JP6526151B1 - 燃料ポンプモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】炎天下においても、燃料ポンプを制御するポンプ駆動回路の冷却が十分に行える燃料ポンプモジュールを得る。【解決手段】この発明による燃料ポンプモジュールは、燃料タンクに設けられる開口部を閉塞する蓋部材と、燃料タンクの内側に設けられる燃料ポンプと、燃料タンクの外側に設けられ、燃料ポンプを制御するポンプ駆動回路と、金属製の締結部材とを備えている。蓋部材には、燃料タンクの内側に向けて突出し、締結部材と締結可能な被締結部が設けられている。ポンプ駆動回路は、締結部材および被締結部によって、蓋部材に固定されている。【選択図】図２

Description

この発明は、燃料を貯蔵するための燃料タンクに取付けられ、燃料タンク内の燃料を主に内燃機関へ供給する燃料ポンプモジュールに関するものである。

従来の燃料ポンプモジュールには、燃料タンクの下方に開口部が設けられ、この開口部を閉塞する蓋部材に、燃料ポンプが支持されているものがある（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載された燃料ポンプモジュールにおいては、蓋部材の燃料タンク内側に、燃料ポンプを支持する支持部、および、燃料ポンプのポンプ吸入路に接続されるストレーナを収納するストレーナ収納部が、設けられている。また、蓋部材において、燃料タンク外側で、ストレーナ収納部に対向する位置には、燃料ポンプを駆動するポンプ駆動回路が配置されている。この燃料ポンプモジュールにおいては、ポンプ駆動回路で発生する熱を、蓋部材を介して、ストレーナ収納部に流れる燃料によって、冷却している。また、ポンプ駆動回路を収納する部材を金属材料とし、大気への放熱によって、さらに、ポンプ駆動回路で発生する熱の冷却を図っている。

特開２００２−３０３２１７号公報

しかしながら、この従来の燃料ポンプモジュールには、以下のような課題がある。特許文献１には、ポンプ駆動回路が駆動回路収納部材に固定される方法については、言及ざれていない。そのため、ポンプ駆動回路で発生する熱は、蓋部材を介して、ストレーナ収納部に流れる燃料に放散されていると考えられる。蓋部材は、熱伝導性の良くない合成樹脂材料によって作られている。したがって、ポンプ駆動回路で発生する熱を、蓋部材を介して、燃料に放熱するだけでは、ポンプ駆動回路の冷却を十分に行うことができない。

そのため、この特許文献１には、ポンプ駆動回路を収納する部材を、金属材料によって構成し、ポンプ駆動回路で発生する熱を大気へ放熱させることによって、冷却効果を高める構成が合わせて記載されている。しかしながら、二輪車においては、燃料タンクは、内燃機関の上方に近接して配置されることが多い。そのため、内燃機関から発生する熱の影響によって、燃料タンク外側の大気温は、上昇し、大気中への放熱は、困難となる。特に、炎天下においては、大気中への放熱は、さらに困難となる。したがって、特許文献１に記載された燃料ポンプモジュールでは、ポンプ駆動回路の冷却を十分に行うことができない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、炎天下においても、ポンプ駆動回路の冷却が十分に行える燃料ポンプモジュールを提供することを目的とするものである。

この発明による燃料ポンプモジュールは、燃料タンクに設けられる開口部を閉塞する蓋部材と、燃料タンクの内側に設けられる燃料ポンプと、燃料タンクの外側に設けられ、燃料ポンプを制御するポンプ駆動回路と、金属製の締結部材とを備える。蓋部材には、燃料タンクの内側に向けて突出し、締結部材と締結可能な被締結部が設けられる。ポンプ駆動回路は、締結部材および被締結部によって、蓋部材に固定される。

この発明による燃料ポンプモジュールでは、ポンプ駆動回路を、熱伝導性に優れた金属製の締結部材によって、蓋部材に固定している。また、被締結部は、燃料タンクに突出しており、燃料と接触する表面積が、燃料タンクに突出していない場合と比較して、増加している。この締結部材および被締結部を放熱に用いることによって、ポンプ駆動回路で発生した熱を、効率よく燃料へ放散することができる。

これにより、炎天下においても、ポンプ駆動回路の冷却が十分に行える燃料ポンプモジュールを提供することができる。

この発明の実施の形態１による燃料ポンプモジュールの斜視図である。 図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿って変位図示された縦断面図である。 図２における燃料ポンプの詳細を示す図である。 実施の形態２による燃料ポンプモジュールの変位図示縦断面図である。 実施の形態３による燃料ポンプモジュールの変位図示縦断面図である。

以下、本発明における燃料ポンプモジュールの実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、同一または相当部分については同一符号で示し、重複する説明は省略する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による燃料ポンプモジュールの斜視図である。この燃料ポンプモジュール１００は、二輪車の燃料タンクに取り付けられている。

燃料ポンプモジュール１００は、樹脂製の蓋部材２００、およびポンプケース３００を備えている。蓋部材２００は、支持部２０１、鍔部２０３、吐出パイプ部２０４、ポンプ駆動回路収納部２０５、および給電部２０７を備えている。支持部２０１は、一面が塞がれた円筒形状である。鍔部２０３は、支持部２０１の塞がれた一面の周囲に延設されている。支持部２０１には、燃料ポンプを収納しているポンプケース３００が、スナップフィット構造によって、掛り止めされている。

吐出パイプ部２０４、ポンプ駆動回路収納部２０５、および給電部２０７は、燃料タンク１０の外側に設けられている。吐出パイプ部２０４は、パイプ形状であり、図示されない内燃機関に燃料を供給吐出する。ポンプ駆動回路収納部２０５は、燃料ポンプ駆動回路を収納している。給電部２０７は、ポンプ駆動回路に電源供給するための外部電源が接続されるコネクタを構成している。

図２は、図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿って、変位図示された縦断面図である。燃料タンク１０の底には、円形の開口部１１が設けられている。ポンプケース３００および支持部２０１は、開口部１１から燃料タンク１０に挿入されている。鍔部２０３は、燃料タンク１０およびセットプレート２０によって挟持されている。セットプレート２０は、ボルト４０および、燃料タンク１０に設けられたボルト受け部１２によって螺着されている。これにより、燃料ポンプモジュール１００は、燃料タンク１０に固定される。燃料タンク１０および鍔部２０３の間には、シール部材３０が設けられている。シール部材３０は、開口部１１および蓋部材２００の間からの燃料の漏洩を防止している。

支持部２０１内には、サクションフィルタ収納部２０２が設けられている。サクションフィルタ収納部２０２には、サクションフィルタ５００が収納されている。サクションフィルタ５００は、燃料中の異物を除去するためのフィルタである。サクションフィルタ収納部２０２の上方においては、ポンプケース３００が、支持部２０１に取り付けられている。ポンプケース３００には、高圧フィルタ３０２、分岐部３０４、上部燃料通路３０５、および燃料ポンプ４００が設けられている。また、支持部２０１内には、蓋部材２００およびポンプケース３００によって、プレッシャーレギュレータ６００が挟持され、固定されている。

ポンプ駆動回路収納部２０５は、蓋部材２００を挟んで、サクションフィルタ収納部２０２に対向した位置にある。ポンプ駆動回路収納部２０５には、燃料ポンプ４００を制御するポンプ駆動回路２０８が収納されている。ポンプ駆動回路２０８は、片面実装基板で、パワートランジスタ、制御用ＩＣ、抵抗、コンデンサ等が、支持部２０１側と反対側である下側実装面に配置されている。ポンプ駆動回路２０８は、金属ネジ２０９、および支持部２０１に設けられたネジ受け部２０６によって、支持部２０１に螺着されている。ネジ受け部２０６は、燃料タンク１０内のサクションフィルタ収納部２０２に向けて突出して、形成されている。金属ネジ２０９のネジ頭２１９は、ポンプ駆動回路２０８に密着している。金属ネジ２０９は、締結部材を構成し、ネジ受け部２０６は、被締結部を構成する。ポンプ駆動回路２０８の上側のはんだ面および支持部２０１の間には、放熱シート２１０が挟持されている。また、ポンプ駆動回路収納部２０５は、封止されていないので、結露防止のために、ベントフィルタ２２０が備えられている。

ポンプ駆動回路２０８は、蓋部材２００にインサート成型され、給電部２０７（図１参照）内に設けられた、図示されていない給電端子から、ポンプ駆動回路収納部２０５に通じ、ポンプ駆動回路２０８にはんだ付けされた導線によって、電源が供給され、動作している。

燃料ポンプ４００は、ポンプ駆動回路２０８からの出力が、ポンプ駆動回路収納部２０５、蓋部材２００を貫通するようにインサート成型されている出力端子（図示なし）、およびハーネス（図示なし）を通り、燃料ポンプ４００のモータ端子４５３（図３参照）に供給されることによって、動作している。

図３は、図２における燃料ポンプ４００の詳細を示す図である。燃料ポンプ４００は、上方のモータ部４１０および下方のポンプ部４１１を有している。モータ部４１０は、モータハウジング４５０に内蔵されている。モータハウジング４５０は、モータ端子４５３、ステータ４５１および円筒形状のヨーク４５８が、一体成型されている。ヨーク４５８は、下方に開口しており、ヨーク４５８の係止段部４５９には、ポンプベース４０３が当接配置されている。ポンプベース４０３の下面には、ポンプカバー４０２が当接配置されている。係止段部４５９の下方端は、ポンプカバー４０２の内方にカシメ形成されている。このようなカシメによって、ポンプベース４０３およびポンプカバー４０２は、係止段部４５９に固着されている。ポンプベース４０３およびポンプカバー４０２の対向する面の間には、ポンプ室４０１が形成されている。

モータ部４１０は、モータ室４８０の中に、ステータ４５１およびロータ４７０を有している。円筒形状のステータ４５１は、ヨーク４５８の内側に配置されており、ヨーク４５８とともに、モータハウジング４５０に一体成型されている。ステータ４５１には、コイル４５２が巻回されている。

ロータ４７０は、ステータ４５１の内径側で、ステータ４５１と対向している。ロータ４７０は、円筒形状のマグネット４７１および回転軸４７２が、樹脂で一体成型されている。回転軸４７２の上端は、モータハウジング４５０に一体成型された上側軸受４５４によって、モータハウジング４５０に回転自在に支持されている。回転軸４７２の下端は、ポンプベース４０３に圧入された下側軸受４５５によって、ポンプベース４０３に回転自在に支持されており、ポンプカバー４０２に圧入されたスラスト軸受４０５に当接している。回転軸４７２の下端には、ポンプ室４０１に収納されているインペラー４０４が係合している。

ポンプカバー４０２に穿設されたポンプ吸入路４０６は、ポンプ室４０１に連通している。ポンプ吸入路４０６には、サクションフィルタ５００が圧入されている。ポンプ室４０１は、ポンプベース４０３に穿設され、モータ室４８０を経由して、燃料ポンプ４００の上方に設けられるポンプ吐出路４５６に連通している。ポンプ吐出路４５６は、モータハウジング４５０に成形されている。ポンプ吐出路４５６の内部には、燃料の逆流を防ぐ為のチェックバルブ４５７が配置されている。

図２に示すように、ポンプ吐出路４５６は、ポンプケース３００内の上部燃料通路３０５の一端に、Ｏリング３０１を介して、係合している。上部燃料通路３０５の他端は、ポンプケース３００内の高圧フィルタ３０２の上端に、熱板溶着によって接続されている。高圧フィルタ３０２の下端は、ポンプケース３００内の分岐部３０４に、Ｏリング３０３を介して、係合している。分岐部３０４は、プレッシャーレギュレータ６００に向かう通路と、蓋部材２００の吐出パイプ部２０４に向かう通路（図示せず）との二方向に分岐する。プレッシャーレギュレータ６００は、Ｏリング６０１を介して係合している。

燃料は、燃料タンク１０からサクションフィルタ収納部２０２に導入される。燃料は、サクションフィルタ５００から燃料ポンプ４００に導入される。燃料は、上部燃料通路３０５、高圧フィルタ３０２を通り、分岐部３０４に導入される。燃料は、プレッシャーレギュレータ６００によって、供給圧力を一定に保たれながら、吐出パイプ部２０４を通り、内燃機関に吐出される。

ポンプ駆動回路２０８で発生する熱は、金属ネジ２０９のネジ頭２１９から、金属ネジ２０９の本体、およびネジ受け部２０６を通り、燃料タンク１０内の燃料に逃がされる。金属ネジ２０９は、熱伝導性が高い。そのため、金属ネジ２０９のネジ頭２１９が、ポンプ駆動回路２０８に密着していることによって、効率的に放熱を行うことができる。また、ネジ受け部２０６が燃料タンク１０内に突出している。その場合、ネジ受け部２０６が燃料タンク１０内に突出していない場合と比較して、燃料と接触する表面積が増加するので、効率的に放熱を行うことができる。さらに、この放熱経路は、外気温に左右されない。したがって、炎天下においても、ポンプ駆動回路２０８の冷却を十分に行うことができる。

特に、ネジ受け部２０６は、サクションフィルタ収納部２０２に突出している。サクションフィルタ収納部２０２には、常に燃料が流れている。そのため、放熱によって、一時的に、燃料の一部の温度が上昇しても、燃料の流れによって、すぐに温度の低い燃料部分が流れてくるため、効果的に放熱を行うことができる。これにより、ポンプ駆動回路２０８の冷却を、効率的に行うことができる。

また、ポンプ駆動回路２０８の上側のはんだ面および支持部２０１の間には、放熱シート２１０が挟持されている。ポンプ駆動回路２０８で発生した熱の一部は、放熱シート２１０を介して、支持部２０１に伝導し、燃料によって冷却される。これにより、ポンプ駆動回路２０８に対する冷却効果を、さらに高めることができる。

このように、実施の形態１における燃料ポンプモジュール１００は、燃料タンク１０に設けられる開口部１１を閉塞する蓋部材２００と、燃料タンク１０の内側に設けられる燃料ポンプ４００と、燃料タンク１０の外側に設けられ、燃料ポンプ４００を制御するポンプ駆動回路２０８と、金属ネジ２０９とを備えている。蓋部材２００には、燃料タンク１０の内側に向けて突出し、金属ネジ２０９と締結可能なネジ受け部２０６が設けられている。ポンプ駆動回路２０８は、金属ネジ２０９およびネジ受け部２０６によって、蓋部材２００に固定されている。

ポンプ駆動回路２０８で発生した熱は、金属ネジ２０９のネジ頭２１９から、金属ネジ２０９の本体、およびネジ受け部２０６を通り、燃料タンク１０内において、燃料に逃がされる。金属ネジ２０９は、熱伝導性が高い。そのため、効率的に放熱が行える。また、この経路による放熱は、外気と熱交換するものではないので、外気温に直接依存しない。

これにより、炎天下においても、ポンプ駆動回路の冷却が十分に行える燃料ポンプモジュールを提供することができる。

実施の形態１における燃料ポンプモジュール１００は、燃料ポンプ４００を収納するポンプケース３００をさらに備えている。蓋部材２００は、ポンプケース３００を支持する支持部２０１を有している。支持部２０１には、燃料ポンプ４００のポンプ吸入路４０６に接続されるサクションフィルタ５００を収納するサクションフィルタ収納部２０２が設けられている。ネジ受け部２０６は、サクションフィルタ収納部２０２に突出して設けられている。サクションフィルタ収納部２０２には、常に燃料が流れている。そのため、放熱によって、一時的に、燃料の一部の温度が上昇しても、燃料の流れによって、すぐに温度の低い燃料部分が流れてくる。これにより、ポンプ駆動回路２０８の冷却を、より効率的に行うことができる。

蓋部材２００と、ポンプ駆動回路２０８との間に、放熱シート２１０が設けられている。これにより、ポンプ駆動回路２０８に対する冷却効果を、さらに高めることができる。

実施の形態２．
次に、実施の形態２における燃料ポンプモジュールについて、図４を用いて説明する。実施の形態２では、蓋部材２００に、金属部材がインサート成型されている。

図４は、この発明の実施の形態２による燃料ポンプモジュールの縦断面図である。実施の形態２による燃料ポンプモジュール１０１では、蓋部材２００のネジ受け部２０６において、金属ネジ２０９と締結可能な雌ねじを有するネジ受け金属２１１がインサート成型されている。ネジ受け金属２１１は、第１の金属部材を構成する。

ポンプ駆動回路２０８で発生する熱は、金属ネジ２０９およびネジ受け部２０６を介して、燃料タンク１０の燃料によって、冷却される。その場合、ネジ受け部２０６に伝えられた熱は、ネジ受け金属２１１によって、効率よくネジ受け部２０６に広げられ、燃料と接触する表面積が増加している。そのため、ポンプ駆動回路２０８で発生する熱は、燃料に、さらに伝わりやすくなっている。これにより、ポンプ駆動回路２０８の冷却を、さらに効率的に行うことができる。

実施の形態２における燃料ポンプモジュール１０１では、蓋部材２００には、ネジ受け部２０６において、金属ネジ２０９と締結可能なネジ受け金属２１１がインサート成型されている。これにより、ポンプ駆動回路２０８の冷却を、さらに効率的に行うことができる。

実施の形態３．
次に、実施の形態３における燃料ポンプモジュールについて、図５を用いて説明する。実施の形態３では、蓋部材２００にヒートシンクがインサート成型されている。

図５は、この発明の実施の形態３による燃料ポンプモジュールの縦断面図である。実施の形態３による燃料ポンプモジュール１０２では、蓋部材２００に、ヒートシンク２１２がインサート成型されている。ヒートシンク２１２には、ネジ受け部２０６にネジ受け金属２１１が設けられている。ヒートシンク２１２には、蓋部材２００の側に、線状に突出したフィンを有する金属板２１３が、ポンプ駆動回路２０８に対向して、設けられている。ヒートシンク２１２の燃料タンク１０側は、蓋部材２００の樹脂で覆われている。また、ヒートシンク２１２およびポンプ駆動回路２０８の間には、放熱シート２１０が設けられている。金属板２１３は、第２の金属部材を構成する。

ポンプ駆動回路２０８で発生する熱は、金属ネジ２０９およびネジ受け金属２１１を通り、燃料タンク１０の燃料によって、冷却される。また、ポンプ駆動回路２０８で発生する熱の一部は、放熱シート２１０を介して、ヒートシンク２１２に伝えられる。ヒートシンク２１２に伝えられた熱は、蓋部材２００を介して、燃料タンク１０内の燃料によって、冷却される。ヒートシンク２１２によって、ポンプ駆動回路２０８の冷却を、さらに効率的に行うことができる。この場合、ヒートシンク２１２において、燃料タンク１０と反対側は、ポンプ駆動回路収納部２０５内に露出している。そのため、ヒートシンク２１２は、ポンプ駆動回路２０８からの熱を受けやすくなっている。

ヒートシンク２１２およびポンプ駆動回路２０８の間には、放熱シート２１０が設けられている。そのため、ポンプ駆動回路２０８で発生する熱は、ヒートシンク２１２に、さらに伝わりやすくなっている。また、ヒートシンク２１２には、フィンが設けられている。そのため、ヒートシンク２１２の放熱性を良くすることができる。また、ヒートシンク２１２の燃料タンク１０側は、支持部２０１の樹脂で覆われている。そのため、燃料タンク１０の密閉性を確保することができる。

実施の形態３における燃料ポンプモジュール１０２では、蓋部材２００には、ポンプ駆動回路２０８に対向する金属板２１３と、ネジ受け部２０６に、金属ネジ２０９と締結可能なネジ受け金属２１１とが、一体化されたヒートシンク２１２がインサート成型されている。このような構造を採ることによって、ポンプ駆動回路２０８で発生する熱の一部は、ヒートシンク２１２に伝えられ、支持部２０１を介して、燃料タンク１０内の燃料によって、冷却される。これにより、ポンプ駆動回路２０８の冷却を、さらに効率的に行うことができる。

ヒートシンク２１２と、ポンプ駆動回路２０８との間に、放熱シート２１０が設けられている。そのため、ポンプ駆動回路２０８で発生する熱は、さらに、ヒートシンク２１２に伝わりやすくなっている。これにより、ポンプ駆動回路２０８の冷却を、さらに効率的に行うことができる。

１０ 燃料タンク、１１ 開口部、１００，１０１，１０２ 燃料ポンプモジュール、２００ 蓋部材、２０１ 支持部、２０２ サクションフィルタ収納部、２０６ ネジ受け部（被締結部）、２０８ ポンプ駆動回路、２０９ 金属ネジ（締結部材）、２１０ 放熱シート、２１１ ネジ受け金属（第１の金属部材）、２１２ ヒートシンク、２１３ 金属板（第２の金属部材）、３００ ポンプケース、４００ 燃料ポンプ、４０６ ポンプ吸入路、５００ サクションフィルタ。

Claims (6)

1. 燃料タンクに設けられている開口部を閉塞する蓋部材と、
   前記燃料タンクの内側に設けられている燃料ポンプと、
   前記燃料タンクの外側に設けられ、前記燃料ポンプを制御するポンプ駆動回路と、
   金属製の締結部材と、
   を備え、
   前記蓋部材には、前記燃料タンクの内側に向けて突出し、前記締結部材と締結可能な被締結部が設けられ、
   前記ポンプ駆動回路は、前記締結部材および前記被締結部によって、前記蓋部材に固定されている、
   燃料ポンプモジュール。
2. 前記燃料ポンプを収納するポンプケースをさらに備え、
   前記蓋部材は、前記ポンプケースを支持する支持部を有し、
   前記支持部には、前記燃料ポンプのポンプ吸入路に接続されるサクションフィルタを収納するサクションフィルタ収納部が設けられ、
   前記被締結部は、前記サクションフィルタ収納部に突出して設けられている、
   請求項１に記載の燃料ポンプモジュール。
3. 前記蓋部材には、前記被締結部において、前記締結部材と締結可能な第１の金属部材がインサート成型されている、
   請求項１または２に記載の燃料ポンプモジュール。
4. 前記蓋部材と、前記ポンプ駆動回路との間に、放熱シートが設けられている、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の燃料ポンプモジュール。
5. 前記蓋部材には、
   前記被締結部に設けられ、前記締結部材と締結可能な第１の金属部材と、
   前記ポンプ駆動回路に対向する第２の金属部材とが、
   一体化されたヒートシンクがインサート成型されている、
   請求項１または２に記載の燃料ポンプモジュール。
6. 前記ヒートシンクと、前記ポンプ駆動回路との間に、放熱シートが設けられている、
   請求項５に記載の燃料ポンプモジュール。

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