JPH03175141A

JPH03175141A - 内燃機関用燃料フィルタ

Info

Publication number: JPH03175141A
Application number: JP31483689A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Kondo; 俊一近藤
Original assignee: Aisan Industry Co Ltd
Current assignee: Aisan Industry Co Ltd
Priority date: 1989-12-04
Filing date: 1989-12-04
Publication date: 1991-07-30

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は内燃機関用燃料の濾過手段として好適な燃料フ
ィルタに係る。

［従来の技術］自動車の内燃機関に供給されるガソリン等の燃料中に塵
芥等が混入することがあるため、燃料タンクから気化器
あるいは燃料噴射装置等の燃料供給装置に至る燃料通路
に燃料フィルタが介装されている。この燃料フィルタは
一般的に、天然繊維の濾紙をプリーツ状に折曲し円筒形
状に形成したフィルタエレメントを円筒体のハウジング
内に収容して成り、フィルタエレメントを構成する濾紙
は、天然繊維が絡み合って塵芥等を捕捉するための多数
の空孔を形成している。而して、燃料をフィルタエレメ
ントの外側面から中空部に通過させることにより濾過し
、燃料中の塵芥等を除去することとしている。

一方、上記とは全く異なる分野ではあるが、製薬工業に
おける薬剤の濾過や電子工業における超純水製造時の濾
過を目的として、１０μｍ以下の微粒子や微生物を捕捉
する微孔性樹脂材料の濾過膜のフィルタエレメントが用
いられており、例えば実開昭６３−５８６０６号公報に
はプリーツユニット型のフィルタカートリッジが開示さ
れている。また、特開平１−１７１６０８号公報には、
多孔質の薄膜の両面又は片面に絹布を添設してひだ付は
加工した濾材が菊花形筒状に形成されて成るフィルタエ
レメントが開示されている。

［発明が解決しようとする課題］前述の従来の内燃機関用燃料フィルタにおいては、天然
繊維によって空孔が形成されるが、この天然ｉａ維の径
は２０μｍが最小であり、従ってこれより小径の空孔も
２０μｍ以上の天然１ａ維で形成されることになるので
燃料フィルタ全体として大型となる。また、燃料中に含
まれる塵芥等の大きさに応じて空孔の孔径分布を適宜設
定することができればフィルタエレメントを最小限の大
きさに形成することができるが、天然繊維を用いている
ので必要以上に小径の空孔も同時に形成されることにな
り無駄が生ずる。更に、濾紙を構成する天然繊維が剥離
するとそれ自体が径２０μｍ以上の塵芥となり、燃料供
給装置に供給されることになるので、剥離防止手段を講
する必要がある。

これに対し、製薬工業等の分野で用いられるフィルタエ
レメントにおいては、微孔性多孔質の樹脂材料の濾材が
用いられ、これによれば空孔の孔径分布を自由に設定す
ることができる。従って、仮にこの濾材を内燃機関用燃
料フィルタに通用したとすれば天然繊維のフィルタエレ
メントを用いた場合に比し小型となり、又たとい剥離し
ても天然繊維と異なりその大きさは微小であるので、剥
離を懸念する必要はないことになる。しかし、上記公報
に記載のように、これらの分野のフィルタエレメントに
おいても、単位体積当りの濾過面積即ち有効濾過面積を
大きくするため薄膜の濾材がプリーツ状に折曲されて形
成されている。従って、たとい上記公報に記載のフィル
タエレメントを内燃機関用燃料フィルタに適用し得たと
しても、プリーツ状に折曲した構成とすればそれだけ大
型となる。結局、対象とする流体、必要ｉｊ！過能力、
相性等を全く異にする以上、上記公報に記載のフィルタ
エレメントをそのまま用いることはできない。

そこで、本発明は微孔性多孔質の樹脂材料の濾材を内燃
機関用燃料の濾過に好適な形状及び構造とし、小型の内
燃機関用燃料フィルタを提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］上記の目的を達成するため、本発明の内燃機関用燃料フ
ィルタは、微孔性多孔質の樹脂材料で形成した筒体から
成るフィルタエレメントと、該フィルタエレメントを収
容し当該フィルタエレメントの外側面との間に燃料室を
形成するハウジングと、前記燃料室に連通ずる第１のポ
ートと、前記フィルタエレメントの中空部に連通ずる第
２のポートとを備えたものである。

また、微孔性多孔質の樹脂材料で形成した筒体から成る
複数のフィルタエレメントと、該複数のフィルタエレメ
ントを収容し当該複数のフィルタエレメントの外側面と
の間に燃料室を形成するハウジングと、前記燃料室に連
通ずる第１のポートと、前記複数のフィルタエレメント
の中空部の全てに連通ずる第２のポートとを備えたもの
としてもよい。

上記内燃機関用燃料フィルタにおいて、前記フィルタエ
レメントを、微孔性多孔質の樹脂材料で形成した円筒体
とし、該円筒体の外側面から中空部に向って空孔径が漸
減するように形成するとよい。

更に、上記内燃機関用燃料フィルタにおいて、前記フィ
ルタエレメントは、微孔性多孔質の樹脂材料で形成し夫
々異なる空孔径を有する複数の濾過膜を外側面から中空
部に向って夫々の空孔径が漸減するように積層して筒体
状に形成することもできる。

〔作用］上記の構成になる内燃機関用燃料フィルタにおいては、
例えば筒体のフィルタエレメントの軸方向が略鉛直とな
るように内燃機関の燃料供給系に配設される。そして、
例えば燃、料フィルタの第１のポートからガソリン等の
燃料が燃料室内に流入し、フィルタエレメントの筒体部
を介してその中空部に供給される。この間に燃料が濾過
され、燃料中の塵芥等が除去されて第２のポートから内
燃機関に供給される。

特に、フィルタエレメントは微孔性多孔質の樹脂材料で
形成された筒体であり、燃料が筒体内定形成されている
所定の空孔を通過するように構成されているので、燃料
中の塵芥等が確実に除去される。

また、フィルタエレメントを円筒体外側面から中空部に
向って空孔径が漸減するように形成し、あるいは同様に
複数の濾過膜を筒体状に積層すれば、燃料の入口側が粗
で出口側が密の密度勾配型のフィルタ構造となり、種々
の大きさの塵芥等を効率的に捕捉することができる。

［実施例コ以下、本発明の望ましい実施例を図面に基いて説明する
。

第１図及び第２図は本発明の内燃機関用燃料フィルタの
一実施例を示すもので、図示しない内燃機関の燃料供給
系に配設される。即ち、燃料フィルタは図示しない燃料
タンクと燃料供給装置との間に介装され、後者を構成す
る気化器、燃料噴射装置等に供給される燃料を濾過する
ように構成されている。尚、第２図はこの燃料フィルタ
を分解した状態を示し、組付手順の理解を容易にするた
め第２図の上下関係を第１図と逆にしている。

本実施例の燃料フィルタは第１図に示すようにハウジン
グ１内にフィルタエレメント１０が収容されて成る。ハ
ウジング１は金属製有底円筒体の下部ケース２と上部ケ
ース３から成り、各々の開放端部に形成されたフランジ
部２ａ、３ａが衝合し結合される。下部ケース２の底部
中央には孔２ｂが形成され、これに第１の管４の一端の
縮径部が嵌着され、ろう付、溶接等により接合されてい
る。同様に上部ケース３の底部中央も孔３ｂが形成され
、これ（第２の管５が接合されている。

これら第１の管４及び第２の管５の中空部には螺子溝が
形成されており、図示しない燃料系の配管と螺合し得る
ように構成されているが、フレア管継手構造としてもよ
い。

上記の構成に成るハウジング１内に、フィルタエレメン
ト１０、支持プレート６．７及び支持部材８からなるフ
ィルタサブアセンブリが収容されている。フィルタエレ
メント１０は６６ナイロン、ポリプロピレン、ポリエス
テル、フッ素樹脂、セルロースアセテートもしくはポリ
アセタールを主成分とする樹脂材料により円筒体に形成
され、外側面から中空部に向って粗から密の密度勾配と
なるように構成されている。即ち、フィルタエレメント
１０は第３図に示すような断面構造を有し、第３図上方
のフィルタエレメント１０の外側面から同図下方の中空
部に至るまで、形成される空孔の大きさが漸次小さくな
るように形成されている。また、空孔の孔径分布は第４
図Ａ乃至りの例に示すように夫々の孔径に応じて所定の
分布が形成されている。これに対し、同図に破線で示す
ように、従来の濾紙のフィルタエレメントＰの孔径分布
は判然としないものとなっている。

支持プレート６は６６ナイロン、ポリプロピレン等の樹
脂製円板で、第２図に示すように中央部に筒体部６ａが
延出形成されている。この筒体部６ａの壁面には凹部が
形成されており、第１図に示すように筒体部６ａの端面
が下部ケース２の底面に当接して配置されると連通路６
ｂ、６ｃが形成される。

一方、支持プレート７は第２図に示すように中央に連通
孔７ａを有する円板で、支持プレート６と同一材料で形
成されている。また、支持プレート７は第１図に示すよ
うに連通孔７ａ回りに環状のリブ７ｂが形成されており
、リブ７ｂの端面が上部ケース３の底面に接合されてい
る。尚、支持プレート６．７の外径はフィルタエレメン
ト１０と同一もしくは若干大とされているが、支持プレ
ート６．７の外周に折曲部を設け、これにフィルタエレ
メント１０の端部を嵌合するようにすれば組み付けが容
易となる。

支持プレート７のリブ７ｂが形成された面と反対側の面
は平面で、連通孔７ａ回りに支持部材８の二端が接合さ
れる。支持部材８は第２図に示すように複数の環状部材
が複数の柱状部材により軸方向に連結された構造で、側
面が格子状に形成されており、後述するように燃料が容
易に通過し・得るように構成されている。尚、本実施例
においては支持プレート６．７及び支持部材８は樹脂材
料で形成されているがステンレス等の金属材料で形成し
てもよい。

この支持部材８がフィルタエレメント１０の中空部３０
に収容された後、支持部材８の他端と支持プレート６の
平面部とが接合される。これにより、フィルタエレメン
ト１０は支持プレート６゜７間に挟持され、最大５％圧
縮された状態で両者間に保持される。尚、フィルタエレ
メント１０゜支持プレート６．７及び支持部材８の相互
間は耐ガソリン性を有するエポキシ系等の接着剤によっ
て接合ざむる。また超音波溶着ないし熱溶着によって接
合してもよい。

而して、フィルタエレメント１０、支持プレート６．７
及び支持部材８によりフィルタサブアセンブリが構成さ
れ、これが上部ケース３内に収容され支持プレート７の
リブ７ｂが第２の管５の端部外周を囲繞するように配置
され、上部ケース３の底面に前述の接着剤等によって液
密的に接合される。そして、下部ケース２が上部ケース
３に衝合しフランジ部３ａとフランジ部２ａが巻き絞め
られ、両ケースが液密的に接合されてハウジング１が形
成される。これにより、フィルタエレメント１０の外側
面とハウジング１の内面との間に燃料室２０が形成され
る。この燃料室２０は連通路６ｂ、８ｃを介して第１の
ポート４ａと連通しているが、支持プレート７によって
第２のポート５ａとは遮断されている。尚、下部ケース
２と上部ケース３は、ろう付、溶接等によって結合する
こととしてもよい。このとき、上記フィルタサブアセン
ブリと下部ケース２との間に空隙が形成される場合には
、支持プレート６と下部ケース２間に円形もしくは円錐
形の圧縮コイルスプリングを介装し、上記フィルタサブ
アセンブリを付勢してガタが生じないように構成すると
よい。

上記の構成になる燃料フィルタは、第１図に示すように
、フィルタエレメント１０の軸方向が賂鉛直となるよう
に図示しない内燃機関の燃料供給系に配置される。即ち
、下方の第１のポート４ａが、ガソリン等の燃料を供給
する図示しない燃料ポンプに接続され、上方の°第２の
ポート５ａが図示しない燃料供給装置に接続される。

而して、燃料は第１のポート４ａから流入し、支持プレ
ート６の板面に衝突し第１図に矢印で示すように連通路
６ｂ、６ｃを介して側方に至り燃料室２０に流入する。

ここからフィルタエレメント１０を通過する間に燃料が
濾過され支持部材８の開口部を経て、中空部３０内に流
入する。そして、濾過された燃料は支持プレート７の孔
７ａを介して第２のポー）−５ａから流出する。

上記燃料フィルタにおいて、フィルタエレメント１０は
外側面から中空部に至るまで、の空孔の孔径が漸次小さ
くなるように形成されているので、燃料の入口側が粗で
出口側が密の密度勾配型となっており、塵芥等が効率的
に除去さむる。特に、フィルタエレメント１０は微孔性
多孔質の樹脂材料で形成さｔｌているので、所定の空孔
体積密度に設定することができ、材料に無駄が生ずるこ
とｌｔく小型に形成し得る。

尚、第１図において、燃料は当初フィルタエレメント１
０の下方部分を通過し、塵芥等によってフィルタエレメ
ント１０の目詰りが進むに従って順次上方部分を通過す
るようになる。従って、ハウジング１内における燃料の
液面レベルを監視することによりフィルタエレメント１
０の目詰り状況を確認することができる。

第５図及び第６図は本発明の燃料フィルタに用いられる
フィルタエレメントの他の実施例を示し、微孔性多孔質
の樹脂材料から成る複数の濾過膜を積層して筒体状に形
成したものである。第５図のフィルタエレメント１１は
、支持部材８の外周に一層目の濾Ｊｆｆ！ｌｌａが付着
され、その周囲に不織布の円筒状支持部材９ａが設けら
れ、これに二層目の濾Ａ膜１１ｂが付着されている。同
様に支持部材９ｂが設けられ、どれに三層目の濾過膜１
１ｃが付着され、更に支持部材９Ｃが設けられ、最外層
の濾過膜ｌｉｄが付着されている。上記濾過＠Ｉｌａ乃
至ｌｉｄの各々の空孔は内側から外側に向って孔径が大
となるように形成されており、従ってフィルタエレメン
ト１１全体として外側面から中空部に向って粗から密の
密度勾配となっている。尚、支持部材９ａ、９ｂ、９ｃ
を構成する不織布は圧力損失を生じないよう粗に形成さ
れているが、支持機能のほか（濾Ａ膜の空孔径より大き
い塵埃等をあらかじめ除去する機能を兼ねさせることも
できる。また、これに替え樹脂により網目状に形成した
ものを用いることとしてもよい。

第６図のフィルタエレメント１２は、支持部材８と同一
形状の支持部材８ａの外周に一層目の濾過膜１２ａが付
着され、この外周に所定の空隙を介して支持部材８ａと
同軸に、支持部材８ａと相似形状の支持部材８ｂが配設
され、これは二層目の濾過膜１２ｂが付着されている。

同様に支持部＄４’　８　ｃが支持部材８ａと同軸に配
設され、三層目の濾過膜１２ｃが付着されている。これ
ら濾過膜１２ａ、１２ｂ、１２ｃの各々に形成される空
孔は第５図の実施例同様、外側面の濾過膜１２ｃから順
に粗から密になるように形成されている。尚支持部材８
ａ、８ｂ、８ｃは何れも第２図の支持部材８と同−又は
相似形状を呈し、通過燃料に対し圧力損失が生じないよ
うに形成されている。

而して、第５図及び第６図の何れの実施例のフィルタエ
レメント１１．１２においても、第１図のフィルタエレ
メント１０同様、燃料が外側面から中空部に向って通過
する間に塵芥等が効率的に除去される。

第７図及び第８図は本発明の燃料フィルタの他の実施例
を示すもので、複数のフィルタエレメントを収容したも
のである。第８図は第７図の燃料フィルタを分解した状
態を示し、第７図と上下関係を逆にし支持部材２８ａ、
２８ｂを省略して示している。本実施例は第１図及び第
２図に記載の実施例に比しフィルタサブアセンブリを異
にしており、二つの微孔性多孔質の樹脂材料から成る円
筒体のフィルタエレメント１３ａ、ｔ３ｂを備えている
。即ち、第７図に示すよう（第２図の支持部材８と同一
構造の支持部材２８ａ、２８ｂが夫々フィルタエレメン
ト１３ａ、１３ｂの中空部３０ａ、３０ｂｅ収容され、
各々の両端が支持プレート２６．２７に接合されている
。尚、接合方法は第１図の実施例と同様であるので説明
は省略する。

本実施例においては、フィルタエレメント１３ａ、１３
ｂの側面積の合計が第１図のフィルタエレメント１０の
側面積と等しくなるように形成され、有効濾過面積が等
しくなるように設定されている。支持プレート２６は第
８図に示すように両端が半円形の長尺の樹脂製の板体で
、第２図の支持プレート６同様、筒体部２６ａが延出形
成されており、壁面には連通路２６ｂ、２６ｃを構成す
る凹部が形成されている。更に支持プレート２６には筒
体部２６ａの軸心に連通孔２６ｄが穿設されている。

これに対し、支持プレート２７は二つの連通孔２７ａ、
２７ｂが穿設された樹脂製の板体で、その外周に第７図
に明らかなようにリブ２７ｃが形成されており、上部ケ
ース２３の底面に接合されて、燃料室２０ａと遮断され
た出口室２０ｂが形成される。即ち、第２のポート５ａ
は出口室２０ｂと連通し、連通孔２７ａ、２７ｂを介し
てフィルタエレメント１３ａ、１３ｂの中空部３０ａ。

３０ｂに連通するように構成されている。尚、上記フィ
ルタエレメント１３ａ、１３ｂ、支持ブレ−ト２６，２
７、支持部材２８ａ、２８ｂは、第１図の実施例と同様
の方法でフィルタサブアセンブリとされた後上部ケース
２３に接合され、下部ケース２２が衝合されてハウジン
グ２１が形成される。その余の構成は第１図及び第２図
と実質的に同一であるので説明は省略する。

而して、第７図に矢印で示したように燃料の流れが形成
され、第１のポート４ａから流入する燃料はフィルタエ
レメント１３ａ、ｆ３ｂの両者を介して濾過され第２の
ポート５ａから流出する。

これらフィルタエレメント１３ａ、１３ｂの有効濾過面
積は第１図のフィルタエレメント１０のそれと同じ面積
に設定されているので同様の濾過能力を有する。従って
、本実施例においては、図示しない内燃機関に取付ける
に際し、取付はスペースが平面視で一方向に余裕が無い
場合、所定の濾過能力を確保しつつ当該取付はスペース
＆：適合する形状に形成することができる。

第９図乃至第１２図は、上記第７図の実施例と同様の構
成の複数のフィルタエレメントによって所定の有効濾過
面積を確保しつつ、所望の横断面形状に形成した燃料フ
ィルタを模式的に示したものである。第９図は第７図の
実施例におけるフィルタエレメント１３ａ、１３ｂを隣
接設置することにより長平方向も小型としたものを示し
、第１０図は大径のフィルタエレメント１４ａに小径の
フィルタエレメント１４ｂを付加したものである。第１
１図及び第１２図は、第７図の実施例と同様の構成の複
数のフィルタエレメント１５１６．１７（夫々代表して
一つの符号で示す）により燃料フィルタの横断面を夫々
平行四辺形及び三角形としたものである。

以上のように複数のフィルタエレメントを適宜組み合せ
て、所定の有効濾過面積を確保しつつ所望の外形形状の
燃料フィルタを構成することができる。従って、従来の
円筒形に限ることなく種々の形状とすることができ、内
燃機関への取付場所の自由度が増すこととなる。

尚、上記実施例においては何れも燃料は円筒状フィルタ
エレメントの外側面から中空部に流れるように構成した
が、フィルタエレメントの空孔の配列を上記実施例とは
逆に外側面側を小径とした上で、中空部から外側面に流
れるように構成してもよい。また、フィルタニレ、メン
トは円筒体としたが他の断面形状の筒体に形成してもよ
い。

更に、上記実施例の燃料フィルタは鉛直に配置すること
としているが、必ずしも鉛直でなくてもよく傾斜させる
ようにしてもよい。

［発明の効果］本発明は上述のように構成されているので以下に記載す
る効果を奏する。

即ち、本発明の内燃機関用燃料フィルタにおいては、微
孔性多孔質の樹脂材料で形成した筒体のフィルタエレメ
ントによって燃料が濾過されるように構成されているの
で、燃料中の塵芥等が確実に除去される。しかも、上記
フィルタエレメントは、天然繊維の濾紙を用いた従来の
フィルタエレメントに比し、捕捉対象の塵埃等に応じて
適切な空孔を形成し得るので小型に形成することができ
、従って燃料フィルタ全体として小型に形成することが
できる。

また、複数のフィルタエレメントを備えた燃料フィルタ
にあっては、ハウジングを所望の外形形状に形成し得る
ので、内燃機関の所望の取付スペースに容易（配置する
ことができ、搭載性に優れる。

更に、フィルタエレメントを円筒体の外側面から中空部
に向って空孔径が漸減するように形成したもの、同様に
複数の濾過膜を筒体状に積層したものにあっては、燃料
の入口側が粗で出口側が密の密度勾配型のフィルタ構造
とすることができ、種々の大きさの塵埃等を効率的に捕
捉することができるので、小型の燃料フィルタを構成す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る燃料フィルタの縦断面
図、第２図は本発明の一実施例に係る燃料フィルタの分
解斜視図、第３図は本発明の一実施例におけるフィルタ
エレメントの部分断面図、第４図は同、フィルタエレメ
ントの空孔の孔径分布を示すグラフ、第５図は本発明の
燃料フィルタに用いられるフィルタエレメントの他の実
施例を示す横断面図、第６図は同、フィルタエレメント
の更に他の実施例を示す横断面図、第７図は本発明の他
の実施例に係る燃料フィルタの縦断面図、第８図は同、
燃料フィルタの分解斜視図、第９図、第１０図、第１１
図及び第１２図は本発明の燃料フィルタの他の実施例の
横断面を模式的に示す断面図である。１・・・ハウジング、　　２・・・下部ケ１−ス。３・・・上部ケース、　　　４ａ・・・第１のポート。５ａ・・・第２のポート。６．７・・・支持プレート、６ａ・・・筒体部。６ｂ、６ｃ・・・連通路、　　７ａ・・・連通孔。８・・・支持部材、　　１０・・・フィルタエレメント
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）微孔性多孔質の樹脂材料で形成した筒体から成る
フィルタエレメントと、該フィルタエレメントを収容し
当該フィルタエレメントの外側面との間に燃料室を形成
するハウジングと、前記燃料室に連通する第１のポート
と、前記フィルタエレメントの中空部に連通する第２の
ポートとを備えたことを特徴とする内燃機関用燃料フィ
ルタ。
（２）微孔性多孔質の樹脂材料で形成した筒体から成る
複数のフィルタエレメントと、該複数のフィルタエレメ
ントを収容し当該複数のフィルタエレメントの外側面と
の間に燃料室を形成するハウジングと、前記燃料室に連
通する第１のポートと、前記複数のフィルタエレメント
の中空部の全てに連通する第２のポートとを備えたこと
を特徴とする内燃機関用燃料フィルタ。
（３）前記フィルタエレメントが、微孔性多孔質の樹脂
材料で形成した円筒体から成り、該円筒体の外側面から
中空部に向って空孔径が漸減するように形成したことを
特徴とする請求項１又は２記載の内燃機関用燃料フィル
タ。
（４）前記フィルタエレメントが、微孔性多孔質の樹脂
材料で形成し夫々異なる空孔径を有する複数の濾過膜を
外側面から中空部に向って夫々の空孔径が漸減するよう
に積層して筒体状に形成したことを特徴とする請求項１
又は２記載の内燃機関用燃料フィルタ。