JP5533636B2 - 水分捕集器 - Google Patents

Description

本発明は、燃料中に含まれる水分を捕集する水分捕集器に関する。

従来から、ハウジング内の濾過部材の下方に、燃料中から水を分離して貯留する水分捕集器（所謂セジメンタ）を備える燃料フィルタ装置がある。そして、ハウジングの底面側から水の貯留部（貯留空間）に突出させたレベルスイッチで、貯留水のレベルが所定レベルに到達したことを検出したときには、例えば警告灯を点灯して運転者等に排水処理を促す水分捕集器が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００３−３３６５５９号公報

しかしながら、上記従来技術の水分捕集器では、貯留した水位を検出するための検出手段は水位を直接検出するものであるため、水の貯留部において排水処理を必要とする所定水位に対応した位置に検出手段を設ける必要がある。したがって、水位を検出するための検出手段の設定位置の自由度が低いという問題があり、水分捕集器を設計する際の大きな制約となる。

本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、水位を検出するための検出手段の設定位置の自由度を向上することが可能な水分捕集器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、
内部に燃料通路とこの燃料通路を流れる燃料中から分離された水を貯留する貯留部とが形成されたハウジングと、
ハウジング内に設けられ、貯留部に貯留された水に浮いて貯留部の水位に応じて変位するフロート弁体を有し、貯留部の水位が所定水位となったときに燃料通路の通路断面積を燃料が通過可能な状態で絞るフロート絞り弁と、
ハウジング内のフロート絞り弁よりも下流側の燃料通路の圧力を検出する圧力検出手段と、を備えることを特徴としている。

これによると、貯留部の水位が所定水位となったときにはフロート絞り弁が燃料通路の通路断面積を絞る。燃料通路に燃料が流通しているときには、通路断面積を絞ったフロート絞り弁よりも下流側の燃料通路の圧力は、フロート絞り弁の流通抵抗により低下する。したがって、フロート絞り弁よりも下流側の燃料通路の圧力を検出する圧力検出手段により、貯留部の水位が所定水位となったことを間接的に検出することができる。圧力検出手段は、ハウジング内のフロート絞り弁よりも下流側の燃料通路の圧力を検出可能な位置に設ければよいので、水位を検出するための検出手段の設定位置の自由度を向上することができる。

また、請求項２に記載の発明では、圧力検出手段は、フロート絞り弁よりも下流側の燃料通路の圧力に応じて動作し、この動作に対応したオンオフ信号を出力する圧力スイッチであることを特徴としている。これによると、検出圧力に応じて動作する圧力スイッチが出力するオンオフ信号に基づいて、貯留部の水位が所定水位となったことを報知することができる。

また、請求項３に記載の発明では、ハウジング内のフロート絞り弁よりも下流側の燃料通路に設けられ、燃料通路を流れる燃料中の異物を捕捉する濾材を備え、圧力スイッチは、濾材よりも下流側の燃料通路の圧力に応じて動作することを特徴としている。これによると、検出圧力に応じて動作する圧力スイッチが出力するオンオフ信号に基づいて、貯留部の水位が所定水位となったことを報知することができるばかりでなく、異物による濾材の目詰まり状態が所定状態になったことも報知することが可能である。

また、請求項４に記載の発明では、圧力検出手段は、検出圧力に応じて変位し変位がハウジングの外部から視認可能な変位部材を具備することを特徴としている。これによると、検出圧力に応じて変位した変位部材を視認させることにより、貯留部の水位が所定水位となったことを報知することができる。

また、請求項５に記載の発明では、フロート絞り弁よりも下流側の燃料通路に設けられ、操作ノブを往復動することにより燃料通路に燃料を圧送可能なプライミングポンプを備えており、変位部材は、プライミングポンプの操作ノブであることを特徴としている。これによると、報知専用の変位部材を設けることなく、フロート絞り弁よりも下流側の燃料通路の圧力に応じて変位するプライミングポンプの操作ノブにより、貯留部の水位が所定水位となったことを報知することが可能である。

また、請求項６に記載の発明では、フロート絞り弁は、フロート弁体が着座する弁座を有し燃料通路を全域に亘って横切るように配設された弁座部材を備えており、弁座部材には、弁座にフロート弁体が着座した際にも燃料が通過可能な貫通路が形成されていることを特徴としている。これによると、貯留部の水位が所定水位となったときに、フロート弁体を弁座に着座させて弁座部材の貫通路に燃料を流通して、フロート絞り弁が燃料通路の通路断面積を絞る構成を安定して形成することができる。

また、請求項７に記載の発明では、フロート絞り弁は、貯留部の水位が所定水位に向かって上昇するに伴い、燃料通路の通路断面積を漸次絞ることを特徴としている。これによると、貯留部の水位が所定水位に到達する前から、水位の上昇に応じてフロート絞り弁よりも下流側の燃料通路の圧力は徐々に低下していく。そして、この圧力を圧力検出手段により検出することで、貯留部の水位が所定水位に徐々に近づいていることを間接的に検出することができる。

また、請求項８に記載の発明では、フロート弁体は、貯留部の水位に応じて変位する際にハウジングの内面に案内されることを特徴としている。これによると、フロート弁体が変位する際に案内する専用の案内部を設ける必要がない。

本発明を適用した第１の実施形態における水分捕集器を備える燃料フィルタ装置１の概略構成を示す上面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。 燃料フィルタ装置１を採用したディーゼルエンジン用コモンレール式燃料噴射システムの概略構成図である。 第２の実施形態における水分捕集器を備える燃料フィルタ装置の要部縦断面図である。 他の実施形態における水分捕集器を備える燃料フィルタ装置の要部横断面図である。 他の実施形態における水分捕集器を備える燃料フィルタ装置の要部縦断面図である。 第１の実施形態の変形例における水分捕集器を備える燃料フィルタ装置の縦断面図である。 他の実施形態における水分捕集器を備える燃料フィルタ装置の縦断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した形態と同様とする。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１の実施形態）
図１は、本発明を適用した第１の実施形態における水分捕集器（セジメンタ）を備える燃料フィルタ装置１の概略構成を示す上面図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線断面図である。ただし、図２では、構成を解り易くするために、導出パイプ３０はＩＩ−ＩＩ断面ではなく導出パイプ３０延設方向断面を図示しており、ハウジング１０内に収容されたフィルタ部材２０は中心を通る断面を示している。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図である。また、図４は、燃料フィルタ装置１を採用したディーゼルエンジン用コモンレール式燃料噴射システムの概略構成図である。

図４に示すように、本実施形態のコモンレール式燃料噴射システムは、燃料タンク２と、サプライポンプ３と、コモンレール４と、インジェクタ５と、燃料タンク２とサプライポンプ３との間に介装された燃料フィルタ１と、を備えている。

サプライポンプ３は、具体的な構成の図示を省略しているが、例えばトロコイド式ポンプやベーン式ポンプを用いることができるフィードポンプ（低圧給送ポンプ）、流量制御装置としての電磁弁、および、例えばプランジャ式ポンプからなる高圧ポンプ等から構成されている。このサプライポンプ３が作動すると、燃料タンク２の内部に蓄えられた常圧の燃料が吸引され、燃料配管６内を流通してコモンレール４内に供給される。その際に、燃料フィルタ装置１において燃料中から水が分離され、燃料中の異物が捕捉される。

コモンレール４は、内部にサプライポンプ３の高圧ポンプで加圧された燃料を蓄圧状態で保持する。コモンレール４には、エンジンの各気筒の内部へ燃料を噴射するインジェクタ５が気筒数に応じて接続されており、コモンレール４内部に蓄圧状態で保持された燃料は、インジェクタ５から噴射される。コモンレール４には還流配管７が接続されており、コモンレール４で余剰となった燃料は還流配管７を経由して燃料タンク２へ還流される。

各インジェクタ５の制御圧力室に流入してインジェクタ作動に用いられた燃料やリーク燃料等のインジェクタ５低圧ポートから排出される低圧燃料、および、サプライポンプ３からのリーク燃料等の低圧燃料も、還流配管７に合流して燃料タンク２へ還流するようになっている。

また、本実施形態のコモンレール式燃料噴射システムには制御手段である図示を省略したＥＣＵが接続されている。このＥＣＵは、入力されるコモンレール４の内部の燃料圧力、エンジンの回転数Ｎｅならびにアクセル開度α等に基づいてサプライポンプ３から吐出される燃料の流量を最適に制御する。さらに、ＥＣＵはコモンレール４に接続されているインジェクタ５の電磁弁の開閉時期を制御する。これにより、エンジンの各気筒の内部への燃料の噴射時期ならびに燃料噴射量が制御される。

図１に示すように、燃料フィルタ装置１は、内部に濾材等を収容し、濾材収容室を含む燃料通路が内部に形成されたハウジング１０を備えている。ハウジング１０は、外部から燃料を導入するための導入パイプ４０および外部へ燃料を導出するための導出パイプ３０を有しており、ハウジング１０の上面には、燃料系統中に混入した空気を排出して系統中を燃料で満たすためのプライミングポンプに相当する手動式のダイヤフラムポンプ装置６０が設けられている。ダイヤフラムポンプ装置６０は、後述するノブ６５を上下に往復動させポンプ室６１ａの容積を増減することにより、燃料系統中に燃料を圧送できるようになっている。

図２に示すように、燃料フィルタ装置１のハウジング１０は、外殻を構成するカップ状（有底筒状）のケース１１、ケース１１の上方開口端に着脱可能に取り付けられるケース１１よりも浅いカップ状のキャップ１２、および、キャップ１２に装着された導出パイプ３０等により構成されている。ケース１１、キャップ１２および導出パイプ３０は、いずれも例えばポリアミド樹脂からなり、ケース１１の上端部内周側に形成されたねじ部とキャップ１２の下端部外周側に形成されたねじ部とが相互に螺合して、ケース１１にキャップ１２が取り付けられるようになっている。

キャップ１２には、前述したねじ部よりも上方にシール部材であるゴム製のＯリング１９が装着されており、ケース１１にキャップ１２が取り付けられた際には、ケース１１とキャップ１２との間をシールして、ハウジング１０内に、外部に対して密閉された濾材収容室であるフィルタ部材収容空間１３を形成するようになっている。

ハウジング１０内のフィルタ部材収容空間１３には、フィルタ部材２０が収容されている。フィルタ部材２０は、不織布もしくはパルプ材等からなる濾材２４と、濾材２４の中心を上下方向に貫通するように配設された中心円筒２３と、中心円筒２３の下端から径外方向に延設されて濾材２４の下方側の全域に配設される下部端板２５とから構成されている。中心円筒２３および下部端板２５は、例えば樹脂材により一体成形されている。

ケース１１の内面には、周方向における複数箇所（図２では1箇所のみ図示）に上下方向に延びるリブ１１ａが形成されている。このケース１１のリブ１１ａの上端面に下部端板２５の外周縁部が支持されて、フィルタ部材２０は、ハウジング１０内の所定位置に収容されている。

図２に示すように、フィルタ部材２０がハウジング１０内の所定位置に収容され、ハウジング１０内のフィルタ部材２０の上下に、上部空間１０ａおよび下部空間１０ｂが形成されている。上部空間１０ａは、濾材２４の上方かつ中心円筒２３の外方の空間である。下部空間１０ｂは、燃料中から分離された水を貯留するための貯留空間（貯留室に相当）である。

図示は省略しているが、ケース１１の底面もしくは側面の最下端部には、下部空間１０ｂに貯留された水を外部に排出するためのドレンコック等の排水手段が設けられている。

キャップ１２には、その上面部に、内部に燃料導出通路の一部を形成する導出通路部１２１が設けられている。導出通路部１２１は、図２図示左右方向に延びており、図示右方側の下流端近傍において、前述の導出パイプ３０がキャップ１２に装着されて、係着体５０により抜け止め固定されている。導出パイプ３０の下流側部（図示右方部）は、図示を省略する燃料ホースの装着部となっている。

キャップ１２の上面部には、導出通路部１２１の図示左方側（導出通路部１２１の上流部）に、ダイヤフラムポンプ装置６０のボディ６１が一体的に設けられている。ダイヤフラムポンプ装置６０は、このボディ６１と、ボディ６１の上方開口部を閉塞するカバー６２と、ボディ６１とカバー６２との間に外周縁部が挟持されるダイヤフラム６３と、ダイヤフラム６３を上方に向かって付勢する付勢部材であるスプリング６４と、ダイヤフラム６３を上下方向に往復動するためのノブ６５（操作ノブに相当）等からなっている。カバー６２およびノブ６５は、いずれも例えばポリアミド樹脂製であり、ダイヤフラム６３は、例えば基布の表面にゴム材層を形成した構成をなしている。

ボディ６１の内側は、ダイヤフラム６３よりも下方がポンプ室６１ａとなっている。このポンプ室６１ａは、図示右方側において導出通路部１２１内と連通しており、図示下方側においてフィルタ部材収容空間１３の上部空間１０ａと接続している。ダイヤフラムポンプ装置６０のポンプ室６１ａとフィルタ部材収容空間１３の上部空間１０ａとの間には、逆止弁体およびスプリングを有する第１逆止弁８０が配設されており、上部空間１０ａからポンプ室６１ａへ向かう燃料の流れを許容するとともに、ポンプ室６１ａから上部空間１０ａへ向かう燃料の逆流を防止するようになっている。

導出通路部１２１の内部および導出パイプ３０の内部が、フィルタ部材収容空間１３から燃料を導出する燃料導出通路１２６である。導出通路部１２１内には、導出パイプ３０の上流端の下方に、導出通路部１２１の内部から導出パイプ３０の内部へ向かう燃料の流れを許容するとともに、導出パイプ３０の内部から導出通路部１２１の内部へ向かう燃料の逆流を防止する第２逆止弁７０が配設されている。

なお、図２では図示していないが、フィルタ部材２０がハウジング１０内の所定位置に収容されたときには、フィルタ部材２０の中心円筒２３の内部は、図１に示す導入通路部１３１内および導入パイプ４０内の燃料導入通路と連通している。導入パイプ４０のキャップ１２への装着部は、逆止弁を設けていない点を除き、導出パイプ３０のキャップ１２への装着部とほぼ同様の構造となっている。

図２に示すように、ハウジング１０内の下部空間１０ｂには、フロート弁体１５が配設されている。図３にも示すように、フロート弁体１５は、中央に開口を有する円盤状（ドーナツ型円盤状）をなしており、その外径は、ケース１１の複数のリブ１１ａの先端に内接する内接円の径よりも若干小さくなっている。

フロート弁体１５は、例えば、独立泡を有する発泡樹脂成形品もしくは中空の樹脂成形品からなり、平均密度がハウジング１０内を流通する燃料油の密度よりも大きく、水の密度よりも小さく設定されている。これにより、フロート弁体１５は、ハウジング１０内の下部空間１０ｂに溜まった水の水位面（水の上面、水と燃料油との界面）ＷＬに浮かぶようになっている。

下部空間１０ｂの水位面ＷＬが変化したときには、フロート弁体１５は、ハウジング１０の内面の一部である複数のリブ１１ａの先端面に案内されて、上下方向に安定して変位するようになっている。そして、フロート弁体１５が上方に最大変位したときには、フィルタ部材２０の下部端板２５の下面に当接する。下部端板２５の下面うち、フロート弁体１５が当接する領域が、フロート弁体１５が着座する弁座２５２である。

フィルタ部材２０の下部端板２５には、上下方向に貫通する貫通孔２５１が開口している。図３に示すように、本例では、貫通孔２５１を複数の円形の開口として形成しており、複数の貫通孔２５１は周方向において均等に形成されている。複数の貫通孔２５１は、全てが上下方向におけるフロート弁体１５の投影範囲内に形成されている。したがって、下部端板２５の下面において、貫通孔２５１の周囲が弁座２５２となっている。

下部端板２５の弁座２５２となる領域よりも外方の縁部には、外周側から一部を切り取った切欠き構造の切欠き貫通路２５３が複数（本例では４つ）形成されている。切欠き貫通路２５３の通路断面積の総和は、貫通孔２５１の通路断面積の総和よりも小さく設定されている。

これにより、フロート弁体１５が下部端板２５の弁座２５２に着座したときには、下部端板２５の下方から上方に向かう燃料通路の通路断面積は、フロート弁体１５が下部端板２５から離れているときに比べて大きく絞られる。切欠き貫通路２５３はフロート弁体１５が弁座２５２に着座したときにも燃料が通過可能な貫通路であり、フロート弁体１５と下部端板２５とで燃料通路の通路断面積を絞るフロート絞り弁を構成している。

上述の構成の燃料フィルタ装置１では、図４に示したサプライポンプ３が駆動すると、導入パイプ４０の上流端からハウジング１０内に燃料が導入される。導入された燃料は、導入通路部１３１内を流れた後、フィルタ部材２０の中心円筒２３内から下部空間１０ｂへ流入する。下部空間１０ｂでは流入した燃料中から凝集して分離した水分等が沈降し、燃料油よりも比重が大きい水は、ハウジング１０内の下部空間１０ｂに底面側から貯留される。

下部空間１０ｂに流入した燃料は、下部端板２５の貫通孔２５１および切欠き貫通路２５３を通過してフィルタ部材２０の濾材２４中を通過し、その際に未分離の微細な水滴の凝集や異物の除去が行われる。濾材２４中を通過して水分や異物が除去された燃料は、上部空間１０ａから第１逆止弁８０を開弁してダイヤフラムポンプ装置６０のポンプ室６１ａへ流入する。ポンプ室６１ａへ流入した燃料は、ポンプ室６１ａと連通する導出通路部１２１内へ流入し、第２逆止弁７０を開弁して燃料導出通路１２６を流れて導出パイプ３０を介して導出される。

このように燃料が流れ、ハウジング１０内の下部空間１０ｂに貯留される水が増加して水位面ＷＬが上昇していくと、これに伴いフロート弁体１５も上方に変位する。そして、水位面ＷＬが所定位置まで上昇すると（水位が所定水位となると）、フロート弁体１５が下部端板２５の弁座２５２に着座し、貫通孔２５１が閉塞される。

このとき、比較的通路断面積が小さい切欠き貫通路２５３は閉塞されていないので、下部空間１０ｂから流出する燃料は切欠き貫通路２５３を流れる。このようにして、下部空間１０ｂから燃料が流出する燃料通路の通路断面積が絞られる。すなわち、フロート弁体１５と下部端板２５とで構成されるフロート絞り弁が燃料通路の通路断面積を絞る。

サプライポンプ３が駆動しており、燃料通路に燃料が流通しているときには、下部端板２５を通過する時の流通抵抗の増大により、通路断面積を絞ったフロート絞り弁よりも下流側（換言すれば下部端板２５よりも下流側）の燃料圧力が低下する。

ダイヤフラムポンプ装置６０のダイヤフラム６３には、ポンプ室６１ａ側からは燃料圧力に基づく上方へ向かう応力とスプリング６４の上方への付勢力が加わり、外部からは大気圧に基づく下方に向かう応力が印加されている。

フロート弁体１５が弁座２５２から離れているときには、ダイヤフラム６３に加わる上方への向かう応力の総和が下方へ向かう大気圧に基づく応力よりも大きく、ダイヤフラム６３は上方に向かって付勢されている。ダイヤフラム６３の中央部に固定されているノブ６５は、ダイヤフラム６３への取付け部がカバー６２の下面に当接して上方への変位が規制され、図２に示すように、カバー６２よりも上方へ大きく突出して停止している（最大上方位置にある）。

これに対し、フロート弁体１５が弁座２５２に着座し、下部端板２５よりも下流側の燃料圧力が低下すると、ポンプ室６１ａ側からの燃料圧力に基づく上方へ向かう応力が低下する。これに伴い、ダイヤフラム６３に加わる上方への向かう応力の総和が下方へ向かう大気圧に基づく応力よりも小さくなると、ダイヤフラム６３は下方へ向かって変位し、ダイヤフラム６３の中央部に固定されているノブ６５も下方へ変位し（最大上方位置よりも下方に位置するように変位し）、カバー６２よりも上方への突出量も減少する。

これにより、ノブ６５の位置が最大上方位置よりも下方に位置していることを視認したユーザ等に、ハウジング１０内に所定水位まで水が溜まっており、排水操作が必要であることを報知することができる。

本実施形態において、フィルタ部材２０の下部端板２５は、フロート弁体１５が着座する弁座２５２を有し、ハウジング１０内の燃料通路（導入パイプ４０の上流端から導出パイプ３０の下流端までの燃料通路）を全域に亘って横切るように配設された弁座部材に相当する。また、ダイヤフラムポンプ装置６０は、フロート絞り弁よりも下流側の燃料通路の圧力を検出する圧力検出手段として機能しており、ノブ６５は、本実施形態において、検出圧力に応じて変位する変位部材に相当する。

上述の構成の燃料フィルタ装置１によれば、ハウジング１０内には、下部空間１０ｂに貯留された水に浮いて水位面ＷＬに応じて変位するフロート弁体１５が配設されており、貯留水位が排水が必要な所定水位となったときに、下部端板２５の弁座２５２に着座して燃料通路の通路断面積を絞り、下流側の燃料圧力を減少させるようになっている。これに伴って、ダイヤフラムポンプ装置６０のポンプ室６１ａの圧力が低下し、ノブ６５が下方に変位して、ハウジング１０内の下部空間１０ｂの水位が所定水位となったことを報知する。

このように、プライミングポンプとして設けたダイヤフラムポンプ装置６０を利用して、フロート絞り弁よりも下流側の燃料通路の圧力に応じて変位するダイヤフラムポンプ装置６０のノブ６５により、ハウジング１０内の下部空間１０ｂの水位が所定水位となったことを報知することができる。

ハウジング１０内の下部空間１０ｂにはフロート弁体１５を収納するだけで、貯留水位が所定水位に到達したときには下流側の圧力を低減し、この圧力を検出してハウジング１０内の下部空間１０ｂの水位が所定水位となったことを報知することができる。すなわち、ハウジング１０内の下部空間１０ｂにおいて、排水を促す警告等を必要とする所定水位に対応した位置に、水位を直接検出する検出手段を設ける必要がない。

このように、ハウジング１０内の下部空間１０ｂの水位が所定水位になったことを、フロート絞り弁よりも下流側の燃料通路の圧力で間接的に検出することができる。圧力検出手段であるダイヤフラムポンプ装置６０は、ハウジング１０内のフロート絞り弁よりも下流側の燃料通路の圧力を検出可能な位置に設ければよいので、設定位置の自由度を向上することができる。

また、フロート絞り弁をフロート弁体１５とともに構成する下部端板２５には、弁座２５２にフロート弁体１５が着座した際にも燃料が通過可能な切欠き貫通路２５３を形成している。これにより、フロート弁体１５着座時に燃料通路の通路断面積を安定して絞る構成が得られる。

なお、本実施形態では、ダイヤフラムポンプ装置６０のノブ６５の下方への変位により、ハウジング１０内の下部空間１０ｂの水位が所定水位となったことを報知していたが、濾材２４が目詰まりを発生したときにも、ダイヤフラムポンプ装置６０で検出してノブ６５の変位により報知することが可能である。

本実施形態では、ダイヤフラムポンプ装置６０を圧力検出手段としていたが、圧力検出手段は、フロート絞り弁よりも下流側の燃料通路の圧力を検出できるものであればこれに限定されるものではない。例えば、ダイヤフラムを有しないプライミングポンプであってもかまわない。ダイヤフラムポンプ装置６０と同様の構成からなり、上下流部に逆止弁を設けずに、ポンプ機能を有しない圧力検出手段を採用してもかまわない。また、ハウジング１０の外部から視認可能な変位部材は、ノブ６５に限定されるものではない。

また、圧力検出手段は、ダイヤフラムポンプ装置６０のノブ６５のようにハウジング１０の外部から視認可能な変位部材を備えるものに限定されず、圧力センサや所定圧力で開閉する圧力スイッチ等の電気部品もしくは電子部品を採用し、これらからの信号に基づいて、ハウジング１０内の下部空間１０ｂの水位が所定水位となったことを報知するものであってもよい。

図８は、第１の実施形態の変形例を示しており、圧力検出手段として圧力スイッチ１６０を採用した例を図示している。

キャップ１２の上面部には、導出通路部１２１の図示左方側（導出通路部１２１の上流部）に、圧力スイッチ１６０が取付けられている。

圧力スイッチ１６０は、キャップ１２に取付けられるボディ１６１と、ボディ１６１の上方開口部を閉塞するカバー１６２と、ボディ１６１とカバー１６２との間に外周縁部が挟持されるダイヤフラム１６３と、ダイヤフラム１６３の中央部を上方に向かって付勢する付勢部材であるスプリング１６４と、ダイヤフラム１６３の中央部の上下動に応じて撓み量が変化する可動片１６５等からなっている。

ボディ１６１およびカバー１６２は、いずれも例えば樹脂製であり、ダイヤフラム１６３は、例えば基布の表面にゴム材層を形成した構成をなしている。

圧力スイッチ１６０は、ボディ１６１内の空間（ダイヤフラム１６３の図示下方空間）は導出通路部１２１内と連通しており、カバー１６２内の空間（ダイヤフラム１６３の図示上方空間）は大気圧空間と連通している。したがって、導出通路部１２１内の燃料圧力が大気圧を基準として所定圧まで低下した場合には、ダイヤフラム１６３の中央部がスプリング１６４の付勢力に打ち勝って下方へ変位し、これに伴い可動片１６５が下方へ変位する。（カバー１６２に固定された図示右方の基端部に対して、接点が設けられた図示左方の先端部が下方へ移動するように変位する。）
このような動作により、燃料導出通路１２６の燃料圧力が所定圧まで低下すると、可動片１６５の図示左方の先端部において、これまでオン状態であった接点が開放されオフ状態となる。本例の圧力スイッチ１６０は、所謂ノーマリークローズタイプの圧力スイッチである。なお、圧力検出手段に所謂ノーマリーオープンタイプの圧力スイッチを採用してもかまわない。

また、圧力スイッチは、接点開閉タイプのものに限らず、圧力に応じて動作し、動作に対応してオンオフ信号を出力するものであればよい。例えば、半導体を用いた圧力スイッチ等であってもよい。

上述したように、図８に例示した燃料フィルタ装置１では、フロート絞り弁（フロート弁体１５および下部端板２５からなる構成）よりも下流側の燃料通路（燃料導出通路１２６）の圧力に応じて動作し、この動作に対応したオンオフ信号を出力可能な圧力スイッチ１６０を圧力検出手段としている。したがって、検出圧力に応じて動作する圧力スイッチ１６０が出力するオンオフ信号に基づいて、ハウジング１０内の下部空間１０ｂの水位が所定水位となったことを、図示を省略した報知手段等により報知することができる。

また、圧力スイッチ１６０の取付け部位は、濾材２４よりも下流側であるので、検出圧力に応じて動作する圧力スイッチ１６０が出力するオンオフ信号に基づいて、異物による濾材２４の目詰まり状態が所定状態になったことも報知することが可能である。すなわち、圧力センサ１６０を、濾材２４の目詰まり検知用、および、貯留部の水位検知用として、共用することができる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態について図５に基づいて説明する。

本第２の実施形態は、前述の第１の実施形態と比較して、貯留水位が所定水位に向かって上昇するに伴い、フロート絞り弁が燃料通路の通路断面積を漸次絞る点が異なる。なお、第１の実施形態と同様の部分については、同一の符号をつけ、その説明を省略する。

図５は、本実施形態の要部であるフロート絞り弁の部分の縦断面図である。図５に示すように、本実施形態では、フロート弁体１０１５と下部端板２５とでフロート絞り弁を構成している。

フロート弁体１０１５は、第１の実施形態のフロート弁体１５と同様の構成のドーナツ型円盤状の本体部１０１５ａと、本体部１０１５ａの外周縁部の上面から上方に向かって突出した複数の突出部１０１５ｂとが一体的に形成されている。突出部１０１５ｂは、略円錐形状もしくは略半球状等の、上方に向かうほど横断面積が徐々に減少する形状をなしている。

一方、下部端板２５には、フロート弁体１０１５の突出部１０１５ｂに対応して複数の貫通孔１２５１が形成されている。貫通孔１２５１は、上方ほど径が小さくなるように形成されて、内面がテーパ面となっており、この内面が弁座２５２となっている。

図示を省略しているが、本実施形態では、第１の実施形態で説明したハウジング１０のリブ１１ａ等との係合関係により、フロート弁体１０１５の突出部１０１５ｂと下部端板２５の貫通孔１２５１との周方向における位置を合致させている。例えば、下部端板２５にリブ１１ａが嵌る溝部を設け、フロート弁体１０１５が変位する際にフロート弁体１０１５をリブ１１ａの側面も用いて案内する構成を採用することにより、フロート弁体１０１５の突出部１０１５ｂと下部端板２５の貫通孔１２５１との周方向における位置を合致させることができる。

本実施形態の構成の燃料フィルタ装置１によれば、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

これに加えて、フロート弁体１０１５は、上方への変位に伴い、弁座２５２に着座する前から、図５に二点鎖線で示すように、貫通孔１２５１の通路断面積を徐々に減少させていく。すなわち、本実施形態のフロート絞り弁は、貯留水位が所定水位に向かって上昇するに伴い、燃料通路の通路断面積を漸次絞る。したがって、貯留水位が所定水位に到達する前から、水位の上昇に応じてフロート絞り弁よりも下流側の燃料通路の圧力を徐々に低下させることができる。

この圧力変化を圧力検出手段により検出することで、貯留水位が速やかな排水処理を必要とする所定水位に到達したことを報知できるばかりでなく、貯留水位が所定水位に徐々に近づいていることも報知することができる。すなわち、貯留水位が所定水位に到達するまでに多段階の警報あるいは連続的に可変する警報を発することが可能である。

報知手段としては、例えば、ダイヤフラムポンプ装置６０のノブ６５を用い、ノブ６５の下方への変位量で報知することができる。また、第１の実施形態で説明した逆止弁を設けていないダイヤフラムポンプ装置６０と同様の構成で、スプリング６４のばね定数が互いに異なるものを複数併設して圧力検出手段とし、複数のノブ６５の変位により報知するものであってもよい。

また、圧力センサを圧力検出手段としてもよいし、複数の圧力スイッチを圧力検出手段とすることもできる。

本実施形態では、フロート弁体１０１５の突出部１０１５ｂと下部端板２５の貫通孔１２５１との周方向における位置を合わせる構成を採用していたが、周方向における位置合わせを不要とする構成を採用してもよい。

例えば、フロート弁体１０１５の突出部を、突出部１０１５ｂと同様な断面形状で環状（円周状）に設け、下部端板２５には、フロート弁体１０１５の環状の突出部に対応して、貫通孔１２５１と同様な断面形状の環状（円周状）の貫通溝を形成したものであってもよい。

（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

上記各実施形態では、フロート弁体１５、１０１５が上下方向に変位する際には、フロート弁体１５をリブ１１ａの先端面が案内していたが、これに限定されるものではない。リブを有しないハウジング１０の内周面でフロート弁体を案内するものであってもよい。

例えば、図６に示すように、フロート弁体２０１５を星型に形成し、ハウジング１０の内周面（内壁）で案内するものであってもよい。下部端板２５には、多数の貫通孔２２５１を設け、フロート弁体２０１５が下部端板２５の弁座２５２に着座した際には、一部の貫通孔２２５１を閉塞し残部の貫通孔２２５１は閉塞せずに、燃料通路の通路断面積を絞ることができる。これによれば、フロート弁体２０１５の周方向の位置決めを行う必要がない。

また、フロート弁体が変位する際の案内部材は、ハウジングとは別の部材であってもかまわない。

また、上記第１の実施形態では、フロート弁体１５で閉塞可能な貫通孔２５１と常時開放される切欠き貫通路２５３とを別に形成していたが、弁座２５２を有する下部端板２５に設ける貫通路の構成はこれに限定されるものではない。例えば、下部端板２５の弁座２５２となる領域（弁座部材のうち上下方向におけるフロート弁体の投影領域内）と、弁座２５２とならない領域（弁座部材のうち上下方向におけるフロート弁体の投影領域外）と、に跨るように貫通孔もしくは切欠き貫通路を設けてもかまわない。

下部端板２５には、フロート弁体１５、１０１５が着座した際にも燃料が通過可能な貫通路が形成されていてばよい。また、弁座２５２が形成される弁座部材は、下部端板２５に限定されず、例えば、フィルタ部材２０とは別体の部材であってもかまわない。

また、フロート弁体の構造も、上記各実施形態のフロート弁体１５、１０１５に限定されるものではない。例えば、図７に示すように、円盤状の本体部３０１５ａと、本体部３０１５ａの外周縁部の上面から上方に向かって大きく突出した突出部３０１５ｂとが一体的に形成されたフロート弁体３０１５を採用してもよい。突出部３０１５ｂの本体部３０１５ａからの突出量を大きく設定し、突出部３０１５ｂの先端部を弁座２５２への着座領域とすれば、貯留水の排水を必要とする所定水位から上方へ大きく離れた位置で燃料通路を絞るフロート絞り弁を構成することができる。

また、このようなフロート弁体３０１５を採用すれば、図７に示すように、中心円筒２３の下端開口部よりも下方に、例えば親水性を有する繊維集合体からなる水分離部材９０を配設することも容易である。

また、上記各実施形態では、圧力検出手段であるダイヤフラムポンプ装置６０をハウジング１０のキャップ１２に設けていたが、圧力検出手段の配設位置はこれに限定されるものではなく、ハウジング１０内のフロート絞り弁よりも下流側の燃料通路の圧力を検出できる位置であればよい。例えば、下部端板２５よりも上方のケース１１の側面部であってもよいし、導出パイプ３０であってもよい。また、導出パイプ３０に接続する配管部材等であってもかまわない。

また、図８で例示したように圧力スイッチ１６０を圧力検出手段とした場合であっても、圧力検出手段の配設位置はこれに限定されるものではなく、ハウジング１０内のフロート絞り弁よりも下流側の燃料通路の圧力を検出できる位置であればよい。例えば、図９に示すように、圧力スイッチ１６０の取付け位置は、導出パイプ３０であってもよい。また、導出パイプ３０に接続する配管部材等であってもかまわない。

また、上記各実施形態では、燃料フィルタ装置１は、ディーゼルエンジンに燃料を供給するコモンレールシステムに用いられるものであったが、これに限定されるものではない。例えば、分配型ポンプを用いたディーゼルエンジンへの燃料供給系に採用するものであってもよいし、ガソリンエンジンへの燃料供給系に採用するものであってもかまわない。

また、上記各実施形態では、本発明を適用した水分捕集器を備える燃料フィルタ装置１について説明したが、燃料フィルタ装置とは別体である水分捕集器であっても本発明は適用して有効である。

１ 燃料フィルタ装置
１０ ハウジング
１０ｂ 下部空間（貯留部）
１５、１０１５、２０１５、３０１５ フロート弁体（フロート絞り弁の一部）
２０ フィルタ部材
２５ 下部端板（弁座部材、フロート絞り弁の一部）
６０ ダイヤフラムポンプ装置（プライミングポンプ、圧力検出手段）
６５ ノブ（操作ノブ、変位部材）
１６０ 圧力スイッチ（圧力検出手段）
２５２ 弁座
２５３ 切欠き貫通路（貫通路）

Claims (8)

1. 内部に燃料通路と当該燃料通路を流れる燃料中から分離された水を貯留する貯留部とが形成されたハウジングと、
   前記ハウジング内に設けられ、前記貯留部に貯留された水に浮いて前記貯留部の水位に応じて変位するフロート弁体を有し、前記貯留部の水位が所定水位となったときに前記燃料通路の通路断面積を燃料が通過可能な状態で絞るフロート絞り弁と、
   前記ハウジング内の前記フロート絞り弁よりも下流側の前記燃料通路の圧力を検出する圧力検出手段と、を備えることを特徴とする水分捕集器。
2. 前記圧力検出手段は、前記フロート絞り弁よりも下流側の前記燃料通路の圧力に応じて動作し、当該動作に対応したオンオフ信号を出力する圧力スイッチであることを特徴とする請求項１に記載の水分捕集器。
3. 前記フロート絞り弁よりも下流側の前記燃料通路に設けられ、前記燃料通路を流れる燃料中の異物を捕捉する濾材を備え、
   前記圧力スイッチは、前記濾材よりも下流側の前記燃料通路の圧力に応じて動作することを特徴とする請求項２に記載の水分捕集器。
4. 前記圧力検出手段は、検出圧力に応じて変位し当該変位が前記ハウジングの外部から視認可能な変位部材を具備することを特徴とする請求項１に記載の水分捕集器。
5. 前記フロート絞り弁よりも下流側の前記燃料通路に設けられ、操作ノブを往復動することにより前記燃料通路に燃料を圧送可能なプライミングポンプを備えており、
   前記変位部材は、前記操作ノブであることを特徴とする請求項４に記載の水分捕集器。
6. 前記フロート絞り弁は、前記フロート弁体が着座する弁座を有し、前記燃料通路を全域に亘って横切るように配設された弁座部材を備えており、
   前記弁座部材には、前記弁座に前記フロート弁体が着座した際にも燃料が通過可能な貫通路が形成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１つに記載の水分捕集器。
7. 前記フロート絞り弁は、前記貯留部の水位が前記所定水位に向かって上昇するに伴い、前記燃料通路の通路断面積を漸次絞ることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１つに記載の水分捕集器。
8. 前記フロート弁体は、前記貯留部の水位に応じて変位する際に前記ハウジングの内面に案内されることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１つに記載の水分捕集器。

Images