JP4561708B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料タンク内の燃料を燃料ポンプによって燃料消費装置へ供給する燃料供給装置に関する。

車両では、燃料タンク内に燃料ポンプを配置し、この燃料ポンプによってガソリンなどの燃料をエンジンに供給するようにしている。この燃料ポンプは、制御装置によって運転制御されるが、この制御装置を燃料ポンプの開口部を覆う蓋部材に取り付けるようにしたものがある（特許文献１参照）。
特開２００５−１５５６０２号公報

特許文献１では、制御装置の主要部分である制御回路はケース内に収納されており、そのケースは、蓋部材に対して、弾性係合爪片を係合孔に挿入して結合させるスナップフィット結合により取り付けられている。このスナップフィット結合によりケースを蓋部材に取り付ける際、同時に、ケースに設けられた制御側コネクタを蓋部材に設けられたポンプ側コネクタに接続し、制御回路と燃料ポンプを直結コネクタで電気的に接続するようにしている。

燃料タンクは、車両の車体下部などに配設されていて、雨水、塵埃或いは道路に溜まった泥水などがかかり易い状況下にある。このため、上記の蓋部材のポンプ側コネクタのコネクタハウジングとケースの制御側コネクタのコネクタハウジングとの間にシール部材を介在させてコネクタ内に水や塵埃などが浸入しないようにしている。

ところが、蓋部材は、プラスチック、例えばＰＯＭ（ポリアセタール）製であるため、燃料タンク内のガソリンなどの燃料ガスを吸収して膨潤する。燃料膨潤すると、蓋部材が寸法変化を起こし、スナップフィット結合部分とコネクタとの位置関係が変化する。すると、スナップフィット結合部分がケースを動かす結果となり、ケースの制御側コネクタが蓋部材のポンプ側コネクタに対して片側へ位置ずれを起こし、シール部材によるシール効果がなくなり、水や塵埃などがコネクタ内に浸入し防水信頼性が損なわれてしまう。
一方、この防水信頼性を損なわないように蓋部材のスナップフィット部とケースのスナップフィット部を拘束されないように隙間を大きくすると車両走行時などの振動によりケースの制御側コネクタが保持できなくなる。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的は、蓋部材の燃料膨潤による寸法変化があっても、防水信頼性とコネクタ接続信頼性の両立が可能なように蓋部材のポンプ側コネクタに対して制御装置の制御側コネクタが位置ずれを生ずる恐れのない燃料供給装置を提供することにある。

請求項１の発明は、蓋部材のポンプ側コネクタおよび制御装置の制御側コネクタの接続端子を、制御装置による燃料ポンプの運転制御に必要な数を超えて設け、これら両コネクタの接続端子の接続による結合力によって制御装置を蓋部材に固定することを特徴とする。

コネクタどうしは、電気的接続を確実にするために、互いの接続端子が機械的にも結合する。このため、コネクタの接続端子の数を本来の燃料ポンプの運転制御に必要な数を超えて設けておくことにより、制御装置が車両走行時などの振動加速度に耐え得るコネクタ端子保持力を確保することができ、スナップフィットで制御装置を保持する必要がなくなる。

請求項２の発明は、請求項１の本来の燃料ポンプの運転制御に必要なコネクタの接続端子数を超える端子を本来の燃料ポンプの運転制御に使用するコネクタの接続端子と同じ部分に接続することで、冗長性を持たせることができる。

請求項３の発明は、請求項１の本来の燃料ポンプの運転制御に必要なコネクタの接続端子の数を増やさず、燃料ポンプの制御に必要な振動加速度に耐え得る端子サイズにすることで、請求項１と同様に制御装置が車両走行時などの振動加速度に耐え得るコネクタ端子保持力を確保できる。

請求項４の発明は、ポンプ側コネクタ中央に制御側コネクタの中央部を締結具によって結合することにより、制御装置を蓋部材に固定するので、蓋部材が燃料膨潤しても、拘束される締結部を中心に位置ずれするため、コネクタ内シール部材は均等に潰され燃料膨潤によるコネクタ防水信頼性を損なうことがない。

請求項５の発明は、ポンプ側コネクタのコネクタハウジングの高さが、蓋部材を燃料タンクの開口部に固定するための締付部材の蓋部材からの突出高さよりも高いので、蓋部材の上に溜まった水がコネクタ内に浸入することを防止できる。

以下、本発明を車両の燃料供給装置に適用した第１の実施形態につき、図１ないし図７ を参照しながら説明する。
図１に示す燃料タンク１は、車両の床下などに配設される。燃料タンク１の上面には、上向きに開放する円形の開口部２が設けられ、この開口部２は、プラスチック、例えばＰＯＭ（ポリアセタール）製の蓋部材３によって覆われている。

蓋部材３には、燃料タンク１内に突出するシャフト４が複数本固定されており、このシャフト４にサブタンク５が上下動可能に支持されている。サブタンク５は、シャフト４に挿入された圧縮コイルばね６により下方に付勢されて燃料タンク１の内底面に押し付けられている。このサブタンク５内には、燃料タンク１内のガソリンなどの燃料を燃料消費装置であるエンジン（図示せず）に供給するための燃料ポンプ７が設けられている。なお、サブタンク５には、燃料タンク１内の燃料をサブタンク５内に導入するための流入口８が形成されている。

前記蓋部材３は、リング状の締付部材９によって開口部２に締め付け固定されている。つまり、開口部２は、円筒状周壁１０を有し、その外周部に雄ねじ１１が形成されている。一方、締付部材９は、リング状で、内周部に雌ねじ１２を有し、また、上端部に内方に突出する内フランジ１３を有している。そして、蓋部材３を円筒状周壁１０の上端面に載置し、締付部材９の雌ねじ１２を円筒状周壁１０の雄ねじ１１に螺合して締め付けることにより、締付部材９の内フランジ１３が蓋部材３の周縁部分を円筒状周壁１０の上端面に締め付けて固定する。

蓋部材３の上面部には、燃料ポンプ７を制御する制御装置１４が設けられている。この制御装置１４の外殻は、図３に示すように、上下両面が開放されたケース１５、このケース１５の上下両側の開放口を閉鎖する放熱部材としての放熱板１６および底面板１７からなる。ケース１５は、プラスチック、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）製で、２個のコネクタハウジング１８，１９を一体に有している。なお、両コネクタハウジング１８，１９のうち、一方のコネクタハウジング１８は上向きに開放され、他方のコネクタハウジング１９は下向きに開放されている。ケース１５には、図４に示すように、複数個所にスナップフィット結合のための係合孔２０が形成されている。

底面板１７は、プラスチック、例えばＰＰＳ製で、上面にはその外周に沿って突条部２１が形成されている。これに対し、ケース１５の下面の開放口の周囲には、溝２２が形成されており、この溝２２には底面板１７の突条部２１が嵌合されている。そして、底面板１７は、溝２２と突条部２１との嵌合部分に塗布された接着剤Ａによってケース１５の底面部にその下面の開口を閉鎖するようにして固定されている。

放熱板１６は、金属、例えばアルミニウム製で、上面部に複数の放熱フィン１６ａを一体に有している。この放熱板１６の下面には、その外周縁より一回り小さな嵌合部１６ｂが突出されている。これに対し、ケース１５の上面部には、放熱板１６の嵌合部１６ｂを嵌入させる突条部２３が一体に突設されている。そして、放熱板１６は、嵌合部１６ｂと突条部２３との嵌合部分に塗布された接着剤Ｂによってケース１５の上面部にその開口を閉鎖するようにして固定されている。

ケース１５内の上部には、配線基板２４が配設されている。この配線基板２４は、放熱板１６の下面に接着剤Ｃによって固着され、その下面部分には、多数の電子部品２５が搭載されている。そして、これらの電子部品２５と、ケース１５内に配設されたチョークコイルやコンデンサなどの電気部品２６とで、前記燃料ポンプ７を制御する制御回路２７が構成されている。なお、電子部品２５は、ポッティング樹脂２８内に埋め込まれている。

底面板１７には、ケース１５内に向けて上方に突出する通気筒２９が一体に形成されている。この通気筒２９の高さは、制御装置１４のケース１５を蓋部材３に組み付けたとき、上端の蓋部材３上面からの高さＨ１が、締付部材９の内フランジ１３の蓋部材３上面からの高さｈよりも高くなるように定められている。そして、通気筒２９の上端には、図６にも示すように、水、泥、塵埃などの浸入防止用のフィルタ３０が装着されており、このフィルタ３０によって通気筒２９の中空内部である通気路２９ａの上部開口が覆われている。また、通気筒２９の下端には、通気路２９ａの下端開口を横断するようにして複数の桟部３１が一体に形成されている。なお、桟部３１は、平行桟部でも、格子状桟部であっても良い。

ところで、前記ケース１５には、導電路を構成する複数本の導電部材３２がインサート成形によって埋設されている。これら導電部材３２の一端部は、制御回路２７側に接続されている。そして、これら導電部材３２のうちの複数本は、その他端部をコネクタハウジング１８内に突出させている。また、別の複数本の導電部材３２は、その他端部をコネクタハウジング１９内に突出させている。そして、コネクタハウジング１８，１９内に突出する導電部材３２の端部は、接続端子３３，３４とされ、コネクタハウジング１８，１９と接続端子３３，３４とで、夫々コネクタを構成する。ここで、上向きに開放するコネクタハウジング１８側のコネクタを電源側コネクタ３５と称し、下向きに開放するコネクタハウジング１８側のコネクタを制御側コネクタ３６と称することとする。なお、電源側コネクタ３５には、電源のバッテリおよびＥＣＵに接続されたコネクタ（図示せず）が接続される。

制御側コネクタ３６の詳細は、図５に示されている。この図５において、コネクタハウジング１９内には、接続筒部１９ａが一体に形成されており、前記接続端子３４は、この接続筒部１９ａ内に下向きに突出している。接続筒部１９ａ内には、筒状の中継接続端子３７が配設されている。この中継接続端子３７の上下両側には、内方に絞られた圧接部３７ａ，３７ｂが形成されている。そして、中継接続端子３７の内側上部に接続端子３４が挿入され、中継接続端子３７の上側の圧接部３７ａが接続端子３４を両側から挟みつけるようにして当該接続端子３４に接続されている。また、接続筒部１９ａの上部外側には、ゴム製のシール部材３８が嵌合されている。なお、接続筒部１９ａの先端部には、キャップ３９が嵌着されていて、中継接続端子３７およびシール部材３８の抜け止めをしている。

制御側コネクタ３６には、ポンプ側コネクタ４１が接続される。このポンプ側コネクタ４１は、前記蓋部材３と一体に形成されたコネクタハウジング４２と、インサート成形により蓋部材３内に埋設され、一端側が燃料ポンプ７に接続し他端側がコネクタハウジング４２内に突出した複数本の接続端子４３とから構成されている。上記コネクタハウジング４２の高さ（蓋部材３上面からの突出高さ）Ｈ２は、締付部材９の蓋部材３上面からの突出高さｈよりも高くなっている。

この場合、ポンプ側コネクタ４１の接続端子４３が制御側コネクタ３６の中継接続端子３７内に挿入されて下側の圧接部３７ｂに両側から挟みつけられるようになる。これにより、接続端子３４および４３どうしが、中継接続端子３７を介して接続される。また、ポンプ側コネクタ４１のコネクタハウジング４２は、制御側コネクタ３６のコネクタハウジング１９の内側に嵌合され、シール部材３８を接続筒部１９ａとの間に挟み付ける。これにより、シール部材３８がポンプ側コネクタ４１のコネクタハウジング４２と制御側コネクタ３６の接続筒部１９ａとの間をシールして水などがコネクタハウジング４２内に浸入しないようにする。

ところで、本実施例の場合、燃料ポンプ７は直流モータを駆動源としており、燃料ポンプ７を運転制御するためには、プラス側に接続される導電線とマイナス側に接続される導電線の２本の道電線があれば良い構成となっている。このため、制御側コネクタ３６およびポンプ側コネクタ４１においても、接続端子３４および４３は、夫々２本ずつあれば足りる。しかしながら、本実施形態では、接続端子３４および４３は、２倍の４本ずつ設けられている。そして、接続端子３４は、２本ずつ制御回路２７の同一部分に接続され、接続端子４３は、２本ずつ燃料ポンプ７の同一部分に接続されている。このようにすることにより、燃料ポンプ７を制御するための通電路が２組設けられたこととなるので、一方が断路しても、他方によって燃料ポンプ７を制御することができる。

さて、蓋部材３への制御装置１４の固定は、主として制御側コネクタ３６をポンプ側コネクタ４１に接続することによって行われ、補助的にスナップフィット構造が採用されている。スナップフィット構造のために、制御装置１４のケース１５に設けられた前記係合孔２０に対応して蓋部材３には、図７に示すように、各係合孔２０について一対ずつの弾性係合爪片４４が一体に形成されている。これら弾性係合爪片４４は、先端部に係合爪４４ａを有している。

制御装置１４を蓋部材３に固定するには、各一対の弾性係合爪片４４が各係合孔２０内に挿入されるようにして制御装置１４の制御側コネクタ３６を蓋部材３のポンプ側コネクタ４１に嵌合させる。すると、ポンプ側コネクタ４１の接続端子４３が制御側コネクタ３６の中継接続端子３７に嵌合され、接続端子３４および４３どうしが、中継接続端子３７を介して接続される。同時に、ポンプ側コネクタ４１のコネクタハウジング４２がシール部材３８を制御側コネクタ３６の接続筒部１９ａとの間に挟み付ける。

そして、制御側コネクタ３６の接続端子３４がポンプ側コネクタ４１の接続端子４３に対して中継接続端子３７を介して接続されることにより、つまり中継接続端子３７の圧接部３７ａ，３７ｂが夫々制御側コネクタ３６の接続端子３４がポンプ側コネクタ４１の接続端子４３に圧接することにより、接続端子３４，４３どうしの電気的接続がなされると同時に、機械的連結がなされる。本実施形態では、通常、接続端子３４，４３は２本ずつあれば良いところ、４本ずつ設けられているので、機械的連結がより強固なものとなり、この接続端子３４，４３どうしの機械的連結によって制御装置１４のケース１５が蓋部材３に対して強固に取り付けられこととなる。

このとき、各係合孔２０内に挿入された弾性係合爪片４４は、係合孔２０に対し、前後左右に余裕（隙間）をもっている。このため、蓋部材３が燃料膨潤しても、制御側コネクタ３６に対するポンプ側コネクタ４１の嵌合位置は変化せず、弾性係合爪片４４が係合孔２０内で位置ずれを生ずることとなる。しかし、この弾性係合爪片４４の位置ずれについても、弾性係合爪片４４が係合孔２０の内面に強く当たってケース１５の位置をずらしてしまうといった事態を生ずる恐れがない。

このように、本実施形態では、蓋部材３の燃料膨潤による制御側コネクタ３６の位置ずれが防止できる。仮に、制御側コネクタ３６がポンプ側コネクタ４１に対して位置ずれを生ずると、コネクタハウジング４２と接続筒部１９ａとの間で全周が均一に圧縮されて良好なるシール効果を発揮していたシール部材３８が、一部分で圧縮力を弱められることとなり、その結果、その部分でのシール部材３８のシール効果が弱まり、そこから水や塵埃などがコネクタハウジング３８内に浸入することが考えられる。しかしながら、本実施形態によれば、制御側コネクタ３６の位置ずれを防止できるので、そのような事態の発生を未然に防止でき、長期に亘りシール部材３８の良好なるシール効果を期待することができる。

また、本実施形態では、ケース１５の上面を放熱板１６で覆い、放熱板１６とケース１５との接着部の最外周部分が垂直面において横向きになって現れるようにしたので、その接着面の最外周部分に車両の走行時に跳ね上げられた泥水などが溜まることを極力防止でき、接着部の信頼性を向上させることができる。また、放熱板１６に放熱フィン１６ａが形成されているので、車両走行による風を受け易く、制御回路２７の放熱性が向上する。

ところで、車両走行時には、タイヤが雨水などを跳ね上げたりするので、跳ね上げられた雨水が蓋部材３上にかかると、締付部材９の内フランジ１３が堤の役目をするため、そこに雨水が溜まる。本実施形態では、制御装置１４のケース１５を蓋部材３に組み付けたとき、ケース１５内を外部に連通させるための通気筒２９の蓋部材３上面からの高さＨ１が、締付部材９の内フランジ１３の蓋部材３上面からの高さｈよりも高くなるようにしたので、内フランジ１３の内側に溜まった雨水が通気筒２９からケース１５内に溢れ出るといったことを防止できる。

また、ポンプ側コネクタ４１のコネクタハウジング４２の上端の高さＨ２を、締付部材９の内フランジ１３の蓋部材３上面からの高さｈよりも高くなるようにしたので、内フランジ１３の内側に溜まった雨水がコネクタハウジング４２内に浸入するといった事態の発生をより一層効果的に防止できる。

図８および図９は本発明の第２の実施形態を示すもので、第１の実施形態との相違は、制御側コネクタ３６およびポンプ側コネクタ４１の接続端子３４および４３の数は、燃料ポンプ７の制御に必要な最低限の本数（本実施形態では夫々２本）とし、その代わりに、制御側コネクタ３６のコネクタハウジング１９の中央部に通し孔４５を形成し、この通し孔に締結具としてのセルフタッピングねじ４６を挿入して当該ねじ４６をポンプ側コネクタ４１のコネクタハウジング４２に螺着したところにある。
このように構成した本実施形態では、ねじ４６の締め付けにより、ケース１５を蓋部材３に固定できるので、上記第１の実施例と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施例に限定されるものではなく、以下のような拡張或いは変更が可能である。
第１の実施形態において、接続端子３４および４３の本数は、燃料ポンプ７の運転制御に必要な最小限の数を超えていれば良い。第１の実施形態では、燃料ポンプ７の運転制御に必要な最小限の本数は、２本であるから、接続端子３４および４３は、夫々３本以上あれば良い。
第１の実施形態において、制御側コネクタ３６およびポンプ側コネクタ４１の接続端子３４および４３は、必要最小限の数の２倍（夫々４本）としたが、３倍以上とし、全ての接続端子３４および４３を燃料ポンプ７側および制御回路２７側に接続して冗長性を高めても良い。この場合、制御回路２７および燃料ポンプ７に電気的に接続する接続端子３４および４３の数は夫々２本ずつとし、残りは制御装置１４の固定（機械的結合）を目的としたダミー端子としても良い。
接続端子３４および４３の配列形態は、一列に並べる形態、複数列に並べる形態、端子が偏平導体で横断面形状が長方形の場合に長辺を揃える形態、長辺の向きを９０度ずつ違える形態など種々考えられる。
締結具は、セルフタッピングねじ４６に限られず、リベットなどのかしめピンのようなものあっても良い。
係合孔２０と弾性係合爪片４４とは、必要に応じて設ければ良い。

本発明の第１の実施形態における燃料タンクを示す縦断側面図 燃料タンクの蓋部材および蓋部材上に取り付けた制御装置の平面図 制御装置の縦断側面図 一部破断して示す制御装置の底面図 負荷側およびポンプ側のコネクタを接続状態で示す縦断面図 制御装置の通気筒部分を示し、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は底面図 スナップフィット部分を示し、（ａ）は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図 本発明の第２の実施形態を示す図２相当図 図５相当図

符号の説明

図面中、１は燃料タンク、２は開口部、３は蓋部材、７は燃料ポンプ、９は締付部材、１４は制御装置、１５はケース、１６は放熱板、２０は係合孔、２９は通気筒、２９ａは通気路、３０はフィルタ、３１は、３３，３４は接続端子、３５は電源側コネクタ、３６は制御側コネクタ、３７は中継接続端子、３８はシール部材、４１はポンプ側コネクタ、４３は接続端子、４４は弾性係合爪片、４６はねじ（締結具）を示す。

Claims (5)

1. 燃料タンク内に設置され当該燃料タンク内の燃料を燃料消費装置へ供給する燃料ポンプと、この燃料ポンプの運転を制御する制御装置とを備え、前記燃料タンクに形成された開口部を覆うプラスチック製の蓋部材に、前記燃料ポンプに電気的に接続されたポンプ側コネクタを設け、前記制御装置に設けた制御側コネクタを前記ポンプ側コネクタに接続することにより、前記制御装置と前記燃料ポンプとを前記制御側コネクタおよび前記ポンプ側コネクタの二つの直結コネクタで電気的に接続した燃料供給装置において、
   前記ポンプ側コネクタおよび前記制御側コネクタの接続端子を、前記制御装置による前記燃料ポンプの運転制御に必要な数を超えて設け、これら両コネクタの接続端子を接続することにより、前記制御装置を前記蓋部材に固定するようにしたことを特徴とする燃料供給装置。
2. 前記ポンプ側コネクタおよび前記制御側コネクタの接続端子は、前記制御装置による前記燃料ポンプの制御に必要な数を超えて設けられ、前記ポンプ側コネクタおよび前記制御側コネクタの接続端子は、同じ部分に接続されていることを特徴とする請求項１記載の燃料供給装置。
3. 燃料タンク内に設置され当該燃料タンク内の燃料を燃料消費装置へ供給する燃料ポンプと、この燃料ポンプの運転を制御する制御装置とを備え、前記燃料タンクに形成された開口部を覆うプラスチック製の蓋部材に、前記燃料ポンプに電気的に接続されたポンプ側コネクタを設け、前記制御装置に設けた制御側コネクタを前記ポンプ側コネクタに接続することにより、前記制御装置と前記燃料ポンプとを前記制御側コネクタおよび前記ポンプ側コネクタの二つの直結コネクタで電気的に接続した燃料供給装置において、
   前記ポンプ側コネクタおよび前記制御側コネクタの接続端子は、前記制御装置による前記燃料ポンプの制御に必要な振動加速度に耐え得る端子サイズとされていることを特徴とする燃料供給装置。
4. 燃料タンク内に設置され当該燃料タンク内の燃料を燃料消費装置へ供給する燃料ポンプと、この燃料ポンプの運転を制御する制御装置とを備え、前記燃料タンクに形成された開口部を覆うプラスチック製の蓋部材に、前記燃料ポンプに電気的に接続されたポンプ側コネクタを設け前記制御装置に設けた制御側コネクタを、前記ポンプ側コネクタに接続することにより、前記制御装置と前記燃料ポンプとを前記制御側コネクタおよび前記ポンプ側コネクタの二つの直結コネクタで電気的に接続した燃料供給装置において、
   前記ポンプ側コネクタに前記制御側コネクタの中央部を締結具によって結合することにより、前記制御装置を前記蓋部材に固定するようにしたことを特徴とする燃料供給装置。
5. 前記燃料タンクの前記開口部は、上向きに開放され、
   前記蓋部材は、前記開口部にリング状の締付部材によって締め付け固定され、
   前記ポンプ側コネクタは、前記接続端子を囲むコネクタハウジングを有し、
   前記ポンプ側コネクタの前記コネクタハウジングは、前記蓋部材の上面に、当該蓋部材の上面からの前記締付部材の突出高さよりも高くなるように設けられてい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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