JP2011163212A - 燃料供給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で燃料ポンプの動作を制御するＦＰＣを保護することができ、かつ放熱性に優れるフランジを備える燃料供給装置を提供する。
【解決手段】内燃機関１０に燃料を供給する燃料供給装置６は、樹脂製のフランジ２２とポンプモジュール２０から構成されている。フランジ２２は、燃料タンク２の孔部３を塞ぐ部材であり、ポンプモジュール２０が備える燃料ポンプ３４の電力を制御するＦＰＣ４０と、ＦＰＣ４０から発せられる熱を放出する放熱部材４４とを搭載する。放熱部材４４は、開口部４４ｆを形成し、開口部４４ｆから挿入されたＦＰＣ４０を底部４４ｂに接触した状態で収容する収容部４４ａを有する。収容部４４ａのうち、少なくとも開口部４４ｆの周縁が埋設部４７としてフランジ２２に埋設され、開口部４４ｆがフランジ２２によって閉塞されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関へ燃料を供給する燃料供給装置に関する。

車両には様々な電気機器が搭載されており、内燃機関の燃費向上のためにはこれら電気機器の消費電力を極力下げることが必要となる。

その電気機器の消費電力を低下させる例として、電気駆動式の燃料ポンプに供給する電力を制御する制御部を燃料供給装置に設ける例が知られている（特許文献１、特許文献２を参照）。

制御部は、内燃機関が要求する燃料量に応じて、事細かに燃料ポンプに供給する電力を制御する。このことにより、燃料ポンプが吐出する燃料の吐出量が内燃機関が要求する燃料量に応じて制御されるので、燃料ポンプの消費電力が低減する。

これら特許文献１、２の燃料供給装置は、燃料ポンプを燃料タンク内に設置させる所謂、インタンク式の燃料供給装置である。これらの燃料供給装置は、燃料タンク内に設置される燃料ポンプと、燃料タンクに形成されている孔部を覆うとともに、燃料ポンプを支持する蓋部材と、を備えている。制御部は、蓋部材に搭載されている。

制御部は作動中、発熱するため、何らかの方法により発生した熱を放熱する必要がある。特許文献１では、蓋部材に、制御部を収容するケース部と、制御部から発生する熱を金属製の燃料パイプに伝えるための放熱板と、を設けている。この放熱板は蓋部材に埋設されている。

特許文献２では、蓋部材に、制御部を収容するケース部と、そのケース部の開口部を塞ぐ放熱用の蓋と、を設けている。この蓋はガスケットを介して、スクリューなどの締結手段により上記ケースに取付けられている。ガスケットは、制御部が収容されている部分への水分やほこりなどの侵入を防止するためのものである。

特許第３７９４８７９号公報 特許第４１７８３５４号公報

しかしながら、特許文献１では、蓋部材に制御部を収容するケース部を形成する構造を採用し、ケース部には開口部を塞ぐ樹脂製の蓋板が取付けられている。このように、この蓋部材では、ケース部は上方に開口する開口部を有しているため、ケース部内に収容される制御部を保護するための蓋板が放熱部材とは別に必要となる。

一方、特許文献２では、制御部を収容するケース部の開口部を覆うものとして、放熱用の蓋を取付けている。この放熱用の蓋は、ガスケットを介して、スクリューなどの締結手段にてケース部に取付けられている。この特許文献２では、開口部を塞ぐ部材として放熱効果を有するものを採用しているものの、ケース部と蓋との間にガスケットを挟み込んだり、両者を固定するために締結手段が必要となる。

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、簡単な構造で制御部を保護することができ、かつ放熱性に優れる蓋部材を備える燃料供給装置を提供することである。

請求項１に記載の発明は、燃料タンク内の燃料を燃料タンク外の燃料消費装置に供給する燃料供給装置において、
燃料タンクに形成されている孔部を覆う樹脂製の蓋部材と、燃料タンク内に設置され燃料タンク内の燃料を吸入し吐出する電気駆動式の燃料ポンプと、蓋部材に搭載され、燃料ポンプに供給する電力を制御する制御部と、蓋部材よりも熱伝導率の高い金属製の材料にて形成され、制御部から発せられた熱を放出する放熱部材と、を備え、
放熱部材は、開口部を形成し、開口部から挿入された制御部を内周壁に接触した状態で収容する収容部を有し、収容部のうち、少なくとも開口部の周縁が埋設部として蓋部材に埋設され、開口部が閉塞されていることを特徴としている。

この発明では、放熱部材は、開口部を形成し、その開口部から挿入された制御部を内壁面に接触した状態で収容する収容部を有するため、制御部にて発生した熱はこの放熱部材に吸収され、放出される。さらに、この発明では、収容部のうち、少なくとも開口部の周縁が埋設部として蓋部材に埋設され、その開口部が前記蓋部材によって閉塞されている。このため、収容部に収容されている制御部は外部から隔離される。よって、開口部を塞ぐための部材などを用いなくとも、制御部を簡単な構造で保護することができる。また、埋設部が蓋部材に埋設されることにより、放熱部材が蓋部材に強固に固定されることとなる。よって、放熱部材を蓋部材に固定させるための締結手段を必要としない。以上、この発明によれば、簡単な構造で制御部を保護することができ、かつ放熱性に優れる蓋部材を備える燃料供給装置を提供することができる。

請求項２および請求項５に記載の発明は、収容部の外壁面が、蓋部材の表面より突出していることを特徴としている。この発明では、収容部の外壁面が、蓋部材の表面より突出しているので、当該外壁面は燃料タンク外の外気（空気）または燃料タンク内の気体（空気と蒸発燃料との混合気体）に触れることとなり、放熱性能が高まる。また、この発明によれば、熱の放出が外壁面より行われるので、放熱部材を燃料パイプなどに接続する必要がない。すなわち、この発明によれば、放熱部材の蓋部材に対する固定位置を任意の位置とすることができ、蓋部材の設計の自由度が増す。この発明によれば、蓋部材の構造の簡単化に貢献できる。

請求項３に記載の発明は、放熱部材は、埋設部より外側に突き出ており、蓋部材に埋設される突起部を有することを特徴としている。この発明では、放熱部材は、埋設部より外側に突き出る突起部を有し、その突起部は、蓋部材に埋設されているので、突起部がない場合に比べ埋設部の表面積が大きくなる。このため、蓋部材と放熱部材との固定強度が増す。

請求項４に記載の発明は、突起部は、埋設部より燃料タンクの孔部の軸線と交差する方向に突き出る第一突起部と、第一突起部より燃料タンクの孔部の軸線に沿った方向に、埋設部と間隔をあけて突き出る第二突起部とよりなっていることを特徴としている。

ここで、蓋部材は、放熱部から受ける熱や、燃料タンク内の燃料蒸気が浸み込むことにより膨張することがある。なお、この出願では、燃料が浸み込むことにより部材が膨張することを燃料膨潤と呼ぶ。

これに対し、金属材料は、一般に燃料が樹脂に比べ浸み込み難く、燃料膨潤が起こらない。したがって、膨張率は樹脂材料に比べ小さい。また、金属材料は、熱による膨張においても、樹脂材料よりも熱膨張率が小さい。したがって、熱による膨張においても、金属材料の膨張率は樹脂材料に比べ小さい。この出願では、熱や燃料膨潤により部材の体積が膨張する割合を膨張率と呼ぶこととする。樹脂製の蓋部材に金属製の放熱部材を埋設すると、埋設の態様によっては、前述したように熱や燃料膨潤による膨張率の違いにより、放熱部材と蓋部材とが離れてしまい、放熱部材の蓋部材に対する固定強度が低下する可能性がある。

これに対し、この発明では、突起部は、第一突起部と第二突起部よりなっている。第一突起部は、埋設部より燃料タンクの孔部の軸線と交差する方向に突き出ており、第二突起部は、第一突起部より燃料タンクの孔部の軸線に沿った方向に、埋設部と間隔をあけて突き出ている。

このように構成されている突起部によれば、特に、放熱部材と第二突起部との間に蓋部材の樹脂材料が存在することとなる。このため、蓋部材が燃料や熱により膨張し、突起部付近における樹脂材料が孔部の軸線と交差する方向に移動しようとしても、突起部は孔部の軸線に沿った方向に突き出る第二突起部を有しているので、突起部付近の樹脂材料の上述した方向への移動が妨げられることとなる。ゆえに、放熱部材より蓋部材の樹脂材料が離れることによる放熱部材の固定強度の低下を抑制することができる。

特に、上記請求項４に記載の発明では、上述したように放熱部材の蓋部材に対する固定強度の低下を効果的に抑制することができるため、収容部の外壁面を蓋部材の表面より突出させるという請求項５に記載した発明の構造を採用することができる。このことによれば、放熱部材の蓋部材に対する固定強度を確保した上で、放熱性能を高めることができる。

請求項６に記載の発明は、蓋部材は、電気絶縁性を有する樹脂材料から形成されており、蓋部材は、制御部と外部装置とを電気的に接続する第一導線部材を第一ハウジングに収容されてなる第一コネクタ、および制御部と燃料ポンプとを電気的に接続する第二導線部材を第二ハウジングに収容されてなる第二コネクタを有しており、蓋部材には、第一ハウジングおよび第二ハウジングがともに一体的に形成されており、第一導線部材の一端が制御部に電気的に接続され、他端が外部装置と電気的に接続されるように蓋部材内に埋設されるとともに、第二導線部材の一端が制御部に接続され、他端が燃料ポンプと電気的に接続されるように蓋部材内に埋設されていることを特徴としている。

ここで、電気駆動式の燃料ポンプが燃料タンク内に設置されている形式の燃料供給装置では、外部装置と制御部とを電気的に接続する導線部材を有するコネクタと、制御部と燃料ポンプとを電気的に接続する導線部材を有するコネクタとが必要となる。収容部に制御部を収容させる請求項１から５のいずれかに記載の燃料供給装置では、外部装置や燃料ポンプと電気的に接続するコネクタを放熱部材に設けることが考えられる。しかしながら、放熱部材にコネクタを設けるとなると、導線部材を収容する絶縁性のコネクタハウジングを放熱部材に設けたり、導線部材と放熱部材との電気絶縁性を確保するための絶縁部材を放熱部材に設けたりしなければならず、却って蓋部材の部品点数が多くなってしまう。

これに対し、請求項６に記載の発明では、蓋部材に第一コネクタと第二コネクタとを設けているため、第一コネクタの第一導線部材により、制御部と外部装置とを電気的に接続することができ、第二コネクタの第二導線部材により、制御部と燃料ポンプとを電気的に接続することができる。これにより、外部装置からの指令に基づき制御部が燃料タンク内に設置されている燃料ポンプを制御することが可能となる。

また、各コネクタのハウジングは蓋部材に一体的に形成されているため、放熱部材にコネクタのハウジングを設ける必要がなくなる。加えて、各導線部材は電気絶縁性を有する樹脂材料からなる蓋部材内に埋設されているため、導線部材と他の部品とを電気的に絶縁する部材を別途設ける必要もない。したがって、この発明によれば、放熱部材の構造が非常に簡単となるとともに、蓋部材の部品点数の増加を抑制することができる。

請求項７に記載の発明は、収容部の外壁面は、蓋部材における燃料タンクの外側に面する部位より突出していることを特徴としている。燃料タンク内には燃料ポンプが設置されているため、燃料ポンプが作動することにより、燃料が暖められ燃料タンク内の温度が上昇する。このため、燃料タンク内の温度は、外気温度よりも高くなる可能性がある。この発明では、収容部の外壁面は、蓋部材における燃料タンクの外側に面する部位より突出しているので、この外壁面を燃料タンク内に設置させる場合に比べ、放熱性能を高めることができる。

請求項８に記載の発明は、制御部と収容部の内壁面との間には、シリコーン系の接着剤よりなり、制御部と収容部の内壁面とを接着する接着層が設けられていることを特徴としている。

放熱部材の収容部に制御部を単に嵌め込むことにより固定するだけでは、制御部と放熱部材との熱による膨張率の違いにより、両者の間に隙間が発生するおそれがある。両者の間に隙間が発生すると、伝熱性能が低下してしまう。

そこで、放熱部材と制御部とを強固に固定する方法として接着剤の利用する形態が考えられる。しかしながら、接着剤には多くの種類がある。代表的な接着剤としてはエポキシ系のものと、シリコーン系のものとがある。エポキシ系のものは、硬化すると硬くて脆くなるという性質がある。一方、シリコーン系のものは、一般的にエポキシ系のものに比べ、柔軟性に富んでいる。

この発明では、制御部を収容部の内壁面に固定する接着剤としてシリコーン系の接着剤を使用している。前述したようにシリコーン系の接着剤には柔軟性に富むという性質があるため、放熱部材が制御部にて加熱され、放熱部材が膨張しても、接着層は放熱部材の膨張に追従できる。この作用によれば、制御部と収容部の内壁面との間への隙間の発生が抑制され、伝熱性能の低下を抑制することができる。

本発明の一実施形態による燃料供給装置を含む燃料供給システムの概略を説明する説明図である。 本発明の一実施形態による燃料供給装置の概略構造図である。 ＦＰＣが搭載されたフランジの斜視図である。 図３中のＦＰＣおよび放熱部材の斜視図である。 図３中のＶ−Ｖ線の断面図である。 図３中のＶＩ−ＶＩ線の断面図である。 図３中のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、燃料供給装置６を含む燃料供給システム１を示す。燃料供給システム１は、燃料消費装置である内燃機関１０に燃料タンク２内の燃料を供給するシステムである。

燃料供給システム１は、燃料タンク２、燃料供給装置６、デリバリパイプ７、燃料噴射弁８、電子制御装置９などから構成されている。燃料供給装置６は、燃料タンク２内の燃料を吸入し、デリバリパイプ７に向けて吐き出す。デリバリパイプ７には、内燃機関１０の各気筒（図示しない）に燃料を供給する燃料噴射弁８が接続されている。本実施形態では、内燃機関１０は四つの気筒を有しており、それぞれの燃料噴射弁８は、各気筒に接続されているそれぞれの吸気ポート（図示しない）に設けられている。

なお、本実施形態では、燃料供給システム１を所謂ポート噴射式の燃料供給システムに適用した例で説明しているが、燃料噴射弁から噴射される燃料が直接各気筒内に供給される所謂直接噴射式のシステムに適用してもよい。

燃料供給装置６は、ポンプモジュール２０とポンプモジュール２０を制御する燃料ポンプ制御装置（Fuel PumpController：ＦＰＣ）４０などから構成されている。ポンプモジュール２０は燃料タンク２内の燃料を吸入し、吸入した燃料の圧力を高めて、デリバリパイプ７に向けて吐出する。

ＦＰＣ４０は、バッテリ１１から電力が供給されており、ポンプモジュール２０が備える、燃料タンク２内に設置された電気駆動式の燃料ポンプ（以下、単に燃料ポンプという）３４（図２を参照）に供給する電力を制御する。なお、燃料供給装置６の構造については後ほど詳細に説明する。

具体的には、ＦＰＣ４０は、燃料ポンプ３４に供給する電流値または電圧値を制御することにより、燃料ポンプ３４に供給する電力を制御する。ＦＰＣ４０にて燃料ポンプ３４に供給する電力が制御されることにより、燃料ポンプ３４から吐き出される燃料の吐出量が制御される。ＦＰＣ４０は、内燃機関１０を制御する電子制御装置（Electronic Control Unit：ＥＣＵ）９と電気的に接続されている。

ＥＣＵ９は、内燃機関１０が必要とする燃料量が確保できるよう、ＦＰＣ４０に対し要求信号を送り、内燃機関１０が必要とする燃料量を確保すべく、この要求信号に応じた燃料ポンプ３４に供給する電力をＦＰＣ４０に制御させる。このようにして、燃料供給装置６から内燃機関１０へ、内燃機関１０が必要としている量の燃料が送られる。

これによれば、内燃機関１０が必要とする燃料量に応じて、燃料供給装置６を作動させればよいので、燃料ポンプ３４の消費電力を極力低下させることができ、車両の省電力化に貢献することができる。なお、ＥＣＵ９は、図示しない各種センサの検出信号から内燃機関１０の運転状態および運転者の要求を把握し、その把握した運転状態および運転者の要求に基いて、燃料噴射弁８の噴射量や噴射タイミングを制御するとともに、ＦＰＣ４０に対して内燃機関１０が必要とする燃料量に応じた信号を送信する。
（燃料供給装置）
次に、燃料供給装置６を詳細に説明する。図２は、本実施形態による燃料供給装置６の概略構成を示す。図３は、ＦＰＣ４０が搭載されたフランジ２２を示す。図４は、ＦＰＣ４０および放熱部材４４を示す。図５は、図３中のＶ−Ｖ線の断面を示す。図６は、図３中のＶＩ−ＶＩ線の断面を示す。図７は、図３中のＶＩＩ−ＶＩＩ線の断面を示す。

ポンプモジュール２０は、蓋部材としてのフランジ２２、サブタンク３０、燃料ポンプ３４、サクションフィルタ３５、燃料フィルタ３６、プレッシャレギュレータ３９などから構成されている。フランジ２２以外の部品は、燃料タンク２内に設置されている。

フランジ２２は、燃料タンク２の天井部４に円形に形成された孔部３を塞ぐ円盤状に形成された部品である。フランジ２２は、耐ガソリン性に優れ、電気絶縁性を有するＰＯＭ（ポリアセタール）などの樹脂材料にて形成されている。フランジ２２は、本体部２４、燃料供給管２５、第一コネクタ２６および第二コネクタ２７などから構成されている。

本体部２４は、孔部３を塞いだ状態で、孔部３の内周側に位置する円盤部と、この部位の外周部より径方向外側に突出し、燃料タンク２の外表面において孔部３の径方向外側の部位に支持される鍔部を有する。

燃料供給管２５は、燃料ポンプ３４より吐出される燃料を内燃機関１０に供給する管路部材であり、本体部２４と一体的に形成されている。燃料供給管２５は、図２に示すように、本体部２４を軸方向に貫くように形成されている。燃料供給管２５における燃料タンク２の外側に突出する外側端部２５ａには、燃料配管１２が接続されており、燃料タンク２内側に突出する内側端部２５ｂには燃料ポンプ３４に通じる燃料ホース２８が接続されている。これにより、燃料ポンプ３４より吐き出された燃料を内燃機関１０へ供給することが可能となる。

第一コネクタ２６は、フランジ２２に搭載されているＦＰＣ４０と、外部装置であるＥＣＵ９およびバッテリ１１とを電気的に接続するコネクタである。第二コネクタ２７は、ＦＰＣ４０と、燃料ポンプ３４とを電気的に接続するコネクタである。

図２中の破線で図示するように、本体部２４の中央部には、ＦＰＣ４０が、埋設されている。また、ＦＰＣ４０は、後述する放熱部材４４に収容された状態で、本体部２４内に埋設されている。放熱部材４４は、ＦＰＣ４０が発する熱を放出させるものである。図２および図３に示すように、放熱部材４４の一部は、燃料タンク２の外側に位置する外側表面２４ａより一部分が突出している。ここで、埋設とは、別の部材が、ある部材に埋め込まれて、ある部材によって固定されている状態をいう。

また、本体部２４には、燃料タンク２の内側に位置する本体部２４の内側表面２４ｂより燃料タンク２の底部５に向って延び、燃料タンク２内に設置されるサブタンク３０と、フランジ２２とを接続する二本のシャフト３１が設けられている。二本のシャフト３１は、本体部２４の外周縁部において周方向にほぼ等間隔で設けられている。フランジ２２側の端部は、本体部２４に設けられている圧入部に圧入にて固定されている。サブタンク３０側の端部は、挿入孔部材３３に形成されている挿入孔に緩く挿入されている。挿入孔部材３３は、サブタンク３０に設けられている。

そして、それぞれのシャフト３１の外周には、コイルスプリング３２が設けられている。コイルスプリング３２のフランジ２２側の端部は本体部２４に係止され、コイルスプリング３２のサブタンク３０側の端部は挿入孔部材３３のフランジ２２側端面に係止されている。コイルスプリング３２は、軸方向に圧縮された状態で、本体部２４、および挿入孔部材３３の端面に係止されている。これによれば、サブタンク３０はフランジ２２が孔部３を塞いだ状態で燃料タンク２の底部５に押し付けられることとなる。

サブタンク３０は、フランジ２２側が開口している有底円筒状に形成されている樹脂製の容器であり、燃料ポンプ３４、燃料フィルタ３６、サクションフィルタ３５などを収容するとともに、燃料タンク２内の燃料を貯留する。サブタンク３０は、サブタンク３０周辺の燃料をサブタンク３０内に汲み上げるジェットポンプ（図示せず）を備えている。ジェットポンプは、燃料ポンプ３４から吐き出される燃料の一部が供給されることにより作動する。これにより、燃料ポンプ３４作動中は、ジェットポンプが作動するため、サブタンク３０内は燃料で満たされることとなる。

燃料ポンプ３４は、電動駆動式の燃料ポンプであって、電動モータ部と、電動モータ部にて駆動されるポンプ部とから構成されている。ポンプ部は、電動モータ部のロータと直結した、外周縁部に複数の羽溝を有するインペラと、羽溝を覆う円弧状の昇圧流路、および昇圧流路に通じる吸入口および吐出口を形成するポンプケースとから構成されている。電動モータ部は、配線２９および第二コネクタ２７を介してＦＰＣ４０と電気的に接続されており、ＦＰＣ４０より供給される制御された電力によってロータを回転させるとともにインペラを回転させる。

インペラが回転することにより、吸入口より吸入された燃料は昇圧流路内にて昇圧され、吐出口より吐き出される。吐き出された燃料は、電動モータ部の内部を通り、このモータ部の上側端部に設けられている燃料吐出口より燃料フィルタ３６に向けて吐き出される。ポンプ部の下側端部に設けられている吸入口には、この吸入口より吸入される燃料を濾過するサクションフィルタ３５が設けられている。サクションフィルタ３５は、例えばポリエステルまたはナイロンなどの樹脂繊維からなる不織布を袋状にしたものであって、吸入口に取付けられている。

燃料フィルタ３６は、燃料ポンプ３４より吐き出された燃料を更に濾過するフィルタである。燃料フィルタ３６は、燃料ポンプ３４の上端部および径方向外周を覆うフィルタケース３７と、燃料ポンプ３７より吐き出された燃料を濾過するフィルタエレメント３８などから構成されている。フィルタケース３７の内部にはフィルタエレメント３８を収容する収容部４４ａが形成されている。フィルタケース３７の径方向外側には、フィルタエレメント３８にて濾過された燃料の圧力を調整し、燃料ホース２８に向けて吐き出すプレッシャレギュレータ３９が設けられている。

以上、燃料供給装置６の概要について説明した。次に、ＦＰＣ４０および放熱部材４４が搭載されたフランジ２２の構造について更に詳細に説明する。

図２および図３に示すように、ＦＰＣ４０および放熱部材４４は、フランジ２２の中央部に搭載されている。図４に示すように、ＦＰＣ４０は、放熱部材４４の収容部４４ａに収容されている。ＦＰＣ４０は、上述したようにＥＣＵ９からの指示に従い、燃料ポンプ３４に供給する電力を制御するものであって、制御ＩＣ、パワーＭＯＳＦＥＴ（Metal OxideSemiconductor Field EffectTransistor）などを同一パッケージ内に収納したハイブリッドＩＣとして構成されている。なお、図４では、ＦＰＣ４０に電気的に接続されている第一コネクタ２６の一部である導線部材４２ａ〜４２ｄ、および第二コネクタ２７の一部である導線部材４２ｅ、４２ｆも図示している。

ＦＰＣ４０は、ＥＣＵ９およびバッテリ１１と電気的に接続される四つの端子４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄと、燃料ポンプ３４と電気的に接続される二つの端子４１ｅ、４１ｆとを有する。

端子４１ａは、ＥＣＵ９からの制御ＩＣに対する要求信号が入力される制御用端子である。端子４１ｂは、ＥＣＵ９により制御ＩＣを診断するためのダイアグノーシス用端子である。端子４１ｃは、バッテリ１１からの電力を受ける電源用端子である。端子４１ｄは、車両のボデーなどとアース接続されるアース用端子である。端子４１ｅ、端子４１ｆは、燃料ポンプ３４への電力を供給するための電力供給用の端子である。

各端子４１ａ〜４１ｄには、それぞれ第一コネクタ２６の導線部材４２ａ〜４２ｄの一方の端部が溶接などにより電気的に接続されている（図４および図５を参照）。導線部材４２ａ、４２ｂの他方の端部は、電気配線（図示しない）を介してＥＣＵ９と電気的に接続されている。導線部材４２ｃの他方の端部は、電気配線（図示しない）を介してバッテリ１１の正端子と電気的に接続されている。導線部材４２ｄの他方の端部は、電気配線（図示しない）を介して車両のボデーに電気的に接続されている。

また、各端子４１ｅ、４１ｆには、それぞれ第二コネクタ２７の導線部材４２ｅ、４２ｆの一方の端部が溶接などにより電気的に接続されている（図４および図６を参照）。導線部材４２ｅの他方の端部は、電気配線２９を介して燃料ポンプ３４の正端子と電気的に接続されている。導線部材４２ｆの他方の端部は、電気配線２９を介して燃料ポンプ３４の負端子と電気的に接続されている。

制御ＩＣは、例えば、例えば、端子４２ａを介して入力されるＥＣＵ９からの要求信号に応じてパワーＭＯＳＦＥＴをＰＷＭなどによりスイッチング制御し、燃料ポンプ３４に対する供給電力を制御する。そして、ＦＰＣ４０は、制御した電力を各端子４２ｅ、４２ｆを通じて燃料ポンプ３４に供給する。本実施形態では、このようにして、燃料ポンプ３４の回転速度を調整する。

放熱部材４４は、図４に示すように、アルミニウムまたはアルミニウム合金などの熱伝導率の比較的高い金属材料より、箱状に形成されている。放熱部材４４は、フランジ２２側に、下方および燃料タンク２の天地方向と交差する方向に開口する開口部４４ｆを形成し、この開口部４４ｆから挿入されたＦＰＣ４０を収容する凹形状の収容部４４ａを有している（図４から図７を参照）。開口部４４ｆは、ＦＰＣ４０が通過可能な大きさとなっている。

ＦＰＣ４０は、収容部４４ａのフランジ２２とは反対側に位置する底部４４ｂに、シリコーン系の接着剤よりなる接着層４４ｃを介して固定されている。これにより、ＦＰＣ４０は、収容部４４ａの内壁面に接触した状態で収容部４４ａに収容されることとなる。なお、接触した状態で収容されるとは、ＦＰＣ４０と収容部４４ａとの間に実質的に空気の層を形成せずに熱の伝達が可能となるような状態を意味するものであり、本実施形態のようにＦＰＣ４０と収容部４４ａとの間に接着層４４ｃを有している状態も含む。また、各端子４１ａ〜４１ｆは、放熱部材４４の上記交差する方向に開口する開口部４４ｆより突き出るように配置されている。

図５および図６に示すように、ＦＰＣ４０を収容した収容部４４ａの残りの空間には、樹脂部４４ｄが設けられている。樹脂部４４ｄは、フランジ２２とは別の樹脂材料であり、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）からなっている。なお、この樹脂部４４ｄは、ＰＯＭであってもよい。これにより、ＦＰＣ４０の放熱部材４４への固定強度がさらに向上する。

放熱部材４４は、収容部４４ａとは反対側の端部に、放熱部材４４がフランジ２２に埋設された状態で外側表面２４ａより突出する外壁面４５を有する。さらに、外壁面４５には、上方に延びる複数のフィン４６が一体的に形成されている。

収容部４４ａのうち、少なくとも開口部４４ｆの周縁には、フランジ２２に埋め込まれる埋設部４７が設けられている（図４を参照）。本実施形態における開口部４４ｆの周縁とは、開口部４４ｆの外周側であって開口部４４ｆを取り囲む部位を意味している。埋設部４７がフランジ２２に埋め込まれることにより、開口部４４ｆがフランジ２２によって閉塞される（図７を参照）。これにより、ＦＰＣ４０および放熱部材４４がフランジ２２に対して固定されるとともに、収容部４４ａ内が外部から隔離される。

また、その埋設部４７には、外側に突き出る二つの突起部４８が設けられている。これらの突起部４８は、それぞれ第一突起部４８ａおよび第二突起部４８ｂから構成されている。

第一突起部４８ａは、図４および図７に示すように、埋設部４７より、燃料タンク２の孔部３の軸線と交差する方向に突き出ている。第二突起部４８ｂは、第一突起部４８ａより、当該軸線に沿った方向に、埋設部４７と間隔をあけて突き出ている。この第一突起部４８ａおよび第二突起部４８ｂも埋設部４７と同じようにフランジ２２に埋め込まれている。

本実施形態では、第一突起部４８ａは埋設部４７より孔部３の軸線と交差する方向に突き出ており、第二突起部４８ｂは第一突起部４８ａの先端からフィン４６に向って突き出ている。図７に示すように、突起部４８は第一突起部４８ａおよび第二突起部４８ｂから構成されているので、埋設部４７がフランジ２２に埋め込まれると、埋設部４７と第二突起部４８ｂとの間にフランジ２２の樹脂材料が入り込むこととなる。第二突起部４８ｂの長さは、埋設部４７が埋め込まれた状態で、外側表面２４ａから突出しない程度の長さとなっている。

以上、ＦＰＣ４０および放熱部材４４について詳細に説明した。次に、フランジ２２についてさらに詳細に説明する。

フランジ２２に設けられている第一コネクタ２６は、上述した導線部材４２ａ〜４２ｄおよび第一コネクタハウジング２６ａからなっている。第二コネクタ２７は、導線部材４２ｅ、４２ｆおよび第二コネクタハウジング２７ａからなっている。

第一コネクタハウジング２６ａは、図３、図５に示すように、外側表面２４ａから上方に突き出るように本体部２４と一体的に形成されている。第一コネクタハウジング２６ａは、導線部材４２ａ〜４２ｄの他方の端部を外部に露出させるように、かつこれら導線部材４２ａ〜４２ｄを取り囲むように筒状に形成されている。導線部材４２ａ〜４２ｄの外部に露出されてない部分は、本体部２４の内部に埋め込まれている。

第二コネクタハウジング２７ａは、図６に示すように、内側表面２４ｂから下方に突き出るように本体部２４と一体的に形成されている。第二コネクタハウジング２７ａは、導線部材４２ｅ、４２ｆの他方の端部を外部に露出させるように、かつこれら導線部材４２ｅ、４２ｆを取り囲むように筒状に形成されている。導線部材４２ｅ、４２ｆの外部に露出されていない部分は、本体部２４の内部に埋め込まれている。

本実施形態では、フランジ２２が特許請求の範囲に記載の蓋部材に相当し、ＦＰＣ４０が特許請求の範囲に記載の制御部に相当する。そして、放熱部材４４の収容部４４ａにおける底部４４ｂが特許請求の範囲に記載の内壁面に相当する。さらに、第一コネクタハウジング２６ａが特許請求の範囲に記載の第一ハウジングに相当し、第二コネクタハウジング２７ａが特許請求の範囲に記載の第二ハウジングに相当する。また、導線部材４２ａ〜４２ｄが特許請求の範囲に記載の第一導線部材に相当し、導線部材４２ｅ、４２ｆが特許請求の範囲に記載の第二導線部材に相当する。

以上、フランジ２２の構造について詳細に説明した。次に、燃料供給装置６の作動を説明する。

ＦＰＣ４０は、ＥＣＵ９より要求信号を受ける。ＦＰＣ４０はその要求信号に応じて燃料ポンプ３４に供給する電力を制御する。燃料ポンプ３４は、供給された電力に応じて作動し、サクションフィルタ３５にて濾過された燃料を吸入し、加圧して、燃料フィルタ３６に向けて吐き出す。吐き出された燃料は、燃料フィルタ３６にて濾過され、プレッシャレギュレータ３９に向けて吐き出される。プレッシャレギュレータ３９は、燃料の圧力を調整し、圧力調整された燃料を燃料ホース２８に向けて吐き出す。圧力調整された燃料は、燃料ホース２８、燃料供給管２５、デリバリパイプ７および燃料噴射弁８を経由して内燃機関１０に供給される。

ここで、ＦＰＣ４０は、燃料ポンプ３４に供給する電力を制御する際、発熱する。この熱は、接着層４４ｃを介して放熱部材４４の収容部４４ａにおける底部４４ｂに伝達される。その後、その熱は、外壁面４５に形成されているフィン４６に伝わり、燃料タンク２の外側の空気などと熱交換され、外気に放出される。

次に、フランジ２２の製造過程について説明する。最初に、放熱部材４４の開口部４４ｆよりＦＰＣ４０を挿入し、収容部４４ａにＦＰＣ４０を収容する。その後、放熱部材４４の収容部４４ａにシリコーン系の接着剤を用いてＦＰＣ４０を接着する。次に、ＦＰＣ４０の各端子４１ａ〜４１ｆにそれぞれ導線部材４２ａ〜４２ｆを溶接などで接合する。導線部材４２ａ〜４２ｆは、図４に示すように、フランジ２２へ搭載されたときに、導線部材４２の他方の端部が第一コネクタハウジング２６ａ、第二コネクタハウジング２７ａに配置されるように折り曲げられている。

次に、ＦＰＣ４０を収容した収容部４４ａに、硬化することにより樹脂部４４ｄとなる溶融樹脂材料を充填する。このようにして、放熱部材４４にＦＰＣ４０が収容された一次成形品が製造される。

本実施形態では、上記一次成形品をインサート成形することによりフランジ２２を製造している。具体的には、本体部２４、燃料供給管２５、第一コネクタハウジング２６ａ、第二コネクタハウジング２７ａが形成可能な金型に、一次成形品を設置し、溶融樹脂を充填する。

これにより、収容部４４ａの開口部４４ｆが閉塞されるように埋設部４７がフランジ２２に埋設されるとともに、端子４１ａ〜４１ｆおよび導線部材４２ａ〜４２ｆの一部もフランジ２２に埋設される。このようにして、ＦＰＣ４０が搭載されたフランジ２２が製造される。

本実施形態では、上述したように、放熱部材４４の埋設部４７がフランジ２２に埋設されることにより、開口部４４ｆがフランジ２２によって閉塞される。このため、収容部４４ａに収容されているＦＰＣ４０は、外部から隔離されることとなる。よって、本実施形態では、開口部４４ｆを塞ぐための部材などを用いなくとも簡単な構造で内部のＦＰＣ４０を保護することができる。また、埋設部４７がフランジ２２に埋設されているため、放熱部材４４を締結手段などを使用せずにフランジ２２に強固に固定することができる。本実施形態によれば、簡単な構造でＦＰＣ４０を保護することができ、かつ放熱性に優れるフランジ２２を備える燃料供給装置６を提供することができる。

また、本実施形態では、インサート成形によりＦＰＣ４０および放熱部材４４を搭載したフランジ２２を製造しているため、収容部４４ａの液密および気密を高めることが容易にできる。このため、ＦＰＣ４０への水分やほこりなどの浸入をガスケットなしに実現することができる。

さらに加えて、本実施形態の放熱部材４４の外壁面４５は、本体部２４より突出している。これにより、燃料タンク２外の外気または燃料タンク２内の空気と蒸発燃料からなる混合気体に外壁面４５が触れるため、放熱部材４４の放熱性能が高まる。また、本実施形態では外壁面４５より熱を放熱する構造を採用しているため、従来技術のように金属製の燃料パイプなどに放熱部材を接続する必要がない。ゆえに、ＦＰＣ４０の固定位置を任意の位置とすることができる。フランジ２２の設計の自由度が増すため、フランジ２２の構造の簡単化に貢献できる。

さらに、本実施形態では、外壁面４５は燃料タンク２外に露出している。これによれば、放熱部材４４の放熱性を燃料タンク２内に露出させる場合に比べ、高くすることができる。これは、燃料タンク２内には燃料ポンプ３４が作動することにより燃料が暖められ、燃料タンク２内の温度が外気よりも上昇することがあるからである。

本実施形態では、外壁面４５に複数のフィン４６が設けられている。このことによれば、外壁面４５の表面積を大きくすることができるため、放熱部材４４の放熱性能を高めることができる。

加えて、放熱部材４４は、埋設部４７より突き出る突起部４８を有している。この構成によれば、放熱部材４４のフランジ２２に埋め込まれる部分の表面積が、突起部４８がない場合に比べ大きくなる。つまり、フランジ２２の樹脂材料と接触する面積が大きくなる。よって、放熱部材４４のフランジ２２に対する固定強度が増す。

さらに加えて、突起部４８は第一突起部４８ａと第二突起部４８ｂから構成されているため、フランジ２２が燃料により膨潤したり、熱により膨張したりして、突起部４８付近における樹脂材料がフランジ２２の軸線と交差する方向に移動しようとしても、この部分の移動は第二突起部４８ｂによって妨げられる。このため、放熱部材４４よりフランジ２２の樹脂材料が離れてしまうことによる放熱部材４４の固定強度の低下を抑制することができる。

上述したように突起部４８が第一突起部４８ａと第二突起部４８ｂとを有するため、放熱部材４４の固定強度の低下を効果的に抑制できる。このため、外壁面４５をフランジ２２の外側表面２４ａより突出させ、放熱部材４４とフランジ２２との接触面積を低下させても、放熱部材４４をフランジ２２に対する固定強度の低下を抑制することができる。これらの組合せによれば、放熱部材４４のフランジ２２に対する固定強度の確保と、放熱性の向上を両立することができるのである。

また、本実施形態では、電気絶縁性を有する本体部２４に第一コネクタハウジング２６ａ、第二コネクタハウジング２７ａを設け、本体部２４内に導線部材４２ａ〜４２ｆを埋設している。このため、コネクタハウジングを放熱部材４４に設ける必要がない。また、放熱部材４４に導線部材と放熱部材４４との電気的な絶縁を図る絶縁部材を設ける必要もない。このため、放熱部材４４の構造を簡単にすることができるとともに、部品点数の増加を抑制することもできる。

また、本実施形態では、収容部４４ａは下方および側方に向かって開口する開口部４４ｆを形成している。各端子４１ａ〜４１ｆは収容部４４ａの開口部４４ｆから収容部４４ａの外側に突き出るようにして配置されている。このように、形状の非常に簡単な開口部４４ｆを端子４１ａ〜４１ｆを外部に取り出すための通路として利用することができるので、放熱部材４４の構成の簡単化に貢献できる。

また、ＦＰＣ４０は、放熱部材４４の収容部４４ａにシリコーン系の接着剤にて接着されている。この構成によれば、ＦＰＣ４０の外表面および放熱部材４４の熱膨張率が異なり、両者が互いにずれたとしても、このずれを吸収することができる。このことによれば、接着層４４ｃを介するＦＰＣ４０と放熱部材４４との接触状態を維持することができる。これにより、両者の間に隙間が形成されることによる熱の伝達性能の低下を抑制することができる。

シリコーン系の接着剤は、例えばエポキシ系の接着剤に比べ、柔軟性に富んでいる。本実施形態は、このシリコーン系の接着剤の上記性質を利用したものである。このように、シリコーン系の接着剤を使用することによれば、ＦＰＣ４０の発熱により、ＦＰＣ４０および放熱部材４４がずれたとしても、これらのずれを吸収することができる。

１ 燃料供給システム、２ 燃料タンク、６ 燃料供給装置、７ デリバリパイプ、８ 燃料噴射弁、９ 電子制御装置（ＥＣＵ）、１０ 内燃機関、１１ バッテリ、１２ 燃料配管、２０ ポンプモジュール、２２ フランジ（蓋部材）、２４ 本体部、２４ａ 外側表面、２４ｂ 内側表面、２５ 燃料供給管、２５ａ 外側端部、２５ｂ 内側端部、２６ 第一コネクタ、２６ａ 第一コネクタハウジング（第一ハウジング）、２７ 第二コネクタ、２７ａ 第二コネクタハウジング（第二ハウジング）、２８ 燃料ホース、２９ 配線、３０ サブタンク、３１ シャフト、３２ コイルスプリング、３３ 挿入孔、３４ 燃料ポンプ（電気駆動式の燃料ポンプ）、３５ サクションフィルタ、３６ 燃料フィルタ、３７ フィルタケース、３８ フィルタエレメント、３９ プレッシャレギュレータ、４０ 燃料ポンプ制御装置（ＦＰＣ、制御部）、４１ 制御部、４１ａ〜ｆ 端子、４２ａ〜ｄ 導線部材（第一導線部材）、４２ｅ、ｆ導線部材（第二導線部材）、４４ 放熱部材、４４ａ 収容部、４４ｂ 底部（内壁面）、４４ｃ 接着層、４４ｄ 樹脂部、４５ 外壁面、４６ フィン、４７ 埋設部、４８ 突起部、４８ａ 第一突起部、４８ｂ 第二突起部

Claims (8)

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に供給する燃料供給装置において、
   前記燃料タンクに形成されている孔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駆動式の燃料ポンプと、
   前記蓋部材に搭載され、前記燃料ポンプに供給する電力を制御する制御部と、
   前記蓋部材よりも熱伝導率の高い金属製の材料にて形成され、前記制御部から発せられた熱を放出する放熱部材と、を備え、
   前記放熱部材は、開口部を形成し、前記開口部から挿入された前記制御部を内壁面に接触した状態で収容する収容部を有し、前記収容部のうち、少なくとも前記開口部の周縁が埋設部として前記蓋部材に埋設され、前記開口部が前記蓋部材によって閉塞されていることを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記収容部の外壁面が、前記蓋部材の表面より突出していることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
3. 前記放熱部材は、前記埋設部より外側に突き出ており、前記蓋部材に埋設される突起部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の燃料供給装置。
4. 前記突起部は、前記埋設部より前記燃料タンクの前記孔部の軸線と交差する方向に突き出る第一突起部と、前記第一突起部より前記燃料タンクの前記孔部の軸線に沿った方向に、前記埋設部と間隔をあけて突き出る第二突起部とよりなっ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. 前記収容部の外壁面が、前記蓋部材の表面より突出していることを特徴とする請求項４に記載の燃料供給装置。
6. 前記蓋部材は、電気絶縁性を有する樹脂材料から形成されており、
   前記蓋部材は、前記制御部と外部装置とを電気的に接続する第一導線部材を第一ハウジングに収容されてなる第一コネクタ、および前記制御部と前記燃料ポンプとを電気的に接続する第二導線部材を第二ハウジングに収容されてなる第二コネクタを有しており、
   前記蓋部材には、前記第一ハウジングおよび前記第二ハウジングがともに一体的に形成されており、前記第一導線部材の一端が前記制御部に電気的に接続され、他端が前記外部装置と電気的に接続されるように前記蓋部材内に埋設されるとともに、前記第二導線部材の一端が前記制御部に接続され、他端が前記燃料ポンプと電気的に接続されるように前記蓋部材内に埋設されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の燃料供給装置。
7. 前記収容部の外壁面は、前記蓋部材における前記燃料タンクの外側に面する部位より突出していることを特徴とする請求項１に記載の燃料供給装置。
8. 前記制御部と前記収容部の内壁面との間には、シリコーン系の接着剤よりなり、前記制御部と前記収容部の内壁面とを接着する接着層が設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の燃料供給装置。

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