JPH0373754B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はデイーゼルエンジンの燃料フイルタ装
置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、この種のものとして、実開昭58−98465
号公報に開示されたものがある。これは、フイル
タエレメントと一体もしくはその燃料流入側面に
近接して燃料加熱装置を配置し、一方そのフイル
タエレメントの上流側に設けた管路と、フイルタ
エレメントの下流側に設けた管路とを介してフイ
ルタエレメントの燃料入口側と燃料出口側との間
の燃料圧力差を圧力センサにより検出し、この圧
力差が一定値以上の時に上記燃料加熱装置へ通電
するようにしたものである。

〔発明が解決しようとする課題〕 従来のものによれば、フイルタエレメントの上
流側に設けた管路は、燃料加熱装置への燃料入口
側に開口しているため、燃料中のワツクスによる
燃料自体の高粘性ゆえに該管路を介しての圧力セ
ンサへの伝達が遅れ、従つてワツクスによるフイ
ルタエレメントの目詰まりが解消されても圧力セ
ンサがそれを検出するまでの応答時間に遅れが生
じるという解決すべき課題がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記の課題を解決するため、デイーゼ
ルエンジン用の燃料を濾過する燃料フイルタを内
蔵した燃料フイルタ組立体と、前記燃料フイルタ
組立体の前記燃料フイルタの燃料入口側に至る通
路に介装され前記燃料フイルタの燃料入口側に至
る燃料を加熱する加熱装置と、該加熱装置の燃料
出口側に通ずる通路と、前記燃料フイルタの燃料
出口側に通ずる通路と、前記加熱装置の燃料出口
側に通ずる前記通路と前記燃料フイルタの燃料出
口側に通ずる前記通路とを介しての前記燃料フイ
ルタの燃料入口側と燃料出口側との間の燃料圧力
差を検出する圧力センサと、を包含し、該圧力セ
ンサにより検出された前記燃料圧力差が所定値以
上の時に前記加熱装置に通電するようにした技術
的手段を採用するものである。

〔作用〕

本発明においては、寒冷地帯で気温が低くデイ
ーゼルエンジン用の燃料中にワツクスが析出し、
このワツクスが燃料フイルタ組立体の燃料フイル
タに付着して該燃料フイルタの目詰まりが進行す
ると、該燃料フイルタの燃料入口側と燃料出口側
との間の燃料圧力差が上昇する。この燃料圧力差
は２つの通路を介して圧力センサにて検出される
ことになり、その燃料圧力差が所定値になると加
熱装置が通電される。この結果、燃料フイルタの
入口側に至る燃料は加熱装置により加熱され、こ
の燃料中のワツクスが溶解されるとともに、燃料
フイルタに付着したワツクスは加熱された燃料の
熱で溶解される。

また、圧力センサは燃料フイルタの燃料入口側
と燃料出口側との間の燃料圧力差を検出するもの
であるから、圧力センサが故障しても燃料フイル
タの入口側の燃料が出口側へ前記通路を介してバ
イパスする。

更に、加熱装置の燃料出口側を介して燃料フイ
ルタの燃料入口側の燃料圧力を圧力センサに導く
ようにしてあるため、加熱装置への通電時には、
該加熱装置によつて加熱された燃料の圧力が燃料
フイルタの燃料入口側の燃料圧力として圧力セン
サに導かれることになる。

〔発明の効果〕

以上詳述した本発明の効果を列挙すると次のよ
うである。

(1) 燃料フイルタに付着したワツクスを溶解させ
ることができ、燃料フイルタのワツクスによる
目詰まりの進行を止めることができる。

(2) 万一の圧力センサの故障に際しては燃料の外
部への洩れを回避でき、安全性を確保できる。

(3) 燃料フイルタの燃料入口側の燃料圧力は、ワ
ツクスによる燃料の粘性増大の影響を受けるこ
となく迅速に圧力センサに伝達され、このため
燃料フイルタのワツクスによる目詰まりが解消
されると直ちに圧力センサがそれを検知して加
熱装置への通電が制御される。従つて、応答性
が速い。

〔実施例〕

以下、本発明を具体的実施例により詳細に説明
する。第１図において、燃料フイルタ装置は、ボ
デイ部材としての金属性アツパボデイ１、フイル
タ組立体２、レベルスイツチ装置３、ハンドポン
プ４で構成されている。フイルタ組立体２は金属
ケース２ａ、デイーゼルエンジン用の燃料を濾過
する燃料フイルタとしての軸流式フイルタエレメ
ント２ｂで主要部が構成されており、フイルタエ
レメント２ｂの下方には水溜用空間部５が形成さ
れている。上記アツパボデイ１には燃料入口管６
を有したニツプル７がボルト８により固定してあ
り、この管６はアツパボデイ１の燃料入口１ｃに
連通している。上記アツパボデイ１の上部には、
上記ハンドポンプ４を構成する可撓部材としての
ダイヤフラム９、弁体１０、プロテクタ部材１
１、ダイヤフラム室１２などが配置されている。

即ち、ゴムなどの伸縮自在な材料で構成したダ
イヤフラム９は金属キヤツプ１３，１４の間に挟
持固定され、かつこのキヤツプ１３，１４は金属
取付部材１５にめ固定されている。このダイヤ
フラム９の外周縁は、金属カバー１６をアツパボ
デイ１の上端に巻締め固定することでカバー１６
とアツパボデイ１の上端との間に挟持固定されて
いる。

上記取付部材１５の上端はカバー１６の外部へ
突出しており、この上端にビス１７を用いて樹脂
製のカツプ状の操作部材１８が取付けてある。こ
の操作部材１５はカバー１６を一部覆う形状を有
しており、この覆うように軸方向に広がつた部分
とカバー１６との間にコイルスプリング１９が介
在せしめてある。かような取付関係により、上記
操作部材１８を手で押すとコイルスプリング１９
が縮み、取付部材１５が下降してダイヤフラム９
が縮むことになる。操作部材１８より離せば、コ
イルスプリング１９が伸びて操作部材１８を介し
て取付け部材１５が上昇し、ダイヤフラム９は元
の状態に復帰することになる。

かかる操作部材１８の往復動操作によるダイヤ
フラム室１２内の圧力変動を利用して、燃料をフ
イルタ組立体２へ供給するため、前記弁体１０及
びプロテクタ部材１１がアツパボデイ１に取付け
てある。

この弁体１０、プロテクタ部材１１は第４図の
ごとき構造を有している。

弁体１０は第４図のごとく、円盤状吸入側部分
１０ａ、円盤状吐出側部分１０ｂ、ならびにリン
グ部１０ｃを備えていて、ばね鋼を打抜いて一体
化してある。

プロテクタ部材１１は、上記弁体１０の吸入部
分１０ａの変形量を規制するストツパー部１１
ａ、上記弁体１０の吐出側部分１０ｂ、ならびに
取付座部１０ｃを押え付けるための円盤部１１
ｂ、およびこの円盤部１１ｂに設けた貫通孔１１
ｃを備えている。このプロテクタ部材１１は例え
ばステンレス鋼をプレスで打ち抜いた構成にして
ある。

この弁体１０とプロテクタ部材１１とは第５図
のように組付けられている。即ち、プロテクタ部
材１１のストツパー部１１ａを弁体１０の吸入側
部分１０ａ上に、またプロテクタ部材１１の円盤
部１１ｂを弁体１０の吐出側部分１０ｂおよびリ
ング状部１０ｃ上に位置させた状態でアツパボデ
イ１のリング状取付部１ａの内側に配置し、取付
部１ａに治具を打ち込んで該取付部１ａを複数個
所で変形させ、その変形によつて形成された爪１
ｂによりプロテクタ部材１１の円盤部１１ｂの周
縁を固定している。

ところで、第１図に戻るに、本発明に係わる加
熱装置２１がダイヤフラム室１２に配設してあ
る。この加熱装置２１の詳細構造につき説明する
と、第２図及び第３図において、全体として缶形
状のハウジング２２の底部には、円盤状の加熱素
子２３が、正の電極を兼ねるリング状のウエーブ
ワツシヤ２４のスプリング作用によつて圧着され
ている。このハウジング２２は負の電極を兼ねる
ため、ウエーブワツシヤ２４との電気絶縁を図る
べく耐熱樹脂製のスペーサ２５，２６を配置して
いる。ターミナル２７はウエーブワツシヤ１６に
溶接接合されており、このターミナル２７にリー
ド線２８の芯線２８ａがめ固定されている。ハ
ウジング２２の開放端は蓋２９が巻締め固定２０
され、ハウジング２２の内部は外部に対し閉ざさ
れている。また、ハウジング２２は、アツパボデ
イ１に固定するために、内部にねじ加工を行なつ
たユニオン３０に溶接接合されている。このユニ
オン３０は、内部にリード線２８を通す貫通孔３
１ａを有したユニオン３１によつて前記アツパボ
デイ１に固定されている。なお、第２図中におい
て、符号３２は耐熱ゴムブツシユ、３３は気密用
弾性Ｏリングを示している。上記ハウジング２
２、ウエーブワツシヤ２４、ターミナル２７、蓋
２９、ユニオン３０，３１は各々金属製が構成し
てあり、特にハウジング２２は加熱素子２３の熱
が効果的に伝導される熱伝導性のよい、例えば銅
で構成されている。

一方、上記加熱素子２３は、正の抵抗温度係数
を有し、特定温度で抵抗値が急激に増大する公知
のチタン酸バリウム系セラミツク半導体磁器で構
成してあり、かつこの素子２３の両面にはこれま
た公知のNi−Agの二重構造電極（図示省略）が
設けてある。この電極のうち一方がウエーブワツ
シヤ２４に、他方がハウジング２２に接触してい
るのである。

このように構成された加熱装置２１は、前述し
たように、第１図において、ダイヤフラム室１２
内に配置されているが、その加熱装置２１のハウ
ジング２２の底部が前記アツパボデイ１の底部に
近接するように該加熱装置２１がダイヤフラム室
１２内に配置されている。前記アツパボデイ１
は、第１図ならびに第６図に示すごとく、リード
スイツチ４０ａを具備したスイツチ組立体４０、
可撓性部材をなすダイヤフラム４４、マグネツト
４２を具備したダイヤフラム組立体４８、スプリ
ング４１，４５、及びワツシヤ４３，４９で構成
された圧力センサ７０を備えている。アツパボデ
イ１の内部には圧力取出用通路としての流路４
６，４７が設けてあり、流路４６はフイルタエレ
メント２ｂの燃料入口側で且つ加熱装置２１の燃
料出口側に通じており、また流路４７はフイルタ
エレメント２ｂの燃料出口側に設けてある。内部
にリードスイツチ４０ａを備えるスイツチ組立体
４０は、ハング５１、接着剤５２で内部と外部と
を完全に隔てており、ねじによつてアツパボデイ
１に固定される。スイツチ組立体４０のリードス
イツチ４０ａの配置された周囲には、アルミニウ
ム等で形成された非磁性体材料よりなる円筒状の
ユニオン５３にめられたリング状のマグネツト
４２が配置されている。ユニオン５３は、ダイヤ
フラム４４、円筒状プレート５０と共にリベツト
５でめられ、ダイヤフラム組立体４８を構成し
ている。上記ワツシヤ４９は、樹脂、アルミニウ
ム等で成形されていて左右に突起を持つており、
ダイヤフラム４４に接している。上記スプリング
４１はワツシヤ４９を介してダイヤフラム４４を
適度に圧縮する働きをもつ。上記ワツシヤ４９の
突起は一方側はスプリング４１のガイド、他方側
はダイヤフラム４４の抜け防止の役割を有してい
る。

上記スプリング４５は、組付状態では、ダイヤ
フラム組付体４８をスイツチ組付体４０に押しつ
けており、流体４６と流路４７との間の差圧が設
定値になるまで、組付状態を保つように荷重設定
されている。また、上記ワツシヤ４３はアルミニ
ウム、銅等で構成され、スイツチ組付体４０とア
ツパボデイ１との間のシールを行なう。リードス
イツチ４０ａは第６図図示のごとくガラス管内に
不活性ガスとともに一体の接点が封入されてい
る。この圧力センサと加熱装置２１とを組合せた
加熱回路は第７図に示すようであつて、流路４６
と４７との間の差圧は検出してリードスイツチ４
０ａの信号で制御器をなすリレー３５を動作さ
せ、加熱装置２１の加熱素子２３に通電してこれ
を加熱させる。なお、第７図中、３６はイグニツ
シヨンスイツチ、３７はヒユーズ、３８は電極
（車載バツテリー）である。

上記リレー３５は第８図のようにアツパボデイ
１にブラケツト３９を介して取付けてある。第８
図中、符号４０は燃料タンク、４１は燃料ポン
プ、４２は噴射ポンプ、４３はデイーゼルエンジ
ンを示している。

第１図に戻ると、前記レベルスイツチ装置３は
公知の磁石３ａ付きフロート３ｂを用いたリード
スイツチ３ｃを具備しており、該レベルスイツチ
装置３の基部３ｄは、フイルタ組立体２の容器２
ａの底壁に取付けたナツト部４４に取付けてあ
る。このレベルスイツチ装置３の基部３ｄには水
抜き用のドレンプラグ４５が取付けてある。な
お、このドレンプラグ４５上記基部３ｄより少し
弛めると、図示しない機構が縦溝４５ａと連通す
るようになつている。

上記構成において、次に作動を説明する。燃料
ポンプ４１の作動によつて燃料タンク４０のデイ
ーゼルエンジン用の燃料は燃料入口管６を通じて
アツパボデイ１の流入口１ｃに至る。そして、弁
体１０の流入側部分１０ａを押し上げてダイヤフ
ラム室１２内に入り、その後弁体１０の吐出側部
１０ｂを押し下げてフイルタ組立体２の容器２ａ
内に入り、エレメント２ｂの中心部空間を通じ
て、水溜用空間部５に導かれ、ここに滞留する間
に、水と燃料の比重差によつて、水を該空間部５
下方に沈降させ、燃料より水が分離される。

該燃料は、水を分離された後、フイルタエレメ
ント２ｂの軸方向を通過する際に過されて清浄
となり、アツパボデイ１に設けた燃料吐出口１ｄ
を通じて燃料ポンプ４２、エンジン４３へと導か
れる。

水溜用用空間部５に沈降した水は、一定の量が
溜まると、レベルスイツチ装置３のフロート３ｂ
が浮上して磁石３ａによりリードスイツチ３ｃが
ONする。これにより、インストルメントパネル
等に配置された警告灯又はブザーにより、運転者
に警告する。所定量の水を検出したらドレンプラ
グ４５をまわして、ハンドポンプ４の操作部材１
８を上下動させてダイヤフラム９を変位させ、ダ
イヤフラム室１２内に圧力変動を生じさせる。こ
れにより、弁体１０の吐出側部分１０ｂが間欠的
に開いて水面に圧力を加えるため、水はドレンプ
ラグ４５の縦溝４５ａより排出される。

ところで、上記ハンドポンプ４はドレン水を抜
くために用いる他、フイルタ組立体２を新品に交
換したときなどに燃料をフイルタ組立体２の内部
に一時的に供給するために用いる。なお、定常時
は、前述のごとく、その内部が燃料系路の一部を
構成することになる。

一方、低温時には、燃料中にワツクスが存在す
るため、ワツクスはフイルタエレメント２ｂの目
詰まり進行させる。それに伴い、流路４６，４７
を介してのフイルタエレメント２ｂの燃料入口側
と燃料出口側との間の燃料圧力差（以下差圧と略
す）が上昇していき、スプリング４５の設定値を
越えると、ダイヤフラム組立体４８が移動を始
め、４８に組込まれたマグネツト４２も移動を始
める。そして、差圧がさらに上昇すると、マグネ
ツト４２はリードスイツチ４０ａがONになる所
定位置まで移動する。また、さらに、差圧が上昇
しても、プレート５０が、アツパボデイ１に当た
る位置で移動は止まり、リードスイツチを再び
OFFにする事はない。リードスイツチ４０ａが
ONすることにより、リレー３５がONして加熱
装置２１の加熱素子２３に通電され、該加熱素子
２３が熱を発し、これはハウジング２２に伝達さ
れることにる。燃料は弁体１０の流入側部分１０
ａを押し上げてダイヤフラム室１２内に流入する
が、ダイヤフラム室１２の底部と加熱装置２１の
底部との間が充分接近するようにしてあるため、
その間を流れる燃料は薄膜状の流れとなつて、ダ
イヤフラム室１２を通過する。

その際、該燃料と加熱装置２１との充分な熱効
率によつて、該燃料中のワツクス成分が溶かされ
るとともに、フイルタエレメント２ｂに付着して
いるワツクス分も溶かす。これにより、フイルタ
エレメントの燃料入口側と出口側との間の差圧が
低くなり、リードスイツチ４０ａがOFFされる。
このスイツチ４０ａがOFFされると再びフイル
タエレメント２ｂの目詰まりが起こり始め、上記
プロセスが、燃料回路系がワツクス分を溶かす温
度に到達するまで繰り返されるが、エンジンに悪
影響を与える目詰まりの時だけに作動するため使
用電力量は必要最小限ですむ。

ところで、本実施例では圧力センサの特徴とし
て、大気との間のシールはワツシヤ４３で行なつ
ているため、ダイヤフラム４４が作動中に破損し
て孔明きが発生しても、外部に燃料が洩れ出すこ
とはなく、燃料フイルタ装置に取付けるに適当で
ある。また、リードスイツチ４０ａを使用してい
ることにより、不使用期間が長くとも電極が腐食
することはなく、安定した動作を期待できる。

本発明の圧力センサの別の利用例として、加熱
装置と併用しない場合に、フイルタエレメント２
ｂのダストによる目詰まりを検出してエレメント
交換を知らせることができる。この場合の回路は
第９図に示すようであつて、ダストによる流路４
６と４７との間の差圧を検出して、リードスイツ
チ４０ａの信号でダツシユパネル（図示なし）に
設けられたランプ５４を作動させる。

また、圧力センサのさらに別の利用例として、
公知の分配型噴射ポンプ（VEポンプと略す）と
組合せて使用する場合の燃料回路を第１０図に示
す。６０は燃料タンク、５９は燃料フイルタ組立
体、６１はVEポンプである。燃料はVEポンプ６
１で吸引されるため、６０〜６１間は負圧とな
る。また、５９〜６０間は配管の長さが相当長く
なるため、５９〜６０間で配管抵抗が生じる。５
９〜６０間の配管の長さは車輌によつて異なるた
め、配管抵抗も異なる。このため、第１図の流路
４６からフイルタエレメント２ｂ上流の圧力を取
るかわりに第１０図６２のように、VEポンプ６
１の下流側から圧力を取ると、配管抵抗を考えず
に精度よく圧力センサを動かすことができる。

第１１図は本発明の他の実施例を示すものであ
る。この実施例で、前記実施例と異なる点は、前
記実施例では構成部品４５，４８，４９，４１，
４３，４０と順にアツパボデイ１に組付けること
により、圧力センサとしての機能を有するのに対
して、別に組付体をアツパボデイ１に締付ればよ
く、組付の簡便化、信頼性向上をねらつたもので
ある。

この実施例において、先の実施例の４１，４９
が構成から除かれる替わりにＯリング５７、鉄、
黄銅等の金属で成形されたカツプ状部５６、アル
ミニウム黄銅等の金属で構成されたボデイ５５が
追加される。カツプ状部５６はボデイ５５と共に
められ、またボデイ５５はスイツチ組立体４０
と共にめられることにより、圧力センサ組立体
５８を成す。Ｏリング５７は、流路４６と４７と
の間のシールを行なう。

このような構成での作動は先の実施例とまつた
く同様である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施例を示す部分破断
面図、第２図は第１図における加熱装置ならびに
その取付状態を示す断面図、第３図は第２図にお
けるウエーブワツシヤとリード線との取付状態を
示す平面図、第４図は第１図における弁体とプロ
テクタ部材とを示す斜視図、第５図は第４図に示
した弁体とプロテクタ部材とのアツパボデイに対
する取付状態を示す斜視図、第６図は第１図にお
ける圧力センサを示す断面図、第７図は第１図に
おける加熱装置の通電回路図、第８図は第１図の
フイルタ装置を示す外観斜視図、第９図および第
１０図は本発明の用途例を示す回路図、第１１図
は本発明の他の実施例を示す圧力センサの断面図
である。 ２……燃料フイルタ組立体、２１……加熱装
置、４４……ダイヤフラム、４０ａ…リードスイ
ツチ、４６，４７……流路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ デイーゼルエンジン用の燃料を濾過する燃料
   フイルタを内蔵した燃料フイルタ組立体と、前記
   燃料フイルタ組立体の前記燃料フイルタの燃料入
   口側に至る通路に介装され、前記燃料フイルタの
   燃料入口側に至る燃料を加熱する加熱装置と、該
   加熱装置の燃料出口側に通ずる通路と、前記燃料
   フイルタの燃料出口側に通ずる通路と、前記加熱
   装置の燃料出口側に通ずる前記通路と前記燃料フ
   イルタの燃料出口側に通ずる前記通路とを介して
   の前記燃料フイルタの燃料入口側と燃料出口側と
   の間の燃料圧力差を検出する圧力センサと、を包
   含し、該圧力センサにより検出された前記燃料圧
   力差が所定値以上の時に前記加熱装置に通電する
   ようしたことを特徴とする燃料フイルタ装置。 ２ 前記燃料フイルタ組立体にボデイ部材が取付
   けられている該ボデイ部材の内部に、前記３つの
   通路が設けられているとともに、前記加熱装置が
   配設されている特許請求の範囲第１項記載の燃料
   フイルタ装置。 ３ 前記圧力センサは、前記燃料圧力差を受ける
   ように前記ボデイ部材内に内在された可撓性部材
   と、該可撓性部材の撓みにより位置が変化するよ
   うに備えられた磁石と、該磁石の位置によつて一
   対の接点が開閉されるリードスイツチとを包含し
   た構成である特許請求の範囲第２項記載の燃料フ
   イルタ装置。 ４ 前記燃料フイルタ組立体に組付けられた前記
   ボデイ部材のハンドポンプ内に前記加熱装置が配
   設されている特許請求の範囲第２項記載の燃料フ
   イルタ装置。 ５ 前記加熱装置は正の抵抗温度係数を有し、特
   定温度で抵抗値が増大するセラミツク半導体磁器
   より成る加熱素子を包含している特許請求の範囲
   第１項〜第４項いずれか１つに記載の燃料フイル
   タ装置。