JPS6363744B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、エンジン等の燃料供給系統に使用さ
れる燃料加熱装置に関するものである。

［従来の技術］ 例えば、デイーゼルエンジン車の燃料供給系統
においては、低温時に燃料から析出されるワツク
スにより燃料フイルタのフイルタエレメントが目
詰まりして燃料が流動しなくなるという不具合を
招き易い。この不具合対策として使用環境に応じ
た種類の軽油が供給されてはいるものの、使用限
界を越えた低温時には、やはりフイルタエレメン
トの目詰まりが避けられない。そのため、前記燃
料フイルタ部分に燃料を加熱するためのヒータを
設けたものが開発されている。

ところで、この種の燃料加熱装置には、温度感
知方式のものと、差圧感知方式のものがある。す
れわち、温度感知方式は、フイルタエレメントを
通過すべき燃料の温度をバイメタル等により感知
して前記ヒータをON、OFF制御するようにした
ものである。しかして、このものは、部品点数が
少なく構造が簡単であるという利点を有している
が、反面、燃料温度が設定値を下まわれば一律に
ヒータへの通電を行なうようになつているので、
低温用燃料を用いているためにフイルタエレメン
トの目詰まりの心配のないような温度域において
も不必要にヒータに給電を行なう場合があり、バ
ツテリの充放電収支が悪化するという不具合があ
る。

一方、差圧感知方式は、フイルタエレメント前
後の燃料の圧力差を感知し、その差圧が設定値を
上まわつた場合にヒータに通電するようにしたも
のである。しかして、このものは、フイルタエレ
メントの流路抵抗が増大した場合にのみヒータが
作動するので、低温用燃料の使用によりかなり低
温であるにもかかわらずワツクスの析出がないよ
うな場合には、通電ヒータへの通電は行なわれな
い。そのため、前述した温度感知方式の欠点を解
消することができる。しかしながら、この差圧感
知方式のものは、低温時に析出されるワツクスだ
けでなく、異物によるフイルタエレメントの目詰
まりが発生した場合にも作動してしまうという問
題がある。

ところで、この種の燃料加熱装置の先行技術と
して実開昭59−131963号公報に示されるようなも
のもある。すなわち、このものは、エンジン冷却
水温を検出する冷却水温センサ、燃料温度を検出
する温度センサ、燃料フイルタに供給される燃料
の圧力を検出する圧力センサおよび大気温度を検
出する大気温センサの各検出信号を制御装置に入
力するとともに、この制御装置内でそれら各検出
信号を予め定めた各設定値とをそれぞれ比較し、
前述したいずれかのセンサの検出出力が対応する
設定値を越えたときにヒータに電力を供給するよ
うにしたものである。しかして、このものは、ワ
ツクスが析出したと判断し得る多くの条件下でヒ
ータに通電を行なうことができるので、ワツクス
の析出によるフイルタエレメントの目詰まりを効
果的に防止することはできる。しかしながら、こ
の先行技術は、前述した温度感知方式の欠点と、
差圧感知方式の欠点とを共に解消しようとする目
的でなされたものではなく、また、そのための技
術を開示あるいは示唆するようなものではない。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、温度感知方式の有している問題点、
すなわち、低温用燃料を使用しているためワツク
スの析出の心配のない温度域においてもヒータへ
の通電が行なわれてしまうという問題点と、差圧
感知方式の有している問題点、すなわち、ワツク
スの析出ではなくごみ等によりフイルタエレメン
トが目詰まりを起こした場合にも誤つてヒータに
電力を供給してしまうという問題点を簡単な構成
により同時に解消することを目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、かかる目的を達成するために、燃料
加熱装置を、燃料フイルタのフイルタエレメント
を通過すべき燃料を加熱するためのヒータと、第
１、第２の接点を接離させて前記ヒータへの通電
を制御するスイツチ機構と、燃料温度が低い場合
に第１の接点を第２の接点方向に移動させる感温
アクチユエータと、フイルタエレメント前後の燃
料の差圧の増大に伴わせて第２の接点を第１の接
点方向に移動させる差圧アクチユエータとを具備
してなるものにし、燃料温度が低くかつフイルタ
エレメント前後の燃料の差圧が大きい場合にだけ
前記ヒータに通電し得るように構成したことを特
徴とする。

［作用］ このような構成のものであれば、燃料温度が低
い値を示し、かつ、フイルタエレメント前後の燃
料の差圧が異常に上昇した場合にだけヒータへの
給電が行なわれて燃料が加熱されることになり、
それ以外の状況下では、ヒータへの通電は行なわ
れない。

すなわち、燃料温度が低く第１の接点が第２の
接点方向に移動してもフイルタエレメント前後の
差圧がある値を上まわつていない場合には、第１
の接点が退避しているため、第１、第２の接点が
接触してヒータに通電されることはない。

また、フイルタエレメント前後の差圧がある値
を上まわつて第２の接点が第１の接点方向に移動
しても、燃料温度がワツクスの析出が生じ得ない
値にまで上昇している場合には、第１の接点が退
避しているため、第１、第２の接点が接触してヒ
ータに通電されることはない。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。

第１図に示すように、デイーゼルエンジン用の
燃料タンク１と燃料噴射ポンプ２とを結ぶ燃料径
路３の途中に燃料フイルタ４を介設している。

燃料フイルタ４は、第１図中に模式的に示すよ
うに、ヘツドカバー５の下面５ａにフイルタカー
トリツジ６を着脱可能に装着してなる。ヘツドカ
バー５はブロツク状のもので、その内部に燃料導
入径路７と燃料導出径路８とを備えている。燃料
導入径路７は、図示しない逆止弁を有した始端側
通路９と、この始端側通路９に連続させてヘツド
カバー５の上端部に設けたポンプ室１１と、この
ポンピ室１１にポート１２を介して連通するヒー
タ室１３と、このヒータ室１３に図示しない逆止
弁を介して連通する終端側通路１４とから構成さ
れたもので、この終端側通路１４はこのヘツドカ
バー５の下端中心部に突設した取付軸部１５の下
面に開口させてある。そして、前記ヒータ室１３
には、この燃料導入径路７を通過する燃料Ｆを加
熱するためのヒータ１６を配設している。一方、
燃料導出径路８は、前記ヘツドカバー５の下面５
ａに環状溝１７を前記取付軸部１５を囲繞するよ
うにして形成し、この環状溝１７を導出ポート１
８を介して外部に開口させたものである。

そして、このヘツドカバー５内に、第２図に原
理的に示すように、前記ヒータ１６への通電を制
御するスイツチ機構１９を設けている。詳述すれ
ば、前記ヒータ１６の上端側電極１６ａは電極板
を兼ねるポンプ室１１とヒータ室１３との隔壁２
１を介して図示しないバツテリの（−）側端子に
接続されている。また、前記ヒータ１６の下端側
電極１６ｂは、絶縁材２２により保持された電極
板２３に接続されており、この電極板２３に接続
されており、この電極板２３はスイツチ機構１９
を介してバツテリの（＋）側端子に接続されてい
る。スイツチ機構１９は、導電ばね２４を介して
常時前記電極板２３に接続された第１の接点２５
と、この第１の接点２５に対向配置した第２の接
点２６とを具備してなる。そして、第１の接点２
５を感温アクチユエータ２７により第２の接点２
６方向に接離動作させ得るように構成するととも
に、第２の接点２６を差圧アクチユエータ２８に
より第１の接点２５方向に接離動作させ得るよう
にしている。すなわち、感温アクチユエータ２７
は、皿状のバイメタル２９の中心部に前記第１の
接点２５を固着してなるもので、燃料Ｆの温度が
低い場合に、前記第１の接点２５を図中下方に移
動させ、燃料Ｆの温度が高くなつた場合に図中上
方へ移行させ得るように構成してある。一方、差
圧アクチユエータ２８は、軸心を第１の接点２５
の軸心に一致させて形成したシリンダ３１内にピ
ストン３２をスライド可能に収容し、このピスト
ン３２の上端に突設したピストンロツド３３の先
端に第２の接点２６を固着したものである。そし
て、前記シリンダ３１の下端をセンシングポート
３４を介して前記燃料導入径路７に連通させると
ともに、上端をセンシングポート３５を介して前
記燃料導出径路８に連通させている。さらに、前
記シリンダ３１の上端部と前記ピストンの上端間
には作動特性設定用のコイルスプリング３６が前
記ピストンロツド３３に巻装して介在させてあ
る。そして、このコイルスプリング３６のばね定
数は、例えば、後述するフイルタエレメント前後
の差圧が200mmHgで前記ピストン３２が上死点
に達し、前記差圧が100mmHgで前記ピストン３２
が下死点にまで降下して停止するように設定し
てある。そして、前記バイメタル２９の作動特性
は、フイルタエレメント前後に差圧が200mmHg
で、燃料Ｆの温度が−50℃の時に第１の接点２５
が第２の接点２６に接触するように設定してあ
る。

一方、前記フイルタカートリツジ６は、前記ヘ
ツドカバー５の取付軸部１５に螺着されるケース
３７内にフイルタエレメント３８を収容してなる
もので、そのフイルタエレメント３８の入口側を
内部空間４１を介して前記燃料導入径路７の終端
側通路１４に連通させるとともに、前記フイルタ
エレメント３８の出口側を外部空間４２およびポ
ート４３を介して前記燃料導出径路８の環状溝１
７に連通させている。

次いで、この実施例の作動を説明する。

まず、フイルタエレメント３８の目詰まりがな
く、燃料導入径路７内の燃料圧と、燃料導出径路
８内の燃料圧との差圧、すなわち、フイルタエレ
メント前後の差圧が、例えば、100mmHg以下と小
さな値を示している場合には、ピストン３２がス
プリング３６の押圧力により下死点に保持され
ている。この位置においては、感温アクチユエー
タ２７がどのように作動しても第１の接点２５と
第２の接点２６とが接触することはない。ワツク
スの析出やごみ等により前記フイルタエレメント
３８部分における流路抵抗が増大し、前述した差
圧が上昇してくると、その差圧によつて前記ピス
トン３２がスプリング３６の付勢力に抗して上方
へスライドし、第２の接点２６を第１の接点２５
方向に移動させることになる。

一方、感温アクチユエータ２７を構成するバイ
メタル２９は、燃料Ｆの温度が低い場合には偏平
に変形して第１の接点２５を下方に移動させるた
め、前記第２の接点２６がある程度上昇している
場合には、これら両接点２５，２６が接触する。
その結果、前記ヒータ１６に電力が供給され、ヒ
ータ室１３内を流れる燃料Ｆが加熱される。燃料
Ｆの温度が上昇してくると、前記バイメタル２９
のわん曲度合が大きくなり、第１の接点２５が上
方へ移動させられる。そして、例えば、燃料温度
が−５℃を上まわつた場合には、前記第１の接点
２５が第２の接点２６の可動範囲を越えた退避位
置にまで上昇することになり、第１の接点２５と
接点２６とが接触することが不可能となる。

しかして、この装置によれば、第３図に示す領
域Ａのみにおいて、ヒータ１６に電力が供給さ
れ、他の領域Ｂ，Ｃ，Ｄにおいては、ヒータ１６
に通過されることはない。すなわち、領域Ｂは、
燃料Ｆの温度が設定値よりも高くかつフイルタエ
レメント前後の差圧が設定値よりも低い領域であ
り、この領域でヒータ１６に通電を行なわないの
は従来のものと同様である。領域Ｃは、概略的に
は燃料Ｆの温度が設定値よりも低くかつ差圧が設
定値よりも低い領域である。これは、低温用燃料
を使用しているために燃料温度が低いにもかかわ
らずワツクスのワツクスの析出がなく、フイルタ
エレメント前後の差圧が小さな値を示している場
合のものである。従来の温度検知方式のものは、
このような状態においても、ヒータに電力が供給
されるためエネルギの浪費となるが、この装置で
は、そのような無駄なヒータ１６への通電は行な
われない。領域Ｄは、燃料Ｆの温度が設定値を上
まわつておりかつフイルタエレメント前後の差圧
が設定値よりも高い領域である。これは、ワツク
スは析出していないが、長期の使用によりフイル
タエレメント３８にごみ等による目詰まりが発生
した場合を示している。従来の差圧検知方式のも
のでは、このような状態においてもヒータに電力
が供給されてしまうが、このような目詰まりは燃
料の加熱により解消することはできずエネルギの
浪費となる。この装置では、かかる無駄なヒータ
１６への通電は行なわれない。

なお、第３図における境界線ａの傾きは、バイ
メタル２９の温度対変位量の関係およびコイルス
プリング３６の特性を変えることによつて任意に
設定することができる。また、境界線ｂの左右位
置は、差圧アクチユエータ２８のピストン３２の
係止位置およびコイルスプリング３６の変更によ
り任意にセツトすることができる。

したがつて、このような構成のものであれば、
本当に加熱が必要な領域Ａのみでヒータ１６に通
電することができ、温度感知方式の欠点と差圧感
知方式の欠点とを同時に解消することができる。
そのため、電力の消費量を無理なく効果的に制御
することが可能となり、バツテリの充放電収支を
改善することができる。

なお、第３図に示す温度および差圧の設定値は
一例であり、前述したように感温アクチユエータ
や差圧アクチユエータの作動特性を選定すること
によつて任意に設定することができる。

また、感温アクチユエータおよび差圧アクチユ
エータの構成も前記実施例のものに限られないの
は勿論であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で
種々変形が可能である。

［発明の効果］ 本発明は、以上のような構成であるから、燃料
温度は低いがフイルタエレメント前後の差圧も小
さいためワツクスの析出が生じていることは考え
られない運転領域や、差圧は大きいが燃料温度が
高いためワツクスの析出は起こり得ないと判断し
得る領域ヒータに誤つて電力が供給されるのを防
止することができる。そのため、ヒータへの給電
を必要最小限の領域に限定して無駄な電力の消費
を有効に抑制することができ、バツテリの充放電
収支を無理なく確実に改善することができるとい
う効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例示し、第１図は概略的
な径路説明図、第２図は原理説明図、第３図は制
御の設定条件を説明するための説明図である。 ４……燃料フイルタ、７……燃料導入径路、８
……燃料導出径路、２５……第１の接点、２６…
…第２の接点、２７……感温アクチユエータ、２
８……差圧アクチユエータ、３８……フイルタエ
レメント。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 燃料フイルタのフイルタエレメントを通過す
   べき燃料を加熱するためのヒータと、第１、第２
   の接点を接離させて前記ヒータへの通電を制御す
   るスイツチ機構と、燃料温度が低い場合に第１の
   接点を第２の接点方向に移動させる感温アクチユ
   エータと、フイルタエレメント前後の燃料の差圧
   の増大に伴わせて第２の接点を第１の接点方向に
   移動させる差圧アクチユエータとを具備してな
   り、燃料温度が低くかつフイルタエレメント前後
   の燃料の差圧が大きい場合にだけ前記ヒータに通
   電し得るように構成したことを特徴とする燃料加
   熱装置。