JP2010090746A - Air cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの吸気系に配されるエアクリーナに関する。 The present invention relates to an air cleaner disposed in an intake system of an engine.
従来から、エンジンへの吸気に伴い吸気系に発生する音波は、吸気口から外部に漏れたり、吸気ダクト内からダクト壁等を経て外部に透過したりすることで騒音を構成するので、このような騒音を低減するために、エアクリーナとスロットルとの間の吸気ダクトに関して様々な対策が考えられている。なお、以下の説明では、吸気に伴う音波が、吸気口から漏れることで構成される騒音を「吸気音」と呼び、ダクト内からダクト壁等を経て外部に透過することで構成される騒音を「透過音」と呼ぶ。 Conventionally, sound waves generated in the intake system due to intake into the engine leak from the intake port to the outside, or transmit noise from the inside of the intake duct through the duct wall, etc. In order to reduce noise, various measures have been considered for the intake duct between the air cleaner and the throttle. In the following explanation, the noise that is constituted by sound waves accompanying intake air leaking from the intake port is referred to as `` intake sound '', and the noise that is constituted by being transmitted from the inside of the duct through the duct wall and the like to the outside. This is called “transmitted sound”.
ところで、吸気ダクトに騒音低減機能を付加する場合、低周波の騒音を低減するには、吸気ダクトを長くしたり、吸気ダクトにレゾネータを接続したりする必要があり、吸気系の搭載スペースが大きくなったり、圧力損失が高くなったりしてしまう。そこで、吸気ダクトに騒音低減機能を付加することによる欠点を解消するため、エアクリーナに騒音低減機能を付加する検討がなされている(例えば、特許文献1〜3参照)。 By the way, when adding a noise reduction function to the intake duct, it is necessary to lengthen the intake duct or connect a resonator to the intake duct in order to reduce low-frequency noise. Or pressure loss will increase. Therefore, in order to eliminate the drawbacks caused by adding a noise reduction function to the intake duct, studies have been made to add a noise reduction function to the air cleaner (see, for example, Patent Documents 1 to 3).
特許文献1によれば、エアクリーナのケースの一部を多孔質材料で設け、この多孔質材料を経て音波を外部に透過させることで、吸気口に向かう音波を低減して吸気音を低減するとともに多孔質材料の透過損失に応じて透過音を低減させるものとしている。 According to Patent Document 1, a part of the case of the air cleaner is provided with a porous material, and sound waves are transmitted to the outside through the porous material, thereby reducing sound waves directed to the intake port and reducing intake sound. The transmitted sound is reduced according to the transmission loss of the porous material.
また、特許文献2によれば、エアクリーナのケース内を、主室と副室とに区画し、主室にフィルタエレメントを収容するとともに、エアクリーナの入側または出側の配管内と副室とを連通管により連通させる。また、主室と副室とを区画する壁を半透過膜により設ける。そして、このような構成により、連通管および副室をレゾネータとして機能させるとともに、半透過膜の粘性抵抗に応じて、音波のエネルギーを低減するものとしている。
According to
さらに、特許文献3によれば、主室と副室との仕切り壁に、音波により振動する弾性部、および主室と副室とを連通させる連通穴を設ける。これにより、主室における吸気の通過に伴う、主室、副室間の圧力差を解消して、弾性部の振動特性の変動を阻止するとしている。
Further, according to
しかし、特許文献1のエアクリーナによれば、多孔質材料を用いて設ける部位がフィルタエレメントの上流側に限定されてしまい、多孔質材料の設定部位の自由度が低い。さらに、多孔質材料のみでは、低周波の騒音低減が困難である。 However, according to the air cleaner of patent document 1, the site | part provided using a porous material will be limited to the upstream of a filter element, and the freedom degree of the setting site | part of a porous material is low. Furthermore, low-frequency noise reduction is difficult with only porous materials.
また、特許文献2、3のエアクリーナによれば、低周波の音波でも振動可能な薄膜部(特許文献2の半透過膜、特許文献3の弾性部)を備えているものの、薄膜部を充分に振動させるには副室の容積を大きくして振動に対する剛性を低下させる必要がある。さらに、副室の容積を大きくして薄膜部が充分に振動できるようにしても、吸気音の低減には効果的であるが透過音を増大させる虞がある。
このように、特許文献1〜3のエアクリーナは、低周波の騒音対策として不充分であり、別途に対策が必要となる。
As described above, the air cleaners of Patent Documents 1 to 3 are insufficient as a countermeasure against low-frequency noise, and a separate countermeasure is required.
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、騒音低減機能を担うエアクリーナにおいて、体格を大きくせずに低周波の騒音を低減できるようにすることにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to enable low-frequency noise to be reduced without increasing the physique in an air cleaner having a noise reduction function. .
〔請求項1の手段〕
請求項1に記載のエアクリーナは、エンジンに吸入される吸気中の異物を除去するものであり、異物を捕捉するフィルタエレメントと、フィルタエレメントを収容するケースとを備える。また、ケースは、吸気に伴う音波により振動することができる少なくとも2つの薄膜部を有し、2つの薄膜部は、1次モードの固有振動数が異なる。
[Means of Claim 1]
The air cleaner according to claim 1 removes foreign matter in the intake air sucked into the engine, and includes a filter element that captures the foreign matter and a case that houses the filter element. Further, the case has at least two thin film portions that can vibrate by sound waves accompanying inspiration, and the two thin film portions have different natural frequencies of the primary mode.
ここで、各薄膜部の固有振動数は、各薄膜部の寸法や物性等により定まっている。そして、各薄膜部に入力する音波の振動数が特定の固有振動数よりも小さい場合には、各薄膜部から放射される音波(つまり、薄膜部を経て透過した音波)の位相が変化せず、薄膜部に入力する音波の振動数が特定の固有振動数よりも大きい場合には、薄膜部を経て透過した音波の位相が180°変化する。 Here, the natural frequency of each thin film portion is determined by the dimensions and physical properties of each thin film portion. And when the frequency of the sound wave input to each thin film portion is smaller than a specific natural frequency, the phase of the sound wave radiated from each thin film portion (that is, the sound wave transmitted through the thin film portion) does not change. When the frequency of the sound wave input to the thin film portion is larger than the specific natural frequency, the phase of the sound wave transmitted through the thin film portion changes by 180 °.
そこで、ケースの一部を少なくとも2つの薄膜部により設け、この2つの薄膜部を、1次モードの固有振動数が互いに異なるように設定する。これにより、2つの薄膜部を経てケース内から透過した音波の内、一方の薄膜部の1次モードの固有振動数と他方の薄膜部の1次モードの固有振動数との間の振動数を有する音波は、位相が180°異なって互いに相殺される。 Therefore, a part of the case is provided by at least two thin film portions, and these two thin film portions are set so that the natural frequencies of the primary mode are different from each other. As a result, among the sound waves transmitted from the case through the two thin film portions, the frequency between the natural frequency of the primary mode of one thin film portion and the natural frequency of the primary mode of the other thin film portion is calculated. The sound waves they have are out of phase with each other by 180 ° and cancel each other.
このため、薄膜部の振動によりケース内の音波をケース外に透過させることで吸気音を低減することができるとともに、1次モードの固有振動数が異なることによる相殺効果によって透過音も低減することができる。したがって、薄膜部の設定に関して、相殺効果が得られる振動数領域を低周波に合わせることで、騒音低減機能を担うエアクリーナにおいて、体格を大きくせずに低周波の騒音を低減することができる。 For this reason, it is possible to reduce the intake sound by transmitting the sound wave inside the case to the outside by the vibration of the thin film portion, and also reduce the transmitted sound by the canceling effect due to the difference in the natural frequency of the primary mode. Can do. Therefore, regarding the setting of the thin film portion, by adjusting the frequency region where the canceling effect can be obtained to the low frequency, the low frequency noise can be reduced without increasing the physique in the air cleaner having the noise reduction function.
〔請求項2の手段〕
請求項2に記載のエアクリーナによれば、2つの薄膜部の外側は、吸音材により覆われている。
これにより、相殺効果が得られない高周波の振動数領域の透過音に対しても、充分な低減効果を得ることができる。
[Means of claim 2]
According to the air cleaner of the second aspect, the outer sides of the two thin film portions are covered with the sound absorbing material.
As a result, a sufficient reduction effect can be obtained even for transmitted sound in a high frequency range where a canceling effect cannot be obtained.
最良の形態のエアクリーナは、エンジンに吸入される吸気中の異物を除去するものであり、異物を捕捉するフィルタエレメントと、フィルタエレメントを収容するケースとを備える。また、ケースは、吸気に伴う音波により振動することができる少なくとも2つの薄膜部を有し、2つの薄膜部は、1次モードの固有振動数が異なる。
また、2つの薄膜部の外側は、吸音材により覆われている。
The air cleaner of the best mode is to remove foreign matter in the intake air sucked into the engine, and includes a filter element that captures the foreign matter and a case that houses the filter element. Further, the case has at least two thin film portions that can vibrate by sound waves accompanying inspiration, and the two thin film portions have different natural frequencies of the primary mode.
Further, the outer sides of the two thin film portions are covered with a sound absorbing material.
〔実施例の構成〕
実施例のエアクリーナ1の構成を、図面を用いて説明する。
エアクリーナ1は、エンジンに吸入される吸気中の異物を除去するものであり、図1に示すように、異物を捕捉するフィルタエレメント2と、フィルタエレメント2を収容するケース3とを備える。そして、ケース3は、吸入管4を有する一次側ケース5と、吐出管6を有する二次側ケース7とからなり、フィルタエレメント2は、ガスケット8とともに、主に二次側ケース7内に収容されている。
[Configuration of Example]
The structure of the air cleaner 1 of an Example is demonstrated using drawing.
The air cleaner 1 removes foreign matter in the intake air sucked into the engine, and includes a
ここで、一次側ケース5の吸入管4は吸気口10を有しており、二次側ケース7の吐出管6には、吸気の流量を検出するエアフローメータ11が装着されるとともに、スロットル装置12に吸気を導くためのダクト配管13が接続されている。そして、吸気口10から導入された外気が、吸気としてフィルタエレメント2を通過して異物を除去され、スロットル装置12を介してエンジンに吸入される。また、このようなエンジンへの吸気に伴い、ケース3内やダクト配管13内に音波が発生する。
Here, the suction pipe 4 of the
また、二次側ケース7の一部は、例えば、吸気に伴う音波により振動することができる8個の薄膜部15a〜15hからなる。そして、個々の薄膜部15a〜15hは、各々の1次モードの固有振動数f1〜f8が以下の数式の関係を満たすように設定されている。
〔数式〕f1<f2<f3<f4<f5<f6<f7<f8
すなわち、薄膜部15a〜15hの各々の寸法や物性等が異なることで、固有振動数f1〜f8は順次に大きくなっている。
Moreover, a part of
[Formula] f1 <f2 <f3 <f4 <f5 <f6 <f7 <f8
That is, the natural frequencies f1 to f8 are sequentially increased due to the different dimensions and physical properties of the
ここで、二次側ケース7は、例えば、図2に示すように、吸気の流れ方向に垂直な断面が矩形状を呈するように4つの面部を具備しており、薄膜部15a〜15hは、例えば、各面部に2個ずつ設けられている。
Here, for example, as shown in FIG. 2, the
なお、薄膜部15a〜15hは、例えば、ポリエチレンナフタレート(PEN)やポリエチレンテレフタレート(PET)等のポリエステル樹脂を素材として成形され、図3に示すように、薄膜部15a〜15h以外の高剛性部17とともに、一体的に成形される際に圧縮成形により設けられる。
The
また、薄膜部15a〜15hの外側は、吸音材19により覆われて容積室20をなす。ここで、吸音材19とは、例えば、グラスウール、ロックウールまたは発砲樹脂材料等の多孔質材料や、樹脂または金属を素材とする孔あき板材料等である。
Further, the outside of the
以上の構成により、ケース3内やダクト配管13内に発生した音波は、薄膜部15a〜15hの振動により減衰するとともに容積室20に透過する。そして、容積室20に透過した音波は、以下に説明するように、相殺効果によって低減されたり、吸音材19により吸音されたりする。
With the above configuration, the sound wave generated in the
〔実施例の効果〕
実施例のエアクリーナ1によれば、二次側ケース7は、吸気に伴う音波により振動することができる薄膜部15a〜15hを有し、薄膜部15a〜15hは、各々の1次モードの固有振動数f1〜f8が順次に大きくなるように異なっている。
[Effects of Examples]
According to the air cleaner 1 of the embodiment, the
これにより、吸気に伴う音波の内、振動数が固有振動数f1よりも小さい音波は、薄膜部15aを経て容積室20に透過しても位相が変化せず、振動数が固有振動数f1よりも大きい音波は、薄膜部15aを経て容積室20に透過すると位相が180°変化する。また、振動数が固有振動数f2よりも小さい音波は、薄膜部15bを経て容積室20に透過しても位相が変化せず、振動数が固有振動数f2よりも大きい音波は、薄膜部15bを経て容積室20に透過すると位相が180°変化する。
As a result, among the sound waves accompanying the intake air, the sound wave having a frequency lower than the natural frequency f1 does not change in phase even when transmitted through the
このため、振動数が固有振動数f1〜f2の範囲にある音波は、薄膜部15a、15bを経て容積室20に透過することで、位相が180°異なって互いに相殺される。
同様に、振動数が固有振動数f2〜f3、f3〜f4、f4〜f5、f5〜f6、f6〜f7、f7〜f8の範囲にある音波は、それぞれ、薄膜部15b、15c、薄膜部15c、15d、薄膜部15d、15e、薄膜部15e、15f、薄膜部15f、15g、薄膜部15g、15hを経て容積室20に透過することで、位相が180°異なって互いに相殺される。
For this reason, the sound waves having the frequency in the range of the natural frequencies f1 to f2 are transmitted through the
Similarly, the sound waves whose frequencies are in the range of natural frequencies f2 to f3, f3 to f4, f4 to f5, f5 to f6, f6 to f7, and f7 to f8 are the
このため、薄膜部15a〜15hの振動によりケース3内の音波をケース3外に透過させることで吸気音を低減することができるとともに、固有振動数f1〜f8が異なることによる相殺効果によって透過音も低減することができる。したがって、薄膜部15a〜15hの設定に関して、相殺効果が得られる振動数領域を低周波に合わせることで、低周波の騒音を確実に低減することができる。
For this reason, inhalation sound can be reduced by transmitting the sound wave in the
また、薄膜部15a〜15hの外側は、吸音材19により覆われている。
これにより、相殺効果が得られない高周波の振動数領域、つまり、振動数が固有振動数f8よりも大きい透過音に対しても、充分な低減効果を得ることができる。
さらに、容積室20を小さく設定しても、薄膜部15a〜15hの振動に対する剛性を低めに保つことができる。
Further, the outer sides of the
As a result, a sufficient reduction effect can be obtained even for a high-frequency frequency region where the canceling effect cannot be obtained, that is, a transmitted sound having a frequency greater than the natural frequency f8.
Furthermore, even if the
〔変形例〕
実施例のエアクリーナ1によれば、ケース3には8個の薄膜部15a〜15hが設けられ、各々の1次モードの固有振動数f1〜f8は順次に大きくなるように設定されていたが、薄膜部の設置数は2以上であれば任意である。すなわち、1次モードの固有振動数が異なることによる相殺効果を得ることができれば、薄膜部の設置数は任意である。
[Modification]
According to the air cleaner 1 of the embodiment, the
実施例のエアクリーナ1によれば、薄膜部15a〜15hは圧縮成形により設けられていたが、薄膜部15a〜15hの設定方法は、このような態様に限定されない。例えば、予め成形しておいた薄膜部15a〜15hを、高剛性部17を成形する際に金型にインサートしておいてインサート成形してもよい(図4参照)。
According to the air cleaner 1 of an Example, although the
実施例のエアクリーナ1によれば、薄膜部15a〜15hの外側は、吸音材19により覆われていたが、吸音材19の装備は必須ではなく、消音したい音波の振動数に応じて、吸音材19を装備するか否かを決定してもよい。
According to the air cleaner 1 of the embodiment, the outer sides of the
1 エアクリーナ
2 フィルタエレメント
3 ケース
15a〜15h 薄膜部
19 吸音材
f1〜f8 1次モードの固有振動数
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
異物を捕捉するフィルタエレメントと、このフィルタエレメントを収容するケースとを備え、
このケースは、吸気に伴う音波により振動することができる少なくとも2つの薄膜部を有し、
前記2つの薄膜部は、1次モードの固有振動数が異なることを特徴とするエアクリーナ。 In an air cleaner that removes foreign matter in the intake air sucked into the engine,
A filter element that captures foreign matter, and a case that accommodates the filter element,
This case has at least two thin film portions that can be vibrated by sound waves accompanying inspiration,
The air cleaner characterized in that the two thin film portions have different natural frequencies of the primary mode.
前記2つの薄膜部の外側は、吸音材により覆われていることを特徴とするエアクリーナ。 The air cleaner according to claim 1,
An air cleaner characterized in that the outer sides of the two thin film portions are covered with a sound absorbing material.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008259330A JP2010090746A (en) | 2008-10-06 | 2008-10-06 | Air cleaner |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008259330A JP2010090746A (en) | 2008-10-06 | 2008-10-06 | Air cleaner |
Publications (1)
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Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103375315A (en) * | 2012-04-27 | 2013-10-30 | 上海通用汽车有限公司 | Method for improving surface modes of air filter and resonator and air filter and resonator |
-
2008
- 2008-10-06 JP JP2008259330A patent/JP2010090746A/en active Pending
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