JP2009235927A - 燃料濾過装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】流路抵抗の低減と濾過性能の向上とを両立できる燃料濾過装置を提供すること。
【解決手段】エッジフィルタ1は、筒状の外側フィルタ2と、この外側フィルタ2の内部に嵌挿される内側フィルタ3と、を備え、外側フィルタ2の外周面及び内側フィルタ3の外周面には、それぞれ、複数の外側燃料通路溝22,23、並びに、内側燃料通路溝32,33が刻設され、燃料通路91内に配設された状態では、外側フィルタ2の外周面のうち隣接する外側燃料通路溝22,23の間の面と、燃料通路91の内周面との間隙は外側濾過部26であり、内側フィルタ3の外周面のうち隣接する内側燃料通路溝32,33の間の面と、外側フィルタ2の内周面との間隙は内側濾過部36であり、これら外側濾過部26及び内側濾過部36は、軸中心から径方向に視て少なくとも一部で重なり合っている。
【選択図】図4
【解決手段】エッジフィルタ1は、筒状の外側フィルタ2と、この外側フィルタ2の内部に嵌挿される内側フィルタ3と、を備え、外側フィルタ2の外周面及び内側フィルタ3の外周面には、それぞれ、複数の外側燃料通路溝22,23、並びに、内側燃料通路溝32,33が刻設され、燃料通路91内に配設された状態では、外側フィルタ2の外周面のうち隣接する外側燃料通路溝22,23の間の面と、燃料通路91の内周面との間隙は外側濾過部26であり、内側フィルタ3の外周面のうち隣接する内側燃料通路溝32,33の間の面と、外側フィルタ2の内周面との間隙は内側濾過部36であり、これら外側濾過部26及び内側濾過部36は、軸中心から径方向に視て少なくとも一部で重なり合っている。
【選択図】図4
Description
本発明は、燃料濾過装置に関する。詳しくは、燃料噴射弁(以下、「インジェクタ」という)の燃料通路内に配設される燃料濾過装置に関する。
エンジンの燃焼室内に燃料を噴射するインジェクタには、燃料に含まれる微細な異物を除去するために燃料濾過装置が設けられる。燃料濾過装置としては、例えば特許文献1に示されるような、軸方向に沿って外周面に溝が形成された円柱状のエッジフィルタが用いられる。このようなエッジフィルタをインジェクタの燃料通路内に嵌挿することにより、燃料に含まれる異物を溝に捕集させることができる。
しかしながら、このエッジフィルタは、外周面に沿って溝が形成されているのみであり、フィルタ内部がデッドボリュームとなってしまう。そこで、フィルタ内部に逆止弁を設けたり(特許文献2参照)、蓄圧室を設けたり(特許文献3参照)することで、このようなデッドボリュームとなるフィルタ内部を有効に活用したものが提案されている。
実開昭53−087320号公報
特開昭59−087270号公報
特開平10−227270号公報
ところで、近年では、インジェクタから噴射される燃料を微粒化して燃焼効率を向上させるために、燃料の噴射圧力の高圧化が要求されている。このため、燃料通路内に設けられるエッジフィルタには、フィルタ本来の機能である濾過性能の向上に加えて、流路抵抗を可能な限り低減することが望まれている。しかしながら、このような流路抵抗の低減と濾過性能の向上とを両立させるという観点からは、上述の特許文献2,3に示されたようなエッジフィルタは、フィルタ内部が有効に活用されていない。
本発明は、上述した点を考慮してなされたものであり、流路抵抗の低減と濾過性能の向上とを両立できる燃料濾過装置を提供することを目的とする。
本発明は、燃料通路(例えば、後述の燃料通路91)内に配設され、当該燃料通路の内部に沿って延在する棒状の燃料濾過装置(例えば、後述のエッジフィルタ1)であって、筒状の外側部材(例えば、後述の外側フィルタ2)と、当該外側部材の内部に嵌挿される内側部材(例えば、後述の内側フィルタ3)と、を備え、前記外側部材の外周面及び前記内側部材の外周面には、それぞれ、複数の外側燃料通路溝(例えば、後述の第1外側燃料通路溝22及び第2外側燃料通路溝23)及び内側燃料通路溝(例えば、後述の第1内側燃料通路溝32及び第2内側燃料通路溝33)が刻設され、前記燃料通路内に配設された状態では、前記外側部材の外周面と前記燃料通路の内周面との間隙のうち、前記複数の外側燃料通路溝が形成されていない部分は、外側濾過部(例えば、後述の外側濾過部26)であり、前記内側部材の外周面と前記外側部材の内周面との間隙のうち、前記複数の内側燃料通路溝が形成されていない部分は、内側濾過部(例えば、後述の内側濾過部36)であり、これら外側濾過部及び内側濾過部は、軸中心から径方向に視て少なくとも一部で重なり合っていることを特徴とする。
この発明によれば、燃料濾過装置を筒状の外側部材と、この外側部材の内部に嵌挿される内側部材とで構成し、この外側部材の外周面及び内側部材の外周面に、それぞれ、燃料が流通する外側燃料通路及び内側燃料通路溝を形成した。また、外側部材の外周面と燃料通路の内周面との間隙を外側濾過部とし、内側部材の外周面と外側部材の内周面との間隙を内側濾過部とするとともに、これら外側濾過部と内側濾過部が、軸中心から径方向に視て少なくとも一部で重なり合うように構成した。
すなわち、この燃料濾過装置において、燃料を濾過する外側濾過部及び内側濾過部は、多重構造となる。このような多重構造にすることにより、燃料濾過装置の体積を大きくすることなく外側濾過部及び内側濾過部の総濾過面積を大きくすることができる。これにより、燃料濾過装置の流路抵抗の低減と、濾過性能の向上とを両立することができる。
また、上述のような従来ではデッドボリュームとなっていた燃料濾過装置の内部を利用して多重構造の濾過部を形成することにより、燃料濾過装置を小さくできる。特に、このような燃料濾過装置を、インジェクタの燃料通路内に配設した場合には、このインジェクタをも可及的に小さくできる。
すなわち、この燃料濾過装置において、燃料を濾過する外側濾過部及び内側濾過部は、多重構造となる。このような多重構造にすることにより、燃料濾過装置の体積を大きくすることなく外側濾過部及び内側濾過部の総濾過面積を大きくすることができる。これにより、燃料濾過装置の流路抵抗の低減と、濾過性能の向上とを両立することができる。
また、上述のような従来ではデッドボリュームとなっていた燃料濾過装置の内部を利用して多重構造の濾過部を形成することにより、燃料濾過装置を小さくできる。特に、このような燃料濾過装置を、インジェクタの燃料通路内に配設した場合には、このインジェクタをも可及的に小さくできる。
この場合、前記外側燃料通路溝は、前記外側部材の一端から他端に至らない位置まで軸方向に沿って延びる第1外側燃料通路溝(例えば、後述の第1外側燃料通路溝22)と、前記外側部材の他端から一端に至らない位置まで軸方向に沿って延びるとともに、前記第1外側燃料通路溝に対して周方向に離間した第2外側燃料通路溝(例えば、後述の第2外側燃料通路溝23)とを含み、前記外側濾過部は、前記外側部材の外周面のうち前記第1外側燃料通路溝及び第2外側燃料通路溝の間の面と、前記燃料通路の内周面との間隙であり、前記内側燃料通路溝は、前記内側部材の一端から他端に至らない位置まで軸方向に沿って延びる第1内側燃料通路溝(例えば、後述の第1内側燃料通路溝32)と、前記内側部材の他端から一端に至らない位置まで軸方向に沿って延びるとともに、前記第1内側燃料通路溝に対して周方向に離間した第2内側燃料通路溝(例えば、後述の第2内側燃料通路溝33)とを含み、前記内側濾過部は、前記内側部材の外周面のうち前記第1内側燃料通路溝及び第2内側燃料通路溝の間の面と、前記外側部材の内周面との間隙であり、前記外側濾過部の間隙(例えば、後述の間隙Go)と前記内側濾過部の間隙(例えば、後述の間隙Gi)とは略同一であることが好ましい。
この発明によれば、一端から他端に至らない位置まで延びる複数の第1外側燃料通路溝と、他端から一端に至らない位置まで延びる複数の第2外側燃料通路溝とを外側部材に形成し、一端から他端に至らない位置まで延びる複数の第1内側燃料通路溝と、他端から一端に至らない位置まで延びる複数の第2内側燃料通路溝とを内側部材に形成した。また、外側部材の外周面のうち第1外側燃料通路溝及び第2外側燃料通路溝の間の面と、燃料通路の内周面との間隙を外側濾過部とし、内側部材の外周面のうち第1内側燃料通路溝及び第2内側燃料通路溝の間の面と、外側部材の内周面との間隙を内側濾過部とした。
すなわち、この燃料濾過装置の一端側から燃料を圧送すると、圧送された燃料は、外側部材に形成された複数の第1外側燃料通路溝、及び、内側部材に形成された複数の第1内側燃料通路溝へ流入する。第1外側燃料通路溝に流入した燃料は、その両側に形成された第2外側燃料通路溝へ外側濾過部を介して流入し、他端側から排出する。また、第1内側燃料通路溝に流入した燃料は、その両側に形成された第2内側燃料通路溝へ内側濾過部を介して流入し、他端側から排出する。この際、燃料に含まれる異物は、外側濾過部及び内側濾過部を通過できずに、第1外側燃料通路溝及び第2内側燃料通路溝に溜まる。
このような燃料濾過装置において、この発明では、外側濾過部の間隙と内側濾過部の間隙とを略同一とした。これにより、外側濾過部の濾過性能と内側濾過部の濾過性能とを略等しくすることができるとともに、偏流を防止することができる。
すなわち、この燃料濾過装置の一端側から燃料を圧送すると、圧送された燃料は、外側部材に形成された複数の第1外側燃料通路溝、及び、内側部材に形成された複数の第1内側燃料通路溝へ流入する。第1外側燃料通路溝に流入した燃料は、その両側に形成された第2外側燃料通路溝へ外側濾過部を介して流入し、他端側から排出する。また、第1内側燃料通路溝に流入した燃料は、その両側に形成された第2内側燃料通路溝へ内側濾過部を介して流入し、他端側から排出する。この際、燃料に含まれる異物は、外側濾過部及び内側濾過部を通過できずに、第1外側燃料通路溝及び第2内側燃料通路溝に溜まる。
このような燃料濾過装置において、この発明では、外側濾過部の間隙と内側濾過部の間隙とを略同一とした。これにより、外側濾過部の濾過性能と内側濾過部の濾過性能とを略等しくすることができるとともに、偏流を防止することができる。
この場合、前記外側燃料通路溝は、前記外側部材の一端から他端に至らない位置まで軸方向に沿って延びる第1外側燃料通路溝(例えば、後述の第1外側燃料通路溝22)と、前記外側部材の他端から一端に至らない位置まで軸方向に沿って延びるとともに、前記第1外側燃料通路溝に対して周方向に離間した第2外側燃料通路溝(例えば、後述の第2外側燃料通路溝23)とを含み、前記外側濾過部は、前記外側部材の外周面のうち前記第1外側燃料通路溝及び第2外側燃料通路溝の間の面と、前記燃料通路の内周面との間隙であり、前記内側燃料通路溝は、前記内側部材の一端から他端に至らない位置まで軸方向に沿って延びる第1内側燃料通路溝(例えば、後述の第1内側燃料通路溝32)と、前記内側部材の他端から一端に至らない位置まで軸方向に沿って延びるとともに、前記第1内側燃料通路溝に対して周方向に離間した第2内側燃料通路溝(例えば、後述の第2内側燃料通路溝33)とを含み、前記内側濾過部は、前記内側部材の外周面のうち前記第1内側燃料通路溝及び第2内側燃料通路溝の間の面と、前記外側部材の内周面との間隙であり、前記外側部材及び前記内側部材は、その一端を前記燃料通路の上流側に向け、他端を前記燃料通路の下流側に向けて配設され、前記第2外側燃料通路溝の下流端と、前記第2内側燃料通路溝の下流端とは、軸中心から径方向に視て重なり合っていないことが好ましい。
この発明によれば、一端から他端に至らない位置まで延びる複数の第1外側燃料通路溝と、他端から一端に至らない位置まで延びる複数の第2外側燃料通路溝とを外側部材に形成し、一端から他端に至らない位置まで延びる複数の第1内側燃料通路溝と、他端から一端に至らない位置まで延びる複数の第2内側燃料通路溝とを内側部材に形成した。また、外側部材の外周面のうち第1外側燃料通路溝及び第2外側燃料通路溝の間の面と、燃料通路の内周面との間隙を外側濾過部とし、内側部材の外周面のうち第1内側燃料通路溝及び第2内側燃料通路溝の間の面と、外側部材の内周面との間隙を内側濾過部とした。
すなわち、この燃料濾過装置の一端側から燃料を圧送すると、圧送された燃料は、外側部材に形成された複数の第1外側燃料通路溝、及び、内側部材に形成された複数の第1内側燃料通路溝へ流入する。第1外側燃料通路溝に流入した燃料は、その両側に形成された第2外側燃料通路溝へ外側濾過部を介して流入し、他端側から排出する。また、第1内側燃料通路溝に流入した燃料は、その両側に形成された第2内側燃料通路溝へ内側濾過部を介して流入し、他端側から排出する。この際、燃料に含まれる異物は、外側濾過部及び内側濾過部を通過できずに、第1外側燃料通路溝及び第2内側燃料通路溝に溜まる。
このような燃料濾過装置において、この発明では、外側部材及び内側部材を、各々の一端を燃料通路の上流側に向け、他端を燃料通路の下流側に向けて配設するとともに、第2外側燃料通路溝の下流端と、第2内側燃料通路溝の下流端とが、軸中心から径方向に視て重なり合わないように配設した。すなわち、第2外側燃料通路溝の下流端と第2内側燃料通路溝の下流端を、周方向に沿ってオフセットさせた。これにより、燃料濾過装置の下流側における燃料の偏りを抑制することができる。
すなわち、この燃料濾過装置の一端側から燃料を圧送すると、圧送された燃料は、外側部材に形成された複数の第1外側燃料通路溝、及び、内側部材に形成された複数の第1内側燃料通路溝へ流入する。第1外側燃料通路溝に流入した燃料は、その両側に形成された第2外側燃料通路溝へ外側濾過部を介して流入し、他端側から排出する。また、第1内側燃料通路溝に流入した燃料は、その両側に形成された第2内側燃料通路溝へ内側濾過部を介して流入し、他端側から排出する。この際、燃料に含まれる異物は、外側濾過部及び内側濾過部を通過できずに、第1外側燃料通路溝及び第2内側燃料通路溝に溜まる。
このような燃料濾過装置において、この発明では、外側部材及び内側部材を、各々の一端を燃料通路の上流側に向け、他端を燃料通路の下流側に向けて配設するとともに、第2外側燃料通路溝の下流端と、第2内側燃料通路溝の下流端とが、軸中心から径方向に視て重なり合わないように配設した。すなわち、第2外側燃料通路溝の下流端と第2内側燃料通路溝の下流端を、周方向に沿ってオフセットさせた。これにより、燃料濾過装置の下流側における燃料の偏りを抑制することができる。
この場合、前記外側燃料通路溝は、前記外側部材の一端から他端に至らない位置まで軸方向に沿って延びる第1外側燃料通路溝(例えば、後述の第1外側燃料通路溝22)と、前記外側部材の他端から一端に至らない位置まで軸方向に沿って延びるとともに、前記第1外側燃料通路溝に対して周方向に離間した第2外側燃料通路溝(例えば、後述の第2外側燃料通路溝23)とを含み、前記外側濾過部は、前記外側部材の外周面のうち前記第1外側燃料通路溝及び第2外側燃料通路溝の間の面と、前記燃料通路の内周面との間隙であり、前記内側燃料通路溝は、前記内側部材の一端から他端に至らない位置まで軸方向に沿って延びる第1内側燃料通路溝(例えば、後述の第1内側燃料通路溝32)と、前記内側部材の他端から一端に至らない位置まで軸方向に沿って延びるとともに、前記第1内側燃料通路溝に対して周方向に離間した第2内側燃料通路溝(例えば、後述の第2内側燃料通路溝33)とを含み、前記内側濾過部は、前記内側部材の外周面のうち前記第1内側燃料通路溝及び第2内側燃料通路溝の間の面と、前記外側部材の内周面との間隙であり、前記第1内側燃料通路溝及び前記第2内側燃料通路溝の数(例えば、後述のm)は、前記第1外側燃料通路溝及び前記第2外側燃料通路溝の数(例えば、後述のn)よりも少ないことが好ましい。
この発明によれば、一端から他端に至らない位置まで延びる複数の第1外側燃料通路溝と、他端から一端に至らない位置まで延びる複数の第2外側燃料通路溝とを外側部材に形成し、一端から他端に至らない位置まで延びる複数の第1内側燃料通路溝と、他端から一端に至らない位置まで延びる複数の第2内側燃料通路溝とを内側部材に形成した。また、外側部材の外周面のうち第1外側燃料通路溝及び第2外側燃料通路溝の間の面と、燃料通路の内周面との間隙を外側濾過部とし、内側部材の外周面のうち第1内側燃料通路溝及び第2内側燃料通路溝の間の面と、外側部材の内周面との間隙を内側濾過部とした。
すなわち、この燃料濾過装置の一端側から燃料を圧送すると、圧送された燃料は、外側部材に形成された複数の第1外側燃料通路溝、及び、内側部材に形成された複数の第1内側燃料通路溝へ流入する。第1外側燃料通路溝に流入した燃料は、その両側に形成された第2外側燃料通路溝へ外側濾過部を介して流入し、他端側から排出する。また、第1内側燃料通路溝に流入した燃料は、その両側に形成された第2内側燃料通路溝へ内側濾過部を介して流入し、他端側から排出する。この際、燃料に含まれる異物は、外側濾過部及び内側濾過部を通過できずに、第1外側燃料通路溝及び第2内側燃料通路溝に溜まる。
ここで、外側部材及び内側部材の外周は、各々の半径に比例するので、内側部材に形成された燃料通路溝の数が外側部材に形成された燃料通路溝の数よりも多くなると、内側濾過部と外側濾過部における流路抵抗に差が生じてしまい、偏流が生じてしまう。このような偏流が生じた状態で長期間に亘って使用すると、外側部材と内側部材とで劣化の進行にばらつきが生じる虞がある。
この発明では、第1内側燃料通路溝及び第2内側燃料通路溝の数を、第1外側燃料通路溝及び第2外側燃料通路溝の数よりも少なくすることにより、このような偏流を防止することができる。
すなわち、この燃料濾過装置の一端側から燃料を圧送すると、圧送された燃料は、外側部材に形成された複数の第1外側燃料通路溝、及び、内側部材に形成された複数の第1内側燃料通路溝へ流入する。第1外側燃料通路溝に流入した燃料は、その両側に形成された第2外側燃料通路溝へ外側濾過部を介して流入し、他端側から排出する。また、第1内側燃料通路溝に流入した燃料は、その両側に形成された第2内側燃料通路溝へ内側濾過部を介して流入し、他端側から排出する。この際、燃料に含まれる異物は、外側濾過部及び内側濾過部を通過できずに、第1外側燃料通路溝及び第2内側燃料通路溝に溜まる。
ここで、外側部材及び内側部材の外周は、各々の半径に比例するので、内側部材に形成された燃料通路溝の数が外側部材に形成された燃料通路溝の数よりも多くなると、内側濾過部と外側濾過部における流路抵抗に差が生じてしまい、偏流が生じてしまう。このような偏流が生じた状態で長期間に亘って使用すると、外側部材と内側部材とで劣化の進行にばらつきが生じる虞がある。
この発明では、第1内側燃料通路溝及び第2内側燃料通路溝の数を、第1外側燃料通路溝及び第2外側燃料通路溝の数よりも少なくすることにより、このような偏流を防止することができる。
この場合、前記第1外側燃料通路溝及び前記第2外側燃料通路溝は、前記外側部材の外周面に、複数かつ同数形成されるとともに、周方向に沿って等間隔かつ交互に形成され、前記第1内側燃料通路溝及び前記第2内側燃料通路溝は、前記内側部材の外周面に、複数かつ同数形成されるとともに、周方向に沿って等間隔かつ交互に形成され、前記外側濾過部の周方向に沿った長さ(例えば、後述の周方向長さLo)と前記内側濾過部の周方向に沿った長さ(例えば、後述の周方向長さLi)は略等しいことが好ましい。
この発明によれば、第1外側燃料通路溝及び第2外側燃料通路溝を、外側部材の外周面に、周方向に沿って等間隔かつ交互に形成し、第1内側燃料通路溝及び第2内側燃料通路溝を、内側部材の外周面に、周方向に沿って等間隔かつ交互に形成するとともに、外側濾過部の周方向に沿った長さと、内側濾過部の周方向に沿った長さとを略等しくした。これにより、外側濾過部の流路抵抗と内側濾過部の流路抵抗とを略等しくし、偏流を防止することができる。
この場合、前記外側部材の外周半径(例えば、後述の外周半径Ro)は、前記内側部材の外周半径(例えば、後述の外周半径Ri)の2倍であり、前記第1外側燃料通路溝及び前記第2外側燃料通路溝の周方向に沿った長さ(例えば、後述の溝幅Wo)は、それぞれ、前記第1内側燃料通路溝及び前記第2内側燃料通路溝の周方向に沿った長さ(例えば、後述の溝幅Wi)と略等しく、前記第1外側燃料通路溝及び前記第2外側燃料通路溝の数(例えば、後述のn)は、それぞれ、前記第1内側燃料通路溝及び第2内側燃料通路溝の数(例えば、後述のm)の2倍であることが好ましい。
この場合、前記第1外側燃料通路溝及び前記第2外側燃料通路溝の合計数をnとし、前記第1内側燃料通路溝及び前記第2内側燃料通路溝の合計数をmとし、前記第1外側燃料通路溝及び前記第2外側燃料通路溝の周方向に沿った長さをWoとし、前記第1内側燃料通路溝及び前記第2内側燃料通路溝の周方向に沿った長さをWiとし、前記外側濾過部の周方向に沿った長さをLoとし、前記内側濾過部の周方向に沿った長さをLiとし、前記外側部材の外周半径をRoとし、前記内側部材の外周半径をRiとした場合、これら、n,m,Wo,Wi,Lo,Li,Ro,Riは、下記式(1)を満たすことが好ましい。
この場合、前記外側部材を前記燃料通路に固定する外側固定手段(例えば、後述の外側圧入部24)と、前記内側部材を前記外側部材に固定する内側固定手段(例えば、後述の内側圧入部34)と、をさらに備え、前記外側固定手段による固定力(例えば、後述の最大静止摩擦力Fo)は、前記内側固定手段による固定力(例えば、後述の最大静止摩擦力Fi)よりも大きいことが好ましい。
この発明によれば、外側部材を燃料通路に固定する外側固定手段と、内側部材を外側部材に固定する内側固定手段とを設けるとともに、これら外側固定手段による固定力を、内側固定手段による固定力よりも大きくした。
ここで、燃料濾過装置を燃料通路内に配設し、燃料通路に燃料を圧送すると、外側部材には内側部材よりも大きな外力が作用するが、外側固定手段による固定力を、内側固定手段による固定力よりも大きくすることにより、外側部材及び内側部材を所定の位置に固定し続けることができる。
ここで、燃料濾過装置を燃料通路内に配設し、燃料通路に燃料を圧送すると、外側部材には内側部材よりも大きな外力が作用するが、外側固定手段による固定力を、内側固定手段による固定力よりも大きくすることにより、外側部材及び内側部材を所定の位置に固定し続けることができる。
この場合、前記外側固定手段及び前記内側固定手段は、それぞれ、圧入により固定するものであり、前記外側固定手段として、前記外側部材には、その外周面のうち前記外側濾過部が形成される面から径方向に突出した外側圧入部(例えば、後述の外側圧入部24)が形成され、前記内側固定手段として、前記内側部材には、その外周面のうち前記内側濾過部が形成される面から径方向に突出した内側圧入部(例えば、後述の内側圧入部34)が形成され、前記外側圧入部の圧入代(例えば、後述の圧入代Ho)は、前記内側圧入部の圧入代(例えば、後述の圧入代Hi)よりも大きいことが好ましい。
この発明によれば、外側固定手段及び内側固定手段として、圧入により固定する外側圧入部及び内側圧入部を設けた。また、この外側圧入部の圧入代を、内側圧入部の圧入代よりも大きくした。これにより、外側圧入部と燃料通路との間に発生する垂直抗力を、内側圧入部と外側フィルタとの間に発生する垂直抗力よりも大きくし、より確実に外側圧入部による固定力を内側圧入部による固定力よりも大きくできる。
この場合、前記外側固定手段及び前記内側固定手段は、それぞれ、圧入により固定するものであり、前記外側固定手段として、前記外側部材には、その外周面のうち前記外側濾過部が形成される面から径方向に突出した外側圧入部(例えば、後述の外側圧入部24)が形成され、前記内側固定手段として、前記内側部材には、その外周面のうち前記内側濾過部が形成される面から径方向に突出した内側圧入部(例えば、後述の内側圧入部34)が形成され、前記外側圧入部の軸方向に沿った長さ(例えば、後述の軸方向長さMo)は、前記内側圧入部の軸方向に沿った長さ(例えば、後述の軸方向長さMi)よりも長いことが好ましい。
この発明によれば、外側固定手段及び内側固定手段として、圧入により固定する外側圧入部及び内側圧入部を設けた。また、この外側圧入部の軸方向に沿った長さを内側圧入部の軸方向に沿った長さよりも長くした。これにより、外側圧入部と燃料通路との間に発生する垂直抗力を、内側圧入部と外側フィルタとの間に発生する垂直抗力よりも大きくし、より確実に外側圧入部による固定力を内側圧入部による固定力よりも大きくできる。
本発明は、ハウジング(例えば、後述のインジェクタハウジング9)と、当該ハウジングに形成された燃料噴射孔と、当該燃料噴射孔を開閉する弁体と、前記燃料噴射孔に連通する燃料通路(例えば、後述の燃料通路91)と、を備えるインジェクタであって、前記燃料通路には、上記燃料濾過装置が設けられることを特徴とする。
この発明によれば、燃料濾過装置をインジェクタの燃料通路に設けることにより、燃料噴射孔から燃料中の異物が噴射されるのを防止できる。また、多重構造の燃料濾過装置をインジェクタの燃料通路に設けることにより、このインジェクタの体積を小さくできる。
本発明の燃料濾過装置によれば、多重構造にすることにより、燃料濾過装置の体積を大きくすることなく外側濾過部及び内側濾過部の総濾過面積を大きくすることができる。これにより、燃料濾過装置の流路抵抗の低減と、濾過性能の向上とを両立することができる。また、従来ではデッドボリュームとなっていた燃料濾過装置の内部を利用して多重構造の濾過部を形成することにより、燃料濾過装置を小さくできる。特に、このような燃料濾過装置を、インジェクタの燃料通路内に配設した場合には、このインジェクタをも可及的に小さくできる。
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る燃料濾過装置としてのエッジフィルタ1の構成を示す斜視図である。
図1は、本発明の一実施形態に係る燃料濾過装置としてのエッジフィルタ1の構成を示す斜視図である。
エッジフィルタ1は、略棒状であり、インジェクタハウジング9と、ハウジングの先端側に形成された燃料噴射孔と、この燃料噴射孔を開閉する弁体と、燃料噴射孔に連通する燃料通路91とを備えるインジェクタにおいて、燃料通路91内に配設される。このエッジフィルタ1は、燃料通路91の内部に沿って延在し、図示しない高圧ポンプにより圧送された液体燃料(以下、「燃料」という)を濾過する。
図1に示すように、このエッジフィルタ1は、略円筒状の外側部材としての外側フィルタ2と、この外側フィルタ2の内部に嵌挿される略円柱状の内側部材としての内側フィルタ3と、を含んで構成された二重構造である。
図1に示すように、このエッジフィルタ1は、略円筒状の外側部材としての外側フィルタ2と、この外側フィルタ2の内部に嵌挿される略円柱状の内側部材としての内側フィルタ3と、を含んで構成された二重構造である。
図2は、外側フィルタ2及び内側フィルタ3の構成を示すエッジフィルタ1の分解斜視図である。
これらフィルタ2,3の基端側及び先端側は、各々の外周面から突出した鍔状となっている。
これらフィルタ2,3の基端側及び先端側は、各々の外周面から突出した鍔状となっている。
より具体的には、外側フィルタ2の基端側は、この外側フィルタ2を燃料通路91内の所定の位置に、圧入により固定する外側固定手段としての外側圧入部24となっている。また、外側フィルタ2の先端側は、この外側フィルタ2を燃料通路91内に嵌挿するための外側ガイド部25となっている。
また、内側フィルタ3の基端側は、この内側フィルタ3を外側フィルタ2の内部の所定の位置に、圧入により固定する内側固定手段としての内側圧入部34となっている。また、内側フィルタ3の先端側は、この内側フィルタ2を外側フィルタ2内に嵌挿するための内側ガイド部35となっている。
なお、これら圧入部24,34及びガイド部25,35の詳細な構成については、後に詳述する。
また、内側フィルタ3の基端側は、この内側フィルタ3を外側フィルタ2の内部の所定の位置に、圧入により固定する内側固定手段としての内側圧入部34となっている。また、内側フィルタ3の先端側は、この内側フィルタ2を外側フィルタ2内に嵌挿するための内側ガイド部35となっている。
なお、これら圧入部24,34及びガイド部25,35の詳細な構成については、後に詳述する。
これらフィルタ2,3の外周面には、それぞれ、燃料通路91内に圧送された燃料が流通する複数の外側燃料通路溝及び内側燃料通路溝が刻設されている。
外側燃料通路溝は、外側フィルタ2の基端から先端に至らない位置まで軸方向に沿って延びる複数の第1外側燃料通路溝22と、外側フィルタ2の先端から基端に至らない位置まで軸方向に沿って延びる複数の第2外側燃料通路溝23と、を含んで構成される。より具体的には、第1外側燃料通路溝22は、外側フィルタ2の基端から、先端側に設けられた外側ガイド部25の近傍まで延びる。第2外側燃料通路溝23は、外側フィルタ2の先端から、基端側に設けられた外側圧入部24近傍まで延びる。
内側燃料通路溝は、内側フィルタ3の基端から先端に至らない位置まで軸方向に沿って延びる複数の第1内側燃料通路溝32と、内側フィルタ3の先端から基端に至らない位置まで軸方向に沿って延びる複数の第2内側燃料通路溝33と、を含んで構成される。より具体的には、第1内側燃料通路溝32は、内側フィルタ3の基端から、先端側に設けられた内側ガイド部35の近傍まで延びる。第2内側燃料通路溝33は、内側フィルタ3の先端から、基端側に設けられた内側圧入部34近傍まで延びる。
図3は、エッジフィルタ1の構成を示す正面図、すなわち、エッジフィルタ1の先端側から視た図である。この図3において、エッジフィルタ1の先端側から視えない第1外側燃料通路溝22及び第1内側燃料通路溝32は破線で示す。
図3に示すように、外側燃料通路溝22,23は、同数、より具体的には4つずつ外側フィルタ2に形成されるが、この数に限るものではない。また、これら外側燃料通路溝22,23は、断面が略V字状であり、周方向に沿って等間隔かつ交互に形成されている。
内側燃料通路溝32,33は、同数、より具体的には2つずつ内側フィルタ3に形成されるが、この数に限るものではない。また、これら内側燃料通路溝32,33は、断面が略V字状であり、周方向に沿って等間隔かつ交互に形成されている。
なお、これら燃料通路溝22,23,32,33の詳細な構成については、後に図4及び図5を参照して詳述する。
内側燃料通路溝32,33は、同数、より具体的には2つずつ内側フィルタ3に形成されるが、この数に限るものではない。また、これら内側燃料通路溝32,33は、断面が略V字状であり、周方向に沿って等間隔かつ交互に形成されている。
なお、これら燃料通路溝22,23,32,33の詳細な構成については、後に図4及び図5を参照して詳述する。
図2を参照して、以上のようなエッジフィルタ1を、燃料通路91内に配設する手順について説明する。
まず、内側フィルタ3を、その先端側の内側ガイド部35から外側フィルタ2の内筒部28内へ挿入し、内側フィルタ3の先端面と外側フィルタ2の先端面とが面一になるまで押し込み、圧入により内側フィルタ3を外側フィルタ2内に固定する。
次に、外側フィルタ2を、その先端側の外側ガイド部25から燃料通路91内へ所定の位置まで押し込み、圧入により外側フィルタ2を燃料通路91内に固定する。ここで、内側フィルタ3及び外側フィルタ2は、その基端を燃料通路91の上流側に向け、先端を燃料通路91の下流側に向けて配設する。
まず、内側フィルタ3を、その先端側の内側ガイド部35から外側フィルタ2の内筒部28内へ挿入し、内側フィルタ3の先端面と外側フィルタ2の先端面とが面一になるまで押し込み、圧入により内側フィルタ3を外側フィルタ2内に固定する。
次に、外側フィルタ2を、その先端側の外側ガイド部25から燃料通路91内へ所定の位置まで押し込み、圧入により外側フィルタ2を燃料通路91内に固定する。ここで、内側フィルタ3及び外側フィルタ2は、その基端を燃料通路91の上流側に向け、先端を燃料通路91の下流側に向けて配設する。
また、燃料通路91の基端側、外側フィルタ2の外周面の先端側及び内周面の基端側、並びに、内側フィルタ3の外周面の先端側には、それぞれ、面取り部99R,29F,29R,39Fが形成されている。これにより、外側フィルタ2及び内側フィルタ3を、破損することなく容易に嵌挿することが可能となっている。
図1及び図3を参照して、以上のようなエッジフィルタ1における、燃料の流路について説明する。
エッジフィルタ1を燃料通路91内に配設すると、燃料通路91内には、燃料に含まれる異物を濾過するための間隙が2重に形成される。つまり、燃料通路91の内周面と外側フィルタ2の外周面との間、及び、外側フィルタ2の内周面と内側フィルタ3の外周面との間には、燃料通路91の内周半径と外側フィルタ2の外周半径との差、及び、外側フィルタ2の内周半径と内側フィルタ3の外周半径との差に応じた微小な間隙が形成される。なお、これら燃料通路91の内周半径、外側フィルタ2の外周半径及び内周半径、内側フィルタ3の外周半径については、後に図4を参照して詳述する。
エッジフィルタ1を燃料通路91内に配設すると、燃料通路91内には、燃料に含まれる異物を濾過するための間隙が2重に形成される。つまり、燃料通路91の内周面と外側フィルタ2の外周面との間、及び、外側フィルタ2の内周面と内側フィルタ3の外周面との間には、燃料通路91の内周半径と外側フィルタ2の外周半径との差、及び、外側フィルタ2の内周半径と内側フィルタ3の外周半径との差に応じた微小な間隙が形成される。なお、これら燃料通路91の内周半径、外側フィルタ2の外周半径及び内周半径、内側フィルタ3の外周半径については、後に図4を参照して詳述する。
特に、燃料通路91の内周面と、外側フィルタ2の外周面のうち第1外側燃料通路溝22と第2外側燃料通路溝23との間の面と、の間の微小な間隙は、外側濾過部26となっている。
一方、外側フィルタ2の内周面と、内側フィルタ3の外周面のうち第1内側燃料通路溝32と第2内側燃料通路溝33との間の面と、の間の微小な間隙は、内側濾過部36となっている。
一方、外側フィルタ2の内周面と、内側フィルタ3の外周面のうち第1内側燃料通路溝32と第2内側燃料通路溝33との間の面と、の間の微小な間隙は、内側濾過部36となっている。
このようなエッジフィルタ1が設けられた燃料通路91内に上流側から燃料を圧送すると、圧送された燃料は、外側フィルタ2に形成された複数の第1外側燃料通路溝22、及び、内側フィルタ3に形成された複数の第1内側燃料通路溝32へ流入する。
第1外側燃料通路溝22に流入した燃料は、その両側に形成された第2外側燃料通路溝23へ外側濾過部26を介して流入し、エッジフィルタ1の先端側から燃料通路91の下流側へ排出する。
第1内側燃料通路溝32に流入した燃料は、その両側に形成された第2内側燃料通路溝33へ内側濾過部36を介して流入し、エッジフィルタ1の先端側から燃料通路91の下流側へ排出する。
ここで、濾過部26,36の間隙よりも大きな異物が燃料に含まれる場合、この異物は、外側濾過部26及び内側濾過部36を通過できずに、第1外側燃料通路溝22及び第1内側燃料通路溝32内に留まり、これにより燃料が浄化される。すなわち、濾過部26,36は燃料のフィルタとして機能する。そこで、これら濾過部26,36の間隙は、異物の大きさに合わせて例えば40μmに設定される。
第1外側燃料通路溝22に流入した燃料は、その両側に形成された第2外側燃料通路溝23へ外側濾過部26を介して流入し、エッジフィルタ1の先端側から燃料通路91の下流側へ排出する。
第1内側燃料通路溝32に流入した燃料は、その両側に形成された第2内側燃料通路溝33へ内側濾過部36を介して流入し、エッジフィルタ1の先端側から燃料通路91の下流側へ排出する。
ここで、濾過部26,36の間隙よりも大きな異物が燃料に含まれる場合、この異物は、外側濾過部26及び内側濾過部36を通過できずに、第1外側燃料通路溝22及び第1内側燃料通路溝32内に留まり、これにより燃料が浄化される。すなわち、濾過部26,36は燃料のフィルタとして機能する。そこで、これら濾過部26,36の間隙は、異物の大きさに合わせて例えば40μmに設定される。
図4及び図5を参照して、上述の外側濾過部26及び内側濾過部36の詳細な構成について説明する。
図4は、エッジフィルタ1の構成を示す断面図である。より具体的には、上段は図3のIVa−IVa線に沿った断面図であり、下段は図3のIVb−IVb線に沿った断面図である。なお、これら断面図において、外側濾過部26の間隙Go及び内側濾過部36の間隙Giは、理解の便宜のために誇張して記載されている。
図5は、エッジフィルタ1の構成を示す正面図である。
図4は、エッジフィルタ1の構成を示す断面図である。より具体的には、上段は図3のIVa−IVa線に沿った断面図であり、下段は図3のIVb−IVb線に沿った断面図である。なお、これら断面図において、外側濾過部26の間隙Go及び内側濾過部36の間隙Giは、理解の便宜のために誇張して記載されている。
図5は、エッジフィルタ1の構成を示す正面図である。
先ず、濾過部26,36の構成を特徴付ける長さや幅等の寸法について説明する。
燃料通路91の内周半径Bfは、燃料通路91の中心から燃料通路91の内周面までの長さを示す(図4参照)。
外側フィルタ2の外周半径Roは、外側フィルタ2の中心から外側フィルタ2の外周面までの長さを示す(図4参照)。
外側フィルタ2の内周半径Boは、外側フィルタ2の中心から外側フィルタ2の内周面までの長さを示す(図4参照)。
内側フィルタ3の外周半径Riは、内側フィルタ3の中心から内側フィルタ3の外周面までの長さを示す(図4参照)。
燃料通路91の内周半径Bfは、燃料通路91の中心から燃料通路91の内周面までの長さを示す(図4参照)。
外側フィルタ2の外周半径Roは、外側フィルタ2の中心から外側フィルタ2の外周面までの長さを示す(図4参照)。
外側フィルタ2の内周半径Boは、外側フィルタ2の中心から外側フィルタ2の内周面までの長さを示す(図4参照)。
内側フィルタ3の外周半径Riは、内側フィルタ3の中心から内側フィルタ3の外周面までの長さを示す(図4参照)。
ここで、外側フィルタ2の外周半径Roは燃料通路91の内周半径Bfよりも僅かに小さく、また、内側フィルタ3の外周半径Riは外側フィルタ2の内周半径Boよりも僅かに小さくなっており、これにより、外側濾過部26の微小な間隙Go及び内側濾過部36の微小な間隙Giが形成される。
外側濾過部26の間隙Goは、外側フィルタ2の外周面と燃料通路91の内周面との間に形成された間隙の幅(Bf−Ro)を示す(図4参照)。
内側濾過部36の間隙Giは、内側フィルタ3の外周面と外側フィルタ2の内周面との間に形成された間隙の幅(Bo−Ri)を示す(図4参照)。
内側濾過部36の間隙Giは、内側フィルタ3の外周面と外側フィルタ2の内周面との間に形成された間隙の幅(Bo−Ri)を示す(図4参照)。
また、図4に示すように、外側濾過部26と内側濾過部36は、軸中心から径方向に視て少なくとも一部において重なり合っている。より具体的には、外側濾過部26と内側濾過部36は、互いに平行に延びるとともに、ほぼ全長に亘って重なり合っている。
外側濾過部26の軸方向長さLfoは、外側濾過部26の軸方向に沿った長さを示す。より具体的には、第1外側燃料通路溝22と第2外側燃料通路溝23とが軸方向に沿って重なり合った部分の長さを示す(図4参照)。
内側濾過部36の軸方向長さLfiは、内側濾過部36の軸方向に沿った長さを示す。より具体的には、第1内側燃料通路溝32と第2内側燃料通路溝33とが軸方向に沿って重なり合った部分の長さを示す(図4参照)。
外側濾過部26の軸方向長さLfoは、外側濾過部26の軸方向に沿った長さを示す。より具体的には、第1外側燃料通路溝22と第2外側燃料通路溝23とが軸方向に沿って重なり合った部分の長さを示す(図4参照)。
内側濾過部36の軸方向長さLfiは、内側濾過部36の軸方向に沿った長さを示す。より具体的には、第1内側燃料通路溝32と第2内側燃料通路溝33とが軸方向に沿って重なり合った部分の長さを示す(図4参照)。
外側濾過部26の濾過部断面積σoは、外側濾過部26の径方向に沿った断面積を示し、軸方向長さLfoと間隙Goとの積で表される(図4参照)。
内側濾過部36の濾過部断面積σiは、内側濾過部36の径方向に沿った断面積を示し、軸方向長さLfiと間隙Giとの積で表される(図4参照)。
内側濾過部36の濾過部断面積σiは、内側濾過部36の径方向に沿った断面積を示し、軸方向長さLfiと間隙Giとの積で表される(図4参照)。
外側濾過部26の周方向長さLoは、外側濾過部26の周方向に沿った長さを示す。より具体的には、第1外側燃料通路溝22から第2外側燃料通路溝23までの、外側フィルタ2の外周面に沿った長さを示す(図5参照)。
内側濾過部36の周方向長さLiは、内側濾過部36の周方向に沿った長さを示す。より具体的には、第1内側燃料通路溝32から第2内側燃料通路溝33までの、内側フィルタ3の外周面に沿った長さを示す(図5参照)。
内側濾過部36の周方向長さLiは、内側濾過部36の周方向に沿った長さを示す。より具体的には、第1内側燃料通路溝32から第2内側燃料通路溝33までの、内側フィルタ3の外周面に沿った長さを示す(図5参照)。
第1外側燃料通路溝22及び第2外側燃料通路溝23の溝幅Woは、これら燃料通路溝22,23の周方向に沿った長さを示す。
第1内側燃料通路溝32及び第2内側燃料通路溝33の溝幅Wiは、これら燃料通路溝32,33の周方向に沿った長さを示す。
第1内側燃料通路溝32及び第2内側燃料通路溝33の溝幅Wiは、これら燃料通路溝32,33の周方向に沿った長さを示す。
以上のような濾過部26,36の寸法と性能との相関について説明する。
先ず、濾過部26,36の濾過性能と間隙Go,Giとは、負の相関がある。すなわち、間隙Go,Giが小さくなるに従い、濾過部26,36の濾過性能は高くなる。ここで、濾過部26,36の濾過性能とは、燃料に含まれる異物の捕集能力に関し、より細かな異物を捕集できることを示す。
先ず、濾過部26,36の濾過性能と間隙Go,Giとは、負の相関がある。すなわち、間隙Go,Giが小さくなるに従い、濾過部26,36の濾過性能は高くなる。ここで、濾過部26,36の濾過性能とは、燃料に含まれる異物の捕集能力に関し、より細かな異物を捕集できることを示す。
また、濾過部26,36の流路抵抗と濾過部断面積σo,σiとは、負の相関がある。すなわち、濾過部断面積σo,σiが大きくなるに従い、濾過部26,36の流路抵抗は小さくなる。
ここで、流路抵抗とは、燃料が濾過部26,36を流通する際に発生する抵抗を示し、燃料通路91の差圧Pd(上流側圧力Pi−下流側圧力Po)と正の相関がある。すなわち、流路抵抗が大きくなるに従い、燃料通路91の差圧Pdは大きくなる。
ここで、流路抵抗とは、燃料が濾過部26,36を流通する際に発生する抵抗を示し、燃料通路91の差圧Pd(上流側圧力Pi−下流側圧力Po)と正の相関がある。すなわち、流路抵抗が大きくなるに従い、燃料通路91の差圧Pdは大きくなる。
また、濾過部26,36の流路抵抗と間隙Go,Giとは、負の相関がある。すなわち、間隙Go,Giが大きくなるに従い、濾過部26,36の流路抵抗は小さくなる。
また、濾過部26,36の流路抵抗と周方向長さLo,Liとは、正の相関がある。すなわち、周方向長さLo,Liが長くなるに従い、流路抵抗は大きくなる。
また、濾過部26,36の流路抵抗と溝幅Wo,Wiとは、負の相関がある。すなわち、溝幅Wo,Wiが大きくなるに従い、流路抵抗は小さくなる。
また、濾過部26,36の流路抵抗と周方向長さLo,Liとは、正の相関がある。すなわち、周方向長さLo,Liが長くなるに従い、流路抵抗は大きくなる。
また、濾過部26,36の流路抵抗と溝幅Wo,Wiとは、負の相関がある。すなわち、溝幅Wo,Wiが大きくなるに従い、流路抵抗は小さくなる。
次に、以上のような濾過部26,36の各種寸法と性能との相関関係に基づいて、最適な寸法を設定する。
先ず、エッジフィルタ1において偏流を防止するために、以下の条件を満たすことが好ましい。
外側燃料通路溝22,23は、外側フィルタ2の外周面に周方向に等間隔で形成される。また、内側燃料通路溝32,33は、内側フィルタ3の外周面に、周方向に等間隔で形成される。
内側燃料通路溝32,33の数は、外側燃料通路溝22,23の数よりも少ない。
先ず、エッジフィルタ1において偏流を防止するために、以下の条件を満たすことが好ましい。
外側燃料通路溝22,23は、外側フィルタ2の外周面に周方向に等間隔で形成される。また、内側燃料通路溝32,33は、内側フィルタ3の外周面に、周方向に等間隔で形成される。
内側燃料通路溝32,33の数は、外側燃料通路溝22,23の数よりも少ない。
以上のような条件の下で、外側燃料通路溝22,23の合計数をnとし、内側燃料通路溝32,33の合計数をmとすると、外側フィルタ2の外周及び内側フィルタ3の外周に関して、下記式(2),(3)が導出される。
ところで、外側濾過部26と内側濾過部36の濾過性能及び流路抵抗が異なると、外側濾過部26を流通する燃料の流量と、内側濾過部36を流通する燃料の流量との間で差が生じるため、外側フィルタ2と内側フィルタ3とで劣化の進行にばらつきが生じる虞がある。
そこで、外側濾過部26と内側濾過部36の濾過性能及び流路抵抗が等しくなるように、以下の条件を満たすことが好ましい。
外側濾過部26の間隙Goは、内側濾過部36の間隙Giと略同一である。
外側濾過部26の軸方向長さLfoは、内側濾過部36の軸方向長さLfiと略同一である。
第1外側燃料通路溝22及び第2外側燃料通路溝23の溝幅Woは、第1内側燃料通路溝32及び第2内側燃料通路溝33の溝幅Wiと略等しい。
外側濾過部26の周方向長さLoは、内側濾過部36の周方向長さLiと略等しい。
そこで、外側濾過部26と内側濾過部36の濾過性能及び流路抵抗が等しくなるように、以下の条件を満たすことが好ましい。
外側濾過部26の間隙Goは、内側濾過部36の間隙Giと略同一である。
外側濾過部26の軸方向長さLfoは、内側濾過部36の軸方向長さLfiと略同一である。
第1外側燃料通路溝22及び第2外側燃料通路溝23の溝幅Woは、第1内側燃料通路溝32及び第2内側燃料通路溝33の溝幅Wiと略等しい。
外側濾過部26の周方向長さLoは、内側濾過部36の周方向長さLiと略等しい。
したがって、図5に示すように、外側燃料通路溝22,23の数を、それぞれ、内側燃料通路溝32,33の数の2倍とした場合、外側フィルタ2の外周半径Roは、内側フィルタ3の外周半径Riの2倍であることが好ましい。
また、これらに加えて、エッジフィルタ1の下流側における燃料の偏流を防止するためには、図5に示すように、燃料が排出される第2外側燃料通路溝23の下流端と、第2内側燃料通路溝33の下流端とが、軸中心から径方向に視て重なり合わないようにすることが好ましい。
図6を参照して、圧入部24,34の構成について詳細に説明する。
図6は、外側フィルタ2及び内側フィルタ3の圧入前の構成を示す断面図であり、上段は外側フィルタ2の断面を示し、下段は内側フィルタ3の断面を示す。また、この図6において、圧入部24,34及びガイド部25,35の径方向の長さは、理解の便宜のために誇張して記載されている。
図6は、外側フィルタ2及び内側フィルタ3の圧入前の構成を示す断面図であり、上段は外側フィルタ2の断面を示し、下段は内側フィルタ3の断面を示す。また、この図6において、圧入部24,34及びガイド部25,35の径方向の長さは、理解の便宜のために誇張して記載されている。
先ず、圧入部24,34の構成を特徴付ける寸法について説明する。
外側圧入部24の圧入代Ho及び内側圧入部34の圧入代Hiは、それじれ、外側フィルタ2及び内側フィルタの外周面から径方向に沿った長さを示す。
外側圧入部24の軸方向長さMo及び内側圧入部34の軸方向長さMiは、外側圧入部24及び内側圧入部34の軸方向に沿った長さを示す。
外側圧入部24の圧入代Ho及び内側圧入部34の圧入代Hiは、それじれ、外側フィルタ2及び内側フィルタの外周面から径方向に沿った長さを示す。
外側圧入部24の軸方向長さMo及び内側圧入部34の軸方向長さMiは、外側圧入部24及び内側圧入部34の軸方向に沿った長さを示す。
次に、以上のような圧入部24,34の各種寸法と、これら圧入部24,34の固定力との相関について説明する。
これら圧入部24,34の固定力、すなわち、外側圧入部24と燃料通路91との間、及び、内側圧入部34と外側フィルタ2との間に作用する最大静止摩擦力Fo,Fiは、各圧入部24,34の垂直抗力No,Niと、静摩擦係数との積で表される。
一方、垂直抗力No,Niと、圧入代Ho,Hiとは正の相関がある。また、この垂直抗力No,Niと、圧入部24,34の表面積すなわち2πRo×Mo,2πRi×Miとは正の相関がある。
また、外側圧入部24と燃料通路91、及び、内側圧入部34と外側フィルタ2の静摩擦係数μが同じであると仮定すると、最大静止摩擦力Fo,Fiと圧入代Ho,Hi及び軸方向長さMo,Miに関して、下記式(6),(7)が導出される。
これら圧入部24,34の固定力、すなわち、外側圧入部24と燃料通路91との間、及び、内側圧入部34と外側フィルタ2との間に作用する最大静止摩擦力Fo,Fiは、各圧入部24,34の垂直抗力No,Niと、静摩擦係数との積で表される。
一方、垂直抗力No,Niと、圧入代Ho,Hiとは正の相関がある。また、この垂直抗力No,Niと、圧入部24,34の表面積すなわち2πRo×Mo,2πRi×Miとは正の相関がある。
また、外側圧入部24と燃料通路91、及び、内側圧入部34と外側フィルタ2の静摩擦係数μが同じであると仮定すると、最大静止摩擦力Fo,Fiと圧入代Ho,Hi及び軸方向長さMo,Miに関して、下記式(6),(7)が導出される。
ここで、α,βは、垂直抗力No,Niと、圧入代Ho,Hi及び表面積2πRo×Mo,2πRi×Miとの相関に基づいて決定される係数である。
次に、各フィルタ2,3に作用する外力について説明する。
外側フィルタ2及び内側フィルタ3には、端部の面積とエッジフィルタ1の前後の差圧Pdの積に応じた外力が作用する。したがって、外側フィルタ2及び内側フィルタ3に作用する外力To,Tiは、それぞれ、下記式(8),(9)により表される。
外側フィルタ2及び内側フィルタ3には、端部の面積とエッジフィルタ1の前後の差圧Pdの積に応じた外力が作用する。したがって、外側フィルタ2及び内側フィルタ3に作用する外力To,Tiは、それぞれ、下記式(8),(9)により表される。
ここで、上記式(8)、(9)に示すように、外側フィルタ2に作用する外力Toは、内側フィルタ3に作用する外力Tiよりも大きい。このため、外側圧入部24の最大静止摩擦力Foは、内側圧入部34の最大静止摩擦力Fiよりも大きくすることが好ましい。したがって、外側圧入部24の圧入代Hoを、内側圧入部34の圧入代Hiよりも大きくするか、または、外側圧入部24の軸方向長さMoを、内側圧入部34の軸方向長さMiよりも長くすることが好ましい。
また、このような外力To,Tiが作用する下で、各フィルタ2,3を所定の位置に固定し続けるためには、最大静止摩擦力Fo,Fiを、外力To,Tiよりも大きくする(Fo>To,Fi>Ti)必要がある。したがって、下記式(10),(11)が導出される。
したがって、上記式(12)に基づいて圧入代Ho,Hi及び軸方向長さMo,Miを決定することが好ましい。例えば、圧入代Ho,Hiを等しくした場合には、上記式(12)を満たすようにMo/Miを決定したり、軸方向長さMo,Miを等しくした場合には、上記式(12)を満たすようにHo/Hiを決定したりすることができる。
本実施形態によれば、以下のような作用効果がある。
(1)多重構造にすることにより、エッジフィルタ1の体積を大きくすることなく外側濾過部26及び内側濾過部36の総濾過面積を大きくすることができる。これにより、エッジフィルタ1の流路抵抗の低減と、濾過性能の向上とを両立することができる。
また、上述のような従来ではデッドボリュームとなっていたフィルタの内部を利用して多重構造の濾過部26,36を形成することにより、エッジフィルタ1を小さくできる。特に、このようなエッジフィルタ1を、インジェクタの燃料通路91内に配設した場合には、このインジェクタをも可及的に小さくできる。
(1)多重構造にすることにより、エッジフィルタ1の体積を大きくすることなく外側濾過部26及び内側濾過部36の総濾過面積を大きくすることができる。これにより、エッジフィルタ1の流路抵抗の低減と、濾過性能の向上とを両立することができる。
また、上述のような従来ではデッドボリュームとなっていたフィルタの内部を利用して多重構造の濾過部26,36を形成することにより、エッジフィルタ1を小さくできる。特に、このようなエッジフィルタ1を、インジェクタの燃料通路91内に配設した場合には、このインジェクタをも可及的に小さくできる。
(2)外側濾過部26の間隙Goと内側濾過部36の間隙Giとを略同一とした。これにより、外側濾過部26の濾過性能と内側濾過部36の濾過性能とを略等しくすることができるとともに、偏流を防止することができる。
(3)外側フィルタ2及び内側フィルタ3を、各々の基端を燃料通路91の上流側に向け、先端を燃料通路91の下流側に向けて配設するとともに、第2外側燃料通路溝23の下流端と、第2内側燃料通路溝33の下流端とが、径方向に沿って重なり合わないように配設した。すなわち、第2外側燃料通路溝23の下流端と第2内側燃料通路溝33の下流端を、周方向に沿ってオフセットさせた。これにより、エッジフィルタ1の下流側における燃料の偏りを抑制することができる。
(3)外側フィルタ2及び内側フィルタ3を、各々の基端を燃料通路91の上流側に向け、先端を燃料通路91の下流側に向けて配設するとともに、第2外側燃料通路溝23の下流端と、第2内側燃料通路溝33の下流端とが、径方向に沿って重なり合わないように配設した。すなわち、第2外側燃料通路溝23の下流端と第2内側燃料通路溝33の下流端を、周方向に沿ってオフセットさせた。これにより、エッジフィルタ1の下流側における燃料の偏りを抑制することができる。
(4)ここで、外側フィルタ2及び内側フィルタ3の外周は、各々の半径Ro,Riに比例するので、内側フィルタ3に形成された内側燃料通路溝32,33の数が外側フィルタ2に形成された外側燃料通路溝22,23の数よりも多くなると、内側濾過部36と外側濾過部26における流路抵抗に差が生じてしまい、偏流が生じてしまう。本実施形態では、内側燃料通路溝32,33の数を、外側燃料通路溝22,23の数よりも少なくすることにより、このような偏流を防止することができる。
(5)外側燃料通路溝22,23を、外側フィルタ2の外周面に、周方向に沿って等間隔かつ交互に形成し、内側燃料通路溝32,33を、内側フィルタ3の外周面に、周方向に沿って等間隔かつ交互に形成するとともに、外側濾過部26の周方向に沿った長さと、内側濾過部36の周方向に沿った長さとを略等しくした。これにより、外側濾過部26の流路抵抗と内側濾過部36の流路抵抗とを略等しくし、偏流を防止することができる。
(6)外側フィルタ2を燃料通路91に固定する外側圧入部24と、内側フィルタ3を外側フィルタ2に固定する内側圧入部34とを設けるとともに、これら外側圧入部24による固定力を、内側圧入部34による固定力よりも大きくした。これにより、外側フィルタ2及び内側フィルタ3を所定の位置に固定し続けることができる。
(7)外側圧入部24の圧入代Hoを、内側圧入部34の圧入代Hiよりも大きくした。これにより、外側圧入部24と燃料通路91との間に発生する垂直抗力Noを、内側圧入部34と外側フィルタ2との間に発生する垂直抗力Niよりも大きくし、より確実に外側圧入部24による固定力を内側圧入部34による固定力よりも大きくできる。
(8)外側圧入部24の軸方向に沿った長さMoを内側圧入部34の軸方向に沿った長さMiよりも長くした。これにより、外側圧入部24と燃料通路91との間に発生する垂直抗力Noを、内側圧入部34と外側フィルタ2との間に発生する垂直抗力Niよりも大きくし、より確実に外側圧入部24による固定力を内側圧入部34による固定力よりも大きくできる。
(8)外側圧入部24の軸方向に沿った長さMoを内側圧入部34の軸方向に沿った長さMiよりも長くした。これにより、外側圧入部24と燃料通路91との間に発生する垂直抗力Noを、内側圧入部34と外側フィルタ2との間に発生する垂直抗力Niよりも大きくし、より確実に外側圧入部24による固定力を内側圧入部34による固定力よりも大きくできる。
(9)エッジフィルタ1をインジェクタの燃料通路91に設けることにより、インジェクタの燃料噴射孔から燃料中の異物が噴射されるのを防止できる。また、多重構造のエッジフィルタ1をインジェクタの燃料通路に設けることにより、このインジェクタの体積を小さくできる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記実施形態では、外側フィルタ2及び内側フィルタ3にそれぞれ圧入部24,34を形成し、これら外側フィルタ2及び内側フィルタ3を圧着により固定したが、これに限らない。例えば、溶接、焼き嵌め、及び冷やし嵌めや、その他の既知の固定方法により外側フィルタ及び内側フィルタを固定してもよい。
また、上記実施形態では、エッジフィルタ1を、円筒状の外側フィルタ2と円柱状の内側フィルタ3とで構成した2重構造としたが、これに限らず、3重以上の構造にしてもよい。
上記実施形態では、外側フィルタ2及び内側フィルタ3にそれぞれ圧入部24,34を形成し、これら外側フィルタ2及び内側フィルタ3を圧着により固定したが、これに限らない。例えば、溶接、焼き嵌め、及び冷やし嵌めや、その他の既知の固定方法により外側フィルタ及び内側フィルタを固定してもよい。
また、上記実施形態では、エッジフィルタ1を、円筒状の外側フィルタ2と円柱状の内側フィルタ3とで構成した2重構造としたが、これに限らず、3重以上の構造にしてもよい。
また、上記実施形態では、エッジフィルタ1を、インジェクタの燃料通路91内に配設したが、これに限らず、他の装置の燃料通路内に設けてもよい。
また、上記実施形態では、外側フィルタ2と内側フィルタ3とが同心となるようにしたが、これに限らない。
また、上記実施形態では、外側濾過部26と内側濾過部36は、ほぼ全長に亘って重なり合うようにしたが、これに限らず、少なくとも一部が重なり合っていればよい。
また、上記実施形態では、エッジフィルタ1の下流側における燃料の偏流を防止するために、図5に示すように、全ての第2外側燃料通路溝23の下流端と、全ての第2内側燃料通路溝33の下流端とが、軸中心から径方向に視て重ならないようにしたが、これに限らない。例えば、複数の第2外側燃料通路溝の下流端と、複数の第2内側燃料通路溝の下流端のうち何れかが、重ならなければよい。
また、上記実施形態では、外側フィルタ2と内側フィルタ3とが同心となるようにしたが、これに限らない。
また、上記実施形態では、外側濾過部26と内側濾過部36は、ほぼ全長に亘って重なり合うようにしたが、これに限らず、少なくとも一部が重なり合っていればよい。
また、上記実施形態では、エッジフィルタ1の下流側における燃料の偏流を防止するために、図5に示すように、全ての第2外側燃料通路溝23の下流端と、全ての第2内側燃料通路溝33の下流端とが、軸中心から径方向に視て重ならないようにしたが、これに限らない。例えば、複数の第2外側燃料通路溝の下流端と、複数の第2内側燃料通路溝の下流端のうち何れかが、重ならなければよい。
1…エッジフィルタ(燃料濾過装置)
2…外側フィルタ(外側部材)
22…第1外側燃料通路溝
23…第2外側燃料通路溝
24…外側圧入部(外側固定手段)
25…外側ガイド部
26…外側濾過部
3…内側フィルタ(内側部材)
32…第1内側燃料通路溝
33…第2内側燃料通路溝
34…内側圧入部(内側固定手段)
35…内側ガイド部
36…内側濾過部
9…インジェクタハウジング
91…燃料通路
2…外側フィルタ(外側部材)
22…第1外側燃料通路溝
23…第2外側燃料通路溝
24…外側圧入部(外側固定手段)
25…外側ガイド部
26…外側濾過部
3…内側フィルタ(内側部材)
32…第1内側燃料通路溝
33…第2内側燃料通路溝
34…内側圧入部(内側固定手段)
35…内側ガイド部
36…内側濾過部
9…インジェクタハウジング
91…燃料通路
Claims (11)
- 燃料通路内に配設され、当該燃料通路の内部に沿って延在する棒状の燃料濾過装置であって、
筒状の外側部材と、
当該外側部材の内部に嵌挿される内側部材と、を備え、
前記外側部材の外周面及び前記内側部材の外周面には、それぞれ、複数の外側燃料通路溝及び内側燃料通路溝が刻設され、
前記燃料通路内に配設された状態では、
前記外側部材の外周面と前記燃料通路の内周面との間隙のうち、前記複数の外側燃料通路溝が形成されていない部分は、外側濾過部であり、
前記内側部材の外周面と前記外側部材の内周面との間隙のうち、前記複数の内側燃料通路溝が形成されていない部分は、内側濾過部であり、
これら外側濾過部及び内側濾過部は、軸中心から径方向に視て少なくとも一部で重なり合っていることを特徴とする燃料濾過装置。 - 前記外側燃料通路溝は、前記外側部材の一端から他端に至らない位置まで軸方向に沿って延びる第1外側燃料通路溝と、前記外側部材の他端から一端に至らない位置まで軸方向に沿って延びるとともに、前記第1外側燃料通路溝に対して周方向に離間した第2外側燃料通路溝とを含み、
前記外側濾過部は、前記外側部材の外周面のうち前記第1外側燃料通路溝及び第2外側燃料通路溝の間の面と、前記燃料通路の内周面との間隙であり、
前記内側燃料通路溝は、前記内側部材の一端から他端に至らない位置まで軸方向に沿って延びる第1内側燃料通路溝と、前記内側部材の他端から一端に至らない位置まで軸方向に沿って延びるとともに、前記第1内側燃料通路溝に対して周方向に離間した第2内側燃料通路溝とを含み、
前記内側濾過部は、前記内側部材の外周面のうち前記第1内側燃料通路溝及び第2内側燃料通路溝の間の面と、前記外側部材の内周面との間隙であり、
前記外側濾過部の間隙と前記内側濾過部の間隙とは略同一であることを特徴とする請求項1に記載の燃料濾過装置。 - 前記外側燃料通路溝は、前記外側部材の一端から他端に至らない位置まで軸方向に沿って延びる第1外側燃料通路溝と、前記外側部材の他端から一端に至らない位置まで軸方向に沿って延びるとともに、前記第1外側燃料通路溝に対して周方向に離間した第2外側燃料通路溝とを含み、
前記外側濾過部は、前記外側部材の外周面のうち前記第1外側燃料通路溝及び第2外側燃料通路溝の間の面と、前記燃料通路の内周面との間隙であり、
前記内側燃料通路溝は、前記内側部材の一端から他端に至らない位置まで軸方向に沿って延びる第1内側燃料通路溝と、前記内側部材の他端から一端に至らない位置まで軸方向に沿って延びるとともに、前記第1内側燃料通路溝に対して周方向に離間した第2内側燃料通路溝とを含み、
前記内側濾過部は、前記内側部材の外周面のうち前記第1内側燃料通路溝及び第2内側燃料通路溝の間の面と、前記外側部材の内周面との間隙であり、
前記外側部材及び前記内側部材は、その一端を前記燃料通路の上流側に向け、他端を前記燃料通路の下流側に向けて配設され、
前記第2外側燃料通路溝の下流端と、前記第2内側燃料通路溝の下流端とは、軸中心から径方向に視て重なり合っていないことを特徴とする請求項1に記載の燃料濾過装置。 - 前記外側燃料通路溝は、前記外側部材の一端から他端に至らない位置まで軸方向に沿って延びる第1外側燃料通路溝と、前記外側部材の他端から一端に至らない位置まで軸方向に沿って延びるとともに、前記第1外側燃料通路溝に対して周方向に離間した第2外側燃料通路溝とを含み、
前記外側濾過部は、前記外側部材の外周面のうち前記第1外側燃料通路溝及び第2外側燃料通路溝の間の面と、前記燃料通路の内周面との間隙であり、
前記内側燃料通路溝は、前記内側部材の一端から他端に至らない位置まで軸方向に沿って延びる第1内側燃料通路溝と、前記内側部材の他端から一端に至らない位置まで軸方向に沿って延びるとともに、前記第1内側燃料通路溝に対して周方向に離間した第2内側燃料通路溝とを含み、
前記内側濾過部は、前記内側部材の外周面のうち前記第1内側燃料通路溝及び第2内側燃料通路溝の間の面と、前記外側部材の内周面との間隙であり、
前記第1内側燃料通路溝及び前記第2内側燃料通路溝の数は、前記第1外側燃料通路溝及び前記第2外側燃料通路溝の数よりも少ないことを特徴とする請求項1に記載の燃料濾過装置。 - 前記第1外側燃料通路溝及び前記第2外側燃料通路溝は、前記外側部材の外周面に、複数かつ同数形成されるとともに、周方向に沿って等間隔かつ交互に形成され、
前記第1内側燃料通路溝及び前記第2内側燃料通路溝は、前記内側部材の外周面に、複数かつ同数形成されるとともに、周方向に沿って等間隔かつ交互に形成され、
前記外側濾過部の周方向に沿った長さと前記内側濾過部の周方向に沿った長さは略等しいことを特徴とする請求項4に記載の燃料濾過装置。 - 前記外側部材の外周半径は、前記内側部材の外周半径の2倍であり、
前記第1外側燃料通路溝及び前記第2外側燃料通路溝の周方向に沿った長さは、それぞれ、前記第1内側燃料通路溝及び前記第2内側燃料通路溝の周方向に沿った長さと略等しく、
前記第1外側燃料通路溝及び前記第2外側燃料通路溝の数は、それぞれ、前記第1内側燃料通路溝及び第2内側燃料通路溝の数の2倍であることを特徴とする請求項5に記載の燃料濾過装置。 - 前記外側部材を前記燃料通路に固定する外側固定手段と、
前記内側部材を前記外側部材に固定する内側固定手段と、をさらに備え、
前記外側固定手段による固定力は、前記内側固定手段による固定力よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載の燃料濾過装置。 - 前記外側固定手段及び前記内側固定手段は、それぞれ、圧入により固定するものであり、
前記外側固定手段として、前記外側部材には、その外周面のうち前記外側濾過部が形成される面から径方向に突出した外側圧入部が形成され、
前記内側固定手段として、前記内側部材には、その外周面のうち前記内側濾過部が形成される面から径方向に突出した内側圧入部が形成され、
前記外側圧入部の圧入代は、前記内側圧入部の圧入代よりも大きいことを特徴とする請求項8に記載の燃料濾過装置。 - 前記外側固定手段及び前記内側固定手段は、それぞれ、圧入により固定するものであり、
前記外側固定手段として、前記外側部材には、その外周面のうち前記外側濾過部が形成される面から径方向に突出した外側圧入部が形成され、
前記内側固定手段として、前記内側部材には、その外周面のうち前記内側濾過部が形成される面から径方向に突出した内側圧入部が形成され、
前記外側圧入部の軸方向に沿った長さは、前記内側圧入部の軸方向に沿った長さよりも長いことを特徴とする請求項8に記載の燃料濾過装置。 - ハウジングと、
当該ハウジングに形成された燃料噴射孔と、
当該燃料噴射孔を開閉する弁体と、
前記燃料噴射孔に連通する燃料通路と、を備えるインジェクタであって、
前記燃料通路には、請求項1から10の何れかに記載の燃料濾過装置が設けられることを特徴とするインジェクタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008079743A JP2009235927A (ja) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | 燃料濾過装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2008079743A JP2009235927A (ja) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | 燃料濾過装置 |
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JP2008079743A Pending JP2009235927A (ja) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | 燃料濾過装置 |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011183431A (ja) * | 2010-03-08 | 2011-09-22 | Asahi:Kk | 多孔構造体の製造方法 |
CN107213686A (zh) * | 2016-03-21 | 2017-09-29 | 天纳克汽车经营有限公司 | 过滤器组件 |
-
2008
- 2008-03-26 JP JP2008079743A patent/JP2009235927A/ja active Pending
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