(57)【要約】【課題】厚い凝集層をもつ水凝集器を提供する。【解決手段】燃料フィルタ装置２は、水凝集器３２を有する。水凝集器３２は、フレーム５１と、繊維層６１とを有する。繊維層６１は、帯状の素材の筒状ロール体である。帯状の素材は、２周以上に巻かれている。帯状の素材は、厚い繊維層６１を形成する。繊維層６１は、複数の接合部によってフレーム５１に固定されている。複数の接合部は、帯状の素材の最上流層と、最下流層との両方をフレーム５１に固定する。ケース６は、フィルタ３１を交換するために、キャップ２１とカップ２２とに分離可能である。水凝集器３２は、係合部２２ａ、５１ａによってカップ２２に連結されている。この連結は、フィルタ３１が交換されるとき、水凝集器３２の再利用を促す。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
径方向への燃料の流れを許容するフレーム（５１）、
前記フレームに装着され、前記燃料の中の水を凝集させる筒状の繊維層であって、前記径方向に関して２層以上に重なるように２周以上に配置された帯状の素材（６２）のロール体を含む繊維層（６１）、および
前記繊維層を前記フレームに固定する複数の接合部（７１）を備える水凝集器。
【請求項２】
径方向への燃料の流れを許容するフレーム（５１）、
前記フレームに装着され、前記燃料の中の水を凝集させる筒状の繊維層であって、前記径方向に関して少なくとも部分的に２層以上に重なるように配置された帯状の素材（６２）のロール体を含む繊維層（６１）、および
前記繊維層を前記フレームに固定する複数の接合部（７１）を備え、
複数の前記接合部は、前記フレームから少なくともひとつの介在層を隔てて配置された最後の層をなす前記素材を、前記介在層を通して前記フレームに接合する貫通接合部（７１ｂ）を有する水凝集器。
【請求項３】
前記素材は、前記径方向に関して２層以上に重なるように２周以上に配置されている請求項２に記載の水凝集器。
【請求項４】
複数の前記接合部は、さらに、
前記フレームから前記径方向に関して最初の層をなす前記素材を、前記フレームに接合する隣接接合部（７１ａ）を有する請求項２または請求項３に記載の水凝集器。
【請求項５】
前記素材は、長手方向の一方の端部（６３）と他方の端部（６４）とを有し、
前記隣接接合部（７１ａ）は、前記一方の端部（６３）の近傍において前記素材を前記フレームに接合しており、
前記貫通接合部（７１ｂ）は、前記他方の端部（６４）の近傍において前記素材を前記フレームに接合している請求項４に記載の水凝集器。
【請求項６】
前記フレームは、前記繊維層の径方向内側または径方向外側に配置され、前記繊維層の内周面または外周面に隣接する複数の支持部（５６）を有し、
複数の前記接合部のそれぞれは、複数の前記支持部のそれぞれに設けられている請求項１から請求項５のいずれかに記載の水凝集器。
【請求項７】
複数の前記接合部は、周方向および軸方向に互いに離れている配置されている請求項１から請求項６のいずれかに記載の水凝集器。
【請求項８】
前記フレームは、前記繊維層の両端面に対向する平面（５２ｂ、５３ｂ）を有し、
前記繊維層は、前記平面に接触しているだけの両端面を有する請求項１から請求項７のいずれかに記載の水凝集器。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の水凝集器（３２、２３２、５３２）と、
前記燃料から固形の異物を除去するフィルタ（３１、２３１）と、
燃料の通路を区画形成するとともに、前記水凝集器と前記フィルタとを収容するケース（６）とを備える燃料フィルタ装置。
【請求項１０】
さらに、前記水凝集器の下流に配置され、水滴の通過を阻止する水分離層（２３３、３３３、４３３）を備える請求項９に記載の燃料フィルタ装置。
【請求項１１】
径方向への燃料の流れを許容するフレーム（５１）と、前記燃料の中の水を凝集させる筒状の繊維層とを有する水凝集器の製造方法において、
前記フレームの内側または外側において、燃料の中の水を凝集させる帯状の素材（６２）を少なくとも部分的に２層以上に重なるように巻くことにより、前記素材のロール体を形成する巻き工程、および
前記繊維層を前記フレームに接合する接合工程を備え、
前記巻き工程は、前記フレームから少なくともひとつの介在層を隔てて最後の層を配置する工程を有し、
前記接合工程は、前記最後の層をなす前記素材を、前記介在層を通して前記フレームに接合する工程を有する水凝集器の製造方法。
【請求項１２】
前記接合工程は、
前記径方向における最初の層だけを前記フレームに接合する隣接接合工程、および
前記径方向における最後の層を前記介在層を通して前記フレームに接合する貫通接合工程を有する請求項１１に記載の水凝集器の製造方法。
【請求項１３】
さらに、前記フレームに、前記繊維層の両端面に対向する平面（５２ｂ、５３ｂ）を形成する工程を備え、
前記巻き工程において、前記素材は、長手方向に沿って延びる長手端面を前記平面に接触させながら巻かれる請求項１１または請求項１２に記載の水凝集器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この明細書における開示は、燃料中に含まれる水を凝集させる水凝集器に関する。開示は、燃料フィルタ装置、および水凝集器の製造方法にわたる。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１−５は、燃料フィルタ装置を開示する。これら燃料フィルタ装置は、燃料を濾過することによって固形の異物を除去するためのフィルタと、燃料に含まれる水を凝集させ、分離するための水分離器とを備える。水を燃料から分離させる性能の少なくとも一部は、水を凝集させて大きい水滴に成長させる性能、すなわち水を凝集させる性能によって評価することができる。大きい水滴は、重力分離、衝突分離、撥水層による分離など、既知の分離技術によって分離されやすい利点をもつ。特許文献１−５では、水凝集層によって水を凝集させる水凝集器の利用が試みられている。従来技術として列挙された先行技術文献の記載内容は、この明細書における技術的要素の説明として、参照により援用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２２３０２８号公報
【特許文献２】米国特許出願公開第２０１４／０１０２９６９号明細書
【特許文献３】米国特許第８３６０２５１号
【特許文献４】米国特許第７８８７７０４号
【特許文献５】米国特許出願公開第２０１４／０２８４２６８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
高い水凝集性能を発揮するため、厚い凝集層が求められる場合がある。しかし、厚い凝集層は、いくつかの異なる課題を有している。
【０００５】
ひとつの観点において、厚い凝集層は、確実な固定が困難である。燃料の流れの中において、厚い凝集層の圧潰、分解を抑制しながら、その厚さと、広い表面積とを維持する必要がある。
【０００６】
他のひとつの観点において、厚い単一の凝集層は、製造が困難である。厚い単一の凝集層は、製造工程における加工および製造工程における取り扱いが困難である。このため、厚い単一の凝集層は、製造工程において特別の配慮を必要とする。
【０００７】
上述の観点において、または言及されていない他の観点において、水凝集器、および燃料フィルタ装置にはさらなる改良が求められている。
【０００８】
開示されるひとつの目的は、厚い凝集層を有する水凝集器、燃料フィルタ装置、および水凝集器の製造方法を提供することである。
【０００９】
開示される他のひとつの目的は、製造が容易な厚い凝集層を有する水凝集器、燃料フィルタ装置、および水凝集器の製造方法を提供することである。
【００１０】
開示されるさらに他のひとつの目的は、少ない部品点数で厚い凝集層を固定できる水凝集器、燃料フィルタ装置、および水凝集器の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
ここに開示された水凝集器は、径方向への燃料の流れを許容するフレーム（５１）、フレームに装着され、燃料の中の水を凝集させる筒状の繊維層であって、径方向に関して２層以上に重なるように２周以上に配置された帯状の素材（６２）のロール体を含む繊維層（６１）、および繊維層をフレームに固定する複数の接合部（７１）を備える。開示される水凝集器は、帯状の素材のロール体によって繊維層が提供される。素材は、径方向に関して２層以上に重なるように２周以上に配置されている。帯状の素材を用いて、厚い繊維層が得られる。また、帯状の素材を用いるから、取り扱いの容易さ、無駄の少なさといった観点から、製造上の利点が得られる。
【００１２】
ここに開示された水凝集器は、径方向への燃料の流れを許容するフレーム（５１）、フレームに装着され、燃料の中の水を凝集させる筒状の繊維層であって、径方向に関して少なくとも部分的に２層以上に重なるように配置された帯状の素材（６２）のロール体を含む繊維層（６１）、および繊維層をフレームに固定する複数の接合部（７１）を備え、複数の接合部は、フレームから少なくともひとつの介在層を隔てて配置された最後の層をなす素材を、介在層を通してフレームに接合する貫通接合部（７１ｂ）を有する。開示される水凝集器は、筒状の繊維層を備える。繊維層は、複数の接合部によってフレームに固定されている。複数の接合部は、確実な固定を提供する。また、複数の接合部は、貫通接合部を有する。貫通接合部は、フレームから少なくともひとつの介在層を隔てて配置された最後の層をなす素材を、介在層を通してフレームに接合する。貫通接合部は、厚い繊維層を維持しながら、最後の層をフレームに固定する。よって、燃料の流れに起因する繊維層の破損が抑制される。
【００１３】
ここに開示された燃料フィルタ装置は、上記水凝集器（３２、２３２、５３２）と、燃料から固形の異物を除去するフィルタ（３１、２３１）と、燃料の通路を区画形成するとともに、水凝集器とフィルタとを収容するケース（６）とを備える。
【００１４】
ここに開示された水凝集器の製造方法は、径方向への燃料の流れを許容するフレーム（５１）と、燃料の中の水を凝集させる筒状の繊維層とを有する水凝集器の製造方法において、フレームの内側または外側において、燃料の中の水を凝集させる帯状の素材（６２）を少なくとも部分的に２層以上に重なるように巻くことにより、素材のロール体を形成する巻き工程、および繊維層をフレームに接合する接合工程を備え、巻き工程は、フレームから少なくともひとつの介在層を隔てて最後の層を配置する工程を有し、接合工程は、最後の層をなす素材を、介在層を通してフレームに接合する工程を有する。開示される水凝集器の製造方法では、帯状の素材が少なくとも部分的に２層以上に重なるように巻かれる。この結果、最後の層は、フレームから少なくともひとつの介在層を隔てて配置される。接合工程では、最後の層をなす素材が、介在層を通してフレームに接合される。この方法によると、繊維層を巻き工程によって製造することができる。しかも、接合工程により、繊維層が確実にフレームに固定される。
【００１５】
この明細書における開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態の部分との対応関係を例示的に示すものであって、技術的範囲を限定することを意図するものではない。この明細書に開示される目的、特徴、および効果は、後続の詳細な説明、および添付の図面を参照することによってより明確になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係る燃料供給装置のブロック図である。
【図２】燃料フィルタ装置の断面図である。
【図３】燃料フィルタ装置の水凝集器の縦断面図である。
【図４】燃料フィルタ装置の水凝集器の横断面図である。
【図５】第１固定部を示す断面図である。
【図６】第１固定部を示す断面図である。
【図７】第１固定部を示す断面図である。
【図８】第２固定部を示す断面図である。
【図９】第２固定部を示す断面図である。
【図１０】第２固定部の変形例を示す断面図である。
【図１１】第２実施形態に係る燃料フィルタ装置の断面図である。
【図１２】第２実施形態に係る燃料フィルタ装置の分解図である。
【図１３】第３実施形態に係る燃料フィルタ装置の分解図である。
【図１４】第４実施形態に係る燃料フィルタ装置の分解図である。
【図１５】第５実施形態に係る水凝集器の横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的におよび／または構造的に対応する部分および／または関連付けられる部分には同一の参照符号、または百以上の位が異なる参照符号が付される場合がある。対応する部分および／または関連付けられる部分については、他の実施形態の説明を参照することができる。
【００１８】
第１実施形態
＜燃料供給装置＞
図１には、車両に搭載された燃料供給装置１における燃料フィルタ装置２の断面が図示されている。図中には、燃料の流れ方向が太線矢印によって示されている。燃料供給装置１は、燃料タンク（ＴＮＫ）３から燃料消費装置としての内燃機関（ＥＮＧ）４へ燃料を供給する。内燃機関４の一例は、軽油を燃料とするディーゼルエンジンである。内燃機関４の種類は限定されない。例えば、ガソリン、バイオディーゼル、など多様な炭化水素燃料を利用する内燃機関を適用対象とすることができる。内燃機関４は、機械の動力源として利用される。例えば、内燃機関４は、車両の走行用動力源を提供する。内燃機関４には、燃料供給装置１の一部でもある高圧ポンプと、燃料噴射弁とが設けられている。
【００１９】
燃料供給装置１は、燃料タンク３内の燃料を汲み上げる低圧ポンプを有する。低圧ポンプは、燃料フィルタ装置２と燃料タンク３との間、または、燃料フィルタ装置２と内燃機関４との間に設けられている。図示の例では、低圧ポンプは燃料タンク３内に収容されている。低圧ポンプによって加圧された燃料は、燃料フィルタ装置２に供給される。燃料フィルタ装置２は、燃料をろ過する。燃料フィルタ装置２によって濾過された燃料は、高圧ポンプおよび燃料噴射弁を経由して内燃機関４に供給される。
【００２０】
＜燃料フィルタ装置＞
燃料フィルタ装置２は、ケース６と、フィルタユニット７とを有する。ケース６は、フィルタユニット７を収容している。ケース６は、燃料の入口１１と、燃料の出口１２とを有する。ケース６は、キャップ２１とカップ２２とを有する。キャップ２１は、燃料フィルタ装置２を固定するための保持ブラケットを提供する。保持ブラケットは、燃料フィルタ装置２を車両に固定するために利用される。キャップ２１とカップ２２とは、フィルタユニット７を交換するために分離可能である。カップ２２が、キャップ２１から取り外されることにより、フィルタユニット７が露出し、交換可能な状態となる。ケース６は、金属製または樹脂製である。キャップ２１は、金属製、例えばアルミニウム合金製である。カップ２２は、樹脂製である。
【００２１】
図２において、燃料フィルタ装置２の断面が図示されている。ケース６は、入口１１から延びる入口通路１３を有する。入口通路１３は、未濾過の燃料が流れるダーティサイドＤＳの一部を提供する。ケース６は、出口１２から延びる出口通路１４を有する。出口通路１４は、濾過済みの燃料が流れるクリーンサイドＣＳの一部を提供する。ケース６は、入口１１と出口１２とを連通する燃料の流路を提供する。キャップ２１とカップ２２とは、それらの内部に燃料の通路としての空洞を区画形成している。キャップ２１とカップ２２とは、ダーティサイドＤＳとクリーンサイドＣＳとを含む室を区画形成する。ダーティサイドＤＳには入口通路１３が連通している。クリーンサイドＣＳには出口通路１４が連通している。
【００２２】
ケース６は、フィルタユニット７を収容する容器を提供する部材でもある。ケース６は、フィルタユニットを取り出すために開くことができる。キャップ２１とカップ２２とは、着脱可能に構成されている。キャップ２１は、固定的に配置された第１ケース部分を提供する。カップ２２は、着脱可能な第２ケース部分を提供する。
【００２３】
キャップ２１とカップ２２との間には、それらを着脱可能に連結する連結機構２３が設けられている。連結機構２３は、キャップ２１に設けられた雌ねじと、カップ２２に設けられた雄ねじとを含むねじ機構によって提供されている。連結機構２３は、キャップ２１とカップ２２との間のシールを提供するシール部材を含むことができる。
【００２４】
カップ２２の底部には、ドレン穴２４と、ドレンプラグ２５とが設けられている。ドレン穴２４と、ドレンプラグ２５とは、カップ２２の底部に溜まる水分および異物を排出するための排出機構を提供する。
【００２５】
カップ２２の底部には、水位センサ２６が設けられている。水位センサ２６は、カップ２２内に溜まる水の水位が所定の水準に到達すると検出信号を出力する。水位センサ２６は、フロート２７と、サポート柱２８とを有する。サポート柱２８は、カップ２２の底部から上へ向けて延び出すように配置されている。フロート２７は、サポート柱２８に沿って浮動可能である。フロート２７は、水位に対応して浮動する。例えば、サポート柱２８の中には、マグネットスイッチが収容されている。フロート２７には、永久磁石が収容されている。これにより、フロート２７が所定の高さに到達すると、マグネットスイッチが検出信号を出力する。
【００２６】
フィルタユニット７は、ケース６に対して着脱可能に装着されている。フィルタユニット７は、交換可能である。フィルタユニット７は、カップ２２の開口端に装着されている。フィルタユニット７が装着されたカップ２２が、キャップ２１内に挿入され、連結機構２３によってキャップ２１とカップ２２とが連結されることにより、フィルタユニット７は正規の位置に位置付けられる。正規の位置において、フィルタユニット７は、ダーティサイドＤＳとクリーンサイドＣＳとを仕切る。
【００２７】
フィルタユニット７は、燃料フィルタ装置２の基本機能を提供する基本要素と、付加的な機能を提供する付加要素とを有する。基本要素は、燃料を濾過することにより固形の異物を除去するフィルタ３１である。付加要素は、燃料の中の水分を分離する水分離器である。水分離器は、燃料の中の水分を捕捉し、水滴を形成し、水滴を大きく成長させる凝集段階と、水滴を燃料から分離させる分離段階とを含む。凝集段階は、水分を捕捉する繊維層を有する水凝集器３２によって提供される。分離段階は、水滴を沈降させる沈降分離室によって提供される。沈降分離室は、ケース６内に区画形成されている。水分離器は、ダーティサイドＤＳの中に配置されている。
【００２８】
フィルタ３１は、フレーム４１を有する。フレーム４１は、キャップ２１とカップ２２との間に配置された場合に、ダーティサイドＤＳとクリーンサイドＣＳとを仕切る部材である。さらに、フレーム４１は、ダーティサイドＤＳからクリーンサイドＣＳへの燃料の流れを許容する濾過通路を区画形成する部材でもある。
【００２９】
フレーム４１は、エレメント４２を支持するための部材でもある。エレメント４２は、燃料から異物を除去するための濾材によって形成されている。エレメント４２を形成する濾材は、紙とも呼べる繊維製品である。濾材は、その厚さ方向に燃料を流すことにより異物を除去する。エレメント４２は、濾過通路を横切るように配置されている。エレメント４２は、濾過通路を流れる燃料を濾過する。エレメント４２は、ほぼ円柱状に形成されている。エレメント４２は、濾材によって形成された多数の筒を含む。多数の筒は、円柱状に束ねられている。多数の筒は、円柱の軸方向に沿って燃料を流すことにより燃料を濾過する。エレメント４２は、軸方向流型のフィルタである。図示の例では、エレメント４２の下端から上端へ燃料が流れる。
【００３０】
フレーム４１は、カバー部分４３と、接続部分４４と、センタパイプ４５とを有する。カバー部分４３は、エレメント４２の流出端を覆うようにエレメント４２と連結されている。カバー部分４３の径方向外側の縁は、キャップ２１およびカップ２２によって提供されるケースとシール状態で接触している。
【００３１】
接続部分４４は、ケース６の壁面にシール状態で連結されている。接続部分４４には、シール部材としてのリップシールが設けられている。接続部分４４は、ケース６における入口通路１３の開口端と出口通路１４の開口端との間に位置づけられている。接続部分４４は、ダーティサイドＤＳとクリーンサイドＣＳとを仕切る部材でもある。
【００３２】
センタパイプ４５は、エレメント４２の中心部を軸方向に沿って貫通するように延びる筒状部材である。センタパイプ４５は、その内部に、接続部分４４の径方向内側から軸方向に延びる入口通路を区画形成している。センタパイプ４５は、エレメント４２によって濾過される前の燃料を通すための燃料通路を形成する通路部材である。センタパイプ４５は、水凝集器３２と連結される連結管４６を有する。連結管４６は、水凝集器３２に燃料を供給するように、水凝集器３２に分離可能に連結される第１連結部とも呼ばれる。連結管４６は、エレメント４２から突出するセンタパイプ４５の突出部分の外側面に設けられている。さらに、センタパイプ４５は、その先端に開口４７を有する。センタパイプ４５は、ケース内において燃料通路としての開口４７を区画する開口区画部材でもある。開口４７は、キャップ２１とカップ２２とが区画形成するケースの中央部に開口している。
【００３３】
フィルタユニット７は、キャップ２１とカップ２２との間に挟まれて保持されている。カバー部分４３は、接続部分４４とキャップ２１との間、およびカバー部分４３の外縁とカップ２２との間において保持されている。
【００３４】
水凝集器３２は、円筒状の外観をもつ部材として形成されている。水凝集器３２は、フレーム５１と、繊維層６１とを有する。フレーム５１は、径方向への燃料の流れを許容するように径方向に複数の開口を有している。フレーム５１は、繊維層６１を支持している。フレーム５１は、カゴ型のホルダまたはボビンとも呼ぶことができる。フレーム５１は、上側の端板５２と、下側の端板５３とを有する。端板５２、５３は、スナップフィット、接着、または溶着によって連結されている。フレーム５１は、樹脂製である。この樹脂は、熱可塑性である。
【００３５】
ケース６と水凝集器３２とは、ケース６と水凝集器３２とを連結する連結機構を有する。連結機構は、カップ２２に設けられた係合部２２ａと、フレーム５１に設けられた係合部５１ａとを有する。係合部２２ａ、５１ａは、樹脂材料の弾性変形を利用して係合、離脱が可能なスナップフィット機構を提供している。係合機構は、フィルタユニット７がケース６から取り出される際に、カップ２２内に水凝集器３２が残されるように、ケース６と水凝集器３２とを連結する。係合部２２ａ、５１ａが提供する連結機構による連結強度は、連結管４６が提供する連結強度より強い。
【００３６】
カップ２２内から、フィルタ３１が上方向へ引き抜かれる場合、係合部２２ａ、５１ａはカップ２２と水凝集器３２との連結状態を維持するが、連結管４６はフィルタ３１と水凝集器３２とを分離させる。この構成は、水凝集器３２の再利用を促し、フィルタ３１だけの交換を促す。水凝集器３２は、フィルタ３１より目詰りしにくい。水凝集器３２は、フィルタ３１より長期間の使用に耐える。この構成は、交換により生じるコストの抑制を可能とする。
【００３７】
繊維層は、筒状である。繊維層６１は、フレーム５１の上に保持されている。繊維層６１は、フレーム５１に装着されている。繊維層６１は、凝集層とも呼ばれる。繊維層６１は、燃料の中の水分を凝集させる水凝集部材を提供する。繊維層６１は、燃料の中に分散する微小な水滴を捕捉し、凝集させる。繊維層６１は、水分を捕捉し、水滴の大きさを成長させる。繊維層６１は、凝集して大きく成長した水滴を再び燃料の中に放ち、カップ２２内において沈降させる。繊維層６１は、水滴を捕捉するために適した物理的特性と、化学的特性とを有する繊維によって形成されている。
【００３８】
繊維層６１は、フィルタ３１の濾材よりも大きい空隙を提供する。フィルタ３１は、求められる最小異物を除去するために、比較的小さい孔を有する。一方、繊維層６１は、求められる最小異物を除去することができない。繊維層６１は、比較的大きい孔を有する。また、繊維層６１は、フィルタ３１の濾材の流れ方向の厚さよりも遥かに厚い厚さを有している。また、繊維層６１は、その比較的高い空隙率と、厚さとに起因して、フィルタ３１の濾材よりも柔らかい。
【００３９】
繊維層６１については特許文献１−特許文献５を参照することができる。特許文献１−特許文献５の記載内容は参照によって、この明細書に導入される。例えば、繊維層６１は、親水性の繊維、例えばレーヨンである。
【００４０】
＜水凝集器＞
図３および図４は、水凝集器３２を示す断面図である。図３は、図４のＩＩＩ−ＩＩＩ線における断面を示す。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線における断面を示す。フレーム５１は、長尺物を巻き取るためのボビンに似た形状を有する。フレーム５１は、両方の端板５２、５３を有する。端板５２、５３は、互いに対向するように配置されている。フレーム５１は、端板５２、５３の間に配置されたコア５４を有する。コア５４は、繊維層６１のための巻き芯でもある。コア５４は、繊維層６１を通る燃料の流れを許容するために多くの隙間を有している。コア５４は、径方向に延びる複数の通路を提供している。
【００４１】
端板５２は、アッパメンバとも呼ばれる。端板５２は、円環状の板である。端板５２は、筒状部分５２ａを有する。筒状部分５２ａは、端板５２の中央に設けられている。筒状部分５２ａは、センタパイプ４５を受け入れることによってセンタパイプ４５と連結される。筒状部分５２ａは、センタパイプ４５から燃料を受け入れる入口を区画形成する。筒状部分５２ａを介して、水凝集器３２は、フィルタユニット７から分離可能である。よって、フィルタ３１だけの交換、または水凝集器３２だけの交換が可能である。筒状部分５２ａは、コア５４の一部でもある。
【００４２】
端板５２は、環状の平面５２ｂを提供する。平面５２ｂは、筒状部分５２ａの径方向外側に位置している。平面５２ｂは、繊維層６１の端面と接触することによって繊維層６１の端面と端板５２との間からの漏れ出しを阻止する接触シールを提供する。平面５２ｂと繊維層６１との間には、接着剤または再硬化層といった接着部分は設けられていない。
【００４３】
端板５３は、ロワメンバとも呼ばれる。端板５２と端板５３とは連結され、図示されるフレーム５１を形づくっている。端板５３は、中央部に円錐部５３ａを有する。円錐部５３ａは、径方向外側に広がりながら、下に向かう下向きの傾斜面を提供する。下向きの傾斜面は、下向きの流れを作り出すために貢献する。下向きの流れは、水滴の沈降を促進する。
【００４４】
端板５３は、平面５２ｂに対向する環状の平面５３ｂを有する。平面５３ｂは、円錐部５３ａの径方向外側に位置している。２つの平面５２ｂ、５３ｂは、上下方向に関して互いに対向している。２つの平面５２ｂ、５３ｂは、繊維層６１の幅方向に関して互いに対向している。平面５３ｂは、繊維層６１の端面と接触することによって繊維層６１の端面と端板５３との間からの漏れ出しを阻止する接触シールを提供する。平面５３ｂと繊維層６１との間には、接着剤または再硬化層といった接着部分は設けられていない。
【００４５】
平面５２ｂ、５３ｂは、繊維層６１の両端面に対向している。言い換えると、繊維層６１は、平面５２ｂ、５３ｂに接触しているだけの両端面を有している。
【００４６】
端板５３は、外側の縁部に、下向きに延びる下向き壁５３ｃを有する。下向き壁５３ｃは、水滴の成長を促し、水滴の燃料中への解放を促進する。
【００４７】
さらに、端板５３は、複数のリブ５５を有する。リブ５５は、板状である。複数のリブ５５は、放射状に配置されている。複数のリブ５５は、周方向に互いに離れて配置されている。複数のリブ５５の間には、径方向に延びる複数の通路が区画形成されている。複数のリブ５５は、巻き始めのリブ５５ａと巻き終わりのリブ５５ｂとを含む８本のリブによって提供されている。複数のリブ５５は、コア５４の一部でもある。
【００４８】
端板５３は、複数の支持部５６を有する。複数の支持部５６は、複数のリブ５５の径方向外側の縁に分散的に配置されている。支持部５６は、径方向外側に向けて突出している突部である。複数の支持部５６は、軸方向に関して互いに離れて配置されている。複数の支持部５６は、周方向に関して互いに離れて配置されている。支持部５６の径方向外側面は、曲面である。支持部５６の径方向外側面は、繊維層６１の内面に接触している。複数の支持部５６は、繊維層６１を受け止め、支持する接触面を提供する。
【００４９】
フレーム５１の径方向外側には、繊維層６１が配置されている。繊維層６１は、筒状である。繊維層６１は、複数のリブ５５に対応して、やや多面筒状である。繊維層６１は、内周面と、外周面と、両端面とを有している。内周面は、燃料の入口面を提供する。外周面は、燃料の出口面を提供する。両端面は、端板５２、５３に押し付けられている。両端面は、シール面を提供する。
【００５０】
繊維層６１は、流れ方向に沿って複数の層を有する。複数の層は、互いに直接的に接触している。それぞれの層は、同じ繊維によって形成されている。繊維層６１は、帯状の素材６２によって形成されている。帯状の素材６２は、長尺の母材を所定の長さに切断することによって、または四角い母材から切り取ることによって得ることができる。よって、母材から円板を切り出す場合に比べて、材料の無駄が抑制される。素材６２は、不織布である。素材６２は、綿状と呼べるものである。素材６２は、フィルタ３１の材料よりも遥かに低い繊維密度を有している。素材６２は、フレーム５１に巻くことができる柔らかさを有している。
【００５１】
繊維層６１は、コア５４の上に配置されている。繊維層６１は、コア５４の径方向外側に配置されている。素材６２は、螺旋状、または渦巻状と呼びうる形状である。繊維層６１は、帯状の素材６２の筒状ロール体を含む。繊維層６１は、ロール体だけで提供することができる。繊維層６１は、一連の帯状の素材６２の積層体によって提供されている。繊維層６１は、素材６２のロール体に加えて、追加的な層を備えていてもよい。
【００５２】
素材６２は、コア５４の上において積層されている。素材６２は、径方向に関して少なくとも部分的に２層以上に重なるように配置されている。素材６２は、径方向に関して２層以上に重なるように２周以上に配置されている。素材６２は、３層となるように３周以上に配置されている。２層以上に積層された素材６２は、燃料の通過方向に沿って厚い繊維層６１を形成することを可能とする。
【００５３】
素材６２は、コア５４が提供する仮想の周面に沿って配置されている。素材６２は、コア５４を２周以上にわたって周回している。素材６２は、コア５４を３周以上にわたって周回していてもよい。繊維層６１の中において積層された２つの隣接層は、直接的に接触している。この構成は、厚い繊維層６１を形成することを可能とする。
【００５４】
素材６２は、端部６３と、端部６４とを有する。内側の端部６３は、巻き始め端である。外側の端部６４は、巻き終わり端である。端部６３と端部６４とは、周方向に隣接する２つのリブ５５ａ、５５ｂの間に配置されている。素材６２は、２つのリブ５５ａ、５５ｂの間において、内側層から外側層へのシフト部を有している。シフト部は、素材６２が段差状に曲がる部分である。複数のシフト部が、２つのリブ５５ａ、５５ｂの間に集中的に配置されている。この配置は、繊維層６１の外周面を円形に近づけることを可能とする。
【００５５】
フレーム５１と繊維層６１とは、複数の接合部７１において接合されている。接合部７１は、繊維層６１の内面または外面においてドット状である。言い換えると、繊維層６１を径方向外側から見て、接合部７１は、ドット状である。接合部７１は、フレーム５１の材料を溶融させ、繊維層６１の中に浸透させ、再び硬化させた再硬化部分である。接合部７１において、フレーム５１と繊維層６１とは分離不能に接合されている。
【００５６】
複数の接合部７１は、繊維層６１の筒状の周面において分散して配置されている。複数の接合部７１は、均一に分散している。複数の接合部７１は、軸方向および周方向に関して分散している。
【００５７】
図３に図示されるように、複数の接合部７１は、軸方向に関して互いに離れて設けられた複数の接合部７１を含む。図中には、軸方向に沿って配置された４つの接合部７１が図示されている。図４に図示されるように、複数の接合部７１は、周方向に関して互いに離れて設けられた複数の接合部７１を含む。図中には、周方向に沿って配置された８つの接合部７１が図示されている。複数の接合部７１は、軸方向および周方向に関して等間隔に配置されている。図示の例では、複数の接合部７１は、４×８＝３２の水玉模様（Ｐｏｌｋａｄｏｔｓ  Ｐａｔｔｅｒｎ）のように配置されている。
【００５８】
複数の接合部７１は、最も内側の層（最も内側の素材６２）とフレーム５１とを接合している。接合部７１は、少なくともひとつの層とフレーム５１とを接合している。複数の接合部７１は、複数のリブ５５の先端に配置されている。
【００５９】
図４に図示されるように、複数の接合部７１は、接合部７１ａと、接合部７１ｂとを有する。接合部７１ａは、フレーム５１から径方向に関して最初の層をなす素材６２を、フレーム５１に接合する。接合部７１ａは、隣接接合部とも呼ばれる。接合部７１ａは、一方の端部６３の近傍において素材６２をフレーム５１に接合している。接合部７１ａは、最も内側の層とフレーム５１とを接合する。接合部７１ａは、燃料の流れの最も上流に位置する層をフレーム５１に固定している。最初の層の上には、複数の接合部７１ａが設けられている。
【００６０】
接合部７１ｂは、フレーム５１から少なくともひとつの介在層を隔てて配置された最後の層をなす素材６２を、介在層を通してフレーム５１に接合する。接合部７１ｂは、貫通接合部とも呼ばれる。接合部７１ｂは、他方の端部６４の近傍において素材６２をフレーム５１に接合している。接合部７１ｂは、最も外側の層とフレーム５１とを接合する。接合部７１ｂは、最も外側の層とフレーム５１とを接合している。接合部７１ｂは、燃料の流れの最も下流に位置する層をフレーム５１に固定している。接合部７１ｂは、素材６２の巻き終わりの端部６４の近傍にだけ設けられている。
【００６１】
接合部７１ｂは、複数の層とフレーム５１とを接合していてもよい。例えば、接合部７１ｂは、すべての層とフレーム５１とを接合する場合がある。接合部７１ｂは、複数の層をフレーム５１に固定している。接合部７１ｂは、繊維層６１の厚さ方向に関して繊維層６１の全体をフレーム５１に固定している。言い換えると、接合部７１ｂは、繊維層６１をフレーム５１に縫い留めている。接合部７１ｂは、素材６２の３層分を、フレーム５１に接合している。
【００６２】
接合部７１ａは、巻き始めのリブ５５ａに設けられている。接合部７１ａは、最初の接合位置である。接合部７１ｂは、巻き終わりのリブ５５ｂの上に設けられている。接合部７１ｂは、重複部分を形成する巻き付けの後の最後の接合位置である。
【００６３】
複数の接合部７１は、周方向、軸方向、および径方向に関して、素材６２をフレーム５１に固定している。端部６３と接合部７１ａとの間の延び出し片は、自らの剛性によって図示される形状を維持する。端部６４と接合部７１ｂとの間の延び出し片は、自らの剛性によって図示される形状を維持する。これら延び出し片は、燃料が流れるとき、すなわち通常の使用状態の下でも、図示されるように隣接する層に接する形状を維持する。
【００６４】
繊維層６１の内周面または外周面に沿って分散している複数の接合部７１は、確実な固定に貢献する。また、再硬化部分である接合部７１は、確実な固定を提供する。複数の接合部７１ａは、燃料の流れの上流側からの繊維層６１の圧潰を抑制する。接合部７１ｂは、燃料の流れの下流側への繊維層６１の分離を抑制する。繊維層６１は、端面において平面５２ｂ、５３ｂに接触だけでシールを提供している。このため、接着剤の厚さに依存することなく、安定的なシールが得られる。この結果、確実な繊維層６１の固定と、シール性とが実現される。この構造は、コストの抑制を可能とする。
【００６５】
図２に図示されるように、係合部２２ａ、５１ａはケース連結部を提供している。ケース連結部は、ケース６からフィルタ３１を外した状態においても、水凝集器３２がケース６との連結状態を維持可能に形成されている。交換作業は、連結機構２３を緩める段階と、キャップ２１からカップ２２を外す段階とを有する。連結機構２３においてキャップ２１とカップ２２とを分離させる操作は、回転操作である。ケース連結部による水凝集器３２とカップ２２との連結状態は、回転操作とは異なる操作によって解除可能である。ケース連結部は、樹脂材料を弾性変形させながら、水凝集器３２を軸方向へ引き抜く軸方向操作、またはやや斜めに引き抜く軸方向操作によって、解除状態となる。よって、連結機構２３のための操作によって、ケース連結部における連結状態が解除されることはない。
【００６６】
さらに、交換作業は、カップ２２内からフィルタ３１を引き抜く段階と、カップ２２内から水凝集器３２を引き抜く段階と、それらを交換し、再び組み立てる段階とを有する。フィルタ３１が軸方向へ引き抜かれるとき、ケース連結部は、係合状態を維持し、水凝集器３２とカップ２２との連結状態を維持する。よって、フィルタ３１がカップ２２内から抜かれても、水凝集器３２はカップ２２内に残される。これによりフィルタ３１のみの交換が促進される。なお、カップ２２内はダーティサイドＤＳであり、繊維層６１の上流と下流もダーティサイドＤＳである。よって、連結管４６が引き抜かれた後に、新品のフィルタ３１が差し込まれても、クリーンサイドＣＳへの異物の進入は抑制される。
【００６７】
連結管４６と、筒状部分５２ａとは、フィルタ３１と水凝集器３２とを機械的に連結する連結部である。さらに、連結管４６と、筒状部分５２ａとは、繊維層６１に燃料を流すように燃料通路の流体的な連結を提供する流体的連結部でもある。ケース連結部は、流体的連結部における連結が解除された状態でも、ケース６との連結状態を維持可能に形成されている。
【００６８】
＜製造方法＞
燃料フィルタ装置２の製造方法は、ケース６を形成する工程と、ケース６の中にフィルタユニット７を配置する工程と、ケース６を閉じる工程とを含む。フィルタユニット７の製造方法は、フィルタ３１を組み立てる工程と、水凝集器３２を組み立てる工程と、フィルタ３１と水凝集器３２とを連結する工程とを含む。
【００６９】
フィルタユニット７を交換する方法は、ケース６を開く工程と、古いフィルタユニット７を取り出す工程と、新しいフィルタユニット７を配置する工程と、ケース６を閉じる工程とを含む。フィルタ３１だけが交換される場合、古いフィルタユニット７をフィルタ３１と水凝集器３２とに分解する工程と、古い水凝集器３２を新しいフィルタ３１に連結して新しいフィルタユニット７を製造する工程とが追加される。分解工程は、水凝集器３２とカップ２２との連結状態を維持したまま、フィルタ３１と水凝集器３２とを分離させる段階を含むことができる。分解工程は、ケース６の中で、ケース６を開く工程において同時に実行することができる。連結する工程は、水凝集器３２とカップ２２との連結状態を維持したまま、ケース６の中で実行することができる。連結する工程は、ケース６を閉じる工程において同時に実行することができる。
【００７０】
水凝集器３２の製造方法は、フレーム５１を形成する形成工程と、フレーム５１に繊維層６１を装着する装着工程と、フレーム５１に繊維層６１を固定する固定工程とを含む。形成工程は、樹脂材料によってフレーム５１を成形する工程を含むことができる。装着工程は、フレーム５１に沿って素材６２を巻く巻き工程によって提供することができる。装着工程は、素材６２を巻いた繊維層６１の中に、フレーム５１を装着する工程によって提供されてもよい。この実施形態では、装着工程は、巻き工程によって提供されている。
【００７１】
装着工程は、燃料が繊維層６１を通過するように繊維層６１とフレーム５１との間にシールを形成する段階を含む。シールは、筒状の繊維層６１の端面を平面５２ｂ、５３ｂに押し付けることによって形成されている。シールは、巻き工程において、素材６２の長手方向端面を、平面５２ｂ、５３ｂに押し付けることによって形成される。巻き工程において、素材６２は、長手方向端面を平面５２ｂ、５３ｂに押し付けながら、フレーム５１に巻き付けられる。
【００７２】
巻き工程は、素材６２をフレーム５１の上に巻き付ける工程である。巻き工程は、リブ５５ａの上を巻き始めとして開始される。素材６２は、端部６３から巻き付けられる。巻き工程は、端部６４が図示される規定の位置に位置付けられると終了する。
【００７３】
巻き工程は、素材６２を少なくとも部分的に２層以上に重なるように巻く工程である。巻き工程は、素材６２をフレーム５１の上に一周だけ巻き付ける第１段階を含む。これにより、素材６２の一周目が形成される。巻き工程は、素材６２をフレーム５１の上に、追加的に一周だけ巻き付ける第２段階を含む。これにより、素材６２の二周目が形成される。巻き工程は、素材６２をフレーム５１の上に、さらに追加的に一周だけ巻き付ける第３段階を含む。これにより、素材６２の三周目が形成される。この結果、繊維層６１が形成される。
【００７４】
巻き工程は、リブ５５ａの先端に素材６２を位置付ける初期段階を含む。初期段階では、端部６３が、最初のリブ５５ａと最後のリブ５５ｂとの間に位置づけられる。初期段階では、さらに、リブ５５ａの先端の上に、素材６２が位置付けられる。初期段階では、リブ５５ａを越えて、素材６２が配置される。初期段階において、素材６２は、２番目のリブ５５の上にまで配置されてもよい。初期段階の後に、上述の第１段階、第２段階、および第３段階が実行される。
【００７５】
巻き工程は、フレーム５１から少なくともひとつの介在層を隔てて最後の層を配置する工程を有する。この工程は、第３段階によって提供される。介在層は、第１層、および第２層によって提供されている。
【００７６】
固定工程は、複数の接合部７１を形成することによって繊維層６１をフレーム５１に固定する。固定工程は、巻き工程の中で間欠的に実行される。固定工程は、複数の接合部７１のそれぞれを形成するための複数の段階を含む。固定工程は、リブ５５ａの上に素材６２が位置付けられた後に、最初の接合部７１ａを形成するための初期段階を含むことができる。固定工程は、２番目以降のリブ５５の上に素材６２が位置付けられた後に、接合部７１ａを形成するための中間段階を含むことができる。
【００７７】
中間段階は、複数のリブ５５の上に素材６２を位置付けた後に、複数の接合部７１ａを順に形成するように実行されてもよい。中間段階は、ひとつのリブ５５の上に素材６２を位置付けた後に、ひとつの接合部７１を形成する単段階を、複数のリブ５５の上において繰り返すように実行されてもよい。また、中間段階は、複数の部分段階に分割されて実行されてもよい。ひとつの部分段階では、一群の複数のリブ５５、例えば３つのリブ５５に対して、素材６２を配置した後に、それら複数のリブ５５の上に複数の接合部７１ａが形成される。残る部分段階では、残る一群のリブ５５、例えば３つのリブ５５に対して、素材６２を配置した後に、それらリブ５５の上に複数の接合部７１ａが形成される。
【００７８】
図５は、最初のリブ５５ａを示す。支持部５６がリブ５５ａの先端に形成されている。溶融前において、支持部５６はやや大きい。リブ５５ａとは、素材６２の単層分を固定する溶融樹脂を供給できる体積を与えられている。
【００７９】
図６は、リブ５５ａの先端に素材６２が位置付けられた状態を示す。巻き工程において、素材６２は、リブ５５ａの上に位置付けられる。
【００８０】
固定工程は、リブ５５ａの一部を溶融させる段階を含む。固定工程は、素材６２を押える工程を含む。リブ５５ａの一部は、高温の部材５７を押し当てることにより溶融する。素材６２は、部材５７により押され、圧縮される。リブ５５ａの一部は、外側から供給される高エネルギーにより、例えば、レーザの照射、超音波の照射、電磁波の照射、熱風の供給などによって溶融させることができる。リブ５５ａの一部は、溶融段階の間に、図６に図示される形状から変形する。この段階は、流動性のある材料をフレーム５１と素材６２との間に供給する供給段階である。材料は、素材６２の中に浸透する程度の流動性を与えられている。
【００８１】
固定工程は、溶融した樹脂材料の中に素材６２の繊維を位置づける段階を含む。この段階では、溶融した樹脂材料が、繊維層に浸透しながら広がる。また、一部の繊維は、溶融した樹脂材料の中に進入する。この段階は、流動性のある材料と、素材６２とを混在させる段階である。
【００８２】
固定工程は、一旦溶融した樹脂材料を再硬化させる段階を含む。この段階は、流動性のある材料の流動性を低下させる段階である。材料の流動性は、素材６２をフレーム５１に固定する程度の低い水準に低下する。
【００８３】
図７は、接合部７１の一例を示す。接合部７１は、再硬化した樹脂の塊である。接合部７１は、樹脂の塊の内部に、素材６２の繊維を取り込んでいる。接合部７１の形状は、リブ５５ａとは異なる。リブ５５ａの形状は、接合部７１の不定形な塊状に変化している。接合部７１の表面は、流動に伴って不定形な表面を与えられている。接合部７１の形状は、支持部５６の先端から径方向外側へ延び出す棒状、または柱状とも呼ぶことができる。さらに、素材６２は、接合部７１が再硬化するときの収縮により、またはリブ５５ａを溶融させるために外から与えられた押圧力により、やや凹むように変形する場合がある。例えば、素材６２の厚さは、接合部７１の周辺においてやや減少する場合がある。
【００８４】
上述のように、巻き工程の第１段階により、フレーム５１の上には、素材６２の最内層が配置される。固定工程により、複数の接合部７１ａが形成される。この固定工程は、径方向における最初の層だけをフレーム５１に接合する隣接接合工程を提供する。この結果、素材６２の最内層、すなわち最上流層は、フレーム５１に強固に固定される。さらに、巻き工程が、第１段階、第２段階、第３段階と進められる。巻き工程の段階が進行する度に、素材６２が最後のリブ５５ｂの上に積層的に配置される。
【００８５】
図８は、最後のリブ５５ｂを示す。支持部５６がリブ５５ｂの先端に形成されている。リブ５５ｂは、素材６２の３層分を固定する溶融樹脂を供給できる体積を与えられている。フレーム５１は、そこに留められる素材６２の層数、またはそこに留められる繊維層の厚さに対応している。巻き終わりのリブ５５ｂの上に、第３層の素材６２が位置付けられると、固定工程の最後の部分段階が実行される。最後の部分段階では、最後のリブ５５ｂが溶融され、再硬化される。
【００８６】
図９は、巻き終わりのリブ５５ｂの上における接合部７１ｂの一例を示す。固定工程により、リブ５５ｂは、複数の層をなしている素材６２の少なくとも最も外側の層と接合されるように溶融される。リブ５５ｂは、複数の層と接合されるように溶融される。リブ５５ｂは、すべての層と接合されるように溶融される。接合部７１ｂは、複数の層からなる繊維層６１を固定する。接合部７１ｂは、繊維層６１を縫い留めているともいえる。３層の素材６２は部材５７により大きく圧縮され、凹部６６を形成している。この工程は、径方向における最後の層を介在層を通してフレーム５１に接合する貫通接合工程を提供する。
【００８７】
ひとつのリブ５５の上には、軸方向に沿って複数の支持部５６が設けられている。例えば、最初のリブ５５ａの上には、軸方向に沿って複数の支持部５６が設けられている。例えば、最後のリブ５５ｂの上には、軸方向に沿って複数の支持部５６ｂが設けられている。よって、リブ５５ａの上には、軸方向に沿って複数の接合部７１ａが形成されている。リブ５５ｂの上には、複数の最後の接合部７１ｂが形成されている。これら複数の最後の接合部７１ｂは、素材６２の巻き終わりの端部６４をフレーム５１に固定する。端部６４は、最下流側に位置しているから、接合部７１ｂは、繊維層６１の厚さ方向の全体をフレーム５１の上に固定している。
【００８８】
図１０は、接合部７１ｂの変形例を示す。リブ５５ｂから接合部７１ｂが形成されるとき、リブ５５ｂの周囲には、厚い３層の素材６２が積層されている。接合部７１ｂは、３層の素材６２を完全に貫通しなくてもよい。
【００８９】
＜作動＞
図２に戻り、図中には、燃料の流れが矢印によって例示されている。入口１１から供給された燃料は、水凝集器３２を通過した後に、フィルタ３１を通り、出口１２から出る。水凝集器３２から流出した水滴は、自らの重さによって沈降し、カップ２２内に沈んでゆく。一方、燃料は、カップ２２内を上に向けて流れ、フィルタ３１に流入する。フィルタ３１を通過した燃料は、出口１２へ到達する。
【００９０】
カップ２２内に沈んだ水滴は、カップ２２の底部に溜まる。図中には、水滴ＷＤと、水と燃料との境界である水面ＷＬとが模式的に図示されている。水面ＷＬの上昇によってフロート２７が浮き上がると、水位センサ２６が検出信号を出力する。検出信号は、利用者に警報を与える。利用者がドレンプラグ２５を緩めると、水が排出される。
【００９１】
フィルタ３１は、燃料フィルタ装置２に意図された大きさの固形の異物を除去する性能を与えられている。フィルタ３１は、高圧ポンプなどが長期間にわたって性能を維持できるように、微細な固形異物を除去できるように設計されている。一方、水凝集器３２に設けられた繊維層６１は、上記意図された固形の異物を除去することができない。繊維層６１は、フィルタ３１より大きい孔を有するからである。繊維層６１は、水分を捕捉し、凝集させるために設計されている。
【００９２】
燃料は、繊維層６１の内面から外面に向けて流れる。接合部７１ａは、燃料の圧力に抗して繊維層６１の内周面を、規定の位置に位置付ける。接合部７１ｂは、燃料の圧力に抗して、繊維層６１の外周面、例えば端部６４を、規定の位置に位置づける。よって、燃料が繊維層６１内を通過しても、繊維層６１の圧潰、および分解が抑制される。
【００９３】
燃料の中に含まれる水分は、繊維層６１の中で、繊維層６１に捕捉され、凝集し、大きい水滴に成長する。水滴は、繊維層６１の外面から、再び燃料の中に放たれる。
【００９４】
＜効果＞
以上に述べた実施形態によると、それぞれ独立して利用可能な複数の特徴的な構成によって、複数の利点が提供される。繊維層６１は、厚い凝集層を有する水凝集器３２、および燃料フィルタ装置２を提供する。繊維層６１は、２周以上に周回した帯状の素材６２の筒状ロール体によって提供されている。このため、取り扱いやすい帯状の素材６２によって厚い繊維層６１が形成される。この結果、製造が容易な厚い凝集層を有する水凝集器３２、水凝集器３２を含むフィルタユニット７、および燃料フィルタ装置２が提供される。
【００９５】
繊維層６１は、複数の接合部７１によってフレーム５１に固定されている。複数の接合部７１は、確実な固定を提供する。しかも、複数の接合部７１は、分散配置されている。複数の接合部７１は、繊維層６１の繊維と一体化している。このため、確実な固定が可能である。
【００９６】
複数の接合部７１は、繊維層６１の内周面において繊維層６１をフレーム５１に固定する接合部７１ａと、繊維層６１の外周面において繊維層６１をフレーム５１に固定する接合部７１ｂとを有する。接合部７１ｂは、貫通接合部を提供する。貫通接合部は、最後の層をなす素材を、介在層を通してフレーム５１に接合する。貫通接合部は、厚い繊維層６１を維持しながら、最後の層の位置を固定する。よって、燃料の流れに起因する繊維層６１の破損が抑制される。
【００９７】
繊維層６１は、内周面と外周面との両方においてフレーム５１に固定される。接合部７１ａは、繊維層６１の内周面からの圧潰を抑制する。接合部７１ｂは、繊維層６１の外周面からの分離を抑制する。言い換えると、接合部７１ａは、燃料の流れの上流側からの繊維層６１の圧潰を抑制する。接合部７１ｂは、燃料の流れの下流側への繊維層６１の分離を抑制する。これにより、少ない部品点数で厚い凝集層を固定できる水凝集器３２、水凝集器３２を含むフィルタユニット７、および燃料フィルタ装置２が提供される。
【００９８】
水凝集器３２の製造方法によると、帯状の素材が少なくとも部分的に２層以上に重なるように巻かれる。最後の層は、フレーム５１から少なくともひとつの介在層を隔てて配置される。接合工程では、最後の層をなす素材が、介在層を通してフレーム５１に接合される。この方法によると、繊維層６１を巻き工程によって製造することができる。しかも、接合工程により、繊維層６１が確実にフレームに固定される。接合工程では、最後の層の位置を維持しながら、繊維層６１がフレーム５１に固定される。よって、厚い繊維層６１が維持される。
【００９９】
第２実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、ダーティサイドＤＳに水凝集器３２が配置されている。これに代えて、水凝集器は、クリーンサイドＣＳに配置されてもよい。
【０１００】
図１１および図１２に図示されるように、燃料フィルタ装置２は、固形の異物を除去するためのフィルタ２３１を有する。フィルタ２３１は、ケース６内をダーティサイドＤＳとクリーンサイドＣＳとに区画している。フィルタ２３１は、プリーツ形状の円筒状濾材を有する。フィルタ２３１は、ダーティサイドＤＳとクリーンサイドＣＳとの直接的な連通を阻止するためのＯリングなどのシール部材を有する。
【０１０１】
水凝集器２３２は、クリーンサイドＣＳに配置されている。言い換えると、水凝集器２３２は、フィルタ２３１の下流に配置されている。水凝集器２３２は、フィルタ２３１の径方向内側に配置されている。水凝集器２３２は、フレーム５１と、フレーム５１に固定された繊維層６１とを有する。繊維層６１は、複数の接合部７１によってフレーム５１に固定されている。繊維層６１は、水凝集層を提供する。水凝集器２３２は、係合部２２ａ、５１ａによってカップ２２に連結されている。この実施形態でも、係合部２２ａ、５１ａは、水凝集器２３２の再利用を促す。
【０１０２】
この実施形態では、燃料は、筒状の繊維層６１の外周面から内周面へ向けて径方向へ流れる。繊維層６１は、内側のフレーム５１によって支持されているから、燃料の流れに伴う圧力は、繊維層６１を圧縮するように作用する。一方で、フレーム５１から繊維層６１の厚さ方向に延びる複数の接合部７１は、繊維層６１の厚さを維持するように作用する。よって、この実施形態でも、厚い繊維層６１が維持される。
【０１０３】
燃料フィルタ装置２は、水分離層２３３を有する。水分離層２３３は、水凝集器２３２の下流側に配置されている。水分離層２３３は、水凝集器２３２と出口１２との間に配置されている。水凝集器２３２と水分離層２３３との間には、水滴を沈降させるための円筒状の空洞が区画形成されている。水分離層２３３は、水滴の通過を抑制し、水滴の沈降を促進する。水分離層２３３は、撥水性、または疎水性と呼びうる性質をもつスクリーンによって提供されている。
【０１０４】
水分離層２３３は、連結機構２３４によって水凝集器２３２に連結されている。連結機構２３４は、スナップフィット機構によって提供されている。連結機構２３４は、水分離層２３３を水凝集器２３２に連結した状態を維持しながら、フィルタ２３１だけを取り出すことを可能とする。よって、連結機構２３４は、水分離層２３３の再利用を促す。
【０１０５】
第３実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、水分離層２３３は、水凝集器２３２に連結されている。これに代えて、水分離層は、フィルタ２３１に連結されていてもよい。
【０１０６】
図１３に図示されるように、水分離層３３３は、連結機構３３４によってフィルタ２３１に連結されている。この構成によると、水凝集器２３２の再利用が促される。一方、フィルタ２３１と水分離層３３３との交換が促される。
【０１０７】
第４実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、水分離層２３３は、フィルタ２３１または水凝集器２３２に連結されている。これに代えて、水分離層は、独立していてもよい。
【０１０８】
図１４に図示されるように、水分離層４３３は、連結機構を持たない。この構成では、水分離層４３３は、自重によって水凝集器２３２の上に残される。ただし、利用者は、水分離層４３３を水凝集器２３２から容易に取り外すことができる。よって、水分離層４３３の交換、再利用の選択を利用者に委ねることができる。
【０１０９】
第５実施形態
この実施形態は、先行する実施形態を基礎的形態とする変形例である。上記実施形態では、フレーム５１の外側に素材６２が巻かれている。これに代えて、素材６２は、フレーム５１の内側に巻かれてもよい。
【０１１０】
図１５に図示されるように、水凝集器５３２は、フレーム５１を有する。水凝集器５３２は、先行する実施形態の水凝集器３２、２３２として利用可能である。フレーム５１は、径方向内側に向けて突出する複数のリブ５５を有する。フレーム５１は、繊維層６１の径方向外側に配置されている。複数の支持部５６は、繊維層６１の外周面に隣接している。
【０１１１】
帯状の素材６２は、複数のリブ５５が区画形成する仮想の筒状空洞の中に、内側から巻き付けられている。製造方法において、帯状の素材６２は、端部６３からフレーム５１の内部空洞の中に順に配置されてゆく。端部６４は、端部６３の位置を越えて更に巻き重ねた位置に位置付けられている。帯状の素材６２は、径方向外側から径方向内側へ重ねられている。この実施形態でも、製造方法において、帯状の素材６２は、縫い付けられる。この実施形態でも、巻き重ねられた帯状の素材６２によって厚い繊維層６１が形成されている。
【０１１２】
繊維層６１は、複数の接合部７１によってフレーム５１に固定されている。繊維層６１は、最初のリブ５５および支持部５６の上に、接合部７１ａによって固定されている。接合部７１ａは、素材６２の１枚に相当するひとつの層を固定する。言い換えると、接合部７１ａは、最も外側の層を固定する。さらに別の観点では、接合部７１ａは、燃料流れにおいて最も上流の層を固定する。水凝集器５３２は、最初の層を固定するための複数の接合部７１ａを有する。これら複数の接合部７１ａは、周方向に関して分散して配置されている。
【０１１３】
繊維層６１は、最後のリブ５５の上に、接合部７１ｂによって固定されている。接合部７１ｂは、素材６２の複数枚に相当する複数の層を固定する。言い換えると、接合部７１ｂは、最も内側の層を固定する。さらに別の観点では、接合部７１ｂは、燃料流れの最も下流の層を固定する。水凝集器５３２は、最後の層を固定するための複数の接合部７１ｂを有する。これら複数の接合部７１ｂは、周方向に関して分散して配置されている。
【０１１４】
繊維層６１は、いくつかのリブ５５の上に、接合部７１ｃによって固定されている。接合部７１ｃは、複数の層を固定する。接合部７１ｃによって固定される層の数は、接合部７１ａが固定する層の数と、接合部７１ｂが固定する層の数との間にある。図示の例では、接合部７１ｂは、２つの層を固定する。言い換えると、接合部７１ｃは、燃料流れ中間の層を固定する。水凝集器５３２は、複数の接合部７１ｃを有する。これら複数の接合部７１ｃは、周方向に関して分散して配置されている。複数の接合部７１ｃは、中間の接合部とも呼ばれる。複数の接合部７１ｃは、厚い繊維層６１を、その内部において補強する。
【０１１５】
複数の接合部７１ａは、繊維層６１の径方向外側において、繊維層６１をフレーム５１に確実に固定する。複数の接合部７１ａは、繊維層６１の径方向外側から内側への圧潰を抑制する。複数の接合部７１ｂは、繊維層６１の径方向内側において、繊維層６１をフレーム５１に確実に固定する。複数の接合部７１ｂは、繊維層６１の内周面、言い換えると最下流層の径方向内側への分解を抑制する。
【０１１６】
この実施形態でも、厚い繊維層６１を取り扱いやすい帯状の素材６２によって形成することができる。この実施形態でも、複数の接合部７１によって、厚い繊維層６１が確実にフレーム５１に固定される。さらに、複数の接合部７１ａは、燃料の流れの上流側からの繊維層６１の圧潰を抑制する。複数の接合部７１ｂは、燃料の流れの下流側への繊維層６１の分離を抑制する。
【０１１７】
他の実施形態
この明細書における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに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と解されるべきである。
【０１１８】
上記実施形態では、低圧ポンプの下流に燃料フィルタ装置２が設置される正圧システムが例示されている。これに代えて、低圧ポンプの上流に燃料フィルタ装置２が設置される負圧システムが適用対象とされてもよい。上記実施形態では、フィルタ３１は、ハニカム型のエレメント４２を有する。これに代えて、菊花型、渦巻き型など多様な形式の濾材を用いることができる。
【０１１９】
上記実施形態では、ケース６は、キャップ２１とカップ２２とに２分割可能である。これに代えて、ケース６は、３分割可能に構成されてもよい。また、フタに相当する部材だけが分離可能に構成されてもよい。いずれの構成においても、フィルタユニット７は交換可能にケース６内に収容される。
【０１２０】
上記実施形態では、水凝集器は、放射状のリブ５５をもつ星形のフレーム５１を有する。これに代えて、水凝集器は、カゴ型、コイル型など多様な形状のフレームを利用することができる。また、フレーム５１は、繊維層６１の両端面との接触を確実化するために、平面５２ｂ、５３ｂに代えて、同心状の段差面、複数の突部など多様な表面形状を有することができる。また、上記実施形態では、水凝集器の径方向外側面に繊維層６１の外周面が露出している。これに代えて、繊維層６１の外周面よりされに外側に、網状、柱状の保護部材が設けられていてもよい。また、上記実施形態では、１層の素材６２または３層の素材を通してリブ５５を溶融させている。これに代えて、リブ５５ａ、５５ｂに、素材６２を刺すためのニードルを設けても良い。ニードルによって、素材６２の固定が可能である。
【０１２１】
上記実施形態では、帯状の素材６２を数周巻くことによって繊維層６１を形成している。これに代えて、必要な厚さの繊維層６１が得られるように、帯状の素材６２の巻回数は、１周以上に設定することができる。
【０１２２】
上記実施形態では、フレーム５１を形成する樹脂材料を溶融させることにより、接合部７１を形成している。これに代えて、繊維層６１を形成する繊維が溶融可能な場合には、繊維層６１を溶融させることによって接合部７１を形成してもよい。また、フレーム５１と繊維層６１との間に流動状態の接着剤を供給し、硬化させることによって接合部７１を形成してもよい。これに場合でも、複数の接合部７１によって、燃料の流れ、圧力差に耐えうる確実な固定を提供できる。
【０１２３】
上記実施形態では、帯状の素材６２の第１層と複数のリブ５５との間に接合部７１ａを設け、帯状の素材６２の第３層とリブ５５ｂとの間に接合部７１ｂを設けている。これに代えて、最初の接合部７１ａと、最後の接合部７１ｂとだけを設けてもよい。また、複数の接合部７１ａのうちの一部だけを設けてもよい。また、複数の接合部７１ａの一部を、接合部７１ｂと同様の複数層にわたる接合部としてもよい。
【０１２４】
上記実施形態では、繊維層６１の両端面と平面５２ｂ、５３ｂとを接触させることによりシールを提供している。これに代えて、フレーム５１と繊維層６１とを接着してシールを提供してもよい。例えば、フレーム５１と繊維層６１との間に接着剤を配置してもよい。例えば、フレーム５１と繊維層６１との間に、フレーム５１を形成する樹脂材料を溶融させ再硬化させた溶着部分を設けてもよい。
【０１２５】
上記実施形態では、係合部２２ａ、５１ａが提供する連結部は、スナップフィットである。これに代えて、ねじを利用した連結が提供されてもよい。さらに、水凝集器３２とカップ２２とを永久的に連結してもよい。例えば、水凝集器３２のフレーム５１とカップ２２とを溶着、または接着してもよい。上記実施形態では、連結管４６および筒状部分５２ａが提供する連結部は、筒と管との差し込み関係によって提供されるシール性能を有する流体的な連結である。これに代えて、Ｏリング、リップシールなどのシール部材が設けられてもよい。また、ねじによる連結が併用されてもよい。さらに、端面と端面との軸方向への押し当て、または２つの部材の圧入によって提供されてもよい。
【符号の説明】
【０１２６】
１  燃料供給装置、２  燃料フィルタ装置、３  燃料タンク、４  内燃機関、
６  ケース、７  フィルタユニット、１１  入口、１２  出口、
１３  入口通路、１４  出口通路、２１  キャップ、２２  カップ、
２２ａ  係合部、２３  連結機構、
２４  ドレン穴、２５  ドレンプラグ、２６  水位センサ、２７  フロート、
２８  サポート柱、３１、２３１  フィルタ、３２、２３２、５３２  水凝集器、
２３３、３３３、４３３  水分離層、  ２３４、３３４  連結機構、
４１  フレーム、４２  エレメント、４３  カバー部材、４４  接続部分、
４５  センタパイプ、４６  連結管、４７  開口、
５１  フレーム、５１ａ  係合部、５２、５３  端板、５２ａ  筒状部分、
５２ｂ  平面、５３ａ  円錐部、５３ｂ  平面、５３ｃ  下向き壁、
５４  コア、５５、５５ａ、５５ｂ  リブ、５６  支持部、５７  高温の部材、
６１  繊維層、６２  素材、６３、６４  端部、
７１、７１ａ、７１ｂ  接合部、
ＤＳ  ダーティサイド、ＣＳ  クリーンサイド、ＷＤ  水滴、ＷＬ  水面。
【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】
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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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【図１４】
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【図１５】
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