JPH0643834B2 - 燃料供給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は車両用エンジンに液体燃料を供給するための電
動式燃料ポンプを、燃料タンク内に設けたものにおい
て、該電動式燃料ポンプを制御するための制御回路部を
有効に冷却する構造をもった燃料供給装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来装置を第９図に基づいて説明する。従来の電動式燃
料ポンプ４は内部に直流電動機とポンプ部とを有し、該
電動式燃料ポンプの直流電動機はバッテリーからリード
線２４を介して供給される直流電圧によって回転せしめ
られる。従って、前記直流電動機の回転速度はバッテリ
ー電圧に応じてほぼ一定となる。よって、車両用エンジ
ンの燃料消費量が少ない時には余分な液体燃料を車両用
エンジンに供給することになってしまう。

第９図において９は圧力調整装置であり、電動式燃料ポ
ンプ４から吐出配管６を介して送られてきた余分な燃料
は帰還配管１０を介して燃料タンク２に戻される。

〔従来技術の問題点〕

上述のような従来装置においては、余分な燃料を電動式
燃料ポンプが送ることになるため、この電動式燃料ポン
プの消費電力が大きく、又耐久性の点でも不利であると
いう問題点があった。このため近年においては、電動式
燃料ポンプを電子回路又は電気回路を実装した制御回路
部によって速度制御する考え方が主流となってきてい
る。

ところが、電気回路又は電子回路を実装した制御回路部
を例えば特開昭５６−８８９８２号公報又は特開昭５６
−６４１８８号公報の如く燃料タンク２内の電動式燃料
ポンプ４内に一体的に設けるものでは該制御回路部内の
電気回路又は電子回路が液体燃料によって劣化し、信頼
性を失うという問題があった。このためには、制御回路
部を完全に液体燃料からシールすることが必要になり、
装置の大型化をまねいていた。

そこで、本発明は制御回路部を燃料タンク外部に取付け
る構造を基本とするものである。ところが、燃料タンク
外部へ制御回路部を設けると、制御回路部が燃料タンク
内の液体燃料によって直接冷却されることがなくなるた
め、この制御回路部の冷却構造をどのようにして達成す
るかが問題となった。本発明の目的は冷却作用が充分で
あり構造の小型な制御回路部分をもった電動式燃料ポン
プを有する燃料供給装置を提供することを目的とするも
のである。

〔本発明の概要〕

本発明に係わる電動式燃料ポンプの吐出口には吐出配管
を備え、この吐出配管は燃料タンクの開口部に取付けら
れた金属性カバーを貫通している。そして、燃料タンク
外部の電気吐出配管に接続され、車両用エンジンに供給
する燃料圧力を調整し、余剰燃料を燃料タンク内に戻る
圧力調整装置を有している。こ圧力調整装置からの余剰
燃料は、帰還配管を通って燃料タンク内に戻される。こ
のような燃料供給装置において、電動式燃料ポンプはこ
の電動式燃料ポンプを制御するための制御回路部を有
し、該制御回路部は電動式燃料ポンプの運転に伴って発
熱する。そして該制御回路部は燃料タンクの前記金属性
カバーに取付けられ、前記帰還配管内の液体燃料によっ
て冷却される。このとき、帰還配管内の液体燃料と前記
制御回路部との間には熱伝達の良好な伝熱部材が配設さ
れている。

〔作用〕

電動式燃料ポンプは制御回路部によって、速度制御され
るが、それでも若干の余剰燃料が発生し、該余剰燃料は
帰還配管を通って燃料タンク内へ戻る。そして、該帰還
配管内の液体燃料によって制御回路部の発熱が吸収され
る。

〔発明の効果〕

したがって、制御回路部が帰還配管内の液体燃料によっ
て良好に冷却されるため、制御回路部の大きさを小型に
しても、該制御回路部がオーバヒートることがなく、よ
って制御回路部を小型に構成できる。又、制御回路部は
燃料タンク外部に配設されているので、特別なシール構
造が不要であり、構造も簡単なものとすることができ
る。

〔実施例〕

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１実施例を第１図ないし第４図に基づいて説明する。

まず、全体構成を第３図を参照しながら説明する。１は
液体燃料であり、燃料タンク２内に満たされている。４
は電動式燃料ポンプであり、燃料タンク２内にブラケッ
ト２５によって取付けられている。そして、燃料ポンプ
４の吸込口には燃料フィルタ２３が接続されている。５
は燃料ポンプの吐出口であり、吐出配管６と接続されて
いる。吐出配管６は車両用エンジン３の燃料噴射弁２０
に接続され、該燃料噴射弁２０によって車両用エンジン
３の吸気管２１内に燃料を噴射する構造となっている。
２２は燃焼室である。

９は圧力調整装置であり、吐出配管６によって送られて
きた燃料のうち余分な燃料は帰還配管１０を通って燃料
タンク２内に戻される。１１は電動式燃料ポンプ４の制
御回路部であり、燃料タンク２の金属製カバー８の上に
実装されている。２６は金属製カバー８を燃料タンク２
に取付けるためのボルトである。

次に第１図において、金属製カバー８はガスケット２７
を介して燃料タンク２に圧接されている。この金属製カ
バー８上には支持金具２９を介してアルミニウムからな
るヒートシンク部材１３が装着されており、このヒート
シンク部材上には制御回路部１１を構成する半導体スイ
ッチング素子１９及びその他の回路素子を実装したプリ
ント基板３０が取付けられている。３１はプリント基板
３０をヒートシンク部材１３に取付けるためのビスであ
る。

２８は制御回路部１１を保護するカバーであり、該カバ
ー２８内に制御回路部１１並びにヒートシンク部材１３
が収納されている。そして、吐出配管６ならびに帰還配
管１０がカバー２８内を貫通しており、かつ吐出配管６
ならびに帰還配管１０は共にヒートシンク部材１３と、
その下の支持金具２９とに密接して配置されている。

第２図は燃料タンク２の開口部７を覆う金属製カバー８
の平面上に実装配置された制御回路部の内部配置を示す
ものである。第２図において、１３は切れ目３３，３４
を有する概略円板状のアルミニウムからなるヒートシン
ク部材であり、この上にインバータ回路を構成する半導
体スイッチング素子１９が直接ビスで取付けられてい
る。また３０は半円形状のプリント基板であり、ビス３
１によってヒートシンク部材１３上に取付けられてお
り、インバータ回路を構成する回路素子３２が該プリン
ト基板３０上に実装されている。

そして、吐出配管６と帰還配管１０とはヒートシンク部
材１３の切れ目３３，３４から上方に引き出されてい
る。これらの吐出配管６並びに帰還配管１０はヒートシ
ンク部材１３に密着しており、かつ支持金具２９にも密
着している。

電動式燃料ポンプ４はその内部にブラシレス電動機１８
が収納されており、該ブラシレス電動機によってポンプ
部分となる例えば再生ポンプが駆動されるものである。
そして、ブラシレス電動機１８はリード線２４を介して
制御回路部１１の半導体スイッチング素子１９から電力
を供給される。

ブラシレス電動機と半導体スイッチング素子１９との関
係を模式的に示したものが第４図である。この第４図に
おいて、１８はブラシレス電動機、１９は制御回路部１
１内の半導体スイッチング素子を示している。３５はキ
ースイッチ、３６はバッテリである。

上記構成について作動を説明する。第４図において、キ
ースイッチ３５が投入されると、制御回路部１１内の半
導体スイッチング素子１９のスイッチング作動によっ
て、その出力側に三相交流が発生する。すなわち、半導
体スイッチング素子１９は周知のインバータ回路を構成
するものである。ブラシレス電動機１８は一種の同期電
動機でありインバータ回路から供給された三相交流によ
って永久磁石を内部に持った回転子が回転するものであ
る。

これらのブラシレス電動機および半導体スイッチング素
子は周知の種々のものを適用可能であるが、例えば本件
出願人が先に提案した特願昭５９−４９２３８に係わる
電動機駆動回路を採用することができる。

第１図において、電動式燃料ポンプ４が回転すると、吐
出口５、吐出配管６を介して圧力調整装置９側に燃料が
送り出され、余剰の燃料が帰還配管１０を介して燃料タ
ンク２内に戻される。このとき、吐出配管６内および帰
還配管１０内を通る液体燃料によって、ヒートシンク部
材１３が冷却される。よって、このヒートシンク部材１
３上に実装された制御回路部１１の発熱はヒートシンク
部材１３を介して帰還配管１０内の燃料およびこの場合
は吐出配管６内の燃料に吸収される。よってこの第１図
ではヒートシンク部材１３が制御回路部１１の熱を燃料
に伝達する伝熱部材１２を構成している。

これによって、制御回路部には特別な大形の放熱フィン
等の放熱手段を設けることなく構成できるので、寸法が
小型になる。また、上記構造ではヒートシンク部材１３
の熱が支持金具２９を介して金属製カバー８にも伝達さ
れ、該金属製カバーならびにカバー２８を介して熱が大
気中に放散される。

次に第２実施例について説明する。

第５図および第６図において、第２実施例では制御回路
部１１内にチョッパー回路１７を実装したものである。

まず第６図において、１６は電動式燃料ポンプ４内に設
けられた直流整流子電動機であり、永久磁石の界磁を持
つものである。３７はフライホイールダイオード、１７
はチョッパー回路をなすトランジスタである。この第６
図の模式図ではキースイッチ３５が投入されると、図示
せぬ制御回路より送られた制御信号Ｐがトランジスタチ
ョッパー１７のゲートに加えられ、バッテリ３６の電圧
をチョッピング制御して、直流電動機１６に印加する。
そして、車両用エンジン３の回転数が高ければ高いほど
直流電動機１６の両端に印加される電圧の実効値が増大
するように、チョッパー回路１７がチョッピング制御さ
れるものである。

第６図のチョッパー回路１７は第５図のカバー２８内に
実装されている。３８は伝熱部材をなす金属薄板であ
り、該金属薄板は図示しない絶縁薄板を介して金属製カ
バー８上に密接して接着されている。１０は帰還配管で
あり、金属パイプからなり、金属製カバー８を貫通し、
この貫通部において金属製カバー８と金属製の帰還配管
１０とが溶接されている。

６は吐出配管であり金属製カバー８を貫通して外部に伸
びだしている。

上記構造において帰還配管１０は金属パイプからなり直
接金属製カバー８に溶接されているので該金属製カバー
８と帰還配管とは熱伝導の良好な状態で結合されてい
る。そして、この帰還配管１０に隣接して制御回路部１
１が金属製カバー８上に実装されている。よって電動式
燃料ポンプ４の運転に伴って発生した制御回路部１１の
熱は金属薄板３８と図示せぬ絶縁薄板を介して金属製カ
バー８に伝達され、さらに該金属製カバー８から帰還配
管１０を介して帰還配管１０内の液体燃料に伝達され
る。よって、この場合の伝熱部材１２は液体燃料と制御
回路部１１とを結ぶ金属薄板３８、絶縁薄板、金属製カ
バー８、溶接部３９、帰還配管１０から構成されてい
る。

次に第３実施例を第７図及び第８図に示して説明する。
この第３実施例は直流電動機の印加電圧を抵抗の短絡に
よって変化させるものである。第８図において、４０は
トランジスタであり、図示せぬ圧力検出器によって電動
式燃料ポンプ４の吐出口５に連通する吐出配管６内の燃
料圧力を検出し、該燃料圧力が所定値以上となった場合
にはトランジスタ４０がオンする構造となっている。４
１は常閉接点４２を駆動するリレーコイルであり、トラ
ンジスタ４０がオンするとリレーコイル４１が付勢され
て常閉接点４２が開離し、バッテリ３６と直流電動機１
６の間に抵抗４３を接続するようになっている。４４は
サージ吸収用ダイオードである。

第７図において、第８図に示した制御回路部１１すなわ
ちトランジスタ４０、リレーコイル４１、常閉接点４
２、抵抗４３、ダイオード４４がカバー２８内に実装さ
れている。そして、カバー２８内の制御回路部１１は前
述の第５図と同様に熱伝達の良好な結合状態で金属製カ
バー８に結合されている。また、金属製カバー８はこの
燃料タンク１側に多数の放熱フィン１４を持っている。
この放熱フィン１４は金属製カバー８に一体的に取付け
られ、該金属製カバー８の熱を外部に放散する構造とな
っている。

１０は帰還配管であり、金属製カバー８を貫通し、該金
属製カバー８の内側の燃料溜め１５内に挿入されてい
る。

燃料溜め１５は金属製カバー８と一体の放熱フィン１４
を囲むように設けられた密閉空間を形成する小型タンク
である。そして、該燃料溜め１５の他方にも帰還配管１
０が接続されている。よって帰還配管１０を通って圧力
調整装置側から戻ってきた液体燃料は燃料溜め１５内に
蓄えられ、該燃料溜め１５からオーバーフローする状態
で他方の帰還配管１０を介して燃料タンク２内に戻され
る構造となっている。

従って、帰還配管によって燃料が戻されている間は、燃
料溜め１５内には第７図のように燃料が満たされてお
り、該燃料は放熱フィン１４を濡らしている。よって、
制御回路１１の熱は金属製カバー８と放熱フィン１４と
を介して液体燃料に伝達され放熱される。よって、該実
施例の伝熱部材１２は金属製カバー８自体と放熱フィン
１４とを有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明装置の第１実施例を示すも
のであり、第１図は燃料タンク２の要部縦断面図、第２
図は第１図の矢印II方向から見た一部断面平面図、第３
図は全体模式構成図、第４図は電気回路を示す模式結線
図である。第５図は第２実施例を示す燃料タンク内の模
式断面図、第６図は第２実施例の模式結線図、第７図は
第３実施例を示す燃料タンク内の模式断面図、第８図は
第３実施例の模式電気結線図、第９図は従来装置の模式
全体構成図である。 １……液体燃料，２……燃料タンク，３……車両用エン
ジン，４……電動式燃料ポンプ，５……吐出口，６……
吐出配管，７……開口部，８……金属製カバー，９……
圧力調整装置，１０……帰還配管，１１……制御回路
部，１２……伝熱部材，１３……ヒートシンク部材，１
４……放熱フィン，１５……燃料溜め，１６……直流電
動機，１７……チョッパ回路，１８……ブラシレス電動
機，１９……半導体スイッチング素子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 瀬高 庸介 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 谷沢 成司 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液体燃料（１）を貯蔵する燃料タンク
   （２）、該燃料タンク（２）内に取付けられ該燃料タン
   ク内の前記液体燃料を該燃料タンク外部の車両用エンジ
   ン（３）に供給する電動式燃料ポンプ（４）、 前記電動式燃料ポンプの吐出口に接続された吐出配管
   （６）、 該吐出配管が貫通し前記燃料タンクの開口部（７）に取
   付けられ、該開口部を覆う金属製カバー（８）、 前記燃料タンク外部の前記吐出配管に接続され前記車両
   用エンジンに供給する燃料圧力を調整し余剰燃料を前記
   燃料タンク内に戻す圧力調整装置（９）、および 該圧力調整装置からの余剰燃料を前記燃料タンクに導
   き、かつ前記燃料タンクの前記金属製カバー（８）を貫
   通する帰還配管（１０）を備えた燃料供給装置におい
   て、 前記電動式燃料ポンプは該電動式燃料ポンプの運転に伴
   って発熱する制御回路部（１１）を有し、該制御回路部
   は前記燃料タンクの前記金属製カバーに取付けられ、か
   つ前記帰還配管内の前記液体燃料に熱伝達の良好な伝熱
   部材（１２）を介して熱的に結合されていることを特徴
   とする燃料供給装置。
2. 【請求項２】前記伝熱部材（１２）は前記制御回路部
   （１１）と前記金属製カバー（８）との間に配設された
   前記制御回路部のためのヒートシンク部材（１３）から
   なり、前記帰還配管（１０）は前記ヒートシンク部材に
   密着して固定されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の燃料供給装置。
3. 【請求項３】前記伝熱部材（１２）は前記燃料タンクの
   前記金属製カバーの内側に設けられた放熱フィン（１
   ４）から成り、該放熱フィンは前記金属製カバー内側に
   設けられた燃料溜め（１５）内に突出しており、該燃料
   溜めには前記帰還配管を通って前記燃料タンク内に帰還
   した前記液体燃料が満たされていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の燃料供給装置。
4. 【請求項４】前記電動式燃料ポンプ内には直流電動機を
   有し、前記制御回路部（１１）には前記直流電動機への
   供給電圧をチョッピング制御するチョッパ回路（１７）
   が設けられていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載の燃料供給装置。
5. 【請求項５】前記電動式燃料ポンプ内には、ブラシレス
   電動機（１８）を有し、前記制御回路部（１１）には前
   記ブラシレス電動機（１８）を駆動する半導体スイッチ
   ング素子（１９）が収納されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の燃料供給装置。