JP2017089600A - エアクリーナ - Google Patents

Abstract

【課題】内部にレゾネータを設けることによる圧力損失の増大を抑えることのできるエアクリーナを提供する。【解決手段】エアクリーナ１０は、濾過材２２を備えるフィルタエレメント２０と、フィルタエレメント２０を内部に備えておりフィルタエレメント２０によって内部空間が吸気上流側の吸入室４１Ｒと吸気下流側の排出室４２Ｒとに仕切られたケース４０とを備える。そして、濾過材２２の濾過面周りの外周側壁２２Ａとケース４０の内壁４３との間にレゾネータ３０を設ける。また、吸入室４１Ｒに露出するレゾネータ３０の吸入側壁面３１は吸気上流側に向かって広がるテーパ面になっている。【選択図】図２

Description

本発明は、レゾネータを内部に備えるエアクリーナに関する。

従来、共鳴型消音器であるレゾネータを内部に備えるエアクリーナとしては、例えば特許文献１に記載のものがある。
この特許文献１に記載のエアクリーナは、濾過材を備えるフィルタエレメントと、このフィルタエレメントを内部に備えており同フィルタエレメントによって内部空間が吸気上流側の空間及び吸気下流側の空間に仕切られたケースとを備えている。そして、ケース内部においてフィルタエレメントの濾過面と対向する位置にレゾネータを設けている。

特開２０１４−２２７８７４号公報

ところで、ケース内部においてフィルタエレメントの濾過面と対向する位置にレゾネータを設けると、ケース内を流れる空気に対してそうしたレゾネータが抵抗になるため、ケース内における空気の流れが阻害されてしまい、エアクリーナ内の圧力損失が増大してしまう。そのため、例えばレゾネータを内部に備えていないエアクリーナと比較すると、エアクリーナを通過する空気の流量が減少して機関出力が低下するといった不都合等の発生が懸念される。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、内部にレゾネータを設けることによる圧力損失の増大を抑えることのできるエアクリーナを提供することにある。

上記課題を解決するエアクリーナは、濾過材を備えるフィルタエレメントと、前記フィルタエレメントを内部に備えており同フィルタエレメントによって内部空間が吸気上流側の吸入室と吸気下流側の排出室とに仕切られたケースと、を備えている。そして、このエアクリーナには、前記濾過材の濾過面周りの外周側壁と前記ケースの内壁との間にレゾネータが設けられており、前記吸入室に露出する前記レゾネータの壁面が吸気上流側に向かって広がるテーパ面となっている。

ケース内に流入した空気は、通常、濾過材に向かって流れていくため、濾過材の濾過面周りの外周側壁とケースの内壁との間にレゾネータを設けたとしても、そうしたレゾネータはケース内を流れる空気に対して抵抗になりにくい。そこで、同構成では、上記外周側壁とケースの内壁との間にレゾネータを設けるようにしており、これによりエアクリーナの内部にレゾネータを設けても、エアクリーナ内の圧力損失の増大を抑えることができるようになる。

また、同構成では、レゾネータにおいて上記吸入室に露出する壁面が吸気上流側に向かって広がるテーパ面となっているため、そのテーパ面に沿って空気が濾過材に流れ込みやすくなる。従って、吸入室に露出するレゾネータの壁面において空気の乱流が生じることを抑えることができるようになり、これによってもエアクリーナ内の圧力損失の増大を抑えることが可能になる。

一実施形態のエアクリーナが設けられた内燃機関の吸気系の構成を示す模式図。 同実施形態のエアクリーナの断面図。 同実施形態のフィルタエレメントの断面図。 図３に示す矢印Ｂ方向から見た同フィルタエレメントの平面図。 同実施形態のレゾネータの断面図。 図２に示すＡ部の拡大図。 同実施形態の変形例におけるエアクリーナの部分断面図。 同実施形態の変形例におけるフィルタエレメントの部分断面図。

以下、内燃機関に設けられたエアクリーナの一実施形態を、図１〜図６を参照して説明する。
図１に示すように、内燃機関１００の吸気通路１１０にあってその吸気上流側には、筒状のエアクリーナホース６０を介してエアクリーナ１０が接続されている。このエアクリーナ１０は内燃機関１００に吸入される空気を濾過する装置であって、内部には空気を濾過するフィルタエレメント２０が配設されている。また、エアクリーナ１０には、外気を導入するための筒状のエアクリーナダクト５０も接続されている。

図２に示すように、エアクリーナ１０は、第１ケース４１及び第２ケース４２にて構成される略箱状のケース４０と、第１ケース４１及び第２ケース４２の開口部間に挟持されたフィルタエレメント２０とを備えている。

第１ケース４１には、濾過前の空気をエアクリーナ１０内に取り込むための吸入口４１Ａが形成されており、この吸入口４１Ａには上記エアクリーナダクト５０が接続される。また、第１ケース４１の開口部全周にはフランジ４１Ｂが形成されている。

第２ケース４２には、濾過された空気をエアクリーナ１０から排出するための排出口４２Ａが形成されており、この排出口４２Ａには上記エアクリーナホース６０が接続される。また、第２ケース４２の開口部全周にはフランジ４２Ｂが形成されている。

このケース４０内の内部空間は、フィルタエレメント２０によって吸気上流側の吸入室４１Ｒと吸気下流側の排出室４２Ｒとに仕切られている。より詳細には、第１ケース４１の内壁とフィルタエレメント２０とによって上記吸入室４１Ｒが形成されており、第２ケース４２の内壁とフィルタエレメント２０とによって上記排出室４２Ｒが形成されている。吸入室４１Ｒにはフィルタエレメント２０によって濾過される前の空気が流れ込む。また、排出室４２Ｒにはフィルタエレメント２０によって濾過された空気が排出される。

フィルタエレメント２０は、空気を濾過する濾過材２２（例えば不織布など）を備えている。この濾過材２２は何度も折り返されており、そうした折り返し部が濾過面となっている。また、濾過材２２の濾過面周りの外周側壁２２Ａとケース４０の内壁４３との間には、共鳴型消音器であるレゾネータ３０が設けられている。

図３及び図４に示すように、レゾネータ３０は、外周側壁２２Ａの全周を囲む筒型形状をなしており、その内部空間は共鳴室３０Ｒとなっている。レゾネータ３０の内周面３３には濾過材２２の外周側壁２２Ａが接合されている。このようにフィルタエレメント２０には、濾過材２２とレゾネータ３０とが設けられている。

レゾネータ３０において、吸入室４１Ｒに露出する吸入側壁面３１は吸気上流側に向かって広がるテーパ面となっている。また、排出室４２Ｒに露出する排出側壁面３２は吸気下流側に向かって広がるテーパ面となっている。排出側壁面３２には、レゾネータ３０の共鳴室３０Ｒと排出室４２Ｒとを連通させる孔３４が複数設けられている。なお、この孔３４の形状は、丸、楕円、スリットなど適宜設定することができる。また、孔３４の開口面積や数は、レゾネータ３０による消音効果を期待する狙いの周波数に応じて適宜設定される。

また、内周面３３に対向するレゾネータ３０の外周面３６にはフランジ３５が形成されている。
図５に示すように、本実施形態では、内部に共鳴室３０Ｒを有するレゾネータ３０を形成するために、レゾネータ３０は２つの分割体から構成されている。より詳細には、レゾネータ３０は、吸入室４１Ｒ側の第１分割体３０Ａと排出室４２Ｒ側の第２分割体３０Ｂとで構成されており、それら第１分割体３０Ａ及び第２分割体３０Ｂはともに樹脂で形成されている。そして、第１分割体３０Ａの開口部と第２分割体３０Ｂの開口部とを突き合わせた状態で、その突き合わせた面を溶着或いは接着剤にて接合することにより、上記レゾネータ３０は製造されている。

このように第１分割体３０Ａと第２分割体３０Ｂとを接合してレゾネータ３０を製造してから、レゾネータ３０の内周面３３に濾過材２２の外周側壁２２Ａを接着剤で接着することにより、上記フィルタエレメント２０は製造されている。

図６に示すように、レゾネータ３０のフランジ３５には、合成ゴム等で形成されたシール部材８０が組み付けられており、そのシール部材８０は、第１ケース４１のフランジ４１Ｂ及び第２ケース４２のフランジ４２Ｂで挟まれている。こうしたシール構造により、レゾネータ３０付きのフィルタエレメント２０がケース４０に挟持されるとともに、吸入室４１Ｒと排出室４２Ｒとの間の気密性が確保される。

以上説明した本実施形態によれば、以下の作用効果を得ることができる。
（１）吸入口４１Ａからケース４０内に流入した空気は、通常、濾過材２２に向かって流れていくため、濾過材２２の外周側壁２２Ａとケース４０の内壁４３との間にレゾネータ３０を設けたとしても、そうしたレゾネータ３０はケース４０内を流れる空気に対して抵抗になりにくい。そこで、上記エアクリーナ１０では、濾過材２２の外周側壁２２Ａとケース４０の内壁４３との間にレゾネータ３０を設けるようにしており、これによりエアクリーナ１０の内部にレゾネータ３０を設けても、エアクリーナ１０内の圧力損失の増大を抑えることができるようになる。

（２）また、レゾネータ３０において吸入室４１Ｒに露出する吸入側壁面３１が吸気上流側に向かって広がるテーパ面となっているため、そのテーパ面に沿って空気が濾過材２２に流れ込みやすくなる。従って、吸入室４１Ｒに露出するレゾネータ３０の壁面において空気の乱流が生じることを抑えることができるようになり、これによってもエアクリーナ１０内の圧力損失の増大を抑えることが可能になる。

なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施することもできる。
・先の図６に示したシール構造とは異なる構造を採用してもよい。そうした変形例の１つを図７に示す。

図７に示すように、まず、レゾネータ３０の上記フランジ３５を省略する。また、レゾネータ３０の共鳴室３０Ｒがケース４０の内壁４３よりも外側に出るように同レゾネータ３０を形成する。また、共鳴室３０Ｒを構成するレゾネータ３０の各壁面のうち、吸気上流側に位置する吸気上流側壁面３８に対して対向する第１フランジ１４１Ｂを第１ケース４１の外周面に形成するとともに、吸気下流側に位置する吸気下流側壁面３９に対して対向する第２フランジ１４２Ｂを第２ケース４２の外周面に形成する。そして、吸気上流側壁面３８と第１フランジ１４１Ｂとの間に合成ゴム等からなるシール部材８５を設けると共に、吸気下流側壁面３９と第２フランジ１４２Ｂとの間にも合成ゴム等からなるシール部材８５を設ける。こうしたシール構造によっても、フィルタエレメント２０がケース４０に挟持されるとともに、吸入室４１Ｒと排出室４２Ｒとの間の気密性が確保される。また、この変形例のシール構造では、ケース４０の内壁４３よりも外側に共鳴室３０Ｒを形成することができるため、ケース４０内の空気の流路面積の減少を招くこと無く、共鳴室３０Ｒの容積を大きくすることができる。

なお、先の図7に示すように、第１フランジ１４１Ｂの外周には第２ケース４２側に向かって屈曲する屈曲部１４１Ｃを形成するとともに、第２フランジ１４２Ｂの外周にも第１ケース４１側に向かって屈曲する屈曲部１４２Ｃを形成する。そして、それら各屈曲部１４１Ｃ、１４２Ｃにレゾネータ３０を当接させるようにすれば、ケース４０に対するフィルタエレメント２０のずれを抑えることも可能になる。

・図８に示すように、レゾネータ３０の共鳴室３０Ｒ内において、排出側壁面３２の孔３４に網目状部材７０（例えばネットなど）を設けるとともに、レゾネータ３０の共鳴室３０Ｒ内であって孔３４に近い部位にも網目状部材７１を設ける。そして、共鳴室３０Ｒ内においてそれら網目状部材７０、７１によって囲まれる空間内に活性炭９０を封入してもよい。または、網目状部材で包んだ活性炭を共鳴室３０Ｒ内に入れるようにしてもよい。これらの場合には、エアクリーナ１０にＨＣ（炭化水素）吸着フィルタの機能を持たせることができるため、例えば吸気系にＨＣ吸着フィルタを別途設ける必要がなくなる。または、吸気系にＨＣ吸着フィルタを別途設ける場合でも、その別途設けるＨＣ吸着フィルタの容量を小さくすることができる。従って、例えば、吸気系にＨＣ吸着フィルタを別途設けることによるコストアップや、吸気系での圧力損失の増大などを抑えることができる。

・レゾネータ３０を樹脂以外の材料で形成してもよい。
・上述したレゾネータ３０の製造方法は一例であり、他の方法を用いてもよい。例えばレゾネータ３０を内周面３３側と外周面３６側とに２分割してもよい。また、レゾネータ３０を３つ以上の分割体で構成してもよい。

・排出側壁面３２ではなく、吸入側壁面３１に上記孔３４を形成してもよい。
・排出側壁面３２を上述したテーパ面とは異なる形状にしてもよい。
・レゾネータ３０をフィルタエレメント２０側に設けるようにした。この他、レゾネータ３０をケース４０側に設けるようにしてもよい。

１０…エアクリーナ、２０…フィルタエレメント、２２…濾過材、２２Ａ…外周側壁、３０…レゾネータ、３０Ａ…第１分割体、３０Ｂ…第２分割体、３０Ｒ…共鳴室、３１…吸入側壁面、３２…排出側壁面、３３…（レゾネータの）内周面、３４…孔、３５…フランジ、３６…（レゾネータの）外周面、３８…吸気上流側壁面、３９…吸気下流側壁面、４０…ケース、４１…第１ケース、４１Ａ…吸入口、４１Ｂ…フランジ、４１Ｒ…吸入室、４２…第２ケース、４２Ａ…排出口、４２Ｂ…フランジ、４２Ｒ…排出室、４３…（ケースの）内壁、５０…エアクリーナダクト、６０…エアクリーナホース、７０、７１…網目状部材、８０、８５…シール部材、９０…活性炭、１００…内燃機関、１１０…吸気通路、１４１Ｂ…第１フランジ、１４２Ｂ…第２フランジ、１４１Ｃ…屈曲部、１４２Ｃ…屈曲部。

Claims (1)

1. 濾過材を備えるフィルタエレメントと、前記フィルタエレメントを内部に備えており同フィルタエレメントによって内部空間が吸気上流側の吸入室と吸気下流側の排出室とに仕切られたケースと、を備えるエアクリーナであって、
   前記濾過材の濾過面周りの外周側壁と前記ケースの内壁との間にはレゾネータが設けられており、前記吸入室に露出する前記レゾネータの壁面が吸気上流側に向かって広がるテーパ面となっている
   ことを特徴とするエアクリーナ。

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