JP2008291701A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】樹脂製の隔壁の厚さを薄くしなくても、回路部に対する冷却効率を高めることができるようにする。
【解決手段】燃料タンク内の燃料を前記燃料タンク外の燃料消費装置へと供給する燃料供給装置１０は、前記燃料タンクに形成されている開口部を覆う樹脂製の蓋部材１２を備えている。この蓋部材１２には、燃料ポンプに供給する電力を制御する制御回路を有するＩＣ８０が設けられ、また、ＩＣ８０に対して隔壁７５を介して冷却通路２００が形成されている。さらにこの蓋部材１２にはＩＣ８０に伝熱的に接触し且つ前記隔壁７５を通して前記冷却通路２００内に露出する金属製の冷却部材４００を設けている。
【選択図】図１

Description

本発明は、燃料タンク内に収容された燃料ポンプから燃料タンク外へ燃料を供給する燃料供給装置に関する。

従来、燃料タンク内に燃料ポンプを設置した燃料供給装置において、燃料ポンプに供給する電力を制御する回路部を、燃料タンクの開口部を塞ぐ樹脂製の蓋部材に設置したものが知られている（例えば特許文献１）。

このものでは、前記蓋部材に隔壁を介して冷却通路を形成し、この冷却通路に冷却媒体たとえば燃料ポンプから吐出された燃料を通し、該燃料により前記回路部を前記隔壁を介して冷却する構成としている。
特開２００５−１５５６０２号公報

前述の従来のものでは、回路部と冷却通路とが樹脂製の隔壁を介して熱交換する構成であることから、熱交換効率（冷却効率）を上げるためは、隔壁を薄くする必要がある。しかし、当該隔壁は高温度環境であり、且つ当該隔壁が燃料に晒され、さらに圧力もかかることから、当該隔壁を過度に薄くすると、隔壁強度が懸念され、長期信頼性が低下するおそれがあった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされてものであり、その目的は、樹脂製の隔壁の厚さを薄くしなくても、回路部に対する冷却効率を高めることができ、冷却効率及び強度の面で長期信頼性を向上できる燃料供給装置を提供することにある。

請求項１の発明によれば、回路部に伝熱的に接触し且つ隔壁を通して冷却通路内に露出する金属製の冷却部材を設ける構成としたから、回路部と、冷却通路内の冷却媒体としての燃料との熱交換を、前記隔壁に加えて、当該金属製の冷却部材により効率良く行うことができ、樹脂製の隔壁の厚さを薄くしなくても、回路部に対する冷却効率を高めることができ、冷却効率及び強度の面で長期信頼性を向上できる。

この場合、前記冷却部材を金属板から構成し、該冷却部材が、前記回路部に面接触し接着された回路部当接板部と、前記隔壁を通して前記冷却通路内へ露出する伝導板部とを有する構成としても良く（請求項２の発明）、このようにすると、回路部から冷却部材への熱伝達効率が向上し、さらに、回路部が金属板からなる冷却部材に接着された形態となるから、回路部の固定の確実化を図ることができる。ちなみに従来では、当該回路部は前記樹脂製の隔壁に直接接着されていたから、接着性が悪く、別の取付金具により押え付け固定したり、回路部を樹脂ポッティングで隔壁に固定したりしていたが、本請求項２の発明では、冷却部材を利用して回路部の取付強化を図ることができる。

また、前記伝導板部を、前記冷却通路内において当該冷却通路に沿う形態としても良く（請求項３の発明）、このようにすると、冷却通路における燃料の流通を阻害することがない。
また、前記伝導板部の少なくとも前記隔壁を通る部分を、その端部が凹凸状となるように形成しても良く（請求項４の発明）、このようにすると、冷却部材を蓋部材にインサート成形により取り付ける場合に、該冷却部材の蓋部材に対する固着強度を高めることができる。

また、前記蓋部材が、前記燃料ポンプと電気的に接続されるコネクタを備え、前記冷却部材が、前記回路部に伝熱的に接触すると共に電気的に接続し、且つ前記隔壁を通して前記冷却通路内に露出し、さらに前記コネクタのターミナルに接続する構成としても良く（請求項５の発明）、このようにすると、前記冷却部材を、回路部と燃料ポンプとの電気的接続にも利用できる。

本発明の第１実施例につき図１ないし図１０を参照して説明する。図７及び図８には第１実施例に係る燃料供給装置を示す。燃料供給装置１０は、例えば車両の燃料タンク１に設置され、燃料タンク１内の燃料を燃料タンク１の外部の燃料消費装置であるエンジンに供給する燃料供給装置である。燃料供給装置１０の蓋部材１２は、燃料タンク１の開口部１ａを覆っている。蓋部材１２は樹脂材としてＰＯＭ（ポリアセタール）等を使用した樹脂製であり、フランジ１３、下ケース６０、上ケース７０およびカバー９０を有している。フランジ１３、下ケース６０、上ケース７０およびカバー９０は互いに溶着等により結合している。燃料供給装置１０のフランジ１３、下ケース６０、上ケース７０およびカバー９０以外の部品は燃料タンク１内に収容されている。

２本のシャフト１４の一端はフランジ１３に圧入され、他端は樹脂製のサブタンク２０に形成されている図示しない挿入部に緩く挿入されている。スプリング１６の一端は一方のシャフト１４に取り付けたリング１７に係止され、他端はサブタンク２０の挿入部に係止されている。これにより、フランジ１３とポンプモジュール３０が収容されているサブタンク２０とは、燃料タンク１の上下方向へ相対的に往復移動可能である。

したがって、燃料供給装置１０が収容される燃料タンク１が温度変化による内圧の変化や燃料量の変化で膨張または収縮しても、サブタンク２０の底部は燃料タンク１の底部内壁に常に押し付けられている。図９に示すように、燃料タンク１内の燃料をサブタンク２０内に導入する流入口２２がサブタンク２０の底部に形成されている。図９では蓋部材１２を省略している。ジェットポンプ２４は流入口２２に取り付けられている。流入口２２の下流側に設置された逆止弁２３は、サブタンク２０内の燃料が流入口２２からサブタンク２０の外側に流出することを防止する。

ジェットポンプ２４とポンプモジュール３０の燃料ポンプ３２とは、柔軟性を有する２本のナイロン管２６、およびナイロン管２６同士を接続する樹脂製の接続部材２７により接続されている。図１０に示すように、ポンプモジュール３０の燃料ポンプ３２は昇圧部３４のインペラ３５が回転することにより、サクションフィルタ３６を通して吸入した燃料をインペラ３５の外周縁に沿って形成された昇圧通路３００で昇圧する。昇圧通路３００の途中に空気抜き孔３０２が形成されており、図９に示すナイロン管２６は取付部材２８によりこの空気抜き孔３０２に接続されている。

昇圧通路３００において昇圧中の燃料の一部は、空気抜き孔３０２から取付部材２８、ナイロン管２６、接続部材２７、ナイロン管２６を通りジェットポンプ２４に供給される。ジェットポンプ２４に供給された燃料はジェットノズル２５から流入口２２に向けて噴射される。昇圧通路３００に形成する空気抜き孔３０２の回転方向位置を調整することにより、燃料ポンプ３２からジェットポンプ２４に供給される燃料圧力を調整できる。空気抜き孔３０２は、昇圧中の燃料をジェットポンプ２４に供給するだけでなく、燃料ポンプ３２の始動時において昇圧通路３００の空気を抜く作用を兼ねている。

燃料ポンプ３２の昇圧部３４からジェットポンプ２４に噴出燃料を供給する経路はサブタンク２０の側壁２１の上端で折れ曲がっており、接続部材２７はこの折れ曲がり箇所である側壁２１の上端に嵌合している。接続部材２７のサブタンク２０の内側に空気穴２７ａが形成されている。

図７及び図８に示すように、ポンプモジュール３０はサブタンク２０内に収容されている。ポンプモジュール３０は、燃料ポンプ３２、サクションフィルタ３６、燃料フィルタ４０およびプレッシャレギュレータ５０を有している。サクションフィルタ３６は燃料ポンプ３２がサブタンク２０から吸入する燃料中の異物を除去する。燃料フィルタ４０は、フィルタケース４２と、フィルタケース４２内に収容されているフィルタエレメント４４とを有し、燃料ポンプ３２の外側を周方向に覆っている。フィルタエレメント４４は燃料ポンプ３２が吐出する燃料中に含まれる異物を除去する。

フィルタケース４２の底部に、フィルタエレメント４４で異物を除去された燃料を吐出する吐出管４６が形成されている。吐出管４６は蛇腹管１８により流入管６２と接続している。また、フィルタケース４２の底部側方に導入管４８が形成されている。導入管４８は、蛇腹管１８により蓋部材１２に設けられた導出管６４と接続しており、冷却通路２００から吐出管７２を通り燃料タンク１の外側に供給する燃料の圧力を調圧装置であるプレッシャレギュレータ５０で調圧するために、冷却通路２００からプレッシャレギュレータ５０に燃料を導入する。プレッシャレギュレータ５０は冷却通路２００の下流側に設置されており、フィルタケース４２の底部側方に取り付けられている。プレッシャレギュレータ５０は、導入管４８から導入された燃料から余剰燃料をサブタンク２０内に排出する。

流入管６２、導出管６４およびコネクタ６６（図４参照）は蓋部材１２の下ケース６０の燃料ポンプ３２側に形成されている。コネクタ６６と燃料ポンプ３２および図示しない液面計とはリード線１９により電気的に接続されている。上ケース７０には吐出管７２およびコネクタ７４が設けられている。下ケース６０と上ケース７０とが結合することにより、冷却通路２００が形成されている。図４に示すように、冷却通路は２００は通路壁２０２に案内され３回折り返されている。カバー９０は上ケース７０の開口を塞ぎ、上ケース７０と収容室２１０を形成している。図１および図２に示すように、冷却通路２００と収容室２１０との間には上ケース７０の隔壁７５が介在している。隔壁７５は冷却通路２００の通路壁でもある。

図７及び図８に示すように、冷却通路２００には、フィルタケース４２の吐出管４６から蛇腹管１８、流入管６２を通り燃料が供給される。冷却通路２００を通過した燃料は吐出管７２から燃料タンク１の外部に供給される。

収容室２１０に、ＩＣ（Integrated Circuit、集積回路)８０、コンデンサ８２、コイル８４が収容されている。回路部してのＩＣ８０は、燃料ポンプ３２に供給する電力を制御するポンプ制御回路、ならびに図示しない液面計の作動を制御するとともに液面計が出力する検出信号を処理する液面計制御回路を１パッケージに収容している。ＩＣ８０の下面は隔壁７５に接触しており、ＩＣ８０の上面にフィン８６が接着等により取り付けられている。

蓋部材１２のうち少なくとも冷却通路２００とＩＣ８０との間に介在する隔壁７５を有する上ケース７０は、熱伝導率を高めるため、ＰＯＭにＰＯＭよりも熱伝導率の高いガラスファイバーやフェライトパウダー等の材料を混入して形成されている。例えば、重量比で２５％のガラスファイバーをＰＯＭに混入することにより、ＰＯＭ単体では０．２８Ｗ／ｍ・Ｋの熱伝導率が０．３３Ｗ／ｍ・Ｋに上昇する。ＰＯＭ単体では体積抵抗率は１０8Ω・ｃｍであるが、上ケース７０を構成する樹脂材に熱伝導率を高めるために混入する材料の抵抗値は、電気的な絶縁材として上ケース７０が作用するために、体積抵抗値として１０6Ω・ｃｍ以上であることが望ましい。

図１ないし図４に示すように、前記蓋部材１２の上ケース７０の隔壁７５には、前記ＩＣ８０を冷却するための複数例えば６個の冷却部材４００がインサート成形により設けられている。この冷却部材４００は、金属製例えばアルミニウム金属板からなるものであり、図６に示すように、平坦な回路部当接板部４０１と、この回路部当接板部４０１の両側から下方向へ屈曲された伝導板部４０２、４０２とから構成されている。そして、前記伝導板部４０２、４０２の縦方向の端部がほぼＶ形の凹凸状に形成されている。

この冷却部材４００は、図５に示すように、前記回路部当接板部４０１上面が隔壁７５上面（前記収容室２１０底面）にほぼ面一に露出し且つ、伝導板部４０２、４０２が前記隔壁７５を貫通する形態で前記上ケース７０に設けられている。

前記ＩＣ８０はこの冷却部材４００の回路部当接板部４０１上面に面接触すると共に隔壁７５上面に面接触して、伝熱的に接着剤により接着されている。
前記冷却部材４００を備えた前記上ケース７０を下ケース６０に接合することにより、当該冷却部材４００の前記伝導板部４０２が前記冷却通路２００内に露出し、且つ該伝導板部４０２は前記冷却通路２００に沿う形態となる。

燃料ポンプ３２の作動にともないＩＣ８０が燃料ポンプ３２に供給する電力を制御すると、ＩＣ８０に熱が発生する。本実施例では、燃料ポンプ３２が吐出した燃料が冷却通路２００を流れることにより、冷却部材４００及び隔壁７５を介してＩＣ８０が冷却される。この場合、冷却部材４００の伝導板部４０２が冷却通路２００に沿う形態であるので、冷却通路２００を流れる冷却媒体である燃料の流通を阻害することがない。

このように本実施例によれば、回路部であるＩＣ８０に伝熱的に接触し且つ隔壁７５を通して冷却通路２００内に露出する金属製の冷却部材４００を設ける構成としたから、ＩＣ８０と、冷却通路２００内の冷却媒体である燃料との熱交換を、前記隔壁７５に加えて、当該金属製の冷却部材４００により効率良く行うことができ、樹脂製の隔壁７５の厚さを薄くしなくても、ＩＣ８０に対する冷却効率を高めることができ、冷却効率及び強度の面で長期信頼性を向上できる。

また、本実施例によれば、前記冷却部材４００を金属板から構成し、該冷却部材４００が、前記ＩＣ８０に面接触し接着された回路部当接板部４０１と、前記隔壁７５を通して前記冷却通路２００内へ露出する伝導板部４０２とを有する構成としたから、ＩＣ８０から冷却部材４００への熱伝達効率が向上し、さらに、ＩＣ８０が金属板からなる冷却部材４００に接着された形態となるから、ＩＣ８０の固定の確実化を図ることができる。

また、本実施例によれば、前記伝導板部４０２を、前記冷却通路２００内において当該冷却通路２００に沿う形態としたから、冷却通路２００における冷却媒体である燃料の流通を阻害することがない。
また、本実施例によれば、前記伝導板部４０２の端部が凹凸状となるように形成したから、冷却部材４００を蓋部材１２にインサート成形により取り付ける場合に、蓋部材１２の隔壁７５に対する該冷却部材４００の固着強度を高めることができる。

なお、この場合、前記伝導板部４０２の少なくとも前記隔壁７５を通る部分の端部を、凹凸状となるように形成すれば良い。
図１１ないし図１３は本発明の第２の実施例を示し、この第２の実施例においては、６個の冷却部材５００のうち２つの冷却部材（符号５００Ａ、５００Ｂを付す）を電気接続導体としても兼用するようにしている。すなわち、冷却部材５００Ａは、上ケース７０にインサート成形により取り付けられた上側部材５１０ａと、下ケース６０にインサート成形により取り付けられた下側部材５２０ａとから構成されている。

前記上側部材５１０ａは、回路部当接板部５０１ａと伝導板部５０２ａを有し、回路部当接板部５０１ａは、ＩＣ８０に接触すると共に、該ＩＣ８０の１つの端子８０aに電気的に接続され、さらに伝導板部５０２ａの先端にはばね性を有するコネクタ部５０３ａが形成されている。下側部材５２０ａは、上端部にばね性を有するコネクタ部５０４ａが形成され、下端部は、燃料ポンプ３２と接続されるコネクタ６００の一方のターミナル６０１ａに電気的に接続されている。上ケース７０を下ケース６０に接合したときに、伝導板部５０２ａは冷却通路２００内に露出すると共に、前記コネクタ部５０３ａが、前記コネクタ部５０４ａに電気的に導通する。

前記冷却部材５００Ｂも、当該冷却部材５００Ａと同様に構成されている。この冷却部材５００Ｂは、ＩＣ８０の１つの端子８０ｂと前記コネクタ６００の一方のターミナル６０１ｂとを電気的に接続している。なお、前記冷却部材５００Ａ、５００Ｂ以外の冷却部材５００は前記冷却部材４００と同じ構成である。

この第２の実施例によれば、前記冷却部材５００Ａ、５００Ｂが、前記ＩＣ８０に伝熱的に接触すると共に電気的に接続し、且つ前記隔壁７５を通して前記冷却通路２００内に露出し、さらにコネクタ６００のターミナル６０１ａ、６０１ｂに接続する構成としたから、前記冷却部材５００Ａ、５００Ｂを、ＩＣ８０と燃料ポンプ３２との電気的接続にも利用できる。

なお、接続導体を兼用する前記冷却部材５００Ａ、５００Ｂは上側部材及び下側部材に分割せずに、冷却通路２００内に露出してから蓋部材１２の外側に出る形状とし、この外側を通ってこの冷却部材５００Ａ、５００Ｂの先端部を前記ターミナル６００に適宜接続するようにしても良い。
なお、本発明は上記した各実施例に限定されず、例えば冷却部材の材料としては、鉄やステンレス、さらには銅や黄銅などのコネクタピン材料でもよく、熱伝導、加工性、コスト、電気抵抗などを考慮し選定すればよい。また、冷却部材の形状や個数は適宜変更できる。

本発明の第１の実施例に関し、蓋部材部分の収容室及び冷却通路を示すための縦断正面図 図８の矢印Ｐ−Ｐ線断面図 カバーを取り外した状態での蓋部材部分の平面図 蓋部材部分の下面図 ＩＣ、冷却通路、冷却部材部分の縦断正面図 冷却部材の斜視図 燃料供給装置の縦断正面図 燃料供給装置の平面図 サブタンク部分の側面図 燃料ポンプ部分の部分断面図 本発明の第２の実施例を示す図４相当図 図１相当図 （ａ）は冷却部材のコネクタ部部分の縦断正面図、（ｂ）同部分の縦断側面図

符号の説明

図面中、１は燃料タンク、１０は燃料供給装置、１２は蓋部材、３２は燃料ポンプ、６０は下ケース、７０は上ケース、７５は隔壁、８０はＩＣ（回路部）、９０はカバー、２００は冷却通路、２１０は収容室、４００は冷却部材、４０１は回路部当接板部、４０２は伝導板部、５００、５００Ａ、５００Ｂは冷却部材、６００はコネクタ、６０１ａ、６０１ｂはターミナルを示す。

Claims (5)

1. 燃料タンク内の燃料を前記燃料タンク外の燃料消費装置へと供給する燃料供給装置であって、
   前記燃料タンクに形成されている開口部を覆う樹脂製の蓋部材と、
   前記燃料タンク内に設置され前記燃料タンク内の燃料を吸入し吐出する電気的駆動式の燃料ポンプと、
   前記蓋部材に設置されており、前記燃料ポンプに供給する電力を制御する制御回路を有する回路部と、
   前記蓋部材に、前記回路部に対して隔壁を介して形成され冷却媒体として前記燃料タンク内の燃料が通る冷却通路と
   を備え、
   前記回路部に伝熱的に接触し且つ前記隔壁を通して前記冷却通路内に露出する金属製の冷却部材を設けたことを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記冷却部材は、金属板から構成され、前記回路部に面接触し接着された回路部当接板部と、前記隔壁を通して前記冷却通路内へ露出する伝導板部とを有することを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 前記伝導板部は、前記冷却通路内において当該通路に沿う形態をなしていることを特徴とする請求項２に記載の燃料供給装置。
4. 前記伝導板部の少なくとも前記隔壁を通る部分は、端部が凹凸状に形成されていることを特徴とする請求項３に記載の燃料供給装置。
5. 前記蓋部材は、前記燃料ポンプと電気的に接続されるコネクタを備え、
   前記冷却部材は、前記回路部に伝熱的に接触すると共に電気的に接続し、且つ前記隔壁を通して前記冷却通路内に露出し、さらに前記コネクタのターミナルに接続することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の燃料供給装置。

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