(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部に燃料フィルタヘッドからの燃料の導入孔を有し、下部にフィルタエレメントに燃料を導出する導出孔を有するとともに略中央に前記燃料フィルタヘッドの燃料流出管が貫通される開口を有した環状の本体と、
前記開口を囲繞して配設され前記本体の前記導入孔側に一体的に設けられた円板状のＰＴＣヒータと、
前記本体の前記導出孔側に一体的に取り付けられ前記ＰＴＣヒータの作動を制御するサーモスイッチと、
をユニット化してなるヒータユニットを有し、該ヒータユニットを前記燃料フィルタヘッドと前記フィルタエレメントとの間に取り付け可能としたことを特徴とするエンジンの燃料ヒータ装置。
【請求項２】
前記導入孔は、前記ＰＴＣヒータの外周に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料ヒータ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車等のエンジンの燃料供給経路に設けられる燃料ヒータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンの燃料供給経路に設けられる燃料フィルタには、フィードポンプ下流の圧力側に設けるタイプとフィードポンプ上流の吸い込み側に設けるタイプがあるが、近年、吸い込み側に設けるタイプが主流となってきている。この燃料フィルタでは、燃料中の不純物を取り除くことが主目的であるが、寒冷地などでは、燃料に含有するワックス成分が析出し、このワックスがフィルタの目詰まりの原因となることがある。
【０００３】
そのため、現状、寒冷地においては、販売される燃料中のワックス成分を調整することで析出するワックスを減らしたり、燃料フィルタ装置の前後に圧力センサを設け、読み取った差圧を基にフィルタエレメント近傍に設けた燃料加熱装置で燃料を昇温し、ワックスを融解したりしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、比較的暖かい地方で常用していた車両を寒冷地で使用する場合、予め入っている燃料が寒冷地用ではなかったり、燃料フィルタに燃料加熱装置が設けられていなかったりするので、ワックス成分が析出しフィルタの目詰まりが生じる可能性がある。
【０００５】
また、燃料フィルタの前後に圧力センサを設ける場合、フィルタ本来の機能である燃料中の不純物を取り除いた結果による目詰まりのときにも、燃料フィルタの前後で圧力差が生じてしまうため、燃料加熱装置が作動する。しかしその場合、ワックスによる目詰まりではないので燃料加熱装置を作動させたとしても圧力差は解消されず、燃料が引き続き加熱されてしまうという問題を生じる。
【０００６】
上記の問題に対処するために、燃料フィルタの前後の圧力変動を検知し、その圧力変動がワックスによるものなのか、それとも不純物によるものなのかを判断し、ワックスによる圧力変動の場合のみ燃料加熱装置を作動させるものもあるが、このようなものは複雑となり、コストも高くなる。
【０００７】
燃料加熱装置にＰｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ  Ｔｈｅｒｍｉｓｔｅｒ（ＰＴＣヒータ）を用い、このＰＴＣヒータをサーモスイッチで制御することで燃料中のワックスが析出することを抑制するものもあるが、従来のヒータ形状はボタン状のものであり、燃料の加熱が不均一であった。
【０００８】
また、従来の燃料加熱装置は、燃料フィルタと一体になっており、寒冷地以外の地域から寒冷地に持ちこまれた車両に燃料加熱装置を取り付けようとする場合、燃料フィルタごとヒータ付きのものと交換しなければならないという問題もあった。
【０００９】
そこで、本発明では、上記の問題を解決し、構成が簡単でコストがかからず、かつ、容易に取りつけることが可能なエンジンの燃料ヒータを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を果たすために本発明の燃料ヒータ装置は、フィルタエレメントの上流に、円板状のＰＴＣヒータと前記ＰＴＣヒータを制御するサーモスイッチを備えたヒータユニットを取りつける。この発明において、円板状のＰＴＣヒータを適用した場合には、ヒータと燃料の接触面積が増大するとともに、ボタン状ＰＴＣヒータと比較して発熱が平均化されることでＰＴＣの自己制御がかかりにくいなど伝熱効率のよい燃料フィルタ用の燃料ヒータをが得られる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態を示している。図１に示すヒータユニット１は、燃料フィルタの燃料フィルタヘッド２とフィルタエレメント３の間に取りつけられる。燃料フィルタヘッド２には、側面に燃料の入口ノズル４が設けられているとともに、内部の逆止弁５を通過して下方に燃料が流れ出る下降ノズル６が一体に形成されている。
【００１２】
また、燃料フィルタヘッド２の下部中央には、フィルタエレメント３を通過した燃料を外部に送出する燃料流出管７が設けられている。前記燃料流出管７の外周にねじ部７ａが設けられている。このねじ部７ａに、ヒータユニット１及びフィルタエレメント３が、螺合されて取りつけられる。なお、本実施形態においてフィルタエレメント３の下端には、ドレンとレベルスイッチ装置がついたプラグ２１が取りつけられている。
【００１３】
次に図２から図５を参照してヒータユニット１の構成について説明をする。ヒータユニット１の本体８は中央に開口８ａを有した円環状に形成されている。燃料フィルタヘッド２の下部中央から下方に突出する燃料流出管７の外周にねじ部７ａが形成されている。このねじ部７ａに螺合する雌ねじ部８ｂが、本体８の中央部の開口８ａの内周面に設けられている。本体８の外縁部上面９には、Ｏリング１０を収容するためのＯリング溝１０ａが形成されている。
【００１４】
本体８の中央部１１の上面及び下面には、平皿状に凹んだ凹部８ｃ、８ｄが形成されている。上面側の凹部８ｃには、ＰＥＴ(polyethylene terephthalate)フィルムでＰＴＣ素子の両面を覆った円板状のＰＴＣヒータ１２が収容されている。ＰＴＣヒータ１２の外周縁部は図示しないビスによって本体８に固定されている。また、サーモスイッチ１３が、本体８の下面側の凹部８ｄの少なくとも１個所に形成された穴にその一部を嵌めた状態で取りつけられている。
【００１５】
前記サーモスイッチ１３は、本体８の上面に取り付けられているＰＴＣヒータ１２と直列に接続され、その配線１４は外部に設けられる図示されない電源や制御装置に接続される。本体８の凹部８ｃ、８ｄの外周部には、図３と図５に示すようにＰＴＣヒータ１２の外周部１５と対応した位置に複数の流路１６が周方向に等間隔で設けられている。これらの流路１６は本体８を厚み方向に貫通し、本体８の上面に形成された導入孔１６ａから本体８の下面に形成された導出孔１６ｂに燃料が流通できるようになっている。
【００１６】
以上のように形成されたヒータユニット１は、図２に示すように燃料フィルタヘッド２の下方から燃料流出管７のねじ部７ａに対し、ヒータユニット１の本体８の中央部に設けられたねじ部８ｂを螺合することによって、燃料フィルタヘッド２に取りつけられる。更に燃料フィルタヘッド２の下方に突き出した前記燃料流出管７のねじ部７ａにフィルタエレメント３の上部中央に形成されたねじ部３ａが螺合することによって両者が固定される。つまり、ヒータユニット１は燃料フィルタヘッド２とフィルタエレメント３との間に挟まれる形となる。
【００１７】
ヒータユニット１のＯリング溝１０ａとフィルタエレメント３の上面にはそれぞれＯリング１０，１７が取りつけられる。これらのＯリング１０，１７によって、燃料フィルタヘッド２とヒータユニット１、及び、ヒータユニット１とフィルタエレメント３の間からの燃料の漏出が防止される。
【００１８】
以上のように構成された本実施形態のヒータユニット１有する燃料フィルタにおいて、図１に示す燃料１８は、以下に説明するように、図１中に矢印で示すように流れる。まず燃料１８は、燃料フィルタヘッド２の側部に設けられた燃料の入口ノズル４から燃料フィルタヘッド２に入り、逆止弁５を通過し、下降ノズル６からヒータユニット１に向かって送出される。このとき送出された燃料１８のワックス成分が析出する程度に燃料１８が冷えている場合には、ヒータユニット１に設けられたサーモスイッチ１３が作動し、ＰＴＣヒータ１２に通電される。
【００１９】
これにより燃料１８は、円板状に設置されたＰＴＣヒータ１２のほぼ表面全体に接しながら流れることにより適度に暖められ、複数の流路１６を通過してフィルタエレメント３に流入する。フィルタエレメント３に入った燃料１８は、フィルタ１９を通過してフィルタ１９の内側に入り、燃料流出管７を通って出口ノズル２０から送出される。
【００２０】
本発明によるヒータユニット１では、円板状のＰＴＣヒータ１２を採用しているため、燃料１８は流路１６に達するまでの経路中で必ずＰＴＣヒータ１２と接するとともにボタン状のものよりも表面積が広いのですばやく、かつ、均一に暖められる。また、サーモスイッチ１３によってオンオフ制御を行うため、燃料１８が冷えて燃料中のワックスが析出する問題に対し効果的である。
【００２１】
また、このヒータユニット１は、既存の燃料フィルタヘッド２とフィルタエレメント３の間に設けるものであり、このヒータユニット１は、フィルタエレメント３を取りつけるための燃料フィルタヘッド２の燃料流出管７の外周ねじ部７ａを利用して取りつける構成となっている。このため、燃料ヒータを有しない車両の燃料フィルタに、必要に応じてヒータユニット１を取りつけることで、容易に燃料ヒータ付きの燃料フィルタとすることが可能である。
【００２２】
更に、発熱手段としてＰＴＣヒータ１２を採用しているため、複雑な制御装置を必要とせず、サーモスイッチ１３の故障や過電流などによりヒータが加熱しすぎることもなく、かつ、小スペースで取りつけることが可能である。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明によれば、燃料フィルタヘッドとフィルタエレメントの間に容易に設けることのできるヒータユニットを構成したことで、必要に応じて従来の燃料フィルタを、燃料ヒータ付きの燃料フィルタに容易かつ低コストで変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す燃料フィルタの縦断面図。
【図２】図１に示された燃料フィルタを分解して示す断面図。
【図３】図１に示された燃料フィルタにおけるヒータユニットの平面図。
【図４】図３に示されたヒータユニットの縦断面図。
【図５】図１に示された燃料フィルタにおけるヒータユニットの底面図。
【符号の説明】
１…ヒータユニット
２…燃料フィルタヘッド
３…フィルタエレメント
７…燃料流出管
８…本体
８ａ…開口
１２…ＰＴＣヒータ
１３…サーモスイッチ
１６ａ…導入孔
１６ｂ…導出孔
【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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