(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0010】
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。
【0011】
(第1の実施形態)
本発明を適用した第1の実施形態について、
図1〜
図4を参照して説明する。
【0012】
図1に示す燃料フィルタ装置1は、例えば、内燃機関である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。燃料フィルタ装置1は、例えば、車両のエンジンルーム内等に搭載されて、燃料タンク内の燃料を高圧ポンプに供給する燃料供給経路に介装され、燃料中から水分や異物等を除去するものである。
【0013】
図1に示すように、燃料フィルタ装置1は、ハウジング10、および、ハウジング10内に収容されたフィルタ部材20を備えている。
【0014】
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と、ケース11の図示右方開口端に取り付けられたキャップ12とを備えている。ケース11は、円筒部111と、円筒部111の図示左方端を閉塞する底部112とを備え、円筒部111と底部112とが、一体的に形成されている。キャップ12は、円板状の平板部121と、平板部121から図示左方に立設されたリブ122とを備え、平板部121とリブ122とが、一体的に形成されている。
【0015】
リブ122は、平板部121の図示左方面上に複数設けられており、複数のリブ122は、後述する導入通路の下流端開口部位よりも外周側に配設されている、複数のリブ122は、周方向に等間隔に配設されて、それぞれが径方向に延びている。複数のリブ122は、それぞれの外方端が円筒部111の内周面に接触する位置にまで延設されており、円筒部111の径方向における平板部121の位置決めを行う機能を有している。
【0016】
ケース11およびキャップ12は、いずれも例えばポリアミド樹脂等の樹脂製であり、円筒部111の図示右方端部と平板部121の外周縁部とを、例えば溶着により相互に接合して、ケース11にキャップ12が取り付けられている。ケース11およびキャップ12は、樹脂製に限定されず、鉄もしくはアルミニウム合金等の金属製であってもかまわない。
【0017】
キャップ12は、平板部121の中央部に、図示右方に向かって突設された導入パイプ13を有している。一方、ケース11は、底部112の中央部に、図示左方に向かって突設された導出パイプ14を有している。ハウジング10内には、導入パイプ13内の燃料導入通路から導出パイプ14内の燃料導出通路へ向かう燃料通路が形成されている。
【0018】
ハウジング10内には、フィルタ部材20が収容されている。フィルタ部材20は、濾過体30、支持体40(支持部材に相当)、および、濾過体30と支持体40とを接着する接着剤50を備えている。フィルタ部材20は、ハウジング10内に、円筒部111と同軸上に配設されている。
【0019】
濾過体30は、例えばパルプ材等からなる2枚の濾材により構成されて、全体としては円柱形状をなしている。濾過体30は、最外周に位置する最外周濾材部33と、最外周濾材部33よりも内方に位置する内方濾材部34とからなる。最外周濾材部33は、筒状(本例では円筒状)をなしており、本例では、一層の最外周濾材層により構成されている。以下、最外周濾材部33の軸線方向をXX方向と呼ぶ場合がある。
【0020】
最外周濾材部33は、図示左方の端部(軸線方向の一端部に相当)において、内方濾材部34よりもXX方向に突出した環状突出壁部33aを有している。環状突出壁部33aは、本例では円環状の壁部であり、この環状突出壁部33aの内方に支持体40が配設されている。
【0021】
濾過体30を支持する支持体40は、例えばポリアミド樹脂等の樹脂製である支持プレート41と、例えばNBR(アクリロニトリルブタジエンゴム)、フッ素ゴム等のゴム製であるガスケット42とを備えている。
【0022】
支持プレート41は、平板部411(プレート部に相当)、リブ412、および、周状壁413等が一体的に成形されている。平板部411は、XX方向に直交する方向に拡がる板状に形成され、外周面411bが環状突出壁部33aの内周面33bに沿うように配設されている。
【0023】
平板部411の中央部には平板部411を貫通する開口部411aが形成されている。リブ412は、平板部411の図示右方面上に複数立設されている。複数のリブ412は、開口部411aよりも外周側に配設されている。複数のリブ412は、周方向に等間隔に配設されて、それぞれが径方向に延びている。
【0024】
複数のリブ412は、それぞれの外方端が外周面411bと並ぶ位置(連続する面となる位置)にまで延設されている。また、複数のリブ412のそれぞれの図示右方辺部は、内方濾材部34の図示左端に接触している。
【0025】
周状壁413は、平板部411の図示左面において、外周よりも若干内方部位から図示左方に立設している。周状壁413は、外周面411bと同軸上に配設されており、周状壁413と環状突出壁部33aとの間には、接着剤50を充填塗布する環状の充填溝が形成されている。この充填溝に充填された接着剤50が、平板部411の外周縁部の外方面411c(図示左面、充填溝の底面、一端部側の面に相当)と、環状突出壁部33aの内周面33bとを、全周に亘って接合している。接着剤50として、例えばエポキシ系の接着剤を採用することができる。
【0026】
平板部411の図示左面において、周状壁413の立設部位と開口部411aとの間には、同軸上に立設された2つの周状壁部の間に円環状の収容溝414が形成されている。ガスケット42は、この収容溝414内に収容されている。
【0027】
シール部材であるガスケット42は、所謂リップシール部材である。ガスケット42は、収容溝414に収容された円環状の本体部から延びる円環状のリップ部を有しており、リップ部がケース11の底部112に周状に密接している。ガスケット42は、支持プレート41の収容溝414に装着するものであってもよいが、例えば2色成形等により支持プレート41に予め設けるものであってもよい。
【0028】
フィルタ部材20は、濾過体30の最外周濾材部33が円筒部111の内周面に沿うとともに、濾過体30の図示右端がリブ122の図示左方辺部に押圧されて、ハウジング10内の所定位置に配設されている。リブ122によるフィルタ部材20の図示左方への押圧に伴い、ガスケット42のリップ部が撓んで底部112に密接している。
【0029】
フィルタ部材20がハウジング10内の所定位置に配設されて、ガスケット42がシール構造を形成することで、支持体40がハウジング10内の空間を2つの空間に区画している。ハウジング10内には、濾過体30よりも燃料流れ上流側の上流側空間10aが形成されるとともに、濾過体30よりも燃料流れ下流側の下流側空間10bが形成されている。
【0030】
上流側空間10aは、導入パイプ13内の燃料導入通路に連通する空間である。リブ122が濾過体30の図示右端を支持することにより、キャップ12の平板部121と濾過体30との間に上流側空間10aが形成されている。
【0031】
下流側空間10bは、導出パイプ14内の燃料導出通路に連通する空間である。下流側空間10bは、支持体40と底部112との間の空間うちガスケット42より内方の空間、開口部411a内、および、平板部411と内方濾材部34との間の空間からなる。
【0032】
ここで、フィルタ部材20の製造方法について説明する。
図2に示すように、濾過体30は、平板状濾材31と波板状濾材32との2枚の濾材により形成されている。
【0033】
濾過体30を形成する際には、まず、
図2に示す平板状濾材31と波板状濾材32とを接着して、
図3に示すようなシート体30Aを製造する。本例の波板状濾材32は、半円状の円弧が連続する断面を有する波板状であり、隣り合う円弧間の折り返し部が平板状濾材31と接着している。
【0034】
図2に示すように、平板状濾材31および波板状濾材32は、長辺長さおよび短辺長さが互いに等しい矩形状(本例では長辺が比較的長い帯状)をなしている。ただし、平板状濾材31は、長辺側の端部の一部(図示右上部)に、矩形状の突出部31aを有している。これにより、
図3に示すように、両濾材31、32を重ね合わせて相互に接着したシート体30Aでは、この突出部31aが、波板状濾材32と重複することなく図示上方に突出している。
【0035】
このシート体30Aを、図示左辺部を中心として波板状濾材32が内側となるように左方から巻回すると、突出部31aの図示下方部分が濾過体30の最外周に位置することになる。この部分の平板状濾材31が、前述した最外周濾材部33となり、突出部31aが環状突出壁部33aとなる。したがって、
図3における突出部31aの図示左右方向の寸法は、濾過体30の外周長以上を必要とする。なお、平板状濾材31のうち最外周濾材部33とならない部分、および、波板状濾材32の全部が、内方濾材部34となる。
【0036】
図3に示すシート体30Aを形成した際には、平板状濾材31と波板状濾材32とが接着されて、内部に内部空間を形成している。内部空間は、横断面が半円状の空間であり、図示上下方向に延びて、
図3図示上方端の天井部が接着剤により閉塞されている。したがって、シート体30Aは、半円柱状の空間(所謂かまぼこ型の空間)である内部空間を形成する有天の(天井部を有する)チューブ状濾材が一列に並び、並列に接続されてなるシート体である。このチューブ状濾材の内部空間は、
図1では上流側空間10aに連通する空間となる。
【0037】
このシート体30Aを巻回する際に、隣接する層の平板状濾材31と波板状濾材32との間に接着剤を介在させて接着することで、濾過体30が形成される。巻回により隣接する平板状濾材31と波板状濾材32とを接着する接着剤は、有天のチューブ状濾材の図示下方の開口側の端部近傍に配置される。巻回により隣接する平板状濾材31と波板状濾材32とを接着する接着剤よりも図示上方の空間は、前述のチューブ状濾材の外部空間となる。このチューブ状濾材の外部空間は、
図1では下流側空間10bに連通する空間となる。
【0038】
このように、濾過体30は、体格に対して濾過面積が極めて大きい、所謂ハニカム状の濾過体である。
【0039】
シート体30Aを巻回して濾過体30を形成したら、濾過体30に支持体40を取り付ける。
図4に示すように、例えば、濾過体30を環状突出壁部33a突出方向が上方となるように置き、図示上方から支持体40を環状突出壁部33aの内側に配設する。支持体40のリブ412が、内方濾材部34の図示上端に当接して、濾過体30と支持体40との相互の位置関係が決まる。
【0040】
濾過体30と支持体40とを組み合わせたら、図示上方から、支持プレート41の平板部411の外方面411c(周状壁413よりも外周側の図示上面)上に接着剤50を塗布する。そして、接着剤50を硬化させて、環状突出壁部33aの内周面33bと平板部411の外方面411cとを接着する。このようにして、フィルタ部材20を得ることができる。
【0041】
図1に示す燃料フィルタ装置1では、導入パイプ13を介してハウジング10内へ導入された燃料は、上流側空間10aへ流入し、図示右方端面から濾過体30の前述したチューブ状濾材内へ流入する。濾過体30に流入した燃料は、平板状濾材31および波板状濾材32のいずれかを通過する際に濾過されて、チューブ状濾材の外部(前述したチューブ状濾材の外部空間)へ流出する。濾材31、32を通過して水分や異物が除去された燃料は、上記外部空間から下流側空間10bを流れて導出パイプ14を介してハウジング10外へ導出される。
【0042】
上述の構成の燃料フィルタ装置1によれば、濾過体30は、筒状をなす最外周濾材部33と、最外周濾材部33よりも内方に位置する内方濾材部34とを有している。そして、最外周濾材部33の軸線方向における一端部において、最外周濾材部33が内方濾材部34よりも軸線方向に突出して環状突出壁部33aを形成している。ハウジング10内の空間を上流側空間10aと下流側空間10bとに区画するとともに濾過体30を支持する支持体40は、環状突出壁部33aの内方に配設され、環状突出壁部33aの内周面33bに接合されている。
【0043】
これによると、支持体40は、濾過体30の最外周濾材部33がXX方向に突出した環状突出壁部33aの内側に配設され、環状突出壁部33aの内周面33bに接合されている。したがって、支持体40の濾過体30との接合部位を濾過体30の外周より外方に設ける必要がない。
【0044】
図1および
図4から明らかなように、支持体40は、全体が、XX方向における濾過体30の投影範囲内に配設されている。すなわち、XX方向から見たときに、支持体40は、全域が濾過体30の外周よりも内方に配設されている。
【0045】
これにより、濾過体30と支持体40との接合体であるフィルタ部材20の径方向の寸法を小さくすることができ、フィルタ部材20を収容するハウジング10も、径方向の寸法を小さくすることができる。このようにして、濾過体30の径方向(軸線に直交する方向)において燃料フィルタ装置1の体格を小型化することができる。
【0046】
また、濾過体30は、平板状濾材31と波板状濾材32とを接合したシート体30Aが巻回されて形成されている。そして、最外周濾材部33は、濾過体30の最外部に位置する平板状濾材31からなる。
【0047】
これによると、平板状濾材31と波板状濾材32とを接合したシート体30Aを巻回して構成する濾過面積が比較的大きい濾過体30において、巻回した際に最外部に位置する平板状濾材31で環状突出壁部33aを容易に形成することができる。
【0048】
また、支持体40と環状突出壁部33aの内周面33bとは、接着剤50により接合されている。これによると、接着剤50で支持体40と環状突出壁部33aの内周面33bと容易に接合することができる。
【0049】
また、支持体40は、拡がり方向の外周面411bが環状突出壁部33aの内周面33bに沿うように配設された平板部411を有し、接着剤50は、平板部411の外周縁部の外方面411cと、環状突出壁部33aの内周面33bとを接合している。
【0050】
これによると、支持体40の平板部411と環状突出壁部33aの内周面33bとを接合する接着剤50は、平板部411の両面のうち、環状突出壁部33aの突出方向側の面上に配置される。すなわち、接着剤50は平板部411の反内方濾材部側の面上に配置される。したがって、濾過体30と支持体40との相互の位置決めを行った後に、平板部411の外周縁部と環状突出壁部33aの内周面33bとを接着する接着剤50を配置することが容易である。
【0051】
(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。
【0052】
第2の実施形態は、前述の第1の実施形態と比較して、濾過体となるシート体の構成が異なる。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。第1の実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、第2の実施形態において説明しない他の構成は、第1の実施形態と同様であり、また同様の作用効果を奏するものである。
【0053】
図5に示すように、本実施形態では、平板状濾材31Bと波板状濾材32とを接着してシート体30Bを形成している。平板状濾材31Bは、外形が波板状濾材32とほぼ同一である。
図5に示すように、平板状濾材31Bと波板状濾材32とは、図示左方端部では図示上下方向位置がほぼ一致するように重ね合わされている。
【0054】
しかしながら、図示右方部では、平板状濾材31Bと波板状濾材32とは、長辺が延びる方向が若干異なるように重ね合わされている。具体的には、例えば図示左端から、いずれも帯状の平板状濾材31Bと波板状濾材32とを順次重ね合わせる際に、重ね合わせ開始後暫くは平板状濾材31Bと波板状濾材32との図示上下方向(幅方向)位置を一致させる。そして、図示右方部へ近づいてきたら、図示右方へ向かうほど、波板状濾材32に対して平板状濾材31Bが図示上方へずれるように重ね合わせる。平板状濾材31Bの波板状濾材32と重なっていない図示上方部分が、本実施形態では突出部31Baとなる。そして、シート体30Bを巻回した際には、突出部31Baにより濾過体の環状突出壁部33aが形成される。
【0055】
本実施形態によっても第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、平板状濾材31Bに矩形状の突出部を設ける必要がない。したがって、平板状濾材31Bおよび波板状濾材32を、いずれも帯状部材とすることができ、濾過体の製造が容易である。
【0056】
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について
図6に基づいて説明する。
【0057】
第3の実施形態は、前述の第1の実施形態と比較して、導入パイプおよび導出パイプをハウジングの同一端部に設けた点が異なる。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。第1の実施形態に係る図面と同一符号を付した構成部品、第3の実施形態において説明しない他の構成は、第1の実施形態と同様であり、また同様の作用効果を奏するものである。
【0058】
図6に示すように、本実施形態の燃料フィルタ装置は、ハウジング310、および、ハウジング310内に収容されたフィルタ部材320を備えている。ハウジング310は、外殻を構成するカップ状(有底筒状)のケース311と、ケース311の図示右方開口端に取り付けられたキャップ312とを備えている。
【0059】
ケース311およびキャップ312は、いずれも例えばポリアミド樹脂等の樹脂製であり、円筒部111の図示右方端部と平板部121の外周縁部とを、例えば溶着により相互に接合して、ケース311にキャップ312が取り付けられている。ケース311およびキャップ312は、樹脂製に限定されず、鉄もしくはアルミニウム合金等の金属製であってもかまわない。
【0060】
ケース311は、底部112の中央部に、外方に向かって突設されたL字形状の導入パイプ13を有している。また、ケース311は、底部112の周縁部に、外方に向かって突設されたL字形状の導出パイプ14を有している。ハウジング310内には、導入パイプ13内の燃料導入通路から導出パイプ14内の燃料導出通路へ向かう燃料通路が形成されている。
【0061】
ハウジング310内には、フィルタ部材320が収容されている。フィルタ部材320は、濾過体30、支持体340(支持部材に相当)、および、濾過体30と支持体340とを接着する接着剤50を備えている。フィルタ部材320は、ハウジング310内に、円筒部111と同軸上に配設されている。
【0062】
本実施形態の濾過体30は、例えば、第1の実施形態で説明したシート体30Aを、後述するセンタパイプ3415の周囲に巻回して構成されている。濾過体30の環状突出壁部33aの内方に支持体340が配設されている。フィルタ部材320においても、接着剤50が、平板部411の外周縁部の外方面411cと、環状突出壁部33aの内周面33bとを、全周に亘って接合している。
【0063】
濾過体30を支持する支持体340は、例えばポリアミド樹脂等の樹脂製である支持プレート341と、ガスケット42とを備えている。支持プレート341は、平板部411、リブ412、、周状壁413、および、センタパイプ3415等が一体的に成形されている。平板部411の開口部411aを取り囲む周縁部には、平板部411を貫通するように、周方向に間隔を空けて複数の開口部411dが形成されている。開口部411dは、複数のリブ412立設部位の間に形成されている。
【0064】
フィルタ部材320は、濾過体30の最外周濾材部33が円筒部111の内周面に沿うとともに、濾過体30の図示右端がリブ122の図示左方辺部に押圧されて、ハウジング310内の所定位置に配設されている。
【0065】
フィルタ部材320がハウジング310内の所定位置に配設されて、ガスケット42がシール構造を形成することで、支持体340がハウジング310内の空間を2つの空間に区画している。ハウジング310内には、濾過体30よりも燃料流れ上流側の上流側空間10aが形成されるとともに、濾過体30よりも燃料流れ下流側の下流側空間10bが形成されている。
【0066】
上流側空間10aは、導入パイプ13内の燃料導入通路に連通する空間である。上流側空間10aは、支持体340と底部112との間の空間うちガスケット42より内方の空間、開口部411a内、センタパイプ3415内、および、キャップ312の平板部121と濾過体30との間の空間からなる。
【0067】
下流側空間10bは、導出パイプ14内の燃料導出通路に連通する空間である。下流側空間10bは、平板部411と内方濾材部34との間の空間、開口部411d内、および、支持体340と底部112との間の空間うちガスケット42より外方の空間からなる。
【0068】
本実施形態によっても第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、濾過体30は、シート体30Aをセンタパイプ3415の周囲に巻回して形成しているので、濾過体30の形成が極めて容易である。
【0069】
(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。
【0070】
上記各実施形態では、濾過体30の最外周濾材部33は円筒状をなしていたが、これに限定されるものではない。例えば、最外周濾材部33は楕円筒状をなしていてもよいし、角筒状をなしていてもかまわない。
【0071】
また、上記各実施形態では、濾過体30の最外周濾材部33は一層の平板状濾材31により構成されていたが、これに限定されるものではない。例えば、一体となった二層以上の濾材により最外周濾材部を構成してもかまわない。すなわち、環状突出壁部も一体となった二層以上の濾材からなるものであってもよい。
【0072】
また、上記各実施形態では、濾過体30は所謂ハニカム状の濾過体であり、内方濾材部34は波板状濾材32と平板状濾材31とにより構成されていたが、これに限定されるものではない。例えば、最外周濾材部から連続する濾材を屈曲させて形成した内方濾材部であってもかまわない。
【0073】
また、上記各実施形態では、平板部411の外周縁部の外方面411cと、環状突出壁部33aの内周面33bとを、接着剤50により接着していたが、これに限定されるものではない。例えば、平板部411の外周面411bと環状突出壁部33aの内周面33bとの間に接着剤を介在させて、両面を接着するものであってもよい。
【0074】
また、上記各実施形態では、支持体は径方向に拡がる平板部411を備え、平板部411と環状突出壁部33aとを接着していたが、これに限定されるものではない。例えば、環状突出壁部33aと接着する支持体の部位は、湾曲した板状部であってもかまわない。
【0075】
また、上記各実施形態では、支持体と環状突出壁部の内周面とを接着していたが、これに限定されるものではない。例えば、支持体と環状突出壁部の内周面とを熱溶着により接合するものであってもよい。
【0076】
また、上記各実施形態では、ハウジングは、ケースとキャップとを組み合わせて構成していたが、これに限定されるものではなく、例えば、3部材以上を組み合わせてハウジングを構成してもかまわない。また、ハウジングを構成する際の複数の部材の接合は、溶着によるものに限定されず、例えば、接着であってもよいし、螺子止めによるものであってもよい。
【0077】
また、上記各実施形態では、燃料フィルタ装置は、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。