(57)【要約】【課題】簡単な構成で、フィルタが目詰まりした場合に開弁する燃料フィルタ装置を提供する。【解決手段】燃料フィルタ装置３０は、弁体３２がスプリング３４で付勢されている状態において、弁体３２の他方側Ｌ２の端部と収容空間３１ｂの内壁との間には、燃料が流入可能な流入空間３５が形成されている。流入口３１ａから流入空間３５に至る経路は、フィルタ部３３のフィルタ間隔よりも狭い第１隙間４１が設けられている。フィルタ部３３が目詰まりすると、第２隙間４２よりも大きい第１隙間４１を介して、流入空間３５に燃料が流入する。すると、流入空間３５の燃料の圧力が弁体３２の受圧部５１に作用し、スプリング３４の付勢に抗して一方側Ｌ１に弁体３２が変位する。そして収容空間３１ｂの内壁と弁体３２の他方側Ｌ２の端部との間には、第１隙間４１の流路断面積Ｖ１よりも大きい流路断面積Ｖ２の迂回流路４３が形成される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の流路に配置され、燃料に混ざっている異物を捕捉する燃料フィルタ装置（３０）であって、
内部に軸方向（Ｌ）に延びる収容空間（３１ｂ）、前記軸方向に交差する方向に燃料が流れて前記収容空間に燃料を流入するための流入口（３１ａ）、および前記軸方向の一方側（Ｌ１）に燃料が流れて前記収容空間から燃料が流出するための流出口（３１ｃ）が形成されている本体部（３１）と、
前記収容空間に前記軸方向に変位可能に設けられている筒状の弁体（３２）と、
前記弁体の側壁に設けられ、フィルタ孔を有し前記弁体の側壁を通過する燃料中の異物を捕捉するフィルタ部（３３）と、
前記収容空間に設けられ、前記軸方向の他方側（Ｌ２）に前記弁体を付勢し前記弁体の端部の当接部（３２ａ）を前記収容空間の内壁（３１ｅ）に当接させるスプリング（３４）と、を含み、
前記当接部は、前記弁体の当接時に前記流入口から前記他方側への燃料の流れを遮断しており、
前記他方側において、前記収容空間の内壁と前記弁体の側壁との間には、前記弁体が変位可能な第１隙間（４１）が設けられており、
前記一方側において、前記収容空間の内壁と前記弁体の側壁とは接触しており、またはこれらの壁の間には前記フィルタ孔を通過しない大きさの前記異物を通さない大きさの隙間を有する第２隙間（４２）が設けられており、
前記弁体の前記当接部への当接時に、前記弁体の前記当接部と前記収容空間の内壁との間には、燃料が流入可能な流入空間（３５）が形成されており、
前記弁体の前記他方側には、前記流入空間に流入した燃料の圧力が作用する受圧部（５１）を有し、
前記受圧部に燃料の圧力が作用して、前記スプリングの付勢に抗して前記一方側に前記弁体が変位した場合には、前記当接部が前記収容空間の内壁面から離間し、前記収容空間の内壁と前記弁体の前記他方側の端部との間に迂回流路（４３）が形成され、前記迂回流路を経た燃料が前記弁体の前記他方側から前記弁体の内部に流入し、前記流出口に至る燃料フィルタ装置。
【請求項２】
前記第１隙間は、前記フィルタ孔を通過しない大きさの前記異物を通さない大きさである請求項１記載の燃料フィルタ装置。
【請求項３】
前記弁体において前記フィルタ部が設けられている前記側壁は、前記第１隙間および前記第２隙間を形成する前記側壁よりも内側に位置している請求項１または２に記載の燃料フィルタ装置。
【請求項４】
前記受圧部は、金属からなる請求項１〜３のいずれか１つに記載の燃料フィルタ装置。
【請求項５】
前記弁体のうち前記第２隙間を形成している部分は、金属からなる請求項１〜４のいずれか１つに記載の燃料フィルタ装置。
【請求項６】
前記弁体は、前記受圧部に作用した圧力によって前記一方側に変位する場合に、変位量が最大時においても、前記流入空間の縮径部（３５ａ）内に位置または接触して変位を案内する案内部（５３）を有する請求項１〜５のいずれか１つに記載の燃料フィルタ装置。
【請求項７】
前記弁体の前記一方側の前記側壁に設けられるシール材（５５）をさらに含み、
前記シール材は、前記一方側において前記収容空間の内壁と接触している請求項１〜６のいずれか１つに記載の燃料フィルタ装置。
【請求項８】
前記弁体の前記他方側の端部に設けられ、前記流入空間から前記弁体の内部に流入する燃料中の異物を捕捉するサブフィルタ部（５７）をさらに含む請求項１〜７のいずれか１つに記載の燃料フィルタ装置。
【請求項９】
前記弁体は、前記当接部の径（Ｄ１）が、前記フィルタ部が設けられている部分の内径（Ｄ２）よりも小さい請求項１〜８のいずれか１つに記載の燃料フィルタ装置。
【請求項１０】
前記異物が前記燃料に含まれるワックスである場合、前記ワックスが溶解した後に、前記弁体が前記他方側に移動し前記当接部が前記収容空間の内壁に当接する請求項１〜９のいずれか１つに記載の燃料フィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料の流路に配置され、燃料に混ざっている異物を捕捉する燃料フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の燃料供給ポンプは、内燃機関の燃料噴射装置に設けられ、燃料タンクから燃料を汲み上げ、燃料噴射装置に所定の圧力で送っている。燃料タンク内にゴミ等の異物が混入している場合、その異物が燃料噴射装置へ送られることは好ましくない。そこで燃料供給ポンプの流入口には、異物を捕捉する燃料フィルタが設けられている。
【０００３】
しかし、異物が多く含まれる燃料が間違って燃料タンクに給油されてしまったり、冷間時に燃料に含まれるワックスが固化してしまうと、燃料フィルタが突発的な目詰まりを起こしてしまうことがある。燃料フィルタが目詰まりを起こすと、燃焼に必要な量の燃料を燃料供給ポンプで汲み上げることができず、内燃機関が停止してしまう。
【０００４】
そこで特許文献１には、燃料フィルタが目詰まりした場合であっても、内燃機関の停止を一時的に防止するためのバルブ機構を有する燃料フィルタユニットが開示されている。具体的には、燃料フィルタが目詰まりした場合には、バルブ機構が開弁して燃料フィルタを迂回する経路によって燃料の供給を許容している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１１７６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の特許文献１に記載の燃料フィルタユニットでは、燃料フィルタの内部にバルブ機構を設けている。燃料フィルタの内部の小さい設置空間に、バルブ機構を設けているため、構成が複雑となり、部品点数が多くなっている。
【０００７】
そこで、本発明は前述の問題点を鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、フィルタが目詰まりした場合に開弁する燃料フィルタ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は前述の目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。
【０００９】
本発明は、燃料の流路に配置され、燃料に混ざっている異物を捕捉する燃料フィルタ装置（３０）であって、
当接部（３２ａ）は、弁体（３２）の当接時に流入口（３１ａ）から他方側への燃料の流れを遮断しており、
他方側において、収容空間（３１ｂ）の内壁と弁体の側壁との間には、弁体が変位可能な第１隙間（４１）が設けられており、
一方側において、収容空間の内壁と弁体の側壁とは接触しており、またはこれらの壁の間には第２隙間（４２）が設けられており、
弁体の当接部への当接時に、弁体の他方側の端部と収容空間の内壁との間には、燃料が流入可能な流入空間（３５）が形成されており、
弁体の他方側には、流入空間に流入した燃料の圧力が作用する受圧部（５１）を有し、
受圧部に燃料の圧力が作用して、スプリングの付勢に抗して一方側に弁体が変位した場合には、当接部が収容空間の内壁面から離間し、収容空間の内壁と弁体の他方側の端部との間に迂回流路（４３）が形成され、迂回流路を経た燃料が弁体の他方側から弁体の内部に流入し、流出口に至る燃料フィルタ装置である。
【００１０】
このような本発明に従えば、弁体には、当接部が当接時に燃料の流れを遮断し、当接部が離間しているときには燃料が流入可能な流入空間が形成されている。流入口から流入空間に至る経路は、弁体が変位可能な第１隙間が設けられている。フィルタ部が目詰まりするまでは、フィルタ部を優先して流下し、弁体の内部を一方側に流れて、流出口から流出する。しかしフィルタ部が目詰まりすると第１隙間を介して、流入空間に燃料が流入する。すると、流入空間の燃料の圧力が弁体の受圧部に作用し、スプリングの付勢に抗して一方側に弁体が変位する。そして収容空間の内壁と弁体の他方側の当接部との間には、第１隙間よりも大きい流路断面積の迂回流路が形成される。これによって燃料は、流入口から迂回流路を経て、弁体の他方側から弁体の内部に流入し、流出口に至ることになる。したがってフィルタ部が目詰まりしても、弁体が変位することでフィルタ部を迂回する迂回流路が形成されるので、燃料の流れが停止することを抑制することができる。このようにフィルタ部が設けられる弁体自体が変位するので、フィルタ部とは別に弁機構を設ける構成よりも構成を簡素化でき、部品点数を少なくすることができる。
【００１１】
なお、前述の各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】燃料噴射装置を示すシステム図。
【図２】燃料フィルタ装置を示す断面図。
【図３】本体部と締結部材を示す断面図。
【図４】締結部材と取付部を示す断面図。
【図５】弁体とフィルタ部とを示す図。
【図６】弁体の動作を示す図。
【図７】燃料フィルタ装置の一部を拡大し、弁体の動作を示す図。
【図８】第２実施形態の燃料フィルタ装置を示す断面図。
【図９】第３実施形態の燃料フィルタ装置を示す断面図。
【図１０】第４実施形態の燃料フィルタ装置の動作を示す断面図。
【図１１】第５実施形態の燃料フィルタ装置を示す断面図。
【図１２】第６実施形態のサブフィルタ部を示す図。
【図１３】第７実施形態の燃料フィルタ装置を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための形態を、複数の形態を用いて説明する。各実施形態で先行する実施形態で説明している事項に対応している部分には同一の参照符を付すか、または先行の参照符号に一文字追加し、重複する説明を略する場合がある。また各実施形態にて構成の一部を説明している場合、構成の他の部分は、先行して説明している実施形態と同様とする。各実施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、実施形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００１４】
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に関して、図１〜図７を用いて説明する。図１に示すように、燃料噴射装置は、図示しないエンジンの各気筒に燃料噴射を行うシステムであり、コモンレール１、インジェクタ２、サプライポンプ３、ＥＣＵ４、ＥＤＵ５等から構成される。
【００１５】
コモンレール１は、インジェクタ２に供給する高圧燃料を蓄圧室に蓄える蓄圧容器である。コモンレール１は、燃料噴射圧に相当するコモンレール圧が蓄圧されるように高圧ポンプ配管６を介して高圧燃料を圧送するサプライポンプ３の吐出口と接続される。またコモンレール１は、各インジェクタ２へ高圧燃料を供給する複数のインジェクタ配管７が接続されている。
【００１６】
コモンレール１とインジェクタ配管７の接続部分には、フローダンパ２０が設けられている。フローダンパ２０は、コモンレール１からインジェクタ２に流れる燃料の流量が異常増加したときに、コモンレール１からインジェクタ２に至る燃料通路を閉じる機能を有する。
【００１７】
コモンレール１から燃料タンク８へ燃料を戻すリリーフ配管９には、プレッシャリミッタ１０が取り付けられている。このプレッシャリミッタ１０は圧力安全弁であり、コモンレール圧が限界設定圧を超えた際に開弁して、コモンレール圧を限界設定圧以下に抑える。また、コモンレール１には、減圧弁１１が取り付けられている。この減圧弁１１は、ＥＣＵ４から与えられる開弁指示信号によって開弁してリリーフ配管９を介してコモンレール圧を急速に減圧するものである。このように、コモンレール１に減圧弁１１を搭載することによって、ＥＣＵ４はコモンレール圧を車両走行状態に応じた圧力へ素早く低減制御できる。
【００１８】
インジェクタ２は、エンジンの各気筒毎に搭載されて燃料を各気筒内に噴射供給するものである。インジェクタ２は、コモンレール１より分岐する複数のインジェクタ配管７の下流端に接続されている。インジェクタ２は、コモンレール１に蓄圧された高圧燃料を各気筒内に噴射供給する燃料噴射ノズル、およびこの燃料噴射ノズル内に収容されたニードルのリフト制御を行う電磁弁等を搭載している。インジェクタ２からのリーク燃料も、リリーフ配管９を経て燃料タンク８に戻される。
【００１９】
サプライポンプ３は、コモンレール１へ高圧燃料を圧送する高圧燃料ポンプである。サプライポンプ３は、燃料タンク８内の燃料をプレフィルタ１２を介してサプライポンプ３へ吸引するフィードポンプを搭載している。サプライポンプ３は、フィードポンプによって吸い上げられた燃料を高圧に圧縮してコモンレール１へ圧送する。フィードポンプおよびサプライポンプ３は共通のカムシャフト１３によって駆動される。カムシャフト１３は、エンジンによって回転駆動されるものである。
【００２０】
サプライポンプ３には、燃料を高圧に加圧する加圧室内に燃料を導く燃料流路に、その燃料流路の開度度合を調整するためのＳＣＶ（吸入調量弁）１４が搭載されている。ＳＣＶ１４は、ＥＣＵ４からのポンプ駆動信号によって制御されることにより、加圧室内に吸入される燃料の吸入量を調整し、コモンレール１へ圧送する燃料の吐出量を変更するバルブである。ＳＣＶ１４は、コモンレール１へ圧送する燃料の吐出量を調整することにより、コモンレール圧を調整するものである。したがってＥＣＵ４はＳＣＶ１４を制御することにより、コモンレール圧を車両走行状態に応じた圧力に制御するものである。
【００２１】
またサプライポンプ３には、燃料を高圧に加圧する加圧室内に燃料を導く燃料流路に、メインフィルタ１６が設けられる。メインフィルタ１６は、フィードポンプによって吸い上げられた燃料に含まれる異物を捕捉する。
【００２２】
ＥＣＵ４は、記憶媒体に記憶されているプログラムを実行し、各部を制御する。ＥＣＵ４は、少なくとも１つの演算処理装置（ＣＰＵ）と、プログラムとデータとを記憶する記憶媒体とを有する。制御装置は、たとえばコンピュータによって読み取り可能な記憶媒体を備えるマイクロコンピュータによって実現される。記憶媒体は、コンピュータによって読み取り可能なプログラムおよびデータを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体である。記憶媒体は、半導体メモリまたは磁気ディスクなどによって実現される。ＥＣＵ４に読み込まれたセンサ類の信号、たとえばエンジンパラメータ、乗員の運転状態、エンジンの運転状態等に応じた信号に基づいて各種の演算処理を行うようになっている。なお、ＥＣＵ４には、運転状態等を検出する手段として、コモンレール圧を検出するレール圧センサ１５の他に、アクセル開度を検出するアクセルセンサ、エンジン回転数を検出する回転数センサ、エンジンの冷却水温度を検出する水温センサ等のセンサ類が接続されている。
【００２３】
ＥＣＵ４における具体的な演算の一例を示すと、ＥＣＵ４は、インジェクタ２の駆動制御を行うインジェクタ制御系、およびＳＣＶ１４の駆動制御を行うレール圧制御系の制御を実施する。インジェクタ制御系は、燃料の噴射毎に、ＲＯＭに記憶されたプログラムと、ＲＡＭに読み込まれたセンサ類の信号とに基づいて、噴射形態、目標噴射量、噴射開始時期を算出し、インジェクタ開弁信号を算出する。レール圧制御系は、ＲＯＭに記憶されたプログラムと、ＲＡＭに読み込まれたセンサ類の信号とに基づいて、目標レール圧を算出し、レール圧センサ１５から算出される実レール圧を目標レール圧に一致させるためのＳＣＶ駆動信号を算出する。
【００２４】
ＥＤＵ５は、ＥＣＵ４から与えられるインジェクタ開弁信号に基づいてインジェクタ２の電磁弁へ開弁駆動電流を与えるインジェクタ駆動回路と、ＥＣＵ４から与えられるＳＣＶ駆に基づいてＳＣＶ１４へ駆動電流値を与えるポンプ駆動回路とを備える。なお、このＥＤＵ５は、ＥＣＵ４と同一のケース内に搭載されるものであっても良い。
【００２５】
サプライポンプ３は、燃料フィルタ装置３０を備える。燃料フィルタ装置３０は、コモンレール１へ圧送される前に燃料に混ざっている異物を捕捉する装置である。燃料フィルタ装置３０は、図１に示すように、燃料の流路にバンジョーフィットにて配置される。
【００２６】
バンジョーは、燃料フィルタ装置３０の本体部３１にボルト固定される目玉部と、燃料配管の端部に締め固定されるソケット部と、目玉部とソケット部とを接続するパイプ部とを含んで構成される。目玉部は、本体部３１を通す挿通孔を有し、その挿通孔の軸方向と垂直方向に延出されるようにパイプ部が一体に接続されている。パイプ部は中空に形成されており、目玉部には、パイプ部の中空部と連通し、挿通孔の内壁に開口する接続孔が形成されている。
【００２７】
燃料フィルタ装置３０の本体部３１は、外観がボルト形状であり、燃料を通す流入口３１ａが形成されたバンジョーボルトと呼ばれる。バンジョーの目玉部を本体部３１で固定すると、バンジョーの目玉部に形成された接続孔が本体部３１の流入口３１ａに連通される。
【００２８】
燃料フィルタ装置３０は、図２に示すように、本体部３１、弁体３２、フィルタ部３３、およびスプリング３４を含んで構成される。本体部３１は、図３に示すように、一端部が開口し、他端部が閉塞された筒状に形成されている。本体部３１の内部には、軸方向Ｌに延びる収容空間３１ｂが形成されている。また本体部３１の外壁には、外壁を貫通する流入口３１ａが複数、本実施形態では４つ形成されている。４つの流入口３１ａは、周方向を４等分する位置、換言すると９０度毎に形成されている。燃料は、軸方向Ｌに交差する方向に流れて、流入口３１ａから収容空間３１ｂに流入する。本実施形態では、流入口３１ａは、軸方向Ｌに直交する径方向に延びるように外壁を貫通している。
【００２９】
また本体部３１の一端部は開口しており、この開口は収容空間３１ｂから燃料が外部に流出する流出口３１ｃである。また本体部３１の一端側には、スプリング３４が載置される載置部３１ｄが固定されている。載置部３１ｄは、環状の部材であって、内側に段差を有する。段差の部分がスプリング３４が載置される部分である。また載置部３１ｄの軸方向Ｌの他方側Ｌ２の面部は、弁体３２の軸方向Ｌの一方側Ｌ１への変位を規制する部分となる。また収容空間３１ｂの他端部は、閉塞している。収容空間３１ｂの他端部は、弁体３２の他端部が当接する当接面３１ｅを内壁に形成している。
【００３０】
弁体３２は、筒状であって、たとえば樹脂からなる。弁体３２は、図５に示すように、収容空間３１ｂに軸方向Ｌに変位可能に設けられている。したがって弁体３２の軸方向Ｌの寸法は、収容空間３１ｂの軸方向Ｌの寸法よりも小さい。弁体３２の両端部は、径方向の外方に凸となるように形成されている。したがって弁体３２の中間部の側壁は、両端部の側壁よりも径方向の内側に位置している。弁体３２の両端部は、収容空間３１ｂの内壁に近接している。
【００３１】
弁体３２の軸方向Ｌの他方側Ｌ２にて径方向に凸となっている部分を受圧部５１と称する。また弁体３２の軸方向Ｌの一方側Ｌ１にて径方向に凸となっている部分をシール部５２と称する。受圧部５１と収容空間３１ｂとの内壁との間には、流入空間３５が形成されている。弁体３２は、スプリング３４による付勢力のみが作用している場合には、他方側Ｌ２の端部が収容空間３１ｂの当接面３１ｅに当接する。弁体３２のうち当接面３１ｅに当接する部分を当接部３２ａと称する。当接部３２ａは、受圧部５１の一部である。したがって流入空間３５は、当接部３２ａが当接面３１ｅに当接している図２に示す位置にある状態において、弁体３２の他方側Ｌ２の端部と収容空間３１ｂの内壁との間に形成されている。
【００３２】
受圧部５１の軸方向Ｌの他方側Ｌ２の面部には、弁体３２の内部と連通する開口部３２ｃが形成されている。したがって流入空間３５と弁体３２の内部とは、連通している。受圧部５１の軸方向Ｌの他方側Ｌ２の面積をＡ２、受圧部５１の軸方向Ｌの一方側Ｌ１の面積をＡ１とする。ここで面積Ａ１は、圧力が作用する面積とし、軸方向Ｌに投影した面積である。シート部の軸方向Ｌの他方側Ｌ２の面積は、Ａ１で受圧部５１の軸方向Ｌの一方側Ｌ１の面積と等しい。またシート部の軸方向Ｌの一方側Ｌ１の面積をＡ３とする。本実施形態では、Ａ１＜Ａ２＜Ａ３の関係である。
【００３３】
フィルタ部３３は、メッシュ状に形成された平板状の部材を円筒状に巻いて形成したものであり、両端部が開口されている。フィルタ部３３は、メッシュ部分で異物を捕捉し、燃料だけを通過させる。フィルタ部３３は、弁体３２の内部に固定されている。これによってフィルタ部３３は、弁体３２の側壁の貫通孔３２ｄを通過する燃料中の異物を捕捉する。また弁体３２が変位すると、一体のフィルタ部３３も変位する。フィルタ部３３のメッシュサイズは、たとえば７７μｍである。フィルタ部３３のメッシュ部分がフィルタ孔である。
【００３４】
スプリング３４は、収容空間３１ｂに設けられ、弁体３２を軸方向Ｌの他方側Ｌ２（図２の左側）に向けて付勢する。スプリング３４は、たとえばコイルばねから形成されている。スプリング３４は、一端が本体部３１の軸方向Ｌの一方側Ｌ１の載置部３１ｄに取り付けられ、他端が弁体３２に取り付けられている。スプリング３４は、自身が有する弾性力により、弁体３２を常に軸方向Ｌの他方側Ｌ２に付勢している。
【００３５】
燃料フィルタ装置３０は、図３および図４に示すように、締結部材３６によって、サプライポンプ３の燃料流路に固定されている。締結部材３６は、環状の部材であって、外側に段差を有する。したがって締結部材３６は、２段円筒状である。締結部材３６の内側には、雌ねじ３６ａが形成されている。また本体部３１の外側には、締結部材３６の雌ねじ３６ａに螺合する雄ねじ３７が形成されている。したがって図３に示すように、本体部３１の軸方向Ｌ一端部側を締結部材３６の内側に挿入して螺合し、本体部３１と締結部材３６とを固定する。
【００３６】
またサプライポンプ３の取付部３８は、図４に示すように、取付穴３８ａが形成されている。取付穴３８ａの内側には、雌ねじ３８ｃが形成されている。また締結部材３６の外側には、取付穴３８ａの雌ねじ３８ｃに螺合する雄ねじ３６ｂが形成されている。したがって図４に示すように、締結部材３６の軸方向Ｌ一端部側を取付穴３８ａの内側に挿入して螺合し、締結部材３６と取付穴３８ａとを固定する。これによって本体部３１が取付穴３８ａに固定されるので、燃料フィルタ装置３０がサプライポンプ３に固定される。
【００３７】
次に、弁体３２の動作に関して説明する。弁体３２の軸方向Ｌの他方側Ｌ２の端部（図２の左側の端部）では、収容空間３１ｂの内壁と弁体３２の側壁とは、フィルタ部３３のフィルタ間隔、たとえば７７μｍよりも狭い第１隙間４１が設けられている。また弁体３２の軸方向Ｌの一方側Ｌ１の端部（図２の右側の端部）では、収容空間３１ｂの内壁と弁体３２の側壁とは、第１隙間４１以下の隙間を有する第２隙間４２が設けられている。したがって第２隙間４２は、フィルタ部３３のフィルタ間隔を通過しない大きさの異物を通さない大きさの隙間を有する。
【００３８】
これによって図６に示すように、通常時、フィルタ部３３に目詰まりが発生していない状態では、弁体３２はスプリング３４の付勢力と、弁体３２の両端部の燃料圧力差による作用力が軸方向Ｌの他方側Ｌ２に働くので、軸方向Ｌの他方側Ｌ２に押圧されている。したがって弁体３２の当接部３２ａは、収容空間３１ｂの当接面３１ｅに当接している。当接部３２ａは、弁体３２の当接時に流入口３１ａから軸方向Ｌの他方側Ｌ２への燃料の流れを遮断している。そして流入口３１ａから流入した燃料は、収容空間３１ｂを得て、主にフィルタ部３３を通過して、弁体３２の内部に流れる。その後、弁体３２の内部を、軸方向Ｌの一方側Ｌ１に流れて、流出口３１ｃから外部である取付部３８の取付穴３８ａに流出する。これによって燃料中の初期異物は、フィルタ部３３を通過するので、フィルタ部３３によって異物を捕捉することができる。
【００３９】
さらに説明すると、受圧部５１に作用する開弁力は、燃料フィード圧Ｐ１と面積Ａ２との積になる。開弁力は、弁体３２を軸方向Ｌの一方側Ｌ１に押圧する力である。またシール部５２に作用する閉弁力は、燃料フィード圧Ｐ１と面積Ａ３との積、およびスプリング３４の付勢力との合力となる。閉弁力は、開弁力とは逆に、弁体３２を軸方向Ｌの他方側Ｌ２に押圧する力である。閉弁時は、スプリング３４の付勢力によって、閉弁力が大きくなり、弁体３２が閉弁している。
【００４０】
しかし、フィルタ部３３が目詰まりした場合には、フィルタ部３３を燃料を通過することができなくなる。フィルタ部３３の目詰まりは、たとえばエンジン始動時に燃料に含まれるワックスがフィルタ部３３に付着する場合も起こる。燃料ワックスなどがフィルタ部３３を目詰まりさせると、燃料がフィルタ部３３を通過できなくなり、フィルタ部３３の下流の圧力Ｐ３が低下し、最終的にはサプライポンプ３の吸引力により負圧となり得る。ここでフィルタ部３３の下流側とは、フィルタ部３３の軸方向Ｌの一方側Ｌ１と同義である。またフィルタ部３３の上流側とは、フィルタ部３３の軸方向Ｌの他方側Ｌ２と同義である。またフィルタ部３３の上流側では、図７に示すように、第１隙間４１を通過して徐々に流入空間３５への燃料の回り込みが発生し、上流側にスプリング３４の付勢力に抗する燃料圧力による開弁力が発生する。また図７では、燃料の流れがわかりやすくなるように、各部材の間隔を広くして誇張して示している。
【００４１】
さらに説明すると、受圧部５１に作用する開弁力は、流入空間３５に燃料圧Ｐ２と面積Ａ２０との積になる。面積Ａ２０は、図７に示すように、流路断面積Ｖ１の第１隙間４１を最初に通過して回り込んだ燃料が受圧部５１に作用する面積である。面積Ａ２０は、受圧部５１の外周部であって、面取りがされている部分の面積である。このときシール部５２に作用する閉弁力は、燃料不足により大気圧から負圧に低下した圧力Ｐ３と面積Ａ３との積、およびスプリング３４の付勢力との合計から、サプライポンプ３の吸引力を差し引いた値となる。したがって開弁力が閉弁力を上回り、フィルタ閉塞時に弁体３２のスライド変位が開始される。
【００４２】
弁体３２が図６に示すように、リフト量Ｓ１にわたってスライド変位すると、第１隙間４１と流入空間３５とが連通して、流入空間３５への燃料の流入が開始されて、流入空間３５の燃料圧力が燃料フィード圧Ｐ１となる。これによって受圧部５１に作用する開弁力は、燃料フィード圧Ｐ１と面積Ａ２との積になる。さらに弁体３２の下流側の圧力低下または負圧発生等により、弁体３２は開弁力によって、スプリング３４の付勢力に抗して下流側へ自身がスライド変位する。そして開弁しているときは、弁体３２の軸方向Ｌの一方側Ｌ１へも燃料が回り込むが、サプライポンプ３の容積が大きいので圧力上昇ができない。これによって第１隙間４１であるクリアランスシール部は、流路断面積Ｖ２の迂回流路４３として燃料が通過する主たる燃料経路となっていく。迂回流路４３の流路断面積Ｖ２は、第１隙間４１の流路断面積Ｖ１よりも大きい。ここでスライドするリフト量Ｓ１は、弁体３２の上流と下流との燃料圧力による作用力とスプリング３４の付勢力とがつり合う位置となるか、載置部３１ｄに当たるまでとなるかは、目詰まり状況や運転状況により異なる。
【００４３】
図７に示すように、弁体３２が一方側Ｌ１へスライド変位して開弁し、迂回流路４３が形成されて、流入燃料は弁体３２の上流側の開口部３２ｃに達する。これによって目詰まりを起こしたフィルタ部３３を通過することなく、十分な燃料が弁体３２の内部を通過して流出口３１ｃに至る。そして取付部３８の取付穴３８ａを介して、燃料がサプライポンプ３の加圧室へと供給される。
【００４４】
燃料ワックスによる目詰まりの場合、時間が経過すると、燃料温度が上昇し燃料ワックスが溶解し、ワックスによるフィルタ部３３の目詰まりも解消されると、燃料がフィルタ部３３を通過するようになる。すると、流入空間３５への燃料供給が少なくなり、弁体３２の下流側への燃料供給が十分になると、弁体３２の軸方向Ｌの一方側Ｌ１の燃料による軸方向Ｌの他方側Ｌ２への作用力が発生し、さらにサプライポンプ３の吸引力による負圧が解消する。これによって弁体３２は、閉弁力が開弁力を上回り、スプリング３４の付勢力により軸方向Ｌの他方側Ｌ２にスライド変位することで閉弁位置に原点復帰する。これによって迂回流路４３がなくなり、再び第１隙間４１が形成されて、通常時のクリアランスシール状態に戻る。
【００４５】
以上説明したように本実施形態の燃料フィルタ装置３０は、弁体３２の当接部３２ａが収容空間３１ｂの当接面３１ｅと当接している状態では流れを遮断し、当接部３２ａが当接面３１ｅと離間している状態では燃料が流入可能な流入空間３５が形成されている。流入口３１ａから流入空間３５に至る経路は、フィルタ部３３のフィルタ間隔よりも狭い第１隙間４１が設けられている。したがってフィルタ部３３を通過する方が抵抗が小さいので、フィルタ部３３が目詰まりするまでは、フィルタ部３３を優先して流下し、弁体３２の内部を一方側Ｌ１に流れて、流出口３１ｃから流出する。しかしフィルタ部３３が目詰まりすると、第２隙間４２よりも大きい第１隙間４１を介して、流入空間３５に燃料が流入する。すると、流入空間３５の燃料の圧力が弁体３２の受圧部５１に作用し、スプリング３４の付勢に抗して一方側Ｌ１に弁体３２が変位する。そして収容空間３１ｂの内壁と弁体３２の他方側Ｌ２の端部との間には、第１隙間４１の流路断面積Ｖ１よりも大きい流路断面積Ｖ２の迂回流路４３が形成される。これによって燃料は、流入口３１ａから迂回流路４３を経て、弁体３２の他方側Ｌ２から弁体３２の内部に流入し、流出口３１ｃに至ることになる。
【００４６】
したがってフィルタ部３３が目詰まりしても、弁体３２が変位することでフィルタ部３３を迂回する迂回流路４３が形成されるので、燃料の流れが停止することを抑制することができる。このようにフィルタ部３３が設けられる弁体３２自体が変位するので、フィルタ部３３とは別に弁機構を設ける構成よりも構成を簡素化でき、部品点数を少なくすることができる。
【００４７】
特に、燃料ワックスによる目詰まりの場合、燃料温度の上昇によりワックスが溶解し、ワックスによるフィルタ部３３の目詰まりも解消され、本来のフィルタ機能を回復することができる。
【００４８】
さらに本実施形態では、スプリング３４を収容空間３１ｂに設けて、弁体３２を他方側Ｌ２に付勢しているので、スプリング３４を弁体３２の内部に配置するよりも、スプリング３４の設置空間を大きくすることができる。これによってスプリング３４のストローク量を充分に確保することができ、高い信頼性でフィルタ部３３が目詰まりしたときに弁体３２を変位させることができる。
【００４９】
また本実施形態では、弁体３２においてフィルタ部３３が設けられている側壁は、第１隙間４１および第２隙間４２を形成する側壁よりも内側に位置している。これによって弁体３２の貫通孔３２ｄを大きくして、フィルタ部３３の領域を広く設けることができる。したがってフィルタ部３３の通過時の圧損を通過する流路面積を大きくすることで抑制することができる。
【００５０】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に関して、図８を用いて説明する。本実施形態では、受圧部５１２が金属、たとえば炭素鋼からなる点に特徴を有する。受圧部５１２が金属からなるので、樹脂よりも加工精度を向上することができる、第１隙間４１の精度を向上することができる。また受圧部５１２の耐摩耗性も向上することができる。
【００５１】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に関して、図９を用いて説明する。本実施形態では、シール部５２３が金属、たとえば炭素鋼からなる点に特徴を有する。シール部５２３は、弁体３２のうち第２隙間４２を形成している部分である。シール部５２３が金属からなるので、樹脂よりも加工精度を向上することができる、第２隙間４２の精度を向上することができる。またシール部５２３の耐摩耗性も向上することができる。またシール部５２３は、スプリング３４と接触する部分である。このような部分の強度を向上することによって、弁体３２の損傷を抑制することができる。
【００５２】
より具体的には、弁体３２は、樹脂製の基部と金属製のシール部５２３を有し、シール部５２３は基部の外周面を取り囲むように環状に設けられている。シール部５２３の外周面は、本体部３１の内周面との間に第２隙間４２を形成する。シール部５２３の底面であって軸方向Ｌに対して垂直に拡がる面は、スプリング３４の端部に接触する。
【００５３】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に関して、図１０を用いて説明する。本実施形態では、受圧部５１４の形状に特徴を有し、受圧部５１４が二段円柱状に形成されている点に特徴を有する。
【００５４】
受圧部５１４は、軸方向Ｌの他方側Ｌ２の面部から、軸方向Ｌの他方側Ｌ２に凸となる凸部５３を有する。凸部５３の側壁には、内部と連通する開口部３２ｃが形成されている。また流入空間３５には、縮径部３５ａが設けられる。縮径部３５ａは、流入空間３５の軸方向他方側Ｌ２を部分的に縮径した部分である。縮径部３５ａは、凸部５３が挿入可能な寸法および形状を有する。凸部５３は、図１０に示すように、閉弁時には縮径部３５ａに配置されて、凸部５３の先端部が流入空間３５の一部を形成する。凸部５３は、当接部３２ａが当接面３１ｅに当接している状態において、縮径部３５ａ内に位置または接触する。さらに凸部５３は、弁体３２における軸方向一方側Ｌ１への変位量が最大時においても縮径部３５ａ内に位置または接触する。これによって弁体３２がスライド変位するときに、弁体３２が径方向にずれることを抑制することができる。
【００５５】
このように凸部５３は、受圧部５１４に作用した圧力によって一方側Ｌ１に変位する場合に、流入空間３５の縮径部３５ａ内に位置または接触して変位を案内する案内部として機能する。また開弁時には、凸部５３の側壁に形成された開口部３２ｃから、燃料が弁体３２の内部に流入する。これによって凸部５３の先端に開口部３２ｃを形成するよりも、円滑に燃料を弁体３２の内部に流すことができる。
【００５６】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に関して、図１１を用いて説明する。本実施形態では、シール部５２にシール材５５が設けられている点に特徴を有する。シール材５５は、シール部５２に形成されている凹部５６に配置されている。シール材５５は、円環状であって、摺動性を有する材料からなる。シール材５５は、たとえばポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoroethylene：ＰＴＦＥ）からなる。
【００５７】
シール材５５を設けることによって、シール材５５が弁体３２の側壁として機能し、収容空間３１ｂの内壁と接触するので、第２隙間４２をなくして、燃料の流下を防ぐことができる。またシール材５５は、摺動性を有するので、スライド変位するときの抵抗となることを抑制することができる。
【００５８】
これによってフィルタ部３３が目詰まりしたときに、より円滑に第１隙間４１から燃料を流入空間３５に流入させて、弁体３２をスライド変位させることができる。これによって弁体３２の開弁の信頼性を向上することができる。
【００５９】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態に関して、図１２を用いて説明する。本実施形態では、第１実施形態の弁体３２の開口部３２ｃにサブフィルタ部５７が設けられる点に特徴を有する。サブフィルタ部５７は、図１２に示すように、フィルタ部３３と同様のメッシュ部分を有する。サブフィルタ部５７は、弁体３２の開口部３２ｃに設けられるので、開弁時に開口部３２ｃから弁体３２の内部に流入する燃料に含まれる異物を捕捉する。
【００６０】
これによって開弁時に、初期異物の捕捉機能を一定量確保することができる。サブフィルタ部５７のメッシュサイズは、たとえばフィルタ部３３のメッシュサイズよりも粗くなるように選択される。したがってたとえばフィルタ部３３のメッシュサイズが、＃２００メッシュの場合、たとえばサブフィルタ部５７のメッシュサイズは、＃３２メッシュまたは＃１００メッシュが選択される。
【００６１】
したがって開弁時であっても、大きい異物を捕捉することができる。また開弁時にフィルタ部３３のように小さい異物は捕捉できないが、サブフィルタ部５７は大きさが小さいので、短期間で目詰まりすることを抑制することができる。
【００６２】
（第７実施形態）
次に、本発明の第７実施形態に関して、図１３を用いて説明する。本実施形態では、第１実施形態の弁体３２の開口部３２ｃよりも開口径が小さい点に特徴を有する。図１３に示すように、開口径Ｄ１は、弁体３２のフィルタ部３３が配置される部分の内径Ｄ２よりも小さい。また受圧部５１４は、外径Ｄ３が円錐台状に形成されて、その先端に開口部３２ｃが形成されている。また本実施形態では、受圧部５１４の先端が当接部３２ａとして機能する。これによって流入空間３５の容積も、第１実施形態よりも小さくなっている。
【００６３】
開口径Ｄ１は、開弁時に、たとえばエンジンの始動時のアイドルに必要な流路面積が確保できる値以上に設定される。開口径Ｄ１を小さくすることによって受圧部５１４の面積Ａ２は、第１実施形態より大きくすることができる。したがって目詰まりが発生し、燃料が第１隙間４１を通過して、流入空間３５に流入したとき、弁体３２に作用する開弁力を大きくすることができる。これによって弁体３２の開弁性を向上させ、開弁しないことによる燃料流れの遮断を回避できる。
【００６４】
弁体３２は、スライド変位する最大位置は、シート部が載置部３１ｄに当たる位置である。したがって弁体３２は、載置部３１ｄによって、軸方向Ｌの一方側Ｌ１への変位が規制されている。弁体３２が載置部３１ｄに接触しなくとも、開弁力と閉弁力とが釣り合う位置で停止する。したがって弁体３２のスライド変位する変位量は、開口径Ｄ１の大きさである程度の調整が可能である。
【００６５】
また開弁性を向上する方法として、スプリング３４のセット荷重の低減およびばね定数低減により開弁性を向上させることができる。この場合は、燃料圧力や燃料圧力の脈動、使用条件により設定する必要がある。
【００６６】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は前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。
【００６７】
前述の実施形態の構造は、あくまで例示であって、本発明の範囲はこれらの記載の範囲に限定されるものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものである。
【００６８】
前述の第１実施形態では、第１隙間４１は、フィルタ孔であるメッシュの間隔を通過しない大きさの異物を通さない大きさであるが、このような大きさに限るものではない。第１隙間４１は、たとえば弁体３２が変位可能な隙間であればよい。したがって第１隙間４１は、第２隙間４２よりも大きい隙間であってもよい。
【００６９】
前述の第１実施形態では、バンジョーフィット構造であるが、このような構造に限るものではない。ボルトおよびナットなどの接続構造ではなく、他の接続構造によって燃料フィルタ装置３０を燃料の流路に配置してもよい。
【００７０】
前述の第１実施形態では、スプリング３４は、弁体３２の外側に配置されているが、このような構成に限るものではない。たとえばスプリング３４の一端が、弁体３２の内部に配置され、他端が弁体３２の外部に配置してもよい。
【００７１】
前述の第１実施形態では、第１隙間４１の流路断面積Ｖ１は、フィルタ部３３のフィルタ間隔よりも狭く設定されているが、全てのメッシュの間隔よりも第１隙間４１が小さくなくともよい。たとえばフィルタ部３３の一部のメッシュが、第１隙間４１よりも小さい間隔であってもよい。
【００７２】
前述の第１実施形態では、弁体３２はスプリング３４の付勢力と燃圧によって、他方側Ｌ２に付勢されているがこのような構成に限るものではない。たとえば弁体３２はスプリング３４の付勢力のみで付勢されていてもよい。したがって燃料圧力の脈動等を考慮し決定すればよい。
【００７３】
前述の第１実施形態では、燃料フィルタ装置３０は、サプライポンプ３の燃料経路に配置されているが、サプライポンプ３に限るものではない。他のポンプであってもよいし、燃料が流れる経路であれば、他の装置であってもよい。
【００７４】
前述の第１実施形態では、フィルタ部３３は、弁体３２の内部に収容されているがこのような構成に限るものではない。たとえば弁体３２の外部に配置されていてもよく、弁体３２の軸方向Ｌの他方側Ｌ２に突出して延びるように配置してもよい。フィルタ部３３を他方側Ｌ２に突出している構成であると、弁体３２がスライド変位したときに、目詰まりしていないフィルタ部３３が登場するので、迂回流路４３における異物を捕捉することができる。
【符号の説明】
【００７５】
３０…燃料フィルタ装置  ３１…本体部  ３１ａ…流入口  ３１ｂ…収容空間
３１ｃ…流出口  ３１ｄ…載置部  ３２…弁体  ３２ｃ…開口部  ３３…フィルタ部
３４…スプリング  ３５…流入空間  ４１…第１隙間  ４２…第２隙間
４３…迂回流路  ５１…受圧部  ５２…シール部  ５３…凸部（案内部）
５５…シール材  ５６…凹部  ５７…サブフィルタ部  Ｌ…軸方向
【図１】
2018119419.tif 000003
【図２】
2018119419.tif 000004
【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】
2018119419.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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