JP2017203384A - 内燃機関のエアクリーナ - Google Patents
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Abstract
Description
上述したように、内側表皮層が吸音層よりも通気度の低い材料により形成されているため、内側表皮層が設けられていない構成に比べて、より低い周波数帯の成分(以下、低周波数帯の成分)が内側表皮層を共振させるとともにその振動のエネルギが吸音層を振動させて摩擦熱に変換されることで消費される。したがって、内側表皮層にて反射される反射音の低周波数帯の成分が低減される。
図1〜図3に示すように、エアクリーナは車載内燃機関の吸気通路に設けられるものであり、筒状のインレット18を有する第1ハウジング10と、筒状のアウトレット28を有する第2ハウジング20とを備えている。
図1〜図3に示すように、第1ハウジング10は、硬質樹脂材料により形成された樹脂成形部15と、不織布シートなどにより形成された減音壁部14とを有している。樹脂成形部15は、インサート成形により減音壁部14と一体に形成されている。
次に、減音壁部14の断面構造について詳細に説明する。
吸音層41を形成する不織布シートは、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)からなる芯部と、同PET繊維よりも融点の低い変性PETからなる鞘部(いずれも図示略)とを有する周知の芯鞘型の複合繊維により構成されている。
図2及び図3に示すように、吸音層41は、例えば30mm〜100mmの厚さの不織布シートを熱プレスすることにより成形されている。吸音層41は、厚肉部41aと、厚肉部41aに比べて不織布の圧縮度が大きくされた薄肉部41bと、厚肉部41aと薄肉部41bとの間に位置し、厚肉部41aから薄肉部41bにかけて肉厚が徐々に薄くされた徐変部41cとを有している。厚肉部41aと、徐変部41cのうちの肉厚が比較的厚い部位が、吸気音を吸収して低減する吸音効果を奏する。
内側表皮層43を形成する不織布シートは、例えばPETからなる主繊維と、PP(ポリプロピレン)からなり、主繊維同士を結合するバインダ繊維とにより構成されている。
本実施形態では、内側表皮層43の通気度は、5cm3/cm2・s〜20cm3/cm2・sである。
<外側表皮層44>
外側表皮層44は、例えばPPからなる防水性のフィルムである。外側表皮層44の厚さは、10μm〜500μmであることが好ましい。
図1〜図3に示すように、第2ハウジング20は、硬質樹脂材料により形成された樹脂成形部25と、圧縮された不織布シートなどにより形成された圧縮壁部24とを有している。樹脂成形部25は、インサート成形により圧縮壁部24と一体に形成されている。
次に、圧縮壁部24の断面構造について詳細に説明する。
圧縮壁部24の縁部は、その厚さ方向の両側から樹脂成形部25の挟持部25aにより挟持されており、このことによって圧縮壁部24と樹脂成形部25とが一体に形成されている。
図4に示すように、第1ハウジング10では、吸音層41の内面に、吸音層41よりも通気度の低い材料により形成された内側表皮層43が接着剤により固定されている。このため、内側表皮層43に入射される吸気音Eiのうち内側表皮層43の共振周波数Fと同じ周波数の成分によって内側表皮層43が共振される。なお、Erは、内側表皮層43にて反射される反射音である。Etは、減音壁部14を透過する透過音である。
ここで、K1は、吸音層41のばね定数(N/mm)であり、M1は、吸音層41の質量(kg)である。K2は、吸音層41と内側表皮層43との間のばね定数(N/mm)であり、M2は、内側表皮層43の質量(kg)と、内側表皮層43により通気を阻止される空気の質量(kg)との和である。M2は、内側表皮層43の音響透過率T2に依存する。すなわち、内側表皮層43の通気度が小さくなるほど、M2は大きな値になる。また、C1,C2はいずれも減衰係数である。
(1)第1ハウジング10は、不織布により形成された吸音層41と、吸音層41の内面に固定され、吸音層41よりも通気度の低い材料により形成された内側表皮層43とを有する減音壁部14を備えている。
(2)内側表皮層43の通気度が、5cm3/cm2・s以上、20cm3/cm2・s以下の範囲内である。
こうした構成によれば、内側表皮層43を有していない構成、すなわち吸音層41が第1ハウジング10の内部に露出する構成に比べて、第1ハウジング10の内面の平滑度が高められる。したがって、第1ハウジング10の内面に沿ってエアが円滑に流れるようになり、通気抵抗を低減することができる。
こうした構成によれば、厚肉部41aと薄肉部41bとの間で吸音層41の肉厚が急変する段差が生じにくくなる。このため、第1ハウジング10の内部においてエアが円滑に流れるようになり、通気抵抗を低減することができる。
減音壁部14の厚肉部41aは薄肉部41bに比べて、剛性が低く、耐負圧性が低い。第1ハウジング10はフィルタエレメント30よりも吸気上流側に位置しているため、第1ハウジング10に作用する負圧は第2ハウジング20に作用する負圧に比べて小さい。
こうした構成によれば、減音壁部14や圧縮壁部24に樹脂成形部15,25をインサート成形する際に、挟持部15a,25aを形成する樹脂が、減音壁部14の薄肉部41bや圧縮壁部24の圧縮層42のより広い範囲に染み込む。したがって、減音壁部14の薄肉部41bや圧縮壁部24と樹脂成形部15,25とをアンカー効果によって強固に接合することができる。
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・図7に示すように、圧縮壁部24の内側表皮層43と吸音層41との間に、燃料蒸気を吸着する吸着剤50を介在させることもできる。また、減音壁部14の内側表皮層43と吸音層41との間に吸着剤50を介在させてもよい。この場合、機関停止中に吸気通路を通じてエアクリーナに流入する燃料蒸気を吸着剤50により吸着することができる。このため、吸気通路の途中に吸着シートを設ける構成とは異なり、通気抵抗の悪化を回避できる。
・吸音層41の徐変部41cを省略することもできる。
・例えば発泡ポリウレタンなどにより吸音層41を形成することもできる。
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・図7に示すように、圧縮壁部24の内側表皮層43と圧縮層42との間に、燃料蒸気を吸着する吸着剤50を介在させることもできる。また、減音壁部14の内側表皮層43と吸音層41との間に吸着剤50を介在させてもよい。この場合、機関停止中に吸気通路を通じてエアクリーナに流入する燃料蒸気を吸着剤50により吸着することができる。このため、吸気通路の途中に吸着シートを設ける構成とは異なり、通気抵抗の悪化を回避できる。
Claims (9)
- インレットを有する第1ハウジングと、アウトレットを有する第2ハウジングと、前記第1ハウジングの開口及び前記第2ハウジングの開口の間に介在されるフィルタエレメントとを備える内燃機関のエアクリーナにおいて、
前記第1ハウジング及び前記第2ハウジングの少なくとも一方は、通気性材料により形成された吸音層と、前記吸音層の内面に固定され、前記吸音層よりも通気度の低い通気性材料により形成された内側表皮層とを有する減音壁部を備える、
内燃機関のエアクリーナ。 - 前記内側表皮層の通気度が、3cm3/cm2・s以上、50cm3/cm2・s以下の範囲内である、
請求項1に記載の内燃機関のエアクリーナ。 - 前記通気性材料は不織布である、
請求項1または請求項2に記載の内燃機関のエアクリーナ。 - 前記第1ハウジング及び前記第2ハウジングのうち前記減音壁部を備えるハウジングには、前記インレット、前記アウトレット、及び前記開口の周縁を形成するフランジの少なくとも1つを構成する樹脂成形部が前記減音壁部と一体に形成されている、
請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載の内燃機関のエアクリーナ。 - 前記吸音層は、厚肉部と、前記厚肉部に比べて前記通気性材料の圧縮度が大きくされた薄肉部とを有し、
前記減音壁部における前記薄肉部が前記樹脂成形部に連結されている、
請求項4に記載の内燃機関のエアクリーナ。 - 前記厚肉部と前記薄肉部との間には、前記厚肉部から前記薄肉部にかけて肉厚が徐々に薄くされた徐変部が設けられている、
請求項5に記載の内燃機関のエアクリーナ。 - 前記第1ハウジングのみに前記減音壁部が設けられている、
請求項5または請求項6に記載の内燃機関のエアクリーナ。 - 前記吸音層の外側には、前記吸音層よりも通気度の低い材料により形成された外側層が設けられている、
請求項1〜請求項7のいずれか一項に記載の内燃機関のエアクリーナ。 - 前記内側表皮層は通気性を有しており、
前記内側表皮層と前記吸音層との間には、燃料蒸気を吸着する吸着剤が介在されている、
請求項1〜請求項8のいずれか一項に記載の内燃機関のエアクリーナ。
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