(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料中に含まれる金属イオンを取り除くイオン交換体（７）と、
このイオン交換体（７）を収容する収納室（３１）を形成する容器（８）と
を備えた金属イオン除去装置（６）において、
前記容器（８）は、前記収納室（３１）から前記容器（８）の外部への前記イオン交換体（７）の流出を防止し、燃料の通過を許容すると共に、燃料中に含まれる金属イオンを取り除くイオン交換不織布（１１、１２）を有していて、
前記容器（８）は、燃料タンク（１）から内燃機関へ燃料を供給する燃料供給システムに搭載されており、
前記燃料タンク（１）は、前記内燃機関の燃料を貯蔵する燃料貯留室（１５）、および燃料給油口から前記燃料貯留室（１５）へ燃料を導く燃料給油流路（１４）を有しており、
前記容器（８）は、前記燃料給油流路（１４）の内部に設置されていることを特徴とする金属イオン除去装置（６）。
【請求項２】
請求項１に記載の金属イオン除去装置（６）において、
前記容器は、内部に前記収納室（３１）が形成される筒状のケース（８）を有し、
前記ケース（８）は、前記収納室（３１）を流れる燃料の流れ方向の上流側または下流側に、前記収納室（３１）の上流端または下流端で開口する開口部を有し、
前記イオン交換不織布（１１、１２）は、前記ケース（８）の開口部を塞ぐように設置されていることを特徴とする金属イオン除去装置（６）。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の金属イオン除去装置（６）において、
前記燃料タンク（１）は、前記内燃機関の燃料を貯蔵する燃料貯留室（１５）を有し、
前記容器（８）は、前記燃料貯留室（１５）の内部に設置されていることを特徴とする金属イオン除去装置（６）。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の金属イオン除去装置（６）において、
前記燃料供給システムは、
前記燃料タンク（１）から吸入した燃料を加圧して前記内燃機関側に向けて吐出する燃料ポンプ（３）と、
前記燃料タンク（１）と前記燃料ポンプ（３）との間に設置されて、前記燃料タンク（１）から前記燃料ポンプ（３）側に向かう燃料中に含まれる異物を取り除く燃料フィルタ（２）と
を備え、
前記容器（８）は、前記燃料タンク（１）と前記燃料フィルタ（２）との間に設置されていることを特徴とする金属イオン除去装置（６）。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の金属イオン除去装置（６）において、
前記燃料供給システムは、
前記燃料タンク（１）から吸入した燃料を加圧して前記内燃機関側に向けて吐出する燃料ポンプ（３）と、
前記燃料タンク（１）と前記燃料ポンプ（３）との間に設置されて、前記燃料タンク（１）から前記燃料ポンプ（３）側に向かう燃料中に含まれる異物を取り除くフィルタエレメントを有する燃料フィルタ（２）と
を備え、
前記容器（８）は、前記燃料フィルタ（２）の内部に設置されていることを特徴とする金属イオン除去装置（６）。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の金属イオン除去装置（６）に
おいて、
前記イオン交換体とは、前記収納室（３１、５１）の内部に充填される多粒子状のイオン交換樹脂（７）のことであることを特徴とする金属イオン除去装置（６）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料に含まれる金属イオンを除去する金属イオン除去装置に関するもので、特に燃料フィルタまたは燃料タンクに対する金属イオン除去フィルタの搭載構造に係わる。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来より、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関（エンジン）に燃料を供給する燃料供給装置が知られている。
エンジンに供給する燃料中には、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。
【０００３】
この脂肪酸金属塩は、一般的に燃料に対して不溶であるため、エンジンに燃料を噴射する燃料噴射装置（例えばインジェクタ）の摺動部等に析出して堆積すると、インジェクタの作動不良を引き起こすという問題がある。
そこで、燃料タンクと高圧燃料ポンプとの間の燃料供給流路中に金属イオン除去機構を搭載した構造が公知である（例えば、特許文献１及び２参照）。
金属イオン除去機構は、燃料タンクから高圧燃料ポンプに吸入される燃料が流れる燃料流路を形成する筒状のハウジングと、このハウジングの内部に取り付けられて、内部に多数のイオン交換樹脂粒子が充填されたカートリッジとを備えている。
【０００４】
カートリッジは、燃料の流れ方向の両端が開放されたケース本体と、このケース本体の上流側の開口端を塞ぐように設置される第１メッシュと、ケース本体の下流側の開口端を塞ぐように設置される第２メッシュとを備えている。
２つの第１、第２メッシュは、カートリッジの内部に異物が侵入することを阻止すると共に、カートリッジの内部に充填された多数のイオン交換樹脂粒子がカートリッジから流出することを防止している。
なお、ケース本体や２つの第１、第２メッシュは、弾性変形がし難い非変形材料が使用されている。
【０００５】
［従来の技術の不具合］
ところが、特許文献１及び２に記載の金属イオン除去機構において、カートリッジの内部に充填されるイオン交換樹脂粒子が燃料を吸収して膨潤する。イオン交換樹脂粒子は、燃料膨潤すると体積が増加する特性を持っている。
これにより、非変形材料により構成されるケース本体の内部および非変形材料により構成される２つの第１、第２メッシュ間にイオン交換樹脂粒子が充填されている場合には、イオン交換樹脂ビースの体積増加により隣設するイオン交換樹脂粒子間の隙間が詰められる。
【０００６】
この結果、燃料が通過可能な流路断面積が減少するので、隣設するイオン交換樹脂粒子間の隙間を通過する燃料流の圧力損失が増大し、高圧燃料ポンプのポンプ効率に対するエネルギー損失が大きくなるという問題がある。
また、イオン交換樹脂粒子同士が衝突することにより、イオン交換樹脂粒子が破砕または破損する等の不具合が発生する懸念があるため、カートリッジの充填室内の容量（内容積）を大きくする必要がある。
しかし、充填室の容量を大型化したカートリッジを有する金属イオン除去機構を、搭載スペースに制約のある燃料フィルタの内部に搭載した場合、金属イオン除去機構の搭載スペースの確保が困難となる。
【０００７】
一方、カートリッジの内部のイオン交換樹脂粒子の充填量を少なくして、燃料流の圧力損失を低減した場合には、充填室内でイオン交換粒子が移動可能となるので、この場合もイオン交換樹脂粒子同士が衝突して、イオン交換樹脂粒子が破砕または破損する等の不具合が発生する懸念がある。また、隣設するイオン交換樹脂粒子間の隙間が広くなるので、カートリッジの充填室内の容量に対して、イオン交換樹脂粒子の搭載量を十分に確保できなくなる。これにより、金属イオン除去機構による金属イオンを除去する性能、つまりイオン交換効率が低下するという問題がある。
省スペースにて、効率良く、金属イオン除去機構を搭載するためには、上記に述べた搭載スペースを必要としないイオン交換樹脂の搭載構造が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４３１１３３２号公報
【特許文献２】特開２０１０−１３８７８２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、搭載スペースの省スペース化を図ることのできる金属イオン除去装置を提供することにある。また、金属イオンの除去効率の向上を図ることのできる金属イオン除去装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明（金属イオン除去装置）は、燃料中に含まれる金属イオンを取り除くイオン交換体と、このイオン交換体を収容する収納室を形成する容器とを備えている。そして、容器は、容器の内部（収納室）から容器の外部へのイオン交換体の流出を防止し、燃料の通過を許容すると共に、燃料中に含まれる金属イオンを取り除くイオン交換不織布を有している。
【００１１】
請求項１に記載の発明によれば、容器の収納室の内部に、燃料中に含まれる金属イオンを取り除くイオン交換体が収容されている。このイオン交換体は、容器の内部（収納室）から容器の外部への流出がイオン交換不織布により抑制（防止）されている。
これによって、容器の収納室に収容されるイオン交換体が燃料膨潤や熱膨張等により体積増加した場合であっても、イオン交換体の体積増加に対応してイオン交換不織布が伸縮変形し易い変形部材であるため、予めイオン交換体が体積増加する特性に合わせて容器の収納室内の容量（内容積）を大きくする必要はない。これにより、容器の収納室内の容量に対して、イオン交換体の搭載量を十分に確保できるので、金属イオンの除去効率の向上を図ることができる。
【００１２】
したがって、容器全体の体格を小型化（コンパクト化）できるので、装置全体の搭載スペースを容易に確保することができる。これにより、装置全体の搭載スペースの省スペース化を図ることができるので、例えば車両に対する装置全体の搭載性を向上することができる。
また、容器の一部がイオン交換不織布で構成されているので、容器の収納室に収容されるイオン交換体だけでなく、イオン交換不織布自身も燃料中に含まれる金属イオンを取り除くフィルタ部材としての機能を備える。これにより、イオン交換体のみで燃料中に含まれる金属イオンを取り除くもの（従来の技術）と比べて、金属イオンの除去効率の向上を図ることができる。
また、請求項１に記載の発明によれば、燃料タンクから内燃機関へ燃料を供給する燃料供給システムに金属イオン除去装置（イオン交換不織布製の保持部を有する容器、およびこの容器の収納室に収容されるイオン交換体）が搭載されている。
この場合、燃料タンクから内燃機関に供給される燃料中に含まれる金属イオンをイオン交換体およびイオン交換不織布により取り除くことができる。
さらに、請求項１に記載の発明によれば、燃料タンクに、内燃機関の燃料を貯蔵する燃料貯留室、および燃料給油口から燃料貯留室へ燃料を導く燃料給油流路を有している。そして、燃料給油流路の内部に容器が設置されている。
この場合、燃料給油流路を通って燃料タンク内に給油される燃料、燃料給油口から燃料貯留室へ向かう燃料中に含まれる金属イオンをイオン交換体およびイオン交換不織布により取り除くことができる。
また、容器の収納室内の容量に対して、イオン交換体の搭載量を十分に確保した場合であっても、燃料給油流路の内部に容器が設置されているので、燃料タンクの燃料貯留室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。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、容器に、内部に収納室が形成される筒状のケースを有している。
ケースには、収納室を流れる燃料の流れ方向の上流側または下流側に、収納室の上流端または下流端で開口する開口部が設けられている。
イオン交換不織布は、ケース本体の開口部を塞ぐように設置されている。
なお、ケースの材質（材料）としてイオン交換体の体積増加に対応して伸縮変形し難い非変形部材を使用した場合であっても、ケース本体の開口部を塞ぐようにイオン交換不織布を設置したことにより、予めイオン交換体が体積増加する特性に合わせてケース本体の収納室内の容量（内容積）を大きくする必要はない。
【００１５】
請求項３に記載の発明によれば、燃料タンクに、内燃機関の燃料を貯蔵する燃料貯留室を有している。そして、燃料タンクの燃料貯留室の内部に容器が設置されている。
この場合、燃料タンクの燃料貯留室に貯留される燃料中に含まれる金属イオンをイオン交換体およびイオン交換不織布により取り除くことができる。
また、容器の収納室内の容量に対して、イオン交換体の搭載量を十分に確保した場合であっても、燃料タンクの燃料貯留室の内部に容器が設置されているので、燃料タンクの燃料貯留室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もできる。
【００１７】
請求項４に記載の発明によれば、燃料供給システムに、燃料タンクから吸入した燃料を加圧して内燃機関側に向けて吐出する燃料ポンプと、燃料タンクと燃料ポンプとの間に設置されて、燃料タンクから燃料ポンプ側に向かう燃料中に含まれる異物を取り除く燃料フィルタとを備えている。そして、燃料タンクと燃料フィルタとの間に容器が設置されている。
この場合、燃料タンクから燃料フィルタへ向かう燃料中に含まれる金属イオンをイオン交換体およびイオン交換不織布により取り除くことができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、燃料供給システムに、燃料タンクから吸入した燃料を加圧して内燃機関側に向けて吐出する燃料ポンプと、燃料タンクと燃料ポンプとの間に設置されて、燃料タンクから燃料ポンプ側に向かう燃料中に含まれる異物を取り除くフィルタエレメントを有する燃料フィルタとを備えている。そして、燃料フィルタの内部に容器が設置されている。
ここで、燃料フィルタの内部において、フィルタエレメントよりも燃料流方向の上流側または下流側に金属イオン除去装置（容器、イオン交換体、イオン交換不織布）が設置される。
この場合、フィルタエレメントで濾過される前の燃料中に含まれる金属イオンをイオン交換体およびイオン交換不織布により取り除くことができる。
また、フィルタエレメントで濾過された後の燃料中に含まれる金属イオンをイオン交換体およびイオン交換不織布により取り除くことができる。
【００２４】
請求項６に記載の発明によれば、イオン交換体として、容器または袋体の収納室の内部に充填される多粒子状のイオン交換樹脂を採用している。また、繊維状のイオン交換樹脂、あるいはイオン交換樹脂不織布、あるいはキレート樹脂を採用しても良い。
また、イオン交換体およびイオン交換不織布を、燃料中の金属イオンを捕捉する金属イオン捕捉材により形成しても良い。
なお、イオン交換不織布として、容器の一部（壁体）または袋体を構成するイオン交換樹脂不織布を採用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】コモンレール式燃料噴射システムを示した構成図である（実施例１）。
【図２】燃料タンクに対する金属イオン除去フィルタの搭載構造を示した模式図である（実施例１）。
【図３】（ａ）、（ｂ）は金属イオン除去フィルタの主要構造を示した断面図である（実施例１）。
【図４】燃料フィルタに対する金属イオン除去フィルタの搭載構造を示した断面図である（実施例２）。
【図５】燃料フィルタに対する金属イオン除去フィルタの搭載構造を示した断面図である（実施例３）。
【図６】燃料フィルタに対する金属イオン除去フィルタの搭載構造を示した断面図である（実施例４）。
【図７】燃料タンクに対する金属イオン除去フィルタの搭載構造を示した模式図である（実施例５）。
【図８】燃料タンクに対する金属イオン除去フィルタの搭載構造を示した模式図である（実施例６）。
【図９】金属イオン除去フィルタを示した断面図である（実施例６）。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、搭載スペースの省スペース化を図るという目的、更に、金属イオンの除去効率の向上を図るという目的を、容器の保持部の材質（材料）としてイオン交換不織布を使用することで実現した。また、袋体の材質（材料）としてイオン交換不織布を使用することで実現した。
【実施例１】
【００２７】
［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はコモンレール式燃料噴射システムを示した図で、図２は燃料タンクに対する金属イオン除去フィルタの搭載構造を示した図である。
【００２８】
本実施例の内燃機関の燃料供給装置は、複数の気筒（例えば４気筒）を有する多気筒ディーゼルエンジン等の内燃機関（エンジン）の燃料を貯蔵する貯蔵タンク（以下燃料タンク１と言う）と、燃料タンク１からエンジンへ燃料を供給する燃料供給システムとを備えている。
燃料供給システムは、自動車等の車両のエンジンルームに搭載されるもので、ディーゼル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。
【００２９】
コモンレール式燃料噴射システムは、燃料タンク１から汲み上げた燃料中に含まれる異物を取り除く燃料フィルタ２と、この燃料フィルタ２から吸入した燃料を加圧して高圧化する高圧燃料ポンプ３と、この高圧燃料ポンプ３の吐出ポートから高圧燃料が導入されるコモンレール４と、このコモンレール４の各アウトレットポートから高圧燃料が分配供給される複数のインジェクタ５とを備え、コモンレール４の内部に貯蔵（蓄圧）された高圧燃料を各インジェクタ５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。
【００３０】
そして、燃料タンク１と燃料フィルタ２との間には、燃料タンク１から燃料フィルタ２へ向かう燃料中に含まれる金属イオンを取り除く金属イオン除去フィルタ６が設置されている。
金属イオン除去フィルタ６は、多粒子状のイオン交換樹脂（以下複数のイオン交換樹脂ビーズ７と言う）、円筒状のフィルタケース（容器）８およびイオン交換樹脂不織布１１、１２を備えている。
なお、金属イオン除去フィルタ６の詳細は後述する。
【００３１】
燃料タンク１には、内部に燃料給油流路１４（図７参照）が形成されるインレットパイプを介して、内部に給油口が形成されるフィラーネックが接続されている。この燃料タンク１の内部には、燃料を貯留する燃料貯留室１５が形成されている。
また、コモンレール式燃料噴射システムは、燃料タンク１から複数のインジェクタ５まで延びる燃料供給配管を備えている。この燃料供給配管は、燃料タンク１の燃料貯留室１５から燃料フィルタ２を経て高圧燃料ポンプ３の吸入ポートまで延びる低圧燃料配管と、高圧燃料ポンプ３からコモンレール４を経て複数のインジェクタ５の各インレットまで延びる高圧燃料配管とを備えている。
【００３２】
低圧燃料配管は、燃料タンク１から燃料フィルタ２のインレットに燃料を供給する供給配管２１、および燃料フィルタ２のアウトレットから高圧燃料ポンプ３の吸入ポートに燃料を供給する供給配管２２等を有している。
高圧燃料配管は、高圧燃料ポンプ３の吐出ポートからコモンレール４のインレットポートに燃料を供給する供給配管２３、およびコモンレール４の各アウトレットポートから複数のインジェクタ５の各インレットに燃料を供給する供給配管２４等を有している。
【００３３】
ここで、エンジンとして、燃料が直接燃焼室内に噴射供給される直接噴射式のディーゼルエンジンが採用されている。
エンジンの各気筒毎の燃焼室には、吸気ポートおよび排気ポートがそれぞれ連通している。また、エンジンの吸気ポートには、インテークマニホールドおよび吸気管が接続されている。また、エンジンの排気ポートには、エキゾーストマニホールドおよび排気管が接続されている。
【００３４】
燃料フィルタ２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１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等の異物）を濾過または捕捉して燃料から分離する。
【００３５】
高圧燃料ポンプ３は、エンジン駆動式のサプライポンプであって、燃料フィルタ２を介して燃料タンク１から燃料を汲み上げるフィードポンプ、このフィードポンプから供給される燃料を吸入すると共に調量する電磁式燃料調量弁（電磁弁）、およびこの電磁弁から加圧室内に供給される燃料を高圧化してコモンレール４およびインジェクタ５へ圧送するポンプエレメント（プランジャ、シリンダ）等によって構成されている。
コモンレール４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る。このコモンレール４には、プレッシャリミッタ（圧力レギュレータ）および燃料圧力センサ（コモンレール圧力センサ）が取り付けられている。なお、高圧燃料ポンプ３またはコモンレール４は、高圧燃料を発生する高圧発生部を構成する。
【００３６】
エンジンには、各気筒毎の燃焼室内に燃料を噴射供給する複数のインジェクタ５がそれぞれ搭載されている。
各気筒毎のインジェクタ５は、燃料を噴射する噴孔を開閉するノズルニードル、このノズルニードルの噴孔閉弁方向に付勢するスプリング、およびニードルバルブを開閉動作させるアクチュエータ（ソレノイドアクチュエータまたはピエゾアクチュエータ）等によって構成されている。
【００３７】
高圧燃料ポンプ３の電磁弁および複数のインジェクタ５の各アクチュエータへの供給電力は、ポンプ駆動回路、インジェクタ駆動回路を含んで構成されるエンジン制御ユニット（電子制御装置：以下ＥＣＵ２５と言う）によって制御されるように構成されている。
ＥＣＵ２５には、制御処理および演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムおよび制御データを保存する記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等のメモリ）、入力回路（入力部）、出力回路（出力部）等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが内蔵されている。このマイクロコンピュータの出力部と高圧燃料ポンプ３の電磁弁との間には、ポンプ駆動回路が接続されている。また、マイクロコンピュータの出力部と複数のインジェクタ５の各アクチュエータとの間には、インジェクタ駆動回路が接続されている。
そして、コモンレール４に取り付けられたコモンレール圧力センサからのセンサ出力信号や、各種センサからのセンサ出力信号は、Ａ／Ｄ変換回路でＡ／Ｄ変換された後に、マイクロコンピュータの入力部に入力されるように構成されている。
【００３８】
ここで、マイクロコンピュータの入力部には、コモンレール圧力センサだけでなく、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、冷却水温センサ、燃料温度センサおよび吸入空気温度センサ等が接続されている。また、マイクロコンピュータは、クランク角度センサより出力されるセンサ出力信号であるＮＥパルス信号の間隔時間を計測することによってエンジン回転速度（ＮＥ）を検出する回転速度検出手段としての機能も備えている。
また、ＥＣＵ２５は、図示しないイグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）されると、コモンレール圧力センサや上記の各種センサからのセンサ出力信号とメモリ内に格納された制御プログラムとに基づいて、最適な燃料噴射特性を演算し、高圧燃料ポンプ３の電磁弁への供給電力（所謂ポンプ駆動信号）、および複数のインジェクタ５の各アクチュエータへの供給電力（所謂インジェクタ駆動信号）等を電子制御するように構成されている。
なお、最適な燃料噴射特性とは、エンジンの各気筒毎の燃焼室内への燃料噴射圧力（指令噴射圧力）、各インジェクタ５の燃料噴射開始時期（指令噴射時期）、各インジェクタ５の開弁期間（指令噴射量と指令噴射圧力とから求められる指令噴射期間）等の最適値のことである。
【００３９】
次に、本実施例の金属イオン除去フィルタ（金属イオン除去装置）６の詳細構造を図２ないし図３に基づいて説明する。ここで、図３は金属イオン除去フィルタの主要構造を示した図である。
金属イオン除去フィルタ６は、燃料タンク１の燃料貯留室１５内に設置されている。この金属イオン除去フィルタ６は、供給配管２１の燃料流方向の上流端に接続されている。具体的には、金属イオン除去フィルタ６が、燃料タンク１の燃料貯留室１５に貯蔵されている燃料中に浸漬されている。
【００４０】
金属イオン除去フィルタ６は、燃料中に含まれる金属イオンを取り除く複数のイオン交換樹脂ビーズ７と、これらのイオン交換樹脂ビーズ７を収容するビーズ収納室３１を有するフィルタケース８と、このフィルタケース８の上流側の開口部（入口ポート）を塞ぐように設置されるイオン交換樹脂不織布１１と、フィルタケース８の下流側の開口部（出口ポート）を塞ぐように設置されるイオン交換樹脂不織布１２とを備えている。
フィルタケース８は、複数のイオン交換樹脂ビーズ７の燃料膨潤や熱膨張等に伴う体積増加に対応して伸縮変形し難い非変形部材（合成樹脂）によって一体的に形成されている。このフィルタケース８の内部には、円柱形状のビーズ収納室３１が形成されている。
【００４１】
フィルタケース８には、燃料タンク１の燃料貯留室１５に貯留されている燃料を吸い込むための燃料吸い込み口を形成するインレットポート（入口ポート）が、燃料流方向の上流端で開口している。
また、フィルタケース８には、供給配管２１の燃料流方向の上流端に接続するアウトレットポート（出口ポート）が、燃料流方向の下流端で開口している。
そして、フィルタケース８は、重力方向（車両上下方向）の下方側から上方側へ向かって燃料が流れるように、燃料タンク１の燃料貯留室１５内に設置されている。
なお、重力方向（車両上下方向）の上方側から下方側へ向かって燃料が流れるようにフィルタケース８の内部に設置しても良い。
また、水平方向（車両左右方向または車両前後方向）の一方側から他方側へ向かって燃料が流れるようにフィルタケース８の内部に設置しても良い。
また、フィルタケース８の内部を燃料が蛇行して流れるようにしても良い。
また、フィルタケース８の内部をＵ字状にターンして流れるようにしても良い。
【００４２】
複数のイオン交換樹脂ビーズ７は、フィルタケース８のビーズ収納室３１の内部に充填される。これらのイオン交換樹脂ビーズ７として、球面体状（球体状）、多面体状（多角錐状、立方体状または直方体状）、粉体状のイオン交換樹脂を収納するカプセル等の形態を採用しても良い。
複数のイオン交換樹脂ビーズ７は、燃料タンク１の燃料貯留室１５からフィルタケース８のビーズ収納室３１内に吸い込まれた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、イオン交換樹脂ビーズ７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多粒子状物質である。
【００４３】
イオン交換樹脂不織布１１は、フィルタケース８のインレットポートを塞ぐように設けられている。例えばイオン交換樹脂不織布１１の外周部分のみフィルタケース８の開口端縁に溶着（保持）固定されている。
イオン交換樹脂不織布１２は、フィルタケース８のアウトレットポートを塞ぐように設けられている。例えばイオン交換樹脂不織布１２の外周部分のみフィルタケース８の開口端縁に溶着（保持）固定されている。
イオン交換樹脂不織布１１、１２は、フィルタケース８の内部（ビーズ収納室３１）からフィルタケース８の外部へのイオン交換樹脂ビーズ７の流出または飛散を防止する第１、第２保持部（フィルタケース８の上流側、下流側保持部）としての機能を備えている。  イオン交換樹脂不織布１１、１２は、燃料の通過（流通）を許容する第１、第２燃料透過部（フィルタケース８の上流側、下流側燃料透過部）としての機能を備えている。
【００４４】
また、イオン交換樹脂不織布１１、１２は、自身を通過する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、イオン交換樹脂不織布１１、１２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第１、第２イオン交換不織布（上流側、下流側イオン交換不織布）である。
また、イオン交換樹脂不織布１１、１２は、金属イオン交換機能を有する樹脂よりなる繊維から形成されている。
なお、金属イオン交換機能を有する樹脂よりなる１つの不織布シートを中間部で折り返して重ねたイオン交換樹脂不織布１１、１２を採用しても良い。また、２つ折りにされたイオン交換樹脂不織布１１、１２の外周を溶着して袋状に形成しても良い。
【００４５】
［実施例１の作用］
次に、本実施例のコモンレール式燃料噴射システムに搭載される金属イオン除去装置（金属イオン除去フィルタ６）の作動を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。
【００４６】
高圧燃料ポンプ３の駆動軸がエンジンにより駆動されて回転すると、駆動軸の回転に伴って高圧燃料ポンプ３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１の燃料貯留室１５に貯蔵されている燃料が、フィルタケース８のインレットポート（供給配管２１の燃料吸い込み口）から吸い込まれて金属イオン除去フィルタ６の内部に流入する。
ここで、フィルタケース８のインレットポートに保持固定されたイオン交換樹脂不織布１１を通過してフィルタケース８の内部に流入する。このとき、イオン交換樹脂不織布１１を通過する燃料中に溶出している金属成分（金属イオン）が、イオン交換樹脂不織布１１に交換吸着等により捕捉される。つまり、イオン交換樹脂不織布１１のイオン除去能力により、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。
【００４７】
そして、イオン交換樹脂不織布１１を通過してフィルタケース８の内部に流入した燃料は、フィルタケース８の内部に充填された多数のイオン交換樹脂ビーズ７に接触する。
このとき、フィルタケース８の内部に流入した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ビーズ７に交換吸着等により捕捉される。つまり、イオン交換樹脂ビーズ７のイオン除去能力により、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、イオン交換樹脂ビーズ７で金属成分（金属イオン）が分離除去された余剰燃料は、フィルタケース８のアウトレットポートに保持固定されたイオン交換樹脂不織布１２を通過してフィルタケース８から流出する。このとき、イオン交換樹脂不織布１２を通過する燃料中に溶出している金属成分（金属イオン）が、イオン交換樹脂不織布１２に交換吸着等により捕捉される。つまり、イオン交換樹脂不織布１２のイオン除去能力により、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。
【００４８】
そして、金属イオン除去フィルタ６から流出した燃料は、供給配管２１を経て、燃料フィルタ２に流入する。ここで、燃料フィルタ２を燃料が通過する際に、燃料中に含まれる異物が分離除去される。
そして、燃料フィルタ２で濾過されて清浄化された燃料は、供給配管２２を経て高圧燃料ポンプ３の内部に流入する。
そして、高圧燃料ポンプ３は、燃料フィルタ２から供給配管２２を経て流入した燃料を加圧室内で加圧して高圧化し、この高圧燃料を高圧燃料ポンプ３の吐出ポートから吐出して、コモンレール４に供給する。
高圧燃料ポンプ３の吐出ポートより吐出された高圧燃料は、供給配管２３を経て、インレットポートからコモンレール４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。
【００４９】
ここで、エンジンの複数の気筒（例えば第１〜第４気筒）の中で第１気筒に搭載されたインジェクタ５の噴射時期（噴射タイミング）になると、インジェクタ５のアクチュエータへの通電が開始される。これにより、エンジンの第１気筒に搭載されたインジェクタ５のノズルニードルが噴孔を開弁するため、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。
そして、噴射タイミングから指令噴射期間が経過すると、インジェクタ５のアクチュエータへの通電が停止される。これにより、エンジンの第１気筒に搭載されたインジェクタ５のノズルニードルが噴孔を閉弁するため、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。
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５にコモンレール４から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。
【００５０】
［実施例１の効果］
以上のように、本実施例のコモンレール式燃料噴射システムにおいては、燃料タンク１からエンジンへ燃料を供給する燃料供給システムに金属イオン除去装置（金属イオン除去フィルタ６）が搭載されている。
金属イオン除去フィルタ６は、供給配管２１の燃料流方向の上流端（燃料吸い込み口）に接続されている。具体的には、金属イオン除去フィルタ６が、燃料タンク１の燃料貯留室１５に貯蔵されている燃料中に浸漬されている。
【００５１】
ここで、金属イオン除去フィルタ６は、燃料タンク１の燃料貯留室１５に貯蔵されている燃料中に含まれる金属イオンを取り除く多数のイオン交換樹脂ビーズ７、これらのイオン交換樹脂ビーズ７を内蔵するフィルタケース８、および燃料タンク１の燃料貯留室１５に貯蔵されている燃料中に含まれる金属イオンを取り除くイオン交換樹脂不織布１１、１２を備えている。
フィルタケース８のインレットポートおよびアウトレットポートには、イオン交換樹脂不織布１１、１２が設置（保持固定）されている。
そして、フィルタケース８のビーズ収納室３１の内部に充填される多数のイオン交換樹脂ビーズ７は、フィルタケース８の内部（ビーズ収納室３１）からフィルタケース８の外部への流出がイオン交換樹脂不織布１１、１２により抑制（防止）されている。
【００５２】
これによって、フィルタケース８のビーズ収納室３１に収容される複数のイオン交換樹脂ビーズ７が燃料膨潤や熱膨張（図３（ｂ）参照）等により体積増加した場合であっても、イオン交換樹脂ビーズ７の体積増加に対応してイオン交換樹脂不織布１１、１２が伸縮変形し易い変形部材であるため、予めイオン交換樹脂ビーズ７が体積増加する特性に合わせてフィルタケース８のビーズ収納室３１内の容量（内容積）を大きくする必要はない。これにより、フィルタケース８のビーズ収納室３１内の容量に対して、イオン交換樹脂ビーズ７の搭載量を十分に確保できるので、金属イオンの除去効率の向上を図ることができる。
したがって、フィルタケース８全体の体格を小型化（コンパクト化）できるので、装置全体の搭載スペースを容易に確保することができる。これにより、金属イオン除去フィルタ６全体の搭載スペースの省スペース化を図ることができるので、例えば車両に対する金属イオン除去フィルタ６全体の搭載性を向上することができる。
【００５３】
また、フィルタケース８の一部（壁体、フィルタケース８のインレットポートおよびアウトレットポートを塞ぐ蓋体）がイオン交換樹脂不織布１１、１２で構成されているので、フィルタケース８のビーズ収納室３１に収容されるイオン交換樹脂ビーズ７だけでなく、イオン交換樹脂不織布１１、１２自身も燃料中に含まれる金属イオンを取り除くフィルタ部材としての機能を備える。これにより、イオン交換樹脂ビーズ７のみで燃料中に含まれる金属イオンを取り除くもの（従来の技術）と比べて、金属イオンの除去効率の向上を図ることができる。
【実施例２】
【００５４】
図４は本発明の実施例２を示したもので、燃料フィルタに対する金属イオン除去フィルタの搭載構造を示した図である。
【００５５】
本実施例の燃料フィルタ２は、金属イオン除去フィルタ６と、燃料中に含まれる異物を除去するフィルタエレメント４１と、水集合室としてのセジメンタ４２と、金属イオン除去フィルタ６およびフィルタエレメント４１を収容する合成樹脂製のハウジング４３とを備えている。
ハウジング４３は、図示しない上部ケースと下部ケースとに２分割されている。ハウジング４３は、下部ケース内にフィルタエレメント４１およびセジメンタ４２を収容した後に、上部ケースと下部ケースとの溶着面を溶着することで一体化される。
【００５６】
ハウジング４３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パイプ４４と、供給配管２１の燃料流方向の上流端に接続するアウトレットパイプ４５とが形成されている。
燃料フィルタ２のハウジング４３の内部を流れる燃料の経路は、燃料タンク１から燃料が導入される燃料導入流路４６、イオン交換樹脂不織布１１、ビーズ収納室３１、イオン交換樹脂不織布１２、セジメンタ４２および高圧燃料ポンプ３へ燃料を導出する燃料導入流路４７等により構成されている。
フィルタケース７内に形成されるビーズ収納室３１は、ハウジング４３の下部（セジメンタ４２）へ燃料を導く燃料導入流路であり、ハウジング４３と同軸的に配置されている。
【００５７】
金属イオン除去フィルタ６は、実施例１と同様に、イオン交換樹脂ビーズ７、フィルタケース８およびイオン交換樹脂不織布１１、１２等によって構成されている。
フィルタエレメント４１は、物質粒子を捕捉する物質粒子除去フィルタである。このフィルタエレメント４１は、金属イオン除去フィルタ６に対して燃料流方向において下流側に配置されている。また、フィルタエレメント４１は、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。
【００５８】
燃料フィルタ２のハウジング４３の下部には、燃料中の水分を燃料から分離する水分離機能を備えている。ハウジング４３の内部の燃料と水との比重差を利用して金属イオン除去フィルタ６およびフィルタエレメント４１の重力方向の下方側（図示下方）に沈降させることにより、ハウジング４３の下部側の水集合部（セジメンタ４２）に貯留している。  ハウジング４３の底部から下方に延びるパイプ４８には、セジメンタ４２内に貯留されている水を外部へ排出させるドレーンバルブ４９が設置されている。
【００５９】
以上のように、本実施例のコモンレール式燃料噴射システムにおいては、燃料タンク１からエンジンへ燃料を供給する燃料供給システムに金属イオン除去装置（金属イオン除去フィルタ６）が搭載されている。
そして、燃料フィルタ２のハウジング４３の内部には、燃料タンク１の燃料貯留室１５から高圧燃料ポンプ３の吸入ポートへ向かう燃料中に含まれる金属イオンを取り除く金属イオン除去フィルタ６が収容（設置）されている。これにより、燃料タンク１の燃料貯留室１５からハウジング４３の内部に流入した燃料中に含まれる金属イオンがイオン交換樹脂ビーズ７およびイオン交換樹脂不織布１１、１２により取り除かれる。
したがって、実施例１と同様な作用、効果を達成することができる。
【実施例３】
【００６０】
図５は本発明の実施例３を示したもので、燃料フィルタに対する金属イオン除去フィルタの搭載構造を示した図である。
【００６１】
本実施例の金属イオン除去フィルタ６は、実施例１及び２と同様に、イオン交換樹脂ビーズ７、フィルタケース８およびイオン交換樹脂不織布１１、１２等によって構成されている。この金属イオン除去フィルタ６は、実施例２と異なり、フィルタエレメント４１に対して外側に配置されている。
本実施例のコモンレール式燃料噴射システムにおいては、燃料フィルタ２のハウジング４３の内部に金属イオン除去フィルタ６が収容（設置）されている。これにより、燃料タンク１の燃料貯留室１５からハウジング４３の内部に流入した燃料中に含まれる金属イオンがイオン交換樹脂ビーズ７およびイオン交換樹脂不織布１１、１２により取り除かれる。
したがって、実施例１及び２と同様な作用、効果を達成することができる。
【実施例４】
【００６２】
図６は本発明の実施例４を示したもので、燃料フィルタに対する金属イオン除去フィルタの搭載構造を示した図である。
【００６３】
本実施例の金属イオン除去フィルタ６は、実施例１〜３と同様に、イオン交換樹脂ビーズ７、フィルタケース８およびイオン交換樹脂不織布１１、１２等によって構成されている。この金属イオン除去フィルタ６は、実施例２と異なり、フィルタエレメント４１に対して燃料流方向において下流側に配置されている。
本実施例のコモンレール式燃料噴射システムにおいては、燃料フィルタ２のハウジング４３の内部に金属イオン除去フィルタ６が収容（設置）されている。これにより、燃料タンク１の燃料貯留室１５からハウジング４３の内部に流入した燃料中に含まれる金属イオンがイオン交換樹脂ビーズ７およびイオン交換樹脂不織布１１、１２により取り除かれる。
したがって、実施例１〜３と同様な作用、効果を達成することができる。
【実施例５】
【００６４】
図７は本発明の実施例５を示したもので、燃料タンクに対する金属イオン除去フィルタの搭載構造を示した図である。
【００６５】
本実施例の金属イオン除去フィルタ６は、実施例１〜４と同様に、イオン交換樹脂ビーズ７、フィルタケース８およびイオン交換樹脂不織布１１、１２等によって構成されている。
本実施例のコモンレール式燃料噴射システムにおいては、フィラーネックに形成される給油口から燃料タンク１の燃料貯留室１５へ燃料を給油するための燃料給油流路（給油孔）１４の内部に金属イオン除去フィルタ６が収容（設置）されている。これにより、給油口から燃料給油流路１４に流入した燃料中に含まれる金属イオンがイオン交換樹脂ビーズ７およびイオン交換樹脂不織布１１、１２により取り除かれる。
したがって、実施例１〜４と同様な作用、効果を達成することができる。
また、フィルタケース８のビーズ収納室３１内の容量に対して、イオン交換樹脂ビーズ７の搭載量を十分に確保した場合であっても、燃料給油流路１４の内部にフィルタケース８が設置されているので、燃料タンク１の燃料貯留室１５からエンジンに供給される燃料流、つまり燃料タンク１からエンジン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。
【実施例６】
【００６６】
図８および図９は本発明の実施例６を示したもので、図８は燃料タンクに対する金属イオン除去フィルタの搭載構造を示した図で、図９は金属イオン除去フィルタを示した図である。
【００６７】
本実施例の金属イオン除去フィルタ６は、燃料中に含まれる金属イオンを取り除くことが可能な多数のイオン交換樹脂ビーズ７と、内部にイオン交換樹脂ビーズ７を収容する巾着袋（袋体）９を備えている。
巾着袋９は、燃料中に含まれる金属イオンを取り除くことが可能なイオン交換樹脂不織布１３により構成されている。この巾着袋９は、内部にイオン交換樹脂ビーズ７を入れるための開口部を有している。この開口部は、締結紐１０で締結されて、イオン交換樹脂ビーズ７の外部への流出または飛散が妨げられている。巾着袋９のビーズ収納室５１には、多数のイオン交換樹脂ビーズ７が充填されている。
【００６８】
そして、巾着袋９は、それ自体（巾着袋９を構成するイオン交換樹脂不織布１３）が、巾着袋９の内部（ビーズ収納室５１）からフィルタケース８の外部へのイオン交換樹脂ビーズ７の流出または飛散を防止する保持部としての機能を備えている。また、イオン交換樹脂不織布１３は、燃料の通過（流通）を許容する燃料透過部としての機能を備えている。
なお、金属イオン交換機能を有する樹脂よりなる１つのイオン交換樹脂不織布シートを中間部で２つ折りにして、この２つ折りにされたイオン交換樹脂不織布シートの外周を溶着して巾着袋状に形成しても良い。
【００６９】
本実施例のコモンレール式燃料噴射システムにおいては、燃料タンク１の燃料貯留室１５に貯蔵されている燃料中に金属イオン除去フィルタ６を構成する巾着袋９が浸漬されている。これにより、燃料タンク１の燃料貯留室１５に貯留している燃料中に含まれる金属イオンがイオン交換樹脂ビーズ７およびイオン交換樹脂不織布１３よりなる巾着袋９により取り除かれる。
したがって、実施例１〜５と同様な作用、効果を達成することができる。
また、フィルタケース８のビーズ収納室３１内の容量に対して、イオン交換樹脂ビーズ７の搭載量を十分に確保した場合であっても、燃料タンク１の燃料貯留室１５に貯蔵されている燃料中にイオン交換樹脂不織布１３よりなる巾着袋９が浸漬されているので、燃料タンク１の燃料貯留室１５からエンジンに供給される燃料流、つまり燃料タンク１からエンジン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。
【００７０】
［変形例］
本実施例では、本発明のイオン交換体を、粒子状のイオン交換樹脂であるイオン交換樹脂ビーズ７によって構成しているが、本発明のイオン交換体を、粉体状または繊維状または膜状のイオン交換樹脂、あるいはイオン交換樹脂不織布、あるいはイオン交換粒子、あるいはイオン交換不織布、あるいはイオン交換膜によって構成しても良い。また、イオン交換体として、イオン交換樹脂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。
【００７１】
本実施例では、本発明のイオン交換不織布を、イオン交換樹脂不織布１１〜１３によって構成しているが、本発明のイオン交換不織布を、キレート樹脂不織布を用いても良い。  本実施例では、円筒状のフィルタケース８の軸線（筒）方向に燃料の出入り口が設けられているが、フィルタケース８の円周方向に燃料の出入り口が設けられていても良い。
巾着袋９の内部にイオン交換樹脂ビーズ７を入れた後に、巾着袋９の開口部を締結して閉じる締結紐１０を、イオン交換樹脂不織布テープによって形成しても良い。
また、イオン交換樹脂ビーズ７を収容したイオン交換樹脂不織布１３よりなる巾着袋９を、燃料給油流路１４、供給配管２１〜２４、燃料フィルタ２等の内部に設置しても良い。また、燃料タンク１の上壁部から巾着袋９を吊り下げるようにして燃料タンク１の内部に設置しても良い。
【００７２】
本実施例では、高圧燃料ポンプ３の内部に設置されたエンジン駆動式のフィードポンプ（低圧燃料ポンプ）を採用しているが、高圧燃料ポンプ３の外部に設置された、例えば燃料タンク１の燃料貯留室１５内に設置されたモータ駆動式の電動燃料ポンプ（フィードポンプ、低圧燃料ポンプ）を採用しても良い。
また、金属イオン除去装置（金属イオン除去フィルタ６）を、燃料タンク１の燃料貯留室１５に設置されるサブタンクの内部に収容される、サブタンク内から吸入した燃料を外部（内燃機関側）へ吐出する燃料ポンプおよびこの燃料ポンプの周囲に配置される円筒状のフィルタエレメント（燃料フィルタ）を有するポンプモジュールに設置しても良い。
【００７３】
また、金属イオン除去装置（金属イオン除去フィルタ６）を、高圧燃料ポンプ３、コモンレール４または各インジェクタ５から燃料タンク１へ余剰燃料を戻すリターン配管に設置しても良い。
また、内燃機関（エンジン）として、多気筒ディーゼルエンジンの代わりに、多気筒ガソリンエンジンを用いても良い。また、単気筒エンジンに適用しても良い。また、発電機、圧縮機、送風機を駆動する駆動源としての内燃機関（エンジン）の燃料供給装置に適用しても良い。
ここで、燃料タンク１の燃料貯留室内に貯留される燃料は、ディーゼル油、ガソリンだけでなく、アルコール混合燃料等を用いても構わない。
【符号の説明】
【００７４】
１  燃料タンク
２  燃料フィルタ
３  高圧燃料ポンプ
４  コモンレール
５  インジェクタ
６  金属イオン除去フィルタ（金属イオン除去装置）
７  イオン交換樹脂ビーズ（多粒子状のイオン交換体）
８  フィルタケース（容器）
９  イオン交換樹脂不織布製の巾着袋（袋体）
１１  イオン交換樹脂不織布
１２  イオン交換樹脂不織布
１３  イオン交換樹脂不織布
１４  燃料給油流路
１５  燃料貯留室
２１  供給配管
２２  供給配管
２３  供給配管
２４  供給配管
３１  フィルタケースのビーズ収納室
５１  巾着袋のビーズ収納室
【図１】
0005617760.tif 000002
【図２】
0005617760.tif 000003
【図３】
0005617760.tif 000004
【図４】
0005617760.tif 000005
【図５】
0005617760.tif 000006
【図６】
0005617760.tif 000007
【図７】
0005617760.tif 000008
【図８】
0005617760.tif 000009
【図９】
0005617760.tif 000010