(57)【要約】【課題】  外形寸法がより小型で済む機能性部品を提供すること、及び、計測手段の設置位置をより自由に設定可能な機能性部品を提供すること。【解決手段】  車両制御用の特性値を計測するための計測手段１３と、計測手段１３によって計測された特性値に基づいて動作する動作部１１と、動作部１１を支持するハウジング１０とを備えた車両用の機能性部品において、計測手段１３の電気配線１５が動作部１１のハウジング１０にインサート形成されている機能性部品とした。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両制御用の特性値を計測するための計測手段と、前記計測手段によって計測された特性値に基づいて動作する動作部と、前記動作部を支持するハウジングとを備えた車両用の機能性部品であって、
前記計測手段の電気配線が前記動作部の前記ハウジングにインサート形成されている車両用の機能性部品。
【請求項２】
前記電気配線を車両の制御部と接続するためのコネクタ部が、前記ハウジングに一体形成してある請求項１に記載の車両用の機能性部品。
【請求項３】
前記計測手段の計測素子部を前記ハウジング外部から装着して前記電気配線と導通させる取付け部を前記ハウジングに形成してある請求項１または２に記載の車両用の機能性部品。
【請求項４】
前記計測素子部の端子と前記取付け部との相対位置を規制する手段を形成してある請求項３に記載の車両用の機能性部品。
【請求項５】
前記計測手段の計測素子部もまた前記ハウジングに一体形成してある請求項１または２に記載の車両用の機能性部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両制御用の特性値を計測するための計測手段と、前記計測手段によって計測された特性値に基づいて動作する動作部と、前記動作部を支持するハウジングとを備えた車両用の機能性部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の機能性部品としては、例えば下記の特許文献１に記載されたものがある。
この特許文献１には、機能性部品として、エンジンの冷却水の温度を計測するための水温センサ（計測手段）と、水温センサによって計測された水温の値に応じて冷却水の流路を変更するサーモスタット（切り換え弁として働く動作部）と、サーモスタットを支持するハウジングとを備えたサーモスタットケース（機能性部品）が記されている。
【０００３】
特許文献１に記されたサーモスタットケースでは、サーモスタットケースのフランジに、サーモスタットを装着するサーモスタット開口部と、水温センサを装着する水温センサ開口部とが設けられている。このため、サーモスタットと水温センサとを同方向に並べてサーモスタットケースに取り付けることができる。また、このサーモスタットケースはサーモスタット用の開口部と水温センサ用の開口部とが同方向に並置されているため、サーモスタットケースの鋳型が単純になり、加工工数が削減される等の効果が奏されることが記されている。
【０００４】
また、この種の機能性部品の他の例として、下記の特許文献２に記されたものがある。
ここに記された機能性部品はエンジンのウォーターハウジングであり、合成樹脂製のウォーターハウジングに穿設された取付け孔に温度検出器が配設されている。そして、温度検出器のうちサーミスタを収納したケース部は冷却水路内に突出した金属パイプで構成され、サーミスタ電極の片側は同金属パイプに接続されている。ケース部の内部には、水温センサとして機能する低出力のサーミスタと、水温ゲージとして機能する高出力のサーミスタとが、互いに熱的な影響を及ぼさぬように離間配置されている。
【０００５】
【特許文献１】特許第３５８２５５１号公報（段落番号００１７、００２１、図１）
【特許文献２】特開平９−１７０９５４号公報（段落番号００１４、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に記された機能性部品では、サーモスタットを取り付けるための開口部と水温センサを取り付けるための開口部とが同方向に並置されているため、サーモスタットケースの鋳型が単純になり、加工工数が削減されるという利点は得られるが、サーモスタットケースのフランジに、サーモスタット（動作部）を装着するサーモスタット開口部と、水温センサ（計測手段）を装着する水温センサ開口部とが間に隔壁を残す形で各別に設けられているため、サーモスタットケースが大型化するという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２に記された機能性部品では、ハウジングの一部に水温センサを取り付けるための開口部を設けてあり、成形されたハウジングに、別工程によりアッセンブリ化された水温センサを挿入・係止し組み付けられている。前記水温センサの構成は、感温計測部であるサーミスタに対し、コネクタ部、リード線保持部、フランジ部等の大きな体格を必要とする構成部を備えるとともに、構成部品を樹脂モールド工程で完成させている。また、相手ハウジングに、係止部であるフランジ対向部を設置している。
さらに、コネクタを一体に備えた水温センサの設置場所は、車載状態で組付・整備点検時に車室内のＥＣＵと連結させる車載ハーネス（電気配線）の脱着作業スペースを確保する必要がある。
以上の理由から、従来の水温センサの構成では、本体・取付部の体格およびコネクタ脱着作業スペース等の制約により、設置位置に制限が生じ、対象物の物性値を計測するのに最も適した箇所に自由に配置でき難いという問題があった。また、前記構成では水温センサ自体およびハウジングへの組付工程が複雑で工数、費用がかかるという問題があった。
【０００８】
したがって、本発明の目的は、上記従来技術による機能性部品が持つ前述した欠点に鑑み、外形寸法がより小型で済む機能性部品を提供することにある。また、本発明の別の目的は、計測手段の設置位置をより自由に設定可能な機能性部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の特徴構成は、車両制御用の特性値を計測するための計測手段と、前記計測手段によって計測された特性値に基づいて動作する動作部と、前記動作部を支持するハウジングとを備えた車両用の機能性部品であって、
前記計測手段の電気配線が前記動作部の前記ハウジングにインサート形成されている点にある。
【００１０】
本発明の第１の特徴構成による機能性部品では、計測手段の電気配線が動作部のハウジングにインサート形成によって埋め込まれているので、機能性部品の外形寸法を小型化できるという効果が得られる。このため、計測手段の設置位置に制約が少なくなり、計測対象物の特性値を計測するのに最も適した個所に計測手段を比較的自由に配置できるという効果が得られる。例えば、長い電気配線をハウジングにインサート形成しておけば、電気配線の後付けが困難な個所であっても、計測手段の計測素子部を最も計測したい個所等に配置することができる。
【００１１】
また、計測手段の電気配線を後付けする必要がなく、例えば計測手段をハウジングに取り付けた後に計測手段の端子から計測手段用のコネクタまで電気配線を引き回すなどの操作が不要なため、機能性部品自身を組み付ける際の組み付け工数が減少するという効果が得られる。
【００１２】
本発明の第２の特徴構成は、前記電気配線を車両の制御部と接続するためのコネクタ部が、前記ハウジングに一体形成してある点にある。
このように、コネクタ部が、前記ハウジングに一体形成してあれば、コネクタ部をハウジングと別途に設ける必要がないため、機能性部品の外形寸法を小型化できる。さらに、機能性部品自身の組み付け工数を減らすことができるという効果も得られる。
【００１３】
本発明の第３の特徴構成は、前記計測手段の計測素子部を前記ハウジング外部から装着して前記電気配線と導通させる取付け部を前記ハウジングに形成してある点にある。
本構成のように、計測素子部の取付け部を予め形成してあれば、計測素子部の取付け作業が簡単になる。また、計測素子部を後付けする構成であれば、ハウジングの成形時に計測素子部が熱や機械的衝撃で損傷することを防止できる。
【００１４】
本発明の第４の特徴構成は、前記計測素子部の端子と前記ハウジングの前記取付け部との相対位置を規制する手段を形成してある点にある。
本構成であれば、成形完了したハウジングに対して計測手段の計測素子部を後付けする際に、計測素子部の端子を前記ハウジング内に設けられた電気配線に対して所定の位置に設置することができる。このため、例えば両者の導通状態が確保されるので、計測素子部の組み付けが簡単にできる。
【００１５】
本発明の第５の特徴構成は、前記計測手段の計測素子部もまた前記ハウジングに一体形成してある点にある。
このように、計測手段の電気配線のみならず計測手段の計測素子部もまたハウジングに一体形成しておけば、機能性部品の組み付けが更に簡単になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明による実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明による機能性部品を用いたエンジン冷却装置１の概略構成図である。このエンジン冷却装置１は、エンジン３のウォータージャケット流路３ａを含む冷却水の通路２、通路２の一部に介装されたラジエータ４、通路２の内部で冷却水の循環流を作るウォーターポンプ５、及び、冷却水の温度条件などに応じて、冷却水の流路を、ラジエータ４を通る主流路２ａと、ラジエータ４をバイパスした副流路２ｂとの間で切り換えたり、主流路２ａの流量を調整したりする流路制御装置６（サーモスタット）を有する。
【００１７】
（第１の実施形態）
以下には、本発明の機能性部品がウォーターポンプである場合を示す。
図２に示すように、ウォーターポンプ５は、合成樹脂製のハウジング１０と、ハウジング１０の内部に回転可能に支持されたロータ１１（動作部の一例）とを有する。また、ハウジング１０にはエンジン３から送られて来た冷却水の水温を計測する水温センサ１３（計測手段の一例）が一体的に備えられている。ロータ１１は、水温センサ１３によって計測された水温の値に基づく回転速度でハウジング１０の内部に設けたコイル１２によって回転駆動される。
【００１８】
ハウジング１０は樹脂をモールドに射出成形することで形成されている。この成形時には、コイル１２と水温センサ１３の電気配線１５とがハウジング１０にインサート形成されている。同時に、電気配線１５を制御ＣＰＵユニット１７と接続するコネクタ部１６ａ（端子配列構成部）、及び、制御ＣＰＵユニット１７を車両のＥＣＵ１００と接続するコネクタ部１６ｂもハウジング１０に一体形成してある。
【００１９】
さらに、ハウジング１０の射出成形時には、コイル１２の温度を検出するためのサーミスタ１９がハウジング１０のコネクタ部１６ａ付近にインサート形成されている。この場合、同時に、サーミスタ１９の２本の端子１９ａ，１９ｂもまた遊端側がコネクタ部１６ａに突出する形態でインサート形成されている。成形を終わり脱型後のハウジング１０に制御ＣＰＵユニット１７を嵌め込むと、サーミスタ１９の端子１９ａ，１９ｂは制御ＣＰＵユニット１７の端子と電気的に接続される。
【００２０】
また、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、ハウジング１０には、水温センサ１３のサーミスタ部１３ａ（計測素子部の一例）のための取付け凹部１８が形成してある。ハウジング１０の成形時には、サーミスタ部１３ａは取り付けられず、成形完了してモールドから脱型後のハウジング１０の取付け凹部１８に、サーミスタ部１３ａが外部から図４の右向きに装着される。
【００２１】
サーミスタ部１３ａの外周には、特定の径方向に突出した２つの突起１４ａ，１４ｂが形成されている。他方、取付け凹部１８の外周の一部には、サーミスタ部１３ａの突起１４ａ，１４ｂを受け入れる溝部１８ａ，１８ｂを形成してある。そこで、突起１４ａ，１４ｂがそれぞれ溝部１８ａ，１８ｂに挿入される角度で、サーミスタ部１３ａを取付け凹部１８に押し込むと、サーミスタ部１３ａのリード線が弾性的な変形を介してハウジング１０の内部の電気配線１５の端部に押付け保持されるので、図４（ａ）に示すように、サーミスタ部１３ａと電気配線１５との電気的な導通状態が確保される。すなわち、突起１４ａ，１４ｂと溝部１８ａ，１８ｂとは、サーミスタ部１３ａの端子と取付け凹部１８との相対位置を、サーミスタ部１３ａと電気配線１５との電気的な導通状態が得られるように規制する手段として機能する。サーミスタ部１３ａの挿入後は取付け凹部１８の開口部付近を突起１４ａ，１４ｂなどと熱溶着することで、サーミスタ部１３ａの抜け落ちを防止すると共にシール性確保を実施する。
【００２２】
このように、水温センサ１３（計測手段）の電気配線１５がハウジング１０にインサート形成によって埋め込まれているので、ウォーターポンプ５（機能性部品）の体格が小さくなる。また、水温センサ１３の電気配線１５を後付けする必要がなく、水温センサ１３をハウジング１０に取付けた後に電気配線を水温センサ１３の端子からコネクタまで引き回すなどの工程が不要となるため、ウォーターポンプ５の組み付け工数が少なくなる。
さらに、水温センサ１３の電気配線１５を予めハウジング１０の内部に埋設しておくので、水温センサ１３の設置位置に制約が少なくなり、水温を計測するのに最も適した個所に水温センサ１３をより自由に配置できる。ここでは、水温センサ１３の電気配線１５をハウジング１０にインサート形成によって埋め込んでおくという方法を採用しているために、サーミスタ部１３ａを、ロータ１１の下流側でウォーターポンプ５の吐出口５ａ側という、（エンジン入口側）ウォーターポンプとエンジン本体との狭間部位などの、従来の構成では配置が困難な場所に配置することが可能となっている。すなわち、この構成では、ロータ１１によって十分に撹拌された冷却水がサーミスタ部１３ａの近傍を通過するので、水温センサ１３は、エンジン３のウォータージャケット流路３ａで温められた冷却水とラジエータ４から送られた冷却水とが良く混合された冷却水の温度を正確に検出できる。
【００２３】
（第２の実施形態）
以下には、本発明の機能性部品がエンジン冷却水の循環経路を調節する流路制御装置である場合を示す。
図３に示すように、流路制御装置６は、合成樹脂製のハウジング２０と、ハウジング２０に支持されたサーモスタット２１（動作部の一例）とを有する。また、ハウジング２０にはラジエータ４から戻される冷却水の水温を計測する水温センサ２３（計測手段の一例）が一体的に備えられている。
ハウジング２０には、ラジエータ４下流の主流路２ａと接続される主入口管路２０ａと、エンジン３またはウォーターポンプ５から送り出された冷却水がラジエータ４をバイパスして流れる副流路２ｂと接続される副入口管路２０ｂと、ウォーターポンプ５上流の複路２ｃに接続される出口管路２０ｃとが、分岐管状に設けられている。詳しくは、ハウジング２０内部において、主入口管路２０ａから混合制御弁３２を介した冷却水と、副入口管路２０ｂから混合制御弁３２を迂回する補助流路２０ｄ（破線で示す）を介した冷却水とが出口管路２０ｃで合流する構成をとる。尚、水温センサ２３は混合制御弁３２直前の主入口管路２０ａに配置されているので、混合制御弁３２下流に流入するラジエータ４からの冷却水の温度を精度良く迅速に検出することができる。
【００２４】
サーモスタット２１は、副入口管路２０ｂに隣接して配置され、ワックス３０ａを内部に充填した感温部３０と、感温部３０の内部から出口管路２０ｃに向けて延びた支持ロッド３１、支持ロッド３１の先端に取り付けられた混合制御弁３２、感温部３０を強制的に加熱可能な電気ヒータ３３などからなる。混合制御弁３２は、出口管路２０ｃを閉鎖する閉鎖姿勢と出口管路２０ｃを開放する開放姿勢との間で変位可能に支持されている。通常のエンジン始動時など、エンジン３からの冷却水の温度が低い間は、混合制御弁３２は圧縮コイルばね３２ａによって閉鎖姿勢に保持される。他方、冷却水の温度が所定値を超え、感温部３０のワックス３０ａが熱膨張して支持ロッド３１が押し出されると、混合制御弁３２は圧縮コイルばね３２ａの付勢力に抗して開放姿勢となる。
【００２５】
本構成の流路制御装置６では、混合制御弁３２の開度を積極的に変化させて、エンジン制御水温を細かく調節することができる。例えば、車両のアクセルが踏み込まれてエンジンの運転が高負荷状態になったときには、ノッキングの発生防止や吸気量の増大を図るために、エンジン制御水温を下げる必要がある。本装置では、このような場合にラジエータからの低水温の冷却水の流量比を増大させる。すなわち、本装置では、図示しないエンジン制御水温センサと共に、図３に示すように主入口管路２０ａに配置した水温センサ２３によってラジエータ下流の冷却水の温度をモニターしており、２つの水温センサの温度検出値に応じて電気ヒータ３３に加える通電量を決定する。例えば、ラジエータ下流の冷却水温度が低い場合には、前記冷却水の流量比を僅かに増大させるだけで制御目標水温に低水温化することができる。この場合には、加える通電量は少なくてよい。一方、前記ラジエータ下流の温度が高い場合には、前記冷却水の流量比を増やすために通電量を増大させるよう制御する事で制御目標水温に低水温化する。
【００２６】
水温センサ２３は、例えば以下の要領でハウジング２０に取り付けられる。
ハウジング２０は、樹脂をモールドに射出成形することで形成されている。この成形時には、サーモスタット２１、電気ヒータ３３、及び、水温センサ２３の電気配線２５がハウジング２０にインサート形成されている。この射出成形時には、水温センサ２３の電気配線２５及び電気ヒータ３３の電気配線を車両のＥＣＵ１００と接続するコネクタ部２６（端子配列構成部）もハウジング２０に一体形成してある。
【００２７】
また、ハウジング２０の主入口管路２０ａには、水温センサ２３のサーミスタ部２３ａ（計測素子部の一例）のための取付け凹部２８が形成してある。ハウジング２０の成形時には、サーミスタ部２３ａは取り付けられず、成形完了してモールドから脱型後のハウジング２０の取付け凹部２８に、サーミスタ部２３ａが外部から装着される。
【００２８】
図５及び図６に示すように、サーミスタ部２３ａは、一端で閉鎖された筒状部２３ｐを有する金属製のキャップ２３ｃと、キャップ２３ｃの円筒部の先端に収納されたサーミスタ２３ｔと、金属製円板状の第１ベース部２３ｂとからなる。キャップ２３ｃはサーミスタ２３ｔの一方の端子を兼ね、第１ベース部２３ｂはサーミスタ２３ｔの他方の端子を兼ねている。キャップ２３ｃは、筒状部２３ｐの基端側から直角に曲げられて円板状に広がった第２ベース部２３ｑを有する。
【００２９】
図６に示すように、ハウジング２０の脱型後、取付け凹部２８の中央付近に形成された貫通孔２８ｈに、サーミスタ２３ｔの一方のリード線を接合したキャップ２３ｃの筒状部２３ｐをサーミスタ２３ｔと共に挿入し、絶縁板２７を間に挟み、サーミスタ２３ｔの他方のリード線を接合した第１ベース部２３ｂを取付け凹部２８の端面に押し付けると、第１ベース部２３ｂと第２ベース部２３ｑとが、それぞれ２本の電気配線２５に電気的に接続される。尚、キャップ２３ｃ或いは第１ベース部２３ｂの、サーミスタ２３ｔのリード線との接合は、ハンダ付け又はフュージングで実施すれば良い。
最後に、樹脂製のカバー板２９を取付け凹部２８に嵌め込み、第１ベース部２３ｂを押圧した状態で取付け凹部２８の周縁部とカバー板２９とを溶着する。これにより、サーミスタ部２３ａは抜け止めとシール性とが保持された状態で装着される。
【００３０】
尚、図５に示すように、貫通孔２８ｈの周囲には漏斗状に傾斜した環状凹部２８ｒが形成されている。サーミスタ部２３ａの取り付け時には、キャップ２３ｃの筒状部２３ｐの円形の外周部にゴム製Ｏリング２４を外嵌させて貫通孔２８ｈに挿入する。これにより、Ｏリング２４が筒状部２３ｐと環状凹部２８ｒとで挟着され、ハウジング２０と筒状部２３ｐとの間隙から冷却水が電気配線２５付近に進入することが阻止される。
【００３１】
尚、冷却水には通常ＬＬＣ（ロングライフクーラント）が混合されているので、ウォーターポンプ５のハウジング１０、及び、流路制御装置６のハウジング２０を構成する樹脂としては、ＬＬＣに含まれるエチレングリコール、および、防錆剤、酸化防止剤、消泡剤などの添加剤に対する非透過性のある合成樹脂材料、例えばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）などを用いる事で、インサートされる電気配線の防錆処理を簡素化している。
【００３２】
尚、ウォーターポンプ５のハウジング１０、及び、流路制御装置６のハウジング２０の成形時に用いる材料は必ずしも樹脂に限らず、例えば、電気配線を樹脂その他の絶縁性材料で被覆しておき、金属などの導電性材料を用いてインサート成形しても良い。
【００３３】
本発明は、水温検知手段など車両制御用の特性値を計測するための計測手段と、計測手段によって計測された特性値に基づいて動作する動作部と、動作部を支持するハウジングとを備えた車両用の機能性部品、例えば冷却水用のウォーターポンプや流路制御装置などとして利用できる。本発明によれば、外形寸法がより小型で済み、且つ、計測手段を最適な個所に配置し易い機能性部品が得られる。尚、計測手段としては、水温検知手段に限らず、空気温度検知手段、油温検知手段、或いは、温度以外の特性を検知する検知手段でも良い。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による機能性部品を用いたエンジン冷却装置の概略構成図
【図２】エンジン冷却装置に用いられるウォーターポンプの一部破断側面図
【図３】エンジン冷却装置に用いられる流路制御装置の一部破断側面図
【図４】ウォーターポンプのサーミスタ部を示す略図
【図５】流路制御装置のサーミスタ部を示す略図
【図６】図５のサーミスタ部の分解図
【符号の説明】
【００３５】
１  エンジン冷却装置
２  冷却水の通路
３  エンジン
４  ラジエータ
５  ウォーターポンプ
１０  ハウジング
１１  ロータ（動作部）
１２  コイル（動作部）
１３  水温センサ（計測手段）
１４  突起
１５  電気配線
１６ａ  コネクタ部
１７  制御ＣＰＵユニット
１８  溝部
１９  サーミスタ
１８  取付け凹部
６  流路制御装置
２０  ハウジング
２１  サーモスタット（動作部）
２３  水温センサ（計測手段）
３０  ワックスケース（動作部）
３１  支持ロッド（動作部）
３２  混合制御弁（動作部）
３３  電気ヒータ（動作部）
１００  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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