JP5106896B2 - 燃料用フィルタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料ポンプの吸込み口に設けられる燃料用フィルタ装置に関する。

自動車等の燃料タンク内の燃料は、燃料ポンプによって、エンジンルームへ送出されるようになっているが、該燃料ポンプの吸込み口には燃料タンク内の燃料を濾過する燃料用フィルタ装置が設けられている。

そして、この燃料用フィルタ装置の濾材の下面側には、樹脂で形成された骨部材を設けることが知られている（特許文献１）。しかしながら、従来のフィルタでは骨部材を濾材に接着したり、インサート成形したりする必要があり、製造に手間が掛かってしまう。

また、複数枚の濾材を点溶着（いわゆるドット溶着）する技術もあるが（特許文献２）、溶着点が小さく、燃料ポンプの吸込み口の下では、燃料ポンプの吸引力によって全体或いは最内層の濾材が変形してしまうことがある。その場合には燃料ポンプの吸込力に負担を掛けてしまうことになり、燃料ポンプの耐久性に影響を及ぼしてしまう可能性がある。
ＤＥ３６０９９０５号公報 特開２０００−２４６０２６号公報

本発明は上記問題を考慮して、ポンプの耐久性を従来よりも高くする燃料用フィルタ装置を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、燃料を吸い込むポンプの吸込み口に設けられ、樹脂繊維で形成されたフィルタで前記燃料を濾過する燃料用フィルタ装置であって、前記フィルタを袋状として内部空間内を燃料が流動可能なフィルタ部材と、前記フィルタ部材に形成され、前記内部空間と前記吸込み口とを連通させる吸引部と、前記吸引部と対向する前記フィルタを溶融させた溶融固化部と、を有することを特徴とする。

ポンプの吸込み口と連通する吸引部と対向する位置は、ポンプによる吸引力が最も大きく、フィルタが吸引部側へ撓み、該吸引部への張り付き現象が発生する場合がある。このため、請求項１に記載の発明では、フィルタの吸引部と対面する位置に、該フィルタを溶融させた溶融固化部を設けている。

該溶融固化部では燃料が通過しないため、吸引部と対向する位置からポンプの吸込み口へ向かう直線の流れが無くなり、ポンプの吸込み口へは、吸引部回りから回り込んで、燃料がポンプの吸込み口へ流れることとなる。

これにより、吸引部と対面する位置における、ポンプの吸引力を低下させることができ、フィルタの変形を抑制することができる。したがって、吸引部への張り付き現象を抑えることができ、フィルタの圧力損失を低下させ、ポンプの耐久性を向上させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の燃料用フィルタ装置において、前記フィルタが、複数枚の樹脂繊維を点溶着して形成されており、前記溶融固化部が点溶着部より大きいことを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、フィルタを複数枚の樹脂繊維を点溶着して形成することで、樹脂繊維同士が一体となるようにしている。これにより、フィルタの内側に位置する樹脂繊維が内部空間内で撓まないようにしている。そして、この点溶着部よりも溶融固化部を大きくしている。

点溶着部及び溶融固化部の面積を大きくすると、その分、燃料用フィルタ装置の濾過面積が小さくなってしまう。点溶着部は樹脂繊維同士を一体にする目的で形成されるため、濾過面積を考慮すると、できるだけ小さい方がよい。一方、溶融固化部は燃料の流れ変える等の目的で設けるため、ある程度の大きさは必要となる。このため、溶融固化部を点溶着部よりも大きくする。

また、フィルタを複数の樹脂繊維で構成することで、燃料に含まれた不純物をその粒径に合わせて効率よく除去することができる。また、燃料に応じて、各樹脂繊維の材質、繊維径など組み合わせを変えることで、フィルター装置の用途を広げることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の燃料用フィルタ装置において、前記溶融固化部は、前記吸引部と対向する部分を中心として放射線状に延びていることを特徴とする。

請求項３に記載の発明では、溶融固化部を、吸引部に対向する部分を中心として放射線状に延ばすようにすることで、複数の直線を互いに繋げることができるため、請求項１に記載の発明より、さらにフィルタの強度を上げ、フィルタの変形をさらに抑制することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の燃料用フィルタ装置において、前記吸引部の回りに、前記フィルタの内部空間を確保するリブが設けられ、少なくとも前記溶融固化部の一部が前記リブの頂面と重なっていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明では、吸引部の回りに、フィルタの内部空間を確保するリブを設け、少なくとも溶融固化部の一部がこのリブの頂面と重なるようにすることで、溶融固化部の一部が該リブの頂面と重ならない場合と比較して、フィルタの強度を上げ、フィルタの変形を抑制することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４の何れか１項に記載の燃料用フィルタ装置において、前記溶融固化部の形状が、線、点、円であり、これらを単独または組み合わせて形成されたことを特徴とする。

溶融固化部の面積を大きくすると、その分、濾過面積が小さくなるため、請求項５に記載の発明では、線、点、円を単独で、または組み合わせることで、フィルタの圧力損失を低下させフィルタの変形を抑制するのに効果的な溶融固化部の形状とすることができる。

本発明は上記構成としたので、ポンプの耐久性を従来よりも高くすることができる。

次に、本発明の実施形態に係る燃料用フィルタ装置について説明する。

まず、図１に示すように、車両などに備えられる燃料タンク１０には、燃料ポンプ１２が配設されており、該燃料ポンプ１２によって、燃料タンク１０内の燃料が吸引され、エンジンルーム（図示省略）へ送出される。ここで、燃料ポンプ１２の吸込み口側には、燃料用フィルタ装置１４が設けられており、この燃料用フィルタ装置１４によって燃料タンク１０内の燃料が濾過される。

燃料用フィルタ装置１４は、図２に示すように、平面視にて略長方形状を成し、二つ折りの状態で外縁部が溶着されて袋状とされたフィルタ１６と、このフィルタ１６の内部に設けられた樹脂製の骨部材１８と、を含んで構成されている。なお、フィルタ１６の形状は、燃料タンク１０の形状、燃料ポンプ１２の配置場所などによって変わる。

フィルタ１６は、図３（Ａ）に示すように、複数の樹脂繊維１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ（ここでは樹脂繊維を４層構造とする）で構成されており、樹脂繊維１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは、熱溶融可能な樹脂製の不織布で形成されている。樹脂繊維１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃは、それぞれ繊維径が異なっており、各樹脂繊維１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃで、燃料内に含まれた不純物をその粒径に合わせて効率よく除去することができる。

また、一番外側に配置された樹脂繊維１６Ｄは、樹脂繊維１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃよりも外形が大きく形成されており、ポリプロピレンなど熱溶着性の高い樹脂が用いられ、二つ折りにした状態で、互いに対面する樹脂繊維１６Ｄ同士が確実に溶着されるようにしている。

一方、図２及び図４（Ｂ）に示すように、骨部材１８は略平板状とされており、フィルタ１６で覆われるようになっている。フィルタ１６には、孔部２０が形成され、骨部材１８に設けられた筒状の吸引口２２（後述する）が挿通可能となっている。

骨部材１８には、複数の開口部２４が形成されており、フィルタ１６によって濾過された燃料が該開口部２４を通過可能となっている。また、骨部材１８には、燃料ポンプ１２（図１参照）の吸込み口と連通する吸引口２２が立設されており、該吸引口２２を通じて、フィルタ１６によって濾過された燃料が燃料ポンプ１２へ吸い込まれる。

吸引口２２には、燃料ポンプ１２の吸込み口と接続する接続部材２８が取付けられる。また、吸引口２２の基部には、吸引口２２よりも大径の円板状の挟持部３０が設けられており、接続部材２８には、この挟持部３０及び吸引口２２と略同じ大きさを有する挟持部３２及び吸引口３４が設けられている。この吸引口３４と吸引口２２が溶着等によって一体化されると、吸引口３４と吸引口２２が連通し、吸引口３４内及び吸引口２２内を燃料が流動可能となる。

ここで、フィルタ１６に形成された孔部２０を通じて、吸引口３４と吸引口２２が溶着等されるが、吸引口２２と吸引口３４が一体化された状態では、挟持部３０と挟持部３２の間には、隙間が設けられるようになっており、挟持部３０と挟持部３２によって、フィルタ１６の孔部２０の周縁部が圧縮された状態で挟持される。

挟持部３０の内側（挟持部３２側）には、環状リブ３６が突設しており、挟持部３０と挟持部３２で、フィルタ１６を挟持するとき、該環状リブ３６がフィルタ１６に食い込むようにして、挟持部３２との間でフィルタ１６がずれないようにしている。

これにより、接続部材２８と骨部材１８とフィルタ１６とが一体となり、燃料用フィルタ装置１４として、図１に示すように、接続部材２８の吸引口３４を燃料ポンプ１２の吸込み口と接続させる。

ところで、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、挟持部３０の外側（挟持部３２の反対側）には、１２０°間隔で同一円周上に複数（ここでは３個）の円弧リブ３８が突設している。この円弧リブ３８は、吸引口２２、３４へ流れる燃料にとっては流動抵抗となるため、挟持部３０のなるべく外縁側に設けた方が良い。

また、骨部材１８を構成する各骨部４０には、円弧リブ３８と同一方向に沿って、円弧リブ３８と略同じ高さを有する補強リブ４２が突設している。この補強リブ４２は骨部４０の長さが他の骨部４０よりも長い部分や骨部４０と骨部４０の交点などに形成され、骨部材１８の補強を行うと共に、補強リブ４２及び円弧リブ３８によってフィルタ１６内には、空間４４が確保されることとなり、この空間４４内を燃料が流動可能とされる。

また、フィルタ１６は、図３（Ａ）に示すように、複数の樹脂繊維１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄで構成されているため、所定間隔おきに点溶着部４６（図３（Ｂ）参照）を設け、樹脂繊維１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ同士が一体となるようにしている。これにより、フィルタ１６の内側に位置する樹脂繊維１６Ａ等が空間４４内で撓まないようにしている。

一方、図４（Ａ）に示すように、フィルタ１６の、吸引口２２と対面する位置には、吸引口２２の軸芯から外側へ向かって延びるＹ字状の溶融固化部４８を設け、図５に示すように、樹脂繊維１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ同士が一体となるようにしている。これにより、フィルタ１６の内側に位置する樹脂繊維１６Ａ等が空間４４内で撓まないようにしている。そして、その先端部がそれぞれ円弧リブ３８の頂面と重なり、溶融固化部４８で３個の円弧リブ３８を互いに架け渡すようにしている。

ここで、点溶着部４６や溶融固化部４８の形成は、略長方形状のフィルタ１６を二つ折りにする前に行われるが、例えば、超音波溶着機（図示省略）によってフィルタ１６を溶着させる方法がある。

また、超音波溶着以外にも、この溶融固化部４８及び点溶着部４６は、ヒータによる熱溶着で形成しても良い。ヒータからの熱が伝導される熱板（図示省略）をフィルタ１６に当接させることで、溶融固化部４８が形成されるが、この熱板には、溶融固化部４８を形成するためのＹ字状の突設部が設けられることとなる。

また、これ以外にも、レーザによる熱溶着で溶融固化部４８を形成しても良い。レーザヘッド（図示省略）をフィルタ１６と平行に移動可能、或いはフィルタ１６を載置する治具（図示省略）を水平移動可能に設け、溶融固化部４８及び点溶着部４６を形成する場所にレーザを照射するようにする。さらに、これ以外にも、誘導加熱や熱風等によりフィルタ１６に熱を加えて、フィルタ１６を溶融させても良い。

次に、本発明の実施形態に係る燃料用フィルタ装置の作用について説明する。

図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本実施形態では、燃料ポンプ１２（図１参照）の吸込み口と連通する吸引口２２と対面する位置に、挟持部３０に突設させた３個の円弧リブ３８を互いに架け渡すようにしてＹ字状の溶融固化部４８を設けている。

フィルタ１６の燃料ポンプ１２の吸込み口と対面する位置は、燃料ポンプ１２による吸引力が最も大きく、図６に示すように、フィルタ１６が吸引口２２側へ撓み、該吸引口２２への張り付き現象が発生する場合がある。

このため、吸引口２２と対面する位置に、溶融固化部４８を設けることで、該溶融固化部４８では燃料が通過しないため、吸引口２２と対面する位置から燃料ポンプ１２の吸込み口へ向かう略直線の流れ（図６参照）が無くなり、燃料ポンプ１２の吸込み口へは、吸引口２２回りから回り込んで流れることとなる（図４（Ｂ）参照）。

これにより、フィルタ１６の、吸引口２２と対面する位置における、フィルタ１６の変形を抑制することができる。したがって、吸引口２２への張り付き現象を抑えることができ、フィルタ１６の圧力損失を低下させ、燃料ポンプ１２の耐久性を向上させることができる。

また、溶融固化部４８の形状をＹ字状とし、吸引口２２と対面する部分を中心として放射線状に延ばすようにすることで、複数の直線を互いに繋げることができるため、フィルタ１６の溶融固化部分の強度を上げることができる。また、溶融固化部４８の先端部が挟持部３０に突設させた円弧リブ３８の頂面と重なるようにして、該円弧リブ３８が互いに架け渡されるようにすることで、フィルタ１６の溶融固化部分の強度をさらに上げ、フィルタ１６の変形を抑制することができる。

また、Ｙ字以外にも、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、吸引口２２と対面する位置に、点溶着部４６よりも大径の点状の溶融固化部６６を設けても良い。これにより、溶融固化部６６が設けられていない場合と比較して、フィルタ１６の強度を上げることができる。

燃料ポンプ１２の吸込み口と連通する吸引口２２と対面する位置が、燃料ポンプ１２による吸引力が一番大きいため、この部分に溶融固化部６６を設けることで、溶融固化部６６が設けられていない場合と比較して、フィルタ１６の変形を抑制することができる。

ここで、点溶着部４６及び溶融固化部６６の面積を大きくすると、その分、燃料用フィルタ装置１４の濾過面積が小さくなってしまう。点溶着部４６は樹脂繊維１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ同士を一体にする目的で形成されるため、濾過面積を考慮すると、できるだけ小さい方がよい。一方、溶融固化部６６は燃料の流れ変える等の目的で設けるため、ある程度の大きさは必要となる。このため、溶融固化部６６を点溶着部４６よりも大きくした方が良い。

さらに、図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、挟持部３０の３個の円弧リブ３８の頂面を跨ぐようにしてそれぞれ放射線状に形成される直線状の溶融固化部６８を設けても良い。該溶融固化部６８が円弧リブ３８の頂面を跨ぐようにすることで、円弧リブ３８の頂面回りのフィルタ１６の強度は上がり、溶融固化部６８が設けられていない場合と比較して、フィルタ１６の変形を抑制することができる。

また、直線の溶融固化部４８、６８に限らず、図９（Ａ）に示すように、円状の溶融固化部７０であっても良い。この場合、各円弧リブ３８の頂面と重なるようにする。

また、図９（Ｂ）に示すように、内円７２と外円７４の二重円で構成された溶融固化部７５を形成しても良い。ここでは、内円７２と外円７４の間に円弧リブ３８が配置されるようにしているが、内円７２或いは外円７４のうち、どちらが一方が円弧リブ３８の頂面と重なるようにしても良いし、内円７２及び外円７４が円弧リブ３８の頂面と重なるようにしても良い。

さらに、複数の直線を交差させるようにして溶融固化部を形成しても良い。図９（Ｃ）に示すように、十字状の溶融固化部７６の場合、吸引口２２の軸芯と溶融固化部７６の二つの直線の交点とを一致させると、一つの円弧リブ３８しか直線が掛からないことになってしまう。

このため、各直線が円弧リブ３８の頂面に掛かるように直線の交点の位置をずらしても良いし、円弧リブ３８を９０°間隔にして、各直線が円弧リブ３８に掛かるようにしても良い。各直線を円弧リブ３８に掛かるようにした方が、フィルタ１６の強度が増し、フィルタ１６の変形をより効果的に抑制することができる。

また、連続する直線、円以外にも、図９（Ｄ）に示すように、点状の溶融固化部７８を複数設けても良い。さらに、ここでは、溶融固化部を線、円、点をそれぞれ単独で形成させたが、これらを組み合わせた形状でも良い。これにより、フィルタ１６の圧力損失を低下させフィルタ１６の変形を抑制するのに効果的な溶融固化部の形状とすることができる。

また、燃料の種類によっては、フィルタ１６を構成する樹脂繊維１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄの材質、繊維径などを変えても良い。
さらに、本実施形態では、長方形状のフィルタ１６を二つ折りにし外縁部を溶着して袋状に形成したが、必ずしも二つ折りにする必要はなく、上面用と下面用のフィルタを各々用意し、該上面用及び下面用のフィルタの外縁部を重ね合わせて溶着し袋状に形成しても良い。

本発明の実施の形態に係る燃料用フィルタ装置を備えた燃料タンクの全体断面図である。 本発明の実施の形態に係る燃料用フィルタ装置の斜視図である。 本発明の実施の形態に係る燃料用フィルタ装置を構成するフィルタの断面図であり、（Ａ）が溶着前、（Ｂ）が溶着後のものである。 本発明の実施の形態に係る燃料用フィルタ装置の要旨を示す拡大図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。 本発明の実施の形態に係る燃料用フィルタ装置を構成するフィルタの要旨を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る燃料用フィルタ装置の作用を説明するための比較例を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係る燃料用フィルタ装置の第１変形例を示す拡大図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。 本発明の実施の形態に係る燃料用フィルタ装置の第２変形例を示す拡大図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の実施の形態に係る燃料用フィルタ装置の他の変形例を示す平面図である。

符号の説明

１４ 燃料用フィルタ装置
１６ フィルタ
１６Ａ 樹脂繊維
１６Ｂ 樹脂繊維
１６Ｃ 樹脂繊維
１６Ｄ 樹脂繊維
２２ 吸引口（吸引部）
３８ 円弧リブ（リブ）
４６ 点溶着部
４８ 溶融固化部
６６ 溶融固化部
６８ 溶融固化部
７０ 溶融固化部
７２ 内円（溶融固化部）
７４ 外円（溶融固化部）
７５ 溶融固化部
７６ 溶融固化部
７８ 溶融固化部

Claims (5)

1. 燃料を吸い込むポンプの吸込み口に設けられ、樹脂繊維で形成されたフィルタで前記燃料を濾過する燃料用フィルタ装置であって、
   前記フィルタを袋状として内部空間内を燃料が流動可能なフィルタ部材と、
   前記フィルタ部材に形成され、前記内部空間と前記吸込み口とを連通させる吸引部と、
   前記吸引部と対向する前記フィルタを溶融させた溶融固化部と、
   を有することを特徴とする燃料用フィルタ装置。
2. 前記フィルタが、複数枚の樹脂繊維を点溶着して形成されており、前記溶融固化部が点溶着部より大きいことを特徴とする請求項１に記載の燃料用フィルタ装置。
3. 前記溶融固化部は、前記吸引部と対向する部分を中心として放射線状に延びていることを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料用フィルタ装置。
4. 前記吸引部の回りに、前記フィルタの内部空間を確保するリブが設けられ、少なくとも前記溶融固化部の一部が前記リブの頂面と重なっていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の燃料用フィルタ装置。
5. 前記溶融固化部の形状が、線、点、円であり、これらを単独または組み合わせて形成されたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の燃料用フィルタ装置。

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