CN107781079A - 空气滤清器 - Google Patents

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Abstract

空气滤清器包括第一壳体、第二壳体以及过滤元件。第一壳体具有开口。第二壳体具有与第一壳体的开口相对的开口。过滤元件配置于第一壳体的开口与第二壳体的开口之间。第一壳体和第二壳体中的至少一者包括角部、减音构件以及气室。角部由壳体的至少两个相交的内表面构成。减音构件包括由透气材料制成的吸音部。减音构件桥接所述至少两个内表面并且覆盖角部。在减音构件与角部之间限定气室。

Description

空气滤清器
技术领域
本发明涉及用于内燃机的空气滤清器。
背景技术
用于内燃机的空气滤清器包括第一壳体、第二壳体以及过滤元件。第一壳体具有入口和开口。第二壳体具有出口和与第一壳体的开口相对的开口。过滤元件配置于第一壳体的开口与第二壳体的开口之间。
一些这种空气滤清器在第一壳体中具有由诸如发泡塑料等的多孔材料制成的吸音构件(参照例如日本特开第2000-110682号公报)。在该公报公开的空气滤清器中，吸音构件被安装成第一壳体的内表面与吸音构件的整个相对的表面接触。空气滤清器的吸音构件减小了进气噪音。
然而，在上述空气滤清器中，通过吸音构件减小进气噪音的效果有限且存在改善的空间。
发明内容
本发明的目的是提供能够有效地减小进气噪音的空气滤清器。
为了实现前述目的且根据本发明的一个方面，提供一种空气滤清器，其包括第一壳体、第二壳体以及过滤元件。第一壳体包括入口和开口。第二壳体包括出口和与第一壳体的开口相对的开口。过滤元件配置于第一壳体的开口与第二壳体的开口之间。第一壳体和第二壳体中的至少一者包括角部、减音构件以及气室。角部由壳体的至少两个相交的内表面构成。减音构件包括由透气材料制成且配置于壳体的内部的吸音部。减音构件桥接所述至少两个内表面且覆盖角部。气室限定于减音构件与角部之间。
附图说明
图1是根据一个实施方式的整个空气滤清器的竖直截面图。
图2是示出图1的部分A的放大截面图。
图3是示出第一壳体的台阶部固定到减音构件的外周缘的方式的放大截面图。
图4是示出该实施方式的减音构件的放大截面图。
图5是示出该实施方式的作用的、第一壳体的说明性的竖直截面图。
具体实施方式
现在将参照图1至图5说明根据一个实施方式的空气滤清器。
空气滤清器被设计成配置于汽车发动机的进气通道中。如图1所示，空气滤清器包括具有上开口12的第一壳体10、具有面向第一壳体10的上开口12的下开口22的第二壳体20、以及过滤元件30。过滤元件30配置于第一壳体10的上开口12与第二壳体20的下开口22之间。另外，第一壳体10容纳用于减小进气噪音的声压级的减音构件40。
现在将说明空气滤清器的各部件。
<第一壳体10>
第一壳体10具有周壁13和底壁14。周壁13围绕在平面图中具有矩形形状的上开口12。筒状入口11从周壁13向外突出。向外突出的凸缘15设置于上开口12的周缘。第一壳体10由硬质合成塑料制成。
周壁13包括在上开口12的周缘与底壁14之间的台阶部17。台阶部17向外突出且遍及周壁13的整周地延伸。台阶部17的外周缘与上开口12的周缘连续。
周壁13具有四个内表面，其中一个内表面是面向入口11的内表面13a(如图1所示位于右侧的表面)。内表面13a与底壁14的内表面14a相交。周壁13的内表面13a和底壁14的内表面14a构成角部16。
<第二壳体20>
第二壳体20具有周壁23和顶壁24。周壁23围绕在平面图中具有矩形形状的下开口22。筒状出口21从周壁23向外突出。向外突出的凸缘25设置于下开口22的周缘。第二壳体20由硬质合成塑料制成。
<过滤元件30>
过滤元件30具有过滤部31和沿着过滤部31的外周缘设置的环状(loop-shaped)密封部32。过滤部31通过使滤纸或无纺布的过滤介质片打褶而形成。
在空气滤清器中，过滤元件30的密封部32由第一壳体10的凸缘15和第二壳体20的凸缘25保持。密封部32密封第一壳体10与第二壳体20之间的间隙。
<减音构件40>
减音构件40桥接底壁14的内表面14a和周壁13的与入口11相对的内表面13a。减音构件40覆盖与入口11相对的角部16。减音构件40和角部16之间限定气室50。
减音构件40具有倾斜部47，该倾斜部47倾斜成随着距入口11的距离的增加而靠近过滤元件30。
如图1和图4所示，减音构件40包括由透气材料制成的吸音部41、以及固定到吸音部41的与气室50相反的表面的覆盖层42。覆盖层42由比吸音部41的透气度低的透气材料制成。
吸音部41由无纺布片形成。无纺布片由如下已知的鞘-芯型复合纤维(sheath-core type conjugate fiber)构成：该鞘-芯型复合纤维包括由例如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)纤维制成的芯(未示出)和由熔点低于芯的PET纤维的改性PET制成的鞘(未示出)。无纺布片的基重优选地为100g/m2至1500g/m2。复合纤维的纤度优选地为0.01dtex至25dtex。吸音部41的厚度优选地为1mm至50mm。
如图4所示，覆盖层42包括覆盖部42a和配置于覆盖部42a与吸音部41之间的透气部42b。
覆盖部42a由无纺布片形成。无纺布片由例如PET纤维制成。无纺布片的基重优选地为20g/m2至1000g/m2。PET纤维的纤度优选地为0.01dtex至25dtex。覆盖部42a的厚度优选地为0.1mm至5mm。
透气部42b由具有大量孔(未示出)的膜形成。该膜是由例如作为粘合层的聚乙烯(PE)层、作为基底层的尼龙(NY)层、以及作为粘合层的PE层组成的三层膜。即，PE层分别设置在NY层的两相反侧。吸音部41经由NY层的两相反表面中的一个表面的PE层粘合到该表面。另外，覆盖部42a经由NY层的两相反表面中的另一个表面的PE层粘合到该另一个表面。膜的基重优选地为5g/m2至300g/m2。膜的厚度优选地为0.01mm至1mm。膜的透气度优选地为1cc/cm2/秒至30cc/cm2/秒。通过使用JIS.L.1096，A-方法指定的Frazier型测试仪的测量方法测量该透气度。
膜中的大量孔由针刺(needle punching)形成。通过适当地设定孔的尺寸和密度，透气部42b的透气度被设定在上述范围内，因此覆盖层42的透气度被设定在上述范围内。
吸音部41和覆盖层42被热压成一体。此时，构成吸音部41的低熔点改性PET用作粘结剂。
在该热压中，减音构件40(具体地，吸音部41)的外缘43的压缩程度被设定成高于被外缘43围绕的部分44的压缩程度。即，减音构件40的外缘43具有比被外缘43围绕的部分44在厚度方向上更加压缩的形状。在本实施方式中，减音构件40的外缘43的透气度实质上为0。
如图1和图2所示，减音构件40的外缘43与第一壳体10的底壁14的内表面接触。
如图2所示，固定销18以朝上开口12突出的方式设置于底壁14的内表面14a。减音构件40的外缘43具有孔45。固定销18插入孔45。在该状态下，固定销18的末端被加热和变形，使得外缘43被固定到底壁14的内表面14a。即，外缘43通过将固定销18的末端所谓热锻(heat swaging)到外缘43而被固定到底壁14的内表面14a。
如图1所示，减音构件40的外缘43与第一壳体10的周壁13的台阶部17接触。
如图3所示，在台阶部17的周缘方向上的四个角部中的两个角部均设置有朝上开口12突出的固定销19。图3示出了这两个角部中的一个角部。减音构件40的外缘43具有孔46。固定销19分别插入孔46中。在该状态下，固定销19的末端被加热和变形，使得外缘43被固定到周壁13的内表面。即，外缘43通过将固定销19的末端所谓热锻到外缘43而被固定到周壁13的内表面。
现在将说明本实施方式的作用。
在空气滤清器的内部，当作为空气压缩波的进气噪音穿过减音构件40的吸音部41时，吸音部41和吸音部41的间隙中的空气振动。然后，产生的振动能被转化成热能。这减小了进气噪音的声压级。
图5示出了进气噪音的从气室50的外侧进入减音构件40的入射波(虚线)。图5还示出了进气噪音的反射波(实线)。反射波指在穿过减音构件40并且进入气室50之后，被第一壳体10的内表面反射而返回减音构件40的波。入射波和反射波彼此干涉以彼此弱化，由此减小进气噪音的声压级。
特别地，越接近第一壳体10的角部16，作为空气压缩波的进气噪音变得越集中。因此，驻波(定波)的波腹更有可能消失。换言之，进气噪音的声压级趋向于朝角部16增加。
相比之下，根据本实施方式，覆盖第一壳体10的角部16的减音构件40桥接构成角部16的两个内表面13a、14a。另外，在减音构件40与角部16之间限定气室50。因此，利用减音构件40能够有效地减小角部16处进气噪音的声压级，同时限制由于减音构件40和气室50的存在而造成的空气滤清器的容积的减小。
此外，与不具有气室50的空气滤清器不同，能够将已穿过减音构件40的进气噪音行进直到其被壳体的内表面反射并且返回至减音构件40的距离设定成任意合适的值。因此，通过设定该距离使得进气噪音的部分入射波和部分反射波处于反相，进气噪音的入射波和反射波彼此抵消。这有效地减小了进气噪音的声压级。以下将该作用称为第一作用。
另一方面，当在空气滤清器的内部行进的进气噪音与减音构件40的覆盖层42碰撞时，覆盖层42被推动并且减音构件40中的空气像弹簧一样作用，使得覆盖层42振动。因此，覆盖层42的振动能和吸音部41的内部的空气的振动能转化成热能，这减小了进气噪音的声压级。
覆盖层42的透气度越低，覆盖层42的共振频率变得越低。因此能够有效地减小进气噪音的低频成分的声压级。在本实施方式中，覆盖层42由比吸音部41的透气度低的材料制成。因此，相比于不设置覆盖层42的情况，低频成分的声压级能够被有效地减小。以下将该作用称为第二作用。
根据上述实施方式的空气滤清器实现了以下作用优点。
(1)第一壳体10具有角部16，角部16由第一壳体10的两个相交的内表面13a、14a构成。第一壳体10具有由透气材料制成的吸音部41，以及配置于第一壳体10内部的减音构件40。减音构件40桥接两个内表面13a、14a并且覆盖角部16。减音构件40和角部16之间限定气室50。
该构造实现了上述第一作用，因此实现了进气噪音的有效减小。
(2)减音构件40覆盖与入口11相对的角部16。因此，通过入口11流入第一壳体10的进气容易穿过减音构件40。这允许减音构件40可靠地减小进气噪音的声压级。
(3)减音构件40具有设置于表面的倾斜部47。各倾斜部47倾斜成随着距入口11的距离的增加而靠近过滤元件30。
利用该构造，已经通过入口11流入第一壳体10的进气被倾斜部47引导，并且允许进气平稳地朝过滤元件30流动。因此能够调节进气的流动，由此减小空气滤清器的压力损失。
(4)减音构件40的外缘43具有比被外缘43围绕的部分44在厚度方向上更加压缩的形状。外缘43还和第一壳体10的内表面13a、14a接触。
该构造增加了减音构件40的与第一壳体10的内表面13a、14a接触的外缘43的强度。因此，减音构件40被第一壳体10稳定地保持。
(5)减音构件40包括覆盖层42，覆盖层42配置于吸音部41的与气室50相反的表面。覆盖层42由比吸音部41的透气度低的透气材料制成。
该构造实现了上述第二作用。因此，相比于不具有覆盖层42的减音构件，低频成分的声压级被有效地减小。
<变型例>
上述实施方式可以进行如下变型。
覆盖部42a不限于通过由PET纤维制成的无纺布片形成的覆盖部。例如，覆盖部42a可以通过由聚酰胺(PA)纤维或聚丙烯(PP)纤维制成的无纺布片形成。此外，覆盖部42a可以由塑料膜或涂料形成。在这种情况下，可以通过针刺形成大量孔。
透气部42b的粘合层不限于聚乙烯(PE)。例如，粘合层可以由聚丙烯(PP)制成。
例如，吸音部41可以通过由主纤维和粘结纤维制成的无纺布片形成。在这种情况下，例如，PET纤维能够作为主纤维，PP纤维能够作为粘结纤维。也可以使用玻璃纤维和碳纤维作为主纤维。在这些情况下，例如，PA纤维或PP纤维能够作为粘结纤维。
吸音部41不限于由无纺布片形成的吸音部。例如，吸音部41可以由诸如发泡聚氨酯等的发泡材料制成。
可以省略覆盖层42，使得减音构件40仅由吸音部41构成。即使在这种情况下，也将实现上述第一作用。
可以在必要时改变减音构件40的表面轮廓。
可以设置减音构件40覆盖不与入口11相对的角部，并且气室可以限定于该角部与减音构件40之间。
在上述实施方式中，设置减音构件40以覆盖由第一壳体10的两个内表面13a、14a构成的角部16。代替该构造，可以设置减音构件以覆盖由周壁13的两个相邻的内表面和底壁14的内表面构成的角部。即，可以设置减音构件以覆盖由三个相交的内表面构成的角部。这更有效地限制了由于减音构件和气室的存在而造成的空气滤清器的容积的减小。
减音构件40可以设置于第二壳体20的内部，并且可以在减音构件40与第二壳体20的角部之间限定气室50。

Claims (5)

1.一种空气滤清器，其包括：
第一壳体，其包括入口和开口；
第二壳体，其包括出口和与所述第一壳体的开口相对的开口；以及
过滤元件，其配置于所述第一壳体的开口与所述第二壳体的开口之间，
其特征在于，所述第一壳体和所述第二壳体中的至少一者包括：
角部，其由所述第一壳体和所述第二壳体中的所述至少一者的至少两个相交的内表面构成；
减音构件，其包括由透气材料制成且配置于所述第一壳体和所述第二壳体中的所述至少一者的内部的吸音部，所述减音构件桥接所述至少两个内表面且覆盖所述角部；以及
气室，其限定于所述减音构件与所述角部之间。
2.根据权利要求1所述的空气滤清器，其特征在于，
所述减音构件配置于所述第一壳体的内部，并且
所述角部与所述入口相对。
3.根据权利要求2所述的空气滤清器，其特征在于，
所述减音构件包括设置于所述减音构件的表面的倾斜部，并且
所述倾斜部倾斜成随着距所述入口的距离的增加而靠近所述过滤元件。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的空气滤清器，其特征在于，
所述减音构件配置于所述第一壳体的内部，
所述减音构件的外缘具有比所述减音构件的被所述外缘围绕的部分在厚度方向上更加压缩的形状，并且
所述减音构件的外缘与所述第一壳体的内表面接触。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的空气滤清器，其特征在于，
所述减音构件包括覆盖层，所述覆盖层配置于所述吸音部的与所述气室相反的表面，并且
所述覆盖层由透气度比所述吸音部的透气度低的透气材料制成。
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