(57)【要約】  【課題】  燃料ポンプでの燃料の圧縮仕事の阻害を防止する。  【解決手段】  フィルタエレメント９を通過する際の圧力損失により燃料フィルタ２内のクリーンサイド７が相対的に負圧となるディーゼルエンジンの燃料フィルタ２であって、フィルタケーシング６の内側に位置するフィードパイプ１３の一端部１６の周壁１６ｂに、フィルタケーシング６内の上部に滞留する空気をフィードパイプ１３内に導入する空気導入孔１７，１７が形成されている。これによって、燃料フィルタ２内に滞留した空気を空気導入孔１７，１７から細かい気泡として比較的ゆっくりとかつ連続的にフィードパイプ１３内に吸い込むことができるので、大きな気泡が燃料ポンプ３に吸い込まれることにより燃料ポンプ３での燃料の圧縮仕事が阻害されることがない。  【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルタケーシング内に収容保持されたフィルタエレメントによりフィルタケーシング内部にダスティサイドとクリーンサイドとが形成され、ダスティサイドに導入された燃料がフィルタエレメントを通過する際の圧力損失によりクリーンサイドが相対的に負圧となるディーゼルエンジンの燃料フィルタであって、
クリーンサイド内の燃料を燃料ポンプへ送るフィルタ出口通路の一端側開口部がフィルタケーシングの内側に突出したディーゼルエンジンの燃料フィルタにおいて、
フィルタケーシングの内側に位置するフィルタ出口通路の一端部の周壁に、フィルタケーシング内の上部に滞留する空気をフィルタ出口通路内に導入する空気導入孔が形成されていることを特徴とするディーゼルエンジンの燃料フィルタ。
【請求項２】
複数の空気導入孔が、フィルタ出口通路の一端部の周壁に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のディーゼルエンジンの燃料フィルタ。
【請求項３】
フィルタケーシングは金属材料からなり、フィルタ出口通路はクリーンサイドに連通する金属製のフィードパイプによって形成され、
フィードパイプは、フィードパイプの一端側開口部がフィルタケーシングの内側に突出するようフィルタケーシングに対して圧入固定されていると共に、フィードパイプの一端部の周壁にプレスによる平面部が形成され、この平面部に対して空気導入孔が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のディーゼルエンジンの燃料フィルタ。
【請求項４】
フィルタケーシングは金属材料からなり、フィルタ出口通路は、クリーンサイドに連通する金属製のフィードパイプと、フィードパイプの一端側先端に取り付けられてフィルタ出口通路の一端部となるアダプタ部材と、から構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のディーゼルエンジンの燃料フィルタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの燃料フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されるようなディーゼルエンジンに用いられる燃料フィルタは、通常、燃料ポンプの吸引力により燃料タンクから燃料を吸引している。また、燃料供給系における燃料ポンプよりも下流側には、高圧インジェクタがあり、燃料ポンプ及び高圧インジェクタは、高精度の部品で製作されているため、ダストなどの進入については、極力防止しなければならない。そのため、フィルタエレメントのメッシュサイズが非常に細かい燃料フィルタを燃料経路内に配置することになる。
【特許文献１】特表２００３−５１４１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、ディーゼル燃料は、比較的粘性が高く、メッシュサイズの細かいフィルタエレメントを通過する際には圧力損失が生じ、燃料フィルタのクリーンサイド側が相対的に負圧となる。このとき、クリーンサイド内の燃料には、燃料タンク中で撹拌されたとき混ざり込む気泡や燃料タンク内に燃料が戻ってくる際に巻き込まれた空気などが含まれているため、クリーンサイド内に気泡が発生する。そして、この気泡が燃料フィルタ上部に蓄積され、気泡同士が合体してさらに大きな気泡が生成された場合、この大きな気泡が燃料フィードライン内に入り込むと、燃料ポンプでの燃料の圧縮仕事が阻害され、圧力脈動の発生による運転不良の発生要因となる虞がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
そこで、本発明は、フィルタエレメントを通過する際の圧力損失により燃料フィルタ内のクリーンサイドが相対的に負圧となるディーゼルエンジンの燃料フィルタであって、フィルタケーシングの内側に位置するフィルタ出口通路の一端部の周壁に、フィルタケーシング内の上部に滞留する空気をフィルタ出口通路内に導入する空気導入孔が形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、燃料フィルタ内のクリーンサイドに滞留した空気を、空気導入孔から細かい気泡として比較的ゆっくりとかつ連続的にフィルタ出口通路内に吸い込むことができるので、大きな気泡が燃料ポンプに吸い込まれることにより燃料ポンプでの燃料の圧縮仕事が阻害されることなく圧力脈動による運転不良を効果的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【０００７】
図１は、車両に搭載されたディーゼルエンジンの燃料供給系統の概略を構成を示しており、燃料タンク１内の燃料は、燃料フィルタ２を介してエンジン本体（図示せず）に燃料を供給する燃料ポンプ３に導入されている。尚、図１中の４は、燃料ポンプ３から燃料タンク１への燃料の戻り通路であり、５は噴射ノズル（図示せぬ）から燃料ポンプ３への燃料の戻り通路である。また、燃料ポンプ３は、図外のエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）によって制御されている。
【０００８】
図２及び図３は、本発明の第１実施形態における燃料フィルタ２を示す説明図であって、図２は燃料フィルタの概略構成を模式的に示した説明図であり、図３は図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【０００９】
燃料フィルタ２は、略円筒形状で金属製のフィルタケーシング６と、ケーシング６内に収容保持され、フィルタケーシング６内部にクリーンサイド７とダスティサイド８を形成するメッシュサイズの細かいフィルタエレメント９と、から大略構成されている。
【００１０】
フィルタケーシング６は、アッパーケーシング１０とロアケーシング１１とからなり、アッパーケーシング１０に対して、燃料タンク１から燃料が導入される燃料導入管１２と、燃料フィルタ２内で濾過された燃料を燃料ポンプ３へ送リ出すフィルタ出口通路としてのフィードパイプ１３と、が圧入固定されている。
【００１１】
フィルタエレメント９は、実質的には略筒状となっており、フィルタエレメント９の内周側及び外周側がダスティサイド８となっている。また、フィルタエレメント９の内部９ａと、フィルタエレメント９上端部とアッパケーシング１０とパッキン１４，１４とによって画成された環状の空間部１５と、がクリーンサイド７となっている。尚、この空間部１５は、燃料フィルタ２内の上方側、より詳しくは車両搭載時おける燃料フィルタ２内の側鉛直上方側に位置している。
【００１２】
燃料導入管１２は、フィルタケーシング６内のダスティサイド８に連通している。一方、フィードパイプ１３は、フィルタケーシング６内のクリーンサイド７となる空間部１５に連通している。詳述すると、フィードパイプ１３の一端部１６の開口１６ａがフィルタケーシング６の内側に突出するように、フィードパイプ１３がアッパーケーシング１０に対して鉛直上方側（図１及び図２における上方側）から圧入固定されている。
【００１３】
そして、フィードパイプ１３は、図４及び図５に示すように、空間部１５に突出する一端部１６の周壁１６ｂに、（直径約１ｍｍの）空気導入孔１７，１７が貫通形成されている。これらの空気導入孔１７，１７は、フィルタケーシング６内の上部に位置する空間部１５に滞留する空気を細かい気泡としてフィードパイプ１３内に導入するものであって、フィードパイプ１３をアッパーケーシング１０に圧入する前に、プレスによる打ち抜き加工やドリル等による機械加工により形成される。
【００１４】
尚、燃料フィルタ２内の燃料の流れを簡単に説明しておくと、図２中の燃料フィルタ２内に矢示するように、燃料導入管１２から燃料フィルタ２内に導入された燃料は、フィルタエレメント９の内側を通ってフィルタエレメント９下方へ通り抜け、フィルタエレメント９の外周面に沿ってフィルタエレメント上方へと向かう。そして、フィルタエレメント９外周側からフィルタエレメント９内周側に向かってフィルタエレメント９の内部９ａを入り、内部９ａから空間部１５を経てフィードパイプ１３の一端部１６の開口１６ａから燃料ポンプ３へ送り出される。
【００１５】
ところで、ディーゼル燃料は、比較的粘性が高く、メッシュサイズの細かいフィルタエレメントを通過する際には圧力損失が生じ、フィルタエレメントによって画成されるダスティサイド側とクリーンサイド側とでは、相対的にクリーンサイド側が負圧となって、クリーンサイド内に気泡が発生するということは前述した。
【００１６】
図６に示す比較例の燃料フィルタ５１のように、クリーンサイド５２内の濾過された燃料を燃料ポンプ（図示せず）へ送るフィードパイプ５３がフィルタケーシング５４に外側から圧入固定されたものでは、構造上、フィードパイプ５３の先端がフィルタケーシング５４内に突出したものとなり、燃料フィルタ５１内の上部にエア溜まりが生じることになる。尚、図６中の５５は燃料タンク（図示せず）からの燃料が導入される燃料導入管、５６はフィルタエレメント、５７はフィルタエレメント５６によってフィルタケーシング５４内に形成されるダスティサイドであり、燃料導入管５５からフィルタケーシング５４内のダスティサイド５７に入った燃料は、フィルタエレメント５６の外周から、フィルタエレメント５６の内周側に向かってフィルタエレメント５６を通過し、フィルタエレメント５６内側のクリーンサイド５２に連通するフィードパイプ５３から燃料ポンプへ送られる。
【００１７】
そのため、図７に示すように、クリーンサイド５２内に発生した気泡は、燃料フィルタ５１内の上部にて気泡同士が合体してさらに大きな気泡となってが蓄積され、フィードパイプ５３内に比較的大きな気泡として吸い込まれることになる。ガソリンエンジンでは、インタンクポンプにより燃料を加圧することができるため、燃圧上昇により燃料フィルタ内の気泡を潰すことも可能であるが、ディーゼルエンジンでは燃料フィルタのクリーンサイド側で燃料内に気泡が発生した場合、燃料ポンプで吸い込むしか処理方法がない。
【００１８】
しかしながら、上述した本実施形態の燃料フィルタ２においては、フィードパイプ１３の一端部１６の周壁１６ｂに空気導入孔が形成されているので、燃料フィルタ２の上部、すなわち空間部１５に滞留した空気（気泡が合体したもの）は、フィードパイプ１３の一端部１６の開口１６ａから吸い込まれる前に、一端部１６の周壁１６ｂに形成された空気導入孔１７から細かい気泡として比較的ゆっくりとかつ連続的にフィードパイプ１３内に吸い込まれるので、大きな気泡が燃料ポンプに吸い込まれることにより燃料ポンプ３での燃料の圧縮仕事が阻害されることなく圧力脈動による運転不良を効果的に防止することができる。
【００１９】
また、クリーンサイド７内の空間部１５に滞留する空気は、連続的に空気導入孔１７に吸い込まれることになるので、空間部１５に大量の空気が滞留することはなく、空間部１５に滞留した空気が大きな気泡としてフィードパイプ１３の一端部１６の開口１６から吸い込まれることもない。
【００２０】
また、図８は、空気導入孔１７の径と、空気導入孔１７からフィードパイプ１３に吸い込まれた空気の平均粒径との関係を模式的に示した説明図である。空気導入孔１７は、空間部１５に滞留した空気を細かい気泡としてフィードパイプ１３内に導入する観点と、空間部１５に滞留した空気を連続的にフィードパイプ１３内に導入する観点と、からその直径を１ｍｍ程度とするのがよいが、燃料（軽油）性状や温度によっても、燃料の粘度が変化するするので、燃料の粘度が高い状態では、空気導入孔１７の径を大きくするほうが、効率的に空間部１５に滞留した空気を除去できる。従って、空気導入孔１７の径は、使用環境に応じて適宜設定することが望ましく、例えば空気導入孔１７の径が１ｍｍ〜２ｍｍ程度の範囲であれば、総じて空気導入孔１７をフィードパイプ１３に設けない比較例（図６及び図７等を参照）に比べて、クリーンサイド７側に滞留した空気を細かい気泡とフィードパイプ１３内に導入することができる。
【００２１】
また、この第１実施形態においては、フィードパイプ１３の一端部１６は、円筒形状となっているが、図９に示すように、フィードパイプ１３の一端部１６の周壁１６ｂにプレス加工で平面部２１を形成し、この平面部２１に対してプレスによる打ち抜き加工やドリル等による機械加工で空気導入孔１７を形成するようにしてもよい。この場合には、平面に対して空気導入孔１７の加工が行われるので、空気導入孔１７の加工性が向上することになる。さらに、平面部２１を形成することにより、フィードパイプ１３の一端部１６にオリフィス（絞り）が形成されることになり、このオリフィスの作用により空気導入孔１７，１７からクリーンサイド７内に滞留した空気を一層効率良く吸い込むことができる。
【００２２】
図１０は、本発明の第２実施形態における燃料フィルタ３１ついて説明する。尚、上述した第１実施形態と同一構成となる部分については、同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２３】
第２実施形態における燃料フィルタ３１は、上述した第１実施形態における燃料フィルタ２と略同一構成となっているが、この燃料フィルタ３１においては、燃料フィルタ３１内で濾過された燃料を燃料ポンプ３へ送リ出すフィルタ出口通路３２が、略円筒形状のフィードパイプ３３と略段付き円筒形状のアダプタ部材３４とから構成され、アダプタ部材３４に空気導入孔３５が形成されている。すなわち、フィルタ出口通路３２の一端部となるアダプタ部材３４に空気導入孔３５，３５が形成されている。
【００２４】
アダプタ部材３４は、アッパーケーシング１０に対して圧入固定されたフィードパイプ３３に対して圧入固定されていると共に、フィルタエレメント９によっても下方（図１０における上下方向の下方）から支持されている。
【００２５】
アダプタ部材３４は、樹脂等の成型が容易な材料を型成形したものであって、図１０〜図１２に示すように、フィードパイプ３３に圧入される小径部３６と、フィルタ出口通路３２の一端となる大径部３７とを有している。またアダプタ部材３４の内部通路３８には、小径部３６と大径部３７に跨がるようにその通路断面積が絞られたオリフィス通路部３９が形成され、このオリフィス通路部３９と連通するように、空気導入孔３５，３５が小径部３６の周壁に貫通形成されている。
【００２６】
また、大径部３７の周壁には、大径部３７の開口端面に連続し、内部通路３８と連通する切欠き４０，４０が形成されている。これら切欠き４０，４０は、アダプタ部材３４をフィードパイプ３３に圧入固定した際に、環状の空間部１５の周方向を指向するものであって、クリーンサイド７内の燃料は主としてこれら切欠き４０，４０からフィードパイプ３３内に吸い込まれる。
【００２７】
尚、この第２実施形態においても、フィードパイプ３３の一端部の開口がフィルタケーシング６の内側に突出するように、フィードパイプ３３がアッパーケーシング１０に対して鉛直上方側（図１及び図２における上方側）から圧入固定されている。
【００２８】
このような第２実施形態においては、上述した第１実施形態と同様の作用効果を得ることができると共に、空気導入孔３５，３５がオリフィス通路部３９に連通するようにアダプタ部材３４に形成されているので、オリフィス通路部３９のオリフィスの作用により空気導入孔３５，３５からクリーンサイド７内に滞留した空気を一層効率良く吸い込むことができる。
【００２９】
また、第１実施形態のように、機械加工でフィードパイプ１７に直接空気導入孔１７，１７を形成する場合には、空気導入孔１７，１７周囲に盛り上がる等の変形が生じてアッパーケーシング１０に対してフィードパイプ１３の圧入が円滑にいかない場合があり得るが、この第２実施形態のように、アッパーケーシング１０に圧入されたフィードパイプ３３に対して、空気導入孔３５，３５を有するアダプタ部材をを取り付けることで、フィードパイプ３３のアッパーケーシング１０への圧入を常に円滑にすることができ、総じて燃料フィルタ３１の組立作業性を向上させることができる。
【００３０】
尚、上述した各実施形態においては、フィルタ出口通路に２つの空気導入孔が形成されているが、空気導入孔の数は２つに限定するされるものではない。
【００３１】
上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。
【００３２】
（１）  ディーゼルエンジンの燃料フィルタは、フィルタケーシング内に収容保持されたフィルタエレメントによりフィルタケーシング内部にダスティサイドとクリーンサイドとが形成され、ダスティサイドに導入された燃料がフィルタエレメントを通過する際の圧力損失によりクリーンサイドが相対的に負圧となり、クリーンサイド内の燃料を燃料ポンプへ送るフィルタ出口通路の一端側開口部がフィルタケーシングの内側に突出したものであって、フィルタケーシングの内側に位置するフィルタ出口通路の一端部の周壁に、フィルタケーシング内の上部に滞留する空気をフィルタ出口通路内に導入する空気導入孔が形成されている。これによって、燃料フィルタ内のクリーンサイドに滞留した空気を、空気導入孔から細かい気泡として比較的ゆっくりとかつ連続的にフィルタ出口通路内に吸い込むことができるので、大きな気泡が燃料ポンプに吸い込まれることにより燃料ポンプでの燃料の圧縮仕事が阻害されることなく圧力脈動による運転不良を効果的に防止することができる。
【００３３】
（２）  上記（１）に記載のディーゼルエンジンの燃料フィルタは、より具体的には、複数の空気導入孔が、フィルタ出口通路の一端部の周壁に形成されている。
【００３４】
（３）上記（１）または（２）に記載のディーゼルエンジンの燃料フィルタにおいて、フィルタケーシングは金属材料からなり、フィルタ出口通路はクリーンサイドに連通する金属製のフィードパイプによって形成され、フィードパイプは、フィードパイプの一端側開口部がフィルタケーシングの内側に突出するようフィルタケーシングに対して圧入固定されていると共に、フィードパイプの一端部の周壁にプレスによる平面部が形成され、この平面部に対して空気導入孔が設けられている。このように平面部を形成することにより、フィードパイプの一端側にオリフィス（絞り）が形成されることになり、このオリフィスの作用により空気導入孔からクリーンサイド内に滞留した空気を一層効率良く吸い込むことができる。
【００３５】
（４）  上記（１）または（２）に記載のディーゼルエンジンの燃料フィルタにおいて、フィルタケーシングは金属材料からなり、フィルタ出口通路は、クリーンサイドに連通する金属製のフィードパイプと、フィードパイプの一端側先端に取り付けられてフィルタ出口通路の一端部となるアダプタ部材と、から構成されている。機械加工でフィードパイプに直接空気導入孔を形成する場合には、空気導入孔周囲に盛り上がり等の変形が生じてフィルタケーシングに対してフィードパイプの圧入が円滑にいかない場合があり得るが、フィルタケーシングに圧入されたフィードパイプに対して、空気導入孔を有するアダプタ部材をを取り付けることで、フィードパイプのフィルタケーシングへの圧入を常に円滑にすることができ、総じて燃料フィルタの組立作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ディーゼルエンジンの燃料供給系統の概略構成を示す説明図。
【図２】本発明に係る燃料フィルタの第１実施形態における概略構成を模式的に示した説明図。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図。
【図４】本発明の第１実施形態における燃料フィルタのフィードパイプの正面図。
【図５】図４のＢ−Ｂ線に沿った断面図。
【図６】比較例の燃料フィルタの概略構成を模式的に示した説明図。
【図７】図６に示す燃料フィルタの上部を拡大して示した説明図。
【図８】空気導入孔の径と、空気導入孔からフィードパイプに吸い込まれた空気の平均粒径との関係を模式的に示した説明図。
【図９】本発明の他の実施形態を示す説明図。
【図１０】本発明に係る燃料フィルタの第２実施形態における概略構成を模式的に示した説明図。
【図１１】アダプタ部材の平面図。
【図１２】アダプタ部材の正面図。
【符号の説明】
【００３７】
２…燃料フィルタ
６…フィルタケーシング
７…クリーンサイド
８…ダスティサイド
９…フィルタエレメント
１３…フィードパイプ
１５…空間部
１７…空気導入孔
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006022679.tif 000011
【図１０】
2006022679.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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