JP6162796B2 - 内燃機関の燃料供給装置及び燃料フィルタの取付方法 - Google Patents

内燃機関の燃料供給装置及び燃料フィルタの取付方法 Download PDF

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Description

本発明は、内燃機関の燃料供給装置及び燃料フィルタの取付方法に関する。
内燃機関の燃料供給装置では、燃料タンクに貯蔵された燃料を内燃機関へと供給する燃料供給路に、燃料に混入した異物を取り除く燃料フィルタが配設されている。ディーゼルエンジンでは、燃料噴射装置などの保護のために、燃料から水分を分離する機能を備えた燃料フィルタが利用されている。トラックなどの大型車両では、日常点検において、燃料フィルタで分離された水分の量（水分量）を目視確認し、燃料フィルタの下部に設置されているドレーンコックを適宜操作して水分を排出させる必要がある。このため、特開２００７−２６１３４９号公報（特許文献１）に記載されるように、車両前後方向に延びるサイドフレームの車幅外方に燃料フィルタが取り付けられている。
特開２００７−２６１３４９号公報
しかしながら、サイドフレームの車幅外方に燃料フィルタを取り付けると、燃料フィルタを目視確認する必要があることから、燃料フィルタの外方に補機類などを配置することができなくなってしまう。このため、燃料フィルタの車幅外方にデッドスペースが生じ、車両スペースの有効利用を図ることができなかった。
そこで、本発明は、車両スペースの有効利用を促進した、内燃機関の燃料供給装置及び燃料フィルタの取付方法を提供することを目的とする。
内燃機関の燃料供給装置は、サイドフレームの車幅外方に取り付けられる燃料タンクと、燃料タンクに貯蔵された燃料を内燃機関へと供給する燃料供給路に配設された、ドレーンコック及び視認部付きの燃料フィルタと、を有する。そして、燃料フィルタは、燃料タンクの上下を貫通し、かつ、ドレーンコック及び視認部が燃料タンクの下面から下方に突出するように、燃料タンクを上下に貫通する筒部材内に取り付けられる。
また、燃料フィルタの取付方法は、サイドフレームの車幅外方に取り付けられた燃料タンクに貯蔵された燃料を内燃機関へと供給する燃料供給路に配設された、ドレーンコック及び視認部付きの燃料フィルタを、燃料タンクの上下を貫通し、かつ、ドレーンコック及び視認部が燃料タンクの下面から下方に突出するように、燃料タンクを上下に貫通する筒部材内に取り付ける。
本発明によれば、燃料タンクと燃料フィルタとが一体化されるので、車両スペースの有効利用を促進することができる。
コモンレールシステムの一例を示す概要図である。 燃料タンク及び燃料フィルタの取付方法の一例を示す平面図である。 燃料タンク及び燃料フィルタの取付方法の一例を示す側面図である。 燃料フィルタの一例を示す側面図である。 燃料フィルタの一例を示す正面図である。 燃料タンクに燃料フィルタを取り付ける構造の一例を示す平面図である。 燃料タンクに燃料フィルタを取り付ける構造の一例を示す側面図である。 燃料タンクに燃料フィルタを取り付ける構造の他の例を示す平面図である。 燃料タンクに燃料フィルタを取り付ける構造の他の例を示す側面図である。
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、本実施形態に係る燃料供給装置を備えた、ディーゼルエンジン（内燃機関）のコモンレールシステムの一例を示す。
燃料タンク１００に貯蔵される燃料（軽油）は、燃料から異物を取り除くと共に燃料から水分を分離する燃料フィルタ１１０が配設された低圧燃料配管１２０を介して、ディーゼルエンジンＥＮＧにより駆動されるサプライポンプ１３０に供給される。サプライポンプ１３０に供給された燃料は、サプライポンプ１３０によって規定圧力まで昇圧され、高圧燃料配管１４０を介してコモンレール１５０に供給される。また、サプライポンプ１３０において何らかの理由で規定圧力以上まで昇圧した燃料は、内蔵されたリリーフバルブが開弁することで、燃料フィルタ１１０が配設された燃料戻し配管１６０を介して燃料タンク１００へと戻される。なお、低圧燃料配管１２０及び燃料戻し配管１６０としては、燃料圧力が比較的低いことから、例えば、配索が容易なゴムホースを使用することができる。
ここで、燃料フィルタ１１０は、燃料から分離した水分を排出するドレーンコック、及び、燃料から分離した水分量を視認可能な視認部を有している。また、サプライポンプ１３０には燃料フィルタ１１０により異物，水分などが取り除かれた燃料が供給されているので、燃料戻し配管１６０には、必ずしも、燃料フィルタ１１０が配設されていなくてもよい。さらに、燃料フィルタ１１０は、高圧燃料配管１４０に配設されていてもよいが、サプライポンプ１３０に異物が入り込まないようにすべく、低圧燃料配管１２０に配設されることが好ましい。なお、低圧燃料配管１２０及び高圧燃料配管１４０が、燃料タンク１００に貯蔵された燃料をディーゼルエンジンＥＮＧへと供給する、燃料供給路の一例として挙げられる。
コモンレール１５０に供給された燃料は、例えば、４気筒のディーゼルエンジンＥＮＧの場合、各気筒のシリンダヘッドに取り付けられたインジェクタ１７０へと分流され、ディーゼルエンジンＥＮＧの運転状態に応じた燃料噴射量及び燃料噴射タイミングで燃焼室内へと噴射される。また、インジェクタ１７０から噴射されなかった燃料は、燃料戻し配管１６０を介して燃料タンク１００へと戻される。
コモンレール１５０には、ここに蓄圧される燃料の圧力（燃圧）を検出する燃圧センサ１８０が取り付けられ、その出力信号がコンピュータを内蔵したコントロールユニット１９０へと入力される。コントロールユニット１９０は、燃圧センサ１８０により検出された燃圧が規定圧力になるように、サプライポンプ１３０に内蔵された流量制御弁を電子制御する。また、コモンレール１５０には、燃圧が許容上限値に達すると開弁するリリーフバルブ２００が取り付けられ、リリーフバルブ２００から流出した燃料は、燃料戻し配管１６０を介して燃料タンク１００へと戻される。さらに、コントロールユニット１９０は、ディーゼルエンジンＥＮＧの運転状態に応じた燃料噴射量及び燃料噴射タイミングを決定し、所定タイミングでインジェクタ１７０に対して作動信号を出力する。
図２及び図３は、燃料タンク１００及び燃料フィルタ１１０の取付方法の一例を示す。
車両前後方向に延びるサイドフレーム（サイドレール）２１０の車幅外方に位置する外側面には、略Ｌ字形状をなす一対のブラケット２２０が、例えば、ボルト及びワッシャを含む締結部材２３０によって固定されている。ここで、締結部材２３０としては、リベットなどを用いることもできる。ブラケット２２０は、横断面が略ハット形状をなし、材軸が上下方向に延びる第１の部材２２２と、第１の部材２２２の下端から材軸が車幅外方に向かって延びる第２の部材２２４と、を有する。
第１の部材２２２の上端部には、燃料タンク１００の上面及び一側面に倣った、略Ｌ字形状をなすストラップ２４０の一端が回動可能、即ち、ストラップ２４０が開閉可能に固定されている。また、第２の部材２２４の車幅外方に位置する部分には、ストラップ２４０の他端に固着されたボルト２４２が挿通する挿通孔（図示せず）が開設されている。
そして、ブラケット２２０の第２の部材２２４の上面に、略直方体形状をなす燃料タンク１００が載置され、ストラップ２４０を閉じることで、ブラケット２２０に対して燃料タンク１００が固定される。要するに、燃料タンク１００は、ブラケット２２０を介して、サイドフレーム２１０の車幅外方に取り付けられる。なお、燃料タンク１００は、燃料補充の便宜のために、燃料補充口１０２が車幅外方に向くように取り付けられる。
このとき、ストラップ２４０の他端に固着されたボルト２４２は、第２の部材２２４に開設された挿通孔に挿通され、例えば、ナット及びワッシャを含む締結部材２４４が、ボルト２４２の雄螺子部に螺合される。このため、ブラケット２２０に対する燃料タンク１００の固定を確実ならしめることができる。
燃料タンク１００の車幅外方寄りの部位には、燃料フィルタ１１０が、燃料タンク１００の上下を貫通した状態で取り付けられている。燃料タンク１００に対する燃料フィルタ１１０の固定は、例えば、燃料タンク１００の上面に取り付けた小さなブラケットにボルトを螺合するなど、公知の手段によって行えばよい。
燃料フィルタ１１０は、図４及び図５に示すように、２系統の入口及び出口が形成されたアッパカバー１１２と、アッパカバー１１２の下面に着脱可能に取り付けられたフィルタエレメント１１４と、アッパカバー１１２に着脱可能に取り付けられたフィルタボディ１１６と、を有する。フィルタボディ１１６は、透明又は半透明（有色又は無色のどちらでもよい）の略有底円筒部材からなり、フィルタエレメント１１４を内部空間に収容しつつアッパカバー１１２に着脱可能に固定される。従って、フィルタボディ１１６の下部が、燃料から分離した水分量を目視確認する視認部として機能する。
また、フィルタボディ１１６の下部には、燃料から分離した水分を排出するドレーンコック１１８が取り付けられている。従って、ドレーンコック１１８を操作することで、フィルタボディ１１６の下部に溜まった水分を外部に排出させることができる。
燃料フィルタ１１０のアッパカバー１１２に形成された２系統の入口及び出口は、燃料タンク１００の上面から上方に突出し、燃料フィルタ１１０のフィルタボディ１１６の下部及びドレーンコック１１８は、燃料タンク１００の下面から下方に突出する。このため、フィルタボディ１１６は、燃料タンク１００の上下方向の高さに応じた長さを有し、ここに収納されるフィルタエレメント１１４もフィルタボディ１１６に応じた長さを有している。従って、フィルタエレメント１１４の全長が長くなり、燃料の濾過面積が増加することから、燃料から異物を取り除くフィルタエレメント１１４の交換間隔を長くすることができる。
なお、燃料フィルタ１１０は、図４及び図５に示す構成のものに限らず、燃料から分離した水分量を目視確認する視認部及び水分を排出するドレーンコック１１８を有していれば、どのような構成をなしていてもよい。また、図３において符号１０４で示すものは、燃料タンク１００の下面に着脱可能に取り付けられたドレーンボルトである。
燃料タンク１００に燃料フィルタ１１０を取り付けるために、燃料タンク１００には、図６及び図７に示すように、天板と底板との間を上下に貫通する、例えば、略円筒形状をなす筒部材１０６が取り付けられる。即ち、燃料タンク１００の天板及び底板に、例えば、略円形をなす開口が開設され、２つの開口を連通するように筒部材１０６が溶接などによって固定される。ここでは、燃料タンク１００の液密性を確保するため、筒部材１０６の両端部は、全周溶接などにより燃料タンク１００に固定される。
なお、筒部材１０６は、円筒形状に限らず、燃料フィルタ１１０の外形に倣った、例えば、横断面が楕円形，四角形を含む多角形など各種形状を有していてもよい。また、燃料タンク１００の筒部材１０６と燃料フィルタ１１０とが直接接触しないようにすべく、両者の間に、例えば、ラバーなどの弾性部材を介在するようにしてもよい。
かかるコモンレールシステムによれば、燃料フィルタ１１０が燃料タンク１００と一体化されているため、従来技術において、サイドフレーム２１０の車幅外方に燃料フィルタ１１０が取り付けられていたスペースが不要となる。このため、サイドフレーム２１０の車幅外方において空いたスペースに、例えば、工具箱などの補機類を設置することが可能となり、車両スペースの有効利用を促進することができる。また、燃料タンク１００と燃料フィルタ１１０とを連通接続するホースなどの配管が短くなり、例えば、クリップなどの部品点数を減らすことができる。
ここで、燃料フィルタ１１０のフィルタボディ１１６の下部及びドレーンコック１１８は、燃料タンク１００の下面から下方に突出しているため、作業者などは、車幅外方から燃料フィルタ１１０の状態を容易に目視確認できると共に、ドレーンコック１１８を適宜操作して水分を排出させることができる。特に、燃料フィルタ１１０が燃料タンク１００の車幅外方寄りに取り付けられているため、燃料フィルタ１１０の状態視認及び水分排出が容易となる。
また、燃料フィルタ１１０は筒部材１０６の内部に取り付けられているため、燃料タンク１００に対して燃料フィルタ１１０を取り付けても、燃料タンク１００の液密性を損なうことがない。さらに、サイドフレーム２１０に燃料フィルタ１１０を取り付けるためのブラケットが不要となり、軽量化も促進することができる。
燃料タンク１００に燃料フィルタ１１０を取り付けるために、図８及び図９に示すように、燃料タンク１００の車幅外方に位置する側面を内方に凹ませた凹部１０８を形成し、この凹部１０８に燃料フィルタ１１０を取り付けるようにしてもよい。この場合には、燃料タンク１００の側板，天板及び底板を適宜切り取り、ここに横断面が略半円形をなす部材を溶接などで固着すればよい。なお、凹部１０８は、略半円形の部分を有する形状に限らず、燃料フィルタ１１０に倣った形状をなしていてもよい。
本実施形態に係る燃料供給装置は、コモンレールシステムに限らず、サイドフレーム２１０の車幅外方に燃料タンク１００が取り付けられる車両に適用可能である。また、本実施形態に係る燃料供給装置はディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジンを搭載する車両、ハイブリッド車両などにも適用可能である。
１００ 燃料タンク
１０６ 筒部材
１０８ 凹部
１１０ 燃料フィルタ
１１６ フィルタボディ
１１８ ドレーンコック
１２０ 低圧燃料配管
１４０ 高圧燃料配管
２１０ サイドフレーム
ＥＮＧ ディーゼルエンジン

Claims (5)

  1. サイドフレームの車幅外方に取り付けられる燃料タンクと、
    前記燃料タンクに貯蔵された燃料を内燃機関へと供給する燃料供給路に配設された、ドレーンコック及び視認部付きの燃料フィルタと、
    を有し、
    前記燃料フィルタは、前記燃料タンクの上下を貫通し、かつ、前記ドレーンコック及び視認部が前記燃料タンクの下面から下方に突出するように、前記燃料タンクを上下に貫通する筒部材内に取り付けられる、
    ことを特徴とする内燃機関の燃料供給装置。
  2. 前記燃料フィルタは、前記燃料タンクの車幅外方寄りの部位に取り付けられる、
    ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置。
  3. 前記内燃機関は、ディーゼルエンジンである、
    ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料供給装置。
  4. サイドフレームの車幅外方に取り付けられた燃料タンクに貯蔵された燃料を内燃機関へと供給する燃料供給路に配設された、ドレーンコック及び視認部付きの燃料フィルタを、前記燃料タンクの上下を貫通し、かつ、前記ドレーンコック及び視認部が前記燃料タンクの下面から下方に突出するように、前記燃料タンクを上下に貫通する筒部材内に取り付ける、
    ことを特徴とする燃料フィルタの取付方法。
  5. 前記燃料フィルタを、前記燃料タンクの車幅外方寄りの部位に取り付ける、
    ことを特徴とする請求項４に記載の燃料フィルタの取付方法。
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