JP5011286B2 - ディーゼル内燃機関用燃料フィルターユニット - Google Patents

Description

本発明は、ディーゼル内燃機関に組込まれるフィルターユニットに関するものであり、特にフィルターバッフルの目詰まりの程度を測定する装置を備えたフィルターユニットに関する。

ディーゼル内燃機関の正常な動作のために、特にディーゼルエンジンにとって燃料がエンジンに送り込まれる前、そこに含まれる不純物を取り除くためにろ過されなければならない。

ディーゼルエンジン用燃料は大量の不純物或いは比較的低い温度のため分離する多少の固体物質（特にパラフィン）を含んでいる。これらの不純物及び固体物質は、燃料がエンジンに到達することを完全に阻む程度までフィルターユニットにおけるろ過手段を直ぐに目詰まりさせてしまう。

この問題点を克服するために、本出願人は、フィルターバッフルの目詰まりを測定する装置を備えるフィルターユニットを考案している。この装置は特許出願番号ＲＥ９７Ａ００００４６に詳細に記載されている。特に、上記装置はフィルターの入口と出口の間の燃料圧力差に感応し、この圧力差はフィルターの目詰まりの程度に大きく関連した量である。この装置は、上記圧力差がフィルターの目詰まりを指示する制限値を越えると警報信号を発生するよう構成されている。

この装置は、フィルターユニットの頭部に設けられた適当な座部に組合わされており、従って装置はフィルターケーシングの外側にある。フィルターユニットの頂部における装置の存在は、ユニットの全体的な寸法を増大させ、特に、エンジンへのユニットの搭載は複雑となり、故障時の装置の交換は、作業者がエンジンから全ユニットを取り外さなければならないので、複雑で費用がかかることになる。

さらに、フィルターの頭部は、通常鋳造により金属合金でできていて、装置を収納するための導管及び座部の形成は特に部品を高価なものにしている。

本発明の目的は、簡単で、合理的で且つ低コストでの解決手段により、公知の技術の欠点を解決することにある。

本発明は、独立請求項１に記載の技術的な特徴をもつフィルターユニットによって、上記の目的を達成するものである。

従属請求項は、特に本発明の有利な実施形態を画定するものである。

本発明の特徴と構造上の利点は、本発明を制限しない例として特に好ましい実施形態を例示した添付図面を参照してなされる説明から更に明らかになろう。

図１にはフィルターユニット１を示し、このフィルターユニット１はカップ型外部ケーシング２を備え、カップ型外部ケーシング２の上部はカバー３によって閉じられ、カバー３には、燃料入口導管４及び燃料出口導管５が設けられている。

ケーシング２の内部には、上端部６０と下端部６１を備えている環状形態のろ過バッフルが収容されており、これら２つの端部には参照番号６２、６３でそれぞれ示されている中央孔が設けられている。

上端部６０における孔６２は、導管４においてカバー３から下方へのびるステム３０を受けている。下端部６１は、ケーシング２の下方面からのびる等角度間隔に配列した複数のフィン７を備えた支持要素の上に位置している。

ケーシング２は、下方に、バッフル６内へのびる孔６３に挿置された支持部材８を受ける管状形態の孔２０を備えている。

上記支持部材８は、孔６３に近接してろ過バッフル６の目詰まりを測定する装置９を担持している。

上記ろ過バッフル６及び装置９は、ケーシング２の内部を実質的に２つの分離したチャンバー１０及びチャンバー１１に分割している。第１のチャンバー１０はろ過しようとする燃料の入口導管４に接続され、第２のチャンバー１１はろ過された燃料の出口導管５に接続されている。

装置９の目的は、ユニット１の動作中２つのチャンバー１０及び１１の間に発生する圧力差を測定することであり、上述の通りその値はろ過バッフル６の目詰まりの程度を表わしている。

図３を参照すると、装置９はカップ型本体９０を備え、その基部からステム９１がのび、このステム９１は中央通貫孔９２を備えている。

装置９は支持部材８によって担持され、本体９０の一方の端部は支持部材の部分８０の孔に挿置され、他方の端部は支持部材のカバー８２の中央孔８１に挿置されている。

カップの内部は、カップ型本体９０の内部を２つの非連通チャンバー１２及び１３に分割する、軸方向に摺動可能なピストン９３を担持している。チャンバー１２の一端部は孔９２を介してチャンバー１０と連通している。チャンバー１３は支持部材における孔８３（図２）を介してチャンバー１１と連通している。

従って、チャンバー１３はフィルターの出口導管５と連通し、一方チャンバー１２は入口導管４と連通する。

カップ型本体９０の内側には、２つのチャンバー１２及び１３の間の圧力差の作用に抗して、入口導管４と連通するチャンバー１２に向かってピストン９３を押し進めるようにピストン９３に作用するバネ９４（或いは相反する推力を発生する同等の手段）が設けられている。

ピストン９３のそれぞれの端部は、参照番号９５、９６で示されているシャンクと組み合されている。シャンク９５の自由端部は、ステム９１の孔９２で受けられ、従ってピストン９３の案内部材として作用する。

ピストン９３の反対の端部には、金属ネジ１４０の形態のセンサー１４に作用するように設けられたシャンク９６が固定されている。

ネジ１４０は、支持部材８の要素８４を通してネジ止めされ、そして支持部材８の拡張された下方部分に収容された電子カード１５にＬ字型フランジ１４１を介して電気的に接続されている。

カード１５は、データ伝送ケーブル１５０によって車両制御システムに接続され、シャフト９６がネジ１４０に接触すると音及び／又は光の警告信号を発生する手段が接続されている。

実際、電子カード１５は、ネジ１４０を予定の電圧Ｖに維持し、バネ９４の作用に抗してシャンク９６がネジ１４０と接触すると生じる電圧の変化を測定する。

使用中、ピストン９３は入口（特に入口導管４）及び出口（特に出口導管５）の間の燃料圧力差ΔＰに晒される。

燃料の流れがろ過バッフル６を通過する際に圧力低下を受けるために、圧力は出口で小さくなり、従って、バネ９４の作用に抗して、ピストン９３における圧力差ΔＰの作用は出口導管５と連通するチャンバー１３の端部に向かってピストン９３を押し進める。

本発明は、ろ過バッフル６の目詰まりの程度が（燃料から分離したゴミ、不純物、またはその他の固形或いは半固形の物質のために）使用するに従って高まるので、フィルターの出口で流れの通過による圧力低下が増加する、すなわち圧力差ΔＰがバネ９４の推進力に抗してピストン９３の推進力の結果として増加により増加するという意味において、圧力差ΔＰ及びろ過バッフル６の目詰まりの程度の間に厳密な関係が存在するという事実に基づいている。

ケーシング２内に装置９を位置決めすることは、フィルターユニット１の全体的な寸法が縮小できることを意味している。本発明の他の実施形態において、装置９０は上記のような支持部材を必要としないように形態にできることが認められるべきである。それは、例えば孔の径を簡単に適切に変化させ、そして公知の固定手段により下端部に装置９を固定することにより、ろ過バッフル６の下端部６１の孔６３に直接取り付けられ得る。

図４及び図５は、装置９の支持要素が多数の異なるセンサーの支持部材として作用し、各センサーが同様な数のエンジン動作パラメーターを測定するために設けられている点において前述の実施形態と異なる本発明の変形例を示している。

これらの図面には、装置９に加えて、燃料温度を計測するセンサー１６と、ケーシング２の底部に貯まる水分量を測定するセンサー１７と、低温で燃料に形成されるパラフィンを溶解するように作動されることになる加熱装置１８とを担持する支持部材１００が示されている。

支持部材１００は、ガスケット１０１、１０２及び１０３を介して、ケーシング２そしてろ過バッフル６内に密封挿置され、閉じるまでステム３０へのびる幾つかの異なる断面をもつシャフトのように外面的な形態に構成されている。ろ過バッフル６と共に上記支持部材１００は上記チャンバー１０及び１１を画定している。

支持部材８及び１００は、図示されていないが、釘或いは止めネジのような通常の固定手段でケーシング２に堅固に取り付けられている。

支持部材１００は内部的に中空であって、３つの分離した部分に分割されている。これらの部分のうちの上方部分２０はチャンバー１０の内に位置し、中央部分２１はチャンバー１０とチャンバー１１の間に位置し、さらに下方に位置している下方部分２２はチャンバー１１の内に位置している。

上方部分２０は、上向きに開放しており、カップ型本体の形態であり、そしてその横方向の面には２つの長方形の開口２３を備えている。

燃料温度を測定するセンサー１６は、上記開口２３に近接して部分２１に配置され、上記センサーは、装置の下方部分２２内に収容されている電子制御カード２４に接続されている。

上方部分２１はまた公知の形式の加熱装置１８を収容し、加熱装置１８は上記電子制御カード２４に接続されている。

既に述べたように、支持部材１００はまたケーシング２の底部に貯まる過度の水分量の存在を測定するセンサー１７を備えている。図示された実施形態では、上記センサーは、上記制御カード２４に電気的に接続された２つの誘導電極２５を備えている。

それぞれの上記誘導電極２５はネジの形態であり、それの頭部は支持部材１００の外部表面から突き出ている。

制御カード２４は、データ伝送ケーブル２６を介して車輌制御システムに接続されている。

支持部材１００内に全センサーを位置決めすることにより、フィルターを容易に迅速に交換できる。これをするために、作業者はまず第一に固定手段（図示されていない）を外し、次いで単純にケーシング２から支持部材を引き出して、新しいフィルターユニットのケーシング２内にそれを再度挿置する。

また、支持部材のシャフトのような構造は、従来技術においてあるような使い捨て構成部材を含むセンサーをもたないさらなる利点を有するということは注目すべきであり、これによりフィルターユニットの全体的なコストを相当に低減する。

最後に、他の実施形態では、支持部材１００は、既に述べたものと数及び／又は機能の観点で異なるセンサーを備えることができる。

本発明のフィルターユニットの側断面図。 図１の細部の拡大図。 図２の細部の拡大断面図。 本発明のフィルターユニットの変更実施形態を示す側断面図。 図４の細部の拡大図。

Claims (13)

1. ケーシング（２）を備えていて、その内部がろ過バッフル（６）によって第一のチャンバー（１０）と第二のチャンバー（１１）に分割され、その一方が燃料入口の導管（４）にもう一方が燃料出口の導管（５）にそれぞれ接続され、ろ過バッフルの目詰まりの程度を測定する測定装置（９）が上記ケーシング（２）の内部に配置され、上記２つのチャンバー（１０、１１）における燃料圧力差に反応するよう位置決めされ、また上記測定装置（９）が、上記ケーシング（２）の底部内に挿入される支持部材（８、１００）と連結し、上記測定装置（９）が支持部材と共にケーシング（２）から取り外し可能であり、上記測定装置（９）はカップ型本体（９０）を備え、その基部からステム（９１）がのび、このステム（９１）は中央貫通孔（９２）を備え、上記ステム（９１）は前記支持部材（８、１００）のカバー（８２）の中央孔（８１）に挿置され、かつ、カップ型本体（９０）の一方の端部は支持部材（８、１００）の部分（８０）の孔に挿置され、上記カップ型本体（９０）は軸方向に摺動可能なピストン（９３）を担持し、上記ピストン（９３）は、カップ型本体（９０）の内部を、前記ステム（９１）の中央貫通孔（９２）を介して第一のチャンバー（１０）と連通する第三のチャンバー（１２）と、支持部材（８、１００）における孔（８３）を介して前記第二のチャンバー（１１）と連通する第四のチャンバー（１３）の２つの非連通チャンバー（１２、１３）に分割する
   ことを特徴とするディーゼル内燃機関用改良型フィルター・ユニット。
2. 上記測定装置（９）が、上記ケーシング（２）の内部を２つの分離したチャンバー（１０、１１）に分割する上記ろ過バッフル（６）と連結することを特徴とする請求項１に記載のユニット。
3. 上記ろ過バッフル（６）が、環状形であって上端部（６０）と下端部（６１）を備えていて、上記上端部は中央孔（６２）と、上記下端部は中央孔（６３）とそれぞれ連結することを特徴とする請求項１又は２に記載のユニット。
4. 上記測定装置（９）が、上記下端部（６１）における中央孔（６３）を通して挿入されることを特徴とする請求項３に記載のユニット。
5. 上記支持部材（８、１００）が、ケーシング（２）の下位孔部（２０）を通して上記ケーシング内に部分的に挿差されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のユニット。
6. 上記支持部材（１００）が、異なる多数のセンサーを備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のユニット。
7. 上記センサーが、ろ過中ケーシング（２）の底部に貯まる水分量を計測する少なくとも１つのセンサーと、温度計測センサー及び加熱装置とを備えていることを特徴とする請求項６に記載のユニット。
8. 気密性ガスケットが、上記支持部材（１００）と上記ろ過バッフルの間に配置されていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のユニット。
9. 上記支持部材（１００）が、異なる幾つかの断面を備えるシャフトのような形態であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のユニット。
10. 上記支持部材（８、１００）が、上記装置と連結するセンサーのために制御カードを収容していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のユニット。
11. 上記測定装置（９）が、固定手段によって取り外し可能にケーシングと連結することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のユニット。
12. 上記カップ型本体（９０）が、ピストン（９３）に対して作用して該ピストンを前記第三のチャンバー（１２）の方へ付勢させる手段（９４）を備えることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のユニット。
13. 上記ピストン（９３）の一方の端部に自由端がステム（９１）の孔（９２）中に受け入れられる第一シャンク（９５）と、他方端部にセンサー（１４）に対して作用するように配置されるシャンク（９６）が連結されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のユニット。

Images