JP2017082611A - 燃料フィルタ及び燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 燃料フィルタを曲げる際のフィルタ部材の反力を抑える技術を提供する。【解決手段】燃料ポンプ２０に吸入される燃料から異物を除去する燃料フィルタ５０であって、互いに対向しており、その外周縁が閉じられている一対のフィルタ部材５４，５５を備える。各フィルタ部材５４，５５では、シート状の複数の濾材が重ねられている。一方のフィルタ部材５５の濾材の特定方向に沿った全長は、他方のフィルタ部材５４の濾材の燃料ポンプ２０の周方向に沿った全長よりも長い。【選択図】 図２

Description

本明細書は、燃料ポンプに吸入される燃料から異物を除去する燃料フィルタに関する。

特許文献１に、燃料ポンプの吸入口に接続される燃料フィルタが開示されている。燃料フィルタは、一対のフィルタ部材を対向させ、外周縁を溶着することによって袋状に形成されている。燃料フィルタは、円筒形状の燃料ポンプの外周面に沿って湾曲されている。

特開２０１３−２４５６５１号公報

上記の技術では、一対のフィルタ部材が同一形状である。このため、燃料フィルタを燃料ポンプに沿って湾曲させると、燃料フィルタの内側と外側の線長差によって、外側のフィルタ部材が引っ張られる。この結果、外側のフィルタ部材に反力が生じて燃料フィルタが湾曲される前の形状に戻ろうとする。このため、上記の構成では、燃料フィルタを湾曲させた状態で燃料ポンプに組み付けにくい。本明細書では、燃料フィルタを曲げる際のフィルタ部材の反力を抑える技術を提供する。

本明細書で開示される技術は、燃料タンク内に配置され、燃料ポンプに吸入される燃料から異物を除去する燃料フィルタに関する。燃料フィルタは、互いに対向しており、その外周縁が閉じられている一対のフィルタ部材を備える。各フィルタ部材では、シート状の複数の濾材が重ねられている。一方のフィルタ部材の濾材の特定方向に沿った全長は、他方のフィルタ部材の濾材の特定方向に沿った全長よりも長い。

上記の燃料フィルタを燃料ポンプの外周に配置する際に、比較的に全長が長い一方のフィルタ部材を外側に配置し、比較的に全長が短い他方のフィルタ部材を内側に配置して、燃料フィルタを燃料ポンプに沿って曲げる。これにより、燃料フィルタの内外の線長差によって外側のフィルタ部材に大きな張力が加わることを抑制することができる。この結果、張力に対して外側のフィルタ部材に生じる反力を抑制することができる。

本明細書で開示される他の技術は、燃料供給装置に関する。燃料供給装置は、燃料ポンプと、燃料ポンプを収容するリザーブカップと、燃料ポンプの外周に沿って曲げられて配置されており、リザーブカップに収容されている燃料フィルタと、を備える。燃料フィルタは、互いに対向しており、その外周縁が閉じられている一対のフィルタ部材を備える。燃料ポンプの吸入口は、一対のフィルタ部材の隙間に連通している。各フィルタ部材では、シート状の複数の濾材が重ねられている。一対のフィルタ部材のうち、外側に位置するフィルタ部材の濾材の燃料ポンプの外周方向の全長は、内側に位置するフィルタ部材の濾材の燃料ポンプの外周方向の全長よりも長い。

上記の燃料供給装置では、燃料フィルタを燃料ポンプに沿って曲げて配置することによって、燃料供給装置を小型化することができる。そして、燃料フィルタの外側のフィルタ部材の全長を、内側のフィルタ部材の全長よりも長くすることによって、燃料フィルタを曲げたときに内側と外側で線長差によって外側のフィルタ部材に大きな張力が加わることを抑制することができる。これにより、張力に対して外側のフィルタ部材に生じる反力を抑制することができる。

実施例の燃料タンク周辺の構成を示す。 実施例の燃料ポンプと燃料フィルタの底面図を示す。 実施例の組み付け前の燃料フィルタの内側の斜視図を示す。 実施例の組み付け前の燃料フィルタの外側の斜視図を示す。 実施例の燃料フィルタの分解斜視図を示す。 実施例の燃料フィルタ部材に波状形状を形成する工程を説明するための図を示す。 実施例の燃料フィルタの骨格の平面図を示す。 図３のVIII-VIII断面図を示す。 図３のVIII-VIII断面の断面図であって、組み付け後の燃料フィルタを表す断面図を示す。 変形例の燃料フィルタの骨格の平面図を示す。 変形例の組み付け前の燃料フィルタの平面図を示す。 変形例の組み付け前の燃料フィルタの平面図を示す。

以下に説明する実施例の主要な特徴を列記しておく。なお、以下に記載する技術要素は、それぞれ独立した技術要素であって、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。

（特徴１）本実施例の燃料フィルタでは、燃料フィルタを平板状に広げたときに、一方のフィルタ部材の濾材は、特定方向に起伏する波状形状を有していてもよい。この構成によれば、燃料フィルタを曲げたときに、波状形状が特定方向に広がることによって、一方のフィルタ部材に張力の反力が生じることを抑制することができる。

（特徴２）本実施例の燃料フィルタでは、一方のフィルタ部材の濾材は、特定方向の一方の端部を除く全長に亘って連続する波状形状を有していてもよい。

（特徴３）本実施例の燃料フィルタでは、一対のフィルタ部材は、外縁で一対のフィルタ部材の濾材が溶着されることによって閉じられていてもよい。この構成によれば、一対のフィルタ部材が分離することを防止することができる。

（特徴４）本実施例の燃料供給装置は、燃料ポンプに固定されており、燃料ポンプからリザーブカップに向かって突出しており、燃料フィルタの外周側に当接して燃料フィルタを係止する係止部を、さらに備えていてもよい。この構成によれば、係止部によって、燃料フィルタを曲げた状態で維持させることができる。

図１は、燃料供給装置１０が自動車等の車両に搭載された状態を示す。図１では、燃料供給装置１０を見易くするために、後述する燃料タンク２、セットプレート１６及びリザーブカップ３０は、セットプレート１６の中心を通過するＸＺ平面に平行な断面で表わされる。燃料供給装置１０は、自動車等の車両に搭載され、図示省略したエンジンに燃料を供給する。燃料供給装置１０は、燃料タンク２に配置される。燃料タンク２には、ガソリン等の燃料が貯留される。燃料供給装置１０は、燃料タンク２に貯留される燃料をエンジンに供給する。

燃料タンク２は、金属または樹脂製である。燃料タンク２は、上壁に開口２ａを有する。開口２ａは、燃料タンク２内に燃料供給装置１０の燃料ポンプ２０等を配置するために利用される。

燃料供給装置１０は、セットプレート１６と、燃料ポンプ２０と、リザーブカップ３０と、燃料フィルタ５０と、係止壁２４と、を備える。セットプレート１６は、樹脂製で平板形状を有する。セットプレート１６は、開口２ａの上端に配置され、開口２ａを閉塞する。セットプレート１６は、吐出ポート１２と、ケース１４と、を備える。吐出ポート１２及びケース１４は、セットプレート１６の上面でセットプレート１６と一体に成形されている。吐出ポート１２は、エンジンに接続され、燃料ポンプ２０から吐出される燃料をエンジンに供給する。ケース１４は、燃料供給装置１０を制御する制御回路を収容する。

吐出ポート１２には、供給管１８の一端が接続されている。供給管１８は、吐出ポート１２からセットプレート１６を貫通して、燃料タンク２内に延びている。供給管１８の他端には、燃料ポンプ２０が接続されている。燃料ポンプ２０は、円筒形状を有し、その中心軸は燃料タンク２の深さ方向（以下「Ｚ軸方向」）に平行に延びている。即ち、燃料ポンプ２０の高さ方向は、Ｚ軸方向と等しい。燃料ポンプ２０は、ウエスコポンプであり、インペラの回転によって燃料タンク２内の燃料を燃料ポンプ２０内に吸入し昇圧して、供給管１８を介して吐出ポート１２からエンジンに供給する。燃料ポンプ２０は、配線１９を介してケース１４内の制御回路に接続されている。燃料ポンプ２０は、制御回路によって制御される。

燃料ポンプ２０は、リザーブカップ３０に収容されている。リザーブカップ３０は、燃料ポンプ２０に取り付けられ、燃料タンク２内に配置されている。リザーブカップ３０は、有底の筒形状を有している。リザーブカップ３０は、燃料タンク２の底面に載置されている。リザーブカップ３０の下端には、図示省略したジェットポンプが取り付けられている。ジェットポンプは、燃料ポンプ２０が駆動している間、燃料ポンプ２０から吐出される燃料の一部を利用して、リザーブカップ３０外の燃料を、リザーブカップ３０内に流入させる。これにより、燃料タンク２内の燃料液位が低下しても、リザーブカップ３０内の燃料の液位を比較的高い位置に維持することができる。

燃料ポンプ２０の外周面とリザーブカップ３０の内周面との間には、燃料フィルタ５０が配置されている。燃料フィルタ５０は、リザーブカップ３０から燃料ポンプ２０に吸入される燃料を濾過することによって、燃料内の異物を燃料から除去する。これにより、燃料ポンプ２０内に燃料以外の異物が侵入することを防止することができる。

図２は、燃料ポンプ２０と燃料フィルタ５０とを燃料タンク２の底側から見た図である。燃料フィルタ５０は、燃料ポンプ２０を囲むように、燃料タンク２の外周に沿って湾曲されている。燃料フィルタ５０は、３個の係止壁２４によって係止されている。係止壁２４は、燃料ポンプ２０からリザーブカップ３０に向けて延びるアーム２２に固定されている。なお、アーム２２は、燃料ポンプ２０の上端に固定されている。係止壁２４は、燃料フィルタ５０の外周面に当接しつつ、アーム２２からＺ軸方向に平行に燃料タンク２の底部に向かって延びている。係止壁２４は、燃料フィルタ５０の外周面に沿って湾曲している。３個の係止壁２４は、燃料ポンプ２０の外周に沿って間隔を置いて配置されている。

次いで、燃料フィルタ５０について説明する。図３は、燃料フィルタ５０が燃料供給装置１０の一部として組み付けられる前の状態の斜視図であり、湾曲された場合の燃料フィルタ５０（即ち図２の燃料フィルタ５０）の内周面側を示す。図４は、燃料フィルタ５０が燃料供給装置１０の一部として組み付けられる前の状態の斜視図であり、湾曲された場合の燃料フィルタ５０の外周面側を示す。組み付け前の燃料フィルタ５０は、湾曲されておらず、平板形状を有する。燃料フィルタ５０は、一対のフィルタ部材５４，５５と、骨格７６（図７参照）と、を備える。図５は、燃料フィルタ５０の湾曲時に外側に配置されるフィルタ部材５５の分解斜視図である。フィルタ部材５５は、複数枚の不織布７２と、保護シート７４と、を備える。不織布７２は、溶着可能な材料（例えばポリアミド、ポリプロピレン）の不織布である。不織布７２は、長方形の薄いシート状を有する。フィルタ部材５４では、同一の構成の複数枚の不織布７２が重ね合されている。最も外側の不織布７２は、保護シート７４で覆われている。保護シート７４は、溶着可能な材料（例えばポリアミド、ポリプロピレン）の薄い膜である。保護シート７４は、不織布７２と同一の寸法の薄いシート状を有する。保護シート７４は、不織布７２が露出することを防止する。

図４に示すように、フィルタ部材５５は、燃料フィルタ５０を平板状に広げたときに、Ｘ´軸方向に起伏する波状形状を有する。なお、燃料フィルタ５０の組み付け後では、Ｘ´軸方向は燃料ポンプ２０の外周方向に対応し、Ｙ´軸方向は燃料ポンプ２０の径方向に対応する。フィルタ部材５５の複数枚の不織布７２と保護シート７４とは、それぞれ、Ｘ´軸方向に起伏する波状形状を有する。波状形状は、Ｘ´軸方向の一方の端部、具体的には燃料ポンプ２０に連通するための連結部６２が配置されている側の端部を除いて、全長に亘って連続して配置されている。また、波状形状は、フィルタ部材５５のＺ軸方向の両端の溶着部５６（後述する）を除く全長に亘って連続している。

図６に示すように、フィルタ部材５５の波状形状は、金型１００による成形によって形成される。具体的には、金型１００の上型と下型に設けられた波状形状に挟まれて、複数枚の不織布７２と保護シート７４とに波状形状が成形される。

燃料フィルタ５０の湾曲時に内側に配置されるフィルタ部材５４は、フィルタ部材５５と同様に、複数枚の不織布７２と、保護シート７４と、を備える。但し、フィルタ部材５４の複数枚の不織布７２及び保護シート７４のＸ´軸方向に沿った全長は、フィルタ部材５５の複数枚の不織布７２及び保護シート７４のＸ´軸方向に沿った全長よりも短い。「Ｘ´軸方向に沿った全長」は、フィルタ部材５５の場合、複数枚の不織布７２及び保護シート７４の面（即ち波状形状の面）に沿った長さであり、複数枚の不織布７２及び保護シート７４をＸ´軸方向に引っ張って平面状に広げたときの長さ（図５の状態の長さ）と言うこともできる。図３に示されるように、燃料フィルタ５０を平板状に広げたときに、フィルタ部材５４の不織布７２と保護シート７４は、フィルタ部材５５のように波状形状は形成されておらず、平らに維持されている。この結果、フィルタ部材５４の複数枚の不織布７２及び保護シート７４のＸ´軸方向に沿った全長と、フィルタ部材５５のＸ´軸方向の両端の距離と、が一致する。

フィルタ部材５４，５５は、それぞれの保護シート７４が外側に配置されるように対向されて、外周縁が溶着によって閉じられる。より詳細には、フィルタ部材５４，５５の間に骨格７６を挟んで、フィルタ部材５４，５５の外周縁が溶着によって閉じられる。これにより、フィルタ部材５４，５５が袋状に形成される。この結果、不織布７２が保護シート７４によって包まれ、外部に露出することが防止されている。さらに、フィルタ部材５４，５５が分離することを抑制することができる。複数の不織布７２と保護シート７４とは、Ｙ´軸方向に重ねられる。以下では、外周縁の溶着部分を「溶着部５６」と呼ぶ。

次いで、図７を参照して、一対のフィルタ部材５４，５５に挟まれている骨格７６について説明する。骨格７６は、一対のフィルタ部材５４，５５の形状を維持するとともに、一対のフィルタ部材５４，５５の隙間を確保するために用いられる。骨格７６は、樹脂で作製されている。骨格７６は、Ｚ軸方向に平行に配置された複数本の縦骨７６ａと、Ｘ´軸方向に平行に配置された一対の横骨７６ｂと、各縦骨７６ａに取り付けられる複数個のスペーサ７６ｃと、を有する。複数本の縦骨７６ａは、Ｘ´軸方向に互いに間隔を置いて配置されている。

一対の横骨７６ｂは、縦骨７６ａの両端に配置され、縦骨７６ａを保持する。骨格７６のＸ´軸方向の一端には、保持部７６ｄが配置されている。保持部７６ｄは、骨格７６の形状を維持するために、縦骨７６ａ及び横骨７６ｂよりも太い。保持部７６ｄは、Ｚ軸方向において、縦骨７６ａと同一の長さを有する。保持部７６ｄのＺ軸方向の一端（即ち燃料タンク２の深さ方向下端）には、連結部６２が取り付けられている。連結部６２は、円環状に形成されており、その中心孔は、供給管を介して、燃料ポンプ２０の燃料タンク２の底側の端を覆うホルダ６０に連通している。

縦骨７６ａに取り付けられる複数個のスペーサ７６ｃ（なお、図７では１個のスペーサ７６ｃのみに符号が付されている）は、Ｚ軸方向に互いに間隔を置いて配置されている。図８に示すように、スペーサ７６ｃは、縦骨７６ａからＹ´軸方向のフィルタ部材５５に向かって突出している。なお、図８では、見易さを優先して、フィルタ部材５４，５５の断面について、断面を表す斜線が省略されている。スペーサ７６ｃは、縦骨７６ａからＹ´軸方向のフィルタ部材５５側に突出し、Ｙ´軸方向の中央位置でＸ´軸方向にオフセットし、さらにＹ´軸方向に延びている。

スペーサ７６ｃは、フィルタ部材５５の波状形状の凸形状の内側に位置するように配置されている。この結果、フィルタ部材５５の波状形状が、スペーサ７６ｃによって維持される。なお、保持部７６ｄのＹ´軸方向に位置する部分のフィルタ部材５５には、波状形状が形成されていない。保持部７６ｄには、Ｙ´軸方向のフィルタ部材５５側に突出する複数の突起７６ｅが配置されている。スペーサ７６ｃ及び突起７６ｅによって、一対のフィルタ部材５４，５５の隙間が確保されている。

燃料フィルタ５０は、燃料供給装置１０に組み付けられる際に、図３に示す平板形状から図２及び図９に示す形状に、折り曲げられる。図９は、図３のVIII-VIII断面を示す断面図であり、燃料供給装置１０として組み付けられた後のVIII-VIII断面を示す断面図である。燃料フィルタ５０は、燃料ポンプ２０の外周面に沿って、Ｚ軸に平行な軸線回りに湾曲される。この結果、フィルタ部材５５は、燃料フィルタ５０の内外の線長差によって周方向に広げられる。この結果、フィルタ部材５５の波状形状が広がって、フィルタ部材５５の波状形状が小さくなる。このとき、フィルタ部材５５は、スペーサ７６ｃのＹ´軸方向の一端に接触して、スペーサ７６ｃを、縦骨７６ａを軸に回転（図９において時計回り回転）させるように、スペーサ７６ｃのＹ´軸方向の一端に力を加える。この結果、縦骨７６ａは、スペーサ７６ｃから力を受けて捻じれる。これにより、スペーサ７６ｃは、縦骨７６ａを軸に回転する。スペーサ７６ｃが中央位置で屈曲しているため、回転した状態でも、一対のフィルタ部材５４，５５は、スペーサ７６ｃによって、隙間が維持される。

さらに、スペーサ７６ｃのＹ´軸方向の一端は、縦骨７６ａに対してＹ´軸方向にオフセットされている。このため、スペーサ７６ｃは、フィルタ部材５５から加わる力によって縦骨７６ａを中心に容易に回転することができる。

燃料フィルタ５０では、湾曲された状態で、外側に配置されるフィルタ部材５５が、内側に配置されるフィルタ部材５４よりも周方向の全長が長い。このため、フィルタ部材５５が内外の線長差によって引っ張られると、波状形状が広がることによって、フィルタ部材５５に加わる張力を抑制することができる。これにより、フィルタ部材５５に生じる反力を抑制することができる。

また、燃料フィルタ５０は、湾曲した状態で、外周側から係止壁２４に押さえられている。これにより、燃料フィルタ５０が、湾曲した状態から平板形状に戻ることを抑制することができる。

図１に示されるように、燃料ポンプ２０が駆動すると、リザーブカップ３０内の燃料は、燃料フィルタ５０の一対のフィルタ部材５４，５５の隙間を通過して、吸入管から燃料ポンプ２０内に吸入される。そして、燃料ポンプ２０は、吸入した燃料を昇圧して、吐出ポート１２からエンジンに供給する。一対のフィルタ部材５４，５５の隙間は、骨格７６によって維持されているため、燃料の流れによって一対のフィルタ部材５４，５５が接触し、燃料の流路が減少することを防止することができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。

例えば、骨格７６では、隣り合うスペーサ７６ｃが連結片７６ｆによって連結されていてもよい。

また、燃料フィルタ５０が湾曲されずに、平板形状である状態で、外側のフィルタ部材５５の形状は、図１１に示すように、Ｘ´軸方向の一部に波状形状が形成されていてもよい。例えば、図１１の形状は、燃料フィルタ５０を波状形状が形成されている位置で屈曲させる場合に有用である。また、外側のフィルタ部材５５の形状は、波状形状以外に、図１２に示すように、複数の凹凸が形成されていてもよいし、凹凸が形成されずにＸ´軸方向の長さが、フィルタ部材５４の長さよりも長くなっていてもよい。

さらに、上記の実施例では、フィルタ部材５５の不織布７２と保護シート７４とは、予め金型１００によって波状形状に成形されている。しかしながら、フィルタ部材５５の不織布７２と保護シート７４とは、金型１００によって予め成形されていなくもよい。この場合、フィルタ部材５５の不織布７２と保護シート７４をスペーサ７６ｃの形状に沿って配置することによって、波状形状を形成してもよい。

また、フィルタ部材５５の不織布７２と保護シート７４とに、予め波状形状に成形する場合、骨格７６のスペーサ７６ｃのＹ´軸方向の高さは、低くてもよい。即ち、組み付け前の燃料フィルタ５０の状態（図４に示す状態）で、フィルタ部材５５の波状形状の凸形状の内側に到達していなくてもよい。この場合、燃料フィルタ５０を曲げた場合のフィルタ部材５４，５５の隙間を確保できる程度に、縦骨７６ａから突出していればよく、燃料フィルタ５０を曲げた場合に、フィルタ部材５５に押されて傾かなくてもよい。

また、上記の実施例では、フィルタ部材５４，５５は、複数の不織布７２と保護シート７４とを備える。即ち、上記の実施例では、不織布７２と保護シート７４とが「濾材」の一例である。しかしながら、フィルタ部材５４，５５は、複数の不織布７２を備える一方、保護シート７４を備えていなくてもよい。この場合、不織布７２が「濾材」の一例である。

また、本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組合せに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

２ ：燃料タンク
１０ ：燃料供給装置
２０ ：燃料ポンプ
２２ ：アーム
２４ ：係止壁
３０ ：リザーブカップ
５０ ：燃料フィルタ
５４ ：フィルタ部材
５５ ：フィルタ部材
５６ ：溶着部
６０ ：ホルダ
６２ ：連結部
７２ ：不織布
７４ ：保護シート
７６ ：骨格
７６ａ ：縦骨
７６ｂ ：横骨
７６ｃ ：スペーサ
７６ｄ ：保持部

Claims (6)

1. 燃料タンク内に配置され、燃料ポンプに吸入される燃料から異物を除去する燃料フィルタであって、
   互いに対向しており、その外周縁が閉じられている一対のフィルタ部材を備え、
   各フィルタ部材では、シート状の複数の濾材が重ねられており、
   一方のフィルタ部材の濾材の特定方向に沿った全長は、他方のフィルタ部材の濾材の特定方向に沿った全長よりも長い、燃料フィルタ。
2. 燃料フィルタを平板状に広げたときに、一方のフィルタ部材の濾材は、特定方向に起伏する波状形状を有する、請求項１に記載の燃料フィルタ。
3. 一方のフィルタ部材の濾材は、特定方向の一方の端部を除く全長に亘って連続する波状形状を有する、請求項２に記載の燃料フィルタ。
4. 一対のフィルタ部材は、外縁で一対のフィルタ部材の濾材が溶着されることによって閉じられている、請求項１から３のいずれか一項に記載の燃料フィルタ。
5. 燃料ポンプと、
   燃料ポンプを収容するリザーブカップと、
   燃料ポンプの外周に沿って曲げられて配置されており、リザーブカップに収容されている燃料フィルタと、を備え、
   燃料フィルタは、互いに対向しており、その外周縁が閉じられている一対のフィルタ部材を備え、
   燃料ポンプの吸入口は、一対のフィルタ部材の隙間に連通しており、
   各フィルタ部材では、シート状の複数の濾材が重ねられており、
   一対のフィルタ部材のうち、外側に位置するフィルタ部材の濾材の燃料ポンプの外周方向の全長は、内側に位置するフィルタ部材の濾材の燃料ポンプの外周方向の全長よりも長い、燃料供給装置。
6. 燃料ポンプに固定されており、燃料ポンプからリザーブカップに向かって突出しており、燃料フィルタの外周側に当接して燃料フィルタを係止する係止部を、さらに備える、請求項５に記載の燃料供給装置。
   
   

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