(57)【要約】【課題】吸気騒音を低減すること。【解決手段】車載内燃機関のエアクリーナ１０は、インレット２５，２６，２７を有する第１ハウジング２０と、アウトレット３５を有する第２ハウジング３０と、第１ハウジング２０と第２ハウジング３０との間に設けられたフィルタエレメント４０とを備えている。インレット２５，２６，２７は、第１ハウジング２０に連通するダクト部２５ａ及びダクト部２５ａの流路を開閉するバルブ２８を有する第１インレット２５と、第１ハウジング２０に連通するダクト部２６ａ，２７ａを有するとともに常時開放されている複数の第２インレット２６，２７とを含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インレット及びアウトレットを有するハウジングと、前記ハウジングの内部に設けられたフィルタエレメントとを備える内燃機関のエアクリーナであって、
前記インレットは、流路を開閉するバルブが設けられた第１インレットと、常時開放されている複数の第２インレットとを備えている、
内燃機関のエアクリーナ。
【請求項２】
前記複数の第２インレットの間に前記第１インレットが設けられている、
請求項１に記載の内燃機関のエアクリーナ。
【請求項３】
前記第１インレット及び前記複数の第２インレットは、前記ハウジングに連通するダクト部をそれぞれ有している、
請求項１または請求項２に記載の内燃機関のエアクリーナ。
【請求項４】
前記複数の第２インレットのダクト部の入口は、互いに異なる方向を指向している、
請求項３に記載の内燃機関のエアクリーナ。
【請求項５】
前記ハウジングは前記フィルタエレメントの濾過部に対向する対向壁を有しており、
前記第１インレット及び前記複数の第２インレットは前記対向壁に開口する開口部をそれぞれ有しており、
前記第１インレットの前記開口部をそのダクト部の軸線に沿って前記濾過部に投影した第１投影面、及び前記複数の第２インレットの前記開口部をそれらのダクト部の軸線に沿ってそれぞれ前記濾過部に投影した複数の第２投影面のうち、少なくとも２つの投影面が互いに重なり合っている、
請求項４に記載の内燃機関のエアクリーナ。
【請求項６】
前記第１投影面及び前記複数の第２投影面が互いに重なり合っている、
請求項５に記載の内燃機関のエアクリーナ。
【請求項７】
前記ハウジングは前記フィルタエレメントの濾過部に対向する対向壁と、前記濾過部の周囲を取り囲む周壁とを有しており、
前記対向壁は、前記濾過部の対向面に沿って延在するとともに前記第１インレットが開口するベース壁部と、前記ベース壁部を挟むとともに前記複数の第２インレットがそれぞれ開口する複数の傾斜壁部とを有しており、
前記複数の傾斜壁部は、前記ベース壁部に対して傾斜するとともに前記周壁に連なっている、
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の内燃機関のエアクリーナ。
【請求項８】
前記複数の傾斜壁部は、前記ベース壁部から離間するほど前記濾過部に近接するように傾斜している、
請求項７に記載の内燃機関のエアクリーナ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関のエアクリーナに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の吸気通路には、吸気を濾過するためのエアクリーナが設けられている。エアクリーナは、インレット及びアウトレットを有するハウジングと、ハウジングの内部に設けられたフィルタエレメントとを備えている。
【０００３】
また、吸気騒音の低減及び吸気の圧力損失の低減の両立を図るために、２つのインレットダクトを有するエアクリーナが提案されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載のエアクリーナでは、負圧式アクチュエータにより開閉されるバルブが設けられた高出力用インレットダクトと、常時開放された低出力用インレットダクトとが設けられている。
【０００４】
こうした２系統吸気システムのエアクリーナを備えた車載内燃機関では、内燃機関の低出力時には、高出力用インレットダクトのバルブが閉じられることにより、低出力用インレットダクトを通じて吸気が導入される。このように内燃機関の低出力時には高出力用インレットダクトのバルブを閉じることにより、高出力用インレットダクトを通じて吸気音が外部に漏れることが阻止され、吸気騒音を低減することができる。一方、内燃機関の高出力時には高出力用インレットダクトのバルブを開くことにより、両方のインレットダクトを通じて吸気が導入されるようになり、吸気の圧力損失を低減することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２５５４７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来の２系統吸気システムのエアクリーナの場合、高出力用インレットダクトのバルブが閉じられている内燃機関の低出力時においても低出力用インレットダクトを通じて必要な流量の吸気を導入することができるように、低出力用インレットダクトの流路断面積を有る程度大きく設定しなければならない。そのため、低出力用インレットダクトを通じて外部に漏れる吸気音を低減する上で自ずと限界がある。
【０００７】
本発明の目的は、吸気騒音を低減することのできる内燃機関のエアクリーナを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するための内燃機関のエアクリーナは、インレット及びアウトレットを有するハウジングと、前記ハウジングの内部に設けられたフィルタエレメントとを備える内燃機関のエアクリーナであって、前記インレットは、前記ハウジングに連通するダクト部及び前記ダクト部の流路を開閉するバルブを有する第１インレットと、常時開放されている複数の第２インレットとを備えている。
【０００９】
同構成によれば、第１インレットのバルブが閉じられているときには、複数の第２インレットを通じて吸気が導入される。このため、第２インレット全体を通じて導入される吸気の流量を確保しつつも、第２インレットが１つだけ設けられているものに比べて第２インレットの１つ当たりの流路断面積を小さくすることができる。ここで、エアクリーナにおいては、第２インレットの流路断面積が小さいほど、第２インレットの流路断面積に対するハウジングの流路断面積の比である拡張比が大きくなる。このため、第２インレット１つ当たりから外部に漏れる吸気音の音圧レベルが小さくなる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、吸気騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】内燃機関のエアクリーナの一実施形態について、エアクリーナ全体を示す平面図。
【図２】同実施形態のエアクリーナの断面図。
【図３】図１の３−３線に沿った断面図。
【図４】（ａ）は、同実施形態のエアクリーナの作用を説明するための断面図、（ｂ）は、比較例のエアクリーナの作用を説明するための断面図。
【図５】（ａ）は、同実施形態のエアクリーナの作用を説明するための断面図、（ｂ）は、比較例のエアクリーナの作用を説明するための断面図。
【図６】変形例のエアクリーナの断面図。
【図７】他の変形例のエアクリーナの断面図。
【図８】他の変形例のエアクリーナの断面図。
【図９】他の変形例のエアクリーナの断面図。
【図１０】他の変形例のエアクリーナの断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図１〜図５を参照して、一実施形態について説明する。
図１及び図２に示すように、車載内燃機関のエアクリーナ（以下、エアクリーナ１０）は、車両のエンジンルーム内に搭載されるものであり、インレット２５，２６，２７及びアウトレット３５を有するハウジング１１を備えている。なお、図１及び図２では、上下方向が車両の前後方向に一致し、左右方向が車幅方向に一致する。以降において、車両の前後方向の前側及び後側を単に前側及び後側と称することがある。また、車両の後方から前方を視たときの右側及び左側を単に右側及び左側と称することがある。
【００１３】
まず、本実施形態のエアクリーナ１０の概略構成について説明する。
図１及び図２に示すように、ハウジング１１は、インレット２５，２６，２７を有する第１ハウジング２０と、アウトレット３５を有する第２ハウジング３０とにより構成されており、同図において左右対称な形状を有している。
【００１４】
図２及び図３に示すように、第１ハウジング２０は、開口２３を取り囲む周壁２１と、開口２３に対向する対向壁２２とを有している。開口２３の周縁部には、フランジ２４が全周にわたって形成されている。対向壁２２には、上記インレット２５，２６，２７が設けられている。
【００１５】
第２ハウジング３０は、開口３３を取り囲む周壁３１と、開口３３に対向する底壁３２とを有している。開口３３の周縁部には、フランジ３４が全周にわたって形成されている。底壁３２には、上記アウトレット３５が設けられている。
【００１６】
第１ハウジング２０及び第２ハウジング３０は共に硬質樹脂材料により形成されている。
ハウジング１１の内部には、フィルタエレメント４０が設けられている。フィルタエレメント４０は、不織布や濾紙などの濾材シートを襞折りすることにより形成された濾過部４１と、濾過部４１の外周縁に設けられた環状のシール部４２とを有している。本実施形態のシール部４２は、例えばポリウレンタンなどの独立気泡の発泡成形体により形成されている。なお、フィルタエレメント４０は、濾過部４１とシール部４２とが不織布などにより一体に成形されたものであってもよい。
【００１７】
第１ハウジング２０のフランジ２４と第２ハウジング３０のフランジ３４とによりシール部４２が挟持された状態で、周知のクランプ（図示略）により第１ハウジング２０と第２ハウジング３０とが締結されている。これにより、シール部４２とフランジ３４との間がシールされている。
【００１８】
次に、本実施形態のエアクリーナ１０の詳細な構成について説明する。
図１〜図３に示すように、第１ハウジング２０の対向壁２２は、フィルタエレメント４０の濾過部４１に対向している。周壁２１は、濾過部４１の周囲を取り囲んでいる。
【００１９】
対向壁２２は、フィルタエレメント４０の濾過部４１の対向面４１ａ（前面）に沿って延在するベース壁部２２ａと、ベース壁部２２ａを挟む２つの傾斜壁部２２ｂとを有している。
【００２０】
図１及び図２に示すように、２つの傾斜壁部２２ｂは、ベース壁部２２ａから離間するほど濾過部４１に近接するようにベース壁部２２ａに対して傾斜するとともに周壁２１に連なっている。
【００２１】
図２及び図３に示すように、対向壁２２のベース壁部２２ａの中央部には、第１インレット２５の開口部２５ｂが形成されている。
図３に示すように、対向壁２２の２つの傾斜壁部２２ｂの中央部には、第２インレット２６，２７の開口部２６ｂ，２７ｂがそれぞれ形成されている。すなわち、２つの第２インレット２６，２７の間に第１インレット２５が設けられている。
【００２２】
図２及び図３に示すように、第１インレット２５は、濾過部４１の対向面４１ａに直交する方向（前後方向）に沿って延在するとともにベース壁部２２ａに連通するダクト部２５ａと、ダクト部２５ａの流路を開閉するバルブ２８とを有している。
【００２３】
図１及び図３に示すように、第１インレット２５には、吸気管負圧を利用してバルブ２８を開閉する周知の負圧アクチュエータ２９が設けられている。
図１及び図２に示すように、第２インレット２６，２７は、２つの傾斜壁部２２ｂにそれぞれ連通するダクト部２６ａ，２７ａを有している。
【００２４】
第２インレット２６，２７のダクト部２６ａ，２７ａは、第１インレット２５のダクト部２５ａの延在方向（前後方向）において濾過部４１から離間するほど（前側ほど）、第１インレット２５のダクト部２５ａから離間するように前後方向に対して傾斜して延在している。したがって、２つの第２インレット２６，２７のダクト部２６ａ，２７ａの入口は、互いに異なる方向を指向している。
【００２５】
図２に示すように、第２インレット２６，２７のダクト部２６ａ，２７ａの内径（流路断面積）は、第１インレット２５の内径（流路断面積）よりも小さくされている。第２インレット２６，２７には、バルブが設けられておらず、常時開放されている。
【００２６】
第１インレット２５の開口部２５ｂをそのダクト部２５ａの軸線に沿って濾過部４１に投影した第１投影面２５ｃ、及び２つの第２インレット２６，２７の開口部２６ｂ，２７ｂをそれらのダクト部２６ａ，２７ａの軸線に沿ってそれぞれ濾過部４１に投影した複数の第２投影面２６ｃ，２７ｃの３つが互いに重なり合っている。
【００２７】
次に、本実施形態のエアクリーナの基本的な作用について説明する。
機関回転速度が所定の回転速度（例えば４０００ｒｐｍ）未満の低回転時においては、図３に実線にて示すように第１インレット２５のバルブ２８が閉じられているため、２つの第２インレット２６，２７を通じて吸気が導入される。このように低回転時には第１インレット２５のバルブ２８を閉じることにより、第１インレット２５を通じて吸気音が外部に漏れることが阻止され、吸気騒音を低減することができる。
【００２８】
一方、機関回転速度が上記所定の回転速度以上の高回転時においては、図３に二点鎖線にて示すように第１インレット２５のバルブ２８が開かれるため、第２インレット２６，２７に加えて第１インレット２５を通じて吸気が導入される。これにより、吸気の圧力損失を低減することができる。
【００２９】
以上説明した本実施形態に係る内燃機関のエアクリーナによれば、以下に示す作用効果が得られるようになる。
（１）エアクリーナ１０のインレット２５，２６，２７は、流路を開閉するバルブ２８が設けられた第１インレット２５と、常時開放されている複数の第２インレット２６，２７とを備えている。
【００３０】
こうした構成によれば、第１インレット２５のバルブ２８が閉じられているときには、２つの第２インレット２６，２７の双方を通じて吸気が導入される。このため、第２インレット２６，２７全体を通じて導入される吸気の流量を確保しつつも、第２インレットが１つだけ設けられているものに比べて第２インレット２６，２７の１つ当たりの流路断面積を小さくすることができる。ここで、エアクリーナ１０においては、第２インレット２６（２７）の流路断面積が小さいほど、第２インレット２６（２７）の流路断面積に対するハウジング１１の流路断面積の比である拡張比が大きくなる。このため、第２インレット２６（２７）１つ当たりから外部に漏れる吸気音の音圧レベルが小さくなる。したがって、吸気騒音を低減することができる。
【００３１】
（２）２つの第２インレット２６，２７の間に第１インレット２５が設けられている。
こうした構成によれば、第１インレットに対して同じ側に２つの第２インレットが形成される構成に比べて、２つの第２インレット２６，２７を通じて導入される吸気同士が干渉しにくくなる。特に、上記実施形態においては、２つの第２インレット２６，２７が第１インレット２５を中心として左右対称な形状を有しており、２つの第２インレット２６，２７を通じて導入される吸気の流れが左右対称に近づけられる。このため、第１インレット２５のバルブ２８を開弁あるいは閉弁することによって２つの第２インレット２６，２７を通じてハウジング１１内に導入される吸気の流れが影響を受けることを適切に抑制できる。したがって、第２インレット２６，２７を通じて吸気を安定して導入することができる。
【００３２】
（３）第１インレット２５及び２つの第２インレット２６，２７は、ハウジング１１に連通するダクト部２５ａ，２６ａ，２７ａをそれぞれ有している。
こうした構成によれば、第１インレット２５及び２つの第２インレット２６，２７を通じてハウジング１１内に導入される吸気の流れの指向性を高めることができる。このため、吸気と共に導入されるダストをフィルタエレメント４０の濾過部４１の特定の部分に対して堆積させることが可能となる。
【００３３】
（４）２つの第２インレット２６，２７のダクト部２６ａ，２７ａの入口は、互いに異なる方向を指向している。
こうした構成によれば、２つの第２インレット２６，２７から外部に漏れる吸気音を互いに異なる方向に伝搬させることができる。したがって、吸気騒音を効果的に低減することができる。
【００３４】
（５）第１インレット２５の開口部２５ｂをそのダクト部２５ａの軸線に沿って濾過部４１に投影した第１投影面２５ｃ、及び２つの第２インレット２６，２７の開口部２６ｂ，２７ｂをそれらのダクト部２６ａ，２７ａの軸線に沿ってそれぞれ濾過部４１に投影した２つの第２投影面２６ｃ，２７ｃが互いに重なり合っている。
【００３５】
フィルタエレメント４０の濾過部４１全体に対してダストが均一に堆積すると、濾過部４１の目詰まりが全体的に進行するために、通気抵抗が早期に増大してフィルタエレメント４０の寿命が短くなる。
【００３６】
これに対して、上記構成によれば、第１投影面２５ｃ、及び２つの第２投影面２６ｃ，２７ｃが重なりあった部分に対してダストが優先的に堆積されるようになる。また、同部分にダストが堆積して目詰まりすると、同部分に隣接する他の部分に対してダストが堆積するようになる。このようにフィルタエレメント４０の特定の部分を中心にダストが順に堆積するようになることから、通気抵抗が早期に増大することを抑制でき、フィルタエレメント４０の寿命を延ばすことができる。
【００３７】
（６）第１ハウジング２０の対向壁２２は、濾過部４１の対向面４１ａに沿って延在するとともに第１インレット２５が開口するベース壁部２２ａと、ベース壁部２２ａを挟むとともに２つの第２インレット２６，２７がそれぞれ開口する２つの傾斜壁部２２ｂとを有している。２つの傾斜壁部２２ｂは、ベース壁部２２ａに対して傾斜するとともに周壁２１に連なっている。
【００３８】
こうした構成によれば、図４（ｂ）に示すように、第１ハウジング２０の対向壁２２全体が濾過部４１の対向面４１ａに沿って、すなわち同図の左右方向に沿って延在する構成に比べて、図４（ａ）に示すように、第２インレット２６，２７の開口部２６ｂ，２７ｂから第１ハウジング２０の周壁２１までの距離Ｌを長くすることができる。これにより、第２インレット２６，２７の流路断面積に対するハウジング１１の流論断面積の比である拡張比を大きくすることができる。したがって、第２インレット２６，２７を通じて外部に漏れる吸気騒音を低減することができる。
【００３９】
（７）２つの傾斜壁部２２ｂは、ベース壁部２２ａから離間するほど濾過部４１に近接するように傾斜している。
図５（ｂ）に示すように、第１ハウジング２０の対向壁２２全体が濾過部４１の対向面４１ａに沿って延在する構成においては、バルブ２８の開弁時に第１インレット２５を通じてハウジング１１内に導入された吸気の一部が、対向壁２２と周壁２１とにより形成された隅部にて渦になりやすく、吸気の圧力損失が増大しやすい。
【００４０】
この点、図５（ａ）に示すように、上記構成によれば、第１インレット２５を通じてハウジング１１内に導入された吸気は、傾斜壁部２２ｂの傾斜した内面に案内されつつフィルタエレメント４０の濾過部４１に円滑に流入するようになる。このため、上述したような渦の発生を抑制することができ、吸気の圧力損失の増大を抑制することができる。
【００４１】
＜変形例＞
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・図６に示すように、第１ハウジング２０の対向壁２２を構成する２つの傾斜壁部２２ｂが、ベース壁部２２ａから離間するほどフィルタエレメント４０の濾過部４１から離間するように傾斜しているものであってもよい。この場合であっても、上記実施形態の作用効果（６）に準じた作用効果を奏することができる。
【００４２】
・第１ハウジング２０の対向壁２２は、ベース壁部２２ａに対して傾斜する傾斜壁部２２ｂを有するものに限定されない。すなわち、図７に示すように、第１ハウジング２０の対向壁２２全体が濾過部４１の対向面４１ａに沿って延在する構成であってもよい。この場合であっても、上記実施形態の作用効果（１）〜（３）に準じた作用効果を奏することができる。
【００４３】
・上記実施形態では、左右対称な形状を有するハウジング１１について例示したが、左右非対称な形状を有するハウジングであってもよい。この場合、例えば第１投影面２５ｃと、２つの第２投影面２６ｃ，２７ｃのうちの一方とが互いに重なり合っているものであってもよい。この場合であっても、第１投影面２５ｃと一方の第２投影面２６ｃ（２７ｃ）とが重なりあった部分に対してダストが優先的に堆積されるようになり、フィルタエレメント４０の濾過部４１全体に対してダストが均一に堆積することを抑制できる。
【００４４】
・第１投影面２５ｃ、及び２つの第２投影面２６ｃ，２７ｃが互いに重なり合わないように第１インレット２５及び第２インレット２６，２７を配置することもできる。
・第２インレット２６，２７はダクト部２６ａ，２７ａを有するものに限定されない。例えば図８に示すように、傾斜壁部２２ｂに形成された貫通孔のみによって第２インレット２６，２７を構成することもできる。この場合であっても、上記実施形態の作用効果（１）及び（２）に準じた作用効果を奏することができる。
【００４５】
・図９及び図１０に示すように、第１インレット２５に対して同じ側に２つの第２インレット２６，２７を形成することもできる。図１０に示す変形例では、第１ハウジング２０の対向壁２２が、濾過部４１の対向面４１ａに沿って延在するベース壁部２２ｃと、同ベース壁部２２ｃと周壁２１との間に位置するとともに同ベース壁部２２ｃから離間するほど濾過部４１に近接するように傾斜した傾斜壁部２２ｄとを有している。そして、上記ベース壁部２２ｃに第１インレット２５及び一方の第２インレット２６が設けられており、傾斜壁部２２ｄに他方の第２インレット２７が設けられている。
【００４６】
・車両に対するエアクリーナ１０の搭載姿勢を適宜変更することができる。
・上記実施形態及び変形例では、２つの第２インレット２６，２７を有するエアクリーナ１０について例示したが、３つ以上の第２インレットを設けることもできる。
【符号の説明】
【００４７】
１０…エアクリーナ、１１…ハウジング、２０…第１ハウジング、２１…周壁、２２…対向壁、２２ａ，２２ｃ…ベース壁部、２２ｂ，２２ｄ…傾斜壁部、２３…開口、２４…フランジ、２５…第１インレット、２５ａ…ダクト部、２５ｂ…開口部、２５ｃ…第１投影面、２６，２７…第２インレット、２６ａ，２７ａ…ダクト部、２６ｂ，２７ｂ…開口部、２６ｃ，２７ｃ…第２投影面、２８…バルブ、２９…負圧アクチュエータ、３０…第２ハウジング、３１…周壁、３２…底壁、３３…開口、３４…フランジ、３５…アウトレット、４０…フィルタエレメント、４１…濾過部、４１ａ…対向面、４２…シール部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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