JP2016031072A - 挿入式拡張管一体型エアクリーナおよびこれを適用したエンジン吸気系 - Google Patents
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Abstract
Description
このようなエアクリーナは、大きく、エンジンカバー一体型エアクリーナ、引出し式エアクリーナ、ボルティング構造のエアクリーナなどに分けられる。
エンジンカバー一体型エアクリーナは、エンジンカバーに連結されたエアクリーナカバー、エアクリーナボディ、レゾネータ(Resonator)、フィルタ(Filter)、及び2つのクランプ(Clamp)から構成される。
引出し式エアクリーナは、エアクリーナカバー、エアクリーナボディ、フィルタ、エアクリーナキャップ(Cap)、エアクリーナボディ、エアクリーナキャップ(Cap)の固定のための2つのクランプ、及びフィルタ固定カム−シャフト棒から構成される。
ボルティング構造のエアクリーナは、エアクリーナカバー、エアクリーナボディ、フィルタ、及び6つのボルトから構成される。
一方、引出し式エアクリーナは、クランプによるエアクリーナボディとエアクリーナキャップ(Cap)のヒンジ構造の追加、フィルタ固定カム−シャフト棒によるエアクリーナキャップ、カム−シャフト棒およびエアクリーナボディ融着構造の追加など、引出し式構造の装着による追加的な構成要素の増加および原価上昇の問題があり、さらに引出し式構造の追加によるフィルタ濾過面積の縮小によるエンジン2馬力/吸圧1Kpaの減少をもたらす吸圧上昇などの問題を有する。
さらにまた、ボルティング構造のエアクリーナは、6つのボルトの使用による原価上昇および煩雑なエアクリーナ整備性などの問題を有する。
エアクリーナカバーには、雌通路ボスに挿入されるように、エアクリーナカバーから突出した雄通路ボスが形成され、雌通路ボスには気密リングが嵌合する。
エアクリーナカバーには、雄通路ボスの周辺部位に突出したフィクサがさらに備えられ、フィクサは、雌通路ボスの周辺部位に嵌合して固定される。
雌通路ボスは、互いに区分された第1、第2雌通路ボスからなり、雄通路ボスは、互いに区分された第1、第2雄通路ボスからなり、フィクサは、第1雌通路ボスと第2雌通路ボスとが互いに当接した中間部位の溝に嵌合する第1フィクサと、第1雄通路ボスの左側部位の溝に嵌合する第2フィクサと、第2雄通路ボスの右側部位の溝に嵌合する第3フィクサとから構成される。
第1、第2雌通路ボスおよび第1、第2雄通路ボスのそれぞれは、楕円形のエア通過ホールを形成する。
雌通路ボスに結合されていないエアクリーナカバーの部位と、フィルタチャンバの部位とを結合するフックが備えられ、フックは、雌通路ボスからエアクリーナカバーの分離時、エアクリーナカバーのヒンジ点として作用する。
フックは、フィルタチャンバの部位に形成されたヒンジストラップと、エアクリーナカバーの部位に形成されたヒンジボスとからなる。
拡張管チャンバにはエアクリーナキャップが結合され、エアクリーナキャップは、拡張管チャンバが流入したエアを外部に排出させる内部チャンバ空間を外部と遮断する。
フィルタチャンバには、エンジンルームに備えられた吸気ダクトが連結され、外部からエアを導入する。
拡張管チャンバには吸気ホースが連結され、吸気ホースは、エンジンに供給される吸気を制御する電子スロットル制御(Electronic Throttle Control:ETC)に連結される。
また、本発明のエアクリーナは、ヒンジ(Hinge)を用いたエアクリーナカバーとエアクリーナボディとの一体化により、クランプ対比部品数の縮小と締結工程数の低減および整備性の向上が可能であり、特に、引出し式エアクリーナ対比の別のエアクリーナフィルタ固定構造の削除により、原価および重量低減効果が非常に大きい。
さらに、本発明のエアクリーナは、エアクリーナボディに融着した圧縮吸音ダクトによる高周波騒音の吸音が非常に効率的に行われる。
また、本発明のエアクリーナは、エンジンカバーと共に一体化されてエンジン吸気系を構成することにより、透過面積の増大による吸気系の吸圧の改善および吸気系の騒音・振動・ハーシュネス(Noise、Vibration、Hashness:NVH)の改善が非常に効率的に行われ、特に、エンジンカバーと共に一体化されたエアクリーナがエンジンの上方に装着されることにより、エンジンルームの美観が大きく改善される効果がある。
図示したとおり、挿入式拡張管一体型エアクリーナ1は、エアクリーナキャップ1−1と、エアクリーナボディ10と、圧縮吸音ダクト20と、エアクリーナカバー30と、フック50と、フィルタ60と、吸気ダクト70と、吸気ホース80とを含む。
エアクリーナキャップ1−1は、エアクリーナボディ10の一部露出空間を遮ることで外部と遮断する。エアクリーナキャップ1−1は、別のカバー板(Plate)を用いることができるが、エンジンに設けられるエアクリーナ1の特性上、エンジンカバーを意味する。
圧縮吸音ダクト20は、エアクリーナボディ10の拡張管チャンバ10Bを通るエアの流れをある程度阻止することにより、拡張管チャンバ10Bを通ってエアアウトレット13−2に抜ける吐出騒音を低減する。圧縮吸音ダクト20は、拡張管チャンバ10Bの底面に融着する。
エアクリーナカバー30は、エアクリーナボディ10のフィルタチャンバ10Aと拡張管チャンバ10Bを区分する雌通路ボス11に連係されることにより、エアクリーナカバー30の一方の端部位が雌通路ボス11に挿入されて固定されてよい。エアクリーナカバー30がエアクリーナボディ10のフィルタチャンバ10Aと結合されることにより、フィルタチャンバ10Aのチャンバ空間が外部と遮断可能になる。
フィルタ60は、エアクリーナボディ10のフィルタチャンバ10Aのチャンバ空間に内蔵され、エアクリーナカバー30に固定されて動きが防止される。フィルタ60は、フィルタチャンバ10Aのチャンバ空間に流入して拡張管チャンバ10Bに抜けるエアに含まれた異物を濾過する。
吸気ダクト70は、ベローズが挿入され、外部空気を流入させる通路として作用する。そのため、吸気ダクト70は、エアクリーナボディ10のエアインレット13−1に連結される。吸気ダクト70は、エンジン吸気系を構成するエアクリーナ1の特性上、吸気ダクト(Air Intake Duct)を意味する。
図3は、本発明に係る挿入式拡張管一体型エアクリーナの分解構成図であり、エアクリーナボディ10、エアクリーナカバー30、気密リング40、フック50の詳細な結合構造を示す。
図示したとおり、エアクリーナボディ10は、格子模様が底面に形成されたフィルタチャンバ10Aと、互いに間隔をおいて複数の圧縮吸音ダクト20が底面に融着した拡張管チャンバ10Bと、フィルタチャンバ10Aに向かって突出した構造からなり、気密リング40が嵌合した雌通路ボス11と、エアインレット13−1と、エアアウトレット13−2とを備える。
このようなエアクリーナボディ10の構造は、エアが流入して排出される過程において非常に効率的な吸圧性能の向上と通気抵抗の減少および高周波騒音の向上といった性能の改善を可能にすると共に、部品数の縮小と締結工程数の低減および整備性の向上といった構造の改善をなすことができる。特に、拡張管チャンバ10Bは、フィルタチャンバ10Aを抜けてきたエアの流動低下によりエアの流れが安定化し、かつエンジンの波長減少によりNVHの向上がなされるように、サージタンク(Surge Tank)の機能を果たす。
また、フック50は、エアクリーナボディ10のフィルタチャンバ10Aに形成されたヒンジストラップ51と、エアクリーナカバー30に形成されたヒンジボス53とからなる。特に、フック50は、第1、第2フック50A、50Bを一対で構成することにより、エアクリーナボディ10からエアクリーナカバー30を分離する時、より安定的なヒンジ構造が提供可能になる。
図示したとおり、第1、第2雄通路ボス33A、33Bのそれぞれに第1雌通路ボス11Aと第2雌通路ボス11Bが嵌合すると、第1、第2雄通路ボス33A、33Bの間から突出した第1、第2、第3フィクサ31−1、31−2、31−3による固定力Fa、Fb、Fcが形成されることにより、エアクリーナカバー30とエアクリーナボディ10の挿入式結合が行われる。
具体的には、第1フィクサ31−1による固定力Faは、第1雌通路ボス11Aと第2雌通路ボス11Bとの間に形成された溝に嵌合して形成され、第2フィクサ31−2による固定力Fbは、第1雌通路ボス11Aの一方の端に形成された溝に嵌合して形成され、第3フィクサ31−3による固定力Fcは、第2雌通路ボス11Bの一方の端に形成された溝に嵌合して形成される。
そのため、エアクリーナボディ10に3点の固定力Fa、Fb、Fcを有するエアクリーナカバー30は、エアの流れ時、通気抵抗による持ち上がり現象を防止することができる。
図示したとおり、エアクリーナボディ10を長さ方向に切断した断面は、フィルタチャンバ10Aと雌通路ボス11および拡張管チャンバ10Bに延びる連続的な長さ方向の断面構造を有し、拡張管チャンバ10Bの第2断面積A2は、雌通路ボス11の第1断面積A1に比べて相対的に大きい大きさに形成される。そのため、第1断面積A1と第2断面積A2との差は、図6に例示された数式で証明されるように、拡張管チャンバ10Bをサージタンク(Surge Tank)として作用させることができる。
このような作用の結果は、図8のとおり、吸気ダクト70から流入したエアが吸気ホース80に抜ける時、性能測定されたトランスミッションロス(Transmission Loss:db)−周波数(HZ)線図の騒音低減量で立証される。
図示したとおり、エアクリーナ1は、エアクリーナボディ10の拡張管チャンバ10Bを外部から遮るエアクリーナキャップ1−1を除去し、エアクリーナキャップ1−1の代わりに、エンジンカバー100で拡張管チャンバ10Bを遮ることにより、簡単にエンジン吸気系の一部として構成できる。
この場合、エアクリーナ1のエアインレット13−1に連結される吸気ダクト70は、外部からエアを導入するエンジン吸気系の吸気ダクト(Air Intake Duct)に代替される。また、エアクリーナ1のエアアウトレット13−2に連結される吸気ホース80は、エンジンに供給される吸気を制御する電子スロットル制御(Electronic Throttle Control:ETCと略す)に連結されたETC連結ホースに代替される。
そのため、本実施形態に係るエアクリーナ1は、どの車種のエンジン吸気系にも容易に適用可能な拡張性を有することができる。
1−1:エアクリーナキャップ
10:エアクリーナボディ
10A:フィルタチャンバ
10B:拡張管チャンバ
11:雌通路ボス
11A、11B:第1、第2雌通路ボス
13−1:エアインレット
13−2:エアアウトレット
20:圧縮吸音ダクト
30:エアクリーナカバー
31−1、31−2、31−3:第1、第2、第3フィクサ
33:雄通路ボス
33A、33B:第1、第2雄通路ボス
40:気密リング
40A、40B:第1、第2気密リング
50:フック
50A、50B:第1、第2フック
51:ヒンジストラップ
53:ヒンジボス
60:フィルタ
70:吸気ダクト
80:吸気ホース
100:エンジンカバー
A1:雌通路ボス11の第1断面積
A2:拡張管チャンバ10Bの第2断面積
Fa:第1フィクサ31−1による固定力
Fb:第2フィクサ31−2による固定力
Fc:第3フィクサ31−3による固定力
Claims (14)
- フィルタの内蔵されたチャンバ空間がエアクリーナカバーに遮られ、外部からエアが流入するフィルタチャンバと、前記フィルタチャンバに延び、流入したエアが外部に排出される拡張管チャンバと、前記フィルタチャンバと前記拡張管チャンバを区分しながら、前記拡張管チャンバの断面積に比べて小さい大きさの断面積を通して、前記フィルタチャンバから前記拡張管チャンバに前記流入したエアを通過させる雌通路ボスとからなるエアクリーナボディが含まれたことを特徴とする挿入式拡張管一体型エアクリーナ。
- 前記フィルタチャンバには、エアの流入するエアインレットが形成され、前記拡張管チャンバには、エアの排出されるエアアウトレットが形成され、前記エアアウトレットは、前記拡張管チャンバが前記フィルタチャンバを外れた部位に形成されたことを特徴とする請求項1に記載の挿入式拡張管一体型エアクリーナ。
- 前記エアクリーナカバーには、前記雌通路ボスに挿入されるように、前記エアクリーナカバーから突出した雄通路ボスが形成され、前記雌通路ボスには気密リングが嵌合したことを特徴とする請求項1に記載の挿入式拡張管一体型エアクリーナ。
- 前記エアクリーナカバーには、前記雄通路ボスの周辺部位に突出したフィクサがさらに備えられ、前記フィクサは、前記雌通路ボスの周辺部位に嵌合して固定されることを特徴とする請求項3に記載の挿入式拡張管一体型エアクリーナ。
- 前記雌通路ボスは、互いに区分された第1、第2雌通路ボスからなり、前記雄通路ボスは、互いに区分された第1、第2雄通路ボスからなり、前記フィクサは、前記第1雌通路ボスと前記第2雌通路ボスとが互いに当接した中間部位の溝に嵌合する第1フィクサと、前記第1雄通路ボスの左側部位の溝に嵌合する第2フィクサと、前記第2雄通路ボスの右側部位の溝に嵌合する第3フィクサとから構成されたことを特徴とする請求項4に記載の挿入式拡張管一体型エアクリーナ。
- 前記第1、第2雌通路ボスおよび前記第1、第2雄通路ボスのそれぞれは、楕円形のエア通過ホールを形成したことを特徴とする請求項5に記載の挿入式拡張管一体型エアクリーナ。
- 前記拡張管チャンバには、外部に排出されるエアの流れによる吐出騒音を低減させる圧縮吸音ダクトが備えられ、前記圧縮吸音ダクトは、前記拡張管チャンバの底面から突出することを特徴とする請求項1に記載の挿入式拡張管一体型エアクリーナ。
- 前記雌通路ボスに結合されていない前記エアクリーナカバーの部位と、前記フィルタチャンバの部位とを結合するフックが備えられ、前記フックは、前記雌通路ボスから前記エアクリーナカバーの分離時、前記エアクリーナカバーのヒンジ点として作用することを特徴とする請求項1に記載の挿入式拡張管一体型エアクリーナ。
- 前記フックは、前記フィルタチャンバの部位に形成されたヒンジストラップと、前記エアクリーナカバーの部位に形成されたヒンジボスとからなることを特徴とする請求項8に記載の挿入式拡張管一体型エアクリーナ。
- 前記拡張管チャンバにはエアクリーナキャップが結合され、前記エアクリーナキャップは、前記拡張管チャンバが流入したエアを外部に排出させる内部チャンバ空間を外部と遮断することを特徴とする請求項1に記載の挿入式拡張管一体型エアクリーナ。
- フィルタの内蔵されたチャンバ空間がエアクリーナカバーに遮られ、外部からエアが流入するフィルタチャンバと、前記フィルタチャンバに延び、流入したエアが外部に排出される拡張管チャンバと、前記フィルタチャンバと前記拡張管チャンバを区分しながら、前記拡張管チャンバの断面積に比べて小さい大きさの断面積を通して、前記フィルタチャンバから前記拡張管チャンバに前記流入したエアを通過させる雌通路ボスとからなるエアクリーナボディ、
前記拡張管チャンバの底面から突出し、外部に排出されるエアの流れによる吐出騒音を低減させる圧縮吸音ダクト、
前記エアクリーナカバーを前記雌通路ボスの周辺部位に嵌合して固定させるように、前記雄通路ボスの周辺部位に突出したフィクサ、
前記雌通路ボスに嵌合し、前記エアクリーナカバーと前記フィルタチャンバの気密を維持する気密リング、
前記雌通路ボスに結合されていない前記エアクリーナカバーの部位と、前記フィルタチャンバの部位とを結合し、前記雌通路ボスから前記エアクリーナカバーの分離時、前記エアクリーナカバーのヒンジ点として作用するフックとから構成されたエアクリーナ、及び、
前記拡張管チャンバに結合されたエンジンカバーが含まれたことを特徴とするエンジン吸気系。 - 前記エンジンカバーは、前記拡張管チャンバの内部空間を外部と遮断させることを特徴とする請求項11に記載のエンジン吸気系。
- 前記フィルタチャンバには、エンジンルームに備えられた吸気ダクトが連結され、外部からエアを導入することを特徴とする請求項11に記載のエンジン吸気系。
- 前記拡張管チャンバには吸気ホースが連結され、前記吸気ホースは、エンジンに供給される吸気を制御する電子スロットル制御(Electronic Throttle Control:ETC)に連結されたことを特徴とする請求項11に記載のエンジン吸気系。
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