JP4476531B2 - エアフィルタ - Google Patents

Description

（技術分野）
本発明は、請求項１に記載の上位概念によるエアフィルタに関する。さらに本発明は前記エアフィルタの製作方法に関する。
（背景技術）
周知のとおり、自動車には騒音放出の最大許容限に関する規則が適用される。したがって自動車製造者はできるだけ低騒音の自動車を製造することが要請されている。自動車の音の放出が少ないことと自動車客室の音の絶縁が高いことにより、運転者はエンジンの運転状況についての情報を回転計からのみ得ているのが一般である。このことは運転者に不便だと感じられている。
ＤＥ１９７０４３７６Ａ１により、エアフィルタから自動車客室まで音響を伝える導管を用いたエアフィルタ配置が知られている。この導管は騒音を自動車客室に伝えて運転者にエンジンの運転状況を知らせる。導管は膜板で遮断されており、該膜板は運転時には振動し、該振動が自動車客室に伝えられる。この解決方法の欠点は、エンジンルームから自動車客室つまり運転室まで導くための余分な構造物を設けなければならないことである。現今の自動車の複雑な構造ではこの余分な構造物配置のために利用できるスペースは限られており、また部品重量も増加する。
本発明の課題は、部品重量や取付け容積を基本的に変えることなく吸気騒音に影響を与える補助手段を提供することである。この課題は特許請求項１に記載の特徴によって解決される。
（発明の開示）
本発明によるエアフィルタは、運転者がエンジンの運転状態について十分な情報を得られるように音を伝達するのに有利に適用できる。これについてはハウジング壁に一体化された、該ハウジング壁よりも音を多く放射する膜板が効果を発揮する。該膜板を適切に、例えばエンジンに向けて配置することにより、吸気騒音の低減が達成される。膜板はハウジング壁と気密に結合されていて、そのためフィルタ内部室にとって境界部分をなし、これら膜板は、あらゆる運転状況においても十分なエアフィルタの気密が確実であるように、ハウジング壁に、あるいは壁内に装着される。ここで、エアフィルタには空気圧力変動の形で動的な負荷がかかることに注意すべきであり、膜板はどんな運転状況においてもハウジング壁から剥がれたり、あるいは空気漏れを起こさせてはならない。そのために膜板は外側から、あるいは内側からハウジング壁に取付けられるが、どちらの場合も膜板をハウジング壁に結合する固定点を十分多く設けなければならない。さらに、膜板は入口から入ってフィルタエレメントを通過し出口へと流れる空気流によって振動されるように配置される。この振動はエンジンルーム内における周囲の構造体に伝わり、最後に乗客室、つまり運転室に導かれる。必要及び望む音にしたがっていろいろな形状や大きさの膜板が用意される。種々異なる性能を持たせることができる角形あるいは長円形の膜板とすることも可能である。
膜板は接着剤によりハウジング壁に気密に固着される。膜板をハウジング壁と同じ材料とすれば膜板をハウジング壁と一体に作製でき、これにより気密不良部の発生を避け、また組付け工程を節減することができる。特に優れた製作方法として噴入鋳造法がある。
本発明思想の有利な実施形態は円形の作動面を有する膜板を用いることである。と言うのは、円形の作動面は特によく振動で励起されるからである。バリエーションとして角形の膜板をハウジングに装着するが作動面は円形輪郭を有するようにすることも考えられる。
本発明の他の実施形態では、膜板は異なる厚さの壁厚を有することができる。その際、膜板の周辺領域は薄く、中央領域は厚くするのが好ましい。これにより、膜板は早く振動により励起されることができ、しかし厚さがより厚い中央領域により十分な質量を利用できるのでこれにより振動を伝えることができる。
膜板を波形に構成して膜板が容易に振動できるようにするのは好ましい。波形に形成された周辺領域と平坦な中央領域を有する膜板とすることは特に有利な解決方法である。この場合、波形の周辺領域が振動を起こし、該振動は平坦な中央領域により放射される。この実施形態により音の発生と伝達について最も良い結果が得られる。
膜板の特に有利な実施形態は膜板をエアフィルタハウジングの正面に配置することである。ここに正面とは空気流が空気濾過媒体を通過してから衝突する側を言い、膜板は空気流に真正面から衝突されて振動を起こされる。かくてこの実施形態により最良の音の伝達がなされる。
膜板をフィルタハウジングに取り付けるにはフィルタハウジングに取付け部を設けるのがよい。この取付け部は、例えば多数の固定点で膜板をフィルタハウジングに留めて十分な気密を保持したり、あるいは膜板の周辺部をフィルタハウジングの溝に押し込んで気密に連結するのに役立つ。そのほか、取付け部は、膜板の溶液を該取付け部に浸入させて膜板をその周辺部形状に沿ってフィルタハウジングに接合（ポジティブロッキング接合）するように形成することもできる。その場合、取付け部は円錐状の穴に形成することが考えられ、その際該円錐は、膜板に向かい合う側が開いていて膜板が破損することがない限り膜板が外れることを防止する。
膜板とフィルタハウジングの製作方法には噴入鋳造法がある。その際、フィルタハウジングと膜板は別々に製作され、さらに両者の材料は夫々に選択され、その後両部品は結合される。膜板とフィルタハウジングとを同じ材料で同じ工程で製作することも好ましい方法である。その場合、膜板の領域は形状と壁厚がフィルタハウジング壁と異なるのみである。この実施形態によれば、膜板とフィルタハウジングの間には構造上の境界がないので、空気漏れが発生することはない。
さらに他の製作方法は、膜板を製作済みのフィルタハウジングに噴入することである。この場合、フィルタハウジングには膜板のための窩洞部分が形成されている。この製作方法によればフィルタハウジングに最もぴったり合う膜板が実現される。そして膜板とフィルタハウジング間が剥がれることがないような噴入鋳造を行うことができる。
特に有利な製作方法は２要素噴入鋳造方法である。その場合、フィルタハウジングと膜板の両部品は１つの工具の中に作り出される。先ずフィルタハウジングが噴入された後に押し具を後退させて膜板のための窩洞を空ける。この製作方法によれば型を開くと完成した部品が得られる。
上記およびその他の本発明の好ましい特徴が、請求項、また明細書及び図面から案出され、個々の特徴がそれ自身あるいは多くは本発明の実施形態を組合せた形態でおよび他の分野で実現される有利かつそれ自身保護され得る実施形態を示すことができ、それらに対して茲に保護を要請するものである。
（発明を実施するための最良の形態）
第１図にはエアフィルタ１０を俯瞰したところが示されている。該エアフィルタ１０は、基本的に入口１２と出口１３を有するエアフィルタハウジング１１により構成されている。該エアフィルタハウジング１１は種々の形状の部品からなり、それらを互いに固定する結合部１４と補強のためのリブ１５が設けられている。エアフィルタハウジング１１には２個の膜板１６が取り付けられている。これら膜板１６は音響的にエアフィルタハウジング１１よりも柔らかく、したがってフィルタ内側からより多くの音をエンジンルームに放射する。エアフィルタハウジング１１は粉末滑石強化のポリプロピレン、例えばPPT20で作製され、膜板１６は熱可塑性のエラストマーで作製される。両部品１１、１６は、噴入鋳造法によって製作された後に接着剤を用いて互いに接合される。
第２図には膜板１６が断面で示されていて、２種類の固定方法が示されている。膜板１６は、周辺固定領域１７と、波形の振動領域１８と、強化された作動面１９を有する。波形の振動領域１８は作動面１９を保持して振動を起こさせるもので、そのため該波形の振動領域１８は前記作動面１９よりも壁厚を薄くしてある。
図の左側半分には、第１図のように接着剤でエアフィルタハウジング１１に固定することができる固定領域１７が示されている。
図の右半分には、シールリップ２０を設けた固定領域１７’が示されている。該シールリップ２０は第１図のようにエアフィルタハウジング１１の周辺溝に押し込まれる。
第３図には取り付け部の断面が示されている。この実施例の場合は、取り付け部は円錐状の穴２１に形成され、エアフィルタハウジング１１のハウジング壁２２に第１図のように嵌め合わされ、隙間に溶液が充填される。該溶液が固まると膜板１６は壊しでもしない限りエアフィルタハウジング１１から取外すことはできない。円錐状の穴２１は一定の間隔２３で配置される。そして、膜板１６は運転状態においてエアフィルタハウジング１１から剥がれることはなく、空気が漏れることがないことに注意すべきである。
第４図には、第１図のA−A線に沿ったエアフィルタ１０の基本構成の断面が示されている。エアフィルタ10は基本的に2つの部分からなるエアフィルタハウジング１１を含み、該エアフィルタハウジング１１は上半箱２４と下半箱２５とで形成されてフィルタ室２７を囲っている。上半箱２４は１個の入口１２と該上半箱２４に取り付けられた2個の波形に作られた膜板１６を有する。下半箱２５は1個の出口１３を有する。上半箱２４と下半箱２５の間にはフィルタインサート２６が気密に取り付けられている。両箱は互いに固定するために結合部１４でねじ締めされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 エアフィルタの上面図である。
【図２】 膜板の断面図である。
【図３】 取付け部の断面図である。
【図４】 エアフィルタの基本構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０ エアフィルタ
１１ エアフィルタハウジング
１２ 入口
１３ 出口
１４ 結合部
１５ リブ
１６ 膜板
１７ 固定領域
１８ 振動領域
１９ 作動面
２０ シールリップ
２１ 円錐状穴
２２ ハウジング壁
２３ 間隔
２４ 上半箱
２５ 下半箱
２６ フィルタインサート
２７ フィルタ室

Claims (9)

1. ハウジング壁（２２）でフィルタ室（２７）を囲繞する少なくとも１個のエアフィルタハウジング（１１）と、入口（１２）と、出口（１３）とを有する内燃機関用のエアフィルタ（１０）において、前記ハウジング壁（２２）に該ハウジング壁（２２）よりも音を透過しやすい少なくとも１個の膜板（１６）を設け、前記膜板（１６）は異なる厚さの壁厚を有することを特徴とするエアフィルタ（１０）。
2. 前記膜板（１６）は円形の作動面（１９）を有していることを特徴とする請求の範囲第１項記載のエアフィルタ（１０）。
3. 前記膜板は波形に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエアフィルタ（１０）。
4. 前記膜板（１６）はフィルタハウジング（１１）の正面に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエアフィルタ（１０）。
5. 前記フィルタハウジング（１１）はフィルタハウジング（１１）と膜板（１６）間のポジティブロッキング接合を行うための取付け部を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のエアフィルタ（１０）。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載のフィルタハウジング（１１）と膜板（１６）を製作する方法において、該フィルタハウジング（１１）と膜板（１６）が噴入鋳造法によって製作されることを特徴とするフィルタハウジング（１１）と膜板（１６）の製作方法。
7. ハウジング壁（２２）でフィルタ室（２７）を囲繞する少なくとも１個のエアフィルタハウジング（１１）と、入口（１２）と、出口（１３）とを有する内燃機関用のエアフィルタ（１０）において、前記ハウジング壁（２２）に該ハウジング壁（２２）よりも音を透過しやすい少なくとも１個の膜板（１６）を設け、前記膜板（１６）は、周辺部に波形状をした振動領域（１８）を、中央部に平坦な作動面（１９）を有することを特徴とするエアフィルタ（１０）。
8. ハウジング壁（２２）でフィルタ室（２７）を囲繞する少なくとも１個のエアフィルタハウジング（１１）と、入口（１２）と、出口（１３）とを有する内燃機関用のエアフィルタ（１０）であって、前記ハウジング壁（２２）に該ハウジング壁（２２）よりも音を透過しやすい少なくとも１個の膜板（１６）を設けたエアフィルタ（１０）のフィルタハウジング（１１）と膜板（１６）を製作する方法において、該フィルタハウジング（１１）と膜板（１６）が噴入鋳造法によって製作されるとともに、前記膜板（１６）は製作済みのフィルタハウジング（１１）に噴入鋳造されることを特徴とするフィルタハウジング（１１）と膜板（１６）の製作方法。
9. ハウジング壁（２２）でフィルタ室（２７）を囲繞する少なくとも１個のエアフィルタハウジング（１１）と、入口（１２）と、出口（１３）とを有する内燃機関用のエアフィルタ（１０）であって、前記ハウジング壁（２２）に該ハウジング壁（２２）よりも音を透過しやすい少なくとも１個の膜板（１６）を設けたエアフィルタ（１０）のフィルタハウジング（１１）と膜板（１６）を製作する方法において、前記フィルタハウジング（１１）と膜板（１６）とが２要素噴入鋳造法により製作されることを特徴とするフィルタハウジング（１１）と膜板（１６）の製作方法。

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