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技術 吸気装置

出願人 株式会社SUBARU
発明者 佐孝佳祐福士幸治福井聡子大下淳
出願日 2018年9月25日 (2年4ヶ月経過) 出願番号 2018-179188
公開日 2020年4月2日 (10ヶ月経過) 公開番号 2020-051287
状態 未査定
技術分野 吸い込み系統
主要キーワード 異物除去機構 衝突部材 近接方向 振動伝達部材 下流側吸気管 上流側吸気管 オルタネーター 振動体
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (6)

課題

フィルタ捕集された異物を容易に除去する。

解決手段

吸気装置13は、空気中の異物を捕集するフィルタ17aを有するエアクリーナ17と、エアクリーナと振動体エンジン5)を接続する振動伝達部材上流側吸気管19、下流側吸気管21、および、固有振動数調整部材23)と、を備え、エアクリーナおよび振動伝達部材は、エアクリーナに捕集された異物の重量が所定重量未満である場合、振動体の振動共振せず、エアクリーナに捕集された異物の重量が所定重量以上である場合、振動体の振動と共振する固有振動数を有する。

概要

背景

特許文献1には、エアクリーナについて開示がある。エアクリーナは、空気中の異物捕集するフィルタを備える。特許文献1では、エアクリーナとエンジンとの間に弾性取付板が設けられている。エアクリーナには、弾性取付板を介してエンジンから振動が伝達される。

概要

フィルタに捕集された異物を容易に除去する。吸気装置13は、空気中の異物を捕集するフィルタ17aを有するエアクリーナ17と、エアクリーナと振動体(エンジン5)を接続する振動伝達部材上流側吸気管19、下流側吸気管21、および、固有振動数調整部材23)と、を備え、エアクリーナおよび振動伝達部材は、エアクリーナに捕集された異物の重量が所定重量未満である場合、振動体の振動と共振せず、エアクリーナに捕集された異物の重量が所定重量以上である場合、振動体の振動と共振する固有振動数を有する。

目的

本発明は、フィルタに捕集された異物を容易に除去することが可能な吸気装置を提供する

効果

実績

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請求項1

空気中の異物捕集するフィルタを有するエアクリーナと、前記エアクリーナと振動体を接続する振動伝達部材と、を備え、前記エアクリーナおよび前記振動伝達部材は、前記エアクリーナに捕集された異物の重量が所定重量未満である場合、前記振動体の振動共振せず、前記エアクリーナに捕集された異物の重量が前記所定重量以上である場合、前記振動体の振動と共振する固有振動数を有する吸気装置

請求項2

前記振動伝達部材は、前記固有振動数を調整する固有振動数調整部材を有する請求項1に記載の吸気装置。

請求項3

前記エアクリーナには、前記エアクリーナに捕集された異物を排出する排出孔が形成されている請求項1または2に記載の吸気装置。

請求項4

前記排出孔を開閉する開閉部材と、前記開閉部材の開度規制する規制部材と、を有する請求項3に記載の吸気装置。

請求項5

前記開閉部材は、前記開閉部材上に堆積した前記異物の重量が閾値以上となったときに開く請求項4に記載の吸気装置。

請求項6

前記エアクリーナと対向して配され、前記エアクリーナが前記振動体の振動と共振した際に前記エアクリーナと衝突する衝突部材を有する請求項1から5のいずれか1項に記載の吸気装置。

請求項7

前記振動体は、エンジンであり、前記固有振動数は、前記エンジンがクランキング回転数あるいはアイドリング回転数で駆動する際に生じる振動の周波数帯域に設定される請求項1から6のいずれか1項に記載の吸気装置。

技術分野

0001

本発明は、吸気装置に関する。

背景技術

0002

特許文献1には、エアクリーナについて開示がある。エアクリーナは、空気中の異物捕集するフィルタを備える。特許文献1では、エアクリーナとエンジンとの間に弾性取付板が設けられている。エアクリーナには、弾性取付板を介してエンジンから振動が伝達される。

先行技術

0003

実開昭52−163616号公報

発明が解決しようとする課題

0004

しかし、エンジンから伝達される振動のみでは、フィルタに捕集された異物が除去され難かった。

0005

そこで、本発明は、フィルタに捕集された異物を容易に除去することが可能な吸気装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0006

上記課題を解決するために、本発明の吸気装置は、空気中の異物を捕集するフィルタを有するエアクリーナと、エアクリーナと振動体を接続する振動伝達部材と、を備え、エアクリーナおよび振動伝達部材は、エアクリーナに捕集された異物の重量が所定重量未満である場合、振動体の振動と共振せず、エアクリーナに捕集された異物の重量が所定重量以上である場合、振動体の振動と共振する固有振動数を有する。

0007

振動伝達部材は、固有振動数を調整する固有振動数調整部材を有してもよい。

0008

エアクリーナには、エアクリーナに捕集された異物を排出する排出孔が形成されていてもよい。

0009

排出孔を開閉する開閉部材と、開閉部材の開度規制する規制部材と、を有してもよい。

0010

開閉部材は、開閉部材上に堆積した異物の重量が閾値以上となったときに開いてもよい。

0011

エアクリーナと対向して配され、エアクリーナが振動体の振動と共振した際にエアクリーナと衝突する衝突部材を有してもよい。

0012

振動体は、エンジンであり、固有振動数は、エンジンがクランキング回転数あるいはアイドリング回転数で駆動する際に生じる振動の周波数帯域に設定されてもよい。

発明の効果

0013

本発明によれば、フィルタに捕集された異物を容易に除去することができる。

図面の簡単な説明

0014

車両の側面図である。
車両における吸気装置の構造を説明するための概略的な上面図である。
吸気装置におけるエアクリーナ周辺の構造を説明するための概略的な斜視図である。
開閉部材が閉位置となる状態を示す図である。
開閉部材が閉位置から開位置に移動した状態を示す図である。

実施例

0015

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、発明の理解を容易にするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

0016

図1は、車両1の側面図である。以下では、車両1の進行方向を前方(図1中、左側)、車両1の後退方向を後方図1中、右側)として説明する。また、車両1の鉛直方向上側を上方(図1中、上側)、車両1の鉛直方向下側を下方(図1中、下側)として説明する。

0017

図1に示すように、車両1は、車体フレーム3を備える。車体フレーム3には、エンジン5が搭載される。エンジン5は、不図示のECUにより駆動される。エンジン5は、ECUにより駆動された際に振動する振動体である。車体フレーム3には、ボンネット7と、フェンダー9が取り付けられている。ボンネット7は、エンジン5の上方に配される。ボンネット7は、エンジン5の上方を覆う。フェンダー9は、車両1の前輪の上方に配される。フェンダー9は、車両1の前輪の上方を覆う。

0018

車両1には、エンジンルーム11が形成される。エンジンルーム11は、車体フレーム3およびボンネット7により囲繞された空間である。エンジンルーム11内には、エンジン5と、吸気装置13とが収容されている。吸気装置13は、エンジン5に取り付けられる。吸気装置13は、エンジン5に空気を供給する。

0019

図2は、車両1における吸気装置13の構造を説明するための概略的な上面図である。吸気装置13は、振動伝達部材15と、エアクリーナ17とを備える。振動伝達部材15は、エアクリーナ17と、エンジン5あるいは車体フレーム3とを接続する。振動伝達部材15は、エンジン5あるいは車体フレーム3の振動をエアクリーナ17に伝達する。振動伝達部材15は、上流側吸気管19と、下流側吸気管21と、固有振動数調整部材23とを備える。

0020

上流側吸気管19は、略円筒形状である。上流側吸気管19は、車体フレーム3に取り付けられる。上流側吸気管19は、車体フレーム3の振動をエアクリーナ17に伝達する。上流側吸気管19は、一端がエンジンルーム11内に開口し、他端がエアクリーナ17に接続される。上流側吸気管19は、エンジンルーム11とエアクリーナ17とを連通させる。エンジンルーム11内の空気は、上流側吸気管19を通ってエアクリーナ17に供給される。

0021

エアクリーナ17は、略直方体形状である。エアクリーナ17は、上流側吸気管19と下流側吸気管21の間に配される。エアクリーナ17は、一端が上流側吸気管19に接続され、他端が下流側吸気管21に接続される。上流側吸気管19を流通する空気は、エアクリーナ17を通って下流側吸気管21に供給される。エアクリーナ17は、エアクリーナ17に供給された空気中に含まれる異物(例えば、粉塵)を捕集する。具体的に、エアクリーナ17には、後述するフィルタ17aが収容されている。フィルタ17aは、エアクリーナ17内を流通する空気中の異物を捕集する。

0022

下流側吸気管21は、略円筒形状である。下流側吸気管21は、一端がエアクリーナ17に接続され、他端がエンジン5に接続される。下流側吸気管21は、エンジン5の振動をエアクリーナ17に伝達する。下流側吸気管21は、エアクリーナ17とエンジン5とを連通させる。エアクリーナ17を流通する空気は、下流側吸気管21を通ってエンジン5に供給される。

0023

上流側吸気管19を流通する空気に含まれる異物は、エアクリーナ17によって捕集される。これにより、下流側吸気管21を流通する空気は、上流側吸気管19を流通する空気よりも異物の量が低減される。したがって、エンジン5には、エアクリーナ17により異物が低減された空気が供給される。

0024

固有振動数調整部材23は、例えば、板バネや金属の棒体などの弾性部材を含んで構成される。固有振動数調整部材23は、一端がエアクリーナ17に接続され、他端がエンジン5に接続される。固有振動数調整部材23は、エンジン5の振動をエアクリーナ17に伝達させる。

0025

固有振動数調整部材23は、固有振動数調整部材23の材質、形状、および、重量を調整することで、エアクリーナ17および振動伝達部材15の固有振動数を調整する。これにより、上流側吸気管19および下流側吸気管21の材質、形状、あるいは、重量を調整することなく、エアクリーナ17および振動伝達部材15の固有振動数を容易に調整することができる。

0026

図3は、吸気装置13におけるエアクリーナ17周辺の構造を説明するための概略的な斜視図である。図3に示すように、吸気装置13は、振動伝達部材15と、エアクリーナ17と、異物除去機構25を備える。エアクリーナ17の内部には、空気中の異物を捕集するフィルタ17aが設けられる。

0027

異物除去機構25は、衝突部材27と、開閉部材29と、規制部材31とを備える。衝突部材27は、エアクリーナ17の下方の端部(下面)と対向して配される。衝突部材27は、エアクリーナ17と固有振動数調整部材23が接続している側とは反対側の端部に配される。つまり、衝突部材27は、エアクリーナ17と固有振動数調整部材23とが接続する接続部から離隔する側に配される。

0028

衝突部材27とエアクリーナ17は、互いに離隔して配される。衝突部材27とエアクリーナ17との間には、所定の隙間が形成される。衝突部材27は、後述するように、エアクリーナ17がエンジン5の振動と共振した際にエアクリーナ17と衝突する。エアクリーナ17が衝突部材27と衝突することで、フィルタ17aから異物を容易に除去することができる。

0029

開閉部材29は、エアクリーナ17の下方の端部(下面)に設けられる。エアクリーナ17の下方の端部には、後述する排出孔17cが形成される。エアクリーナ17に排出孔17cを形成することで、フィルタ17aから除去した異物をエアクリーナ17の外部に排出することができる。

0030

図4は、開閉部材29が閉位置となる状態を示す図である。図5は、開閉部材29が閉位置から開位置に移動した状態を示す図である。図4に示すように、エアクリーナ17の内部には、フィルタ17aと、傾斜部17bと、排出孔17cが設けられる。

0031

傾斜部17bは、フィルタ17aと排出孔17cの間に配される。傾斜部17bは、フィルタ17aから落下した異物Cを排出孔17cに案内する。排出孔17cは、エアクリーナ17の下方の端部に形成された貫通孔である。排出孔17cは、エアクリーナ17に捕集された異物をエアクリーナ17外(エンジンルーム11内)に排出する。

0032

排出孔17cの下方には、開閉部材29および規制部材31が配される。開閉部材29は、エアクリーナ17の排出孔17cを開く開位置と、エアクリーナ17の排出孔17cを閉じる閉位置とに移動可能である。つまり、開閉部材29は、エアクリーナ17の排出孔17cを開閉することができる。開閉部材29が排出孔17cを閉じることで、エアクリーナ17の外部に排出された異物がエアクリーナ17の内部に進入することを低減することができる。

0033

規制部材31は、エアクリーナ17の下方の端部(下面)に設けられる。規制部材31は、開閉部材29が閉位置にあるとき、開閉部材29と当接しない位置に配される。また、規制部材31は、開閉部材29が開位置にあるとき、開閉部材29と当接する位置に配される。

0034

規制部材31は、開閉部材29が所定の開位置(開度)に位置するとき、開閉部材29と当接する。規制部材31は、開閉部材29が所定の開位置(開度)より大きな開位置(開度)に移動することを規制する。このように、規制部材31は、開閉部材29の開度を規制する。開閉部材29の開度を規制することで、開閉部材29は開位置(開状態)から閉位置(閉状態)に移行し易くなる。

0035

上述したように、エアクリーナ17には、振動伝達部材15(すなわち、上流側吸気管19と、下流側吸気管21と、固有振動数調整部材23)が接続される。エアクリーナ17には、振動伝達部材15を介して、例えばエンジン5の振動が伝達される。本実施形態では、エアクリーナ17および振動伝達部材15は、特定の周波数でエンジン5の振動と共振する固有振動数を有する。

0036

エアクリーナ17および振動伝達部材15の固有振動数は、エアクリーナ17および振動伝達部材15の材質、形状、および、重量によって決定される。本実施形態では、エアクリーナ17および振動伝達部材15の固有振動数は、エンジン5がクランキング回転数あるいはアイドリング回転数で駆動する際に生じる振動の周波数帯域(以下、目標周波数帯域という)に設定される。本実施形態では、主に、固有振動数調整部材23の材質、形状、および、重量を調整することによって、エアクリーナ17および振動伝達部材15の固有振動数を目標周波数帯域に設定することができる。

0037

エアクリーナ17および振動伝達部材15は、エンジン5の振動の周波数(振動周波数)が目標周波数帯域外である場合、エンジン5の振動と共振しない。エアクリーナ17および振動伝達部材15は、エンジン5の振動周波数が目標周波数帯域内である場合、エンジン5の振動と共振する。

0038

なお、エアクリーナ17および振動伝達部材15の重量は、エアクリーナ17(フィルタ17a)に捕集された異物の重量(総重量)によって変化する。本実施形態では、エアクリーナ17および振動伝達部材15は、エアクリーナ17に捕集された異物の重量(総重量)が所定重量未満である場合、エンジン5の振動と共振しない。つまり、エアクリーナ17および振動伝達部材15は、エアクリーナ17に捕集された異物の重量が所定重量未満である場合、エンジン5の振動周波数が目標周波数帯域内であってもエンジン5の振動と共振しない。エアクリーナ17および振動伝達部材15は、エアクリーナ17に捕集された異物の重量(総重量)が所定重量以上である場合、エンジン5の振動と共振する。

0039

これにより、エアクリーナ17に捕集された異物の重量が所定重量未満である場合、エアクリーナ17は、衝突部材27と衝突しない。したがって、エアクリーナ17と衝突部材27とが衝突した際に発生する異音を低減することができる。

0040

エアクリーナ17の振動の振幅は、エンジン5の振動と共振する前よりも、共振した後の方が大きくなる。したがって、エアクリーナ17がエンジン5の振動と共振すると、エアクリーナ17に捕集された異物は、エアクリーナ17の下方の端部に振り落とされ易くなる。つまり、エアクリーナ17は、エンジン5の振動と共振すると、フィルタ17aから異物を除去し易くなる。

0041

ここで、フィルタ17aから除去される異物の量は、エンジン5に吸入される空気の量(以下、吸入空気量という)によって変化する。例えば、吸入空気量が大きくなるほど、異物は、フィルタ17aに押し付けられる力が大きくなる。したがって、吸入空気量が大きくなるほど、異物は、フィルタ17aから落下し難くなる。言い換えれば、吸入空気量が小さくなるほど、異物は、フィルタ17aから落下し易くなる。

0042

そこで、本実施形態では、エアクリーナ17および振動伝達部材15の固有振動数を、クランキング時あるいはアイドリング時のエンジン5の振動と共振するように設定している。つまり、吸入空気量が比較的少ないときに、エアクリーナ17および振動伝達部材15がエンジン5の振動と共振するように固有振動数を設定している。

0043

これにより、エアクリーナ17および振動伝達部材15がエンジン5の振動と共振した際に、フィルタ17aに捕集された異物は、エアクリーナ17の下方の端部に振り落とされ易くなる。

0044

エアクリーナ17にエンジン5の振動が伝達されると、エアクリーナ17は、衝突部材27と近接する方向(以下、近接方向という)に移動(振動)する。ここで、エンジン5の振動周波数が目標周波数帯域外である場合、エアクリーナ17が近接方向に移動する移動距離は、エアクリーナ17と衝突部材27の間の離隔距離より小さくなる。したがって、エアクリーナ17は、衝突部材27と衝突し難い。

0045

一方、エンジン5の振動周波数が目標周波数帯域内である場合、エアクリーナ17の振動の振幅は、エンジン5の振動周波数が目標周波数帯域外である場合よりも大きくなる。その結果、エアクリーナ17が近接方向に移動する移動距離は、エアクリーナ17と衝突部材27の間の離隔距離より大きくなる。したがって、エアクリーナ17は、衝突部材27と衝突し易くなる。

0046

エアクリーナ17が衝突部材27と衝突すると、フィルタ17aに捕集された異物は、エアクリーナ17の下方の端部に振り落とされる。ここで、エンジン5に空気が吸入されるとき、エアクリーナ17内は負圧になる。エアクリーナ17内が負圧になると、開閉部材29は、図4に示す閉位置に移動する。

0047

図4に示すように、フィルタ17aから落下した異物Cは、傾斜部17bにより排出孔17cに導かれる。開閉部材29が閉位置に位置する場合、排出孔17cは、開閉部材29により閉塞される。排出孔17cに導かれた異物Cは、排出孔17c内で開閉部材29上に堆積する。

0048

開閉部材29は、フィルタ17aから落下した異物Cの重量(総重量)が閾値未満である場合、閉位置を維持する。つまり、開閉部材29は、開閉部材29上の異物Cの重量が閾値未満であるとき、閉位置を維持する。開閉部材29は、開閉部材29上の異物Cの重量が閾値以上であるとき、閉位置から開位置に移動する。つまり、開閉部材29は、開閉部材29上に堆積した異物Cの重量が閾値以上となったときに開く。

0049

開閉部材29上の異物Cの重量が閾値以上となると、開閉部材29は、図5に示す開位置に移動する。開閉部材29が開位置に移動すると、異物Cは、エアクリーナ17から外部に排出される。このとき、開閉部材29は、規制部材31と当接することで開度が規制される。つまり、開度が規制されることで、開閉部材29は、開位置から閉位置に移動し易くなる。

0050

異物Cが外部に排出されると、開閉部材29上の異物Cの重量は、閾値未満となる。開閉部材29上の異物Cの重量が閾値未満となると、開閉部材29は、エアクリーナ17内の負圧の力により、図5に示す開位置から図4に示す閉位置に移動する。

0051

本実施形態によれば、エアクリーナ17および振動伝達部材15の固有振動数は、エンジン5駆動時の振動の周波数帯域内に設定される。これにより、エアクリーナ17および振動伝達部材15は、エンジン5の振動と共振することができる。エンジン5の振動と共振することで、エアクリーナ17の振動の振幅を大きくすることができる。

0052

エアクリーナ17の振動の振幅を大きくすることで、フィルタ17aに捕集された異物を容易に除去することができる。フィルタ17aに捕集された異物を除去することで、フィルタ17aの目詰まりを低減することができる。フィルタ17aの目詰まりを低減することで、フィルタ17aの交換頻度を低減することができる。

0053

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

0054

上記実施形態では、エアクリーナ17および振動伝達部材15の固有振動数をエンジン5の振動の周波数帯域内に設定する例について説明した。しかし、これに限定されず、エアクリーナ17および振動伝達部材15の固有振動数は、車体フレーム3、モータオルタネータースターター、あるいは、Vベルトなどの振動体の振動の周波数帯域内に設定されてもよい。例えば、エアクリーナ17および振動伝達部材15の固有振動数は、車両1の減速時の回生中におけるオルタネーターの振動の周波数帯域内に設定されてもよい。

0055

上記実施形態では、エアクリーナ17および振動伝達部材15の固有振動数は、固有振動数調整部材23により調整される例について説明した。しかし、固有振動数調整部材23は、必須の構成ではない。例えば、エアクリーナ17および振動伝達部材15の固有振動数は、上流側吸気管19および下流側吸気管21の材質、形状、および、重量によって調整されてもよい。

0056

上記実施形態では、エアクリーナ17に排出孔17cが形成されている例について説明した。しかし、排出孔17cは、必須の構成ではない。また、上記実施形態では、エアクリーナ17に開閉部材29および規制部材31を設ける例について説明した。しかし、開閉部材29および規制部材31は、必須の構成ではない。例えば、エアクリーナ17は、フィルタ17aを保持するフィルタ保持部と、フィルタ17aから除去された異物Cを保持する異物保持部とに分割されてもよい。その場合、フィルタ保持部は、振動伝達部材15に支持され、異物保持部は、車体フレーム3に支持されてもよい。

0057

上記実施形態では、エアクリーナ17と衝突可能な衝突部材27を設ける例について説明した。しかし、衝突部材27は、必須の構成ではない。エアクリーナ17は、エンジン5の振動と共振することで、フィルタ17aから異物を除去するようにしてもよい。

0058

本発明は、吸気装置に利用できる。

0059

5エンジン
13吸気装置
15振動伝達部材
17エアクリーナ
17c排出孔
19上流側吸気管
21下流側吸気管
23固有振動数調整部材
25異物除去機構
27衝突部材
29開閉部材
31 規制部材

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