JP2000509458A - 一体型共振器及びフィルタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 一体型フィルタ及び共振器装置はヘルムホルツ共振器の上流側に配置されるフィルタ要素を備える。第一実施態様はハウジング内に隣り合わせに配置されるフィルタ要素を備える。他の実施態様はフィルタ要素から僅かに下流で曲がっている管と共にフィルタ要素を備える。別な実施態様は騒音を減衰させるために結合されている室を備える。

Description

【発明の詳細な説明】 一体型共振器及びフィルタ装置 発明の背景 技術分野 本発明は、空気の濾過を行うと共に騒音を低減させるための一体型フィルタ及 び共振器装置に関するものであり、特に導管へ直列に挿入される装置に関するも のである。 従来技術の説明 内燃エンジンのようなエンジンに関する空気濾過用装置及び騒音低減装置は公 知のものである。内燃エンジンは典型的には、吸込スノーケルを通常は備えるエ ンジンへ空気を向かわせる導管と、空気清浄器と、吸込導管と、吸込マニホルド とを有する。さらに、絞り調節機構又はスロットルボデーが火花点火内燃エンジ ンには見られる。 空気清浄器構成部分はオイルに利用されるフィルタからエンジンの上部に配置 される環状配置の溝ひだ付きフィルタへ粒子を捕捉するための濾材へ進化したも のである。現在の自動車によく利用されているフィルタは、より小型のエンジン 構成部分の込み入った空間に取り付けられるように構成されたパネル型フィルタ である。しかしながら、導管に直列に配置されることができるより効率的でより 小型のフィルタが現在及び未来の乗物の設計では必要とされることが分かる。 ヘルムホルツ共振器装置は共振器室を形成する大きな容積部と騒音の源への接 続部を必要とする。しかしながら、必要とされる大きな容積部は、今日の自動車 設計においては重要であるエンジン構成 部分の貴重な空間を取ってしまう。さらに、共振器室は典型的には大きな容積を 必要とするので、共振室は騒音源から距離を置いて配置されることがあり、それ によって共振室へつながる配管を必要とし、この配管が付加的な容積を占有する 。 フィルタ及び共振器はそれぞれ典型的には満足いく性能のために拡大された室 を必要とするので、拡大された容積が結合されることができれば、個別のフィル タと共振器装置に必要とされる容積全体を減少させることが分かる。２つの個別 の装置に必要とされる容積に加えて、単一の結合された装置に比べて２つの装置 の場合には、配管のために付加的な容積が必要とされる。 従来装置に比べてより少ない容積しか専有しない新しい改善された共振器及び 濾過装置が必要とされることが分かる。このような装置は共振器とフィルタ装置 の両方を収容するために単一の容積部を使用するようにするべきである。さらに 、フィルタ装置は共振器へ通じる実質的に直列で真直ぐな流れを提供するべきで ある。装置はさらにより少ない容積を専有すると共に導管又は他の室へ直接直列 に挿入可能であるべきである。本発明はフィルタ及び共振器装置と関連するこれ ら及び他の問題を取り扱うものである。 発明の開示 本発明は流体を濾過すると共に騒音を低減させるための一体型共振器及びフィ ルタ装置に関する。本装置は、好適な実施態様においては溝ひだ付きフィルタ要 素を備える。同じハウジングへ一体的に組み込まれた共振器装置がフィルタ要素 から下流にある。直線状の管と共に囲壁を有し、囲壁が共振器の幾何形状によっ て決定される単一の振動数で共振する寸法であるヘルムホルツ共振器が、幾つか の実施態様において使用される。共振器装置はエンジンプリナム又 は他の騒音源へと通じる導管に概略直接的に結合される。共振器及びフィルタは 好適な実施態様においては１つのハウジングを共有する一体に形成された装置に なっており、この装置は導管に直列に挿入可能で、導管の一部として機能する。 図面の簡単な説明 図面中においては、同じ参照文字及び番号は幾つかの図を通して同様の要素を 示す。 図１は、本発明の原理によるフィルタ装置用の両面溝ひだ付き濾材の斜視図を 示す。 図２Ａ〜図２Ｂは、図１に示される濾材を製造する工程の線図を示す。 図３は、本発明の原理によるブロック配置に積層された溝ひだ付き濾材の斜視 図を示す。 図４は、図３に示されるフィルタ要素用片面濾材の層の詳細斜視図を示す。 図５は、本発明の原理による円柱状配置に渦巻き状に巻かれた溝ひだ付き濾材 の斜視図を示す。 図６は、図５に示されるフィルタ要素用の渦巻き状に巻かれた溝付き濾材の一 部分の詳細斜視図を示す。 図７は、本発明の原理による共振器及びフィルタ装置の第一実施態様の端面図 を示す。 図８は、図７に示される共振器及びフィルタ装置の部分的に切り取られている 平面図を示す。 図９は、図８の線９−９に沿って切られた共振器及びフィルタ装置の側部断面 図を示す。 図１０は、共振器及びフィルタ装置の第二実施態様の部分的に切 り取られている側面図を示す。 図１１は、図１０に示される共振器及びフィルタ装置の部分的に切り取られて いる平面図を示す。 図１２は、本発明の原理による共振器及びフィルタ装置の第三実施態様の端面 図を示す。 図１３は、図１２の線１３−１３に沿って切った側部断面図を示す。 図１４は、本発明の原理による共振器及びフィルタ装置の第四実施態様の端面 図を示す。 図１５は、図１４の線１５−１５に沿って切った共振器及びフィルタ装置の断 面図を示す。 図１６は、図１５に示される共振器及びフィルタ装置の線１６−１６で切った 断面図を示す。 図１７は、本発明の原理による共振器及びフィルタ装置の第五実施態様の端面 図を示す。 図１８は、図１７の線１８−１８に沿って切った共振器及びフィルタ装置の側 部断面図を示す。 図１９は、典型的な内燃エンジンの吸込マニホルドに取り付けられているモジ ュール式フィルタ及び共振器の斜視図を示す。 図２０は、内燃エンジンの吸込マニホルドへ一体的に組み込まれた一体型フィ ルタ及び共振器の斜視図を示す。 図２１は、フィルタ要素から下流側の吸込マニホルドへ一体的に組み込まれた 共振器容量を有する一体型共振器及びフィルタ装置の斜視図を示す。 図２２は、図１４に示される共振器装置に関する騒音減衰対振動数のグラフを 示す。 実施様態の詳細な説明 図面、特に図１を参照すると、全体を参照番号２２で示される両面可透過性溝 ひだ付き濾材の層の一部分が示されている。溝ひだ付き濾材２２は改良型波形材 料を形成する多数の溝ひだ２４を含んでいる。溝ひだ室２４が第一上張りシート ３２Ａと第二上張りシート３２Ｂを含む上張りシート３２の間に取り付けられて いる頂点２６と谷２８を交互に形成する中央溝ひだ付けシート３０によって形成 される。谷２８と頂点２６とは溝ひだを上側列と下側列とに分割する。図１に示 される配置においては、上側溝ひだは下流側端部で閉じられている溝ひだ室３６ を形成し、一方、上流側で端部が閉じられている溝ひだ３４は溝ひだ室の下側列 となっている。溝ひだ室３４が溝ひだ付けシート３０と第二上張りシート３２Ｂ の間の溝ひだの上流側端部の一部分を埋めている第一ビードによって閉鎖されて いる。同様に、第二端部ビード４０は交互になっている溝ひだ３６の下流側端部 を閉鎖している。接着部４２は溝ひだ２４の頂点２６と谷２８とを上張りシート ３２Ａ及び３２Ｂへ結合させる。溝ひだ２４と端部ビード３８及び４０はハウジ ングなしで構造的に自己支持するフィルタ要素を提供する。 濾過するときには、未濾過の流体が影付き矢印によって示されるように上流側 端部が開口している溝ひだ室３６に進入する。溝ひだ室３６に進入すると、未濾 過の流体の流れが第二端部ビード４０によって閉じ込められる。したがって、流 体が強制的に溝ひだ付けシート３０又は上張りシート３２を通過させられる。未 濾過の流体が溝ひだ付けシート３０又は上張りシート３２を通過すると、流体が 影なし矢印によって示されるように濾材層によって濾過される。次に、流体は自 由に上流側端部が閉鎖されている溝ひだ室３４を通過し、濾材２２から外へ下流 側端部から流出する。示される配置に関 して、未濾過流体は溝ひだ付きシート３０と上側上張り３２Ａ又は下側上張り３ ２Ｂとを通り、下流側で開口している溝ひだ付き室３４へ通ることによって濾過 されることができる。 図２Ａ〜２Ｂを参照して、本明細書の以下で説明される、フィルタ要素を形成 するために積層される又は巻かれる溝ひだ付き濾材のための製造工程が示されて いる。隣接する層が互いに接触している状態で、濾材が積層される又は渦巻き形 にされるときに、１つの上張りシート３２が１つの溝ひだ付き層の上部シートと して働くと共に別の溝ひだ付き層の底部シートとして働くことができるので、１ つの上張りシート３２のみが必要とされることが理解される。したがって、溝ひ だ付きシート３０は１つの上張りシート３２にのみ貼り付けられる必要があるこ とが理解される。 図２Ａに示されるように、第一濾材シート３０が一連のローラからニップを形 成する対向する圧縮ローラ４４へ供給される。圧縮ローラ４４は、ローラ４４と ローラ４５の間で挟まれるように第一シート３０を圧縮するために、互いに噛み 合う波形表面を有する。図２Ｂに示されるように、この段階では波形になってい る第一シート３０と濾材３２からなる平坦な第二シートとが押圧ローラ４４の内 の第一のローラと対向するローラ４５との間に形成される第二ニップへ一緒に送 られる。シーラントアプリケータ４７は圧縮ローラ４４と対向するローラ４５の 間の係合の前にシート３２の上側表面に沿ってシーラント４６を塗布する。製造 作業の頭では、第一シート３０と第二シート３２とがローラ４４及び４５を通過 すると、両シートは剥がれてしまう。しかしながら、シーラント４６が塗布され ると、シーラント４６は溝ひだ付きシート３０と上張りシート３２の間に第一端 部ビード３８を形成する。谷２８は谷の頂点に沿って間隔を空けて接合ビード４ ２を塗布される又は溝ひだ室３４を形成 するために上張りシート３２へ付着させられる。一方の端部において溝ひだ付き シート３０へ貼付された上張りシート３２から作られる構造物は図４に示される 積層可能な片面濾材４８となる。 図３を参照して、単一の裏張りシート３２と単一の端部ビード３８とを有する 片面濾材層４８が積層されて、全体として参照番号５０で示されるブロック型フ ィルタ要素を形成することができることが分かる。第二端部ビード４０が溝ひだ の外側の反対側の端部に設けられ、隣接する層４８がブロック５０へ追加される ことができるようにする。このようにして、図４に示されるように、第一端部ビ ード３８が上張りシートの上部と溝ひだ付きシート３０の底部の間に設けられ、 一方で、溝ひだ付きシート３０の上部と上張りシート３２の底部の間の空間は第 二ビードを収容する。さらに、頂点２６が上張りシート３２の底部へ接合されて 溝ひだ３６を形成する。このようにして、溝ひだ付き濾材５０のブロックが図４ に示される溝ひだ付き層４８を利用して完成される。フィルタ要素５０は第一の 閉鎖された端部と第二の閉鎖された端部とを交互に有する隣接する溝ひだを備え 、上流の流れと下流の流れの間に実質的に途切れない流体の流れを生じさせる。 図５及び図６に戻って、図４に示される片面濾材４８が渦状に巻かれて円柱状 のフィルタ要素５２を形成することができることが分かる。円柱状フィルタ要素 ５２が中心心棒５４又は巻き付け用の取り付け部材となる他の要素のまわりに巻 かれ、心棒５４又は他の要素は除去されることができてもよく、中心部を充塞し たままでもよい。長円形状又は楕円形状断面を有するフィルタ要素のような他の フィルタ要素形状を作るために非円形中心巻き取り部材が利用されてもよいこと が分かる。図４に示されるように、第一ビードが既に濾材層４８に設けられてい るので、溝ひだ付き層３０の上部の第二 端部に図５に示されるシール装置４７で第二ビード４０を設ける必要がある。し たがって、上張りシート３２は、図６に詳細に示されるように、内側上張りシー ト及び外側上張りシートの両方として働く。このように、幾層にも巻かれた単一 の上張りシート３２だけが円柱状溝ひだ付きフィルタ要素５２を作るために必要 となる。巻きが解けることを防止するため且つハウジング又は導管に対してシー ル可能な要素を提供するために、フィルタ要素５２の外側周縁が閉じられなくて はならないことが分かる。示される実施態様においては、片面濾材層４８が外側 に平坦なシート３２がある状態で巻かれるけれども、平坦なシート３２が波形シ ート３０の内側に巻かれている適用形態もあるであろう。 図７〜図９を参照して、全体を参照番号６０で示される一体型フィルタ及びヘ ルムホルツ共振器装置の第一実施態様が示されている。フィルタ及び騒音防止装 置６０は、平行な流体流路として配置されているフィルタ要素６２を備える。好 適な実施態様においては、フィルタ要素６２は、図５及び図６に示されるような 渦巻き状に巻かれた溝ひだ付きフィルタ要素である。空気は拡張された入口６４ に入り、縮小された出口６６で出ていく。ハウジング６８は隣り合わせ各要素を 保持し、同軸ヘルムホルツ共振器管７０は中間にフィルタ要素６２からオフセッ トされて、出口６６と実質的に整列させられた状態に取り付けられる。ガスケッ ト７２及び７４はシールされている構成になるようにフィルタ要素を保持し、こ うすることで強制的に流体がフィルタ要素を通るようにさせ、汚染物質がフィル タ要素６２を迂回することを防止する。一体型フィルタ及び共振器装置６０が単 独で示されているが、付加的な導管が入口６４に接続されて、流体を離れた場所 から吸引してもよい。 同軸共振器管７０に加えて、フィルタ要素６２を囲む容積はヘル ムホルツ共振器容積をつくり出し、このヘルムホルツ共振器容積がエンジンの作 動によって生じる吸気騒音を抑制するように調整されることができる。同軸共振 器管７０の配置は、エンジンの下流から直接伝えられてくる騒音を抑制するため にフィルタ要素６２の出口側にある。同軸設計は、プリナムを直接通ってフィル タ要素６２の下流側へ伝達するエンジン騒音に対するためのヘルムホルツ共振器 の結合経路を改善する。 ここで、図１０〜図１１を参照すると、全体を参照番号８０で示される一体型 のフィルタ及びヘルムホルツ共振器装置の第二実施態様が示されている。共振器 及びフィルタ装置８０は、フィルタ要素８４を備えるハウジング８２と、ヘルム ホルツ共振器容積８１と、同軸ヘルムホルツ共振器管８６とを備える。図１０〜 図１１に示される実施態様においては、フィルタ要素８４は、図３に示されるよ うな溝ひだ付き濾材５０を利用した実質的に長四角形のブロック型フィルタであ る。流体は入口８８でハウジングに進入し、出口９０で出ていく。好適な実施態 様においては、出口９０はエンジン吸気プリナムへ直接結合している。示される フィルタ要素８４は長方形断面を有するけれども、この断面がフィルタ装填領域 を最適化すると共に空間を有効に利用するために適切な一般的形状に形成される ことができることが分かる。 フィルタ要素８４から下流側の領域は、同軸ヘルムホルツ共振器管８６を取り 囲む狭くなっていく室９２を備える。同軸共振器管は実質的に流れの優勢な方向 と共に延びており、上流側端部で上方に曲がり狭くなっていく室９２の壁の穴に 繋がる。ハウジング８２と室９２の間の容積はヘルムホルツ共振器容積８１を形 成することが分かる。 図１２及び図１３を参照すると、全体を参照番号１００で示され ている一体型のフィルタ及びヘルムホルツ共振器装置の第三実施態様が示されて いる。共振器及びフィルタ装置１００は、直列に並んだヘルムホルツ共振器１０ ２と、共振器部分１０２の上流側のフィルタ部分１０４とを備える。ハウジング １０６は、フィルタ１０４のすぐ近くの入口１０８と、共振器部分１０２から下 流側の出口１１０とを備える。ヘルムホルツ共振器１０２は容積部１１２と同軸 管１１４とを備え、この同軸管１１４は、出口１１０と実質的に同軸であり、曲 がって半径方向に延びて共振容積室１１８の壁の穴に接続する上流側端部部分１ １６を備える。フィルタ１０４は、フィルタ１０４の周縁の周りにハウジング１ ０６とのシールを形成する半径方向ガスケット１２０を備えてもよい。好適な実 施態様においては、シール１２０がフィルタ要素１０４の本体と一体的に形成さ れる。好適な実施態様においては、フィルタ１０４は図５及び図６に示されるよ うな溝ひだ付きフィルタ要素である。内燃エンジンと共に使用されるときには、 出口１１０が好適には直接エンジン吸込プリナムに結合される。 図１２及び図１３に示される実施態様に関しては、直列に並んだヘルムホルツ 共振器フィルタ装置１００が、エンジン区画から取る付加的容積をほとんど必要 としないように、吸込導管又はスノーケルと結合されることができることが分か る。このようにして、エンジンは吸い込みをエンジン区画の外側に設けさせるこ とができる一方で、直列に並んだ共振器及びフィルタ装置１００がエンジン区画 内に設けられる。 図１４〜図１６を参照すると、全体を参照番号１２０で示される一体型フィル タ及びヘルムホルツ共振器装置の第四実施態様が示されている。図１２及び図１ ３に示される実施態様の場合と同じように、共振器及びフィルタ装置１２０はヘ ルムホルツ共振器１２２と フィルタ部分１２４とを備える。ハウジング１２６は入口１２８と出口１３０と を備える。フィルタは、ハウジング１２６とフィルタ要素１３４の周縁との間に シールを形成するガスケット１３２を備えてもよい。ガスケット１３２はハウジ ング１２６の上流側端部を除去してフィルタ要素を交換できるようにする。 ヘルムホルツ共振器１２２は、出口１３０から上流の共振器部分１２２まで延 びる環状管１３６を備える。さらに、同軸管１３８が下流側へ環状管１３６まで 延びている。環状管１３６は、同軸管１３８の拡張された領域１４０とヘルムホ ルツ共振器容積部１４２の間にある上流側端部で開口している。さらに、同軸管 １３８は下流側端部で環状管１３６に対して開口している。したがって、開口し た環状通路が下流側端部の出口１３０と上流側端部のヘルムホルツ共振器容積１ ４２の間に形成される。結合した領域と、管１３６及び１３８によってつくり出 されるヘルムホルツ管と、共振器１４２の大きさを所定の騒音振動数の波長を調 和させるように変えることによって、本発明により騒音が大幅に低減されること ができる。さらに、吸い込みの配置及び必要とされる容積に関して、他の実施態 様から分かる前出の利点が保たれる。図１６に示されるように、同軸管は平坦な 側部部分１４４を備えてもよく、この平坦な側部部分１４４は同軸管１３６と環 状管１３８との間の通路の大きさをさらに低減させる。このようにして、図１６ に示されるように、２つの上部室及び底部室が共振器容積部１４２へのヘルムホ ルツ接続管としてつくり出される。このことにより、付加的な防音チューニング を行い、標的とされる騒音波長を調和させる際により優れた精度を達成させる。 図１７及び図１８を参照すると、全体を参照番号１５０で示される一体型ヘル ムホルツ共振器及びフィルタ装置の第五実施態様が示 されている。一体型共振器及びフィルタ装置１５０は、ヘルムホルツ共振器１５ ２とフィルタ部分１５４とを備える。ハウジング１５６は入口１５８と出口１６ ０とを備える。 好適な実施態様においては、フィルタ要素１６２は図５及び図６に示されるよ うに円柱形状溝ひだ付きフィルタ型要素である。溝ひだ付きフィルタ要素１６２ は好適には、フィルタ要素１６０とハウジング１５６の中間に、ガスケット１６ ４を備える。他の実施態様のように、ヘルムホルツ共振器１５２はフィルタ要素 １６２から下流側にある。ヘルムホルツ共振器１５２は連通管１６６を備え、こ の連通管１６６は連通管１６６から上流側の容積部１６８まで延びている。連通 管は出口１６０まで延びている。第二共振構造体は、連通室１７０を有する結合 されている室を出口１６０に備え、連通室１７０は一部分が連通室１７０内に延 びる連通管１６６を有する。さらに、連通室１７０は連通管１６６を越えて下流 側へ延びており、出口１６０からの流れを受ける。ヘルムホルツ容積部１６８の 拡張された部分を囲む共振室１７２がハウジング１５６内にある。様々な共振器 構造は広い振動数範囲にわたって騒音を低減させる。様々な要素が、幅広い範囲 にわたっている特定の振動数が正確に調整されるように、構成されることができ る。 図１９〜図２１を参照すると、吸込マニホルドに取り付けられるフィルタ装置 の実施態様が示されている。図１９に示されるように、一体型フィルタ及び共振 器装置２００は、フィルタ部分２０４と共に共振器部分２０２を備え、これら２ つの部分は一緒に設置されて一体型共振器及びフィルタユニット２００を形成す る別個のモジュール式構成部分であってもよい。共振器及びフィルタ装置２００ はエンジンマニホルド２０６とスロットルボデー２０８の上流側に取り付けられ る。導管２１０は、スロットルボデーから共振器２０ ０の出口側へ、共振器がマニホルド２０６の騒音源と直接流体接続するように、 接続する。示される実施態様においては、共振器及びフィルタ装置２００はマニ ホルド２０６から上流側の導管の一部分を形成していることが分かるであろう。 この配置においては、付加的な空間又は離れた場所にある装置へ接続するための 配管が濾過又は騒音低減のためには不要である。離れた場所から空気を吸引する ために、付加的な配管がフィルタ要素２０４へ接続されることができることも分 かるであろう。 図２０を参照すると、共振器及びフィルタ装置２００の第二実施態様が示され ており、この共振器及びフィルタ装置２００は、一緒に設置されてフィルタ及び 共振器装置２２０を形成するフィルタ部分２２２と共振器部分２２４とを備える 。共振器及びフィルタ装置２２０は吸込マニホルド２２６とスロットルボデー２ ２８から上流に取り付けられ、導管２３０によって直接接続されている。示され る実施態様においては、フィルタ及び共振器装置は付加的な空間が必要とされな いようにマニホルドの内部を通って延びる導管の一部分になっている。マニホル ドランナは共振器室２２４の外側層を形成して、共振器部分２２４によって放射 される騒音を低減させると同時に支持を提供する。騒音低減を改善するために、 共振器部分２２４が導管２３０によって騒音源へ直接接続されることが分かる。 離れた場所にある空気源から空気を吸引するために、付加的な配管が入口へ接続 され得ることが分かる。 図２１に示されるように、共振器及びフィルタ装置２４０の他の実施態様が示 されている。共振器及びフィルタ装置が吸込マニホルド２４８と一体とされてい る。示される実施態様においては、ヘルムホルツ共振器２４２はマニホルドラン ナの弓形部分内に大きな容量部を備える。このようにして、マニホルドランナは 共振器容積部 の外側層を形成して、容積部の外殻によって放射される騒音を低減させると同時 に支持を提供する。他の実施態様と同様に、ヘルムホルツ共振器管はフィルタ２ ４４とスロットルボデー２５０の中間の吸気管に結合する。したがって、共振器 管は吸込プリナムと一体となる。フィルタ部分２４４が管２４６を介して共振器 部分２４２と接続される。フィルタ及び共振器は、マニホルド２４８とスロット ルボデー２５０から上流にあり、吸込プリナム２５２を介して接続されている。 示される配置においては、フィルタ要素２４４がプリナム２５２とマニホルド２ ４８の直ぐ上流にある。マニホルド２４８の内部の空間が、ほとんど付加的な空 間を必要としないように、共振器容積部として利用されることが分かる。さらに 、プリナムから上流側の導管は、フィルタのための付加的な空間が必要とされな いようにプリナムと一体とされているフィルタ要素２４４を備える。 図２２を参照すると、ヘルムホルツ共振器構造によるある振動数範囲での騒音 減衰をデシベル単位で表した代表的なグラフが示されている。損失は特にほぼ７ ０ヘルツと１００ヘルツの間の範囲にみられることが分かる。図１４〜図１６に 示されるヘルムホルツ共振器及びフィルタ装置１２０に関するグラフが示されて いる。対応する振動数で騒音の或る特定の波長を調和させるように共振器構造１ ２２を調整することによって、騒音全体が大幅に低減される。容積と、長さと、 直径と、相対的な位置の変化により標的とされる波長を除去することができる。 もし、共振器接続管の長さ及び容積が全体を通して一定の値であり、拡大又は 収縮する傾向がなければ、ヘルムホルツ共振器の騒音減衰振動数のピークを以下 の関係を使用して予測することができる。 ＴＡＮ（２πｆ_rｌ_l／Ｃ）ＴＡＮ（ｆ_rｌ_v／Ｃ）＝Ａ_tＡ_v ここで、ＴＡＮは正接三角関数であり、 π ＝３．１４１５９ Ｃ ＝音速 ｌ_l ＝接続管の長さ ｌ_v ＝音が横切る容積部の長さ Ａ_t ＝接続管の面積 Ａ_v ＝容積部の断面積 ｆ_r ＝最大騒音損失振動数 上述の式を実施態様６０、８０、１００、１２０、及び１８０へ適用すること ができる。 もし、共振器接続管又は容積部が実施態様１５０のように音伝達長さに沿って 断面積を変化させるのであれば、上述の公式を直接使用することはできない。こ の場合には、管、容積部、及び空気清浄器がコンピュータモデリングされて、そ の振る舞いが共振振動数を正確に予測するために評価されなくてはならない。上 述の式は所定の容積部及び接続管に対する共振振動数の近似値を与える。コンピ ュータモデリングに対する代替方法は試作品の作成、試験及び評価である。 接続管及び容積部の長さが最大損失の騒音振動数の波長の１０分の１より小さ いなら、当業者にとって公知であるヘルムホルツの式が接続管の長さと面積を関 係付けるために使用されることができる。しかしながら、通常は、示される実施 態様に対する接続管の長さ及び関心のある振動数範囲によってこの条件が乱され る。 減衰は接続管及び管と容積部の間の入口における流れの損失に依存するので、 デシベル単位の減衰を正確に予測することはできない。試験装置が作成されて、 減衰を測定しなくてはならない。 しかしながら、本発明の多数の特性及び利点が、本発明の構造及び機能の詳細 と共に、前述された説明において明らかにされたが、開示された内容は単に説明 上のものであり、詳細部における変更、特に部品の形状、寸法、及び配置に関す る変更が、添付の請求の範囲に記載されている用語の広い一般的な意味によって 示される十分な範囲の本発明の原理内でなされ得ることが理解されよう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年４月１６日（１９９８．４．１６） 【補正内容】 請求の範囲 １．その中に上流から下流への流れを有するハウジングのための直列形共振器 及びフィルタ装置（６０）であって、 ハウジング内に直列に配置され、溝ひだ付きシート（３０）と、１つの閉鎖端 部及び１つの開放端部を有する長手方向に延びる複数の溝ひだ室（３４）を画定 する溝ひだ室壁を形成する少なくとも１つの上張りシート（３２）とを備える溝 ひだ付き濾過手段（５２）と、 前記フィルタ要素（５２）の下流側の開放下流側端部の近くにある前記ハウジ ング内に配置される共振室と、 前記共振室内に設けられる管（７０）とを備え、 隣接する溝ひだ室は対向する開放端部と閉鎖端部とを交互に有し、流れは開放 上流側端部へ入り、溝ひだ室壁を通り抜けて開放下流側端部から出ていくように なっている、直列形共振器及びフィルタ装置（６０）。 ２．前記濾過手段（５２）と前記共振室が単一のハウジング（６８）に一体的 に形成される、請求項１に記載の直列形共振器及びフィルタ装置。 ３．前記管（７０）は前記ハウジング内を長手方向に延びている、請求項１又 は２に記載の直列形共振器及びフィルタ装置。 ４．前記溝ひだ付き濾過手段は、ハウジングに隣り合わせに設けられる第一フ ィルタ要素（６２）と第二フィルタ要素（６２）とを備える、請求項１又は２に 記載の直列形共振器及びフィルタ装置。 ５．前記共振室（６８）は前記フィルタ要素（６２）を囲んでいる、請求項４ に記載の直列形共振器及びフィルタ装置。 ６．弧状ランナを有する吸込マニホルド（２０６）を有するエン ジンに取り付けられ、 共振室（２２４）は前記弧状部材によって形成される空間内に設けられる前記 吸込マニホルドへ接続する、請求項１に記載の直列形共振器及びフィルタ装置。 ７．フィルタ要素（８４）は長四角形断面を有する、請求項１に記載の直列形 共振器及びフィルタ装置。 ８．前記濾過手段はフィルタモジュール（２０４）を備え、前記フィルタモジ ュールを組み合わせるように構成されている共振器モジュール（２０２）に共振 室が形成されている、請求項１に記載の直列形共振器及びフィルタ装置。 ９．前記濾過手段は前記ハウジングを長手方向に延びる平行な第一フィルタ要 素（６２）及び第二フィルタ要素（６２）を備える、請求項１に記載の直列形共 振器及びフィルタ装置。 １０．前記管（７０）は出口（６６）と同軸である、請求項９に記載の直列形 共振器及びフィルタ装置。 １１．前記フィルタ要素（６２）のそれぞれが、結合されているシール手段（ ６４）を備える、請求項９から請求項１０のいずれか一項に記載の直列形共振器 及びフィルタ装置。 １２．前記フィルタ要素（６２）は円柱状である、請求項９から請求項１１の いずれか一項に記載の直列形共振器及びフィルタ装置。 １３．前記フィルタ要素の下流側に結合される第一の管（１３８）と、前記第 一の管と同軸に延び、前記第一の管から半径方向外側へ延びて共振室（１４２） へ向かって上流側端部で開口している第二の管（１３６）とをさらに備える、請 求項１に記載の直列形共振器及びフィルタ装置。 １４．前記ハウジング（１５６）と同軸に整列されている第一共 振器（１７２）及び第二共振器（１６８）をさらに備える、請求項１に記載の直 列形共振器及びフィルタ装置。 １５．前記第一共振器（１７２）は１つの室を備え、この室は下流側から同室 へ延びる管状部分（１６６）を有する、請求項１４に記載の直列形共振器及びフ ィルタ装置。 １６．前記第二共振器（１６８）は１つの室を備え、この室は前記第一共振器 を囲み、前記フィルタ要素（１６２）からの流体の流れを受ける、請求項１４又 は１５のいずれか一項に記載の直列形共振器及びフィルタ装置。 １７．出口は収縮する断面を有する下流側導管（２５２）の一部分からなり、 前記管状部分は少なくとも部分的に出口へ延びている、請求項１４から請求項１ ６のいずれか一項に記載の直列形共振器及びフィルタ装置。 １８．前記濾過手段及び共振室が同軸に整列されている、請求項１から請求項 ３のいずれか一項に記載の直列形共振器及びフィルタ装置。 １９．前記ハウジング（８２）は、入口（８８）と、該入口と同軸である出口 （９０）とを備える、請求項１から請求項５又は請求項１８のいずれか一項に記 載の直列形共振器及びフィルタ装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，Ｌ Ｕ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ， ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，Ｓ Ｄ，ＳＺ，ＵＧ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＴ ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＥ，ＤＫ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ ，ＨＵ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ， ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，Ｍ Ｄ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ， ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，Ｖ Ｎ，ＹＵ (72)発明者 リッシュ，ダニエル ティー. アメリカ合衆国，ミネソタ 55337，バー ンズビル，ワンハンドレッドサーティシッ クスス ストリート ウエスト 1116 (72)発明者 トカー，ジョセフ シー. アメリカ合衆国，ミネソタ 55124，アッ プル バレー，ワンハンドレッドサーティ セブンス ストリート 6205 (72)発明者 ワグナー，ウェイン エム. アメリカ合衆国，ミネソタ 55124，アッ プル バレー，レッドウッド ドライブ 120 (72)発明者 マシーズ，バーナード エー. アメリカ合衆国，ミネソタ 55124，アッ プル バレー，ストリーズ レーン 204 (72)発明者 スタインブルック，エドワード エー. アメリカ合衆国，ミネソタ 55346，エデ ン プレイリー，ノース ヒルクレスト コート 16671

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．その中を上流から下流へ流体が流れるハウジングのための直列形共振器及 びフィルタ装置であって、 ハウジング内に直列に配置される溝ひだ付き濾過手段と、 フィルタ要素の下流側に前記ハウジング内に同軸に配置される共振室と、 前記共振室内に設けられる管とを備える直列形共振器及びフィルタ装置。 ２．前記濾過手段と前記共振室が単一のハウジングに一体的に形成される、請 求項１に記載の直列形共振器及びフィルタ装置。 ３．前記管はハウジング内に長手方向に延びている、請求項１に記載の直列形 共振器及びフィルタ装置。 ４．前記溝ひだ付き濾過手段は、ハウジングに隣り合わせに設けられる第一フ ィルタ要素と第二フィルタ要素とを備える、請求項１に記載の直列形共振器及び フィルタ装置。 ５．前記共振室は前記フィルタ要素を囲んでいる、請求項４に記載の直列形共 振器及びフィルタ装置。 ６．吸込マニホルドと空気清浄器を有すると共に、 前記吸込マニホルドと前記空気清浄器の中間に取り付けられる共振装置を備え 、 該共振装置は、導管に直列に配置される溝ひだ付き濾過手段と、前記導管に同 軸に且つ前記フィルタ要素と前記吸込マニホルドの中間に配置される共振室と、 前記共振室内に設けられる管とを備える、共振器装置。 ７．弧状ランナを有する吸込マニホルドを有するエンジンに取り付けられ、 前記弧状ランナによって形成される空間内に設けられる前記吸込マニホルドに 接続される共振室を備える、請求項６に記載の共振器装置。 ８．前記フィルタ要素は長四角形断面を有する、請求項１に記載の共振器装置 。 ９．前記濾過手段はフィルタモジュールを備え、前記フィルタモジュールを組 み合わせるように構成されている共振器モジュールに共振室が形成されている、 請求項１に記載の共振器装置。 １０．流体が上流側から下流側へ流れる導管と、 前記導管を長手方向に延びる平行な第一フィルタ要素及び第二フィルタ要素と 、 前記フィルタ要素の清浄空気側へ開口していると共に、前記第一フィルタ要素 と前記第二フィルタ要素の中間で導管内を長手方向に延びる管と、 前記第一フィルタ要素と前記第二フィルタ要素の下流側の出口部分とを備える 共振器及びフィルタ装置。 １１．前記管は前記出口と同軸である、請求項１０に記載の共振器及びフィル タ装置。 １２．前記導管は前記フィルタ要素と前記管のまわりに共振室を形成する、請 求項１０に記載の共振器及びフィルタ装置。 １３．前記フィルタ要素のそれぞれは、結合されているシール手段を備える、 請求項１１に記載の共振器及びフィルタ装置。 １４．前記フィルタ要素は溝ひだ付きフィルタ要素からなる、請求項１１に記 載の共振器及びフィルタ装置。 １５．前記フィルタ要素は円柱状である、請求項１１に記載の共振器及びフィ ルタ装置。 １６．流体が上流側から下流側へ流れる導管と、 前記導管内に設けられるフィルタ要素と、 前記フィルタ要素の下流側の共振室と、 前記導管の下流側の出口と、 前記フィルタ要素の下流側に結合される第一の管と、前記出口に結合されると 共に前記第一の管と同軸に前記第一の管から半径方向外側へ延びて前記共振室へ 上流側端部で開口している第二の管とを備える、騒音低減及び流体濾過装置。 １７．前記フィルタ要素は溝ひだ付きフィルタ要素からなる、請求項１６に記 載の騒音低減及び流体濾過装置。 １８．前記第一の管はほぼ平坦な部分を有する管状壁を備える、請求項１６に 記載の騒音低減及び流体濾過装置。 １９．導管と、 前記導管内に設けられるフィルタ要素と、 前記導管内の前記フィルタの下流側に設けられる第一共振器と、 前記導管内の前記フィルタの下流側に設けられる第二共振器と、 出口とを備える、一体に形成されている騒音低減及び流体濾過装置。 ２０．前記フィルタ要素は中心空洞芯を備え、前記第一共振器は前記中心芯へ 結合している、請求項１９に記載の一体に形成されている騒音低減及び流体濾過 装置。 ２１．前記第一共振器と前記第二共振器が前記出口と同軸に整列されている、 請求項１９に記載の一体に形成されている騒音低減及び流体濾過装置。 ２２．前記第一共振器は１つの室を備え、この室は下流側から同室へ延びる管 状部分を有する、請求項１９に記載の一体に形成されている騒音低減及び流体濾 過装置。 ２３．前記第二共振器は１つの室を備え、この室は前記第一共振 器を囲み、前記フィルタ要素からの流体の流れを受ける、請求項１９に記載の一 体に形成されている騒音低減及び流体濾過装置。 ２４．前記出口は収縮する断面を有する導管の一部分からなる、請求項１９に 記載の一体に形成されている騒音低減及び流体濾過装置。 ２５．前記出口は収縮する断面を有する導管の一部分からなり、前記管状部分 は少なくとも一部分が前記出口まで延びている、請求項１９に記載の一体に形成 されている騒音低減及び流体濾過装置。 ２６．エンジン用の騒音低減及び濾過装置であって、エンジンは弧状のマニホ ルドランナを備える吸込マニホルドと上流から下流へマニホルドを通る空気流と を有し、 前記マニホルドから上流にある流体連通している濾過手段と、 前記マニホルドと前記濾過手段と流体連通しており、前記マニホルド及び前記 濾過手段の中間にある共振室とを備え、前記共振室が前記弧状のマニホルドラン ナの下に設けられる、エンジン用の騒音低減及び濾過装置。