JP2023115564A - フィルタ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フィルタ装置の濾過性能を高めるために濾材を分厚くすると、フィルタ装置全体が大きくなって場所をとってしまう。そこで、フィルタの形状を大きくすることなく濾過性能を向上できるフィルタ装置を提供する。【解決手段】フィルタ装置は、袋状に形成された外側フィルタ１０と、外側フィルタ１０の内部の容積を保持する内骨部材２０と、を有する。内骨部材２０は濾過機能を有する内側フィルタから成り、内側フィルタが外側フィルタ１０とは別体的に形成されている。【選択図】図３

Description

本開示は、フィルタ装置に関する。実施形態によっては、自動車等の車両のエンジンに燃料を供給する燃料供給装置に用いられる燃料フィルタ装置に関する。

特開２０１２－２５１４８１号公報には、自動車の燃料タンク内に配置された燃料ポンプに取り付けられるフィルタ装置が開示されている。フィルタ装置は、上下に配置された上側濾材と下側濾材との外周部が互いに溶着された扁平な袋状のフィルタと、上側濾材と下側濾材との間に配置される樹脂製の内骨部材とを有する。内骨部材が燃料ポンプによって負圧になったフィルタ装置の内部の容積を保持することで、燃料が内部を隈なく流れることができるようになり、濾材の面積を有効に活用することができる。

特開２０１２－２５１４８１号公報

上記公報のフィルタ装置においてフィルタ内部の容積を保持したままフィルタの濾過性能を高めようとする場合、濾材を分厚くすることが考えられる。その場合フィルタ装置全体が大きくなってしまい、燃料タンク内において場所をとるだけでなく、燃料タンク内への据え付け作業が困難になるという懸念がある。そこで、フィルタの形状を大きくすることなく濾過性能を向上できるフィルタ装置が望まれる。

一つの態様としてのフィルタ装置は、袋状に形成された外側フィルタと、外側フィルタの内部の容積を保持する内骨部材とを有する。内骨部材は内側フィルタから成って濾過機能を有しており、内側フィルタが外側フィルタとは別体的に形成されている。

一つの実施形態に係るフィルタ装置が燃料ポンプに接続された状態を示す図である。 フィルタ装置がサブタンクに配置された状態を示す断面図である。 フィルタ装置を拡大した断面図である。 内側フィルタを下方から見た斜視図である。 他の実施形態に係るフィルタ装置を示す斜視図である。

＜フィルタ装置＞
以下、種々の実施形態を、図１－５を用いて説明する。図１に示すフィルタ装置１は、一つの実施形態として、エンジンを備える車両の燃料タンク内に配置され、燃料ポンプ３の吸入口に取り付けられる燃料フィルタ装置である。燃料ポンプ３はこのフィルタ装置１を通して燃料タンク内の燃料を吸入することで、異物が除去された清浄な燃料をエンジンに供給することができる。

図２、３に示すように、フィルタ装置１は袋状を成す外側フィルタ１０を有し、その内部が燃料ポンプ３と連通されている。燃料タンク内の燃料はフィルタ装置１の内部を通って燃料ポンプ３に吸入されるようになっている。

外側フィルタ１０は上側濾材１１と下側濾材１２とで扁平に形成される。上側濾材１１と下側濾材１２とはそれぞれ扁平状の不織布から成る。上側濾材１１と下側濾材１２とはそれぞれ１枚の不織布から成るものであっても良いし、複数枚の不織布が層状に重ねられて形成されたものであっても良い。上側濾材１１と下側濾材１２とは例えばそれぞれの周縁部に沿って互いに溶着される（溶着部１３）。それにより外側フィルタ１０は袋状に形成される。

＜内骨部材＞
図２、３に示すように、フィルタ装置１は上側濾材１１と下側濾材１２との間に設けられる内骨部材２０を有する。内骨部材２０は厚みのある硬質な濾紙から成る。内骨部材２０は、複数の山部２１と谷部２２とが交互に並ぶ波形状とされる。図４に示すように、山部２１と谷部２２とは一方向に沿って直線状に延びる形状とされる。上記により、内骨部材２０は剛性が高く変形が生じにくい構造となる。

したがって、内骨部材２０は燃料ポンプ３の吸引による負圧が外側フィルタ１０の内部に掛けられた際に、外側フィルタ１０が潰れることを防止する。すなわち、内骨部材２０は上側濾材１１と下側濾材１２との間に挟まって形状を保つことで、上側濾材１１と下側濾材１２との間隔を保持する。それにより、内骨部材２０は外側フィルタ１０の内部の容積を確保することができる。内骨部材２０により、燃料ポンプ３に吸引された燃料が外側フィルタ１０の内部を適切に通過できる。このように内骨部材２０は外側フィルタ１０の変形による圧力損失の上昇を防ぐことができる。

また上述したように、内骨部材２０は厚みのある濾紙で形成されている。したがって、内骨部材２０は、内側フィルタとして、外側フィルタ１０で濾過された燃料を更に濾過する機能も有する。内骨部材２０は、外側フィルタ１０よりも目が細かい濾紙で構成される。それにより、外側フィルタ１０で除去しきれなかった細かい異物を内骨部材２０によって除去することができる。

内骨部材２０は、各山部２１と各谷部２２とから成る起伏形状により表面積が大きくなる。したがって、内骨部材２０が山部２１や谷部２２を有しない平らな構造と比べて濾過性能を高めることができる。内骨部材２０は、各谷部２２により外側フィルタ１０との間に隙間を有する。このため内骨部材２０の圧力損失を抑えることができる。すなわち外側フィルタ１０の内側表面に隙間なく密着するような形状の内骨部材が設けられる構成と比べて内骨部材２０を目詰まりさせにくくすることができる。

＜燃料ポンプとの接続＞
図２、３に示すように、フィルタ装置１は燃料ポンプ３と連結するための樹脂製の連結部材４０を有する。連結部材４０は、フィルタ装置１の内部を燃料ポンプ３の吸入口に連通させる接続通路４１を有する。

連結部材４０はさらに接続通路４１の端部に設けられたフランジ４３に下方から溶着される挟持プレート４２を有する。挟持プレート４２は例えば超音波溶着を用いてフランジ４３に溶着される。図３に示すように、フランジ４３と挟持プレート４２との間には、外側フィルタ１０の上側濾材１１が挟まれて一体的に溶着されるようになっている。それにより、外側フィルタ１０が連結部材４０と一体的に組み付けられる。上側濾材１１は連結部材４０の接続通路４１を接続するための開口部１１ａを有する。挟持プレート４２もこの上側濾材１１の開口部１１ａに対応する位置に開口部４２ａを有する。

図４に示すように、挟持プレート４２はその下面から下方に向かって張り出す複数の張出部４２ｂを有する。各張出部４２ｂは開口部４２ａの周囲に形成されている。内骨部材２０には各張出部４２ｂの張り出しを受け入れることができるように開口する位置決め孔２３が形成されている。フィルタ装置１の組み立ての際は、例えば、挟持プレート４２に内骨部材２０を組み付けてから上側濾材１１に下側濾材１２を溶着することで、内骨部材２０を外側フィルタ１０の内部に挟み込むようにする。このとき、内骨部材２０は、位置決め孔２３が張出部４２ｂに嵌まるようにして挟持プレート４２に組み付けられる。内骨部材２０は、位置決め孔２３に張出部４２ｂが入り込むことで左右方向のずれが規制されるようになっている。このように、位置決め孔２３は外側フィルタ１０に対する内骨部材２０の位置ずれを防止する位置決め部とされる。位置決め孔２３の形状は円形状やＤ字状など任意の適当な形状とすることができ、複数の張出部４２ｂの配置はこの位置決め孔２３の形状に対応したものとする。

＜サブタンク＞
図２に示すように、フィルタ装置１と燃料ポンプ３とはサブタンク５の内部に設けることができる。サブタンク５は燃料タンクの内部に配置される。サブタンク５はフィルタ装置１と燃料ポンプ３とを上方から囲う有天円筒状のタンク部５０と、タンク部５０の下面開口部を覆うように取り付けられるロアカバー６０とを有する。タンク部５０に対するロアカバー６０の取り付けにより、外側フィルタ１０の溶着部１３がタンク部５０とロアカバー６０との間でシール状態に挟持される。ロアカバー６０には不図示の開口が複数設けられており、各開口を通って燃料が下側濾材１２からフィルタ装置１の内部に吸入されるようになっている。

サブタンク５には、例えば、燃料ポンプ３から圧送された燃料の一部が不図示のプレッシャレギュレータを介して送られるようにする。これによりサブタンク５の内部には燃料が十分に貯留される。サブタンク５に燃料が十分に貯留されることで、路面の傾斜により燃料タンクが傾いたり自動車の旋回や加速により慣性力が働いたりして燃料が片寄ることでフィルタ装置１の下側から直接燃料を吸入できない場合でも、サブタンク５の内部から燃料を吸入することができる。サブタンク５に貯留された燃料は上側濾材１１を通ってフィルタ装置１の内部に吸入される。

＜利点＞
以上をまとめると、フィルタ装置１は袋状に形成された外側フィルタ１０と、外側フィルタ１０の内部の容積を保持する内骨部材２０と、を有する。内骨部材２０は内側フィルタから成って濾過機能を有しており、内側フィルタが外側フィルタ１０とは別体的に形成されている。このような構成となっていることにより、内骨部材２０が袋状の外側フィルタ１０を潰れないように支えることができる。これにより、外側フィルタ１０の内部の圧力損失を抑えることができる。また内骨部材２０が内側フィルタから成ることでフィルタ装置１の濾過性能を高めることができる。

また、内骨部材２０が外側フィルタ１０の内部の容積を保持する程度に変形しにくい硬質な素材で形成されている。このような構成となっていることにより、内骨部材２０に外力が掛けられても形状を保ちやすくなる。これにより、内骨部材２０が外側フィルタ１０の内部の容積を保持しやすくできる。

また、内側フィルタが外側フィルタ１０よりも目が細かい。このような構成となっていることにより、内骨部材２０が外側フィルタ１０で捕捉できない小さい異物を捕捉することができる。

また、内骨部材２０は起伏がある形状とされる。このような構成となっていることにより、内骨部材２０の表面積が大きくなることで濾過性能を高めることができる。また起伏の凹部により、内骨部材２０が外側フィルタ１０との間に隙間を形成する。これによりフィルタ装置１の圧力損失を抑えることができる。

また、フィルタ装置１は燃料タンク内に配置される燃料ポンプ３の吸入口に接続される燃料フィルタ装置である。外側フィルタ１０は上下に並べられた上側濾材１１と下側濾材１２とが互いの周縁部を溶着されて成る扁平形状である。このような構成となっていることにより、外側フィルタ１０の内部に燃料ポンプ３の吸入により負圧が掛けられても内骨部材２０により圧力損失を高めることなく燃料ポンプ３が燃料を吸入することができる。

また、内骨部材２０が外側フィルタ１０に対する内骨部材２０の位置ずれを防止する位置決め孔２３を有する。このような構成となっていることにより、内骨部材２０を外側フィルタ１０に対して組み付けやすくできる。

＜その他の実施形態＞
別の実施形態として、フィルタ装置は燃料フィルタの他、エアフィルタや排水フィルタ等の種々のフィルタに適用することができる。またフィルタ装置は自動車の燃料フィルタの他、二輪車や船舶等の燃料フィルタに適用することもできる。

別の実施形態として、外側フィルタは扁平形状ではなく筒形状や球形状、その他任意の形状であっても良い。外側フィルタは別体の２枚の濾材を溶着させる例を示したが、１枚の濾材を２つ折りにして周縁部を溶着することで袋状に形成しても良い。外側フィルタの開口部は上側濾材ではなく下側濾材に設けられても良いし、周縁部の一部に形成されてもよい。上側濾材と下側濾材とは不織布以外の濾材で形成されても良い。

別の実施形態として、図５に示すように、内骨部材１２０は位置決め孔２３を有しないものとしても良い。その場合、連結部材１４０の挟持プレート１４２は張出部４２ｂを有しないものとする。位置決め部は内骨部材を挟持プレートに対して位置決めできればどのようなものでも良く、孔形状ではなく例えば挟持プレートに係止可能な凸状の構造であってもよい。また内骨部材は上側濾材と下側濾材との挟み込みによる外側フィルタとの摩擦のみによって位置ずれしにくくしても良い。

内骨部材の波形状は山部と谷部とがそれぞれ一方向に沿って直線状に延びる例を示したが、別の実施形態として、燃料ポンプの吸入口を中心として波紋状に延びても良い。内骨部材は波形状の他、水平方向に広がる平板部から上下方向に複数の突起部が張り出す形で起伏形状とされるものであっても良い。

さらに別の実施形態として、内骨部材は濾紙の他に不織布等の濾過機能を有するもので形成されても良い。内骨部材は外側フィルタと別体的に構成されるものであれば同じもので形成されても良い。

以上、様々な実施形態を説明したが、本開示はそれらの実施形態に限定されるものではなく、当業者であれば他にも各種の変形、置換、改良などが可能である。

１ フィルタ装置
１０ 外側フィルタ
１１ 上側濾材
１２ 下側濾材
２０ 内骨部材
２３ 位置決め孔
３ 燃料ポンプ

Claims (6)

1. フィルタ装置であって、
   袋状に形成された外側フィルタと、
   前記外側フィルタの内部の容積を保持する内骨部材とを有し、
   内骨部材は内側フィルタから成って濾過機能を有しており、
   該内側フィルタが前記外側フィルタとは別体的に形成されているフィルタ装置。
2. 請求項１に記載のフィルタ装置であって、
   前記内骨部材が前記外側フィルタの内部の容積を保持する程度に変形しにくい硬質な素材で形成されているフィルタ装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のフィルタ装置であって、
   前記内側フィルタが前記外側フィルタよりも目が細かいフィルタ装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれかに記載のフィルタ装置であって、
   前記内骨部材は起伏がある形状とされるフィルタ装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載のフィルタ装置であって、
   当該フィルタ装置は燃料タンク内に配置される燃料ポンプの吸入口に接続される燃料フィルタ装置であり、
   前記外側フィルタは上下に並べられた上側濾材と下側濾材とが互いの周縁部を溶着されて成る扁平形状であるフィルタ装置。
6. 請求項５に記載のフィルタ装置であって、
   前記内骨部材が前記外側フィルタに対する前記内骨部材の位置ずれを防止する位置決め部を有するフィルタ装置。

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