JP2009197765A - 弁駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータと弁軸との配置関係を好適に設定することで、小型でエンジンへの搭載性が良好な弁駆動装置を提供する。
【解決手段】内部に流体通路を有するハウジング２と、該ハウジング２内の流体通路に設けられた弁座３と、該弁座３に着座・離間することで排気ガスの流量を制御する弁体４と、一端が弁体４に固定されて往復直線運動可能な弁軸５と、該弁軸５を往復直線運動させるモータ６と、該モータ６の回転運動を弁軸５の往復直線運動に変換する変換機構１６・１７と、モータ６の回転運動を変換機構１６・１７に伝達する伝達機構１４・１５と、を有する弁駆動装置１であって、モータ６は、弁軸５の往復直線運動方向と並列に設けられ、かつ伝達機構１５に対して弁体４と同じ方向の位置に設けられていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンから排出される排気ガスの一部を吸気系に戻す排気ガス再循環装置（ＥＧＲ装置）に設置され、流体通路を開閉する弁部材をモータによって駆動する弁駆動装置に関する。

排気ガス再循環系に設置されるＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）装置では、エンジンの燃焼室から排気通路へ排出される排気ガスの一部を、ＥＧＲ通路を通じて吸気通路へ再循環させる。エンジンでは、この排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に導入して外気と混合させて燃焼室へ吸入させることにより、燃焼室での可燃混合気の燃焼温度を下げ、排気ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の生成量を少なくすることができる。ＥＧＲ装置にはＥＧＲ通路を開閉する弁体が設けられており、当該弁体は弁駆動装置によって開閉操作される。弁体によるＥＧＲ通路の開弁量によって、排気ガスの流入量が制御される。ＥＧＲ装置に設置される一般的な弁駆動装置は、内部にＥＧＲ通路としての流体通路を有するハウジングと、該ハウジング内の流体通路に設けられた弁座と、該弁座に着座（閉弁）・離間（開弁）することで排気ガスの流量を制御する弁体と、一端が弁体に固定されて往復直線運動可能な弁軸と、該弁軸を往復直線運動させるモータと、該モータの回転運動を弁軸の往復直線運動に変換する変換機構と、モータの回転運動を変換機構に伝達する伝達機構とを有する。

この種の弁駆動装置として、特許文献１ないし特許文献３がある。特許文献１の弁駆動装置では、先端に弁体を有する弁軸の後端に、弁軸を往復直線運動させるモータが直列に設けられている。特許文献２の弁駆動装置も、弁軸の後端にステッピングモータが直列に設けられている。ここでの変換機構は、ステッピングモータのロータ及び弁軸に設けられた雌ネジ及び雌ネジからなり、ロータを回転させることで雄ネジと雌ネジの関係により弁軸をその軸線方向へ往復直線運動させることにより、弁体を開閉させている。そして、弁体が全閉となるとき、雄ネジのネジ山と雌ネジのネジ山との間に遊びを設けていることで、モータと弁体との間の組付バラツキやロータの不用意な回転を遊びによって吸収できるようになっている。また、弁体が全閉となるときにロータの回転を規制するため、弁軸の径方向外方へ突設されたピンと、当該ピンに当接可能なロータに設けられたストッパとからなる回転規制手段も設けられている。特許文献３の弁駆動装置では、モータが弁軸の往復直線運動方向に対して直角関係にある。ここでは、モータの回転運動を変換機構を介して弁軸に伝達する伝達機構として、モータの回転軸に設けられたピニオン歯車と噛合う平歯車が使用されており、モータの回転運動を弁軸の往復直線運動に変換する変換機構として、平歯車と同軸状に周回転するカムプレートが使用されている。
特開２００７−２５５５８３号公報 特開２００２−３４２２８号公報 特開２００６−２９２００９号公報

特許文献１や特許文献２の弁駆動装置では、モータと弁軸とが直列に配されているので、弁駆動装置における弁軸の往復直線運動方向の寸法は、弁軸の長さ＋弁軸の開弁量（直線運動量）＋モータ長さが最低必要であり、弁駆動装置が大型となる。弁駆動装置の全長が大きいと、エンジンへの搭載性も悪くなる。特許文献３の弁駆動装置では、モータと弁軸とが直角関係にあるので、特許文献１や特許文献２の弁駆動装置ほどは大型とはならないが、弁軸の往復直線運動方向の他にモータの配設方向にも一定の寸法が必要となるので、装置の小型化には適さない。

そこで、本発明は上記課題を解決するものであって、モータと弁軸との配置関係を好適に設定することで、小型でエンジンへの搭載性が良好な弁駆動装置を提供する。

本発明は、内部に流体通路を有するハウジングと、該ハウジング内の流体通路に設けられた弁座と、該弁座に着座・離間することで排気ガスの流量を制御する弁体と、一端が前記弁体に固定されて往復直線運動可能な弁軸と、該弁軸を往復直線運動させるモータと、該モータの回転運動を前記弁軸の往復直線運動に変換する変換機構と、前記モータの回転運動を前記変換機構に伝達する伝達機構と、を有する弁駆動装置であって、前記モータは、前記弁軸の往復直線運動方向と並列に設けられ、かつ前記伝達機構に対して前記弁体と同じ方向の位置に設けられていることを特徴とする。

前記伝達機構を挟んで前記弁体と反対側の位置には、前記弁軸の往復直線運動量を検知するセンサが設けられている。

前記伝達機構を、前記モータの回転軸に設けられたピニオン歯車と、該ピニオン歯車と噛合い径方向中央部に前記弁軸が挿通された平歯車とによって構成し、前記変換機構を、前記平歯車に設けられたネジ部と、該平歯車のネジ部と螺合可能な前記弁軸に設けられたネジ部とすることができる。この場合、前記弁体が前記弁座に着座したとき、前記平歯車のネジ部と弁軸のネジ部との間に、さらに前記平歯車が回転可能な遊びとなる隙間を設けておくことが好ましい。

または、前記伝達機構を、前記モータの回転軸に設けられたピニオン歯車と、該ピニオン歯車と噛合う平歯車とによって構成し、前記変換機構を、前記平歯車の下面に円弧状に設けられ、前記弁軸の他端を押圧することで直線運動に変換するカムとすることもできる。この場合、前記弁体が前記弁座に着座したとき、前記カムと弁軸の他端との間に隙間を設けておくことが好ましい。

本発明の弁駆動装置は、前記弁軸を往復直線運動させるが周回転させない回転防止機構と、前記平歯車を周回転させるが直線運動させない直線運動防止機構とを有する。

本発明によれば、モータが弁軸の往復直線運動方向と並列に設けられており、かつ伝達機構に対して弁体と同じ方向の位置に設けられていることで、従来の弁駆動装置における弁軸の往復直線運動方向の寸法（長さ寸法）から、モータの長さ分を省くことができ、弁駆動装置が小型となる。また、モータと弁軸とが並列関係にあることから、弁軸の往復直線運度方向と直交する方向、すなわち弁駆動装置の平面方向寸法が不必要に大型化することもない。弁駆動装置の全長が小さくなることで、エンジンへの搭載性も向上する。

現在、自動車の排出ガス規制を満たすため、センサよって各種装置の故障を検知する車載式故障診断（オンボードダイアグノーシス、ＯＢＤ）システムを車両に装着することが義務付けられており、故障を確実かつ早期に検出することが必要となってきている。ＯＢＤシステムは、車両自身が排出ガス対策装置の異常（突発的故障）を検知・監視し、異常発生時に警報表示して運転者に知らせるとともに、その故障内容を記憶保持する装置である。そこで、弁軸の往復直線運動量を検知するセンサが設けられていれば、弁体の作動故障を検知でき、エミッションのＯＢＤに対応できる。また、センサはモータ使用時のフィードバック制御にも使用できる。すなわち、センサによって弁軸の移動量を検知することで、モータの回転方向、回転量、停止タイミングなどを制御できる。

伝達機構をピニオン歯車と平歯車とによって構成し、変換機構を平歯車及び弁軸に設けられたネジ部とすることで、コンパクトな構成によってモータの回転出力を伝達・変換できると共に、モータの回転出力も小さくてすむ。そのうえで、弁体が弁座に着座したとき、平歯車のネジ部と弁軸のネジ部との間に、さらに平歯車が回転可能な遊びとなる隙間を設けておけば、モータの停止タイミングがズレたり停止後に惰性で回転した場合等に、平歯車と弁軸とが強固に噛合って作動不良が生じることを避けられる。また、この遊びによって、平歯車及び弁軸の寸法誤差を吸収できる。

伝達機構をピニオン歯車と平歯車とによって構成し、変換機構を平歯車の下面に設けたカムとすることで、コンパクトな構成によってモータの回転出力を伝達・変換できると共に、モータの回転出力も小さくてすむ。そのうえで、弁体が弁座に着座したとき、カムと弁軸との間に隙間を設けておけば、弁軸の寸法誤差を吸収できる。

弁軸に対する回転防止機構を設けていれば、弁軸が平歯車と共に周回転することがなく、確実に弁軸を往復直線運動させられる。また、平歯車に対する直線運動防止機構を設けていれば、平歯車が弁軸と共に直線運動することがなく、確実に弁軸を往復直線運動させられる。

（実施例１）
以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明するが、これに限られず本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。図１〜図１１に、本発明の実施例１を示す。図１は、実施例１に係る弁駆動装置の断面図である。図２は、実施例１に係る弁駆動装置の平面図である。図３は、弁軸の正面図である。図４は、弁軸の側面図である。図５は、弁軸の平面図である。図６は、弁軸の底面図である。図７は、回転防止体の平面図である。図８は、回転防止体の縦断面図である。図９は、平歯車の縦断面図である。図１０は、平歯車の底面図である。図１１は、ネジ部の要部拡大縦断面図である。

本発明の弁駆動装置１は、自動車の排気ガス再循環系において、エンジンからの排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路へ再循環させる際に、排気ガスの流量を制御するために設置される。図１に示されるように、弁駆動装置１は、内部に流体通路を有するハウジング２と、該ハウジング２内の流体通路に設けられた弁座３と、該弁座３に着座・離間することで排気ガスの流量を制御する弁体４と、往復直線運動可能な弁軸５と、該弁軸５を往復直線運動させるモータ６と、該モータ６の回転運動を弁軸５の往復直線運動に変換する変換機構と、モータ６の回転運動を変換機構に伝達する伝達機構とを有する。

ハウジング２は、その内部に流体通路の他、弁体４、弁軸５、モータ６、変換機構、伝達機構などの各種部材を収容する。流体通路は、ＥＧＲ通路として設けられており、エンジンからの排気通路（図示せず）と連通する導入部１０と、エンジンの燃焼室につながる吸気通路（図示せず）と連通する排出部１１と、導入部１０と排出部１１とを連通する連通部１２とからなる。弁座３は、導入部１０と連通部１２との間に設けられており、弁体４が導入部１０側から着座・離間することで、流体通路が開閉される。弁体４は略円錐形を呈するポペット弁であり、これにハウジング２内において上下方向に延設された弁軸５の下端（一端）が溶接固定されている。すなわち、弁軸５は上下方向に往復直線運動する。モータ６には、ＤＣモータを使用している。

モータ６の回転軸にはピニオン歯車１４が設けられており、当該ピニオン歯車１４に平歯車１５が噛合うように配されている。平歯車１５の直径は、ピニオン歯車１４の直径の少なくとも２倍以上ある。平歯車１５の径方向中央部には、弁軸５が挿通されており、当該平歯車１５を介してモータ６の回転出力が弁軸５に伝達される。すなわち、モータ６のピニオン歯車１４と平歯車１５とによって伝達機構が構成されている。平歯車１５の弁軸挿通孔の内周面には雌ネジ１６が設けられている。一方、弁軸５の上部外周面には、雌ネジ１６と螺合する雄ネジ１７が設けられている。この平歯車１５の雌ネジ１６と弁軸５の雄ネジ１７との螺合により、弁軸５を中心とした平歯車１５の回転運動が、弁軸５の往復直線運動に変換される。すなわち、平歯車１５の雌ネジ１６と弁軸５の雄ネジ１７とによって、変換機構が構成されている。なお、平歯車１５の雌ネジ１６及び弁軸５の雄ネジ１７が、本発明のネジ部に相当する。

モータ６は、弁軸５の往復直線運動方向と並列に上下方向に向けて設けられており、かつ伝達機構を構成する平歯車１５に対して弁体４と同じ方向、すなわち平歯車１５よりも下方位置に設けられている。これにより、図１によく示されるように、弁駆動装置１の上下長さ寸法は短く、かつ図２によく示されるように、前後左右寸法も無駄に大きくなることもなく、全体的にコンパクト化されている。

弁駆動装置１について、さらに詳しく説明する。モータ６は、弁軸５の側方においてハウジング２に２つのボルト２０によって両持ち状に固定されている。モータ６は、ハウジング２に直接接触しないよう浮上状に固定されており、その底面が、モータ６とハウジング２との間に介在する円形リング形で中央部が上方へ湾曲するウェーブワッシャ２１によって弾性的に支持されている。これにより、モータ６の駆動振動が、ハウジング２へ直接伝達することが避けられている。弁軸５は、スラストベアリングからなる軸受２２によって上下方向へ往復直線運動可能に支持されており、軸受２２の直上に、弁軸５を往復直線運動させるが周回転させない回転防止機構として、回転防止体２３が配されている。

平歯車１５の下面には、下面が開口する円筒部１５ａが一体形成されており、当該円筒部１５ａが、回転防止体２３の外周に設けられたボールベアリングからなる下部軸受２５の外周を囲んでいる。また、ハウジング２の上方にはハウジングカバー２６がボルト留めされており、平歯車１５の上部は、ハウジングカバー２６に設けられたボールベアリングからなる上部軸受２７によって回転可能に支持されている。弁軸５は、雄ネジ１７の直下に設けられた円形プレート２８と下部軸受２５との間に設けられた第１のスプリング２９によって、常時上方（閉弁方向）へ付勢されている。平歯車１５も、円筒部１５ａの上面と下部軸受２５との間において第１のスプリング２９の外周に設けられた第２のスプリング３０によって、常時上方へ付勢されている。

弁軸５の上部は、ハウジングカバー２６の内部にまで延在しており、当該部分に弁軸５の往復直線運動量を検知する誘導式センサが設けられている。すなわち、伝達機構を構成す平歯車１５を挟んで弁体４と反対側の位置に、誘導式センサが設けられている。誘導式センサは、弁軸５の側方に位置するようにハウジングカバー２６に設けられたセンサ本体３２と、弁軸５の上端（他端）に嵌合された金属製のカーソル３３とによって構成されている。図示していないが、センサ本体３２には、励磁コイルと電圧を検出する複数のサーチコイルが設けられており、この励磁コイルによる電界内をカーソル３３が上下に移動したときの静電容量変化をセンサ本体３２が検知することで、弁軸５の往復直線運動量を検知できるようになっている。ハウジング２には電源に接続されるコネクタ３４が設けられており、センサ本体３２には、コネクタ３４からハウジング２内を通るターミナル３５を介して通電される。なお、図示していないが、モータ６にもターミナル３５と連結された電源端子を介して通電される。符号３６は、ハウジング２とハウジングカバー２６との間の気密性を確保するシールである。

弁軸５は、基本的には下端から上端に亘って円柱形であるが、図４及び図６に示されるように、その一部に、大径の円の左右側方が切り落されたような、前後に幅広となった小判型軸部５ａを有する。小判型軸部５ａは、円形プレート２８の下方に所定寸法に亘って形成されている。また、図３及び図５に示されるように、円形プレート２８の上面左右両側方には、２つのストッパ片３８・３８が一体形成されている。なお、図５によく示されるように、左右のストッパ片３８・３８同士は、円形プレート２８の中心を通る中心線Ｌを挟んで僅かに位置ズレした関係にある。図７及び図８に示されるように、回転防止体２３は円筒形であって、外周面の上下中間部に形成された段部２３ａにおいて、下部軸受２５を受け止める。そして、弁軸５が挿通される挿通孔３９も、弁軸５の小判型軸部５ａと同じ形状及び寸法の小判型となっている。なお、図７には、図６に示される小判型軸部５ａの寸法との関係において、回転防止体２３及び挿通孔３９を拡大した状態で図示している。弁軸５の小判型軸部５ａは、弁体４が弁座３に着座した閉弁状態にあるときに、少なくとも回転防止体２３の上端より下方にまで達する上下寸法を有する。これら回転防止体２３と小判型軸部５ａとによって、本発明の回転防止機構が構成されている。

図９及び図１０に示されるように、円筒部１５ａの天面（平歯車１５の下面中央部）には、円形プレート２８の各ストッパ片３８とそれぞれ当接する、２つのストッパ４１・４１が一体形成されている。各ストッパ４１は、雌ネジ１６を中心として円弧状に形成されており、ストッパ片３８と略同じ高さ寸法のストッパ部４１ａと、該ストッパ部４１ａから平歯車１５の逆回転方向（正回転方向下流側）へ延在する傾斜部４１ｂとからなる。また、図１１に示されるように、平歯車１５の雌ネジ１６と弁軸５の雄ネジ１７との間には、所定寸法の隙間Ｓが設けられている。これら円形プレート２８のストッパ片３８と平歯車１５のストッパ４１とが、平歯車１５の回転限界を規定する過回転防止機構となる。

次に、弁駆動装置１の動作について説明する。弁駆動装置１の停止状態では、弁軸５に嵌合された円形プレート２８が第１のスプリング２９によって上方へ付勢されていることで、弁体４が弁座３に下方から着座しており、流体通路を構成する導入部１０と連通部１２とが非連通状に閉弁されている。エンジンが駆動されて排出ガスが発生すると、必要に応じて排気ガスの一部をＥＧＲガスとして吸気通路に導入するため、弁駆動装置１が作動して流体通路が開弁される。具体的には、コネクタ３４から延びるターミナル３５を介してモータ６に通電されてモータ６が正回転すると、ピニオン歯車１４と噛合う平歯車１５も正回転し、モータ６の回転出力が変換機構としての雌ネジ１６及び雄ネジ１７へ伝達される。平歯車１５が正回転すると、雌ネジ１６と雄ネジ１７との関係によって弁軸５が第１のスプリング２９の付勢力に抗して下方へ直線運動する。弁軸５が回転しながら下方へ移動するに伴って、各ストッパ片３８も回転しながら各ストッパ４１の下方へ移動していく。このとき、ストッパ４１に傾斜部４１ｂが設けられていることで、一方のストッパ片３８が、回転に伴い他方のストッパ４１に接触することが避けられる。なお、平歯車１５が２４０°正回転したときに、弁軸５が一往動するよう設計されている。

弁軸５が上下方向に直線運動するとき、弁軸５の小判型軸部５ａが、不動状に固設された回転防止体２３の小判型挿通孔３９内を上下に摺動することで、弁軸５が周方向に回転することはない。また、平歯車１５は、第２のスプリング３０によって常時上方に付勢されていることで、これの上部に設けられた段部１５ｂ（図９参照）が上部軸受２７の下面と確り当接していることから、不用意に上下方向に移動することがない。すなわち、第２のスプリング３０、上部軸受２７、及び平歯車１５の段部１５ｂによって、平歯車１５を周回転させるが直線運動させない直線運動防止機構が構成される。なお、第２のスプリング３０の弾性圧（付勢力）は、第１のスプリング２９の弾性力よりも大きい。また、平歯車１５はピニオン歯車１４の２倍以上の直径を有することから、両歯車１４・１５のギア比が大きく、ピニオン歯車１４へ作用するトルクは小さい。そのうえ、ＤＣモータはステッピングモータに比して駆動力が大きい。したがって、モータ６には比較的小型のモータを使用でき、これによりさらなる弁駆動装置１の小型化が可能となっている。

弁軸５が下方へ移動するに伴って弁体４も下方に移動することで、当該弁体４が弁座３から離間して開弁される。弁体４が開弁されることで、導入部１０と連通部１２とが連通状態となり、排気通路を流動する排気ガスの一部が、導入部１０、連通部１２、排出部１１をこれの順でハウジング２内を流動し、ＥＧＲガスとして吸気通路へ再循環される。弁体４の開弁量（上下直線運動量）は、誘導式センサによって検知・制御される。すなわち、カーソル３３の下方移動量を静電容量変化に基づいてセンサ本体３２が検知し、所定量カーソル３３が下方へ移動したところで、モータ６が停止制御される。同時に、モータ６に通電されているにも関わらず、故障等によって弁軸５が直線運動しない場合も誘導式センサによって検知できるので、ＯＢＤシステムにも的確に対応できる。

弁体４を閉弁させる場合は、モータ６を逆回転させる。モータ６を逆回転させることで、ピニオン歯車１４、平歯車１５、雌ネジ１６、雄ネジ１７もそれぞれ逆回転することで、弁軸５が上方へ直線運動する。カーソル３３の上方移動量に基づいて弁体４が弁座３に着座して閉弁されたことがセンサ本体３２によって検知されると、モータ６を停止する。しかし、実際には誘導式センサによるモータ６の制御には僅かのタイムラグが生じたり、惰性によって平歯車１５がさらに回転することがある。このように、弁軸５が上方移動限界位置にあるときに、さらに平歯車１５が回転することで、雌ネジ１６と雄ネジ１７とが強固に噛合って、再度モータ６を正回転する際に大きな力を要したり、モータ６の始動タイミングがズレたり、最悪の場合モータ６が再駆動できなくなるなどの問題が生じる。しかし、弁体４が弁座３に着座した弁軸５が上方移動限界位置にあるとき、平歯車１５の雌ネジ１６と弁軸５の雄ネジ１７との間に隙間が設けられていることで、さらに平歯車１５が回転可能な遊びが確保されており、上記問題は生じない。そのうえ、弁軸５が回転しながら上方へ移動するに伴って、各ストッパ片３８も回転しながら各ストッパ４１へ下方から近づいていく。そして、一方のストッパ片３８は、他方のストッパ４１の傾斜部４１ｂに沿いながら越えていき、弁体４が弁座３へ着座したときに、一方のストッパ４１のストッパ部４１ａへ当接する。同様に、他方のストッパ片３８は、一方のストッパ４１の傾斜部４１ｂに沿いながら越えていき、弁体４が弁座３へ着座したときに、他方のストッパ４１のストッパ部４１ａに接触する。これにより、平歯車１５がそれ以上回転することが規制される。

（実施例２）
図１２に、本発明の実施例２を示す。図１２は、実施例２に係る弁駆動装置１の断面図である。本実施例２は実施例１の変形例であって、弁軸５の往復直線運動量を検知するセンサとして、誘導式センサに替えて回転式非接触センサを用いている。回転式非接触センサは、図１２に示されるように、演算部を内蔵するセンサ本体４５と、該センサ本体４５から外方へ突出する複数本（本実施例では３本）の検出端子４６とからなり、ハウジングカバー２６の下面から一体形成されたセンサ室４７内に不動状に固定されている。一方、平歯車１５の上端には、左右一対のマグネット４８・４８が嵌合されており、平歯車１５の回転に伴って、両マグネット４８・４８が検出端子４６を中心として周回する。検出端子４６は、両マグネット４８・４８間に発生する磁界の方向を検出するもので、両マグネット４８・４８の回転量を検出することで、平歯車１５の回転量、延いては弁軸５の直線運動量を検出できるようになっている。なお、図１２には図示していないが、回転式非接触センサにも、コネクタ３４からターミナルを介して通電される。その他は実施例１と同様なので、同じ部材に同じ符号を付して、その説明を省略する。

（実施例３）
図１３〜図１６に、本発明の実施例３を示す。図１３は、実施例３に係る弁駆動装置１の断面図である。図１４は、平歯車５０の底面図である。図１５は、平歯車５０の回転に伴う弁軸５の直線運動機構を示す概略構成図である。図１６は、弁体４が弁座３に着座しているときの、カム５１と弁軸５との位置関係を示す要部拡大図である。本実施例３は実施例２の変形例であって、モータ６の回転運動を弁軸５の往復直線運動に変換する変換機構が異なる。具体的には、変換機構が平歯車５０の下面に円弧状に設けられたカム５１からなる。

図１３に示されるように、平歯車５０は、ハウジング５２内に立設された回転シャフト５３を中心として回転可能に配されている。平歯車５０の下面は、ハウジング５２の歯車支持面５２ａに支持されており、平歯車５０の上部は上部軸受２７によって支持されている。これにより、平歯車５０が上下方向へ移動することが規制され、当該歯車支持面５２ａと上部軸受２７とによって、平歯車５０を周回転させるが直線運動させない直線運動防止機構が構成される。なお、本実施例３には、平歯車５０を上方へ常時付勢するスプリングは設けられていない。

図１４に示されるように、カム５１は、回転シャフト５３が挿通される中央孔を中心として２４０°の長さを有する円弧状に形成されており、第１の平面部５１ａ、第１の傾斜部５１ｂ、第２の平面部５１ｃ、第２の傾斜部５１ｄ、第３の平面部５１ｅとを、これの順で連続して有する形状を呈する。図１５（ａ）によく示されるように、第１の平面部５１ａ、第２の平面部５１ｃ、第３の平面部５１ｅの順で、平歯車５０下面からの突出量が段階的（３段階）に大きくなっており、各平面部５１ａ・５１ｃ・５１ｅは、円周方向へ所定の長さ寸法を有する。

図１３に戻って、弁軸５は、回転シャフト５３から所定量側方にズレており、カム５１の下面に沿う位置に設けられている。図１５（ａ）に示す弁体４が弁座３に着座した閉弁状態では、弁軸５の上端はカム５１の第１の平面部５１ａに臨んでいる。モータ６を正回転させると、平歯車５０が正回転することに伴い、カム５１も正回転する。すると、弁軸５の上端が第１の傾斜部５１ｂによって下方に押圧されることで、弁軸５がスプリング２９の付勢力に抗して下方へ直線運動する。ＥＧＲガスの再循環量が少なくてよいときは、図１５（ｂ）に示すように、第２の平面部５１ｃが弁軸５の上端に臨む角度で停止させればよい。この場合は、弁体４による開弁量が小さい。ＥＧＲガスを多量に再循環させたい場合は、さらに平歯車５０を正回転させ、第２の傾斜部５１ｄによって弁軸５をさらに下方へ押圧しながら、図１５（ｃ）に示されるように、第３の平面部５１ｅが弁軸５の上端に臨んだところで、モータ６を停止させる。この場合は、弁軸５が第２の平面部５１ｃに臨んでいる状態よりも、弁体４による開弁量が大きくなっている。このように、カム５１に複数段の平面部を設けることで、弁体４による開弁量を複数段階で制御できる。また、各平面部が所定長さ寸法を有することで、モータ６の停止タイミングがズレたり、惰性によってさらに回転したとしても、その上下高さ位置で弁軸５を保持することができる。

図１５（ｂ）若しくは図１５（ｃ）の状態から、モータ６を逆回転させることで、弁軸５がカム５１の下面を上記と逆の方向に摺動し、スプリング２９の付勢力によって上方へ直線運動し、弁軸５が第１の平面部５１ａに臨む位置にきたところで、弁体４が閉弁される。このとき、図１６によく示されるように、カム５１と弁軸５の上端（他端）との間には、所定量の隙間が設けられている。これにより、弁軸５の寸法誤差が吸収される。その他は実施例１及び実施例２と同様なので、同じ部材に同じ符号を付して、その説明を省略する。

（実施例４）
図１７〜図１８に、本発明の実施例４を示す。図１７は、実施例４に係る弁駆動装置１の断面図である。図１８は、実施例４に係る弁駆動装置１の一部破断平面図である。本実施例４は、実施例２の別の変形例であって、弁軸５の往復直線運動量を検知する回転式非接触センサの配設位置が異なる。具体的には、図１７及び図１８に示されるように、ハウジング５６及びハウジングカバー５７内の平歯車１５を挟んでモータ６の反対側に、センサ収容室５８が設けられており、当該センサ収容室５８内に実施例２と同じ回転式非接触センサが不動状に設けられている。平歯車１５の上段には、当該平歯車１５よりも小径の第２の歯車５９が一体形成されている。そして、センサ収容室５８内のセンサ室４７の下方には、第２の歯車５９と噛合う第３の歯車６０が設けられている。第３の歯車６０は１２０°程度の扇状歯車であって、センサ収容室５８内に立設された回転シャフト６１を中心として回転可能となっている。第３の歯車６０の上端にも、左右一対のマグネット４８・４８が嵌合されており、当該両マグネット４８・４８は、第３の歯車６０と一体的にセンサ本体４５及び検出端子４６の周りを周回する。

モータ６を駆動させると、モータ６の回転出力が平歯車１５と同軸状に一体回転する第２の歯車５９を介して第３の歯車６０に伝達される。これにより、マグネット４８が回転式非接触センサの周りを周回することで、マグネット４８の回転量が検出される。モータ６の制御装置には、予め各歯車１４・１５・５９・６０のギア比が設定されており、マグネット４８の回転量に応じて弁軸５の直線運動量が算出されてモータ６の駆動が制御される。なお、本実施例４における変換機構及び伝達機構は、実施例１及び実施例２と同様である。その他も実施例１及び実施例２と同様なので、同じ部材に同じ符号を付してその説明を省略する。

（その他の変形例）
各実施例において、モータ６は、弁軸５の往復直線運動方向と並列、かつ伝達機構に対して弁体４と同じ方向の位置である限り、特にその設置位置は限定されない。実施例１の誘導式センサを実施例２〜４に適用することもできるし、実施例２〜４の回転式非接触センサを実施例１に適用することもできる。回転防止機構として、弁軸５の一部と回転防止体２３の挿通孔を小判型としたが、少なくとも非円形であればよく、三角形や四角形等の多角形や不定形でもよい。平歯車１５の過回転防止機構としてのストッパ片３８及びストッパ４１の数は１つでもよく、雌ネジ１６と雄ネジ１７との間に隙間Ｓが設けられている限り、必ずしも設ける必要もない。雌ネジ１６を弁軸５に設け、雄ネジ１７を平歯車１５に設けてもよい。実施例３において、カム５１の平面部は２つでもよいし４つ以上でもよい。平面部の数が多いほど、弁体４による開弁量の段階的な制御がより細かく行える。

実施例１に係る弁駆動装置の断面図である。 実施例１に係る弁駆動装置の平面図である。 弁軸の正面図である。 弁軸の側面図である。 弁軸の平面図である。 弁軸の底面図である。 回転防止体の平面図である。 回転防止体の縦断面図である。 平歯車の縦断面図である。 平歯車の底面図である。 ネジ部の要部拡大縦断面図である。 実施例２に係る弁駆動装置１の断面図である。 実施例３に係る弁駆動装置１の断面図である。 平歯車の底面図である。 平歯車の回転に伴う弁軸の直線運動機構を示す概略構成図である。 弁体が弁座に着座しているときの、カムと弁軸との位置関係を示す要部拡大図である。 実施例４に係る弁駆動装置１の断面図である。 実施例４に係る弁駆動装置１の一部破断平面図である。

符号の説明

１ 弁駆動装置
２・５２・５６ ハウジング
３ 弁座
４ 弁体
５ａ 小判型軸部
５ 弁軸
６ モータ
１０ 導入部
１１ 排出部
１２ 連通部
１４ ピニオン歯車
１５・５０ 平歯車
１５ａ 円筒部
１６ 雌ネジ
１７ 雄ネジ
２１ ウェーブワッシャ
２２ 軸受
２３ 回転防止体
２５ 下部軸受
２６・５７ ハウジングカバー
２７ 上部軸受
２８ 円形プレート
２９ 第１のスプリング
３０ 第２のスプリング
３２ センサ本体
３３ カーソル
３４ コネクタ
３５ ターミナル
３８ ストッパ片
４１ ストッパ
４５ センサ本体
４６ 検出端子
４７ センサ室
４８ マグネット
５１ カム
５１ａ・５１ｃ・５１ｄ 平面部
５３ 回転シャフト
５９ 第２の歯車
６０ 第３の歯車
Ｓ 隙間

Claims (5)

1. 内部に流体通路を有するハウジングと、該ハウジング内の流体通路に設けられた弁座と、該弁座に着座・離間することで排気ガスの流量を制御する弁体と、一端が前記弁体に固定されて往復直線運動可能な弁軸と、該弁軸を往復直線運動させるモータと、該モータの回転運動を前記弁軸の往復直線運動に変換する変換機構と、前記モータの回転運動を前記変換機構に伝達する伝達機構と、を有する弁駆動装置であって、
   前記モータは、前記弁軸の往復直線運動方向と並列に設けられ、かつ前記伝達機構に対して前記弁体と同じ方向の位置に設けられていることを特徴とする弁駆動装置。
2. 前記伝達機構を挟んで前記弁体と反対側の位置に、前記弁軸の往復直線運動量を検知するセンサが設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の弁駆動装置。
3. 前記伝達機構が、前記モータの回転軸に設けられたピニオン歯車と、該ピニオン歯車と噛合い径方向中央部に前記弁軸が挿通された平歯車とからなり、
   前記変換機構が、前記平歯車に設けられたネジ部と、該平歯車のネジ部と螺合可能な前記弁軸に設けられたネジ部とからなり、
   前記弁体が前記弁座に着座したとき、前記平歯車のネジ部と弁軸のネジ部との間に、さらに前記平歯車が回転可能な遊びとなる隙間が設けられていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の弁駆動装置。
4. 前記伝達機構が、前記モータの回転軸に設けられたピニオン歯車と、該ピニオン歯車と噛合う平歯車とからなり、
   前記変換機構が、前記平歯車の下面に円弧状に設けられ、前記弁軸の他端を押圧することで直線運動に変換するカムからなり、
   前記弁体が前記弁座に着座したとき、前記カムと弁軸の他端との間に隙間が設けられていることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の弁駆動装置。
5. 前記弁軸を往復直線運動させるが周回転させない回転防止機構と、
   前記平歯車を周回転させるが直線運動させない直線運動防止機構とを有することを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の弁駆動装置。
   
   

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