JP2013104424A - チャンバーエアクリーナー及びこれを含むエンジン用吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンルームの限定された空間を効率的に活用し、エンジンに供給される空気の量を増加させると共に、騒音を低減させるチャンバーエアクリーナー、及びこのチャンバーエアクリーナーを備えるエンジン用吸気装置を提供する。
【解決手段】本発明のエンジン用吸気装置は、ダクトと、メインエアクリーナーと、メインエアクリーナーを通過した空気をエンジンに供給するエアホースと、チャンバーエアクリーナーと、を備え、前記チャンバーエアクリーナーが、チャンバーハウジングと、外部空気を供給する吸入ダクトと、吸入ダクトを介して流入された空気を浄化するフィルタエレメントと、吸入ダクトを開閉する可変バルブと、を備え、
前記可変バルブが、低速領域では閉鎖されて空気の流入を阻止し、高速領域では開放されて空気を流入させることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、チャンバーエアクリーナー、及びこれを含むエンジン用吸気装置に係り、より詳しくは、可変バルブの開閉動作によりエンジンに供給される空気量を増大すると共に、騒音を低減するチャンバーエアクリーナー、及びこれを含むエンジン用吸気装置に関する。

エンジン用吸気装置は、外部空気をエンジンに供給する装置であり、図１又は特許文献１に開示したように構成される。
図１は、従来技術によるエンジン用吸気装置の平面図である。

図１に示すように、エンジン用吸気装置は、ダクト１０（ｄｕｃｔ）を介して外部から吸入した空気を、メインエアクリーナー２０（ａｉｒ ｃｌｅａｎｅｒ）に通過させて不純物を除去する。エンジン用吸気装置は、浄化された空気をエンジンに供給するエアホース３０（ａｉｒ ｈｏｓｅ）と、空気の吸入時に発生する騒音のうち、特定周波数帯域の騒音を低減又は除去する共鳴器（ｒｅｓｏｎａｔｏｒ）４０と、を備える。

メインエアクリーナー２０は、図２又は特許文献２に開示しているように分解される。
図２は、従来技術によるエンジン用吸気装置のメインエアクリーナーの分解斜視図である。

図２に示すように、一般的なメインエアクリーナー２０は、外部空気を吸入するダクト１０が配置された下部ケース２１と、下部ケース２１の上端をカバーするように配置された上部ケース２２と、下部ケース２１の上端の周囲に冠着されたり嵌合されたりして固定され、ダクト１０を介して吸入された空気を浄化するフィルタ部材２３と、を有する。フィルタ部材２３を通過した空気は、上部ケース２２側に連結されたエアホース３０を介してエンジンに供給される。

図２に示すような従来のエンジン用吸気装置を装備して走行する車両は、吸入されてエンジンに供給される空気量が不足し、競合する車種の車両に比べて出力が低下することがあるという問題があった。また、消費者が、従来のエンジン用吸気装置を装備する車両に対する良くない印象を受けて商品性が低下するという問題があった。
エンジンに供給される空気の量を増加させて外部空気の流入を誘導する構成にするのは、エンジンルームの構造が非常に複雑で空間が限定されているため困難であった。

韓国公開特許第２０１０−００６０２９３号公報 韓国登録特許第１０−０１７７０７４号公報

本発明は、かかる問題点を解決するためになされた研究の成果によるものであって、エンジンルームの限定された空間を効率的に活用してエンジンに供給される空気の量を増加させると共に、騒音を低減させるチャンバーエアクリーナー、及びこのチャンバーエアクリーナーを備えるエンジン用吸気装置を提供することにその目的がある。

前記目的を達成するための、本発明によるチャンバーエアクリーナーは、メインエアクリーナーを通過した空気をエンジンに供給するエアホースに、連結部を介して装着されたチャンバーハウジングと、チャンバーハウジングに連通し、外部空気を供給する吸入ダクトと、チャンバーハウジングの、吸入ダクトとの連通口の周辺部に設置され、吸入ダクトを開閉する可変バルブと、チャンバーハウジングの内部に装着され、吸入ダクトを介して流入された空気を浄化するフィルタエレメントと、を備えることを特徴とする。

また本発明の可変バルブは、低速領域では閉鎖されて空気の流入を阻止し、高速領域では開放されて空気を流入させる。

また本発明は、可変バルブに設けられた第１磁石とチャンバーハウジングに設けられた第２磁石との吸着力は、低速領域におけるエアホースの吸圧よりも強く、低速領域では第１磁石と第２磁石とは相互に吸着して可変バルブを閉鎖して空気の流入を阻止し、第１磁石と第２磁石との吸着力は、高速領域におけるエアホースの吸圧より弱く、高速領域では第１磁石と第２磁石とは離隔されて可変バルブが開放され、空気が流入されることを特徴とする。

また本発明の前記フィルタエレメントは、前記吸入ダクトから連結部を介してエアホースに流入される空気が浄化されるようにカセット差込式に装着されるように構成される。

また、前記目的を達成するための、本発明によるチャンバーエアクリーナーを含むエンジン用吸気装置は、外部空気が流入される吸入ダクトと、吸入ダクトに連通し、吸入ダクトに流入された空気を浄化するメインエアクリーナーと、メインエアクリーナーを通過した空気をエンジンに供給するエアホースと、エアホースに装着されて騒音を低減する共鳴器と、エアホースに装着され、低速領域で騒音を低減し、高速領域で空気の流入を増大させるチャンバーエアクリーナーと、を有し、チャンバーエアクリーナーが、エアホースに連結部を介して装着されるチャンバーハウジングと、チャンバーハウジングに連通して設けられ外部空気を流入させる吸入ダクトと、チャンバーハウジングの吸入ダクトの周辺部に設置されて吸入ダクトを開閉する可変バルブと、チャンバーハウジングの内部に装着され、吸入ダクトを介して流入された空気を浄化するフィルタエレメントと、を備えることを特徴とする。

前記課題を解決するための手段により、本発明は、次のような効果を提供することができる。
本発明によるチャンバーエアクリーナー及びこれを含むエンジン用吸気装置は、可変バルブが吸入ダクトを開閉することにより、低速領域では共鳴器として作用して騒音を低減する効果があり、高速領域では空気吸入口として作用して車両の出力を増加させる効果がある。
また、本発明は、フィルタエレメントをカセット差し込み式で設けたので、コンパクトに形成され、複雑で限定された空間を有するエンジンルームであっても、既存のレイアウトを大きく変化させることなく、容易に装着できるという効果がある。

従来技術によるエンジン用吸気装置の平面図である。 従来技術によるエンジン用吸気装置のメインエアクリーナーの分解斜視図である。 本発明の一実施例によるチャンバーエアクリーナーを含むエンジン用吸気装置の斜視図である。 本発明の一実施例によるチャンバーエアクリーナーの上部断面斜視図である。 本発明の一実施例によるチャンバーエアクリーナーの分解斜視図である。 本発明の一実施例によるチャンバーエアクリーナーの上部断面平面図及び可変バルブを示す図面である。 本発明の一実施例によるチャンバーエアクリーナーで可変バルブの開閉動作を示す図面であり、（ａ）は低速領域の状態であり（ｂ）は高速領域の状態である。

以下に、添付図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図３は、本発明の一実施例によるチャンバーエアクリーナーを含むエンジン用吸気装置の斜視図である。
図３に示すように、本発明のエンジン用吸気装置は、ダクト１０と、メインエアクリーナー２０と、エアホース３０と、チャンバーエアクリーナー１００と、を備える。

ダクト１０は、メインエアクリーナー２０に連通され、外部空気を流入する。ダクト１０は、後述するチャンバーエアクリーナー１００の吸入ダクト１２０と同様に構成することができる。

メインエアクリーナー２０は、図２に示す従来技術のメインエアクリーナー２０であって、ダクト１０と連通し、内部に不純物をろ過するフィルタ部材２３が設置され、ダクト１０から流入された空気をろ過して浄化する。フィルタ部材２３は、可能な限り大きなろ過面積を持つように構成されることが好ましい。

フィルタ部材２３は、下部ケース２１の上端の周辺部に固定配置され、上部ケース２２と下部ケース２１の間をシーリングすることにより、メインエアクリーナー２０を気密に形成する。

エアホース３０は、メインエアクリーナー２０を通過した空気をエンジンに供給する。エアホース３０に、騒音を低減させる共鳴器４０、及び低速領域で騒音を低減し、高速領域で空気の流入を増大させるチャンバーエアクリーナー１００が装着される。

以下に、本発明の一実施例によるチャンバーエアクリーナー１００を、図４を参照して説明する。
図４は、本発明の一実施例によるチャンバーエアクリーナーの上部断面斜視図である。
図４に示すように、チャンバーエアクリーナー１００は、チャンバーハウジング１１０と、吸入ダクト１２０と、チャンバーハウジング１１０の内部に装着され、流入された空気を浄化するフィルタエレメント１４０と、図示しない可変バルブ１３０（図６参照）と、を含んで構成される。

チャンバーハウジング１１０は、エアホース３０に連結部１１２を介して連通され、内部にフィルタエレメント１４０を収容する空間が設けられ、フィルタエレメント１４０を挟んで、エアホース３０に連結される連結部１１２側と、吸入ダクト１２０に連結される側と、に空気を流通させるのに十分な大きさの空間を有する。

チャンバーハウジング１１０は、エンジンルームのレイアウトに許容される範囲内で大きさを決めて設計され、メインエアクリーナー２０と同じ材質で製作される。
また、チャンバーハウジング１１０の、吸入ダクト１２０に近接した位置に、第２磁石１１４が設置される。第２磁石１１４は可変バルブ１３０の開閉と関連して作動する。

吸入ダクト１２０は、ダクト１０がメインエアクリーナー２０内に外部空気を流入させるのと同様に、チャンバーハウジング１１０に連通しチャンバーハウジング１１０に外部空気を供給する。すなわち、吸入ダクト１２０に流入した外部空気に負圧が作用すると、チャンバーハウジング１１０の吸入ダクト１２０側の空間を介して空気がチャンバーハウジング１１０の内部に流入される。

吸入ダクト１２０が配置される位置、及び吸入ダクト１２０に連結されるチャンバーハウジング１１０上の空間の位置は、エンジン室のレイアウトに許容される範囲内で変更できる。また、吸入ダクト１２０の外形は、その断面が矩形や円形のものがよく用いられるが、楕円形のものも使用可能である。吸入ダクト１２０内を流れる空気の温度と、周囲の温度との差による熱の移動を防止するために、吸入ダクト１２０の周囲を断熱材で囲んでも良い。

フィルタエレメント１４０は、チャンバーハウジング１１０の内部に装着され、吸入ダクト１２０から連結部１１２を介してエアホースに流入された空気をろ過して浄化する。
しかし、フィルタエレメント１４０を、図２に示した従来のフィルタ部材２３をメインエアクリーナー２０内に設置したのと同様の方式でチャンバーエアクリーナー１００内に配置するのは、エンジンルームが狭いため困難である。
このため、図４、５に示すように、フィルタエレメント１４０を、チャンバーエアクリーナー１００の対角線方向に立てて差し込んで設置するように設計した。チャンバーエアクリーナー１００の構成を、図５を参照して説明する。

図５は本発明の一実施例によるチャンバーエアクリーナーの分解斜視図である。
図５に示すように、一面が開口されたチャンバーハウジング１１０に、連結部１１２及び吸入ダクト１２０が連通して接続され、チャンバーハウジング１１０の開口部を覆ってチャンバーカバー１５０が配置され、気密に結合される。

カートリッジ状に形成されたフィルタエレメント１４０が、チャンバーカバー１５０上に、チャンバーハウジング１１０の対角線方向に形成されたホール１５２を通過してチャンバーハウジング１１０の内部空間にカセット差込式で収容される。収容された状態を維持するために、エレメント固定ブラケット１５４が付着され、気密を維持するためのガスケット１５６が設置される。チャンバーハウジング１１０の対角線方向に形成されたホール１５２をエレメントカバー１５８がカバーする。

図６は、本発明の一実施例によるチャンバーエアクリーナーの上部断面平面図及び可変バルブを示す図面である。
図６に示すように、可変バルブ１３０は、吸入ダクト１２０から流入する外部空気を遮断するボディ部１３２と、チャンバーハウジング１１０に設置された第２磁石１１４と作用する第１磁石１３４と、可変バルブ１３０の開閉動作の回転軸となるシャフト１３６と、から構成される。

可変バルブ１３０は、チャンバーハウジング１１０の吸入ダクト１２０の周辺部に設置され、吸入ダクト１２０を開閉する。即ち、可変バルブ１３０は、低速領域では空気が流入しないように閉鎖され、高速領域では空気が流入するように開放されるように作動する。

ここで、高速領域は、可変バルブ１３０を開放するための吸入ダクト１２０の吸引圧力が十分な場合を意味し、高速領域では吸入ダクト１２０を介してチャンバーハウジング１１０に外部空気が流入される。低速領域は、高速領域と反対の場合を意味する。

図７は、本発明の一実施例によるチャンバーエアクリーナーで可変バルブの開閉動作を示す図面であり、（ａ）は低速領域の状態であり（ｂ）は高速領域の状態である。可変バルブ１３０の具体的な開閉動作を、図７を参照して説明する。

図７（ａ）に示したように、低速領域では可変バルブ１３０に設けられた第１磁石１３４とチャンバーハウジングに設けられた第２磁石１１４との吸着力が、吸入ダクト１２０の吸圧よりも強いため、第１磁石１３４と第２磁石１１４とは相互に吸着して可変バルブ１３０を閉鎖する。すなわち、低速領域では可変バルブ１３０が閉鎖されて吸入ダクト１２０から外部空気が流入されないため、チャンバーエアクリーナー１００は、騒音を低減する共鳴器として作動する。

言い換えれば、エンジンの吸入音がエアホース３０で共振を起こして騒音を発生させるが、チャンバーエアクリーナー１００は、このような騒音を含むＮＶＨ（Ｎｏｉｓｅ、Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ、ａｎｄ Ｈａｒｓｈｎｅｓｓ：騒音振動）の低減に用いられる。この時、チャンバーエアクリーナー１００は、発生する騒音の周波数に対応する体積を有するように形成されることが好ましい。チャンバーエアクリーナー１００を、従来の共鳴器４０の代わりに設置してもよい。

図７（ｂ）示したように、高速領域では第１磁石１３４と第２磁石との吸引力が吸入ダクト１２０の吸圧よりも弱いため、第１磁石１３４と第２磁石１１４とは離隔されて可変バルブ１３０が開放され、空気が流入する。即ち、高速領域では既存のダクト１０から流入される空気と共に吸入ダクト１２０を介して流入される空気がエアホース３０を介してエンジンに提供されるため、車両の出力を増大させることができる。

図７（ａ）に示す低速領域と図７（ｂ）に示す高速領域は、例えばエンジン回転数５０００ＲＰＭを基準に分けられ、第１磁石１３４と第２磁石１１４との間の吸着力はこのような基準に合わせて調節される。

従来のエンジン用吸気装置と本発明の一実施例によるチャンバーエアクリーナーを含むエンジン用吸気装置を用いて実験した結果は次の通りである。

このような実験に用いられた試験エンジンは、タウ５．０ＧＤＩエンジンであり、吸圧、背圧、及び最高出力はエンジン回転数６４００ＲＰＭでの値を示す。表１に示すように、吸圧が０．３ｋＰａ改善され、最高出力は２ＰＳ増大したことが分かる。

以上、本発明に関する好ましい実施形態を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。

１００ チャンバーエアクリーナー
１１０ チャンバーハウジング
１１２ 連結部
１１４ 第２磁石
１２０ 吸入ダクト
１３０ 可変バルブ
１３４ 第１磁石
１４０ フィルタエレメント
１５０ チャンバーカバー
１５２ ホール
１５４ エレメント固定ブラケット
１５６ ガスケット
１５８ エレメントカバー

Claims (5)

1. メインエアクリーナーを通過した空気をエンジンに供給するエアホースに、連結部を介して装着されたチャンバーハウジングと、
   前記チャンバーハウジングに連通し、外部空気を供給する吸入ダクトと、
   前記チャンバーハウジングの、前記吸入ダクトとの連通口の周辺部に設置され、前記吸入ダクトを開閉する可変バルブと、
   前記チャンバーハウジングの内部に装着され、前記吸入ダクトを介して流入された空気を浄化するフィルタエレメントと、
   を備えることを特徴とするチャンバーエアクリーナー。
2. 前記可変バルブは、低速領域では閉鎖されて空気の流入を阻止し、高速領域では開放されて空気を流入させることを特徴とする請求項１に記載のチャンバーエアクリーナー。
3. 前記可変バルブに設けられた第１磁石と前記チャンバーハウジングに設けられた第２磁石との吸着力は、前記低速領域における前記エアホースの吸圧力よりも強く、前記低速領域では前記第１磁石と前記第２磁石とは相互に吸着し前記可変バルブを閉鎖して空気の流入を阻止し、前記第１磁石と前記第２磁石との吸着力は、前記高速領域における前記エアホースの吸圧力より弱く、前記高速領域では前記第１磁石と前記第２磁石とは離隔されて前記可変バルブが開放され、空気が流入されることを特徴とする請求項１に記載のチャンバーエアクリーナー。
4. 前記フィルタエレメントは、前記チャンバーハウジングにカセット差込式に装着され、
   前記吸入ダクトから前記連結部を介して前記エアホースに流入された空気を浄化することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のチャンバーエアクリーナー。
5. 外部空気が流入される吸入ダクトと、
   前記吸入ダクトに連通し、前記吸入ダクトに流入された空気を浄化するメインエアクリーナーと、
   前記メインエアクリーナーを通過した空気をエンジンに供給するエアホースと、
   前記エアホースに装着されて騒音を低減する共鳴器と、
   前記エアホースに装着され、低速領域で騒音を低減し、高速領域で空気の流入を増大させるチャンバーエアクリーナーと、を有し、
   前記チャンバーエアクリーナーが、前記エアホースに連結部を介して装着されるチャンバーハウジングと、前記チャンバーハウジングに連通して設けられ外部空気を流入させる吸入ダクトと、前記チャンバーハウジングの前記吸入ダクトの周辺部に設置されて前記吸入ダクトを開閉する可変バルブと、前記チャンバーハウジングの内部に装着され、前記吸入ダクトを介して流入された空気を浄化するフィルタエレメントと、を備えることを特徴とするエンジン用吸気装置。

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