JP2023115565A - フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタ部材の目詰まりを起こしにくくできるフィルタ装置を提供すること。【解決手段】フィルタ装置１は、少なくとも３枚以上の濾材が層状に重ね合わされて成るフィルタ部材３０、４０を少なくとも１つ備える。フィルタ部材３０、４０の内部に配置される内層濾材３２、４２の少なくとも１つが、フィルタ装置１の目詰まりを回避するように異物を捕捉せず通過させる少なくとも一つの逃がし部を有する逃がし濾材３３、４３とされる。【選択図】図３

Description

本開示は、フィルタ装置に関する。実施形態によっては、自動車等の車両のエンジンに燃料を供給する燃料供給装置に用いられる燃料フィルタ装置に関する。

特開２０２０－１００４号公報には、自動車の燃料タンク内に配置された燃料ポンプに取り付けられるフィルタ装置が開示されている。フィルタ装置は、上下に配置された２枚のフィルタ部材が互いの周縁部を溶着された扁平な袋状に形成されている。各フィルタ部材は複数枚の濾材が層状に重ね合わされる構成とされる。

特開２０２０－１００４号公報

上記公報のフィルタ装置では、各フィルタ部材の各濾材の周縁部がいずれも溶着されて一体的に形成されている。上記構成では、層をなす複数の濾材が１つでも目詰まりを起こすとフィルタ部材全体が目詰まりを起こすことになってしまう。そこで、フィルタ部材の目詰まりを起こしにくくできるフィルタ装置が望まれる。

一つの態様としてのフィルタ装置は、少なくとも３枚以上の濾材が層状に重ね合わされて成るフィルタ部材を少なくとも１つ備える。フィルタ部材の内部に配置される内層濾材の少なくとも１つが異物を捕捉せず通過させる少なくとも１つの逃がし部を有する逃がし濾材とされる。

一つの実施形態に係るフィルタ装置が燃料ポンプに接続された状態を示す図である。 フィルタ装置の断面図である。 フィルタ部材の構造を示す拡大断面図である。 フィルタ部材の分解斜視図である。 逃がし濾材の変形例を示す分解斜視図である。

＜フィルタ装置＞
以下、種々の実施形態を、図１－５を用いて説明する。図１に示すフィルタ装置１は自動車のエンジンに燃料を供給する燃料供給装置に設けられる燃料フィルタ装置である。フィルタ装置１は燃料タンク内に配置され、燃料ポンプ２の吸入口に取り付けられる。燃料ポンプ２はこのフィルタ装置１を通して燃料タンク内の燃料を吸入することで、異物が除去された清浄な燃料をエンジンに供給することができる。

図２に示すように、フィルタ装置１は袋状を成すフィルタ本体１０を有し、その内部が連結管３を介して燃料ポンプ２の吸入口と連通されている。燃料タンク内の燃料はフィルタ装置１の内部を通って燃料ポンプ２に吸入されるようになっている。

フィルタ本体１０は上側フィルタ部材３０と下側フィルタ部材４０とで扁平に形成される。上側フィルタ部材３０と下側フィルタ部材４０とはそれぞれの周縁部に沿って互いに溶着されることにより袋状に形成される（溶着部５０）。

＜内骨部材＞
フィルタ装置１は、図２に示すように上側フィルタ部材３０と下側フィルタ部材４０との間に設けられる内骨部材２０を有する。内骨部材２０は樹脂製とすることができ、水平方向に延びる平板部２１と、平板部２１の所々から下方に張り出す複数の突起部２２とを有する。フィルタ本体１０の内部に燃料ポンプ２の吸入による負圧が掛けられた際に、内骨部材２０はフィルタ本体１０が潰れないように支持する。すなわち、内骨部材２０が上側フィルタ部材３０と下側フィルタ部材４０との間に挟まることで、上側フィルタ部材３０と下側フィルタ部材４０との間隔を保持する。それにより、内骨部材２０はフィルタ本体１０の内部の容積を確保することができる。このため、燃料がフィルタ本体１０の内部を隈なく流れることができる。

＜燃料ポンプとの接続＞
図２に示すように、平板部２１は連結管３のフランジ３ａに下方から溶着される。平板部２１は例えば超音波溶着を用いてフランジ３ａに溶着される。この溶着により、フランジ３ａと平板部２１との間に上側フィルタ部材３０が挟まれて一体的に溶着されるようになっている。それにより、フィルタ本体１０が連結管３と一体的に組み付けられる。内骨部材２０は、図２及び図４に示すように連結管３を接続するための流出口２３を有する。

＜上側フィルタ部材＞
上側フィルタ部材３０と下側フィルタ部材４０とは、図３に示すようにそれぞれ複数枚の濾材が層状に重ね合わされて一体化される。各濾材は例えば略円形状の不織布から成る。上側フィルタ部材３０は外周面を成す２枚の外層濾材３１と、これらの外層濾材３１の間に位置する一つ以上の内層濾材３２を有する。

一つの実施形態として、各内層濾材３２は６枚とすることができる。これらは、吸入された燃料が上側フィルタ部材３０を通過する向きに沿って（上流側から下流側に向かって）順に第１内層３２ａ、第２内層３２ｂ、第３内層３２ｃ、第４内層、第５内層３２ｄ、第６内層３２ｅと呼ぶ。また上側フィルタ部材３０は、内骨部材２０の流出口２３と連通するように開口部３４を有する。フィルタ装置１の内部に流入した燃料は、開口部３４及び流出口２３を通って燃料ポンプ２に吸引される。

＜逃がし濾材＞
図３及び図４に示すように、各内層濾材３２のうち少なくとも１つ（例えば第４内層）は、上側フィルタ部材３０において目詰まりを起こしにくくするための逃がし濾材３３として設定する。逃がし濾材３３は、その面内に周方向に沿って４箇所設けられる開口孔３３ａを有する。各開口孔３３ａ全体の逃がし濾材３３の面積に対する開口の割合は、例えば８％程度となるように構成される。各開口孔３３ａには、フィルタ装置１の外部から上側フィルタ部材３０を通ってフィルタ装置１の内部に流入する燃料が通過するようになっている。各外層濾材３１と逃がし濾材３３を除く各内層濾材３２とは、溶着部５０において一体化している。一方、逃がし濾材３３は各内層濾材３２よりも一回り小さい構成とされて、逃がし濾材３３の周縁と溶着部５０との間に隙間３３ｂを形成する。これらの開口孔３３ａと隙間３３ｂは上側フィルタ部材３０の内部に空間を形成する。このため、逃がし濾材３３は、上側フィルタ部材３０の圧力損失の上昇を抑えると共に上側フィルタ部材３０を目詰まりさせにくくすることができる。

＜濾材の目の細かさ＞
各内層濾材３２は、逃がし濾材３３を除き、上流側から下流側に向けて濾材の目の細かさが徐々に細かくなるようにすることができる。すなわち、各内層濾材３２において第１内層３２ａが最も目が粗い濾材で、第６内層３２ｅが最も目が細かい濾材で構成されている。このため、燃料が上側フィルタ部材３０を通過することで、各内層濾材３２によって大きい異物から順に捕捉されるようになっている。なお、各外層濾材３１はいずれも第１内層３２ａよりも目が粗い濾材とすることができる。各外層濾材３１は、例えば各内層濾材３２で発生した繊維のほつれを上側フィルタ部材３０の外部に逃がさないように捕捉する役割を有する。

また、逃がし濾材３３は一段下流側の第５内層３２ｄよりも目が細かい濾材で構成することができる。このようにした場合、逃がし濾材３３は第５内層３２ｄよりも細かい異物を捕捉しやすく、第５内層３２ｄよりも先に目詰まりしやすい。しかし、開口孔３３ａと隙間３３ｂとが、上側フィルタ部材３０を通る燃料を濾過せずに通過させることができる。このため、開口孔３３ａと隙間３３ｂは、逃がし濾材３３が目詰まりを起こしたとしても燃料を通過させることができる逃がし部として機能する。このように、逃がし濾材３３は上側フィルタ部材３０の濾過性能を高めて、上側フィルタ部材３０の目詰まりを起こしにくくすることができる。なお、逃がし濾材３３は第６内層３２ｅよりも目が粗い濾材で構成されている。

＜下側フィルタ部材＞
図３及び図４に示すように、下側フィルタ部材４０も各外層濾材４１と各内層濾材４２を有する。１つの実施形態として、各内層濾材４２も６枚とすることができる。燃料ポンプ２に吸入される燃料は下側フィルタ部材４０を下方から上方に向かって通過する。この向きに沿って（上流側から下流側に向かって）順に、各内層濾材４２を第１内層４２ａ、第２内層４２ｂ、第３内層４２ｃ、第４内層、第５内層４２ｄ、第６内層４２ｅと呼ぶ。

＜逃がし濾材＞
図３及び図４に示すように、各内層濾材４２のうち少なくとも１つ（例えば第４内層）は、下側フィルタ部材４０において目詰まりを起こしにくくするための逃がし濾材４３として設定する。逃がし濾材４３は、その面内に周方向に沿って６箇所設けられる開口孔４３ａを有する。各開口孔４３ａ全体の逃がし濾材４３の面積に対する開口の割合は、２０％程度となるように構成される。各開口孔４３ａには、フィルタ装置１の外部から下側フィルタ部材４０を通ってフィルタ装置１の内部に流入する燃料が通過するようになっている。また、逃がし濾材４３は各内層濾材４２よりも一回り小さい構成とされて、逃がし濾材４３の周縁と溶着部５０との間に隙間４３ｂを形成する。これらの開口孔４３ａと隙間４３ｂとは下側フィルタ部材４０の内部に空間を形成する。それにより逃がし濾材４３は、下側フィルタ部材４０の圧力損失の上昇を抑えると共に下側フィルタ部材４０を目詰まりさせにくくすることができる。

＜濾材の目の細かさ＞
各内層濾材４２は、逃がし濾材４３を除き、上流側から下流側に向けて濾材の目の細かさが徐々に細かくなるようにすることができる。すなわち、各内層濾材４２において第１内層４２ａが最も目が粗い濾材で、第６内層４２ｅが最も目が細かい濾材で構成されている。なお、各外層濾材４１はいずれも第１内層４２ａよりも目が粗い濾材から成る。各外層濾材４１は、例えば各内層濾材４２で発生した繊維のほつれを下側フィルタ部材４０の外部に逃がさないように捕捉する役割を有する。

また、逃がし濾材４３も一段下流側の第５内層４２ｄよりも目が細かい濾材で構成されている。そのため、逃がし濾材４３は第５内層４２ｄよりも細かい異物を捕捉しやすく、第５内層４２ｄよりも先に目詰まりしやすい。しかし、開口孔４３ａと隙間４３ｂとが、逃がし部として、下側フィルタ部材４０を通る燃料を濾過せずに通過させることができる。このため、逃がし濾材４３が目詰まりを起こしたとしても燃料を通過させることができる。このように、逃がし濾材４３も下側フィルタ部材４０の濾過性能を高めて、下側フィルタ部材４０の目詰まりを起こしにくくすることができる。なお、逃がし濾材４３は第６内層４２ｅよりも目が粗い濾材で構成されている。

別の実施形態として図５に示すように、各逃がし濾材１３３、１４３は、その周縁が溶着部５０と一体化されて隙間３３ｂ、４３ｂを有さない構成であっても良い。そのため、逃がし濾材１３３、１４３は、各外層濾材３１、４１や逃がし濾材１３３、１４３を除く各内層濾材３２、４２と略同じ大きさとされる。逃がし濾材１３３、１４３は、逃がし部として開口孔１３３ａ、１４３ａのみ有する構成とされる。開口孔１３３ａ、１４３ａは短冊状に開口しており所定間隔で並ぶように配置される。

＜利点＞
以上をまとめると、フィルタ装置１は少なくとも３枚以上の濾材が層状に重ね合わされて成るフィルタ部材３０、４０を少なくとも１つ備える。フィルタ部材３０、４０の内部に配置される内層濾材３２、４２の少なくとも１つが異物を捕捉せず通過させる逃がし部を有する逃がし濾材３３、４３とされる。このような構成となっていることにより、フィルタ部材３０、４０の内部に逃がし部による空間が形成される。また逃がし濾材３３、４３が目詰まりを起こしたとしても逃がし部によって逃がし濾材３３、４３が塞がることを回避できる。これらによりフィルタ部材３０、４０における圧力損失を抑えたり、フィルタ部材３０、４０の目詰まりを起こしにくくしたりすることができる。

また、逃がし部のうち少なくとも１つが逃がし濾材３３、４３に形成される開口孔３３ａ、４３ａとされる。このような構成となっていることにより、逃がし濾材３３、４３に孔を空ける簡便な構成で逃がし部を形成することができる。

また、フィルタ部材３０、４０は各濾材の端部が互いに固着される溶着部５０により一体的に形成される。逃がし濾材３３、４３は溶着部５０に固着されない構成とされる。逃がし部のうち少なくとも１つが逃がし濾材３３、４３と溶着部５０との間に形成される隙間３３ｂ、４３ｂとされる。このような構成となっていることにより、逃がし濾材３３、４３に孔開け等の加工をすることなく逃がし部を形成することができる。また逃がし濾材３３、４３を溶着しないことで溶着部５０の厚みを薄くすることができる。このため溶着部５０を形成しやすくできる。

また、逃がし濾材３３、４３は、逃がし濾材３３、４３の一つ下流側に配置される濾材よりも目が細かい。このような構成となっていることにより、逃がし濾材３３、４３が一つ下流側の濾材より先に目詰まりしやすくなる。

また、フィルタ装置１は、車両のエンジンに燃料を供給する燃料供給装置に用いられる燃料フィルタ装置である。更に燃料タンク内の燃料をエンジンに圧送する燃料ポンプ２の吸入口に接続される。フィルタ装置１を用いることで、燃料ポンプ２に吸入される燃料を濾過する際にフィルタ部材３０、４０の目詰まりを起こしにくくして濾過性能を向上させることができる。

＜その他の実施形態＞
別の実施形態として、フィルタ装置は燃料フィルタの他、エアフィルタや排水フィルタ等の種々のフィルタに適用することができる。またフィルタ装置は自動車の燃料フィルタの他、二輪車や船舶等の燃料フィルタに適用することもできる。

別の実施形態として、袋状のフィルタ本体は扁平形状ではなく筒形状や球形状、その他任意の形状であっても良い。フィルタ本体は２つのフィルタ部材を溶着して構成されたものを示したが、１枚の濾材を２つ折りにして周縁部を溶着することで袋状に形成しても良い。また別の実施形態として、フィルタ本体は袋状でなく、１つのフィルタ部材のみから成る層状であっても良い。

別の実施形態として、フィルタ部材の各濾材は不織布以外の濾材であっても良い。

別の実施形態として、フィルタ部材の外層濾材のうち最も下流側に位置するものは各濾材の中で最も目が細かい濾材で構成されていても良い。外層濾材も開口孔等の逃がし部を有していても良い。

別の実施形態として、フィルタ部材の内層濾材は６枚以外の任意の枚数であっても良い。内層濾材は、逃がし濾材が１枚だけから成る構成であっても良い。各内層濾材は、燃料の流れる向きに沿って上流側から下流側に向かって徐々に目が細かくなる例を示したが、上流側にある濾材の目が細かいものであっても良い。また内層濾材のいずれもが目の細かさが異なる濾材で構成されていなくても良く、各内層濾材のいずれも或いはいずれかが同じ目の細かさで構成されていても構わない。

別の実施形態として、逃がし濾材は開口孔を有しておらず、固着部との隙間にのみ逃がし部を形成するものでも良い。逃がし濾材と固着部との間に形成される隙間は逃がし濾材の周縁の一部に設けられる構成であっても良い。開口孔の個数や形状は実施形態以外の任意の構成であって良い。

別の実施形態として、逃がし濾材は、逃がし濾材を除く他の内層濾材や外層濾材と材質が異なる構成であっても良い。逃がし濾材はフィルタ部材の内部であればどの層に設けられるものであっても良い。逃がし濾材は１枚だけでなく２層以上の複数枚設けられる構成であっても良い。その場合、各逃がし濾材が互いに隣り合う構成であっても良いし、各逃がし濾材の間に逃がし部を有しない他の内層濾材を間に挟む構成であっても良い。複数枚の逃がし濾材が設けられる場合に、いずれの逃がし濾材も逃がし部として開口孔及び／又は固着部との隙間を有していても良い。またいずれか一方の逃がし濾材が開口部のみを有し、いずれか他方の逃がし濾材が固着部との隙間のみを有する構成であってもよい。

別の実施形態として、逃がし濾材は逃がし部を有さない他の内層濾材のいずれよりも目が細かいものであっても良い。

以上、様々な実施形態を説明したが、本開示はそれらの実施形態に限定されるものではなく、当業者であれば他にも各種の変形、置換、改良などが可能である。

１ フィルタ装置
２ 燃料ポンプ
３０ 上側フィルタ部材
３２ 内層濾材
３３ 逃がし濾材
３３ａ 開口孔
３３ｂ 隙間
４０ 下側フィルタ部材
４２ 内層濾材
４３ 逃がし濾材
４３ａ 開口孔
４３ｂ 隙間
５０ 溶着部

Claims (5)

1. フィルタ装置であって、
   少なくとも３枚以上の濾材が層状に重ね合わされて成るフィルタ部材を少なくとも１つ備えており、
   前記フィルタ部材の内部に配置される内層濾材の少なくとも１つが異物を捕捉せず通過させる少なくとも１つの逃がし部を有する逃がし濾材とされるフィルタ装置。
2. 請求項１に記載のフィルタ装置であって、
   前記逃がし部のうち少なくとも１つが前記逃がし濾材に形成される開口孔とされるフィルタ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のフィルタ装置であって、
   前記フィルタ部材は前記逃がし濾材以外の各濾材の端部が互いに固着される固着部により一体的に形成され、
   前記逃がし濾材は前記固着部に固着されない構成とされ、
   前記逃がし部のうち少なくとも１つが前記逃がし濾材と前記固着部との間に形成される隙間とされるフィルタ装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のフィルタ装置であって、
   前記逃がし濾材は、該逃がし濾材の一つ下流側の層に配置される濾材よりも目が細かいフィルタ装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載のフィルタ装置であって、
   当該フィルタ装置は、車両のエンジンに燃料を供給する燃料供給装置に用いられる燃料フィルタ装置であって、
   燃料タンク内の燃料をエンジンに供給する燃料ポンプの吸入口に接続されるフィルタ装置。

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