JP2000018123A - 燃料ポンプの付属回路ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 燃料ポンプ用の付属回路ユニットをポンプの
近傍に配置する際に、各種の不具合を回避できる付属回
路ユニットを提供する。 【解決手段】 燃料ポンプの近傍に設けられて、当該燃
料ポンプの駆動を制御する回路基板をケース７内に収納
した付属回路ユニットにおいて、前記ケース内に基板５
を配置するとともに、樹脂充填によってケース内に樹脂
が封入されるものであり、前記回路基板の所定箇所に、
樹脂挿通用の貫設孔５ａを設けた。また、前記ケースを
通過して基板に接続される接続端子１１が、ケース７に
介装されるグロメット９を挿通して設けられる。また、
回路基板５上に搭載される関連部品が、その重要度に応
じて、基板の予測される応力状態の低い箇所又は高い箇
所に配置される燃料ポンプの付属回路ユニットである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃料ポンプの近傍
に設けられて、当該燃料ポンプの駆動を制御する回路基
板をケース内に収納した付属回路ユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、車両等の動力源となる内燃式エン
ジンおいては、その燃費や排気ガス低減等のエンジン性
能を向上させる目的で、電子式の動作制御が用いられて
いる。

【０００３】すなわち、例えば、エンジンの燃焼室内に
燃料を供給するタイミングや、燃料の供給量を、外部の
状況や要求条件等に応じて、木目細かく適切に制御する
ことにより、上記目的を達成するようにしている。

【０００４】そして、このような制御システムは、電子
式の燃料噴射ポンプを用いて、実現されている。

【０００５】また、このような燃料噴射ポンプに搭載さ
れるアクチュエータは、基本的に、 １）噴射量調節部（ガバナ・アクチュエータ）と、２）
噴射時期調節部（タイマ・アクチュエータ）とがあり、
従来の噴射ポンプ・システムとしては、噴射ポンプ−ガ
バナ或いはタイマ−制御装置（ＥＣＵ）で構成されてい
る。

【０００６】更に、このＥＣＵには、各部の動作を制御
する制御ソフトが格納されるとともに、動作結果を制御
予定に反映させるフィードバック制御に必要なアクチュ
エータ位置検出回路及びアクチュエータ駆動回路も含ま
れている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、高いエンジ
ン回転数との兼ね合いや、より高度で微妙な制御を行う
必要から、センサ及びアクチュエータ駆動用の信号伝達
に起因する制御誤差による問題が無視できなくなってい
た。

【０００８】すなわち、センサ及びアクチュエータ駆動
用等の各回路群は、ケーブルを介して、互いに電気的に
接続されているが、これらのケーブルの電気的な特性
は、一様ではない。

【０００９】これは、燃料ポンプを使用する環境や機種
によって、ケーブルの長さは、様々であり、ケーブル・
インピーダンスを特定できないためである。

【００１０】また、これは、例えば、特に、発振信号に
よって、位置を検出する所謂ラック・センサにおいて
は、そのセンサ用ケーブル自体のインダクタンス、抵抗
等のインピーダンスを原因として、信号伝達が不正確と
なり、制御誤差が生じてしまう。

【００１１】そこで、このような位置検出センサの発振
部、駆動回路を、センサの近傍箇所に、つまりセンサが
配置されている燃料ポンプの近傍箇所に、配置すること
が提案されている（例えば、特開昭５９−１６００４０
号公報）。

【００１２】すなわち、このような制御誤差は、センサ
用の駆動回路等を、ガバナ或いはタイマ・アクチュエー
タの極めて近傍に配置することで、解消することが企図
されている。

【００１３】ところが、実際上は、センサの近傍箇所つ
まりセンサが配置されている燃料ポンプの近傍箇所に、
これらの回路を配置することは、燃料ポンプが配置され
ている箇所はエンジンの近傍箇所でもあるので、温度や
振動等の劣悪な環境条件のため、前述した問題点の解決
が難しかった。

【００１４】とりわけ、機械的共振により、回路基板に
装着される回路部品の接続端子が破断することがあり、
信号伝達の信頼性が低下する不都合があった。

【００１５】そこで、本発明は、このような近傍配置を
実現するため、各種の不具合を低減させた燃料ポンプの
付属回路ユニットを提供することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１に記載し
た発明は、燃料ポンプの近傍に設けられて、当該燃料ポ
ンプの駆動を制御する回路基板をケース内に収納した付
属回路ユニットにおいて、前記ケース内に基板を配置す
るとともに、樹脂充填によってケース内に樹脂が封入さ
れるものであり、前記回路基板の所定箇所に、樹脂挿通
用の貫設孔を設けた構成の燃料ポンプの付属回路ユニッ
トである。

【００１７】このように、樹脂の充填時には、基板の周
囲を回り込んで、基板の背面側に到達する樹脂と、この
貫設孔を通過して、基板の背面側に到達する樹脂との二
つがあり、そして、これら二つの経路により樹脂封入の
バランスが保たれることとなるので、基板がケースに対
して横ずれすることが防止される。

【００１８】これに伴い、例えば、基板に設置されたセ
ンサの基準位置も保てるので、センサ性能を十分に発揮
することが可能となる。

【００１９】また、特に、このような基板上に設置され
たセンサの近傍箇所に、貫設孔を設けた場合には、セン
サ付近の背面側に対する樹脂充填性が改善されるので、
この横ずれ防止効果が、より直接的に促進される。

【００２０】本願第２請求項に記載した発明は、燃料ポ
ンプの近傍に設けられて、当該燃料ポンプの駆動を制御
する回路基板をケース内に収納した付属回路ユニットに
おいて、樹脂充填によってケース内に樹脂が封入される
ものであり、前記ケースを通過して基板に接続される接
続端子が、ケースに介装されるグロメットを挿通して設
けられる構成の燃料ポンプの付属回路ユニットである。

【００２１】このように、グロメットを用いて、接続端
子をケース内に挿通させながら、ケースに設けたグロメ
ット用の装着孔を閉塞しているので、樹脂充填する際
に、当該装着孔からケース外への樹脂洩れを防止するこ
とができる。

【００２２】また、特に、このグロメットを接続端子方
向に延在させた場合には、樹脂内に位置する接続端子の
大部分をグロメットでカバーできるので、接続端子の樹
脂に対する露出部分が減少され、樹脂から直接的に接続
端子に加わる外力を低減することができる。

【００２３】すなわち、このような外力を、グロメット
によって吸収し緩和できるので、樹脂充填後の樹脂硬化
時、及び通常の使用時における接続端子の基板との接合
箇所に加わる熱応力が低減され、電気的な接続信頼性を
向上することができる。

【００２４】更に、同様な理由から、耐衝撃性を向上す
ることも可能となる。

【００２５】本願第３請求項に記載した発明は、燃料ポ
ンプの近傍に設けられて、当該燃料ポンプの駆動を制御
する回路基板をケース内に収納した付属回路ユニットに
おいて、前記回路基板上に搭載される関連部品が、その
重要度に応じて、基板の予測される応力状態の低い箇所
又は高い箇所に配置される構成の燃料ポンプの付属回路
ユニットである。

【００２６】このように、重要な機能部品を、基板上の
低応力の箇所に配置すると、これに加わる応力の影響が
可及的に低減され、当該重要な機能部品の保護が図れる
とともに、該部品の正常な動作を確保することが可能と
なる。

【００２７】特に、機能部品としての使用条件が厳しい
もの、例えば、カスタムＩＣ、センサ等の、応力による
誤作動を防止することができ、装置全体としての信頼性
を向上することができる。

【００２８】また、診断可能な軽度な故障から生じ始め
るので、安全性を向上することができる。すなわち、仮
に大きな応力が生じても、軽徴な機能部品から壊れ始め
るので、重大な故障となる前に、対処することが可能と
なる。

【００２９】このように本発明の付属回路ユニットによ
れば、温度や振動等の劣悪な環境条件においても、十分
な信頼性を確保することが可能となる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の燃料ポンプの付
属回路ユニットに係る具体例を、図１乃至図７に基づい
て説明する。

【００３１】尚、本例においては、燃料ポンプの図示を
省略するが、この燃料ポンプは、車両等の内燃式エンジ
ンに燃料を供給する電子式の燃料噴射ポンプである。そ
して、本例の燃料ポンプの付属回路ユニットは、燃料噴
射ポンプの近傍に配置されるものである。

【００３２】図１乃至図４に示すように、本例の付属回
路ユニット１は、少なくとも、噴射ポンプのアクチュエ
ータ駆動回路や、センサ制御用の回路を構成する回路基
板５を、ケース７に収納して構成される。

【００３３】すなわち、上部開口の所定形状に形成され
たケース７の中に、該ケース７の開口形状と同様な形状
で、僅かに小型の平面形状を有する平板状の回路基板５
を収納している。

【００３４】また、この付属回路ユニット１の回路基板
５には、センサや各種の回路部品が搭載されるととも
に、外部の機器に電気的に接続するコネクタも配設さ
れ、これらの関連部品は、ケース７に樹脂封入されてい
る。

【００３５】本例においては、ケース７内に収納した回
路基板５は、ケース内に樹脂を充填することによって、
基板５や該基板上に搭載した回路部品の固定強化や、回
路部品及び該部品と基板５との接続箇所の保護、耐衝撃
性の向上等を図っている。

【００３６】また、回路基板５の所定箇所には、所定直
径の貫設孔５ａが設けられている。この貫設孔５ａに樹
脂が封入されることによって、樹脂充填後における所謂
楔の機能を果し、基板５のケース７に対する僅かな位置
ずれを防止することができる。また、この貫設孔５ａの
存在により、貫設孔５ａがら樹脂が充填されるので、樹
脂充填性の向上が図られる。

【００３７】すなわち、この樹脂封入は、予め回路部品
を装着した基板５を、ケース７に仮組みし、流動状態の
樹脂を充填し、所定時間の経過後に、樹脂が硬化するこ
とによって行われる。

【００３８】また、樹脂充填の際には、流動状態の樹脂
が、ケース開口側からも充填され、基板５の周囲を経て
基板５の背面側に回り込むことになるので、この貫設孔
５ａが存在しない従来例の場合は、基板５の平面形状自
体によって、又は、この基板５平面形状とケース７平面
形状との間に生じる隙間によっては、基板５の全周にお
ける樹脂の回り込み量が不均一となり、このため基板５
がケース７に対して、若干横ずれしてしまうことがあっ
た。基板上に搭載された動作位置を検出するセンサにお
いては、その基準となる位置が、基板５の横ずれに伴っ
て僅かでもずれると、最初から特定できない誤差が含ま
れてしまい、その結果、検出精度の誤差が拡大し、セン
サ性能が低下するので、センサの校正工程等や、検出結
果の補正処理が必要になってしまう。

【００３９】また、従来においては、このように基板５
に対して下側となるケース７との隙間に、樹脂の充填度
を向上させるために樹脂の充填圧を高めると、この傾向
は促進されてしまうことがあった。

【００４０】上述したように、本例では、基板５の横ず
れを防止する貫設孔５ａを、基板５の所定箇所に設けて
いるので、このような事態を未然に回避することができ
る。

【００４１】また、基板５が横ずれすることを十分に防
止することができるので、基板５に設置されたセンサの
基準位置も保ち得て、センサ性能を十分に発揮すること
が可能となる。

【００４２】また、特に、このような貫設孔５ａを、基
板上に設置されたセンサの近傍箇所に設けた場合には、
センサ付近の背面側に対する樹脂充填性が改善されるの
で、この横ずれ防止効果が、より直接的に促進される。

【００４３】更に、このように基板５の背面側に対する
樹脂充填性が向上するので、樹脂充填における作業性
も、向上することができる。

【００４４】次に、本例においては、ケース７を貫通
し、樹脂部分を通過して、基板５に接続するリードピン
１１を設けており、そして、該リードピン１１用のグロ
メット９を設けて、上述した樹脂充填する際におけるケ
ース外への樹脂洩れを防止するとともに、樹脂充填後の
樹脂硬化時、及び通常の使用時におけるリードピン１１
の基板５との接合箇所に加わる熱応力を、低減させよう
にしている。

【００４５】このグロメット９は、図３、図５及び図６
（１），（２）に示すように、例えば、合成ゴム等のよ
うに、十分に電気的な絶縁性を有するとともに、耐熱性
に優れた柔軟な素材を用いて、ケース７に設けられたグ
ロメット装着孔７ａの開口形状に応じた形状に形成さ
れ、更にグロメット９には、リードピン用の装着孔９ｄ
が設けられている。

【００４６】すなわち、このグロメット９は、その横断
面形状が、ケース７に設けられた長円形状のグロメット
装着孔７ａよりも、僅かに大きな長円形状に形成された
嵌合部９ａと、同様な長円形状で所定幅を有するつば部
９ｂと、ほぼ嵌合部９ａと同様な長円形状に形成された
保護部９ｃとにより形成され、その略中央部には、リー
ドピン用の装着孔９ｄが設けられている。

【００４７】また、このグロメット９の保護部９ｃは、
その先端が、ケース内に設置される基板５の近傍箇所ま
で延在し、グロメット９先端と基板５との間に、比較的
に小さい隙間乃至、両者間の隙間が無くなるように設定
されている。

【００４８】従って、この柔軟な素材のグロメット９を
用いて、リードピン１１をケース内に挿通させながら、
ケース７に設けたグロメット装着孔７ａを閉塞している
ので、樹脂充填する際に、当該グロメット装着孔７ａか
らケース外への樹脂洩れを防止することができて、製作
性を向上することができる。

【００４９】すなわち、このグロメット９は、ケースの
内側からグロメット装着孔７ａに圧入され、該グロメッ
ト装着孔７ａにグロメット９の嵌合部９ａが密着され
て、両者間に隙間が生じることを防止し、更に、該つば
部９ｂが両者の接合箇所をカバーするので、十分に閉塞
することができ、ケース外への樹脂洩れを防止すること
ができる。

【００５０】また、樹脂内に位置するリードピン１１の
長手方向における大部分をグロメット９がカバーしてい
るので、リードピン１１の樹脂に対する露出部分が減少
され、樹脂から直接的にリードピン１１に加わる外力を
低減することができる。

【００５１】すなわち、このような外力を、柔軟な素材
のグロメット９によって、吸収して緩和できるので、樹
脂充填後の樹脂硬化時、及び通常の使用時におけるリー
ドピン１１の基板５との接合箇所に加わる熱応力が低減
され、電気的な接続信頼性を向上することができる。

【００５２】また、同様な理由から、耐衝撃性を向上す
ることも可能となる。

【００５３】次に、本例においては、これらの回路基板
５に搭載される電気部品は、その基板上の配置が、各部
品の重要度に応じて決められており、全体としての十分
な信頼性や安全性を図るようにしている。

【００５４】すなわち、カスタムＩＣや、損傷した場合
に重大故障となる重要な部品は、熱応力の解析によって
得られた基板５の応力分布（図７参照）において、応力
の最も小さい基板５の箇所に配置され、比較的に軽徴な
機能の部品を、これら以外の場所に配置している。

【００５５】特に、外部から故障の診断が可能であり、
且つ、比較的に軽徴な機能の部品を、上述した基板上の
低い応力が生じる箇所以外に配置している。

【００５６】これは、図７に示すように、基板５の周辺
部（図にハッチングのない部分）では、基板５に加わる
応力が大きく、中央部附近（図に細い幅のハッチングの
ある部分）では、応力が小さくなることが、シュミレー
ション結果から理解できる。尚、図７において、細い幅
のハッチングを付した部分から、ハッチングのない部分
まで、ハッチングの幅の小さいものから順次大きいも
の、延いてはハッチングのないものに変化するに従い、
加わる応力が大きくなることを示している。

【００５７】そこで、この基板上の低応力が生じる箇所
に、外部接続コネクタや、カスタムＩＣ、センサ等の重
要な機能部品を配置するとともに、これらの部品以外の
ものを、この低応力箇所の外に配置している。

【００５８】従って、重要な機能部品を、基板上の低応
力の箇所に配置しているので、各重要な機能部品の保護
が図れるとともに、該部品の正常な動作を確保すること
が可能となる。特に、機能部品としての使用条件が厳し
いもの、例えば、カスタムＩＣ、センサ等は、これらに
加わる応力による誤作動を防止することができ、装置全
体としての信頼性を向上することができる。

【００５９】また、大きな応力が生じた場合、軽徴な機
能部品から壊れ始めるので、つまり故障は診断可能な軽
度な故障から生じ始めるので、重大な故障となる前に、
対処することが可能となり、その結果、安全性を向上す
ることができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本願の請求項１に
記載した発明は、燃料ポンプの近傍に設けられて、当該
燃料ポンプの駆動を制御する回路基板をケース内に収納
した付属回路ユニットにおいて、前記ケース内に基板を
配置するとともに、樹脂充填によってケース内に樹脂が
封入されるものであり、前記回路基板の所定箇所に、樹
脂挿通用の貫設孔を設けた構成の燃料ポンプの付属回路
ユニットである。

【００６１】このように、樹脂の充填時には、基板の周
囲を回り込んで、基板の背面側に到達する樹脂と、この
貫設孔を通過して、基板の背面側に到達する樹脂との二
つがあり、そして、これら二つの経路により樹脂封入の
バランスが保たれることとなるので、基板がケースに対
して横ずれすることが防止される。

【００６２】これに伴い、例えば、基板に設置されたセ
ンサの基準位置も保てるので、センサ性能を十分に発揮
することが可能となる。

【００６３】また、特に、このような基板上に設置され
たセンサの近傍箇所に、貫設孔を設けた場合には、セン
サ付近の背面側に対する樹脂充填性が改善されるので、
この横ずれ防止効果が、より直接的に促進される。

【００６４】本願第２請求項に記載した発明は、燃料ポ
ンプの近傍に設けられて、当該燃料ポンプの駆動を制御
する回路基板をケース内に収納した付属回路ユニットに
おいて、樹脂充填によってケース内に樹脂が封入される
ものであり、前記ケースを通過して基板に接続される接
続端子が、ケースに介装されるグロメットを挿通して設
けられる構成の燃料ポンプの付属回路ユニットである。

【００６５】このように、グロメットを用いて、接続端
子をケース内に挿通させながら、ケースに設けたグロメ
ット用の装着孔を閉塞しているので、樹脂充填する際
に、当該装着孔からケース外への樹脂洩れを防止するこ
とができる。

【００６６】また、特に、このグロメットを接続端子方
向に延在させた場合には、樹脂内に位置する接続端子の
大部分をグロメットでカバーできるので、接続端子の樹
脂に対する露出部分が減少され、樹脂から直接的に接続
端子に加わる外力を低減することができる。更に、同様
な理由から、耐衝撃性を向上することも可能となる。

【００６７】本願第３請求項に記載した発明は、燃料ポ
ンプの近傍に設けられて、当該燃料ポンプの駆動を制御
する回路基板をケース内に収納した付属回路ユニットに
おいて、前記回路基板上に搭載される関連部品が、その
重要度に応じて、基板の予測される応力状態の低い箇所
又は高い箇所に配置される構成の燃料ポンプの付属回路
ユニットである。

【００６８】このように、重要な機能部品を、基板上の
低応力の箇所に配置すると、これに加わる応力の影響が
可及的に低減され、当該重要な機能部品の保護が図れる
とともに、該部品の正常な動作を確保することが可能と
なる。

【００６９】特に、機能部品としての使用条件が厳しい
もの、例えば、カスタムＩＣ、センサ等の、応力による
誤作動を防止することができ、装置全体としての信頼性
を向上することができる。

【００７０】また、大きな応力が生じた場合、軽徴な機
能部品から壊れ始めて、診断可能な軽度な故障から生じ
始めるので、重大な故障となる前に、対処することが可
能となり、その結果、安全性を向上することができる。

【００７１】このように本発明の付属回路ユニットによ
れば、温度や振動等の劣悪な環境条件においても、十分
な信頼性を確保することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体例に係り、燃料ポンプの付属回路
ユニットの正面図である。

【図２】本具体例の付属回路ユニットに係る平面図であ
る。

【図３】本例の付属回路ユニットに係る縦断面図であ
る。

【図４】本例の付属回路ユニットに係り、樹脂充填前の
平面図である。

【図５】本例の付属回路ユニットに係り、グロメットの
配置を示した平面図である。

【図６】本例の付属回路ユニットのグロメットに係り、
（１）は、概略の斜視図、（２）は、一部を波断した斜
視図である。

【図７】本例の付属回路ユニットに係り、回路基板上の
応力シミュレーション結果を示す説明図である。

【符号の説明】 １ 付属回路ユニット ５ 回路基板 ５ａ 回路基板の貫設孔 ７ ケース ７ａ ケースのグロメット装着孔 ９ グロメット ９ａ グロメットの嵌合部 ９ｂ グロメットのつば部 ９ｃ グロメットの保護部 ９ｄ グロメットのリードピン用装着孔 １１ リードピン Ａ 樹脂

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G066 AA07 AB02 AD12 BA17 BA23 BA46 BA47 BA54 CA00 CD17 CE29 CE30 DC04 3G301 HA02 JA02 JA08 JA09 JA21 JA32 LB14 PB04Z

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 燃料ポンプの近傍に設けられて、当該燃
   料ポンプの駆動を制御する回路基板をケース内に収納し
   た付属回路ユニットにおいて、 前記ケース内に基板を配置するとともに、樹脂充填によ
   ってケース内に樹脂が封入されるものであり、 前記回路基板の所定箇所に、樹脂挿通用の貫設孔を設け
   たことを特徴とする燃料ポンプの付属回路ユニット。
2. 【請求項２】 燃料ポンプの近傍に設けられて、当該燃
   料ポンプの駆動を制御する回路基板をケース内に収納し
   た付属回路ユニットにおいて、 樹脂充填によってケース内に樹脂が封入されるものであ
   り、 前記ケースを通過して基板に接続される接続端子が、ケ
   ースに介装されるグロメットを挿通して設けられること
   を特徴とする燃料ポンプの付属回路ユニット。
3. 【請求項３】 燃料ポンプの近傍に設けられて、当該燃
   料ポンプの駆動を制御する回路基板をケース内に収納し
   た付属回路ユニットにおいて、 前記回路基板上に搭載される関連部品が、その重要度に
   応じて、基板の予測される応力状態の低い箇所又は高い
   箇所に配置されることを特徴とする燃料ポンプの付属回
   路ユニット。