JP5126321B2 - 燃料用フィルタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃料に含まれる異物を除去する燃料用フィルタ装置に関する。

従来、内燃機関の燃料に含有の異物を除去するための燃料用フィルタ装置としては、例えば特許文献１に記載の装置が知られている。この従来の燃料用フィルタ装置は、空隙率（総体積に対する空隙部分の比）の異なる二以上の不織布層からなるフィルタ部を有し、フィルタ部は空隙率が層毎に設定されている。フィルタ部は、二以上の不織布層をメルトブローン法により形成されて、フィルタ部の厚み方向における濾過能力の勾配（フィルタ部の厚み方向における粗密勾配）が緩やかになるように、各層の空隙率が決定される。そして、燃料中の、比較的粒径の大きい異物を外側に位置する不織布層で捕捉し、比較的粒径の小さい異物を内側に位置する不織布層で捕捉する。これにより、フィルタ部の目詰まりをできる限り抑えるようにしている。

特開２００５−４８７２１号公報

上記従来の燃料用フィルタ装置のように、厚み方向におけるフィルタ部の粗密勾配が設定されている場合には、ある範囲の粒径分布をなす異物を捕捉するには、フィルタ部の使用可能寿命を長くするために、各層における目詰まり状態をほぼ均等に近づけることが要求される。

具体的には、燃料中に粒径の小さい異物が多く含有している場合は粗い層では目詰まりが生じていないのに対し密な層では目詰まりが生じるようになり、密な層がその機能を発揮できないため、結果としてフィルタ部全体の寿命が短くなってしまうという問題がある。また、このような問題を解消するために、各層について濾過面積を大きくする手段があり得るが、これはフィルタ部の大型化につながり、装置の搭載性の観点から好ましくない。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置の体格を抑えるとともにフィルタの寿命を向上することができる燃料用フィルタ装置を提供することである。

本発明は上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１は、厚み方向に積層された複数の濾過層を含むフィルタ部材を備え、燃料がフィルタ部材を厚み方向に通過するときに燃料に含まれる異物を除去する燃料用フィルタ装置に係る発明であって、フィルタ部材は、厚み方向に隣り合う濾過層の間に隙間を設けた構成であり、複数の濾過層のうち少なくとも一つの濾過層には、所定の開口面積を有する貫通孔が形成されており、貫通孔は、はじめは燃料が濾材部分である他の部分を通過し、フィルタ部材を通過する燃料の通過量が累積して異物の除去が進行していく過程で、他の部分の目詰まりが限界に達する前に燃料が他の部分を通過しないで貫通孔を通過するようになる開口面積に設定されていることを特徴とする。

燃料用フィルタ装置においては燃料がフィルタ部材を厚み方向に通過するにつれて各濾過層には燃料に含有の異物が捕捉されるようになり、異物が除去された燃料成分はフィルタ部材を通過して流下する。さらに濾過層による当該異物の除去量が多くなると、濾過層に形成されている空隙は異物によって埋まり、濾過層は目詰まり状態に近づくようになる。

そこでこの発明によれば、濾過層には、当該所定の開口面積を有する貫通孔が形成されていることにより、燃料は、フィルタ部材を通過するときに、貫通孔を通過し難く、濾過層における貫通孔を除く他の部分を通過しやすいため、当該他の部分において異物が除去されることになる。さらに、貫通孔の圧力損失は、燃料の通過量が累積して異物の除去が進行していく過程で、当該貫通孔と他の部分との双方における圧力損失の大小関係が逆転することにより、濾過層の当該他の部分における目詰まり状態が進行するにつれて、当該他の部分における圧力損失が貫通孔における圧力損失を上回るようになる。この状態になると、燃料は圧力損失が大きくなった当該他の部分を通過し難く、今度は貫通孔を通過してさらに下流の濾過層側に流れ、燃料に含有する異物を除去する役目は下流の濾過層が担うことになる。

このように貫通孔が設けられた濾過層において当該他の部分の目詰まりが進行すると、当該他の部分と貫通孔の圧力損失の大小関係が逆転するタイミングで、燃料は貫通孔を通り抜け、下流の濾過層が異物捕捉能力を発揮するようになる。これにより、複数設けられた各濾過層における異物捕捉能力を十分に活用した濾過を行うことができ、フィルタ部材の濾過面積の低減を図ることもできる。したがって、装置の体格を抑えるとともにフィルタの寿命を向上することができる燃料用フィルタ装置を提供できる。

さらに、この発明によれば、濾過層に目詰まりが起こっていない状態では燃料が他の部分を通過し、他の部分の目詰まりが限界に達する前に燃料が他の部分を通過しないで貫通孔を通過するようになる開口面積を求め、この開口面積を充足する大きさの貫通孔を形成すればよい。

請求項２は、厚み方向に積層された複数の濾過層を含むフィルタ部材を備え、燃料がフィルタ部材を厚み方向に通過するときに燃料に含まれる異物を除去する燃料用フィルタ装置に係る発明であって、フィルタ部材は、厚み方向に隣り合う濾過層の間に濾過層よりも空隙率の大きい中間層を介在させた構成であり、前記複数の濾過層のうち少なくとも一つの濾過層には、所定の開口面積を有する貫通孔が形成されており、貫通孔は、はじめは燃料が濾材部分である他の部分を通過し、フィルタ部材を通過する燃料の通過量が累積して異物の除去が進行していく過程で、他の部分の目詰まりが限界に達する前に燃料が他の部分を通過しないで貫通孔を通過するようになる開口面積に設定されていることを特徴とする。この発明によれば、請求項１に記載の発明と同様の作用効果を奏する。また、中間層は濾過層よりも空隙率が大きいため、貫通孔を通り抜けた燃料を下流の濾過層に広く行き渡らすことに寄与する。また中間層は、濾過層間を所定の間隔に保つ機能を有し、フィルタ部材の形状を安定させる効果を奏する。

請求項３は、請求項１または請求項２に記載の発明において、貫通孔が満たす圧力損失は、１．５ｋＰａ〜４ｋＰａの範囲であることを特徴とする。この発明によれば、ガソリン、軽油等の燃料を濾過するフィルタ装置として、装置体格の抑制およびフィルタ寿命の向上において優れた効果が期待できる。

請求項４は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の発明において、貫通孔は、厚み方向に隣り合う濾過層のそれぞれについて、厚み方向に重ならないように、厚み方向に対して直角な方向に互いにずれた位置に設けられていることを特徴とする。

この発明によれば、厚み方向に隣り合う濾過層のそれぞれに設けられる貫通孔は厚み方向に重ならないように厚み方向に対して直角な方向に離間して配置されているため、上流側の濾過層における貫通孔を通り抜けた燃料は、下流側の濾過層で確実に濾過されて、下流側の濾過層の目詰まり状態を経てから下流側の濾過層における貫通孔を通り抜けるようになる。すなわち、下流側の濾過層で異物捕捉能力を十分に発揮させることができるので、フィルタ部材は異物捕捉能力を確保することができ、フィルタ寿命の延長を確実に実現することができる。

請求項５は、請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の発明において、貫通孔は、燃料流れの最も下流に位置する濾過層を除く最も空隙率の小さい濾過層に設けられることを特徴とする。この発明によれば、積層された複数の濾過層のうち、燃料流れ最下流の濾過層よりも上流側の濾過層であって目詰まりが早く始まる濾過層に貫通孔を設けるため、当該濾過層の目詰まりが発生してもさらに下流の濾過層で異物の捕捉を実施することができる。したがって、フィルタ部材全体の寿命を延長させることができる。

請求項６は、厚み方向に積層された複数の濾過層を含むフィルタ部材を備え、燃料がフィルタ部材を厚み方向に通過するときに燃料に含まれる異物を除去する燃料用フィルタ装置に係る発明であって、フィルタ部材は厚み方向に隣り合う濾過層の間に隙間を設けた構成であり、複数の濾過層のうち少なくとも一つの濾過層には、濾過層が撓むことによって拡大開口する開口面積可変部が形成されており、はじめは燃料が濾材部分である他の部分を通過し、フィルタ部材を通過する燃料の通過量が累積して異物の除去が進行していく過程で他の部分が目詰まり状態になると燃料が流れるときの流動圧力により前記目詰まり状態の濾過層が燃料流れ下流の濾過層側に撓むことに伴って開口面積可変部は拡大開口し、燃料は当該拡大開口した開口面積可変部を通過して燃料流れ下流の濾過層に流入することを特徴とする。

この発明によれば、濾過層は目詰まり状態がある程度まで進行すると、当該濾過層前後の差圧が大きくなるため、濾過層が燃料の流動圧により下流の隙間側に撓んで変形するようになる。この変形により、濾過層に予め設けられた開口面積可変部が拡大開口して濾過層を貫通する貫通孔を形成するようになるため、燃料は、既に目詰まり状態である濾過層の空隙部分を通り抜けるよりも、拡大開口した開口面積可変部を通り抜けてさらに下流の濾過層で濾過されるようになる。このように濾過層の異物捕捉能力の上限に近づくと、燃料は開口面積可変部を通り抜け、下流の濾過層が異物捕捉能力を発揮するようになるため、複数設けられた濾過層の異物捕捉能力を十分に活用することができ、濾過面積の低減を図ることもできる。したがって、装置の体格を抑えるとともにフィルタの寿命を向上することができる燃料用フィルタ装置を提供できる。

請求項７は、厚み方向に積層された複数の濾過層を含むフィルタ部材を備え、燃料がフィルタ部材を厚み方向に通過するときに燃料に含まれる異物を除去する燃料用フィルタ装置に係る発明であって、フィルタ部材は厚み方向に隣り合う濾過層の間に濾過層よりも空隙率の大きい中間層を介在させた構成であり、複数の濾過層のうち少なくとも一つの濾過層には、濾過層が撓むことによって拡大開口する開口面積可変部が形成されており、はじめは燃料が濾材部分である他の部分を通過し、フィルタ部材を通過する燃料の通過量が累積して異物の除去が進行していく過程で他の部分が目詰まり状態になると燃料が流れるときの流動圧力により目詰まり状態の濾過層が燃料流れ下流の濾過層側に撓むことに伴って開口面積可変部は拡大開口し、燃料は当該拡大開口した開口面積可変部を通過して燃料流れ下流の濾過層に流入することを特徴とする。

この発明によれば、上記した請求項６の発明と同様に、濾過層は目詰まり状態がある程度まで進行すると、当該濾過層前後の差圧が大きくなるため、濾過層が燃料の流動圧により下流の中間層側に撓んで変形するようになる。中間層は濾過層よりも空隙率が大きいため軟らかく、濾過層を中間層側に撓み易くする。また中間層は、濾過層間を所定の間隔に保つ機能を有し、フィルタ部材の形状を安定させる効果を奏する。この変形により、燃料は、既に目詰まり状態である濾過層の空隙部分を通り抜けるよりも、拡大開口した開口面積可変部を通り抜けてさらに下流の濾過層で濾過されるようになる。このように濾過層の異物捕捉能力の上限に近づくと、燃料は開口面積可変部を通り抜け、下流の濾過層が異物捕捉能力を発揮するようになるため、複数設けられた濾過層の異物捕捉能力を十分に活用することができ、濾過面積の低減を図ることもできる。したがって、装置の体格を抑えるとともにフィルタの寿命を向上することができる燃料用フィルタ装置を提供できる。

請求項８によると、請求項６または請求項７に記載の開口面積可変部は、厚み方向に隣り合う濾過層のそれぞれについて厚み方向に重ならないように、厚み方向に対して直角な方向に互いにずれた位置に設けられていることを特徴とする。

この発明によれば、厚み方向に隣り合う濾過層のそれぞれに設けられる開口面積可変部は厚み方向に重ならないように厚み方向に対して直角な方向に離間して配置されているため、上流側の拡大開口した開口面積可変部を通り抜けた燃料は、下流側の濾過層で確実に濾過されて、下流側の濾過層の目詰まり状態を経てから下流側の濾過層において拡大開口した開口面積可変部を通り抜けるようになる。すなわち、下流側の濾過層で異物捕捉能力を十分に発揮させることができるので、フィルタ部材は異物捕捉能力を確保することができ、フィルタ寿命の延長を確実に実現することができる。

請求項９によると、請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の開口面積可変部は、燃料流れの最も下流に位置する濾過層を除く最も空隙率の小さい濾過層に設けられることを特徴とする。

この発明によれば、積層された複数の濾過層のうち、燃料流れ最下流の濾過層よりも上流側の濾過層であって目詰まりが早く始まる濾過層に開口面積可変部を設けるため、当該濾過層の目詰まりが発生してもさらに下流の濾過層で異物の捕捉を実施することができる。したがって、フィルタ部材全体の寿命を延長させることができる。

請求項１０によると、請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の開口面積可変部は、濾過層を貫通する切込み部または細隙であることを特徴とする。この発明によれば、上記した機能を発揮しうる開口面積可変部をプレス加工等で容易に形成することができる。したがって、加工性に優れ高い生産性を備えた燃料用フィルタ装置を提供することができる。

本発明を適用した第１実施形態のサクションフィルタを示す模式図である。 第１実施形態の燃料用フィルタ装置におけるフィルタ部材の構成を示す模式的断面図である。 図２に示すフィルタ部材の部分的平面図である。 濾過層における圧力損失の経時変化と貫通孔についての圧力損失の設定値との関係を表すグラフである。 濾過層に形成した貫通孔について開口面積と圧力損失との関係を表すグラフである。 濾過層に形成した１個の貫通孔がφ３ｍｍである場合の各濾過層における圧力損失の経時変化を表した実験結果である。 濾過層に形成した１個の貫通孔がφ４ｍｍである場合の各濾過層における圧力損失の経時変化を表した実験結果である。 濾過層に形成した１個の貫通孔がφ５ｍｍである場合の各濾過層における圧力損失の経時変化を表した実験結果である。 濾過層に形成した貫通孔がφ３ｍｍ、φ４ｍｍ各１個である場合の各濾過層における圧力損失の経時変化を表した実験結果である。 濾過層に形成した３個の貫通孔がφ３ｍｍである場合の各濾過層における圧力損失の経時変化を表した実験結果である。 濾過層に形成した貫通孔がφ２ｍｍ、φ３ｍｍ各２個である場合の各濾過層における圧力損失の経時変化を表した実験結果である。 第２実施形態の燃料用フィルタ装置におけるフィルタ部材の構成を示す模式的断面図である。 図１２に示すフィルタ部材の部分的平面図である。 図１２に示すフィルタ部材において、最も外側に位置する第１の濾過層が燃料圧によって撓んで拡大開口した貫通孔が形成される状態を示す部分的平面図である。 図１４の状態から、第１の濾過層に続いてさらに内側の第２の濾過層が燃料圧によって撓んで拡大開口した貫通孔が形成される状態を示す部分的平面図である。 図１５の状態から、第２の濾過層に続いてさらに内側の第３の濾過層が燃料圧によって撓んで拡大開口した貫通孔が形成される状態を示す部分的平面図である。 いずれの層にも切込み部が形成されていない従来のフィルタ部材について、各濾過層における圧力損失の経時変化を表した実験結果である。 隣り合う各濾過層が厚み方向に隙間なく密着したフィルタ部材について、各濾過層における圧力損失の経時変化を表した実験結果である。 図１２に示すフィルタ部材について、各濾過層における圧力損失の経時変化を表した実験結果である。 図１２に示すフィルタ部材の他の形態のうち、第１変形例を示す部分的平面図である。 図１２に示すフィルタ部材の他の形態のうち、第２変形例を示す部分的平面図である。 図１２に示すフィルタ部材の他の形態のうち、第３変形例を示す部分的平面図である。 第３実施形態の燃料用フィルタ装置におけるフィルタ部材の構成を示す模式的断面図である。 第４実施形態の燃料用フィルタ装置におけるフィルタ部材の構成を示す模式的断面図である。 本発明を適用した第５実施形態の燃料用フィルタ装置の構成を示す模式的断面図である。 本発明を適用した第６実施形態の燃料用フィルタ装置の構成を示す模式的断面図である。 本発明を適用した第７実施形態のフィルタ部材の構成を示す模式的断面図である。 第７実施形態の燃料用フィルタ装置の構成を示す模式的断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組合せが可能であることを明示している部分同士の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、明示してなくとも実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
本発明に係る燃料用フィルタ装置をサクションフィルタ１に適用した第１実施形態について図１〜図１１にしたがって参照して説明する。図１は、サクションフィルタ１を燃料ポンプ５に適用した装置を示す模式図である。

燃料ポンプ５は、例えば、電子式燃料噴射システムの燃料供給システムにおいて車両等の燃料タンク（図示せず）の内部に収容されており、燃料タンクから吸入した燃料をエンジン側に供給する。対象とする燃料は、ガソリン、軽油、アルコール混合燃料、バイオエタノール及びエタノール１００％燃料等である。

燃料ポンプ５のハウジングの上部に形成されたフランジ部（図示せず）は、燃料タンクに取り付けられている。さらに、フランジ部には、図示しない吐出管、外部コネクタ、及び内部コネクタが設けられている。吐出管はエンジン側に燃料を吐出するために接続される配管である。外部コネクタ、及び内部コネクタはポンプ本体（図示せず）に電力を供給するとともに、液面計（図示せず）で検出された液面位置の信号を外部の制御装置に出力する。

さらに燃料ポンプ５のハウジングは、フィルタエレメント（図示せず）が収容されるフィルタケースと、ポンプ本体が収容されるポンプケースと、を備え、ポンプ本体及びプレッシャレギュレータ（図示せず）を内部に有している。プレッシャレギュレータは、フィルタエレメントから吐出管に燃料を供給する燃料通路（図示せず）に接続されており、吐出管から燃料タンクの外部へ吐出される燃料の圧力を調整する。

サクションフィルタ１は、燃料ポンプ５の燃料吸入側である燃料入口５０に接続されている。サクションフィルタ１は、燃料入口５０からポンプ本体によって吸入される燃料が通過するときに、燃料に含まれる異物を除去するフィルタ部材である。異物は燃料内のエネルギーとして寄与しない塵等のダスト、不要物等のことである。燃料タンクに蓄えられる燃料は、サクションフィルタ１で比較的大きな異物が除去されてから、燃料入口５０から燃料ポンプ５の内部に吸入される。燃料ポンプ５の内部に吸入された燃料は、ポンプ本体によって加圧され、フィルタエレメントへ流入する。フィルタエレメントでは、燃料に含まれるさらに微小な異物が除去されるようになっている。フィルタエレメントを通過した燃料は、プレッシャレギュレータで圧力が調整された後、吐出管から燃料ポンプ５の外部へ吐出される。

サクションフィルタ１は、不織布で形成された複数の層からなる袋状のフィルタ部材２と、フィルタ部材２を支持する骨格部材３と、取り付け手段として機能する装着部材４と、を備えている。骨格部材３及び装着部材４は耐油性の樹脂により形成されている。骨格部材３に装着部材４を取り付けることにより、フィルタ部材２は骨格部材３と装着部材４との間に挟み込まれて保持されている。骨格部材３と装着部材４とは、例えばスナップフィットにより連結されている。装着部材４は、燃料ポンプ５の燃料入口５０に取り付けられる。

フィルタ部材２は、袋状に形成される前には中央に所定の大きさの開口部（図示せず）が形成されたシート状体である。当該開口部に骨格部材３及び装着部材４が取り付けられた後、当該シート状体の長手方向の端部同士が重なるように折り曲げられる。そして、折り畳まれたフィルタ部材２の外縁部を加熱することにより溶着し、フィルタ部材２は図１に示すように内側に骨格部材３を収容した袋状体に形成される。

この袋状体の構成により、燃料は袋状のフィルタ部材２の外側から袋状に囲まれた内側へ流入するようになる。フィルタ部材２が袋状であることにより、袋状でない同一の濾過面積を有するフィルタ部材を設置する場合に比較して必要な設置スペースを低減することが可能になる。そのため、サクションフィルタ１の設置スペースを大きくすることなく、フィルタ部材２による濾過面積を確保することができる。また、骨格部材３は内側からフィルタ部材２を支持しているため、燃料タンクに蓄えられている燃料の内部にサクションフィルタ１を設置する場合でも、フィルタ部材２は袋状の形態を維持した状態であり、濾過面積を維持することができる。

図２はフィルタ部材２の構成を示す模式的断面図である。図３は、図２に示すフィルタ部材２の部分的平面図である。図２に示すように、フィルタ部材２は、厚み方向（燃料が流下する流通方向でもある）に外側から内側に向けて順に積層された第１の濾過層１０、第２の濾過層１１、第３の濾過層１２、及び第４の濾過層１３からなる４層の不織布層で構成されている。本実施形態では、各濾過層は、微細な空隙部が形成されており、この空隙率（濾過層における総体積に対する空隙部分の比率）がほぼ等しく設定されている不織布層である。しかしながら、請求項に係る燃料用フィルタ装置の発明の作用効果を達成するために、各濾過層は空隙率が特定の値に限定される不織布層を必須要件とするものではない。つまり、複数の濾過層１０〜１３は空隙率の大きさが同一の層であってもよいし、各濾過層の空隙率に差を設けることによって厚み方向に粗密勾配を設定したフィルタ部材２であってもよい。

各濾過層１０〜１３の空隙率は、各不織布層を構成する繊維の線径を所定の値に設定することにより、設定可能である。例えば、空隙率を小さくして密な層を形成したい場合には線径の小さい繊維を用いて形成するようにし、空隙率を大きくして粗な層を形成したい場合には線径のより大きい繊維を用いて形成するようにする。本実施形態の場合、各濾過層１０〜１３を構成する繊維は、耐油性が高いＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂やポリアミド系の樹脂により構成されている。なお、不織布は、例えば、乾式法、スパンボンド法、メルトブローン法、湿式法等により製作することができる。

図２および図３に示すように、最も外側に位置する第１の濾過層１０には、所定の開口面積を有して予め厚み方向に貫通する第１貫通孔１０１が形成されている。第１の濾過層１０から内側に隙間２０を隔てて配置される第２の濾過層１１には、第１の濾過層１０の第１貫通孔１０１とは燃料流れ方向（図の下向き）に対して直角な方向に離間する位置に予め第２貫通孔１１１が形成されている。第２貫通孔１１１も第１貫通孔１０１と同様に所定の開口面積を有して予め厚み方向に第２の濾過層１１を貫通する。第２の濾過層１１から内側に隙間２１を隔てて配置される第３の濾過層１２には、第２の濾過層１１の第２貫通孔１１１とは燃料流れ方向に対して直角な方向に離間する位置に予め第３貫通孔１２１が形成されている。第３貫通孔１２１も、所定の開口面積を有して予め厚み方向に第３の濾過層１２を貫通する。最も内側に位置する第４の濾過層１３には、特に切込み部は形成されていない。また各貫通孔１０１，１１１，１２１の断面形状は、図においては円形であるが、これに限定するものではなく、非常に狭い幅を有する細隙（スリット）、楕円形、正方形等であってもよい。

各濾過層１０〜１３は、隣り合う層間のそれぞれに隙間が形成されるように配置されている。具体的には、第１の濾過層１０と第２の濾過層１１の間には隙間２０が形成され、第２の濾過層１１と第３の濾過層１２の間には隙間２１が形成され、第３の濾過層１２と第４の濾過層１３の間には隙間２２が形成されている。最も外側の第１の濾過層１０が上流側の層になり、最も内側の第４の濾過層１３が下流側の層になるため、フィルタ部材２を通過する燃料は図２の矢印（流通方向）で示すように最も外側の第１の濾過層１０から、順に、隙間２０、第２の濾過層１１、隙間２１、第３の濾過層１２、隙間２２、最も内側の第４の濾過層１３へ各部を通過するように流れる。

また、袋状に形成される前の上記シート状体は、各濾過層１０〜１３を層間に上記の隙間２０〜２２が形成されるように積層した後、当該積層体を所定間隔に厚み方向にドット溶着することによって形成するものである。このような手法により、ドット溶着されている部分は濾過層１０〜１３間が隙間無く密着し、ドット溶着部分を除く部分は図２に示すように濾過層１０〜１３間にそれぞれ隙間２０，２１，２２が形成されるようになる。

図４は、濾過層における圧力損失の経時変化と貫通孔についての圧力損失の設定値との関係を表すグラフである。図４に図示する実線は、フィルタ部材２に燃料を通過させたときの濾過層における圧力損失の経時変化を示している。この実験では、濾過層として、材質がＰＥＴ樹脂、目付け量が１００ｇ／ｍ^２、厚さが０．６ｍｍ、濾過面積が５０ｃｍ^２、空隙率が０％〜９０％の範囲に設定された不織布層を使用した。この濾過層に、試験ダスト（コンタミナント）としてＪＩＳ１１種粉体とＪＩＳ８種粉体を２対１の比率でそれぞれ所定量含有させたガソリンまたはＪＩＳ２号軽油を流量１２０Ｌ／ｈで流下させて、実験を行った。

この実験によって、濾過層の圧力損失は、実験開始後、試験ダストの捕捉が進行してもほぼ一定の値であり、濾過層の目詰まり状態があるレベルになると急激に増加することがわかった（図４に示す急増時以降）。その後、圧力損失の増加は継続し、ついには、フィルタが濾過機能を発揮しなくなる寿命ラインを超える圧力損失に達するようになる。

この実験結果から、上流側の濾過層、例えば第１の濾過層の目詰まり状態が、図４の寿命ライン付近まで達してしまうと、第１の濾過層が燃料を通過し得ない状態になることがわかる。このため、燃料が下流側の濾過層、例えば第２の濾過層へ流れにくくなり、第２の濾過層での濾過機能を活用できない状態になる。したがって、第２の濾過層以降の濾過層が全く目詰まりせず、まだ使用できる状態であるにもかかわらず、フィルタ部材の交換が必要になるのである。このようなことにならないためには、第１の濾過層の圧力損失が急増して寿命ラインに近づく前に、第２の濾過層側に燃料が流れるようにする必要がある。

そこで、本実施形態では、燃料を第１の濾過層１０の濾材部分を通さないで、積極的に下流の第２の濾過層１１側にバイパスするための燃料通過量可変部として、第１の濾過層１０を貫通する第１貫通孔１０１を設けている。この第１貫通孔１０１の開口面積は、はじめは燃料が当該他の部分（濾材部分）を通過し、その後、第１の濾過層１０における第１貫通孔１０１を除く他の部分（濾材部分）の目詰まりが寿命ライン（限界）に達する前に燃料が当該他の部分を通らないで第１貫通孔１０１を通過するようになる圧力損失を有するように設定される。このように、第１貫通孔１０１は、フィルタ部材２における燃料の濾過が進行する過程で、燃料が通過しがたい状態から、燃料の通過量が増大する状態に転じる燃料通過量可変部として機能する必要がある。

このため、第１貫通孔１０１は、予め、第１の濾過層１０における他の部分（濾材部分）よりも圧力損失が大きい開口面積を有するように形成する。さらに、この予め設定された第１貫通孔１０１の圧力損失は、フィルタ部材２を通過する燃料の通過量が累積して異物の除去が進行していく過程で、第１貫通孔１０１と当該他の部分（濾材部分）との双方における圧力損失の大小関係が逆転するような値に設定されることが必要である。

このように予め第１貫通孔１０１に設定される圧力損失の値は、図４に示す「設定値」であることが好ましい。すなわち、当該第１貫通孔１０１に設定される圧力損失の値は、図４に太線で図示する濾過層の圧力損失特性が急増する直前の値に設定することが望まれ、実験結果から、この設定値は１．５ｋＰａ〜４ｋＰａの範囲であることが分かっている。このような圧力損失の値に設定することにより、濾過層の貫通孔を除く濾材部分が有効に濾過機能を発揮する前に下流側の濾過層に燃料が流れてしまう事態を防止するとともに、下流側の濾過層で燃料を濾過する前に上流側の濾過層が完全に目詰まりしてフィルタ寿命が短くなる事態を防止できるのである。

図５は、数値計算により、濾過層に形成した貫通孔について開口面積と圧力損失との関係を表すグラフである。図５に示すように、φ３ｍｍ、φ４ｍｍ、φ５ｍｍ、φ６ｍｍの貫通孔をそれぞれ形成した各濾過層に対して、ガソリンまたはＪＩＳ２号軽油を流量１２０Ｌ／ｈで流した場合の圧力損失は、図にプロットしたとおりである。この数値結果から、濾過層に形成する貫通孔の圧力損失を１．５ｋＰａ〜４ｋＰａの範囲に設定するには、必要な孔径としてφ４ｍｍまたはφ５ｍｍを有する貫通孔に決定すればよいことが分かる。

次に、時間経過に伴う圧力損失の変化について、貫通孔の開口面積がφ３ｍｍの１個相当、φ４ｍｍの１個相当、φ５ｍｍの１個相当の各場合のフィルタ部材２と従来のフィルタ部材とを比較した実験結果を図６〜図８にしたがって説明する。

図６〜図８に示す各実験結果における実験条件は、前述した図４における実験条件と同様である。ただし、試験ダスト（コンタミナント）は、まず実験開始時にＪＩＳ１１種粉体２．８ｇとＪＩＳ８種粉体１．４ｇを試験燃料に投入し、以降５分経過する度に同量のＪＩＳ１１種粉体とＪＩＳ８種粉体を投入して、試験流体に含有するコンタミナントを増量するようにした。さらに４個の各濾過層は、厚みが０．６ｍｍで空隙率がほぼ等しいものである。フィルタ部材２全体の圧力損失は第１の濾過層１０の上流側と第４の濾過層１３の下流側との差圧で求め、各層の圧力損失は層の上流側と下流側との差圧で求めている。

図６〜図８のそれぞれに図示する「孔無し」の実験結果は、貫通孔が形成されていない４個の濾過層からなる従来のフィルタ部材について、フィルタ全体における圧力損失の経時変化を表した実験結果である。この従来のフィルタ部材では、最も外側に位置する第１の濾過層でまず燃料内の異物が捕捉されて、第１の濾過層が異物によって目詰まり状態に達すると、フィルタ全体の圧力損失が寿命圧力損失に到達し、下流側の第２〜第４の濾過層は、異物の捕捉にほとんど寄与しないため、フィルタ寿命の向上は望めない。

図６に示す実験結果は、第１の濾過層１０、第２の濾過槽１１、第３の濾過槽１２にそれぞれ形成した１個の貫通孔がφ３ｍｍである場合のフィルタ部材と従来のフィルタ部材とを比較したものである。各濾過層にφ３ｍｍの貫通孔１個を形成したフィルタ部材では、φ３ｍｍの貫通孔１個に設定された圧力損失よりも第１の濾過層の貫通孔を除く濾材部分の圧力損失の方が小さいため、第１の濾過層でまず当該濾材部分の圧力損失が上昇する。当該濾材部分における圧力損失は上昇し続けるが、φ３ｍｍの貫通孔１個に設定された圧力損失を超えることはなく、燃料は当該貫通孔を通り抜けることはなく当該濾材部分を通過し続ける。このように第１の濾過層のみに目詰まり現象が起こるのは、φ３ｍｍの貫通孔によって設定される圧力損失の値が、前述の図５に示すように大きいため、フィルタ部材による燃料中の異物除去が進行していく過程で、第１の濾過層における貫通孔と他の部分（濾材部分）との間に圧力損失の大小関係が逆転することがないからである。

そして、第１の濾過層の目詰まりが限界に達すると、燃料中の異物を第１の濾過層でそれ以上捕捉し難くなるため、図６に示すように、フィルタ全体の圧力損失は時間経過とともに第１の濾過層での圧力損失に等しくなる。このとき、下流側の第２〜第４の濾過層の圧力損失は、異物を捕捉しないため、ほとんど変化しないことがわかっている。したがって、フィルタの寿命は、第１の濾過層が目詰まりの限界に達した時点で到来する。

次に、図７は、最下流の第４の濾過層１３を除く各濾過層に形成した貫通孔の開口面積がφ４ｍｍの１個相当である場合に、従来のフィルタ部材とフィルタ部材２とを比較した実験結果を示している。フィルタ部材２においては、上記したように、時間の経過とともに、各濾過層が上流側から下流側に向けて順に目詰まりしていく。φ４ｍｍの第１貫通孔１０１の１個に設定された圧力損失よりも第１の濾過層１０の第１貫通孔１０１を除く濾材部分の圧力損失の方が小さいため、まず第１の濾過層１０の濾材部分に燃料が流れて異物が捕捉され、当該濾材部分の圧力損失が上昇し、当該濾材部分に目詰まりが生じはじめる。

そして、当該濾材部分の圧力損失が１個の第１貫通孔１０１に設定された圧力損失を超えるようになると、今度は燃料が第１貫通孔１０１を通過するようになり、第１の濾過層１０の濾材部分をバイパスして第２の濾過層１１側に流れる。この後、第１の濾過層１０の濾材部分の目詰まりは進行せず、圧力損失の上昇もあまりない。第２の濾過層１１側に流れた燃料は、φ４ｍｍの第２貫通孔１１１の１個に設定された圧力損失よりも第２の濾過層１１の第２貫通孔１１１を除く濾材部分の圧力損失の方が小さいため、まず第２の濾過層１１の濾材部分に燃料が流れて異物が捕捉され、当該濾材部分の圧力損失が上昇して目詰まりが生じはじめる。

そして、当該濾材部分の圧力損失が１個の第２貫通孔１１１に設定された圧力損失を超えるようになると、今度は燃料が第２貫通孔１１１を通過するようになり、第２の濾過層１１の濾材部分をバイパスして第３の濾過層１２側に流れるが、本結果では第２濾過層１１が目詰まりした段階で、フィルタ部材全体の圧力損失が寿命圧力損失に至っている。

以上のように、第１の濾過層１０、第２の濾過層１１は、順番に目詰まり状態になった後には、それぞれ圧力損失が急上昇せず（最大でも４ｋＰａ以下）、フィルタ部材全体の圧力損失は、従来の貫通孔が形成されていないフィルタ部材における実験結果に対して、非常に緩やかに上昇するものであり、フィルタ寿命の向上が図れる。

次に、図８は、最下流の第４の濾過層１３を除く各濾過層に形成した貫通孔の開口面積がφ５ｍｍの１個相当である場合に、従来のフィルタ部材とフィルタ部材２とを比較した実験結果を示している。フィルタ部材２においては、上記したように、時間の経過とともに、各濾過層が上流側から下流側に向けて順に目詰まりしていく。φ５ｍｍの第１貫通孔１０１の１個に設定された圧力損失よりも第１の濾過層１０の第１貫通孔１０１を除く濾材部分の圧力損失の方が小さいため、まず第１の濾過層１０の濾材部分に燃料が流れて異物が捕捉され、当該濾材部分の圧力損失が上昇し、当該濾材部分に目詰まりが生じはじめる。

そして、当該濾材部分の圧力損失が１個の第１貫通孔１０１に設定された圧力損失を超えるようになると、今度は燃料が第１貫通孔１０１を通過するようになり、第１の濾過層１０の濾材部分をバイパスして第２の濾過層１１側に流れる。この後、第１の濾過層１０の濾材部分の目詰まりは進行せず、圧力損失の上昇もあまりない。第２の濾過層１１側に流れた燃料は、φ５ｍｍの第２貫通孔１１１の１個に設定された圧力損失よりも第２の濾過層１１の第２貫通孔１１１を除く濾材部分の圧力損失の方が小さいため、まず第２の濾過層１１の濾材部分に燃料が流れて異物が捕捉され、当該濾材部分の圧力損失が上昇して目詰まりが生じはじめる。

そして、当該濾材部分の圧力損失が１個の第２貫通孔１１１に設定された圧力損失を超えるようになると、今度は燃料が第２貫通孔１１１を通過するようになり、第２の濾過層１１の濾材部分をバイパスして第３の濾過層１２側に流れる。この後、第２の濾過層１１の濾材部分の目詰まりは進行せず、圧力損失の上昇もあまりない。第３の濾過層１２側に流れた燃料は、φ５ｍｍの第３貫通孔１２１の１個に設定された圧力損失よりも第３の濾過層１２の第３貫通孔１２１を除く濾材部分の圧力損失の方が小さいため、まず第３の濾過層１２の濾材部分に燃料が流れて異物が捕捉され、当該濾材部分の圧力損失が上昇して目詰まりが生じはじめる。

そして、当該濾材部分の圧力損失が１個の第３貫通孔１２１に設定された圧力損失を超えるようになると、今度は燃料が第３貫通孔１２１を通過するようになり、第３の濾過層１２の濾材部分をバイパスして第４の濾過層１３側に流れる。この後、第３の濾過層１２の濾材部分の目詰まりは進行せず、圧力損失の上昇もあまりない。最終的に燃料は、主に第１貫通孔１０１、第２貫通孔１１１、第３貫通孔１２１を順に通過して、最下流に位置する第４の濾過層１３で濾過されるようになる。

以上のように、第１の濾過層１０、第２の濾過層１１及び第３の濾過層１２は、順番に目詰まり状態になった後には、それぞれ圧力損失が急上昇せず（最大でも２ｋＰａ以下）、最下流に位置する第４の濾過層１３は目詰まりするまで異物除去機能を発揮し続ける（図８参照）。したがって、フィルタ部材全体の圧力損失は、従来の貫通孔が形成されていないフィルタ部材における実験結果に対して、非常に緩やかに上昇するものであり、フィルタ寿命の向上が図れる。

次に、最下流の第４の濾過層１３を除く各濾過層に形成した貫通孔の開口面積がφ５ｍｍの１個相当の場合について、３つの他の形態を説明する。当該他の形態は、各濾過層の貫通孔がφ３ｍｍ、φ４ｍｍの各１個で構成される形態（図９に実験結果を示す）、各濾過層の貫通孔がφ３ｍｍを３個の形態（図１０に実験結果を示す）、各濾過層の貫通孔がφ３ｍｍ、φ２ｍｍの各２個で構成される形態（図１１に実験結果を示す）である。

いずれの形態も各濾過層に形成される貫通孔の合計開口面積がφ５ｍｍの貫通孔が１個の場合と比べて多少の差はあるが、貫通孔により設定される圧力損失はほぼ等しくなる。図９〜図１１の各実験結果において、時間の経過に伴う圧力損失の変化は、図８を参照して説明した実験におけるものと同様である。図示するように、第１の濾過層１０、第２の濾過層１１及び第３の濾過層１２は、順番に目詰まり状態になった後には、それぞれ圧力損失が急上昇せず（最大でも２ｋＰａ以下）、最下流に位置する第４の濾過層１３は目詰まりするまで異物除去機能を発揮し続ける。

本実施形態の燃料用フィルタ装置によれば、厚み方向に積層された複数の濾過層１０〜１３を含むフィルタ部材２を備える。複数の濾過層１０〜１３のうち少なくとも一つの濾過層には、当該濾過層における他の部分よりも、圧力損失が大きく設定されている貫通孔が形成されている。当該貫通孔の圧力損失は、フィルタ部材２を通過する燃料の通過量が累積して異物の除去が進行していく過程で、当該貫通孔と他の部分（濾材部分）との双方における圧力損失の大小関係が逆転するように設定されている。

この構成によれば、濾過層には、当該他の部分よりも圧力損失が大きく設定されている燃料通過量可変部としての貫通孔が形成されていることにより、燃料は、初期段階ではフィルタ部材２を通過するときに、圧力損失の大きい貫通孔を通過し難く、当該貫通孔を除く他の部分の方を通過しやすいため、当該他の部分において濾過されて異物が除去されることになる。

加えて、貫通孔の圧力損失は、燃料の通過量が累積して異物の除去が進行していく過程で、当該貫通孔と当該他の部分との双方における圧力損失の大小関係が逆転する値に設定されている。これにより、濾過層の当該他の部分における目詰まり状態が進行するにつれて、当該他の部分における圧力損失が貫通孔における圧力損失を上回るようになる。この状態になると、燃料は圧力損失が大きくなった当該他の部分を通過し難くなって、今度は貫通孔を通過してさらに下流の濾過層側に流れるようになる。

このように貫通孔が設けられた濾過層において当該他の部分の目詰まりが進行すると、当該他の部分と貫通孔の圧力損失の大小関係が逆転するタイミングで、燃料は貫通孔を通り抜け、下流の濾過層が今度は上流側の濾過層に代わって異物捕捉能力を発揮するようになる。これにより、複数設けられた各濾過層における異物捕捉能力を順番に活用でき、これらの濾過層の十分に活用した濾過を行うことができるので、フィルタ部材の濾過面積の低減が図れる。以上により、装置の体格を抑えるとともにフィルタの寿命を向上することができる。

また、フィルタ部材２は、厚み方向に隣り合う濾過層の間に隙間を備えており、各貫通孔１０１，１１１，１２１は、前述の圧力損失を満たす所定の開口面積を有している。この構成によれば、濾過層に目詰まりが起こっていない濾過過程途中の状態では他の部分よりも圧力損失が大きく、かつ予め定めた目詰まり段階で圧力損失の大小関係が逆転することを満足する開口面積を求め、この開口面積を充足する大きさの貫通孔を形成すればよい。したがって、形成すべき上記の燃料通過量可変部について、比較的簡単に決定することができ、またその形成も容易に実施できる。

また、各貫通孔１０１，１１１，１２１が満たす圧力損失は、１．５ｋＰａ〜４ｋＰａの範囲であることにより、ガソリン、軽油等の燃料を濾過するフィルタ装置として、前述の効果が期待できる。

また、貫通孔１０１，１１１，１２１は、厚み方向に隣り合う濾過層のそれぞれについて、厚み方向に重ならないように、厚み方向に対して直角な方向に互いにずれた位置に設けられている。

この構成によれば、厚み方向に隣り合う濾過層の貫通孔１０１，１１１，１２１は厚み方向に対して直角な方向に離間して配置されているため、上流側の濾過層における貫通孔１０１，１１１を通り抜けた燃料は、下流側の濾過層で確実に濾過されて、下流側の濾過層の目詰まり状態を経てから下流側の濾過層における貫通孔１１１，１２１を通り抜けるようになる。すなわち、下流側の濾過層の濾材部分での異物捕捉能力を十分に発揮させることができるので、複数の濾過層で異物捕捉能力を活用することができ、フィルタ寿命の延長を確実に実現することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、フィルタ部材２の他の形態について、図１２〜図２２にしたがって説明する。図１２は、第２実施形態の燃料用フィルタ装置に適用されるフィルタ部材２Ａの構成を示す模式的断面図である。図１２において同一符号を付した構成部品は、第１実施形態と同一であり、同様の作用効果を奏する。また、第２実施形態の燃料用フィルタ装置は、フィルタ部材２Ａを除く他の構成については第１実施形態の燃料用フィルタ装置と同一であり、同様の作用効果を奏する。

図１２はフィルタ部材２Ａの構成を示す模式的断面図である。図１２に示すように、フィルタ部材２Ａは、厚み方向（燃料が流下する流通方向でもある）に外側から内側に向けて順に積層された第１の濾過層１０Ａ、第２の濾過層１１Ａ、第３の濾過層１２Ａ、及び第４の濾過層１３Ａからなる４層の不織布層で構成されている。本実施形態では、各濾過層は、微細な空隙部が形成されており、この空隙率（濾過層における総体積に対する空隙部分の比率）がほぼ等しく設定されている不織布層である。しかしながら、請求項に係る燃料用フィルタ装置の発明の作用効果を達成するために、各濾過層は空隙率が特定の値に限定される不織布層を必須要件とするものではない。つまり、複数の濾過層１０Ａ〜１３Ａは空隙率の大きさが同一の層であってもよいし、各濾過層の空隙率に差を設けることによって厚み方向に粗密勾配を設定したフィルタ部材２Ａであってもよい。

各濾過層１０Ａ〜１３Ａの空隙率は、各不織布層を構成する繊維の線径を所定の値に設定することにより、設定可能である。例えば、空隙率を小さくして密な層を形成したい場合には線径の小さい繊維を用いて形成するようにし、空隙率を大きくして粗な層を形成したい場合には線径のより大きい繊維を用いて形成するようにする。本実施形態の場合、各濾過層１０Ａ〜１３Ａを構成する繊維は、耐油性が高いＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂やポリアミド系の樹脂により構成されている。なお、不織布は、例えば、乾式法、スパンボンド法、メルトブローン法、湿式法等により製作することができる。

最も外側に位置する第１の濾過層１０Ａには、予め第１切込み部１０１Ａが形成されている。第１の濾過層１０Ａから内側に隙間２０を隔てて配置される第２の濾過層１１Ａには、第１の濾過層１０Ａの第１切込み部１０１Ａとは燃料流れ方向に対して直角な方向に離間する位置に予め第２切込み部１１１Ａが形成されている。第２の濾過層１１Ａから内側に隙間２１を隔てて配置される第３の濾過層１２Ａには、第２の濾過層１１Ａの第２切込み部１１１Ａとは燃料流れ方向に対して直角な方向に離間する位置に予め第３切込み部１２１Ａが形成されている。最も内側に位置する第４の濾過層１３Ａには、特に切込み部は形成されていない。各切込み部１０１Ａ，１１１Ａ，１２１Ａは、各濾過層１０Ａ〜１３Ａが撓むことによって拡大開口する開口面積可変部である。また各切込み部１０１Ａ，１１１Ａ，１２１Ａは、不織布の各濾過層１０Ａ，１１Ａ，１２Ａを貫通する切込み、または非常に狭い幅を有する細隙（スリット）であり、例えば図１３に示すようにフィルタ部材２Ａを平面視したときに線状を呈する形状である。

各濾過層１０Ａ〜１３Ａは、隣り合う層間のそれぞれに隙間が形成されるように配置されている。具体的には、第１の濾過層１０Ａと第２の濾過層１１Ａの間には隙間２０が形成され、第２の濾過層１１Ａと第３の濾過層１２Ａの間には隙間２１が形成され、第３の濾過層１２Ａと第４の濾過層１３Ａの間には隙間２２が形成されている。最も外側の第１の濾過層１０Ａが上流側の層になり、最も内側の第４の濾過層１３Ａが下流側の層になるため、フィルタ部材２Ａを通過する燃料は図１２の矢印（流通方向）で示すように最も外側の第１の濾過層１０Ａから、順に、隙間２０、第２の濾過層１１Ａ、隙間２１、第３の濾過層１２Ａ、隙間２２、最も内側の第４の濾過層１３Ａへ各部を通過するように流れる。

このように、各切込み部１０１Ａ，１１１Ａ，１２１Ａは、フィルタ部材２Ａにおける燃料の濾過が進行する過程で、燃料が通過しがたい状態から、燃料の通過量が増大する状態に転じる燃料通過量可変部として機能する。このため、各切込み部１０１Ａ，１１１Ａ，１２１Ａは、予め、対応する各濾過層１０Ａ，１１Ａ，１２Ａにおける他の部分（濾材部分）よりも大きい圧力損失を有するように形成される。さらに、この予め設定された各切込み部１０１Ａ，１１１Ａ，１２１Ａの圧力損失は、フィルタ部材２Ａを通過する燃料の通過量が累積して異物の除去が進行していく過程で、切込み部と当該他の部分（濾材部分）との双方における圧力損失の大小関係が逆転するような値に設定されている。

次に、燃料がフィルタ部材２Ａを厚み方向に通過するときに異物を捕捉するメカニズムについて図１４〜図１６を参照して説明する。図１４は、フィルタ部材２Ａにおいて、最も外側に位置する第１の濾過層１０Ａが燃料圧によって撓んで切込み部１０１Ａが拡大開口して貫通孔が形成された状態を示す部分的平面図である。図１５は、図１４の状態から、第１の濾過層１０Ａに続いてさらに内側の第２の濾過層１１Ａが燃料圧によって撓んで切込み部１１１Ａが拡大開口して、貫通孔が形成された状態を示す部分的平面図である。図１６は、図１５の状態から、第２の濾過層１１Ａに続いてさらに内側の第３の濾過層１２Ａが燃料圧によって撓んで切込み部１２１Ａが拡大開口して、貫通孔が形成された状態を示す部分的平面図である。

燃料がフィルタ部材２Ａを通過し始めて時間が経過すると、燃料に含有する異物は、まず最も外側の第１の濾過層１０Ａで捕捉される。そして、第１の濾過層１０Ａでの異物の捕捉がさらに進行し、図１４に示すように第１の濾過層１０Ａが目詰まり状態になると、第１の濾過層１０Ａよりも上流側空間と下流側空間（隙間２０）との差圧が大きくなる。この差圧により第１の濾過層１０Ａが燃料の流動圧力を受け変形して撓むことによって、切込み部１０１Ａが開いて大きく開口するようになる。このように第１の濾過層１０Ａには、切込み部１０１Ａの拡大開口によって濾材を厚み方向に貫通する貫通孔が形成されるので、燃料は第１の濾過層１０Ａの全体に形成されている微細な空隙部よりも圧力損失が小さい当該貫通孔を通過し易くなる。

このような当該貫通孔への燃料通過に伴い、燃料内の異物も第１の濾過層１０Ａの空隙で捕捉されないで、当該貫通孔を通って隙間２０から第２の濾過層１１Ａに流入するようになる。したがって、第１の濾過層１０Ａにおける目詰まりはこれ以上進行し難くなる。そして、第１の濾過層１０Ａに生じた当該貫通孔を通った燃料は、隙間２０、第２の濾過層１１Ａ、隙間２１、第３の濾過層１２Ａ、隙間２２、第４の濾過層１３Ａを順に通過し、異物は第２の濾過層１１Ａで捕捉されるようになる。

さらに時間が経過するにつれて、第２の濾過層１１Ａでの異物の捕捉が進行し、図１５に示すように第２の濾過層１１Ａが目詰まり状態になると、第２の濾過層１１Ａよりも上流側の隙間２０と下流側の隙間２１との差圧が大きくなる。この差圧により第２の濾過層１１Ａが燃料の流動圧力を受け変形して撓むことによって、切込み部１１１Ａが開いて大きく開口するようになる。このように第２の濾過層１１Ａには、切込み部１１１Ａの拡大開口によって濾材を厚み方向に貫通する貫通孔が形成されるので、燃料は第２の濾過層１１Ａの全体に形成されている空隙よりも圧力損失が小さい当該貫通孔を通過し易くなる。

このような当該貫通孔への燃料通過に伴い、燃料内の異物も第２の濾過層１１Ａの空隙で捕捉されないで、当該貫通孔を通って隙間２１から第３の濾過層１２Ａに流入するようになる。したがって、第２の濾過層１１Ａにおける目詰まりはこれ以上進行し難くなる。そして、第２の濾過層１１Ａに生じた当該貫通孔を通った燃料は、隙間２１、第３の濾過層１２Ａ、隙間２２、第４の濾過層１３Ａを順に通過し、異物は第３の濾過層１２Ａで捕捉されるようになる。

さらに時間が経過するにつれて、第３の濾過層１２Ａでの異物の捕捉が進行し、図１６に示すように第３の濾過層１２Ａが目詰まり状態になると、第３の濾過層１２Ａよりも上流側の隙間２１と下流側の隙間２２との差圧が大きくなる。この差圧により第３の濾過層１２Ａが燃料の流動圧力を受け変形して撓むことによって、切込み部１２１Ａが開いて大きく開口するようになる。このように第３の濾過層１２Ａには、切込み部１２１Ａの拡大開口によって濾材を厚み方向に貫通する貫通孔が形成されるので、燃料は第３の濾過層１２Ａの全体に形成されている空隙よりも圧力損失が小さい当該貫通孔を通過し易くなる。

このような当該貫通孔への燃料通過に伴い、燃料内の異物も第３の濾過層１２Ａの空隙で捕捉されないで、当該貫通孔を通って隙間２２から第４の濾過層１３Ａに流入するようになる。したがって、第３の濾過層１２Ａにおける目詰まりはこれ以上進行し難くなる。そして、第３の濾過層１２Ａに生じた当該貫通孔を通った燃料は、隙間２２、第４の濾過層１３Ａを通過し、異物は第４の濾過層１３Ａで捕捉されるようになる。さらに時間が経過するにつれて、第４の濾過層１３Ａでの異物の捕捉が進行して、第４の濾過層１３Ａが目詰まり状態になると、すべての濾過層が目詰まり状態になるため、フィルタ部材２Ａはこれ以上、異物除去機能を発揮することができない。フィルタ部材２Ａはこのような状態になってようやくフィルタの寿命を迎えるので、使用可能寿命を向上させることができるのである。

次に、経時に伴い変化する圧力損失について、従来のフィルタ部材と本実施形態のフィルタ部材２Ａとを比較した実験結果を説明する。以下の各実験結果において、燃料は所定のダストを含有させた軽油であり、その流量は６０（リットル／時間）である。さらに４個の各濾過層は、厚みが０．４〜０．５ｍｍで空隙率がほぼ等しいものである。また、図１９の実験において濾過層間に形成した隙間は、２０ｍｍである。フィルタ全体の圧力損失は第１の濾過層の上流側と第４の濾過層の下流側との差圧で求め、各層の圧力損失は層の上流側と下流側との差圧で求めている。

図１７は、切込み部（スリット）が形成されていない４個の濾過層からなる従来のフィルタ部材について、フィルタ全体及び各濾過層における圧力損失の経時変化を表した実験結果である。この従来のフィルタ部材では、最も外側に位置する第１の濾過層でまず燃料内の異物が捕捉されて、第１の濾過層が異物によって目詰まり状態に達すると、異物は第１の濾過層でそれ以上捕捉し難くなるため、図１７に示すように、フィルタ全体の圧力損失は時間経過とともに第１の濾過層での圧力損失に等しくなる。そして、下流側の第２〜第４の濾過層の圧力損失は、異物を捕捉しないため、ほとんど変化しない。したがって、フィルタ寿命の向上は望めない。

図１８は、各濾過層には長さ１５ｍｍの切込み部（スリット）が形成されているとともに、隣り合う各濾過層が厚み方向に隙間なく密着して構成されるフィルタ部材について、フィルタ全体の圧力損失の経時変化を表した実験結果である。このフィルタ部材では、最も外側に位置する第１の濾過層でまず燃料内の異物が捕捉されて、第１の濾過層が異物によって目詰まり状態に達すると、燃料に含まれる異物はわずかながら長さ１５ｍｍの切込み部（スリット）から下流の第２の濾過層に流入するため、初期の圧力損失の上昇を図１７に示す実験よりも抑制することができる。しかしながら、本実施形態のフィルタ部材２Ａと異なって各濾過層間に隙間が形成されていないため、当該切込み部（スリット）は上記したフィルタ部材２Ａのように拡大開口し難いため、その後急激に圧力損失が急上昇するようになり、フィルタ寿命の向上は望めない。

次に、図１９は本実施形態のフィルタ部材２Ａについて、フィルタ全体及び各濾過層における圧力損失の経時変化を表した実験結果である。フィルタ部材２Ａでは、上記したように、時間の経過とともに、各濾過層が上流側から下流側に向けて順に目詰まり状態になり、各濾過層の目詰まり状態に伴う圧力損失の上昇による変形によって、長さ１５ｍｍの切込み部（スリット）が拡大開口し、各濾過層において異物の通過可能な貫通孔が下流側に向けて順番に形成されるようになる。したがって、図１９に示すように、第１の濾過層、第２の濾過層及び第３の濾過層は、順番に目詰まり状態になった後には、圧力損失が急上昇せず、最下流に位置する第４の濾過層が目詰まりするまで異物除去機能を発揮し続ける。したがって、フィルタ全体の圧力損失は、上記図１７及び図１８に示す実験結果に対して、非常に緩やかに上昇するものであり、フィルタ寿命の向上が期待できる。

濾過層１０Ａ，１１Ａ，１２Ａのそれぞれに形成される切込み部１０１Ａ，１１１Ａ，１２１Ａは、濾過層における異物の目詰まりに伴う圧力損失の上昇によって、濾過層が燃料の流動圧力を受けて変形して拡大開口する作用を備えていれば、その形状は上記の図１３の形状に限定するものではない。したがって、濾過層が撓むことによって拡大開口する開口面積可変部は、図２０〜図２２にそれぞれ示す第１変形例、第２変形例、第３変形例のような形状であってもよい。

図２０に示す第１変形例のフィルタ部材２Ｂには、十字状の切込み部１０１Ｂ，１１１Ｂ，１２１Ｂが形成されている。切込み部１０１Ｂ，１１１Ｂ，１２１Ｂは、例えば、各濾過層に対して、十字状の歯形部材を用いて打ち抜くことにより形成する。この形状により、目詰まり状態によって濾過層が燃料の流動圧力を受けて下流の隙間側に変形すると、十字状の切込み部における中心部が大きく開口するようになる。したがって、上記のように、さらに下流側に位置する濾過層に異物を含んだ燃料を流下させることができ、さらに下流の濾過層で異物を捕捉するようになるため、フィルタ寿命の向上が図れるのである。

図２１に示す第２変形例のフィルタ部材２Ｃには、コの字状の切込み部１０１Ｃ，１１１Ｃ，１２１Ｃが形成されている。切込み部１０１Ｃ，１１１Ｃ，１２１Ｃは、各濾過層に対して、コの字状の歯形部材を用いて打ち抜くことにより形成する。この形状により、目詰まり状態によって濾過層が燃料の流動圧力を受けて下流の隙間側に変形すると、コの字状の切込み部における両方の角部間が大きく開口するようになる。この場合も、上記のように、さらに下流側に位置する濾過層に異物を含んだ燃料を流下させることができ、さらに下流の濾過層で異物を捕捉するようになるため、フィルタ寿命の向上が図れるのである。

図２２に示す第３変形例のフィルタ部材２Ｄには、各濾過層を貫通する細長い矩形状の細隙１０１Ｄ，１１１Ｄ，１２１Ｄが形成されている。細隙１０１Ｄ，１１１Ｄ，１２１Ｄは、例えば、各濾過層を所定の矩形状のパンチ部材で打ち抜くことにより形成する。この形状により、目詰まり状態によって濾過層が燃料の流動圧力を受けて下流の隙間側に変形すると、細隙の幅がさらに大きくなるように開口する。この場合も、上記のように、さらに下流側に位置する濾過層に異物を含んだ燃料を流下させることができ、さらに下流の濾過層で異物を捕捉するようになるため、フィルタ寿命の向上が図れるのである。

本実施形態の燃料用フィルタ装置によれば、サクションフィルタ１は、厚み方向に積層された複数の濾過層１０Ａ〜１３Ａを含むフィルタ部材２Ａを備え、燃料がフィルタ部材２Ａを厚み方向に通過するときに燃料に含有する異物を除去する。フィルタ部材２Ａは、厚み方向に隣り合う濾過層１０Ａ，１１Ａの間に隙間２０を設けた構成である。複数の濾過層１０Ａ〜１３Ａのうち少なくとも濾過層（例えば第１の濾過層１０Ａ）には、濾過層が撓むことによって拡大開口する開口面積可変部が設けられている。この開口面積可変部は、燃料が流れるときの流動圧力によって濾過層が燃料流れ下流の濾過層側に撓むことに伴って拡大開口して、濾過層を貫通する貫通孔を形成する。

この構成によれば、例えば、第１の濾過層１０Ａは目詰まり状態がある程度まで進行すると、当該濾過層前後の差圧が大きくなるため、第１の濾過層１０Ａが燃料の流動圧により下流の隙間２０側に撓んで変形するようになる。この変形により、第１の濾過層１０Ａに予め設けられた開口面積可変部が拡大開口して第１の濾過層１０Ａを貫通する貫通孔を形成するようになるため、燃料は、既に目詰まり状態である第１の濾過層１０Ａの空隙部分を通り抜けるよりも、拡大開口した開口面積可変部を通り抜けてさらに下流の第２の濾過層１１Ａで濾過されるようになる。このように第１の濾過層１０Ａが異物捕捉能力の上限に近づくと、燃料は開口面積可変部を通り抜け、下流の第２の濾過層１１Ａが異物捕捉能力を発揮するようになるため、複数設けられた濾過層の異物捕捉能力を十分に活用することができ、フィルタ寿命の延長及び濾過面積の低減が図れる。

また、従来のフィルタ部材では、各濾過層における目詰まり状態をほぼ均一になるようにしてフィルタ寿命の延長を図るために、フィルタ部材における燃料流通方向の粗密勾配を細かく設定したり、濾過層の積層個数を増やしたりする工夫を行ったりしていた。そこで本実施形態の燃料用フィルタ装置によれば、実現困難とされる効果的な粗密勾配を有するフィルタ部材を作成することなく、フィルタ寿命の延長を図ることが可能になるのである。

また、フィルタ部材２Ａは、燃料流れ最下流に位置する第４の濾過層１３Ａを除く濾過層１０Ａ〜１２Ａのすべてに開口面積可変部を備えている。これによれば、各濾過層１０Ａ〜１２Ａは目詰まり状態がある程度まで進行すると、各濾過層１０Ａ〜１２Ａが燃料の流動圧により下流の隙間２０，２１，２２側に撓んで変形するようになる。この変形により、各濾過層１０Ａ〜１２Ａに予め設けられた開口面積可変部が拡大開口して各濾過層を貫通する貫通孔を形成するようになるため、燃料は、既に目詰まり状態である各濾過層１０Ａ〜１２Ａの空隙部分を通り抜けるよりも、拡大開口した開口面積可変部を通り抜けてさらに下流の濾過層で濾過されるようになる。このように上流側の濾過層が異物捕捉能力の上限に近づくと、燃料は拡大した開口面積可変部を通り抜けて下流の濾過層が異物捕捉能力を発揮するようになり、この作用が予め開口面積可変部が形成されたすべての濾過層において行われる。したがって、積層された濾過層の個数分、フィルタ寿命をさらに延長することができる。一層の装置体格の抑制と、フィルタの寿命の向上が期待できる燃料用フィルタ装置を提供できる。

また、開口面積可変部は、各濾過層１０Ａ〜１２Ａを貫通する棒状、十字状もしくはコの字状の切込み部、または矩形状の細隙１０１Ｄ，１１１Ｄ，１２１Ｄである。この構成によれば、フィルタ寿命を延長する開口面積可変部をプレス加工等で容易に形成することができる。したがって、加工性に優れ高い生産性を備えた燃料用フィルタ装置が得られる。

また、上記の開口面積可変部は、厚み方向に隣り合う濾過層１０Ａ，１１Ａのそれぞれについて厚み方向に重ならないようにずれた位置に設けられている。この構成によれば、厚み方向に隣り合う濾過層１０Ａ，１１Ａのそれぞれに設けられる開口面積可変部は厚み方向に重ならないように厚み方向に対して直角な方向に離間して配置されている。このため、上流側の拡大開口した開口面積可変部を通り抜けた燃料は、下流側の濾過層１１Ａの空隙で確実に濾過されて、下流側の濾過層１１Ａの目詰まり状態を経てから下流側の拡大開口した開口面積可変部を通り抜けるようになる。このように下流側の濾過層１１Ａで異物捕捉能力を十分に発揮させることができるので、フィルタ寿命の延長を確実に実現することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態は、フィルタ部材２Ｅについて図２３を参照して説明する。図２３は、第３実施形態の燃料用フィルタ装置に適用されるフィルタ部材２Ｅの構成を示す模式的断面図である。図２３において同一符号を付した構成部品は、第２実施形態と同一であり、同様の作用効果を奏する。また、第３実施形態の燃料用フィルタ装置は、フィルタ部材２Ｅを除く他の構成については第２実施形態の燃料用フィルタ装置と同一であり、同様の作用効果を奏する。

フィルタ部材２Ｅは、図２３に示すように、第２実施形態のフィルタ部材２Ａ（図１２参照）と異なり、濾過層間に隙間でなく、濾過層１０Ａ〜１３Ａよりも空隙率の大きい（粗である）中間層を設けたものである。すなわち、第１の濾過層１０Ａと第２の濾過層１１Ａとの間には第１の中間層２０Ｅを配置し、第２の濾過層１１Ａと第３の濾過層１２Ａとの間には第２の中間層２１Ｅを配置し、第３の濾過層１２Ａと第４の濾過層１３Ａとの間には第３の中間層２２Ｅを配置する。各中間層２０Ｅ，２１Ｅ，２２Ｅは、燃料内の異物が通り抜ける程度の粗い層であるため、濾過層１０Ａ〜１３Ａよりも通路抵抗が小さく燃料が通過し易くなっている。各中間層２０Ｅ，２１Ｅ，２２Ｅは、両側に配される２個の濾過層に挟まれ、スペーサ層として濾過層間の距離を維持する機能を発揮する。

燃料がフィルタ部材２Ｅを厚み方向に通過するときに異物を捕捉するメカニズムについては第２実施形態と同様である。すなわち、燃料の流通方向に第１の濾過層１０Ａ、第２の濾過層１１Ａ、第３の濾過層１２Ａの順に、燃料の流動圧力により変形して、各切込み部が拡大開口するようになる。

具体的に第１の濾過層１０Ａについて代表して説明する。燃料のフィルタ部材２Ｅへの通過が進行して、第１の濾過層１０Ａで目詰まり状態が起こると、第１の濾過層１０Ａの上流側空間と下流側空間（第１の中間層２０Ｅ）の差圧が大きくなる。これにより、第１の濾過層１０Ａが燃料の流動圧力を受けて下流の第１の中間層２０Ｅ側に変形して撓むことによって、切込み部１０１Ａが開いて大きく開口するようになる。第１の中間層２０Ｅは、濾過層よりも空隙率の大きい粗い層であり硬い層ではないので、上流側の第１の濾過層１０Ａは変形可能である。このように第１の濾過層１０Ａには、切込み部１０１Ａの拡大開口によって濾材を厚み方向に貫通する貫通孔が形成されるので、燃料は第１の濾過層１０Ａの全体に形成されている空隙よりも圧力損失が小さい当該貫通孔を通過し易くなる。

このような当該貫通孔への燃料通過に伴い、燃料内の異物も第１の濾過層１０Ａの空隙で捕捉されないで、当該貫通孔を通って第１の中間層２０Ｅから第２の濾過層１１Ａに流入するようになる。したがって、第１の濾過層１０Ａにおける目詰まりはこれ以上進行し難くなる。そして、第１の濾過層１０Ａに生じた当該貫通孔を通った燃料は、第１の中間層２０Ｅ、第２の濾過層１１Ａ、第２の中間層２１Ｅ、第３の濾過層１２Ａ、第３の中間層２２Ｅ、第４の濾過層１３Ａを順に通過し、異物は第２の濾過層１１Ａで捕捉されるようになる。

以下、第２の濾過層１１Ａ及び第３の濾過層１２Ａについては、詳細な説明は省略するが、第１の濾過層１０Ａと同様に、目詰まりの進行により、該当する切込み部が拡大開口して貫通孔が形成され、この貫通孔を通り抜けた燃料がより下流側の各層に流下するようになる。

本実施形態の燃料用フィルタ装置によれば、フィルタ部材２Ｅは、厚み方向に隣り合う濾過層１０Ａ，１１Ａの間に、当該濾過層１０Ａ，１１Ａよりも空隙率の大きい第１の中間層２０Ｅを介在させた構成である。複数の濾過層１０Ａ〜１３Ａのうち少なくとも第１の濾過層１０Ａには、第１の濾過層１０Ａが撓むことによって拡大開口する開口面積可変部が設けられている。この開口面積可変部は、燃料が流れるときの流動圧力によって第１の濾過層１０Ａが燃料流れ下流の第２の濾過層１１Ａ側に撓むことに伴って拡大開口して第１の濾過層１０Ａを貫通する貫通孔を形成する。

この構成によれば、第１の濾過層１０Ａは目詰まり状態がある程度まで進行すると、当該濾過層前後の差圧が大きくなるため、第１の濾過層１０Ａが燃料の流動圧により下流の比較的軟らかい第１の中間層２０Ｅ側に撓んで変形するようになる。この変形により、第１の濾過層１０Ａに予め設けられた開口面積可変部が拡大開口して第１の濾過層１０Ａを貫通する貫通孔を形成するようになるため、燃料は、既に目詰まり状態である第１の濾過層１０Ａの空隙部分を通り抜けるよりも、拡大開口した開口面積可変部を通り抜けてさらに下流の第２の濾過層１１Ａで濾過されるようになる。このように第１の濾過層１０Ａが異物捕捉能力の上限に近づくと、燃料は拡大した開口面積可変部を通り抜け、下流の第２の濾過層１１Ａが異物捕捉能力を発揮するようになるため、複数設けられた濾過層の異物捕捉能力を十分に活用することができ、フィルタ寿命の延長及び濾過面積の低減が図れる。

（第４実施形態）
第４実施形態は、フィルタ部材２Ｆについて図２４を参照して説明する。図２４は、第４実施形態の燃料用フィルタ装置に適用されるフィルタ部材２Ｆの構成を示す模式的断面図である。図２４において同一符号を付した構成部品は、第２実施形態と同一であり、同様の作用効果を奏する。また、第４実施形態の燃料用フィルタ装置は、フィルタ部材２Ｆを除く他の構成については第２実施形態の燃料用フィルタ装置と同一であり、同様の作用効果を奏する。

フィルタ部材２Ｆは、第２実施形態のフィルタ部材２Ａ（図１２参照）と異なり、空隙率の異なる複数の濾過層を備えている。この構成により、フィルタ部材２Ｆは、厚み方向（燃料の流通方向）に粗密勾配を備え、濾過能力の勾配が厚み方向に形成されている。図２４に示すように、フィルタ部材２Ｆは、厚み方向（燃料の流通方向）に外側から内側に向けて順に積層された第１の濾過層１０Ｆ、第２の濾過層１１Ｆ、第３の濾過層１２Ｆ、第４の濾過層１３Ｆ、及び第５の濾過層１４Ｆからなる５層の不織布層で構成されている。

各濾過層１０Ｆ〜１４Ｆは、各不織布層を構成する繊維の線径を所定の値に設定することにより、空隙率が個別に設定されている。各濾過層の空隙率は、大きい順に、第１の濾過層１０Ｆ、第２の濾過層１１Ｆ、第３の濾過層１２Ｆ及び第４の濾過層１３Ｆ、第５の濾過層１４Ｆとなっている。各濾過層１０Ｆ〜１４Ｆは、層を構成する繊維として、耐油性が高いＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）樹脂やポリアミド系の樹脂が用いられ、各空隙率は、不織布層を構成する繊維の線径を選択することにより設定することができる。

各濾過層１０Ｆ〜１４Ｆは、隣り合う層間のそれぞれに隙間が形成されるように配置されている。具体的には、第１の濾過層１０Ｆと第２の濾過層１１Ｆの間には隙間２０が形成され、第２の濾過層１１Ｆと第３の濾過層１２Ｆの間には隙間２１が形成され、第３の濾過層１２Ｆと第４の濾過層１３Ｆの間には隙間２２が形成され、第４の濾過層１３Ｆと第５の濾過層１４Ｆの間には隙間２３が形成されている。最も外側の第１の濾過層１０Ｆが上流側の層になり、最も内側の第５の濾過層１４Ｆが下流側の層になるため、フィルタ部材２Ｆを通過する燃料は図２４の矢印（流通方向）で示すように最も外側の第１の濾過層１０Ｆから、順に、隙間２０、第２の濾過層１１Ｆ、隙間２１、第３の濾過層１２Ｆ、隙間２２、第４の濾過層１３Ｆ、隙間２３、最も内側の第５の濾過層１４Ｆへ各部を通過するように流れる。

燃料の異物は、最も粗い層である第１の濾過層１０Ｆで大きいサイズのものが捕捉され、次に粗い層である第２の濾過層１１Ｆでは第１の濾過層１０Ｆで捕捉できない比較的大きいサイズのものが捕捉される。次に燃料の異物は、同じ空隙率に設定されている第３の濾過層１２Ｆ及び第４の濾過層１３Ｆでは第２の濾過層１１Ｆで捕捉できないサイズのものが捕捉され、最後に最も密な層である第５の濾過層１４Ｆで残りの小さいサイズのものが捕捉されることになる。

フィルタ部材２Ｆにおいては、最も異物が捕捉され易く、つまり目詰まりが早く発生し易い濾過層に第２実施形態と同様の切込み部が予め形成されている。本実施形態では、フィルタ部材２Ｆの層の構成上、第３の濾過層１２Ｆに切込み部１２１Ａが形成されている。切込み部１２１Ａは、第３の濾過層１２Ｆの目詰まりが進行することにより、燃料の流動圧力によって第３の濾過層１２Ｆが隙間２２側に変形することで拡大開口する。燃料は、目詰まりを起こして圧力損失が大きくなった第３の濾過層１２Ｆの空隙部分を通過しないで、拡大開口した切込み部１２１Ａを通ってさらに下流の第４の濾過層１３Ｆに流出する。これにより、第３の濾過層１２Ｆにおける目詰まりの進行を抑制することができる。そして、目詰まりにより異物捕捉能力が超えた第３の濾過層１２Ｆで捕捉できない異物は、第３の濾過層１２Ｆと同じ異物捕捉能力である第４の濾過層１３Ｆで捕捉することができ、この第４の濾過層１３Ｆが異物捕捉能力に達するまでフィルタ部材２Ｆの寿命を延長することができるのである。

本実施形態の燃料用フィルタ装置によれば、開口面積可変部である切込み部１２１Ａは、燃料流れの最も下流に位置する第５の濾過層１４Ｆを除く最も空隙率の小さい第３の濾過層１２Ｆに設けられている。この構成によれば、複数の濾過層１０Ｆ〜１４Ｆのうち、燃料流れ最下流の第５の濾過層１４Ｆよりも上流側の濾過層であって目詰まりが早く始まる第３の濾過層１２Ｆに開口面積可変部を設けるため、第３の濾過層１２Ｆの目詰まりが発生してもさらに下流の第４の濾過層１３Ｆで異物の捕捉を実施することができる。したがって、フィルタ部材２Ｆ全体の寿命を延長させる燃料用フィルタ装置を提供できる。

（第５実施形態）
第５実施形態は、本発明を適用した燃料用フィルタ装置の他の形態である。第５実施形態の燃料用フィルタ装置は、燃料ポンプの下流側に設けられるフィルタ部材２Ｇを備える。図２５は、第５実施形態の燃料用フィルタ装置の構成を示す模式的断面図である。図２５において同一符号を付した構成部品は、前述の第２実施形態及び第３実施形態と同一であり、同様の作用効果を奏する。また、第５実施形態のフィルタ部材２Ｇは、前述の第２実施形態と同様の作用効果を奏する。

図２５に示すように、フィルタ部材２Ｇはいわゆる高圧フィルタの一例であり、前述のフィルタ部材２Ｅ（図２３に図示）のように、各濾過層間に中間層２０Ｅ，２１Ｅ，２２Ｅを備えている。フィルタ部材２Ｇは、一方端に燃料流入口６０と他方端に燃料流出口６１とを有するケース６内に収容されており、ケース６の内面と接触する外表面にはシール材としてのホットメルトシート部２００が形成されている。また、ホットメルトシート部２００とケース６の内面との間には、接着剤６２が満たされている。これらのシール機構によって、燃料流入口６０から燃料流出口６１まで流れる燃料がフィルタ部材２Ｇを通過するようになっている。

燃料流入口６０からケース６内に流入した燃料は、最も上流側に位置する第１の濾過層１０Ａから、順に、中間層２０Ｅ、第２の濾過層１１Ａ、中間層２１Ｅ、第３の濾過層１２Ａ、中間層２２Ｅ、最も内側に位置する第４の濾過層１３Ａの各部を通過して流れ、上記第３実施形態で説明したように各濾過層での濾過が行われる。

（第６実施形態）
第６実施形態は、本発明を適用した燃料用フィルタ装置の他の形態である。第６実施形態の燃料用フィルタ装置は、第５実施形態と同様に燃料ポンプの下流側に設けられるフィルタ部材２Ｈを備える。図２６は、第６実施形態の燃料用フィルタ装置の構成を示す模式的断面図である。図２６において同一符号を付した構成部品は、前述の第１実施形態及び第５実施形態と同一であり、同様の作用効果を奏する。また、第６実施形態のフィルタ部材２Ｈは、前述の第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

図２６に示すように、フィルタ部材２Ｈはいわゆる高圧フィルタの一例であり、前述のフィルタ部材２Ｅ（図２３に図示）のように、各濾過層間に中間層２０Ｅ，２１Ｅ，２２Ｅを備えている。フィルタ部材２Ｈは、第５実施形態の燃料用フィルタ装置と同様に、燃料流入口６０からケース６内に流入した燃料は、最も上流側に位置する第１の濾過層１０から、順に、中間層２０Ｅ、第２の濾過層１１、中間層２１Ｅ、第３の濾過層１２、中間層２２Ｅ、最も内側に位置する第４の濾過層１３の各部を通過して流れ、上記第１実施形態で説明したように各濾過層での濾過が行われる。

本実施形態のフィルタ部材２Ｈは、厚み方向に隣り合う濾過層の間に濾過層よりも空隙率の大きい中間層２０Ｅ，２１Ｅ，２２Ｅを介在させた構成を有する。この構成によれば、中間層は濾過層よりも空隙率が大きいため、各貫通孔１０１，１１１，１２１を通り抜けた燃料を下流の濾過層に広く行き渡らすことに寄与する。また中間層２０Ｅ，２１Ｅ，２２Ｅは、濾過層間を所定の間隔に保つ機能を有し、フィルタ部材２Ｈの形状を安定させる効果を奏する。

（第７実施形態）
第７実施形態は、本発明を適用した燃料用フィルタ装置の他の形態である。第７実施形態の燃料用フィルタ装置は、燃料ポンプの下流側に設けられるフィルタ部材２Ｉを備える。図２７は第６実施形態のフィルタ部材２Ｉの構成を示す模式的断面図である。図２８は、第５実施形態の燃料用フィルタ装置の構成を示す模式的断面図である。図２７及び図２８において同一符号を付した構成部品は、前述の第１実施形態及び第６実施形態と同一であり、同様の作用効果を奏する。また、第７実施形態のフィルタ部材２Ｉは、前述の第１実施形態及び第６実施形態と同様の作用効果を奏する。

図２７及び図２８に示すように、フィルタ部材２Ｉはいわゆる高圧フィルタの一例であり、前述のフィルタ部材２Ｅやフィルタ部材２Ｉのように、各濾過層間に中間層２０Ｅ，２１Ｅ，２２Ｅを備えている。フィルタ部材２Ｉは、円筒状体であり、各濾過層及び各中間層は同軸の多重管状を呈している。

フィルタ部材２Ｉは、一方端に燃料流入口６０と他方端に燃料流出口６１とを有するケース６内に収容されており、円筒状体の底面と頂面にはそれぞれシール材としてのホットメルトシート部２００が形成されている。円筒状体の底面と頂面のいずれか一方のホットメルトシート部２００は、ケース６の内面と密着して両者間はシールされている。また、ホットメルトシート部２００とケース６の内面との間には接着剤が満たしてもよい。これらのシール機構によって、燃料流入口６０から燃料流出口６１まで流れる燃料は、燃料流入口６０、外筒面を形成する円筒状の第１の濾過層１０、中間層２０Ｅ、第２の濾過層１１、中間層２１Ｅ、内筒面を形成する第４の濾過層１３を順に通過して流れ、上記第１実施形態で説明したように各濾過層での濾過が行われる。

（他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することが可能である。

上記実施形態では、燃料の流動圧力による濾過層の変形に伴い拡大開口する開口面積可変部について、各種形状の切込み部、穴部、細隙等を採用しているが、このような形態に限定するものではない。

また上記実施形態では、濾過層として不織布層を採用しているが、このような形態に限定するものではなく、例えば、多数の細孔を有する材質であって、当該多数の細孔が空隙率に関与する濾過層を採用してもよい。

また上記実施形態では、フィルタ部材を矩形の袋状に形成する場合について説明したが、フィルタ部材は矩形に限らず例えば円形状あるいは多角形状など所望の形状とすることもできるし、袋状に限らずシート状に形成することもできる。

また、上記実施形態では、燃料の流動圧力による濾過層の変形に伴い拡大開口する開口面積可変部または貫通孔は一の濾過層に１個設けることを示している場合もあるが、上記実施形態に記載の個数に限定するものではない。例えば、一の濾過層に複数個の開口面積可変部または貫通孔を設けてもよい。

また上記各実施形態では、その一例であるサクションフィルタを燃料ポンプに適用する例について説明した。しかし、本発明の燃料用フィルタ装置は、上記で説明した燃料ポンプに適用することに限定するものではない。例えばサブタンクを有し、燃料ポンプの底部にサクションフィルタが配置される燃料供給装置等に適用してもよい。

第４実施形態に記載する構成（図２４参照）は、第１実施形態のフィルタ部材２に適用してもよい。この構成によれば、貫通孔は、燃料流れの最も下流に位置する第５の濾過層１４Ｆを除く最も空隙率の小さい濾過層に設けられる。この構成によれば、積層された複数の濾過層のうち、燃料流れ最下流の第５の濾過層１４Ｆよりも上流側の濾過層であって目詰まりが早く始まる濾過層に貫通孔を設けるため、当該濾過層の目詰まりが発生してもさらに下流の濾過層で異物の捕捉を実施することができる。したがって、フィルタ部材全体における寿命を延長させることができる。

１…サクションフィルタ
２，２Ａ，２Ｅ，２Ｆ…フィルタ部材
１０，１０Ａ…第１の濾過層（濾過層）
１１，１１Ａ…第２の濾過層（濾過層）
１２，１２Ａ…第３の濾過層（濾過層）
１３，１３Ａ…第４の濾過層（濾過層）
２０，２１，２２…隙間
２０Ｅ…第１の中間層（中間層）
２１Ｅ…第２の中間層（中間層）
２２Ｅ…第３の中間層（中間層）
１０１…第１貫通孔（燃料通過量可変部、貫通孔）
１０１Ａ…第１切込み部（燃料通過量可変部、開口面積可変部、切込み部）
１０１Ｅ，１１１Ｅ，１２１Ｅ…細隙（燃料通過量可変部、開口面積可変部）
１１１…第２貫通孔（燃料通過量可変部、貫通孔）
１１１Ａ…第２切込み部（燃料通過量可変部、開口面積可変部、切込み部）
１２１…第３貫通孔（燃料通過量可変部、貫通孔）
１２１Ａ…第３切込み部（燃料通過量可変部、開口面積可変部、切込み部）

Claims (10)

1. 厚み方向に積層された複数の濾過層を含むフィルタ部材を備え、燃料が前記フィルタ部材を前記厚み方向に通過するときに前記燃料に含まれる異物を除去する燃料用フィルタ装置であって、
   前記フィルタ部材は、前記厚み方向に隣り合う前記濾過層の間に隙間を設けた構成であり、
   前記複数の濾過層のうち少なくとも一つの濾過層には、所定の開口面積を有する貫通孔が形成されており、
   前記貫通孔は、はじめは前記燃料が濾材部分である他の部分を通過し、前記フィルタ部材を通過する前記燃料の通過量が累積して前記異物の除去が進行していく過程で、前記他の部分の目詰まりが限界に達する前に前記燃料が前記他の部分を通過しないで前記貫通孔を通過するようになる開口面積に設定されていることを特徴とする燃料用フィルタ装置。
2. 厚み方向に積層された複数の濾過層を含むフィルタ部材を備え、燃料が前記フィルタ部材を前記厚み方向に通過するときに前記燃料に含まれる異物を除去する燃料用フィルタ装置であって、
   前記フィルタ部材は、前記厚み方向に隣り合う前記濾過層の間に当該濾過層よりも空隙率の大きい中間層を介在させた構成であり、
   前記複数の濾過層のうち少なくとも一つの濾過層には、所定の開口面積を有する貫通孔が形成されており、
   前記貫通孔は、はじめは前記燃料が濾材部分である他の部分を通過し、前記フィルタ部材を通過する前記燃料の通過量が累積して前記異物の除去が進行していく過程で、前記他の部分の目詰まりが限界に達する前に前記燃料が前記他の部分を通過しないで前記貫通孔を通過するようになる開口面積に設定されていることを特徴とする燃料用フィルタ装置。
3. 前記貫通孔が満たす前記圧力損失は、１．５ｋＰａ〜４ｋＰａの範囲であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の燃料用フィルタ装置。
4. 前記貫通孔は、前記厚み方向に隣り合う前記濾過層のそれぞれについて、前記厚み方向に重ならないように、前記厚み方向に対して直角な方向に互いにずれた位置に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の燃料用フィルタ装置。
5. 前記貫通孔は、前記燃料流れの最も下流に位置する濾過層を除く最も空隙率の小さい濾過層に設けられることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の燃料用フィルタ装置。
6. 厚み方向に積層された複数の濾過層を含むフィルタ部材を備え、燃料が前記フィルタ部材を前記厚み方向に通過するときに前記燃料に含まれる異物を除去する燃料用フィルタ装置であって、
   前記フィルタ部材は、前記厚み方向に隣り合う前記濾過層の間に隙間を設けた構成であり、
   前記複数の濾過層のうち少なくとも一つの濾過層には、前記濾過層が撓むことによって拡大開口する開口面積可変部が形成されており、
   はじめは前記燃料が濾材部分である他の部分を通過し、前記フィルタ部材を通過する前記燃料の通過量が累積して前記異物の除去が進行していく過程で前記他の部分が目詰まり状態になると前記燃料が流れるときの流動圧力により前記目詰まり状態の濾過層が前記燃料流れ下流の濾過層側に撓むことに伴って前記開口面積可変部は拡大開口し、前記燃料は当該拡大開口した前記開口面積可変部を通過して前記燃料流れ下流の濾過層に流入することを特徴とする燃料用フィルタ装置。
7. 厚み方向に積層された複数の濾過層を含むフィルタ部材を備え、燃料が前記フィルタ部材を前記厚み方向に通過するときに前記燃料に含まれる異物を除去する燃料用フィルタ装置であって、
   前記フィルタ部材は、前記厚み方向に隣り合う前記濾過層の間に当該濾過層よりも空隙率の大きい中間層を介在させた構成であり、
   前記複数の濾過層のうち少なくとも一つの濾過層には、前記濾過層が撓むことによって拡大開口する開口面積可変部が形成されており、
   はじめは前記燃料が濾材部分である他の部分を通過し、前記フィルタ部材を通過する前記燃料の通過量が累積して前記異物の除去が進行していく過程で前記他の部分が目詰まり状態になると前記燃料が流れるときの流動圧力により前記目詰まり状態の濾過層が前記燃料流れ下流の濾過層側に撓むことに伴って前記開口面積可変部は拡大開口し、前記燃料は当該拡大開口した前記開口面積可変部を通過して前記燃料流れ下流の濾過層に流入することを特徴とする燃料用フィルタ装置。
8. 前記開口面積可変部は、前記厚み方向に隣り合う前記濾過層のそれぞれについて、前記厚み方向に重ならないように、前記厚み方向に対して直角な方向に互いにずれた位置に設けられていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の燃料用フィルタ装置。
9. 前記開口面積可変部は、前記燃料流れの最も下流に位置する濾過層を除く最も空隙率の小さい濾過層に設けられることを特徴とする請求項６から請求項８のいずれか一項に記載の燃料用フィルタ装置。
10. 前記開口面積可変部は、前記濾過層を貫通する切込み部または細隙であることを特徴とする請求項６から請求項９のいずれか一項に記載の燃料用フィルタ装置。

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