JP5312321B2 - アイドル・エアコントロールバルブ・ワイヤのストレス軽減手段、および補助アセンブリ - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本願は、米国暫定出願番号60/831,628、名称「GEN V IACV WIRE STRESS RELIEF FEATURE AND ASSEMBLY AIDS」2006年7月18日出願に基づく優先権を主張するものであり、その内容をここに参照として取り入れる。

本発明は一般的に、内燃機関のインテークマニホルドに配置されたアイドル・エアコントロールバルブ(IACV)の改善に関連するものである。

内燃機関は、インテークマニホルドに挿入されたIACVを使用する。小型内燃機関に使用される1つの例は、Gen V IACVと称される。Gen I IACVは現在の製品部材であり、自動車エンジンのインテークマニホルドの外に取り付けられる。

IACVは遠隔の電源により電気的に作動され、複数のワイヤリード線を有する。これらのワイヤリード線は離れたエンジンコントロールユニット(ECU)に接続されている。これらのワイヤリード線はIACV端子に、はんだ付け/溶接操作により取り付けられている。IACVの操作中に、これらのワイヤリード線が引っ張られるとはんだ接合部にストレスが掛かり、このストレスは過度に大きいと、または連続反復の結果、ワイヤまたははんだ接合部の破壊を招く。この機能不全は、設計妥当検査で確認された。

したがって、ワイヤリード線に対して引っ張り軽減手段を提供し、はんだ接合部へのストレスを軽減することが所望される。

さらに、内燃機関のスロットルマニホルドに挿入されるときに、IACVを容易に指示し、保持することのできる手段を、IACVのバルブ体に設けることが所望される。半径方向に適切に位置決めすることにより、電気接続のためのワイヤ引き回し経路がスロットルアセンブリにおいて正しいことが保証される。

前記観点から本発明の課題は、IACVのワイヤリード線のためのはんだ接合部に掛かる過度のストレスを軽減することである。実施例で、はんだ接合部近傍のワイヤを捕獲するストレーン軽減手段は、IACVのバルブ体に組み込まれている。この関連で、各ワイヤリード線はストレーン軽減手段内に規定された支持部に配置され、ストレーン軽減手段は続いてリードワイヤの周囲に、例えば熱打込み法によって成形される。ワイヤリード線周囲での支持部の成形、すなわちワイヤリード線の係留はストレス軽減手段を提供する。このストレス軽減手段は、ワイヤに掛かる不所望のストレスがはんだ接合部に達するのを排除する。ワイヤリード線にストレスを与える激しい操作は係留点で軽減され、はんだ接合部には直接作用しない。

さらに本発明の課題は、畝のあるスリーブを含む補助アセンブリを提供することである。このスリーブはシリンダ状のエンクロージャであり、コネクタに取り付けられている。このスリーブとコネクタは、IACVコアモータを包囲する。スリーブの畝は、マニホルドに挿入された後、軸方向および半径方向の支持を提供する。畝はスリーブ周囲の隆起部であり、適合マニホルドの口径と接触する干渉部を有するように設計されている。多重点で接触することにより、IACVはマニホルド口径内で軸方向のアライメントを維持する。このような軸方向のアライメントにより、IACVピントル/キャップナットは、マニホルドのバルブシートとのアライメントを維持する。スリーブは有利にはプラスチック材料から作製されており、このプラスチック材料は、-40℃から+125℃の範囲の熱に、マニホルド周囲の環境が曝されても適切なアライメントを保証するために十分な撓みを提供する。この撓みは、軸方向の支持に加えて、マニホルド振動に付加的なトレランスを提供する。畝付きスリーブの外形は、IACVが半径方向および軸方向に運動することに対する抵抗を提供し、IACVの内部モータが過度のエンジン振動により破損するのを防止する。

本発明の別の課題は、ボルトフランジまたは保持リングとの組み合わせで指示手段を提供することである。この指示手段は、マニホルドの挿入されるときに、IACVの適切な半径方向位置を保証する。

本発明によれば、アイドル・エアコントロールバルブは、複数の電気端子と、ストレーン軽減部材とを有し、
前記複数の電気端子は、複数のワイヤリード線をアイドル・エアコントロールバルブに接続し、
前記ストレーン軽減部材は、前記電気端子の近傍に配置された複数のワイヤリード線を支持する。ストレーン軽減部材は軸方向に延長されており、複数の横断溝を有する。有利にはストレーン軽減部材はワイヤリード線の周囲に成形されている。

本発明の別の側面で内燃機関用のアイドル・エアコントロールバルブは、複数の隆起部を有し、この隆起部は軸方向にはバルブ体の周囲表面に沿って延在し、半径方向には長手軸を基準にしてバルブ体を越えて伸長している。有利には隆起部は、バルブ体に取り付けられたスリーブに配置されている。

本発明の別の側面によれば、内燃機関用のアイドル・エアコントロールバルブは、周囲表面と、複数のボルトフランジタブを有し、
前記周囲表面は、当該周囲表面に沿って軸方向に伸長し、半径方向には長手軸を基準にしてバルブ体を越えて伸長する複数の隆起部を有し、
前記ボルトフランジタブのそれぞれは、内燃機関のバルブ体/マニホールドを取り付けるためのホールを規定する。

本発明のさらなる利点は、以下の詳細な説明および添付図面から当業者には明らかである。

図1Aは、本発明によるIACVの投影図である。 図1Bは、IACVの正面図である。 図1Cは、IACVの側面図である。 図2は、内燃機関のスロットル体に取り付けられたIACVの部分断面図である。

本発明の実施例を、添付図面を参照して説明する。添付図面中で、同様の参照番号は同様のエレメントを示す。本発明の実施例を詳細に説明する前に、本発明をその適用において、以下の説明および図面に示された実施例に限定されるものではないことを述べておく。本発明では他の実施例も可能であり、種々の適用において種々異なるやり方で実施することができる。さらにここに使用される用語および術語は説明のためのものであり、限定として理解すべきではない。「含む」、「有する」または「備える」、およびそれらの変形の使用は、その後に挙げられる項目およびそれらの等価物と付加的項目を包含するものであると理解されたい。

図1a, b, cを参照すると、一般的に参照番号100により示されたアイドル・エアコントロールバルブ(IAVC)が図示されており、このアイドル・エアコントロールバルブはバルブ体102と複数の電気端子104を有する。これらの電気端子はIACVを遠隔の電源(図示せず)に、複数のワイヤリード線106を介して接続するためのものである。ワイヤリード線106は典型的には公知の技術によりそれぞれの端子104にハンダ付け/溶接されている。本発明の別の側面によれば、ストレーン軽減部材108が端子104の近傍に、IACV100の上端部110で配置されている。

ストレーン軽減部材108は有利には熱可塑性構造からなり、向かい合って配置された直立壁112a、112bのペアを規定する。これらの直立壁は、図1Cに示された壁厚"t"により分離されている。壁112a、112bは、成形を容易にするため、上方向に変化する厚さtを有するようにテーパー状にすることができる。ストレーン軽減部材108は複数のチャネル114を含み、これらのチャネルはワイヤリード線106を捕獲するように伸長している。有利にはワイヤリード線106はそれぞれのチャネル114に挿入される。その後、ストレーン軽減部材108は熱打込みされ、熱可塑性物質は溶解され、ワイヤリード線106の周囲で再成形される。このようにして、アセンブリを物理的に取り扱うことにより、またはワイヤリード線を引っ張ることによりワイヤリード線106に掛かるストレスがストレーン軽減部材108によって軽減され、これにより、ワイヤリード線106と端子104との間のはんだ/溶接接合部に掛かるストレスも軽減される。ストレーン軽減部材108が図示されており、ここでは熱可塑性物質として説明したが、当業者であれば、その代わりに他の物質も本発明の枠内で使用できることは自明である。例えば熱硬化性樹脂等の材料を、ワイヤリード線と比較して小型のストレーン軽減部材のチャネルとともに使用することができ、この場合は、ワイヤリード線を締まりばめにより捕獲する。

本発明の別の側面によれば、畝付きスリーブ115がバルブ体102をカプセル化するか、またはその一部である。畝付きスリーブ115は複数の隆起部116を有し、これらの隆起部はバルブ体102を通る長手軸A-Aに対して軸方向および半径方向に伸長している。これらの隆起部116は、内燃機関のスロットル体マニホルド120に成形された適合凹部118に係合するように構成され、配置されている。これらの隆起部116は、IAVCをスロットル体マニホルド120に整合するときに、IACVを軸方向および半径方向にセンタリングするのを支援する。 有利には隆起部116はまた、二次的保持機能および振動絶縁機能を提供する。隆起部116の大きさは、スロットル体にある凹部118と締まりばめを有するような大きさである。多重点での接触は、IACVの適切な軸方向アライメントを提供し、IACVピントル/キャップナットがマニホルドのバルブシートと正しいアライメントを維持することを保証する。有利には、畝付きスリーブ125はプラスチック材料から作製されており、このプラスチック材料は、マニホルド環境仕様にしたがい-40℃から+125℃の範囲の予想される熱環境でも、アライメントの維持を保証するのに十分な撓みを提供する。
このような撓みは、軸方向の支持に加えて、マニホルド振動に付加的なトレランスを提供する。

本発明の別の側面は保持リング122を使用することである。この保持リング122は複数のボルトフランジタブ124を有し、指示手段を提供する。この指示手段はエラー防止アセンブリ、例えば突出ヨークであり、マニホルド120に挿入されるときに、IACVの適切な半径方向位置を保証する。各フランジタブ124は貫通ホール126を含んでおり、この貫通ホールはマニホールド120にハードウエアを取り付けるために規定されている。保持リング122の大きさは有利には、畝付きスリーブ115とマニホールド口径128(図2参照)との間に締まりばめを提供するような大きさである。付加的に保持リング122の大きさは、IACV100をマニホルド120に取り付けるのに必要な挿入力が、これから取り出すのに必要な引抜き力よりも有意に小さいような大きさである。

前記の詳細な説明は例として理解すべきであり、制限的に理解すべきではない。ここ開示された本発明は実施例の説明から規定されるものではなく、特許法により許される限りに解釈される請求項により規定されるものである。例えばここでは、燃料インジェクタの円筒状のコンポーネントが開示されているが、本発明のこの技術および構成は、密封溶接を必要とする他の円筒状コンポーネントにも適用できる。ここに説明した実施例は本発明の原理の例示であり、種々の変形が当業者により本発明の技術思想と枠を逸脱することなしに実現可能である。

Claims (17)

1. 複数の電気端子と、ストレーン軽減部材とを有するアイドル・エアコントロールバルブであって、
   前記複数の電気端子は、複数のワイヤリード線を前記アイドル・エアコントロールバルブに接続するとともに、前記アイドル・エアコントロールバルブの軸方向に延長されており、
   前記ストレーン軽減部材は、前記複数のワイヤリード線を支持するとともに、前記アイドル・エアコントロールバルブの軸方向に延長されており、複数の横断溝を有し、
   前記複数のワイヤリード線は、前記複数の電気端子と、前記ストレーン軽減部材と、によって同じ高さで支持されている、
   アイドル・エアコントロールバルブ。
2. 請求項１記載のアイドル・エアコントロールバルブであって、
   前記ストレーン軽減部材はワイヤリード線の周囲に成形されているアイドル・エアコントロールバルブ。
3. 請求項２記載のアイドル・エアコントロールバルブであって、
   前記ストレーン軽減部材はワイヤリード線の周囲に熱打込み法によって成形されているアイドル・エアコントロールバルブ。
4. 請求項１記載のアイドル・エアコントロールバルブであって、
   前記ワイヤリード線は前記電気端子にハンダ付けされており、前記ストレーン軽減部材は前記ワイヤリード線の周囲に成形されているアイドル・エアコントロールバルブ。
5. 請求項４記載のアイドル・エアコントロールバルブであって、
   前記ストレーン軽減部材はワイヤリード線の周囲に熱打込み法によって成形されているアイドル・エアコントロールバルブ。
6. 内燃機関のスロットル体マニホルドに配置されたアイドル・エアコントロールバルブであって、複数の隆起部を有し、
   該隆起部は軸方向にはバルブ体の周囲表面に沿って延在し、半径方向には長手軸を基準にしてバルブ体を越えて伸長し、前記スロットル体マニホルドの内面に設けられた凹部と締まりばめを有するような大きさであるアイドル・エアコントロールバルブ。
7. 請求項６記載のアイドル・エアコントロールバルブであって、
   前記隆起部は、バルブ体に取り付けられたスリーブに配置されているアイドル・エアコントロールバルブ。
8. 請求項６記載のアイドル・エアコントロールバルブであって、
   複数の電気端子と、ストレーン軽減部材とを有し、
   前記複数の電気端子は、複数のワイヤリード線を前記アイドル・エアコントロールバルブに接続し、
   前記ストレーン軽減部材は、前記複数のワイヤリード線を支持する、アイドル・エアコントロールバルブ。
9. 請求項８記載のアイドル・エアコントロールバルブであって、
   前記ストレーン軽減部材は、前記アイドル・エアコントロールバルブの軸方向に延長されており、複数の横断溝を有するアイドル・エアコントロールバルブ。
10. 請求項８記載のアイドル・エアコントロールバルブであって、
    前記ストレーン軽減部材はワイヤリード線の周囲に成形されているアイドル・エアコントロールバルブ。
11. 請求項８記載のアイドル・エアコントロールバルブであって、
    前記ワイヤリード線は前記電気端子にハンダ付けされており、前記ストレーン軽減部材は前記ワイヤリード線の周囲に成形されているアイドル・エアコントロールバルブ。
12. 内燃機関のスロットル体マニホルドに配置されたアイドル・エアコントロールバルブであって、
    周囲表面と、複数のボルトフランジタブを有し、
    前記周囲表面は複数の隆起部を有し、
    該複数の隆起部は、前記周囲表面に沿って軸方向に伸長し、半径方向には長手軸を基準にしてバルブ体を越えて伸長し、前記スロットル体マニホルドの内面に設けられた凹部と締まりばめを有するような大きさであり、
    前記ボルトフランジタブのそれぞれは、内燃機関にバルブ体を取り付けるためのホールを規定するアイドル・エアコントロールバルブ。
13. 請求項１２記載のアイドル・エアコントロールバルブであって、
    複数の電気端子と、ストレーン軽減部材とを有し、
    前記複数の電気端子は、複数のワイヤリード線を前記アイドル・エアコントロールバルブに接続し、
    前記ストレーン軽減部材は、前記複数のワイヤリード線を支持する、アイドル・エアコントロールバルブ。
14. 請求項１３記載のアイドル・エアコントロールバルブであって、
    前記ストレーン軽減部材は、前記アイドル・エアコントロールバルブの軸方向に延長されており、複数の横断溝を有するアイドル・エアコントロールバルブ。
15. 請求項１３記載のアイドル・エアコントロールバルブであって、
    前記ストレーン軽減部材は、前記アイドル・エアコントロールバルブの軸方向に延長されており、複数の横断溝を有するアイドル・エアコントロールバルブ。
16. 請求項１３記載のアイドル・エアコントロールバルブであって、
    前記ストレーン軽減部材はワイヤリード線の周囲に成形されているアイドル・エアコントロールバルブ。
17. 請求項１３記載のアイドル・エアコントロールバルブであって、
    前記ワイヤリード線は前記電気端子にハンダ付けされており、前記ストレーン軽減部材は前記ワイヤリード線の周囲に成形されているアイドル・エアコントロールバルブ。

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