JP2017039065A - 燃料フィルタおよびエレメント - Google Patents
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Abstract
【課題】改良された燃料フィルタおよびエレメントを提供する。
【解決手段】エレメント13は、交換可能である。エレメント13は、同軸上に配置された多重の濾材30を備える。濾材30は、第1濾材31、第2濾材32、および第3濾材33を有する。エレメント13は、濾材30を規定の形状に維持するためのフレーム40を有する。フレーム40は、第1濾材31および第2濾材32によって提供される外層の内側に配置された第1フレーム41を有する。フレーム40は、第1フレーム41の径方向内側に配置された第2フレーム42を有する。第2フレーム42は、第1フレーム41を径方向内側から支える。フレーム40は、第3濾材33の径方向内側に配置された第3フレーム43を有する。濾材30とフレーム40とは、接着層51、52、53によって接着されている。
【選択図】図2
【解決手段】エレメント13は、交換可能である。エレメント13は、同軸上に配置された多重の濾材30を備える。濾材30は、第1濾材31、第2濾材32、および第3濾材33を有する。エレメント13は、濾材30を規定の形状に維持するためのフレーム40を有する。フレーム40は、第1濾材31および第2濾材32によって提供される外層の内側に配置された第1フレーム41を有する。フレーム40は、第1フレーム41の径方向内側に配置された第2フレーム42を有する。第2フレーム42は、第1フレーム41を径方向内側から支える。フレーム40は、第3濾材33の径方向内側に配置された第3フレーム43を有する。濾材30とフレーム40とは、接着層51、52、53によって接着されている。
【選択図】図2
Description
この明細書における開示は、燃料フィルタおよびエレメントに関する。
特許文献1は、複数の筒状のエレメントを同軸上に配置したフィルタ装置を開示する。径方向内側に配置されるエレメントは、内部のフレームを備えない。2つのエレメントは、独立した筒状体を形成しており、組み付け時に同軸上に配置される。
特許文献2は、複数の筒状のエレメントを同軸上に配置したフィルタ装置を開示する。このフィルタ装置は、エレメントを支持するための内部のフレームを開示している。内部のフレームは、筒状の薄い板である。
特許文献1および特許文献2の構成では、プリーツ状に曲げられたフィルタの内側峰部の広い範囲が補強部材によって覆われる。これでは、濾材の濾過面積が減少する。
別の観点では、補強部材の厚さ、または補強部材を固定するための構造が、通路面積を狭くする場合がある。よって、補強部材に起因する通路面積の減少を抑制することが求められている。
さらに別の観点では、同軸上に配置される複数の部品は、困難な組み立て作業を要求する場合がある。よって、組立作業が容易な構造が求められている。
さらに別の観点では、積層的に配置される複数の濾材は、互いを圧縮し、濾材の機能を低下させる場合がある。
上述の観点において、または言及されていない他の観点において、燃料フィルタおよびエレメントにはさらなる改良が求められている。
ひとつの開示のひとつの目的は、プリーツ状の濾材の濾過面積の減少を抑制しながら、高い圧力差に耐える燃料フィルタおよびエレメントを提供することである。
ひとつの開示の他のひとつの目的は、濾材を径方向内側から支えるフレームに起因する通路面積の減少が抑制された燃料フィルタおよびエレメントを提供することである。
ひとつの開示のさらに他のひとつの目的は、複数の部品をひとつの部品として扱うことが可能な燃料フィルタおよびエレメントを提供することである。
ひとつの開示のさらに他のひとつの目的は、濾材の圧縮が抑制された燃料フィルタおよびエレメントを提供することである。
この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。
ひとつの態様により、エレメントが提供される。エレメントは、内面に軸方向に延びる複数の峰を形成するようにプリーツ状に折り曲げられており、環状に配置され、径方向に沿って外側から内側へ流れる燃料を濾過する筒状の濾材(31、33)と、濾材の径方向内側に配置され、燃料を通過させる複数の開口部(41a、43a)を区画形成するとともに、濾材を径方向内側から支えるフレーム(41、43)とを備える。フレームは、軸方向の中間部に設けられており、峰と交差して延びる複数の環状の中間梁であって、濾材を径方向内側から支える環状突部(41i、43g)を提供する複数の中間梁(41h、43e、43f)と、軸方向に沿って延在し、環状突部より径方向内側に配置されており(D41S<D41M、D43S<D43M)、複数の中間梁を連結する複数の柱(41j、43i)とを備える。
環状の濾材は、峰と交差して延びる環状突部によって、径方向内側から支えられる。環状突部は、峰の一部だけに接触するか、または対向して配置されるから、中間梁が濾材を覆う面積は小さく抑えられる。この結果、フレームは、プリーツ状の濾材の濾過面積の減少を抑制しながら、高い圧力差に耐えるように濾材を支える。
ひとつの態様により、エレメントが提供される。エレメントは、径方向に沿って外側から内側へ流れる燃料を濾過する筒状の濾材(33)、濾材の径方向内側に配置され、燃料を通過させる複数の開口部(43a)を区画形成するとともに、濾材を径方向内側から支えるフレーム(43)、濾材およびフレームの端部に配置され、燃料の出口通路の開口部(49a)を区画形成する端板(45)、および濾材およびフレームと端板とを接合する接着層(51)を備える。フレームは、接着層に差し込まれることにより端板と接合される複数の棒状の脚部(43j、43k)を備える。
フレームと端板とは、複数の棒状の脚部が接着層に差し込まれることによって接合される。棒状の脚部は、接着層を過度に押しのけることなく接着層の中に差し込まれる。出口通路の開口部への接着層の流れ出しが抑制される。これにより、接着層に起因する出口通路の通路面積の減少が抑制される。
ひとつの態様により、エレメントが提供される。エレメントは、燃料を濾過する筒状の濾材(33)と、濾材の径方向内側に配置され、燃料を通過させる複数の開口部(43a)を区画形成するとともに、濾材を径方向内側から支えるフレーム(43)とを備える。フレームは、濾材の内面と接触することにより、濾材からのフレームの抜け落ちを阻止する連結部(43h)を備える。
フレームが、濾材の中に位置づけられると、連結部は、濾材とフレームとを予備的に連結する。連結部は、濾材の内面と接触することによって、濾材からのフレームの抜け落ちを阻止する。これにより、エレメントの製造工程において、濾材とフレームとをひとつの部品として扱うことができる。
ひとつの態様により、エレメントが提供される。エレメントは、内面に軸方向に延びる複数の峰を形成するようにプリーツ状に折り曲げられており、環状に配置され、径方向に沿って外側から内側へ流れる燃料を濾過する筒状の第1濾材(31)と、第1濾材の径方向内側に配置され、径方向に沿って所定の厚さを有する筒状の第2濾材(32)と、第2濾材の径方向内側に配置され、燃料を通過させる複数の開口部(41a)を区画形成するとともに、第1濾材および第2濾材を径方向内側から支えるフレーム(41)とを備える。フレームは、軸方向の端部に設けられており、峰と交差して延びる環状の端部梁であって、所定の端部外径(D41L)を有し、第1濾材を径方向内側から支える2つの端部梁(41b、41c)と、2つの端部梁の間に設けられており、端部外径より小さい小外径(D41S)を有し、第2濾材を径方向内側から支える小径部(41g、41j)と、2つの端部梁の間に設けられており、峰と交差して延びる環状の中間梁であって、端部外径より小さく、小外径より大きい中間外径(D41M)を有し、第1濾材および第2濾材の両方を径方向内側から支える中間梁(41h)とを備える。
第1濾材は、端部梁によって支持されている。第2濾材は、小径部によって支持されている。端部梁の端部外径と、小径部の小外径との差は、第2濾材の圧縮を抑制するために貢献する。さらに、フレームは、中間梁を有する。第1濾材とフレームとの間には、第2濾材が介在している。中間梁は、第2濾材を支持する。しかも、中間梁は、第2濾材を介して、第1濾材を支持する。濾材に燃料の圧力差が作用すると、第2濾材は、第1濾材とフレームとの間で圧縮される。中間梁は峰と交差しているから、この交差部分において、第2濾材は強く圧縮される。言い換えると、交差部分以外の部位では、第2濾材の圧縮が抑制される。これにより、第2濾材のために必要な厚さが広い面積にわたって維持される。
ひとつの態様により、燃料フィルタが提供される。燃料フィルタは、エレメントと、エレメントを収容し、内燃機関に供給される燃料をエレメントに通過させるケース(11、12)を備える。
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび/または構造的に対応する部分および/または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および/または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
(第1実施形態)
図1は、フィルタ(FLTR)10が利用される燃料供給装置1を示す。フィルタ10は、燃料を濾過するための燃料フィルタとして利用される。燃料供給装置1は、燃料タンク(FTNK)2内の液体燃料を、燃料消費装置である内燃機関(ENGN)3に供給する。典型的な例において、内燃機関3は、ディーゼル機関である。この場合、液体燃料は、ディーゼル燃料である。内燃機関3は、ガソリン機関でもよい。内燃機関3は、車両に搭載され、車両の動力源として利用される。
図1は、フィルタ(FLTR)10が利用される燃料供給装置1を示す。フィルタ10は、燃料を濾過するための燃料フィルタとして利用される。燃料供給装置1は、燃料タンク(FTNK)2内の液体燃料を、燃料消費装置である内燃機関(ENGN)3に供給する。典型的な例において、内燃機関3は、ディーゼル機関である。この場合、液体燃料は、ディーゼル燃料である。内燃機関3は、ガソリン機関でもよい。内燃機関3は、車両に搭載され、車両の動力源として利用される。
燃料供給装置1は、燃料タンク2内の液体燃料を噴射装置(INJD)5に供給するための供給ポンプ(SPPM)4を有する。図示の例では、供給ポンプ4は、燃料タンク2内に配置されている。噴射装置5は、供給ポンプ4によって供給される比較的低圧の燃料を、噴射に適した高圧に加圧する高圧ポンプを含む。さらに、噴射装置5は、高圧の燃料を、内燃機関3の燃焼室内に噴射する噴射弁を含む。
フィルタ10は、燃料タンク2と噴射装置5との間の燃料通路に配置されている。図示の例では、フィルタ10は、供給ポンプ4と噴射装置5との間に設けられている。フィルタ10は、供給ポンプ4によって加圧された正圧の燃料を濾過する。フィルタ10は、供給ポンプ4の上流側に配置されていてもよい。この場合、フィルタ10は、供給ポンプ4によって吸入される負圧の燃料を濾過する。フィルタ10は、燃料を濾過し、異物を捕捉する。フィルタ10は、燃料から水分を分離し、貯留する水分除去器としても機能する。
図2は、フィルタ10の使用状態における縦断面図を示す。図3は、図2のIII−III線における断面を示す。図2および図3を参照して、フィルタ10が説明される。図中には、燃料の流れ方向が太い矢印によって示されている。フィルタ10は、円柱状または円筒状と呼びうる外形を有する。フィルタ10は、図示されるように縦長の筒状である。フィルタ10は、重力方向に沿って延びる中心軸AXをもつ。
フィルタ10は、第1ケースとしてのアッパケース11および第2ケースとしてのロワケース12を有する。アッパケース11とロワケース12とは、エレメント13を収容するための収容室を区画形成するケースを提供する。アッパケース11とロワケース12とは、エレメント13を交換可能とするために分割可能に形成されている。アッパケース11とロワケース12とは、内燃機関に供給される燃料をエレメント13に通過させる通路を区画形成している。アッパケース11は、固定部分を提供する。アッパケース11は、車両に固定されている。アッパケース11は、キャップ状に形成されている。ロワケース12は、分離可能部分を提供する。ロワケース12は、エレメント13を交換するためにアッパケース11から分離可能に形成されている。ロワケース12は、カップ状に形成されている。
アッパケース11とロワケース12とは、連結機構14によって連結されている。図示の例では、連結機構14は、ねじ機構によって提供されている。連結機構14は、ボルトとナットとを含む締付機構、またはバヨネットロック機構によって提供されてもよい。アッパケース11とロワケース12との間には、シール機構15が設けられている。シール機構15は、アッパケース11とロワケース12との間をシールする。シール機構15は、ゴム製のOリングによって提供されている。
エレメント13は、アッパケース11とロワケース12との間に配置されている。エレメント13は、収容室をダーティサイドとクリーンサイドとに区画するように配置されている。エレメント13は、ダーティサイドの燃料を濾過し、クリーンサイドに供給する。エレメント13は、シール機構16、17を有する。シール機構16は、エレメント13とアッパケース11との間に設けられている。シール機構16は、ゴム製のOリングによって提供されている。シール機構17は、エレメント13とロワケース12との間に設けられている。シール機構17は、ゴム製のリップシールによって提供されている。
アッパケース11は、キャップ21を有する。キャップ21は、樹脂、または金属製である。キャップ21は、例えばアルミダイカスト製品である。キャップ21は、筒状の側壁と、ドーム状の上壁とを有する。側壁には、連結機構14とシール機構15とが設けられている。上壁は、側壁の上端を閉塞する。
キャップ21は、燃料を導入するためのインレット22を有する。インレット22は、図示されない入口ジョイントに連通している。キャップ21は、ダーティサイドの一部を提供するインレットギャラリ23を区画形成する。インレットギャラリ23は、燃料を加熱する電気ヒータと、燃料温度を感知することにより燃料温度が所定の低温状態であるときに電気ヒータに通電する感温スイッチとを収容するための収容室として利用されてもよい。キャップ21の中央には、筒状の接続管24が設けられている。接続管24は、キャップ21の上壁から垂下されている。接続管24は、エレメント13と接続するための接続部を提供する。キャップ21は、出口管25を有する。出口管25は、接続管24と連通している。出口管25は、燃料供給装置1の配管と接続される。
ロワケース12は、カップ26を有する。カップ26は、樹脂、または金属製である。カップ26は、例えばアルミダイカスト製の開口端部分と、金属板製のカップ部分とを有する。開口端部分は、連結機構14を提供する。カップ26は、エレメント13を収容するための収容室27と、水などの異物を溜めるための貯留室28とを提供する。貯留室28は、収容室27の下に、すなわちエレメント13より下に設けられている。収容室27は、貯留された水の水位を検出するための水位センサを収容するための室として利用されてもよい。また、カップ26は、水を排出するための排水バルブを設置するための部材として利用されてもよい。
エレメント13は、円柱状または円筒状と呼びうる外形を有する。エレメント13は、濾材30と、フレーム40とを有する。濾材30は、径方向に沿って外側から内側へ流れる燃料を濾過する筒状の部材である。フレーム40は、濾材30を所定の形状に維持するための部材である。フレーム40は、樹脂製である。樹脂製のフレーム40は、エレメント13の廃棄、またはリサイクルのために貢献する。濾材30は、燃料を濾過する濾材である。
濾材30は、燃料の流れ方向に沿って多層に配置された複数の濾材を有する。濾材30は、燃料から異物を除去することを主目的とする濾材と、水分の凝集、分離を促進することを主目的とする濾材とを含む。水分のための濾材は、水分の凝集を主目的とする凝集用濾材と、水分の流出を阻止する撥水性濾材とを含むことができる。複数の濾材のそれぞれは、円筒状に形成されている。複数の濾材は、同軸上に配置されている。複数の濾材は、それらの少なくとも一部が径方向において互いに重複するように配置されている。この実施形態では、濾材30は、三層をなすように配置された3つの濾材31、32、33を含む。
第1濾材31は、燃料から固体の異物を除去することを主目的とする濾材である。第1濾材31は、固体除去層とも呼ばれる。第1濾材31は、最も外側に配置されている。第1濾材31は、燃料が最初に通過する濾材である。第1濾材31は、プリーツ状に曲げられた濾紙を円筒状に配置することによって形成されている。
第2濾材32は、水分の凝集を促進することを主目的とする濾材である。第2濾材32は、水分を捕捉し、水分を水滴に成長させる。第2濾材32は、親水性の繊維によって形成されている。第2濾材32は、凝集層とも呼ばれる。第2濾材32は、第1濾材31の径方向内側に配置されている。第2濾材32は、燃料が二番目に通過する濾材である。第2濾材32は、所定の厚さをもつ不織布を円筒状に配置することによって形成されている。
第3濾材33は、燃料から水分を分離することを主目的とする濾材である。第3濾材33は、水分がエレメント13を通過することを阻止する流出防止部材でもある。第3濾材33は、撥水性の繊維によって形成されている。第3濾材33は、撥水層とも呼ばれる。第3濾材33は、第2濾材32の径方向内側に配置されている。第3濾材33は、燃料が三番目に通過する濾材である。第3濾材33は、プリーツ状に曲げられた濾紙を円筒状に配置することによって形成されている。
第1濾材31と第2濾材32とは、エレメント13における筒状の外層濾材を形成している。外層濾材の径方向外側には、燃料が導入されるダーティサイドとしての外室35が形成されている。外室35は、カップ26と第1濾材31との間に区画形成されている。第3濾材33は、外層濾材の径方向内側に配置される筒状の内層濾材を形成している。
外層濾材と内層濾材との間には、水分を沈降させるための分離室36が区画形成されている。分離室36は、燃料と水分との重力による分離を可能とするために、径方向、すなわち燃料の流れ方向に沿って比較的大きい厚さをもつ。分離室36は、フレーム40によって区画形成されている。分離室36は、ダーティサイドとクリーンサイドとの間の中間室とも呼ばれる。分離室36は、貯留室28の上部に位置している。分離室36は、貯留室28の上に、円筒状に延びている。
第3濾材33の径方向内側には、クリーンサイドとしての内室37が区画形成されている。内室37は、接続管24および出口管25に連通している。
フレーム40は、複数の筒状のフレーム41、42、43と、複数の平板状のフレーム45、46、47とを有する。筒状のフレーム41、42、43は、濾材30の径方向に関する形状を維持するために貢献する。筒状のフレーム41、42、43は、網状の部材である。平板状のフレーム45、46、47は、エレメント13の端部において流路を区画する端板を提供する。複数のフレーム41、42、43、45、46、47は、接着層51、52、53によって接合されている。
第1フレーム41は、筒状である。第1フレーム41は、多角形の筒状、または円筒状と呼びうる形状である。第1フレーム41は、フレーム40の最も径方向外側に配置されている。第1フレーム41は、外層濾材の径方向内側に配置されている。第1フレーム41は、外層濾材の内面、すなわち第1濾材31の内面、および第2濾材32の内面と接触することにより外層濾材を径方向内側から支える。第1フレーム41は、その径方向外側の面によって第1濾材31と第2濾材32とを支持する。
第2フレーム42は筒状である。第2フレーム42は、第1フレーム41の径方向内側に配置されている。第1フレーム41と第2フレーム42とは、外フレームを提供する。第2フレーム42は、第1フレーム41を補強する補強部材として機能する。第2フレーム42は、分離室36を区画形成するための部材として機能する。第1フレーム41および第2フレーム42は外層濾材31、32と内層濾材33との間に設けられている。
第3フレーム43は筒状である。第3フレーム43は、第2フレーム42の径方向内側に配置されている。第3フレーム43は、内フレームを提供する。第3フレーム43は、その径方向外側の面によって第3濾材33を支持する。第3フレーム43は、第3濾材33の内面と接触することにより、第3濾材33を径方向内側から支える。
第1端板45は、円盤状である。第1端板45は、エレメント13の上端に設けられている。第1端板45は、エレメント13の上端の外径を規定する。第1端板45は、接続部49を有する。接続部49は、接続管24内に挿入されている。第1端板45は、接続部49が区画形成する出口通路のための開口部49aを区画形成している。開口部49aは、第1端板45の下端面、すなわち濾材30側の端面に円形に開口している。第1端板45は、接着層51を有する。接着層51は、開口部49aと第1端板45の外縁との間に設けられている。
接着層51は、第1濾材31の上端と第1端板45とを接合する。この結果、第1濾材31の上端は、第1端板45と接着層51とによって閉塞される。接着層51は、第1フレーム41の上端と第1端板45とを接合する。接着層51は、第2フレーム42の上端と第1端板45とを接合する。接着層51は、第3濾材33の上端と第1端板45とを接合する。この結果、第3濾材33の上端は、第1端板45と接着層51とによって閉塞される。接着層51は、第3フレーム43の上端と第1端板45とを接合する。
第1端板45は、第1濾材31、第1フレーム41、第2フレーム42、第3濾材33、および第3フレーム43のすべてにわたって広がる広い環状面を提供する。第1端板45は、接着層51によって、第1濾材31、第1フレーム41、第2フレーム42、第3濾材33、および第3フレーム43と接合されている。すべての濾材は、第1端板45の下側に支持されている。第1端板45は、外層濾材と内層濾材とに共通の端板とも呼ばれる。第1端板45は、簡単な構成によって、多層の濾材30を配置することを可能とする。
第2端板46は、環状である。第2端板46は、エレメント13の下端に設けられている。第2端板46は、円筒状の脚部を有する。脚部はシール機構17を支持する。第2端板46は、エレメント13の下端の外径を規定する。シール機構17は、第2端板46とカップ26との間をシールする。第2端板46は、接着層52を有する。
接着層52は、第1濾材31の下端と第2端板46とを接合する。この結果、第1濾材31の下端は、第2端板46と接着層52とによって閉塞される。接着層52は、第1フレーム41の下端と第2端板46とを接合する。
第3端板47は、円盤状である。第3端板47は、エレメント13の下端に設けられている。第3端板47は、第2端板46の径方向内側に配置されている。第3端板47は、接着層53を有する。
接着層53は、第2フレーム42の下端と第3端板47とを接合する。接着層53は、第3濾材33の下端と第3端板47とを接合する。この結果、第3濾材33の下端は、第3端板47と接着層53とによって閉塞される。接着層53は、第3フレーム43の下端と第3端板47とを接合する。
第1フレーム41は、第1端板45と第2端板46とを接続し、外層濾材のための内フレームを提供する。第3フレーム43は、第1端板45と第3端板47とを接続し、内層濾材のための内フレームを提供する。第2フレーム42は、第1端板45と、第3端板47とを接続する。第2フレーム42は、内層濾材の径方向外側に位置することによって、内層濾材、すなわち第3濾材33のための外フレームを提供する。同時に、第2フレーム42は、第1フレーム41と第3濾材33との間に分離室36を区画形成する形成部材を提供する。
シール機構16、17は、アッパケース11およびロワケース12と、第1端板45および第2端板46との間をシールする。しかも、シール機構16、17は、アッパケース11およびロワケース12に対して、第1端板45および第2端板46の軸方向への移動を許容する。すなわち、エレメント13は、アッパケース11およびロワケース12の中において、それらに対してわずかに軸方向に移動可能に支持されている。移動を許容しながら、シールを提供するために、シール機構16、17を提供するOリングおよびリップシールが円筒面と接触するようにアッパケース11およびロワケース12が形成されている。
第2フレーム42は、複数のリブ48を有する。リブ48は、板状である。リブ48は、柱42fの周方向幅と同程度の厚さをもつ薄い板状である。リブ48は、径方向および軸方向に沿って広がっている。リブ48は、柱42fの径方向外側に設けられている。リブ48は柱42fの一部でもある。複数のリブ48は、樹脂によって、複数の柱42fと一体的に成形されている。リブ48は、複数の柱42fのうちの一部の柱42fに設けられている。よって、第2フレーム42は、リブ48を持たない柱42fも有している。リブ48は、第2フレーム42から径方向外側に向けて延びだしている。リブ48は、分離室36における径方向への流れと、軸方向への流れとを許容する。リブ48は、分離室36を径方向へ貫通する流れと、分離室36の全高にわたる軸方向の流れとを妨げないように形成されている。
リブ48は、第1フレーム41と第2フレーム42との間に配置されている。リブ48は、外フレームにおけるふたつのフレーム41、42の間に径方向に延びるラジアルリブとも呼ばれる。リブ48の径方向外側の端部は、第1フレーム41の内面に接触しているか、第1フレーム41の内面に近接して対向している。リブ48は、第1フレーム41の太柱41mの径方向内側に位置している。リブ48は、第2フレーム42の軸方向の両端部に設けられている。複数のリブ48は、第1フレーム41と第2フレーム42との接触を提供することによって、第1フレーム41を径方向内側から第2フレーム42によって支えさせる。
リブ48は、分離室36を区画形成するために貢献する。リブ48は、第1フレーム41を径方向内側から支える。たとえば、第1フレーム41が径方向内側へ変形しようとすると、リブ48は第1フレーム41の内面に接触し、第1フレーム41の径方向内側への変形を抑制する。
接着層51、52、53は、端板45、46、47を加熱することによって溶融させた状態で他の部材と接合した後に、再び硬化させることによって形成されている。接着層51、52、53は、ホットメルトなど熱可塑性の樹脂によって提供されてもよい。
第1フレーム41と第2フレーム42との間に複数のリブ48によって区画形成される筒状の空洞は、貯留室28の上に位置して貯留室28と上下に直接に連通している。この構成は、分離された水分の貯留室28への沈降を容易にする。
図4は第1フレーム41の縦断面を示す。図5は、図4のV矢視図である。第1フレーム41は、樹脂製である。第1フレーム41は、一体成形品である。第1フレーム41は、両端が開口した筒状の部材である。第1フレーム41は、その円筒状の壁に燃料を通過させる複数の開口部41aを区画形成する。第1フレーム41は、網状、またはカゴ状である。
第1フレーム41は、中心軸AXと直交する平面に沿って延びる複数の梁41b、41c、41dを有する。複数の梁41b、41c、41dは環状に形成されている。第1フレーム41は、上端に設けられた端部梁41bと、下端に設けられた端部梁41cとを有する。端部梁41b、41cは、短い筒状とも呼べる形状をもつ。第1フレーム41は、上下対称に形成されている。第1フレーム41は、上下を反転して利用可能である。端部梁41b、41cは、大径部分と、小径部分とを有する。
大径部分は、その径方向外側に円筒外面を有する。円筒外面は、外径D41Lを有する。外径D41Lは、端部外径とも呼ばれる。端部梁41b、41cは、その大径部分において第1濾材31の径方向内側の面と接触する。端部梁41b、41cは、第1濾材31を、その軸方向の両端において、径方向内側から支える端部支持部を提供する。
小径部分は、その径方向外側に円筒外面を有する。円筒外面は、外径D41Sを有する。外径D41Sは、外径D41Lより小さい。端部梁41b、41cは、その小径部分において第2濾材32の径方向内側の面と接触する。端部梁41b、41cは、第2濾材32を、その軸方向の両端において、径方向に関して支持する端部支持部を提供する。
第1フレーム41は、上端と下端との間に設けられた複数の中間梁41dを有する。複数の中間梁41dは、軸方向に互いに離れて設けられている。中間梁41dは、環状の部材である。
端部梁41b、41cには、環状の受け溝41eが形成されている。受け溝41eは、端部梁41b、41cの端部の内側角部に凹部として形成されている。受け溝41eは、第2フレーム42との連結に利用される。端部梁41b、41cには、複数の溝41fが形成されている。複数の溝41fは、受け溝41eより軸方向に深い溝として形成されている。複数の溝41fは、周方向に互いに離れて配置されている。複数の溝41fは、第1フレーム41と第2フレーム42との位置決めに利用される。
複数の中間梁41dは、同じ内径をもつ。複数の中間梁41dは、外径が異なる小径梁41gと大径梁41hとを有する。大径梁41hは、小径梁41gより大きい直径を有する。図示の例では、2つの小径梁41gと、3つの大径梁41hとが設けられている。大径梁41hは、第1フレーム41の軸方向の中央部に設けられている。
大径梁41hは、第1フレーム41の径方向外側の面に、環状突部41iを提供する。環状突部41iは、第1フレーム41を周方向に沿って囲むように延びている。環状突部41iは、第1フレーム41の軸方向の中央部に設けられている。環状突部41iは、外径D41Mを有する。外径D41Mは、外径D41Lよりわずかに小さく、かつ、外径D41Sよりわずかに大きい(D41S<D41M<D41L)。環状突部41iは、第2濾材32を介して、第1濾材31を径方向内側から支持する。環状突部41iは、第1濾材31を、その軸方向の中間部において、径方向に関して支持する中間支持部を提供する。
環状突部41iは、プリーツ状に曲げられた第1濾材31の内側の峰と直交するように延びている。第1濾材31が環状突部41iに強く押し付けられても、第1濾材31のうち、環状突部41iによって覆われ、閉塞される部分は、内側の峰と環状突部41iとの交差部分である。よって、第1濾材31の濾過面積の減少を抑制しながら、第1濾材31を径方向内側から支持することができる。
第1フレーム41は、軸方向に沿って延びる複数の柱41jを有する。複数の柱41jは、複数の梁41b、41c、41dを連結している。複数の柱41jは、細柱41kと、細柱41kより太い太柱41mとを含む。太柱41mは、第1フレーム41の機械的な強度を高めるための比較的太い断面形状を有する。太柱41mは、複数の溝41fに対応して位置づけられている。複数の柱41jの径方向外側の面によって規定される仮想の円は、外径D41Sを有する。
この実施形態では、第2濾材32は、端部梁41b、41cの小径部の外面、複数の中間梁41dの外面、および複数の柱41jの外面によって支持されている。これらの部分は、2つの端部梁41b、41cの間に設けられており、端部外径D41Lより小さい小外径D41Sを有する。これらの部分は、第2濾材32を径方向内側から支える小径部を提供する。第2濾材32は、それを支持する面上に接着されていてもよい。第1フレーム41における複数の外径の関係D41S<D41M<D41Lは、第2濾材32の圧縮を抑制し、第2濾材32の厚さを維持するために貢献する。
図3に戻り、複数の柱41jは、径方向に沿って外側から内側へ向けて流れる燃料に対して傾斜した面を有する。この面は、平面または曲面である。太柱41mの断面は、三角形または台形と呼びうる形状である。太柱41mは、燃料の流れに対して流体的な抵抗を抑制するための傾斜面をもって形成されている。なお、細柱41kは、角が丸い角柱である。細柱41kも流体的な抵抗を抑制する断面形状を与えられている。細柱41kの径方向内側には、リブ48が位置づけられていない。太柱41mの径方向内側には、リブ48が位置づけられている。
図2に戻り、第1濾材31は、端部梁41b、41cによって支持されている。第2濾材32は、小径部によって支持されている。端部外径D41Lと、小外径D41Sとの差は、第2濾材32の圧縮を抑制するために貢献する。第2濾材32は、小径部の径方向外側の面に接触しており、小径部の径方向外側において、第1濾材31と第2濾材32との間には隙間が形成されている。この隙間は、第2濾材32によって埋められていてもよい。
さらに、第1フレーム41は、中間梁41hを有する。第1濾材31と第1フレーム41との間には、第2濾材32が介在している。中間梁41hは、第2濾材32を支持する。しかも、中間梁41hは、第2濾材32を介して、第1濾材31を支持する。濾材31、32に燃料の圧力差が作用すると、第2濾材32は、第1濾材31と第1フレーム41との間で圧縮される。中間梁41hは峰と交差しているから、この交差部分において、第2濾材32は強く圧縮される。言い換えると、交差部分以外の部位では、第2濾材32の圧縮が抑制される。これにより、第2濾材32のために必要な厚さが広い面積にわたって維持される。
図6は第2フレーム42の縦断面を示す。図7は、図6のVII矢視図である。第2フレーム42は、樹脂製である。第2フレーム42は、一体成形品である。第2フレーム42は、両端が開口した筒状の部材である。第2フレーム42は、その円筒状の壁に燃料を通過させる複数の開口部42aを区画形成する。第2フレーム42は、網状、またはカゴ状である。
第2フレーム42は、中心軸AXと直交する平面に沿って延びる複数の梁42b、42c、42dを有する。複数の梁42b、42c、42dは環状に形成されている。第2フレーム42は、上端に設けられた端部梁42bと、下端に設けられた端部梁42cとを有する。端部梁42b、42cは、短い筒状とも呼べる形状をもつ。第2フレーム42は、上端と下端との間に設けられた複数の中間梁42dを有する。複数の中間梁42dは、軸方向に互いに離れて設けられている。中間梁42dは、環状の部材である。複数の中間梁42dは、同じ内径をもつ。複数の中間梁42dは、同じ外径をもつ。
下端の端部梁42cは、その径方向内側に第3端板47を受け入れるための受け溝42eを有する。受け溝42eは、第3端板47の軸方向位置および径方向位置を規定する。
第2フレーム42は、軸方向に沿って延びる複数の柱42fを有する。複数の柱42fは、複数の梁42b、42c、42dを連結している。複数の柱42fは、同じ太さである。
第2フレーム42は、上端の端部梁42bの径方向外側に、複数の突部42gを有する。複数の突部42gは、第1フレーム41に設けられた複数の溝41fに嵌め合わされる。複数の溝41fと、複数の突部42gとは、太柱41mの径方向内側にリブ48を位置づけるための位置決め機構を提供する。よって、第1フレーム41と第2フレーム42とは、複数のリブ48を、第1フレーム41の複数の太柱41mの径方向内側に位置づけるための位置決め機構41f、42gを備える。
第2フレーム42は、リブ48を有する。第2フレーム42は、上部に設けられた上リブ48aと、下部に設けられた下リブ48bとを有する。上リブ48aは、端部梁42bの径方向外側および柱42fの径方向外側にわたって延びている。上リブ48aは、第1フレーム41の内面に接触することによって、径方向に関して第1フレーム41と第2フレーム42とを位置決めする。下リブ48bは、柱42fの径方向外側に設けられている。下リブ48bは、第1フレーム41の内面に接触することによって、径方向に関して第1フレーム41と第2フレーム42とを位置決めする。上リブ48aと下リブ48bとは、軸方向に互いに離れて配置されている。これにより第1フレーム41と第2フレーム42とは径方向に関して規定の位置関係に安定的に位置づけられる。
図8は第3フレーム43の縦断面を示す。第3フレーム43は、樹脂製である。第3フレーム43は、一体成形品である。第3フレーム43は、両端が開口した筒状の部材である。第3フレーム43は、その円筒状の壁に燃料を通過させる複数の開口部43aを区画形成する。第3フレーム43は、網状、またはカゴ状である。
第3フレーム43は、上部に設けられた端部梁43bと、下部に設けられた端部梁43cとを有する。端部梁43b、43cは、環状の部材である。第3フレーム43は、上下対称に形成されている。第3フレーム43は、上下を反転して利用可能である。端部梁43b、43cは、径方向外側に円筒外面を有する。円筒外面は、外径D43Mを有する。端部梁43b、43cは、円筒外面において第3濾材33の径方向内側の面と接触する。端部梁43b、43cは、第3濾材33を、その軸方向の両端において、径方向に関して支持する端部支持部を提供する。
第3フレーム43は、上端と下端との間に設けられた複数の中間梁43dを有する。複数の中間梁43dは、軸方向に互いに離れて設けられている。中間梁43dは、環状の部材である。
端部梁43b、43cおよび複数の中間梁43dは、同じ内径D43Nをもつ。端部梁43b、43cは、外径D43Mを有する。複数の中間梁43dは、外径が異なる小径梁43eと大径梁43fとを有する。小径梁43eは外径D43Mを有する。大径梁43fは、小径梁43eより大きい直径を有する。大径梁43fは、外径D43Lを有する。外径D43Lは、外径D43Mよりわずかに大きい。図示の例では、2つの小径梁43eと、1つの大径梁43fとが設けられている。大径梁43fは、第3フレーム43の軸方向の中央部に設けられている。
図9は、小径梁43eの径方向外側端の断面を示す。小径梁43eは、環状突部43gを提供する。環状突部43gの頂面は、外径D43Mを規定する。環状突部43gは、第3濾材33の内周面における複数の峰と接触することによって第3濾材33を径方向内側から支える。
図10は、大径梁43fの径方向外側端の断面を示す。大径梁43fは、環状突部43gを提供する。環状突部43gは、第3濾材33の内周面における複数の峰と接触することによって第3濾材33を径方向内側から支える。さらに、大径梁43fは、環状突部43gからさらに径方向外側に向けて延び出す環状小突部43hを有する。環状小突部43hは、環状突部43gの頂面、すなわち外周面に、環状に延びる細い突条によって形成されている。環状小突部43hの頂面は、外径D43Lを規定する。環状小突部43hは、第3フレーム43を周方向に沿って囲むように延びている。環状小突部43hは、第3フレーム43の軸方向の中央部に設けられている。複数の中間梁43dは、環状小突起43hを備える大径梁43fと、環状小突起43hを備えない小径梁43eとを含む。
環状小突部43hは、第3濾材33の内周面における複数の峰と強く接触する。環状小突部43hは、第3フレーム43が第3濾材33の中に挿入されるとき、第3濾材33の内面の峰を弾性変形させる。環状小突部43hは、第3濾材33の内面の峰を部分的に塑性変形させることもある。環状小突部43hは、第3濾材33と第3フレーム43との緩い連結を実現する。環状小突部43hは、第3フレーム43の軸方向の中間部において、第3濾材33と第3フレーム43とを連結する連結部を提供する。この連結部は、第3濾材33の中からの第3フレーム43の抜け落ちを阻止する程度の嵌め合いを提供する。これにより、第3濾材33と第3フレーム43とをひとつの部品として取り扱うことが可能となる。
端部梁43b、43cおよび複数の中間梁43dは、プリーツ状に曲げられた第3濾材33の内側の峰と直交するように延びている。この実施形態では、第3濾材33は、端部梁43b、43cの外面、および複数の中間梁43dの外面によって支持されている。よって、端部梁43b、43cおよび複数の中間梁43dは、第3濾材33の濾過面積の減少を抑制しながら、第3濾材33を径方向内側から支持することができる。
第3フレーム43は、軸方向に沿って延びる複数の柱43iを有する。複数の柱43iは、複数の梁43b、43c、43dを連結している。複数の柱43iの径方向外側の面によって規定される仮想の円は、外径D43Sを有する。外径D43S、D43M、D43Lは、D43S<D43M<D43Lの関係を提供する。
第3フレーム43は、端部から軸方向に延び出す複数の脚部43j、43kを有する。脚部43j、43kは、端部において終端する棒状の突起である。脚部43j、43kは、端部梁43b、43cからさらに軸方向に延び出している。脚部43j、43kは、複数の柱43iの延長上に延びている。ただし、複数の脚部43j、43kは、複数の柱43iより、わずかに径方向外側に配置されている。複数の脚部43j、43kの径方向外側の面によって規定される仮想の円は、外径D43Lを有する。複数の脚部43j、43kの径方向内側の面によって規定される仮想の円は、内径D43Wを有する。内径D43Wは、内径D43Nより大きい(D43N<D43W)。
図2に戻り、上端の複数の脚部43jは、接着層51によって第1端板45と接合される。複数の脚部43jは、接着層51に深く差し込まれる。複数の脚部43jは、広い接着面と、多様な形状の接着面とを提供する。これにより、第3フレーム43と第1端板45とが強固に接合される。下端の複数の脚部43kは、接着層53によって第3端板47と接合される。複数の脚部43kは、接着層53に深く差し込まれる。複数の脚部43kは、広い接着面と、多様な形状の接着面とを提供する。これにより、第3フレーム43と第3端板47とが強固に接合される。
複数の脚部43j、43kは、棒状である。よって、複数の脚部43j、43kは、接着層を過度に押しのけることなく接着層の中に差し込まれる。これにより、開口部49aへの接着層51の流れ出しが抑制される。
複数の脚部43jが規定する内径D43Wは、出口通路の開口部49aの内径より大きい。脚部43jは、第1端板45の下面において、開口部49aよりも径方向外側に所定幅だけ離れて位置づけられる。製造方法においては、溶融状態にある接着層51に、複数の脚部43jが差し込まれる。このとき、複数の脚部43jによって接着層51の一部が径方向内側に向けて流動することがある。脚部43jは、開口部49aよりも径方向外側に位置づけられるから、流動した接着層51が開口部49aに向けて流れ込むことが抑制される。
この実施形態によると、接着層51の流動を抑制しながら、第3フレーム43と第1端板45とが接合される。このため、接着層51に起因する出口通路の開口部49aの面積の減少が抑制される。また、接着層51が硬化した後は、接着層51の破片が、出口通路へ流れ出ることが回避される。
図11は、第2フレーム42と第3端板47との接合前の形状を示す。図12は、第2フレーム42と第3端板47との接合後の形状を示す。図11と図12とを参照することにより、第2フレーム42と第3端板47とを接合する工程を含むエレメント13の製造方法が説明される。
第2フレーム42は、下端の端部梁42cの内側角部に、環状の受け溝42eを有する。受け溝42eは、第2フレーム42の端部から端部梁42cの内側へ第3端板47を受け入れるための凹部を提供する。端部梁42cは、受け溝42eの入口に、比較的小さい内径をもつ小径部42jを有する。小径部42jは、第3端板47を受け入れ可能な内径を有する。小径部42jは、第3端板47の径方向における位置決めに貢献する。端部梁42cは、小径部42jより奥に、言い換えると上に、小径部42jより大きい内径をもつ大径部42kを有する。大径部42kは、受け溝42eの底部と、小径部42jとの間に形成されている。大径部42kは、小径部42jから上に向けて径方向外側へ広がるように傾斜する斜面と、円筒内面とによって区画形成されている。
端部梁42cは、大径部42kより受け溝42eの奥に、複数の溝42mを有する。複数の溝42mは、受け溝42eの底部からさらに軸方向に延びている。複数の溝42mは、周方向に互いに離れて形成されている。複数の溝42mは、受け溝42eよりさらに上に延びるように形成されている。
図11に図示されるように、第3濾材33は、第2フレーム42の中に位置づけられる。第3端板47は、溶融状態の接着層53を担持している。製造方法において、第3端板47は、第2フレーム42の下部開口から、受け溝42e内に押し込まれる。端部梁の中には端板が受け入れられる。端板の径方向の位置は、小径部によって規定される。接着層の一部は、端板の径方向外側へ、さらには端部梁の内側から外側へ向けて漏れ出そうとすることがある。
図12に図示されるように、接着層53は第3濾材33の端面と接触する。接着層53は、第3濾材33の端面を閉塞する。接着層53は、第3濾材33と第3端板47とを接合する。接着層53の一部は溝42mの中に押し込まれる。複数の溝42mに接着層53が入り込んでいる。これにより、第3端板47の回転が阻止される。
接着層53の一部は、径方向外側へ流れ出て不規則な形状をもつ不定形接着層53aになる。小径部42jと第3端板47とが、不定形接着層53aの流出を阻止する。この結果、不定形接着層53aは、大径部42kの中に溜まる。やがて、接着層53が再び硬化する。これにより、接合工程が完了する。
この実施形態では、小径部42jが下に向けて開口する開口端を規定する。このため、第2フレーム42と第3端板47との境界は、端面の径方向内側に位置づけられる。このような配置は、第2フレーム42の外周面への不定形接着層53aの露出を抑制する。さらに、大径部42kが流れ出ようとする不定形接着層53aを溜める。よって、大径部42kも、第2フレーム42の外周面への不定形接着層53aの露出を抑制する。接着層の一部53aは、第3端板47の外周面と大径部42kとの間に入り込んでいる。しかし、接着層の一部53aは、端部梁42cおよび第3端板47の外面には露出していない。この結果、第2フレーム42の外周面には、滑らかな表面が形成される。第2フレーム42の端面にも滑らかな表面が形成される。
ケース11、12の中において、端部梁42cの下に、貯留室28が位置づけられる。滑らかな表面は、水滴WDの流れを促進する。また、滑らかな表面は、第2フレーム42の下端からの水滴WDの分離を促進する。これにより、水滴WDが第2フレーム42の下端に溜まることが抑制される。第2フレーム42の表面を水滴WDが流れ下る場合、水滴WDは、接着層の一部53aによって形成された不定形な部分に阻害されることなく流れ下ることができる。水滴WDは、貯留室28に向けて滑らかに流れ落ちる。
図13は、エレメント13とキャップ21との予備的な組立状態の一例を示す。エレメント13は、アッパケース11とロワケース12との間に収容される際に、キャップ21の開口端21aに接触する場合がある。たとえば、エレメント13をカップ26内に配置して、カップ26をキャップ21に連結する場合、やや浮き出た位置に仮保持されたエレメント13はキャップ21の開口端21aに接触し、押さえられる。
第1端板45は、開口端21aに部分的に接触することにより、開口端21aとの間に隙間を区画形成する。第1端板45は、円形の平板である円板部45aを有する。円板部45aは、開口端21aを覆い得る大きさを有する。円板部45aは、開口端21aと対向するように配置される。第1端板45は、開口端21aと接触するスペーサ45bを有する。スペーサ45bは、円板部45aからキャップ21に向けて突出している。スペーサ45bは、放射状に延びる突条によって提供されている。スペーサ45bは、開口端21aとの間に燃料の通過を許容するための通路を区画形成する。
図14に図示されるように、スペーサ45bは、第1端板45の上面に設けられている。スペーサ45bは、第1端板45の上面からさらに上に向けて突出する突部である。スペーサ45bは、第1端板45の径方向に沿って細長く延びる放射状の複数の突条によって提供されている。
スペーサ45bは、キャップ21の開口端21aと接触する。スペーサ45bは、エレメント13の径方向外側の部位において開口端21aと接触する。よって、エレメント13の傾きが抑制される。これにより、エレメント13が正規の姿勢でアッパケース11とロワケース12との間に収容される。また、スペーサ45bは、開口端21aと第1端板45とが接触していても、燃料が通過するための隙間を提供する。よって、確実に燃料通路が形成される。
この実施形態によると、燃料は、燃料タンク2から供給ポンプ4によってフィルタ10に供給される。燃料は、フィルタ10によって濾過され、噴射装置5に供給される。燃料は、噴射装置5によって加圧され、内燃機関3に供給される。
フィルタ10において、燃料はインレット22からギャラリ23内に供給される。インレット22から導入された燃料は、第1端板45の径方向外側を経由して、外室35に到達する。燃料は、外室35を下方向へ流れる。この後、燃料は、同軸上に配置された複数の濾材31、32、33を順に通過する。燃料は、まず、第1濾材31を径方向に通過する。第1濾材31は、燃料から主として固体の異物を除去する。次に、燃料は、第2濾材32を径方向に通過する。第2濾材32は、燃料の中に混入している水分を捕捉する。第2濾材32は、水分を凝集させることにより、水滴を成長させる。燃料は、第1フレーム41を通過し、分離室36に到達する。分離室36では、燃料に混入している水滴などが重力によって沈降する。沈降した水滴などは、選別される。たとえば、水分は貯留室28に沈降し、溜められる。
燃料は、第2フレーム42を通過し、第3濾材33に到達する。第3濾材33は、燃料を通過させ、水分の通過を阻害する。この結果、水分は第3濾材33の表面、または内部を流れ下り、第2フレーム42の下端から、貯留室28の中へ沈降する。この実施形態では、第2フレーム42の外周面への接着層53の漏れ出しが抑制されているから、第2フレーム42の下端から水滴がスムーズに流れ落ちる。燃料は、第3濾材33を通過する。さらに、燃料は第3フレーム43を通過し、内室37に到達する。燃料は、内室37を上へ向けて、流れる。燃料は、接続部49、接続管24、および出口管25を経由して、フィルタ10から流れ出る。
この実施形態によると、共通の第1端板45の上に、第1濾材31および第2濾材32により提供される外層と、第3濾材33により提供される内層とが配置される。この構成は、少ない部品点数で多層のエレメント13を提供することを可能とする。
この実施形態によると、第1フレーム41と第2フレーム42とによって、高い剛性をもつ外フレームが提供される。特に、リブ48は、第1フレーム41を径方向内側から支える。これにより、第1濾材31および第2濾材32において径方向に大きさ圧力差が作用しても、第1濾材31および第2濾材32が規定の形状に維持される。しかも、第2フレーム42は、第1濾材31および第2濾材32により提供される外層と、第3濾材33により提供される内層との間に分離室36を区画形成する。これにより、水分を沈降させるための分離室36が確実に区画形成される。
第3フレーム43は、第3濾材33の径方向内側から第3濾材33を支える。よって、第3濾材33において径方向に大きさ圧力差が作用しても、第3濾材33が規定の形状に維持される。
第3フレーム43は、大径梁43fによって第3濾材33と強く接触する。このため、第3濾材33の中に第3フレーム43を位置づけた仮組立状態において、第3濾材33の中から、第3フレーム43が抜け落ちることが防止される。たとえば、第3濾材33および第3フレーム43を第1端板45と第3端板47とに接合する接合工程において、第3濾材33と第3フレーム43とを一体化された部品として取り扱うことができる。よって、この構造および製造方法によると、エレメント13を容易に製造することができる。
第1端板45は、キャップ21の開口端21aと接触し、かつ、燃料通路を区画形成するためのスペーサ45bを有する。このため、エレメント13の傾きが抑制される。エレメント13は、アッパケース11とロワケース12との間の規定の位置に、収容される。しかも、エレメント13が開口端21aに接触しても、燃料の通路が確保される。
(第2実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、台形の断面をもつ太柱41mが採用されている。これに代えて、多様な形状の太柱を採用することができる。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、台形の断面をもつ太柱41mが採用されている。これに代えて、多様な形状の太柱を採用することができる。
図15に図示されるように、第1フレーム41は、三角形の断面をもつ太柱241mを採用してもよい。この形状でも、燃料に対する抵抗を抑制しながら、高い剛性をもつ第1フレーム41が提供される。
(第3実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図16に図示されるように、第1フレーム41は、径方向外側の角が丸い四角形の断面をもつ太柱341mを採用してもよい。この形状でも、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図16に図示されるように、第1フレーム41は、径方向外側の角が丸い四角形の断面をもつ太柱341mを採用してもよい。この形状でも、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。
(第4実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、第2フレーム42の上に、軸方向に離れた2つのリブ48a、48bが設けられている。これに代えて、多様な形状のリブを採用することができる。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、第2フレーム42の上に、軸方向に離れた2つのリブ48a、48bが設けられている。これに代えて、多様な形状のリブを採用することができる。
図17に図示されるように、第2フレーム42は、端部梁42cの径方向外側にも位置する下リブ448を備えていてもよい。この形状でも、第2フレーム42は、第1フレーム41を径方向内側から支えることができる。しかも、エレメント13の下端において、径方向における外層と内層との変形を抑制することができる。
(第5実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図18に図示されるように、第2フレーム42は、第2フレーム42の軸方向の全長にわたって延びるリブ548を備えていてもよい。この形状でも、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図18に図示されるように、第2フレーム42は、第2フレーム42の軸方向の全長にわたって延びるリブ548を備えていてもよい。この形状でも、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。
(第6実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図19に図示されるように、第2フレーム42は、第2フレーム42の軸方向の中央部に独立した中央リブ648を備えていてもよい。この形状でも、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図19に図示されるように、第2フレーム42は、第2フレーム42の軸方向の中央部に独立した中央リブ648を備えていてもよい。この形状でも、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。
(第7実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、第1フレーム41と第2フレーム42との間には、リブ48が架け渡されている。これに代えて、第1フレーム41と第2フレーム42との間の連結は多様な構成を採用することができる。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、第1フレーム41と第2フレーム42との間には、リブ48が架け渡されている。これに代えて、第1フレーム41と第2フレーム42との間の連結は多様な構成を採用することができる。
図20は、第1フレーム41と第2フレーム42との分解状態を示す。図示されるように、第2フレーム42は、環状の板によって形成された端部梁742bを有する。端部梁742cは、第1端板45に面する平面を提供する。この実施形態では、端部梁742bの上平面が接着層51に接着される。第2フレーム42は、中央リブ648だけを備える。第1フレーム41は、端部梁742bを受け入れることができる受け溝41eを有する。この実施形態では、第1フレーム41と第2フレーム42との周方向の位置決めを提供する位置決め機構としての嵌め合い構造は設けられていない。
図21は、図20におけるXXI矢視図である。図示されるように、リブ648は、周方向に関して任意の方向に指向される。よって、リブ648は、開口部41aの内側に配置されることもある。リブ648は、第1フレーム41の内面に接触することによって第1フレーム41の径方向内側から支持する。
この実施形態によると、リブ648が開口部41aの内側に配置されても、リブ648が板状であるため、燃料の流れに対する抵抗は低い。この形状でも、第2フレーム42は、第1フレーム41を径方向内側から支えることができる。
(第8実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図22に図示されるように、第1フレーム41がリブ848を備えていてもよい。第2フレーム42は、リブ48を備えない構成とすることができる。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図22に図示されるように、第1フレーム41がリブ848を備えていてもよい。第2フレーム42は、リブ48を備えない構成とすることができる。
図23は、図22のXXIII矢視図である。複数のリブ848は、第1フレーム41の内面から、径方向内側に向けて延び出している。複数のリブ848は、樹脂によって、第1フレーム41の複数の柱41mに一体的に成形されている。第1フレーム41と第2フレーム42とは、複数のリブ848を、第2フレームの複数の柱42fの径方向外側に位置づけるための位置決め機構を備える。リブ848の径方向内側の先端面は、第2フレーム42の梁42b、42c、42dの外面、または柱42fの外面に接触するか、または近接して対向するように位置づけられる。この形状でも、リブ848を介して、第2フレーム42は、第1フレーム41を径方向内側から支えることができる。
(第9実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、第1端板45は放射状に配置されたスペーサ45bを有する。これに代えて、第1端板45は、多様な形状のスペーサを採用することができる。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、第1端板45は放射状に配置されたスペーサ45bを有する。これに代えて、第1端板45は、多様な形状のスペーサを採用することができる。
図24において、第1端板45は、開口端21aと接触しうる部分だけに対応して設けられた短いスペーサ945bを有する。短いスペーサ945bは、放射状に延びる突条によって提供されている。短いスペーサ945bは、円板部45aの少なくとも外周部に設けられている。短いスペーサ945bは、エレメント13の傾きを抑制ながら、燃料通路を区画形成する。
(第10実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図25において、第1端板45は、放射状に配置された3本のスペーサA45bを有する。スペーサA45bは、放射状に延びる突条によって提供されている。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図25において、第1端板45は、放射状に配置された3本のスペーサA45bを有する。スペーサA45bは、放射状に延びる突条によって提供されている。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。
(第11実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、大径部42kは、円筒内面によって区画形成されている。これに代えて、接着層53を受け入れるために、多様な形状の大径部を採用することができる。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、大径部42kは、円筒内面によって区画形成されている。これに代えて、接着層53を受け入れるために、多様な形状の大径部を採用することができる。
図26において、端部梁42cは、対向配置された2つの円錐内面によって区画される大径部B42kを有する。この大径部B42kも、流れ出る接着層53を溜めることができる。
(第12実施形態)
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図27において、端部梁42cは、径方向外側に向けて凹状の曲面によって区画される大径部C42kを有する。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。図27において、端部梁42cは、径方向外側に向けて凹状の曲面によって区画される大径部C42kを有する。この実施形態でも、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。
(他の実施形態)
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および/または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および/または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および/または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および/または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および/または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および/または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
例えば、上記実施形態では、エレメント13を交換可能なフィルタ10が提供される。これに代えて、エレメント13とカップ26の一部または全部が分解不能に連結され、それらが交換可能なカートリッジ方式のフィルタを提供してもよい。
また、第1濾材31、第2濾材32、第3濾材33の形状は、図示される形状に限定されない。たとえば、第2濾材32はプリーツ状に折り曲げられた濾材によって提供されてもよい。また、第3濾材33は、プリーツ状に折り曲げられていないメッシュ、または不織布によって提供されてもよい。さらに、第1濾材31、第2濾材32、第3濾材33のそれぞれは、単層または多層の濾材によって提供されてもよい。
フレーム40を提供する複数の部材の一部は、一体的に形成されてもよい。例えば、第1フレーム41と第2端板46とが一体的に樹脂成形されてもよい。例えば、第1フレーム41と第2フレーム42とは、樹脂によって一体的に形成されてもよい。この構成では、円筒状の外フレームが提供される。この外フレームの外周部分は、複数の梁、複数の柱、および複数のリブによって区画形成される。この外周部分は、分離室36に対応する厚さを与えられる。燃料は、この外周部分の中を、径方向および軸方向に流れることができる。
また、複数のスペーサ45b、945b、A45bに代えて、多様な構造が採用されてもよい。例えば、波状の板を円板部45aの外周部上に沿って設けてもよい。また、円板部45aの外周部に、上面と外周面とに開口する複数の凹部を設けてもよい。これらの構成でも、円板部45aによる開口端21aの閉塞を回避しながら、エレメント13をキャップ21上に安定的に位置づけることができる。
1 燃料供給装置、2 燃料タンク、3 内燃機関、4 供給ポンプ、
5 噴射装置、10 燃料フィルタ、11 アッパケース、12 ロワケース、
13 エレメント、14 連結機構、15、16、17 シール機構、
21 キャップ、22 インレット、23 インレットギャラリ、
24 接続管、25 出口管、26 カップ、27 収容室、28 貯留室、
30 濾材、 31 第1濾材、 32 第2濾材、 33 第3濾材、
35 外室、 36 分離室、 37 内室、 40 フレーム、
41 第1フレーム、41a 開口部、41b、41c 端部梁、
41d 中間梁、41e 受け溝、41f 溝、41g 小径梁、
41h 大径梁、41i 環状突部、41j 柱、41k 細柱、
41m、 241m、341m 太柱、D41S、D41M、D41L 外径、
42 第2フレーム、42a 開口部、42b、42c、742b 端部梁、
42d 中間梁、42e 受け溝、42f 柱、42g 突部、
42j 小径部、 42k、B42k、C42k 大径部、42m 溝、
43 第3フレーム、43a 開口部、43b、43c 端部梁、
43d 中間梁、43e 小径梁、43f 大径梁、43g 環状突部、
43h 環状小突部、 43i 柱、43j、43k 脚部、
D43S、D43M、D43L 外径、 D43N、D43W 内径、
45 第1端板、46 第2端板、47 第3端板、
45a 円板部、45b、945b、A45b スペーサ、
48、48a、48b、448、548、648、848 リブ、
49 接続部、51、52、53 接着層、AX 中心軸、WD 水滴。
5 噴射装置、10 燃料フィルタ、11 アッパケース、12 ロワケース、
13 エレメント、14 連結機構、15、16、17 シール機構、
21 キャップ、22 インレット、23 インレットギャラリ、
24 接続管、25 出口管、26 カップ、27 収容室、28 貯留室、
30 濾材、 31 第1濾材、 32 第2濾材、 33 第3濾材、
35 外室、 36 分離室、 37 内室、 40 フレーム、
41 第1フレーム、41a 開口部、41b、41c 端部梁、
41d 中間梁、41e 受け溝、41f 溝、41g 小径梁、
41h 大径梁、41i 環状突部、41j 柱、41k 細柱、
41m、 241m、341m 太柱、D41S、D41M、D41L 外径、
42 第2フレーム、42a 開口部、42b、42c、742b 端部梁、
42d 中間梁、42e 受け溝、42f 柱、42g 突部、
42j 小径部、 42k、B42k、C42k 大径部、42m 溝、
43 第3フレーム、43a 開口部、43b、43c 端部梁、
43d 中間梁、43e 小径梁、43f 大径梁、43g 環状突部、
43h 環状小突部、 43i 柱、43j、43k 脚部、
D43S、D43M、D43L 外径、 D43N、D43W 内径、
45 第1端板、46 第2端板、47 第3端板、
45a 円板部、45b、945b、A45b スペーサ、
48、48a、48b、448、548、648、848 リブ、
49 接続部、51、52、53 接着層、AX 中心軸、WD 水滴。
Claims (12)
- 内面に軸方向に延びる複数の峰を形成するようにプリーツ状に折り曲げられており、環状に配置され、径方向に沿って外側から内側へ流れる燃料を濾過する筒状の濾材(31、33)と、
前記濾材の径方向内側に配置され、前記燃料を通過させる複数の開口部(41a、43a)を区画形成するとともに、前記濾材を径方向内側から支えるフレーム(41、43)とを備え、
前記フレームは、
軸方向の中間部に設けられており、前記峰と交差して延びる複数の環状の中間梁であって、前記濾材を径方向内側から支える環状突部(41i、43g)を提供する複数の中間梁(41h、43e、43f)と、
軸方向に沿って延在し、前記環状突部より径方向内側に配置されており(D41S<D41M、D43S<D43M)、複数の前記中間梁を連結する複数の柱(41j、43i)とを備えたエレメント。 - 請求項1に記載のエレメントにおいて、
前記フレームは、さらに、
軸方向の両端に設けられ、前記峰と交差して延び、前記濾材を径方向内側から支える環状の端部梁(41b、41c、43b、43c)を備える。 - 請求項2に記載のエレメントにおいて、
前記濾材は、前記端部梁と接触して配置された第1濾材(31)であり、
さらに、
前記中間梁が提供する前記環状突部と接触するように配置された筒状の第2濾材(32)を備え、
前記峰は、前記第2濾材を介して前記環状突部と対向するように配置されている。 - 請求項2に記載のエレメントにおいて、
前記濾材(33)は、前記端部梁と前記中間梁とに接触して配置されている。 - 径方向に沿って外側から内側へ流れる燃料を濾過する筒状の濾材(33)、
前記濾材の径方向内側に配置され、前記燃料を通過させる複数の開口部(43a)を区画形成するとともに、前記濾材を径方向内側から支えるフレーム(43)、
前記濾材および前記フレームの端部に配置され、燃料の出口通路の開口部(49a)を区画形成する端板(45)、および
前記濾材および前記フレームと前記端板とを接合する接着層(51)を備え、
前記フレームは、
前記接着層に差し込まれることにより前記端板と接合される複数の棒状の脚部(43j、43k)を備えたエレメント。 - 請求項5に記載のエレメントにおいて、
複数の前記脚部は、前記端板における前記開口部より径方向外側に離れて位置づけられている。 - 請求項5に記載のエレメントにおいて、
前記フレームは、さらに、
前記フレーム内における前記燃料の通路を区画形成する複数の梁(43b、43c、43d)および柱(43i)を備え、
複数の前記脚部は、前記梁および前記柱が規定する内径(D43N)よりも大きい内径(D43W)を規定するように配置されている。 - 燃料を濾過する筒状の濾材(33)と、
前記濾材の径方向内側に配置され、前記燃料を通過させる複数の開口部(43a)を区画形成するとともに、前記濾材を径方向内側から支えるフレーム(43)とを備え、
前記フレームは、前記濾材の内面と接触することにより、前記濾材からの前記フレームの抜け落ちを阻止する連結部(43h)を備えたエレメント。 - 請求項8に記載のエレメントにおいて、
前記濾材は、内面に軸方向に延びる複数の峰を形成するようにプリーツ状に折り曲げられた濾材であり、
前記フレームは、
軸方向の中間部に設けられており、前記峰と交差して延びる複数の環状の中間梁(43d)を有し、
複数の前記中間梁は、前記連結部を備える中間梁と、前記連結部を備えない中間梁とを含む。 - 内面に軸方向に延びる複数の峰を形成するようにプリーツ状に折り曲げられており、環状に配置され、径方向に沿って外側から内側へ流れる燃料を濾過する筒状の第1濾材(31)と、
前記第1濾材の径方向内側に配置され、前記径方向に沿って所定の厚さを有する筒状の第2濾材(32)と、
前記第2濾材の径方向内側に配置され、前記燃料を通過させる複数の開口部(41a)を区画形成するとともに、前記第1濾材および前記第2濾材を径方向内側から支えるフレーム(41)とを備え、
前記フレームは、
軸方向の端部に設けられており、前記峰と交差して延びる環状の端部梁であって、所定の端部外径(D41L)を有し、前記第1濾材を径方向内側から支える2つの端部梁(41b、41c)と、
2つの前記端部梁の間に設けられており、前記端部外径より小さい小外径(D41S)を有し、前記第2濾材を径方向内側から支える小径部(41g、41j)と、
2つの前記端部梁の間に設けられており、前記峰と交差して延びる環状の中間梁であって、前記端部外径より小さく、前記小外径より大きい中間外径(D41M)を有し、前記第1濾材および前記第2濾材の両方を径方向内側から支える中間梁(41h)とを備えたエレメント。 - 請求項10に記載のエレメントにおいて、
前記第2濾材は、前記小径部の径方向外側の面に接触しており、
前記小径部の径方向外側において、前記第1濾材と前記第2濾材との間には隙間が形成されている。 - 請求項1から請求項11のいずれかに記載のエレメントと、
前記エレメントを収容し、内燃機関に供給される燃料を前記エレメントに通過させるケース(11、12)とを備える燃料フィルタ。
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