JP2013015073A - ポンプ制御ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】体格が小さく、蓋部材における占有面積が小さいポンプ制御ユニットを提供する。
【解決手段】ＦＰＣ回路４０は、スイッチング素子４１、および、当該スイッチング素子４１を封止する板状の封止体４２を有している。ＦＰＣ回路４０は、バッテリ８と燃料ポンプ１２との間に設けられ、スイッチング素子４１の作動により燃料ポンプ１２に供給する電力を制御する。回路ケース５０は、フランジ２０の燃料タンク２の外側に設けられ、ＦＰＣ回路４０を収容する。ＦＰＣ回路４０は、封止体４２の面方向がフランジ２０の面に対し略垂直となるよう回路ケース５０に収容されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関（以下、「エンジン」という）へ燃料を供給する燃料ポンプを制御するポンプ制御ユニットに関する。

近年、燃費規制に関する動向に伴い、車両等で消費される電力を低減するため、消費電力の大きな電動燃料ポンプの低電力化が進められている。例えば特許文献１に開示された燃料供給装置では、フューエルポンプコントローラ（以下、「ＦＰＣ」という）と呼ばれるポンプ制御ユニットを用い、エンジンが要求する燃料流量に応じ、燃料ポンプに供給する電力を制御している。これにより、燃料ポンプの消費電力の低減を図っている。

特開２０１０−１９６５２９号公報 特開２００６−２３３９５５号公報

特許文献１の燃料供給装置では、燃料タンクの開口を塞ぐ蓋部材の燃料タンク外側にポンプ制御ユニット（ＦＰＣユニット）を設けている。ポンプ制御ユニットは板状の制御回路（ＦＰＣ）を有している。ここで、制御回路は、面方向が蓋部材の面に対し略平行となるよう設けられている（特許文献１の図３参照）。そのため、ポンプ制御ユニットは、蓋部材の面方向における体格が大きく、蓋部材における占有面積が大きくなる問題がある。

特許文献１の燃料供給装置に対し、特許文献２の燃料供給装置では、板状の制御回路（電気部品）を、面方向が蓋部材の面に対し略垂直となるよう配置している（特許文献２の図２２参照）。しかしながら、フィルタ回路を構成するコンデンサおよびコイルが制御回路に対し、制御回路の面方向、すなわち蓋部材の面に垂直な方向に配置されているため、ポンプ制御ユニットの、蓋部材の面に対し垂直な方向の体格が大きくなっている。顧客ニーズにより扁平状の燃料タンクが採用されることの多い昨今、ポンプ制御ユニットの高さを極力抑えたい要求がある中、ポンプ制御ユニットの高さが増大することは問題となる。そのため、特許文献２の燃料供給装置では、蓋部材の高さ方向（蓋部材の面に対し燃料タンク外側へ垂直な方向）のスペース上の制約から、制御回路を収容するセットプレートの一部（回路ケース）は、蓋部材の面から燃料タンク内側へ突出するよう形成されている。

また、特許文献１および特許文献２の燃料供給装置では、制御回路は、スイッチング素子を有し、作動時に発熱する。特許文献１の燃料供給装置では、制御回路に当接する金属製の放熱部材により制御回路の冷却を図っている。一方、特許文献２の燃料供給装置では、内壁に制御回路が取り付けられた回路ケースの外壁に、プレッシャレギュレータから噴出される燃料を吹き付けることで制御回路を冷却している（特許文献２の図２１参照）。そのため、回路ケースに吹き付けられた燃料が、回路ケースの隙間を経由して回路ケース内に入り込むことで、制御回路の作動不良や金属部品の腐食等を招くおそれがある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、体格が小さく、蓋部材における占有面積が小さいポンプ制御ユニットを提供することにある。

請求項１に記載の発明は、燃料タンクの開口部を塞ぐ板状の蓋部材に設けられ、燃料タンク内に配置される燃料ポンプを制御するポンプ制御ユニットであって、制御回路と回路ケースとを備えている。制御回路は、半導体素子、および、当該半導体素子を封止する板状の封止体を有している。制御回路は、電源と燃料ポンプとの間に設けられ、半導体素子の作動により燃料ポンプに供給する電力を制御する。回路ケースは、蓋部材の燃料タンク外側に設けられ、制御回路を収容する。

本発明では、制御回路は、封止体の面方向が蓋部材の面に対し略垂直となるよう回路ケースに収容されている。そのため、蓋部材の面方向における回路ケースおよびポンプ制御ユニットの体格を小さくすることができる。これにより、蓋部材におけるポンプ制御ユニットの占有面積を小さくすることができる。なお、ここで、「封止体の面方向が蓋部材の面に対し略垂直となる状態」とは、「封止体の面方向が蓋部材の面に対し厳密に垂直となる状態」に限らず、「封止体の面方向が蓋部材の面に対し厳密に垂直となる状態から例えば３０°程度まで傾斜した状態」をも含むことを意味するものとする。
また、本発明では、制御回路を収容する回路ケースは、蓋部材の燃料タンク外側に設けられている。そのため、回路ケース内に燃料が入り込むことを抑制でき、その結果、制御回路の作動不良や金属部品の腐食等を抑制することができる。

請求項２に記載の発明では、回路ケースは、封止体に当接する放熱部を有している。制御回路は、半導体素子を有しているため、作動時に発熱する。本発明では、制御回路の封止体に当接する放熱部によって制御回路作動時の発熱を放熱することにより、制御回路を冷却することができる。これにより、制御回路を安定して作動させることができる。
請求項３に記載の発明では、放熱部は、制御回路の封止体とは反対側へ板状に延びるよう形成される複数のフィンを有している。そのため、放熱部による制御回路の冷却効果を高めることができる。

請求項４に記載の発明は、コンデンサとコイルとをさらに備えている。コンデンサは、回路ケースに収容され、制御回路に接続するよう設けられている。コイルは、回路ケースに収容され、制御回路に接続し、コンデンサとともにフィルタ回路を構成するよう設けられている。これにより、制御回路の作動時に生じるノイズを低減することができる。

請求項５に記載の発明では、制御回路は、一端が半導体素子に接続し他端側が封止体から封止体の面方向に突出するとともにコンデンサおよびコイルに接続する回路端子を有している。回路端子は、封止体とコンデンサおよびコイルとの間で略直角に屈折している。そのため、回路ケース内において、制御回路の封止体と、コンデンサおよびコイルと、を蓋部材の面方向へ並ぶようにして配置することができる。これにより、回路ケースの高さ方向（蓋部材の面に対し燃料タンク外側へ垂直な方向）の体格を低減できる。したがって、フィルタ回路を構成するコンデンサおよびコイルを備える構成であっても、ポンプ制御ユニットの体格を小さくすることができる。

請求項６に記載の発明では、コンデンサは、略円筒状または板状に形成され、軸方向または面方向が蓋部材の面に対し略垂直となるよう設けられている。そのため、コンデンサを備える構成であっても、蓋部材の面方向における回路ケースおよびポンプ制御ユニットの体格を小さくすることができる。

請求項７に記載の発明では、コイルは、略円筒状または板状に形成され、軸方向または面方向が蓋部材の面に対し略垂直となるよう設けられている。そのため、コイルを備える構成であっても、蓋部材の面方向における回路ケースおよびポンプ制御ユニットの体格を小さくすることができる。

請求項８に記載の発明は、回路ケースと一体に形成され、電源からの電力が流れる電源線が接続される第１コネクタをさらに備えている。そして、第１コネクタは、コンデンサおよびコイルに対し制御回路とは反対側に設けられている。すなわち、第１コネクタ、コンデンサおよびコイル、ならびに、制御回路は、略直線状に並ぶようにして設けられている。そのため、第１コネクタから制御回路への電力が流れる経路を略直線状となるよう設定することができる。これにより、制御回路の作動効率を向上することができる。
また、第１コネクタ、コンデンサおよびコイル、ならびに、制御回路が略直線状に並ぶようにして設けられているため、蓋部材の面方向におけるポンプ制御ユニットの占有スペースの形状を単純にすることができ、ポンプ制御ユニットの蓋部材への設置に関する自由度を高めることができる。

請求項９に記載の発明は、回路ケースと一体に形成され、燃料ポンプから吐出された燃料が放熱部に接触しつつ流れるよう形成される燃料通路を有する燃料通路部をさらに備えている。この構成では、燃料ポンプから吐出された燃料によって、放熱部を冷却することができる。そのため、放熱部による制御回路の冷却効果をより高めることができる。

請求項１０に記載の発明では、回路ケースは、少なくとも放熱部が金属、または、金属繊維をインサート成形した樹脂材料により形成されている。これにより、放熱部の熱伝導率を高くすることができる。そのため、放熱部による制御回路の冷却効果をさらに高めることができる。

請求項１１に記載の発明は、第２コネクタと第１シール部材とをさらに備えている。第２コネクタは、蓋部材に形成された第１穴部を経由して燃料タンク内側へ突出するよう回路ケースと一体に形成されている。第２コネクタには、制御回路から燃料ポンプへの電力が流れるリード線が接続される。第１シール部材は、第２コネクタと第１穴部との間を液密に保持可能である。これにより、第１穴部が形成された蓋部材にポンプ制御ユニットを設ける場合であっても、燃料タンク内の燃料が第２コネクタと第１穴部との間を経由して燃料タンク外側へ漏れ出るのを防止することができる。

請求項１２に記載の発明では、燃料通路部は、蓋部材に形成された第２穴部を経由して燃料タンク内側へ突出するよう形成される配管接続部を有している。配管接続部には、燃料ポンプから吐出された燃料が流れる配管が接続される。そして、本発明は、配管接続部と第２穴部との間を液密に保持可能な第２シール部材をさらに備えている。これにより、第２穴部が形成された蓋部材にポンプ制御ユニットを設ける場合であっても、燃料タンク内の燃料が配管接続部と第２穴部との間を経由して燃料タンク外側へ漏れ出るのを防止することができる。

本発明の第１実施形態によるポンプ制御ユニット、および、それを用いた燃料供給装置を示す図。 本発明の第１実施形態によるポンプ制御ユニットおよび蓋部材を示す図。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。 本発明の第２実施形態によるポンプ制御ユニットおよび蓋部材を示す断面図。 本発明の第３実施形態によるポンプ制御ユニットおよび蓋部材を示す断面図。 （Ａ）は本発明の第４実施形態によるポンプ制御ユニットを示す断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線断面図。 本発明の第５実施形態によるポンプ制御ユニットおよび蓋部材を示す図。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面図。

以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態によるポンプ制御ユニット、および、それを用いた燃料供給装置を図１に示す。

燃料供給装置１は、例えば車両の燃料タンク２に設置され、燃料タンク２内の燃料を燃料タンク２外のエンジン６に供給する。燃料供給装置１は、リザーバカップ１０、ポンプモジュール１１、蓋部材としてのフランジ２０、および、ポンプ制御ユニットとしてのＦＰＣユニット３０等を備えている。すなわち、本実施形態によるＦＰＣユニット３０は、燃料供給装置１の一部を構成している。

リザーバカップ１０は、例えば樹脂により有底筒状に形成されている。リザーバカップ１０は、底部が燃料タンク２の底部内壁に当接するよう燃料タンク２の内部に設置されている。リザーバカップ１０の底部近傍には、燃料タンク２内の燃料をリザーバカップ１０内に導入するための開口１０１が形成されている。

ポンプモジュール１１は、リザーバカップ１０の内側に収容されている。ポンプモジュール１１は、燃料ポンプ１２、サクションフィルタ１３および燃料フィルタ１４等を有している。
燃料ポンプ１２は、内部に図示しない電動モータを有している。当該電動モータは、本実施形態では、３相電流により駆動するブラシレスモータである。燃料ポンプ１２は、電動モータにより回転するインペラ等の回転部材によって、サクションフィルタ１３を経由して吸入した燃料を昇圧する。サクションフィルタ１３は、燃料ポンプ１２が吸入するリザーバカップ１０内の燃料中の異物を除去する。このように、燃料ポンプ１２は、燃料タンク２内に配置されている。すなわち、燃料ポンプ１２は、インタンク式の電動燃料ポンプである。

燃料フィルタ１４は、燃料ポンプ１２の一方の端部の径外側を覆っている。燃料フィルタ１４は、燃料ポンプ１２が吐出する燃料中に含まれる異物を除去する。燃料ポンプ１２から吐出されて燃料フィルタ１４を経由した燃料は、配管１５、後述するフランジ２０、および、燃料配管３を経由してエンジン６に供給される。

リザーバカップ１０の外壁には、液面計１６が取り付けられている。液面計１６は、フロート１７を有している。フロート１７は、燃料タンク２内の燃料に対し浮力を有する。液面計１６は、燃料タンク２内におけるフロート１７の位置に応じた信号をリード線１６１を経由して外部へ伝送可能である。つまり、液面計１６により、燃料タンク２内の燃料の量を検出することができる。

フランジ２０は、樹脂により形成されている。本実施形態では、フランジ２０は、フランジ本体２１、筒部２２、圧入部２３、コネクタ部２４および燃料通路部２５等を有している。フランジ本体２１は、円板状に形成されている。筒部２２は、フランジ本体２１の一方の面から円筒状に突出するよう形成されている。筒部２２は、外径がフランジ本体２１の外径よりも小さく形成されている。圧入部２３は、円筒状に形成され、筒部２２の内縁端に２箇所設けられている。コネクタ部２４は、筒部２２内側の所定の箇所に、フランジ本体２１を板厚方向に貫くようフランジ本体２１と一体に形成されている。コネクタ部２４は、内側に２つのコネクタ端子２４１を有している（図２参照）。フランジ２０は、燃料タンク２の重力方向上側に形成された開口部９の内側に筒部２２が位置するようにして、燃料タンク２に取り付けられる（図１参照）。

燃料通路部２５は、筒部２２内側の所定の箇所に、フランジ本体２１を板厚方向に貫くようフランジ本体２１と一体に形成されている。燃料通路部２５は、本体２５０、第１配管接続部２５１および第２配管接続部２５２を有している。本体２５０は、フランジ本体２１から燃料タンク２とは反対側へ略円筒状に延びるようにして形成されている。第１配管接続部２５１は、フランジ本体２１から本体２５０とは反対側へ略円筒状に延びるようにして形成されている。第２配管接続部２５２は、本体２５０のフランジ本体２１とは反対側の端部から径外方向へ略円筒状に延びるようにして形成されている。これにより、第１配管接続部２５１、本体２５０および第２配管接続部２５２の内側に燃料通路２５３が形成されている。

第１配管接続部２５１には、配管１５の燃料フィルタ１４とは反対側の端部が接続される。第２配管接続部２５２には、燃料配管３のエンジン６とは反対側の端部が接続される。これにより、燃料ポンプ１２から吐出されて燃料フィルタ１４を経由した燃料は、配管１５、燃料通路部２５の燃料通路２５３、および、燃料配管３を経由してエンジン６に供給される。

本実施形態では、フランジ２０とリザーバカップ１０との間にシャフト１８およびスプリング１９が２組設けられている。シャフト１８は、一端がフランジ２０の圧入部２３に圧入され、他端がリザーバカップ１０に形成された挿入孔に緩く挿入されている。スプリング１９は、シャフト１８の径外側に設けられ、一端がフランジ２０の圧入部２３に係止され、他端がリザーバカップ１０に係止されている。これにより、フランジ２０とリザーバカップ１０とは、燃料タンク２の重力方向上下へ相対的に往復移動可能である。したがって、燃料供給装置１が収容される燃料タンク２が温度変化による内圧の変化や燃料量の変化で膨張または収縮しても、リザーバカップ１０の底部は、スプリング１９によって燃料タンク２の底部内壁に常に押し付けられることとなる。

ポンプ制御ユニットとしてのＦＰＣユニット３０は、燃料タンク２の開口部９を塞ぐフランジ２０に取り付けられる（図１参照）。ＦＰＣユニット３０には、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という）７、および、電源としてのバッテリ８が接続される。具体的には、ＥＣＵ７に接続する信号線９１とバッテリ８に接続する電源線９２とを含むワイヤーハーネス９０がＦＰＣユニット３０に接続されることにより、ＦＰＣユニット３０とＥＣＵ７およびバッテリ８とが接続される。

ＥＣＵ７は、制御処理や演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムやデータを保存するための読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）や書き込み可能なメモリ（ＲＡＭ）等のメモリを含む記憶装置、入力回路、出力回路および電源回路等からなる小型のコンピュータである。ＥＣＵ７は、ＲＯＭに格納された各種プログラムに従い作動する。ＥＣＵ７は、車両に取り付けられた各種センサからの情報等に基づき、車両の各種装置類の作動を制御することで、車両の状態を統合的に制御する。

ＦＰＣユニット３０は、ＥＣＵ７からの指令に基づき、バッテリ８から燃料ポンプ１２に供給する電力を制御する。ＦＰＣユニット３０と燃料ポンプ１２とは、リード線１２１により接続されている。これにより、バッテリ８の電力は、ＦＰＣユニット３０によって制御され、リード線１２１を経由して燃料ポンプ１２に供給される。燃料ポンプ１２から吐出される燃料の量は、燃料ポンプ１２に供給される電力に応じて変化する。つまり、ＥＣＵ７およびＦＰＣユニット３０は、燃料ポンプ１２に供給する電力を制御することにより、エンジン６に供給する燃料の量を調整可能である。なお、燃料ポンプ１２の電動モータは３相電流により駆動するモータのため、リード線１２１は３本設けられている。３本のリード線１２１は、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相に対応している。また、３本のリード線１２１の燃料ポンプ１２とは反対側の端部には、オス形状のコネクタ１２２が形成されている。

また、フランジ２０のコネクタ部２４のコネクタ端子２４１には、リード線１６１の液面計１６とは反対側の端部が接続される。コネクタ端子２４１のリード線１６１とは反対側の端部には、ＥＣＵ７に接続する信号線９３が接続される。この構成により、液面計１６とＥＣＵ７とは、リード線１６１、コネクタ部２４のコネクタ端子２４１、および、信号線９３を経由して接続する。これにより、ＥＣＵ７は、液面計１６から伝送される信号に基づき、燃料タンク２内の燃料の量を検出することができる。

次に、ＦＰＣユニット３０の構成について、図２および３に基づき詳細に説明する。
図２および３に示すように、ＦＰＣユニット３０は、制御回路としてのＦＰＣ回路４０、回路ケース５０、コンデンサ３０１、３０２、コイル３０３、第１コネクタ６１、第２コネクタ６２、および、シール部材７１等を備えている。

ＦＰＣ回路４０は、半導体素子としてのスイッチング素子４１、封止体４２、および、複数の回路端子４３等を有している。スイッチング素子４１は、本実施形態では、例えばＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ）である。封止体４２は、絶縁性の樹脂からなり、スイッチング素子４１、および、図示しないその他の半導体素子を封止している。図２および３に示すように、封止体４２は、略矩形板状に形成されている。回路端子４３は、例えば銅等の金属により形成され、一端がスイッチング素子４１に接続し、他端側が封止体４２から封止体４２の面方向に突出するよう設けられている。

回路ケース５０は、矩形箱状に形成されている。回路ケース５０は、フランジ本体２１の筒部２２とは反対側、すなわち、フランジ２０の燃料タンク２外側に設けられる。回路ケース５０は、フランジ本体２１に当接可能な矩形板状の底壁５１、当該底壁５１の外縁部から底壁５１の面に対し略垂直かつ筒状に立ち上がるようにして形成される側壁５２、当該側壁５２の底壁５１とは反対側を塞ぐ矩形板状の上壁５３を有している。

側壁５２は、放熱部５２１を含んでいる。つまり、放熱部５２１は、側壁５２の一部を構成している。本実施形態では、放熱部５２１は、例えばアルミまたは銅等、熱伝導率の高い金属により形成されている。放熱部５２１は、底壁５１の面に垂直な方向から見た形状が略コ字状となるよう形成されている（図２参照）。
側壁５２のうち放熱部５２１を除く部分と底壁５１とは、樹脂により一体に形成されている。側壁５２のうち放熱部５２１を除く部分、および、底壁５１と、放熱部５２１とは、接着剤または熱溶着等により接合している。上壁５３は、樹脂により形成され、側壁５２と接着剤または熱溶着等により接合している。これにより、回路ケース５０の内側に、密閉された収容空間５００が形成されている。

図３に示すように、ＦＰＣ回路４０は、封止体４２の一方の面が放熱部５２１に当接するよう収容空間５００に収容されている。なお、放熱部５２１のＦＰＣ回路４０が当接する面は、底壁５１の面に対し略垂直となるよう形成されている。これにより、ＦＰＣ回路４０は、封止体４２の面方向が底壁５１の面、すなわち、フランジ本体２１の面に対し、略垂直となるよう設けられている。さらに、ＦＰＣ回路４０は、回路端子４３の突出する方向が底壁５１を向くようにして設けられている。ＦＰＣ回路４０の回路端子４３は、底壁５１近傍で略直角に屈折するよう形成されている。

放熱部５２１は、ＦＰＣ回路４０の封止体４２とは反対側へ板状に延びるよう形成される複数のフィン５２２を有している。
第１コネクタ６１は、樹脂により、側壁５２のうちＦＰＣ回路４０を挟んで放熱部５２１とは反対側の箇所から、収容空間５００とは反対側へ突出するよう回路ケース５０と一体に形成されている。

第２コネクタ６２は、樹脂により、底壁５１から収容空間５００とは反対側へ突出するよう回路ケース５０と一体に形成されている。本実施形態のＦＰＣユニット３０が取り付けられるフランジ２０のフランジ本体２１には、中央に穴部２１１が形成されている。ＦＰＣユニット３０は、第２コネクタ６２が穴部２１１を通り、かつ、底壁５１がフランジ本体２１に当接するようにしてフランジ２０に取り付けられる。よって、ＦＰＣユニット３０がフランジ２０に取り付けられた状態では、第２コネクタ６２は、穴部２１１を経由して燃料タンク２内側へ突出している。ここで、穴部２１１は、特許請求の範囲における「第１穴部」に対応している。

シール部材７１は、例えばゴムにより環状に形成され、第２コネクタ６２の外壁に設けられている。シール部材７１は、第２コネクタ６２と穴部２１１との間を液密に保持可能である。ここで、シール部材７１は、特許請求の範囲における「第１シール部材」に対応している。

図２に示すように、ＦＰＣユニット３０は、例えば銅等の金属により形成された配線３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３２１、３２２、３２３を有している。配線３１１、３１２、３１３、３１４は、インサート成形により側壁５２を貫くようにして、一端が第１コネクタ６１の内側に露出するよう、かつ、他端側が収容空間５００に露出するよう設けられている。配線３１５は、収容空間５００に設けられている。配線３２１、３２２、３２３は、インサート成形により底壁５１を貫くようにして、一端が第２コネクタ６２の内側に露出するよう、かつ、他端側が収容空間５００に露出するよう設けられている。

コンデンサ３０１、３０２は、例えば電解コンデンサであり略円筒状に形成されている。コンデンサ３０１は、負極側の端子が配線３１１に接続され、正極側の端子が配線３１２に接続されている。コンデンサ３０２は、負極側の端子が配線３１１に接続され、正極側の端子が配線３１５に接続されている。ここで、コンデンサ３０１、３０２は、軸方向が底壁５１の面、すなわち、フランジ本体２１の面に対し略垂直となるよう設けられている。

コイル３０３は、略円筒状に形成されている。コイル３０３は、正極側の端子が配線３１２に接続され、負極側の端子が配線３１５に接続されている。ここで、コイル３０３は、軸方向が底壁５１の面、すなわち、フランジ本体２１の面に対し略垂直となるよう設けられている。

配線３１１、３１３、３１４の第１コネクタ６１とは反対側の端部は、ＦＰＣ回路４０の回路端子４３に接続されている。また、配線３１５のコイル３０３とは反対側の端部も回路端子４３に接続されている。さらに、配線３２１、３２２、３２３の第２コネクタ６２とは反対側の端部も回路端子４３に接続されている。
なお、本実施形態では、配線３１１、３１２、３１３、３１４、３１５、３２１、３２２、３２３とコンデンサ３０１、３０２、コイル３０３、回路端子４３とは、抵抗溶接により接続されている。

本実施形態では、コンデンサ３０１、３０２、コイル３０３は、第１コネクタ６１とＦＰＣ回路４０との間に設けられている。すなわち、第１コネクタ６１は、コンデンサ３０１、３０２およびコイル３０３に対しＦＰＣ回路４０とは反対側に設けられている。

上述のワイヤーハーネス９０は、第１コネクタ６１に接続される。これにより、ワイヤーハーネス９０の信号線９１は、配線３１３、３１４に接続される。また、ワイヤーハーネス９０の電力線９２は、正極側が配線３１２に接続され、負極側が配線３１１に接続される。
上述の３本のリード線１２１の燃料ポンプ１２とは反対側の端部のコネクタ１２２は、第２コネクタ６２に接続される。これにより、３本のリード線１２１は、それぞれ、配線３２１、３２２、３２３に接続される。

ＥＣＵ７が信号線９１を経由してＦＰＣ回路４０のスイッチング素子４１にオン／オフに関する指令を送ると、スイッチング素子４１は、当該指令に応じてオン／オフ作動（スイッチング作動）する。これにより、バッテリ８からの直流電流は、ＦＰＣ回路４０により３相の交流電流に変換され、リード線１２１を経由して燃料ポンプ１２の電動モータに供給される。その結果、電動モータが駆動することで燃料ポンプ１２が駆動する。このように、本実施形態では、ＦＰＣ回路４０は、所謂インバータとして機能する。

スイッチング素子４１が作動するとき、スイッチング作動に伴うノイズが発生する。本実施形態では、コンデンサ３０１、３０２とコイル３０３とによりフィルタ回路が構成されている。これにより、上述のノイズを低減することができる。

また、スイッチング素子４１は、作動時に発熱する。本実施形態では、ＦＰＣ回路４０は、封止体４２の一方の面が金属製の放熱部５２１に当接するよう設けられている。これにより、スイッチング素子４１の発熱によりＦＰＣ回路４０の温度が上昇しても、放熱部材５２１によりＦＰＣ回路４０を冷却することができる。

次に、燃料供給装置１の作動について説明する。
ＥＣＵ７は、各種センサからの情報等に基づき、エンジン６に供給すべき燃料の量を算出する。続いて、ＥＣＵ７は、算出した燃料の量に応じた電力が燃料ポンプ１２に供給されるようＦＰＣユニット３０に制御信号を伝送する。ＦＰＣユニット３０は、ＥＣＵ７から伝送された制御信号に基づき、燃料ポンプ１２に供給する電力を制御する。具体的には、ＦＰＣ回路４０内部のインバータによりバッテリ８からの直流電流を３相交流電流に変換して燃料ポンプ１２に供給することによって、燃料ポンプ１２に供給する電力を制御する。

燃料ポンプ１２が駆動すると、リザーバカップ１０内の燃料は、燃料ポンプ１２に吸入され、配管１５を経由して燃料通路部２５の第２配管接続部２５２から燃料タンク２の外部へ吐出される。第２配管接続部２５２から吐出された燃料は、燃料配管３を経由してエンジン６に供給される。

以上説明したように、本実施形態では、ＦＰＣ回路４０は、封止体４２の面方向がフランジ２０（フランジ本体２１）の面に対し略垂直となるよう回路ケース５０に収容されている。そのため、フランジ２０（フランジ本体２１）の面方向における回路ケース５０およびＦＰＣユニット３０の体格を小さくすることができる。これにより、フランジ２０（フランジ本体２１）におけるＦＰＣユニット３０の占有面積を小さくすることができる。

また、本実施形態では、ＦＰＣ回路４０を収容する回路ケース５０は、フランジ２０（フランジ本体２１）の燃料タンク２の外側に設けられている。そのため、回路ケース５０内（収容空間５００）に燃料が入り込むことを抑制でき、その結果、ＦＰＣ回路４０の作動不良や金属部品の腐食等を抑制することができる。

また、本実施形態では、回路ケース５０は、封止体４２に当接する放熱部５２１を有している。ＦＰＣ回路４０は、スイッチング素子４１を有しているため、作動時に発熱する。本実施形態では、ＦＰＣ回路４０の封止体４２に当接する放熱部５２１によってＦＰＣ回路４０作動時の発熱を放熱することにより、ＦＰＣ回路４０を冷却することができる。これにより、ＦＰＣ回路４０を安定して作動させることができる。

また、本実施形態では、放熱部５２１は、ＦＰＣ回路４０の封止体４２とは反対側へ板状に延びるよう形成される複数のフィン５２２を有している。そのため、放熱部５２１によるＦＰＣ回路４０の冷却効果を高めることができる。
また、本実施形態は、コンデンサ３０１、３０２とコイル３０３とをさらに備えている。コンデンサ３０１、３０２は、回路ケース５０に収容されている。コイル３０３は、回路ケース５０に収容され、コンデンサ３０１、３０２とともにフィルタ回路を構成するよう設けられている。これにより、ＦＰＣ回路４０の作動時に生じるノイズを低減することができる。

また、本実施形態では、ＦＰＣ回路４０の回路端子４３は、封止体４２とコンデンサ３０１、３０２およびコイル３０３との間で略直角に屈折している。そのため、回路ケース５０内において、ＦＰＣ回路４０の封止体４２と、コンデンサおよびコイルと、をフランジ２０（フランジ本体２１）の面方向へ並ぶようにして配置することができる。これにより、回路ケース５０の高さ方向（フランジ２０（フランジ本体２１）の面に対し燃料タンク２の外側へ垂直な方向）の体格を低減できる。したがって、フィルタ回路を構成するコンデンサ３０１、３０２およびコイル３０３を備える構成であっても、ＦＰＣユニット３０の体格を小さくすることができる。

また、本実施形態では、コンデンサ３０１、３０２は、略円筒状に形成され、軸方向がフランジ２０（フランジ本体２１）の面に対し略垂直となるよう設けられている。そのため、コンデンサ３０１、３０２を備える構成であっても、フランジ２０（フランジ本体２１）の面方向における回路ケース５０およびＦＰＣユニット３０の体格を小さくすることができる。

また、本実施形態では、コイル３０３は、略円筒状に形成され、軸方向がフランジ２０（フランジ本体２１）の面に対し略垂直となるよう設けられている。そのため、コイル３０３を備える構成であっても、フランジ２０（フランジ本体２１）の面方向における回路ケース５０およびＦＰＣユニット３０の体格を小さくすることができる。

また、本実施形態は、回路ケース５０と一体に形成され、バッテリ８からの電力が流れる電源線９２が接続される第１コネクタ６１をさらに備えている。そして、第１コネクタ６１は、コンデンサ３０１、３０２およびコイル３０３に対しＦＰＣ回路４０とは反対側に設けられている。すなわち、第１コネクタ６１、コンデンサ３０１、３０２およびコイル３０３、ならびに、ＦＰＣ回路４０は、略直線状に並ぶようにして設けられている。そのため、第１コネクタ６１からＦＰＣ回路４０への電力が流れる経路を略直線状となるよう設定することができる。これにより、ＦＰＣ回路４０の作動効率を向上することができる。

また、第１コネクタ６１、コンデンサ３０１、３０２およびコイル３０３、ならびに、ＦＰＣ回路４０が略直線状に並ぶようにして設けられているため、フランジ２０（フランジ本体２１）の面方向におけるＦＰＣユニット３０の占有スペースの形状を単純にすることができ、ＦＰＣユニット３０のフランジ２０（フランジ本体２１）への設置に関する自由度を高めることができる。

また、本実施形態では、回路ケース５０の放熱部５２１は金属により形成されている。これにより、放熱部５２１の熱伝導率を高くすることができる。そのため、放熱部５２１によるＦＰＣ回路４０の冷却効果をさらに高めることができる。

また、本実施形態は、第２コネクタ６２とシール部材７１とをさらに備えている。第２コネクタ６２は、フランジ２０（フランジ本体２１）に形成された穴部２１１を経由して燃料タンク２の内側へ突出するよう回路ケース５０と一体に形成されている。第２コネクタ６２には、ＦＰＣ回路４０から燃料ポンプ１２への電力が流れるリード線１２１が接続される。シール部材７１は、第２コネクタ６２と穴部２１１との間を液密に保持可能である。これにより、穴部２１１が形成されたフランジ２０（フランジ本体２１）にＦＰＣユニット３０を設ける場合であっても、燃料タンク２内の燃料が第２コネクタ６２と穴部２１１との間を経由して燃料タンク２の外側へ漏れ出るのを防止することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態によるＦＰＣユニットを図４に示す。第２実施形態では、回路ケースの放熱部の形状が第１実施形態と異なる。

図４に示すように、第２実施形態では、放熱部５２１のＦＰＣ回路４０が当接する面は、底壁５１の面に厳密に垂直な仮想直線Ｌに対し所定の角度θ傾斜するよう形成されている。本実施形態では、θは約２０°に設定されている。これにより、放熱部５２１に当接するＦＰＣ回路４０は、封止体４２の面方向が底壁５１の面、すなわち、フランジ本体２１の面に対し、所定の角度傾斜するよう設けられている。なお、本実施形態では、この状態を「封止体４２の面方向がフランジ本体２１の面に対し略垂直となる状態」に含めるものとする。

上述のように、本実施形態では、放熱部５２１のＦＰＣ回路４０が当接する面は、底壁５１の面に厳密に垂直な仮想直線Ｌに対し所定の角度θ傾斜するよう形成されている。これにより、放熱部５２１の体積（ヒートマス）を減らすことなく、放熱部５２１の高さ（底壁５１の面に垂直な方向の長さ）を低減することができる。そのため、放熱部５２１によるＦＰＣ回路４０の冷却効果を損なうことなく、回路ケース５０の高さを低減できる。その結果、体格が小さく、かつ、ＦＰＣ回路４０の冷却効果の高いＦＰＣユニット３０を実現することができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態によるＦＰＣユニットを図５に示す。第３実施形態では、回路ケースの放熱部の形状が第１実施形態と異なる。

図５に示すように、第３実施形態では、放熱部５２１は、側壁５２の底壁５１とは反対側を塞ぐよう延びて一体に形成される延伸部５２３を有している。このように、第３実施形態は、第１実施形態における樹脂製の上壁５３を金属製の延伸部５２３に替えた構成に相当する。この構成により、延伸部５２３で収容空間５００の密閉性を確保しつつ、放熱部５２１によるＦＰＣ回路４０の冷却効果をさらに高めることができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態によるＦＰＣユニットを図６に示す。第４実施形態では、回路ケースの上壁および側壁の形状が第１実施形態と異なる。

第４実施形態では、回路ケース５０の側壁５２の上壁５３側端面に、環状の溝５２４が形成されている。また、上壁５３の溝５２４に対応する位置には、溝５２４の形状に対応して突出する環状の突起５３１が形成されている。この構成により、側壁５２の底壁５１とは反対側を上壁５３で塞いだとき、突起５３１が溝５２４に嵌り込む。

このように、本実施形態では、回路ケース５０の側壁５２と上壁５３との接合面がラビリンス状に形成されている。そのため、収容空間５００の密閉性を高めることができるとともに、例えば燃料等の液体が収容空間５００に入り込むのを抑制することができる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態によるＦＰＣユニットを図７および８に示す。第５実施形態では、回路ケースの構成等が第１実施形態と異なる。

図７および８に示すように、第５実施形態では、回路ケース５０は、底壁５１と側壁５２とが樹脂により一体に形成されている。側壁５２のうち第１コネクタ６１とは反対側の部分には、収容空間５００側の面に嵌入溝５２５が形成されている。そして、ＦＰＣ回路４０は、封止体４２の一方の面側が嵌入溝５２５に嵌り込むようにして収容空間５００に設けられている。ここで、ＦＰＣ回路４０は、封止体４２の面方向が底壁５１の面、すなわち、フランジ本体２１の面に対し、略垂直となるよう設けられている。

本実施形態では、側壁５２のうち嵌入溝５２５が形成された部分（特定部分５２６）は、例えばアルミ等の金属繊維をインサート成形した樹脂材料により形成されている。ここで、特定部分５２６は、特許請求の範囲における「放熱部」に対応している。よって、以下、特定部分５２６を「放熱部５２６」とする。

第５実施形態では、ＦＰＣユニットは、燃料通路部８０をさらに備えている。燃料通路部８０は、樹脂により形成され、本体８１、第１配管接続部８１１および第２配管接続部８１２を有している。本体８１は、回路ケース５０と一体に略円筒状に形成されている。第１配管接続部８１１は、本体８１の一方の端部と底壁５１との接続箇所から本体８１とは反対側へ略円筒状に延びるようにして形成されている。第２配管接続部２５２は、本体８１の他方の端部から径外方向、収容空間５００とは反対側へ略円筒状に延びるようにして形成されている。これにより、第１配管接続部８１１、本体８１および第２配管接続部８１２の内側に燃料通路８１３が形成されている。

本実施形態では、フランジ２０のフランジ本体２１には、穴部２１１（「第１穴部」）の他に穴部２１２が形成されている。ＦＰＣユニット３０は、第２コネクタ６２が穴部２１１を通り、第１配管接続部８１１が穴部２１２を通り、かつ、底壁５１がフランジ本体２１に当接するようにしてフランジ２０に取り付けられる。よって、ＦＰＣユニット３０がフランジ２０に取り付けられた状態では、第２コネクタ６２は穴部２１１を経由して燃料タンク２内側へ突出し、第１配管接続部８１１は穴部２１２を経由して燃料タンク２の内側へ突出している。

第１配管接続部８１１には、配管１５の燃料フィルタ１４とは反対側の端部が接続される。第２配管接続部８１２には、燃料配管３のエンジン６とは反対側の端部が接続される。これにより、燃料ポンプ１２から吐出されて燃料フィルタ１４を経由した燃料は、配管１５、燃料通路部８０の燃料通路８１３、および、燃料配管３を経由してエンジン６に供給される。

燃料通路部８０は、燃料通路８１３を流れる燃料が側壁５２の放熱部５２６に接触するよう形成されている。すなわち、燃料通路部８０は、樹脂により回路ケース５０と一体に形成され、燃料ポンプ１２から吐出された燃料が側壁５２の放熱部５２６に接触しつつ流れるよう形成される燃料通路８１３を有している。

上述のように本実施形態では、放熱部５２６に形成された嵌入溝５２５にＦＰＣ回路４０が嵌め込まれている。そのため、ＦＰＣ回路４０の作動時にＦＰＣ回路４０が発熱しても、ＦＰＣ回路４０の熱を放熱部５２６に放熱することができる。そして、本実施形態では、燃料通路８１３を流れる燃料によって放熱部５２６を冷却することができる。すなわち、燃料通路８１３を流れる燃料によってＦＰＣ回路４０を冷却することができる。

第１配管接続部８１１の外壁には、シール部材７２が設けられている。シール部材７２は、シール部材７１と同様、例えばゴムにより環状に形成されている。シール部材７２は、第１配管接続部８１１と穴部２１２との間を液密に保持可能である。

ここで、燃料通路部８０は、特許請求の範囲における「燃料通路部」に対応している。また、穴部２１２は、特許請求の範囲における「第２穴部」に対応している。また、第１配管接続部８１１は、特許請求の範囲における「配管接続部」に対応している。また、シール部材７２は、特許請求の範囲における「第２シール部材」に対応している。

以上説明したように、本実施形態は、回路ケース５０と一体に形成され、燃料ポンプ１２から吐出された燃料が放熱部５２６に接触しつつ流れるよう形成される燃料通路８１３を有する燃料通路部８０をさらに備えている。この構成では、燃料ポンプ１２から吐出された燃料によって、放熱部５２６を冷却することができる。そのため、放熱部５２６によるＦＰＣ回路４０の冷却効果をより高めることができる。

また、本実施形態では、回路ケース５０は、少なくとも放熱部５２６が、金属繊維をインサート成形した樹脂材料により形成されている。これにより、放熱部５２６の熱伝導率を高くすることができる。そのため、放熱部５２６によるＦＰＣ回路４０の冷却効果をさらに高めることができる。

また、本実施形態では、燃料通路部８０は、フランジ２０に形成された穴部２１２を経由して燃料タンク２の内側へ突出するよう形成される第１配管接続部８１１を有している。第１配管接続部８１１には、燃料ポンプ１２から吐出された燃料が流れる配管１５が接続される。そして、本実施形態は、第１配管接続部８１１と穴部２１２との間を液密に保持可能なシール部材７２をさらに備えている。これにより、穴部２１２が形成されたフランジ２０にＦＰＣユニット３０を設ける場合であっても、燃料タンク２内の燃料が第１配管接続部８１１と穴部２１２との間を経由して燃料タンク２の外側へ漏れ出るのを防止することができる。

（他の実施形態）
上述の第２実施形態では、制御回路を、封止体の面方向が蓋部材の面に厳密に垂直な直線に対し約２０°傾斜するよう設ける例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、制御回路を、封止体の面方向が蓋部材の面に厳密に垂直な直線に対し例えば約３０°傾斜するよう設けることとしてもよい。すなわち、本発明における「封止体の面方向が蓋部材の面に対し略垂直となる状態」とは、「封止体の面方向が蓋部材の面に対し厳密に垂直となる状態」に限らず、「封止体の面方向が蓋部材の面に対し厳密に垂直となる状態から３０°程度まで傾斜した状態」をも含むことを意味する。

また、上述の第１〜４実施形態では、回路ケースの放熱部がフィンを有する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、放熱部はフィンを有していなくてもよい。一方、第５実施形態の放熱部はフィンを有していてもよい。

また、上述の実施形態では、いずれも制御回路が回路ケースの放熱部に当接するよう設けられる例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、制御回路は、面方向が蓋部材の面に対し略垂直となるよう設けられるのであれば、回路ケースに当接していなくてもよい。また、回路ケースは、金属、または、金属繊維をインサート成形した樹脂材料により形成される放熱部を有していなくてもよい。すなわち、回路ケースは、全体が、金属繊維を含まない樹脂により形成されていてもよい。

また、上述の実施形態では、制御回路の半導体素子としてスイッチング素子（ＭＯＳＦＥＴ）を用い、インバータ回路を構成する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、例えばＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等、ＭＯＳＦＥＴ以外のスイッチング素子によりインバータ回路を構成することとしてもよい。また、本発明では、制御回路の半導体素子として、例えばダイオード等、他の半導体素子を含むものとする。また、制御回路の半導体素子により例えばＤＣ−ＤＣコンバータを構成し、燃料ポンプの電動モータに供給する電力を制御することとしてもよい。また、ポンプ制御ユニットが制御の対象とする燃料ポンプの電動モータは、ブラシレスモータに限らず、ブラシ付きモータ等、他のモータであってもよい。

また、上述の実施形態では、第１コネクタを、コンデンサおよびコイルに対し制御回路とは反対側に設ける例、すなわち、第１コネクタ、コンデンサおよびコイル、ならびに、制御回路を、略直線状に並ぶようにして設ける例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、第１コネクタ、コンデンサおよびコイル、ならびに、制御回路を、例えばＬ字状等、非直線状に並ぶよう設けることとしてもよい。

また、上述の実施形態では、略円筒状のコンデンサおよびコイルを、軸方向が蓋部材の面に対し略垂直となるよう設ける例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、コンデンサおよびコイルは、軸方向が蓋部材の面に対し非垂直となるよう設けることとしてもよい。また、コンデンサおよびコイルは、板状に形成されていてもよい。この場合、コンデンサおよびコイルは、面方向が蓋部材の面に対し略垂直となるよう設けられることが好ましい。

また、本発明の他の実施形態では、コンデンサおよびコイルを設けない構成としてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、第１シール部材および第２シール部材を備えない構成としてもよい。
このように、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で他の種々の実施形態に適用可能である。

２ ・・・・燃料タンク
９ ・・・・開口部
１２ ・・・燃料ポンプ
２０ ・・・フランジ（蓋部材）
３０ ・・・ＦＰＣユニット（ポンプ制御ユニット）
４０ ・・・ＦＰＣ回路（制御回路）
４１ ・・・スイッチング素子（半導体素子）
４２ ・・・封止体
５０ ・・・回路ケース

Claims (12)

1. 燃料タンクの開口部を塞ぐ板状の蓋部材に設けられ、前記燃料タンク内に配置される燃料ポンプを制御するポンプ制御ユニットであって、
   半導体素子、および、当該半導体素子を封止する板状の封止体を有し、電源と前記燃料ポンプとの間に設けられ、前記半導体素子の作動により前記燃料ポンプに供給する電力を制御する制御回路と、
   前記蓋部材の前記燃料タンク外側に設けられ、前記制御回路を収容する回路ケースと、を備え、
   前記制御回路は、前記封止体の面方向が前記蓋部材の面に対し略垂直となるよう前記回路ケースに収容されていることを特徴とするポンプ制御ユニット。
2. 前記回路ケースは、前記封止体に当接する放熱部を有することを特徴とする請求項１に記載のポンプ制御ユニット。
3. 前記放熱部は、前記封止体とは反対側へ板状に延びるよう形成される複数のフィンを有することを特徴とする請求項２に記載のポンプ制御ユニット。
4. 前記回路ケースに収容され、前記制御回路に接続するコンデンサと、
   前記回路ケースに収容され、前記制御回路に接続し、前記コンデンサとともにフィルタ回路を構成するコイルと、
   をさらに備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のポンプ制御ユニット。
5. 前記制御回路は、一端が前記半導体素子に接続し他端側が前記封止体から前記封止体の面方向に突出するとともに前記コンデンサおよび前記コイルに接続する回路端子を有し、
   前記回路端子は、前記封止体と前記コンデンサおよび前記コイルとの間で略直角に屈折していることを特徴とする請求項４に記載のポンプ制御ユニット。
6. 前記コンデンサは、略円筒状または板状に形成され、軸方向または面方向が前記蓋部材の面に対し略垂直となるよう設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載のポンプ制御ユニット。
7. 前記コイルは、略円筒状または板状に形成され、軸方向または面方向が前記蓋部材の面に対し略垂直となるよう設けられていることを特徴とする請求項４〜６のいずれか一項に記載のポンプ制御ユニット。
8. 前記回路ケースと一体に形成され、前記電源からの電力が流れる電源線が接続される第１コネクタをさらに備え、
   前記第１コネクタは、前記コンデンサおよび前記コイルに対し前記制御回路とは反対側に設けられていることを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載のポンプ制御ユニット。
9. 前記回路ケースと一体に形成され、前記燃料ポンプから吐出された燃料が前記放熱部に接触しつつ流れるよう形成される燃料通路を有する燃料通路部をさらに備えることを特徴とする請求項２〜８のいずれか一項に記載のポンプ制御ユニット。
10. 前記回路ケースは、少なくとも前記放熱部が金属、または、金属繊維をインサート成形した樹脂材料により形成されていることを特徴とする請求項２〜９のいずれか一項に記載のポンプ制御ユニット。
11. 前記蓋部材に形成された第１穴部を経由して前記燃料タンク内側へ突出するよう前記回路ケースと一体に形成され、前記制御回路から前記燃料ポンプへの電力が流れるリード線が接続される第２コネクタと、
    前記第２コネクタと前記第１穴部との間を液密に保持可能な第１シール部材と、
    をさらに備えることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のポンプ制御ユニット。
12. 前記燃料通路部は、前記蓋部材に形成された第２穴部を経由して前記燃料タンク内側へ突出するよう形成され、前記燃料ポンプから吐出された燃料が流れる配管が接続される配管接続部を有し、
    前記配管接続部と前記第２穴部との間を液密に保持可能な第２シール部材をさらに備えることを特徴とする請求項９〜１１のいずれか一項に記載のポンプ制御ユニット。

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