JP2012061382A

JP2012061382A - 燃料フィルタ

Info

Publication number: JP2012061382A
Application number: JP2010205286A
Authority: JP
Inventors: Shuhei Yamamoto; 修平山本
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2010-09-14
Filing date: 2010-09-14
Publication date: 2012-03-29
Anticipated expiration: 2030-09-14
Also published as: JP5263245B2; DE102011053303A1

Abstract

【課題】燃料フィルタの圧力損失の増加を防止しつつ、フィルタエレメントの長寿命化を図る。
【解決手段】第１フィルタエレメント３１よりも燃料流れ下流側に第２フィルタエレメント３２を配置し、第１フィルタエレメント３１をバイパスして第２フィルタエレメント３２に燃料を導くバイパス通路を設ける。また、最初はバイパス通路を閉じており、第１フィルタエレメント３１の前後差圧が設定値以上になるとバイパス通路を開き、バイパス通路を一端開いた後は、前後差圧が設定値未満になってもバイパス通路を開いた状態を維持するバイパス弁７を設ける。第１フィルタエレメント３１の異物捕捉量が多くなって、燃料が第１フィルタエレメント３１を通過する際の圧力損失が大きくなると、燃料は主にバイパス通路を介して第２フィルタエレメント３２に流入し、燃料中の異物は第２フィルタエレメント３２にて捕捉される。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料中の異物を除去する燃料フィルタに関するものである。

内燃機関は、数μｍ程度の微小な隙間を有する摺動部を持つインジェクタ等の精密部品を有する。この摺動部に微小な異物が侵入すると、摺動不良を起こし動作不良を引き起こす。そのため、燃料供給系には燃料中の異物を除去するための燃料フィルタが設置されている。

そして、フィルタエレメントの異物捕捉量が多くなると、燃料がフィルタエレメントを通過する際の圧力損失が大きくなり、その圧力損失（すなわち、フィルタエレメントの前後差圧）が設定値になるとフィルタエレメントを交換するようにしている。

ここで、３つのフィルタエレメントを直列に配置し、フィルタエレメントと並列にバイパス通路を設け、バイパス通路にリリーフバルブを配置し、燃料流れ上流側のフィルタエレメントの異物捕捉量が多くなってその前後差圧が大きくなると、その前後差圧によりリリーフバルブが開弁してバイパス通路を開き、それにより、燃料流れ下流側に位置する異物捕捉量が少ないフィルタエレメントへ燃料が流れるように流路を切り替えて長寿命化を図るようにしたものが提案されている（例えば、特許文献１の図３参照）。

特開平９−２８５７１２号公報

しかしながら、従来の燃料フィルタのようにリリーフバルブにより流路を切り替える場合は、一定の差圧が発生した状態を維持しなければ流路の切り替えが生じないため、流路切り替えのための圧力損失が発生する。したがって、リリーフバルブが開弁して燃料流れ下流側のフィルタエレメントへ燃料の流れを切り替えた状態では、流路切り替えのための圧力損失と、燃料流れ下流側のフィルタエレメントを燃料が通過する際の圧力損失との和が、燃料フィルタ全体としての圧力損失となり、燃料フィルタ全体としての圧力損失が大きくなってしまう。そのため、フィードポンプの負荷が増したり、或いは所定の燃料流量を確保できなくなるという問題があった。

本発明は上記点に鑑みて、燃料フィルタの圧力損失の増加を防止しつつ、フィルタエレメントの長寿命化を図ることを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、燃料中の異物を捕捉する第１フィルタエレメント（３１）と、第１フィルタエレメント（３１）よりも燃料流れ下流側に配置されて、燃料中の異物を捕捉する第２フィルタエレメント（３２）と、第１フィルタエレメント（３１）に対して並列に配置され、第１フィルタエレメント（３１）をバイパスして第２フィルタエレメント（３２）に燃料を導くバイパス通路（８）と、最初はバイパス通路（８）を閉じており、第１フィルタエレメント（３１）の前後差圧が設定値以上になるとバイパス通路（８）を開き、バイパス通路（８）を一端開いた後は、前後差圧が設定値未満になってもバイパス通路（８）を開いた状態を維持するバイパス弁（７）とを備えることを特徴とする。

これによると、第１フィルタエレメント（３１）の異物捕捉量が多くなって、燃料が第１フィルタエレメント（３１）を通過する際の圧力損失が大きくなると、燃料は主にバイパス通路（８）を介して第２フィルタエレメント（３２）に流入し、燃料中の異物は第２フィルタエレメント（３２）にて捕捉される。したがって、長寿命化を図ることができる。

また、バイパス弁（７）は、バイパス通路（８）を一端開いた後は、前後差圧が設定値未満になってもバイパス通路（８）を開いた状態を維持するものであるため、バイパス通路（８）を一端開いた後は、流路切り替えのための圧力損失が発生しない。したがって、流路切り替え後の燃料フィルタの圧力損失の増加を防止することができる。

請求項２に記載の発明では、燃料中の異物を捕捉する第１〜第ｉフィルタエレメント（３１〜３３）が、燃料流れに沿って直列に配置された燃料フィルタであって、第１〜第ｉフィルタエレメント（３１〜３３）のうち燃料流れ最下流の第ｉフィルタエレメント（３３）を除く第１〜第ｉ−１フィルタエレメント（３１、３２）に対して並列に配置され、第１〜第ｉ−１フィルタエレメント（３１、３２）をバイパスして燃料流れ下流側のフィルタエレメント（３２、３３）に燃料を導くバイパス通路（８）と、最初はバイパス通路（８）を閉じており、第１〜第ｉ−１フィルタエレメント（３１、３２）の前後差圧が設定値以上になるとバイパス通路（８）を開くとともに、バイパス通路（８）を一端開いた後は、前後差圧が設定値未満になってもバイパス通路（８）を開いた状態を維持するバイパス弁（７ａ、７ｂ）とを備えることを特徴とする。

これによると、燃料流れ上流側のフィルタエレメントの異物捕捉量が多くなって、燃料がそのフィルタエレメントを通過する際の圧力損失が大きくなると、燃料は主にバイパス通路（８）を介して１つ下流側のフィルタエレメントに流入し、燃料中の異物は１つ下流側のフィルタエレメントにて捕捉される。したがって、長寿命化を図ることができる。

また、バイパス弁（７ａ、７ｂ）は、バイパス通路（８）を一端開いた後は、前後差圧が設定値未満になってもバイパス通路（８）を開いた状態を維持するものであるため、バイパス通路（８）を一端開いた後は、流路切り替えのための圧力損失が発生しない。したがって、流路切り替え後の燃料フィルタの圧力損失の増加を防止することができる。

請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の燃料フィルタにおいて、バイパス弁（７、７ａ、７ｂ）は、バイパス通路（８）の一部をなす貫通穴（７１４）が形成されたシート部（７１３）と、前後差圧によってシート部（７１３）に押し付けられる弁体（７３）とを備え、前後差圧が設定値以上になると弁体（７３）が貫通穴（７１４）を押し拡げてシート部（７１３）よりも燃料流れ下流側に移動する構成であることを特徴とする。

これによると、バイパス通路（８）を一端開いた後は、前後差圧が設定値未満になってもバイパス通路（８）を開いた状態を維持することができる。

請求項４に記載の発明では、請求項１または２に記載の燃料フィルタにおいて、バイパス弁（７、７ａ、７ｂ）は、中央部が椀形状の薄板円盤で且つ中央部が反転可能な弁体（７３）を備え、前後差圧が設定値以上になると中央部が初期状態から反転する構成であることを特徴とする。

請求項５に記載の発明では、請求項１ないし４のいずれか１つに記載の燃料フィルタにおいて、フィルタエレメント（３１〜３３）は、円筒状に成形されて同心状に配置されていることを特徴とする。

これによると、フィルタエレメント（３１〜３３）の設置スペースに対するフィルタエレメントのろ過面積の割合を、大きくすることができる。

請求項６に記載の発明のように、請求項１ないし５のいずれか１つに記載の燃料フィルタにおいて、フィルタエレメント（３１〜３３）として、断面が菊花状に成形されたものを用いることができる。

なお、この欄および特許請求の範囲で記載した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ものである。

本発明の第１実施形態に係る燃料フィルタの断面図である。図１のバイパス弁を拡大して示す図である。第１変形例を示す要部の断面図である。第２変形例を示す要部の断面図である。図４に示すフィルタエレメント、エンドプレート、およびバイパス弁のＢ矢視図である。本発明の第２実施形態に係る燃料フィルタの要部の断面図である。本発明の第３実施形態に係る燃料フィルタの要部の断面図である。本発明の第４実施形態に係る燃料フィルタの要部の断面図である。本発明の第５実施形態に係る燃料フィルタの断面図である。図９のバイパス弁を拡大して示す図である。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る燃料フィルタの断面図、図２（ａ）は図１のバイパス弁を拡大して示す正面断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）の右側面図、図２（ｃ）は図２（ａ）の平面図、図２（ｄ）は図２（ａ）の底面図である。

本実施形態の燃料フィルタは、図示しない内燃機関（具体的には、圧縮着火式内燃機関または火花点火式内燃機関）用の燃料供給システムに用いられる。

図１、図２に示すように、燃料フィルタは、ハウジング１、カバー２、異物捕捉部３等から構成されている。

ハウジング１は、金属または樹脂よりなり、上側に開口部を有する有底円筒状に形成されている。カバー２は、金属または樹脂よりなり、ハウジング１の開口部に嵌合固定されてハウジング１の開口部を塞いでいる。そして、カバー２とハウジング１とにより、異物捕捉部３を収容する収容空間４が形成されている。また、カバー２は、収容空間４に連通する燃料入口通路２１、および後述する中心部通路６９に連通する燃料出口通路２２を備えている。

異物捕捉部３は、燃料中の異物を捕捉する第１、第２フィルタエレメント３１、３２を備えている。２つのフィルタエレメント３１、３２は、全体形状が略円筒状となるように形成されており、また、ろ紙が交互にひだ折りされて、その軸線に直角な断面形状が菊花状になっている。

２つのフィルタエレメント３１、３２は、同心状に配置されている。より詳細には、第１フィルタエレメント３１の内側に第２フィルタエレメント３２が配置されており、換言すると、第１フィルタエレメント３１よりも燃料流れ下流側に、第２フィルタエレメント３２が配置されている。

２つのフィルタエレメント３１、３２の軸方向両端には、金属または樹脂よりなる円盤状の第１、第２エンドプレート５１、５２が、２つのフィルタエレメント３１、３２の各端面を覆うようにして配置されている。２つのフィルタエレメント３１、３２と２つのエンドプレート５１、５２は、接着剤にて接合されている。

そして、２つのフィルタエレメント３１、３２間に中間通路６１が形成され、第２フィルタエレメント３２の内周側に中心部通路６９が形成されている。この中心部通路６９は、上側に位置する第１エンドプレート５１に形成された出口側連絡通路５１１を介して燃料出口通路２２に連通している。

第１エンドプレート５１には、バイパス弁７が装着されており、このバイパス弁７は、弁ハウジング７１、弁カバー７２、および球状の弁体７３から構成され、内部にバイパス通路８を備えている。バイパス弁７は、第１エンドプレート５１に圧入固定されている。

弁ハウジング７１は、樹脂よりなり、上側に開口部を有する有底円筒状に形成されている。弁ハウジング７１は、弁体７３が収容される弁収容空間７１１、弁収容空間７１１と弁ハウジング７１の外部とを連通させる３つの連通穴７１２、弁体７３が当接するシート部７１３、およびシート部７１３に形成された貫通穴７１４を備えている。

弁カバー７２は、金属または樹脂にて鍔付き円筒状に形成され、弁ハウジング７１の開口部に螺合されている。弁カバー７２は、弁収容空間７１１に連通するバイパス連絡通路７２１を備えている。

弁収容空間７１１、連通穴７１２、貫通穴７１４、およびバイパス連絡通路７２１が、バイパス通路８を構成している。そして、バイパス通路８により、収容空間４と中間通路６１との間が連通可能になっている。また、バイパス通路８は、燃料フィルタ内での燃料流れで見たときに第１フィルタエレメント３１に対して並列な関係になっている。したがって、弁体７３がシート部７１３に当接していない状態では、燃料入口通路２１を介して収容空間４に流入した燃料は、バイパス通路８および中間通路６１を通って（すなわち、第１フィルタエレメント３１をバイパスして）、第２フィルタエレメント３２に流入可能である。

シート部７１３は、燃料流れに沿って縮径するテーパ状になっている。また、弁体７３は、最初は弁収容空間７１１においてシート部７１３よりも燃料流れ上流側に配置されている。そして、弁体７３がシート部７１３に押し付けられてバイパス通路８が閉じられるようになっている。また、弁体７３をシート部７１３に押し付ける力が大きくなると、シート部７１３が変形して貫通穴７１４が押し拡げられ、弁体７３が貫通穴７１４内を通ってシート部７１３よりも燃料流れ下流側に移動するようになっている。

上記構成になる燃料フィルタの作用を説明する。弁体７３には、収容空間４側の圧力が閉弁向きに作用し、中間通路６１側の圧力が開弁向きに作用する。換言すると、弁体７３には、第１フィルタエレメント３１の燃料流れ上流側の圧力と第１フィルタエレメント３１の燃料流れ下流側の圧力が作用する。

そして、２つのフィルタエレメント３１、３２がともに新品のときには、燃料が第１フィルタエレメント３１を通過する際の圧力損失が小さいため、すなわち、弁体７３に作用する第１フィルタエレメント３１の前後差圧が小さいため、弁体７３をシート部７１３に押し付ける力も小さい。したがって、弁体７３が貫通穴７１４内を通過することはなく、弁体７３はシート部７１３に当接してバイパス通路８を閉じている。

これにより、燃料は全て第１フィルタエレメント３１に流入し、燃料中の異物は主に第１フィルタエレメント３１にて捕捉される。そして、第１フィルタエレメント３１を通過して中間通路６１に流入した燃料は、第２フィルタエレメント３２を通り、中心部通路６９を介して燃料出口通路２２に至る。

次に、第１フィルタエレメント３１の異物捕捉量が多くなると、燃料が第１フィルタエレメント３１を通過する際の圧力損失も大きくなり、弁体７３をシート部７１３に押し付ける力も大きくなる。そして、弁体７３に作用する第１フィルタエレメント３１の前後差圧が設定値以上になると、弁体７３をシート部７１３に押し付ける力により貫通穴７１４が押し拡げられ、弁体７３がシート部７１３よりも燃料流れ下流側に移動し、バイパス通路８が開かれる。

また、このようにバイパス通路８が開かれた後は、第１フィルタエレメント３１の前後差圧が小さくなるが、弁体７３はシート部７１３よりも燃料流れ下流側に一端移動すると弁収容空間７１１においてシート部７１３よりも燃料流れ下流側の空間に留まり、バイパス通路８が開かれた状態が維持される。

このように、バイパス通路８が開かれた状態では、第１フィルタエレメント３１を通る燃料の割合が小さくなり、バイパス通路８を通る燃料の割合が大きくなる。したがって、燃料入口通路２１を介して収容空間４に流入した燃料は、大部分がバイパス通路８および中間通路６１を介して第２フィルタエレメント３２に流入し、燃料中の異物は主に第２フィルタエレメント３２にて捕捉される。

以上述べたように、使用初期には燃料中の異物は主に第１フィルタエレメント３１にて捕捉され、第１フィルタエレメント３１の異物捕捉量が多くなると燃料中の異物は主に第２フィルタエレメント３２にて捕捉されるため、長寿命化を図ることができる。

また、円筒状の２つのフィルタエレメント３１、３２を同心状に配置しているため、フィルタエレメントの設置スペースに対するフィルタエレメントのろ過面積の割合を、大きくすることができる。

さらに、第２フィルタエレメント３２をバイパスして燃料を流す通路は設けていないため、燃料は第２フィルタエレメント３２を必ず通ることになり、ろ過効率を確保することができる。

さらにまた、バイパス弁７は、バイパス通路８を一端開いた後は、前後差圧が設定値未満になってもバイパス通路８を開いた状態を維持するものであるため、バイパス通路８を一端開いた後は、流路切り替えのための圧力損失が発生しない。したがって、流路切り替え後の燃料フィルタの圧力損失の増加を防止することができる。

なお、本実施形態では、バイパス弁７を第１エンドプレート５１に装着したが、第２エンドプレート５２にバイパス弁７を装着してもよい。具体的には、図３に示す第１変形例のように、第２エンドプレート５２の軸方向に延びるようにバイパス弁７を配置してもよいし、或いは、図４、図５に示す第２変形例のように、第２エンドプレート５２の軸線に対して直交する方向に延びるようにバイパス弁７を配置してもよい。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。図６は第２実施形態に係る燃料フィルタの要部の断面図である。以下、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図６に示すように、第２エンドプレート５２の外周部がハウジング１に当接しており、これにより、収容空間４は上側の第１収容空間４１と下側の第２収容空間４２とに分割されている。また、第２エンドプレート５２の外周部にはＯリング５２１が配置されており、これにより、第２エンドプレート５２の外周部とハウジング１との間がシールされている。

第２エンドプレート５２には、中間通路６１内に溜まった凝集水を第２収容空間４２に排出させるために、中間通路６１と第２収容空間４２とを連通させる排出口５２２が形成されている。第１フィルタエレメント３１は、燃料中の水分を凝集させる機能を有し、第２フィルタエレメント３２は撥水機能を有する。

上記構成になる燃料フィルタの作用を説明する。なお、図６中の丸や楕円は水分を示し、図６中の破線矢印は水の流れを示している。

まず、２つのフィルタエレメント３１、３２がともに新品のときには、弁体７３（図２参照）はシート部７１３（図２参照）に当接してバイパス通路８（図２参照）を閉じているため、第１収容空間４１に流入した水分を含んだ燃料は、凝集機能を有する第１フィルタエレメント３１に全て流入し、第１フィルタエレメント３１を通過する際に凝集される。第２フィルタエレメント３２は撥水機能を有するため、水分の通過が阻害される。したがって、第１フィルタエレメント３１を通過する際に凝集されて中間通路６１に流入した凝集水は、第２フィルタエレメント３２に流入せずに、その自重により鉛直方向下方に落下し、排出口５２２を介して第２収容空間４２に流入し、第２収容空間４２内に貯留される。

また、第１フィルタエレメント３１の異物捕捉量が多くなり、弁体７３がシート部７１３よりも燃料流れ下流側に移動してバイパス通路８が開かれると、第１収容空間４１に流入した水分を含んだ燃料の大部分は、バイパス通路８を通って中間通路６１に流入する。そして、バイパス通路８を通って中間通路６１に流入した燃料中の水分が第２フィルタエレメント３２の外周側で凝集し、その凝集水は自重により鉛直方向下方に落下し、排出口５２２を介して第２収容空間４２に流入し、第２収容空間４２内に貯留される。

水分が分離除去された燃料は、第２フィルタエレメント３２を通り、中心部通路６９を介して燃料出口通路２２（図１参照）に至る。

本実施形態によると、燃料中の異物を捕捉するとともに燃料中の水分も分離除去するため、インジェクタ等の精密部品の動作不良等をより確実に防止することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。図７は第３実施形態に係る燃料フィルタの要部の断面図である。以下、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図７に示すように、第２エンドプレート５２には、第１収容空間４１内に溜まった凝集水を第２収容空間４２に排出させるために、第１収容空間４１と第２収容空間４２とを連通させる第２排出口５２３が形成されている。また、第１フィルタエレメント３１は、撥水機能を有する。

上記構成になる燃料フィルタの作用を説明する。第１フィルタエレメント３１は撥水機能を有するため、水分の通過が阻害される。したがって、第１収容空間４１に流入した水分を含んだ燃料のうち、第１フィルタエレメント３１に向かって流れる燃料は、水分が第１フィルタエレメント３１の外周側で凝集し、その凝集水は第１フィルタエレメント３１に流入せずに自重により鉛直方向下方に落下し、第２排出口５２３を介して第２収容空間４２に流入し、第２収容空間４２内に貯留される。

また、第１収容空間４１に流入した水分を含んだ燃料のうち、バイパス通路８（図２参照）を通って中間通路６１に流入する燃料は、水分が第２フィルタエレメント３２の外周側で凝集し、その凝集水は自重により鉛直方向下方に落下し、排出口５２２を介して第２収容空間４２に流入し、第２収容空間４２内に貯留される。

ここで、第２排出口５２３の通路面積は、バイパス通路８の通路面積よりも小さく設定されている。これにより、第２排出口５２３から第２収容空間４２を通って中間通路６１に流入する燃料の流量が、バイパス通路８を通って中間通路６１に流入する燃料の流量よりも少なくなるため、第２フィルタエレメント３２の外周側で凝集した凝集水が下方に落下しやすくなる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。図８は第４実施形態に係る燃料フィルタの要部の断面図である。以下、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図８に示すように、異物捕捉部３は、燃料中の異物を捕捉する第１〜第３フィルタエレメント３１、３２、３３を備えている。３つのフィルタエレメント３１〜３３は、全体形状が略円筒状となるように形成されており、また、ろ紙が交互にひだ折りされて、その軸線に直角な断面形状が菊花状になっている。

３つのフィルタエレメント３１〜３３は、同心状に配置されている。より詳細には、第１フィルタエレメント３１の内側に第２フィルタエレメント３２が配置され、第２フィルタエレメント３２の内側に第３フィルタエレメント３３が配置されており、換言すると、燃料流れの上流側から下流側に向かって、第１フィルタエレメント３１、第２フィルタエレメント３２、第３フィルタエレメント３３の順に直列に配置されている。

第１フィルタエレメント３１と第２フィルタエレメント３２間に第１中間通路６１が形成され、第２フィルタエレメント３２と第３フィルタエレメント３３間に第２中間通路６２が形成され、第３フィルタエレメント３３の内周側に中心部通路６９が形成されている。

第２エンドプレート５２には、第１バイパス弁７ａが装着され、第１エンドプレート５１には、第２バイパス弁７ｂが装着されている。なお、第１バイパス弁７ａおよび第２バイパス弁７ｂの構成は、第１実施形態のバイパス弁７と同一である。

そして、第１バイパス弁７ａのバイパス通路８（図２参照）は、燃料流れで見たときに第１フィルタエレメント３１に対して並列な関係になっていて、収容空間４と第１中間通路６１とを連通可能になっている。

また、第２バイパス弁７ｂのバイパス通路８は、燃料流れで見たときに第２フィルタエレメント３２に対して並列な関係になっていて、第１中間通路６１と第２中間通路６２とを連通可能になっている。

上記構成になる燃料フィルタの作用を説明する。３つのフィルタエレメント３１〜３３がともに新品のときには、燃料が第１フィルタエレメント３１を通過する際の圧力損失が小さいため、すなわち、第１バイパス弁７ａの弁体７３（図２参照）に作用する第１フィルタエレメント３１の前後差圧が小さいため、弁体７３をシート部７１３（図２参照）に押し付ける力も小さい。したがって、弁体７３が貫通穴７１４（図２参照）内を通過することはなく、弁体７３はシート部７１３に当接してバイパス通路８を閉じている。

これにより、燃料は全て第１フィルタエレメント３１に流入し、燃料中の異物は主に第１フィルタエレメント３１にて捕捉される。そして、第１フィルタエレメント３１を通過した燃料は、第２フィルタエレメント３２および第３フィルタエレメント３３を通り、中心部通路６９を介して燃料出口通路２２に至る。

次に、第１フィルタエレメント３１の異物捕捉量が多くなると、燃料が第１フィルタエレメント３１を通過する際の圧力損失も大きくなり、第１バイパス弁７ａの弁体７３をシート部７１３に押し付ける力も大きくなる。そして、弁体７３に作用する第１フィルタエレメント３１の前後差圧が設定値以上になると、弁体７３をシート部７１３に押し付ける力により貫通穴７１４が押し拡げられ、弁体７３がシート部７１３よりも燃料流れ下流側に移動し、バイパス通路８が開かれる。また、このようにバイパス通路８が開かれた後は、第１フィルタエレメント３１の前後差圧が小さくなっても、バイパス通路８が開かれた状態が維持される。

そして、第１バイパス弁７ａのバイパス通路８が開かれた状態では、第１フィルタエレメント３１を通る燃料の割合が小さくなり、バイパス通路８を通る燃料の割合が大きくなる。したがって、収容空間４に流入した燃料は、大部分がバイパス通路８および中間通路６１を介して第２フィルタエレメント３２に流入し、燃料中の異物は主に第２フィルタエレメント３２にて捕捉される。

さらに、第２フィルタエレメント３２の異物捕捉量が多くなると、燃料が第２フィルタエレメント３２を通過する際の圧力損失も大きくなり、第２バイパス弁７ｂの弁体７３をシート部７１３に押し付ける力も大きくなる。そして、弁体７３に作用する第２フィルタエレメント３２の前後差圧が設定値以上になると、弁体７３をシート部７１３に押し付ける力により貫通穴７１４が押し拡げられ、弁体７３がシート部７１３よりも燃料流れ下流側に移動し、バイパス通路８が開かれる。また、このようにバイパス通路８が開かれた後は、第２フィルタエレメント３２の前後差圧が小さくなっても、バイパス通路８が開かれた状態が維持される。

そして、第２バイパス弁７ｂのバイパス通路８が開かれた状態では、第２フィルタエレメント３２を通る燃料の割合が小さくなり、バイパス通路８を通る燃料の割合が大きくなる。したがって、第２中間通路６２に流入した燃料は全て第３フィルタエレメント３３に流入し、燃料中の異物は第３フィルタエレメント３３にて捕捉される。

以上述べたように、使用初期には燃料中の異物は主に最上流側の第１フィルタエレメント３１にて捕捉され、第１フィルタエレメント３１の異物捕捉量が多くなると燃料中の異物は主に１つ下流側の第２フィルタエレメント３２にて捕捉され、さらに、第２フィルタエレメント３２の異物捕捉量が多くなると燃料中の異物は主に１つ下流側の第３フィルタエレメント３３にて捕捉されるため、長寿命化を図ることができる。

また、円筒状の３つのフィルタエレメント３１〜３３を同心状に配置しているため、フィルタエレメントの設置スペースに対するフィルタエレメントのろ過面積の割合を、大きくすることができる。

さらに、燃料流れ最下流に位置する第３フィルタエレメント３３をバイパスして燃料を流す通路は設けていないため、燃料は第３フィルタエレメント３３を必ず通ることになり、ろ過効率を確保することができる。

さらにまた、第１バイパス弁７ａおよび第２バイパス弁７ｂは、バイパス通路８を一端開いた後は、前後差圧が設定値未満になってもバイパス通路８を開いた状態を維持するものであるため、バイパス通路８を一端開いた後は、流路切り替えのための圧力損失が発生しない。したがって、流路切り替え後の燃料フィルタの圧力損失の増加を防止することができる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。図９は第５実施形態に係る燃料フィルタの断面図、図１０（ａ）は図９のバイパス弁を拡大して示す正面断面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の右側面図、図１０（ｃ）は図１０（ａ）の平面図、図１０（ｄ）は図１０（ａ）の底面図である。

本実施形態は、第１実施形態の燃料フィルタとはバイパス弁の構成が異なり、その他に関しては第１実施形態と同様であるため、異なる部分についてのみ説明する。

バイパス弁７は、弁ハウジング７１、弁カバー７２、および弁体７３から構成され、内部にバイパス通路８を備えている。バイパス弁７は、第１エンドプレート５１に圧入固定される。

弁体７３は、金属または樹脂よりなり、中央部が椀形状の薄板円盤で、且つ中央部に作用する差圧が設定値以上になると中央部が反転するようになっている。

弁ハウジング７１は、金属または樹脂にて円筒状に形成されている。弁ハウジング７１は、その径方向中心に位置して軸線方向に延び、一端側が収容空間４に連通する上流側連絡通路７１５、弁ハウジング７１の外周面に開口して中間通路６１に連通する２つの下流側連絡通路７１６、弁カバー７２が挿入される筒部７１７、および弁体７３が当接するシート部７１８を備えている。

そして、弁体７３は、最初は弁体７３の中央部がシート部７１８に当接する状態で組み付けられ、その状態では、上流側連絡通路７１５と下流側連絡通路７１６との間が遮断されている。また、弁体７３の中央部が反転して、弁体７３の中央部がシート部７１８から離れた状態では、上流側連絡通路７１５と下流側連絡通路７１６との間が連通する。なお、上流側連絡通路７１５および下流側連絡通路７１６は、バイパス通路８を構成している。

弁カバー７２は、金属または樹脂にて円柱状に形成され、弁ハウジング７１の筒部７１７に螺合されている。そして、弁カバー７２と弁ハウジング７１とにより弁体７３の外周部が挟持されている。また、弁カバー７２には、凹部７２５が形成されており、弁体７３が反転した際には弁体７３が凹部７２５内に侵入する。弁体７３には、凹部７２５と下流側連絡通路７１６とを連通させる穴（図示せず）が形成されている。

上記構成になる燃料フィルタの作用を説明する。前述したように、弁体７３は、最初は弁体７３の中央部がシート部７１８に当接する状態で組み付けられており、その状態では、弁体７３における上流側連絡通路７１５に対向する面に収容空間４側の圧力が作用し、弁体７３における下流側連絡通路７１６および凹部７２５に対向する面に中間通路６１側の圧力が作用する。換言すると、弁体７３には、第１フィルタエレメント３１の燃料流れ上流側の圧力と第１フィルタエレメント３１の燃料流れ下流側の圧力が作用する。

そして、２つのフィルタエレメント３１、３２がともに新品のときには、燃料が第１フィルタエレメント３１を通過する際の圧力損失が小さいため、すなわち、弁体７３に作用する第１フィルタエレメント３１の前後差圧が小さいため、弁体７３を反転させようとする力も小さい。したがって、弁体７３がシート部７１８に当接してバイパス通路８を閉じた状態が維持される。

次に、第１フィルタエレメント３１の異物捕捉量が多くなると、燃料が第１フィルタエレメント３１を通過する際の圧力損失も大きくなり、弁体７３を反転させようとする力も大きくなる。そして、弁体７３に作用する第１フィルタエレメント３１の前後差圧が設定値以上になると、弁体７３の中央部が反転して弁体７３がシート部７１８から離れ、バイパス通路８が開かれる。

また、このように弁体７３の中央部が反転して弁体７３がシート部７１８から離れてしまうと、弁体７３の両面に作用する圧力は略等しくなり、弁体７３の中央部を再度反転させる力は発生しないため、弁体７３の中央部が再度反転して最初の状態（すなわち、弁体７３の中央部がシート部７１８に当接した状態）に戻ることはなく、バイパス通路８が開かれた状態が維持される。

以上の説明から明らかなように、本実施形態によると、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、第２〜第４実施形態のバイパス弁７を、本実施形態のバイパス弁７に置き換えて用いることもできる。

また、上記各実施形態は、実施可能な範囲で任意に組み合わせが可能である。

７バイパス弁
８バイパス通路
３１第１フィルタエレメント
３２第２フィルタエレメント

Claims

燃料中の異物を捕捉する第１フィルタエレメント（３１）と、
前記第１フィルタエレメント（３１）よりも燃料流れ下流側に配置されて、燃料中の異物を捕捉する第２フィルタエレメント（３２）と、
前記第１フィルタエレメント（３１）に対して並列に配置され、前記第１フィルタエレメント（３１）をバイパスして前記第２フィルタエレメント（３２）に燃料を導くバイパス通路（８）と、
最初は前記バイパス通路（８）を閉じており、前記第１フィルタエレメント（３１）の前後差圧が設定値以上になると前記バイパス通路（８）を開き、前記バイパス通路（８）を一端開いた後は、前記前後差圧が設定値未満になっても前記バイパス通路（８）を開いた状態を維持するバイパス弁（７）とを備えることを特徴とする燃料フィルタ。
燃料中の異物を捕捉する第１〜第ｉフィルタエレメント（３１〜３３）が、燃料流れに沿って直列に配置された燃料フィルタであって、
前記第１〜第ｉフィルタエレメント（３１〜３３）のうち燃料流れ最下流の第ｉフィルタエレメント（３３）を除く第１〜第ｉ−１フィルタエレメント（３１、３２）に対して並列に配置され、前記第１〜第ｉ−１フィルタエレメント（３１、３２）をバイパスして燃料流れ下流側のフィルタエレメント（３２、３３）に燃料を導くバイパス通路（８）と、
最初は前記バイパス通路（８）を閉じており、前記第１〜第ｉ−１フィルタエレメント（３１、３２）の前後差圧が設定値以上になると前記バイパス通路（８）を開くとともに、前記バイパス通路（８）を一端開いた後は、前後差圧が設定値未満になっても前記バイパス通路（８）を開いた状態を維持するバイパス弁（７ａ、７ｂ）とを備えることを特徴とする燃料フィルタ。
前記バイパス弁（７、７ａ、７ｂ）は、前記バイパス通路（８）の一部をなす貫通穴（７１４）が形成されたシート部（７１３）と、前記前後差圧によって前記シート部（７１３）に押し付けられる弁体（７３）とを備え、前記前後差圧が設定値以上になると前記弁体（７３）が前記貫通穴（７１４）を押し拡げて前記シート部（７１３）よりも燃料流れ下流側に移動する構成であ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。
前記バイパス弁（７、７ａ、７ｂ）は、中央部が椀形状の薄板円盤で且つ前記中央部が反転可能な弁体（７３）を備え、前記前後差圧が設定値以上になると前記中央部が初期状態から反転する構成であ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。
前記フィルタエレメント（３１〜３３）は、円筒状に成形されて同心状に配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の燃料フィルタ。
前記フィルタエレメント（３１〜３３）は、断面が菊花状に成形されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の燃料フィルタ。