JP5096838B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

この発明は、燃料タンクの燃料をエンジン等へ供給する燃料ポンプを備えた燃料供給装置に関する。

従来、この種の技術として、下記の特許文献１に記載された燃料供給装置が知られている。この装置は、燃料タンクに形成された開口部を覆う蓋部材と、燃料タンクの中に設けられてモータにより駆動される燃料ポンプと、燃料タンクの中の燃料液面の高さを検出する液面計と、液面計からの出力信号を処理する液面計制御回路と、燃料ポンプを駆動制御するポンプ制御回路とを備え、そのポンプ制御回路が蓋部材に設置される。

特開２００４−３３２５８２号公報

ところで、近年、車両の軽量化や燃料タンクの形状の自由度を確保するために、燃料タックを樹脂成型品とすることが増えてきた。ここで、特許文献１に記載の燃料供給装置を、樹脂製の燃料タンクに設けたり、蓋部材を樹脂により成形したりした場合、燃料タンクの中の燃料ポンプ（そのモータ）から発生する電気ノイズ（ラジオノイズ）を燃料タンク自体でシールドすることができなくなり、ポンプ制御回路が電気ノイズの悪影響を受けるおそれがあった。例えば、ポンプ制御回路が、電気ノイズの悪影響を受けて燃料ポンプを誤動作させたり、ポンプ制御回路が、受けた電気ノイズを更に増幅させたりするという懸念があった。

また、近年の燃料タンクは、車両において、シート座面部の下に搭載されるのが主流である。ここで、燃料タンクは上面側が金属製のシート座面で、側面外周が金属製の車体（ボディ）で覆われ、燃料タンクがシールドされている。しかし、樹脂製の燃料タンクの場合、搭載場所やシート座面の樹脂化等の変更により燃料タンクの上側から金属板等の金属部材がなくなると、燃料タンクの上側をシールドすることができず、燃料ポンプから発生する電気ノイズの車室内への悪影響を回避することができなくなる。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、燃料ポンプから発生する電気ノイズの外部への悪影響を防止することを可能と、併せて車両において燃料タンクの上側に金属板等の金属部材がなくても電気ノイズの車室内への悪影響を防止することを可能とした燃料供給装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、モータで駆動される燃料ポンプと、燃料ポンプの外周を覆うケースと、燃料ポンプ及びケースを収容するカップとを備えた燃料供給装置において、燃料ポンプから発生する電気ノイズを全方位シールドするためのシールド材をカップに設け、シールド材は、金属製であって、カップの外側又は内側に設けられ、或いは、インサート成形によりカップと一体に設けられたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、燃料供給装置が樹脂製の燃料タンクの中に設けられても、燃料ポンプから発生する電気ノイズがカップに設けられたシールド材により全方位シールドされ、電気ノイズの外部への漏れが低減される。また、シールド材がカップに設けられるので、燃料タンク等にシールド材を別途設ける必要がなく、シールド材のためのスペース確保や工作が容易である。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、シールド材は金属網であることを趣旨とする。

上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、カップの外周が金属網で覆われていることを趣旨する。

上記目的を達成するために、請求項４に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、シールド材をカップの外側全体に設けたことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、燃料ポンプとケースをカップに収容してから、カップの外側全体にシールド材を後付けすることも可能となる。

上記目的を達成するために、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、カップの上側を第１のシールド材により覆い、カップの上側以外の部分を第１のシールド材とは別の第２のシールド材により覆ったことを趣旨とする。

上記発明の構成によれば、請求項４に記載の発明の作用に加え、カップの上側の部分は、第１のシールド材を単独で適宜加工することにより、カップの上側から出た配管や配線との干渉を避けてカップの上側を第１のシールド材により覆うことが可能となる。カップの上側以外の部分は、第２のシールド材により適宜覆うことが可能となる。

請求項１乃至３に記載の発明によれば、燃料供給装置が樹脂製の燃料タンクの中に設けられても、燃料ポンプから発生する電気ノイズの外部への悪影響を防止することができ、比較的コンパクトで容易な電気ノイズ対策を実現することができる。併せて、車両において燃料タンクの上側に金属板等の金属部材がなくても電気ノイズの車室内への悪影響を防止することができる。

請求項４に記載の発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、最終工程でシールド材をカップに設けることができ、燃料供給装置の製作を容易にすることができる。

請求項５に記載の発明によれば、請求項４に記載の発明の効果に加え、カップの上側については第１のシールド材により容易に覆うことができる。

以下、本発明の燃料供給装置を「燃料ポンプユニット」に具体化した一実施形態につき図面を参照して詳細に説明する。

図１に、この実施形態の燃料ポンプユニット１を断面図により示す。この燃料ポンプユニット１は、ユニット上部２とユニット下部３から構成される。燃料ポンプユニット１は、樹脂製の燃料タンク４の中に設置されて使用される。ユニット下部３は、有底筒状（すなわち略コップ状）のリザーブカップ５と、１次フィルタ６と、燃料ポンプ７と、プレッシャレギュレータ８と、２次フィルタ９とを備える。これら１次フィルタ６、燃料ポンプ７、プレッシャレギュレータ８及び２次フィルタ９は、リザーブカップ５の中に収容されて位置決めされ、アッシー化されている。

１次フィルタ６は、ナイロン製の袋状フィルタと、その内部に挿入された樹脂製の骨格とで構成される。袋状フィルタの内部空間は燃料ポンプ７の吸入孔に連通する。１次フィルタ６は、リザーブカップ５の中に収容され、同カップ５の底面に沿って配置される。燃料中の異物は、この１次フィルタ６により概ね除去され、後述する２次フィルタ９でさらに除去される。１次フィルタ６で異物が概ね除去された燃料が、燃料ポンプ７に吸引される。

図１に示すように、燃料ポンプ７は、ほぼ縦型円柱形状をなし、その底部に燃料吸入管（図示略）を有する。燃料吸入管には、１次フィルタ６が接続される。燃料ポンプ７の上端部には、電気コネクタ１１及び燃料吐出管１２が設けられる。燃料ポンプ７は、モータ１３を内蔵し、電気コネクタ１１を通じてモータ１３が通電されることで駆動され、リザーブカップ５の中の燃料を１次フィルタ６から吸入して昇圧し、燃料吐出管１２から吐出するようになっている。

燃料吐出管１２は、プレッシャレギュレータ８に接続される。プレッシャレギュレータ８は、燃料吐出管１２の中の燃料圧力を所定値に維持するリリーフバルブである。プレッシャレギュレータ８は、２次フィルタ９に供給される燃料の圧力、ひいてはエンジンへ供給される燃料の圧力を所定値に調整するようになっている。燃料圧力の調整によりプレッシャレギュレータ８から逃がされた燃料は、戻り配管及びジェットポンプ（共に図示略）を介してリザーブカップ５の中に戻される。プレッシャレギュレータ８は、後述するフィルタカバー１４に形成された、プレッシャレギュレータ８のための取付部１５の中に収容され、その取付部１５にキャップ１６が組み付けられることにより抜け止めされる。

燃料ポンプ７は、２次フィルタケース１７の中心に設置される。２次フィルタ９は、ドーナツ状をなし、燃料ポンプ７は、この２次フィルタケース１７の中に収容される。これにより燃料ポンプ７の外周は２次フィルタケース１７により覆われる。２次フィルタケース１７の上側開口は、フィルタカバー１４により覆われる。２次フィルタケース１７及びフィルタカバー１４はそれぞれ樹脂より成形される。２次フィルタケース１７は、２次フィルタ９によって内室と外室とに二分される。燃料吐出管１２は、この２次フィルタケース１７の外室に連通する。フィルタカバー１４には、燃料供給管１８が接続される。２次フィルタケース１７の内室には、燃料供給管１８が連通する。燃料ポンプ７から吐出された燃料は、２次フィルタケース１７の外室から２次フィルタ９を介して２次フィルタケース１７の内室に至り、燃料供給管１８へ流れる。この燃料供給管１８は、ユニット上部２を貫通して燃料タンク４の外へ伸びる。この実施形態の場合、燃料供給管１８は、エンジン(図示略）に設けられたデリバリパイプ（図示略）を介してインジェクタ（図示略）に接続される。そして、燃料ポンプ７で加圧され、プレッシャレギュレータ８で一定圧に調整され、１次フィルタ６と２次フィルタ９で異物が除去された燃料は、これら燃料供給管１８及びデリバリパイプを通じてインジェクタに供給される。燃料ポンプ７は、２次フィルタケース１７の中空部の中に、その底面開口部から挿入されて収容される。２次フィルタケース１７の底部には、ステー１９が組み付けられ、このステー１９によって燃料ポンプ７が２次フィルタケース１７から抜け止めされる。燃料ポンプ７とステー１９との間には、クッションラバー２０が介在され、燃料ポンプ７が弾性的に支持される。

図１に示すように、ユニット上部２は、樹脂より成形されたユニットカバー２１と、ユニットカバー２１に設けられたポンプコントローラ２２とを備える。ユニットカバー２１は、燃料タンク４の上壁４ａに固定され、燃料タンク４の取付孔４ｂを塞ぐ円板部２１ａと、その円板部２１ａの下面から突出する円筒状のスカート部２１ｂと、そのスカート部２１ｂから下方に伸びる一対の案内レール２１ｃ，２１ｄとを含む。スカート部２１ｂは、燃料タンク４の取付孔４ｂに嵌合可能に形成される。ユニットカバー２１が燃料タンク４の取付孔４ｂを塞ぐように装着されることにより、この燃料ポンプユニット１は燃料タンク４に設置され、位置決めされる。ユニットカバー２１の円板部２１ａの外周縁部は、燃料タンク４の取付孔４ｂの口縁部上にシールガスケット（図示略）を介して接合され、取付孔４ｂの口縁部上にボルト（図示略）により締め付けられる。これにより、燃料タンク４にユニットカバー２１が固定される。ポンプコントローラ２２は、ユニットカバー２１に形成された収容部２１ｅの中に収容されて固定される。このポンプコントローラ２２には、ユニットカバー２１の下面側において燃料ポンプ７から延びるハーネス３０Ａが接続される。また、ポンプコントローラ２２には、ユニットカバー２１の上面側において給電用ハーネス３０Ｂが接続される。このハーネス３０Ｂは、車載電源であるバッテリ等に接続される。

図２に、ユニットカバー２１を側面図により示す。図３に、ユニットカバー２１を正面図により示す。図４に、一つの案内レール２１ｃとリザーブカップ５との関係を斜視図により示す。図２，３に示すように、ユニットカバー２１のスカート部２１ｂには、下方へ延びる平板状をなす一対の案内レール２１ｃ，２１ｄが形成される。各案内レール２１ｃ，２１ｄには、その中央に長手方向に沿って延びる長孔２３が形成される。この長孔２３の上端には、円形孔２４が形成され、その孔２４の両脇が薄肉部２５となっている。各案内レール２１ｃ，２１ｄの下端部には、下端から上方へ伸びる一対のスリット２６が形成される。スリット２６は、長孔２３の両脇に形成される。

図１，４に示すように、リザーブカップ５には、各案内レール２１ｃ，２１ｄに対応して鞘状をなす一対のスロット２７ａ，２７ｂが形成される。各スロット２７ａ，２７ｂには、対応する案内レール２１ｃ，２１ｄが移動可能に組み付けられる。各スロット２７ａ，２７ｂが案内レール２１ｃ，２１ｄに沿って相対移動することにより、リザーブカップ５が案内レール２１ｃ，２１ｄに沿ってスライドし、ユニットカバー２１に対して近付いたり、離れたりするようになっている。各スロット２７ａ，２７ｂの中には、テーパ状の突起２８ａ，２８ｂが形成される。各突起２８ａ，２８ｂは、各案内レール２１ｃ，２１ｄに対して一方向への摺動を許容するように構成される。リザーブカップ５がユニットカバー２１に組み付けられる際には、各案内レール２１ｃ，２１ｄが弾性変形することで各突起２８ａ，２８ｂを乗り越えるようになっている。通常の使用時には、ユニットカバー２１とリザーブカップ５が離間しないように、各案内レール２１ｃ，２１ｄの長孔２３の端部に各突起２８ａ，２８ｂが係合するようになっている。

各スロット２７ａ，２７ｂの内側には、金属板２９が配置される。この金属板２９により、各案内レール２１ｃ，２１ｄと、それを受け入れるスロット２７ａ，２７ｂとが摺接するときの異音等の発生が抑えられるようになっている。金属板２９として、例えば、腐食しにくいステンレスを使用することができる。

ユニットカバー２１とリザーブカップ５との間には、圧縮スプリング（図示略）が介在して設けられ、そのスプリングによりリザーブカップ５が燃料タンク４の底壁４ｃへ向けて付勢される。燃料タンク４は樹脂でブロー成形されたものであり、残存燃料量や気温の変化によって若干変形することがある。リザーブカップ５は、燃料タンク４の変形に抗して、常時、燃料タンク４の底壁４ｃに当接するように付勢される。

ところで、この実施形態では、燃料ポンプユニット１が燃料タンク４の中に設けられるものの、燃料タンク４が樹脂製であることから、燃料ポンプユニット１の燃料ポンプ７（そのモータ１３）から発生する電気ノイズ（ラジオノイズ）を、燃料タンク４によってシールドすることができない。従来使用されてきた金属製の燃料タンクによれば、それ自体が電気ノイズに対してシールド機能を発揮できることから、その中に燃料ポンプが設けられた場合に、燃料ポンプから発生する電気ノイズは問題にならなかった。しかし、この実施形態のように樹脂製の燃料タンク４では、それ自体にシールド機能がないことから、燃料タンク４の中に設けられた燃料ポンプ１３から発生する電気ノイズを対策する必要がある。そこで、この実施形態では、燃料ポンプユニット１に電気ノイズ対策のための構成を設けている。以下、その構成について説明する。

図５に、燃料ポンプユニット１の概略を断面図により示す。上記したようにこの燃料ポンプユニット１は、燃料ポンプ７と、燃料ポンプ７の外周を覆い、２次フィルタ９を内蔵してなる２次フィルタケース１７と、燃料ポンプ７及び２次フィルタケース１７等を収容するリザーブカップ５と、リザーブカップ５の上部に組み付けられたユニットカバー２１と、燃料ポンプ７を駆動制御するためにユニットカバー２１に設けられたポンプコントローラ２２とを備える。この実施形態の燃料ポンプユニット１には、燃料ポンプ７から発生する電気ノイズをシールドするための第１のシールド材３１及び第２のシールド材３２がリザーブカップ５の外側全体に設けられる。この実施形態では、リザーブカップ５の上側が第１のシールド材３１により覆われ、リザーブカップ５の上側以外の部分、すなわちリザーブカップ５の外周壁及び底壁が、第１のシールド材３１とは別の第２のシールド材３２により覆われる。第１のシールド材３１の外周縁部は、第２のシールド材３２の上部外周に接触している。リザーブカップ５の上側からはハーネス３０Ａ等の配線や燃料供給管１８等の配管、並びに案内レール２１ｃ，２１ｄが出ていることから、第１のシールド材３１を設けるのに、これらの突出物との干渉を避ける必要がある。この実施形態では、第１のシールド材３１を単独で適宜加工することにより、突出部との干渉を避けることができる。例えば、第１のシールド材３１に適宜切り込みを入れて各突出物との干渉を避けることが考えられる。ここで、第１のシールド材３１として、金属網等を使用することができる。第２のシールド材３２として、リザーブカップ５を導電性樹脂材料で形成したり、リザーブカップ５に金属網をインサート成形したり、リザーブカップ５の表面に金属メッキを施したり、リザーブカップ５の外周を金属網で覆ったりすることが考えられる。導電性樹脂材として、例えば、樹脂材料に「ＳＵＳフィラー」等の金属材料を混合することが考えられる。金属網として、例えば、「クロムメッキを施した鉄、ＳＵＳ」等の金属を使用することが考えられる。金属メッキとして、例えば、「無電解銅、無電解ニッケル」等の金属を使用することが考えられる。

この実施形態で、ポンプコントローラ２２は、燃料ポンプ７を駆動制御するためのポンプ駆動回路３３を備え、その駆動回路３３には、電気フィルタ３４，３５が設けられる。この実施形態では、ポンプ駆動回路３３のポンプ接続側、すなわち燃料ポンプ７に接続される側であって、ポンプ駆動回路３３と燃料ポンプ７との間にポンプ側電気フィルタ３４が設けられ、ポンプ駆動回路３３の電源接続側、すなわち車載バッテリに接続される側に、電源側電気フィルタ３５が設けられる。この実施形態では、各電気フィルタ３４，３５は、ＬＣフィルタにより構成される。

また、この実施形態では、各シールド材３１，３２がアースされる。すなわち、第１のシールド材３１がアース線３６を介してポンプ駆動回路３３に接続されることで、各シールド材３１，３２がアースされる。

以上説明したこの実施形態の燃料ポンプユニット１の電気ノイズ対策に係る構成によれば、燃料ポンプユニット１が樹脂製の燃料タンク４の中に設けられても、燃料ポンプ７から発生する電気ノイズが、各シールド材３１，３２によりシールドされ、電気ノイズの外部への漏れが低減される。このため、燃料ポンプユニット１が樹脂製の燃料タンク４の中に設けられても、燃料ポンプ７から発生する電気ノイズの外部に対する悪影響を防止することができる。すなわち、この電気ノイズが車載の電気機器に悪影響を及ぼすことを防止することができる。特に、この実施形態では、各シールド材３１，３２がリザーブカップ５に設けられるので、燃料タンク４等にシールド材を別途設ける必要がなく、各シールド材３１，３２のためのスペース確保や工作が容易である。このため、比較的コンパクトで容易な電気ノイズ対策を実現することができる。また、この実施形態では、リザーブカップ５の外側全体にシールド材３１，３２が設けられるので、燃料ポンプ７を中心に全方位へ向かう電気ノイズの漏れが低減される。特に、リザーブカップ５の上側が第１のシールド材３１により覆われるので、燃料タンク４が車両に搭載された状態で、燃料タンク４と車室との間の部材が樹脂化されて金属板材で仕切られていなくても、燃料ポンプユニット１から上方向へ漏れる電気ノイズを対策することができ、電気ノイズの車室内への悪影響を防止することができる。

この実施形態では、各シールド材３１，３２を、リザーブカップ５の外側全体に設けたので、燃料ポンプ７と２次フィルタケース１７をリザーブカップ５に収容してから、リザーブカップ５の外側全体に各シールド材３１，３２を後付けすることが可能となる。例えば、各シールド材３１，３２をそれぞれ金網で構成した場合、これら金網でリザーブカップ５の外側全体を後から覆うことが可能となる。このため、最終工程で各シールド材３１，３２をリザーブカップ５に設けることができ、燃料ポンプユニット１の製作を容易なものにすることができる。

この実施形態では、リザーブカップ５の上側を第１のシールド材３１により覆い、リザーブカップ５の外周及び底壁の部分を第２のシールド材３２により覆うようにしている。従って、リザーブカップ５の上側の部分は、第１のシールド材３１を単独で適宜加工することにより、リザーブカップ５の上側から出た燃料供給管１８等の配管やハーネス３０Ａ等の配線、並びに案内レール２１ｃ，２１ｄとの干渉を避けてリザーブカップ５の上側を第１のシールド材３１により覆うことが可能となる。また、リザーブカップ５の外周及び底壁部分は、第２のシールド材３２により適宜覆うことが可能となる。このため、リザーブカップ５の上側については、第１のシールド材３１により容易に覆うことができる。この意味で、電気ノイズを全方位シールドするためにリザーブカップ５の全体をシールド材３１，３２により容易に覆うことができる。

また、この実施形態では、シールド材３１がアースされることから、アースしない場合に比べて電気ノイズのシールド効果を増すことができる。更に、この実施形態では、ポンプ駆動回路３３に電気フィルタ３４，３５が設けられるので、ポンプ駆動回路３３での電気ノイズの増幅が電気フィルタ３４，３５により抑えられる。特に、ポンプ駆動回路３３の電源接続側に電源側電気フィルタ３５が設けられるので、ポンプ駆動回路３３から外部への電気ノイズの漏れが抑えられる。このため、この電源側電気フィルタ３５の分だけ電気ノイズの低減効果を高めることができる。更に、ポンプ駆動回路３３のポンプ接続側にポンプ側電気フィルタ３４が設けられるので、燃料ポンプ７からポンプ駆動回路３３への電気ノイズの侵入がこのポンプ側電気フィルタ３４により抑えられる。この意味で、ポンプ側電気フィルタ３４の分だけ電気ノイズの低減効果を更に高めることができる。

なお、この発明は前記実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で構成の一部を適宜変更することにより次のように実施することができる。

（１）前記実施形態では、燃料ポンプ７から発生する電気ノイズを全方位シールドするためのシールド材３１，３２をリザーブカップ５の外側に設けた。これに対し、燃料ポンプから発生する電気ノイズを全方位シールドするためのシールド材をリザーブカップの内側に設けてもよい。

（２）前記実施形態では、シールド材を、第１のシールド材３１と第２のシールド材３２に２分割して構成したが、シールド材を２分割しない一体物として構成してもよい。

（３）前記実施形態では、ポンプコントローラ２２のポンプ駆動回路３３に２つの電気フィルタ３４，３５を設けたが、２つの電気フィルタ３４，３５のうちポンプ側電気フィルタ３４を省略したり、両方の電気フィルタ３４，３５を省略したりすることもできる。

（４）前記実施形態では、各シールド材３１，３２をアースしたが、このアースを省略することもできる。

（５）前記実施形態では、燃料ポンプ７の外周を覆うケースとして、２次フィルタを内蔵した２次フィルタケース１７を使用したが、この２次フィルタケースに限られるものではなく、燃料ポンプの外周を単に覆うケースであってもよい。

燃料ポンプユニットを示す断面図。 ユニットカバーを示す側面図。 ユニットカバーを示す正面図。 案内レールとリザーブカップとの関係を示す斜視図。 燃料ポンプユニットの概略を示す断面図。

１ 燃料ポンプユニット
４ 燃料タンク
５ リザーブカップ
７ 燃料ポンプ
１３ モータ
１７ ２次フィルタケース
３１ 第１のシールド材
３２ 第２のシールド材

Claims (5)

1. モータで駆動される燃料ポンプと、前記燃料ポンプの外周を覆うケースと、前記燃料ポンプ及び前記ケースを収容するカップとを備えた燃料供給装置において、
   前記燃料ポンプから発生する電気ノイズを全方位シールドするためのシールド材を前記カップに設け、
   前記シールド材は、金属製であって、前記カップの外側又は内側に設けられ、或いは、インサート成形により前記カップと一体に設けられた
   ことを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記シールド材は金属網であることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 前記カップの外周が前記金属網で覆われ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. 前記シールド材を前記カップの外側全体に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の燃料供給装置。
5. 前記カップの上側を第１のシールド材により覆い、前記カップの上側以外の部分を前記第１のシールド材とは別の第２のシールド材により覆ったことを特徴とする請求項４に記載の燃料供給装置。

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