JP3858778B2 - エアクリーナ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンに導入される吸気を濾過するエアクリーナに関する。
【0002】
【従来の技術】
吸気系の概略図を図6に示す。図に示すように、吸気系100は、吸気ダクト101とレゾネータ110とエアクリーナ103とエアクリーナホース104とスロットルボディ105とインテークマニホールド106とを備える。吸気は、吸気ダクト101の吸気口102から取り込まれる。取り込まれた吸気は、レゾネータ110を通過し、エアクリーナ103に流入する。流入した吸気は、エアクリーナ103内において濾過される。濾過された吸気は、エアクリーナホース104およびスロットルボディ105を通過し、インテークマニホールド106に流入する。流入した吸気は、エンジンの各燃焼室109に分配される。
【0003】
ところで、吸気系100においては、吸気系100全体(各管路長、各管路径、レゾネータ容積等)により決定される低次の固有振動数と、エンジンの吸気脈動と、が一致すると、共鳴が起こる。そして、この共鳴により、吸気ダクト101の吸気口102から騒音(以下、「吸気音」と称す。)が発生する。
【0004】
そこで、特開2002−21660号公報には、吸気音の発生を抑制できるエアクリーナが紹介されている。図7に、同公報記載のエアクリーナの概略図を示す。なお、図6と対応する部位については同じ符号で示す。図に示すように、エアクリーナ103の底壁111の一部は、通気性部材112により形成されている。空気は、通気性部材112を透過可能である。このため、通気性部材112が吸気音の定在波の腹に相当する部位に配置されていれば、吸気音を効果的に抑制することができる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、吸気通路側から外部へ吸気脈動圧力を逃がす際、吸気脈動圧力が通気性部材112を透過すると、通気性部材112から吸気音とは別の騒音(以下、「透過音」と称す。)が発生する。この透過音は、通気性部材112の透過損失により、ある程度抑制することができる。ところが、通気性部材112の透過損失だけでは、充分に透過音を抑制することは困難である。
【0006】
ここで、本発明者は、透過音を抑制するためには、通気性部材の外側に透過音を遮る遮音壁を配置してやればよいことを見出した。しかしながら、遮音壁をケースと別体に作製すると、部品点数が多くなる。このため、製造コストが高くなる。また、エアクリーナの組み付けが複雑になる。
【0007】
本発明のエアクリーナは、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって本発明は、吸気音のみならず透過音をも抑制することができ、かつ部品点数の少ないエアクリーナを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
(1)上記課題を解決するため、本発明のエアクリーナは、ケースと、該ケース内をダーティ側とクリーン側とに仕切るエレメントと、を備えてなるエアクリーナであって、さらに、前記ケース内に隔室を区画する通気性部材を備え、該ケースには、該隔室と該ケース外とを連通する連通孔が穿設された遮音壁部が一体に形成され、該連通孔は該遮音壁部の側壁部に設けられていることを特徴とする。
【0009】
つまり、本発明のエアクリーナは、ケース内に通気性部材を収納するものである。また、ケース壁に遮音壁部を一体に配置するものである。隔室は、通気性部材で仕切られることにより、ケース内に区画される。すなわち、ケース内において隔室外と隔室内とは、通気性部材により仕切られている。遮音壁部は、この隔室の外側に配置されている。遮音壁部は、連通孔が穿設された側壁部を有する。連通孔により、隔室とケース外とが連通している。
【0010】
音圧は、隔室外→通気性部材→隔室内→遮音壁部(連通孔)→ケース外という経路を辿り、ケース内からケース外に流出する。流出過程において、通気性部材を透過した音圧の大半は、遮音壁部の連通孔以外の部分、つまり壁部分に衝突する。この衝突により、透過音を直接ケース外に放出せず連通孔で音響質量を増大化し透過音を抑制することができる。
【0011】
本発明のエアクリーナによると、吸気音のみならず透過音をも抑制することができる。したがって、エアクリーナ設置部位(例えばエンジンルーム)の遮音性が低い場合、本発明のエアクリーナを設置すると特に効果的である。その理由は、すなわち本発明のエアクリーナは、それ自体高い遮音性を有しており、エアクリーナ設置部位の遮音性に依存しないからである。
【0012】
また、本発明のエアクリーナによると、遮音壁部がケースと一体に形成されている。このため、遮音壁部をケースと別体に形成した場合と比較して、部品点数が少なくて済む。したがって、製造コストを削減できる。また、エアクリーナの組み付けが容易になる。
【0013】
(2)好ましくは、前記遮音壁部は、前記ケースのダーティ側に配置されている構成とする方が望ましい。遮音壁部をダーティ側に配置すると、仮に遮音壁部および通気性部材を介して、塵埃がエアクリーナのケース内に侵入しても、エレメントにより塵埃を濾過することができる。このため、ケースのクリーン側より下流側に、塵埃が侵入するのを抑制しやすい。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のエアクリーナの実施の形態について説明する。
【0015】
(1)第一実施形態
まず、本実施形態のエアクリーナおよびエアクリーナが組み込まれた吸気系の構成について説明する。図1に、本実施形態の吸気系の概略図を示す。図に示すように、吸気系1は、吸気ダクト3とレゾネータ4とエアクリーナ5とエアクリーナホース6とスロットルボディ7とインテークマニホールド2とを備える。
【0016】
吸気ダクト3は、樹脂製であって円筒状を呈している。吸気ダクト3は、上流端に開設された吸気口30により、自動車の外部と連通している。レゾネータ4は、樹脂製であって箱状を呈している。レゾネータ4は、吸気ダクト3の中程に、分岐して接続されている。レゾネータ4の容積、形状などは、吸気音の中高周波域の共鳴ピークを下げられるようにチューニングされている。
【0017】
エアクリーナ5は、ダーティ側ケース50とクリーン側ケース51とエレメント52とを備える。図2に、エアクリーナ5の分解図を示す。図に示すように、ダーティ側ケース50は、樹脂製であって上方に開口する箱状を呈している。ダーティ側ケース50の側壁からは、ダクト接続筒500が突設されている。ダクト接続筒500は、図1に示す吸気ダクト3の下流端に接続されている。ダーティ側ケース50の底部は下方に突出している。この突出部分を構成するケース壁には、多数の連通孔530が穿設された遮音壁部53が配置されている。遮音壁部53は、射出成形により、ダーティ側ケース50と一体に形成されている。遮音壁部53内には、隔室55が配置されている。隔室55の上部には、PET不織布製であって長方形板状の通気性部材54が溶着等により接合されている。すなわち、隔室55の上部は通気性部材54により塞がれている。言い換えると、ダーティ側ケース50内は、通気性部材54により、隔室55内と隔室55外とに区画されている。
【0018】
クリーン側ケース51は、樹脂製であって下方に開口する箱状を呈している。クリーン側ケース51は、開口が伏せられた状態で、ダーティ側ケース50の上方に配置されている。クリーン側ケース51の側壁からは、ホース接続筒510が突設されている。
【0019】
エレメント52は、PET不織布をひだ折り加工した長方形板状を呈している。エレメント52は、ダーティ側ケース50の開口縁とクリーン側ケース51の開口縁との間に挟持固定されている。そして、エレメント52は、ダーティ側ケース50とクリーン側ケース51とにより形成される閉空間を上下二室に仕切っている。
【0020】
図1に戻って、エアクリーナホース6は、ゴム製であって蛇腹筒状を呈している。エアクリーナホース6の上流端は、図2に示すホース接続筒510に接続されている。エアクリーナホース6の下流端には、筒状のスロットルボディ7の上流端が接続されている。スロットルボディ7の下流端には、燃焼室20に分岐接続されたインテークマニホールド2が接続されている。外部から吸入された空気は、吸気系1内を、吸気ダクト3→ダーティ側ケース50→エレメント52→クリーン側ケース51→エアクリーナホース6→スロットルボディ7→インテークマニホールド2の順に通過し、燃焼室20に流入する。
【0021】
次に、本実施形態のエアクリーナの効果について説明する。図3に、レゾネータ4を配置しない場合の、吸気音の周波数分布を示す。なお、この周波数分布は、インテークマニホールド2下流側に配置したスピーカからホワイトノイズを発生させ、吸気口30上流側に配置したマイクロホンにより吸気音を採取することにより測定した。図中、実線は通気性部材を持たない場合の周波数分布である。また、図中、点線は肉厚t=2mmの通気性部材のみを持ち、遮音壁部を持たない場合の周波数分布である。また、図中、一点鎖線は肉厚t=2mmの通気性部材を持ち、かつ通気性部材から離間幅L=1mmだけ離れて遮音壁部が配置されている場合の周波数分布である。なお、離間幅Lとは、通気性部材の下表面からケース底壁に配置された遮音壁部の上表面までの距離をいう。また、図中、二点鎖線は肉厚t=2mmの通気性部材を持ち、かつ通気性部材から離間幅L=10mmだけ離れて遮音壁部が配置されている場合の周波数分布である。なお、通気性部材については、PET不織布原反面重量840g/m2、PET不織布原反板厚(熱間プレス前)5mmのものを、熱間プレス成形にて板厚を変えることにより、PET不織布からの通気量を変えることにしている。
【0022】
図に示すように、L=1mmの場合は、通気性部材のみを持ち遮音壁部を持たない場合と比較して、低周波こもり音の共鳴ピークEは高くなっている。また、L=10mmの場合は、通気性部材のみを持ち遮音壁部を持たない場合と比較して、低周波こもり音の共鳴ピークEはほぼ同じ高さとなっている。このことから、離間幅Lが大きいほど、より吸気音低下効果は大きいことが判る。
【0023】
また、図4に、レゾネータ4を配置しない場合の、透過音の周波数分布を示す。なお、透過音は、遮音壁部の外方にマイクロホンを配置することにより採取した。図中、実線は通気性部材を持たない場合の透過音の周波数分布である。また、図中、点線は肉厚t=2mmの通気性部材のみを持ち、遮音壁部を持たない場合の周波数分布である。また、図中、一点鎖線は肉厚t=2mmの通気性部材を持ち、かつ通気性部材から離間幅L=1mmだけ離れて遮音壁部が配置されている場合の周波数分布である。また、図中、二点鎖線は肉厚t=2mmの通気性部材を持ち、かつ通気性部材から離間幅L=10mmだけ離れて遮音壁部が配置されている場合の周波数分布である。なお、通気性部材については、PET不織布原反面重量840g/m2、PET不織布原反板厚(熱間プレス前)5mmのものを、熱間プレス成形にて板厚を変えることにより、PET不織布からの通気量を変えることにしている。
【0024】
図に示すように、L=1mmの場合は、通気性部材のみを持ち遮音壁部を持たない場合と比較して、約5dBほど低周波こもり音の共鳴ピークFは低くなっている。また、L=10mmの場合も、通気性部材のみを持ち遮音壁部を持たない場合と比較して、約5dBほど低周波こもり音の共鳴ピークFは低くなっている。ただし、周波数分布全域を見るとL=1mmの場合の方が、L=10mmの場合よりも、各共鳴ピークは低くなっている。このことから、離間幅Lが小さいほど、より透過音低下効果は大きいことが判る。
【0025】
図3および図4から、遮音壁部を配置すると、遮音壁部を配置せず通気性部材のみを配置した場合と比較して、ほぼ同等の吸気音低下効果が得られることが判る。また、遮音壁部を配置すると、遮音壁部を配置せず通気性部材のみを配置した場合と比較して、大きな透過音低下効果が得られることが判る。また、離間幅Lを変えることにより、吸気音と透過音とのバランスを採ることができることが判る。
【0026】
このように、本実施形態のエアクリーナ5によると、吸気音のみならず透過音をも抑制することができる。また、離間幅Lを変えることにより、吸気音と透過音とのバランスを最適化することができる。すなわち、離間幅Lは、例えばエンジンルームの遮音性や通気性部材54の目詰まり防止効果などを考慮して、適切な値に設定すればよい。
【0027】
また、本実施形態のエアクリーナ5によると、遮音壁部53がダーティ側ケース50に配置されている。このため、仮に遮音壁部53および通気性部材54を介して、塵埃がダーティ側ケース50内に侵入しても、エレメント52により塵埃を濾過することができる。このため、クリーン側ケース51内以降の下流側に、塵埃が侵入するのを抑制することができる。
【0028】
また、本実施形態のエアクリーナ5によると、遮音壁部53は、ダーティ側ケース50と一体に形成されている。したがって、遮音壁部53をダーティ側ケース50あるいはクリーン側ケース51と別体に形成した場合と比較して、部品点数が少なくて済む。このため、製造コストを削減することができる。また、エアクリーナ5の組み付けが容易になる。また、エアクリーナ5自体の構造も簡単になる。
【0031】
(2)第二実施形態
本実施形態と第一実施形態との相違点は、遮音壁部がクリーン側ケースに配置されている点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【0032】
図5に、本実施形態のエアクリーナの斜視図を示す。なお、図2と対応する部位については同じ符号で示す。図に示すように、クリーン側ケース51の頂部は上方に突出している。この突出部分を構成するケース壁には、多数の連通孔530が穿設された遮音壁部53が配置されている。遮音壁部53は、射出成形により、クリーン側ケース51と一体に形成されている。遮音壁部53内には、隔室55が配置されている。隔室55の下部には、通気性部材54が溶着等にて接合されている。すなわち、隔室55の下部は通気性部材54により塞がれている。言い換えると、クリーン側ケース51内は、通気性部材54により、隔室55内と隔室55外とに区画されている。
【0033】
本実施形態のエアクリーナ5によると、遮音壁部53を配置することでケース外からの塵埃が直接通気性部材54に付着することを抑制でき、吸気中の塵埃により通気性部材54が目詰まりするおそれが小さくなる。
【0034】
(3)その他
以上、本発明のエアクリーナの実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。
【0035】
例えば、上記実施形態においては、単一の通気性部材54のみを配置した。しかしながら、複数の通気性部材54を組み合わせて配置してもよい。また、上記実施形態においては、PET不織布製の通気性部材54を配置した。しかしながら、例えばPP不織布製、濾紙製、あるいはポリウレタン発泡体やポリエチレン発泡体やポリ塩化ビニル発泡体などの発泡樹脂製の通気性部材を配置してもよい。
【0036】
また、遮音壁部53における連通孔530の位置、個数、形状も特に限定するものではない。ただし、連通孔530は遮音壁部53の側壁部に設けられる。また、連通孔530は、遮音壁部53と同時に成形により作製してもよい。また、連通孔530は、成形後の遮音壁部53に孔あけ加工することにより作製してもよい。
【0037】
また、連通孔530を通過する総通気量は、通気性部材54を通過する総通気量より大きく設定することが望ましい。また、遮音壁部53はダーティ側ケース50とクリーン側ケース51の両方に設定してもよい。
【0038】
【発明の効果】
本発明によると、吸気音のみならず透過音をも抑制することができ、かつ部品点数の少ないエアクリーナを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第一実施形態のエアクリーナが組み込まれた吸気系の概略図である。
【図2】 第一実施形態のエアクリーナの分解図である。
【図3】 第一実施形態のエアクリーナが組み込まれた吸気系の吸気音の周波数分布である。
【図4】 第一実施形態のエアクリーナが組み込まれた吸気系の透過音の周波数分布である。
【図5】 第二実施形態のエアクリーナの斜視図である。
【図6】 従来のエアクリーナが組み込まれた吸気系の概略図である。
【図7】 従来のエアクリーナの概略図である。
【符号の説明】
1:吸気系、2:インテークマニホールド、20:燃焼室、3:吸気ダクト、30:吸気口、4:レゾネータ、5:エアクリーナ、50:ダーティ側ケース、500:ダクト接続筒、51:クリーン側ケース、510:ホース接続筒、52:エレメント、53:遮音壁部、530:連通孔、54:通気性部材、55:隔室、56:隔壁、6:エアクリーナホース、7:スロットルボディ、E:共鳴ピーク、F:共鳴ピーク。
Claims (2)
- ケースと、該ケース内をダーティ側とクリーン側とに仕切るエレメントと、を備えてなるエアクリーナであって、
さらに、前記ケース内に隔室を区画する通気性部材を備え、
該ケースには、該隔室と該ケース外とを連通する連通孔が穿設された遮音壁部が一体に形成され、該連通孔は該遮音壁部の側壁部に設けられていることを特徴とするエアクリーナ。 - 前記遮音壁部は、前記ケースのダーティ側に配置されている請求項1に記載のエアクリーナ。
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