JP2001221117A - 自動車の内燃機関の燃料供給機構のためのフィルタ装置 - Google Patents

自動車の内燃機関の燃料供給機構のためのフィルタ装置

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JP2001221117A JP2000393553A JP2000393553A JP2001221117A JP 2001221117 A JP2001221117 A JP 2001221117A JP 2000393553 A JP2000393553 A JP 2000393553A JP 2000393553 A JP2000393553 A JP 2000393553A JP 2001221117 A JP2001221117 A JP 2001221117A
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Abstract

(57)【要約】 【解決手段】 フィルタ装置１６のケーシング内にフィ
ルタ挿入体３２が配置されている。ケーシングには燃料
タンクからの流入路４２が汚れ側に開口しており、清浄
側からは内燃機関への流出路が導出されており、汚れ側
からは燃料タンクへの戻し路４４が導出されている。戻
し路を制御する弁装置はフィルタ装置の清浄側の燃料圧
によって負荷されるダイヤフラム（５８）を備えてい
る。ダイヤフラムにはロッド６０が結合されており、ロ
ッドはフィルタ挿入体の貫通孔３５を清浄側から汚れ側
まで貫通しており、かつその端部領域はシール面６４と
して形成されており、シール面は戻し路を囲む弁座６５
と協働している。清浄側の燃料圧が所定の値を上回る
と、弁装置によって戻し路が開放される。フィルタ装置
の汚れ側には加熱装置が配置されている。 【効果】 弁装置の構造が簡単なためフィルタ装置の構
成スペースがわずかである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は自動車の内燃機関の
燃料供給機構のためのフィルタ装置であって、そのケー
シング内にフィルタ挿入体が配置されており、汚れ側に
燃料タンクからの流入路が開口しており、清浄側に内燃
機関への流出路が開口しており、汚れ側から燃料タンク
へ導出された戻し路が弁装置によって制御されており、
この弁装置が、フィルタ装置の清浄側の燃料圧によって
負荷される可動の壁を有しており、かつ、清浄側の燃料
圧が所定の値を上回わることにより戻し路が弁装置によ
って開放されるまではこの弁装置によって戻し路が閉じ
たままに保たれる形式のものに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のフィルタ装置はアメリカ国特許
第５０７８１６７号明細書により公知である。フィルタ
装置のケーシング内にはフィルタ挿入体が配置されてい
る。このフィルタ装置は汚れ側に自動車の燃料タンクか
らの流入路を、かつ清浄側に内燃機関への流出路を有し
ている。さらに、フィルタ装置は汚れ側から燃料タンク
へ導出された戻し路を有しており、この戻し路は弁装置
によって制御される。この弁装置はフィルタ装置の清浄
側の燃料圧によって負荷されるダイヤフラムの形状の可
動の壁を有している。清浄側の燃料圧が所定の値を上回
わることによってダイヤフラムが変形して戻し路を開放
するまでは戻し路がこの弁装置によって閉じたままに保
たれる。この弁装置はダイヤフラムによって運動させら
れる弁座を備えた不経済な構造を有している。さらに、
この弁装置はフィルタ装置のケーシングに横向きにフラ
ンジ結合されており、かつ大きな構成スペースを必要と
する。フィルタ装置の構造および構成スペースは弁装置
によって相応して不利に影響される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は上述の
欠点を排除することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によれ
ば、請求項１に記載したように、冒頭に記載したフィル
タ装置において、弁装置が、可動の壁によって摺動させ
られるロッドを有しており、このロッドがフィルタ挿入
体を清浄側から汚れ側へ貫通しており、かつ汚れ側に配
置されたその端部領域によって戻し路が制御されるよう
に構成されていることにより解決される。
【０００５】
【発明の効果】本発明によれば、従来技術に対比して、
弁装置の構造が簡単化され、その上、構成スペースが軽
減され、その結果、フィルタ装置がそれに応じて比較的
簡単となり、かつ比較的わずかな構成スペースしか有し
ないように製作可能である。
【０００６】請求項２以下の請求項には本発明の有利な
構成が記載されている。請求項２による構成では、別体
の小さな弁エレメントのための弁装置の特別簡単な構造
が可能である。請求項７による別の１構成では、比較的
低い温度でのフィルタの閉塞が回避され、その場合、加
熱出力は、実際にフィルタ挿入体を貫流する燃料量だけ
に合わせて設計される必要があるのみである。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の１実施例を図面に
示し、以下に詳細に説明する。
【０００８】図１には自動車の内燃機関の燃料供給機構
が示されている。内燃機関１０は有利には自己点火式内
燃機関、いわゆるディーゼル機関である。燃料供給機構
はフューエルポンプユニット１２を備えており、このフ
ューエルポンプユニットによって燃料が燃料タンク１４
から吐出される。フューエルポンプユニット１２によっ
て吐出された燃料はフィルタ装置１６を通流する。この
フィルタ装置については後でさらに詳細に説明する。燃
料はフィルタ装置１６を通流した後に高圧ポンプ１８に
供給される。高圧ポンプ１８の高圧側はレールの形状の
高圧アキュムレータ２０に接続されており、この高圧ア
キュムレータからは、内燃機関１０のそれぞれのシリン
ダのための噴射装置２４へ通じた導管２２が導出されて
いる。
【０００９】次に、図２につきフィルタ装置１６の構造
を詳細に説明する。フィルタ装置１６はケーシング３０
を有しており、このケーシングは例えばほぼポット状に
形成されている。ケーシング３０内にはフィルタ挿入体
３２が配置されており、このフィルタ挿入体はフィルタ
カートリッジの形状で少なくともほぼ中空シリンダ状に
形成されている。フィルタ挿入体３２は濾布３３を有し
ており、この濾布はその軸方向に向いた両方の端部にそ
れぞれ環状の覆い３４を備えている。フィルタ挿入体３
２は中央の貫通孔３５を備えており、この貫通孔は濾布
３３によってほぼ同軸的に囲われている。フィルタ挿入
体３２の外周と、これを囲むケーシング３０の壁３６と
の間には環状室３８が形成されている。
【００１０】ケーシング３０はフィルタ挿入体３２の覆
い３４に対向して位置する底部４０を有している。ケー
シング３０のこの底部には開口４２が形成されており、
この開口はフューエルポンプユニット１２によって燃料
タンク１４から供給される燃料のための流入路を形成し
ている。ケーシング３０の底部４０にはさらに別の開口
４４が形成されており、この開口４４には、フィルタ装
置１６から燃料タンク１４への戻し路が接続される。こ
の開口４４は少なくともほぼフィルタ挿入体３２の貫通
孔３５に対して同軸的に配置されている。
【００１１】ケーシング３０の底部４０と、これに対向
して位置するフィルタ挿入体３２の覆い３４との間には
少なくともほぼ中空シリンダ状の加熱装置４６が配置さ
れている。この加熱装置４６は少なくともほぼフィルタ
挿入体３２と同じ外径を有している。加熱装置４６は少
なくとも部分的に導電性材料、特に金属から成る。加熱
装置４６はケーシング３０の外部に位置する電気的な接
続部４７に結合されており、その場合、加熱装置４６は
電流により加熱される。ケーシング３０の底部４０の開
口４２を通して流入した燃料は、底部４０と、フィルタ
挿入体３２の覆い３４と、加熱装置４６とによって制限
された室４８内へ達する。加熱装置４６はその周囲にわ
たり分配された多数の開口４９を有しており、これらの
開口を通して燃料が室４８から環状室３８内へ達するこ
とができる。フィルタ挿入体３２は加熱装置４６を介し
てケーシング３０の底部４０に支持されている。
【００１２】ケーシング３０の開いた側はカバー５０に
よって閉じられており、ケーシング３０とカバー５０と
の間には中間板５２が配置されている。中間板５２はケ
ーシング３０に比して小さな内径を有しており、その結
果、中間板５２はフィルタ挿入体３２の支持部として働
く覆い３４に当接しており、これにより、フィルタ挿入
体３２は加熱装置４６と中間板５２との間でその縦軸線
方向に固定されている。フィルタ挿入体３２の覆い３４
と中間板５２との間には、燃料が環状室３８から漏れ出
すのを阻止するためにシールが設けられている。中間板
５２には開口５４が形成されており、この開口に高圧ポ
ンプ１８への流出路が接続されている。
【００１３】流入路を介し開口４２を通って室４８内に
流入した燃料は加熱装置４６に設けた開口４９を通って
環状室３８内へ達し、次いでフィルタ挿入体３２の濾布
３３を半径方向内向きに通過して貫通孔３５内へ流入
し、次いで中間板５２に設けた開口５４を介して高圧ポ
ンプ１８へ流出する。室４８および環状室３８はフィル
タ装置１６の汚れ側に配置されており、貫通孔３５およ
び中間板５２の内室はフィルタ装置１６の清浄側に配置
されている。戻し路の制御、要するにフィルタ装置１６
の汚れ側の開口４４を制御するために弁装置が設けられ
ており、この弁装置はフィルタ装置１６の清浄側の燃料
圧によって制御される。
【００１４】弁装置は中間板５２とカバー５０との間の
室５６を制限する可動の壁５８を有している。この可動
の壁５８は例えば中間板５２とカバー５０との間に緊定
されたダイヤフラムによって形成されることができる。
このダイヤフラム５８には弁装置の別の部分としてロッ
ド６０が結合されており、このロッドは少なくともほぼ
フィルタ挿入体３２の貫通孔３５に対して同軸的に延び
ており、かつこの貫通孔を貫通してフィルタ装置１６の
汚れ側の室４８内まで達している。ロッド６０は直径に
関して段付きに形成されることができ、かつフィルタ挿
入体３２の、室４８を制限する覆い３４をロッドが貫通
する手前で減径区分６１へ移行することができる。ロッ
ド６０と覆い３４の貫通孔３５との間には、ロッド６０
と貫通孔３５との間に締付られた弾性的なシールエレメ
ント６２によってシールが設けられている。このシール
エレメント６２により、フィルタ装置１６の清浄側が確
実に汚れ側から分離される。
【００１５】ロッド６０の、室４８内へ突入した端部は
弁エレメントとして役立ち、この弁エレメントによりケ
ーシング３０の底部４０の開口４４が閉鎖可能であり、
これによって、開口４４から燃料タンク１４へ導出され
た戻し路が制御可能である。ロッド６０はその端部にシ
ール面として作用する斜め面取部６４を有することがで
き、およびまたは開口４４はその縁に弁座として作用す
る斜め面取部６５を有することができ、これにより、ロ
ッド６０の端部により開口４４を確実にシールすること
ができる。シールエレメント６２によって、ロッド６０
がフィルタ挿入体３２の貫通孔３５内で少なくともほぼ
同軸的に配置されるのみならずケーシング３０の底部４
０の開口４４に対しても少なくともほぼ同軸的に配置さ
れかつ摺動案内されるようなロッド６０の案内が得られ
る。このシールエレメントによってさらに、ロッド６０
への摩擦力が発生し、この摩擦力によってロッド６０の
運動が緩衝される。このことにより、圧力振動により励
起されるロッド６０の摺動運動が緩衝され、ひいては阻
止され、または少なくとも弱められる。
【００１６】ダイヤフラム５８はフィルタ挿入体３２に
面した側でフィルタ装置１６の清浄側の燃料圧によって
負荷されている。ダイヤフラム５８はその他方の側では
基準圧によって負荷されている。室５６は例えばカバー
５０の開口６６を通して周囲空気に連通しており、その
結果、ダイヤフラム５８に作用する基準圧は周囲空気圧
である。選択的に室５６は開口６６を介して燃料タンク
１４の戻し路に接続されていてもよく、この場合には戻
し路内の燃料圧が、ダイヤフラム５８に作用する基準圧
となる。さらに室５６内にばね６８を配置することもで
き、このばねによってダイヤフラム５８が基準圧に対し
て付加的に負荷される。その場合、ばね６８はカバー５
０とダイヤフラム５８との間に緊縮される。
【００１７】次に、本フィルタ装置１６の機能を説明す
る。
【００１８】室５６内の基準圧とばね６８の力との和に
比して比較的わずかな力をフィルタ装置１６の清浄側の
燃料圧がダイヤフラム５８に作用する限りにおいて、基
準圧とばね６８の力とによってロッド６０がそのシール
面６４で開口４４の縁のところの弁座６５内へ押しこま
れており、その結果、開口４４と燃料タンク１４への戻
し路とが閉じられている。その場合、フィルタ装置１６
の開口４２を通して流入する全燃料量がフィルタ挿入体
３２を貫流し、中間板５２の開口５４を通って再びフィ
ルタ装置１６を出て高圧ポンプ１８へ達する。高圧ポン
プ１８の燃料要求はコンスタントではなく、むしろ内燃
機関の種々の運転パラメータに依存している。高圧ポン
プ１８の燃料要求が低下した際には、フィルタ装置１６
の清浄側の燃料圧が増大する。フィルタ装置１６の清浄
側の燃料圧が所定の値を上回ると、この燃料圧によりダ
イヤフラム５８へ作用する力は基準圧とばね６８とによ
って作用する力に比して大きくなり、その結果、ダイヤ
フラム５８並びにこれと一緒にロッド６０がカバー５０
へ向かって摺動させられる。その際、ロッド６０のシー
ル面６４が弁座６５から持ち上げられ、その結果、開口
４４と燃料タンク１４への戻し路とが開放される。この
状態では、開口４２を通してフィルタ装置１６内に流入
した燃料の一部分だけしかフィルタ挿入体３２を貫流せ
ず、他面において燃料の残りの部分は直に開口４４と戻
し路とを通って燃料タンク１４内へ還流する。このこと
は特に低温の場合に有利である。その理由は、フィルタ
挿入体３２を貫流して実際に高圧ポンプ１８に供給され
る燃料量に合わして加熱装置４６の加熱能力を設計すれ
ばよく、フィルタ装置１６に供給される全燃料量に合わ
せて設計する必要がないからである。加熱装置４６は温
度に依存して制御されることができ、従って、所定の温
度を下回った場合に加熱装置をスイッチオンすることが
でき、これにより、燃料の濃密およびこれに起因するフ
ィルタ挿入体３２の閉塞が回避される。
【００１９】上述の実施例と異なり、開口４４の制御の
ための弁エレメントとしてロッド６０自体を役立てるこ
となく、むしろフィルタ装置１６の汚れ側で室４８内に
別体の弁エレメントを配置し、この弁エレメントによっ
てロッド６０が操作されるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車の内燃機関の本発明によるフィルタ装置
を備えた燃料供給機構の簡単な概略図である。
【図２】本発明の１実施例によるフィルタ装置の拡大縦
断面図である。
【符号の説明】
１０ 内燃機関、 １２ フューエルポンプユニット、
１４ 燃料タンク、１６ フィルタ装置、 １８ 高
圧ポンプ、 ２０ 高圧アキュムレータ、２２ 導管、
２４ 噴射装置、 ３０ ケーシング、 ３２ フィ
ルタ挿入体、 ３３ 濾布、 ３４ 覆い、 ３５ 貫
通孔、 ３６ 壁、 ３８ 環状室、 ４０ 底部、
４２，４４ 開口、 ４６ 加熱装置、 ４７ 電気的
な接続部、 ４８ 室、 ４９ 開口、 ５０ カバ
ー、 ５２ 中間板、 ５４開口、 ５６ 室、 ５８
壁（ダイヤフラム）、 ６０ ロッド、 ６１ 減径
区分、 ６２ シールエレメント、 ６４ 斜め面取部
（シール面）、 ６５斜め面取部（弁座）、 ６６ 開
口、 ６８ ばね

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 自動車の内燃機関の燃料供給機構のため
    のフィルタ装置であって、そのケーシング（３０，５
    ０，５２）内にフィルタ挿入体（３２）が配置されてお
    り、汚れ側に燃料タンク（１４）からの流入路（４２）
    が開口しており、清浄側に内燃機関（１０）への流出路
    （５４）が開口しており、汚れ側から燃料タンク（１
    ４）へ導出された戻し路（４４）が弁装置（１６）によ
    って制御されており、この弁装置が、フィルタ装置（１
    ６）の清浄側の燃料圧によって負荷される可動の壁（５
    ８）を有しており、かつ、清浄側の燃料圧が所定の値を
    上回わることにより戻し路（４４）が弁装置によって開
    放されるまではこの弁装置によって戻し路（４４）が閉
    じたままに保たれる形式のものにおいて、弁装置が、可
    動の壁（５８）によって摺動させられるロッド（６０）
    を有しており、このロッドがフィルタ挿入体（３２）を
    清浄側から汚れ側へ貫通しており、かつ汚れ側に配置さ
    れたその端部領域によって戻し路（４４）が制御される
    ように構成されていることを特徴とする、自動車の内燃
    機関の燃料供給機構のためのフィルタ装置。
  2. 【請求項２】 ロッド（６０）の端部領域がシール面
    （６４）として形成されていて、戻し路の開口（４４）
    を囲む弁座（６５）と協働している、請求項１記載のフ
    ィルタ装置。
  3. 【請求項３】 フィルタ挿入体（３２）が中央の貫通孔
    （３５）を備えて少なくともほぼ中空シリンダ状に形成
    されており、この貫通孔をロッド（６０）が貫通してい
    る、請求項１または２記載のフィルタ装置。
  4. 【請求項４】 可動の壁（５８）が、清浄側の燃料圧に
    よって負荷されている側とは逆の側で基準圧によって負
    荷されている、請求項１から３までのいずれか１項記載
    のフィルタ装置。
  5. 【請求項５】 可動の壁（５８）が、清浄側の燃料圧に
    よって負荷されている側とは逆の側で、弾力的なエレメ
    ント（６８）によって負荷されている、請求項１から４
    までのいずれか１項記載のフィルタ装置。
  6. 【請求項６】 フィルタ挿入体（３２）とロッド（６
    ０）との間に弾性的なシールエレメント（６２）が緊縮
    されており、このシールエレメントを介してロッド（６
    ０）が摺動可能に案内されている、請求項１から５まで
    のいずれか１項記載のフィルタ装置。
  7. 【請求項７】 シールエレメント（６２）によってロッ
    ド（６０）へ摩擦力が生じ、この摩擦力によりロッド
    （６０）の摺動運動が緩衝される、請求項６記載のフィ
    ルタ装置。
  8. 【請求項８】 汚れ側に加熱装置（４６）が配置されて
    いる、請求項１から７までのいずれか１項記載のフィル
    タ装置。
JP2000393553A 1999-12-28 2000-12-25 自動車の内燃機関の燃料供給機構のためのフィルタ装置 Pending JP2001221117A (ja)

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DE19963388A DE19963388A1 (de) 1999-12-28 1999-12-28 Filtervorrichtung für ein Kraftstoffversorgungssystem einer Brennkraftmaschine eines Fahrzeugs

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