JP6247019B2

JP6247019B2 - Air cleaner

Info

Publication number: JP6247019B2
Application number: JP2013101832A
Authority: JP
Inventors: 加藤　裕一; 裕一加藤
Original assignee: Mahle Filter Systems Japan Corp
Current assignee: Mahle Filter Systems Japan Corp
Priority date: 2013-05-14
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2017-12-13
Anticipated expiration: 2033-05-14
Also published as: JP2014222043A

Description

本発明は、内燃機関の吸気通路等に配置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 passage or the like of an internal combustion engine.

例えば、特許文献１には、ケーシング内に収容されたフィルタエレメントによって空気を濾過し、内燃機関に吸入される空気中のダストを除去するエアクリーナが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses an air cleaner that filters air by a filter element housed in a casing and removes dust in the air sucked into the internal combustion engine.

特開２０１０−７１１７３号公報JP 2010-71173 A

しかしながら、このような従来のエアクリーナにおいては、フィルタエレメントの大きさ（濾過面積）等によって決まるフィルタエレメントの性能によりダストの除去性能（保持性能）が略決まってしまうため、所望のダスト除去性能を確保しつつフィルタエレメントを小型化することが難しいという問題がある。 However, in such a conventional air cleaner, the dust removal performance (holding performance) is substantially determined by the performance of the filter element determined by the size of the filter element (filtration area), etc., so the desired dust removal performance is secured. However, there is a problem that it is difficult to downsize the filter element.

そこで、本発明は、平板状のフィルタエレメントによって内部が上流側の第１空気室と、下流側の第２空気室と、に仕切られ、上記第１空気室に導入された空気を上記フィルタエレメントで濾過して第２空気室側に流すエアクリーナにおいて、複数の貫通穴が形成された平板状の仕切板と、上記仕切板を介して上記第１空気室と連通する所定の容量の容積室と、を有し、上記仕切板は、上記第１空気室内に導入される空気の導入口である空気導入開口と対向し、上記空気導入開口から上記第１空気室に導入された空気の流れに対して直交するとともに、上記フィルタエレメントと直交するように配置されていることを特徴としている。 In view of this, the present invention provides a flat filter element that is partitioned into a first air chamber on the upstream side and a second air chamber on the downstream side, and the air introduced into the first air chamber is divided into the filter element. In the air cleaner that is filtered and flows to the second air chamber side, a flat partition plate in which a plurality of through holes are formed, and a volume chamber having a predetermined capacity that communicates with the first air chamber via the partition plate; The partition plate is opposed to an air introduction opening, which is an introduction port for air introduced into the first air chamber, and allows the air flow introduced into the first air chamber from the air introduction opening. It is characterized by being arranged so as to be orthogonal to the filter element and orthogonal to the filter element.

これによって、上記第１空気室に導入された空気が上記仕切板に衝突し、衝突した際に分離したダストが上記貫通穴から容積室側に吸い込まれることになるため、上記第１空気室に導入された空気中のダストの一部を上記容積室内に分離保持することが可能となる。 As a result, the air introduced into the first air chamber collides with the partition plate, and dust separated at the time of the collision is sucked into the volume chamber side from the through hole. Part of the dust in the introduced air can be separated and held in the volume chamber.

また、上記容積室には、上記容積室内部に捕集したダストを排出可能なダスト排出通路を接続し、このダスト排出通路に上記容積室の内部が正圧になると開弁するダスト排出弁を設けるようにしてもよい。 The volume chamber is connected to a dust discharge passage capable of discharging dust collected in the volume chamber, and a dust discharge valve that opens when the inside of the volume chamber reaches a positive pressure is connected to the dust discharge passage. You may make it provide.

本発明によれば、第１空気室に導入された空気中のダストの一部を容積室内に分離保持することが可能となる。そのため、容積室で分離保持されるダスト量に応じて、フィルタエレメントを相対的に小型化することが可能となる。 According to the present invention, part of dust in the air introduced into the first air chamber can be separated and held in the volume chamber. Therefore, the filter element can be relatively downsized according to the amount of dust separated and held in the volume chamber.

本発明に係るエアクリーナの概略構成を模式的に示した説明図。Explanatory drawing which showed typically schematic structure of the air cleaner which concerns on this invention. 本発明に係るエアクリーナの分解斜視図。The disassembled perspective view of the air cleaner which concerns on this invention. 本発明に係るエアクリーナの側面図。The side view of the air cleaner which concerns on this invention. 仕切板の正面図。The front view of a partition plate. 本発明に係るエアクリーナの音響特性の一例を示した説明図。Explanatory drawing which showed an example of the acoustic characteristic of the air cleaner which concerns on this invention. その他の実施例における仕切板の正面図。The front view of the partition plate in another Example. その他の実施例における仕切板の正面図。The front view of the partition plate in another Example.

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図３は、本発明に係るエアクリーナ１の概略構成を示しており、図１は模式的に示した説明図、図２は分解斜視図、図３は側面図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 3 show a schematic configuration of an air cleaner 1 according to the present invention. FIG. 1 is an explanatory view schematically shown, FIG. 2 is an exploded perspective view, and FIG. 3 is a side view.

エアクリーナ１は、例えば、自動車等に搭載された内燃機関（図示せず）の吸気系統に取り付けられるものであって、樹脂材料からなる中空の箱形状のケーシング２内部が、フィルタエレメント３により上流側のダストサイドとなる第１空気室４と、下流側のクリーンサイドとなる第２空気室５と仕切られた構造となっている。 The air cleaner 1 is attached to, for example, an intake system of an internal combustion engine (not shown) mounted on an automobile or the like, and the inside of a hollow box-shaped casing 2 made of a resin material is upstream of the filter element 3. The first air chamber 4 serving as the dust side and the second air chamber 5 serving as the downstream clean side are partitioned.

エアクリーナ１は、第１空気室４に外部から空気が導入され、この導入された空気をフィルタエレメント３で濾過し、第２空気室５から上記内燃機関に供給している。 In the air cleaner 1, air is introduced from the outside into the first air chamber 4, the introduced air is filtered by the filter element 3, and is supplied from the second air chamber 5 to the internal combustion engine.

ケーシング２は、内部が主として第１空気室４となるロアケーシング６と、内部が第２空気室となるアッパケーシング７とからなっており、両者は、ロアケーシング６に設けられた第１係合片８、８を、アッパケーシング７に設けられた第２係合片９、９に係合させることで互いに固定される。 Casing 2 includes a Roake over sheet ring 6 inside the first air chamber 4 mainly inside has become the upper casing 7 for the second air chamber, both, first provided in the lower casing 6 1 The engaging pieces 8 and 8 are fixed to each other by engaging the second engaging pieces 9 and 9 provided on the upper casing 7.

ロアケーシング６は、細長い矩形板状の底壁１０と、底壁１０に対して直交し互いに対向する一対の第１側壁１１と、底壁１０対して直交し互いに対向する一対の第２側壁１２と、を有している。第１側壁１１ａ、１１ｂは、底壁１０の外周縁のうち短辺部分に接続されている。第２側壁１２ａ、１２ｂは、底壁１０の外周縁のうち長辺部分に接続されている。 The lower casing 6 includes an elongated rectangular plate-shaped bottom wall 10, a pair of first side walls 11 orthogonal to the bottom wall 10 and facing each other, and a pair of second side walls 12 orthogonal to the bottom wall 10 and facing each other. And have. The first side walls 11 a and 11 b are connected to the short side portion of the outer peripheral edge of the bottom wall 10. The second side walls 12 a and 12 b are connected to the long side portion of the outer peripheral edge of the bottom wall 10.

第１側壁１１ａには、筒状の空気導入管部１３が接続されている。この空気導入管部１３の一端開口が第１側壁１１ａに開口し、第１空気室４内に導入される空気の導入口である空気導入開口１４となっている。空気導入管部１３は、樹脂材料からなり、本実施例ではロアケーシング６と一体に形成されている。また、空気導入管部１３は、その中心軸線Ｐが第１側壁１１ａに対して直交するように設定されている。 A cylindrical air introduction pipe portion 13 is connected to the first side wall 11a. One end opening of the air introduction pipe portion 13 opens to the first side wall 11a, and serves as an air introduction opening 14 which is an introduction port of air introduced into the first air chamber 4. The air introduction pipe portion 13 is made of a resin material, and is formed integrally with the lower casing 6 in this embodiment. Further, the air introduction pipe portion 13 is set so that the central axis P thereof is orthogonal to the first side wall 11a.

そして、本実施例においては、ロアケーシング６が仕切板１５によって仕切られており、ロアケーシング６内に第１空気室４と連通する容積室１６が形成されている。 In the present embodiment, the lower casing 6 is partitioned by a partition plate 15, and a volume chamber 16 communicating with the first air chamber 4 is formed in the lower casing 6.

仕切板１５は、図４に示すように、矩形の平板状を呈し、複数の断面円形の貫通穴１７が形成されている。この仕切板１５は、第１側壁１１ａ、１１ｂの間にあって、両者と平行となるよう配置されており、第１側壁１１ａに形成された空気導入開口１４と対向しているとともに、フィルタエレメント３に対して直交している。 As shown in FIG. 4, the partition plate 15 has a rectangular flat plate shape, and has a plurality of circular through holes 17. The partition plate 15 is disposed between the first side walls 11a and 11b so as to be parallel to the both sides. The partition plate 15 is opposed to the air introduction opening 14 formed in the first side wall 11a. They are orthogonal to each other.

容積室１６は、第１空気室４を介してフィルタエレメント３及び第２空気室５と連通している。容積室１６の底壁には、筒状のダスト排出通路１８の一端が接続されている。容積室１６の底壁は、本実施例では、ロアケーシング６の底壁１０である。ダスト排出通路１８は、樹脂材料からなり、本実施例では、ロアケーシング６と一体に形成されている。 The volume chamber 16 communicates with the filter element 3 and the second air chamber 5 through the first air chamber 4. One end of a cylindrical dust discharge passage 18 is connected to the bottom wall of the volume chamber 16. The bottom wall of the volume chamber 16 is the bottom wall 10 of the lower casing 6 in this embodiment. The dust discharge passage 18 is made of a resin material, and is formed integrally with the lower casing 6 in this embodiment.

このダスト排出通路１８の他端には、このダスト排出通路１８を開閉するダスト排出弁１９が取り付けられている。このダスト排出弁１９は、容積室１６内（エアクリーナ１内）が負圧の状態のときに閉弁し、容積室１６内が正圧の状態のときに開弁するものであって、例えばいわゆるバキュエータバルブである。 A dust discharge valve 19 for opening and closing the dust discharge passage 18 is attached to the other end of the dust discharge passage 18. This dust discharge valve 19, be those within the volume chamber 16 (the air cleaner 1) is closed when the negative pressure state, opens when the volume chamber 1 in 6 of the positive pressure, e.g. This is a so-called vacuator valve.

なお、本実施例におけるエアクリーナ１は、車載状態では、ロアケーシング６がアッパケーシング７の鉛直下方側に位置するとともに、ロアケーシング６の底壁１０が第１空気室４内の鉛直下方側に位置するものとなる。従って、車載状態では、容積室１６の底壁は、容積室１６の鉛直下方側に位置しており、ダスト排出通路１８は、容積室１６の底壁から鉛直下方に向かって延びている。 In the air cleaner 1 according to the present embodiment, the lower casing 6 is positioned on the vertically lower side of the upper casing 7 and the bottom wall 10 of the lower casing 6 is positioned on the vertically lower side in the first air chamber 4 in the in-vehicle state. To be. Therefore, in the in-vehicle state, the bottom wall of the volume chamber 16 is located on the vertically lower side of the volume chamber 16, and the dust discharge passage 18 extends downward from the bottom wall of the volume chamber 16.

フィルタエレメント３は、細長い矩形の平板状を呈し、仕切板１５に対して直交するような姿勢でロアケーシング６の上部に収容され、ロアケーシング６とアッパケーシング７との間に保持固定される。 The filter element 3 has an elongated rectangular flat plate shape, is accommodated in the upper portion of the lower casing 6 in a posture orthogonal to the partition plate 15, and is held and fixed between the lower casing 6 and the upper casing 7.

アッパケーシング７は、細長い矩形板状の上壁２１と、一対の第１側壁２２と、上壁２１に対して直交し互いに対向する一対の第２側壁２３と、を有している。第１側壁２２ａ、２２ｂは、上壁２１の外周縁のうち短辺部分に接続されている。一方の第１側壁２２ａは、上壁２１に対して傾いており、他方の第１側壁２２ｂは、上壁２１に対して直交している。第２側壁２３ａ、２３ｂは、上壁２１の外周縁のうち長辺部分に接続されている。 The upper casing 7 includes an elongated rectangular plate-shaped upper wall 21, a pair of first side walls 22, and a pair of second side walls 23 that are orthogonal to the upper wall 21 and face each other. The first side walls 22 a and 22 b are connected to the short side portion of the outer peripheral edge of the upper wall 21. One first side wall 22 a is inclined with respect to the upper wall 21, and the other first side wall 22 b is orthogonal to the upper wall 21. The second side walls 23 a and 23 b are connected to the long side portion of the outer peripheral edge of the upper wall 21.

第２側壁２３ａには、筒状の空気吐出管部２４が接続されている。この空気吐出管部２４の一端開口は、第２側壁２３ａに開口し、濾過された空気を第２空気室５内からエンジン側に吐出する空気の吐出口２５となっている。空気吐出管部２４は、樹脂材料からなり、本実施例ではアッパケーシング７と一体に形成されている。 A cylindrical air discharge pipe portion 24 is connected to the second side wall 23a. One end opening of the air discharge pipe portion 24 opens to the second side wall 23a, and serves as an air discharge port 25 for discharging the filtered air from the second air chamber 5 to the engine side. The air discharge pipe portion 24 is made of a resin material, and is integrally formed with the upper casing 7 in this embodiment.

このような構成されたエアクリーナ１においては、空気導入管部１３の中心軸線Ｐが第１側壁１１ａに対して直交するように設定されているとともに、仕切板１５が空気導入開口１４と対向するよう設定されているため、図１中に矢示するように、空気導入開口１４から第１空気室４に流れ込む空気の流れが仕切板１５を指向し、第１空気室４に導入された空気が仕切板１５に衝突しやすい構造となっている。すなわち、仕切板１５は、空気導入開口１４から第１空気室４に導入された空気の流れに対して略直交するように配置されている。 In the air cleaner 1 configured as described above, the central axis P of the air introduction pipe portion 13 is set so as to be orthogonal to the first side wall 11a, and the partition plate 15 faces the air introduction opening 14. Since it is set, as indicated by an arrow in FIG. 1, the flow of air flowing from the air introduction opening 14 into the first air chamber 4 is directed to the partition plate 15, and the air introduced into the first air chamber 4 is The structure easily collides with the partition plate 15. That is, the partition plate 15 is disposed so as to be substantially orthogonal to the flow of air introduced into the first air chamber 4 from the air introduction opening 14.

また、仕切板１５には、複数の貫通穴１７が形成されており、仕切板１５を通過する空気の流速を上昇させる作用がある。 Further, the partition plate 15 is formed with a plurality of through holes 17 and has an effect of increasing the flow velocity of the air passing through the partition plate 15.

そのため、第１空気室４に導入された空気は仕切板１５に衝突し、衝突した際に分離したダストが貫通穴１７から容積室１６側に吸い込まれることになるため、第１空気室４に導入された空気中のダストの一部を容積室１６内に分離保持することが可能となる。 Therefore, the air introduced into the first air chamber 4 collides with the partition plate 15, and dust separated at the time of the collision is sucked into the volume chamber 16 side from the through hole 17. Part of the dust in the introduced air can be separated and held in the volume chamber 16.

従って、フィルタエレメント３の濾過性能（目の粗さ、濾過面積等）を変更することなく、また大きな圧力損失を招くことなく、エアクリーナ１のダスト保持能力が相対的に増大することになり、容積室１６で分離保持されるダスト量に応じて、フィルタエレメント３を相対的に小型化することが可能となる。 Therefore, the dust holding capacity of the air cleaner 1 is relatively increased without changing the filtration performance (the roughness of the filter, the filtration area, etc.) of the filter element 3 and without causing a large pressure loss. The filter element 3 can be relatively miniaturized according to the amount of dust separately held in the chamber 16.

なお、容積室１６内に分離保持されたダストは、容積室１６内の下部（底壁１０もしくはダスト排出通路１８内）に捕集（堆積）することになるが、エアクリーナ１が正圧になりダスト排出弁１９が開弁すると外部に排出される。 The dust separated and held in the volume chamber 16 is collected (deposited) in the lower part of the volume chamber 16 (in the bottom wall 10 or the dust discharge passage 18), but the air cleaner 1 becomes positive pressure. When the dust discharge valve 19 is opened, it is discharged to the outside.

また、仕切板１５と容積室１６からなる構成を一つのレゾネータと見なすことができ、容積室１６の容積や、仕切板１５に形成された貫通穴１７の総面積（貫通穴１７の通路断面積の合計）、貫通穴１７の長さ（仕切板の厚さ）等を適宜チューニングすることで、例えば、図５に実線で示すように、狙いとする周波数の吸気騒音を効果的に消音することができる。図５中の破線は、エアクリーナに本実施例の仕切板１５及び容積室１６に相当する構成を設定しなかった場合の音圧特性を示している。図５に示す例では、周波数がＡ（Ｈｚ）近辺の領域における消音効果が大きくなるように、容積室１６の容積等をチューニングした例を示している。 Further, the configuration composed of the partition plate 15 and the volume chamber 16 can be regarded as one resonator, and the volume of the volume chamber 16 and the total area of the through holes 17 formed in the partition plate 15 (the cross-sectional area of the through holes 17). By appropriately tuning the length of the through hole 17 (thickness of the partition plate) and the like, for example, as shown by the solid line in FIG. 5, the intake noise of the target frequency can be effectively silenced. Can do. The broken lines in FIG. 5 indicate the sound pressure characteristics when the air cleaner is not configured to correspond to the partition plate 15 and the volume chamber 16 of the present embodiment. In the example shown in FIG. 5, an example in which the volume of the volume chamber 16 is tuned so that the silencing effect in the region near the frequency A (Hz) is increased is shown.

また、仕切板１５に貫通形成される貫通穴１７の断面形状は円形に限定されるものではなく、例えば、図６に示す仕切板３１の貫通穴３２のように断面矩形に形成することも可能であり、あるいは図７に示す仕切板３３の貫通穴３４のように断面三角形に形成することも可能である。 Further, the cross-sectional shape of the through hole 17 penetratingly formed in the partition plate 15 is not limited to a circle, and for example, it can be formed in a rectangular cross section like the through hole 32 of the partition plate 31 shown in FIG. Alternatively, it may be formed in a triangular cross section like the through hole 34 of the partition plate 33 shown in FIG.

なお、吸気騒音を低減する周波数が同じであるなら、仕切板１５に設ける貫通穴１７の数は多いほど、相対的に穴径が小さくなるので、容積室１６内から第１空気室４側にダストが逆流しにくくなる。 If the frequency for reducing the intake noise is the same, the larger the number of through holes 17 provided in the partition plate 15, the smaller the hole diameter, so that the volume chamber 16 moves from the first air chamber 4 side. Dust is less likely to flow backward.

１…エアクリーナ
３…フィルタエレメント
４…第１空気室
５…第２空気室
６…ロアケーシング
７…アッパケーシング
１０…底壁
１１…第１側壁
１２…第２側壁
１３…空気導入管部
１４…空気導入開口
１５…仕切板
１６…容積室
１７…貫通穴
１８…ダスト排出通路
１９…ダスト排出弁 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Air cleaner 3 ... Filter element 4 ... 1st air chamber 5 ... 2nd air chamber 6 ... Lower casing 7 ... Upper casing 10 ... Bottom wall 11 ... 1st side wall 12 ... 2nd side wall 13 ... Air introduction pipe part 14 ... Air Introduction opening 15 ... partition plate 16 ... volume chamber 17 ... through hole 18 ... dust discharge passage 19 ... dust discharge valve

Claims

The plate-like filter element is partitioned into an upstream first air chamber and a downstream second air chamber, and the air introduced into the first air chamber is filtered by the filter element to be second. In the air cleaner that flows to the air chamber side,
A flat partition plate in which a plurality of through holes are formed;
A volume chamber having a predetermined capacity communicating with the first air chamber via the partition plate;
The partition plate is opposed to an air introduction opening which is an introduction port of air introduced into the first air chamber, and is orthogonal to the flow of air introduced from the air introduction opening into the first air chamber. An air cleaner, wherein the air cleaner is disposed so as to be orthogonal to the filter element.

A dust discharge passage connected to the volume chamber and capable of discharging dust collected in the volume chamber, and a dust discharge valve interposed in the dust discharge passage and opened when the inside of the volume chamber becomes positive pressure The air cleaner according to claim 1, further comprising: