JP2022122385A - 燃料フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタ部材の端縁部の露出を全面的に抑制する。【解決手段】燃料フィルタ装置１０は、厚さ方向に圧縮可能なシート状の濾材１２と、濾材１２の端縁部１３を保持する枠状のフレーム部材２０と、フレーム部材２０に濾材１２の端縁部１３を一体的に結合する結合部材３０と、を備える。濾材１２は貫通孔１４を有する。フレーム部材２０は、端縁部１３の下面１３ｃに面する取付面２４、及び、貫通孔１４に対応する係合凹部２５を有する。結合部材３０は、圧縮状態の端縁部１３の上面１３ｂに沿って延在する延在部３１と、係合凹部２５に係合された係合凸部３２と、貫通孔１４内において延在部３１と係合凸部３２とを接続する接続部３３と、を一体に有する。延在部３１は端縁部１３の端面１３ａを覆う被覆部３１ｃを有する。【選択図】図２

Description

本明細書に開示の技術は燃料を濾過する燃料フィルタ装置に関する。

従来、例えば特許文献１に記載されたフィルタ装置がある。そのフィルタ装置は、シート状のフィルタ部材をインサートして枠状の保持部材が成形されている。保持部材には、フィルタ部材の端縁部を両面側（厚さ方向両側）から挟み込む一対の係合凹部が形成されている。

特開２００６－３０５９７９号公報

従来のフィルタ装置によると、保持部材の成形時の成形材（溶融樹脂）の流れによっては、係合凹部の形成による薄肉部分からフィルタ部材の端縁部の一部、例えばフィルタ部材を所定形状に切断した際に生じる切り口の面である端面を含む部分が露出するおそれがあり、この点で改善の余地がある。

本明細書に開示の技術が解決しようとする課題は、フィルタ部材の端縁部の露出を全面的に抑制することにある。

上記課題を解決するため、本明細書が開示する技術は次の手段をとる。

第１の手段は、厚さ方向に圧縮可能なシート状のフィルタ部材と、前記フィルタ部材の端縁部を保持する枠状の保持部材と、前記保持部材に前記フィルタ部材の端縁部を一体的に結合する結合部材と、を備える燃料フィルタ装置であって、前記フィルタ部材は、厚さ方向に貫通する貫通孔を有しており、前記保持部材は、前記端縁部の一方の面に面する取付面、及び、前記貫通孔に対応する係合凹部を有しており、前記結合部材は、圧縮状態の前記端縁部の他方の面に沿って延在する延在部と、前記係合凹部に係合された係合凸部と、前記貫通孔内において前記延在部と前記係合凸部とを接続する接続部と、を一体に有しており、前記延在部は前記端縁部の端面を覆う被覆部を有する、燃料フィルタ装置である。

第１の手段によると、フィルタ部材の端縁部が結合部材の延在部及び係合凸部並びに接続部により保持部材に一体的に結合される。フィルタ部材の端縁部の一方の面が保持部材の取付面により覆われる。また、フィルタ部材の端縁部の端面及び他方の面が被覆部を有する延在部によって覆われる。よって、フィルタ部材の端縁部の露出を全面的に抑制することができる。

第２の手段は、第１の手段の燃料フィルタ装置であって、前記係合凹部は、深さ方向の少なくとも一部において開口側から底側に向かって拡径するテーパ状の壁面を有する、燃料フィルタ装置である。

第２の手段によると、保持部材の係合凹部のテーパ状の壁面に結合部材の係合凸部がアンカー状に係合することにより、保持部材からの結合部材の脱落を抑制することができる。

第３の手段は、第２の手段の燃料フィルタ装置であって、前記係合凹部は、前記保持部材の外側部に隣接しかつ該係合凹部の軸方向に沿って同一径をなすストレート状のストレート壁面を有する、燃料フィルタ装置である。

第３の手段によると、フレーム部材の樹脂成形において成形型からフレーム部材を抜き外す際の応力いわゆる離型抵抗を低減することができる。

第４の手段は、第１～３のいずれか１つの手段の燃料フィルタ装置であって、前記フィルタ部材の前記端縁部において、前記貫通孔よりも端面側の部分の厚さは該端面側とは反対側の部分の厚さよりも厚い、燃料フィルタ装置である。

第４の手段によると、フィルタ部材の端縁部の端面を延在部の被覆部により効果的に覆うことができる。

第５の手段は、第１～４のいずれか１つの手段の燃料フィルタ装置であって、前記保持部材は、前記被覆部の外側面に沿って延在する突起部を有する、燃料フィルタ装置である。

第５の手段によると、保持部材の突起部により被覆部の外側面を覆うことができる。

第６の手段は、第５の手段の燃料フィルタ装置であって、前記突起部は、前記被覆部の外側部を係止する係止部を有する、燃料フィルタ装置である。

第６の手段によると、突起部の係止部により被覆部の外側部が係止されることにより、被覆部の脱落を抑制することができる。

本明細書に開示の技術によると、フィルタ部材の端縁部の露出を全面的に抑制することができる。

実施形態１にかかる燃料フィルタ装置を示す平面図である。 図１のII－II線矢視断面図である。 結合部材の要部を示す断面図である。 結合部材のインサート成形前における濾材を示す平面図である。 図４のV－V線矢視断面図である。 フレーム部材を示す平面図である。 フレーム部材の係合凹部を示す平面図である。 図７のVIII－VIII線矢視断面図である。 成形型の一部を示す断面図である。 結合部材の成形工程１を示す断面図である。 結合部材の成形工程２を示す断面図である。 結合部材の成形工程３を示す断面図である。 実施形態２にかかるフレーム部材の係合凹部を示す平面図である。 図１３のXIV－XIV線矢視断面図である。 実施形態３にかかるフレーム部材の突起部を示す断面図である。

以下、本明細書に開示の技術を実施するための実施形態について図面を用いて説明する。

［実施形態１］
本実施形態の燃料フィルタ装置は、自動車等の車両の燃料タンク内の燃料を内燃機関（エンジン）へ供給する燃料供給装置に備えられている。図１は燃料フィルタ装置を示す平面図、図２は図１のII－II線矢視断面図である。説明の都合上、燃料フィルタ装置に係る方位を各図に矢印で示すとおりに定めるが、燃料フィルタ装置の配置方向を特定するものではない。

（燃料フィルタ装置の概要）
図１に示すように、燃料フィルタ装置１０の外形は、平面視で横長四角形状に形成されている。図２に示すように、燃料フィルタ装置１０は、濾材１２とフレーム部材２０と結合部材３０とを備えている。フレーム部材２０の内周部に濾材１２の端縁部１３が載置状態で保持されている。結合部材３０は、濾材１２及びフレーム部材２０をインサートして樹脂成形（インサート成形）されている。結合部材３０によりフレーム部材２０に濾材１２の端縁部１３が圧縮状態で一体的に結合されている。燃料フィルタ装置１０は平面視で横長四角形状であるが、説明の都合上、平面視のフレーム部材２０の中央部から外方へ向かう方向を径方向外方といい、外方から中央部へ向かう方向を径方向内方といい、フレーム部材２０の周りを周方向という。

（濾材１２）
図４は結合部材のインサート成形前における濾材を示す平面図、図５は図４のV－V線矢視断面図である。図４に示すように、濾材１２は、横長四角形状のシート状に形成されている。濾材１２は、複数枚の樹脂製の不織布を積層してなる多層構造を有しており、厚さ方向（表裏方向）に圧縮可能なシート状をなしている。端縁部１３の端面１３ａは、濾材１２の原材料を所定形状に切断した際に生じる切り口で破断面である。端縁部１３には、厚さ方向に貫通する円形状の貫通孔１４が形成されている（図５参照）。貫通孔１４は、濾材１２の周方向に所定の間隔を隔てて多数個配置されている。濾材１２の端縁部１３は、濾材１２の全周に亘る外周縁部に相当する。貫通孔１４の内周面は、貫通孔１４を打ち抜きした際に生じる切り口で破断面である。濾材１２は本明細書でいう「フィルタ部材」に相当する。

（フレーム部材２０）
図６はフレーム部材を示す平面図、図７はフレーム部材の係合凹部を示す平面図、図８は図７のVIII－VIII線矢視断面図である。図６に示すように、フレーム部材２０は、横長四角形枠状に形成されている。図８に示すように、フレーム部材２０は、樹脂製で、断面略Ｚ字状に形成されている。フレーム部材２０は、断面において、水平状の主板部２１と、主板部２１の内端部から下方へ突出する内フランジ部２２と、主板部２１の外端部から上方へ突出する外フランジ部２３と、を有する（図７参照）。

主板部２１の上面の内周部には水平状の取付面２４が形成されている。取付面２４の幅方向（図８において左右方向）の中央部には係合凹部２５が形成されている（図７参照）。係合凹部２５は、凡そ、その開口側（図８において上側）から底側（同、下側）に向かって拡径するテーパ穴状に形成されている。詳しくは、係合凹部２５は、開口側から底側に向かって拡径するテーパ状すなわちアンダーカット状のアンダーカット壁面２５ａと、係合凹部２５の開口端部においてアンダーカット壁面２５ａの最縮径部（上端部）から上方に向かって拡径する拡径壁面２５ｃと、を有する。係合凹部２５は、濾材１２の各貫通孔１４（図４参照）に対応する位置にそれぞれ配置されている（図６参照）。すなわち、係合凹部２５の軸線と貫通孔１４の軸線は同一軸線Ｌ又は略同一軸線Ｌ上に配置されている（図２参照）。また、本実施形態では、係合凹部２５の最小穴径２５ｄよりも貫通孔１４の口径１４ｄ（図５参照）が僅かに大きい。アンダーカット壁面２５ａは本明細書でいう「テーパ状の壁面」に相当する。

主板部２１の上面の外周部には、断面山形状の突起部２６が突出されている。突起部２６の頂部２６ａと取付面２４とは、断面円弧状の内側傾斜面２６ｂによりなだらかに接続されている。突起部２６の頂部２６ａと外フランジ部２３の内側面の下端部とは、断面直線状の外側傾斜面２６ｃにより接続されている。フレーム部材２０において、係合凹部２５を除いた断面形状は周方向に一定又は略一定である（図６参照）。フレーム部材２０は本明細書でいう「保持部材」に相当する。

（結合部材３０）
図２に示すように、結合部材３０は、樹脂製で、延在部３１と係合凸部３２と接続部３３とを一体に有する。延在部３１は、主部３１ａと張出部３１ｂと被覆部３１ｃとを有する。主部３１ａは断面台形形状に形成されている。

図１に示すように、主部３１ａは、濾材１２における圧縮状態の端縁部１３の上面１３ｂ（図２参照）に沿って周方向に延在している。主部３１ａの周方向に延在する中心線ＣＬは、濾材１２の貫通孔１４及びフレーム部材２０の係合凹部２５の同一軸線Ｌ（図２参照）と直交状に交差している。図３は結合部材の要部を示す断面図である。

図３に示すように、主部３１ａの下面の横幅（図３において左右方向の幅）は、濾材１２の貫通孔１４の口径１４ｄ（図５参照）よりも大きい。張出部３１ｂは、主部３１ａの下端部から濾材１２の端縁部１３の端面１３ａ付近に向けてフランジ状に突出されている。主部３１ａ及び張出部３１ｂにより、濾材１２における圧縮状態の端縁部１３の上面１３ｂが押圧され、その端縁部１３の下面１３ｃがフレーム部材２０の取付面２４に面接触状に押し付けられている。端縁部１３の下面１３ｃは本明細書でいう「一方の面」に相当する。端縁部１３の上面１３ｂは本明細書でいう「他方の面」に相当する。なお、張出部３１ｂは主部３１ａの一部とみなすこともできる。

張出部３１ｂの先端部に被覆部３１ｃが設けられている。被覆部３１ｃは、濾材１２における圧縮状態の端縁部１３の端面１３ａとフレーム部材２０の突起部２６との間においてその端面１３ａを覆うように形成されている。また、延在部３１の断面形状は周方向に一定である（図１参照）。

また、濾材１２の端縁部１３において、貫通孔１４よりも端面１３ａ側の部分（外周部という）１３ｅの厚さｔ１は、その端面１３ａ側とは反対側の部分（内周部という）１３ｄの厚さｔ２よりも僅かに厚い。すなわち、厚さｔ１，ｔ２がｔ１＞ｔ２の関係に設定されている。

係合凸部３２は、フレーム部材２０の各係合凹部２５内を埋めるように形成されている。これにより、係合凸部３２が係合凹部２５に係合されている。

接続部３３は、濾材１２の貫通孔１４内を埋めるように形成されている。接続部３３により延在部３１の主部３１ａと係合凸部３２とが一体的に接続されている。また、接続部３３により、貫通孔１４の内周面である破断面が覆われている。

（成形型）
次に、濾材１２及びフレーム部材２０をインサートして結合部材３０の樹脂成形を行う成形型を説明する。図９は成形型の一部を示す断面図である。図９に示すように、成形型４０は、固定型としての上型４１と、可動型としての下型４６と、を備えている。上型４１は、結合部材３０の延在部３１（図２参照）を形成する成形凹部４２を有する。成形凹部４２は、内周側壁部４３と外周側壁部４４との間に形成されている。内周側壁部４３の下面４３ａは、外周側壁部４４の下面４４ａよりも僅かに低い位置に配置されている。上型４１は、溶融樹脂を射出するゲート（不図示）を有する。下型４６は、フレーム部材２０を嵌め込み状に受け入れる段付き状の嵌合凹部４７を有する。

（結合部材３０の成形工程）
次に、成形型４０を用いて結合部材３０を成形する成形工程を説明する。図１０～１２は結合部材の成形工程を示す断面図である。
（成形工程１）
図１０に示すように、下型４６の嵌合凹部４７にフレーム部材２０を嵌合させる。嵌合凹部４７の上面に主板部２１が載置され、嵌合凹部４７の内側面に外フランジ部２３がほとんど隙間無く嵌合される。続いて、フレーム部材２０の取付面２４上に濾材１２の端縁部１３を載置させる。

（成形工程２）
次に、図１１に示すように、上型４１に下型４６を上動させることにより型締めする。これにより、上型４１と下型４６との間にキャビティ４０ａが形成される。また、上型４１の外周側壁部４４の下面４４ａの外周部にフレーム部材２０の突起部２６の頂部２６ａが当接される。また、上型４１の外周側壁部４４の外側面と、それに対向する下型４６の側面と、の間の空間部に、フレーム部材２０の外フランジ部２３が配置される。

また、上型４１の内周側壁部４３の下面４３ａと、その下面４３ａに対向するフレーム部材２０の取付面２４の内周部と、により、濾材１２の端縁部１３の内周部１３ｄが圧縮される。端縁部１３の内周部１３ｄの圧縮率は、溶融樹脂が内周部に浸み込まない又はほとんど浸み込まない程度とする。

また、上型４１の外周側壁部４４の下面４４ａと、その下面４４ａに対向するフレーム部材２０の取付面２４の外周部と、により、濾材１２の端縁部１３の外周部１３ｅが圧縮される。端縁部１３の外周部１３ｅの圧縮率は、その内周部１３ｄの圧縮率に比べて低い。

（成形工程３）
次に、図１２に示すように、溶融樹脂（結合部材３０と同一符号を付す）３０が所定の成形圧をもって上型４１のゲートからキャビティ４０ａ（図１１参照）内に射出される。その溶融樹脂３０は、上型４１の成形凹部４２、濾材１２の貫通孔１４及びフレーム部材２０の係合凹部２５に充填される。これにより、成形凹部４２内に充填された溶融樹脂３０により延在部３１の主部３１ａが形成される。また、係合凹部２５内に充填された溶融樹脂３０により係合凸部３２が形成される。また、貫通孔１４内に充填された溶融樹脂３０により接続部３３が形成される。

さらに、成形圧が高まると、溶融樹脂３０は、濾材１２の端縁部１３の外周部１３ｅの上面を下方へ圧縮しつつ流動し、端縁部１３の端面１３ａとフレーム部材２０の突起部２６との間に充填される。これにより、上型４１の外周側壁部４４と端縁部１３の外周部１３ｅとの間に充填された溶融樹脂３０により張出部３１ｂが形成されると共に、フレーム部材２０の突起部２６と端縁部１３の端面１３ａとの間に充填された溶融樹脂３０により被覆部３１ｃが形成される。このとき、フレーム部材２０の突起部２６により溶融樹脂３０の径方向外方（図１２において左方）への流出が堰き止められる。また、溶融樹脂３０は、濾材１２の破断面である貫通孔１４の内周面及び端面１３ａに浸み込むことで、当該破断面を封止する。

（成形工程４）
その後、冷却時間を経た後、上型４１から下型４６を型開きして、燃料フィルタ装置１０（図２参照）を取り出せばよい。

（実施形態１の作用・効果）
本実施形態によると、濾材１２の端縁部１３が結合部材３０の延在部３１及び係合凸部３２並びに接続部３３によりフレーム部材２０に一体的に結合される。濾材１２の端縁部１３の下面１３ｃがフレーム部材２０の取付面２４により覆われる。また、濾材１２の端縁部１３の端面１３ａ及び上面１３ｂが被覆部３１ｃを有する延在部３１によって覆われる。よって、濾材１２の端縁部１３の露出を全面的に抑制することができる。これにより、端縁部１３の端面１３ａの露出による切りくずの発生及び切りくずの脱落を抑制することができる。

また、フレーム部材２０の係合凹部２５のアンダーカット壁面２５ａに結合部材３０の係合凸部３２がアンカー状に係合することにより、フレーム部材２０からの結合部材３０の脱落を抑制することができる。すなわち、濾材１２の固定強度の低下を抑制することができる。また、例えば、フレーム部材２０と結合部材３０とをかしめ等で接合する場合と異なり、バリの発生及びバリの脱落を抑制することができる。また、係合凹部２５の開口端部に形成された拡径壁面２５ｃにより、係合凹部２５内へ溶融樹脂をスムーズに流入させることができる。

また、濾材１２の端縁部１３において、外周部１３ｅの厚さｔ１は内周部１３ｄの厚さｔ２よりも僅かに厚い。したがって、濾材１２の端縁部１３の端面１３ａを延在部３１の被覆部３１ｃにより効果的に覆うことができる。詳しくは、厚さｔ１が厚さｔ２より厚いと、厚さｔ１が厚さｔ２と同じか厚さｔ２より薄い場合に比べて、端面１３ａへの溶融樹脂の浸み込みが良いため、端面１３ａを被覆部３１ｃにより効果的に覆うことができる。

また、フレーム部材２０の突起部２６により被覆部３１ｃの外側面（外周面）を覆うことができる。また、突起部２６により、溶融樹脂３０の成形圧による流れを突起部２６により堰き止めることができる。

［実施形態２］
本実施形態は、実施形態１のフレーム部材２０の係合凹部２５に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、実施形態１と同一部位については同一符号を付して重複する説明を省略する。図１３はフレーム部材の係合凹部を示す平面図、図１４は図１３のXIV－XIV線矢視断面図である。図１４に示すように、フレーム部材２０の係合凹部２５には、フレーム部材２０の外側部（図１４において左側部）に隣接しかつ係合凹部２５の軸方向（図１４において上下方向）に沿って同一径をなすストレート状のストレート壁面２５ｂが形成されている（図１３参照）。

本実施形態によると、フレーム部材２０の樹脂成形において成形型（不図示）からフレーム部材２０を抜き外す際の応力いわゆる離型抵抗を低減することができる。これにより、フレーム部材２０の離型時の割れ等の破損の発生を抑制することができる。

また、ストレート壁面２５ｂがフレーム部材２０の径方向外側に配置されているため、フレーム部材２０の成形後の冷却による径方向内方への収縮を利用して、フレーム部材２０の離型抵抗を緩和することができる。

また、結合部材３０が成形後の冷却により径方向内方へ収縮するため、ストレート壁面２５ｂが形成されていても、係合凹部２５に対する係合凸部３２の係合強度がほとんど低下することがない。

［実施形態３］
本実施形態は、実施形態１のフレーム部材２０の突起部２６に変更を加えたものであるから、その変更部分について説明し、実施形態１と同一部位については同一符号を付して重複する説明を省略する。図１５はフレーム部材の突起部を示す断面図である。図１５に示すように、フレーム部材２０の突起部２６の頂部２６ａを含む周辺部を径方向内方（図１５において右方）へ傾斜させることで、被覆部３１ｃの外側部の上面側に係止する係止部２７が形成されている。係止部２７は、成形型４０（図９参照）の型締めによる頂部２６ａ付近の塑性変形により形成されている。

本実施形態によると、突起部２６の係止部２７により被覆部３１ｃの外側部の上面側が係止されることにより、被覆部３１ｃの脱落を抑制することができる。なお、係止部２７はフレーム部材２０の成形と同時に形成してもよい。

［他の実施形態］
本明細書に開示の技術は、前記した実施形態に限定されるものではなく、その他各種の形態で実施可能である。例えば、燃料フィルタ装置１０の外形形状は、横長四角形状に限らず、円形状、楕円形状、三角形状、五角形状、異形形状等でもよい。また、フレーム部材２０は、樹脂以外の材料、例えば金属材料でもよい。また、濾材１２は、樹脂以外の材料、例えば織物で形成してもよい。また、濾材１２の貫通孔１４は、円形状に限らず、楕円形状、三角形状、四角形状、五角形状、異形形状等でもよい。また、係合凹部２５は、テーパ穴以外の形状、例えば角孔、ねじ孔等でもよい。また、係合凹部２５のアンダーカット壁面（テーパ状の壁面）２５ａは、深さ方向の少なくとも一部に形成されていればよく、深さ方向の任意の部位に形成してもよいし、あるいは、深さ方向全体に亘って形成してもよい。また、実施形態では、濾材１２の端縁部１３において外周部１３ｅの厚さｔ１と内周部１３ｄの厚さｔ２をｔ１＞ｔ２の関係に設定したが、ｔ１≦ｔ２の関係に設定してもよい。また、本明細書に開示の技術は、燃料以外の液体、気体等のフィルタ装置に適用することも可能である。

１０ 燃料フィルタ装置
１２ 濾材（フィルタ部材）
１３ 端縁部
１３ａ 端面
１３ｂ 上面（他方の面）
１３ｃ 下面（一方の面）
１３ｄ 内周部（貫通孔の端面側とは反対側の部分）
１３ｅ 外周部（貫通孔よりも端面側の部分）
１４ 貫通孔
２０ フレーム部材（保持部材）
２４ 取付面
２５ 係合凹部
２５ａ アンダーカット壁面（テーパ状の壁面）
２５ｂ ストレート壁面
２６ 突起部
２７ 係止部
３０ 結合部材
３１ 延在部
３１ｃ 被覆部
３２ 係合凸部
３３ 接続部
ｔ１，ｔ２ 厚さ

Claims (6)

1. 厚さ方向に圧縮可能なシート状のフィルタ部材と、
   前記フィルタ部材の端縁部を保持する枠状の保持部材と、
   前記保持部材に前記フィルタ部材の端縁部を一体的に結合する結合部材と、
   を備える燃料フィルタ装置であって、
   前記フィルタ部材は、厚さ方向に貫通する貫通孔を有しており、
   前記保持部材は、前記端縁部の一方の面に面する取付面、及び、前記貫通孔に対応する係合凹部を有しており、
   前記結合部材は、圧縮状態の前記端縁部の他方の面に沿って延在する延在部と、前記係合凹部に係合された係合凸部と、前記貫通孔内において前記延在部と前記係合凸部とを接続する接続部と、を一体に有しており、
   前記延在部は前記端縁部の端面を覆う被覆部を有する、燃料フィルタ装置。
2. 請求項１に記載の燃料フィルタ装置であって、
   前記係合凹部は、深さ方向の少なくとも一部において開口側から底側に向かって拡径するテーパ状の壁面を有する、燃料フィルタ装置。
3. 請求項２に記載の燃料フィルタ装置であって、
   前記係合凹部は、前記保持部材の外側部に隣接しかつ該係合凹部の軸方向に沿って同一径をなすストレート状のストレート壁面を有する、燃料フィルタ装置。
4. 請求項１～３のいずれか１つに記載の燃料フィルタ装置であって、
   前記フィルタ部材の前記端縁部において、前記貫通孔よりも端面側の部分の厚さは該端面側とは反対側の部分の厚さよりも厚い、燃料フィルタ装置。
5. 請求項１～４のいずれか１つに記載の燃料フィルタ装置であって、
   前記保持部材は、前記被覆部の外側面に沿って延在する突起部を有する、燃料フィルタ装置。
6. 請求項５に記載の燃料フィルタ装置であって、
   前記突起部は、前記被覆部の外側部を係止する係止部を有する、燃料フィルタ装置。

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