CN108071532A - 内燃机的空气滤清器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种内燃机的空气滤清器，无需增大吸气系统的实质上的占有空间而能够附加使用波纹状弹性部件(33)的吸气音降低装置(31)。吸气音降低装置(31)内置于具有由主体(11)和盖部(12)构成的合成树脂制空气滤清器壳体(10)的空气滤清器(1)。吸气音降低装置(31)由如下构成：作为主体(11)的一部分而成形的圆筒状的壳体部(32)；具备连通管(35)的基板(34)；被收容于壳体部(32)的波纹状的弹性部件(33)。吸气音降低装置(31)降低低频脉动音。由于弹性部件(33)的内部的容积室(37)也成为空气滤清器(1)的内部空间的一部分，因此，空气滤清器(1)的外形尺寸的增加微小。

Description

内燃机的空气滤清器
技术领域
本发明关于一种内燃机的空气滤清器，特别是关于一种内置有使用波纹状弹性部件的吸气音降低装置的空气滤清器。
背景技术
专利文献1公开了一种本申请人之前提出的新形式的内燃机的吸气音降低装置。该吸气音降低装置的构成为：通过能够弹性变形的波纹状的弹性部件划定容积室，经由成为赫姆霍兹型共鸣要素的头管的连通管将该容积室连接于内燃机的吸气通路。上述弹性部件收容于向大气开放的圆筒状的壳体内。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2013-124599号公报
发明内容
(发明所要解决的课题)
在专利文献1中，由于构成为波纹状弹性部件以分歧管的方式连接于吸气管的侧面等，因此存在的问题是，在车辆的发动机室内等实质上的占有空间变大，空间的确保容易变得困难。
(解决课题的技术方案)
本发明着眼于内燃机的吸气系统中的空气滤清器本质上要求大的内部空间，从而将利用波纹状弹性部件的吸气音降低装置内置于空气滤清器的内部。
也就是说，本发明为一种内燃机的空气滤清器，其为以将合成树脂制的空气滤清器壳体的内部空间划分为污垢侧和干净侧的方式配设有空气滤清器滤芯的内燃机的空气滤清器，其特征在于，内置有吸气音降低装置，所述吸气音降低装置由如下构成：吸气音降低装置用壳体部，作为所述空气滤清器壳体的一部分，形成一端开放于所述内部空间的筒状的同时，另一端具备连通于外部的连通孔；弹性部件，被收容于该吸气音降低装置用壳体部内，形成基端开口的同时前端被封闭的大致圆筒状，并且周壁弯曲形成为波纹状；基板，以覆盖所述吸气音降低装置用壳体部的一端的开口的方式安装，保持所述弹性部件的所述基端；连通管，以使形成于所述弹性部件的内部的容积室连通于所述内部空间的方式，贯通所述基板设置。
在内燃机的吸气系统中，就从外气中除去灰尘的空气滤清器而言，如本领域技术人员所知晓的，为了在降低流速而抑制吸气噪音的同时更可靠地进行灰尘的捕集，在空气滤清器壳体的内部需要比较大的内部空间。
在上述结构中，由于吸气音降低装置的弹性部件作为一种振动系统在规定的共振频率上共振，因此，在该共振频率附近的频带内，内燃机的吸气脉动音降低。另一方面，形成于弹性部件的内部的容积室由于经由连通管而总是向空气滤清器壳体的内部空间开放，因此，实质上作为空气滤清器壳体的内部空间的一部分而有利于流速降低等。从而，能够在不使空气滤清器壳体过度地大型化的情况下内置吸气音降低装置。
在本发明优选的一个实施方式中，所述波纹状弹性部件的轴向的伸缩所产生的共振频率被设定为30～200Hz的范围内。即，通过使用波纹状弹性部件的吸气音降低装置，比较低频的脉动音降低。
此外，在本发明优选的一个实施方式中，所述吸气音降低装置被配置于污垢侧。吸气的脉动音通常通过空气滤清器从外气导入管道向外部泄漏。通过在空气滤清器壳体的污垢侧具备吸气音降低装置，能够在靠近外气导入管道的位置实现有效的吸气音降低。并且，一般情况下，就空气滤清器而言，与干净侧相比，在污垢侧需要更大的容积，因此，成为更优选的配置。
在本发明的具体的一个实施方式中，所述空气滤清器壳体由如下构成：主体，具备安装有所述空气滤清器滤芯的矩形的开口部；盖部，以覆盖所述开口部的方式安装于所述主体。所述吸气音降低装置用壳体部在所述主体的底部成形为一端朝向所述开口部开口的筒状。
从而，能够通过例如射出成形等的一般的成形方法容易地形成具备吸气音降低装置用壳体部的主体。
(发明的效果)
根据该发明，通过在设置于内燃机的吸气系统的空气滤清器的内部内置利用波纹状弹性部件的吸气音降低装置，在例如车辆的发动机室内等不会由于吸气音降低装置的附加而带来实质上的占有空间的增加，能够实现吸气脉动音的有效的降低。
附图说明
图1为示出具备本发明涉及的空气滤清器的内燃机的吸气系统的立体图。
图2为空气滤清器的外观立体图。
图3为沿图2的A-A线的截面的立体图。
图4为沿图2的B-B线的截面的立体图。
图5为沿图2的C-C线的截面图。
图6为拆下盖部而示出主体内部的结构的俯视图。
图7为对比地示出吸气系统的各部中脉动压(二次成分)的特性图。
符号说明
1…空气滤清器
2…吸气管道
3…外气导入管道
5…空气滤清器滤芯
10…空气滤清器壳体
11…主体
12…盖部
25…污垢侧空间
26…干净侧空间
31…吸气音降低装置
32…吸气音降低装置用壳体部
33…弹性部件
34…基板
35…连通管
37…容积室。
具体实施方式
以下，基于附图详细地说明本发明的一实施例。
图1示出具备本发明涉及的空气滤清器1的汽车用内燃机的吸气系统的结构。在内部具备空气滤清器滤芯5(参照图5)的空气滤清器1中，空气滤清器滤芯5的下游侧即干净侧经由具有可挠性的吸气管道2连接于图外的内燃机，由硬质合成树脂成形品构成的外气导入管道3连接于空气滤清器滤芯5的上游侧即污垢侧。外气导入管道3的前端作为外气导入口3a开口，从该外气导入口3a取入的外气通过空气滤清器1之后，经由吸气管道2被导入内燃机。
如图2～图6所示，空气滤清器1具备合成树脂制的空气滤清器壳体10，该空气滤清器壳体10通过组合主体11和盖部12这两个部件而成。主体11在上缘具备矩形框状的主体侧凸缘部14，同时，形成具备底壁15及周围的侧壁16的大致长方体形状的容器状或水桶状。在空气滤清器1的靠近长边方向的一端部的侧壁16的一部分，形成有连接上述外气导入管道3的角筒状的吸气入口17。上述主体侧凸缘部14构成矩形的开口部14a，矩形状构成的空气滤清器滤芯5(参照图5)安装于该开口部14a。空气滤清器滤芯5例如为通过将由滤纸或无纺布构成的薄片状的滤材多次折回而形成百褶状的构成，从上方可拆装地安装于上述开口部14a。此外，在图3及图4中，图示省略了空气滤清器滤芯5。
盖部12以覆盖上述开口部14a的方式安装，具备与主体侧凸缘部14对接的矩形的框状的盖部侧凸缘部19，同时，形成具备顶部壁20及周围的侧壁21的倒置的容器状。在盖部12的侧壁21的一部分，形成有连接吸气管道2的圆筒状的吸气出口22。上述盖部12的从盖部侧凸缘部19至顶部壁20的高度，与上述主体11的从主体侧凸缘部14至底壁15的深度相比较，相对较小。此外，主体侧凸缘部14和盖部侧凸缘部19通过未图示的金属制的搭扣而被相互紧固固定。主体11及盖部12使用硬质合成树脂例如聚丙烯树脂例如通过射出成形而分别一体地成形。
如图5所示，由主体11和盖部12构成的空气滤清器壳体10的内部空间通过位于两者间的空气滤清器滤芯5被划分为所谓的污垢侧空间25和干净侧空间26。在该实施例中，实质上，主体11的内部为污垢侧空间25，盖部12的内部为干净侧空间26。为了降低流入空气滤清器滤芯5的吸气的流速，污垢侧空间25大于干净侧空间26。
降低吸气脉动音的吸气音降低装置31，在该实施例中，内置于主体11的长边方向的一端部(详细而言为吸气入口17的相反侧的端部)。
上述吸气音降低装置31大致由如下构成：作为主体11的一部分而一体成形于该主体11的吸气音降低装置用壳体部32；被收容于该壳体部32之中的波纹状的弹性部件33；保持该弹性部件33的基端的同时覆盖壳体部32的开口面的基板34；贯通该基板34设置的圆筒状的连通管35。
上述壳体部32通过从主体11的底壁15垂直地(相对于主体侧凸缘部14所规定的矩形的开口面正交的方向)立起的圆筒状的周壁部32a和作为底壁15的一部分的圆形的底壁部32b，成形为一端开放且另一端闭塞的所谓的有底圆筒状或杯状。在上述底壁部32b的中心位置设置使壳体部32的内部空间与外部连通的连通孔36。该连通孔36为了抑制来自外部的水滴等的进入而具备圆筒部36a。并且，周壁部32a的上缘具备向半径方向扩展的凸缘部32c。
上述基板34通过硬质合成树脂例如聚酰胺树脂而与连通管35一体地成形，形成对应于上述壳体部32的直径的圆形，在其中心部配置上述连通管35。并且，外周缘部34a例如通过振动焊接或者粘接剂而接合于壳体部32上缘的凸缘部32c。
如图5等所示，弹性部件33形成基端33a开口的同时前端33b被封闭的大致圆筒状，周壁33c弯曲形成为波纹状。该弹性部件33通过具有适当的弹性的橡胶或弹性体例如热塑性弹性体而一体地成形，作为封闭端的前端33b形成为平坦的圆板状。
作为弹性部件33的开口端的基端33a通过粘接剂等被接合于基板34的内侧面(成为壳体部32内侧的面)。也就是说，基端33a的开口面被基板34覆盖，从而，在弹性部件33的内部划定了容积室37。该弹性部件33和基板34的接合先于基板34相对于壳体部32的安装进行。换言之，弹性部件33预先被安装于基板34，在将弹性部件33插入壳体部32内的同时将基板34配置于壳体部32的凸缘部32c上，通过振动焊接等进行接合。
如图5等所示，弹性部件33的波纹状的周壁33c的外径相比壳体部32的周壁部32a的内径稍小地设定。并且，弹性部件33的前端33b位于适当地离开壳体部32的底壁部32b的位置。因此，弹性部件33以基端33a被固定于基板34的状态，前端33b作为自由端能够在壳体部32内自由地伸缩变形。
在此，如图6所示，当将主体11的开口部14a向下方投影观察时，壳体部32的周壁部32a或基板34的外形被包含于开口部14a的内侧(即，开口面)。从而，在主体11的射出成形时，能够一体地成形壳体部32，同时，通过开口部14a的基板34的安装作业容易。此外，也可以将基板34通过所谓的卡扣安装于壳体部32的上缘部。
如上构成的吸气音降低装置31，被基板34密闭的弹性部件33的内部的容积室37经由连通管35而连通于空气滤清器壳体10的内部空间(详细而言为污垢侧空间25)。另一方面，在壳体部32的内周和弹性部件33外周面之间构成的空间，不与空气滤清器壳体10的内部空间连通，经由连通孔36而向大气开放。从而，波纹状的弹性部件33对应于空气滤清器壳体10的声压变化而发生位移。
在此，波纹状的弹性部件33作为一种弹簧而构成振动系统，在规定的共振频率上共振。因此，在该共振频率附近的频带内，内燃机的吸气脉动音降低。在本实施例中，波纹状弹性部件33的轴向的伸缩所产生的共振频率被设定为30～200Hz的范围内。优选的是，被设定为50～100Hz的范围内。即，通过使用波纹状弹性部件33的吸气音降低装置31，比较低频的脉动音降低。
图7比较地示出在如图1所示的吸气管道2和外气导入管道3连接于空气滤清器1的吸气系统的结构中，各个位置的脉动压(二次成分)。此外，在此，空气滤清器1不具备吸气音降低装置31。如该图7所示，在内燃机的转速高的区域中，吸气管道2中的脉动能量最高，但在本实施例作为对象的对应于低频脉动音的转速低的区域中，空气滤清器1的内部的脉动能量最高。因此，通过对于该空气滤清器1的内部空间配置吸气音降低装置31，能够实现有效的脉动音降低。
并且，在上述实施例中，在空气滤清器壳体10中也将吸气音降低装置31配置于接近外气导入管道3的污垢侧空间25，因此，能够在外气导入管道3的近前的位置更有效地降低通过外气导入管道3而向外部泄漏的脉动音。
另一方面，由于波纹状弹性部件33的内部的容积室37总是与空气滤清器壳体10的内部空间连通，因此，实质上为空气滤清器壳体10的内部空间的一部分。如前所述，一般在空气滤清器1中，为了降低通过外气导入管道3而高速地流入的吸气的流速而抑制吸气噪音，同时均匀地流至空气滤清器滤芯5的各部而更可靠地进行灰尘的捕集，在空气滤清器壳体10的内部需要比较大的内部空间。在上述实施例中，一体成形于主体11的吸气音降低装置用壳体部32的内部与吸气所通过的空气滤清器壳体10的内部空间隔绝，但由于被收容于该壳体部32的内部的弹性部件33的内部的容积室37成为空气滤清器壳体10的内部空间的一部分，因此，与空气滤清器壳体10的外形尺寸相比较的实质的内部空间的减少较小。因此，伴随着内置吸气音降低装置31的空气滤清器壳体10的外形尺寸的增加微小。换言之，不使空气滤清器1实质上大型化而能够将吸气音降低装置31附加于吸气系统。因此，与将波纹状弹性部件连接于吸气管道2或外气导入管道3的现有的结构相比较，吸气系统整体的占有空间减少，吸气管道2或外气导入管道3的处置不会被波纹状弹性部件限制。
并且，在上述实施例中，由于吸气音降低装置31配置于空气滤清器壳体10的污垢侧空间25的底部，因此，即使空气滤清器壳体10的外形尺寸稍微大型化，也能够通过将主体11的底壁15的位置向下方扩大而应对。即，不会使车辆的发动机室的俯视中的空气滤清器1的设置面积或占有面积扩大。并且，一般而言，在空气滤清器中，由于污垢侧空间25与干净侧空间26相比需要更大，因此，能够利用该大的污垢侧空间25收容吸气音降低装置31。
此外，在上述的吸气音降低装置31中，通过弹性部件33的内部的容积室37和成为所谓的头管的连通管35构成赫姆霍兹型的共鸣要素，从而，也能够得到吸气音降低作用。通过该赫姆霍兹型的共鸣要素实现的吸气音降低，与通过以波纹状弹性部件33为弹簧的振动系统实现的上述的低频脉动音的消音频带相比较，在更高的频率频带发挥作用。

Claims (4)

1.一种内燃机的空气滤清器，其为以将合成树脂制的空气滤清器壳体的内部空间划分为污垢侧和干净侧的方式配设有空气滤清器滤芯的内燃机的空气滤清器，其特征在于，
内置有吸气音降低装置，所述吸气音降低装置由如下构成：
吸气音降低装置用壳体部，作为所述空气滤清器壳体的一部分，形成一端开放于所述内部空间的筒状的同时，另一端具备连通于外部的连通孔；
弹性部件，被收容于该吸气音降低装置用壳体部内，形成基端开口的同时前端被封闭的大致圆筒状，并且周壁弯曲形成为波纹状；
基板，以覆盖所述吸气音降低装置用壳体部的一端的开口的方式安装，保持所述弹性部件的所述基端；
连通管，以使形成于所述弹性部件的内部的容积室连通于所述内部空间的方式，贯通所述基板设置。
2.根据权利要求1所述的内燃机的空气滤清器，其特征在于，
所述波纹状弹性部件的轴向的伸缩所产生的共振频率被设定为30～200Hz的范围内。
3.根据权利要求1所述的内燃机的空气滤清器，其特征在于，
所述吸气音降低装置配置于污垢侧。
4.根据权利要求3所述的内燃机的空气滤清器，其特征在于，
所述空气滤清器壳体由如下构成：主体，具备安装有所述空气滤清器滤芯的矩形的开口部；盖部，以覆盖所述开口部的方式安装于所述主体，
所述吸气音降低装置用壳体部在所述主体的底部成形为一端朝向所述开口部开口的筒状。
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