JP2016043302A

JP2016043302A - フィルタ

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Publication number: JP2016043302A
Application number: JP2014168712A
Authority: JP
Inventors: 前川　仁之; Hitoshi Maekawa; 仁之前川; 尚史足立; Hisafumi Adachi
Original assignee: Denso Corp; Nippon Soken Inc
Current assignee: Denso Corp; Soken Inc
Priority date: 2014-08-21
Filing date: 2014-08-21
Publication date: 2016-04-04
Anticipated expiration: 2034-08-21
Also published as: JP6221998B2

Abstract

【課題】フィルタ設置部の閉管部での圧力脈動による振動・騒音を抑制する。【解決手段】大径筒部３１と小径筒部３２とを連結する連結筒部３３に、連結筒部３３の内周側と外周側とを連通させる連結筒部孔３５を形成する。ここで、環状隙間４のうち連結筒部孔３５よりも大径筒部３１側の部位は、燃料が流通しないため閉管と見なすことができ、連結筒部孔３５の位置が環状隙間４の閉管部の自由端となる。そして、連結筒部孔３５は、小径筒部孔３４よりも環状隙間４の閉管部の固定端側に位置するため、環状隙間４の閉管部の長さは、従来のフィルタにおける環状隙間の閉管部の長さよりも短くなる。したがって、環状隙間４の閉管部に滞留している燃料の固有振動数が高くなり、環状隙間４の閉管部に入力される圧力波のエネルギが同じとすると圧力脈動の振幅が小さくなり、その結果、環状隙間４の閉管部での圧力脈動による振動・騒音が抑制される。【選択図】図２

Description

本発明は、流体中の異物を捕捉するフィルタに関するものである。

従来、この種のフィルタとして、例えば特許文献１に記載されたものがある。この特許文献１に記載されたフィルタは、有底円筒状になっており、流体の入口部となる開口端側の大径筒部が流体通路孔に固定され、大径筒部よりも小径の小径筒部が大径筒部よりも下流側に配置され、大径筒部と小径筒部が連結筒部により連結されている。また、小径筒部には、ろ過孔として、小径筒部の軸方向および周方向に沿って多数の小径筒部孔が設けられている。

特開２００４−１２２１００号公報

ところで、上記した従来のフィルタは、小径筒部と流体通路孔壁面との間に円筒状の隙間（以下、第１環状隙間という）が形成され、連結筒部と流体通路孔壁面との間にも円筒状の隙間（以下、第２環状隙間という）が形成され、大径筒部内に流入した燃料は、小径筒部孔を通って第１環状隙間に流入し、さらに第１環状隙間を通って下流側に流れる。

すなわち、第２環状隙間近傍は流体が流通しないため、閉管と見なすことができる。より詳細には、第２環状隙間近傍は、第２環状隙間における大径筒部側の閉塞端を固定端とし、一方、第１環状隙間における第２環状隙間に最も近い小径筒部孔の位置を自由端とする、閉管と見なすことができる。

そして、このような閉管と見なすことができる閉管部に、ある特定の周波数（閉管内流体の固有振動数）の圧力波（音波）が入力されると、閉管部内に滞留している流体が共鳴して圧力脈動が発生し、振動・騒音が発生する虞がある。

本発明は上記点に鑑みて、フィルタ設置部の閉管部での圧力脈動による振動・騒音を抑制す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、流体が流通する流体通路孔（１１）に設置されて流体中の異物を捕捉する有底筒状のフィルタであって、流体通路孔に固定され、流体の入口部となる開口端側の大径筒部（３１）と、大径筒部よりも下流側に配置され、大径筒部よりも小径の小径筒部（３２）と、大径筒部から小径筒部に向かって縮径して、大径筒部と小径筒部とを連結する連結筒部（３３）と、小径筒部に形成されて、小径筒部の内周側と外周側とを連通させる複数の小径筒部孔（３４）と、連結筒部に形成されて、連結筒部の内周側と外周側とを連通させる連結筒部孔（３５）とを備えることを特徴とする。

ところで、閉管部内流体の固有振動数は固定端と自由端の距離に反比例する。また、閉管に入力される圧力波のエネルギが同じとすると、閉管部内流体の固有振動数が高いほど共鳴により発生する圧力脈動の振幅が小さくなる。

そして、請求項１に記載の発明では、連結筒部に連結筒部孔を設けることにより、この連結筒部孔の位置が自由端となり、従来よりも自由端と固定端の距離が縮まるため、閉管部内流体の固有振動数が高くなる。したがって、閉管部に入力される圧力波のエネルギが同じとすると圧力脈動の振幅が小さくなり、その結果、フィルタ設置部の閉管部での圧力脈動による振動・騒音を抑制することができる。

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。

本発明の一実施形態に係るフィルタを備える燃料噴射弁を一部断面で示す図である。図１におけるフィルタ設置部を拡大して示す図である。図２のＡ−Ａ断面図である。図２のＢ−Ｂ断面図である。

本発明の一実施形態について説明する。

本発明のフィルタは、例えば、図示しないディーゼルエンジンの燃料噴射弁に適用される。図１に示すように、燃料噴射弁は、ボデー１にノズル２やフィルタ３が組み付けられ、図示しないコモンレールから供給される高圧の燃料がフィルタ３を通過してノズル２に至り、ノズル２が開弁した際に燃焼室内に燃料が噴射されるようになっている。

図２に示すように、ボデー１には、コモンレールから供給される高圧の燃料が流通する流体通路孔１１が形成されている。この流体通路孔１１の最上流部に、燃料中の異物を捕捉するフィルタ３が設置されている。

フィルタ３は、金属材料（例えば、ステンレス鋼）よりなり、冷間鍛造等により有底円筒状に成形されている。また、フィルタ３は、燃料の入口部となる開口端側の大径筒部３１と、大径筒部３１よりも燃料流れ下流側に配置されるとともに下流側端部が閉塞され、大径筒部３１よりも小径の小径筒部３２と、大径筒部３１から小径筒部３２に向かって縮径して、大径筒部３１と小径筒部３２とを連結する連結筒部３３とを備えている。大径筒部３１と小径筒部３２と連結筒部３３は、同軸上に配置されている。

フィルタ３は、大径筒部３１が流体通路孔１１に圧入されて固定されている。そして、流体通路孔１１の壁面と小径筒部３２および連結筒部３３との間には、円筒状の隙間（以下、環状隙間という）４が形成される。

小径筒部３２には、小径筒部３２の内周側と外周側とを連通させる複数の小径筒部孔３４が多数形成されている。小径筒部孔３４は、その内径が捕捉したい異物よりも小さく設定されており、燃料中の異物を捕捉するろ過穴として機能する。また、小径筒部孔３４は、小径筒部３２の軸方向に沿って複数配置されるとともに、図３に示すように、小径筒部３２の周方向に沿って３０°間隔で複数配置されている。

連結筒部３３には、連結筒部３３の内周側と外周側とを連通させる連結筒部孔３５が形成されている。連結筒部孔３５は、その内径が捕捉したい異物よりも小さく設定されており、燃料中の異物を捕捉するろ過穴として機能する。また、連結筒部孔３５は、連結筒部３３の軸方向には１列のみ配置され、図４に示すように、連結筒部３３の周方向に沿って９０°間隔で複数配置されている。

ここで、連結筒部３３には応力集中により比較的大きな応力が発生するため、連結筒部孔３５の数をむやみに増やすと強度不足による破損の虞がある。

そこで、連結筒部３３の強度を保つ観点より、次のようにしている。まず、連結筒部孔３５の孔径を、小径筒部孔３４の孔径以下にしている。また、連結筒部孔３５の数をなるべく少なく（少なくとも１個。本例では４個）にしている。さらに、連結筒部孔３５の周方向ピッチを、小径筒部孔３４の周方向ピッチ以上にしている。さらにまた、小径筒部孔３４を、連結筒部孔３５から離れた位置に設けている。具体的には、連結筒部孔３５に最も近い位置にある小径筒部孔３４と連結筒部孔３５とのフィルタ軸方向距離を、隣接する小径筒部孔３４のフィルタ軸方向距離以上にしている。

上記構成において、コモンレールから流体通路孔１１に供給された高圧の燃料は、大径筒部３１の開口部からフィルタ３内に流入した後、小径筒部孔３４および連結筒部孔３５を通って環状隙間４に流入し、さらに環状隙間４を通って下流側に流れる。そして、小径筒部孔３４および連結筒部孔３５より大きい燃料中の異物は、小径筒部孔３４および連結筒部孔３５を通過することができず、フィルタ３内に捕捉される。

ここで、環状隙間４のうち連結筒部孔３５よりも大径筒部３１側の部位（以下、環状隙間４の閉管部という）は、燃料が流通しないため、閉管と見なすことができる。換言すると、連結筒部孔３５の位置が環状隙間４の閉管部の自由端となる。

そして、連結筒部孔３５は、小径筒部孔３４よりも環状隙間４の閉管部の固定端側に位置するため、環状隙間４の閉管部の長さは、連結筒部孔３５を持たない従来のフィルタにおける環状隙間の閉管部の長さよりも短くなる。

したがって、環状隙間４の閉管部に滞留している燃料の固有振動数が高くなり、環状隙間４の閉管部に入力される圧力波のエネルギが同じとすると圧力脈動の振幅が小さくなり、その結果、環状隙間４の閉管部での圧力脈動による振動・騒音が抑制される。

以上述べたように、本実施形態によると、連結筒部孔３５を設けることにより、環状隙間４の閉管部に滞留している燃料の固有振動数を高くして、環状隙間４の閉管部での圧力脈動による振動・騒音を抑制することができる
また、連結筒部孔３５の孔径を小径筒部孔３４の孔径以下にしたり、連結筒部孔３５の数を少なくしたり、連結筒部孔３５の周方向ピッチを小径筒部孔３４の周方向ピッチ以上にしたり、小径筒部孔３４を連結筒部孔３５から離れた位置に設けることにより、連結筒部３３の強度を保つことができる。

（他の実施形態）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。

また、上記実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。

また、上記実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。

また、上記実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。

１１流体通路孔
３１大径筒部
３２小径筒部
３３連結筒部
３４小径筒部孔
３５連結筒部孔

Claims

流体が流通する流体通路孔（１１）に設置されて流体中の異物を捕捉する有底筒状のフィルタであって、
前記流体通路孔に固定され、流体の入口部となる開口端側の大径筒部（３１）と、
前記大径筒部よりも下流側に配置され、前記大径筒部よりも小径の小径筒部（３２）と、
前記大径筒部から前記小径筒部に向かって縮径して、前記大径筒部と前記小径筒部とを連結する連結筒部（３３）と、
前記小径筒部に形成されて、前記小径筒部の内周側と外周側とを連通させる複数の小径筒部孔（３４）と、
前記連結筒部に形成されて、前記連結筒部の内周側と外周側とを連通させる連結筒部孔（３５）とを備えることを特徴とするフィルタ。
前記連結筒部孔の孔径は、前記小径筒部孔の孔径以下であることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
前記小径筒部孔は、周方向に沿って複数設けられ、
前記連結筒部孔は、周方向に沿って複数設けられ、
前記連結筒部孔の周方向ピッチは、前記小径筒部孔の周方向ピッチ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のフィルタ。
前記連結筒部孔に最も近い位置にある前記小径筒部孔と前記連結筒部孔とのフィルタ軸方向距離は、隣接する前記小径筒部孔のフィルタ軸方向距離以上であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載のフィルタ。