(57)【要約】【課題】  燃料タンクからエンジンに供給される燃料流に対する圧力損失をなくすことを課題とする。【解決手段】  内燃機関の燃料供給装置は、サプライポンプ１２、コモンレール１３、複数個のインジェクタ１５のうちのいずれか２つ以上の燃料供給機器のリークポート（またはプレッシャリミッタ１４）からの余剰燃料を燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室に戻す燃料戻し配管のリターン配管７４中に、燃料中の金属イオンを吸着交換により燃料から分離除去するイオン交換樹脂粒子４を充填している。これにより、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室からインジェクタ１５に燃料を供給する燃料供給配管中にイオン交換樹脂粒子を設置する従来の技術と比べて、燃料タンクからインジェクタ１５に供給される燃料流に対して圧力損失や流路抵抗を増加させる要因がなくなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料タンクに貯留された燃料を内燃機関に供給する燃料供給装置において、
（ａ）前記燃料タンクから前記内燃機関に燃料を供給する燃料供給機器と、
（ｂ）この燃料供給機器から前記燃料タンクに燃料を戻す燃料戻し配管と、
（ｃ）燃料中の金属成分を除去する金属イオン除去手段と
を備え、
前記金属イオン除去手段は、前記燃料戻し配管中に配置されていることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料供給装置において、
前記燃料戻し配管は、前記燃料供給機器から流出した燃料を前記燃料タンクに戻すリターン配管を有し、
前記金属イオン除去手段は、前記リターン配管内に充填されるイオン交換樹脂を有していることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の燃料供給装置において、
前記燃料供給機器は、前記燃料タンクから燃料を汲み上げる低圧燃料ポンプ、この低圧燃料ポンプから供給された燃料を加圧する高圧燃料ポンプ、およびこの高圧燃料ポンプから供給された燃料を前記内燃機関に噴射する燃料噴射弁を有していることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項４】
請求項３に記載の燃料供給装置において、
前記燃料供給機器は、前記低圧燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を調圧する燃料調圧弁を有し、
前記燃料戻し配管は、前記燃料調圧弁から流出した燃料を前記燃料タンクに戻すリターン配管を有し、
前記金属イオン除去手段は、前記リターン配管内に充填されるイオン交換樹脂を有していることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項５】
燃料タンクに貯留された燃料を内燃機関に供給する燃料供給装置において、
（ａ）前記燃料タンク内に設置されて、内部に燃料貯留室および燃料戻り室が形成されたサブタンクと、
（ｂ）前記燃料タンクまたは前記サブタンクの燃料貯留室から前記内燃機関に燃料を供給する燃料供給機器と、
（ｃ）この燃料供給機器から前記サブタンクの燃料戻り室に燃料を戻す燃料戻し配管と、
（ｄ）燃料中の金属成分を除去する金属イオン除去手段と
を備え、
前記燃料戻り室は、前記燃料戻し配管から前記燃料貯留室に向かう燃料が流通する燃料戻し流路を構成し、
前記金属イオン除去手段は、前記サブタンクの燃料戻り室内に配置されていることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項６】
請求項５に記載の燃料供給装置において、
前記燃料戻し配管は、前記燃料供給機器から流出した燃料を前記サブタンクの燃料戻り室に戻すリターン配管を有し、
前記金属イオン除去手段は、前記サブタンクの燃料戻り室内に充填されるイオン交換樹脂を有していることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の燃料供給装置において、
前記燃料供給機器は、前記燃料タンクまたは前記サブタンクの燃料貯留室から燃料を汲み上げる低圧燃料ポンプ、この低圧燃料ポンプから供給された燃料を加圧する高圧燃料ポンプ、およびこの高圧燃料ポンプから供給された燃料を前記内燃機関に噴射する燃料噴射弁を有していることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項８】
請求項７に記載の燃料供給装置において、
前記燃料供給機器は、前記低圧燃料ポンプから前記燃料噴射弁まで延びる燃料供給配管、および前記低圧燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を調圧する燃料調圧弁を有し、
前記燃料戻し配管は、前記燃料供給配管、前記高圧燃料ポンプ、前記燃料噴射弁から流出した燃料を前記サブタンクの燃料戻り室に戻す第１リターン配管、および前記燃料調圧弁から流出した燃料を前記サブタンクの燃料戻り室に戻す第２リターン配管を有し、
前記金属イオン除去手段は、前記サブタンクの燃料戻り室内に充填されるイオン交換樹脂を有していることを特徴とする燃料供給装置。
【請求項９】
請求項８に記載の燃料供給装置において、
前記燃料タンクは、前記第１リターン配管または前記第２リターン配管から前記サブタンクの燃料戻り室に向かう燃料の流れを所定の分流比率で、しかも２つ以上の燃料の流れに分流する燃料分流手段を有していることを特徴とする燃料供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関に燃料を供給する燃料供給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来より、自動車等の車両に設置された燃料タンクから汲み上げた燃料を燃料ポンプで加圧して燃料噴射ノズルから、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関（エンジン）の各気筒毎の燃焼室に噴射供給する内燃機関の燃料供給装置として、燃料ポンプから吐出された燃料を蓄圧するコモンレールを備え、このコモンレール内に蓄圧された燃料を、エンジンの気筒毎に搭載された燃料噴射弁（インジェクタ）に分配供給し、各インジェクタの軸線方向の先端側に形成された噴射孔からエンジンの各気筒毎の燃焼室に燃料を噴射する蓄圧式燃料噴射装置が知られている。
【０００３】
このような燃料供給装置においては、燃料タンクからインジェクタまで延びる燃料供給経路中で、燃料が接触する燃料供給配管（金属パイプ）等から燃料中に金属イオンが溶出する。この金属イオンは、インジェクタの内部流路に送られて、インジェクタの摺動部等の微小クリアランス部に析出・堆積する可能性がある。
また、インジェクタからエンジンに噴射供給される燃料は、世界各地域において性状の異なる燃料が使用されて、燃料の多様化が進んでいる。また、元々燃料中には、不純物として多様な金属成分（例えば極微量のＮａ、Ｋ等の金属イオン）が含まれる一方、潤滑剤としてオレイン酸等の脂肪酸が添加されている。このため、燃料中で、金属成分と燃料中成分との予期せぬ反応物が生成される可能性がある。例えば金属イオンと脂肪酸との間に塩反応が起こり、脂肪酸金属塩が生成される可能性がある。
【０００４】
以上のような金属成分と燃料中成分との予期せぬ反応物が、例えばインジェクタの摺動部等の微小クリアランス部に析出・堆積すると、インジェクタの動作不良を引き起こすという問題がある。
そこで、燃料タンクからインジェクタまでの燃料供給経路、特に燃料タンクと燃料フィルタとを接続する燃料供給配管中に設置されて、燃料中に含まれる金属イオンを燃料から分離除去する金属イオン除去手段を有する燃料供給装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この金属イオン除去手段は、燃料タンクと燃料フィルタとを接続する燃料供給配管の途中に一体的に形成されたハウジング、およびこのハウジングの充填室内に充填された複数のイオン交換樹脂粒子等によって構成されている。
【０００５】
［従来の技術の不具合］
ところが、特許文献１に記載の燃料供給装置においては、複数のイオン交換樹脂粒子よりなる金属イオン除去手段を、燃料供給配管中にどのように設置するのか、具体的な実施方法が示されていない。
また、特許文献１に記載の燃料供給装置においては、燃料タンクからインジェクタまでの燃料供給経路、特に燃料タンクと燃料フィルタとを接続する燃料供給配管中に、複数のイオン交換樹脂粒子よりなる金属イオン除去手段を設置する構成が開示されている。この場合には、燃料タンクからエンジンに向かう燃料流に対する圧力損失が大きく、燃料ポンプのポンプ効率に対するエネルギー損失が多いという問題がある。
【０００６】
また、金属イオン除去手段の性能を向上させるという目的で、燃料供給配管中におけるイオン交換樹脂粒子の搭載量を多くすると、燃料供給配管の流路抵抗が増加するため、イオン交換樹脂の搭載量を十分に確保することができない。これにより、金属イオンの除去効果の更なる向上が望めないという問題がある。
また、特許文献１に記載の燃料供給装置においては、燃料タンクからインジェクタまで延びる燃料供給配管の配管レイアウトを、既存の配管レイアウト（従来より実施されていた配管レイアウト）に対して大きく変更しなければならず、コストアップとなるという問題がある。
【特許文献１】特開２００６−１０５０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、燃料タンクから内燃機関に供給される燃料流に対する圧力損失をなくすことのできる燃料供給装置を提供することにある。また、燃料戻し配管の配管レイアウトまたはサブタンクの構成を、既存の配管レイアウトまたはサブタンク構造に対して最小限の変更で対応可能とすることのできる燃料供給装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、燃料供給機器からの（余剰）燃料を燃料タンクに戻す燃料戻し配管中に、燃料中に溶出した金属成分（金属イオン）を除去する金属イオン除去手段を配置することにより、燃料タンクから内燃機関に供給される燃料流に対して圧力損失や流路抵抗を増加させる要因をなくすことができる。また、燃料戻し配管の配管レイアウトを、既存の配管レイアウトに対して最小限の変更で対応可能（燃料戻し配管中に金属イオン除去手段を設置することが可能）となるので、コストダウンを図ることができる。  
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、燃料戻し配管は、燃料供給機器から流出した（余剰）燃料を燃料タンクに戻すリターン配管を有している。また、金属イオン除去手段は、リターン配管内に充填されるイオン交換樹脂を有している。これにより、燃料タンクから内燃機関に供給される燃料流、つまり燃料タンクから内燃機関への燃料供給に対する圧力損失および流路抵抗の増加を抑えることができる。また、リターン配管中へのイオン交換樹脂の配置が可能であるので、イオン交換樹脂の搭載量を十分に確保することができる。これにより、金属成分の除去効果の更なる向上を図ることができる。
【００１０】
請求項３に記載の発明によれば、燃料供給機器は、燃料タンクから燃料を汲み上げる低圧燃料ポンプ、この低圧燃料ポンプから供給された燃料を加圧する高圧燃料ポンプ、およびこの高圧燃料ポンプから供給された燃料を内燃機関に噴射する燃料噴射弁を有している。また、これらの燃料供給機器に加えて、高圧燃料ポンプから供給された燃料を燃料噴射弁に供給するコモンレールを高圧燃料ポンプと燃料噴射弁との間に設置しても良い。また、燃料供給機器に、燃料タンクまたは低圧燃料ポンプから高圧燃料ポンプを経て燃料噴射弁まで延びる燃料供給配管を加えても良い。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、燃料供給機器は、請求項３に記載の燃料供給機器に加えて、（低圧燃料ポンプから燃料噴射弁まで延びる燃料供給配管、および）低圧燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を調圧する燃料調圧弁を有している。また、燃料戻し配管は、燃料調圧弁から流出した燃料を燃料タンクに戻すリターン配管を有している。また、金属イオン除去手段は、リターン配管内に充填されるイオン交換樹脂を有している。これにより、燃料タンクから内燃機関に供給される燃料流に対して圧力損失や流路抵抗を増加させる要因をなくすことができる。また、リターン配管中へのイオン交換樹脂の配置が可能であるので、イオン交換樹脂の搭載量を十分に確保することができる。これにより、金属成分の除去効果の更なる向上を図ることができる。
【００１２】
請求項５に記載の発明によれば、燃料戻し配管から燃料貯留室に向かう燃料が流通する燃料戻し流路を構成する燃料戻り室、つまりサブタンクの燃料戻り室内に、燃料中に溶出した金属成分（金属イオン）を除去する金属イオン除去手段を配置することにより、燃料タンクから内燃機関に供給される燃料流に対して圧力損失や流路抵抗を増加させる要因をなくすことができる。また、燃料戻し配管の配管レイアウトまたはサブタンクの構成を、既存の配管レイアウトまたはサブタンク構造に対して最小限の変更で対応可能（サブタンクの燃料戻り室内に金属イオン除去手段を設置することが可能）となるので、コストダウンを図ることができる。
【００１３】
請求項６に記載の発明によれば、燃料戻し配管は、燃料供給機器から流出した（余剰）燃料をサブタンクの燃料戻り室に戻すリターン配管を有している。また、金属イオン除去手段は、サブタンクの燃料戻り室内に充填されるイオン交換樹脂を有している。これにより、燃料タンクから内燃機関に供給される燃料流、つまり燃料タンクから内燃機関への燃料供給に対する圧力損失および流路抵抗の増加を抑えることができる。また、サブタンクの燃料戻り室内へのイオン交換樹脂の配置が可能であるので、例えばリターン配管中へのイオン交換樹脂の配置と比べて、イオン交換樹脂の搭載量を十分に確保することができる。これにより、金属成分の除去効果の更なる向上を図ることができる。
【００１４】
請求項７に記載の発明によれば、燃料供給機器は、燃料タンクまたはサブタンクの燃料貯留室から燃料を汲み上げる低圧燃料ポンプ、この低圧燃料ポンプから供給された燃料を加圧する高圧燃料ポンプ、およびこの高圧燃料ポンプから供給された燃料を内燃機関に噴射する燃料噴射弁を有している。また、これらの燃料供給機器に加えて、高圧燃料ポンプから供給された燃料を燃料噴射弁に供給するコモンレールを高圧燃料ポンプと燃料噴射弁との間に設置しても良い。また、燃料供給機器に、燃料タンクまたは低圧燃料ポンプから高圧燃料ポンプを経て燃料噴射弁まで延びる燃料供給配管を加えても良い。
【００１５】
請求項８に記載の発明によれば、燃料供給機器は、請求項７に記載の燃料供給機器に加えて、低圧燃料ポンプから燃料噴射弁まで延びる燃料供給配管、および低圧燃料ポンプから吐出された燃料の圧力を調圧する燃料調圧弁を有している。また、燃料戻し配管は、燃料供給配管、高圧燃料ポンプ、燃料噴射弁から流出した燃料をサブタンクの燃料戻り室に戻す第１リターン配管、および燃料調圧弁から流出した燃料をサブタンクの燃料戻り室に戻す第２リターン配管を有している。また、金属イオン除去手段は、サブタンクの燃料戻り室内に充填されるイオン交換樹脂を有している。これにより、燃料タンクから内燃機関に供給される燃料流に対して圧力損失や流路抵抗を増加させる要因をなくすことができる。また、サブタンクの燃料戻り室内へのイオン交換樹脂の配置が可能であるので、例えばリターン配管中へのイオン交換樹脂の配置と比べて、イオン交換樹脂の搭載量を十分に確保することができる。これにより、金属成分の除去効果の更なる向上を図ることができる。
【００１６】
請求項９に記載の発明によれば、燃料タンクは、第１リターン配管または第２リターン配管からサブタンクの燃料戻り室に向かう燃料の流れを所定の分流比率で、しかも２つ以上の燃料の流れに分流する燃料分流手段を有している。これにより、第１リターン配管または第２リターン配管からサブタンクの燃料戻り室に向かう燃料と、サブタンクの燃料戻り室内に充填されるイオン交換樹脂との接触回数が増えるので、イオン交換樹脂の性能、つまり金属成分の除去効果の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の形態は、燃料タンクから内燃機関に供給される燃料流に対する圧力損失をなくすという目的、また、燃料戻し配管の配管レイアウトを、既存の配管レイアウトに対して最小限の変更で対応可能とするという目的を、燃料供給機器からの（余剰）燃料を燃料タンクに戻す燃料戻し配管中に金属イオン除去手段を配置するという具体的な実施方法を採用することで実現した。
また、燃料タンクから内燃機関に供給される燃料流に対する圧力損失をなくすという目的、また、サブタンクの構成を、既存のサブタンク構造に対して最小限の変更で対応可能とするという目的を、燃料戻し配管から燃料貯留室に向かう燃料が流通する燃料戻し流路を構成するサブタンクの燃料戻り室内に金属イオン除去手段を配置するという具体的な実施方法を採用することで実現した。
【実施例１】
【００１８】
［実施例１の構成］
図１ないし図３は本発明の実施例１を示したもので、図１は内燃機関の燃料供給装置を示した図である。
【００１９】
本実施例の内燃機関の燃料供給装置は、自動車等の車両のエンジンルームに搭載されるもので、複数の気筒（例えば第１〜第４気筒）を有するディーゼルエンジン等の内燃機関（エンジン）用の燃料噴射システムとして知られるコモンレール式燃料噴射システム（蓄圧式燃料噴射装置）によって構成されている。このコモンレール式燃料噴射システムは、燃料タンクの燃料貯留室からエンジンに燃料を供給する燃料供給機器と、この燃料供給機器から溢流または排出された余剰燃料を燃料タンクの燃料貯留室に戻す燃料戻し配管と、この燃料戻し配管中に設置されたイオン交換フィルタとを備えている。
燃料タンクは、内部に燃料貯留室が形成されたタンク本体１を有している。燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室の内部には、ディーゼル燃料（軽油）が貯留されている。なお、燃料タンクのタンク本体１内にサブタンク２が設置されていても良い（図５ないし図７参照）。
イオン交換フィルタは、燃料戻し配管の一部を構成するハウジング３、およびこのハウジング３の樹脂充填室内に充填されるイオン交換樹脂粒子４等により構成されている。
【００２０】
燃料供給機器は、自動車等の車両のエンジンルームに搭載される燃料噴射機器であり、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室から燃料フィルタ１１を介して低圧燃料を汲み上げる周知の構造のフィードポンプ（低圧燃料ポンプ）を内蔵したサプライポンプ（高圧燃料ポンプ）１２と、このサプライポンプ１２の吐出口から高圧燃料が導入されるコモンレール１３と、このコモンレール１３のリークポートに装着されたプレッシャリミッタ１４と、コモンレール１３の各燃料出口から高圧燃料が分配供給される複数個（本例では４個）のインジェクタ（燃料噴射弁）１５と、燃料タンクから複数個のインジェクタ１５まで延びる燃料供給配管とを備えている。
ここで、コモンレール式燃料噴射システムは、コモンレール１３の内部に蓄圧された高圧燃料を各インジェクタ１５を介してエンジンの各気筒毎の燃焼室内に噴射供給するように構成されている。
【００２１】
燃料供給配管は、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室から燃料フィルタ１１に低圧燃料を供給する燃料供給流路を形成する供給配管（低圧燃料配管）２１と、燃料フィルタ１１の出口ポートからサプライポンプ１２に低圧燃料を供給する燃料供給流路を形成する供給配管（低圧燃料配管）２２と、サプライポンプ１２の吐出口からコモンレール１３に高圧燃料を供給する燃料供給流路を形成する供給配管（高圧燃料配管）２３と、コモンレール１３の各燃料出口から各インジェクタ１５に高圧燃料を供給する燃料供給流路を形成する分岐配管（高圧燃料配管）２４とによって構成されている。
なお、燃料供給配管の供給配管２１の燃料タンク側の先端部は、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室内に貯留される燃料中に浸漬されている。つまり燃料供給配管の供給配管２１は、供給配管２１の燃料吸い込み口が、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室内に貯留される燃料の液面レベルよりも車両上下方向の下方側に位置するように燃料タンクに取り付けられている。
【００２２】
燃料フィルタ１１は、フィルタエレメント、およびこのフィルタエレメントを収容するフィルタケース等を有している。フィルタエレメントは、フィルタケース内に形成される内部空間に濾紙等の濾過材やハニカム状の濾過エレメントを設置したもので、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室から流入する燃料中に含まれる不純物（塵芥、錆等の固形物、カーボン、ガム状物質のようなスラッジおよび水分）を濾過または捕捉して燃料から分離除去する。また、フィルタケースには、供給配管２１の燃料流方向の下流端に接続するインレット（入口ポート）と、供給配管２２の燃料流方向の上流端に接続するアウトレット（出口ポート）とが形成されている。
【００２３】
サプライポンプ１２は、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室から供給配管２１、燃料フィルタ１１、供給配管２２を経て吸入した低圧燃料を加圧する圧送系統を１つまたは２つ（または３つ以上）備え、つまりポンプエレメントを１気筒または２気筒（または３気筒以上）備え、１つの電磁弁（図示せず）で、１つまたは２つ（または３つ以上）の圧送系統の燃料吐出量を、各燃料加圧室内に吸入される吸入燃料量を調量することで制御するタイプの高圧燃料ポンプである。このサプライポンプ１２は、周知の構造のフィードポンプ（図示せず）と、このフィードポンプを駆動するポンプ駆動軸（カムシャフト：図示せず）と、ベアリングを介してポンプ駆動軸を回転自在に軸支するポンプハウジング（図示せず）と、ポンプ駆動軸により駆動されるカム（図示せず）と、このカムに駆動されて上死点と下死点との間を往復直線運動する１個または２個（または３個以上）のプランジャ（図示せず）と、ポンプハウジングに固定されて、内部に１個または２個（または３個以上）の燃料加圧室が形成されたシリンダヘッド（図示せず）とを備えている。
【００２４】
フィードポンプは、エンジンのクランクシャフトの回転に伴ってポンプ駆動軸が回転することで、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室から供給配管２１、燃料フィルタ１１、供給配管２２を経て低圧燃料を汲み上げる低圧燃料ポンプである。また、サプライポンプ１２は、各プランジャがシリンダヘッド内を往復摺動することで、供給配管２２からフィードポンプ、燃料吸入流路を経て１個または２個（または３個以上）の燃料加圧室内に吸入された低圧燃料を加圧して高圧化する高圧燃料ポンプである。
また、プランジャは、シリンダヘッドの摺動孔に摺動自在に支持されている。
そして、サプライポンプ１２は、各燃料加圧室よりも燃料流方向の上流に、逆止弁構造の吸入弁が設置されている。また、サプライポンプ１２は、各燃料加圧室よりも燃料流方向の下流に、逆止弁構造の吐出弁が設置されている。この吐出弁が開弁すると、サプライポンプ１２の吐出口からコモンレール１３に向けて高圧燃料が吐出される。
【００２５】
また、サプライポンプ１２には、内部の燃料温度が高温にならないようにリークポートが設けられており、サプライポンプ１２からのリーク燃料（余剰燃料）は、燃料戻し配管を経て燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室に戻される。
ここで、サプライポンプ１２の内部に形成される、フィードポンプから１個または２個（または３個以上）の燃料加圧室まで延びる燃料吸入流路の途中には、各吸入弁を介して各燃料加圧室内に吸入される吸入燃料量を調量する電磁弁が取り付けられている。この電磁弁は、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）から印加されるポンプ駆動電流によって電子制御されるように構成されている。これにより、サプライポンプ１２の吐出口より吐出される燃料吐出量が制御される。
【００２６】
コモンレール１３は、燃料の噴射圧力に相当する高圧燃料を蓄圧する蓄圧容器であり、供給配管２３を介してサプライポンプ１２の吐出口に接続される燃料入口（インレットポート）を有している。また、コモンレール１３は、複数の分岐配管２４を介して各インジェクタ１５に接続される燃料出口（アウトレットポート）を有している。また、コモンレール１３からのリーク燃料（余剰燃料）は、燃料戻し配管を経て燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室に戻される。
ここで、コモンレール１３のリークポートと燃料戻し配管との間には、プレッシャリミッタ１４が液密的に取り付けられている。このプレッシャリミッタ１４は、コモンレール１３の内部圧力（所謂コモンレール圧力）が設定値（限界設定圧力）を超えた際に開弁してコモンレール１３の内部圧力を限界設定圧力以下に抑えるための圧力安全弁である。
【００２７】
エンジンの各気筒毎に対応して搭載される複数個のインジェクタ１５は、図１ないし図３に示したように、コモンレール１３の内部に蓄圧された高圧燃料を、直接燃焼室内に霧状に噴射供給する直接噴射タイプの燃料噴射弁である。このインジェクタ１５は、コモンレール１３より分岐する複数の分岐配管２４の燃料流方向の下流端に接続されて、エンジンの各気筒毎の燃焼室内への燃料噴射を行う燃料噴射ノズルと、この燃料噴射ノズルの弁体であるノズルニードル３１およびこのノズルニードル３１に連結するコマンドピストン３２を開弁作動方向に駆動する電磁弁とにより構成された電磁式燃料噴射弁である。この電磁弁は、ＥＣＵから印加されるインジェクタ駆動電流によって電子制御されるように構成されている。これにより、インジェクタ１５から噴射される燃料噴射量および噴射時期が制御される。
【００２８】
燃料噴射ノズルは、複数の噴射孔を開閉するノズルニードル３１と、このノズルニードル３１の軸線方向の後端部（図示上端部）に連結されたコマンドピストン３２と、ノズルニードル３１を摺動自在に支持する摺動孔（軸方向孔）を有するノズルボディ３３と、コマンドピストン３２を摺動自在に支持する摺動孔（軸方向孔）を有するインジェクタボディ（以下ロアボディと呼ぶ）３４とを備えている（図２および図３参照）。
ここで、本実施例のインジェクタ１５は、燃料噴射ノズルのハウジングであるロアボディ３４と電磁弁のハウジングであるバルブボディ３５との間にオリフィスプレート３６を挟み込んだ状態で、ロアボディ３４の軸線方向の後端部の外周にリテーニングナット３７を締め付け固定（締結固定）することにより、燃料噴射ノズルと電磁弁とが一体的に結合されている。
【００２９】
電磁弁は、燃料噴射ノズルの軸線方向の後端部に組み付けられるバルブシート（オリフィスプレート３６）と、このオリフィスプレート３６に対して着座、離脱することが可能なバルブ（電磁弁の弁体）３９と、このバルブ３９を開弁作動方向または閉弁作動方向に駆動する電磁アクチュエータとによって構成されている。また、オリフィスプレート３６には、通過する燃料の流量を調節する入口側、出口側オリフィス４１、４２が形成されている。なお、出口側オリフィス４２は、電磁弁の弁孔を構成している。
電磁アクチュエータは、ロアボディ３４との間にオリフィスプレート３６を挟み込む円筒状のバルブボディ３５、このバルブボディ３５の摺動孔内に摺動自在に支持されるアーマチャ４３、およびこのアーマチャ４３を引き寄せる電磁力を発生する円筒状の電磁石を有している。
【００３０】
電磁石は、円筒状のコイルボビンに巻装されたソレノイドコイル（電磁コイル）４４、この電磁コイル４４に接続される外部接続端子（ターミナル）４５、および電磁コイル４４への通電により磁化されるステータ４６等によって構成されている。
アーマチャ４３は、内部にバルブ３９およびアーマチャ４３を閉弁方向に付勢するコイルスプリング４７を収容する円筒状のストッパ４８によりフルリフト位置が規制されている。
なお、アーマチャ４３のステータ側に対して逆側には、バルブボディ３５の軸線方向に延びる摺動孔内に摺動自在に支持されるシャフト４９が一体的に形成されている。
【００３１】
燃料噴射ノズルのノズルニードル３１は、ノズルボディ３３の軸線方向に延びる摺動孔内に摺動自在に支持される胴体部（径大部）５１を有し、ノズルボディ３３に形成された複数の噴射孔を開閉する。また、コマンドピストン３２は、ロアボディ３４の軸線方向に延びる摺動孔内に摺動自在に支持される胴体部（径大部）５２を有し、ノズルニードル３１と連動して図示上下方向に動作する。なお、ロアボディ３４の軸線方向の前端部（図示下端部）には、ノズルニードル３１を閉弁方向に付勢するコイルスプリング５３が収容されている。
そして、ノズルボディ３３およびロアボディ３４の内部には、コモンレール１３に接続される配管継ぎ手のインレットポート５４から、燃料中に混入した異物を捕捉するバーフィルタ５５を経て、高圧燃料が導入される燃料供給通路５６〜５９が形成されている。この燃料供給通路５６〜５９は、燃料溜まり室６１および圧力制御室６２に高圧燃料を供給するための高圧燃料通路である。
【００３２】
燃料溜まり室６１は、ノズルボディ３３の軸線方向の中央部に形成されている。また、圧力制御室６２は、ロアボディ３４の軸線方向の後端側（図示上端側）に形成されている。そして、圧力制御室６２は、オリフィスプレート３６に形成された入口側オリフィス４１を介して燃料供給通路５６、５７に連通している。また、圧力制御室６２は、オリフィスプレート３６に形成された出口側オリフィス４２を介してバルブボディ３５に形成された燃料排出通路６３に連通している。
また、ロアボディ３４の内部には、コイルスプリング５３を収容するスプリング収容室６４から余剰燃料が流れ込む燃料回収通路６５が形成されている。
燃料回収通路６５内に流入した余剰燃料は、電磁弁側の燃料排出通路６６、６７、リークポート６８、アウトレットパイプ６９、燃料戻し配管を経て燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室に戻される。なお、電磁弁側の燃料排出通路６６、６７は、燃料排出通路６３、出口側オリフィス４２を介して圧力制御室６２に連通している。
【００３３】
燃料戻し配管は、サプライポンプ１２、コモンレール１３、複数個のインジェクタ１５のうちのいずれか２つ以上の燃料供給機器のリークポートから溢流または排出される余剰燃料を燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室に戻す複数のリターン配管７１〜７４等を有している。
リターン配管７１の内部には、サプライポンプ１２のリークポートからの余剰燃料が流通する第１燃料戻し流路が形成されている。また、リターン配管７２の内部には、コモンレール１３のリークポート（プレッシャリミッタ１４）からの余剰燃料が流通する第２燃料戻し流路が形成されている。また、リターン配管７３の内部には、複数個のインジェクタ１５の各リークポート６８からの余剰燃料が流通する第３燃料戻し流路が形成されている。
【００３４】
また、リターン配管７４の内部には、サプライポンプ１２、コモンレール１３、複数個のインジェクタ１５のうちのいずれか２つ以上の燃料供給機器のリークポート（またはプレッシャリミッタ１４）からの余剰燃料を合流させた後に燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室に戻す燃料戻し流路が形成されている。
なお、燃料戻し配管のリターン配管７４の燃料タンク側の先端部は、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室内に貯留される燃料中に浸漬されている。つまり燃料戻し配管のリターン配管７４は、その吐き出し口が、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室内に貯留される燃料の液面レベルよりも車両上下方向の下方側に位置するように燃料タンクに取り付けられている。
【００３５】
イオン交換フィルタは、重力方向（車両上下方向）の上方から下方に燃料が流れるように、燃料戻し配管のリターン配管７４の途中に設けられる筒状のハウジング３、およびこのハウジング３の樹脂充填室内に充填されるイオン交換樹脂粒子４等によって構成されている。
ハウジング３の樹脂充填室は、車両上下方向に沿う高さ方向のサイズが車両幅方向または車両前後方向に沿う横方向のサイズよりも大きく、しかもハウジング３よりも燃料流方向の上流側および下流側に形成されるリターン配管７４の燃料戻し流路の流路断面積よりも大きい空間である。このハウジング３の燃料流方向の上流側には、樹脂充填室内に燃料を導入する燃料入口が形成されている。また、ハウジング３の燃料流方向の下流側には、樹脂充填室内から燃料を導出する燃料出口が形成されている。
【００３６】
そして、ハウジング３の燃料入口および燃料出口には、イオン交換樹脂粒子４の流出または飛散を防止すると共に、燃料の流通を確保するという目的でメッシュプレートまたはメッシュフィルタ（図示せず）がそれぞれ設置されている。
イオン交換樹脂粒子４は、燃料戻し配管内の燃料中に溶出している金属イオンを交換吸着等により捕捉する。つまり、イオン交換樹脂粒子４は、燃料中に含まれる金属成分（金属イオン）を燃料から分離除去することが可能な物質（球面体状の粒子）である。
【００３７】
［実施例１の作用］
次に、本実施例の内燃機関の燃料供給装置（コモンレール式燃料噴射システム）の作用を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。
【００３８】
サプライポンプ１２のポンプ駆動軸がエンジンのクランクシャフトに駆動されて回転すると、ポンプ駆動軸の回転に伴って、サプライポンプ１２に内蔵されたフィードポンプが回転する。これにより、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室内に貯留されている低圧燃料が、供給配管２１の燃料吸い込み口から吸い込まれて供給配管２１を経て燃料フィルタ１１の内部に流入する。
そして、フィルタケースのインレットから内部空間内に流入した低圧燃料は、内部空間に設置されたフィルタエレメントを通過する際に、燃料中に含まれた不純物が分離除去される。そして、フィルタエレメントで濾過されて清浄化された低圧燃料は、フィルタケースのアウトレットから流出する。
燃料フィルタ１１から流出した低圧燃料は、供給配管２２を経て、フィードポンプの内部に吸引される。そして、フィードポンプは、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室から吸入した低圧燃料を加圧して電磁弁側に吐出する。
【００３９】
また、ポンプ駆動軸の回転に伴ってカムが回転し、このカムの回転に伴ってプランジャが往復移動する。カムの回転に伴って上死点にあるプランジャが下死点に向けて移動すると、フィードポンプから吐出された燃料が電磁弁、吸入弁を介して燃料加圧室に流入する。下死点に達したプランジャが再び上死点に向けて移動すると、吸入弁が閉じ、燃料加圧室の燃料圧力が上昇する。燃料加圧室の燃料圧力が上昇すると、吐出弁が開弁して、高圧燃料が吐出される。
このようにサプライポンプ１２は、フィードポンプで汲み上げた低圧燃料を燃料加圧室内で加圧して高圧化し、この高圧燃料を吐出口から吐出して、高圧燃料をコモンレール１３に供給する。
サプライポンプ１２の吐出口より吐出された高圧燃料は、供給配管２３を経て、燃料入口からコモンレール１３の内部（蓄圧室）に流入し、この蓄圧室内で一時的に蓄圧される。
【００４０】
ここで、エンジンの複数の気筒（第１〜第４気筒）の中で第１気筒に搭載されたインジェクタ１５の噴射時期になると、そのインジェクタ１５の電磁弁の電磁コイル４４への通電が開始される。このようにインジェクタ１５の電磁弁の電磁コイル４４が通電されると、電磁コイル４４およびステータ４６よりなる電磁石に電磁力が発生する。この電磁石の電磁力によってステータ４６の磁極面側にアーマチャ４３が吸引される。そして、アーマチャ４３がステータ４６の磁極面に近づく方向（軸線方向の一方側）へ移動して、アーマチャ４３のアーマチャ本体がストッパ４８のストッパ本体の規制面に当接する。これにより、アーマチャ４３の位置がフルリフト位置にて規制される。
【００４１】
このとき、バルブ３９よりも燃料流方向の上流側の圧力制御室６２内には、コモンレール１３から入口側オリフィス４１を介して高圧燃料が導入されている。また、バルブ３９よりも燃料流方向の下流側の燃料排出通路６３内は、燃料排出通路６６、６７、リークポート６８、アウトレットパイプ６９を介して、燃料タンク（燃料系の低圧側）に連通している。
このため、バルブ３９よりも燃料流方向の上流側の方が、バルブ３９よりも燃料流方向の下流側よりも燃料圧力が高いので、アーマチャ４３の軸線方向の上方側への移動（リフト）に伴って、バルブ３９がオリフィスプレート３６の弁座から離脱して、オリフィスプレート３６の出口側オリフィス４２が開放される。したがって、圧力制御室６２の内部に充満していた燃料は、圧力制御室６２から出口側オリフィス４２→燃料排出通路６３→燃料排出通路６６、６７→リークポート６８→アウトレットパイプ６９を経て燃料タンクに戻される。
【００４２】
以上の電磁弁自身の開弁動作に伴って、圧力制御室６２内の燃料圧力（ノズルニードル３１を押し下げる方向（閉弁方向）に作用する油圧力）が低下し、燃料溜まり室６１内の燃料圧力（ノズルニードル３１を押し上げる方向（開弁方向）に作用する油圧力）が、圧力制御室６２内の油圧力にコイルスプリング５３の付勢力（ノズルニードル３１を押し下げる方向（閉弁方向）に作用する付勢力）を加えた合力よりも大きくなる。
これにより、ノズルニードル３１がノズルボディ３３の弁座（シート面）より離脱するため、複数の噴射孔を開弁する。すなわち、エンジンの第１気筒に搭載されたインジェクタ１５が開弁すると、コモンレール１３の内部（蓄圧室）に蓄圧されていた高圧燃料が、分岐配管２４を介して、インジェクタ１５の内部（燃料供給通路５６〜５９、燃料溜まり室６１、圧力制御室６２等）に流れ込み、燃料溜まり室６１を経て複数の噴射孔からエンジンの第１気筒の燃焼室内に噴射供給される。よって、エンジンの第１気筒の燃焼室内への燃料噴射が開始される。
【００４３】
噴射タイミングから指令噴射期間が経過すると、電磁弁の電磁コイル４４への通電が停止される。すると、アーマチャ４３がコイルスプリング４７の付勢力によってステータ４６の磁極面より遠ざかる方向へ移動し、バルブ３９がオリフィスプレート３６の弁座に押し付けられる。
これにより、出口側オリフィス４２が閉塞されるため、コモンレール１３から燃料供給通路５６、５７、入口側オリフィス４１を経由して圧力制御室６２内に供給される高圧燃料が圧力制御室６２内に充満する。これに伴って、圧力制御室６２内の燃料圧力が上昇する。そして、圧力制御室６２内の燃料圧力にコイルスプリング５３の付勢力を加えた合力が燃料溜まり室６１内の燃料圧力よりも大きくなると、ノズルニードル３１がノズルボディ３３の弁座（シート面）に着座するため、複数個の噴射孔が閉弁する。すなわち、エンジンの第１気筒に搭載されたインジェクタ１５が閉弁すると、エンジンの第１気筒の燃焼室内への燃料噴射が終了する。
【００４４】
したがって、本実施例の内燃機関の燃料供給装置（コモンレール式燃料噴射システム）では、インジェクタ１５の電磁弁の電磁コイル４４が通電されてノズルニードル３１がノズルボディ３３の軸線方向の先端部に形成された複数個の噴射孔を開弁している間、コモンレール１３の内部（蓄圧室）に蓄圧された高圧燃料が、エンジンの第１気筒の燃焼室内に噴射供給される。
また、エンジンの第１気筒を除く他の気筒（第２〜第４気筒）に搭載されたインジェクタ１５の内部（燃料供給通路５６〜５９、燃料溜まり室６１、圧力制御室６２等）に高圧燃料が分配供給され、エンジンの第２〜第４気筒の燃焼室内に順次噴射供給される。これにより、エンジンが運転される。
【００４５】
ここで、サプライポンプ１２のリークポートから溢流または排出された余剰燃料（リターン燃料）は、リターン配管７１を流通してリターン配管７４に流れ込む。また、コモンレール１３のリークポート（プレッシャリミッタ１４）から溢流または排出された余剰燃料（リターン燃料）は、リターン配管７２を流通してリターン配管７４に流れ込む。また、複数個のインジェクタ１５の各リークポート６８および各アウトレットパイプ６９から溢流または排出された余剰燃料（リターン燃料）は、リターン配管７３を流通してリターン配管７４に流れ込む。
そして、サプライポンプ１２、コモンレール１３、複数個のインジェクタ１５のうちのいずれか２つ以上の燃料供給機器のリークポート（またはプレッシャリミッタ１４）からの余剰燃料は、リターン配管７４を経て、イオン交換フィルタの内部に流入する。
【００４６】
そして、ハウジング３の燃料入口に保持固定されたメッシュプレートまたはメッシュフィルタを通過してハウジング３の樹脂充填室内に流入した余剰燃料は、樹脂充填室内に充填された多数のイオン交換樹脂粒子４に接触する。このとき、ハウジング３の樹脂充填室内に流入した余剰燃料中に溶出している金属成分（金属イオン）が、多数のイオン交換樹脂粒子４に交換吸着等により捕捉される。つまり、イオン交換樹脂粒子４のイオン除去能力により、余剰燃料中に含まれる金属成分（金属イオン）が余剰燃料から分離除去される。そして、イオン交換樹脂粒子４で金属成分（金属イオン）が分離除去された余剰燃料は、ハウジング３の燃料出口に保持固定されたメッシュプレートまたはメッシュフィルタを通過してハウジング３から流出する。
イオン交換フィルタから流出した余剰燃料は、リターン配管７４を経て、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室に戻される。
【００４７】
［実施例１の効果］
以上のように、本実施例の内燃機関の燃料供給装置（コモンレール式燃料噴射システム）においては、サプライポンプ１２、コモンレール１３、複数個のインジェクタ１５のうちのいずれか２つ以上の燃料供給機器のリークポート（またはプレッシャリミッタ１４）からの余剰燃料を合流させた後に燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室に戻すための燃料戻し流路を形成する燃料戻し配管中にイオン交換フィルタを配置している。具体的には、燃料戻し配管のリターン配管７４の途中にイオン交換フィルタのハウジング３を設置し、そのハウジング３の樹脂充填室内に、燃料中に溶出した金属イオンの除去能力に優れる多数のイオン交換樹脂粒子４を充填している。
【００４８】
これによって、内燃機関の燃料供給装置へのイオン交換フィルタの具体的な実施方法として、ハウジング３の樹脂充填室内にイオン交換樹脂粒子４を充填したイオン交換フィルタを燃料戻し配管中に配置する実施方法を採用（実施）している。これにより、燃料中に溶出している金属成分と燃料中成分との予期せぬ反応物、例えば脂肪酸金属塩が生成された場合であっても、燃料戻し配管中に配置されたイオン交換樹脂粒子４により交換吸着されて燃料から金属イオンが分離除去される。これにより、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室内において燃料供給配管の供給配管２１の燃料吸い込み口から、金属イオンが溶出されていない清浄な燃料を吸い込むことができる。
【００４９】
したがって、金属成分と燃料中成分との予期せぬ反応物、例えば脂肪酸金属塩が、サプライポンプ１２の摺動部（電磁弁、シリンダヘッドの摺動孔の孔壁面とプランジャの外周面との間に形成される摺動クリアランス）、あるいは複数個のインジェクタ１５の摺動部（電磁弁のバルブボディ３５の摺動孔の孔壁面とアーマチャ４３のシャフト４９の外周面との間に形成される摺動クリアランスまたは燃料噴射ノズルのノズルボディ３３の摺動孔の孔壁面とノズルニードル３１の胴体部５１の外周面との間に形成される摺動クリアランスまたは燃料噴射ノズルのロアボディ３４の摺動孔の孔壁面とコマンドピストン３２の胴体部５２の外周面との間に形成される摺動クリアランス）に析出または堆積するという不具合を抑えることができる。これにより、サプライポンプ１２またはインジェクタ１５の摺動部への金属成分の噛み込みによるサプライポンプ１２またはインジェクタ１５の動作不良等の不具合の発生を防止することができる。
【００５０】
これによって、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室からインジェクタ１５に燃料を供給する燃料供給配管中にイオン交換樹脂粒子を設置する従来の技術と比べて、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室からインジェクタ１５に供給される燃料流の圧力損失や流路抵抗を増加させる要因がなくなる。つまり燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室からエンジンの各気筒の燃焼室内への燃料供給に対する圧力ロスがなく、エネルギー損失が少なくなる。
また、サプライポンプ１２、コモンレール１３、複数個のインジェクタ１５のうちのいずれか２つ以上の燃料供給機器のリークポート（またはプレッシャリミッタ１４）から溢流または排出される余剰燃料を合流させた後に燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室に戻す燃料戻し流路を形成するリターン配管７１〜７４の配管レイアウトを、既存の配管レイアウトに対して最小限の変更で対応可能（燃料戻し配管中にイオン交換フィルタを設置することが可能）となるので、コストダウンを図ることができる。
【００５１】
また、イオン交換フィルタは、燃料戻し配管のリターン配管７４の途中に設置されるハウジング３の樹脂充填室内に充填される多数のイオン交換樹脂粒子４により構成されている。
また、リターン配管７４の途中に設置されるハウジング３の樹脂充填室内へのイオン交換樹脂粒子４の配置が可能であるので、燃料供給配管の燃料供給流路内を流通する燃料流の圧力損失および流路抵抗の増加への影響は非常に少ない。これにより、イオン交換樹脂粒子４と燃料との接触回数を増加させるという目的で、燃料戻し配管のリターン配管７４中に、より多くのイオン交換樹脂粒子４を配置することが可能となるので、イオン交換樹脂粒子４の搭載量を十分に確保することができる。したがって、金属成分（金属イオン）の除去効果（能力）の更なる向上を図ることができる。
【実施例２】
【００５２】
図４は本発明の実施例２を示したもので、内燃機関の燃料供給装置を示した図である。  本実施例の燃料供給機器は、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室から低圧燃料を汲み上げる周知の構造のフィードポンプ（低圧燃料ポンプ）５と、このフィードポンプ５から吐出された燃料の圧力を調圧する燃料調圧弁６と、燃料フィルタ１１を介してフィードポンプ５から吐出された低圧燃料を吸入して加圧するサプライポンプ１２と、このサプライポンプ１２の吐出口から吐出された高圧燃料が導入されるコモンレール１３と、このコモンレール１３のリークポートに装着されたプレッシャリミッタ１４と、コモンレール１３の各燃料出口から高圧燃料が分配供給される複数個のインジェクタ１５と、燃料タンクから複数個のインジェクタ１５まで延びる燃料供給配管とを備えている。なお、サプライポンプ１２に実施例１で示したようなポンプ駆動軸により駆動されるフィードポンプを内蔵しなくても良い。
【００５３】
燃料供給配管は、フィードポンプ５の吐出口から複数個のインジェクタ１５に燃料を供給する供給配管２１〜２３および分岐配管２４を有している。なお、本実施例の供給配管２１の内部には、フィードポンプ５の吐出口から燃料フィルタ１１に低圧燃料を供給する燃料供給流路が形成されている。燃料供給配管の供給配管２１の途中には、Ｔ字型の分岐部２５が設けられている。この分岐部２５からは、分岐管２６が分岐している。
燃料戻し配管は、サプライポンプ１２、コモンレール１３、複数個のインジェクタ１５のうちのいずれか２つ以上の燃料供給機器のリークポート（またはプレッシャリミッタ１４）から溢流または排出される余剰燃料を燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室に戻すリターン配管７１〜７４、および燃料調圧弁６から流出した燃料を燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室に戻すリターン配管７５を有している。なお、リターン配管７５は、燃料調圧弁６を介して、燃料供給配管の供給配管２１の途中から分岐する分岐管２６の燃料流方向の下流端に接続されている。
【００５４】
フィードポンプ５は、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室内に設置されるインタンク方式の電動燃料ポンプであり、インペラ等よりなるポンプ部をＤＣモータ等よりなるモータ部の駆動力により回転させることで、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室内に貯留されている低圧燃料を吸い上げ（吸入し）、加圧して吐出する。
なお、フィードポンプ５は、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室内に貯留される燃料中に浸漬されている。つまりフィードポンプ５は、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室内に貯留される燃料の液面レベルよりも車両上下方向の下方側に位置するように燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室内に設置されている。
【００５５】
燃料調圧弁６は、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室に燃料を戻す燃料戻し配管の燃料流方向の上流端に設置されている。この燃料調圧弁６は、分岐管２６とリターン配管７５との間に配置されるバルブケース、このバルブケース内に形成される弁孔を開閉するバルブ７、およびこのバルブ７を閉弁作動方向に付勢するスプリング８等により構成されている。また、燃料調圧弁６のバルブ７は、フィードポンプ５から吐出された低圧燃料の圧力が設定値以上に上昇した際に、スプリング８の付勢力（スプリング荷重）に打ち勝って開弁する。
イオン交換フィルタは、燃料戻し配管のリターン配管７５の途中に設置される筒状のハウジング３、およびこのハウジング３の樹脂充填室内に充填されるイオン交換樹脂粒子４等によって構成されている。
【００５６】
以上のように、本実施例の内燃機関の燃料供給装置においては、燃料供給配管の供給配管２１の途中から分岐する分岐管２６の燃料流方向の下流端に接続された燃料調圧弁６のバルブ７が開弁することで、燃料調圧弁６のバルブケースから流出した低圧燃料を燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室に戻すための燃料戻し流路を形成する燃料戻し配管中にイオン交換フィルタを配置している。具体的には、燃料戻し配管のリターン配管７５の途中にイオン交換フィルタのハウジング３を設置し、このハウジング３の樹脂充填室内に、燃料中に溶出した金属イオンの除去能力に優れる多数のイオン交換樹脂粒子４を充填することにより、実施例１と同様な効果を達成することができる。
【実施例３】
【００５７】
図５は本発明の実施例３を示したもので、内燃機関の燃料供給装置を示した図である。  本実施例の燃料タンクは、内部に燃料貯留室が形成されたタンク本体１を有している。この燃料タンクのタンク本体１内には、サブタンク２が設置されている。このサブタンク２は、その内部空間が燃料貯留室１６と燃料戻り室１７とに区画されている。また、サブタンク２の燃料貯留室１６は、タンク本体１の燃料貯留室と連通しており、その燃料貯留室１６にディーゼル燃料（軽油）が貯留されている。また、サブタンク２の燃料戻り室１７は、タンク本体１の燃料貯留室およびサブタンク２の燃料貯留室１６と区画されており、燃料戻し配管のリターン配管７１〜７４からサブタンク２の燃料貯留室１６に向かう燃料が流通する燃料戻し流路を構成している。なお、サブタンク２の重力方向（車両上下方向）の上端は、燃料戻し配管のリターン配管７４からサブタンク２の燃料戻り室１７に燃料が流入する入口部となっている。
【００５８】
燃料供給機器は、実施例１と同様に、燃料フィルタ１１、フィードポンプを内蔵したサプライポンプ１２、コモンレール１３、プレッシャリミッタ１４、複数個のインジェクタ１５および燃料供給配管を備えている。
燃料供給配管は、サブタンク２の燃料貯留室１６から複数個のインジェクタ１５に燃料を供給する供給配管２１〜２３および分岐配管２４を有している。なお、燃料供給配管の供給配管２１の燃料タンク側の先端部は、サブタンク２の燃料貯留室１６内に貯留される燃料中に浸漬されている。つまり燃料供給配管の供給配管２１は、その燃料吸い込み口が、サブタンク２の燃料貯留室１６内に貯留される燃料の液面レベル（サブタンク２内に貯留される燃料の液面レベル）よりも車両上下方向の下方側に位置するようにサブタンク２に取り付けられている。
【００５９】
燃料戻し配管は、サプライポンプ１２、コモンレール１３、複数個のインジェクタ１５のうちのいずれか２つ以上の燃料供給機器のリークポート（またはプレッシャリミッタ１４）から溢流または排出される余剰燃料をサブタンク２の燃料貯留室１６に戻すリターン配管７１〜７４を有している。なお、燃料戻し配管のリターン配管７４は、その燃料吐き出し口が、サブタンク２の燃料貯留室１６内に貯留される燃料の液面レベル（サブタンク２内に貯留される燃料の液面レベル）よりも車両上下方向の上方側に位置するようにサブタンク２に取り付けられている。
【００６０】
イオン交換フィルタは、燃料タンクのタンク本体１内に設置されるサブタンク２の燃料戻り室１７内の樹脂充填室に充填されるイオン交換樹脂粒子４等によって構成されている。また、燃料戻り室１７内の樹脂充填室の重力方向（車両上下方向）の上方側および下方側には、イオン交換樹脂粒子４の流出または飛散を防止すると共に、燃料の流通を確保するという目的でメッシュプレートまたはメッシュフィルタ（図示せず）がそれぞれ設置されている。なお、サブタンク２の重力方向（車両上下方向）の下方側に設置されるメッシュプレートまたはメッシュフィルタは、サブタンク２の内部空間を燃料貯留室１６と燃料戻り室１７とに区画する仕切り壁として機能する。また、サブタンク２の重力方向（車両上下方向）の上方側および下方側にそれぞれ設置されるメッシュプレートまたはメッシュフィルタ間には、多数のイオン交換樹脂粒子４を充填する樹脂充填室が形成される。
【００６１】
以上のように、本実施例の内燃機関の燃料供給装置においては、サプライポンプ１２、コモンレール１３、複数個のインジェクタ１５のうちのいずれか２つ以上の燃料供給機器のリークポート（またはプレッシャリミッタ１４）から余剰燃料をサブタンク２の燃料貯留室１６に戻す燃料戻し配管のリターン配管７４の車両上下方向の下方側にイオン交換フィルタを配置している。具体的には、燃料戻し配管のリターン配管７４の車両上下方向の下方側に配置されるサブタンク２の燃料戻り室１７、つまり燃料タンクのタンク本体１内に設置されるサブタンク２の中で燃料戻し配管のリターン配管７４からサブタンク２の燃料貯留室１６に向かう燃料が流通する燃料戻し流路を構成する燃料戻り室１７内に、燃料中に溶出した金属イオンの除去能力に優れる多数のイオン交換樹脂粒子４を充填することにより、実施例１と同様な効果を達成することができる。
【実施例４】
【００６２】
図６ないし図８は本発明の実施例４を示したもので、図６は内燃機関の燃料供給装置を示した図で、図７および図８はサブタンク内に設置されたイオン交換フィルタを示した図である。
【００６３】
燃料供給機器は、燃料タンクのサブタンク２の燃料貯留室１６から低圧燃料を汲み上げる電動式のフィードポンプ５と、このフィードポンプ５から吐出された燃料の圧力を調圧する燃料調圧弁６と、燃料フィルタ１１を介してフィードポンプ５から吐出された低圧燃料を吸入して加圧するサプライポンプ１２と、このサプライポンプ１２の吐出口から吐出された高圧燃料が導入されるコモンレール１３と、このコモンレール１３のリークポートに装着されたプレッシャリミッタ１４と、コモンレール１３の各燃料出口から高圧燃料が分配供給される複数個のインジェクタ１５と、燃料タンクから複数個のインジェクタ１５まで延びる燃料供給配管とを備えている。なお、サプライポンプ１２に実施例１で示したようなポンプ駆動軸により駆動されるフィードポンプを内蔵しなくても良い。
燃料供給配管は、フィードポンプ５の吐出口から複数個のインジェクタ１５に燃料を供給する供給配管２１〜２３および分岐配管２４を有している。
燃料戻し配管は、サプライポンプ１２、コモンレール１３、複数個のインジェクタ１５のうちのいずれか２つ以上の燃料供給機器のリークポート（またはプレッシャリミッタ１４）から溢流または排出される余剰燃料をサブタンク２の燃料戻り室１７に戻すリターン配管（第１リターン配管）７１〜７４、および燃料調圧弁６から流出した燃料をサブタンク２の燃料戻り室１７に戻すリターン配管（第２リターン配管）７５を有している。
【００６４】
イオン交換フィルタは、燃料タンクのタンク本体１内に設置されるサブタンク２に一体的に形成されたハウジング３の燃料戻り室１７内の樹脂充填室に充填されるイオン交換樹脂粒子４等によって構成されている。また、燃料戻り室１７内の樹脂充填室の重力方向（車両上下方向）の上方側および下方側には、イオン交換樹脂粒子４の流出または飛散を防止すると共に、燃料の流通を確保するという目的でメッシュプレートまたはメッシュフィルタ７６、７７がそれぞれ設置されている。なお、サブタンク２の重力方向（車両上下方向）の下方側に設置されるメッシュプレートまたはメッシュフィルタ７７は、サブタンク２の内部空間を燃料貯留室１６と燃料戻り室１７とに区画する仕切り壁として機能する。また、サブタンク２の重力方向（車両上下方向）の上方側および下方側にそれぞれ設置されるメッシュプレートまたはメッシュフィルタ７６、７７間には、多数のイオン交換樹脂粒子４を充填する樹脂充填室が形成される。
また、イオン交換樹脂粒子４は、燃料タンクのタンク本体１の燃料貯留室内の燃料残量が多い場合、サブタンク２内に貯留される燃料中に浸漬されるように構成されていても良い。この場合、サブタンク２の上方開口部は、タンク本体１の燃料貯留室内に貯留される燃料の液面レベルよりも車両上下方向の下方側に位置する。
【００６５】
フィードポンプ５は、サブタンク２の燃料貯留室１６内に設置されるインタンク方式の電動燃料ポンプであり、インペラ等よりなるポンプ部をＤＣモータ等よりなるモータ部の駆動力により回転させることで、サブタンク２の燃料貯留室１６内に貯留されている低圧燃料を、サクションフィルタ７８を介して吸い上げ（吸入し）、加圧して吐出する。モータ部は、燃料タンク外に取り出されれるワイヤハーネス７９を介してＥＣＵに電子制御されるモータ駆動回路に電気的に接続されている。
なお、フィードポンプ５は、サブタンク２の燃料貯留室１６内に貯留される燃料中に浸漬されている。つまりフィードポンプ５は、サブタンク２の燃料貯留室１６内に貯留される燃料の液面レベルよりも車両上下方向の下方側に位置するようにサブタンク２の燃料貯留室１６内に設置されている。
【００６６】
燃料タンクのタンク本体１には、サブタンク２、イオン交換フィルタ、フィードポンプ５、燃料調圧弁６およびフランジ１８、１９等を備えたポンプモジュールが設置されている。このポンプモジュールのフランジ１８は、燃料タンクのタンク本体１の上壁部に設けられた嵌合孔に嵌合され、ポンプモジュールの他の部品（サブタンク２、イオン交換フィルタ、フィードポンプ５、燃料調圧弁６およびフランジ１９等）は、燃料タンクのタンク本体１内に設置されている。
フランジ１８は、車両上下方向に延びる複数の支柱８０を介してサブタンク２に結合している。このフランジ１８には、燃料供給パイプ８１の配管継ぎ手８２に燃料供給ホース８３を介して接続する配管継ぎ手８４、および燃料供給パイプ８５の配管継ぎ手８６が設けられている。燃料供給パイプ８５は、フランジ１８よりもタンク本体１の内部側（車両上下方向の下方側）に配管継ぎ手８４を有し、フランジ１８よりもタンク本体１の外部側（車両上下方向の上方側）に配管継ぎ手８６を有している。この配管継ぎ手８６には、燃料フィルタ１１のインレット（入口ポート）に接続する燃料供給ホース８７が接続されている。
【００６７】
また、フランジ１９は、フィードポンプ５の吐出部２０に結合される燃料供給パイプ８１を有している。この燃料供給パイプ８１の配管継ぎ手８２には、燃料供給ホース８３が接続されている。ここで、これらの燃料供給パイプ８１、燃料供給ホース８３、燃料供給パイプ８５および燃料供給ホース８７は、燃料供給配管の供給配管２１を構成する。また、燃料供給パイプ８１の途中には、分岐部２５が設けられている。この分岐部２５の流路壁面には、燃料供給パイプ８１内の燃料供給流路から分岐する分岐流路２７が開口している。
また、フランジ１８は、燃料戻し配管のリターン配管７４を構成する燃料戻しパイプ９１が接続する配管継ぎ手９２を有する燃料戻しパイプ９３、およびこの燃料戻しパイプ９３からサブタンク２の燃料戻り室１７に向かう燃料の流れを所定の分流比率で、しかも２つ以上の燃料の流れに分流する燃料分流プレート（第１燃料分流手段）９４を有している。この燃料分流プレート９４は、円環状のベースプレート、およびこのベースプレートの外周部を図示上方に折り曲げるように屈曲した円筒状の外壁部９５を有している。外壁部９５には、サブタンク２の燃料戻り室１７に燃料を滴下させる複数の燃料出口９６が形成されている。
【００６８】
また、フランジ１９には、燃料調圧弁６が設置されている。燃料調圧弁６は、燃料タンクの燃料貯留室に燃料を戻す燃料戻し配管の燃料流方向の上流端に設置されている。この燃料調圧弁６は、燃料戻し配管のリターン配管７５を構成するバルブケース、フランジ１９に設けられる燃料供給パイプ８１に形成される弁孔（分岐流路２７）を開閉するバルブ７、およびこのバルブ７を閉弁作動方向に付勢するコイルスプリング８等により構成されている。また、燃料調圧弁６のバルブ７は、フィードポンプ５から吐出された低圧燃料の圧力が設定値以上に上昇した際に、スプリング８の付勢力（スプリング荷重）に打ち勝って開弁する。
また、フランジ１９には、燃料戻し配管のリターン配管７５を構成するバルブケースの燃料出口７５ａからサブタンク２の燃料戻り室１７に向かう燃料の流れを所定の分流比率で、しかも２つ以上の燃料の流れに分流する燃料分流プレート（第２燃料分流手段）９７を有している。この燃料分流プレート９７は、燃料調圧弁６のバルブケースに一体的に形成された円環状のベースプレート、およびこのベースプレートの外周部を図示上方に折り曲げるように屈曲した円筒状の外壁部９８を有している。外壁部９８には、サブタンク２の燃料戻り室１７に燃料を滴下させる複数の燃料出口９９が形成されている。
【００６９】
なお、燃料タンクのサブタンク２の燃料貯留室１６を形成するタンク壁部には、タンク本体１の燃料貯留室内の燃料残量が少ない場合（サブタンク２の上方開口部よりもタンク本体１の燃料貯留室内に貯留される燃料の液面レベルが車両上下方向の下方側に位置する場合）でも、タンク本体１の燃料貯留室内に貯留されている燃料をサブタンク２の燃料貯留室１６内に吸い込むことができるように燃料入口１０１が形成されている。また、サブタンク２に一体的に形成された複数の支柱８０は、フランジ１８の結合部１０２に対して軸線方向に摺動自在に取り付けられている。この場合、タンク本体１の燃料貯留室内に貯留される燃料の液面レベルに応じてサブタンク２の車両上下方向の位置を変えることができる。また、支柱８０の周囲には、サブタンク２の上方開口部とフランジ１８との距離を適正な位置に保持するためのコイルスプリング１０３が装着されている。
また、ハウジング３の図示下端には、樹脂充填室の燃料出口１０４が形成されている。  
【００７０】
以上のように、本実施例の内燃機関の燃料供給装置においては、サプライポンプ１２、コモンレール１３、複数個のインジェクタ１５のうちのいずれか２つ以上の燃料供給機器のリークポート（またはプレッシャリミッタ１４）から余剰燃料をサブタンク２の燃料貯留室１６に戻す燃料戻し配管のリターン配管７４の車両上下方向の下方側にイオン交換フィルタを配置している。具体的には、燃料戻し配管のリターン配管７４を構成する燃料戻しパイプ９１が接続する燃料戻しパイプ９３から燃料が戻される燃料分流プレート９４の燃料出口９６よりも車両上下方向の下方側に配置されるサブタンク２の燃料戻り室１７内に、燃料中に溶出した金属イオンの除去能力に優れる多数のイオン交換樹脂粒子４を充填している。
【００７１】
また、燃料供給配管の供給配管２１の途中、つまり燃料供給パイプ８１の途中から分岐する分岐流路２７を開閉する燃料調圧弁６のバルブ７を燃料戻し配管のリターン配管７５を構成するバルブケース内に配置し、燃料調圧弁６のバルブケースから流出した低圧燃料をサブタンク２の燃料貯留室１６に戻す燃料戻し配管のリターン配管７５の車両上下方向の下方側にイオン交換フィルタを配置している。
具体的には、燃料戻し配管のリターン配管７５を構成するバルブケースの燃料出口７５ａから燃料が戻される燃料分流プレート９７の燃料出口９９よりも車両上下方向の下方側に配置されるサブタンク２の燃料戻り室１７内に、燃料中に溶出した金属イオンの除去能力に優れる多数のイオン交換樹脂粒子４を充填することにより、実施例１と同様な効果を達成することができる。
【００７２】
また、本実施例の燃料タンク、特にタンク本体１の上壁部に設けられた嵌合孔に嵌合されるフランジ１８には、燃料戻し配管のリターン配管７４を構成する燃料戻しパイプ９１からサブタンク２の燃料戻り室１７に向かう燃料の流れを所定の分流比率で、しかも２つ以上の燃料の流れに分流する燃料分流プレート９４が設けられている。これにより、リターン配管７４を構成する燃料戻しパイプ９１からサブタンク２の燃料戻り室１７に向かう燃料と、サブタンク２の燃料戻り室１７内に充填されるイオン交換樹脂粒子４との接触回数が増えるので、イオン交換樹脂粒子４の性能、つまり金属イオンの除去効果の向上を図ることができる。
また、本実施例の燃料タンク、特にサブタンク２内に設置されるフィードポンプ５の吐出部２０に結合されるフランジ１９には、燃料戻し配管のリターン配管７５を構成するバルブケースから、サブタンク２の燃料戻り室１７に向かう燃料の流れを所定の分流比率で、しかも２つ以上の燃料の流れに分流する燃料分流プレート９７が設けられている。これにより、リターン配管７５を構成するバルブケースからサブタンク２の燃料戻り室１７に向かう燃料と、サブタンク２の燃料戻り室１７内に充填されるイオン交換樹脂粒子４との接触回数が増えるので、イオン交換樹脂粒子４の性能、つまり金属イオンの除去効果の向上を図ることができる。
なお、本実施例では、燃料タンクに２つの燃料分流プレート９４、９７を設置しているが、燃料タンクに２つの燃料分流プレート９４、９７のうちのいずれか一方のみを設置するようにしても良い。
【００７３】
［変形例］
本実施例では、イオン交換樹脂を、粒子状のイオン交換樹脂によって構成しているが、イオン交換樹脂を、粉体状のイオン交換樹脂によって構成しても良い。また、イオン交換樹脂粒子４の代わりにキレート樹脂または活性炭等の活性粒子を用いても良い。また、イオン交換樹脂粒子４の形状が、粒子状の他に、粉体状または繊維状または膜状のいずれかの形状であっても良い。
本実施例では、燃料供給機器としてコモンレール１３を設置しているが、コモンレール１３を設けなくても良い。また、プレッシャリミッタ１４の代わりに減圧弁をコモンレール１３等に設置しても良い。また、インジェクタ１５の代わりに燃料噴射ノズルを用いても良い。また、サプライポンプ１２の代わりに列型燃料噴射ポンプや分配型燃料噴射ポンプを用いても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】内燃機関の燃料供給装置を示した構成図である（実施例１）。
【図２】インジェクタを示した断面図である（実施例１）。
【図３】インジェクタの燃料噴射ノズルを示した断面図である（実施例１）。
【図４】内燃機関の燃料供給装置を示した構成図である（実施例２）。
【図５】内燃機関の燃料供給装置を示した構成図である（実施例３）。
【図６】内燃機関の燃料供給装置を示した構成図である（実施例４）。
【図７】サブタンク内に設置されたイオン交換フィルタを示した断面図である（実施例４）。
【図８】（ａ）は図７のＡ−Ａ断面図で、（ｂ）は図７のＢ−Ｂ断面図である（実施例４）。
【符号の説明】
【００７５】
１  燃料タンクのタンク本体
２  燃料タンク（ポンプモジュール）のサブタンク
３  イオン交換フィルタ（金属イオン除去手段）のハウジング（フィルタケース）
４  イオン交換フィルタ（金属イオン除去手段）のイオン交換樹脂粒子
５  電動式のフィードポンプ（低圧燃料ポンプ、燃料供給機器）
６  燃料調圧弁（燃料供給機器）
１１  燃料フィルタ（燃料供給機器）
１２  サプライポンプ（高圧燃料ポンプ、燃料供給機器）
１３  コモンレール（燃料供給機器）
１４  プレッシャリミッタ（燃料供給機器）
１５  インジェクタ（燃料噴射弁、燃料供給機器）
１６  サブタンクの燃料貯留室
１７  サブタンクの燃料戻り室
２１  供給配管（燃料供給配管）
２２  供給配管（燃料供給配管）
２３  供給配管（燃料供給配管）
２４  分岐配管（燃料供給配管）
２６  分岐管（燃料供給配管）
７１  リターン配管（燃料戻し配管）
７２  リターン配管（燃料戻し配管）
７３  リターン配管（燃料戻し配管）
７４  リターン配管（燃料戻し配管、第１リターン配管）
７５  リターン配管（燃料戻し配管、第２リターン配管）
９４  燃料分流プレート（第１燃料分流手段）
９７  燃料分流プレート（第２燃料分流手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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