JP2004044424A

JP2004044424A - エアクリーナ

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Publication number: JP2004044424A
Application number: JP2002200361A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Kino; 木野　等; Takahiro Komori; 古森　敬博
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-07-09
Also published as: JP3858778B2

Abstract

【課題】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課題とする。
【解決手段】エアクリーナ５は、ケース５０（５１）と、ケース５０（５１）内をダーティ側とクリーン側とに仕切るエレメント５２と、を備える。また、エアクリーナ５は、さらにケース５０（５１）内に隔室５５を区画する通気性部材５４を備える。ケース５０（５１）には、隔室５５とケース５０（５１）外とを連通する連通孔５３０が穿設された遮音壁部５３が一体に形成されている。通気性部材５４を透過した空気が遮音壁部５３に衝突することにより、透過音を抑制することができる。また、遮音壁部５３がケース５０（５１）と一体であるため、部品点数が少なくて済む。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【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７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８に、同公報記載のエアクリーナの概略図を示す。なお、図７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／ｍ^２、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／ｍ^２、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。
【００２９】
（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、ダーティ側ケースの底部が突出していない点である。したがって、ここでは相違点についてのみ説明する。
【００３０】
図５に、本実施形態のエアクリーナの分解図を示す。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、ダーティ側ケース５０の底壁からは、ロ字状に隔壁５６が立設されている。隔壁５６の底部には、スリット状の連通孔５３０が穿設された遮音壁部５３が配置されている。また、隔壁５６の上端縁には、通気性部材５４が溶着等にて接合されている。隔壁５６および通気性部材５４により、隔室５５が区画されている。本実施形態のエアクリーナ５によると、ダーティ側ケース５０の底部が突出していない。このため、エアクリーナ５設置スペースが小さくて済む。
【００３１】
（３）第三実施形態
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６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】
（４）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、好ましくは、連通孔５３０を遮音壁部５３の側壁部に設けるのがよい。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分解図である。
【図６】第三実施形態のエアクリーナの斜視図である。
【図７】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８】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

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。