JP2017115858A - 水分離器、フィルタ、および燃料フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタと水分離器との組み合わせを変更可能な水分離器、フィルタ、および燃料フィルタ装置を提供する。【解決手段】燃料フィルタ装置２は、フィルタユニット７を有する。フィルタユニット７は、フィルタ３１と、水分離器３２とを有する。フィルタ３１は、燃料を濾過する。水分離器３２は、燃料から水を捕捉し、燃料から水を分離する。フィルタ３１と水分離器３２とは、連結機構５７によって連結されている。フィルタ３１は、水分離器３２と分離可能な連結を提供するための連結部４６を有する。水分離器３２は、フィルタ３１と分離可能な連結を提供するための連結部５６を有する。連結機構５７は、長さＬ１にわたって水分離器３２への燃料供給を維持できる。水分離器３２とカップ内部品との距離Ｌ２、Ｌ３は、長さＬ１より小さい。水分離器３２の脱落が阻止される。【選択図】図１

Description

この明細書における開示は、燃料中に含まれる水を捕捉し分離する水分離器、水分離器と連結されるフィルタ、およびそれを備える燃料フィルタ装置に関する。

特許文献１および特許文献２は、燃料フィルタ装置を開示する。燃料フィルタ装置は、燃料を濾過するためのフィルタと、燃料に含まれる水を捕捉し分離する水分離器とを備える。特許文献１に記載される水分離器は、交換可能なフィルタに接続されている。従来技術として列挙された先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。

特開２０１４−１９４２１５号公報 特開２０１０−２２３０２８号公報

ひとつの観点において、特許文献１の水分離器は、フィルタと接続されている。これでは、フィルタだけを交換することができない。また、水分離器だけを交換することができない。例えば、交換が必要なフィルタだけを交換し、水分離器を再利用することが困難である。

また、別の観点において、特許文献１の構造では、振動などによってフィルタと水分離器との接続が破壊されると、水分離器が燃料フィルタ装置の中で脱落する。これでは、燃料から水を捕捉し分離する機能が失われる。

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、水分離器、フィルタ、および燃料フィルタ装置にはさらなる改良が求められている。

開示されるひとつの目的は、フィルタと水分離器との組み合わせを変更可能な水分離器、フィルタ、および燃料フィルタ装置を提供することである。

開示される他のひとつの目的は、再利用が可能な水分離器を提供することである。

開示されるさらに他のひとつの目的は、水分離器を再利用可能とするように水分離器を支持するフィルタを提供することである。

開示されるさらに他のひとつの目的は、水分離器とフィルタとが分離可能な燃料フィルタ装置を提供することである。

ここに開示される水分離器は、燃料から水分を分離させる水分離部材（５１）と、水分離部材を支持するホルダであり、燃料を濾過することにより異物を除去するエレメント（４２）を有するフィルタ（３１）に分離可能に連結される連結部（５６）を有するホルダ（５２、５３）とを備える。

水分離器は、フィルタと分離可能に連結することができる。開示される水分離器は、新しいフィルタ、使用済みのフィルタ、または性能が異なるフィルタなど多様なフィルタと組み合わせて利用することができる。例えば、水分離器は、フィルタだけを交換して、再利用することができる。

ここに開示されるフィルタは、燃料を濾過することにより異物を除去するエレメント（４２）と、エレメントによって濾過される前の燃料を通すための燃料通路を形成する通路部材であり、燃料から水分を分離させる水分離器（３２）に燃料を供給するように水分離器に分離可能に連結される連結部（４６）を有する通路部材（４５）とを備える。

フィルタは、水分離器と分離可能に連結することができる。開示されるフィルタは、新しい水分離器、使用済みの水分離器、または性能が異なる水分離器など多様な水分離器と組み合わせて利用することができる。例えば、フィルタだけを交換し、水分離器は再利用することができる。

ここに開示される燃料フィルタ装置は、燃料を濾過することにより異物を除去するエレメント（４２）を有するフィルタ（３１）と、燃料から水分を分離させる水分離部材（５１）を有する水分離器（３２）と、フィルタおよび水分離器を収容するとともに、フィルタおよび／または水分離器を取り出すために開くことができるケース（２１、２２）と、ケース内において、水分離器を、フィルタから分離可能に支持する支持機構（５７、２８、２９）とを備える。

燃料フィルタ装置は、ケース内において、水分離器を分離可能に支持している。ケースを開くことにより、水分離器は、フィルタから分離して、ケースから取り出すことができる。この結果、燃料フィルタ装置は、フィルタと水分離器との多様な組み合わせを許容することができる。例えば、新しいフィルタ、使用済みのフィルタ、または性能が異なるフィルタと、新しい水分離器、使用済みの水分離器、または性能が異なる水分離器とを、組み合わせて利用することができる。例えば、フィルタだけを交換し、水分離器は再利用することができる。

この明細書における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。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例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。

第１実施形態に係る燃料フィルタ装置の断面図である。 第１実施形態の連結機構を示す部分断面図である。 第２実施形態の連結機構を示す部分断面図である。 第３実施形態の連結機構を示す部分断面図である。 第４実施形態の連結機構を示す部分断面図である。 第５実施形態の連結機構を示す分解斜視図である。

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には、車両に搭載された燃料供給装置１における燃料フィルタ装置２の断面が図示されている。図中には、燃料の流れ方向が太線矢印によって示されている。燃料供給装置１は、燃料タンク３から燃料消費装置としての内燃機関（ＥＧ）４へ燃料を供給する。内燃機関４は、軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。内燃機関４には、燃料供給装置１の一部でもある高圧燃料ポンプと、燃料噴射弁とが設けられている。

燃料供給装置１は、燃料タンク３内の燃料を汲み上げる低圧ポンプ５を有する。低圧ポンプ５によって加圧された燃料は燃料フィルタ装置２に供給される。燃料フィルタ装置２は、保持ブラケット６と、フィルタユニット７とを有する。

保持ブラケット６は、アルミニウム合金製である。保持ブラケット６は、車両に固定的に設置されている。保持ブラケット６は、燃料の流路を提供する。保持ブラケット６は、燃料の入口１１と、燃料の出口１２とを有する。保持ブラケット６は、入口１１から延びる入口通路１３を有する。入口通路１３は、未濾過の燃料が流れるダーティサイド領域ＤＳの一部を提供する。保持ブラケット６は、出口１２から延びる出口通路１４を有する。出口通路１４は、濾過済みの燃料が流れるクリーンサイド領域ＣＳの一部を提供する。

保持ブラケット６は、フィルタユニット７を収容するケースを提供する部材でもある。ケースは、フィルタユニットを取り出すために開くことができる。保持ブラケット６は、ケースを提供するためのキャップ２１とカップ２２とを有する。キャップ２１とカップ２２とは、着脱可能に構成されている。キャップ２１は、固定的に配置された第１ケース部分を提供する。カップ２２は、着脱可能な第２ケース部分を提供する。

保持ブラケット６は、フィルタユニット７によって濾過される燃料のための通路を区画形成する部材でもある。キャップ２１とカップ２２とは、それらの内部に濾過される燃料の通路としての空洞を区画形成している。キャップ２１とカップ２２とは、ダーティサイド領域ＤＳとクリーンサイド領域ＣＳとを含む室を区画形成する。ダーティサイド領域ＤＳには入口通路１３が連通している。クリーンサイド領域ＣＳには出口通路１４が連通している。

キャップ２１とカップ２２との間には、それらを着脱可能に連結する連結機構２３が設けられている。連結機構２３は、キャップ２１に設けられた雌ねじと、カップ２２に設けられた雄ねじとを含むねじ機構によって提供されている。連結機構２３は、キャップ２１とカップ２２との間のシールを提供するシール部材を含むことができる。図示の例では、シール部材としてＯリングが採用されている。

カップ２２の底部には、ドレン穴２４と、ドレンプラグ２５とが設けられている。ドレン穴２４と、ドレンプラグ２５とは、カップ２２の底部に溜まる水分および異物を排出するための排出機構を提供する。

カップ２２の底部には、水位センサ２６が設けられている。水位センサ２６は、カップ２２内に溜まる水の水位が所定の水準に到達すると検出信号を出力する。水位センサ２６は、フロート２７と、サポート柱２８とを有する。サポート柱２８は、カップ２２の底部から上へ向けて延び出すように配置されている。フロート２７は、サポート柱２８に沿って浮動可能である。フロート２７は、水位に対応して浮動する。例えば、サポート柱２８の中には、マグネットスイッチが収容されている。フロート２７には、永久磁石が収容されている。これにより、フロート２７が所定の高さに到達すると、マグネットスイッチが検出信号を出力する。

フィルタユニット７は、保持ブラケット６に対して着脱可能に装着されている。フィルタユニット７は、交換可能である。フィルタユニット７は、カップ２２の開口端に装着されている。フィルタユニット７が装着されたカップ２２が、キャップ２１内に挿入され、連結機構２３によってキャップ２１とカップ２２とが連結されることにより、フィルタユニット７は正規の位置に位置付けられる。正規の位置において、フィルタユニット７は、ダーティサイド領域ＤＳとクリーンサイド領域ＣＳとを仕切る。

フィルタユニット７は、燃料フィルタ装置２の基本機能を提供する基本要素と、付加的な機能を提供する付加要素とを有する。基本要素は、燃料を濾過することにより異物を除去するフィルタ３１である。付加要素は、ダーティサイド領域ＤＳ内の燃料から水分を分離する水分離器３２である。水分離器３２は、燃料から水分を捕捉し、集めて水滴を形成し、水滴を沈降させる水分離器３２である。

フィルタ３１は、フレーム４１を有する。フレーム４１は、キャップ２１とカップ２２との間に配置された場合に、ダーティサイド領域ＤＳとクリーンサイド領域ＣＳとを仕切る部材である。さらに、フレーム４１は、ダーティサイド領域ＤＳからクリーンサイド領域ＣＳへの燃料の流れを許容する濾過通路を区画形成する部材でもある。

フレーム４１は、エレメント４２を支持するための部材でもある。エレメント４２は、燃料を濾過するための濾材によって形成されている。エレメント４２は、濾過通路を横切るように配置されている。エレメント４２は、濾過通路を流れる燃料を濾過する。エレメント４２は、ほぼ円柱状に形成されている。エレメント４２は、濾材によって形成された多数の筒を含む。多数の筒は、円柱状に束ねられている。多数の筒は、円柱の軸方向に沿って燃料を流すことにより燃料を濾過する。エレメント４２は、軸方向流型のフィルタである。図示の例では、エレメント４２の下端から上端へ燃料が流れる。

フレーム４１は、カバー部分４３と、接続部分４４と、センタパイプ４５とを有する。カバー部分４３は、エレメント４２の流出端を覆うようにエレメント４２と連結されている。カバー部分４３の径方向外側の縁は、キャップ２１およびカップ２２によって提供されるケースとシール状態で接触している。

接続部分４４は、保持ブラケット６の壁面にシール状態で連結されている。接続部分４４には、シール部材としてのＯリングが設けられている。接続部分４４は、保持ブラケット６における入口通路１３の開口端と出口通路１４の開口端との間に位置づけられている。接続部分４４は、ダーティサイド領域ＤＳとクリーンサイド領域ＣＳとを仕切る部材でもある。

センタパイプ４５は、エレメント４２の中心部を軸方向に沿って貫通するように延びる筒状部材である。センタパイプ４５は、その内部に、接続部分４４の径方向内側から軸方向に延びる入口通路を区画形成している。センタパイプ４５は、エレメント４２によって濾過される前の燃料を通すための燃料通路を形成する通路部材である。センタパイプ４５は、水分離器３２と連結される連結部４６を有する。連結部４６は、水分離器３２に燃料を供給するように、水分離器３２に分離可能に連結される第１連結部とも呼ばれる。連結部４６は、エレメント４２から突出するセンタパイプ４５の突出部分の外側面に設けられている。さらに、センタパイプ４５は、その先端に開口４７を有する。センタパイプ４５は、ケース内において燃料通路としての開口４７を区画する開口区画部材でもある。開口４７は、キャップ２１とカップ２２とが区画形成するケースの中央部に開口している。

フィルタユニット７は、キャップ２１とカップ２２との間に挟まれて保持されている。カバー部分４３は、接続部分４４とキャップ２１との間、およびカバー部分４３の外縁とカップ２２との間において保持されている。なお、フィルタユニット７をカップ２２に対して仮固定するための連結機構が設けられてもよい。例えば、カップ２２の開口端と、カバー部分４３とを係合させることにより、フィルタユニット７をカップ２２内に仮固定する機構を採用可能である。この場合、フィルタユニット７とカップ２２との間には、フィルタユニット７を上方向へ向けて押すスプリングが設けられていてもよい。

水分離器３２は、円筒状の容器として形成されている。水分離器３２は、開口４７から燃料を受け入れ、燃料に物理的および／または化学的作用を及ぼす。水分離器３２はフィルタ３１と、カップ２２および／またはカップ２２に固定された要素２６との間に配置可能である。

水分離器３２は、燃料から水分を分離させる水分離部材として、繊維層５１を有する。繊維層５１は、燃料の中に分散する微小な水滴を捕捉し、凝集させる。繊維層５１は、水滴を捕捉するために適した物理的特性と、化学的特性とを有する繊維によって形成されている。繊維層５１は、水分を捕捉し、水滴の大きさを成長させる。繊維層５１は、水滴を凝集させる。さらに、繊維層５１は、凝集して大きく成長した水滴を分離させ、カップ２２内において沈降させる。繊維層５１の構成については特許文献１および特許文献２を参照することができる。特許文献１および特許文献２の記載内容は参照によって、この明細書に導入される。

水分離器３２は、繊維層５１を収容し、支持するためのホルダを有する。ホルダは、かご状の容器とも呼ぶことができる。ホルダは、アッパボディ５２とロワボディ５３とを有する。繊維層５１は、アッパボディ５２とロワボディ５３との間に保持されている。アッパボディ５２とロワボディ５３とは、部材の弾性変形を利用した嵌合機構であるスナップフィットによって連結されている。

アッパボディ５２は、下端が大きく開口した筒状の部材である。アッパボディ５２は、センタパイプ４５から燃料を受け入れる入口５４を区画形成する。アッパボディ５２は、繊維層５１を通過した燃料を流し出すための複数の出口を、その径方向外側に区画形成する。

アッパボディ５２は、水分離器３２をセンタパイプ４５に連結するための連結部５６を有する。連結部５６は、アッパボディ５２に設けられた筒状の部分である。連結部５６は、センタパイプ４５の軸方向に沿って延び出している。連結部５６は、センタパイプ４５の連結部４６を受け入れるように連結部４６より大きい内径を提供している。連結部５６は、フィルタ３１に分離可能に連結される第２連結部とも呼ばれる。ロワボディ５３は、アッパボディ５２の開口端を閉塞するように形成され、配置されている。燃料は、ロワボディ５３に沿って繊維層５１に向けて案内される。

連結部４６と連結部５６とは、フィルタ３１と水分離器３２とを着脱可能に連結する連結機構５７を提供する。水分離器３２は、フィルタ３１に着脱可能であって、フィルタ３１を介してケースに支持されているといえる。フィルタ３１と水分離器３２とは連結機構５７において分離することができ、再び連結することもできる。フィルタ３１は、水分離器３２と分離可能な連結を提供するための連結部４６を有する。水分離器３２は、フィルタ３１と分離可能な連結を提供するための連結部５６を有する。

サポート柱２８の上端面２８ａは、水分離器３２の底面に対向して位置づけられている。上端面２８ａは、水分離器３２の底面の中央凹部に対向している。カップ２２は、肩部２９を有する。肩部２９は、水分離器３２の下側に位置する。肩部２９は、カップ２２からカップ２２の内部に向けて突出する突部によって提供されている。肩部２９は、水分離器３２の底面に対向して位置づけられている。肩部２９は、水分離器３２の底面の径方向外側部分に対向している。サポート柱２８および／または肩部２９は、連結機構５７における正規の連結状態が失われた場合において、水分離器３２の下方向への移動を制限する。

図中には、連結機構５７における連結の長さＬ１が図示されている。長さＬ１は、連結部４６と連結部５６との間における、正規の連結位置からの軸方向へのずれ長さに対応している。長さＬ１は、連結機構５７における正規の連結状態が失われても、水分離器３２を有効に機能させることができる軸方向の長さである。長さＬ１は、有効長さとも呼ぶことができる。長さＬ１は、燃料を水分離器３２に正常に供給できる長さとも呼ぶことができる。長さＬ１は、連結機構５７がフィルタ３１と水分離器３２との間の連結状態を維持できる軸方向長さでもある。図示の例では、水分離器３２への燃料の正常な供給は、連結部４６と連結部５６との挿入長さに依存している。よって、長さＬ１は、連結部４６と連結部５６との挿入長さでもある。

図中には、正規の装着状態における、水分離器３２とサポート柱２８の上端面２８ａとの間の距離Ｌ２が図示されている。さらに、正規の装着状態における、水分離器３２と肩部２９との間の距離Ｌ３が図示されている。距離Ｌ２および距離Ｌ３は、連結機構５７に緩みが生じて水分離器３２が下方向へずれた場合に、水分離器３２と接触する可能性がある部材との距離を示している。距離Ｌ２、Ｌ３は、水分離器３２と、カップ２２またはカップ２２に付随する固定物との間の距離を示している。距離Ｌ２、Ｌ３は、上下方向、すなわち重力方向における長さである。距離Ｌ２、Ｌ３は、連結機構５７における連結部４６と連結部５６との挿入方向における長さである。距離Ｌ２、Ｌ３は、水分離器３２とカップ内部品との間の距離である。カップ内部品は、サポート柱２８の上端面２８ａ、またはカップ２２の肩部２９である。

距離Ｌ２と距離Ｌ３とは、ほぼ同じとなるように設定されている（Ｌ２＝Ｌ３）。長さＬ１は、距離Ｌ２より長い（Ｌ１＞Ｌ２）。長さＬ１は、距離Ｌ３より長い（Ｌ１＞Ｌ３）。この設定によると、連結機構５７における正規の連結状態が失われても、水分離器３２の下方向への移動が制限される。しかも、水分離器３２の下方向への移動量は、距離Ｌ２または距離Ｌ３によって制限される。この結果、水分離器３２の下方向への移動量は、長さＬ１未満に抑制される。これにより、連結機構５７における正規の連結状態が失われても、水分離器３２の機能を維持することができる。

図２は、連結機構５７を示す拡大された部分断面図である。連結部４６は、連結部５６の中に挿入されている。連結機構５７は、内筒６１と、外筒７１とを有する。内筒６１は、連結部４６に設けられている。内筒６１は、センタパイプ４５の一部でもある。外筒７１は、連結部５６に設けられている。外筒７１は、アッパボディ５２の一部でもある。

連結機構５７は、螺合可能な雄ねじ６２と雌ねじ７２とを含むねじ機構を有する。ねじ機構は、脱着可能な連結機構５７を提供している。ねじ機構は、連結部４６と連結部５６との間に設けられている。ねじ機構を形成する部材は、連結部４６と連結部５６とに設けられている。雄ねじ６２は、内筒６１の外周面に形成されている。雌ねじ７２は、外筒７１の内周面に形成されている。連結機構５７は、ねじ機構によって強い軸力を発生させるために、当接部６３、７３を有する。当接部６３は、センタパイプ４５の外周面に設けられた環状のフランジによって提供されている。当接部７３は、アッパボディ５２に設けられた環状の突出部によって提供されている。

連結機構５７は、シール部材８１を有する。シール部材８１は、内筒６１と外筒７１との間をシールする。シール部材８１は、内筒６１と外筒７１との間に設けられている。シール部材８１は、外筒７１の内周面に保持されている。シール部材８１は、内筒６１に設けられたシール面に接触する。内筒６１は、その先端部分に、所定の長さにわたって延びるシール面を有している。

シール部材８１がシール面に接触している状態では、センタパイプ４５を通して供給される燃料は漏れることなく水分離器３２に供給される。よって、ねじ機構が緩むことによって内筒６１が上方向に移動するように内筒６１と外筒７１とが移動しても、シール部材８１が内筒６１に接触している間は、水分離器３２は、その機能を発揮することができる。図示される正規の連結状態から、ねじ機構が緩む場合、連結機構５７は、内筒６１に設けられたシール面と、外筒７１に支持されたシール部材８１とによって、長さＬ１にわたって水分離器３２の機能を維持する。なお、長さＬ１は、距離Ｌ２および距離Ｌ３より長いから、水分離器３２の機能が失われる前に、内筒６１と外筒７１との相対的な移動が停止する。

この実施形態では、内筒６１と、外筒７１と、シール部材８１とによって、円筒シール部が提供されている。連結部４６は、円筒シール部の一部を提供している。連結部５６も、円筒シール部の一部を提供している。円筒シール部は、燃料通路の軸方向に沿って所定の長さにわたってフィルタ３１と水分離器３２との連結状態を維持する。

図１に戻り、保持ブラケット６、キャップ２１、カップ２２、ドレンプラグ２５、フロート２７、サポート柱２８、フレーム４１、アッパボディ５２、およびロワボディ５３は、樹脂材料、またはアルミニウムなどの金属によって形成することができる。好適な実施形態において、フレーム４１、アッパボディ５２、およびロワボディ５３は、樹脂製である。

図示される正規の装着状態において、フレーム４１は、保持ブラケット６とカップ２２との間に保持されている。フィルタ３１と水分離器３２とは、連結機構５７によって連結されている。水分離器３２は、フレーム４１によって吊り下げられている。

正規の装着状態において、燃料は、入口１１から、入口通路１３を通り、センタパイプ４５内に供給される。燃料は、センタパイプ４５の開口４７から水分離器３２内に流れ込む。燃料は、繊維層５１内を通過する。燃料は、水分離器３２から径方向外側へ流れ出す。

燃料は、カップ２２内を下から上へ流れる。このとき、燃料はエレメント４２によって濾過される。燃料は、エレメント４２の下側の端面から、エレメント４２内に流入する。燃料は、エレメント４２の上側の端面から、カバー部分４３に形成された図示されない通路を経由して、流れる。燃料は、カバー部分４３と保持ブラケット６との間の室を経由して、出口通路１４に流出し、出口１２から内燃機関４に供給される。

燃料が繊維層５１を通過するとき、燃料の中の水分が捕捉される。繊維層５１に捕捉された水は、集められ、水滴へと成長する。水滴は、繊維層５１の下流端において、繊維層５１から離れる。水滴は、カップ２２内を沈降し、カップ２２の下部に溜められる。

カップ２２内に溜められた水が所定の水準に到達すると、水位センサ２６が検出信号を出力する。検出信号は、車両に設けられた警告装置を作動させる。警告装置は、利用者に対してドレンプラグ２５を操作することによって水を排出するように促す。

フィルタ３１および／または水分離器３２が交換される場合、作業者は、カップ２２をキャップ２１から外す。次に、作業者は、カップ２２からフィルタユニット７を引き抜く。これにより、作業者は、フィルタ３１および／または水分離器３２を交換可能である。

多くの場合、フィルタ３１の交換が求められる。この場合、作業者は、水分離器３２を再利用するか、交換するかを選択することができる。水分離器３２が再利用される場合、連結機構５７においてフィルタ３１と水分離器３２とは分離される。分離された水分離器３２は、新しいフィルタ３１と連結機構５７によって連結され、新しいフィルタ３１と共に再びケース中に装着されて利用される。水分離器３２が交換される場合、水分離器３２は、フィルタ３１とともに、または、フィルタ３１から分離されて、廃棄または再処理される。作業者は、もし必要であれば、水分離器３２だけを交換することもできる。

以上に述べた実施形態によると、フィルタ３１と水分離器３２とを分離することができる。これにより、水分離器３２は、フィルタ３１から分離して、ケースから取り出すことができる。この結果、燃料フィルタ装置２は、フィルタ３１と水分離器３２との多様な組み合わせを許容することができる。例えば、新しいフィルタ、使用済みのフィルタ、または性能が異なるフィルタと、新しい水分離器、使用済みの水分離器、または性能が異なる水分離器とを、組み合わせて利用することができる。例えば、フィルタ３１だけを交換し、水分離器３２は再利用することができる。

連結機構５７は、フィルタ３１と水分離器３２とを分離可能に連結する。フィルタ３１と水分離器３２とは、連結機構によって連結されたフィルタユニット７としてケースから取り出し可能である。よって、取り扱いが容易である。連結機構５７は、ケース内において、水分離器３２を、フィルタ３１から分離可能に支持する支持機構の一部でもある。支持機構には、カップ内部品であるサポート柱２８と肩部２９とが含まれている。カップ内部品が含まれる場合、支持機構は、ケース内における水分離器の脱落を阻止する。カップ内部品は、燃料通路の軸方向における、ケース内での水分離器３２の移動を制限する制限部材を提供する。制限部材は、フィルタ３１と水分離器３２とが分離する方向における、ケース内での水分離器３２の移動を制限することにより、水分離器３２の脱落を阻止する。

連結機構５７は、連結部４６および連結部５６によって提供されている。連結部４６および連結部５６は、燃料通路の軸方向に沿って所定の長さＬ１にわたってフィルタ３１と水分離器３２との連結状態を維持可能な円筒シール部を提供している。よって、フィルタ３１と水分離器３２との連結状態が失われにくい。さらに、連結部４６と連結部５６との間にシール部材８１が設けられるから、燃料が水分離器３２に安定的に供給される。

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、連結機構５７は、ねじ機構を有する。これに代えて、連結機構５７は、多様な機構を採用することができる。この実施形態では、連結機構５７は、スナップフィット機構を有する。スナップフィット機構は、部材の弾性変形を利用して２つの部材を嵌め合わせることによって２つの部材を連結する。

図３に図示されるように、スナップフィット機構は、脱着可能な連結機構５７を提供している。スナップフィット機構は、連結部４６と連結部５６との間に設けられている。スナップフィット機構を形成する部材は、連結部４６と連結部５６とに設けられている。

連結部４６は、円筒部分の外周面に突部２６２を有する。連結部４６は、周方向に沿って等間隔に配置された複数の突部２６２を有する。突部２６２は、連結部４６の先端に向けて高さが徐々に低くなる断面三角形の突部である。

連結部５６は、フック部２７２を有する。フック部２７２は、アッパボディ５２から連結部４６の外周面に沿って軸方向に延び出している。フック部２７２は、樹脂材料の弾性変形を利用して、突部２６２を受け入れるように変形することができる。フック部２７２は、突部２６２を受け入れることによって、突部２６２と係合する。連結部５６は、周方向に沿って等間隔に配置された複数のフック部２７２を有する。複数のフック部２７２は、複数の突部２６２に対応して位置づけられている。

連結部４６が連結部５６に挿入される過程において、連結部４６と連結部５６とが正規の位置に到達すると、突部２６２はフック部２７２と係合する。これにより、フィルタ３１と水分離器３２とが正規の位置において連結される。連結部４６と連結部５６とは、水分離器３２がフィルタ３１に向けて押されても、センタパイプ４５の先端部分に水分離器３２を位置づけるように構成されている。

この実施形態でも、連結機構５７は、センタパイプ４５の軸方向に沿う水分離器３２の移動を長さＬ１にわたって許容する。この構成でも、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。スナップフィット機構は、フィルタ３１と水分離器３２との接続を容易にする。

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。この実施形態では、連結機構５７は、部材の回転によって係合状態に到達する係合機構を有する。

図４に図示されるように、この機構も、脱着可能な連結機構５７を提供している。連結部４６は、円筒部分の外周面にかぎ型の溝３６２を有する。溝３６２は、かぎ型の突部によって区画形成されている。溝３６２は、周方向に延びる周方向溝と、周方向溝の端部において軸方向に延びる軸方向溝とを有する。よって、溝３６２は、Ｌ字状とも呼ぶことができる。連結部４６は、周方向に沿って等間隔に配置された複数の溝３６２を有する。

連結部５６は、突部３７２を有する。突部３７２は、アッパボディ５２から径方向内側に向けて延び出している。突部３７２は、溝３６２の中に入ることができる大きさをもつ。突部３７２は、溝３６２の中に受け入れられることによって、溝３６２と係合する。連結部５６は、周方向に沿って等間隔に配置された複数の突部３７２を有する。複数の突部３７２は、複数の溝３６２に対応して位置づけられている。

この機構は、連結部４６と連結部５６との間に設けられたシール部材としてのＯリング３６４を有する。Ｏリング３６４は、連結部４６と連結部５６とに強く接触することにより、それらの相対的な移動を制限する。

連結部４６が連結部５６に挿入される過程において、連結部４６と連結部５６とが正規の位置に到達すると、突部３７２は溝３６２の入口に位置づけられる。連結部４６と連結部５６とが相対的に回転される。これにより、突部３７２は、溝３６２の中に入る。次に、連結部４６と連結部５６とが軸方向に離れる方向へ相対的に移動すると、突部３７２は、溝３６２の中の安定位置に到達する。安定位置において、突部３７２は、溝３６２によって制限された回転範囲においてのみ移動可能である。

この実施形態でも、連結機構５７は、センタパイプ４５の軸方向に沿う水分離器３２の移動を長さＬ１にわたって許容する。この構成でも、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。この実施形態では、連結機構５７は、部材の回転によって係合状態に到達する係合機構を有する。

図５に図示されるように、この機構も、脱着可能な連結機構５７を提供している。連結部４６は、円筒部分の外周面に環状の突部４６２を有する。突部４６２は、内筒６１の外周面からなだらかに突出している。

連結部５６は、環状の溝４７２を有する。溝４７２は、連結部５６の内周面に設けられている。溝４７２は、突部４６２を受け入れることができる。連結部５６は、溝４７２内に突部４６２を受け入れるために、わずかに弾性変形可能に形成されている。連結部５６は、溝４７２が設けられた部分をわずかに径方向へ弾性変形可能に形成するために、環状の溝４７３を有する。環状の溝４７３により、連結部５６の一部は、径方向外側へ弾性変形可能となる。

連結部４６が連結部５６に挿入される過程において、連結部４６と連結部５６とが正規の位置に到達すると、突部４６２は溝４７２の中に受け入れられる。この機構は、スナップフィット機構とも呼ぶことができる。

この実施形態でも、連結機構５７は、センタパイプ４５の軸方向に沿う水分離器３２の移動を長さＬ１にわたって許容する。この構成でも、先行する実施形態と同様の作用効果が得られる。

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。この実施形態では、連結機構５７は、２つの部材を、分解状態と係合状態とを切り換え可能な可逆的係合機構である。連結機構５７は、水分離器３２と、センタパイプ４５とを着脱可能に連結する。連結操作は、相対的な軸方向への操作と、相対的な周方向への操作とを含む。連結機構５７は、バヨネット機構とも呼ばれる。

図６に図示されるように、水分離器３２の繊維層５１は、センタパイプ４５から供給される燃料の中の水分の凝集を促進する。このため、水が沈降する。連結機構５７は、溝５６２と、突部５７２とを有している。溝５６２と、突部５７２とは、一方が水分離器３２に設けられ、他方がセンタパイプ４５に設けられる。この実施形態では、センタパイプ４５の連結部４６に溝５６２が設けられている。水分離器３２の連結部５６に突部５７２が設けられている。さらに、連結機構５７は、溝５６２と、突部５７２とを係合状態において緩く固定するバイアス機構を有している。

溝５６２は、センタパイプ４５の管部分の外周面に設けられている。溝５６２は、センタパイプ４５の先端から軸方向および周方向に延びる。溝５６２は、係合状態を規定する周方向溝５６２ａと、操作範囲の一部を規定する斜行溝５６２ｂとを有する。管部分の端部には、斜行溝５６２ｂの入口５６２ｃが開口している。突部５７２は、溝５６２に係合可能である。突部５７２は、入口５４を規定する管の内面に突出している。連結機構５７は、複数の溝５６２と複数の突部５７２とを有する。ひとつの溝５６２にひとつの突部５７２が対応している。

バイアス機構は、溝５６２に設けられた固定部と、水分離器３２またはセンタパイプ４５に設けられた弾性部材とによって提供される。固定部と、弾性部材とは、連結機構５７の操作範囲と、係合状態との間において、作業者にクリック感を与える。作業者は、クリック感によって操作範囲と、係合状態との切り替わりを知ることができる。

固定部は、溝５６２に設けられた障害突部５６２ｄによって提供される。障害突部５６２ｄは、操作範囲と、係合状態との間に位置づけられている。この実施例では、障害突部５６２ｄは、周方向溝５６２ａと、斜行溝５６２ｂとの境界付近に位置している。弾性部材は、センタパイプ４５に設けられたフランジ５６４によって提供されている。フランジ５６４は、第１部分５６４ａと、第２部分５６４ｂとを有している。第１部分５６４ａは、第２部分５６４ｂよりも高い剛性を有し、変形することを予定されていない。第１部分５６４ａは、非弾性部分とも呼ばれる。第２部分５６４ｂは、第１部分５６４ａよりも低い剛性を有し、変形することを予定されている。第２部分５６４ｂは、弾性部分と呼ばれる。第２部分５６４ｂは、水分離器３２とセンタパイプ４５とが連結されると、水分離器３２と接触することにより、係合状態を含む範囲において弾性変形可能である。

第１部分５６４ａは、センタパイプ４５の管部分の径方向外側に設けられている。第１部分５６４ａは、センタパイプ４５の管部分から径方向外側に延び出している。第１部分５６４ａは、環状である。第１部分５６４ａは、軸方向に関して弾性変形を阻止するために必要な所定の厚さを有する。第１部分５６４ａは、径方向に関して変化しない厚さを有している。

第２部分５６４ｂは、第１部分５６４ａの径方向外側に設けられている。第２部分５６４ｂは、第１部分５６４ａから径方向外側に延び出している。第２部分５６４ｂは、環状である。第２部分５６４ｂは、軸方向に関して弾性変形を許容する比較的薄い厚さを有する。第２部分５６４ｂは、径方向に沿って、外側ほど薄い厚さを有する。第２部分５６４ｂの形状は、傘型とも呼ばれる。

バイアス機構は、シール機構を兼ねることができる。第２部分５６４ｂの縁５６４ｃが水分離器３２のアッパボディ５２に接触可能である。縁５６４ｃは、シール線５８２においてアッパボディ５２に接触する。縁５６４ｃがアッパボディ５２に接触することにより、入口５４がシールされる。よって、第２部分５６４ｂは、シール部材でもある。なお、第２部分５６４ｂとは別にシール部材を設けてもよい。第２部分５６４ｂは、縁５６４ｃがアッパボディ５２に接触すると、やや弾性変形可能である。

第１部分５６４ａの水分離器３２に面する端面と、入口５６２ｃに近い周方向溝５６２ａの端面との間には、距離Ｌ４が設けられている。図中には、入口５６２ｃに近い周方向溝５６２ａの端面の周方向における延長線が１点鎖線で図示されている。障害突部５６２ｄの頂面は、入口５６２ｃに近い周方向溝５６２ａの端面から、第１部分５６４ａに向けて突出している。よって、第１部分５６４ａの水分離器３２に面する端面と、障害突部５６２ｄの頂面との間の距離は、距離Ｌ４より小さい。距離Ｌ４は、受入深さとも呼ばれる。第１部分５６４ａの水分離器３２に面する端面と、縁５６４ｃとの間には、距離Ｌ５が設けられている。距離Ｌ５は、弾性変形代とも呼ばれる。水分離器３２のシール線５８２が位置する軸方向の端面と、突部５７２の下側の端面との間には、距離Ｌ６が設けられている。距離Ｌ６は、係合深さとも呼ばれる。

距離Ｌ４は、距離Ｌ５より大きい（Ｌ４＞Ｌ５）。距離Ｌ４は、距離Ｌ５を含む。距離Ｌ４は、距離Ｌ６より大きい（Ｌ４＞Ｌ６）。距離Ｌ６は、距離Ｌ４と距離Ｌ５との差より大きい（Ｌ６＞Ｌ４−Ｌ５）。距離Ｌ５は、距離Ｌ４と距離Ｌ６との差より大きい（Ｌ５＞Ｌ４−Ｌ６）。距離Ｌ５は、第２部分５６４ｂが弾性変形できる最大の弾性変形量Ｌ５６４ｂより大きいか、等しい（Ｌ５＞Ｌ５６４ｂ、Ｌ５＝Ｌ５６４ｂ）。連結部４６と連結部５６との間の隙間は、比較的小さい。このため、連結部４６が連結部５６の中に入っている長さを、上述の長さＬ１とすることができる。シールが有効な長さは、距離Ｌ５の一部である。

水分離器３２とセンタパイプ４５とを分解状態から係合状態へ操作する場合、作業者は、センタパイプ４５を入口５４へ挿入する。センタパイプ４５が入口５４から挿入されると、突部５７２は、溝５６２へ入る。次に、作業者は、水分離器３２とセンタパイプ４５とを相対的に回転するように操作する。突部５７２は、斜行溝５６２ｂに沿って案内される。このとき、水分離器３２とセンタパイプ４５とは、軸方向に向けて接近するように、かつ、周方向に向けて回転するように操作される。やがて、水分離器３２は、縁５６４ｃに接触する。このとき、突部５７２は、操作範囲の終端である破線位置５７２ａにある。さらに、作業者は、水分離器３２とセンタパイプ４５とを相対的に回転するように操作する。すると、突部５７２は、斜行溝５６２ｂ沿って案内される。このとき、水分離器３２は、第２部分５６４ｂを弾性変形させる。突部５７２は、障害突部５６２ｄを乗り越え、周方向溝５６２ａの中に入る。作業者が、操作力を弱めると、第２部分５６４ｂの弾性復元力は、突部５７２を周方向溝５６２ａの端面に押し付ける。突部５７２は、破線位置５７２ｂで安定する。障害突部５６２ｄは、突部５７２が斜行溝５６２ｂに戻ることを阻止する。これにより、突部５７２は、周方向溝５６２ａの中に保持、または固定される。よって、係合状態において、第２部分５６４ｂは継続的に弾性変形している。

水分離器３２とセンタパイプ４５とを係合状態から分解状態へ操作する場合、作業者は、水分離器３２とセンタパイプ４５とを相対的に回転させる。突部５７２は、周方向溝５６２ａの中を移動する。回転操作により、突部５７２は、障害突部５６２ｄを乗り越える。このとき、水分離器３２は、第２部分５６４ｂを弾性変形させる。突部５７２は、斜行溝５６２ｂに出て、さらに入口５６２ｃから解放される。この結果、水分離器３２とセンタパイプ４５とが分解状態となる。

この実施形態によると、比較的小さい操作力で、分解状態と係合状態とを切換えることができる。しかも、作業者が直感的に理解しやすい操作を採用できる。また、第２部分５６４ｂは、連結機構５７の固定と、シール機能との両方を提供する。このため、簡単な構成を採用可能である。また、第２部分５６４ｂは、係合状態において、水分離器３２を継続的に押しているから、振動を抑制することができる。

他の実施形態
この明細書における開示は、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、請求の範囲の記載によって示され、さらに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。

上記実施形態では、センタパイプ４５に内筒６１を設け、アッパボディ５２に外筒７１を設けている。これに代えて、センタパイプ４５に外筒を設け、アッパボディ５２に内筒を設けてもよい。また、シール部材８１は、センタパイプ４５またはアッパボディ５２に設けることができる。また、センタパイプ４５を持たないフィルタ３１の場合、連結機構５７は、カバー部分４３または接続部分４４と水分離器３２との間に設けられてもよい。

上記実施形態では、ケースの連結機構２３としてねじ機構を採用した。これに代えて、連結機構２３として、周方向の溝と、溝内に嵌め込み可能な爪とを含むバヨネット機構を採用してもよい。また、連結機構２３として、キャップ２１とカップ２２とをボルトによって締結する締め付け機構を採用してもよい。

上記実施形態では、フィルタユニット７はキャップ２１とカップ２２との間に保持されている。これに代えて、フィルタユニット７をキャップ２１に脱着可能に連結してもよい。例えば、接続部分４４をキャップ２１に設けた凹部に挿入し、係合させてもよい。

上記実施形態では、軸流型のエレメント４２が採用されている。これに代えて、濾材を襞状に折り曲げて形成され、菊花型またはコルゲート型と呼ばれるエレメントを採用してもよい。

上記実施形態では、燃料フィルタ装置２より上流側に低圧ポンプ５を有する正圧システムを採用した。これに代えて、燃料フィルタ装置２より下流側にのみポンプを有する負圧システムにここに開示される燃料フィルタ装置２を適用してもよい。

上記実施形態では、水分離器３２は、繊維層５１を有する。これに代えて、水分を分離するための部材として、撥水繊維製のメッシュ、または撥水繊維製の不織布を備えていてもよい。また、２層以上の重ねられた水分離部材を備えていてもよい。

上記実施形態では、フランジ５６４により固定機構とシール機構とを提供している。これに代えて、固定機構を別体のスプリングにより提供し、シール機構をＯリングにより提供してもよい。

１ 燃料供給装置、２ 燃料フィルタ装置、３ 燃料タンク、４ 内燃機関、
５ 低圧ポンプ、６ 保持ブラケット、７ フィルタユニット、
１１ 入口、１２ 出口、１３ 入口通路、１４ 出口通路、
２１ キャップ（ケース）、２２ カップ（ケース）、２３ 連結機構、
２４ ドレン穴、２５ ドレンプラグ、２６ 水位センサ、
２７ フロート、２８ サポート柱（支持機構、制限部材）、
２８ａ 上端面、２９ 肩部（支持機構、制限部材）、
３１ フィルタ、３２ 水分離器、４１ フレーム、４２ エレメント、
４３ カバー部分、４４ 接続部分、４５ センタパイプ（通路部材）、
４６ 連結部（通路部材）、４７ 開口、５１ 繊維層（水分離部材）、
５２ アッパボディ（ホルダ）、５３ ロワボディ（ホルダ）、５４ 入口、
５６ 連結部、５７ 連結機構（支持機構）、６１ 内筒（円筒シール部）、
６２ 雄ねじ、６３ 当接部、７１ 外筒（円筒シール部）、７２ 雌ねじ、
７３ 当接部、８１ シール部材（円筒シール部）、
２６２ 突部、２７２ フック部、３６２ 溝、３７２ 突部、
３６４ Ｏリング、４６２ 突部、４７２ 溝、４７３ 溝、
５６２ 溝、５７２ 突部、５６４ フランジ。

Claims (10)

1. 燃料から水分を分離させる水分離部材（５１）と、
   前記水分離部材を支持するホルダであり、燃料を濾過することにより異物を除去するエレメント（４２）を有するフィルタ（３１）に分離可能に連結される連結部（５６）を有するホルダ（５２、５３）とを備える水分離器。
2. 前記連結部（５６）は、前記エレメントによって濾過される前の燃料を通すための燃料通路を形成する通路部材（４５、４６）に、前記エレメントによって濾過される前の燃料を受けるように連結可能であって、前記燃料通路の軸方向に沿って所定の長さ（Ｌ１）にわたって前記フィルタとの連結状態を維持可能な円筒シール部（６１、７１、８１）の一部を有している請求項１に記載の水分離器。
3. 燃料を濾過することにより異物を除去するエレメント（４２）と、
   前記エレメントによって濾過される前の燃料を通すための燃料通路を形成する通路部材であり、燃料から水分を分離させる水分離器（３２）に燃料を供給するように前記水分離器に分離可能に連結される連結部（４６）を有する通路部材（４５）とを備えるフィルタ。
4. 前記連結部（４６）は、前記燃料通路の軸方向に沿って所定の長さ（Ｌ１）にわたって前記水分離器との連結状態を維持可能な円筒シール部（６１、７１、８１）の一部を有している請求項３に記載のフィルタ。
5. 燃料を濾過することにより異物を除去するエレメント（４２）を有するフィルタ（３１）と、
   燃料から水分を分離させる水分離部材（５１）を有する水分離器（３２）と、
   前記フィルタおよび前記水分離器を収容するとともに、前記フィルタおよび／または前記水分離器を取り出すために開くことができるケース（２１、２２）と、
   前記ケース内において、前記水分離器を、前記フィルタから分離可能に支持する支持機構（５７、２８、２９）とを備える燃料フィルタ装置。
6. 前記支持機構は、前記フィルタと前記水分離器とを分離可能に連結する連結機構（５７）を有しており、
   前記フィルタと前記水分離器とは、前記連結機構によって連結されたフィルタユニット（７）として前記ケースから取り出し可能である請求項５に記載の燃料フィルタ装置。
7. 前記フィルタは、
   前記エレメントによって濾過される前の燃料を通すための燃料通路を形成する通路部材（４５）を有しており、
   前記通路部材は、前記水分離器に燃料を供給するように前記水分離器に分離可能に連結される第１連結部（４６）を有しており、
   前記水分離器は、
   前記水分離部材を支持するホルダ（５２、５３）を有しており、
   前記ホルダは、前記フィルタに分離可能に連結される第２連結部（５６）を有しており、
   前記連結機構は、前記第１連結部および前記第２連結部によって提供されており、
   前記第１連結部および前記第２連結部は、前記燃料通路の軸方向に沿って所定の長さ（Ｌ１）にわたって前記フィルタと前記水分離器との連結状態を維持可能な円筒シール部（６１、７１、８１）を有している請求項６に記載の燃料フィルタ装置。
8. 前記連結機構は、前記第１連結部と前記第２連結部との間に設けられたシール部材（８１）を有している請求項７に記載の燃料フィルタ装置。
9. 前記支持機構は、前記ケースに設けられ、前記燃料通路の軸方向における、前記ケース内での前記水分離器の移動を制限する制限部材（２８、２９）を有している請求項７または請求項８に記載の燃料フィルタ装置。
10. 前記支持機構は、前記ケースに設けられ、前記フィルタと前記水分離器とが分離する方向における、前記ケース内での前記水分離器の移動を制限する制限部材（２８、２９）を有している請求項５から請求項９のいずれかに記載の燃料フィルタ装置。

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