JP7212712B2 - エアクリーナ装置 - Google Patents

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Description

本発明は、自動二輪車などに搭載されるエアクリーナ装置に関する。
特許文献1には、エアクリーナのタンク内部をダーティサイドとクリーンサイドに仕切るようにフィルタエレメントが配置されたエアクリーナが記載されている。
特開2011-202595号公報
特許文献1では、エアクリーナのタンク内部の中央付近にフィルタエレメントが取り付けられているが、フィルタを交換可能に取り付けるためには複雑な構造が必要となる。
本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、フィルタの取り付けを容易化するエアクリーナ装置を実現することである。
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る第1の形態は、タンク部(40)とフィルタ部(50)とを有するエアクリーナ装置であって、前記タンク部(40)は、エアを吸入する吸気口(45)と、前記吸気口(45)に連通する吸気通路(60)と、を有し、前記吸気口(45)は、前記タンク部(40)におけるエアの流動方向の上流側の前端部(43)に設けられ、前記吸気通路(60)の後端部(61)に第1のシール部材(73)が設けられ、前記第1のシール部材(73)と、前記フィルタ部(50)を構成するフレーム部材(52)に設けられた凸部(54)とがエア流動方向に係合する
また、本発明に係る第2の形態は、第1の形態において、前記フィルタ部(50)は、前記タンク部(40)の前端部(43)に接続される前記吸気通路(60)の端部(61)の内面側に取り付けられる。
また、本発明に係る第3の形態は、第1または第2の形態において、前記吸気通路(60)は、前記タンク部(40)の前端部(43)に接続される端部(61)が内面側に折れ曲がっている。
また、本発明に係る第4の形態は、第1から第3のいずれかの形態において、前記第1のシール部材(73)は、前記吸気通路(60)の端部(61)と前記フレーム部材(52)との間をシールす
また、本発明に係る第の形態は、第1から第のいずれかの形態において、前記タンク部(40)の前端部(43)と前記吸気通路(60)の端部(61)とは、第2のシール部材(70)によりシールされた状態で接続されている
本発明によれば、フィルタの取り付けを容易化することができる。
詳しくは、本発明に係る第1の形態によれば、フィルタ部50は、フレーム部材52に設けられた凸部54が吸気通路60の後端部に設けられた第1のシール部材73に係合するように構成されていることにより、フィルタ部50と第1のシール部材73との密着状態が高くなり、フィルタ部50と吸気通路60との気密性をさらに良好に保持することができる
また、本発明に係る第2の形態によれば、フィルタ部50は、タンク部40の前端部43に接続される吸気通路60の端部61の内面側に取り付けられることにより、エアの流れを阻害しない位置にフィルタを取り付けることができる。
また、本発明に係る第3の形態によれば、吸気通路60は、タンク部40の前端部43に接続される端部61が内面側に折れ曲がっていることにより、フィルタを引っ掛ける構造にしてフィルタの取り付けを容易かつ確実にできる。
また、本発明に係る第4の形態によれば、第1のシール部材73は、吸気通路60の後端部61とフレーム部材52との間をシールすることにより、フィルタ部50と吸気通路60との接続部分の気密性を保持することができる。
また、本発明に係る第の形態によれば、タンク部40の前端部43と吸気通路60の後端部61とは、第2のシール部材70によりシールされた状態で接続されていることにより、タンク部40と吸気通路60との接続部分の気密性を保持することができる。
本実施形態のエアクリーナ装置を適用した自動二輪車の左側面(a)、右側面図(b)および正面図(c)である。 本実施形態のエアクリーナ装置の左側面図(a)および車幅方向中央を車体前後方向に沿って切断した断面図(b)である。 本実施形態のエアクリーナ装置の拡大断面図である。 本実施形態のフィルタ部の正面図(a)および後面図(b)である。 本実施形態のフィルタ部の上面図(a)および下面図(b)である。 本実施形態のフィルタ部の左側面図である。 本実施形態のエアクリーナ装置のタンク部とフィルタ部と吸気通路の取付構造を示す図2(b)のP部の拡大図(a)、図2(b)のP部を(a)とは異なる方向から見た拡大図(b)である。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴のうち2つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
以下、本発明のエアクリーナ装置を鞍乗り型車両としての自動二輪車に搭載した実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、前後、左右及び上下といった方向の記載は、特に記載がなければ車体に対する方向と同一とする。
[全体構成]
まず、図1を参照して、本実施形態のエアクリーナ装置を含む自動二輪車の概略構成について説明する。
図1は、本実施形態のエアクリーナ装置3を適用した自動二輪車1の左側面(a)、右側面図(b)および正面図(c)である。
自動二輪車1の車体フレーム4は、ヘッドパイプ9から車体後方に延出する左右一対のメインフレーム5を有する。ヘッドパイプ9に揺動自在に軸支される前輪WFの操舵系は、車軸17によって前輪WFを軸支する左右一対のフロントフォーク15と、ヘッドパイプ9の上下でフロントフォーク15をクランプするトップブリッジ8およびボトムブリッジ11と、トップブリッジ8およびボトムブリッジ11を互いに連結してヘッドパイプ9に軸支されるステアリングステム(不図示)とからなる。前輪WFのホイール16には、左右一対のブレーキディスク33が固定されており、フロントフォーク15に固定されるフロントブレーキキャリパ34と共に前輪WF側の油圧ブレーキシステムが構成される。フロントフォーク15の上部には、操舵ハンドル6が固定されている。
メインフレーム5の後方下部には、スイングアーム23を揺動可能に軸支するピボット19を支持する左右一対のピボットプレート20が接続されている。メインフレーム5の下部には、4サイクルV型4気筒のエンジンEが固定されている。エンジンEの燃焼ガスは、排気管を介して車幅方向右側のマフラー37に導かれる。エンジンEの駆動力は、スイングアーム23の後端に回転自在に軸支された後輪WRに伝達される。
ヘッドパイプ9の前方には、防風スクリーン7を備えるフロントカウル10が配設されている。フロントカウル10の下方には、左右一対のサイドカウル28が連結されており、サイドカウル28の下端部には、エンジンEの下部を覆うアンダーカウル21が連結されている。前輪WFの上部を覆うフロントフェンダ14は、フロントフォーク15に固定されている。メインフレーム5の上部には、燃料タンク31およびエアクリーナ装置3の上部を覆うタンクカバー2が取り付けられている。タンクカバー2に取り付けられるシート30の後方には、リヤカウル29が配設されている。後輪WRの上部を覆うリヤフェンダ27は、スイングアーム23の上部に固定されている。
スイングアーム23の後端部には、車軸24によって後輪WRが回転自在に軸支されている。エンジンEの出力軸18から出力される駆動力は、ドライブチェーン(不図示)を介して後輪WRのホイール25に車幅方向左側に固定されたドリブンスプロケット26に伝達される。後輪WRのホイール25の車幅方向右側には、ブレーキディスク35が固定されており、スイングアーム23の下側に配設されるリヤブレーキキャリパ36と共に後輪WR側の油圧ブレーキシステムが構成される。スイングアーム23は、ピボット19の後方に配設されるリヤクッション32によって車体フレーム4に吊り下げられている。
メインフレーム5の車幅方向外側には、エアクリーナ装置3に外気を導くエアダクト13が左右一対で配設されている。エアダクト13は、フロントフォーク15の車幅方向外側を通ってヘッドパイプ9の前方で集合し、フロントカウル10の車幅方向中央に設けられた開口12に接続される。エンジンEの車体前方にはラジエータ39が配設されている。
本実施形態の自動二輪車1は、特にレース用に構成された車両であり、燃料タンク31がシート30の車体前後方向の前端部よりも前方に延び、シート30の車体前後方向の後端部付近まで延びている。燃料タンク31は車体前後方向に長い外形を有し、車幅方向両側の左右のメインフレーム5の間に配置されている。燃料タンク31の前方下部には、左右のメインクレーム5の間にエアクリーナ装置3が配置されている。左右のメインクレーム5は、エアクリーナ装置3を支持している。エアクリーナ装置3は、燃料タンク31が取り外された状態でエアクリーナボックスの開閉やフィルタ部の交換などのメンテナンスが可能となる。
[エアクリーナ装置の構成]
次に、図2から図7を参照して、本実施形態のエアクリーナ装置3の構成について説明する。
図2は、本実施形態のエアクリーナ装置の左側面図(a)および車幅方向中央を車体前後方向に沿って切断した断面図(b)である。図3は、本実施形態のエアクリーナ装置の拡大断面図である。図4は、本実施形態のフィルタ部の正面図(a)および後面図(b)である。図5は、本実施形態のフィルタ部の上面図(a)および下面図(b)である。図6は、本実施形態のフィルタ部の左側面図である。図7は、本実施形態のエアクリーナ装置のタンク部とフィルタ部と吸気通路の取付構造を示す図2(b)のP部の拡大図(a)、図2(b)のP部を(a)とは異なる方向から見た拡大図(b)である。
図2、図3および図7において、エアクリーナ装置3は、内部が空洞のタンク部40と、タンク部40に取り付けられるフィルタ部50とを有する。タンク部40は、上部の蓋部41と下部のタンク本体42から構成され、蓋部41とタンク本体42が取り外し可能に構成されることで、タンク部40の内部が開閉可能となっている。
タンク部40のタンク本体42は、前端部43に吸気口45が開口し、下端部44に2つの排気口46が開口するように構成されている。また、タンク部40の前端部43には、吸気口45に連通する吸気通路60が接続されている。吸気通路60は、タンク部40の前端部43から車体前方に延び、エアダクト13に接続されている。
タンク部40の吸気口45を形成する前端部43と吸気通路60の吸気エア出口を形成する後端部61とが接続された状態で、図7に示すように、タンク部40の前端部43が吸気通路60の後端部61の外面側に重なる位置関係となる。これにより、タンク部40の前端部43(吸気口45)と吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61とが接続された部分において、タンク部40の前端部43(吸気口45)が吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61の内面側に重なる位置関係とした場合に比べて、エアが外部に流れてフィルタ部50に導かれるエア量が減少したり、フィルタ部50でろ過されるエアの気流が乱れるといった不都合を防止することができる。これに対して、タンク部40の前端部43(吸気口45)が吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61の内面側に重なる位置関係とした場合は、タンク部40の前端部43(吸気口45)と吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61とが接続された部分の隙間からエアが外部に漏れたり、フィルタ部50の直前でエアがタンク部40の前端部43(吸気口45)に衝突して気流が乱れる可能性がある。
タンク部40の前端部43(吸気口45)は、開口端に近づくほど開口径が狭くなる方向に絞られた形状を有する。吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61は、開口端に近づくほど開口径が広くなる拡径部62と、タンク部40の前端部43(吸気口45)と重なる部分より下流側の端部が開口径が小さくなる方向に内面側に折れ曲がった曲折部63とを有する。
また、タンク部40の前端部43(吸気口45)が吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61の外面側(拡径部62)に重なる部分において、タンク部40の前端部43(吸気口45)には吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61の外面側との隙間を流体密にシールする外側シール部材70が装着されている。外側シール部材70は、断面U字状に形成され、タンク部40の前端部43(吸気口45)に差し込まれる一端部71と、円形の断面を有し、吸気通路60の外面に押し当てられる他端部72とが相反する方向に接続されて構成されている。外側シール部材70は、タンク部40の前端部43(吸気口45)において、全周にわたって形成されていてもよいし、全周よりも短い長さで部分的(間欠的に)に形成されていてもよい。
また、吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61の曲折部63には、タンク部40の前端部43(吸気口45)との隙間を流体密にシールする内側シール部材73が装着されている。さらに、内側シール部材73は、後述するフィルタ部50のフレーム部材52が吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61の曲折部63の内面側に係合する部分においてフィルタ部50のフレーム部材52と吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61の曲折部63とが重なる部分の隙間を流体密にシールする。内側シール部材73は、断面U字状で外側より内側が短い形状を有し、吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61の曲折部63に差し込まれる。内側シール部材73は、吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61の曲折部63において、全周にわたって形成されていてもよいし、全周よりも短い長さで部分的(間欠的に)に形成されていてもよい。
図2(b)および図3に示すように、タンク部40の前端部43(吸気口45)と吸気通路60の後端部61とが接続された部分にはフィルタ部50が配置されている。フィルタ部50は、タンク部40の前端部43と吸気通路60の後端部61とが接続された部分において、吸気通路60の後端部61に着脱可能に取り付けられ、ユーザが必要に応じて、古いフィルタ部50をタンク部40から取り外して新しいフィルタ部50を取り付けることが可能である。このように、タンク部40の内部ではなく、タンク部40の前端部43(吸気口45)にフィルタ部50を配置したことにより、フィルタ部50より上流側(フィルタ部50の前段の吸気エアがろ過される前のダーティサイド)に位置するタンク部40の内部の容積を縮小し、タンク部40の内部におけるフィルタ部50の下流側(フィルタ部50の後段の吸気エアがろ過された後のクリーンサイド)に位置するタンク部40の内部の容積を拡大することができる。そして、タンク部40におけるクリーンサイドの容積を拡大することにより、タンク部の内部に吸入されるクリーンサイドのエアの体積が増加するので、エンジン出力の向上にも寄与する。
図4から図6にも示すように、フィルタ部50は、ろ材からなるフィルタ部材51と、フィルタ部材51を支持するフレーム部材52とを備え、フレーム部材52の周縁部53が吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61の曲折部63の全周に係止される。フレーム部材52はフレキシブルな樹脂製または金属製であり、図7に示すように、フレーム部材52には吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61の曲折部63の内面に当接するように外側に突出する凸部54が形成されている。また、上述したように、フィルタ部50のフレーム部材52が取り付けられる吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61の曲折部63はエアが漏れないように内側シール部材73により隙間が流体密にシールされる。詳しくは、フレーム部材52の凸部54より下流側の部分が吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61の曲折部63の内面側の内側シール部材73に密着した状態となり、また、フレーム部材52の凸部54が吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61の曲折部63の内面側の内側シール部材73の端部に引っかかった状態となる。このようにフィルタ部50のフレーム部材52が内側シール部材73に密着し係止された状態となるので、フィルタ部50のフレーム部材52と吸気通路60の後端部61との接続部分が流体密にシールされると共に、フィルタ部50が吸気通路60の後端部61に係止され、タンク部40の前端部43(吸気口45)に保持される。なお、フレーム部材52の凸部54は全周にわたって形成されていてもよいし、全周よりも短い長さで部分的(間欠的に)に形成されていてもよい。
フィルタ部50は、半円状または三日月状の第1のフィルタ部材55と第2のフィルタ部材56が所定の角度θ(例えば、0°<θ<180°、本例では90°~110°)で折り曲げられたように接続されている。詳しくは、フィルタ部50は、第1のフィルタ部材55の第1の曲線状の縁部55aと、第2のフィルタ部材56の第1の曲線状の縁部56aとが所定の角度θで折り曲げられて稜線を形成するように接続され、第1のフィルタ部材55の第2の曲線状の縁部(第2のフィルタ部材56と接続されていない部分)55bと第2のフィルタ部材56の第2の曲線状の縁部(第1のフィルタ部材55と接続されていない部分)56bが第1のフィルタ部材55の第1の曲線状の縁部55aと第2のフィルタ部材56の第1の曲線状の縁部56aとの接続部分から上流側に放射状に広がるように構成されている。フレーム部材52は、第1のフィルタ部材55の第2の曲線状の縁部55bと第2のフィルタ部材56の第2の曲線状の縁部56bに取り付けられている。フレーム部材52の外形は、吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61の曲折部63の外形(開口形状)に合致するような形状となっている。
本実施形態において、フィルタ部50は、タンク部40の前端部43と吸気通路60の後端部61とが接続される部分に係止された状態で取り付けられる、つまり、吸気通路60とタンク部40の接続部分を利用してフィルタ部50が取り付けられるので、別途取付部材を設ける必要が無くなる。よって、フィルタ部50の取り付けを容易化することができる。
また、フィルタ部50は、タンク部40の前端部43に接続される吸気通路60の後端部61の内面側に取り付けられることにより、エアの流れを阻害しない位置にフィルタ部50を取り付けることができる。
また、吸気通路60は、タンク部40の前端部43に接続される後端部61の曲折部63が内面側に折れ曲がっていることにより、フィルタ部50のフレーム部材52を曲折部63に係止するだけでフィルタ部50の取り付けを容易かつ確実にできる。
また、タンク部40の前端部43に接続される吸気通路60の後端部61に外側シール部材70が装着されていることにより、タンク部40と吸気通路60の接続部分の気密性を保持することができる。
また、フィルタ部50のフレーム部材52が係止される吸気通路60の後端部61の曲折部63に内側シール部材73が装着され、フィルタ部50のフレーム部材52が内側シール部材73に係止されていることにより、フィルタ部50と吸気通路60との接続部分の気密性を保持しながら、フィルタ部50を吸気通路60に確実に保持することができる。
また、フィルタ部50は、フィルタ部50のフレーム部材52に設けられた凸部54が内側シール部材73に引っかかるように構成されていることにより、フィルタ部50と内側シール部材73との密着状態が高くなり、フィルタ部50と吸気通路60との気密性をさらに良好に保持することができる。
また、本実施形態において、フィルタ部50は、第1のフィルタ部材55と第2のフィルタ部材56が所定の角度θで折り曲げられたように接続され、第1のフィルタ部材55と第2のフィルタ部材56の接続部分から放射状に広がるように構成されていることにより、フィルタ部が平面状に構成されている場合に比べて、エアが通過するろ材の表面積を拡大し、吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61またはタンク部40の前端部43(吸気口45)の断面積(流路面積)が小さい場合であっても、多くの吸気エアをろ過しつつタンク部40の内部に取り込むことができるようになる。よって、吸入エア量が増大した場合でもフィルタリグ性能を向上することができる。
また、第1のフィルタ部材55および第2のフィルタ部材56が接続されている部分以外の第1のフィルタ部材55の第2の縁部55bおよび第2のフィルタ部材56の第2の縁部56bを曲線状としたことにより、直線状よりもフィルタの表面積を広くすることができる。
また、フィルタ部材50は、タンク部40におけるエアの流動方向の上流側の吸気口45を形成する前端部43に配置されていることにより、エアの流れの上流側の吸引力の強い位置にフィルタが配置されることでフィルタリング性能を向上できる。さらに、タンク部40の前端部43(吸気口45)にフィルタ部50を配置したことにより、フィルタ部50より上流側(フィルタ部50の前段の吸気エアがろ過される前のダーティサイド)に位置するタンク部40の内部の容積を縮小し、タンク部40の内部におけるフィルタ部50の下流側(フィルタ部50の後段の吸気エアがろ過された後のクリーンサイド)に位置するタンク部40の内部の容積を拡大することができる。
また、フレーム部材52は、第1のフィルタ部材55の幅方向と、第2のフィルタ部材56の前後方向と、第1のフィルタ部材55と第2のフィルタ部材56が接続されている稜線部分に沿って延びる複数の分岐部57を有し、フィルタ部50の剛性を高めている。
また、第1のフィルタ部材55および第2のフィルタ部材56は、吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61の曲折部63に取り付けられた状態で、タンク部40に流入するエアの流動方向における上流側に向けて放射状に広がり、下流側に向けて凸状となる、つまり、タンク部40の内部に向けて凸状(吸気通路60に向けて凹状)となるように構成されている。これにより、エアの流れに沿ってフィルタ部50が配置されることでエアの流れを乱すことなく、フィルタリング性能を向上できる。
また、フィルタ部50の第1のフィルタ部材55および第2のフィルタ部材56は、吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61の曲折部63に取り付けられた状態で、吸気通路60の後端部(吸気エア出口)61が湾曲する方向(エアの流動方向)Dに沿って凸状となる。これにより、エアの流れに沿ってフィルタ部50が配置されることでエアの流れを乱すことなく、フィルタリング性能を向上できる。
発明は上記の実施形態に制限されるものではなく、発明の要旨の範囲内で、種々の変形・変更が可能である。例えば、本実施形態では、自動二輪車に適用した例を説明したが、これに限られず、鞍乗り型車両全般あるいは鞍乗り型車両以外にも適用できる。
1…自動二輪車
2…タンクカバー
3…エアクリーナ装置
4…車体フレーム
5…メインフレーム
6…操舵ハンドル
7…防風スクリーン
8…トップブリッジ
9…ヘッドパイプ
10…フロントカウル
11…ボトムブリッジ
12…開口
13…エアダクト
14…フロントフェンダ
15…フロントフォーク
16…前輪のホイール
17…前輪の車軸
18…エンジンの出力軸
19…ピボット
20…ピボットプレート
21…アンダーカウル
23…スイングアーム
24…後輪の車軸
25…後輪のホイール
26…ドリブンスプロケット
27…リヤフェンダ
28…サイドカウル
29…リヤカウル
30…シート
31…燃料タンク
32…リヤクッション
33…ブレーキディスク
34…フロントブレーキキャリパ
35…ブレーキディスク
36…リヤブレーキキャリパ
37…マフラー
39…ラジエータ
40…タンク部
41…蓋部
42…タンク本体
43…タンク部の前端部
44…タンク部の下端部
45…タンク部の吸気口
46…タンク部の排気口
50…フィルタ部
51…フィルタ部材
52…フレーム部材
53…周縁部
54…凸部
55…第1のフィルタ部材
55a、55b…縁部
56…第2のフィルタ部材
56a、56b…縁部
57…分岐部
60…吸気通路
61…後端部
62…拡径部
63…曲折部
70…外側シール部材(第2のシール部材)
71…外側シール部材の一端部
72…外側シール部材の他端部
73…内側シール部材(第1のシール部材)
WF…前輪
WR…後輪
D…吸気通路の後端部(吸気エア出口)が湾曲する方向(エアの流動方向)
E…エンジン
θ…フィルタ部材の角度

Claims (5)

  1. タンク部(40)とフィルタ部(50)とを有するエアクリーナ装置であって、
    前記タンク部(40)は、エアを吸入する吸気口(45)と、
    前記吸気口(45)に連通する吸気通路(60)と、を有し、
    前記吸気口(45)は、前記タンク部(40)におけるエアの流動方向の上流側の前端部(43)に設けられ、
    前記吸気通路(60)の後端部(61)に第1のシール部材(73)が設けられ、
    前記第1のシール部材(73)と、前記フィルタ部(50)を構成するフレーム部材(52)に設けられた凸部(54)とがエア流動方向に係合することを特徴とするエアクリーナ装置。
  2. 前記フィルタ部(50)は、前記タンク部(40)の前端部(43)に接続される前記吸気通路(60)の端部(61)の内面側に取り付けられることを特徴とする請求項1に記載のエアクリーナ装置。
  3. 前記吸気通路(60)は、前記タンク部(40)の前端部(43)に接続される端部(61)が内面側に折れ曲がっていることを特徴とする請求項1または2に記載のエアクリーナ装置。
  4. 前記第1のシール部材(73)は、前記吸気通路(60)の端部(61)と前記フレーム部材(52)との間をシールすることを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のエアクリーナ装置。
  5. 前記タンク部(40)の前端部(43)と前記吸気通路(60)の端部(61)とは、第2のシール部材(70)によりシールされた状態で接続されていることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載のエアクリーナ装置。
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