JP6265200B2 - サクションフィルタ及び燃料供給装置 - Google Patents

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Description

本発明は、サクションフィルタ及びそれを備えた燃料供給装置に関する。
従来、車両の燃料タンク内から燃料タンク外へ燃料を供給する燃料供給装置では、燃料タンク内に配置される燃料ポンプにより、同ポンプの吸入口へ吸入した燃料を燃料タンク外へ向かって吐出させる。こうした燃料供給装置の一種として特許文献1に開示される装置では、燃料タンク内において燃料を濾過してから燃料ポンプの吸入口に吸入させるように、サクションフィルタが設けられている。
さて、特許文献1に開示されるサクションフィルタは、燃料タンク内に配置されるフィルタエレメントを、備えている。このフィルタエレメントは、燃料タンク内に貯留された貯留燃料を内側空間へと通過させることで、液膜を形成しつつ貯留燃料を濾過している。ここで液膜は、フィルタエレメントの外側表面が貯留燃料と接触している間は、維持される。そこで、特許文献1に開示されるサクションフィルタでは、燃料タンク内においてフィルタエレメントの外側空間が貯留部材により部分的に覆われている。これによれば、車両旋回時等の燃料タンク内において貯留燃料の偏りにより傾いた液面がフィルタエレメントから離間した場合でも、フィルタエレメントの外側表面のうち一部は、貯留部材との間に捕捉される燃料と接触し続けられる。その結果、液膜の形成状態を維持するフィルタエレメントでは、吸入口の開口した内側空間への吸入対象として、燃料が支配的となるため、当該吸入口への空気の吸入が抑制されるようになっている。
特開2012−67736号公報
しかし、特許文献1に開示されるサクションフィルタでは、フィルタエレメントと貯留部材との間に燃料を流入させるために、貯留部材には流入孔が形成されている。故に車両旋回時等には、フィルタエレメントと貯留部材との間の燃料は、液面の傾きに伴って流入孔から漏出し易くなる。これにより、フィルタエレメントと貯留部材との間において燃料の捕捉量が減少すると、吸入口への燃料吸入の進行により当該捕捉量が短時間で枯渇してしまい、吸入口への空気の吸入を招くおそれがあった。こうした吸入口への空気の吸入は、燃料ポンプの吐出性能を変動させてしまうため、望ましくない。
また、特許文献1に開示されるサクションフィルタでは、貯留部材に覆われる構成から小表面積となるフィルタエレメントでは、目の粗さを小さくして濾過機能を高めると、当該表面積のうち異物が目詰まりして燃料を吸入困難となる部分の割合が増大し易い。故に燃料ポンプでは、フィルタエレメントの目詰まりに起因して、吐出性能の安定性が低下するおそれもあった。
本発明は、以上説明した問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、燃料ポンプの吐出性能を安定させるサクションフィルタ、並びにそれを備えた燃料供給装置を提供することにある。
上述の課題を解決するために開示された第一発明は、
車両の燃料タンク(2)内において燃料を濾過してから燃料ポンプ(32)の吸入口(32a)へ吸入させるサクションフィルタ(31)であって、
燃料タンク内に配置され、燃料タンク内に貯留された貯留燃料を内側空間(312)へ通過させることにより、貯留燃料を濾過するフィルタエレメント(310)と、
内側空間に露出する隔壁エレメント(311,2311,3311,4311,5311)とを、備え、
隔壁エレメントは、
フィルタエレメントにより濾過された濾過燃料の流入する第一空間部(312a,4312a)と、濾過燃料を吸入する吸入口の開口した第二空間部(312b,4312b)とに、内側空間を部分的に仕切って配置され、第一空間部から第二空間部へ濾過燃料を通過させる仕切部(313,2313,3313,4313,5313)と、
吸入口から離間する側に偏って仕切部に形成され、仕切部を迂回して第一空間部と第二空間部とを連通している連通窓(314,2314,4314,5314)とを、有することを特徴とする。
また、上述の課題を解決するために開示された第二発明は、車両の燃料タンク(2)内から燃料タンク外へ燃料を供給する燃料供給装置(1)であって、燃料タンク内において吸入口(32a)へ吸入した燃料を、燃料タンク外へ向かって吐出する燃料ポンプ(32)と、第一発明のサクションフィルタとを、備えることを特徴とする。
こうした第一及び第二発明において、燃料タンク内に配置されるフィルタエレメントでは、燃料タンク内から内側空間への貯留燃料の通過により液膜が形成される。故に、車両旋回時等の燃料タンク内において貯留燃料の偏りにより液面が傾いてフィルタエレメントから離間しても、貯留燃料は内側空間からの漏出を抑制され得る。
さらに、第一及び第二発明による隔壁エレメントの仕切部は、フィルタエレメントでの濾過燃料が流入する第一空間部と、燃料ポンプの吸入口が開口した第二空間部とに、フィルタエレメントの内側空間を部分的に仕切っている。ここで仕切部では、第一空間部から第二空間部への濾過燃料の通過により液膜が形成されるので、上述の如く液膜形成されるフィルタエレメントとの間の第一空間部には、濾過燃料が捕捉され得る。またこのときには、隔壁エレメントのうち仕切部に形成される連通窓は、濾過燃料に浸されている限り、仕切部での液膜形成及び第一空間部での燃料捕捉を妨げない。
これらのことから第一及び第二発明では、燃料タンク内にて貯留燃料の液面傾きが生じた場合でも、吸入口から離間する側に偏った連通窓は、第一空間部の濾過燃料に浸された状態となり易い。故に第一空間部の濾過燃料は、フィルタエレメントを通した漏出の抑制作用によって捕捉量の確保された状態下、仕切部のうち第一空間部側の表面と接触し続けられる。その結果、液膜の形成状態が継続的に維持され得る隔壁エレメントでは、吸入口の開口した第二空間部への吸入対象として、燃料が支配的になる状態も継続的に維持され得る。これによれば、第一空間部の濾過燃料を有効活用して、吸入口への空気の吸入を抑制し続けることができるので、燃料ポンプの吐出性能を安定させることが可能となる。
さらに第一及び第二発明では、仕切部に仕切られた内側空間を確保する構成から大表面積となるフィルタエレメントは、目の粗さを小さくして濾過機能を高めても、当該表面積のうち異物が目詰まりして貯留燃料を吸入困難となる部分の割合は増大し難い。しかも、第一及び第二発明において連通窓は、仕切部を迂回して第一空間部と第二空間部とを連通している。故に、内側空間を仕切る構成から小表面積となる仕切部に仮に目詰りが生じたとしても、第一空間部の濾過燃料は、連通窓を通して第二空間部へと吸入されることで、有効活用され得る。これらのことによれば、フィルタエレメント及び隔壁エレメントの目詰まりに起因して吐出性能の安定性が低下する事態につき、抑制することが可能となる。
第一実施形態による燃料供給装置を示す断面図である。 第一実施形態によるサクションフィルタを拡大して示す断面図である。 第一実施形態によるサクションフィルタの作用効果を説明するための断面図である。 第二実施形態によるサクションフィルタを拡大して示す断面図である。 第三実施形態によるサクションフィルタを拡大して示す断面図である。 第三実施形態によるサクションフィルタの図5とは異なる状態を示す断面図である。 第三実施形態によるサクションフィルタの作用効果を説明するための断面図である。 第四実施形態によるサクションフィルタを拡大して示す断面図である。 第四実施形態によるサクションフィルタの作用効果を説明するための断面図である。 第五実施形態によるサクションフィルタを拡大して示す断面図である。 図2の変形例を示す断面図である。 図2の変形例を示す断面図である。 図8の変形例を示す断面図である。 図8の変形例を示す断面図である。 図10の変形例を示す断面図である。 図2の変形例を示す断面図である。 図2の変形例を示す断面図である。 図2の変形例を示す断面図である。 図10の変形例を示す断面図である。 図2の変形例を示す断面図である。
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施形態の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合せることができる。
(第一実施形態)
図1に示すように、本発明の第一実施形態による燃料供給装置1は、車両の燃料タンク2に搭載される。装置1は、燃料タンク2内の燃料を同タンク2外の内燃機関3へと供給する。ここで、装置1の搭載される燃料タンク2は、樹脂から中空状に形成されることで、内燃機関3側へ供給する燃料を貯留する。また、装置1から燃料を供給する内燃機関3としては、ガソリンエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。尚、水平面上の車両において水平方向及び鉛直方向は、それぞれ図1における横方向及び上下方向と実質一致する。
(全体構成)
まず、装置1の全体構成を説明する。
装置1は、フランジ10、サブタンク20及びポンプユニット30を備えている。
フランジ10は、硬質樹脂から円板状に形成されている。フランジ10は、燃料タンク2のうち天板部2aに装着されている。フランジ10は、天板部2aを貫通する貫通孔2bを、閉塞している。
フランジ10は、燃料供給管11及び電気コネクタ12を一体に有している。燃料供給管11は、燃料タンク2内においてポンプユニット30に連通している。それと共に燃料供給管11は、燃料タンク2外において内燃機関3との間の燃料経路4に連通する。こうした連通形態の燃料供給管11は、ポンプユニット30の燃料ポンプ32により燃料タンク2内において吸入された燃料を、燃料タンク2外の内燃機関3側へと供給する。電気コネクタ12には、金属ターミナル12aが埋設されている。金属ターミナル12aは、燃料タンク2内においてポンプユニット30と電気接続されている。それと共に金属ターミナル12aは、燃料タンク2外において外部制御回路と電気接続される。こうした電気接続形態によりポンプユニット30の燃料ポンプ32は、外部制御回路により制御可能となっている。
サブタンク20は、硬質樹脂から有底円筒状に形成されている。サブタンク20は、開口部20aを上側に向けて、燃料タンク2内に配置されている。サブタンク20の底部20bは、燃料タンク2の底部2c上に載置されている。サブタンク20の底部20bの近傍には、流入口20cが貫通している。こうした貫通形態により、燃料タンク2内に貯留された燃料(以下、単に「貯留燃料」という)は、流入口20cを通してサブタンク20内へと流入する。
ポンプユニット30は、燃料タンク2内においてサブタンク20の内外に跨る形態に、配置されている。ポンプユニット30には、サクションフィルタ31、燃料ポンプ32及び通路部材33が設けられている。
サクションフィルタ31は、全体として扁平状に形成されている。サクションフィルタ31は、燃料タンク2内に収容され、サブタンク20内の底部20b上に載置されている。サクションフィルタ31は、燃料タンク2内においてサブタンク20内へと流入した貯留燃料を濾過することで、当該燃料中の異物を捕捉する。
燃料ポンプ32は、全体として円筒状に形成された電動式ポンプである。燃料ポンプ32は、燃料タンク2内に収容され、サブタンク20内のうちサクションフィルタ31上から、サブタンク20外まで延伸している。燃料ポンプ32の吸入口32aは、サクションフィルタ31に連通している。燃料ポンプ32は、外部制御回路からの制御を受けることで、作動する。作動中の燃料ポンプ32は、燃料タンク2内においてサブタンク20内のサクションフィルタ31により濾過された燃料(以下、単に「濾過燃料」という)を、吸入口32aから吸入する。こうして吸入口32aへと吸入された濾過燃料は、燃料ポンプ32内において加圧作用を受けることで、燃料タンク2外の内燃機関3側へと向かうように、燃料ポンプ32の吐出口32bから吐出される。
通路部材33は、中空状に硬質樹脂から形成されている。通路部材33は、燃料タンク2内に収容されてフランジ10に固定され、サブタンク20内のうち燃料ポンプ32の周囲から、サブタンク20外まで延伸している。通路部材33は、吐出口32bと燃料供給管11とに連通する燃料通路33aを、形成している。燃料通路33aは、燃料ポンプ32により吐出口32bから吐出された燃料を、燃料供給管11を通じて内燃機関3側へと供給させる。通路部材33には、燃料ポンプ32を金属ターミナル12aに電気接続するために、金属リード線33bが埋設されている。
(サクションフィルタの詳細構成)
次に、サクションフィルタ31の詳細構成を説明する。図1,2に示すようにサクションフィルタ31は、フィルタエレメント310と隔壁エレメント311とを組み合わせて備えている。
フィルタエレメント310は、燃料タンク2内のうちサブタンク20内において、外側表面310aを露出させ且つ内側表面310bにより内側空間312を囲む中空の袋状に、図2の如く形成されている。フィルタエレメント310は、一対のフィルタシート310c,310dを外周縁部同士で液密に接合することで、構成されている。
ここで各フィルタシート310c,310dの全体は、例えば多孔質樹脂、織布、不織布、樹脂メッシュ及び金属メッシュ等の濾過機能を発揮する素材から、軟質又は硬質の湾曲状に形成されている。各フィルタシート310c,310dの目の粗さは、例えば燃料タンク2内からサブタンク20内へと流入した貯留燃料中の異物として、例えば外径が10μm以上の微小な異物を捕捉可能に設定されている。
フィルタエレメント310において、下側フィルタシート310cの上側に接合される上側フィルタシート310dは、貫通孔310eを有している。貫通孔310eには、フィルタエレメント310の外側から内側空間312へと向かって、燃料ポンプ32の吸入口32aが貫通している。貫通孔310eは、吸入口32aのうち下側を向く開口部32cよりも上側において、同口32aと液密に接合されている。こうした貫通形態及び接合形態によりフィルタエレメント310では、図1,2に示すように、上側フィルタシート310dがポンプユニット30及びフランジ10を介して燃料タンク2に支持されている。その結果としてフィルタエレメント310では、下側フィルタシート310cの一部がサブタンク20の底部20bと接触させられているのである。
以上の如き構成のフィルタエレメント310は、燃料タンク2内からサブタンク20内へと流入した貯留燃料を内側空間312へと通過させる際に、当該貯留燃料の通過箇所にて異物を捕捉することで、濾過機能を発揮する。このとき貯留燃料の通過箇所とは、フィルタエレメント310を形成する形成素材が多孔質性樹脂の場合は微細孔内の空隙であり、形成素材が織布や不織布の場合は繊維間の空隙であり、形成素材が樹脂メッシュや金属メッシュの場合はメッシュ間の空隙である。したがって、こうした通過箇所では、表面張力により貯留燃料が空隙に捕捉されることで、フィルタエレメント310の外側表面310aを覆う液膜が濾過機能と同時的に形成されることとなる。即ちフィルタエレメント310は、外側表面310aに液膜を形成しつつ貯留燃料の濾過機能を発揮する。また、貯留燃料の通過箇所にて上述の如き外径の異物を捕集するためにフィルタエレメント310の目の粗さは、当該通過箇所としての空隙の最小間隔が例えば10μm程度に設定される。
このようなフィルタエレメント310に対して隔壁エレメント311は、図1,2に示す燃料タンク2内のうちサブタンク20内にて、フィルタエレメント310の内側空間312に露出する姿勢に配置されている。具体的に隔壁エレメント311は、仕切部313及び連通窓314を有している。
仕切部313は、フィルタエレメント310の内側空間312を部分的に仕切ることで、上側に第一空間部312a及び下側に第二空間部312bを形成する隔膜状に、配置されている。図2に示すように仕切部313は、各フィルタシート310c,310dの外周縁部間に全周に亘って接合されることで、平膜状に張り詰められている。こうした接合形態では、第一空間部312aが仕切部313と上側フィルタシート310dとにより囲まれることで、仕切部313の上側表面313aが第一空間部312aに露出している。それと共に、第二空間部312bが仕切部313と下側フィルタシート310cとにより囲まれることで、仕切部313の下側表面313bが第二空間部312bに露出している。
ここで仕切部313の全体は、例えば多孔質樹脂、織布、不織布、樹脂メッシュ及び金属メッシュ等の濾過機能を発揮する素材から、軟質又は硬質の平膜状に形成されている。また、仕切部313の目の粗さは、フィルタエレメント310を通過する異物に対しては仕切部313における通過も許容するように、各フィルタシート310c,310dの目の粗さ以上に設定されている。さらに仕切部313は、連通窓314をその周囲と同一厚さに埋めた仮想状態下、第一空間部312aの容積よりも第二空間部312bの容積が小さくなるように、フィルタエレメント310の内側空間312を仕切っている。
仕切部313は、貫通孔313cを有している。貫通孔313cには、仕切部313の上側にある第一空間部312aから、仕切部313の下側にある第二空間部312bへと向かって、燃料ポンプ32の吸入口32aが貫通している。貫通孔313cは、吸入口32aのうち第二空間部312bに開口した開口部32cよりも上側において、同口32aと液密に接合されている。こうした貫通形態及び接合形態により仕切部313は、ポンプユニット30及びフランジ10を介して燃料タンク2に支持されることで、自身の外周縁部を除く大半部分にてフィルタエレメント310の下側フィルタシート310cから上側に離間している。また、吸入口32aの開口部32cは、第二空間部312bにおいて上側に偏って下側フィルタシート310cから上側に離間していることで、吸入圧力の作用下にあっても同シート310cを吸着し難くなっている。
以上の如き構成の仕切部313は、フィルタエレメント310のうち上側フィルタシート310dにより濾過されて上側の第一空間部312aへ流入した濾過燃料を、吸入口32aの開口した下側の第二空間部312bへと通過させる。このとき濾過燃料の通過箇所とは、隔壁エレメント311を形成する形成素材が多孔質性樹脂の場合は微細孔内の空隙であり、形成素材が織布や不織布の場合は繊維間の空隙であり、形成素材が樹脂メッシュや金属メッシュの場合はメッシュ間の空隙である。したがって、こうした通過箇所では、表面張力により濾過燃料が空隙に捕捉されることで、隔壁エレメント311の上側表面313aを覆う液膜が形成されることとなる。また、濾過燃料の通過箇所にて上述の如き異物の通過を許容するために仕切部313の目の粗さは、当該通過箇所としての空隙の最小間隔が例えば10〜100μm程度に設定されている。さらに、フィルタエレメント310のうち下側フィルタシート310cにより濾過された濾過燃料については、仕切部313を通過しないで、第二空間部312bへと直接的に流入可能となっている。
連通窓314は、このような仕切部313において特定の一箇所Pcを上下に貫通することで、例えば円筒孔状又は矩形孔状等に形成されている。連通窓314は、燃料ポンプ32の吸入口32aのうち開口部32cからは、横方向へ離間する側に偏って配置されている。即ち、横方向において連通窓314は、仕切部313及び各フィルタシート310c,310dの接合箇所のうち、開口部32cから最も離間した離間箇所Pdに対して、当該開口部32cに対するよりも近くに位置している。連通窓314は、仕切部313よりも上側の第一空間部312aと、仕切部313よりも下側の第二空間部312bとに向かって開口している。こうした開口形態により連通窓314は、仕切部313を迂回して第一空間部312aと第二空間部312bとを連通させている。故に、フィルタエレメント310の内側空間312のうち連通窓314による連通箇所Pcを除いた部分は、第一空間部312aと第二空間部312bとに仕切部313を介して仕切られている。
(作用効果)
ここまで説明した第一実施形態の作用効果を、以下に説明する。
第一実施形態において、燃料タンク2内に配置されるフィルタエレメント310では、燃料タンク2内から内側空間312への貯留燃料の通過により液膜が形成される。故に、車両旋回時等の燃料タンク2内のうちサブタンク20内において、図3に示す如き貯留燃料の偏りにより液面が傾いてフィルタエレメント310から離間しても、貯留燃料は内側空間312からの漏出を抑制され得る。
さらに、第一実施形態による隔壁エレメント311の仕切部313は、フィルタエレメント310での濾過燃料が流入する第一空間部312aと、燃料ポンプ32の吸入口32aが開口した第二空間部312bとに、内側空間312を部分的に仕切っている。ここで仕切部313では、第一空間部312aから第二空間部312bへの濾過燃料の通過により液膜が形成されるので、上述の如く液膜形成されるフィルタエレメント310との間の第一空間部312aには、図3の如く濾過燃料が捕捉され得る。またこのときには、隔壁エレメント311のうち仕切部313に形成される連通窓314は、濾過燃料に浸されている限り、仕切部313での液膜形成及び第一空間部312aでの燃料捕捉を妨げない。
これらのことから第一実施形態では、燃料タンク2内のうちサブタンク20内に貯留燃料の液面傾きが生じた場合でも、吸入口32aから離間する側に偏った連通窓314は、図3の如く第一空間部312aの濾過燃料に浸された状態となり易い。故に第一空間部312aの濾過燃料は、フィルタエレメント310を通した漏出の抑制作用によって捕捉量の確保された状態下、仕切部313のうち第一空間部312a側となる上側表面313aと図3の如く接触し続けられる。その結果、液膜の形成状態が継続的に維持され得る隔壁エレメント311では、吸入口32aの開口した第二空間部312bへの吸入対象として、燃料が支配的になる状態も継続的に維持され得る。これによれば、第一空間部312aの濾過燃料を有効活用して、吸入口32aへの空気の吸入を抑制し続けることができるので、燃料ポンプ32の吐出性能を安定させることが可能となる。しかも、燃料ポンプ32からの吐出燃料を燃料タンク2外の内燃機関3側へ供給する第一実施形態では、同ポンプ32の吐出性能が安定化することで、車両にてドライバビリティ及び加速性を確保することや、ガス欠及びエンストを抑制することも可能となる。
さらに第一実施形態では、仕切部313に仕切られた空間312を確保する構成から大表面積となるフィルタエレメント310は、目の粗さを小さくして濾過機能を高めても、当該表面積のうち異物が目詰まりして貯留燃料を吸入困難となる部分の割合は増大し難い。しかも、第一実施形態において連通窓314は、仕切部313を迂回して第一空間部312aと第二空間部312bとを連通している。故に、空間312を仕切る構成から小表面積となる仕切部313に仮に目詰りが生じたとしても、第一空間部312aの濾過燃料は、連通窓314を通して第二空間部312bへと吸入されることで、有効活用され得る。これらのことによれば、フィルタエレメント310及び隔壁エレメント311の目詰まりに起因して吐出性能の安定性が低下する事態につき、抑制することが可能となる。
また、第一実施形態の如く隔膜状に配置された仕切部313によると、フィルタエレメント310の内側空間312は、上側の第一空間部312aと下側の第二空間部312bとに、部分的に仕切られている。故に、燃料タンク2内のうちサブタンク20内では、貯留燃料の減少により液面が低下して第二空間部312bに到達するまでは、仕切部313での液膜形成状態を維持して、濾過燃料を第二空間部312bに蓄え得る。これによれば、吸入口32aへの空気の吸入を確実に抑制し続けて、燃料ポンプ32における吐出性能の安定性を高めることが可能となる。
また、第一実施形態による仕切部313では、濾過燃料を通過させる目の粗さは、フィルタエレメント310において貯留燃料を通過させる目の粗さ以上に、設定されている。故に、フィルタエレメント310の内側空間312を仕切る構成からフィルタエレメント310よりも小表面積となる仕切部313にあっても、フィルタエレメント310により通過の許容された異物が目詰まりするのを抑制し得る。これによれば、燃料ポンプ32における吐出性能の安定性が隔壁エレメント311の目詰まりに起因して低下する事態の抑制効果を、高めることが可能となる。
また、第一実施形態によると、仕切部313において連通窓314をその周囲と同一厚さに埋めた仮想状態下、第二空間部312bの容積は第一空間部312aの容積よりも小さくなる。これによれば、吸入口32aへの吸入作用に応じて第一空間部312aの濾過燃料が実質枯渇することで、空気が第二空間部312bへと吸入される状況になっても、吸入口32aへは吸入されないで第二空間部312bに残存してしまう濾過燃料量を低減し得る。これは、第二空間部312bに占める空気の体積割合が所定割合以上になると、実質空気のみが吸入口32aに吸入されて第二空間部312bには濾過燃料が残存することになるので、第二空間部312bの容積が小さいほど当該残存量が低減され得ることによる。こうしたことから第一実施形態では、第二空間部312bに捕捉される濾過燃料を有効活用して、燃料ポンプ32における吐出性能の安定性を高めることが可能となる。
(第二実施形態)
図4に示すように本発明の第二実施形態は、第一実施形態の変形例である。
第二実施形態による隔壁エレメント2311のうち仕切部2313は、各フィルタシート310c,310dの外周縁部間に周方向の一部を除いて接合されることで、平膜状に張り詰められている。仕切部2313は、各フィルタシート310c,310dに対して非接合となる特定の一箇所Pcに、非接合縁部2313dを有している。非接合縁部2313dは、各フィルタシート310c,310dの接合箇所のうち離間箇所Pdに対しては、燃料ポンプ32の吸入口32a側へ離間している。尚、こうした接合形態及び離間形態以外の構成について仕切部2313は、第一実施形態と同様な構成となっている。
また、第二実施形態による隔壁エレメント2311のうち連通窓2314は、各フィルタシート310c,310dのうち離間箇所Pdの外周縁部と、仕切部2313のうち非接合縁部2313dとの間に形成されている。その結果として連通窓2314は、吸入口32aの開口部32cからは横方向へと離間する側に偏って配置され、仕切部2313を上下に跨いで形成されている。尚、こうした形成形態以外の構成について連通窓2314は、第一実施形態と同様な構成となっている。故に、フィルタエレメント310の内側空間312のうち連通窓2314による連通箇所Pcを除いた部分は、第一空間部312aと第二空間部312bとに仕切部2313を介して仕切られている。
このような第二実施形態では、仕切部2313及び連通窓2314を有した隔壁エレメント2311により、第一実施形態と同様な作用効果を発揮可能である。
(第三実施形態)
図5に示すように本発明の第三実施形態は、第一実施形態の変形例である。
第三実施形態による隔壁エレメント3311のうち仕切部3313の全体は、例えば多孔質樹脂、織布、不織布、樹脂メッシュ及び金属メッシュ等の濾過機能を発揮する素材から、可撓性を有する軟質の隔膜状に形成されている。仕切部3313は、各フィルタシート310c,310dの外周縁部間に全周に亘って接合されることで、第二空間部312bを拡縮可能にする波形の弛緩状態にて配置されている。尚、こうした可撓性及び弛緩状態以外の構成について隔壁エレメント3311は、連通窓314を有する点も含めて、第一実施形態と同様な構成となっている。故に、フィルタエレメント310の内側空間312のうち連通窓314による連通箇所Pcを除いた部分は、第一空間部312aと第二空間部312bとに仕切部3313を介して仕切られている。
以上の如き構成の隔壁エレメント3311により第二空間部312bが拡縮する原理は、次の通りである。図5,6に示すように、燃料タンク2内のうちサブタンク20内では、フィルタエレメント310のうち少なくとも下側フィルタシート310cに貯留燃料が接触している間は、内側空間312が濾過燃料にて満たされる。このときに仕切部3313は、自身の外周縁部を除く大半部分を下側フィルタシート310cから離間させることで、第二空間部312bの容積を拡大させた状態に維持する。尚、このとき第二空間部312bの容積は、仕切部3313において連通窓314をその周囲と同一厚さに埋めた仮想状態下、第一空間部312aの容積に対して大きい、小さい及び等しいのうち、いずれであってよい。
一方で図7に示すように、燃料タンク2内のうちサブタンク20内に貯留燃料の液面傾きが生じた場合、吸入口32aからの吸入作用に従って第一空間部312aの濾過燃料は、仕切部3313又は連通窓314を通過することで、実質枯渇する事態も想定される。このときに仕切部3313は、吸入口32aからの吸入作用に従って下側フィルタシート310cへと次第に接近することで、第二空間部312bの容積を順次縮小させることになる。尚、このとき第二空間部312bの容積は、仕切部3313において連通窓314をその周囲と同一厚さに埋めた仮想状態下、そうした漸次縮小により第一空間部312aの容積よりも小さくなる。
このような第三実施形態によると、隔壁エレメント3311のうち弛緩状態にて配置される可撓性の仕切部3313は、第二空間部312bを拡縮させ得る。故に、吸入口32aへの吸入作用に応じて第一空間部312aの濾過燃料が実質枯渇したとしても、第二空間部312bからの濾過燃料の吸入分、当該第二空間部312bが縮小することになる。これによれば、第一空間部312aの空気が仕切部3313若しくは連通窓314を通して、又はフィルタエレメント310の外側の空気が内側を通して、吸入口32aへと吸入されるのを抑制し得る。したがって、第二空間部312bに捕捉される濾過燃料をも有効活用して、吸入口32aへの空気の吸入を抑制することができるので、燃料ポンプ32における吐出性能の安定性を高めることが可能となる。さらに第三実施形態によると、第一実施形態と同様な作用効果の発揮も可能となる。
(第四実施形態)
図8に示すように本発明の第四実施形態は、第一実施形態の変形例である。
第四実施形態による隔壁エレメント4311のうち仕切部4313は、フィルタエレメント310の内側空間312にて外側表面4313aを第一空間部4312aに露出させ且つ内側表面4313bにより第二空間部4312bを囲む中空の袋状に、形成されている。仕切部4313は、一対の隔壁シート4313e,4313fを外周縁部同士で液密に接合することで、第一空間部4312aをフィルタエレメント310と共同して覆うように構成されている。ここで、仕切部4313をなす隔壁シート4313e,4313fの全体は、仕切部313の形成素材として第一実施形態に例示の如き素材から形成されることで、第一実施形態と同様な目の粗さを実現している。
仕切部4313のうち、下側隔壁シート4313eの上側に接合される上側隔壁シート4313fは、貫通孔4313cを有している。貫通孔4313cには、仕切部4313の外側にある第一空間部4312aから、仕切部4313の内側にある第二空間部4312bへと向かって、燃料ポンプ32の吸入口32aが貫通している。貫通孔4313cは、吸入口32aのうち第二空間部4312bに開口した開口部32cよりも上側において、同口32aと液密に接合されている。こうした貫通形態及び接合形態により仕切部4313は、ポンプユニット30及びフランジ10を介して燃料タンク2に支持されることで、下側隔壁シート4313eの全体をフィルタエレメント310の下側フィルタシート310cから上側に離間させている。また、吸入口32aの開口部32cは、第二空間部4312bにおいて上側に偏って下側隔壁シート4313eから上側に離間していることで、吸入圧力の作用下にあっても同シート4313eを吸着し難くなっている。
以上の如き構成の仕切部4313は、フィルタエレメント310の各フィルタシート310c,310dにより濾過されて外側の第一空間部4312aへ流入した濾過燃料を、吸入口32aの開口した内側の第二空間部4312bへと通過させる。このとき濾過燃料の通過箇所は、第一実施形態で説明したものと同様、形成素材に応じた空隙である。したがって、こうした通過箇所では、表面張力により濾過燃料が空隙に捕捉されることで、仕切部4313の外側表面4313aを覆う液膜が形成されることとなる。また、濾過燃料の通過箇所にて第一実施形態と同様な異物の通過を許容するために各隔壁シート4313e,4313fの目の粗さは、当該通過箇所としての空隙の最小間隔が例えば10〜100μm程度に設定されている。
第四実施形態による隔壁エレメント4311のうち連通窓4314は、このような仕切部4313の下側隔壁シート4313eにおいて特定の一箇所Pcを上下に貫通することで、例えば円筒孔状又は矩形孔状等に形成されている。尚、こうした形成形態以外の構成について連通窓4314は、第一実施形態に準じた構成となっている。故に、フィルタエレメント310の内側空間312のうち連通窓4314による連通箇所Pcを除いた部分は、第一空間部4312aと第二空間部4312bとに仕切部4313を介して仕切られている。
このように、第四実施形態において隔壁エレメント4311の仕切部4313は、濾過燃料が流入する第一空間部4312aと、吸入口32aが開口する第二空間部4312bとに、フィルタエレメント310の内側空間312を部分的に仕切る。ここで仕切部4313では、第一空間部4312aから第二空間部4312bへの濾過燃料通過により液膜が形成されるので、第一実施形態と同様に液膜形成されるフィルタエレメント310との間の第一空間部4312aには、図9の如く濾過燃料が捕捉され得る。またこのとき、隔壁エレメント4311のうち仕切部4313に形成される連通窓4314は、濾過燃料に浸されている限り、仕切部4313での液膜形成及び第一空間部4312aでの燃料捕捉を妨げない。
これらのことから第四実施形態では、燃料タンク2内のうちサブタンク20内にて貯留燃料の液面傾きが生じた場合でも、図9の如く吸入口32aから離間する側に偏った連通窓4314は、第一空間部4312aの濾過燃料に浸された状態となり易い。故に第一空間部4312aの濾過燃料は、フィルタエレメント310を通した漏出の抑制作用によって捕捉量の確保された状態下、仕切部4313のうち第一空間部4312a側となる外側表面4313aと図9の如く接触し続けられる。したがって、第一実施形態と同様な原理により第四実施形態によっても、燃料ポンプ32の吐出性能を安定させることが可能となるので、車両におけるドライバビリティ及び加速性を確保することや、ガス欠及びエンストを抑制することも可能となる。
また、第四実施形態の如く中空形状としての袋状に形成された仕切部4313は、外側の第一空間部4312aに露出した状態にて、内側の第二空間部4312bを囲むことになる。これにより、仕切部4313のうち第一空間部4312aに露出する外側表面4313aの表面積は、可及的に増大する。その結果、燃料タンク2内のうちサブタンク20内にて液面傾きが生じることで、吸入口32aへの吸入作用に応じて第一空間部312aの濾過燃料が減少しても、仕切部4313を第一空間部4312aの濾過燃料とは離れ難くして液膜形成状態を維持し得る。故に、吸入口32aへの空気の吸入を確実に抑制し続けて、燃料ポンプ32における吐出性能の安定性を高めることが可能となる。
また、第四実施形態による仕切部4313においても目の粗さは、フィルタエレメント310における目の粗さ以上に、設定されている。故に、異物が仕切部4313に目詰まりするのを第一実施形態と同様な原理により抑制し得るので、燃料ポンプ32における吐出性能の安定性が当該目詰まりに起因して低下する事態の抑制効果を、高めることが可能となる。
(第五実施形態)
図10に示すように本発明の第五実施形態は、第四実施形態の変形例である。
第五実施形態による隔壁エレメント5311のうち仕切部5313は、フィルタエレメント310の内側空間312にて外側表面5313aを第一空間部4312aに露出させ、且つ内側表面5313bにより第二空間部4312bを囲む中空の筒状に、形成されている。仕切部5313は、各タンク2,20の底部2c,20bに対して実質平行となる上壁5313g及び下壁5313hの間が四つの壁により接続される矩形筒状となるように、一対の隔壁部材5313e,5313fを液密に接合して構成されている。ここで、仕切部5313の各隔壁部材5313e,5313fの全体は、仕切部313の形成素材として第一実施形態に例示の如き素材から形成されることで、第一実施形態と同様な目の粗さを実現している。
仕切部5313のうち、下側隔壁部材5313eの上側に接合される上側隔壁部材5313fは、貫通孔5313cを有している。貫通孔5313cには、仕切部5313の外側にある第一空間部4312aから、仕切部5313の内側にある第二空間部4312bへと向かって、燃料ポンプ32の吸入口32aが貫通している。貫通孔5313cは、吸入口32aのうち開口部32cよりも上側において、同口32aと液密に接合されている。こうした貫通形態及び接合形態により仕切部5313は、ポンプユニット30及びフランジ10を介して燃料タンク2に支持されることで、下側隔壁部材5313eの全体をフィルタエレメント310の下側フィルタシート310cから上側に離間させている。また、吸入口32aの開口部32cは、第二空間部4312bにおいて上側に偏って下側隔壁部材5313eから上側に離間していることで、吸入圧力の作用下にあっても同部材25313eの下壁5313hを吸着し難くなっている。
以上の如き構成の仕切部5313は、フィルタエレメント310の各フィルタシート310c,310dにより濾過されて外側の第一空間部4312aへと流入した濾過燃料を、吸入口32aの開口した内側の第二空間部4312bへ通過させる。このとき濾過燃料の通過箇所は、第一実施形態で説明したものと同様、形成素材に応じた空隙である。したがって、こうした通過箇所では、表面張力により濾過燃料が空隙に捕捉されることで、仕切部5313の外側表面5313aを覆う液膜が形成されることとなる。また、濾過燃料の通過箇所にて第一実施形態と同様な異物の通過を許容するために各隔壁部材5313e,5313fの目の粗さは、当該通過箇所としての空隙の最小間隔が例えば10〜100μm程度に設定されている。
第五実施形態による隔壁エレメント5311のうち連通窓5314は、このような仕切部5313の下側隔壁部材5313eにおいて特定の一箇所Pcを上下に貫通することで、例えば円筒孔状又は矩形孔状等に形成されている。尚、こうした形成形態以外の構成について連通窓5314は、第一実施形態に準じた構成となっている。故に、フィルタエレメント310の内側空間312のうち連通窓5314による連通箇所Pcを除いた部分は、第一空間部4312aと第二空間部4312bとに仕切部5313を介して仕切られている。
このような第五実施形態では、中空形状としての筒状に形成された仕切部5313と共に連通窓5314を有する隔壁エレメント5311により、第四実施形態と同様な作用効果を発揮可能である。
(他の実施形態)
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
第一及び第二実施形態に関する変形例1では、図11に示すように、貫通孔313cのない隔膜状仕切部313,2313により内側空間312を横方向に仕切ることで、空間部312a,312bを形成してもよい。こうした変形例1においてフィルタエレメント310は、フィルタシート310c,310dを横方向に接合することで構成され、仕切部313,2313は、それらフィルタシート310c,310dの外周縁部間に接合される。それと共に変形例1では、仕切部313,2313が吸入口32aの開口部32cから横方向へ離間する側に偏って配置されることで、連通窓314,2314も当該離間側に偏って配置される。その結果として変形例1では、仕切部313,2313において連通窓314をその周囲と同一厚さに埋めた仮想状態下、第一空間部312aの容積が第二空間部312bの容積よりも小さくなる。尚、図11は、第一実施形態の変形例1を示している。
第一及び第二実施形態に関する変形例2では、図12に示すように、貫通孔313cのない隔膜状仕切部313,2313により内側空間312を上下に仕切ることで、下側の第一空間部312aと上側の第二空間部312bとを形成してもよい。ここで、図12に示す変形例2では、仕切部313において連通窓314をその周囲と同一厚さに埋めた仮想状態下、第一空間部312aの容積が第二空間部312bの容積よりも小さくなっている。尚、図12は、第一実施形態の変形例2を示している。これに対し、変形例2では第一及び第二実施形態に準じて、仕切部313において連通窓314をその周囲と同一厚さに埋めた仮想状態下、第二空間部312bの容積を第一空間部312aの容積よりも小さく設定してもよい。
第一及び第二実施形態に関する変形例3では変形例1に準じて、仕切部313,2313において連通窓314をその周囲と同一厚さに埋めた仮想状態下、第一空間部312aの容積を第二空間部312bの容積よりも小さく設定してもよい。第三実施形態に関する変形例4では、第二実施形態と同様な連通窓2314を採用してもよい。
第四実施形態に関する変形例5では、図13,14に示すように仕切部4313として上側又は下側に湾曲した隔膜状の上側隔壁シート4313fと、フィルタエレメント310の下側フィルタシート310cとにより、第二空間部4312bを囲んでもよい。こうした変形例5の囲み形態により仕切部4313は、内側空間312を部分的に仕切ることで、上側の第一空間部4312aと下側の第二空間部4312bとを形成することになる。ここで、図13に示す変形例5では変形例1に準じて、仕切部4313において連通窓4314をその周囲と同一厚さに埋めた仮想状態下、第一空間部4312aの容積が第二空間部4312bの容積よりも小さくなっている。これに対し、図14に示す変形例5では第一及び第二実施形態に準じて、仕切部4313において連通窓4314をその周囲と同一厚さに埋めた仮想状態下、第二空間部4312bの容積が第一空間部4312aの容積よりも小さくなっている。
第五実施形態に関する変形例6では、図15に示すように、下側隔壁部材5313eのない仕切部5313において中空の逆有底筒状(即ち、逆カップ状)に形成された上側隔壁部材5313fを、フィルタエレメント310のうち下側フィルタシート310cに接合させてもよい。こうした変形例6の接合形態により第二空間部4312bは、仕切部5313において連通窓5314をその周囲と同一厚さに埋めた仮想状態下では第一空間部4312aよりも小容積となるように、仕切部5313とフィルタエレメント310とにより囲まれる。それと共に変形例6では、仕切部5313としての上側隔壁部材5313fのうち例えば図15の如き上壁5313g等の一部に、連通窓5314が形成される。
第一〜第五実施形態に関する変形例7では、図16,17に示すように、全体として中空のフィルタエレメント310の一部1310fを、濾過機能を発揮する素材に代えて、濾過機能を発揮しない例えば硬質樹脂等の素材から形成してもよい。尚、図16,17は、フィルタシート310c,310dの各一部1310fずつを、濾過機能を発揮しない素材から形成した第一実施形態の変形例7につき、示している。
第一〜第四実施形態に関する変形例8では、図17,18に示すように、全体として隔膜状又は中空の仕切部313,2313,3313,4313の一部1313iを、濾過機能を発揮する素材に代えて、濾過機能を発揮しない例えば硬質樹脂等の素材から形成してもよい。尚、図17,18は、第一実施形態の変形例8を示している。
第五実施形態に関する変形例9では、図19に示すように、中空の仕切部5313の一部として隔壁部材5313f,5313eの一方を、濾過機能を発揮する素材に代えて、濾過機能を発揮しない例えば硬質樹脂等の素材から形成してもよい。ここで、図19に示す変形例9では、濾過機能を発揮する素材から平板状の下側隔壁部材5313eが形成され、濾過機能を発揮しない素材から中空の逆有底筒状(即ち、逆カップ状)の上側隔壁部材5313fが形成されている。この場合には、第一空間部4312aに捕捉される濾過燃料の有効活用性が向上することとなる。
第一〜第五実施形態に関する変形例10では、仕切部313,2313,3313,4313,5313において濾過燃料を通過させる目の粗さを、フィルタエレメント310において貯留燃料を通過させる目の粗さに対して、細かく設定してもよい。こうした変形例10では、小表面積且つ目の粗さが細かくなる仕切部313,2313,3313,4313,5313において仮に目詰りが生じたとしても、連通窓314,2314,4314,5314の存在により、第一空間部312aの濾過燃料を第二空間部312b,4312bへと吸入させて有効活用することが可能となる。
第一〜第五実施形態に関する変形例11では、サブタンク20を設けない構成を、燃料供給装置1において採用してもよい。第一〜第五実施形態に関する変形例12では、燃料ポンプ32の吸入口32aのうち第二空間部312b,4312bにおける開口部32cを、例えば横方向等、下側以外に向けて開口させてもよい。
第一〜第五実施形態に関する変形例13では、図20に示すように、サクションフィルタ31の内骨格となる保持エレメント1316を、フィルタエレメント310の内側空間312に配置してもよい。ここで、図20に示す変形例13では、保持エレメント1316が硬質樹脂から略肋骨状に形成されている。こうした形状により保持エレメント1316は、仕切部313の各表面313a,313bを部分的に露出させるように、隔壁エレメント311を上下方向の両側から保持している。それと共に保持エレメント1316は、第一空間部312aと第二空間部312bとの容積関係を維持するように、複数箇所にて上下方向の両側へと突出することで、フィルタエレメント310の各フィルタシート310c,310dを保持している。さらに保持エレメント1316は、第二空間部312bにおける開口部32cの位置関係を維持するように、吸入口32aにも装着されている。尚、図20は、第一実施形態の変形例13を示している。
1 燃料供給装置、2 燃料タンク、3 内燃機関、20 サブタンク、30 ポンプユニット、31 サクションフィルタ、32 燃料ポンプ、32a 吸入口、32c 開口部、310 フィルタエレメント、311,2311,3311,4311,5311 隔壁エレメント、312 内側空間、312a,4312a 第一空間部、312b,4312b 第二空間部、313,2313,3313,4313,5313 仕切部、314,2314,4314,5314 連通窓

Claims (9)

  1. 車両の燃料タンク(2)内において燃料を濾過してから燃料ポンプ(32)の吸入口(32a)へ吸入させるサクションフィルタ(31)であって、
    前記燃料タンク内に配置され、前記燃料タンク内に貯留された貯留燃料を内側空間(312)へ通過させることにより、前記貯留燃料を濾過するフィルタエレメント(310)と、
    前記内側空間に露出する隔壁エレメント(311,2311,3311,4311,5311)とを、備え、
    前記隔壁エレメントは、
    前記フィルタエレメントにより濾過された濾過燃料の流入する第一空間部(312a,4312a)と、前記濾過燃料を吸入する前記吸入口の開口した第二空間部(312b,4312b)とに、前記内側空間を部分的に仕切って配置され、前記第一空間部から前記第二空間部へ前記濾過燃料を通過させる仕切部(313,2313,3313,4313,5313)と、
    前記吸入口から離間する側に偏って前記仕切部に形成され、前記仕切部を迂回して前記第一空間部と前記第二空間部とを連通している連通窓(314,2314,4314,5314)とを、有することを特徴とするサクションフィルタ。
  2. 前記仕切部(313,2313,3313,4313)は、前記内側空間を部分的に仕切ることにより、前記第一空間部(312a,4312a)及び前記第二空間部(312b,4312b)を形成する隔膜状に、配置されていることを特徴とする請求項1に記載のサクションフィルタ。
  3. 前記仕切部(313,2313,3313,4313)は、前記内側空間を部分的に仕切ることにより、上側に前記第一空間部(312a,4312a)及び下側に前記第二空間部(312b,4312b)を形成する隔膜状に、配置されていることを特徴とする請求項2に記載のサクションフィルタ。
  4. 可撓性の前記仕切部(3313)は、前記第二空間部(312b)を拡縮可能な弛緩状態にて配置されていることを特徴とする請求項3に記載のサクションフィルタ。
  5. 前記仕切部(4313,5313)は、外側の前記第一空間部(4312a)に露出し且つ内側の前記第二空間部(4312b)を囲む中空形状に、形成されていることを特徴とする請求項1に記載のサクションフィルタ。
  6. 前記第二空間部(312b,4312b)は、前記仕切部(313,2313,3313,4313,5313)と前記フィルタエレメントとにより囲まれていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のサクションフィルタ。
  7. 前記仕切部において前記連通窓(314,2314,4314,5314)をその周囲と同一厚さに埋めた仮想状態下、前記第二空間部(312b,4312b)の容積は、前記第一空間部(312a,4312a)の容積よりも小さいことを特徴とする請求項6に記載のサクションフィルタ。
  8. 前記仕切部(313,2313,3313,4313,5313)において前記濾過燃料を通過させる目の粗さは、前記フィルタエレメントにおいて前記貯留燃料を通過させる目の粗さ以上に、設定されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のサクションフィルタ。
  9. 車両の燃料タンク(2)内から前記燃料タンク外へ燃料を供給する燃料供給装置(1)であって、
    前記燃料タンク内において吸入口(32a)へ吸入した燃料を、前記燃料タンク外へ向かって吐出する燃料ポンプ(32)と、
    請求項1〜8のいずれか一項に記載のサクションフィルタ(31)とを、備えることを特徴とする燃料供給装置。
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