JP5625631B2 - エンジンのスロットル装置 - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンとエアクリーナとの間に配置され、エンジンへの吸気量を調整するスロットルボディの構造に関する。
従来、自動車のスロットルボディは、エンジンがアイドリング状態において、確実に一定の吸気量をエンジンへ供給しアイドリング回転数を安定させるためのアイドルスピードコントロール装置もしくはアイドルスピードコントローラ(以下ISC装置)と、各スロットルボディに装着された燃料噴射弁に燃料を分配供給する燃料分配管が備えられたスロットルボディが知られている(特許文献1)。
ところで、上記のようなスロットルボディは、エンジンとエアクリーナとの間に掛け渡される通気通路の一部として構成されるが、この通気通路は、吸気抵抗を低減するため、短く形成するほうが好ましい。従って、この通気通路を構成するスロットルボディの軸長も短く形成する方が良い。
特開2009−36158号公報
しかしながら、従来の構造では、燃料分配管の上流側(吸気流方向の上流側)にISC装置が配置されるため、このISC装置の寸法の分、スロットルボディの軸長を長くとらなければならず、吸気抵抗を増加させる問題があった。また、ISC装置は、吸気通路との間にアイドル空気分配通路72bが形成され、ISC装置が開弁時において、空気がこのアイドル空気分配通路72bを通過するように構成されが、上記のように燃料分配管の上流側に配置されると、アイドル空気分配通路を長く形成する必要があるため、アイドル空気の吸気抵抗が増加し応答性が悪化すること及び加工コスト増加することが問題となっていた。
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、安価に製造でき、ISC装置の応答性が良く、且つ吸気抵抗が低いエンジンのスロットル装置を提供することを目的とする。
本発明のエンジンのスロットル装置は、吸気通路が形成された複数のスロットルボディ
が接続板を介して配列されてなるスロットル装置であって、前記スロットルボディに回転自在に支承された回転軸と、前記スロットルボディの外面に装着され、前記吸気通路の軸線に近づくように傾斜配置された燃料噴射弁と、前記回転軸と平行となるように支持され、前記燃料噴射弁の上端に接続された燃料分配管と、側面視において、前記吸気通路の軸線方向前記回転軸と前記燃料分配管との間に前記スロットルボディの通路軸線と略直交するように配置されたアイドルスピードコントローラと、を備えたことを特徴とする。
また、本発明のエンジンのスロットル装置において、前記アイドルスピードコントローラからアイドル空気を分配するためのバイパスホースが、前記スロットルボディの前面又は後面に配管されると共に、アイドル空気供給ホースが前記バイパスホースとは反対側の面に配管されたことを特徴とする。
また、本発明のエンジンのスロットル装置において、前記燃料分配管を支持する支持部を前記燃料噴射弁に対して、前記スロットルボディの配列方向にオフセットして設けたことを特徴とする。
また、本発明のエンジンのスロットル装置において、前記アイドルスピードコントローラは、前記スロットルボディの配列方向いずれか一方側に配置され、前記アイドルスピードコントローラからアイドル空気を分配するためのバイパスホースが、前記スロットルボディの前面又は後面に配管されると共に、アイドル空気供給ホースが前記バイパスホースとは反対側の面に配管されたことを特徴とする。
また、本発明のエンジンのスロットル装置において、前記スロットルボディの上方にエアクリーナが、その下方にエンジンがそれぞれ配置され、前記スロットルボディは、前記エアクリーナの側面視における後下部に形成した切欠き部に配置されると共に、前記アイドル空気供給ホースが前記スロットルボディの後面側に配管されたことを特徴とする。
本発明によれば、絞り弁と燃料分配管との間にISC装置を配置し、スロットルボディの長さを短くすることができると共に、アイドル空気の分配通路を短く形成でき、応答性を向上でき且つ加工コストを低減することができる。
また、ISCホースやバイパスホース等のホース類をスロットルボディの周囲で好適に分散配置し、簡素化を図ることで誤配管等を未然に防止することができる。更に、燃料噴射弁をより傾斜配置することができ、ISC装置の配置を容易にすることができる。
本発明の実施形態に係る自動二輪車の全体構成例を示す側面図である。 本発明の実施形態に係るスロットル装置周辺の構成例を示す側面図である。 本発明の実施形態に係るスロットル装置周辺の構成例を示す拡大側面図である。 本発明の実施形態に係るスロットル装置の後面図である。 図4のI−I線に沿う断面図である。 図4のII−II線に沿う断面図である。 本発明の実施形態に係るスロットル装置の右後方斜視図である。 本発明の実施形態に係るスロットル装置の右前方斜視図である。 本発明の実施形態に係るスロットル装置の前方正面図である。 本発明の実施形態に係るスロットル装置の下面図である。 本発明の実施形態に係るスロットル装置におけるエアクリーナの上側ケース半体の平面図である。 本発明の実施形態に係るスロットル装置の左側面図である。 本発明の実施形態に係るスロットル装置の右側面図である。
以下、図面に基づき、本発明によるエンジンのスロットル装置の好適な実施の形態を説明する。
ここで先ず、本実施形態に係る自動二輪車100の全体構成を説明する。図1において鋼製或いはアルミニウム合金材でなるメインフレーム101の前部には、ステアリングヘッドパイプ102によって左右に回動可能に支持された左右2本のフロントフォーク103が設けられる。フロントフォーク103の上端にはハンドルバー104が固定され、ハンドルバー104の両端にグリップ105を有する。フロントフォーク103の下部には前輪106が回転可能に支持されると共に、前輪106上部を覆うようにフロントフェンダ107が固定される。前輪106は、前輪106と一体回転するブレーキディスク108を有している。
メインフレーム101はステアリングヘッドパイプ102の後部に接続され、更に後方に向けて左右一対が二又状に分岐し、それぞれが後下がりに傾斜して延出する。メインフレーム101の後部付近から、後上りに適度に傾斜してシートレール101Aが延出し、後述するシートを支持する。なお、メインフレーム101やシートレール101Aにより車体フレームが構成される。また、メインフレーム101の後部にはスイングアーム109が揺動可能に結合すると共に、両者間にリヤショックアブソーバ110が装架される。スイングアーム109の後端には後輪111が回転可能に支持される。後輪111は、後述するエンジンの動力を伝達するチェーン112が巻回されたドリブンスプロケット113を介して、回転駆動されるようになっている。後輪111の直近周囲にはその前上部付近を覆うインナフェンダ114が設けられると共に、そのンナフェンダ114の上方にはリヤフェンダ115が配置される。
メインフレーム101に搭載されたエンジンユニット116(点線部)には、図示しない燃料供給装置から混合気が供給されると共に、エンジン内での燃焼後の排気ガスが排気管を通って排気される。本実施形態において、エンジンは例えば4サイクル多気筒、典型的には4気筒エンジンであってよい。それぞれの気筒の排気管はエンジンユニット116の下側にて結合し、その後排気チャンバ117を経て車両後端付近でマフラ118から排気される。
また、エンジンユニット116の上方には、燃料タンク119が搭載され、燃料タンク119の後方にシート120が連設される。このシート120は、ライダシート120Aとタンデムシート120Bとを含む。ライダシート120A及びタンデムシート120Bに対応して、フートレスト121及びフートレストもしくはピリオンステップ122が配置される。なお、この例では車両左側において、前後方向略中央下部に図示しないプロップスタンドを有している。
更に図1において、123はヘッドランプ、124はスピードメータ、タコメータ或いは各種インジケータランプ等を含むメータユニット、125はステー126を介してハンドルバー104に支持されるバックミラーである。
車両外装において、フェアリング127及びサイドカウル128によって車両の主に前部及び側部が覆われ、車両後部にはサイドカバーあるいはシートカウル129が被着し、これらの外装部材により所謂、流線型を有する車両の外観フォルムが形成される。このうちフェアリング127の前端部付近において、後述するエアクリーナ130に空気を送給するための空気取入口が開口している。エアクリーナ130とエンジンユニット116の間にスロットル装置10が配置され、エアクリーナ130によって清浄化された空気と図示しない燃料供給装置から供給された燃料とが混合されてなる混合気が、スロットル装置10からエンジンユニット116に供給されるようになっている。
次に図2及び図3に示されるようにエンジンユニット116は、下部にクランクシャフトを備えたクランクケース131と、このクランクケース131の上方にピストンを備えたシリンダ132とで構成され、シリンダ132の後面側に吸気ポート133が突設される。エアクリーナ130はエンジンユニット116の上方に配置され、半球状の上側ケース半体130Aと、後下部に切欠き部130aが形成された下側ケース半体130Bとで構成される。また、下側ケース半体130Bの前下部には、上述した空気取入口に連通する吸気口としての吸気ダクト134が形成される。
次に図4は、本発明の実施形態に係るスロットル装置10の後面図である。スロットル装置10は、この実施形態のように直列4気筒エンジンに適用され、この場合図4に示すように、各気筒に対してスロットルボディ11が配置される。スロットルボディ11は概略円筒形状の筒体でなり、上述の下側ケース半体130Bの切欠き部130aに配置され、その上端部側をエアクリーナ130に、また下端部側をエンジンユニット116の吸気ポート133にそれぞれ接続される。スロットルボディ11の後面側には燃料噴射弁12がスロットルボディ11の通路軸線と平行に近づくように傾斜させて取り付けられ、その上端には燃料分配管13が配置される。
また、図5は図4のI−I線に沿う断面図、図示6は図4のII−II線に沿う断面図である。本発明に係るスロットル装置10は、左右方向に並列に配置されたスロットルボディ11と、これらのスロットルボディ11を連結する接続板14とで構成される。なお、本実施形態の自動二輪車100には直列4気筒のエンジンが適用されるため、このスロットルボディ11も4気筒分を構成するために左右一対に連結して配置される。ここで、車両左側の気筒から右へ向かって順に第1気筒、第2気筒、第3気筒及び第4気筒とし、各気筒(♯1〜♯4)に関する部材に対してもこの順番もしくは順序を適用するものとする。
スロットルボディ11の筒体内部には吸気が流れる吸気通路15が形成され、図5に示すようにスロットルボディ11内の吸気通路15は、吸気流方向に下流側へ向かうほど内径が縮小するように形成される。詳述すれば、吸気通路15において上流側に内径が大きな大径部15Aと、下流側に内径が小さな小径部15Bと、これらの大径部15Aと小径部15Bの間に下流へ向かうほど内径が小さくなる縮径部15Cが連続して形成される。
吸気通路15の小径部15Bには、スロットルボディ11を左右方向に貫通する回転軸17に回転一体に絞り弁16が支持される。この回転軸17は図4に示されるように、スロットルボディ11(♯1)の左方に突出し、その突出部にスロットルケーブル18が巻回されるスロットプーリ19が回転一体に取り付けられ、運転者のスロットル操作に応じて回動するように構成される。なお、大径部15Aには別の絞り弁である所謂、電子スロットルバルブ20が配置される。この電子スロットルバルブ20は、ECU(エンジンコントロールユニット)がエンジン回転数、絞り弁16の開度等を電子的に読み取り、これらのパラメータに応じてアクチュエータ21によって開度が変更されるようになっている。
ここで更に、図7はスロットル装置10の右後方斜視図、図8は右前方斜視図、図9は前方正面図及び図10は下面図である。また、図12はスロットル装置10の左側面図、図13は右側面図である。これらの図も適宜参照するものとする。
上述のようにスロットルボディ11の後面に配置された燃料噴射弁12は、絞り弁16の下流側であって、吸気通路15内にその下端を望ませて配置される。詳述すれば、図5に示されるようにスロットルボディ11の後側下部を隆起させてなる取付ボス22を形成し、更にこの取付ボス22に取付孔23が貫通形成される。この取付孔23は絞り弁16の下流側に開口し、吸気通路15に連通する。燃料噴射弁12の下部が取付孔23に挿入支持され、Oリング24によって封止される。このように取り付けられた燃料噴射弁12はその長手方向の軸線が、スロットルボディ11の筒体の中心軸と平行に近づくように傾斜して支持され、これにより燃料噴射弁12から噴射される燃料の噴射方向がエンジン側へ指向し易くなるようにする。
燃料噴射弁12の他端側である頂部は、燃料分配管13に接続される。燃料分配管13は左右方向に長く延設され、各スロットルボディ11の♯1〜♯4筒体にそれぞれ配置された燃料噴射弁12に一連に接続される。燃料分配管13は、燃料タンク119から供給される燃料を各燃料噴射弁12に分配する燃料配管として機能する。なお、この例では図4等に示されるように♯2筒体と♯3筒体の間に、燃料タンク119側との接続パイプ25が配設され、燃料はこの接続パイプ25から左右の筒体に振分け分配される。
次に、図4等を参照して燃料分配管13の取付構造について説明する。ここで、従来の燃料分配管は、スロットルボディの筒体から後方に延出して形成された延出ボスにボルト等によって固定されていた。しかしながら、この延出ボスは、燃料噴射弁とスロットルボディの筒体との間に設けられていたため(例えば特許文献1の図3に記載の構造)、燃料噴射弁をより傾斜させて配置することができなかった。
そこで、本発明では図4等に示されるように、燃料分配管13を支持するための支持ボス26を燃料噴射弁12から左右方向にオフセットして設ける。これにより燃料噴射弁12とスロットルボディ11の筒体との間に空間を確保し、燃料噴射弁12をより傾斜できる構成としている。このように構成すれば、スロットルボディ11の吸気通路15の軸線方向における燃料分配管13と回転軸17との距離を十分に離すことができるため、後述するISC装置を取り付けるためのスペース確保が容易になる。
本発明に係るISC装置(アイドルスピードコントローラ)27は、本実施形態においてスロットルボディ11のうち♯1筒体と♯2筒体の間に配設される。また、図6に示されるようにスロットルボディ11に配置された接続板14上であって、側面視において燃料分配管13と絞り弁16の回転軸17との間に配置される。ISC装置27は、スロットルボディ11の通路軸線と略直交するように、接続板14によって支持された概して円筒状のISC本体28と、このISC本体28の後部に設けられたニップル29とを含む。ニップル29は、エアクリーナ130の下側ケース半体130Bの後部に設けられたニップル30(図11参照)との間に掛け渡されたISCホース31を介して互いに連通される。ISCホース31は、アイドル空気供給ホースとして機能する。この場合、ISCホース31は図2あるいは図3に示されるように、燃料分配管13の後側を通すように配管される。また、後述するようにエアクリーナ130側のニップル30は、エアクリーナ130内に配置されたエアファンネルよりも後方側に配置される。
ISC装置27の具体的構成において、ISC本体28は、接続板14に一体形成された筒状のケース体32と、このケース体32の前部を塞ぎ接続板14に固定されたコネクタキャップ33と、ケース体32の内側であって後部に配置された環状のコイル磁石34と、ケース体32の中心軸線に沿ってコイル磁石34内側にて前後方向にスライド可能に挿通された軸体35と、軸体35の後端に固着した弁体36と、弁体36を往復スライド可能に収容するスリーブ37と、弁体36を閉弁方向即ち後方に付勢するリターンスプリング38とを有している。
ケース体32及びスリーブ37はISC本体28において相互に一体化しており、これらを貫通して形成された複数のアイドル空気分配通路39とバイパス連通孔40とがスリーブ37の内周面に開口する。弁体36がスリーブ37内で往復動するのに対応して、これらの開口が開閉され、これによりアイドリング時にエンジンに供給されるべき空気(アイドル空気)が制御される。
ISC装置27について更に説明する。アイドル空気分配通路39として、図7にも示したように♯1筒体にアイドル空気を供給する第1アイドル空気分配通路39Aと、♯2筒体にアイドル空気を供給する第2アイドル空気分配通路39Bとを有する。なお、図6のIII矢視図も参照して、第1アイドル空気分配通路39A及び第2アイドル空気分配通路39Bは、ISC本体28の左右両側で対をなして図示例のように概略「ハ」字状に配置され、それぞれ♯1筒体及び♯2筒体の吸気通路15において絞り弁16の下流側に開口する。例えば第1アイドル空気分配通路39Aは図5に示されるように、♯1筒体のスロットルボディ11内で絞り弁16の下流側に開口する。
同様に、スロットルボディ11のうち♯3筒体及び♯4筒体に対して、図4及び図7等に示すように第3アイドル空気分配通路39C及び第4アイドル空気分配通路39Dが配設される。この場合、ISC装置27から直接にアイドル空気が供給されるのではなく、後述するバイパスホースを介して供給されるようになっている。
また、バイパス連通孔40として、接続板14に形成された内側バイパス通路(図示せず)を介して、内側バイパスホース41に接続する第1バイパス連通孔40Aと、接続板14に形成された外側バイパス通路(図示せず)を介して、外側バイパスホース42に接続する第2バイパス連通孔40Bとを有する。これらの内側バイパスホース41及び外側バイパスホース42は図8〜図10等に示されるように、スロットル装置10の前面側にて引き回され、それぞれ第3アイドル空気分配通路39C及び第4アイドル空気分配通路39Dに接続される。このように内側バイパスホース41及び外側バイパスホース42を介して♯3筒体及び♯4筒体にアイドル空気を供給する。なお、この例では外側バイパスホース42により、ISC装置27から最も外側にある♯4筒体とを連通させる。
ここで、エアクリーナ130からエンジンに至るまでのアイドル空気の経路について説明する。図11に示されるようにエアクリーナ130に付設された吸気ダクト134の開口134aを介して下側ケース半体130B内に空気が導入される。下側ケース半体130Bには、上側ケース半体130Aとの仕切りであるセパレートプレート135が敷設されており、下側ケース半体130B内に導入された空気は、エアフィルタ136を介して上側ケース半体130A内に導入される。セパレートプレート135上には♯1〜♯4のスロットルボディ11の筒体に対応して♯1〜♯4のエアファンネル137が列設される。各エアファンネル137の下端部は、それぞれ対応するスロットルボディ11の筒体と接続される。なお、前述のようにISCホース31が接続されるニップル30は、エアファンネル137よりも後方側に配置される。
エアクリーナ130内の空気は先ず、ISCホース31に進入してISC本体28内に吸入される。エンジンのアイドリング時には、ISC装置27内のコイル磁石34に通電されることにより、一定周期で軸体35及び弁体36が前後方向に往復動作し、ケース体32及びスリーブ37に形成されたアイドル空気分配通路39及びバイパス連通孔40が開閉する。これによりISCホース31を通過して、ISC装置27に供給されたアイドル空気は、アイドル空気分配通路39を介して♯1筒体及び♯2筒体へ、またバイパス連通孔40から内側バイパスホース41及び外側バイパスホース42を介して♯3筒体及び♯4筒体へそれぞれ供給される。
本発明によるスロットル装置10において、エンジンのアイドリング時にはISC装置27によって、エアクリーナ130から適正量のアイドル空気が各スロットルボディ11の絞り弁16の下流側へ供給される。これによりエンジンのアイドリング状態において、エンジンのアイドリング回転数を安定させるというISC装置27の基本的な性能を得ることができる。また、エアクリーナ130のメンテナンス時に着脱頻度の高いISCホース31を燃料分配管13の後方に配管することで、整備性を向上させることができる。更に、エアクリーナ130側のニップル30は、エアファンネル137の後方に配置されることで、エアファンネル137の吸気流を阻害することがなく、ISC装置27の適正作動を保証する。
特に本発明によれば、絞り弁16と燃料分配管13との間にISC装置27を配置し、これにより、従来ではISC装置が配置されていた分だけ、スロットルボディ11の軸長を省略することができる。その結果、スロットルボディ11の長さを少なくともその分だけ短く形成することができる。また、ISC装置27を絞り弁16の近傍に配置することになるため、アイドル空気の分配通路を短く形成でき、応答性を向上でき且つ加工コストを低減することができる。
また、本実施形態においてISC装置27をスロットル装置10の左方側に配置すると共に、そのISCホース31を内側バイパスホース41及び外側バイパスホース42とはスロットル装置10の反対側、即ち後面に配置する。このようにホース類を分散配置し、一箇所に集中することによる配管の複雑化が防止できる。そして、このことにより製造時又は整備時における誤配管等の問題発生を有効に防止することができる。
また、ISCホース31は、エアクリーナ130の着脱時に作業者が引き抜く必要がある。ISCホース31がスロットルボディ11の後面に配管されるため、作業時に支持し易くエアクリーナ130の着脱を容易に行うことができる。特にこのISCホース31は、燃料分配管13よりも後方に迂回させて配管する方が好ましい。燃料分配管13の内側を配管させてもISCホース31の上部が後方に露出すれば、支持構造上特に問題はないが、ISCホース31と燃料分配管13との干渉を防止することでISCホース31の磨耗を防止することができる。また、ISCホース31が燃料分配管13よりも後方に配管されることより、燃料噴射弁12をより傾斜させて配置することができ、ISC装置27の配置を容易に設定することができる。
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
上記実施形態においてISC装置27をスロットル装置10の左方側に配置する例を説明したが、左右反対とし、即ち右方側に配置することも可能である。
また、ISCホース31と内側バイパスホース41及び外側バイパスホース42とはスロットルボディ11の前面及び後面で上記実施形態の場合とは反対に配置してもよい。
10 スロットル装置、11 スロットルボディ、12 燃料噴射弁、13 燃料分配管、14 接続板、15 吸気通路、16 絞り弁1、17 回転軸、18 スロットルケーブル、19 スロットプーリ、20 電子スロットルバルブ、21 アクチュエータ、22 取付ボス、25 接続パイプ、26 支持ボス、27 ISC装置、28 ISC本体、29 ニップル、30 ニップル、31 ISCホース、39 アイドル空気分配通路、40 バイパス連通孔、41 内側バイパスホース、42 外側バイパスホース、100 自動二輪車、101 メインフレーム、102 ステアリングヘッドパイプ、103 フロントフォーク、104 ハンドルバー、106 前輪、109 スイングアーム、111 後輪、115 リヤフェンダ、116 エンジンユニット、119 燃料タンク、123 ヘッドランプ、124 メータユニット、127 フェアリング、130 エアクリーナ。

Claims (5)

  1. 吸気通路が形成された複数のスロットルボディが接続板を介して配列されてなるスロットル装置であって、
    前記スロットルボディに回転自在に支承された回転軸と、
    前記スロットルボディの外面に装着され、前記吸気通路の軸線に近づくように傾斜配置された燃料噴射弁と、
    前記回転軸と平行となるように支持され、前記燃料噴射弁の上端に接続された燃料分配管と、
    側面視において、前記吸気通路の軸線方向前記回転軸と前記燃料分配管との間に前記スロットルボディの通路軸線と略直交するように配置されたアイドルスピードコントローラと、を備えたことを特徴とするエンジンのスロットル装置。
  2. 前記アイドルスピードコントローラからアイドル空気を分配するためのバイパスホースが、前記スロットルボディの前面又は後面に配管されると共に、アイドル空気供給ホースが前記バイパスホースとは反対側の面に配管されたことを特徴とする請求項1記載のエンジンのスロットル装置。
  3. 前記燃料分配管を支持する支持部を前記燃料噴射弁に対して、前記スロットルボディの配列方向にオフセットして設けたことを特徴とする請求項1又は2記載のエンジンのスロットル装置。
  4. 前記アイドルスピードコントローラは、前記スロットルボディの配列方向いずれか一方側に配置されたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のエンジンのスロットル装置。
  5. 前記スロットルボディの上方にエアクリーナが、その下方にエンジンがそれぞれ配置され、
    前記スロットルボディは、前記エアクリーナの側面視における後下部に形成した切欠き部に配置されると共に、前記アイドル空気供給ホースが前記スロットルボディの後面側に配管されたことを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載のエンジンのスロットル装置。
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