JP2002266715A

JP2002266715A - エアクリーナ

Info

Publication number: JP2002266715A
Application number: JP2001066206A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Shinada; 雅史品田
Original assignee: Tennex Corp
Current assignee: Mahle Filter Systems Japan Corp
Priority date: 2001-03-09
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2002-09-18

Abstract

(57)【要約】【課題】エアクリーナ１の外形寸法を大型化すること
なく消音器としての減衰量を向上させる。【解決手段】エアクリーナ１は、略矩形のケース２に
入口管３および出口管４が接続され、かつケース２内
に、エアクリーナエレメント５が取り付けられる。ケー
ス２の底部に、濾紙、不織布、連続気泡の発泡樹脂シー
トなどの通気性を有する半透過膜７が設けられ、ケース
２内部の拡張室８が、主室８Ａと副室８Ｂとに区画され
る。副室８Ｂと入口管３とは、分岐管９によって連通し
ている。拡張室８の容積全体によって空洞型（膨張型）
消音要素としての基本的な騒音減衰作用が得られるのに
加え、副室８Ｂと分岐管９とがレゾネータとして作用
し、しかも、音の振動に伴い、半透過膜７を空気が通過
する際に、その粘性抵抗によって音のエネルギが減衰す
る。従って、減衰量（透過損失）が増大する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関あるい
は各種空気装置などにおいて用いられるエアクリーナに
関し、特に、その消音機能の改善に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば内燃機関の吸気通路に配設される
エアクリーナは、外気に含まれる塵埃の除去を行うもの
であるが、同時に、そのケースの容積によって一種の消
音器としても機能し、吸気通路を介して外気取入口から
外部へ漏洩する内燃機関の騒音を低減している。

【０００３】図７は、内燃機関のエアクリーナ５１の構
成を模式的に示したもので、ケース５２の両端に入口通
路５３および出口通路５４がそれぞれ接続されるととも
に、これらの入口通路５３および出口通路５４の間を隔
てるように、ケース５２内に斜めにエアクリーナエレメ
ント５５が収納されている。このようなエアクリーナ５
１は、空洞型ないしは膨張型の消音器を構成し、その消
音器としての減衰量（透過損失）ＴＬは、入口通路５３
の断面積Ｓ１、出口通路５４の断面積Ｓ２、拡張室とな
るケース５２の断面積Ｓ３および長さＬ、に基づき次式
によって与えられる。

【０００４】

【数１】ＴＬ＝１０log₁₀｛１＋（ｍ−１／ｍ）²・sin²
ｋＬ／４｝但し、ｍは、通路の断面積Ｓ１もしくはＳ２に対する拡
張室断面積Ｓ３の膨張比、ｋは、２πｆ／ｃである。

【０００５】この式から明らかなように、減衰量ＴＬを
大きく得るためには、膨張比ｍを大きくすること、ある
いは、ケース５２の長さＬを大きくすること、が必要で
あり、入口通路５３および出口通路５４の通路断面積Ｓ
１，Ｓ２が一定であるとすれば、実質的に、ケース５２
の大きさ（断面積Ｓ３および長さＬ）によって、減衰量
ＴＬが定まる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
車両のエンジンルーム内に配置されるエアクリーナ５１
の大きさには、自ずから制限があり、従って、エアクリ
ーナ５１の消音性能は、一般に、必ずしも十分なもので
はない。

【０００７】なお、このようなエアクリーナ５１の消音
性能を補うために、図７に示すように、別個にレゾネー
タ５６を設けることもなされているが、このレゾネータ
５６によって、やはり吸気系全体が大型化してしまうこ
の発明の目的は、エアクリーナのケースの容積自体は増
大させることなく、騒音の減衰量を向上させることにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この発明は、拡張室に、
入口通路および出口通路が接続されるとともに、これら
の入口通路および出口通路の間を隔てるように、該拡張
室内にエアクリーナエレメントが収納されてなるエアク
リーナにおいて、上記拡張室内に、通気性を有する半透
過膜を配設して、該拡張室を、上記エアクリーナエレメ
ントが位置する主室と副室とに区画し、かつ上記副室と
上記入口通路もしくは出口通路とを連通する分岐通路を
設けたことを特徴としている。

【０００９】上記半透過膜としては、濾紙、不織布、連
続気泡の発泡樹脂シート、連続気泡の発泡金属シート、
のいずれかを用いることが望ましい。

【００１０】上記半透過膜により区画される副室は、エ
アクリーナのダスト側もしくはクリーン側のいずれにあ
っても良く、また、これと接続される通路は、入口通路
および出口通路のいずれでも良い。

【００１１】本発明のエアクリーナにおいては、上記の
ように拡張室が主室と副室とに区画されているが、両者
を仕切る半透過膜が通気性を有するので、基本的な消音
特性は、半透過膜を具備しない場合と同様に得られる。
一方、副室は、半透過膜によってある程度仕切られた形
となるので、これが分岐通路を介して入口通路もしくは
出口通路に接続されていることにより、一種の共鳴要素
が構成され、レゾネータとして機能する。しかも、副室
および主室での音の振動に伴い、半透過膜を空気が通過
する際に、その粘性抵抗によって音のエネルギが減衰す
る。従って、半透過膜を具備しない場合に比較して、幅
広い周波数域で減衰量（透過損失）が増大する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１３】図１は、この発明に係る内燃機関用のエア
クリーナ１の一実施例を示している。このエアクリーナ
１は、ポリプロピレン等の合成樹脂からなる略矩形のケ
ース２の両端に、入口通路となる入口管３および出口通
路となる出口管４がそれぞれ接続されており、かつ両者
を隔てるように、ケース２内に、斜めにエアクリーナエ
レメント５が取り付けられている。このエアクリーナエ
レメント５は、濾紙を複数回折り畳んで矩形のフレーム
と一体化した周知の構成のものである。なお、ケース２
は、このエアクリーナエレメント５の取付面に沿って２
つの部材に分割して構成されており、エアクリーナエレ
メント５の交換が可能なように、外周の複数箇所に設け
たクリップ６によって一体に組み立てられている。

【００１４】上記ケース２の底部には、通気性を有する
半透過膜７が設けられており、この半透過膜７によっ
て、ケース２内部の拡張室８が、エアクリーナエレメン
ト５を収容した主室８Ａと、適宜な割合を占める副室８
Ｂとに区画されている。この実施例では、副室８Ｂは、
エアクリーナエレメント５の上流側つまりダスト側に設
けられており、この副室８Ｂと入口管３との間に、分岐
通路となる分岐管９が設けられている。

【００１５】上記半透過膜７は、例えば、エアクリーナ
エレメントに用いられるような濾紙、不織布、あるいは
発泡ウレタンのような連続気泡の発泡樹脂シート、など
から構成される。連続気泡の発泡金属材料からなる金属
シートを用いることもできる。この半透過膜７として
は、少なくとも、通気性を有し、かつ空気の流動に対し
十分に大きな粘性抵抗を有することが必要である。ま
た、この半透過膜７のケース２に対する取付構造として
は、例えば、合成樹脂製のケース２を、主室８Ａと副室
８Ｂとの境界に沿って別体に成形し、両者を溶着する際
に半透過膜７を挟み込んで固定する方法、両面テープも
しくは接着剤を用いて半透過膜７の周縁をケース２内壁
面に接合する方法、濾紙や不織布からなる半透過膜７に
溶着可能な繊維を混合しておき、超音波溶着あるいは加
熱溶着等によって半透過膜７の周縁をケース２内壁面に
溶着する方法、などが可能である。なお、半透過膜７の
周縁を予め枠状のフレームに固定し、このフレームをケ
ース２に取り付けることも可能である。

【００１６】上記のように構成されたエアクリーナ１に
おいては、主室８Ａおよび副室８Ｂからなる拡張室８の
容積全体によって空洞型（膨張型）消音要素が構成さ
れ、基本的な騒音減衰作用が得られる。つまり、基本的
な消音特性は、半透過膜を具備しない場合と同様に得ら
れる。また半透過膜７によって仕切られた副室８Ｂと分
岐管９とによってレゾネータとしての作用が得られ、し
かも、副室８Ｂおよび主室８Ａでの音の振動に伴い、半
透過膜７を空気が通過する際に、その粘性抵抗によって
音のエネルギが減衰する。従って、拡張室８の容積を拡
大することなく、減衰量（透過損失）が増大する。

【００１７】特に、エアクリーナ１の外形寸法として
は、分岐管９が僅かに付加されるに過ぎず、エンジンル
ーム内の限られたスペースに収容する必要があるエアク
リーナ１として、外形寸法を殆ど変えることなく大幅な
減衰量向上を達成できる。

【００１８】なお、この実施例の構成では、半透過膜７
を挟んで副室８Ｂと主室８Ａとの間に圧力差がないの
で、吸気の主流はエアクリーナエレメント５のみを流れ
ることになり、従って塵埃の捕集による半透過膜７の汚
損は殆ど生じない。

【００１９】図５は、本発明のエアクリーナ１の減衰量
ＴＬを、半透過膜７および分岐管９を具備しない比較例
の特性と対比して示したものである。また、図６は、こ
の実験に用いたエアクリーナ１の具体的な寸法を示して
いる。図６に示すように、ケース２内の拡張室８を、概
ね２：１程度に区画するように半透過膜７を設け、直径
２５ｍｍ×長さ１２０ｍｍの分岐管９で入口管３に接続
した。この実験例では半透過膜７は、エアクリーナエレ
メントに広く用いられている濾紙からなり、その大きさ
は、幅１４０ｍｍ×長さ２００ｍｍである。このような
本発明のエアクリーナ１においては、図５に示すよう
に、低周波領域において、広い範囲で、数デシベル程度
の減衰量向上が達成された。

【００２０】図２は、本発明の第２実施例を示してお
り、このものでは、図示するように、半透過膜７により
区画された副室８Ｂが、分岐管９を介して出口管４に接
続されている。このような構成においても、図１の実施
例と同様に、減衰量ＴＬが向上する。なお、この構成で
は、半透過膜７を挟んでダスト側とクリーン側とが隣接
するので、半透過膜７を多量の吸気が通過することのな
いように、エアクリーナエレメント５の濾過抵抗や半透
過膜７の材質等を選択する必要がある。

【００２１】図３は、本発明の第３実施例を示してお
り、このものでは、図示するように、半透過膜７がエア
クリーナエレメント５の下流側つまりクリーン側に設け
られており、またこれにより区画された副室８Ｂが、分
岐管９を介して入口管３に接続されている。この構成で
は、やはり半透過膜７を挟んでダスト側とクリーン側と
が隣接するので、半透過膜７を多量の吸気が通過するこ
とのないように、エアクリーナエレメント５の濾過抵抗
や半透過膜７の材質等を選択する必要がある。

【００２２】次に、図４は、本発明の第４実施例を示し
ており、このものでは、図示するように、半透過膜７が
エアクリーナエレメント５の下流側つまりクリーン側に
設けられているとともに、これにより区画された副室８
Ｂが、分岐管９を介して出口管４に接続されている。こ
の構成では、図１の第１実施例と同様に、半透過膜７を
挟んで副室８Ｂと主室８Ａとの間に圧力差がないので、
吸気の流れによる半透過膜７の汚損は非常に少ない。

【００２３】なお、第２実施例および第３実施例では、
エアクリーナエレメント５の交換のために２分割される
ケース２の双方の部分が分岐管９によって連結された構
成となるが、合成樹脂からなる分岐管９の弾性変形によ
って両者の開口部がある程度離間し得るように構成すれ
ば、エアクリーナエレメント５の交換は可能である。勿
論、分岐管９をいずれかの端部においてケース２から取
り外し可能に構成してもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、この発明
に係るエアクリーナによれば、エアクリーナのケースの
大きさに依存した空洞型消音要素としての基本的な減衰
量に加えて、副室のレゾネータ機能ならびに半透過膜の
粘性抵抗によるエネルギ減衰作用による減衰量が付加さ
れ、広い周波数域で良好な騒音低減が図れる。特に、エ
ンジンルーム内での収容スペース等の上で制限されるエ
アクリーナの外形寸法を大型化することなく、大幅な減
衰量向上を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るエアクリーナの第１実施例を示
す断面図。

【図２】第２実施例を示す断面図。

【図３】第３実施例を示す断面図。

【図４】第４実施例を示す断面図。

【図５】本発明によるエアクリーナの減衰量ＴＬの特性
を示す特性図。

【図６】実験に用いたエアクリーナの具体的な寸法を示
す説明図。

【図７】一般的な内燃機関用のエアクリーナを示す説明
図。

【符号の説明】

１…エアクリーナ２…ケース３…入口管４…出口管５…エアクリーナエレメント７…半透過膜８…拡張室８Ａ…主室８Ｂ…副室９…分岐管

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】拡張室に、入口通路および出口通路が接
続されるとともに、これらの入口通路および出口通路の
間を隔てるように、該拡張室内にエアクリーナエレメン
トが収納されてなるエアクリーナにおいて、上記拡張室
内に、通気性を有する半透過膜を配設して、該拡張室
を、上記エアクリーナエレメントが位置する主室と副室
とに区画し、かつ上記副室と上記入口通路もしくは出口
通路とを連通する分岐通路を設けたことを特徴とするエ
アクリーナ。
【請求項２】上記半透過膜は、濾紙、不織布、連続気
泡の発泡樹脂シート、連続気泡の発泡金属シートのいず
れかから構成されていることを特徴とする請求項１記載
のエアクリーナ。