KR101266597B1

KR101266597B1 - 연료공급장치

Info

Publication number: KR101266597B1
Application number: KR1020110072268A
Authority: KR
Inventors: 히데오 미츠도우; 마사루 히라이와
Original assignee: 미쓰비시덴키 가부시키가이샤
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2011-07-21
Publication date: 2013-05-22
Also published as: JP2012102624A; CN102465804A; KR20120049117A; TW201229381A; CN102465804B

Abstract

< 과제 > 차량의 종류와 관계없이, 작은 배기량으로부터 큰 배기량의 차량에 대응할 수 있는 연료공급장치를 제공한다.
< 해결 수단 > 연료탱크(2)의 개구부(2a)를 덮는 장착브라켓(10)과, 이 장착브라켓(10)에 장착되어 연료탱크(2) 내의 연료(1)를 토출하는 연료펌프모듈(100)과, 장착브라켓(10)에 고착되어 차량측 커넥터(300)로부터 공급되는 전력을 연료펌프모듈(100)에 공급하는 펌프 커넥터(5)와 차량측 커넥터(300)와의 사이에 개재되는 중간 커넥터부(200)를 구비하며, 중간 커넥터부(200)는, 연료펌프모듈(100)의 모터부(30)의 구동전류를 제어하는 제어회로(15)와, 펌프 커넥터(5)에 전기적으로 결합되는 제1 결합부(16)와, 차량측 커넥터(300)에 전기적으로 결합되는 제2 결합부(17)를 가지고 있다. 제1 결합부와 제2 결합부는 한쪽이 암이며 다른 한쪽이 수로 이루어지는 암수형상의 접점을 가진다.

Description

연료공급장치{FUEL SUPPLY DEVICE}

본 발명은, 연료탱크 내에 설치되는 연료펌프를 제어하는 제어회로를 가지는 연료공급장치에 관한 것이다.

종래의 연료공급장치는, 연료탱크 내에 설치되는 연료펌프의 동작을 제어하는 제어회로를 연료탱크의 개구부를 막는 뚜껑부재인 연료펌프의 장착브라켓의 상면에 설치한 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허 문헌 1의 도 2 참조).

특허 문헌 1 : 일본국 공개특허공보 특개2006-161599호 공보

종래의 연료공급장치는, 연료펌프의 제어회로를 연료탱크의 개구부를 막는 뚜껑부재인 연료펌프의 장착브라켓의 상면에 설치하고, 차량측 커넥터로부터 펌프 커넥터에 전력을 공급함과 아울러, 제어회로에 의해 연료펌프의 구동을 제어하고 있다. 그러나, 큰 배기량의 차량에서는, 통전전류가 커져 제어회로가 대형화하기 때문에 장착브라켓 상면으로의 설치가 곤란하게 되어 장착브라켓으로부터 떨어진 장착장소에 장착할 필요가 있다. 한편, 이륜차, 예를 들면, 125 cc 이하의 작은 배기량의 차량에서는, 장착공간이 한정되기 때문에 장착브라켓의 상면으로의 설치가 필요하다. 이 때문에, 제어회로로서 장착브라켓에 설치하는 것과 장착브라켓으로부터 떨어진 장소에 설치하는 것을 준비해야 하며, 각각 전용의 장착브라켓이 필요하게 되어, 그것을 제작하는 금형 비용이 비싸진다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은, 상기와 같은 문제를 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 차량의 종류에 상관없이, 장착브라켓을 복수 종류 준비하지 않고, 작은 배기량의 차량에서부터 큰 배기량의 차량에 대응할 수 있는 연료공급장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 장착브라켓에 장착되어 있는 연료펌프 이외의 기능부품인 예를 들면, 액면검출장치 등으로부터 출력되는 신호를 제어회로와는 별도의 리드와이어를 이용하지 않고 용이하게 차량측의 장치에 송출할 수 있도록 한 것이다.

본 발명과 관련되는 연료공급장치는, 연료탱크에 장착되어 상기 연료탱크 내의 연료를 상기 연료탱크 바깥으로 공급하는 연료공급장치로서, 상기 연료탱크에 형성된 개구부를 덮는 장착브라켓과, 이 장착브라켓에 장착되어 상기 연료탱크 내의 연료를 토출하는 연료펌프모듈과, 상기 장착브라켓에 고착되어 차량측 커넥터로부터 공급되는 전력을 상기 연료펌프모듈에 공급하는 펌프 커넥터와, 상기 펌프 커넥터와 상기 차량측 커넥터와의 사이에 전기적으로 접속되는 중간 커넥터부를 구비하며, 상기 중간 커넥터부는 상기 연료펌프모듈의 모터부의 구동전류를 제어하는 제어회로와, 상기 펌프 커넥터에 착탈되는 제1 결합부와, 상기 차량측 커넥터에 착탈되는 제2 결합부를 가지며, 상기 제1 결합부와 상기 제2 결합부는 한쪽이 암(雌)이며 다른쪽이 수(雄)로 이루어지는 암수형상의 접점을 가진다.

본 발명의 연료공급장치는, 연료펌프모듈의 구동전류를 제어하는 제어회로를 이 제어회로를 수납하는 중간 커넥터부에 설치하고, 이 중간 커넥터부는 연료펌프모듈의 펌프 커넥터에 전기적으로 결합되는 제1 결합부와 차량측 커넥터에 전기적으로 결합되는 제2 결합부를 가지며, 제1 결합부와 제2 결합부는 암수형상으로 형성되어 있으므로, 차량의 종류에 대응하여 장착브라켓의 상면부 또는 장착브라켓 이외의 장착장소에 장착할 수 있어 복수의 차량의 종류에 대해서 장착브라켓을 복수 종류 준비할 필요가 없다. 또한, 액면검출장치 등으로부터 출력되는 신호를 제어회로와는 별도의 리드와이어를 이용하지 않고 용이하게 차량측의 장치에 송출할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시형태 1과 관련하는 연료공급장치를 나타내는 평면도이다.
도 2는 실시형태 1의 연료펌프모듈을 단면에서 나타내는 측면도이다.
도 3은 실시형태 1에서 사용되는 중간 커넥터부의 확대단면도이다.
도 4는 실시형태 1에서 사용되는 제어회로의 확대평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시형태 1과 관련하는 다른 형태의 중간 커넥터부를 사용한 연료공급장치를 나타내는 평면도이다.

실시형태 1

도 1은, 본 발명의 실시형태 1과 관련하는 연료공급장치와 차량측 커넥터를 나타내고 있다. 본 발명과 관련하는 연료공급장치(1000)는, 도 2에 그 측단면을 나타내는 연료펌프모듈(100)과, 이 연료펌프모듈(100)에 커넥터 접속되는 중간 커넥터부(200)로 이루어진다. 중간 커넥터부(200)에는 전원공급용의 차량측 커넥터(300)가 더 커넥터 접속된다.

도 2를 참조하면, 연료공급장치(1000)는, 연료펌프모듈(100)과, 후술하는 제어회로(15)가 수납된 중간 커넥터부(200)로 구성되어 있고, 예를 들면, 이륜차에서, 연료펌프모듈(100)은 연료(1)를 저장하는 연료탱크(2)의 개구부(2a)에 기밀부재인 패킹(3)을 개재하여 장착되며, 중간 커넥터부(200)를 통해서 차량측 커넥터(300)로부터 전력이 공급되고 있다.

먼저, 연료펌프모듈(100)의 구조를 설명한다. 연료펌프모듈(100)은, 예를 들면, 폴리아세탈수지 등의 열가소성수지로 형성되며, 연료탱크(2) 내의 연료(1)를 토출하는 토출파이프(4), 중간 커넥터부(200)로부터 공급된 전력을 후술하는 모터부(30)에 공급하는 펌프 커넥터(5)가 형성된 장착브라켓(10), 펌프 베이스(6) 및 펌프 커버(7)에 임펠러(8)를 수용하여 구성된 펌프부(20), 펌프부(20)를 구동하는 스테이터부(9)와 로터부(11)로 구성되는, 소위, 브러시리스 모터인 모터부(30), 토출파이프(4)로부터 토출되는 연료를 여과하는 토출필터(12), 펌프부(20)에 유입하는 연료(1)를 여과하는 흡입필터(13), 연료탱크(2) 내의 연료(1)의 액면레벨을 플로우트에 의해 검출하고 펌프 커넥터(5)로부터 중간 커넥터부(200), 차량측 커넥터(300)(도 1 참조)를 통하여 도시하지 않은 차량측의 연료레벨 표시장치에 연료(1)의 액면레벨신호를 출력하는 액면검출장치(14)로 구성되어 있다.

본 실시형태에 있어서의 펌프의 형식은 이른바 터빈펌프이다. 원반모양으로 형성된 임펠러(8)는 펌프 베이스(6) 및 펌프 커버(7)에 의해 그 표리 양면 측으로부터 끼워지도록 하여 수용되며, 로터부(11)에 중심부가 걸어맞춰짐과 아울러 회전가능하게 형성되어 있다. 임펠러(8)의 외주측 그리고 펌프 베이스(6) 및 펌프 커버(7)의 임펠러(8)에 대향하는 측에는, 각각 C자 모양의 펌프유로가 형성되어 있으며, 연료탱크(2) 내의 연료(1)는 펌프 커버(7)에 결합된 흡입필터(13)에서 여과되어 임펠러(8)의 회전에 의해 펌프유로 내를 흐르면서 승압되어 모터부(30) 측으로 압송된다. 펌프부(20)로부터 모터부(30) 측으로 압송된 연료는, 스테이터부(9)와 로터부(11)와의 틈을 지나 토출파이프(4)를 통하여 도시하지 않은 엔진에 공급된다.

모터부(30)는, 브러시리스 모터가 채용되어 있다. 스테이터부(9)는, 자성체로 이루어지는 스테이터 코어에 코일이 감겨져 있다. 원통형상의 로터부(11)는, 예를 들면, PPS(폴리페닐렌설파이드, polyphenylene sulfide) 등의 열가소성수지재에 자기성분을 이겨넣어 원통형상으로 형성된 플라스틱 마그넷이며, 스테이터부(9)의 스테이터 코어와 서로 마주보는 외주면측에 회전방향으로 교대로 다른 자극(磁極)을 형성하도록 착자되어 있다.

또한, 스테이터부(9)의 코일에는 차량측 커넥터(300)로부터, 중간 커넥터부(200) 및 펌프 커넥터(5)를 통하여 삼상 교류 전류가 공급되며, 스테이터부(9)는 원주방향으로 회전자계를 발생시키도록, 예를 들면 스타 결선(star-connection)되어 있다.

연료펌프모듈(100)의 상부를 덮는 브라켓(10)에는, 도면에서 수평방향으로 착탈구를 가지는 펌프 커넥터(5)가 설치되어 있다. 펌프 커넥터(5)에는 나중에 상세하게 설명하는 중간 커넥터부(200)가 커넥터 접속된다. 또한, 도 2에는 나타내지 않았지만, 중간 커넥터부(200)에는 후방으로부터 차량측 커넥터(300)가 커넥터 접속되도록 되어 있다.

다음으로, 도 1을 참조하여, 연료펌프모듈(100)과 중간 커넥터부(200)와 차량측 커넥터(300)에 대해서 설명한다. 연료펌프모듈(100)의 펌프 커넥터(5)는, 브라켓(10)에 일체로 형성된 케이스로 이루어지며, 도 2에서의 수평방향의 한쪽 방향으로 개구하고 있다. 케이스 내부에는 모터부(30)에 접속된 핀(5a)과 액면검출장치(14)에 접속된 핀(5b)이 설치되어 있다.

중간 커넥터부(200)는, 연료펌프모듈(100)의 모터부(30)로의 구동전류를 제어하는 제어회로(15)를 구비하고 있다. 제어회로(15)는 도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 케이스에 수납된 인쇄회로기판(15a)의 표면에 제어신호를 발생시키는 집적회로(15b), 전해콘덴서(15c), 스위칭소자(15d), 접속단자(16a)의 일단이 감삽(嵌揷)되어 납땜에 의해 전기적으로 고착되는 접속구멍(15e), 접속단자(17a)의 일단이 감삽되어 납땜에 의해 전기적으로 고착되는 접속구멍(15f) 및 스위칭소자(15d)와의 사이를 접속하는 접속도체(15g)가 설치된 제어 신호부를 형성하고 있다. 제어 신호부는 소정의 동작에 의해 연료펌프모듈(100)의 모터부(30)의 구동전류를 제어한다. 또한, 인쇄회로기판(15a) 상에는, 액면검출장치(14)의 액면레벨신호를 연료펌프모듈(100)로부터 차량측 커넥터(300)로 패스쓰루(pass-through)하는 패스쓰루도체(15j)가 인쇄회로배선에 의해 형성되고, 또한 패스쓰루도체(15j)로의 접속구멍(15h, 15i)이 마련되어 있다. 또한, 접속단자(16a, 16b)의 일단 및 접속단자(17a, 17b)의 일단은 각각 L형 형상으로 형성되어 있으며, 인쇄회로기판(15a)에 대해서 동일방향으로부터 감삽되어 있어 접속구멍(15e, 15f, 15h, 15i)와의 납땜이 용이하다.

이상과 같이 구성된 중간 커넥터부(200)는, 제어회로(15)가 제1 결합부(16)와 제2 결합부(17)를 가진 케이스 내에 수납된 상태에서, 예를 들면, 실리콘수지 등의 포팅(potting)제(19)가 충전되어 외부로부터의 물, 티끌의 침입에 대해서 보호된다.

중간 커넥터부(200)는, 제어회로(15)의 케이스의 일단에 제1 결합부(16)를, 반대단에 제2 결합부(17)를 각각 제어회로(15)와 일체로 마련하고 있다. 제1 결합부(16)는 전방으로 개방구를 가지며, 내부에는 제어회로(15)의 접속구멍(15e, 15h)에 접속된 암형의 접속단자(16a, 16b)가 마련되어 있어 제1 결합부(16)를 펌프 커넥터(5)에 장착할 때, 핀(5a, 5b)에 커넥터 접속하도록 되어 있다. 제2 결합부(17)는 후방에 개방구를 가지며, 내부에는 제어회로(15)의 접속구멍(15f, 15i)에 접속된 수형의 접속단자(17a, 17b)가 마련되어 있어 차량측 커넥터(300)에 장착될 때, 핀 암형 접속단자(18a, 18b)에 커넥터 접속하도록 되어 있다. 제1 결합부(16)의 접속단자(16a, 16b)와 제2 결합부(17)의 접속단자(17a, 17b)는 암수의 관계에 있는 암수형상으로 형성되어 있다.

또한, 제1 결합부(16)와 제2 결합부(17)는, 제어회로(15)를 사이에 두고 반대방향으로 동일 선상에 배치되어 있다. 따라서, 중간 커넥터부(200)를 펌프 커넥터(5) 및 차량측 커넥터(300)에 착탈할 때에는, 착탈을 동일한 방향으로 행할 수 있다.

이상과 같이 구성된 연료공급장치(1000)의 동작을 설명한다. 먼저, 예를 들면, 125cc 이하의 작은 배기량의 차량에서, 장착공간의 제한때문에, 제어회로를 장착브라켓의 상면에 설치할 필요가 있는 경우에 대해서 설명한다. 이 경우, 연료펌프모듈(100)의 펌프 커넥터(5)와 중간 커넥터부(200)의 제1 결합부(16)를 끼워맞춤시키고, 중간 커넥터부(200)의 제2 결합부(17)와 차량측 커넥터(300)의 결합부(18)를 끼워맞춤시킨다. 이 경우, 제어회로(15)와 제1 결합부(16)와 제2 결합부(17)는 착탈방향이 동일하게 되도록 거의 동일 직선상에 형성되어 있으므로, 접속 작업이 용이함과 아울러, 중간 커넥터부 설치에 의한 연료공급장치 전체의 스페이스를 저감할 수 있다.

차량측 커넥터(300)로부터 중간 커넥터부(200)에 직류전력이 공급되면, 중간 커넥터부(200)에 수납된 제어회로(15)는, 주지의 동작에 의해 삼상 교류 전류를 생성하고, 연료펌프모듈(100)의 스테이터부(9)의 코일에 삼상 교류 전류가 공급되어 원주방향으로 회전자계를 발생시키고, 스테이터부(9)의 스테이터 코어와 마주보는 외주면측에 회전방향으로 교대로 다른 자극이 형성된 로터부(11)는 회전자계에 추종하여 회전한다.

로터부(11)가 회전하면, 펌프부(20)의 임펠러(8)의 회전에 의해 연료가 펌프유로 내를 흐르면서 승압되어 모터부(30) 측으로 압송된다. 펌프부(20)로부터 모터부(30) 측으로 압송된 연료는, 스테이터부(9)와 로터부(11)와의 틈을 지나, 토출파이프(4)를 통하여 도시하지 않은 엔진에 공급된다. 한편, 연료탱크(2) 내의 연료(1)의 액면레벨은, 액면검출장치(14)에 의해서, 연료탱크(2) 내의 연료(1)의 높이 위치를 부력에 의해 상하로 이동하는 플로우트에 의해 위치검출하고, 펌프 커넥터(5)로부터 중간 커넥터부(200)의 인쇄회로기판(15a)에 배치된 패스쓰루도체(15j)를 지나 차량측 커넥터(300)를 통하여, 도시하지 않은 연료레벨 표시장치에 연료(1)의 액면레벨신호가 출력된다. 패스쓰루도체(15j)를 제어회로(15)에 부가함으로써 연료 레벨의 검출에 전용의 도체를 마련할 필요가 없어진다.

다음으로, 큰 배기량의 차량에서는, 연료펌프모듈이 토출하는 연료가 대용량이므로 통전전류가 커져 제어회로가 대형화되기 때문에, 제어회로를 장착브라켓 상면에 설치하는 것은 곤란하고, 장착브라켓으로부터 떨어진 장착장소에 장착할 필요가 있다. 이하, 대형화된 제어회로(150)를 구비하는 연료공급장치(1001)에 대해서 도 5를 이용하여 설명한다.

도 5에서, 중간 커넥터부(201)는, 연료펌프모듈(101)의 모터부의 구동전류를 제어하는 제어회로(150), 이 제어회로(150)에 리드와이어(21)를 통하여 접속되며 펌프 커넥터(50)에 결합되는 제1 결합부(160), 차량측 커넥터(300)에 결합되는 제2 결합부(170)를 가지고 있다.

또한, 리드와이어(21)는 차량에 의해 중간 커넥터부(201)의 장착장소가 달라 지기 때문에, 장착장소에 대응하여 길이를 바꿀 수 있도록 형성되어 있다. 또한, 제어회로(150)는, 앞서 설명한 제어회로(15)의 구성과 거의 동일하지만, 대전류에 대응하기 위해서 스위칭소자에 히트싱크 등의 도시하지 않은 방열부재가 장착되어 대형화되어 있다. 펌프 커넥터(50), 제1 결합부(160) 및 제2 결합부(170)는, 각각 도 1에 나타내는 펌프 커넥터(5), 제1 결합부(16) 및 제2 결합부(17)와 동일하게 구성되어 있으므로, 자세한 설명은 생략한다. 또한, 연료공급장치(1001)의 동작에 대해서는, 앞서 설명한 동작과 동일하다.

이상과 같이, 본 발명의 연료공급장치에 의하면, 중간 커넥터부는 펌프 커넥터에 전기적 결합되는 제1 결합부와 차량측 커넥터에 전기적 결합되는 제2 결합부를 가지며, 제1 결합부와 제2 결합부는 암수형상으로 형성되고, 또한, 결합부의 착탈이 동일한 평면에서 행하여질 수 있으므로, 조립이 용이함과 아울러, 제어회로를 가지는 중간 커넥터부를 차량의 종류에 대응하여 장착브라켓의 상면부, 또는 장착브라켓 이외의 장착장소에 장착할 수 있어 복수의 차량의 종류에 대해서, 장착브라켓을 복수 종류 준비하지 않아도 되기 때문에, 금형비용을 저가로 대응할 수 있는 연료공급장치를 제공할 수 있다. 또한, 제어회로에 패스쓰루도체를 부가하고 있으므로, 별도의 도체를 이용하지 않고, 제어 이외의 전기정보를 연료펌프모듈로부터 취출(取出)할 수 있다. 또한, 상기의 설명은 모터부가 브러시리스 모터인 예를 설명했지만, 브러쉬 모터라도 된다.

1 : 연료 2 : 연료탱크
2a : 개구부 4 : 토출파이프
5 : 펌프 커넥터 5a, 5b : 핀
10 : 장착브라켓 14 : 액면검출장치
15, 150 : 제어회로 15j : 패스쓰루도체
16, 160 : 제1 결합부 16a : 접속단자(암형)
17, 170 : 제2 결합부 17a : 접속단자(수형)
20 : 펌프부 21 : 리드와이어
30 : 모터부 100, 101 : 연료펌프모듈
200, 201 : 중간 커넥터부 300 : 차량측 커넥터
1000, 1001 : 연료공급장치

Claims

연료탱크(2)에 장착되어 상기 연료탱크(1) 내의 연료를 상기 연료탱크(2) 바깥으로 공급하는 연료공급장치로서,
상기 연료탱크(2)에 형성된 개구부(2a)를 덮는 장착브라켓(10)과, 이 장착브라켓(10)에 장착되어 상기 연료탱크(2) 내의 연료를 토출하는 연료펌프모듈(100, 101)과, 상기 장착브라켓(10)에 고착되어 차량측 커넥터(300)로부터 공급되는 전력을 상기 연료펌프모듈(100, 101)에 공급하는 펌프 커넥터(5, 50)와, 상기 펌프 커넥터(5, 50)와 상기 차량측 커넥터(300)와의 사이에 전기적으로 접속되는 중간 커넥터부(200, 201)를 구비하며,
상기 중간 커넥터부(200, 201)는, 상기 연료펌프모듈(100, 101)의 모터부의 구동전류를 제어하는 제어회로(15, 150)와, 상기 펌프 커넥터(5, 50)에 착탈되는 제1 결합부(16, 160)와, 상기 차량측 커넥터(300)에 착탈되는 제2 결합부(17, 170)를 가지며,
상기 제1 결합부(16, 160)와 상기 제2 결합부(17, 170)는 한쪽이 암(雌)이며 다른쪽이 수(雄)로 이루어지는 암수형상의 접점(16a)(17a)을 가지는 것을 특징으로 하는 연료공급장치.
청구항 1에 있어서,
상기 중간 커넥터부(200)는, 상기 제어회로(15)를 수납하는 케이스의 한쪽 단에 상기 제1 결합부(16)가, 또한, 다른쪽 단에 상기 제2 결합부(17)가 형성되어 상기 제1 결합부(16)와 상기 펌프 커넥터(5) 및 상기 제2 결합부(17)와 상기 차량측 커넥터(300)의 착탈이 동일 선상에서 행해지도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 연료공급장치.
청구항 1에 있어서,
상기 중간 커넥터부(201)는, 상기 연료펌프모듈(101)의 모터부의 구동전류를 제어하는 제어회로(150)와, 이 제어회로(150)에 리드와이어(21)를 통하여 접속되며 상기 펌프 커넥터(50)에 착탈하는 제1 결합부(160)와, 상기 차량측 커넥터(300)에 착탈하는 제2 결합부(170)를 가지는 것을 특징으로 하는 연료공급장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어회로(15, 150)는, 상기 연료펌프모듈(100, 101)의 모터부의 구동전류를 제어하는 제어 신호부 외에, 상기 연료펌프모듈(100, 101)의 모터부의 구동전류를 제어하는 제어신호를 포함하지 않는 신호를 상기 제1 결합부(16, 160)로부터 제2 결합부(17, 170)에 패스쓰루하는 패스쓰루도체(15j)를 가지는 것을 특징으로 하는 연료공급장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제어회로(15, 150)는, 인쇄회로기판(15a)에 각 제어소자가 배치되며, 또한 상기 패스쓰루도체(15j)는 상기 인쇄회로기판(15a)상에 인쇄회로배선으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 연료공급장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제어회로(15, 150)는, 케이스에 수납되어 포팅제(19)로 채워 넣어져 있는 것을 특징으로 하는 연료공급장치.