JP2000345936A - 燃料フィルタ装置 - Google Patents

燃料フィルタ装置

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JP2000345936A
JP2000345936A JP11193529A JP19352999A JP2000345936A JP 2000345936 A JP2000345936 A JP 2000345936A JP 11193529 A JP11193529 A JP 11193529A JP 19352999 A JP19352999 A JP 19352999A JP 2000345936 A JP2000345936 A JP 2000345936A
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cylindrical portion
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Susumu Numajiri
進 沼尻
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D35/00Other filtering devices; Auxiliary devices for filtration; Filter housing constructions
    • B01D35/30Filter housing constructions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2201/00Details relating to filtering apparatus
    • B01D2201/30Filter housing constructions
    • B01D2201/309Housings with transparent parts

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構造簡単かつ軽量で安価であり、耐久性及び
信頼性が優れ、さらにフィルタエレメントの着脱操作性
が優れた燃料フィルタ装置を提供する。 【解決手段】 フィルタエレメントの上方部分を収容す
る中空筒状部のフィルタエレメント外周の入口室に燃料
を供給する燃料入口と、フィルタエレメントを通過した
燃料を外部に排出する燃料出口とを備えたフィルタヘッ
ドをアルミニウム合金で作り、上記中空筒状部の下端開
口部に、フィルタエレメントの下方部分を収容する中空
円筒部と水溜め空間を形成する椀状部とからなる透明樹
脂製のケースを油密に装着する。ケースの内側面に複数
の内リブを設け、同内リブの段部でフィルタエレメント
の底部外周部分を支持する。内リブの上方に、フィルタ
エレメントの着脱時にガイドとなる楔状の傾斜部を設け
る。またケースの多側面に上下方向に延びる多数の外リ
ブを設け、一部の外リブは上記内リブに対し半径方向に
整合して配置する。また、椀状部の壁厚は中空円筒部の
壁厚より大きく形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両用エンジン等
の燃料供給通路内に介装され、燃料に含まれている金属
粉等の粉塵を濾別すると共に、水を除去するフィルタ装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】車両用エンジン等の燃料供給系内に介装
される燃料フィルタ装置において、フィルタエレメント
により濾別された粉塵等の異物がエレメント表面に堆積
して目詰りが生じたときに、フィルタエレメントを燃料
フィルタ装置から取出して新品と交換するようにしたエ
レメント交換型の装置が、既に実開平7−4810号公
開公報に開示されている。(以下、上記公開公報所載の
燃料フィルタ装置を、既提案のフィルタ装置という。)
【0003】既提案のフィルタ装置の概略構造を、図7
ないし図9を参照して説明する。総括的に符号10で示
された燃料フィルタ装置は、フィルタエレメント12の
上方部分を収容する中空筒状部14と、フィルタエレメ
ント12の外周を囲む入口室16に燃料を供給する燃料
入口18と、フィルタエレメント12を通過した燃料を
外部、例えばエンジンの燃料供給通路に導く燃料出口2
0とを備えたフィルタヘッド22と、中空筒状部14の
下端開口部に油密に螺着されて上記フィルタエレメント
12の下方部分を収容するキャップ24とから構成され
ている。キャップ24は、上記中空筒状部14と実質的
に同軸の中空円筒部26と、同中空円筒部26の下端に
連続して形成された椀状部28とを備え、同椀状部28
の下端中央部分には、水抜き用のドレンプラグ30が螺
着されている。
【0004】上記キャップ24の内側面に、図8の要部
拡大断面図及び図9の斜視図に良く示されているよう
に、円周方向に等間隔を存して半径方向内方に突出した
3個の突起部又は内リブ32が設けられている。突起部
32はフィルタエレメント12の下端外周部分を支持す
る段部34を備え、同段部34から下方に延び弯曲して
椀状部28の底部内側面に接続し、また段部34の上方
には、フィルタエレメント12の下端部分の外径より小
径の突耳36が設けられている。さらに、椀状部28の
上端縁には、突耳36とは周方向に一致しない位置に4
個のスリット38が設けられている。なおまた、上記突
耳36の半径方向外方における中空円筒部26の外側面
には、フィルタヘッドの中空筒状部14の下端部内側面
に刻設された雌ねじ部と螺合する雄ねじ部40が刻設さ
れ、同雄ねじ部に隣接してOリング42を収容する凹溝
44が設けられている。
【0005】上記フィルタ装置10において、フィルタ
エレメント12をキャップ24に取付ける場合、フィル
タエレメント12をキャップ24の上端開口に当てがい
軸線方向に押圧すると、フィルタエレメント12の下端
外周部分が、それより小径の突耳36を半径方向外方に
押し広げて同突耳を乗り越え、突起部32の段部34に
着座する。この際、キャップ24の上端開口縁に設けら
れた4個のスリット38が上記突耳36の半径方向外方
への変位を許容するように企図されている。上記のよう
にしてキャップ24にフィルタエレメント12を取付け
た後、中空円筒部26の外側面に刻設された雄ねじ部4
0を、フィルタヘッド26の中空筒状部14の下端に刻
設された協働する雌ねじ部に螺合することによって、フ
ィルタエレメント24が同フィルタヘッド26に組付け
られる。
【0006】上記のように、フィルタエレメント12を
組込んだフィルタ装置10において、燃料は、図7に示
す燃料入口18からフィルタヘッド22の入口室16内
に流入し、フィルタエレメント12を図中矢印で示され
ているように通過し、フィルタエレメント中央の通路か
ら燃料出口20に流れる。燃料がフィルタエレメント1
2を通路するとき、金属粉等の粉塵は濾別されてエレメ
ント表面に付着堆積し、また燃料に含まれた水分は、比
重分離されてキャップ24内に溜り、ドレンプラグ30
から外部に排出される。或る期間の稼働後に、フィルタ
エレメント12に目詰りが生じると、キャップ24を上
記と反対方向に回転させてフィルタヘッド22から取外
し、フィルタエレメント12の中央孔に、例えば適当な
工具を差込んで図7の上方に牽引することによって、同
フィルタヘッドの下端底部外周部分が突耳36を半径方
向外方に押開いてキャップ24から離脱するので、古い
フィルタエレメントを廃棄し、再び新品のフィルタエレ
メントを再び上記のようにして取付ける。
【0007】上記既提案のフィルタ装置10では、キャ
ップ24を透明の樹脂材料で作りその内部に溜った水を
外部から目視できるようにした場合、フィルタエレメン
ト12の着脱の都度、半径方向に拡開したのち復帰する
突耳26の至近位置に、雄ねじ部40、Oリング42を
収容する凹溝44、及び段部34が集中的に配置されて
いるので、段部34の隅角部や凹溝44の隅角部に応力
集中による亀裂等が発生し易く、また構造複雑で高価と
なる不具合がある。さらに、トラック等のディーゼルエ
ンジンにおける燃料供給系に設けられるフィルタ装置1
0では、10kgf/cm程度の高い燃料圧力に耐え
る必要があるが、キャップ24の中空円筒部26の壁厚
と椀状部28の壁厚が実質的に同等か、又は寧ろ中空円
筒部26の方が厚い壁厚を有するように形成されている
ため、内圧による椀状部28の底部の下方変形が可成大
きく、この大きな変形に伴ない突起部32の椀状部の底
部内側面よりやや上方の弯曲部X近傍及び段部34の基
部Y付近(図8参照)に大きな応力が発生して、亀裂が
発生し易く、さらにこの亀裂が成長して燃料が漏れる
と、火災発生を招く可能性がある。さらに、図8及び図
9から明らかなように、キャップ24の外側面にフィル
タエレメント12の軸線に略平行に上下方向に延びる外
リブが設けられていないため、内圧が作用したときの椀
状部28の底部の下方への変形が一層大きくなり強度的
に極めて不利であり、かつフィルタヘッド22に対する
キャップ24の着脱に当り、作業者の手が滑り易く、作
業性が悪い不具合がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記既提案
のフィルタ装置の種々の不具合或いは欠点を解消して、
構造簡単で製造コストが安く、フィルタエレメントの取
付け取外しが容易で作業性が優れ、さらにフィルタヘッ
ドに装着されてその内部にフィルタエレメントを収容す
る上記キャップ又はケースの内圧作用時に、部分的に大
きな変形が発生して著しい応力集中が生じることがない
ので、亀裂等の破損発生の恐れが小さく、耐久性及び信
頼性が優れた燃料フィルタ装置を提供することを、主た
る目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、アルミニウム合金材で作られ、フィルタ
エレメントの上方部分を収容する中空筒状部と 同中空
筒状部のフィルタエレメント外周を囲む入口室に燃料を
供給する燃料入口と 上記フィルタエレメントを通過し
た燃料を外部に取出す燃料出口とを有するフィルタヘッ
ドと、上記中空筒状部の下端部に油密に装着されて上記
フィルタエレメントの下方部分を収容する中空円筒部及
び同中空円筒部の下方に一体的に形成され内部に水溜め
空間を形成する椀状部からなる透明樹脂製のケースとを
備え、上記ケースの内側面に、半径方向内方に向って複
数個突設され夫々上記フィルタエレメントの下端外周部
分を支持する段部から下方に延び弯曲して椀状部の底部
内側面になだらかに接続する複数の内リブが設けられる
と共に、ケース外側面に、上記中空円筒部から椀状部に
わたって上下方向に延在しかつ半径方向外方に突設され
た多数の外リブが設けられ、さらに同外リブの一部は上
記内リブと半径方向に整合する位置に配設されると共
に、上記中空円筒部の壁厚より上記椀状部の壁厚を大き
く設定したことを特徴とする燃料フィルタ装置を提案す
るものである。
【0010】本発明においては、上記内リブの弯曲部が
椀状部の底部内側面の外周部分と中心との中間部分にお
いて、上記底部内側面に接続すると共に、上記外リブの
下端弯曲部が、上記内リブの椀状部底部内側面との接続
部より半径方向外方位置において椀状部の外側面になだ
らかに接続され、さらに上記外リブの円周方向における
平均幅が、上記内リブの円周方向における平均幅より大
きく形成されることが好ましい。また、本発明において
は、上記中空円筒部と椀状部とを接続する弯曲部内側面
の弯曲半径をrとし、上記内リブの弯曲部における頂
面の弯曲半径をrとしたとき、r≧rに設定され
ることが好ましい。さらに、本発明においては、上記内
リブの段部より上方の中空円筒部内側面に、同内側面に
頂点を有し上記段部の半径方向外側部分を底辺とする楔
形の傾斜部が形成されることが望ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下本発明の好ましい実施形態
を、図1ないし図6を参照して説明する。なお、図7な
いし図9に示した既提案のフィルタ装置と実質的に同一
又は対応する部材及び部分には、同一の符号を用いる。
先ず、図1の全体構成を示す縦断面図に示されているよ
うに、燃料フィルタ装置10は、軽量化のためアルミニ
ウム合金で作られたフィルタヘッド22を備え、同フィ
ルタヘッドは、フィルタエレメント12の上方部分を収
容する中空円筒部14と、同中空円筒部14の内部に、
フィルタエレメント12の外周を囲繞して形成された入
口室16に連通する燃料入口18と、フィルタエレメン
ト12を通過した燃料を例えば車両用ディーゼルエンジ
ンの燃料供給系に供給する燃料出口20とを備えてい
る。また、上記中空円筒部14の下端開口部の内側面に
刻設された雌ねじ部に、ナイロン12等の透明樹脂材料
製ケース又はキャップ24の中空円筒部26の上端外側
面に刻設された雄ねじ部40が螺合されることによっ
て、上記ケース24がフィルタヘッド22に対し着脱自
在に装着される。
【0012】ケース24は、フィルタエレメント12の
下方部分を収容する上記中空円筒部26と、同中空円筒
部の下端に連続して形成された椀状部28とから構成さ
れている。椀状部28の内部は水溜め空間46を形成
し、同水溜め空間内には、水よりは比重が小さく燃料よ
りは比重が大きい浮子48が収容され、同浮子48の位
置をケース24の外部から視認することによって、椀状
部28内に溜った水量を視認することができる。水溜め
空間46に相当量の水が溜ったときは、椀状部28の底
部に螺合されているドレンプラグ30を回動させること
によって、水が外部に排除される。
【0013】ケース24の詳細な構造が図2の縦断面
図、図3の平面図及び図4の底面図に示されている。上
記中空円筒部26の上端部外側面に設けられた雄ねじ部
40の下方に、油密性を確保するためのOリング等シー
ル部材を収容する凹溝44が設けられ、同凹溝の下方に
隣接して半径方向外方に延びたフランジ部50が形成さ
れている。椀状部28の内側面には、フランジ部50よ
り十分下方の位置に配置された段部34から弯曲して下
方に延びた複数個(図示の場合は円周方向等間隔に4
個)の内リブ32が設けられ、段部34は、フィルタエ
レメント12の下端外周部分を支持する。内リブ32の
弯曲した頂面の弯曲半径をrとし、同内リブの基部が
接続する椀状部28の内側面の弯曲半径をrとしたと
き、r/r≧1に設定される。また、段部34の上
方部分には、中空円筒部26の内側面上に頂点を有し、
段部34の半径方向外方部分を底辺とする楔形の傾斜部
52が設けられている。
【0014】ケース24の上記フランジ部50より下方
の外側面には、多数(図示の場合は円周方向に等間隔を
存し8個)の外リブ54が半径方向外方に突出しかつフ
ィルタエレメント12の軸線に対し略平行に上下方向に
延在して配設されている。図3、図4及び図5から明ら
かなように、外リブ54の一部、図示の場合4個の外リ
ブはケース24の中心線O−O(実質的にフィルタエレ
メント12の中心線と一致する)を含む90度の角度間
隔を存した半径面内において上記内リブ32と整合する
ように配置され、残余の外リブ54は、上記内リブ32
と整合する外リブ54の円周方向中間位置に配置されて
いる。特に、図5に良く示されているように、内リブ3
2の平均幅bに対し、外リブ52の平均幅bは十分
大きく形成されている。また、上記内リブ32の下方の
半径rの弯曲部は、図2に示されているように、椀状
部28の底部内側面の外周部分cと中心との中間部分、
即ち半径rの円周上で上記底部内側面になだらかに接
続する。一方、外リブ54の下端弯曲部は、椀状部28
の外側面において、上記半径rより十分大きい半径r
の円周上で上記外側面になだらかに接続する。さら
に、椀状部28の壁厚tは、フランジ部50より下方
の中空円筒部26の壁厚tより十分大きく形成され、
例えば10〜25%程度厚く形成されている。
【0015】上記燃料フィルタ装置10において、燃料
入口18から入口室16に供給された燃料は、フィルタ
エレメント12を半径方向内向きに流れて金属粉等の異
物を濾別され、清浄な燃料が燃料出口20からエンジン
の燃料供給系に供給される。一方、燃料に含まれている
水分は、比重分離されてケース24の椀状部28の水溜
め空間46内に溜り、浮子48が水量に応じた位置に浮
上するので、透明樹脂材料製のケース24の外部から浮
子48の位置を視認することによって溜った水量を容易
に検知することができる。水溜め空間46内に溜った水
量が設定量に達すると、ドレンプラグ30を回動させる
ことにより水溜め空間46内の水が外部に排除される。
【0016】上記フィルタエレメント12が目詰りした
場合、ケース24を軸線O−Oの周りに回転させてフィ
ルタヘッド22から取外し、下端外周部分を内リブ32
の段部34に支持されているフィルタエレメント12を
ケース24から取出して廃棄し、新しいフィルタエレメ
ント12の下方部分をケース24内に挿入し雄ねじ部4
0をフィルタヘッドの中空筒状部14の下端内側面に刻
設された雌ねじ部に螺合することによって、フィルタエ
レメント12を正規位置に取付ける。フィルタエレメン
ト12の脱着に当り、ケース24の外側面に多数の外リ
ブ54が突設されているので、ケース24の回動操作を
容易かつ迅速に行ない得る利点がある。また、ケース2
4内にフィルタエレメント12を挿入する際に、段部3
4の上方に楔形の傾斜部52が設けられているので、フ
ィルタエレメント12が自動的に芯出しされ、またケー
ス24からの抜取りにも格別の操作力を必要とせず、ケ
ース24の周壁を半径方向外方に大きく変形させるよう
な無理な外力が作用しない。
【0017】さらに、燃料圧力が作用したとき、図4に
点線で示したように外リブ54相互間の中空円筒部26
が半径方向外方に変形し、境界近傍の応力が高くなる。
そこで、相対的に高い応力が発生する内リブ32と変形
が小さい外リブ54とを半径方向に整合させることによ
り、応力が重複して作用することが防止され、特に大き
な応力が発生する傾向がある段部34と傾斜部52との
接合部分B点の発生応力を効果的に低減し得る利点があ
る。また燃料圧力の作用時における内リブ32の高応力
発生部位A点及びB点の応力低減には、椀状部28の底
部の下方への変形を抑制することが有効であるが、この
ために椀状部28の壁厚tを中空円筒部26の壁厚t
より十分大きく設定することが有利である。さらに中
空円筒部26と椀状部28との接続部分の弯曲半径r
の増大により、相対的に大きな応力が発生し易い図2の
A点及び上記B点の応力を低減することができ、一方、
内リブ32の弯曲半径rを増大させると、A点の応力
は低減するがB点の応力が増大する関係があり、図6の
線図において曲線Zで示されているように、r/r
≧1に設定することによって、B点の応力を効果的に低
減することができ、同時にA点の応力を低減することが
できる。なおまた、外リブ54を椀状部28の底部外側
面において中心近くまで延在させず外周部分近くの半径
の部分で終らせたこと、及び内リブ32も同様に底
部内側面の中心近くまで延在させず半径rの中間部分
で終らせたことも、椀状部28の底部の下方変形を均等
にし、応力集中を防止する点で有効である。
【0018】なおまた、構造上弱点部となり易い雄ねじ
部40、凹溝44を設けた部分と段部34とが、既提案
のフィルタ装置のように近接して配置されず、上下方向
に十分離隔して配置されているので、相乗的な悪影響を
生起することがなく、耐久性が優れている利点がある。
【0019】
【発明の効果】叙上のように、本発明に係る燃料フィル
タ装置は、アルミニウム合金材で作られ、フィルタエレ
メントの上方部分を収容する中空筒状部と同中空筒状部
のフィルタエレメント外周を囲む入口室に燃料を供給す
る燃料入口と上記フィルタエレメントを通過した燃料を
外部に取出す燃料出口とを有するフィルタヘッドと、上
記中空筒状部の下端部に油密に装着されて上記フィルタ
エレメントの下方部分を収容する中空円筒部及び同中空
円筒部の下方に一体的に形成され内部に水溜め空間を形
成する椀状部からなる透明樹脂製のケースとを備え、上
記ケースの内側面に、半径方向内方に向って複数個突設
され夫々上記フィルタエレメントの下端外周部分を支持
する段部から下方に延び弯曲して椀状部の底部内側面に
なだらかに接続する複数の内リブが設けられると共に、
ケース外側面に、上記中空円筒部から椀状部にわって上
下方向に延在しかつ半径方向外方に突設された多数の外
リブが設けられ、さらに同外リブの一部は上記内リブと
半径方向に整合する位置に配設されると共に、上記中空
円筒部の壁厚より上記椀状部の壁厚を大きく設定したこ
とを特徴とし、この構成により構造簡単で製造コストが
安く、また燃料圧力が作用したとき高い応力が発生し易
い内リブの応力を低減して耐久性及び信頼性を確保する
ことができると共に、ケースの着脱作業性が優れた燃料
フィルタ装置を提供し得る利点がある。また、本発明に
おいて、上記内リブの弯曲部が椀状部の底部内側面の外
周部分と中心との中間部分において上記底部内側面に接
続すると共に、上記外リブの下端弯曲部が、上記内リブ
の椀状部底部内側面との接続部より上方位置において椀
状部の外側面になだらかに接続され、さらに上記外リブ
の円周方向における平均幅が、上記内リブの円周方向に
おける平均幅より大きく形成されたことにより、高い応
力が発生する傾向がある内リブの発生応力を効果的に低
減し得る利点がある。さらに、本発明において、上記中
空円筒部と椀状部とを接続する弯曲部内側面の弯曲半径
をrとし、上記内リブの弯曲部における頂面の弯曲半
径をrとしたとき、r≧rに設定されたことによ
り、内リブの発生応力を一層低減し得る効果がある。さ
らにまた、本発明において、上記内リブの段部より上方
の中空円筒部内側面に、同内側面に頂点を有し上記段部
の半径方向外側部分を底辺とする楔形の傾斜部が形成さ
れたことにより、ケースに対するフィルタエレメントの
着脱を容易かつ迅速に行なうことができ、作業性が向上
する利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施形態に示す縦断面図であ
る。
【図2】図1におけるケース24を抽出して示した縦断
面図である。
【図3】図2に示したケース24の平面図である。
【図4】図2に示したケース24の底面図である。
【図5】図2のV−V線に沿う部分的拡大断面図であ
る。
【図6】図2におけるB点の発生応力と弯曲半径比r
/rとの関係を示した線図である。
【図7】既提案のフィルタ装置の縦断面図である。
【図8】図7の要部を拡大して示した部分的断面図であ
る。
【図9】図7のキャップ24を取外して示した斜視図で
ある。
【符号の説明】
10…燃料フィルタ装置、12…フィルタエレメント、
14…中空筒状部、16…入口室、18…燃料入口、2
0…燃料出口、22…フィルタヘッド、24…ケース又
はキャップ、26…中空円筒部、28…椀状部、32…
内リブ、34…段部、46…水溜め空間、52…傾斜
部、54…外リブ。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルミニウム合金材で作られ、フィルタ
    エレメントの上方部分を収容する中空筒状部と、同中空
    筒状部のフィルタエレメント外周を囲む入口室に燃料を
    供給する燃料入口と、上記フィルタエレメントを通過し
    た燃料を外部に取出す燃料出口とを有するフィルタヘッ
    ドと、上記中空筒状部の下端部に油密に装着されて上記
    フィルタエレメントの下方部分を収容する中空円筒部及
    び同中空円筒部の下方に一体的に形成され内部に水溜め
    空間を形成する椀状部からなる透明樹脂製のケースとを
    備え、上記ケースの内側面に、半径方向内方に向って複
    数個突設され夫々上記フィルタエレメントの下端外周部
    分を支持する段部から下方に延び弯曲して椀状部の底部
    内側面になだらかに接続する複数の内リブが設けられる
    と共に、ケース外側面に、上記中空円筒部から椀状部に
    わたって上下方向に延在しかつ半径方向外方に突設され
    た多数の外リブが設けられ、さらに同外リブの一部は上
    記内リブと半径方向に整合する位置に配設されると共
    に、上記中空円筒部の壁厚より上記椀状部の壁厚を大き
    く設定したことを特徴とする燃料フィルタ装置
  2. 【請求項2】 上記内リブの弯曲部が椀状部の底部内側
    面の外周部分と中心との中間部分において、上記底部内
    側面に接続すると共に、上記外リブの下端弯曲部が、上
    記内リブの椀状部底部内側面との接続部より半径方向外
    方位置において椀状部の外側面になだらかに接続され、
    さらに上記外リブの円周方向における平均幅が、上記内
    リブの円周方向における平均幅より大きく形成されたこ
    とを特徴とする請求項1記載の燃料フィルタ装置
  3. 【請求項3】 上記中空円筒部と椀状部とを接続する弯
    曲部内側面の弯曲半径をrとし、上記内リブの弯曲部
    における頂面の弯曲半径をrとしたとき、r≧r
    に設定されたことを特徴とする請求項1又は請求項2記
    載の燃料フィルタ装置
  4. 【請求項4】 上記内リブの段部より上方の中空円筒部
    内側面に、同内側面に頂点を有し上記段部の半径方向外
    側部分を底辺とする楔形の傾斜部が形成されていること
    を特徴とする請求項1、請求項2又は請求項3記載の燃
    料フィルタ装置
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