(57)【要約】【課題】高精度な燃料フィルタや離れた位置に燃料フィルタが設置されている場合であっても、必要な量の燃料を噴射ノズルに供給することができる燃料フィルタ装置を提供する。【解決手段】フィルタヘッド２０の流出路２４に設けられ、流入口２１から燃料をエレメント配設空間１０に流入させてフィルタエレメント４０を通過させた後に流出口２３から流出させる電動ポンプ５０と、流出路２４における電動ポンプ５０の吸い込み側に設けられ、電動ポンプ５０に吸い込まれる方向の燃料の流れのみを許容するチェックバルブ５３と、流出路２４における電動ポンプ５０の吐出側に形成され、流出口２３から流出させる燃料を貯留する汽液分離室５５とを備えて構成される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料の流入口および流出口が形成されたフィルタヘッドと、前記フィルタヘッドに取り付けられるフィルタケースと、前記フィルタケース内に設けられるフィルタエレメントとを備える燃料フィルタ装置において、
前記フィルタヘッドには、前記流入口から前記フィルタエレメントが設けられた前記フィルタケース内のエレメント配設空間に繋がる流入路と、前記エレメント配設空間から前記流出口に繋がる流出路とが形成され、
前記フィルタヘッドの前記流出路に設けられ、前記流入口から燃料を前記エレメント配設空間に流入させて前記フィルタエレメントを通過させた後に前記流出口から流出させる圧送ポンプと、
前記流出路における前記圧送ポンプの吸い込み側に設けられ、前記圧送ポンプに吸い込まれる方向の燃料の流れのみを許容するチェックバルブと、
前記流出路における前記圧送ポンプの吐出側に形成され、前記流出口から流出させる燃料を貯留する燃料貯留室とを備えることを特徴とする燃料フィルタ装置。
【請求項２】
前記チェックバルブよりも前記エレメント配設空間側の前記流出路と前記燃料貯留室とを繋ぐように形成されたバイパス流路と、
前記バイパス流路に設けられ、前記圧送ポンプが停止しているときに開いて前記チェックバルブよりも前記エレメント配設空間側の前記流出路内の燃料を前記燃料貯留室に流すバイパスバルブとを備えることを特徴とする請求項１に記載の燃料フィルタ装置。
【請求項３】
前記フィルタヘッドに形成されたオーバーフロー流出口と、
前記オーバーフロー流出口と前記燃料貯留室を繋ぐように形成されたオーバーフロー流路と、
前記オーバーフロー流路に設けられ、前記燃料貯留室側の燃料が所定圧以上のときに開いて前記燃料貯留室内の燃料とともに前記燃料貯留室に溜まった空気を前記オーバーフロー流出口から流出させるオーバーフローバルブとを備えることを特徴とする請求項１または２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、燃料タンクからの燃料をエンジンに供給する供給流路に設けられる燃料フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
軽油、灯油もしくはガソリン等を燃料として作動する動力機械の一部のエンジンには、燃料を霧状にしてシリンダ内もしくは吸気ポート中に供給する燃料噴射供給システムが備えられている。この燃料噴射供給システムは、燃料タンク、燃料ポンプおよび噴射ノズル（インジェクター）を備えており、燃料タンクと燃料ポンプを繋ぐ燃料の供給流路には、燃料に含まれるゴミや埃等の異物を補足除去するための燃料フィルタ装置が設けられている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９‐１２５７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような燃料噴射供給システムでは、燃料ポンプにより燃料タンクから燃料フィルタを経由して燃料を吸い上げて噴射ノズルに供給するように構成されているが、例えば、高精度な燃料フィルタや離れた位置に燃料フィルタが設置されている場合には燃料通油抵抗が大きくなり、燃料の供給量が不足する場合があった。
【０００５】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであり、高精度な燃料フィルタや離れた位置に燃料フィルタが設置されている場合であっても、必要な量の燃料を噴射ノズルに供給することができ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】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る燃料フィルタ装置は、燃料の流入口および流出口が形成されたフィルタヘッドと、前記フィルタヘッドに取り付けられるフィルタケースと、前記フィルタケース内に設けられるフィルタエレメントとを備え、前記フィルタヘッドには、前記流入口から前記フィルタエレメントが設けられた前記フィルタケース内のエレメント配設空間に繋がる流入路と、前記エレメント配設空間から前記流出口に繋がる流出路とが形成される。そして、前記フィルタヘッドの前記流出路に設けられ、前記流入口から燃料を前記エレメント配設空間に流入させて前記フィルタエレメントを通過させた後に前記流出口から流出させる圧送ポンプ（例えば、実施形態における電動ポンプ５０）と、前記流出路における前記圧送ポンプの吸い込み側に設けられ、前記圧送ポンプに吸い込まれる方向の燃料の流れのみを許容するチェックバルブと、前記流出路における前記圧送ポンプの吐出側に形成され、前記流出口から流出させる燃料を貯留する燃料貯留室（例えば、実施形態における汽液分離室５５）とを備えて構成される。
【０００７】
上記構成の燃料フィルタ装置において、前記チェックバルブよりも前記エレメント配設空間側の前記流出路と前記燃料貯留室とを繋ぐように形成されたバイパス流路と、前記バイパス流路に設けられ、前記圧送ポンプが停止しているときに開いて前記チェックバルブよりも前記エレメント配設空間側の前記流出路内の燃料を前記燃料貯留室に流すバイパスバルブとを備えて構成されることが好ましい。
【０００８】
また、上記構成の燃料フィルタ装置において、前記フィルタヘッドに形成されたオーバーフロー流出口と、前記オーバーフロー流出口と前記燃料貯留室を繋ぐように形成されたオーバーフロー流路と、前記オーバーフロー流路に設けられ、前記燃料貯留室側の燃料が所定圧以上のときに開いて前記燃料貯留室内の燃料とともに前記燃料貯留室に溜まった空気を前記オーバーフロー流出口から流出させるオーバーフローバルブとを備えて構成されることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る燃料フィルタ装置によれば、フィルタヘッドの流出路に圧送ポンプを備えている。そのため、圧送ポンプにより噴射ノズルに供給する燃料の量を増大させることができ、高精度な燃料フィルタや離れた位置に燃料フィルタが設置されている場合であっても、必要な量の燃料を噴射ノズルに供給することができる。
【００１０】
また、フィルタヘッドの流出路における圧送ポンプの吸い込み側に設けられたチェックバルブと、流出路における圧送ポンプの吐出側に形成された燃料貯留室とを備えている。そのため、フィルタヘッドからフィルタケースを取り外してフィルタエレメントを交換するときにも、圧送ポンプ内に燃料が入っている状態を保つことができる。従って、フィルタエレメントを交換した後に、圧送ポンプを再始動するとすぐに燃料をフィルタヘッドの流入口から吸い込むことができ、フィルタケース内（フィルタエレメント）を燃料によって満たして燃料の供給を再開することができる。またこのとき、燃料貯留室の汽液分離効果によって流出口からは主に空気が排出され、燃料は排出されずに燃料貯留室に留まり、圧送ポンプ内が燃料で満たされるため、継続的に燃料をフィルタヘッドの流入口から吸い込むことができる。なお、本発明に係る燃料フィルタ装置のようにチェックバルブおよび燃料貯留室を備えていない場合には、フィルタエレメントを交換するときに、圧送ポンプ内に燃料が入っていない状態（空の状態）となるため、圧送ポンプを再始動しても圧送ポンプが空回りして全く燃料を吸い込むことができない。
【００１１】
また、上記構成の燃料フィルタ装置において、チェックバルブよりもエレメント配設空間側の流出路と燃料貯留室とを繋ぐように形成されたバイパス流路と、バイパス流路に設けられたバイパスバルブとを備えた構成とすれば、何らかの原因によって圧送ポンプが停止した場合であっても、噴射ノズル側に設けられた燃料ポンプの吸引力により、パイバスバルブが開いてフィルタエレメントを通過した燃料をバイパス流路を介して燃料貯留室に流し、流出口から噴射ノズルに向けて燃料を供給することができる。すなわち、何らかの原因によって圧送ポンプが停止した場合であっても、圧送ポンプを迂回させて燃料を噴射ノズルに向けて供給することができる。
【００１２】
また、上記構成の燃料フィルタ装置において、フィルタヘッドに形成されたオーバーフロー流出口と、オーバーフロー流出口と燃料貯留室を繋ぐように形成されたオーバーフロー流路と、オーバーフロー流路に設けられたオーバーフローバルブとを備えた構成とすれば、圧送ポンプによって過剰に吐出された燃料とともに、燃料貯留室において燃料と分離された空気をオーバーフロー流路およびオーバーフローバルブを介してオーバーフロー流出口から排出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る燃料フィルタ装置を備えた燃料噴射供給システムの簡略構成図である。
【図２】本発明に係る燃料フィルタ装置の断面図である。
【図３】本発明に係る燃料フィルタ装置の平面図である。
【図４】本発明に係る燃料フィルタ装置の拡大断面図（図１の断面図の一部）である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る燃料フィルタ装置１を備えたエンジンの燃料噴射供給システムの簡略構成を示している。
【００１５】
この燃料噴射供給システムは、燃料を貯留する燃料タンクＴと、燃料を圧送する燃料ポンプＰと、燃料ポンプＰによって圧送された燃料を霧化してエンジンの給気管内や燃焼室内に噴射する噴射ノズルＮ（インジェクター）と、燃料タンクＴと燃料ポンプＰを繋ぐ燃料の供給流路に設けられ、燃料タンクＴからの燃料に含まれるゴミ等の異物を補足除去する燃料フィルタ装置１とを備えて構成されている。
【００１６】
燃料フィルタ装置１は、図２〜図４に示すように、フィルタヘッド２０と、内部にエレメント配設空間１０を有し、フィルタヘッド２０に着脱可能に螺着されるフィルタケース３０と、フィルタケース３０内（エレメント配設空間１０）に上下方向に延びて配設されるフィルタエレメント４０とを有して構成されている。燃料フィルタ装置１は、フィルタケース３０内にフィルタエレメント４０を配設して構成されるエレメントアッセンブリがフィルタヘッド２０に着脱されて交換されるように構成されている。
【００１７】
フィルタヘッド２０には、燃料タンクＴに繋がる燃料の供給流路が接続される流入口２１と、流入口２１からエレメント配設空間１０に繋がる流入路２２と、燃料ポンプＰに繋がる燃料の供給流路が接続される流出口２３と、エレメント配設空間１０から流出口２３に繋がる流出路２４とが形成されている。フィルタヘッド２０の下面略中央部には、下方に突出した円筒状の突出部２５が形成されており、流出路２４の下端部が突出部２５内を上下に延びてその下端において開口して形成されている。
【００１８】
フィルタヘッド２０の流出路２４には電動ポンプ５０が設けられている。電動ポンプ５０はギヤポンプによって構成され、電動ポンプ５０のポンプギヤ５１が流出路２４内に配置されている。燃料フィルタ装置１では、電動ポンプ５０を駆動することにより、燃料を流入口２１から吸い込み流入路２２を介してエレメント配設空間１０に流入させ、フィルタエレメント４０を通過させた後に流出路２４を介して流出口２３から燃料ポンプＰに向けて流出させることができるように構成されている。
【００１９】
流出路２４における電動ポンプ５０の吸い込み側（ポンプギヤ５１よりもエレメント配設空間１０側）の位置には、電動ポンプ５０に吸い込まれる方向の燃料の流れのみを許容する（逆方向の流れを規制する）チェックバルブ５３が設けられている。一方、流出路２４における電動ポンプ５０の吐出側の位置には、流出口２３から流出させる燃料を貯留する汽液分離室５５が形成されている。汽液分離室５５は、後述するようにフィルタエレメント４０を交換した後に、電動ポンプ５０を再始動させてフィルタケース３０内の空気を排出するために汽液分離が可能な十分な空間を有するように形成されている。なお、この汽液分離室５５が、特許請求の範囲に記載の燃料貯留室に相当する。
【００２０】
フィルタヘッド２０には、チェックバルブ５３よりもエレメント配設空間１０側の流出路２４と汽液分離室５５の下部とを繋ぐバイパス流路５６が形成されている。このバイパス流路５６の汽液分離室５５側の開口にはバイパスバルブ５７が設けられている。バイパスバルブ５７は、バイパス流路５６を開閉するバルブ薄板５７ａと、バルブ薄板５７ａが所定以上に開くのを規制するバルブストッパー５７ｂとを有して構成されている。そして、バイパスバルブ５７は、電動ポンプ５０が駆動しているときにはバルブ薄板５７ａが閉じて燃料の流れを遮断し、電動ポンプ５０が停止しているときに燃料ポンプＰの吸引力によりバルブ薄板５７ａが開いてチェックバルブ５３よりもエレメント配設空間１０側の流出路２４内の燃料を汽液分離室５５内に流すように構成されている。
【００２１】
また、フィルタヘッド２０には、燃料タンクＴに繋がる燃料の戻り流路が接続されるオーバーフロー流出口５８と、汽液分離室５５の上部からオーバーフロー流出口５８に繋がるオーバーフロー流路５９とが形成されている。オーバーフロー流路５９にはオーバーフローバルブ６０が設けられている。オーバーフローバルブ６０は、汽液分離室５５内の燃料が所定圧以上のときに開いて汽液分離室５５内の燃料をオーバーフロー流路５９を介してオーバーフロー流出口５８から流出させるように構成されている。フィルタヘッド２０の上面には、燃料注入口２７と、燃料注入口２７から汽液分離室５５に繋がる燃料の注入流路（図示せず）とが形成されている（図３を参照）。
【００２２】
フィルタケース３０は、上方に開口した有底円筒状に形成され、内部のエレメント配設空間１０にフィルタエレメント４０が配設されるように構成されている。フィルタケース３０の上部外周面には雄ねじ３１が形成されており、この雄ねじ３１とフィルタヘッド２０の下部内周面に形成された雌ねじ２８とを螺合させることにより、フィルタケース３０がフィルタヘッド２０に着脱可能に取り付けられている。この螺着部分にはリング状のシールリング３５が設けられており、このシールリング３５によりエレメント配設空間１０内の燃料が外部に漏れ出すことを防止している。
【００２３】
フィルタケース３０の内側底部には、側壁に沿って上下方向に延びる複数のリブ３２が設けられている。これらのリブ３２上にフィルタエレメント４０が載置されるようなっている。フィルタケース３０の底部中央には、燃料から分離して沈降した分離水を排出するための排出路３３が形成されている。この排出路３３には、排出孔１３ａを有するドレンプラグ１３が螺挿されている。この螺総部分にはガスケット１４が設けられており、このガスケット１４により分離水を排出するとき以外に分離水および燃料が外部に漏れ出すことを防止している。フィルタケース３０の内側底部には、水の比重よりも軽く、且つ燃料の比重よりも重い材料で形成されたフロート１２が配設されている。このフロート１２の位置により分離水が溜まってきた量が分かるようになっている。
【００２４】
フィルタエレメント４０は、多数の小孔４１ａを有したパンチシート等から作られた内筒４１の周囲に、蛇腹状に折り曲げられた濾材４２が巻き付けられ、全体として上下に延びた円筒形状に構成されている。内筒４１および濾材４２の上端部には、中央部に開口４３ａを有した円盤状の上部プレート４３が取り付けられている。一方、内筒４１および濾材４２の下端部には、円盤状の下部プレート４４が取り付けられている。
【００２５】
なお、本実施形態では、内筒４１の周囲に蛇腹状に折り曲げられた濾材４２が巻き付けられた構成であるが、濾材はこのような構成に限らない。例えば、所定の厚さを有したグラスファイバー、不織布等によって円筒状に形成されたもの、これらの素材を組み合わせて形成されたもの、もしくは円筒状に形成された焼結品によって構成されてもよく、濾過する燃料や除去する異物等に応じて最適な素材および形状に構成することができる。
【００２６】
このように構成される燃料フィルタ装置１では、フィルタエレメント４０をフィルタケース３０内に設置し、フィルタヘッド２０の突出部２５（流出路２４）をフィルタエレメント４０の上部プレート４３の開口４３ａを通ってフィルタエレメント４０の内部空間内に突出させるようにして、フィルタケース３０の雄ねじ３１をフィルタヘッド２０の雌ねじ２８に螺合させてフィルタケース３０がフィルタヘッド２０の下面に取り付けられる。フィルタヘッド２０の突出部２５と上部プレート４３の係合部分にはリング状のシールリング４６が設けられており、このシールリング４６によりエレメント配設空間１０内の燃料がフィルタエレメント４０の内部空間に侵入することを防止している。
【００２７】
このように組み付けられた燃料フィルタ装置１において、通常時には、電動ポンプ５０が駆動され、燃料ポンプＰの吸引力および電動ポンプ５０の吸引力により、燃料タンクＴからの燃料を流入口２１から吸い込み流入路２２を通ってフィルタケース３０のエレメント配設空間１０に流入させ、フィルタエレメント４０の濾材４２を通過させた後に、流出路２４に設けられたチェックバルブ５３、電動ポンプ５０および汽液分離室５５を通って流出口２３から燃料ポンプＰに向けて供給させるようになっている。
【００２８】
このとき、例えば、噴射ノズルＮの噴射量が減少した場合などにおいて、汽液分離室５５内の燃料の圧力が所定圧以上に大きくなった場合には、フィルタヘッド２０に設けられたオーバーフローバルブ６０が開いて汽液分離室５５内の燃料をオーバーフロー流路５９を介してオーバーフロー流出口５８から燃料タンクＴに向けて戻すようになっている。
【００２９】
また、何らかの原因によって電動ポンプ５０が停止した場合には、燃料ポンプＰの吸引力により、フィルタヘッド２０に設けられたバイパスバルブ５７が開いてフィルタエレメント４０を通過した燃料をバイパス流路５６を介して汽液分離室５５に流し、流出口２３から燃料ポンプＰに向けて供給させることができるようになっている。このように燃料フィルタ装置１では、何らかの原因によって電動ポンプ５０が停止した場合であっても、電動ポンプ５０を迂回させて燃料を燃料ポンプＰに向けて供給させることができるようになっている。
【００３０】
このような燃料フィルタ装置１では、フィルタエレメント４０の濾材４２の目詰まり等により異物の除去能力が低下するため、その際には、新たなフィルタエレメント４０に交換される。フィルタエレメント４０を交換するときには、フィルタケース３０の底部に設けられたドレンプラグ１３を緩めて排出路３３からエレメント配設空間１０内の燃料を外部に排出し、フィルタケース３０をフィルタヘッド２０から取り外す。このとき、フィルタヘッド２０の流出路２４に設けられたチェックバルブ５３により、電動ポンプ５０側の燃料がエレメント配設空間１０側に流出することが規制される。そのため、フィルタヘッド２０からフィルタケース３０を取り外した状態であっても、電動ポンプ５０内に燃料が入っている状態を保つことができる。従って、新たなフィルタエレメント４０を備えたフィルタケース３０を上記同様にフィルタヘッド２０に取り付けた後に、電動ポンプ５０を再始動させるとすぐに燃料を流入口２１から吸い込むことができ、フィルタケース３０内（フィルタエレメント４０）を燃料で満たして燃料の供給を再開することができるようになっている。このとき、電動ポンプ５０を再始動させてフィルタケース３０内の空気を全て排出するために必要な汽液分離空間が汽液分離室５５によって確保されるようになっている。さらに、フィルタケース３０内の空気は汽液分離室５５において燃料と分離され、その空気を燃料とともにオーバーフロー流路５９およびオーバーフローバルブ６０を介してオーバーフロー流出口５８から排出させることができるようになっている。
【００３１】
以上のように燃料フィルタ装置１によれば、フィルタヘッド２０の流出路２４に電動ポンプ５０を備えている。そのため、電動ポンプ５０の吸引力により噴射ノズルＮに供給する燃料の量を増大させることができ、高精度な燃料フィルタや離れた位置に燃料フィルタが設置されている場合であっても、必要な量の燃料を噴射ノズルＮに供給することができる。
【００３２】
また、フィルタヘッド２０の流出路２４における電動ポンプ５０の吸い込み側に設けられたチェックバルブ５３と、流出路２４における電動ポンプ５０の吐出側に形成された汽液分離室５５とを備えている。そのため、フィルタヘッド２０からフィルタケース３０を取り外してフィルタエレメント４０を交換するときにも、電動ポンプ５０内に燃料が入っている状態を保つことができる。従って、フィルタエレメント４０を交換した後に、電動ポンプ５０を再始動するとすぐに燃料をフィルタヘッド２０の流入口２１から吸い込むことができ、フィルタケース３０内（フィルタエレメント４０）を燃料によって満たして燃料の供給を再開することができる。またこのとき、汽液分離室５５の汽液分離効果によって流出口２３からは主に空気が排出され、燃料は排出されずに汽液分離室５５に留まり、電動ポンプ５０内が燃料で満たされるため、継続的に燃料をフィルタヘッド２０の流入口２１から吸い込むことができる。
【００３３】
また、チェックバルブ５３よりもエレメント配設空間１０側の流出路２４と汽液分離室５５とを繋ぐように形成されたバイパス流路５６と、バイパス流路５６に設けられたバイパスバルブ５７とを備えている。そのため、何らかの原因によって電動ポンプ５０が停止した場合であっても、噴射ノズルＮ側に設けられた燃料ポンプＰの吸引力により、パイバスバルブ５７が開いてフィルタエレメント４０を通過した燃料をバイパス流路５６を介して汽液分離室５５に流し、流出口２３から噴射ノズルＮに向けて燃料を供給することができる。すなわち、何らかの原因によって電動ポンプ５０が停止した場合であっても、電動ポンプ５０を迂回させて燃料を噴射ノズルＮに向けて供給することができる。
【００３４】
また、フィルタヘッド２０に形成されたオーバーフロー流出口５８と、オーバーフロー流出口５８と汽液分離室５５を繋ぐように形成されたオーバーフロー流路５９と、オーバーフロー流路５９に設けられたオーバーフローバルブ６０とを備えている。そのため、電動ポンプ５０によって過剰に吐出された燃料とともに、汽液分離室５５内において燃料と分離された空気をオーバーフロー流路５９およびオーバーフローバルブ６０を介してオーバーフロー流出口５８から排出させることができる。
【００３５】
これまで本発明に係る実施形態について説明してきたが、本発明の範囲は上述の実施形態に示したものに限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、フィルタケース３０にフィルタエレメント４０を着脱可能なタイプのフィルタについて説明したが、フィルタケースおよびフィルタエレメントが一体型のカートリッジタイプのフィルタにおいても、本発明を適用することができる。
【符号の説明】
【００３６】
１    燃料フィルタ装置
２０  フィルタヘッド
２２  流入路
２４  流出路
３０  フィルタケース
４０  フィルタエレメント
５０  電動ポンプ（圧送ポンプ）
５３  チェックバルブ
５５  汽液分離室（燃料貯留室）
５６  バイパス流路
５７  バイパスバルブ
５８  オーバーフロー流出口
５９  オーバーフロー流路
６０  オーバーフローバルブ
【図１】
2015161299.tif 000003
【図２】
2015161299.tif 000004
【図３】
2015161299.tif 000005
【図４】
2015161299.tif 000006