JP4549236B2

JP4549236B2 - フィルタ装置

Info

Publication number: JP4549236B2
Application number: JP2005166635A
Authority: JP
Inventors: 慶二横山; 浩隆加茂下
Original assignee: Wako Filter Technology Co Ltd
Current assignee: Wako Filter Technology Co Ltd
Priority date: 2005-06-07
Filing date: 2005-06-07
Publication date: 2010-09-22
Anticipated expiration: 2025-06-07
Also published as: JP2006341143A

Description

本発明は、軽油等の燃料中に含まれる水を分離するフィルタエレメントを備えるフィルタ装置に関し、特に、燃料から分離した水を装置外に排出する際にフィルタエレメントの脱落を防止するフィルタ装置に関する。

軽油を燃料として作動する動力機械、及びガソリンを燃料として作動する動力機械の一部のエンジンには、燃料を霧状にしてシリンダ内もしくは吸気ポート中に供給する燃料噴射供給システムが備えられている。この燃料噴射供給システムは、燃料タンク、燃料ポンプ及びノズルを備えてなり、燃料タンクと燃料ポンプとの間の流路中には、燃料タンク内の燃料中に含まれるごみや埃等の異物を除去するためのフィルタ装置が設けられている。このフィルタ装置内には、濾紙等により構成された濾材を有してなるフィルタエレメントが交換自在に取り付けられており、目詰まりしたときには容易に交換することができるようになっている。

フィルタエレメントには、上記の異物を除去する機能の他に、燃料中に含まれた水分を除去する機能を有している。軽油などの燃料には水分が含まれており、この水分は溶解水と遊離水に分けられる。溶解水は、燃料経路内に停滞することなく燃料とともに消費されるため弊害はないが、遊離水は軽油より比重が大きいため燃料ポンプ内に停滞し、発錆等の原因になり易い。この遊離水は、供給燃料中に遊離水として含有されていたり、給油時に雨水として侵入したり、空気中の湿気が水滴となって侵入したり、燃料の温度低下により溶解水が析出したしりする等によって発生する。このように、遊離水はいろいろな経路で燃料系に侵入し、その多くは燃料タンクの底に溜まる。すると、燃料タンクの底に溜まった水は走行時の振動で燃料系統に送り出されてしまうため、フィルタエレメントにおいて水分離機能は欠かせないものとなっている。

ところで、従来、上記のような水分離機能を持つフィルタエレメントを有するフィルタ装置には、燃料の流入路及び流出路を備えたフィルタケースが上下二つのケース半体からなり、円筒状の濾材を有するフィルタエレメントを下部ケース半体に取り付けた状態で、この下部ケース半体に上部ケース半体をねじ込んで両ケース半体を結合させることにより、フィルタエレメントをフィルタケース内に組み付けるものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

このフィルタ装置によれば、燃料は、上部ケース半体に形成された流入路からフィルタケース内に導入され、フィルタエレメントの外周面から内周面に向かって濾材を通過して含有する水分が分離された後に、フィルタエレメントの内周空間を上方へと移動して、上部ケース半体に形成された流出路を通り、フィルタケースの外部に流出される構成となっている。なお、濾材で燃料中から分離された水分は、燃料と比べて比重が重いため、濾材を通過した後に、フィルタエレメントの内周空間の下方へ移動し、フィルタケースの底部に分離水として貯留するようになっている。
特開２００４−１３６２０３号公報

上記のようなフィルタ装置において、分離水が少量のうちは問題ないが、多くなると流出路を介して燃料ポンプに送られ、燃料ポンプ内に停滞し、発錆等の弊害を引き起こすおそれがあった。さらには、シリンダや吸気ポートに送られ、燃料不良を起こしたりするおそれがあった。このため、フィルタケース内の分離水が所定量に達すると、フィルタケースの下部に溜まった分離水を排出する必要があった。

ところで、フィルタエレメントが、下部ケース半体の底部から上方に延びた複数のリブの上部水平面に、単に載置された状態で組み付けられていた。このため、フィルタケースの底部に溜まった分離水を排出する際に、上部ケース半体を下部ケース半体から取り外して、下部ケース半体を傾けると、フィルタケース内に組み付けられたフィルタエレメントが脱落して、損傷や紛失するおそれがあった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、フィルタケースの底部に溜まった、フィルタエレメントにより燃料中から分離された水分を排出する際に、フィルタケースを傾けても、フィルタエレメントが脱落することを防止するフィルタ装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明においては、流体の流入路及び流出路を備えて内部にエレメント配設空間を有したフィルタケースと、前記フィルタケースの前記エレメント配設空間内に上下方向に延びて設置されるフィルタエレメントとを有し、前記フィルタケースは、下方に開口した上部ケース半体と、上方に開口した下部ケース半体とからなり、前記両ケース半体の一方に形成された雄ねじを他方に形成された雌ねじとを螺合して結合させるフィルタ装置において、前記下部ケース半体には、底部上面側から側壁に沿って上方に延びた複数のリブが設けられ、前記複数のリブの上部には、前記フィルタエレメントの下部の形状に対応した挟持部が形成されており、前記フィルタエレメントの下部を前記下部ケース半体の前記複数のリブに形成された前記挟持部の内端面に囲まれた空間内に圧入して、前記複数の挟持部により挟持させた後に、前記上部ケース半体と前記下部ケース半体とを螺合して結合させることにより、前記フィルタエレメントを前記フィルタケース内に組み付け、前記フィルタエレメントは、円筒状の濾材と、前記濾材を上下端から挟持する上部プレート及び下部プレートとからなり、前記下部プレートには、外周方向に突出した係止突起部が形成され、前記上部ケース半体を前記下部ケース半体に対して相対回転させて結合を解除する際に、前記フィルタエレメントの前記係止突起部を前記下部ケース半体の前記リブと当接させることにより、前記フィルタエレメントが前記上部ケース半体と一緒に回転することを防止する構成である。

また、本発明においては、前記複数のリブの上部に形成された前記挟持部は、前記下部ケース半体の側壁から下方に狭まるテーパ状に形成された係止部と、前記フィルタエレメントを前記フィルタケースに組み付ける際に前記フィルタエレメントを載置する水平面が形成された載置部とからなる構成であることが好ましい。

このように、本発明のフィルタ装置によれば、フィルタエレメントの下部を、下部ケース半体に形成された挟持部の内端面に囲まれた空間内に圧入して、しっかりと組み付けられる構成となっている。その結果、下部ケース半体（フィルタケース）の底部に溜まった、フィルタエレメントにより燃料中から分離された水分を排出する際に、フィルタケースを傾けてもフィルタエレメントが脱落することを防止できる。また、フィルタエレメントの下部ケース半体への組み付けを、大変容易に行うことができる。さらに、前記フィルタエレメントは、円筒状の濾材と、前記濾材を上下端から挟持する上部プレート及び下部プレートとからなり、前記下部プレートには、外周方向に突出した係止突起部が形成されており、前記上部ケース半体を前記下部ケース半体に対して相対回転させて結合を解除する際に、前記フィルタエレメントの前記係止突起部を前記下部ケース半体の前記リブと当接させて、前記フィルタエレメントが前記上部ケース半体と一緒に回転することを防止する構成となっている。このような構成により、上部ケース半体を下部ケース半体に対して相対回転させてこれらの結合を解除する際に、フィルタエレメントは係止突起部によって上部ケース半体と一緒に回転しないため、下部ケース半体内により確実に留まり、排水時に傾けたときの脱落を防止できる。

また、本発明においては、前記複数のリブの上部に形成された前記挟持部は、前記下部ケース半体の側壁から下方に狭まるテーパ状に形成された係止部と、前記フィルタエレメントを前記フィルタケースに組み付ける際に前記フィルタエレメントを載置する水平面が形成された載置部とからなる構成であることが好ましい。このような構成によれば、テーパ状に形成された係止部より、フィルタエレメントが軸心下方に付勢されるため、フィルタエレメントは下部ケース半体に対してより強固に組み付けられ、排水時に傾けたときの脱落を防止できる。

以下、本発明の好ましい実施形態について、図面を参照して説明する。本発明に係るフィルタ装置１は、図１に示すように、内部にエレメント配設空間２０を有し、エレメント配設空間２０と外部を連通させる流入路２１及び流出路２２を備えてしたフィルタケース２と、エレメント配設空間２０内に上下方向に延びて設置されるフィルタエレメント３とから構成される。

フィルタケース２は、上記の流入路２１と流出路２２が形成され、下方に開口して有底円筒状である上部ケース半体２３と、上方に開口して有底円筒状である下部ケース半体２４とから構成される。これらケース半体２３，２４は、上部ケース半体２３の側壁部の内周面に形成された雌ねじ（図示略）と、下部ケース半体２４の側壁部の外周面に形成された雄ねじ（図示略）とを螺合させて着脱自在に結合されている。

下部ケース半体２４は、図２に示すように、底部上面側から上下軸を中心に放射状に、且つ、側壁に沿って上方に延びた複数（本実施形態では、４つ）のリブ２５が設けられている。複数のリブ２５は、上部にフィルタエレメント３の下部の形状に対応した挟持部２６が形成されている。

挟持部２６は、図３に示すように、下部ケース半体２４の側壁から下方に狭まるテーパ状に形成された係止部２６ａと、フィルタエレメント３をフィルタケース２に組み付ける際にフィルタエレメント３を載置する水平面が形成された載置部２６ｂとから構成される。

このような構成により、フィルタエレメント３は、その下部を、（複数のリブ２５上部に設けられた）挟持部２６の内端面に囲まれた空間（図２中点線）内に圧入し、これら挟持部２６により挟持させた後に、上部ケース半体２３と下部ケース半体２４とを螺合して結合させ、フィルタケース２内に組み付けられる構成となっている。

また、下部ケース半体２４は、流入空間２０Ａ内の液面高さを示すフロート４０の上下動をガイドするフロートガイド２７が、底部上面側から上方に延びて立設されている。フローガイド２７は、リング状に形成されたフロート４０の中央開口部（図示略）

フロート４０は、水の比重よりも軽い材料製（例えば、ポリエチレン）であり、上記のフローガイド２７により流入空間２０Ａの液面高さに応じて、下面が下部ケース半体２４の底部に当接した状態から、上面がフィルタエレメント３の下部プレート３３に当接するまでの範囲を上下動可能に支持されている。

フィルタエレメント３は、円筒状に折り畳まれて蛇腹状の濾材３１と、この濾材３１を上下端から挟持する上部プレート３２及び下部プレート３３とから構成される。上部プレート３２及び下部プレート３３は、リング状に形成されており、濾材３１とで構成される流出空間（内周空間）２０Ｂに連通する開口部３４，３５を有している。このような構成のフィルタエレメント３は、フィルタケース２内のエレメント配設空間２０を、流入路２１に繋がる流入空間２０Ａと、流出路２２に繋がる流出空間２０Ｂとに二分している。

なお、本発明では、下部プレート３３には、図４に示すように、外周方向に突出した係止突起部３３ａが形成されており、フィルタケース２内に組み付けられたフィルタエレメント３の取り外しや分離水の排出等のため、上部ケース半体２３を下部ケース半体２４に対して相対回転させて結合を解除する際に、フィルタエレメント３の係止突起部３３ａを下部ケース半体２４のリブ２５と当接させて、フィルタエレメント３が上部ケース半体２３と一緒に回転することを防止している。

以上のような構成の本発明のフィルタ装置１では、軽油等の水分を含む燃料が、上部ケース半体２３に形成された流入路２１からフィルタケース２内に導入され、フィルタエレメント３の外周面から内周面に向かって濾材３１を通過した後に、フィルタエレメント３の流出空間（内周空間）２０Ａを上方へと移動して、上部ケース半体２３に形成された流出路２２を通り、フィルタケース２の外部に流出する。なお、濾材３１で燃料から分離された水分は、燃料と比べて比重が重いため、濾材３１を通過した後に、フィルタエレメント３内の流出空間（内周空間）２０Ｂの下方へ移動し、フィルタケース２（下部ケース半体２４）の底部に分離水として貯留する。

続いて、本発明のフィルタ装置１におけるフィルタケース２内にフィルタエレメント３を組み付け手順、及び、排水時の取り外し手順について、図５を用いて説明する。

まず、図５（ａ）に示すように、フィルタエレメント３の下部プレート３３の下面が、下部ケース半体２４のエレメント載置部２６ｂに当接するまで、フィルタエレメント３を下部ケース半体２４の複数のリブ２５に形成された挟持部２６の内端面に囲まれた空間（図２参照）内に圧入し、これら複数の挟持部２６により挟持させる。

次に、フィルタエレメント３の上端部に設けられた上部プレート３２の開口３４に、上部ケース半体２３の流出路２２を挿通させつつ、フィルタエレメント３を保持した下部ケース半体２４を上部ケース半体２３に向かって下方より押し上げながら、下部ケース半体２４の側壁部に設けられた雄ねじ（図示略）と、上部ケース半体２３の側壁部に設けられた雌ねじ（図示略）とを螺合させて、下部ケース半体２４を上部ケース半体２３にねじ込む。

そして、図５（ｂ）に示すように、下部ケース半体２４の上部ケース半体２３へのねじ込みが完了すると、フィルタエレメント３は、上部及び下部ケース半体２３，２４により挟持された状態で、エレメン配設空間２０内に設置される。このとき、上部ケース半体２３とフィルタエレメント３との間は、シール部材２８によりしっかりとシールされた（液密）状態となっている（図１も参照）。

そして、図５（ｃ）に示すように、上記のようにフィルタエレメント３が組み付けられたフィルタケース２内に、燃料から分離された水ｍが溜まってフロート４０が所定高さ位置まで上昇した場合、すなわち最大許容貯水量に達した場合には、まず、上部ケース半体２３を下部ケース半体２４に対して相対回転させ、これらケース半体２３，２４の結合を解除する。

なお、このとき、図５（ｄ）に示すように、本発明のフィルタ装置１では、フィルタエレメント３の下部プレート３３に設けられた係止突起部３３ｂが、下部ケース半体２４のリブ２５と当接して、フィルタエレメント３が上部ケース半体２３と一緒に回転することを防止するように構成され、フィルタエレメント３が下部ケース２４内に残るようになっている。

続いて、図５（ｅ）に示すように、上部ケース半体２３が取り外された下部ケース半体２４を傾け、内部に貯留した分離水ｍを排出する。このとき、フィルタエレメント３は、下部ケース半体２４の複数のリブ２５に形成されたテーパ状の係止部２６ａにより圧接されて、軸心下方の力が付勢されているため、下部ケース半体２４を傾けても脱落しないようになっている。その結果、下部ケース半体２４の底面からフィルタエレメント３の下部プレート３３との間で、フローガイド２７により上下動可能に支持されているフロート４０の脱落を防止することができる。

本発明は、以上のような実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば適宜改良可能である。

本発明に係るフィルタ装置の断面図である。本発明に係る下部ケース半体の平面図である。上記下部ケース半体の側壁に形成された挟持部の拡大図である。上記フィルタエレメントの下端に取り付けられた下部プレートの作用を説明する図である。上記フィルタ装置におけるフィルタエレメントのフィルタケースへの組み付け手順、及び、排水時の取り外し手順を説明する図である。

符号の説明

１フィルタ装置
２フィルタケース
３フィルタエレメント
２０エレメント配設空間
２０Ａ流入空間
２０Ｂ流出空間
２１流入路
２２流出路
２３上部ケース半体
２４下部ケース半体
２５リブ
２６挟持部
２６ａ係止部
２６ｂ載置部
３１濾材
３２上部プレート
３３下部プレート
３３ａ係止突起部
４０フロート

Claims

流体の流入路及び流出路を備えて内部にエレメント配設空間を有したフィルタケースと、前記フィルタケースの前記エレメント配設空間内に上下方向に延びて設置されるフィルタエレメントとを有し、
前記フィルタケースは、下方に開口した上部ケース半体と、上方に開口した下部ケース半体とからなり、前記両ケース半体の一方に形成された雄ねじを他方に形成された雌ねじとを螺合して結合させるフィルタ装置において、
前記下部ケース半体には、底部上面側から側壁に沿って上方に延びた複数のリブが設けられ、
前記複数のリブの上部には、前記フィルタエレメントの下部の形状に対応した挟持部が形成されており、
前記フィルタエレメントの下部を前記下部ケース半体の前記複数のリブに形成された前記挟持部の内端面に囲まれた空間内に圧入して、前記複数の挟持部により挟持させた後に、前記上部ケース半体と前記下部ケース半体とを螺合して結合させることにより、前記フィルタエレメントを前記フィルタケース内に組み付け、
前記フィルタエレメントは、円筒状の濾材と、前記濾材を上下端から挟持する上部プレート及び下部プレートとからなり、
前記下部プレートには、外周方向に突出した係止突起部が形成され、
前記上部ケース半体を前記下部ケース半体に対して相対回転させて結合を解除する際に、前記フィルタエレメントの前記係止突起部を前記下部ケース半体の前記リブと当接させることにより、前記フィルタエレメントが前記上部ケース半体と一緒に回転することを防止する構成であることを特徴とするフィルタ装置。
前記複数のリブの上部に形成された前記挟持部は、
前記下部ケース半体の側壁から下方に狭まるテーパ状に形成された係止部と、
前記フィルタエレメントを前記フィルタケースに組み付ける際に前記フィルタエレメントを載置する水平面が形成された載置部とからなる構成であることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ装置。