JP2010084752A - 燃料用フィルタ - Google Patents

Abstract

【課題】燃料の流動性の低下時に連通部の閉鎖を解くように機能する弁装置の動作が常時安定的に確保されるようにすると共に、弁装置による連通部の閉鎖が解かれたときに流動性の低下した燃料がこの連通部をできるだけ通過しやすくなるようにする。
【解決手段】内部空間１ａを燃料流路Ｐに連通させて用いられる袋状濾材１に、弁装置Ｖによって通常は閉鎖された袋内外の連通部２を備えさせると共に、この袋状濾材１の外側からこの連通部２をこの袋状濾材１よりも粗く構成された外側濾材５によって覆わせてなる。
【選択図】図２

Description

この発明は、貯蔵されている、温度変化により流動性を低下させる性質を持った燃料を、吸い出し供給するシステムにおいて、この燃料の濾過をなすために用いられるフィルタの改良に関する。

フューエルポンプによって負圧を作用される袋状のフィルタの外側（一次側／上流側）に目の密な濾材を位置させ、これよりも内側（二次側／下流側）に目の粗い濾材を位置させると共に、目の密な濾材に弁装置により通常は閉鎖される連通部を形成させてなるフィルタ装置がある。（特許文献１参照）

かかるフィルタ装置にあっては、温度変化により燃料の流動性が大きく低下して目の密な濾材に目詰まりを生じさせるようになったときに生じる、フィルタ内外の圧力差によって前記弁装置による連通部の閉鎖を解いて、こうした場合でも燃料を吸い出せるようにしている。

しかるに、かかるフィルタ装置にあっては、弁装置が未濾過の燃料に常時晒されているため、比較的大きい塵芥や塵埃が弁装置内に入り込んでその動作に障害を生じさせるおそれがある。また、弁装置による連通部の閉鎖が解かれたときに、流動性の低下した燃料をこの連通部をできるだけ通過しやすくさせるような手だては講じられていない。

米国特許明細書第６６３８４２３号

この発明が解決しようとする主たる問題点は、この種のフィルタにおいて、燃料の流動性の低下時に連通部の閉鎖を解くように機能する弁装置の動作が常時安定的に確保されるようにすると共に、、弁装置による連通部の閉鎖が解かれたときに流動性の低下した燃料がこの連通部をできるだけ通過しやすくなるようにする点にある。

前記課題を達成するために、この発明にあっては、燃料用フィルタを、内部空間を燃料流路に連通させて用いられる袋状濾材に、弁装置によって通常は閉鎖された袋内外の連通部を備えさせると共に、この袋状濾材の外側からこの連通部をこの袋状濾材よりも粗く構成された外側濾材によって覆わせてなるものとした。

袋状濾材の外側から連通部に組み合わされるカバー体を外側濾材として機能するようにしておけば、連通部の備えられた袋状濾材に必要最小の範囲で、外側濾材と同様の機能を持つ部分を適切に備えさせることができる。また、かかる外側濾材は、袋状濾材を内側に納めた袋状をなすように構成させておくことが好ましい。具体的には、前記弁装置は、温度変化により流動性の低下した燃料により袋状濾材に目詰まりが生じたときに、開弁して連通部の閉鎖を解く構成としておく。

通常は燃料は外側濾材をプレフィルタとし、内側濾材をメインフィルタとして、袋状濾材の内部空間を通じて燃料流路へ送られる。温度変化により燃料の流動性が低下した場合、かかる燃料は粗く構成された外側濾材の通過時にこれに切り刻まれるようになって外側濾材の内側に入り込むが、このように入り込んだ燃料により袋状濾材に目詰まりが生じると袋状濾材内は燃料の吸い込みにより負圧であるところこの袋状濾材内外の圧力差が著しく大きくなる。前記のように構成させた燃料用フィルタにあっては、このようになったときに弁装置による連通部の閉鎖を解いて、外側濾材により細かく切り刻まれるようにされて外側濾材の内側に取り込まれた燃料を連通部を通じて燃料流路に送ることができる。

この発明にかかる燃料用フィルタにあっては、弁装置は袋状濾材の連通部を閉鎖するように備えられることから、弁装置は比較的大きい塵芥や塵埃に晒されることがなく、その操作は常時安定的に確保される。また、弁装置による連通部の閉鎖が解かれたときに流動性の低下した燃料は、先ず外側濾材をこれに切り刻まれるようにされて通過することから流動性がある程度高められた状態で連通部に至りこの連通部を比較的通過しやすくなる。

フィルタＦの平面構成図である。 使用状態を示した断面構成図である。（図１におけるＡ−Ａ線相当位置での断面構成図） 接続コネクタ３、内蔵パーツ４および雄連通部形成パーツ６の平面構成図である。 図３におけるＢ−Ｂ線断面図である。 接続コネクタ３、内蔵パーツ４および雄連通部形成パーツ６の斜視構成図である。 同要部破断斜視構成図である。 図１〜図６に示されるフィルタＦの構成の一部を変更させたフィルタＦの使用状態を示した断面構成図である。（図８におけるＢ−Ｂ線相当位置での断面構成図） 同平面構成図である。 同斜視構成図である。 カバー体９を取り外した状態の斜視構成図である。

先ず、図１〜図６に基づいて、この発明を実施するための形態の一つについて説明する。なお、ここで図１はこの発明を適用して構成された燃料の濾過をなす装置、すなわち、フィルタＦを上方から見て、図２はこのフィルタＦを構成する外側濾材５の下面５ｅを燃料タンクＴの内底面に接しさせたその使用状態を断面にして、図３〜図６はかかるフィルタＦを構成する接続コネクタ３、内蔵パーツ４および連通部形成パーツ６をそれぞれ示している。

この実施の形態にかかるフィルタＦは、貯蔵されている、温度変化により流動性を低下させる性質を持った燃料を、吸い出し供給するシステムにおいて、この燃料の濾過をなすために用いられるものである。

典型的には、かかるフィルタＦは、自動車などの内燃機関に供給される燃料の濾過をなすために用いられる。この場合には、燃料タンクＴ内にある燃料はフューエルポンプにより吸い出されて燃料流路Ｐを通じて内燃機関に送られ、フィルタＦは典型的には、かかる燃料流路Ｐの燃料タンクＴ側の末端あるいは燃料流路Ｐの途中に備えられて通過する燃料の濾過をなすために用いられる。

図示の例では、かかるフィルタＦを、燃料タンクＴ内に位置される燃料流路Ｐを構成する燃料吸い込み口Ｐａを覆うように取り付けられて、燃料タンクＴの底側に位置してこの燃料吸い込み口Ｐａに吸い込まれる燃料の濾過をなすインタンク式燃料フィルタ（サクションフィルタなどとも称される。）としている。また、図示の例では、かかるフィルタＦは、軽油の流動性が大きく低下しない状況下では軽油の適切な濾過をなすと共に、軽油の流動性が大きく低下した状況下での燃料流路Ｐへの軽油の流入を妨げない機能を備えたものとなっている。軽油には低温時にワックス結晶が生じ、冬期においてはその流動性が大きく低下してゲル状化する。（ワックス化などと称される。）図示の構造を備えたフィルタＦは、このように軽油の流動性が大きく低下して後述するメインフィルタ（袋状濾材）に目詰まりが生じた場合に、かかる軽油の吸い込みを別ルート（連通部）で許容するようになっている。

かかるフィルタＦは、メインフィルタとなる袋状濾材１を備えている。そして、この袋状濾材１の内部空間１ａ、つまり、袋内空間を、燃料流路Ｐに連通させるように構成されている。

図示の例では、袋状濾材１は、燃料流路Ｐへの接続コネクタ３を介して、その内部空間１ａを燃料流路Ｐに連通させるように構成されている。図示の例では、かかる接続コネクタ３は、筒一端に外鍔３ａを備えた筒状をなすように構成されている。図示の例では、袋状濾材１内には、第一短寸筒状体４ａと第二短寸筒状体４ｃとを連接骨体４ｆによっていずれも筒軸を上下方向に沿わせるようにして連接させてなる内蔵パーツ４が納められている。この第一短寸筒状体４ａは筒上端と筒下端を共に開放させている。そして、図示の例では、接続コネクタ３の外鍔３ａと内蔵パーツ４の第一短寸筒状体４ａの筒上端との間に、袋状濾材１と後述する外側濾材５とを挟み込ませた状態からこの外鍔３ａと筒上端とを溶着などにより固着させることで、袋状濾材１に接続コネクタ３を接続させている。

より具体的には、図示の例では、袋状濾材１は、細長く構成させたシート状濾材１ｂを、長さ方向略中程の位置で二つ折りにすると共に、折り辺１ｃ以外の三辺に熱シール１ｄを施すことで形成されている。（図１）内蔵パーツ４はこのシート状濾材１ｂを二つ折りにする過程で折り辺１ｃを挟んだ上面１ｅと下面１ｆとの間に、この上面１ｅにおける折り辺１ｃ側に形成された第一貫通孔１ｇに第一短寸筒状体４ａの筒内空間を連通させるようにして納められる。後述する外側濾材５も、細長く構成させたシート状濾材５ａを、長さ方向略中程の位置で二つ折りにすると共に、折り辺５ｂ以外の三辺に熱シール５ｃを施すことで形成されている。内蔵パーツ４を内蔵されると共に後述する連通部形成パーツ６を付設さる袋状濾材１は、この外側濾材５を構成するシート状濾材１ｂを二つ折りにする過程で折り辺５ｂを挟んだ上面５ｄと下面５ｅとの間に、この上面５ｄに形成された貫通孔５ｆにその第一貫通孔１ｇを連通させるようにして納められる。このように袋状濾材１を納めた外側濾材５に対してその貫通孔５ｆの孔縁に接続コネクタ３の外鍔３ａを密着させるようにして前記固着をなすことにより、フィルタＦが形成されている。内蔵パーツ４の第一短寸筒状体４ａの筒下端には、その筒軸を巡る向きにおいて隣り合う間隔形成突起４ｂとの間に間隔を開けて複数の間隔形成突起４ｂが形成されており、この筒下端の直下位置にある袋状濾材１の一部が負圧によりこの第一短寸筒状体４ａの筒下端に張り付いて袋状濾材１の全体が濾過に寄与しなくなる事態の防止が図られている。

袋状濾材１にはまた、前記燃料流路Ｐとの連通箇所と別の箇所に、袋内外の連通部２が形成されている。かかる連通部２は、温度変化により流動性の低下した燃料により袋状濾材１に目詰まりが生じたときに限って、この流動性の低下した燃料を袋状濾材１内に流入させるように構成されている。また、この連通部２は、袋状濾材１よりも粗く構成された外側濾材５によって外側から覆われている。

図示の例では、外側濾材５は袋状濾材１を袋内部に納める袋状をなすように構成されており、これにより前記連通部２を外側濾材５によって覆っている。すなわち、図示の例では、燃料は外側濾材５を通過した後、袋状濾材１を通過するようになっており、外側濾材５がプレフィルタとしての役割を果たすようになっている。また、かかる外側濾材５は、ゲル状化した軽油によって目詰まりを生じさせない粗さを持つように構成されている。すなわち、外側濾材５における微細な燃料の通過孔の孔径または平均孔径は、袋状濾材１の同通過孔の孔径または平均孔径よりも大きく、かつ、ゲル状化した軽油によって目詰まりを生じさせない大きさにしてある。かかる外側濾材５と袋状濾材１を共にメッシュ材とした場合、外側濾材５の通過孔の孔径は１７０〜５００μｍの範囲とするのが好ましく、袋状濾材１の通過孔の孔径は２０〜１５０μｍの範囲とするのが好ましい。かかる袋状濾材１および外側濾材５は押し出しメッシュ材、織物メッシュ材、不織布などにより構成させることができる。

また、図示の例では、前記連通部２は、袋状濾材１を構成するシート状濾材１ｂの上面であって、前記第一貫通孔１ｇよりも前記折り辺１ｃから離れた箇所に形成された第二貫通孔１ｈを利用して構成されている。図示の例では、かかる連通部２は、前記第二短寸筒状体４ｃと、連通部形成パーツ６と、弁体７と、この弁体７の付勢手段８とからなる弁装置Ｖによって通常は閉鎖されている。

より具体的には、図示の例では、内蔵パーツ４の第二短寸筒状体４ｃの筒上端が前記第二貫通孔１ｈの直下位置に位置されるようになっている。この第二短寸筒状体４ｃは筒上端を開放させると共に、筒下端には中央に通液孔４ｅを備えた底板４ｄが形成されている。また、連通部形成パーツ６は、前記連通部２となる円形の弁口６ａを備えると共に、その下部にこの弁口６ａとの間に間隔を開けてこの弁口６ａを巡る周回状突部６ｂを有している。この周回状突部６ｂの外径は第二短寸筒状体４ｃの内径よりもやや大きくなるように構成されている。そして、図示の例では、袋状濾材１に納められている内蔵パーツ４の第二短寸筒状体４ｃに第二貫通孔１ｈを通じて連通部形成パーツ６の周回状突部６ｂを、この連通部形成パーツ６の下部と第二短寸筒状体４ｃの底板４ｄとの間に、前記弁体７とこの弁体７を上方に向けて常時付勢する付勢手段８とを納めてはめ込むことで、この弁体７によって前記弁口６ａ、つまり連通部２を通常は閉鎖させるようにしている。図示の例では、弁体７は筒上端を閉塞させると共に、筒両端間の寸法を連通部形成パーツ６の下部と第二短寸筒状体４ｃの底板４ｄとの間の寸法よりも小さくし、かつ、外径を周回状突部６ｂの内径よりもやや小さくした短寸筒状をなすように構成されている。また、付勢手段８はバネ上端をこの弁体７の筒上端の内面に当接させバネ下端を第二短寸筒状体４ｃの底板４ｄに当接させた圧縮コイルバネ８ａにより構成させている。

通常は燃料は外側濾材５をプレフィルタＦとし、袋状濾材１をメインフィルタＦとして、袋状濾材１の内部空間１ａを通じて燃料流路Ｐへ送られる。温度変化により燃料の流動性が低下した場合、かかる燃料は粗く構成された外側濾材５の通過時にこれに切り刻まれるようになって外側濾材５の内側に入り込むが、このように入り込んだ燃料により袋状濾材１に目詰まりが生じると袋状濾材１内は燃料の吸い込みにより負圧であるところこの袋状濾材１内外の圧力差が著しく大きくなる。前記のように構成させた燃料用フィルタＦにあっては、このようになったときに弁装置Ｖによる連通部２の閉鎖を解いて、（つまり開弁させて、）外側濾材５により細かく切り刻まれるようにされて外側濾材５の内側に取り込まれた燃料を連通部２を通じて燃料流路Ｐに送ることができる。弁装置Ｖは、袋状濾材１に備えられていることから、弁装置Ｖは比較的大きい塵芥や塵埃に晒されることがなく、その動作は常時安定的に確保される。

図示の例では、前記目詰まりによる圧力差が、弁体７を付勢する付勢手段８としての圧縮コイルバネ８ａの付勢力に勝ったときに、弁体７が下方に移動して連通部２としての弁口６ａが開放されるようになっている。

次いで、図７〜図１０に基づいて、この発明を実施するための形態の他の一つについて説明する。この図７〜図１０に示される燃料用フィルタＦは、図１〜図６に示される燃料用フィルタＦの外側濾材５に代えて、この外側濾材５と同様に機能するカバー体９を備える点で図１〜図６に示される燃料用フィルタＦと異なっている。また、内蔵パーツ４と接続コネクタ３とを一体化させている点で図１〜図６に示される燃料用フィルタＦと異なっている。その余の点ではこの図７〜図１０に示される燃料用フィルタＦは、図１〜図６に示される燃料用フィルタと実質的に同一である。（この実質的に同一の構成部分については、図７〜図１０に図１〜図６で用いた符号と同じ符号を付す。）

かかるカバー体９は、袋状濾材１の外側から連通部２に組み合わされるようになっている。図示の例では、かかるカバー体９は、連通部形成パーツ６の外郭形状に倣った枠部９ａを備える。連通部形成パーツ６の外郭形状は平面視で円形状をなし、従ってこの枠部９ａもこれに倣った円形状をなすように構成されている。かかる枠部９ａの枠内空間９ｂは、円形状をなすこの枠部９ａの円の中心９ｅで直角に交わる二つの桟体９ｄａ、９ｄａと、この二つの桟体９ｄａ、９ｄａの一方に平行に枠部９ａの対向箇所間に架設される複数の桟体９ｄ、９ｄ…と、前記二つの桟体９ｄａ、９ｄａの他方に平行に枠部９ａの対向箇所間に架設される複数の桟体９ｄ、９ｄ…とにより構成される格子状体９ｃにより覆われている。そして、この例では、カバー体９の枠部９ａの内側に連通部形成パーツ６をはめ入れてカバー体９と連通部２とを組み合わせるようになっている。そして、このように組み合わされるカバー体９の格子状体９ｃによって袋状濾材１の外側から連通部２が覆われるようになっている。すなわち、図示の例では、かかるカバー体９の格子状体９ｃが図１〜図６に示される例における外側濾材５として機能するようになっている。このようなカバー体９によれば、連通部２の備えられた袋状濾材１に必要最小の範囲で、外側濾材５と同様の機能を持つ部分を適切に備えさせることができる。

また、図示の例では、かかるカバー体９は、接続コネクタ３に外嵌めされる短寸筒状体１０に連接されている。かかる短寸筒状体１０は、筒下端１０ｂから筒上端１０ａに向かうに連れて次第に内径を小さくするように構成されている。また、カバー体９とこの短寸筒状体１０とは、カバー体９の枠部９ａの一辺と短寸筒状体１０の筒下端１０ｂとを連接片１１で連接させることで一体化されている。一方、この例では、接続コネクタ３の上下端間に周回凸部３ｂが形成されており、短寸筒状体１０の筒上端１０ａの内径がこの周回凸部３ｂ位置での接続コネクタ３の外径よりもやや小さくなるようにしてある。これによりこの例では、短寸筒状体１０の内側に接続コネクタ３をその上端側から入れ込ませる過程で、周回凸部３ｂにより短寸筒状体１０の筒上端１０ａの内径を一旦撓み広げさせてこの周回凸部３ｂの下方へ筒上端１０ａを入り込ませた後のこの筒上端１０ａの撓み戻しにより、接続コネクタ３にワンタッチで短寸筒状体１０を固定させ、このように固定される短寸筒状体１０を介して連通部２上にカバー体９を安定的に位置づけできるようになっている。また、袋状濾材１の第一貫通孔１ｇの孔縁をこのように取り付けられる短寸筒状体１０と接続コネクタ３と一体化された内蔵パーツ４との間で内外から挟み付けるようになっている。図示の例では、短寸筒状体１０にはその筒上端１０ａにおいて開放して筒下端１０ｂ側に向かう割溝１０ｃが形成されており、前記撓み変形がスムースになされるようになっている。典型的には、かかるカバー体９及び短寸筒状体１０は、合成樹脂材料よりなる成型品として構成される。

Ｐ 燃料流路
Ｖ 弁装置
１ 袋状濾材
１ａ 内部空間
２ 連通部
５ 外側濾材

Claims (4)

1. 内部空間を燃料流路に連通させて用いられる袋状濾材に、弁装置によって通常は閉鎖された袋内外の連通部を備えさせると共に、この袋状濾材の外側からこの連通部をこの袋状濾材よりも粗く構成された外側濾材によって覆わせてなることを特徴とする燃料用フィルタ。
2. 外側濾材が、袋状濾材を内側に納めた袋状をなすように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料用フィルタ。
3. 袋状濾材の外側から連通部に組み合わされるカバー体が外側濾材として機能するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の燃料用フィルタ。
4. 弁装置が、温度変化により流動性の低下した燃料により袋状濾材に目詰まりが生じたときに、開弁して連通部の閉鎖を解く構成となっていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の燃料用フィルタ。

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