スロットルボディの一側部の上方を通って前記燃料噴射ポンプまで延設されていてもよい。
このような構成とすることにより、燃料タンクから燃料噴射ポンプへ至る間のフィードパイプにおいて、山形配管となるのを回避することができる。即ち、燃料供給装置では、フィードパイプの途中に設けられるフィルタや燃料噴射ポンプなどで気泡が生じる場合があり、これらの気泡によるいわゆるエア噛み現象を回避すべく、気泡を燃料タンクへ戻す必要がある。フィードパイプを通って燃料タンクへ移動する気泡は、途中に山形配管部分があるとそこに滞留し、燃料噴射ポンプへ燃料を供給するに際して好ましくない。そこで上述したような構成とすることにより、フィードパイプの途中で山形配管となるのを回避できるため、フィルタや燃料噴射ポンプで生じた気泡を燃料タンクへ適切に導くことができる。
また、前記フィルタは、前記吸気通路より下方に配置されていてもよい。
また、前記フィルタは筒状を成し、前記吸気通路での吸気の通流方向に対して軸芯が交差するようにして配設されていてもよい。
本発明によれば、上述したような燃料噴射ポンプを有する燃料供給装置を中・大型の自動二輪車に適用するに際し、燃料噴射ポンプとメインフレームとを互いに干渉しないように配設することが可能な構成を提供することが可能となる。
以下、本発明の実施の形態に係る自動二輪車について、図面を参照しながら具体的に説明する。図1は本発明の実施形態に係る中型又は大型の自動二輪車1の左側面図である。なお、本実施形態で用いる方向の概念は、自動二輪車1に搭乗したライダー(図示せず)から見た方向の概念と一致するものとして説明する。
図1に示すように、自動二輪車1は前輪2と後輪3とを備え、前輪2は略上下方向に延びるフロントフォーク4の下端部にて回転自在に支持されている。フロントフォーク4は、その上端部に設けられたアッパーブラケット5と、該アッパーブラケット5より下方に設けられたアンダーブラケット6とを介してステアリングシャフト7に支持されており、該ステアリングシャフト7はヘッドパイプ8によって回転自在に支持されている。そして、アッパーブラケット5には左右へ延びるバー型のステアリングハンドル9が取り付けられている。従って、ライダーはステアリングハンドル9を回動操作することにより、ステアリングシャフト7を回転軸として前輪2を所望の方向へ転向させることができる。
ヘッドパイプ8からは車体の骨格を構成するフレーム10が後方へ延設されている。該フレーム10はヘッドパイプ8から後方へ延びるメインフレーム10aと、該メインフレーム10aの後端から後方斜め下方へと延びるピボットフレーム10bとから構成されている。ピボットフレーム10bにはスイングアーム11の前端部11aが軸支されており、該スイングアーム11の後端部に後輪3が回転自在に支持されている。メインフレーム10aの上方であってステアリングハンドル9の後方には燃料タンク12が設けられ、該燃料タンク12の後方には騎乗用のシート13が設けられている。なお、後述するように燃料タンク12は左右方向の中央底部が上げ底状となっており、メインフレーム10aに跨るようにして設けられている(図5参照)。
メインフレーム10aの下方にはエンジン14が配設されている。このエンジン14は、シリンダヘッド15a及びシリンダブロック15bから成るシリンダ15cが略鉛直方向に立設した縦置き型の直立単気筒4サイクルエンジンであり、シリンダヘッド15aは燃料タンク12の略直下(下方)に位置している。シリンダブロック15bの下部にはクランクケース15dが接続されており、クランクケース15dの後部にはギヤケース16が設けられている。エンジン14の出力はギヤケース16からチェーン17を介して後輪3へと伝達される。
エンジン14のシリンダヘッド15aの後部には吸気ポート15eが形成されており、該吸気ポート15eにはスロットルボディ18を介して吸気管19が接続されている。スロットルボディ18は、その内部に吸気ポート15eと吸気管19とを連通する吸気通路28が形成されており(図2参照)、該吸気通路28を通流する吸気量を調節すべく回動軸23aにバタフライバルブ23が備えられている(図2参照)。また、吸気管19の上流側端部には図示しないエアクリーナが接続されている。
また、自動二輪車1は、後に詳述する燃料供給装置100(図2も参照)を備えている。該燃料供給装置100は、燃料ポンプとレギュレータとインジェクタとがそれぞれ有する機能が統合された燃料噴射ポンプ22を有し、該燃料噴射ポンプ22はスロットルボディ18に取り付けられている。燃料タンク12には燃料タップ20が取り付けられており、燃料タンク12から流下する燃料は、燃料タップ20及びフィルタ装置21を介して燃料噴射ポンプ22に供給される構成となっている。なお、燃料噴射ポンプ22の一例として、特開2004−278526号公報の図2に示されたものを用いることが可能であり、本実施の形態ではこれと同様の構成を有するものを用いるものとし、その構成に関する詳細な説明は省略する。
図2は、図1に示す自動二輪車1が有する燃料供給装置100の概略構成を示す概念図である。以下、この図2を用いて燃料供給装置100の構成及び機能の概略を説明する。図2に示すように、燃料タンク12には、燃料タンク12内の燃料を流下させると共に燃料の使用(予備使用を含む)・不使用等を切り換えるための燃料タップ20が取り付けられている。燃料タップ20には第1フィードパイプ24の一端部が接続されており、第1フィードパイプ24の他端部はフィルタ装置21にそのフィルタエレメント(図示せず)の上流側で接続されている。フィルタ装置21には、フィルタエレメント(図示せず)の下流側で第2フィードパイプ25の一端部が接続されており、第2フィードパイプ25の他端部は燃料噴射ポンプ22に接続されている。
これらの燃料タップ20、第1フィードパイプ24、フィルタ装置21、第2フィードパイプ25、及び燃料噴射ポンプ22は、いずれも燃料タンク12よりも下方に位置するように配設されている。従って、燃料タンク12内の燃料は、燃料タンク12内の燃料の液面と燃料噴射ポンプ22との高低差で決まる水頭圧により燃料噴射ポンプ22へ導かれる。燃料噴射ポンプ22は、ケーシング22a内に軸芯方向へ可動なポンプ部22bを有し、このポンプ部22bの動作によって、スロットルボディ18内の吸気通路28に燃料を計量・噴射する。
燃料噴射ポンプ22には、燃料噴射ポンプ22からの余剰燃料をフィルタ装置21(即ち、燃料噴射ポンプ22の上流側)へと戻す循環パイプ26の一端が接続され、その他端は、フィルタ装置21にそのフィルタエレメント(図示せず)の下流側で接続されている。また、循環パイプ26の途中には、燃料噴射ポンプ22等で発生して循環パイプ26の液中を浮上する蒸発ガスVを燃料タンク12に戻すリターンパイプ27の一端が接続されており、リターンパイプ27の他端の開口部は燃料タンク12内の空気層に突出している。
図3は図1に示す自動二輪車1の燃料供給装置100及びその周辺構成を拡大表示した左側面図であり、図4は、図3に示す燃料供給装置100の右側面図、図5は、図3に示す燃料供給装置100を後方から見た一部断面背面図である。
図5に示すように燃料タンク12は、主に底壁部を形成する金属製のインナーパネル38と、ドーム状の外壁部を形成する金属製のアウターパネル39とを有し、互いが溶接等で接合されることで燃料貯蓄空間が形成されている。ここで、インナーパネル38は少なくとも一部分が上げ底状になっており、最下面となる左右の第1底壁部38aと、これらの間に位置して上げ底部分を成す第2底壁部38bと、第1底壁部38aと第2底壁部38bとを連結する傾斜した内壁部38cとを有し、背面視で略左右対称な形状となっている。
また、燃料タンク12の左側の第1底壁部38aには、燃料タップ20が下方へ突出するようにして取り付けられている。燃料タップ20は、燃料の使用時等にライダー等が回動操作するバルブ20aを有している。このバルブ20aは、燃料タップ20が燃料タンク12に取り付けられた状態でエンジン14の吸気ポート15eの上方に位置し、且つ、側面視で燃料タンク12の下方に露出するようになっている(図3参照)。
図3に示すように、燃料タップ20の下部には第1フィードパイプ24の一端部24aが接続されている。第1フィードパイプ24は一端部24aからスロットルボディ18の左側方を通って後方へ延設されており、且つ後方へ向かうに従って下方に位置するよう傾斜して所定の勾配を有している。また、第1フィードパイプ24は吸気管19の左側方に至る位置で下方へ湾曲し、下方へ向いて開口する他端部24b(図5参照)がフィルタ装置21に接続されている。
フィルタ装置21はスロットルボディ18よりも後方で吸気管19の略直下に配置されている。換言すれば、スロットルボディ18に対して吸気管19に沿った吸気上流側(後側)には、吸気管19の下方に余剰スペースが存在しており、フィルタ装置21はこの余剰スペースに配設されている。また、フィルタ装置21は円筒状の外形を成しており(図3及び図4参照)、その軸芯が吸気管19内の吸気の通流方向に対して略直交するように左右方向に向けられて配設されている。そして上述した第1フィードパイプ24の他端部24bは、円筒状のフィルタ装置21の周壁部における左側上部に接続されている(図5参照)。
図5に示すように、フィルタ装置21の右側の端面には第2フィードパイプ25の一端部25aが接続され、第2フィードパイプ25はこの一端部25aから吸気管19の右側方を通り、スロットルボディ18の上部に設けられた燃料噴射ポンプ22まで延設されている。より詳細には、図5に示すように第2フィードパイプ25は、フィルタ装置21に接続された一端部25aから一旦右方向へ延び、途中で湾曲して吸気管19の右側方位置で上方へ向かい、更に途中で湾曲してスロットルボディ18の上方位置で前方へ向かって延びている(図4も参照)。そして燃料噴射ポンプ22の取り付け位置近傍で左方向へ再度湾曲し、図4に示すように他端部25bが燃料噴射ポンプ22に接続されている。
このように、第2フィードパイプ25は、吸気管19及びスロットルボディ18の近傍をその外面に沿って延設されており、更に、第1フィードパイプ24及び第2フィードパイプ25によって吸気管19を巻回するように配設されている。そして燃料タンク12内の燃料は、燃料タップ20から第1フィードパイプ24を通じてフィルタ装置21へ流下し、ここで異物が除去されると第2フィードパイプ25を通じて燃料噴射ポンプ22まで通流する。
燃料噴射ポンプ22の上部には、燃料噴射ポンプ22からの余剰燃料をフィルタ装置21へと戻す循環パイプ26が接続されている。図3に示すようにこの循環パイプ26は、燃料噴射ポンプ22に一端部30aが直接に接続される第1パイプ30と、第1パイプ30の他端部30bに入力端が接続されて上下2つの出力端を有する分配継手31と、分配継手31の下側の出力端に一端部32aが接続された第2パイプ32とを備えている。図5に示すように、第1パイプ30はその一端部30aから前方斜め右方向へ延びて分配継手31に接続されている。また、第2パイプ32はその一端部32aから下方へ延びた後、途中で湾曲してスロットルボディ18の上方近傍位置を後方へ向かい、吸気管19の上方位置では比較的大きな曲率半径を有して湾曲して左方向へ延びている。そして吸気管19の左側方位置では下方へ向かい、フィルタ装置21の左側の端面に他端部32bが接続されている。このように、循環パイプ26のうち第2パイプ32は、スロットルボディ18及び吸気管19の近傍をその外面に沿って延設されている。
分配継手31は、燃料タンク12の第2底壁部38bの下方の上げ底空間を通過するメインフレーム10a(図5にて二点鎖線で示す)に対して固定部材31Aで固定されている。この分配継手31の上側の出力端にはリターンパイプ27の一端部(下端部)が接続されており、リターンパイプ27の他端部(上端部)は燃料タンク12の満タン液面FLより上方の空気層に突出している。
より詳しくは、リターンパイプ27は、分配継手31に下端部が直接接続されるゴムチューブ等のフレキシブルパイプ33と、フレキシブルパイプ33の上端部に下端部が接続されて燃料タンク12の第2底壁部38bに予めロウ付け等で貫通固定された金属パイプ34とを備えている。フレキシブルパイプ33の下端部は分配継手31の上側の出力端に対してクランプ部材35で締結されており、フレキシブルパイプ33の上端部は金属パイプ34の下端部に対してクランプ部材36で締結されている。更に、フレキシブルパイプ33の中間部分には、近接配置された前記メインフレーム10a等との接触からフレキシブルパイプ33を守るための保護部材37が外装されている。このような構成により、燃料噴射ポンプ22にて生じた気泡は、循環パイプ26の第1パイプ30から分配継手31を通ってリターンパイプ27へ至り、これを通じて上昇して燃料タンク12の空気層へと導かれる。
また、本実施の形態に係る燃料供給装置100は、図5に示すように燃料噴射ポンプ22が、鉛直方向に対してポンプ部22b(破線で示す)の軸芯22c(一点鎖線で示す)の上部が下部に対し所定の角度αだけ右側(背面視で時計回り方向)に位置するよう傾斜して取り付けられている。従って、ポンプ部22bを鉛直方向に沿うように取り付けた場合に比べ、燃料噴射ポンプ22の鉛直方向寸法が小さくなっており、直上を通るメインフレーム10aと干渉しないようになっている。また、このようにすることにより、メインフレーム10aを高い位置に通さずにすむため、自動二輪車1の重心位置が高くなるのを抑制することができる。
また、図5に示すようにスロットルボディ18が有するバタフライバルブ23の回動軸23a(破線で示す)も、左側部分が右側部分に対し所定の角度βだけ上方(背面視で時計回り)に位置するよう傾斜して取り付けられており、本実施の形態ではこの角度βは燃料噴射ポンプ22の取付傾斜角度αと同一(α=β)に設定されている。従って、背面視したときの燃料噴射ポンプ22とスロットルボディ18との位置関係(時計回り方向の相対位置)を、燃料噴射ポンプ22を傾斜配置しない場合と同様に適切に保つことができる。
更に、スロットルボディ18をこのように傾斜して設けることにより、フィルタ装置21から延びる第2フィードパイプ25を、スロットルボディ18の右側方ではなく右側上方を通って延設することができる。スロットルボディ18の右側方を通した場合には右側方からの物体との接触が懸念されるが、本実施の形態のようにスロットルボディ18の右上方を通すことにより、右側方からの物体と接触する可能性が低減されるため好都合である。
なお、本実施の形態では直立単気筒エンジンについて例示しているが、これに限られず、例えば2〜4気筒であってもよく、直列式、水平対向式、あるいはV型のエンジンであってもよい。更に本発明に係る自動二輪車は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲でその構成を変更、追加、又は削除することができる。
本発明は、燃料噴射ポンプを有する燃料供給装置を採用しつつ、燃料噴射ポンプとメインフレームとを互いに干渉しないように配設することが可能ないわゆる中・大型の自動二輪車に適用することができる。
本発明の実施形態に係る中型又は大型の自動二輪車の左側面図である。 図1に示す自動二輪車が有する燃料供給装置の概略構成を示す概念図である。 図1に示す自動二輪車の燃料供給装置及びその周辺構成を拡大表示した左側面図である。 図3に示す燃料供給装置の右側面図である。 図3に示す燃料供給装置を後方から見た一部断面背面図である。
符号の説明
1 自動二輪車
12 燃料タンク
14 エンジン
15a シリンダヘッド
15e 吸気ポート
18 スロットルボディ
19 吸気管
20 燃料タップ
21 フィルタ装置
22 燃料噴射ポンプ
24 第1フィードパイプ
25 第2フィードパイプ
26 循環パイプ
27 リターンパイプ
28 吸気通路
100 燃料供給装置

Claims (4)

  1. ヘッドパイプから後方へ車体の幅方向の略中心を通って伸びるメインフレームと、該メインフレームより下方に配設されてシリンダを略縦置きしたエンジンとを備える自動二輪車であって、
    前記エンジンより上方に配設された燃料タンクと、前記エンジンのシリンダヘッドから後方へ伸びた吸気通路と、該吸気通路内へ前記燃料タンクからの燃料を供給する燃料供給装置と、前記吸気通路内を流れる吸気の量を調整すべく弁体及び該弁体の回動軸を有するスロットルボディとを備え、
    該燃料供給装置は、前記燃料タンクからの燃料が通流するフィルタと、該フィルタからの燃料を前記吸気通路内へ噴射する燃料噴射ポンプと、該燃料噴射ポンプからの余剰燃料を前記燃料噴射ポンプの上流側へ返送する循環パイプとを有し、
    前記燃料噴射ポンプは、軸芯方向に可動なポンプ部を有し、且つ、前記スロットルボディの上部にて前記軸芯が鉛直方向に対し一側方へ傾斜するようにして設けられており、
    前記スロットルボディは、水平方向に対し、前記回動軸が前記燃料噴射ポンプと同一方向へ傾斜するようにして設けられていることを特徴とする自動二輪車。
  2. 前記燃料供給装置は、前記燃料タンクからの燃料を前記フィルタを経由して前記燃料噴射ポンプへ導くフィードパイプを有し、該フィードパイプは、前記燃料タンクから前記吸気通路の他側方及び下方を経由して一側方へ至り、更に前記スロットルボディの一側部の上方を通って前記燃料噴射ポンプまで延設されていることを特徴とする請求項に記載の自動二輪車。
  3. 前記フィルタは、前記吸気通路より下方に配置されていることを特徴とする請求項に記載の自動二輪車。
  4. 前記フィルタは筒状を成し、前記吸気通路での吸気の通流方向に対して軸芯が交差するようにして配設されていることを特徴とする請求項に記載の自動二輪車。
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