バルブ駆動装置
【課題】 ウェイストゲートバルブ１の開閉制御を行う電動アクチュエータの最終作動段であるロッド４のストローク位置を直接検出し、ロッド４のストローク量の制御性を向上することを課題とする。
【解決手段】 リンク機構のリンクレバー３を介して、ウェイストゲートバルブ１に連結するロッド４のセンシング部搭載面上にセンシング部９を一体的に設置している。そして、ストロークセンサのホールＩＣによってロッド４と一体に動くセンシング部９のストローク位置を検出しているので、電動アクチュエータの最終作動段であるロッド４のストローク位置を直接検出することができる。この結果、ロッド４のストローク位置の検出精度が向上するため、ロッド４のストローク量の制御性、つまりウェイストゲートバルブ１の開度制御の制御性を向上することができる。
【解決手段】 リンク機構のリンクレバー３を介して、ウェイストゲートバルブ１に連結するロッド４のセンシング部搭載面上にセンシング部９を一体的に設置している。そして、ストロークセンサのホールＩＣによってロッド４と一体に動くセンシング部９のストローク位置を検出しているので、電動アクチュエータの最終作動段であるロッド４のストローク位置を直接検出することができる。この結果、ロッド４のストローク位置の検出精度が向上するため、ロッド４のストローク量の制御性、つまりウェイストゲートバルブ１の開度制御の制御性を向上することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの回転軸の回転を減速機構で減速し、減速機構の回転運動を往復直線運動に変換して、バルブを駆動するバルブ駆動装置に関するもので、特にウェイストゲートバルブ制御用アクチュエータまたはＥＧＲバルブ制御用アクチュエータに用いて好適なバルブ駆動装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来より、バルブを駆動するバルブ駆動装置として、図１２および図１３に示したように、電動モータ１０１および軸線方向に往復移動するロッド１０２を備えた電動アクチュエータが公知である（例えば、特許文献１参照）。
この電動アクチュエータは、電動モータ１０１の回転を２段減速する減速機構と、この減速機構の回転運動をロッド１０２の直線運動に変換する往復スライダリンク機構と、ロッド１０２を往復移動方向に支持するスラスト軸受１０３とを備えている。このスラスト軸受１０３は、ロッド１０２の軸線方向に貫通する貫通孔を有し、アクチュエータケースの軸受孔に保持固定されている。
減速機構は、電動モータ１０１の出力軸に固定されたピニオンギヤ１０４、ピニオンギヤ１０４と噛み合って回転する中間ギヤ１０５、およびこの中間ギヤ１０５と噛み合って回転する最終ギヤ１０６等を有している。また、中間ギヤ１０５は、支持軸１１１の外周に回転自在に取り付けられている。また、最終ギヤ１０６は、支持軸１１２の外周に回転自在に取り付けられている。
【０００３】
電動アクチュエータのロッド１０２には、ファーストピボット１１３を介してトグルレバー１０７が連結されている。また、最終ギヤ１０６には、セカンドピボット１１４を介してトグルレバー１０７が連結されている。そして、ファーストピボット１１３は、トグルレバー１０７の第１嵌合孔に打ち込まれてトグルレバー１０７に固定されており、セカンドピボット１１４は、トグルレバー１０７の第２嵌合孔に打ち込まれてトグルレバー１０７に固定されている。
特許文献１に記載の電動アクチュエータは、電動モータ１０１が減速機構の３つのギヤ１０４〜１０６を回転させ、最終ギヤ１０６にセカンドピボット１１４を介して連結したトグルレバー１０７がロッド１０２をその軸線方向に押圧（あるいは引き戻）して最終ギヤ１０６の回転運動をロッド１０２の往復直線運動に変換するように構成されている。
ここで、１０８は電動アクチュエータにより開閉制御される円板状のバルブである。ロッド１０２とバルブ１０８との間には、リンクレバー１１９が設置されている。
【０００４】
［従来の技術の不具合］
ところで、近年、自動車に搭載されるエンジンの排気ガスの規制強化に伴い、排出ガス関係のＯＢＤ（車載診断装置による故障診断機能）装着が義務づけられている。
そこで、特許文献１に記載の電動アクチュエータを、ＥＧＲバルブの開閉制御やウェイストゲートバルブの開閉制御用のバルブ駆動装置として使用する場合、ＯＢＤ要件として、ロッド１０２のストローク位置を直接検出する必要がある。ところが、特許文献１に記載の電動アクチュエータでは、ロッド１０２のストローク位置を直接検出することができなかった。
【０００５】
また、特許文献１に記載の電動アクチュエータでは、ロッド１０２のストローク位置を直接検出するためにセンシングレバー（センシング部）１０９が記載されているが、センシングレバー１０９とストロークセンサ（センサ本体）との関係が明確に記載されていない。
また、特許文献１に記載の電動アクチュエータは、図示構造上、リンクレバー１１９が動くとロッド１０２がその軸線周りに振れる。このロッド１０２の振れを吸収するために、ガタを設けているが、ロッド１０２の動きに対してリンクレバー１１９の作動が追従しない。これにより、電動アクチュエータの制御対象であるバルブ１０８の動きとロッド１０２の動きとが一致せず、ロッド１０２のストローク量の制御性が悪化するという問題が生じている。
また、リンクレバー１１９にガタを設けない場合、図示の構造では、ロッド１０２の振れが吸収できないため、ロッド１０２のスラスト軸受１０３に力がかかり、ロッド１０２がスラスト軸受１０３の内周をこじり、ロッド１０２が作動不能となる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００９／０６２９２８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、最終作動段であるロッドのストローク位置を直接検出することのできるバルブ駆動装置を提供することにある。また、ロッドのストローク量の制御性を向上することのできるバルブ駆動装置を提供することにある。さらに、ロッドの故障を検出することのできるバルブ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、ロッドのストローク軸方向（往復移動方向）への移動量（ロッドのストローク量）に応じてバルブの開閉制御を行うバルブ駆動装置において、ロッドに一体的に設置されたセンシング部、およびこのセンシング部のストローク位置を検出するセンサを有するロッドストローク検出手段を備えたことを特徴としている。
請求項１に記載の発明によれば、バルブを開閉制御するロッドにセンシング部を一体的に設置しているので、バルブ駆動装置の最終作動段であるロッドのストローク位置を直接検出することができる。この結果、ロッドのストローク位置の検出精度が向上するため、ロッドのストローク量の制御性、つまりバルブの開度制御の制御性を向上することができる。また、センサで検出されるセンシング部のストローク位置が、所定時間が経過しても設定された目標位置に到達または接近しない場合には、ロッドまたはバルブ駆動装置の故障と判断することができる。つまりバルブ、ロッドまたはバルブ駆動装置の故障診断を実施できる。これにより、ＯＢＤ要件を満足できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、バルブの動作パターンに対応した形状のカム溝を有し、減速機構の回転に伴って回転するカムと、このカムのカム溝に移動自在に挿入されるフォロワとによって変換機構を構成している。
請求項３に記載の発明によれば、フォロワを回転自在に支持する支軸を有し、一端側がフォロワおよび支軸を介してカムに連結し、他端側がバルブに連結するロッドにセンシング部を一体的に設置している。
【００１０】
請求項４に記載の発明によれば、ロッドの支軸を通じてフォロワがカムを押す力がモータ駆動時の負荷となるが、ロッドの軸線方向の中心線上の荷重作用方向と、カムとフォロワとの接触面上の共通接線方向とが垂直に交差する位置関係となっているので、ロッドからの荷重（バルブ反力）がカムを回転させる方向に働かないようになる。
したがって、バルブの全閉時または全開時に、ロッドからの荷重（バルブ反力）に抗して、バルブの全閉位置または全開位置に静止状態でバルブを保持するのに必要なモータ保持電流を低減できるので、消費電力を抑えることができる。
ここで、仮に、請求項４に記載の発明、つまりバルブ駆動装置を、バルブを全閉位置または全開位置に駆動する使用頻度の多いアクチュエータ（例えばウェイストゲートバルブやＥＧＲバルブを開閉制御するアクチュエータ）に適用した場合であっても、バルブの全閉時または全開時の消費電力（消費電流）が少なくすることができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明によれば、ロッドの軸線方向の中心線上に、カムの回転中心およびフォロワの回転中心がある位置関係（構成）となっている。これにより、バルブの全閉時または全開時に、バルブの全閉位置または全開位置にバルブを保持するのに必要なモータ保持電流を効果的に低減できるので、消費電力をより低減することができる。
【００１２】
請求項６および請求項１７に記載の発明によれば、モータ（の出力軸）の回転を（所定の減速比となるように）減速する減速機構を、モータによって回転駆動される第１ギヤ、およびこの第１ギヤと噛み合って回転する第２ギヤによって構成している。
減速機構として、例えばモータの出力軸に固定されるピニオンギヤ、このピニオンギヤに噛み合って回転する中間ギヤ、およびこの中間ギヤに噛み合って回転する最終ギヤ等を有する２段減速ギヤ機構を用いても良い。また、減速機構として、ウォームギヤ（その他ヘリカルギヤ、スパーギヤ、出力ギヤ）等を有する多段減速ギヤ機構を用いても良い。
【００１３】
請求項７に記載の発明によれば、ロッドの荷重作用方向のバルブ全閉側を基準とした場合、フォロワ、カムの回転中心、ロッドの順に設置される位置関係（構成）となっている。これにより、バルブの全閉時または全開時に、バルブの全閉位置または全開位置にバルブを保持するのに必要なモータ保持電流を効果的に低減できるので、消費電力をより低減することができる。
【００１４】
請求項８に記載の発明によれば、カムの回転中心とフォロワの回転中心とを結ぶ直線と、カムの回転中心と第１ギヤの回転中心とを結ぶ直線とが略一致（略同一直線上に位置）する位置関係（構成）となっている。
ここで、第２ギヤの回転軸とカムの回転軸とを共通化（同一部品で構成）した場合、カムの回転角度と第２ギヤの作動角度とが等しくなる。
このとき、カムの回転中心とフォロワの回転中心とを結ぶ直線と、カムの回転中心（＝第２ギヤの回転中心）と第１ギヤの回転中心（＝第１ギヤと第２ギヤとの噛み合い位置）とを結ぶ直線とが略一致する位置関係としたことにより、カムの作動軌跡（の投影面）内に第２ギヤの作動軌跡をほぼ一致させる（入れる）ことができる。したがって、カムの作動軌跡と第２ギヤの作動軌跡とが大きく異なる装置と比べて、バルブ駆動装置の体格を小型化できるので、車両等への搭載性を向上することができる。
【００１５】
請求項９に記載の発明によれば、ロッドストローク検出手段は、ロッドのストローク軸方向（往復移動方向）と並行な方向にセンシング部のストローク検出方向を有している。つまりセンシング部は、このセンシング部のストローク検出方向とロッドのストローク軸方向（往復移動方向）とを並行にしてロッドに一体的に設置されている。
これによって、請求項１に記載の発明の効果を向上できる。
なお、ロッドの中心をストローク軸方向（往復移動方向）に真っ直ぐに延びるロッド軸中心線とセンシング部の中心をセンシング部のストローク検出方向に真っ直ぐに延びる中心線とが一致しているが、センシング部のストローク検出方向とロッドのストローク軸方向（往復移動方向）とが並行であれば、ロッド軸中心線からオフセットさせて設置しても良い。
【００１６】
請求項１０に記載の発明によれば、ロッドをそのストローク軸方向（往復移動方向）に支持するロッド軸受と、このロッド軸受の軸線方向と並行な方向に延長されたスライドシャフトとを備えている。
そして、バルブを全閉位置から開弁位置（中間位置、全開位置を含む）にモータ駆動した際、あるいはバルブを全開位置から閉弁位置（中間位置、全閉位置を含む）にモータ駆動した際に、ロッド軸受（の軸線方向）とスライドシャフト（の軸方向）との２軸に沿ってロッドを平行移動させることにより、ロッド軸受とスライドシャフトでロッドのストローク軸方向（往復移動方向）のガタと回転方向の振れとを規制することができる。したがって、ロッドに一体的に設置したセンシング部の動きが規制されるため、特にセンシング部を「直線的」に移動させることができる。その結果、ロッドのストローク位置の検出精度を向上することができる。
【００１７】
請求項１１および請求項１９に記載の発明によれば、バルブとは、ロッドのストローク軸方向（往復移動方向）の先端側に設置されるポペットバルブのことである。
この場合、バルブ駆動装置を、ＥＧＲバルブ等の排気ガス制御バルブを開閉制御するアクチュエータとして使用することができる。
【００１８】
請求項１２および請求項２０に記載の発明によれば、バルブ駆動装置のロッドとバルブとの間に、ロッドの直線運動をバルブの回転運動に変換するリンク機構を設置している。 このリンク機構は、ロッドとバルブとを連結するレバー等を有している。
ロッドは、レバーを回転自在に支持する第１ヒンジピンを有している。例えば第１ヒンジピンは、ロッドに一体的に形成、あるいはロッドに固定されている。
バルブは、レバーを回転自在に支持する第２ヒンジピンを有している。例えば第２ヒンジピンは、バルブに一体的に形成、あるいはバルブに固定されている。
バルブ駆動装置のロッドに駆動されるバルブとは、第１ヒンジピン、レバーおよび第２ヒンジピンを介して、ロッドのストローク軸方向（往復移動方向）の先端側に連結されるヒンジバルブのことである。
この場合、バルブ駆動装置を、ウェイストゲートバルブまたはＥＧＲバルブ等の排気ガス制御バルブを開閉制御するアクチュエータ、あるいは可変容量ターボチャージャの制御用アクチュエータとして使用することができる。
【００１９】
請求項１３および請求項２１に記載の発明によれば、変換機構に連結する第１ロッド、およびバルブに連結する第２ロッドによってロッドを構成している。そして、バルブ駆動装置に、第１ロッドをストローク軸方向（往復移動方向）に支持するロッド軸受と、第１ロッドと第２ロッドとを連結する回転自在継手（球面体（ボール）、ナット付きソケットのガイド、球面軸受、連結ピン）とを設けている。
ところで、第２ロッドがそのストローク軸方向（往復移動方向）の一方側（例えばバルブ開き側またはバルブ閉じ側）にストロークしてレバーを回転させると、レバーの回転範囲に応じて第２ロッドが振れる（例えば第２ロッドがその中心軸線周りの回転方向に揺動する）。
【００２０】
ここで、第１ロッドと第２ロッドとが一体部品の場合、第２ロッドに振れが出ると、ロッド軸受にラジアル方向の力が加わり（作用し）、第１ロッドがロッド軸受の内周をこじり、第１ロッドが作動不能になる可能性がある。そこで、第１ロッドと第２ロッドとを別体部品で構成し、第１ロッドと第２ロッドとの間に回転自在継手を設置したことにより、第２ロッドの振れを回転自在継手により吸収する。
これによって、第１ロッドがロッド軸受の内周をこじり、第１ロッドが作動不能になる不具合の発生を抑えることができる。
【００２１】
請求項１４および請求項２２に記載の発明によれば、ロッドのストローク軸方向（往復移動方向）の中心線と、レバーの作動角度の中心線（レバー全閉時中心線とレバー全開時中心線との角度中心線）とが垂直に交差する位置関係（構成）となっている。これにより、バルブの開閉によるロッドの振れ角度が最も小さくなる。
ここで、ロッドのストローク量が少ない設定の場合（ロッドの振れ＜ロッドとロッド軸受との間のガタ）には、仮に第１ロッドと第２ロッドとが一体部品の場合であっても、ロッドがロッド軸受の内周をこじり、ロッドが作動不能になる不具合の発生を抑えることができる。
また、ロッドのストローク量が多い設定の場合には、回転自在継手の摺動範囲を少なくすることができるため、回転自在継手の信頼性を向上することができる。
【００２２】
請求項１５に記載の発明は、ロッドのストローク軸方向（往復移動方向）への移動量（ロッドのストローク量）に応じてバルブの開閉制御を行うバルブ駆動装置において、ロッドのストローク軸方向（往復移動方向）と並行な方向に延長されたスライドシャフトと、連結部を介してロッド（および変換機構）に連結すると共に、スライドシャフト上をスライドするガイドと、このガイドに一体的に設置されたセンシング部、およびこのセンシング部のストローク位置を検出するセンサを有するロッドストローク検出手段とを備えたことを特徴としている。
【００２３】
請求項１５に記載の発明によれば、スライドシャフト上をスライドするガイドにセンシング部を一体的に設置しているので、バルブ駆動装置の最終作動段であるロッドのストローク位置を直接検出することができる。この結果、ロッドのストローク位置の検出精度が向上するため、ロッドのストローク量の制御性、つまりバルブの開度制御の制御性を向上することができる。また、センサで検出されるセンシング部のストローク位置が、所定時間が経過しても設定された目標位置に到達または接近しない場合には、ロッドまたはバルブ駆動装置の故障と判断することができる。つまりバルブ、ロッドまたはバルブ駆動装置の故障診断を実施できる。これにより、ＯＢＤ要件を満足できる。
【００２４】
ここで、バルブ駆動装置、特に変換機構は、ガイドが無い状態であっても、往復スライダリンクとして作動するが、上述したように、リンク機構のレバー（ロッドとバルブとを連結するレバー）の回転範囲に対応してロッドに振れが生じる。そして、ロッドのストローク位置（動き）を検出するように、ロッドにセンシング部を一体的に設置した場合、ロッドの振れがセンサの検出精度に影響を及ぼす可能性がある。
そこで、ロッドのストローク軸方向（往復移動方向）と並行な方向にスライドシャフトを設置し、且つスライドシャフト上にガイドを設置し、更に、ガイドにセンシング部を一体的に設置することにより、スライドシャフト上をガイドがスライドする。この結果、ロッドの振れの影響を受けることなく、センシング部のストローク位置を検出することで、ロッドストローク検出手段でロッドのストローク位置（動き）を検出することが可能となるので、センサの検出精度を向上することができる。
【００２５】
請求項１６に記載の発明によれば、ロッドをそのストローク軸方向（往復移動方向）に支持するロッド軸受と、このロッド軸受の軸線方向と並行な方向に延長されたスライドシャフトとを備えている。
そして、バルブを全閉位置から開弁位置（中間位置、全開位置を含む）にモータ駆動した際、あるいはバルブを全開位置から閉弁位置（中間位置、全閉位置を含む）にモータ駆動した際に、ロッド軸受（の軸線方向）とスライドシャフト（の軸方向）との２軸に沿ってロッドを平行移動させることにより、ロッド軸受とスライドシャフトでロッドのストローク軸方向（往復移動方向）のガタと回転方向の振れとを規制することができる。したがって、ガイドに一体的に設置したセンシング部の動きが規制されるため、特にセンシング部を「直線的」に移動させることができる。その結果、ロッドのストローク位置の検出精度を向上することができる。
【００２６】
請求項１８に記載の発明によれば、減速機構は、第２ギヤの外側に突出した第１ピボットを有している。例えば第１ピボットは、第２ギヤに一体的に形成、あるいは第２ギヤに固定されている。
また、変換機構とロッドおよびガイドとを連結する連結部は、第１ピボットと同一方向に突出した第２ピボットによって構成されている。例えば第２ピボットは、ロッドおよびガイドに一体的に形成、あるいはロッドおよびガイドに固定されている。
変換機構は、一端側が第１ピボットに回転自在に支持され、他端側が第２ピボットに回転自在に支持されたリンクレバーを有している。
【００２７】
ここで、上述したように、リンク機構のレバー（ロッドとバルブとを連結するレバー）の回転範囲に対応してロッドに振れが生じるが、このロッドの振れは、第２ピボットで吸収することができる。そして、ガイドにセンシング部を一体的に設置しているので、ロッドの振れがセンシング部に伝わることはなく、ロッドのストローク位置の検出精度を向上することができる。
請求項２３に記載の発明によれば、ロッドまたはガイドに一体的に設置されるセンシング部は、磁性体を含んで構成されている。また、センシング部に近接する部品は、非磁性体によって形成（構成）されている。そして、センサは、センシング部のストローク位置に対応して磁石が発生する磁場が変化し、この磁場の変化を検出する非接触式の磁気検出素子を有している。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】電動アクチュエータのバルブ全閉状態を示した説明図である（実施例１）。
【図２】電動アクチュエータのバルブ全閉状態を示した断面図である（実施例１）。
【図３】電動アクチュエータのバルブ全開状態を示した説明図である（実施例１）。
【図４】電動アクチュエータのバルブ全開状態を示した断面図である（実施例１）。
【図５】ロッドとリンクレバーとの接続位置関係を示した説明図である（実施例１、３及び４）。
【図６】電動アクチュエータのバルブ全閉状態を示した説明図である（実施例２）。
【図７】電動アクチュエータのバルブ全閉状態を示した説明図である（実施例３）。
【図８】電動アクチュエータのバルブ全閉状態を示した断面図である（実施例３）。
【図９】電動アクチュエータのバルブ全開状態を示した説明図である（実施例３）。
【図１０】電動アクチュエータのバルブ全開状態を示した断面図である（実施例３）。
【図１１】電動アクチュエータのバルブ全閉状態を示した説明図である（実施例４）。
【図１２】電動アクチュエータを示した正面図である（従来の技術）。
【図１３】電動アクチュエータを示した側面図である（従来の技術）。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、最終作動段であるロッドのストローク位置を直接検出し、ロッドのストローク量の制御性を向上すると共に、ロッドの故障を検出するという目的を、ロッドに一体的にセンシング部を設置することで実現した。また、ロッドと一緒にストロークするガイドに一体的にセンシング部を設置することで実現した。
【実施例１】
【００３０】
［実施例１の構成］
図１ないし図５は本発明の実施例１を示したもので、図１および図２はウェイストゲートバルブ（ヒンジバルブ）の全閉時における電動アクチュエータの作動状態を示した図で、図３および図４はウェイストゲートバルブの全開時における電動アクチュエータの作動状態を示した図である。
【００３１】
本実施例のバルブ駆動装置は、ウェイストゲートバルブ（ヒンジバルブ）１を開閉駆動する電動アクチュエータとして使用される。
ウェイストゲートバルブ１は、内燃機関（エンジン）に設置されるターボチャージャのウェイストゲート流路を開閉する排気ガス制御弁の弁体である。このウェイストゲートバルブ１は、エンジン運転時に、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）からの制御信号に基づいて、バルブ全閉位置（図１参照）からバルブ全開位置（図３参照）に至るまでのバルブ作動範囲で回転動作されることで、ウェイストゲート流路の開口面積（排気ガス流通面積）を変更する。
ウェイストゲートバルブ１の背面（隔壁：バルブシートに着座する着座面に対して反対側の端面）には、Ｌ字状のシャフト２が一体的に設けられている。
なお、ウェイストゲートバルブ１の詳細は後述する。
【００３２】
電動アクチュエータは、ウェイストゲートバルブ１のシャフト２にリンクレバー３等のリンク機構を介して連結すると共に、軸線方向に往復移動するロッド４を備えている。この電動アクチュエータは、ロッド４のストローク軸方向（荷重作用方向）への移動量（ロッド４のストローク量）に応じてウェイストゲートバルブ１の開閉制御を行う。
電動アクチュエータは、ロッド４の他に、ロッド４をその往復移動方向（ロッド４のストローク軸方向）に摺動自在に支持するロッド軸受（スラスト軸受）６と、このスラスト軸受６の軸線方向と並行な方向に延長されたスライドシャフト７と、ロッド４に対して、ウェイストゲートバルブ１を閉じる側（バルブ全閉側）に付勢する付勢力（スプリング荷重）を発生するコイルスプリング８と、ロッド４のストローク位置を検出するロッドストローク検出装置（センシング部９、ストロークセンサＳ）と、スラスト軸受６およびスライドシャフト７等の構成部品を収容するアクチュエータケースとを備えている。ここで、電動アクチュエータのロッド４は、そのストローク軸方向の先端側が、アクチュエータケースの円環状の端面よりアクチュエータケース外部側に突出している。
なお、電動アクチュエータの詳細は、後述する。
【００３３】
エンジンは、複数の気筒を有する多気筒ディーゼルエンジンが採用されている。このエンジンの複数（各気筒毎）の吸気ポートには、吸入空気が流れる吸気管が接続されている。この吸気管の途中には、ターボチャージャのコンプレッサ、インタークーラ、スロットルバルブおよびインテークマニホールド等が設置されている。
また、エンジンの複数（各気筒毎）の排気ポートには、排気ガスが流れる排気管が接続されている。この排気管の途中には、エキゾーストマニホールドおよびターボチャージャのタービン等が設置されている。
【００３４】
ターボチャージャは、タービンとコンプレッサとを備え、吸入空気をコンプレッサで圧縮し、圧縮された空気をエンジンの各気筒毎の燃焼室に送り込むターボ過給機である。
タービンは、渦巻形状のタービンハウジングを備えている。このタービンハウジング内には、タービンインペラ（タービンホイール）が設置されている。
コンプレッサは、渦巻形状のコンプレッサハウジングを備えている。このコンプレッサハウジング内には、コンプレッサインペラ（コンプレッサホイール）が設置されている。 また、タービンインペラとコンプレッサインペラとは、ロータシャフトによって一体となって回転するように連結されている。
ターボチャージャは、タービンインペラが排気ガスにより回転駆動されると、コンプレッサインペラも回転し、このコンプレッサインペラが吸入空気を圧縮する。
【００３５】
ここで、本実施例のターボチャージャのタービンハウジングには、ウェイストゲート流路およびウェイストゲートバルブ１が設けられている。
ウェイストゲート流路は、タービンハウジングに導入された排気ガスを、タービンインペラを経由しないで、つまりタービンインペラを迂回（バイパス）してタービンインペラよりも下流側の排気通路へ流すためのバイパス通路（流体通路）である。
あるいはウェイストゲート流路は、エンジンより流出した排気ガスを、エキゾーストマニホールドの集合部よりも下流側から分岐して、ターボチャージャのタービンよりも排気ガス流方向の下流側で吸気通路に合流させる、つまり排気ガスをタービンハウジングよりバイパスさせるためのバイパス通路（流体通路）である。
【００３６】
本実施例のウェイストゲート流路は、タービンハウジングの入口部の隔壁で開口した上流側連通孔（ウェイストゲートポート）と、タービンハウジングの出口部の隔壁で開口した下流側連通孔とを連通する。
ウェイストゲートバルブ１は、例えばステンレス鋼等の金属材料によって円板形状に形成されている。このウェイストゲートバルブ１は、電動アクチュエータのロッド４の軸線方向の先端部に接続されて、タービンハウジングの入口部の隔壁（バルブシート）に対して着座、離脱して、ウェイストゲート流路、特にウェイストゲートポートを開閉する排気ガス制御弁である。
【００３７】
ウェイストゲートバルブ１のシャフト２と電動アクチュエータのロッド４との間には、電動アクチュエータのロッド４の直線運動をウェイストゲートバルブ１の回転運動に変換するリンク機構が設置されている。
このリンク機構は、図１、図３および図５に示したように、一端側が電動アクチュエータのロッド４の荷重作用方向（往復移動方向）の先端側に連結し、且つ他端側がウェイストゲートバルブ１のシャフト２の先端側（バルブ側に対して反対側）に連結したリンクレバー３等を有している。
ここで、ロッド４の荷重作用方向の先端側には、ロッド４の裏面側から打ち込まれて表面側に突出した第１ヒンジピン１１が固定（または一体的に形成）されている。
また、ウェイストゲートバルブ１のシャフト２には、第１ヒンジピン１１と同一方向に突出した第２ヒンジピン１２が一体的に形成（または固定）されている。
【００３８】
リンクレバー３は、第１ヒンジピン１１の外周に回転自在に支持されている。また、リンクレバー３は、第２ヒンジピン１２に固定されている。
第１ヒンジピン１１は、ウェイストゲートバルブ１、シャフト２およびリンクレバー３等を回転自在に支持している。
第２ヒンジピン１２は、途中で直角に屈曲したシャフト２の電動アクチュエータ側端部に固定されている。この第２ヒンジピン１２は、ターボチャージャのタービンハウジングの側壁部に回転自在に支持されている。また、第２ヒンジピン１２の中心は、ウェイストゲートバルブ１の回転中心となっている。
以上によって、ウェイストゲートバルブ１は、第１ヒンジピン１１、リンクレバー３、第２ヒンジピン１２を介して、ロッド４の荷重作用方向の先端側に連結されるヒンジバルブを構成する。
【００３９】
次に、本実施例の電動アクチュエータの詳細を図１ないし図５に基づいて説明する。
電動アクチュエータは、ロッド４、スラスト軸受６およびコイルスプリング８の他に、ロッド４に対して平行配置されたスライドシャフト７と、ロッド４に一体的に設置されたセンシング部９と、このセンシング部９のストローク位置を検出するストロークセンサＳと、電力の供給を受けて駆動力（モータトルク）を発生する電動モータＭと、この電動モータＭの回転を２段減速する減速機構と、この減速機構の回転運動を往復直線運動に変換する変換機構と、これらの各構成部品を収容するアクチュエータケースとを備えている。
【００４０】
減速機構は、３つの減速ギヤにより構成されている。減速機構は、電動モータＭのモータシャフト（回転軸、出力軸）１３に固定されたピニオンギヤ（モータギヤ）１４、このピニオンギヤ１４と噛み合って回転する中間ギヤ（第１ギヤ）１５、およびこの中間ギヤ１５と噛み合って回転する最終ギヤ（第２ギヤ）１６等によって構成されている。
変換機構は、回転するプレートカム１７、このプレートカム１７のカム溝１８内に移動自在に挿入されるフォロワ１９、およびこのフォロワ１９を回転自在に支持するピボットピン２０等によって構成されている。
【００４１】
ここで、電動アクチュエータのアクチュエータケースは、電動モータＭを収容保持するモータハウジング２１と、減速機構および変換機構を回転自在に収容するギヤハウジング２２と、このギヤハウジング２２の開口部を塞ぐセンサカバー（蓋体）２３とを備えている。
モータハウジング２１、ギヤハウジング２２は、金属材料によって形成されている。また、センサカバー２３は、金属材料または樹脂材料によって形成されている。
電動アクチュエータのロッド４は、その軸線方向と同一方向の荷重作用方向に真っ直ぐに延びている。このロッド４は、フォロワ１９およびピボットピン２０を介して、プレートカム１７に連結（接続）する第１ロッド２４と、リンク機構（リンクレバー３等）を介して、ウェイストゲートバルブ１のシャフト２に連結（接続）するプレート状の第２ロッド２６と、第１ロッド２４の第１連結部２５と第２ロッド２６の第２連結部２７とを連結する回転自在継手２８とによって構成されている。これらのロッド部品は、例えばステンレス鋼等の金属材料（非磁性体）によって形成されている。
【００４２】
第１ロッド２４は、フォロワ１９およびピボットピン２０を介して、プレートカム１７から荷重を受けるプレート状の入力部３１、およびスラスト軸受６に摺動自在に支持される断面円形状の中継部（接続ロッド）３２を有している。
入力部３１の軸線方向の一端部（中継部３２側に対して反対側の端部）には、ピボットピン２０が嵌合する嵌合孔３３が形成されている。なお、ピボットピン２０は、入力部３１の裏面側から打ち込まれて表面側に突出して入力部３１に接続（固定）されている。
入力部３１の表面は、センシング部９を樹脂モールド成形またはネジ締結等により固定するためのセンシング部搭載面となっている。
【００４３】
また、入力部３１の一方の側面からは、ガイドアーム３４が外側に向けて突出している。このガイドアーム３４には、スライドシャフト７の軸方向に貫通する軸受孔３５が形成されている。この軸受孔３５の孔壁面には、スライドシャフト７の外周に摺動自在に支持されるスラスト軸受３６が圧入嵌合されている。このスラスト軸受３６の内部には、スライドシャフト７の軸方向に貫通する貫通孔（摺動孔）が形成されている。
中継部３２は、入力部３１の他端側に溶接固定されている。この中継部３２の外周には、コイルスプリング８から荷重作用方向のバルブ全閉側に付勢する荷重を受け止める荷重受け部である円環状のスプリングシート３７が装着されている。また、中継部３２には、回転自在継手２８を締結固定するための外周ネジ３８が形成されている。外周ネジ３８は、スラスト軸受６より第２ロッド２６側に突出すると共に、回転自在継手２８に接続する円柱状の第１連結部２５の外周に形成されている。
【００４４】
第２ロッド２６の軸線方向の一端部（中継部３２側の端部）には、回転自在継手２８に接続するプレート状の第２連結部２７が設けられている。この第２連結部２７には、回転自在継手２８が嵌合する嵌合孔（図示せず）が形成されている。
第２ロッド２６の軸線方向の他端部（中継部３２側に対して反対側の端部）には、第１ヒンジピン１１が嵌合する嵌合孔（図示せず）が形成されている。なお、第１ヒンジピン１１は、第２ロッド２６の裏面側から打ち込まれて表面側に突出して第２ロッド２６に接続（固定）されている。
【００４５】
回転自在継手２８は、第１ロッド２４の第１連結部２５に締結固定されるソケット４１と、第２ロッド２６の第２連結部２７に圧入固定される連結ピン４２と、ソケット４１と連結ピン４２との間に設置された球面軸受とを備えている。
ソケット４１には、第１連結部２５の外周に嵌め合わされるスリーブ４３が設けられている。このスリーブ４３には、外周ネジ３８に螺合するナット４４が固定されている。
連結ピン４２は、第２連結部２７の表面側から打ち込まれて裏面側に突出し、球面軸受を貫通し、更に、球面軸受の裏面側に突出した後に、突出部分の先端が鍔状に潰されて第２ロッド２６に接続（固定）されている。
【００４６】
球面軸受は、内周に凹球面を有するガイド（アウタレース）４５と、外周に凸球面を有するボール（球面体、インナレース）４６とを備えている。ガイド４５は、ソケット４１のスリーブ４３の連結ピン４２側の端部に一体的に設けられている。また、ガイド４５は、連結ピン４２の周囲を周方向に取り囲むように円環状に形成されている。
ボール４６の凸球面は、ガイド４５の凹球面の曲率中心と同一の中心点を中心にした所定の曲率半径を有している。
回転自在継手２８は、第１ロッド２４と第２ロッド２６とを、第１連結部２５の中心軸線に垂直な方向の中心線を中心にして第２連結部２７を揺動可能（回動可能）に連結している。これにより、第２ロッド２６の振れを吸収することができるので、第１ロッド２４がその回転方向に振れなくなる。
【００４７】
ここで、ギヤハウジング２２の側壁よりバルブ側に位置する円筒状のベアリングホルダ４７には、ロッド４の軸方向に貫通する軸受孔４８が形成されている。この軸受孔４８の孔壁面には、スラスト軸受６が圧入嵌合されている。
スラスト軸受６は、ロッド４の第１ロッド２４の中継部３２をそのストローク軸方向（往復移動方向）に摺動自在に支持するものである。このスラスト軸受６の内部には、ロッド４の軸方向に貫通する貫通孔（摺動孔）が形成されている。
【００４８】
また、ギヤハウジング２２のベアリングホルダ４７の軸受孔４８の軸線方向と並行となる側壁に配置された円筒状の嵌合部４９には、スライドシャフト７の軸方向に貫通する嵌合孔５０が形成されている。この嵌合孔５０の孔壁面には、スライドシャフト７が圧入嵌合されている。
スライドシャフト７は、嵌合部４９の内面側から打ち込まれてギヤハウジング２２に接続（固定）されている。このスライドシャフト７は、スラスト軸受６の貫通孔の軸線方向と並行な方向に真っ直ぐに延びる円柱状のガイドレールである。また、スライドシャフト７の外周には、スラスト軸受３６を介して、ロッド４の第１ロッド２４に一体的に形成されたガイドアーム３４がスライドシャフト７の軸線方向に摺動自在に支持されている。これにより、スライドシャフト７は、ロッド４のストローク軸方向（往復移動方向）と平行な方向にロッド４のガイドアーム３４を誘導することができる。
これによって、電動アクチュエータのロッド４は、スラスト軸受６の貫通孔の軸線方向とスライドシャフト７の軸線方向の２軸に沿って平行移動することが可能となる。
【００４９】
また、ギヤハウジング２２の側壁よりバルブ側に突出する円筒状のスプリングホルダ５１内には、コイルスプリング８が収容されている。
コイルスプリング８は、ロッド４に対して、ウェイストゲートバルブ１を閉じる側（バルブ全閉側）に付勢する付勢力（荷重）を発生するロッド（バルブ）付勢手段である。このコイルスプリング８の一端は、ロッド４の第１ロッド２４に設けられたスプリングシート３７に保持され、コイルスプリング８の他端は、ベアリングホルダ４７の端部とスプリングホルダ５１とを連結する円環状の隔壁（閉鎖壁）５２に保持されている。
これによって、電動アクチュエータのロッド４、特に第１ロッド２４には、コイルスプリング８からのスプリング荷重（バルブ全閉側に付勢する荷重）が作用している。
【００５０】
減速機構は、電動モータＭのトルクを変換機構に伝達する動力伝達機構を構成する。この減速機構は、上述したように、ピニオンギヤ１４、中間ギヤ１５および最終ギヤ１６等によって構成されている。また、減速機構は、電動モータＭのモータシャフト１３に対して並列配置された２つの第１、第２支持軸（中間ギヤシャフト、最終ギヤシャフト）５３、５４を備えている。これらの中間ギヤシャフト５３および最終ギヤシャフト５４は、互いに並列配置されている。また、３つのギヤ１４〜１６は、ギヤハウジング２２の減速ギヤ収納空間内において回転自在に収容されている。
【００５１】
中間ギヤシャフト５３は、ギヤハウジング２２の嵌合孔に打ち込まれてギヤハウジング２２の嵌合部に圧入固定されている。この中間ギヤシャフト５３の中心軸線は、中間ギヤ１５の回転中心を構成している。また、中間ギヤシャフト５３の中間ギヤ１５の端面より突出した突出部の外周には、円環状の周方向溝が形成されている。この周方向溝には、中間ギヤシャフト５３の外周に中間ギヤ１５を嵌め合わせた際に、中間ギヤシャフト５３からの中間ギヤ１５の抜け止めを行うワッシャおよびＣリングが装着されている。
【００５２】
最終ギヤシャフト５４は、ギヤハウジング２２の嵌合孔５５に打ち込まれて円筒状の嵌合部５６に圧入固定されている。この最終ギヤシャフト５４の中心軸線は、最終ギヤ１６の回転中心を構成している。また、最終ギヤシャフト５４の外周には、２つのベアリング（軸受）５７を介して、最終ギヤ１６が回転自在に支持されている。また、最終ギヤシャフト５４の最終ギヤ１６の端面より突出した突出部の外周には、円環状の周方向溝が形成されている。この周方向溝には、最終ギヤシャフト５４の外周に最終ギヤ１６を嵌め合わせた際に、最終ギヤシャフト５４からの最終ギヤ１６の抜け止めを行うワッシャおよびＣリングが装着されている。
【００５３】
ピニオンギヤ１４は、金属材料または樹脂材料によって形成されている。このピニオンギヤ１４は、モータシャフト１３の外周に圧入固定されている。ピニオンギヤ１４の外周には、中間ギヤ１５と噛み合う複数の凸状歯（ピニオンギヤ部）６１が周方向全体に形成されている。
中間ギヤ１５は、金属材料または樹脂材料によって形成されており、中間ギヤシャフト５３の外周に回転自在に嵌め合わされている。この中間ギヤ１５は、中間ギヤシャフト５３の周囲を周方向に取り囲むように設置された円筒部を有している。この円筒部の外周には、円環状の最大外径部（径大部）が一体的に形成されている。
【００５４】
中間ギヤ１５の径大部の外周には、ピニオンギヤ１４の凸状歯６１と噛み合う複数の凸状歯（大径ギヤ部）６２が周方向全体に形成されている。また、円筒部（径小部）の外周には、最終ギヤ１６と噛み合う複数の凸状歯（小径ギヤ部）６３が周方向全体に形成されている。
最終ギヤ１６は、金属材料または樹脂材料によって形成されており、２つのベアリング５７を介して、最終ギヤシャフト５４の外周に回転自在に嵌め合わされている。この最終ギヤ１６は、最終ギヤシャフト５４の周囲を周方向に取り囲むように設置された円筒部を有している。この円筒部には、円筒部の外周面より扇状に広がるフランジ６４を有している。
最終ギヤ１６のフランジ６４の外周部には、中間ギヤ１５の凸状歯６３と噛み合う複数の凸状歯（扇状の大径ギヤ部）６５が所定の角度分だけ扇状に形成されている。
【００５５】
変換機構は、最終ギヤ１６の回転運動をロッド４の直線運動に変換する運動方向変換機構である。この変換機構は、最終ギヤ１６の最終ギヤシャフト５４を中心にして最終ギヤ１６と一体的に回転するプレートカム１７、このプレートカム１７のカム溝１８内に移動自在に挿入されるフォロワ１９、およびこのフォロワ１９を回転自在に支持するピボットピン２０等によって構成されている。
プレートカム１７は、金属材料によって所定の形状に形成されており、最終ギヤ１６のカム装着部に固定されている。なお、最終ギヤ１６が樹脂材料で形成されている場合、プレートカム１７は最終ギヤ１６にインサート成形される。また、最終ギヤ１６が金属材料で形成されている場合、最終ギヤ１６とプレートカム１７とを焼結金属等で一体化しても良い。このように構成することで、最終ギヤ１６の回転軸とプレートカム１７の回転軸とが共通化されるため、最終ギヤ１６の回転中心（最終ギヤシャフト５４の回転中心）とプレートカム１７の回転中心とが一致する。また、最終ギヤ１６の作動角度（最終ギヤ作動角）とプレートカム１７の回転角度（カム回転角）とが等しくなる。
【００５６】
プレートカム１７のカム溝１８は、ウェイストゲートバルブ１の動作パターンに対応した湾曲形状のガイド部である。
ここで、プレートカム１７のカム形状およびプレートカム１７の回転角度は、ウェイストゲートバルブ１を全閉位置から全開位置まで駆動するのに必要なロッドストローク量に対して決定される。
【００５７】
フォロワ１９は、金属材料によって円筒形状に形成されており、ピボットピン２０の外周に回転自在に嵌め合わされている。このフォロワ１９は、ピボットピン２０の周囲を周方向に取り囲むように円筒部を有している。
ピボットピン２０は、ロッド４の嵌合孔３３に打ち込まれてロッド４に圧入固定されている。なお、ピボットピン２０のフォロワ１９の円筒部の端面より突出した突出部には、フォロワ１９の抜け止めを行うために潰されて鍔状にカシメられたフランジが形成されている。
また、フォロワ１９の回転中心は、プレートカム１７の回転中心と共に、ロッド４の荷重作用方向（ストローク軸方向）上に設置されている。
【００５８】
電動モータＭは、電動アクチュエータの動力源であって、モータハウジング２１のモータ収納空間内に収容保持されている。この電動モータＭは、ＥＣＵによって通電制御されるように構成されている。
そして、ＥＣＵには、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、ＥＣＵは、ストロークセンサＳ、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ、過給圧センサおよび車速センサ等の各種センサのセンサ出力信号に基づいて、スロットルバルブの電動アクチュエータ、ウェイストゲートバルブ１の電動アクチュエータを制御する。
【００５９】
ストロークセンサＳは、ロッド４に一体的に設置されたセンシング部９と共に、ロッド４のストローク位置を検出するロッドストローク検出装置を構成する。
先ずセンシング部９は、磁場、磁力を発生する磁石（マグネット）および磁性ブロック（磁性体）によって構成されている。このセンシング部９は、ロッド４の第１ロッド２４の入力部３１のセンシング部搭載面上にモールド成形またはネジ締結固定によってロッド４に一体的に設置されている。なお、磁石をストロークセンサＳ側に設置してセンシング部９を磁性体のみで構成しても良い。
【００６０】
ストロークセンサＳは、センシング部９を伴って形成される磁気回路の途中に位置するようにセンサカバー２３に設置されている。このストロークセンサＳは、センシング部９の磁石または磁性ブロックに対向するように設置されたホールＩＣ、およびセンシング部９の磁性ブロックと共に、磁石より放出した磁束をホールＩＣに集中させる磁性ブロック（磁性体）等によって構成されている。
なお、センシング部９の磁石と磁性ブロックおよびストロークセンサＳのホールＩＣと磁性ブロックによって、磁気回路が形成される。
【００６１】
ホールＩＣは、センシング部９のストローク位置に対応して変化する磁場を検出するホール素子（非接触式の磁気検出素子）と増幅回路とを一体化したＩＣチップのことで、ホールＩＣ自身に鎖交する磁束密度に対応した電圧信号（センサ出力信号）をＥＣＵに出力する。なお、非接触式の磁気検出素子として、ホールＩＣの代わりに、ホール素子単体または磁気抵抗素子（ＭＲ素子）を使用しても良い。また、非接触式の磁気検出素子の代わりに、ストロークセンサＳとして可変抵抗式のポテンショメータ（接触式の位置検出素子）を使用しても良い。
【００６２】
また、ストロークセンサＳは、ウェイストゲートバルブ１が全閉位置と全開位置との間にある場合、センシング部９のストローク位置（基準位置に対する相対位置）とロッド４のストローク量とが対応しており、また、ロッド４のストローク位置とウェイストゲートバルブ１のバルブ開度とが対応している。このため、ＥＣＵは、センシング部９のストローク位置、つまり磁場の変化に対応して出力されるセンサ出力信号を測定して、ロッド４のストローク量を求め、このロッド４のストローク量からウェイストゲートバルブ１のバルブ開度を求め、このバルブ開度からウェイストゲート流路を流れる排気ガスの流量を求めることが可能である。
【００６３】
ここで、センシング部９のストローク位置をセンシングする方式として、ホールＩＣ、ホール素子またはＭＲ素子を使用して、非接触での磁気検出で実施する場合、センシング部９とストロークセンサＳのホールＩＣとで構成される磁気回路の近傍に磁性体があると、非接触式の磁気検出素子が検出する磁場が安定して確保できない可能性がある。そこで、本実施例の電動アクチュエータでは、センシング部９に近接する部品（ロッド４、最終ギヤ１６、プレートカム１７、フォロワ１９、ピボットピン２０、最終ギヤシャフト５４）を非磁性体（ステンレス鋼等の非磁性金属、非磁性樹脂等）で構成することで、磁気回路への外乱影響を回避している。
【００６４】
［実施例１の作用］
次に、本実施例のウェイストゲートバルブ１の開閉制御を行う電動アクチュエータの作動を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。
【００６５】
ＥＣＵは、過給圧センサにより検出される過給圧が設定値に満たない場合、ウェイストゲートバルブ１が全閉状態となるように、電動モータＭへの電力供給を制御する。
これによって、電動アクチュエータの構成部品が、図１および図２に示した全閉状態に止まるため、ウェイストゲートバルブ１が全閉状態を継続する。これにより、ウェイストゲート流路は閉鎖される。
この結果、エンジンより排出された排気ガスの全量は、ターボチャージャのタービンハウジングの入口部から流入してタービンインペラを回転させ、タービンハウジングの出口部から排出される。
一方、吸気管内に吸い込まれた吸入空気は、タービンインペラの回転により駆動されるコンプレッサインペラによって圧縮されて圧力（過給圧）が上昇する。そして、圧力が上昇した吸入空気は、エンジンに吸い込まれる。
【００６６】
ＥＣＵは、過給圧センサにより検出される過給圧が設定値以上に上昇した場合、つまり予め設定された最大過給圧を超える場合、ウェイストゲートバルブ１が全開状態となるように、電動モータＭへの電力供給を制御する。
これによって、電動モータＭのモータシャフト１３が全開方向に回転する。これにより、モータトルクが、ピニオンギヤ１４、中間ギヤ１５、最終ギヤ１６に伝達される。そして、最終ギヤ１６からモータトルクが伝達されたプレートカム１７が、最終ギヤ１６の回転に伴って所定の回転角度（最終ギヤ１６の作動角度と等しい回転角度）だけ全開方向に回転する。
【００６７】
すると、ピボットピン２０がカム溝１８を摺動（滑動）して、カム溝１８の全閉位置から全開位置まで移動することにより、ロッド４の第１ロッド２４がコイルスプリング８を圧縮しながらロッド４の荷重作用方向のバルブ開側に直線移動する（押し出される）。すると、ロッド４の直線移動に伴って、第１ロッド２４の第１連結部２５、回転自在継手２８（ソケット４１、球面軸受、連結ピン４２）および第２ロッド２６の第２連結部２７がロッド４の荷重作用方向のバルブ開側に直線移動する。
さらに、第２ロッド２６の直線移動に伴って、第１ヒンジピン１１がロッド４の荷重作用方向のバルブ開側にロッド４が直線移動することにより、リンクレバー３が第２ヒンジピン１２を中心にして全開方向に回転する。すると、第２ヒンジピン１２の回転に伴ってウェイストゲートバルブ１も第２ヒンジピン１２を中心にして全開方向に回転する。これにより、ウェイストゲートバルブ１がバルブシートより離脱して全開状態となるため、ウェイストゲート流路が開放される。
この結果、エンジンからタービンハウジングの入口部に流入した排気ガスの一部がタービンインペラをバイパスするウェイストゲート流路を通ってタービンハウジングの出口部に排出される。これにより、タービンインペラに作用する排気エネルギーが減少し、タービンインペラの回転速度が低下するので、ターボチャージャの過回転が防止される。
また、過給圧または排気圧が過大とならないようになる。また、タービンインペラの過回転に伴うタービンインペラの破損等を防止される。
【００６８】
ＥＣＵは、過給圧センサにより検出される過給圧が設定値よりも低下した場合、ウェイストゲートバルブ１が全閉状態となるように、電動モータＭへの電力供給を制御する。
これによって、電動モータＭのモータシャフト１３が全閉方向に回転する。これにより、モータトルクが、ピニオンギヤ１４、中間ギヤ１５、最終ギヤ１６、プレートカム１７に伝達される。そして、プレートカム１７が、最終ギヤ１６の回転に伴って所定の回転角度だけ全閉方向に回転する。
すると、ピボットピン２０がカム溝１８を摺動（滑動）して、カム溝１８の全開位置から全閉位置まで移動することにより、ロッド４の荷重作用方向のバルブ閉側にロッド４が直線移動する（引き戻される）。すると、ロッド４の直線移動に伴って第１ロッド２４の第１連結部２５、回転自在継手２８（ソケット４１、球面軸受、連結ピン４２）および第２ロッド２６の第２連結部２７がロッド４の荷重作用方向のバルブ閉側に直線移動する。 さらに、第２ロッド２６の直線移動に伴って、第１ヒンジピン１１がロッド４の荷重作用方向のバルブ閉側に直線移動することにより、リンクレバー３が第２ヒンジピン１２を中心にして全閉方向に回転する。すると、第２ヒンジピン１２の回転に伴ってウェイストゲートバルブ１も第２ヒンジピン１２を中心にして全閉方向に回転する。これにより、ウェイストゲートバルブ１がバルブシートに着座して全閉状態となるため、ウェイストゲート流路が閉鎖される。
【００６９】
［実施例１の特徴１］
以上のように、本実施例の電動アクチュエータにおいては、図５に示したように、ウェイストゲートバルブ１のシャフト２と電動アクチュエータのロッド４との間に、ロッド４の直線運動をウェイストゲートバルブ１の回転運動に変換するリンク機構を設置している。このリンク機構は、一端側が第１ヒンジピン１１を介してロッド４の第２ロッド２６に連結し、且つ他端側が第２ヒンジピン１２を介してウェイストゲートバルブ１のシャフト２に連結したリンクレバー３等によって構成されている。
【００７０】
そして、本実施例のリンク機構は、ロッド４の軸線方向の中心線上（ロッド軸中心線ＲＣ上）の荷重作用方向（ストローク軸方向）と、リンクレバー３の作動角度の中心線（レバー全閉時中心線ＬＣＣとレバー全開時中心線ＬＣＯとの角度中心線）ＬＣとが垂直に交差する位置関係（構成）となっている。
これによって、ウェイストゲートバルブ１の開閉によるロッド４の振れ角度が最も小さくなるので、ロッド４のストローク量が少ない設定の場合（ロッド４の振れ＜ロッド４とスラスト軸受６との間のガタ）、仮に第１ロッド２４と第２ロッド２６とが一体部品で構成されている場合であっても、ロッド４がスラスト軸受６の貫通孔の内周をこじり、ロッド４、つまり電動アクチュエータが作動不能になる不具合の発生を抑えることができる。 また、ロッド４のストローク量が多い設定の場合には、回転自在継手２８の摺動範囲を少なくすることができるため、回転自在継手２８の信頼性を向上することができる。
【００７１】
また、電動アクチュエータにおいては、リンク機構のリンクレバー３を介して、ウェイストゲートバルブ１に連結するロッド４にセンシング部９を一体的に設置している。そして、ストロークセンサＳのホールＩＣによってロッド４の第１ロッド２４と一体で動くセンシング部９のストローク位置を検出しているので、電動アクチュエータの最終作動段であるロッド４のストローク位置を直接検出することができる。この結果、ロッド４のストローク位置の検出精度が向上するため、ロッド４のストローク量の制御性、つまりウェイストゲートバルブ１の開度制御の制御性を向上することができる。
また、ストロークセンサＳのホールＩＣで検出されるセンシング部９のストローク位置が、所定時間が経過しても設定された目標位置に到達または接近しない場合には、ロッド４または電動アクチュエータの故障（例えばウェイストゲートバルブ１またはロッド４の作動不能状態等）と判断することができる。つまりウェイストゲートバルブ１、ロッド４または電動アクチュエータの故障診断を実施できる。これにより、ＯＢＤ要件を満足できる。
【００７２】
また、本実施例の電動アクチュエータにおいては、ロッド４をそのストローク軸方向（往復移動方向）に支持するスラスト軸受６と、このスラスト軸受６の軸線方向と並行な方向に延長されたスライドシャフト７とを備えている。
そして、電動モータＭ、減速機構および変換機構によって、ウェイストゲートバルブ１を全閉位置から開弁位置（中間位置、全開位置を含む）にモータ駆動した際、あるいはウェイストゲートバルブ１を全開位置から閉弁位置（中間位置、全閉位置を含む）にモータ駆動した際に、スラスト軸受６の貫通孔の軸線方向とスライドシャフト７の軸線方向との２軸に沿ってロッド４を平行移動させることにより、スラスト軸受６とスライドシャフト７とでロッド４のストローク軸方向（往復移動方向）のガタと回転方向の振れとを規制することができる。したがって、ロッド４に一体的に設置したセンシング部９の動きが規制されるため、特にセンシング部９を「直線的」に移動させることができる。その結果、ロッド４のストローク位置の検出精度を向上することができる。
【００７３】
ここで、第２ロッド２６がそのストローク軸方向（往復移動方向）の一方側（例えばバルブ開き側またはバルブ閉じ側）にストロークしてリンクレバー３を回転させると、リンクレバー３の回転範囲に応じて第２ロッド２６が振れる。例えば第２ロッド２６がその中心軸線周りの回転方向に揺動する。
ここで、第１ロッド２４と第２ロッド２６とが一体部品の場合、第２ロッド２６に振れが出ると、スラスト軸受６にラジアル方向の力が加わり（作用し）、第１ロッド２４がスラスト軸受６の貫通孔の内周をこじり、第１ロッド２４が作動不能になる可能性がある。
【００７４】
そこで、本実施例の電動アクチュエータにおいては、ロッド４を、フォロワ１９およびピボットピン２０を介して、プレートカム１７に連結する第１ロッド２４と、リンクレバー３等のリンク機構を介して、ウェイストゲートバルブ１のシャフト２に連結する第２ロッド２６とに分割して別体部品で構成している。
そして、第１ロッド２４の第１連結部２５と第２ロッド２６の第２連結部２７との間に、回転自在継手２８を設置している。なお、回転自在継手２８は、第１ロッド２４の第１連結部２５に連結されるソケット４１、第２ロッド２６の第２連結部２７に連結される連結ピン４２、およびソケット４１と連結ピン４２との間に設置された球面軸受等によって構成されている。
以上のように、第１ロッド２４と第２ロッド２６とを別体部品で構成し、第１ロッド２４の第１連結部２５と第２ロッド２６の第２連結部２７との間に、回転自在継手２８を設置したことにより、第２ロッド２６の振れを回転自在継手２８の球面軸受により吸収することができる。これによって、第１ロッド２４がスラスト軸受６の貫通孔の内周をこじり、第１ロッド２４、つまり電動アクチュエータが作動不能になる不具合の発生を抑えることができる。
【００７５】
［実施例１の特徴２］
ここで、電動アクチュエータにおいては、一般的に、ウェイストゲートバルブ１の全閉時または全開時に、ロッド４のピボットピン２０を通じてフォロワ１９の側面がプレートカム１７のカム溝１８の溝側面を押す力（バルブ反力）がモータ駆動による全閉作動時または全開作動時の負荷となる。
このロッド４からの荷重（バルブ反力）がプレートカム１７を、ウェイストゲートバルブ１を閉じる側または開く側に回転させる方向に働くと、プレートカム１７がバルブ全閉方向またはバルブ全開方向に回転する可能性があるので、ウェイストゲートバルブ１を全開位置または全閉位置で静止状態とするため、ウェイストゲートバルブ１の全開時または全閉時においても多くのモータ保持電流を必要とする。
【００７６】
そこで、本実施例の電動アクチュエータにおいては、ウェイストゲートバルブ１の全開時および全閉時に、ロッド４の軸線方向の中心線上（ロッド軸中心線ＲＣ上）の荷重作用方向と、プレートカム１７のカム溝１８の溝側面とフォロワ１９の側面との接触面上の共通接線Ｔ方向とが垂直に交差する位置関係（構成）となっている。
また、電動アクチュエータにおいては、ロッド軸中心線ＲＣ上に、プレートカム１７の回転中心ＣＯおよびフォロワ１９の回転中心ＦＯがある位置関係（構成）となっている。 また、電動アクチュエータにおいては、ロッド４の荷重作用方向のバルブ全閉側を基準とした場合、つまりロッド４の荷重作用方向のバルブ全閉側に位置するフォロワ１９を先頭にして、フォロワ１９、プレートカム１７の回転中心ＣＯ、ロッド４の第１ロッド２４の中継部３２、回転自在継手２８、第２ロッド２６の順に設置される位置関係（構成）となっている。
【００７７】
以上のような構造によって、ウェイストゲートバルブ１の全開時および全閉時に、ロッド４を通じて、カム溝１８に挿入されるフォロワ１９がプレートカム１７のカム溝１８の溝側面を押す力がモータ駆動時の負荷となっているが、ロッド軸中心線ＲＣ上の荷重作用方向と、プレートカム１７のカム溝１８の溝側面とフォロワ１９の側面との接触面上の共通接線Ｔ方向とが垂直に交差する位置関係となっているので、ロッド４からプレートカム１７に伝わる荷重（バルブ反力）がプレートカム１７を回転させる方向に働かないようになる。
したがって、ウェイストゲートバルブ１の全開時および全閉時に、ロッド４からプレートカム１７に伝わる荷重（バルブ反力）に抗して、全開位置および全閉位置に静止状態でウェイストゲートバルブ１を保持するのに必要なモータ保持電流を共に低減できるので、消費電力を抑えることができる。
ここで、本実施例のように、ウェイストゲートバルブ１を全閉位置および全開位置に駆動する使用頻度の多い電動アクチュエータに適用した場合であっても、ウェイストゲートバルブ１の全閉時および全開時の消費電力（消費電流）を低減することができる。
【００７８】
また、本実施例の電動アクチュエータにおいては、プレートカム１７の回転中心ＣＯとフォロワ１９の回転中心ＦＯとを結ぶ直線と、プレートカム１７の回転中心ＣＯと中間ギヤ１５の回転中心ＣＧＯとを結ぶ直線とが略一致する位置関係（構成）となっている。
ここで、最終ギヤ１６の回転軸とプレートカム１７の回転軸とを共通化（同一部品で構成）した場合、最終ギヤ１６の作動角度とプレートカム１７の回転角度とが等しくなる。 このとき、プレートカム１７の回転中心ＣＯとフォロワ１９の回転中心ＦＯとを結ぶ直線と、プレートカム１７の回転中心（＝最終ギヤ１６の回転中心）ＣＯと中間ギヤ１５の回転中心ＣＧＯ（＝中間ギヤ１５の凸状歯６３と最終ギヤ１６の凸状歯６５との噛み合い位置）とを結ぶ直線とが略一致する位置関係としたことにより、プレートカム１７の作動軌跡の投影面内に最終ギヤ１６の作動軌跡をほぼ一致させる（入れる）ことができる。したがって、プレートカム１７の作動軌跡と最終ギヤ１６の作動軌跡とが大きく異なる装置と比べて、電動アクチュエータの体格を小型化できるので、自動車等の車両のエンジンルームへの搭載性を向上することができる。
【実施例２】
【００７９】
図６は本発明の実施例２を示したもので、ＥＧＲバルブを駆動する電動アクチュエータを示した図である。
【００８０】
エンジンには、エンジンの排気ガス中に含まれる有害物質（ＮＯｘ等）の低減を図るという目的で、エンジンの排気ガスの一部であるＥＧＲガスを排気管から吸気管に還流させるための排気ガス還流管（ＥＧＲガスパイプ）を備えた排気ガス還流装置（ＥＧＲ装置）が設置されている。ＥＧＲガスパイプの途中には、排気ガス流量制御弁が設置されている。
排気ガス流量制御弁は、ＥＧＲガスパイプの内部を流れるＥＧＲガスの流量を可変制御するＥＧＲバルブ６７と、ロッド４のストローク量に応じてＥＧＲバルブ６７を開閉制御するバルブ駆動装置である電動アクチュエータとを備えている。
【００８１】
ＥＧＲバルブ６７は、ＥＧＲガスパイプの内部に設置されたバルブシート６８に対して着座、離脱して排気ガス流路（ＥＧＲガス流路）６９を閉鎖、開放する弁体である。
電動アクチュエータは、実施例１と同様に、ロッド４と、スラスト軸受６と、コイルスプリング８と、電動モータＭと、減速機構（３つの減速ギヤ：ピニオンギヤ１４、中間ギヤ１５、最終ギヤ１６）と、変換機構（プレートカム１７、フォロワ１９、ピボットピン２０）と、これらを収容するアクチュエータケース（モータハウジング２１、ギヤハウジング２２、センサカバー２３）とを備えている。
【００８２】
ロッド４は、実施例１と異なり、入力部３１および中継部３２を有する第１ロッド２４のみによって構成されている。第１ロッド２４の中継部３２の軸線方向の先端側（第１連結部２５側）には、排気ガス流量制御弁の弁体であるＥＧＲバルブ６７が接続されている。このＥＧＲバルブ６７は、電動アクチュエータのロッド４の軸線方向（荷重作用方向）の先端に設置されたポペットバルブである。また、ＥＧＲバルブ６７は、その円板状部（バルブ頭部）の背面側が、バルブシート６８に着座するように構成されている。
なお、排気ガス流量制御弁を、排気管の排気通路とＥＧＲガスパイプのＥＧＲガス流路６９との分岐部に設置しても良く、また、吸気管の吸気通路とＥＧＲガスパイプのＥＧＲガス流路６９との合流部に設置しても良い。
【実施例３】
【００８３】
図７ないし図１０は本発明の実施例３を示したもので、図７および図８はウェイストゲートバルブ（ヒンジバルブ）の全閉時における電動アクチュエータの作動状態を示した図で、図９および図１０はウェイストゲートバルブの全開時における電動アクチュエータの作動状態を示した図である。
【００８４】
本実施例の減速機構の最終ギヤ１６の表面上には、変換機構のリンクレバー７０を回転自在に支持する第１ピボットピン７１が嵌合する嵌合孔（図示せず）が形成されている。 電動アクチュエータのロッド４は、断面円形状の第１連結部２５およびプレート状の第２連結部２７等を有している。第１連結部２５の軸線方向の一端側には、第２ピボットピン（変換機構の連結部）７２が嵌合する嵌合孔３３が形成されている。
ロッド４の第１連結部２５には、第２ピボットピン７２を介して、スライドシャフト７上をその軸線方向に往復移動（スライド）するスライドガイド５が連結されている。このスライドガイド５の第１連結部２５と重なり合う部分には、第２ピボットピン７２が嵌合する嵌合孔７４が形成されている。
【００８５】
スライドガイド５のセンシング部搭載面上には、センシング部９がモールド成形またはネジ締結固定によって一体的に設置されている。そして、センサカバー２３には、センシング部９に対向するようにホールＩＣを設置したストロークセンサＳが搭載されている。 また、スライドガイド５の一方の側面からは、ガイドアーム７５が外側に向けて突出している。このガイドアーム７５には、スライドシャフト７の軸方向に貫通する軸受孔７６が形成されている。この軸受孔７６の孔壁面には、スライドシャフト７の外周に摺動自在に支持される２つのスラスト軸受７７が圧入嵌合されている。このスラスト軸受７７の内部には、スライドシャフト７の軸方向に貫通する貫通孔（摺動孔）が形成されている。
【００８６】
また、スライドシャフト７の外周には、スラスト軸受７７を介して、スライドガイド５に一体的に形成されたガイドアーム７５を、ロッド４のストローク軸方向（往復移動方向）と平行な方向に誘導することができる。
また、ギヤハウジング２２の円筒部７８には、ロッド４がその軸線方向に貫通する軸受孔７９が形成されている。なお、図７ないし図１０の軸受孔７９には、実施例１及び２と異なり、ロッド軸受（スラスト軸受６）が装着されていないが、軸受孔７９の孔壁面にロッド４とのガタを許容しつつ、ロッド４をその軸線方向に摺動自在に支持する軸受を設置しても良い。
【００８７】
本実施例の減速機構は、実施例１及び２と同様に、ピニオンギヤ１４、中間ギヤ１５および最終ギヤ１６等によって構成されている。なお、中間ギヤシャフト５３の中心軸線は、中間ギヤ１５の回転中心を構成している。また、最終ギヤシャフト５４の中心軸線は、最終ギヤ１６の回転中心を構成している。
本実施例の変換機構は、一端側が最終ギヤ１６に連結し、且つ他端側がロッド４に連結したリンクレバー７０等を有している。
ここで、最終ギヤ１６の嵌合孔には、その最終ギヤ１６の表面側に突出するように第１ピボットピン７１が固定（または一体的に形成）されている。
また、ロッド４の嵌合孔３３には、第１ピボットピン７１と同一方向に突出した第２ピボットピン７２が一体的に形成（または固定）されている。
リンクレバー７０の一端側には、第１ピボットピン７１が貫通する第１ピン挿通孔８１が形成されている。また、リンクレバー７０の他端側には、第２ピボットピン７２が貫通する第２ピン挿通孔８２が形成されている。そして、リンクレバー７０は、第１ピボットピン７１の外周に回転自在に支持されている。また、リンクレバー７０は、第２ピボットピン７２の外周に回転自在に支持されている。
【００８８】
ここで、電動アクチュエータ、特にリンクレバー７０等の変換機構は、スライドガイド５が設置されていない場合であっても、往復スライダリンクとして作動するが、実施例１で説明したように、リンク機構のリンクレバー（ロッド４の第２連結部２７とウェイストゲートバルブ１のシャフト２とを連結するレバー）３の回転範囲に対応してロッド４の第１、第２連結部２５、２７に振れが生じる。そして、ロッド４のストローク位置（動き）を検出するように、ロッド４にセンシング部９を一体的に設置した場合、ロッド４の第１、第２連結部２５、２７の振れがストロークセンサＳのホールＩＣの検出精度に影響を及ぼす可能性がある。
【００８９】
そこで、本実施例の電動アクチュエータにおいては、ロッド４の第１、第２連結部２５、２７のストローク軸方向（往復移動方向）と並行な方向にスライドシャフト７を設置し、且つ第２ピボットピン７２を介して、ロッド４の第１連結部２５に連結するスライドガイド５をスライドシャフト７上に設置し、更に、スライドガイド５のセンシング部搭載面上にセンシング部９を一体的に設置することにより、スライドシャフト７上をスライドガイド５がスライドシャフト７の軸線方向に往復移動（スライド）する。この結果、ロッド４の振れの影響を受けることなく、ストロークセンサＳのホールＩＣによって、センシング部９のストローク位置を検出することで、ホールＩＣからのセンサ出力信号を入力するＥＣＵにおいてロッド４のストローク位置（動き）を精度良く検出することが可能となるので、ストロークセンサＳの検出精度を向上することができる。これにより、ロッド４のストローク量の制御性、ウェイストゲートバルブ１の開度制御を向上することができる。
【００９０】
また、本実施例の電動アクチュエータにおいても、実施例１と同様に、ウェイストゲートバルブ１のシャフト２と電動アクチュエータのロッド４との間に設置されるリンク機構の構成が、ロッド４の軸線方向の中心線（ロッド軸中心線ＲＣ）と、リンクレバー３の作動角度の中心線ＬＣとが垂直に交差する位置関係となっている（図５参照）。
【実施例４】
【００９１】
図１１は本発明の実施例４を示したもので、ウェイストゲートバルブ（ヒンジバルブ）の全閉時における電動アクチュエータの作動状態を示した図である。
【００９２】
本実施例の電動アクチュエータは、実施例３と同様に、第２ピボットピン７２を介して、ロッド４の第１ロッド２４に連結するスライドガイド５を備えている。
本実施例の変換機構は、実施例３と同様に、減速機構の最終ギヤ１６の回転をロッド４、スライドガイド５およびセンシング部９の直線運動（ストローク軸方向の往復移動）に変換するリンクレバー７０等を有している。
また、電動アクチュエータは、実施例１と同様に、ロッド４の第１ロッド２４をそのストローク軸方向（往復移動方向）に摺動自在に支持するスラスト軸受６と、このスラスト軸受６の貫通孔の軸線方向と並行な方向に延長されたスライドシャフト７とを備えている。
【００９３】
スラスト軸受６は、ギヤハウジング２２のベアリングホルダ４７の軸受孔４８の孔壁面に圧入嵌合されている。また、スライドシャフト７は、ギヤハウジング２２の嵌合部４９の嵌合孔５０の孔壁面に圧入嵌合されている。
以上のように、本実施例の電動アクチュエータにおいては、実施例３の構成に、スラスト軸受６を追加している。これにより、スライドガイド５、スラスト軸受６およびスライドシャフト７によって、ロッド４とスライドガイド５とのスライド方向（ストローク軸方向）の振れおよびロッド４の回転方向の振れを規制できるので、実施例１と同様に、ストロークセンサＳのホールＩＣの検出精度（センシング精度）を向上することができる。
【００９４】
ここで、実施例１でも説明したように、ロッド４の第２ロッド２６がそのストローク軸方向（往復移動方向）の一方側にストロークしてリンクレバー３を回転させると、リンクレバー３の回転範囲に応じて第２ロッド２６が振れる。そして、第２ロッド２６に振れが出ると、スラスト軸受６にラジアル方向の力が加わり（作用し）、第１ロッド２４がスラスト軸受６の貫通孔の内周をこじり、第１ロッド２４が作動不能になる可能性がある。
そこで、本実施例の電動アクチュエータは、実施例１と同様に、ロッド４を第１ロッド２４および第２ロッド２６の別体部品で構成し、更に、第１ロッド２４の第１連結部２５と第２ロッド２６の第２連結部２７との間に回転自在継手２８を設置している。なお、回転自在継手２８は、実施例１と同様に、ソケット４１、連結ピン４２および球面軸受等によって構成されている。
したがって、第２ロッド２６の振れを回転自在継手２８の球面軸受により吸収することができるので、第１ロッド２４がその軸心を中心にした軸心周りの回転方向に振れなくなる。これによって、第１ロッド２４がスラスト軸受６の貫通孔の内周をこじり、第１ロッド２４、つまり電動アクチュエータが作動不能になる不具合の発生を抑えることができる。
【００９５】
また、本実施例の電動アクチュエータにおいても、実施例１及び３と同様に、ウェイストゲートバルブ１のシャフト２と電動アクチュエータのロッド４との間に設置されるリンク機構の構成が、ロッド４の軸線方向の中心線（ロッド軸中心線ＲＣ）と、リンクレバー３の作動角度の中心線ＬＣとが垂直に交差する位置関係となっている（図５参照）。
これによって、ウェイストゲートバルブ１の開閉によるロッド４の振れ角度が最も小さくなるので、ロッド４のストローク量が少ない設定の場合（ロッド４の振れ＜ロッド４とスラスト軸受６との間のガタ）、仮に第１ロッド２４と第２ロッド２６とが一体部品で構成されている場合であっても、ロッド４がスラスト軸受６の貫通孔の内周をこじり、ロッド４、つまり電動アクチュエータが作動不能になる不具合の発生を抑えることができる。 また、ロッド４のストローク量が多い設定の場合には、回転自在継手２８の摺動範囲を少なくすることができるため、回転自在継手２８の信頼性を向上することができる。
【００９６】
［変形例］
本実施例では、本発明のバルブ駆動装置として、ウェイストゲートバルブ１を開閉制御するウェイストゲートバルブ制御用の電動アクチュエータに適用しているが、本発明のバルブ駆動装置として、ロッドが往復直線運動し、レバーを介してバルブの回転運動に変換され、バルブの開閉状態を制御する可変容量ターボチャージャ制御用の電動アクチュエータに適用しても良い。
【００９７】
また、本実施例では、バルブ駆動装置により駆動されるバルブ構造として、ヒンジバルブまたはポペットバルブを採用している。つまりバルブ駆動装置により駆動されるバルブ構造に関係なく、電動アクチュエータ等のバルブ駆動装置として構成できる。なお、ウェイストゲートバルブ１およびＥＧＲバルブ６７の他に、流体流量を制御する流量制御バルブ制御用の電動アクチュエータ等のバルブ駆動装置としても使用できる。例えばウェイストゲートバルブ１の開度を連続的または段階的に変更することで、ウェイストゲート流路を通る排気ガスの流量を調整して過給圧を制御するようにしても良い。
また、エンジンとして、ディーゼルエンジンだけでなく、ガソリンエンジンを用いても良い。
【符号の説明】
【００９８】
Ｍ 電動モータ（動力源）
Ｓ ストロークセンサ（ロッドストローク検出手段）
１ ウェイストゲートバルブ
２ ウェイストゲートバルブのシャフト
３ リンク機構のリンクレバー
４ 電動アクチュエータのロッド
５ スライドガイド
６ スラスト軸受（ロッド軸受）
７ スライドシャフト
８ コイルスプリング（ロッド（バルブ）付勢手段）
９ センシング部（ロッドストローク検出手段）
１１ リンク機構の第１ヒンジピン
１２ リンク機構の第２ヒンジピン
１４ 減速機構のピニオンギヤ
１５ 減速機構の中間ギヤ（第１ギヤ）
１６ 減速機構の最終ギヤ（第２ギヤ）
１７ 変換機構のプレートカム
１８ プレートカムのカム溝
１９ 変換機構のフォロワ
２０ 変換機構のピボットピン（ロッドの支軸）
２４ 第１ロッド
２６ 第２ロッド
２８ 回転自在継手
７０ 変換機構のリンクレバー
７１ 変換機構の第１ピボットピン
７２ 変換機構の第２ピボットピン（連結部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの回転軸の回転を減速機構で減速し、減速機構の回転運動を往復直線運動に変換して、バルブを駆動するバルブ駆動装置に関するもので、特にウェイストゲートバルブ制御用アクチュエータまたはＥＧＲバルブ制御用アクチュエータに用いて好適なバルブ駆動装置に係わる。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来より、バルブを駆動するバルブ駆動装置として、図１２および図１３に示したように、電動モータ１０１および軸線方向に往復移動するロッド１０２を備えた電動アクチュエータが公知である（例えば、特許文献１参照）。
この電動アクチュエータは、電動モータ１０１の回転を２段減速する減速機構と、この減速機構の回転運動をロッド１０２の直線運動に変換する往復スライダリンク機構と、ロッド１０２を往復移動方向に支持するスラスト軸受１０３とを備えている。このスラスト軸受１０３は、ロッド１０２の軸線方向に貫通する貫通孔を有し、アクチュエータケースの軸受孔に保持固定されている。
減速機構は、電動モータ１０１の出力軸に固定されたピニオンギヤ１０４、ピニオンギヤ１０４と噛み合って回転する中間ギヤ１０５、およびこの中間ギヤ１０５と噛み合って回転する最終ギヤ１０６等を有している。また、中間ギヤ１０５は、支持軸１１１の外周に回転自在に取り付けられている。また、最終ギヤ１０６は、支持軸１１２の外周に回転自在に取り付けられている。
【０００３】
電動アクチュエータのロッド１０２には、ファーストピボット１１３を介してトグルレバー１０７が連結されている。また、最終ギヤ１０６には、セカンドピボット１１４を介してトグルレバー１０７が連結されている。そして、ファーストピボット１１３は、トグルレバー１０７の第１嵌合孔に打ち込まれてトグルレバー１０７に固定されており、セカンドピボット１１４は、トグルレバー１０７の第２嵌合孔に打ち込まれてトグルレバー１０７に固定されている。
特許文献１に記載の電動アクチュエータは、電動モータ１０１が減速機構の３つのギヤ１０４〜１０６を回転させ、最終ギヤ１０６にセカンドピボット１１４を介して連結したトグルレバー１０７がロッド１０２をその軸線方向に押圧（あるいは引き戻）して最終ギヤ１０６の回転運動をロッド１０２の往復直線運動に変換するように構成されている。
ここで、１０８は電動アクチュエータにより開閉制御される円板状のバルブである。ロッド１０２とバルブ１０８との間には、リンクレバー１１９が設置されている。
【０００４】
［従来の技術の不具合］
ところで、近年、自動車に搭載されるエンジンの排気ガスの規制強化に伴い、排出ガス関係のＯＢＤ（車載診断装置による故障診断機能）装着が義務づけられている。
そこで、特許文献１に記載の電動アクチュエータを、ＥＧＲバルブの開閉制御やウェイストゲートバルブの開閉制御用のバルブ駆動装置として使用する場合、ＯＢＤ要件として、ロッド１０２のストローク位置を直接検出する必要がある。ところが、特許文献１に記載の電動アクチュエータでは、ロッド１０２のストローク位置を直接検出することができなかった。
【０００５】
また、特許文献１に記載の電動アクチュエータでは、ロッド１０２のストローク位置を直接検出するためにセンシングレバー（センシング部）１０９が記載されているが、センシングレバー１０９とストロークセンサ（センサ本体）との関係が明確に記載されていない。
また、特許文献１に記載の電動アクチュエータは、図示構造上、リンクレバー１１９が動くとロッド１０２がその軸線周りに振れる。このロッド１０２の振れを吸収するために、ガタを設けているが、ロッド１０２の動きに対してリンクレバー１１９の作動が追従しない。これにより、電動アクチュエータの制御対象であるバルブ１０８の動きとロッド１０２の動きとが一致せず、ロッド１０２のストローク量の制御性が悪化するという問題が生じている。
また、リンクレバー１１９にガタを設けない場合、図示の構造では、ロッド１０２の振れが吸収できないため、ロッド１０２のスラスト軸受１０３に力がかかり、ロッド１０２がスラスト軸受１０３の内周をこじり、ロッド１０２が作動不能となる可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００９／０６２９２８号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、最終作動段であるロッドのストローク位置を直接検出することのできるバルブ駆動装置を提供することにある。また、ロッドのストローク量の制御性を向上することのできるバルブ駆動装置を提供することにある。さらに、ロッドの故障を検出することのできるバルブ駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、ロッドのストローク軸方向（往復移動方向）への移動量（ロッドのストローク量）に応じてバルブの開閉制御を行うバルブ駆動装置において、ロッドに一体的に設置されたセンシング部、およびこのセンシング部のストローク位置を検出するセンサを有するロッドストローク検出手段を備えたことを特徴としている。
請求項１に記載の発明によれば、バルブを開閉制御するロッドにセンシング部を一体的に設置しているので、バルブ駆動装置の最終作動段であるロッドのストローク位置を直接検出することができる。この結果、ロッドのストローク位置の検出精度が向上するため、ロッドのストローク量の制御性、つまりバルブの開度制御の制御性を向上することができる。また、センサで検出されるセンシング部のストローク位置が、所定時間が経過しても設定された目標位置に到達または接近しない場合には、ロッドまたはバルブ駆動装置の故障と判断することができる。つまりバルブ、ロッドまたはバルブ駆動装置の故障診断を実施できる。これにより、ＯＢＤ要件を満足できる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、バルブの動作パターンに対応した形状のカム溝を有し、減速機構の回転に伴って回転するカムと、このカムのカム溝に移動自在に挿入されるフォロワとによって変換機構を構成している。
請求項３に記載の発明によれば、フォロワを回転自在に支持する支軸を有し、一端側がフォロワおよび支軸を介してカムに連結し、他端側がバルブに連結するロッドにセンシング部を一体的に設置している。
【００１０】
請求項４に記載の発明によれば、ロッドの支軸を通じてフォロワがカムを押す力がモータ駆動時の負荷となるが、ロッドの軸線方向の中心線上の荷重作用方向と、カムとフォロワとの接触面上の共通接線方向とが垂直に交差する位置関係となっているので、ロッドからの荷重（バルブ反力）がカムを回転させる方向に働かないようになる。
したがって、バルブの全閉時または全開時に、ロッドからの荷重（バルブ反力）に抗して、バルブの全閉位置または全開位置に静止状態でバルブを保持するのに必要なモータ保持電流を低減できるので、消費電力を抑えることができる。
ここで、仮に、請求項４に記載の発明、つまりバルブ駆動装置を、バルブを全閉位置または全開位置に駆動する使用頻度の多いアクチュエータ（例えばウェイストゲートバルブやＥＧＲバルブを開閉制御するアクチュエータ）に適用した場合であっても、バルブの全閉時または全開時の消費電力（消費電流）が少なくすることができる。
【００１１】
請求項５に記載の発明によれば、ロッドの軸線方向の中心線上に、カムの回転中心およびフォロワの回転中心がある位置関係（構成）となっている。これにより、バルブの全閉時または全開時に、バルブの全閉位置または全開位置にバルブを保持するのに必要なモータ保持電流を効果的に低減できるので、消費電力をより低減することができる。
【００１２】
請求項６および請求項１７に記載の発明によれば、モータ（の出力軸）の回転を（所定の減速比となるように）減速する減速機構を、モータによって回転駆動される第１ギヤ、およびこの第１ギヤと噛み合って回転する第２ギヤによって構成している。
減速機構として、例えばモータの出力軸に固定されるピニオンギヤ、このピニオンギヤに噛み合って回転する中間ギヤ、およびこの中間ギヤに噛み合って回転する最終ギヤ等を有する２段減速ギヤ機構を用いても良い。また、減速機構として、ウォームギヤ（その他ヘリカルギヤ、スパーギヤ、出力ギヤ）等を有する多段減速ギヤ機構を用いても良い。
【００１３】
請求項７に記載の発明によれば、ロッドの荷重作用方向のバルブ全閉側を基準とした場合、フォロワ、カムの回転中心、ロッドの順に設置される位置関係（構成）となっている。これにより、バルブの全閉時または全開時に、バルブの全閉位置または全開位置にバルブを保持するのに必要なモータ保持電流を効果的に低減できるので、消費電力をより低減することができる。
【００１４】
請求項８に記載の発明によれば、カムの回転中心とフォロワの回転中心とを結ぶ直線と、カムの回転中心と第１ギヤの回転中心とを結ぶ直線とが略一致（略同一直線上に位置）する位置関係（構成）となっている。
ここで、第２ギヤの回転軸とカムの回転軸とを共通化（同一部品で構成）した場合、カムの回転角度と第２ギヤの作動角度とが等しくなる。
このとき、カムの回転中心とフォロワの回転中心とを結ぶ直線と、カムの回転中心（＝第２ギヤの回転中心）と第１ギヤの回転中心（＝第１ギヤと第２ギヤとの噛み合い位置）とを結ぶ直線とが略一致する位置関係としたことにより、カムの作動軌跡（の投影面）内に第２ギヤの作動軌跡をほぼ一致させる（入れる）ことができる。したがって、カムの作動軌跡と第２ギヤの作動軌跡とが大きく異なる装置と比べて、バルブ駆動装置の体格を小型化できるので、車両等への搭載性を向上することができる。
【００１５】
請求項９に記載の発明によれば、ロッドストローク検出手段は、ロッドのストローク軸方向（往復移動方向）と並行な方向にセンシング部のストローク検出方向を有している。つまりセンシング部は、このセンシング部のストローク検出方向とロッドのストローク軸方向（往復移動方向）とを並行にしてロッドに一体的に設置されている。
これによって、請求項１に記載の発明の効果を向上できる。
なお、ロッドの中心をストローク軸方向（往復移動方向）に真っ直ぐに延びるロッド軸中心線とセンシング部の中心をセンシング部のストローク検出方向に真っ直ぐに延びる中心線とが一致しているが、センシング部のストローク検出方向とロッドのストローク軸方向（往復移動方向）とが並行であれば、ロッド軸中心線からオフセットさせて設置しても良い。
【００１６】
請求項１０に記載の発明によれば、ロッドをそのストローク軸方向（往復移動方向）に支持するロッド軸受と、このロッド軸受の軸線方向と並行な方向に延長されたスライドシャフトとを備えている。
そして、バルブを全閉位置から開弁位置（中間位置、全開位置を含む）にモータ駆動した際、あるいはバルブを全開位置から閉弁位置（中間位置、全閉位置を含む）にモータ駆動した際に、ロッド軸受（の軸線方向）とスライドシャフト（の軸方向）との２軸に沿ってロッドを平行移動させることにより、ロッド軸受とスライドシャフトでロッドのストローク軸方向（往復移動方向）のガタと回転方向の振れとを規制することができる。したがって、ロッドに一体的に設置したセンシング部の動きが規制されるため、特にセンシング部を「直線的」に移動させることができる。その結果、ロッドのストローク位置の検出精度を向上することができる。
【００１７】
請求項１１および請求項１９に記載の発明によれば、バルブとは、ロッドのストローク軸方向（往復移動方向）の先端側に設置されるポペットバルブのことである。
この場合、バルブ駆動装置を、ＥＧＲバルブ等の排気ガス制御バルブを開閉制御するアクチュエータとして使用することができる。
【００１８】
請求項１２および請求項２０に記載の発明によれば、バルブ駆動装置のロッドとバルブとの間に、ロッドの直線運動をバルブの回転運動に変換するリンク機構を設置している。 このリンク機構は、ロッドとバルブとを連結するレバー等を有している。
ロッドは、レバーを回転自在に支持する第１ヒンジピンを有している。例えば第１ヒンジピンは、ロッドに一体的に形成、あるいはロッドに固定されている。
バルブは、レバーを回転自在に支持する第２ヒンジピンを有している。例えば第２ヒンジピンは、バルブに一体的に形成、あるいはバルブに固定されている。
バルブ駆動装置のロッドに駆動されるバルブとは、第１ヒンジピン、レバーおよび第２ヒンジピンを介して、ロッドのストローク軸方向（往復移動方向）の先端側に連結されるヒンジバルブのことである。
この場合、バルブ駆動装置を、ウェイストゲートバルブまたはＥＧＲバルブ等の排気ガス制御バルブを開閉制御するアクチュエータ、あるいは可変容量ターボチャージャの制御用アクチュエータとして使用することができる。
【００１９】
請求項１３および請求項２１に記載の発明によれば、変換機構に連結する第１ロッド、およびバルブに連結する第２ロッドによってロッドを構成している。そして、バルブ駆動装置に、第１ロッドをストローク軸方向（往復移動方向）に支持するロッド軸受と、第１ロッドと第２ロッドとを連結する回転自在継手（球面体（ボール）、ナット付きソケットのガイド、球面軸受、連結ピン）とを設けている。
ところで、第２ロッドがそのストローク軸方向（往復移動方向）の一方側（例えばバルブ開き側またはバルブ閉じ側）にストロークしてレバーを回転させると、レバーの回転範囲に応じて第２ロッドが振れる（例えば第２ロッドがその中心軸線周りの回転方向に揺動する）。
【００２０】
ここで、第１ロッドと第２ロッドとが一体部品の場合、第２ロッドに振れが出ると、ロッド軸受にラジアル方向の力が加わり（作用し）、第１ロッドがロッド軸受の内周をこじり、第１ロッドが作動不能になる可能性がある。そこで、第１ロッドと第２ロッドとを別体部品で構成し、第１ロッドと第２ロッドとの間に回転自在継手を設置したことにより、第２ロッドの振れを回転自在継手により吸収する。
これによって、第１ロッドがロッド軸受の内周をこじり、第１ロッドが作動不能になる不具合の発生を抑えることができる。
【００２１】
請求項１４および請求項２２に記載の発明によれば、ロッドのストローク軸方向（往復移動方向）の中心線と、レバーの作動角度の中心線（レバー全閉時中心線とレバー全開時中心線との角度中心線）とが垂直に交差する位置関係（構成）となっている。これにより、バルブの開閉によるロッドの振れ角度が最も小さくなる。
ここで、ロッドのストローク量が少ない設定の場合（ロッドの振れ＜ロッドとロッド軸受との間のガタ）には、仮に第１ロッドと第２ロッドとが一体部品の場合であっても、ロッドがロッド軸受の内周をこじり、ロッドが作動不能になる不具合の発生を抑えることができる。
また、ロッドのストローク量が多い設定の場合には、回転自在継手の摺動範囲を少なくすることができるため、回転自在継手の信頼性を向上することができる。
【００２２】
請求項１５に記載の発明は、ロッドのストローク軸方向（往復移動方向）への移動量（ロッドのストローク量）に応じてバルブの開閉制御を行うバルブ駆動装置において、ロッドのストローク軸方向（往復移動方向）と並行な方向に延長されたスライドシャフトと、連結部を介してロッド（および変換機構）に連結すると共に、スライドシャフト上をスライドするガイドと、このガイドに一体的に設置されたセンシング部、およびこのセンシング部のストローク位置を検出するセンサを有するロッドストローク検出手段とを備えたことを特徴としている。
【００２３】
請求項１５に記載の発明によれば、スライドシャフト上をスライドするガイドにセンシング部を一体的に設置しているので、バルブ駆動装置の最終作動段であるロッドのストローク位置を直接検出することができる。この結果、ロッドのストローク位置の検出精度が向上するため、ロッドのストローク量の制御性、つまりバルブの開度制御の制御性を向上することができる。また、センサで検出されるセンシング部のストローク位置が、所定時間が経過しても設定された目標位置に到達または接近しない場合には、ロッドまたはバルブ駆動装置の故障と判断することができる。つまりバルブ、ロッドまたはバルブ駆動装置の故障診断を実施できる。これにより、ＯＢＤ要件を満足できる。
【００２４】
ここで、バルブ駆動装置、特に変換機構は、ガイドが無い状態であっても、往復スライダリンクとして作動するが、上述したように、リンク機構のレバー（ロッドとバルブとを連結するレバー）の回転範囲に対応してロッドに振れが生じる。そして、ロッドのストローク位置（動き）を検出するように、ロッドにセンシング部を一体的に設置した場合、ロッドの振れがセンサの検出精度に影響を及ぼす可能性がある。
そこで、ロッドのストローク軸方向（往復移動方向）と並行な方向にスライドシャフトを設置し、且つスライドシャフト上にガイドを設置し、更に、ガイドにセンシング部を一体的に設置することにより、スライドシャフト上をガイドがスライドする。この結果、ロッドの振れの影響を受けることなく、センシング部のストローク位置を検出することで、ロッドストローク検出手段でロッドのストローク位置（動き）を検出することが可能となるので、センサの検出精度を向上することができる。
【００２５】
請求項１６に記載の発明によれば、ロッドをそのストローク軸方向（往復移動方向）に支持するロッド軸受と、このロッド軸受の軸線方向と並行な方向に延長されたスライドシャフトとを備えている。
そして、バルブを全閉位置から開弁位置（中間位置、全開位置を含む）にモータ駆動した際、あるいはバルブを全開位置から閉弁位置（中間位置、全閉位置を含む）にモータ駆動した際に、ロッド軸受（の軸線方向）とスライドシャフト（の軸方向）との２軸に沿ってロッドを平行移動させることにより、ロッド軸受とスライドシャフトでロッドのストローク軸方向（往復移動方向）のガタと回転方向の振れとを規制することができる。したがって、ガイドに一体的に設置したセンシング部の動きが規制されるため、特にセンシング部を「直線的」に移動させることができる。その結果、ロッドのストローク位置の検出精度を向上することができる。
【００２６】
請求項１８に記載の発明によれば、減速機構は、第２ギヤの外側に突出した第１ピボットを有している。例えば第１ピボットは、第２ギヤに一体的に形成、あるいは第２ギヤに固定されている。
また、変換機構とロッドおよびガイドとを連結する連結部は、第１ピボットと同一方向に突出した第２ピボットによって構成されている。例えば第２ピボットは、ロッドおよびガイドに一体的に形成、あるいはロッドおよびガイドに固定されている。
変換機構は、一端側が第１ピボットに回転自在に支持され、他端側が第２ピボットに回転自在に支持されたリンクレバーを有している。
【００２７】
ここで、上述したように、リンク機構のレバー（ロッドとバルブとを連結するレバー）の回転範囲に対応してロッドに振れが生じるが、このロッドの振れは、第２ピボットで吸収することができる。そして、ガイドにセンシング部を一体的に設置しているので、ロッドの振れがセンシング部に伝わることはなく、ロッドのストローク位置の検出精度を向上することができる。
請求項２３に記載の発明によれば、ロッドまたはガイドに一体的に設置されるセンシング部は、磁性体を含んで構成されている。また、センシング部に近接する部品は、非磁性体によって形成（構成）されている。そして、センサは、センシング部のストローク位置に対応して磁石が発生する磁場が変化し、この磁場の変化を検出する非接触式の磁気検出素子を有している。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】電動アクチュエータのバルブ全閉状態を示した説明図である（実施例１）。
【図２】電動アクチュエータのバルブ全閉状態を示した断面図である（実施例１）。
【図３】電動アクチュエータのバルブ全開状態を示した説明図である（実施例１）。
【図４】電動アクチュエータのバルブ全開状態を示した断面図である（実施例１）。
【図５】ロッドとリンクレバーとの接続位置関係を示した説明図である（実施例１、３及び４）。
【図６】電動アクチュエータのバルブ全閉状態を示した説明図である（実施例２）。
【図７】電動アクチュエータのバルブ全閉状態を示した説明図である（実施例３）。
【図８】電動アクチュエータのバルブ全閉状態を示した断面図である（実施例３）。
【図９】電動アクチュエータのバルブ全開状態を示した説明図である（実施例３）。
【図１０】電動アクチュエータのバルブ全開状態を示した断面図である（実施例３）。
【図１１】電動アクチュエータのバルブ全閉状態を示した説明図である（実施例４）。
【図１２】電動アクチュエータを示した正面図である（従来の技術）。
【図１３】電動アクチュエータを示した側面図である（従来の技術）。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、最終作動段であるロッドのストローク位置を直接検出し、ロッドのストローク量の制御性を向上すると共に、ロッドの故障を検出するという目的を、ロッドに一体的にセンシング部を設置することで実現した。また、ロッドと一緒にストロークするガイドに一体的にセンシング部を設置することで実現した。
【実施例１】
【００３０】
［実施例１の構成］
図１ないし図５は本発明の実施例１を示したもので、図１および図２はウェイストゲートバルブ（ヒンジバルブ）の全閉時における電動アクチュエータの作動状態を示した図で、図３および図４はウェイストゲートバルブの全開時における電動アクチュエータの作動状態を示した図である。
【００３１】
本実施例のバルブ駆動装置は、ウェイストゲートバルブ（ヒンジバルブ）１を開閉駆動する電動アクチュエータとして使用される。
ウェイストゲートバルブ１は、内燃機関（エンジン）に設置されるターボチャージャのウェイストゲート流路を開閉する排気ガス制御弁の弁体である。このウェイストゲートバルブ１は、エンジン運転時に、エンジン制御ユニット（ＥＣＵ）からの制御信号に基づいて、バルブ全閉位置（図１参照）からバルブ全開位置（図３参照）に至るまでのバルブ作動範囲で回転動作されることで、ウェイストゲート流路の開口面積（排気ガス流通面積）を変更する。
ウェイストゲートバルブ１の背面（隔壁：バルブシートに着座する着座面に対して反対側の端面）には、Ｌ字状のシャフト２が一体的に設けられている。
なお、ウェイストゲートバルブ１の詳細は後述する。
【００３２】
電動アクチュエータは、ウェイストゲートバルブ１のシャフト２にリンクレバー３等のリンク機構を介して連結すると共に、軸線方向に往復移動するロッド４を備えている。この電動アクチュエータは、ロッド４のストローク軸方向（荷重作用方向）への移動量（ロッド４のストローク量）に応じてウェイストゲートバルブ１の開閉制御を行う。
電動アクチュエータは、ロッド４の他に、ロッド４をその往復移動方向（ロッド４のストローク軸方向）に摺動自在に支持するロッド軸受（スラスト軸受）６と、このスラスト軸受６の軸線方向と並行な方向に延長されたスライドシャフト７と、ロッド４に対して、ウェイストゲートバルブ１を閉じる側（バルブ全閉側）に付勢する付勢力（スプリング荷重）を発生するコイルスプリング８と、ロッド４のストローク位置を検出するロッドストローク検出装置（センシング部９、ストロークセンサＳ）と、スラスト軸受６およびスライドシャフト７等の構成部品を収容するアクチュエータケースとを備えている。ここで、電動アクチュエータのロッド４は、そのストローク軸方向の先端側が、アクチュエータケースの円環状の端面よりアクチュエータケース外部側に突出している。
なお、電動アクチュエータの詳細は、後述する。
【００３３】
エンジンは、複数の気筒を有する多気筒ディーゼルエンジンが採用されている。このエンジンの複数（各気筒毎）の吸気ポートには、吸入空気が流れる吸気管が接続されている。この吸気管の途中には、ターボチャージャのコンプレッサ、インタークーラ、スロットルバルブおよびインテークマニホールド等が設置されている。
また、エンジンの複数（各気筒毎）の排気ポートには、排気ガスが流れる排気管が接続されている。この排気管の途中には、エキゾーストマニホールドおよびターボチャージャのタービン等が設置されている。
【００３４】
ターボチャージャは、タービンとコンプレッサとを備え、吸入空気をコンプレッサで圧縮し、圧縮された空気をエンジンの各気筒毎の燃焼室に送り込むターボ過給機である。
タービンは、渦巻形状のタービンハウジングを備えている。このタービンハウジング内には、タービンインペラ（タービンホイール）が設置されている。
コンプレッサは、渦巻形状のコンプレッサハウジングを備えている。このコンプレッサハウジング内には、コンプレッサインペラ（コンプレッサホイール）が設置されている。 また、タービンインペラとコンプレッサインペラとは、ロータシャフトによって一体となって回転するように連結されている。
ターボチャージャは、タービンインペラが排気ガスにより回転駆動されると、コンプレッサインペラも回転し、このコンプレッサインペラが吸入空気を圧縮する。
【００３５】
ここで、本実施例のターボチャージャのタービンハウジングには、ウェイストゲート流路およびウェイストゲートバルブ１が設けられている。
ウェイストゲート流路は、タービンハウジングに導入された排気ガスを、タービンインペラを経由しないで、つまりタービンインペラを迂回（バイパス）してタービンインペラよりも下流側の排気通路へ流すためのバイパス通路（流体通路）である。
あるいはウェイストゲート流路は、エンジンより流出した排気ガスを、エキゾーストマニホールドの集合部よりも下流側から分岐して、ターボチャージャのタービンよりも排気ガス流方向の下流側で吸気通路に合流させる、つまり排気ガスをタービンハウジングよりバイパスさせるためのバイパス通路（流体通路）である。
【００３６】
本実施例のウェイストゲート流路は、タービンハウジングの入口部の隔壁で開口した上流側連通孔（ウェイストゲートポート）と、タービンハウジングの出口部の隔壁で開口した下流側連通孔とを連通する。
ウェイストゲートバルブ１は、例えばステンレス鋼等の金属材料によって円板形状に形成されている。このウェイストゲートバルブ１は、電動アクチュエータのロッド４の軸線方向の先端部に接続されて、タービンハウジングの入口部の隔壁（バルブシート）に対して着座、離脱して、ウェイストゲート流路、特にウェイストゲートポートを開閉する排気ガス制御弁である。
【００３７】
ウェイストゲートバルブ１のシャフト２と電動アクチュエータのロッド４との間には、電動アクチュエータのロッド４の直線運動をウェイストゲートバルブ１の回転運動に変換するリンク機構が設置されている。
このリンク機構は、図１、図３および図５に示したように、一端側が電動アクチュエータのロッド４の荷重作用方向（往復移動方向）の先端側に連結し、且つ他端側がウェイストゲートバルブ１のシャフト２の先端側（バルブ側に対して反対側）に連結したリンクレバー３等を有している。
ここで、ロッド４の荷重作用方向の先端側には、ロッド４の裏面側から打ち込まれて表面側に突出した第１ヒンジピン１１が固定（または一体的に形成）されている。
また、ウェイストゲートバルブ１のシャフト２には、第１ヒンジピン１１と同一方向に突出した第２ヒンジピン１２が一体的に形成（または固定）されている。
【００３８】
リンクレバー３は、第１ヒンジピン１１の外周に回転自在に支持されている。また、リンクレバー３は、第２ヒンジピン１２に固定されている。
第１ヒンジピン１１は、ウェイストゲートバルブ１、シャフト２およびリンクレバー３等を回転自在に支持している。
第２ヒンジピン１２は、途中で直角に屈曲したシャフト２の電動アクチュエータ側端部に固定されている。この第２ヒンジピン１２は、ターボチャージャのタービンハウジングの側壁部に回転自在に支持されている。また、第２ヒンジピン１２の中心は、ウェイストゲートバルブ１の回転中心となっている。
以上によって、ウェイストゲートバルブ１は、第１ヒンジピン１１、リンクレバー３、第２ヒンジピン１２を介して、ロッド４の荷重作用方向の先端側に連結されるヒンジバルブを構成する。
【００３９】
次に、本実施例の電動アクチュエータの詳細を図１ないし図５に基づいて説明する。
電動アクチュエータは、ロッド４、スラスト軸受６およびコイルスプリング８の他に、ロッド４に対して平行配置されたスライドシャフト７と、ロッド４に一体的に設置されたセンシング部９と、このセンシング部９のストローク位置を検出するストロークセンサＳと、電力の供給を受けて駆動力（モータトルク）を発生する電動モータＭと、この電動モータＭの回転を２段減速する減速機構と、この減速機構の回転運動を往復直線運動に変換する変換機構と、これらの各構成部品を収容するアクチュエータケースとを備えている。
【００４０】
減速機構は、３つの減速ギヤにより構成されている。減速機構は、電動モータＭのモータシャフト（回転軸、出力軸）１３に固定されたピニオンギヤ（モータギヤ）１４、このピニオンギヤ１４と噛み合って回転する中間ギヤ（第１ギヤ）１５、およびこの中間ギヤ１５と噛み合って回転する最終ギヤ（第２ギヤ）１６等によって構成されている。
変換機構は、回転するプレートカム１７、このプレートカム１７のカム溝１８内に移動自在に挿入されるフォロワ１９、およびこのフォロワ１９を回転自在に支持するピボットピン２０等によって構成されている。
【００４１】
ここで、電動アクチュエータのアクチュエータケースは、電動モータＭを収容保持するモータハウジング２１と、減速機構および変換機構を回転自在に収容するギヤハウジング２２と、このギヤハウジング２２の開口部を塞ぐセンサカバー（蓋体）２３とを備えている。
モータハウジング２１、ギヤハウジング２２は、金属材料によって形成されている。また、センサカバー２３は、金属材料または樹脂材料によって形成されている。
電動アクチュエータのロッド４は、その軸線方向と同一方向の荷重作用方向に真っ直ぐに延びている。このロッド４は、フォロワ１９およびピボットピン２０を介して、プレートカム１７に連結（接続）する第１ロッド２４と、リンク機構（リンクレバー３等）を介して、ウェイストゲートバルブ１のシャフト２に連結（接続）するプレート状の第２ロッド２６と、第１ロッド２４の第１連結部２５と第２ロッド２６の第２連結部２７とを連結する回転自在継手２８とによって構成されている。これらのロッド部品は、例えばステンレス鋼等の金属材料（非磁性体）によって形成されている。
【００４２】
第１ロッド２４は、フォロワ１９およびピボットピン２０を介して、プレートカム１７から荷重を受けるプレート状の入力部３１、およびスラスト軸受６に摺動自在に支持される断面円形状の中継部（接続ロッド）３２を有している。
入力部３１の軸線方向の一端部（中継部３２側に対して反対側の端部）には、ピボットピン２０が嵌合する嵌合孔３３が形成されている。なお、ピボットピン２０は、入力部３１の裏面側から打ち込まれて表面側に突出して入力部３１に接続（固定）されている。
入力部３１の表面は、センシング部９を樹脂モールド成形またはネジ締結等により固定するためのセンシング部搭載面となっている。
【００４３】
また、入力部３１の一方の側面からは、ガイドアーム３４が外側に向けて突出している。このガイドアーム３４には、スライドシャフト７の軸方向に貫通する軸受孔３５が形成されている。この軸受孔３５の孔壁面には、スライドシャフト７の外周に摺動自在に支持されるスラスト軸受３６が圧入嵌合されている。このスラスト軸受３６の内部には、スライドシャフト７の軸方向に貫通する貫通孔（摺動孔）が形成されている。
中継部３２は、入力部３１の他端側に溶接固定されている。この中継部３２の外周には、コイルスプリング８から荷重作用方向のバルブ全閉側に付勢する荷重を受け止める荷重受け部である円環状のスプリングシート３７が装着されている。また、中継部３２には、回転自在継手２８を締結固定するための外周ネジ３８が形成されている。外周ネジ３８は、スラスト軸受６より第２ロッド２６側に突出すると共に、回転自在継手２８に接続する円柱状の第１連結部２５の外周に形成されている。
【００４４】
第２ロッド２６の軸線方向の一端部（中継部３２側の端部）には、回転自在継手２８に接続するプレート状の第２連結部２７が設けられている。この第２連結部２７には、回転自在継手２８が嵌合する嵌合孔（図示せず）が形成されている。
第２ロッド２６の軸線方向の他端部（中継部３２側に対して反対側の端部）には、第１ヒンジピン１１が嵌合する嵌合孔（図示せず）が形成されている。なお、第１ヒンジピン１１は、第２ロッド２６の裏面側から打ち込まれて表面側に突出して第２ロッド２６に接続（固定）されている。
【００４５】
回転自在継手２８は、第１ロッド２４の第１連結部２５に締結固定されるソケット４１と、第２ロッド２６の第２連結部２７に圧入固定される連結ピン４２と、ソケット４１と連結ピン４２との間に設置された球面軸受とを備えている。
ソケット４１には、第１連結部２５の外周に嵌め合わされるスリーブ４３が設けられている。このスリーブ４３には、外周ネジ３８に螺合するナット４４が固定されている。
連結ピン４２は、第２連結部２７の表面側から打ち込まれて裏面側に突出し、球面軸受を貫通し、更に、球面軸受の裏面側に突出した後に、突出部分の先端が鍔状に潰されて第２ロッド２６に接続（固定）されている。
【００４６】
球面軸受は、内周に凹球面を有するガイド（アウタレース）４５と、外周に凸球面を有するボール（球面体、インナレース）４６とを備えている。ガイド４５は、ソケット４１のスリーブ４３の連結ピン４２側の端部に一体的に設けられている。また、ガイド４５は、連結ピン４２の周囲を周方向に取り囲むように円環状に形成されている。
ボール４６の凸球面は、ガイド４５の凹球面の曲率中心と同一の中心点を中心にした所定の曲率半径を有している。
回転自在継手２８は、第１ロッド２４と第２ロッド２６とを、第１連結部２５の中心軸線に垂直な方向の中心線を中心にして第２連結部２７を揺動可能（回動可能）に連結している。これにより、第２ロッド２６の振れを吸収することができるので、第１ロッド２４がその回転方向に振れなくなる。
【００４７】
ここで、ギヤハウジング２２の側壁よりバルブ側に位置する円筒状のベアリングホルダ４７には、ロッド４の軸方向に貫通する軸受孔４８が形成されている。この軸受孔４８の孔壁面には、スラスト軸受６が圧入嵌合されている。
スラスト軸受６は、ロッド４の第１ロッド２４の中継部３２をそのストローク軸方向（往復移動方向）に摺動自在に支持するものである。このスラスト軸受６の内部には、ロッド４の軸方向に貫通する貫通孔（摺動孔）が形成されている。
【００４８】
また、ギヤハウジング２２のベアリングホルダ４７の軸受孔４８の軸線方向と並行となる側壁に配置された円筒状の嵌合部４９には、スライドシャフト７の軸方向に貫通する嵌合孔５０が形成されている。この嵌合孔５０の孔壁面には、スライドシャフト７が圧入嵌合されている。
スライドシャフト７は、嵌合部４９の内面側から打ち込まれてギヤハウジング２２に接続（固定）されている。このスライドシャフト７は、スラスト軸受６の貫通孔の軸線方向と並行な方向に真っ直ぐに延びる円柱状のガイドレールである。また、スライドシャフト７の外周には、スラスト軸受３６を介して、ロッド４の第１ロッド２４に一体的に形成されたガイドアーム３４がスライドシャフト７の軸線方向に摺動自在に支持されている。これにより、スライドシャフト７は、ロッド４のストローク軸方向（往復移動方向）と平行な方向にロッド４のガイドアーム３４を誘導することができる。
これによって、電動アクチュエータのロッド４は、スラスト軸受６の貫通孔の軸線方向とスライドシャフト７の軸線方向の２軸に沿って平行移動することが可能となる。
【００４９】
また、ギヤハウジング２２の側壁よりバルブ側に突出する円筒状のスプリングホルダ５１内には、コイルスプリング８が収容されている。
コイルスプリング８は、ロッド４に対して、ウェイストゲートバルブ１を閉じる側（バルブ全閉側）に付勢する付勢力（荷重）を発生するロッド（バルブ）付勢手段である。このコイルスプリング８の一端は、ロッド４の第１ロッド２４に設けられたスプリングシート３７に保持され、コイルスプリング８の他端は、ベアリングホルダ４７の端部とスプリングホルダ５１とを連結する円環状の隔壁（閉鎖壁）５２に保持されている。
これによって、電動アクチュエータのロッド４、特に第１ロッド２４には、コイルスプリング８からのスプリング荷重（バルブ全閉側に付勢する荷重）が作用している。
【００５０】
減速機構は、電動モータＭのトルクを変換機構に伝達する動力伝達機構を構成する。この減速機構は、上述したように、ピニオンギヤ１４、中間ギヤ１５および最終ギヤ１６等によって構成されている。また、減速機構は、電動モータＭのモータシャフト１３に対して並列配置された２つの第１、第２支持軸（中間ギヤシャフト、最終ギヤシャフト）５３、５４を備えている。これらの中間ギヤシャフト５３および最終ギヤシャフト５４は、互いに並列配置されている。また、３つのギヤ１４〜１６は、ギヤハウジング２２の減速ギヤ収納空間内において回転自在に収容されている。
【００５１】
中間ギヤシャフト５３は、ギヤハウジング２２の嵌合孔に打ち込まれてギヤハウジング２２の嵌合部に圧入固定されている。この中間ギヤシャフト５３の中心軸線は、中間ギヤ１５の回転中心を構成している。また、中間ギヤシャフト５３の中間ギヤ１５の端面より突出した突出部の外周には、円環状の周方向溝が形成されている。この周方向溝には、中間ギヤシャフト５３の外周に中間ギヤ１５を嵌め合わせた際に、中間ギヤシャフト５３からの中間ギヤ１５の抜け止めを行うワッシャおよびＣリングが装着されている。
【００５２】
最終ギヤシャフト５４は、ギヤハウジング２２の嵌合孔５５に打ち込まれて円筒状の嵌合部５６に圧入固定されている。この最終ギヤシャフト５４の中心軸線は、最終ギヤ１６の回転中心を構成している。また、最終ギヤシャフト５４の外周には、２つのベアリング（軸受）５７を介して、最終ギヤ１６が回転自在に支持されている。また、最終ギヤシャフト５４の最終ギヤ１６の端面より突出した突出部の外周には、円環状の周方向溝が形成されている。この周方向溝には、最終ギヤシャフト５４の外周に最終ギヤ１６を嵌め合わせた際に、最終ギヤシャフト５４からの最終ギヤ１６の抜け止めを行うワッシャおよびＣリングが装着されている。
【００５３】
ピニオンギヤ１４は、金属材料または樹脂材料によって形成されている。このピニオンギヤ１４は、モータシャフト１３の外周に圧入固定されている。ピニオンギヤ１４の外周には、中間ギヤ１５と噛み合う複数の凸状歯（ピニオンギヤ部）６１が周方向全体に形成されている。
中間ギヤ１５は、金属材料または樹脂材料によって形成されており、中間ギヤシャフト５３の外周に回転自在に嵌め合わされている。この中間ギヤ１５は、中間ギヤシャフト５３の周囲を周方向に取り囲むように設置された円筒部を有している。この円筒部の外周には、円環状の最大外径部（径大部）が一体的に形成されている。
【００５４】
中間ギヤ１５の径大部の外周には、ピニオンギヤ１４の凸状歯６１と噛み合う複数の凸状歯（大径ギヤ部）６２が周方向全体に形成されている。また、円筒部（径小部）の外周には、最終ギヤ１６と噛み合う複数の凸状歯（小径ギヤ部）６３が周方向全体に形成されている。
最終ギヤ１６は、金属材料または樹脂材料によって形成されており、２つのベアリング５７を介して、最終ギヤシャフト５４の外周に回転自在に嵌め合わされている。この最終ギヤ１６は、最終ギヤシャフト５４の周囲を周方向に取り囲むように設置された円筒部を有している。この円筒部には、円筒部の外周面より扇状に広がるフランジ６４を有している。
最終ギヤ１６のフランジ６４の外周部には、中間ギヤ１５の凸状歯６３と噛み合う複数の凸状歯（扇状の大径ギヤ部）６５が所定の角度分だけ扇状に形成されている。
【００５５】
変換機構は、最終ギヤ１６の回転運動をロッド４の直線運動に変換する運動方向変換機構である。この変換機構は、最終ギヤ１６の最終ギヤシャフト５４を中心にして最終ギヤ１６と一体的に回転するプレートカム１７、このプレートカム１７のカム溝１８内に移動自在に挿入されるフォロワ１９、およびこのフォロワ１９を回転自在に支持するピボットピン２０等によって構成されている。
プレートカム１７は、金属材料によって所定の形状に形成されており、最終ギヤ１６のカム装着部に固定されている。なお、最終ギヤ１６が樹脂材料で形成されている場合、プレートカム１７は最終ギヤ１６にインサート成形される。また、最終ギヤ１６が金属材料で形成されている場合、最終ギヤ１６とプレートカム１７とを焼結金属等で一体化しても良い。このように構成することで、最終ギヤ１６の回転軸とプレートカム１７の回転軸とが共通化されるため、最終ギヤ１６の回転中心（最終ギヤシャフト５４の回転中心）とプレートカム１７の回転中心とが一致する。また、最終ギヤ１６の作動角度（最終ギヤ作動角）とプレートカム１７の回転角度（カム回転角）とが等しくなる。
【００５６】
プレートカム１７のカム溝１８は、ウェイストゲートバルブ１の動作パターンに対応した湾曲形状のガイド部である。
ここで、プレートカム１７のカム形状およびプレートカム１７の回転角度は、ウェイストゲートバルブ１を全閉位置から全開位置まで駆動するのに必要なロッドストローク量に対して決定される。
【００５７】
フォロワ１９は、金属材料によって円筒形状に形成されており、ピボットピン２０の外周に回転自在に嵌め合わされている。このフォロワ１９は、ピボットピン２０の周囲を周方向に取り囲むように円筒部を有している。
ピボットピン２０は、ロッド４の嵌合孔３３に打ち込まれてロッド４に圧入固定されている。なお、ピボットピン２０のフォロワ１９の円筒部の端面より突出した突出部には、フォロワ１９の抜け止めを行うために潰されて鍔状にカシメられたフランジが形成されている。
また、フォロワ１９の回転中心は、プレートカム１７の回転中心と共に、ロッド４の荷重作用方向（ストローク軸方向）上に設置されている。
【００５８】
電動モータＭは、電動アクチュエータの動力源であって、モータハウジング２１のモータ収納空間内に収容保持されている。この電動モータＭは、ＥＣＵによって通電制御されるように構成されている。
そして、ＥＣＵには、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、ＥＣＵは、ストロークセンサＳ、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ、過給圧センサおよび車速センサ等の各種センサのセンサ出力信号に基づいて、スロットルバルブの電動アクチュエータ、ウェイストゲートバルブ１の電動アクチュエータを制御する。
【００５９】
ストロークセンサＳは、ロッド４に一体的に設置されたセンシング部９と共に、ロッド４のストローク位置を検出するロッドストローク検出装置を構成する。
先ずセンシング部９は、磁場、磁力を発生する磁石（マグネット）および磁性ブロック（磁性体）によって構成されている。このセンシング部９は、ロッド４の第１ロッド２４の入力部３１のセンシング部搭載面上にモールド成形またはネジ締結固定によってロッド４に一体的に設置されている。なお、磁石をストロークセンサＳ側に設置してセンシング部９を磁性体のみで構成しても良い。
【００６０】
ストロークセンサＳは、センシング部９を伴って形成される磁気回路の途中に位置するようにセンサカバー２３に設置されている。このストロークセンサＳは、センシング部９の磁石または磁性ブロックに対向するように設置されたホールＩＣ、およびセンシング部９の磁性ブロックと共に、磁石より放出した磁束をホールＩＣに集中させる磁性ブロック（磁性体）等によって構成されている。
なお、センシング部９の磁石と磁性ブロックおよびストロークセンサＳのホールＩＣと磁性ブロックによって、磁気回路が形成される。
【００６１】
ホールＩＣは、センシング部９のストローク位置に対応して変化する磁場を検出するホール素子（非接触式の磁気検出素子）と増幅回路とを一体化したＩＣチップのことで、ホールＩＣ自身に鎖交する磁束密度に対応した電圧信号（センサ出力信号）をＥＣＵに出力する。なお、非接触式の磁気検出素子として、ホールＩＣの代わりに、ホール素子単体または磁気抵抗素子（ＭＲ素子）を使用しても良い。また、非接触式の磁気検出素子の代わりに、ストロークセンサＳとして可変抵抗式のポテンショメータ（接触式の位置検出素子）を使用しても良い。
【００６２】
また、ストロークセンサＳは、ウェイストゲートバルブ１が全閉位置と全開位置との間にある場合、センシング部９のストローク位置（基準位置に対する相対位置）とロッド４のストローク量とが対応しており、また、ロッド４のストローク位置とウェイストゲートバルブ１のバルブ開度とが対応している。このため、ＥＣＵは、センシング部９のストローク位置、つまり磁場の変化に対応して出力されるセンサ出力信号を測定して、ロッド４のストローク量を求め、このロッド４のストローク量からウェイストゲートバルブ１のバルブ開度を求め、このバルブ開度からウェイストゲート流路を流れる排気ガスの流量を求めることが可能である。
【００６３】
ここで、センシング部９のストローク位置をセンシングする方式として、ホールＩＣ、ホール素子またはＭＲ素子を使用して、非接触での磁気検出で実施する場合、センシング部９とストロークセンサＳのホールＩＣとで構成される磁気回路の近傍に磁性体があると、非接触式の磁気検出素子が検出する磁場が安定して確保できない可能性がある。そこで、本実施例の電動アクチュエータでは、センシング部９に近接する部品（ロッド４、最終ギヤ１６、プレートカム１７、フォロワ１９、ピボットピン２０、最終ギヤシャフト５４）を非磁性体（ステンレス鋼等の非磁性金属、非磁性樹脂等）で構成することで、磁気回路への外乱影響を回避している。
【００６４】
［実施例１の作用］
次に、本実施例のウェイストゲートバルブ１の開閉制御を行う電動アクチュエータの作動を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。
【００６５】
ＥＣＵは、過給圧センサにより検出される過給圧が設定値に満たない場合、ウェイストゲートバルブ１が全閉状態となるように、電動モータＭへの電力供給を制御する。
これによって、電動アクチュエータの構成部品が、図１および図２に示した全閉状態に止まるため、ウェイストゲートバルブ１が全閉状態を継続する。これにより、ウェイストゲート流路は閉鎖される。
この結果、エンジンより排出された排気ガスの全量は、ターボチャージャのタービンハウジングの入口部から流入してタービンインペラを回転させ、タービンハウジングの出口部から排出される。
一方、吸気管内に吸い込まれた吸入空気は、タービンインペラの回転により駆動されるコンプレッサインペラによって圧縮されて圧力（過給圧）が上昇する。そして、圧力が上昇した吸入空気は、エンジンに吸い込まれる。
【００６６】
ＥＣＵは、過給圧センサにより検出される過給圧が設定値以上に上昇した場合、つまり予め設定された最大過給圧を超える場合、ウェイストゲートバルブ１が全開状態となるように、電動モータＭへの電力供給を制御する。
これによって、電動モータＭのモータシャフト１３が全開方向に回転する。これにより、モータトルクが、ピニオンギヤ１４、中間ギヤ１５、最終ギヤ１６に伝達される。そして、最終ギヤ１６からモータトルクが伝達されたプレートカム１７が、最終ギヤ１６の回転に伴って所定の回転角度（最終ギヤ１６の作動角度と等しい回転角度）だけ全開方向に回転する。
【００６７】
すると、ピボットピン２０がカム溝１８を摺動（滑動）して、カム溝１８の全閉位置から全開位置まで移動することにより、ロッド４の第１ロッド２４がコイルスプリング８を圧縮しながらロッド４の荷重作用方向のバルブ開側に直線移動する（押し出される）。すると、ロッド４の直線移動に伴って、第１ロッド２４の第１連結部２５、回転自在継手２８（ソケット４１、球面軸受、連結ピン４２）および第２ロッド２６の第２連結部２７がロッド４の荷重作用方向のバルブ開側に直線移動する。
さらに、第２ロッド２６の直線移動に伴って、第１ヒンジピン１１がロッド４の荷重作用方向のバルブ開側にロッド４が直線移動することにより、リンクレバー３が第２ヒンジピン１２を中心にして全開方向に回転する。すると、第２ヒンジピン１２の回転に伴ってウェイストゲートバルブ１も第２ヒンジピン１２を中心にして全開方向に回転する。これにより、ウェイストゲートバルブ１がバルブシートより離脱して全開状態となるため、ウェイストゲート流路が開放される。
この結果、エンジンからタービンハウジングの入口部に流入した排気ガスの一部がタービンインペラをバイパスするウェイストゲート流路を通ってタービンハウジングの出口部に排出される。これにより、タービンインペラに作用する排気エネルギーが減少し、タービンインペラの回転速度が低下するので、ターボチャージャの過回転が防止される。
また、過給圧または排気圧が過大とならないようになる。また、タービンインペラの過回転に伴うタービンインペラの破損等を防止される。
【００６８】
ＥＣＵは、過給圧センサにより検出される過給圧が設定値よりも低下した場合、ウェイストゲートバルブ１が全閉状態となるように、電動モータＭへの電力供給を制御する。
これによって、電動モータＭのモータシャフト１３が全閉方向に回転する。これにより、モータトルクが、ピニオンギヤ１４、中間ギヤ１５、最終ギヤ１６、プレートカム１７に伝達される。そして、プレートカム１７が、最終ギヤ１６の回転に伴って所定の回転角度だけ全閉方向に回転する。
すると、ピボットピン２０がカム溝１８を摺動（滑動）して、カム溝１８の全開位置から全閉位置まで移動することにより、ロッド４の荷重作用方向のバルブ閉側にロッド４が直線移動する（引き戻される）。すると、ロッド４の直線移動に伴って第１ロッド２４の第１連結部２５、回転自在継手２８（ソケット４１、球面軸受、連結ピン４２）および第２ロッド２６の第２連結部２７がロッド４の荷重作用方向のバルブ閉側に直線移動する。 さらに、第２ロッド２６の直線移動に伴って、第１ヒンジピン１１がロッド４の荷重作用方向のバルブ閉側に直線移動することにより、リンクレバー３が第２ヒンジピン１２を中心にして全閉方向に回転する。すると、第２ヒンジピン１２の回転に伴ってウェイストゲートバルブ１も第２ヒンジピン１２を中心にして全閉方向に回転する。これにより、ウェイストゲートバルブ１がバルブシートに着座して全閉状態となるため、ウェイストゲート流路が閉鎖される。
【００６９】
［実施例１の特徴１］
以上のように、本実施例の電動アクチュエータにおいては、図５に示したように、ウェイストゲートバルブ１のシャフト２と電動アクチュエータのロッド４との間に、ロッド４の直線運動をウェイストゲートバルブ１の回転運動に変換するリンク機構を設置している。このリンク機構は、一端側が第１ヒンジピン１１を介してロッド４の第２ロッド２６に連結し、且つ他端側が第２ヒンジピン１２を介してウェイストゲートバルブ１のシャフト２に連結したリンクレバー３等によって構成されている。
【００７０】
そして、本実施例のリンク機構は、ロッド４の軸線方向の中心線上（ロッド軸中心線ＲＣ上）の荷重作用方向（ストローク軸方向）と、リンクレバー３の作動角度の中心線（レバー全閉時中心線ＬＣＣとレバー全開時中心線ＬＣＯとの角度中心線）ＬＣとが垂直に交差する位置関係（構成）となっている。
これによって、ウェイストゲートバルブ１の開閉によるロッド４の振れ角度が最も小さくなるので、ロッド４のストローク量が少ない設定の場合（ロッド４の振れ＜ロッド４とスラスト軸受６との間のガタ）、仮に第１ロッド２４と第２ロッド２６とが一体部品で構成されている場合であっても、ロッド４がスラスト軸受６の貫通孔の内周をこじり、ロッド４、つまり電動アクチュエータが作動不能になる不具合の発生を抑えることができる。 また、ロッド４のストローク量が多い設定の場合には、回転自在継手２８の摺動範囲を少なくすることができるため、回転自在継手２８の信頼性を向上することができる。
【００７１】
また、電動アクチュエータにおいては、リンク機構のリンクレバー３を介して、ウェイストゲートバルブ１に連結するロッド４にセンシング部９を一体的に設置している。そして、ストロークセンサＳのホールＩＣによってロッド４の第１ロッド２４と一体で動くセンシング部９のストローク位置を検出しているので、電動アクチュエータの最終作動段であるロッド４のストローク位置を直接検出することができる。この結果、ロッド４のストローク位置の検出精度が向上するため、ロッド４のストローク量の制御性、つまりウェイストゲートバルブ１の開度制御の制御性を向上することができる。
また、ストロークセンサＳのホールＩＣで検出されるセンシング部９のストローク位置が、所定時間が経過しても設定された目標位置に到達または接近しない場合には、ロッド４または電動アクチュエータの故障（例えばウェイストゲートバルブ１またはロッド４の作動不能状態等）と判断することができる。つまりウェイストゲートバルブ１、ロッド４または電動アクチュエータの故障診断を実施できる。これにより、ＯＢＤ要件を満足できる。
【００７２】
また、本実施例の電動アクチュエータにおいては、ロッド４をそのストローク軸方向（往復移動方向）に支持するスラスト軸受６と、このスラスト軸受６の軸線方向と並行な方向に延長されたスライドシャフト７とを備えている。
そして、電動モータＭ、減速機構および変換機構によって、ウェイストゲートバルブ１を全閉位置から開弁位置（中間位置、全開位置を含む）にモータ駆動した際、あるいはウェイストゲートバルブ１を全開位置から閉弁位置（中間位置、全閉位置を含む）にモータ駆動した際に、スラスト軸受６の貫通孔の軸線方向とスライドシャフト７の軸線方向との２軸に沿ってロッド４を平行移動させることにより、スラスト軸受６とスライドシャフト７とでロッド４のストローク軸方向（往復移動方向）のガタと回転方向の振れとを規制することができる。したがって、ロッド４に一体的に設置したセンシング部９の動きが規制されるため、特にセンシング部９を「直線的」に移動させることができる。その結果、ロッド４のストローク位置の検出精度を向上することができる。
【００７３】
ここで、第２ロッド２６がそのストローク軸方向（往復移動方向）の一方側（例えばバルブ開き側またはバルブ閉じ側）にストロークしてリンクレバー３を回転させると、リンクレバー３の回転範囲に応じて第２ロッド２６が振れる。例えば第２ロッド２６がその中心軸線周りの回転方向に揺動する。
ここで、第１ロッド２４と第２ロッド２６とが一体部品の場合、第２ロッド２６に振れが出ると、スラスト軸受６にラジアル方向の力が加わり（作用し）、第１ロッド２４がスラスト軸受６の貫通孔の内周をこじり、第１ロッド２４が作動不能になる可能性がある。
【００７４】
そこで、本実施例の電動アクチュエータにおいては、ロッド４を、フォロワ１９およびピボットピン２０を介して、プレートカム１７に連結する第１ロッド２４と、リンクレバー３等のリンク機構を介して、ウェイストゲートバルブ１のシャフト２に連結する第２ロッド２６とに分割して別体部品で構成している。
そして、第１ロッド２４の第１連結部２５と第２ロッド２６の第２連結部２７との間に、回転自在継手２８を設置している。なお、回転自在継手２８は、第１ロッド２４の第１連結部２５に連結されるソケット４１、第２ロッド２６の第２連結部２７に連結される連結ピン４２、およびソケット４１と連結ピン４２との間に設置された球面軸受等によって構成されている。
以上のように、第１ロッド２４と第２ロッド２６とを別体部品で構成し、第１ロッド２４の第１連結部２５と第２ロッド２６の第２連結部２７との間に、回転自在継手２８を設置したことにより、第２ロッド２６の振れを回転自在継手２８の球面軸受により吸収することができる。これによって、第１ロッド２４がスラスト軸受６の貫通孔の内周をこじり、第１ロッド２４、つまり電動アクチュエータが作動不能になる不具合の発生を抑えることができる。
【００７５】
［実施例１の特徴２］
ここで、電動アクチュエータにおいては、一般的に、ウェイストゲートバルブ１の全閉時または全開時に、ロッド４のピボットピン２０を通じてフォロワ１９の側面がプレートカム１７のカム溝１８の溝側面を押す力（バルブ反力）がモータ駆動による全閉作動時または全開作動時の負荷となる。
このロッド４からの荷重（バルブ反力）がプレートカム１７を、ウェイストゲートバルブ１を閉じる側または開く側に回転させる方向に働くと、プレートカム１７がバルブ全閉方向またはバルブ全開方向に回転する可能性があるので、ウェイストゲートバルブ１を全開位置または全閉位置で静止状態とするため、ウェイストゲートバルブ１の全開時または全閉時においても多くのモータ保持電流を必要とする。
【００７６】
そこで、本実施例の電動アクチュエータにおいては、ウェイストゲートバルブ１の全開時および全閉時に、ロッド４の軸線方向の中心線上（ロッド軸中心線ＲＣ上）の荷重作用方向と、プレートカム１７のカム溝１８の溝側面とフォロワ１９の側面との接触面上の共通接線Ｔ方向とが垂直に交差する位置関係（構成）となっている。
また、電動アクチュエータにおいては、ロッド軸中心線ＲＣ上に、プレートカム１７の回転中心ＣＯおよびフォロワ１９の回転中心ＦＯがある位置関係（構成）となっている。 また、電動アクチュエータにおいては、ロッド４の荷重作用方向のバルブ全閉側を基準とした場合、つまりロッド４の荷重作用方向のバルブ全閉側に位置するフォロワ１９を先頭にして、フォロワ１９、プレートカム１７の回転中心ＣＯ、ロッド４の第１ロッド２４の中継部３２、回転自在継手２８、第２ロッド２６の順に設置される位置関係（構成）となっている。
【００７７】
以上のような構造によって、ウェイストゲートバルブ１の全開時および全閉時に、ロッド４を通じて、カム溝１８に挿入されるフォロワ１９がプレートカム１７のカム溝１８の溝側面を押す力がモータ駆動時の負荷となっているが、ロッド軸中心線ＲＣ上の荷重作用方向と、プレートカム１７のカム溝１８の溝側面とフォロワ１９の側面との接触面上の共通接線Ｔ方向とが垂直に交差する位置関係となっているので、ロッド４からプレートカム１７に伝わる荷重（バルブ反力）がプレートカム１７を回転させる方向に働かないようになる。
したがって、ウェイストゲートバルブ１の全開時および全閉時に、ロッド４からプレートカム１７に伝わる荷重（バルブ反力）に抗して、全開位置および全閉位置に静止状態でウェイストゲートバルブ１を保持するのに必要なモータ保持電流を共に低減できるので、消費電力を抑えることができる。
ここで、本実施例のように、ウェイストゲートバルブ１を全閉位置および全開位置に駆動する使用頻度の多い電動アクチュエータに適用した場合であっても、ウェイストゲートバルブ１の全閉時および全開時の消費電力（消費電流）を低減することができる。
【００７８】
また、本実施例の電動アクチュエータにおいては、プレートカム１７の回転中心ＣＯとフォロワ１９の回転中心ＦＯとを結ぶ直線と、プレートカム１７の回転中心ＣＯと中間ギヤ１５の回転中心ＣＧＯとを結ぶ直線とが略一致する位置関係（構成）となっている。
ここで、最終ギヤ１６の回転軸とプレートカム１７の回転軸とを共通化（同一部品で構成）した場合、最終ギヤ１６の作動角度とプレートカム１７の回転角度とが等しくなる。 このとき、プレートカム１７の回転中心ＣＯとフォロワ１９の回転中心ＦＯとを結ぶ直線と、プレートカム１７の回転中心（＝最終ギヤ１６の回転中心）ＣＯと中間ギヤ１５の回転中心ＣＧＯ（＝中間ギヤ１５の凸状歯６３と最終ギヤ１６の凸状歯６５との噛み合い位置）とを結ぶ直線とが略一致する位置関係としたことにより、プレートカム１７の作動軌跡の投影面内に最終ギヤ１６の作動軌跡をほぼ一致させる（入れる）ことができる。したがって、プレートカム１７の作動軌跡と最終ギヤ１６の作動軌跡とが大きく異なる装置と比べて、電動アクチュエータの体格を小型化できるので、自動車等の車両のエンジンルームへの搭載性を向上することができる。
【実施例２】
【００７９】
図６は本発明の実施例２を示したもので、ＥＧＲバルブを駆動する電動アクチュエータを示した図である。
【００８０】
エンジンには、エンジンの排気ガス中に含まれる有害物質（ＮＯｘ等）の低減を図るという目的で、エンジンの排気ガスの一部であるＥＧＲガスを排気管から吸気管に還流させるための排気ガス還流管（ＥＧＲガスパイプ）を備えた排気ガス還流装置（ＥＧＲ装置）が設置されている。ＥＧＲガスパイプの途中には、排気ガス流量制御弁が設置されている。
排気ガス流量制御弁は、ＥＧＲガスパイプの内部を流れるＥＧＲガスの流量を可変制御するＥＧＲバルブ６７と、ロッド４のストローク量に応じてＥＧＲバルブ６７を開閉制御するバルブ駆動装置である電動アクチュエータとを備えている。
【００８１】
ＥＧＲバルブ６７は、ＥＧＲガスパイプの内部に設置されたバルブシート６８に対して着座、離脱して排気ガス流路（ＥＧＲガス流路）６９を閉鎖、開放する弁体である。
電動アクチュエータは、実施例１と同様に、ロッド４と、スラスト軸受６と、コイルスプリング８と、電動モータＭと、減速機構（３つの減速ギヤ：ピニオンギヤ１４、中間ギヤ１５、最終ギヤ１６）と、変換機構（プレートカム１７、フォロワ１９、ピボットピン２０）と、これらを収容するアクチュエータケース（モータハウジング２１、ギヤハウジング２２、センサカバー２３）とを備えている。
【００８２】
ロッド４は、実施例１と異なり、入力部３１および中継部３２を有する第１ロッド２４のみによって構成されている。第１ロッド２４の中継部３２の軸線方向の先端側（第１連結部２５側）には、排気ガス流量制御弁の弁体であるＥＧＲバルブ６７が接続されている。このＥＧＲバルブ６７は、電動アクチュエータのロッド４の軸線方向（荷重作用方向）の先端に設置されたポペットバルブである。また、ＥＧＲバルブ６７は、その円板状部（バルブ頭部）の背面側が、バルブシート６８に着座するように構成されている。
なお、排気ガス流量制御弁を、排気管の排気通路とＥＧＲガスパイプのＥＧＲガス流路６９との分岐部に設置しても良く、また、吸気管の吸気通路とＥＧＲガスパイプのＥＧＲガス流路６９との合流部に設置しても良い。
【実施例３】
【００８３】
図７ないし図１０は本発明の実施例３を示したもので、図７および図８はウェイストゲートバルブ（ヒンジバルブ）の全閉時における電動アクチュエータの作動状態を示した図で、図９および図１０はウェイストゲートバルブの全開時における電動アクチュエータの作動状態を示した図である。
【００８４】
本実施例の減速機構の最終ギヤ１６の表面上には、変換機構のリンクレバー７０を回転自在に支持する第１ピボットピン７１が嵌合する嵌合孔（図示せず）が形成されている。 電動アクチュエータのロッド４は、断面円形状の第１連結部２５およびプレート状の第２連結部２７等を有している。第１連結部２５の軸線方向の一端側には、第２ピボットピン（変換機構の連結部）７２が嵌合する嵌合孔３３が形成されている。
ロッド４の第１連結部２５には、第２ピボットピン７２を介して、スライドシャフト７上をその軸線方向に往復移動（スライド）するスライドガイド５が連結されている。このスライドガイド５の第１連結部２５と重なり合う部分には、第２ピボットピン７２が嵌合する嵌合孔７４が形成されている。
【００８５】
スライドガイド５のセンシング部搭載面上には、センシング部９がモールド成形またはネジ締結固定によって一体的に設置されている。そして、センサカバー２３には、センシング部９に対向するようにホールＩＣを設置したストロークセンサＳが搭載されている。 また、スライドガイド５の一方の側面からは、ガイドアーム７５が外側に向けて突出している。このガイドアーム７５には、スライドシャフト７の軸方向に貫通する軸受孔７６が形成されている。この軸受孔７６の孔壁面には、スライドシャフト７の外周に摺動自在に支持される２つのスラスト軸受７７が圧入嵌合されている。このスラスト軸受７７の内部には、スライドシャフト７の軸方向に貫通する貫通孔（摺動孔）が形成されている。
【００８６】
また、スライドシャフト７の外周には、スラスト軸受７７を介して、スライドガイド５に一体的に形成されたガイドアーム７５を、ロッド４のストローク軸方向（往復移動方向）と平行な方向に誘導することができる。
また、ギヤハウジング２２の円筒部７８には、ロッド４がその軸線方向に貫通する軸受孔７９が形成されている。なお、図７ないし図１０の軸受孔７９には、実施例１及び２と異なり、ロッド軸受（スラスト軸受６）が装着されていないが、軸受孔７９の孔壁面にロッド４とのガタを許容しつつ、ロッド４をその軸線方向に摺動自在に支持する軸受を設置しても良い。
【００８７】
本実施例の減速機構は、実施例１及び２と同様に、ピニオンギヤ１４、中間ギヤ１５および最終ギヤ１６等によって構成されている。なお、中間ギヤシャフト５３の中心軸線は、中間ギヤ１５の回転中心を構成している。また、最終ギヤシャフト５４の中心軸線は、最終ギヤ１６の回転中心を構成している。
本実施例の変換機構は、一端側が最終ギヤ１６に連結し、且つ他端側がロッド４に連結したリンクレバー７０等を有している。
ここで、最終ギヤ１６の嵌合孔には、その最終ギヤ１６の表面側に突出するように第１ピボットピン７１が固定（または一体的に形成）されている。
また、ロッド４の嵌合孔３３には、第１ピボットピン７１と同一方向に突出した第２ピボットピン７２が一体的に形成（または固定）されている。
リンクレバー７０の一端側には、第１ピボットピン７１が貫通する第１ピン挿通孔８１が形成されている。また、リンクレバー７０の他端側には、第２ピボットピン７２が貫通する第２ピン挿通孔８２が形成されている。そして、リンクレバー７０は、第１ピボットピン７１の外周に回転自在に支持されている。また、リンクレバー７０は、第２ピボットピン７２の外周に回転自在に支持されている。
【００８８】
ここで、電動アクチュエータ、特にリンクレバー７０等の変換機構は、スライドガイド５が設置されていない場合であっても、往復スライダリンクとして作動するが、実施例１で説明したように、リンク機構のリンクレバー（ロッド４の第２連結部２７とウェイストゲートバルブ１のシャフト２とを連結するレバー）３の回転範囲に対応してロッド４の第１、第２連結部２５、２７に振れが生じる。そして、ロッド４のストローク位置（動き）を検出するように、ロッド４にセンシング部９を一体的に設置した場合、ロッド４の第１、第２連結部２５、２７の振れがストロークセンサＳのホールＩＣの検出精度に影響を及ぼす可能性がある。
【００８９】
そこで、本実施例の電動アクチュエータにおいては、ロッド４の第１、第２連結部２５、２７のストローク軸方向（往復移動方向）と並行な方向にスライドシャフト７を設置し、且つ第２ピボットピン７２を介して、ロッド４の第１連結部２５に連結するスライドガイド５をスライドシャフト７上に設置し、更に、スライドガイド５のセンシング部搭載面上にセンシング部９を一体的に設置することにより、スライドシャフト７上をスライドガイド５がスライドシャフト７の軸線方向に往復移動（スライド）する。この結果、ロッド４の振れの影響を受けることなく、ストロークセンサＳのホールＩＣによって、センシング部９のストローク位置を検出することで、ホールＩＣからのセンサ出力信号を入力するＥＣＵにおいてロッド４のストローク位置（動き）を精度良く検出することが可能となるので、ストロークセンサＳの検出精度を向上することができる。これにより、ロッド４のストローク量の制御性、ウェイストゲートバルブ１の開度制御を向上することができる。
【００９０】
また、本実施例の電動アクチュエータにおいても、実施例１と同様に、ウェイストゲートバルブ１のシャフト２と電動アクチュエータのロッド４との間に設置されるリンク機構の構成が、ロッド４の軸線方向の中心線（ロッド軸中心線ＲＣ）と、リンクレバー３の作動角度の中心線ＬＣとが垂直に交差する位置関係となっている（図５参照）。
【実施例４】
【００９１】
図１１は本発明の実施例４を示したもので、ウェイストゲートバルブ（ヒンジバルブ）の全閉時における電動アクチュエータの作動状態を示した図である。
【００９２】
本実施例の電動アクチュエータは、実施例３と同様に、第２ピボットピン７２を介して、ロッド４の第１ロッド２４に連結するスライドガイド５を備えている。
本実施例の変換機構は、実施例３と同様に、減速機構の最終ギヤ１６の回転をロッド４、スライドガイド５およびセンシング部９の直線運動（ストローク軸方向の往復移動）に変換するリンクレバー７０等を有している。
また、電動アクチュエータは、実施例１と同様に、ロッド４の第１ロッド２４をそのストローク軸方向（往復移動方向）に摺動自在に支持するスラスト軸受６と、このスラスト軸受６の貫通孔の軸線方向と並行な方向に延長されたスライドシャフト７とを備えている。
【００９３】
スラスト軸受６は、ギヤハウジング２２のベアリングホルダ４７の軸受孔４８の孔壁面に圧入嵌合されている。また、スライドシャフト７は、ギヤハウジング２２の嵌合部４９の嵌合孔５０の孔壁面に圧入嵌合されている。
以上のように、本実施例の電動アクチュエータにおいては、実施例３の構成に、スラスト軸受６を追加している。これにより、スライドガイド５、スラスト軸受６およびスライドシャフト７によって、ロッド４とスライドガイド５とのスライド方向（ストローク軸方向）の振れおよびロッド４の回転方向の振れを規制できるので、実施例１と同様に、ストロークセンサＳのホールＩＣの検出精度（センシング精度）を向上することができる。
【００９４】
ここで、実施例１でも説明したように、ロッド４の第２ロッド２６がそのストローク軸方向（往復移動方向）の一方側にストロークしてリンクレバー３を回転させると、リンクレバー３の回転範囲に応じて第２ロッド２６が振れる。そして、第２ロッド２６に振れが出ると、スラスト軸受６にラジアル方向の力が加わり（作用し）、第１ロッド２４がスラスト軸受６の貫通孔の内周をこじり、第１ロッド２４が作動不能になる可能性がある。
そこで、本実施例の電動アクチュエータは、実施例１と同様に、ロッド４を第１ロッド２４および第２ロッド２６の別体部品で構成し、更に、第１ロッド２４の第１連結部２５と第２ロッド２６の第２連結部２７との間に回転自在継手２８を設置している。なお、回転自在継手２８は、実施例１と同様に、ソケット４１、連結ピン４２および球面軸受等によって構成されている。
したがって、第２ロッド２６の振れを回転自在継手２８の球面軸受により吸収することができるので、第１ロッド２４がその軸心を中心にした軸心周りの回転方向に振れなくなる。これによって、第１ロッド２４がスラスト軸受６の貫通孔の内周をこじり、第１ロッド２４、つまり電動アクチュエータが作動不能になる不具合の発生を抑えることができる。
【００９５】
また、本実施例の電動アクチュエータにおいても、実施例１及び３と同様に、ウェイストゲートバルブ１のシャフト２と電動アクチュエータのロッド４との間に設置されるリンク機構の構成が、ロッド４の軸線方向の中心線（ロッド軸中心線ＲＣ）と、リンクレバー３の作動角度の中心線ＬＣとが垂直に交差する位置関係となっている（図５参照）。
これによって、ウェイストゲートバルブ１の開閉によるロッド４の振れ角度が最も小さくなるので、ロッド４のストローク量が少ない設定の場合（ロッド４の振れ＜ロッド４とスラスト軸受６との間のガタ）、仮に第１ロッド２４と第２ロッド２６とが一体部品で構成されている場合であっても、ロッド４がスラスト軸受６の貫通孔の内周をこじり、ロッド４、つまり電動アクチュエータが作動不能になる不具合の発生を抑えることができる。 また、ロッド４のストローク量が多い設定の場合には、回転自在継手２８の摺動範囲を少なくすることができるため、回転自在継手２８の信頼性を向上することができる。
【００９６】
［変形例］
本実施例では、本発明のバルブ駆動装置として、ウェイストゲートバルブ１を開閉制御するウェイストゲートバルブ制御用の電動アクチュエータに適用しているが、本発明のバルブ駆動装置として、ロッドが往復直線運動し、レバーを介してバルブの回転運動に変換され、バルブの開閉状態を制御する可変容量ターボチャージャ制御用の電動アクチュエータに適用しても良い。
【００９７】
また、本実施例では、バルブ駆動装置により駆動されるバルブ構造として、ヒンジバルブまたはポペットバルブを採用している。つまりバルブ駆動装置により駆動されるバルブ構造に関係なく、電動アクチュエータ等のバルブ駆動装置として構成できる。なお、ウェイストゲートバルブ１およびＥＧＲバルブ６７の他に、流体流量を制御する流量制御バルブ制御用の電動アクチュエータ等のバルブ駆動装置としても使用できる。例えばウェイストゲートバルブ１の開度を連続的または段階的に変更することで、ウェイストゲート流路を通る排気ガスの流量を調整して過給圧を制御するようにしても良い。
また、エンジンとして、ディーゼルエンジンだけでなく、ガソリンエンジンを用いても良い。
【符号の説明】
【００９８】
Ｍ 電動モータ（動力源）
Ｓ ストロークセンサ（ロッドストローク検出手段）
１ ウェイストゲートバルブ
２ ウェイストゲートバルブのシャフト
３ リンク機構のリンクレバー
４ 電動アクチュエータのロッド
５ スライドガイド
６ スラスト軸受（ロッド軸受）
７ スライドシャフト
８ コイルスプリング（ロッド（バルブ）付勢手段）
９ センシング部（ロッドストローク検出手段）
１１ リンク機構の第１ヒンジピン
１２ リンク機構の第２ヒンジピン
１４ 減速機構のピニオンギヤ
１５ 減速機構の中間ギヤ（第１ギヤ）
１６ 減速機構の最終ギヤ（第２ギヤ）
１７ 変換機構のプレートカム
１８ プレートカムのカム溝
１９ 変換機構のフォロワ
２０ 変換機構のピボットピン（ロッドの支軸）
２４ 第１ロッド
２６ 第２ロッド
２８ 回転自在継手
７０ 変換機構のリンクレバー
７１ 変換機構の第１ピボットピン
７２ 変換機構の第２ピボットピン（連結部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線方向に往復移動するロッドを備え、
前記ロッドの軸線方向と同一方向であるストローク軸方向への移動量に応じてバルブの開閉制御を行うバルブ駆動装置において、
動力源であるモータの回転を減速する減速機構と、
この減速機構の回転運動を前記ロッドの直線運動に変換する変換機構と、
前記ロッドに一体的に設置されたセンシング部、およびこのセンシング部のストローク位置を検出するセンサを有するロッドストローク検出手段と
を備えたことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバルブ駆動装置において、
前記変換機構は、
前記バルブの動作パターンに対応した形状のカム溝を有し、前記減速機構の回転に伴って回転するカムと、
前記カム溝に移動自在に挿入されるフォロワと
を備えたことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドは、前記フォロワを回転自在に支持する支軸を有し、一端側が前記フォロワおよび前記支軸を介して前記カムに連結し、他端側が前記バルブに連結することを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載のバルブ駆動装置において、
前記バルブの全閉時または全開時に、前記ロッドの軸線方向の中心線上の荷重作用方向と、前記カムと前記フォロワとの接触面上の共通接線方向とが垂直に交差する位置関係となっていることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項５】
請求項４に記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドの軸線方向の中心線上に、前記カムの回転中心および前記フォロワの回転中心がある位置関係となっていることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載のバルブ駆動装置において、
前記減速機構は、前記モータによって回転駆動される第１ギヤ、およびこの第１ギヤと噛み合って回転する第２ギヤを有していることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項７】
請求項６に記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドの荷重作用方向のバルブ全閉側を基準とした場合、前記フォロワ、前記カムの回転中心、前記ロッドの順に設置される位置関係となっていることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載のバルブ駆動装置において、
前記カムの回転中心と前記フォロワの回転中心とを結ぶ直線と、前記カムの回転中心と前記第１ギヤの回転中心とを結ぶ直線とが略一致する位置関係となっていることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドストローク検出手段は、前記ロッドのストローク軸方向と並行な方向に前記センシング部のストローク検出方向を有していることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドをそのストローク軸方向に支持するロッド軸受と、このロッド軸受の軸線方向と並行な方向に延長されたスライドシャフトとを備え、
前記変換機構は、前記バルブを全閉位置から開弁位置にモータ駆動した際、あるいは前記バルブを全開位置から閉弁位置にモータ駆動した際に、前記ロッド軸受と前記スライドシャフトとの２軸に沿って前記ロッドを平行移動させることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載のバルブ駆動装置において、
前記バルブとは、前記ロッドのストローク軸方向の先端側に設置されるポペットバルブのことであることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドと前記バルブとの間に設置されて、前記ロッドの直線運動を前記バルブの回転運動に変換するリンク機構を備え、
前記リンク機構は、前記ロッドと前記バルブとを連結するレバーを有し、
前記ロッドは、前記レバーを回転自在に支持する第１ヒンジピンを有し、
前記バルブは、前記レバーを回転自在に支持する第２ヒンジピンを有し、
前記バルブとは、前記第１ヒンジピン、前記レバーおよび前記第２ヒンジピンを介して、前記ロッドのストローク軸方向の先端側に連結されるヒンジバルブのことであることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドは、前記変換機構に連結する第１ロッド、および前記バルブに連結する第２ロッドを有し、
前記第１ロッドをそのストローク軸方向に支持するロッド軸受と、
前記第１ロッドと前記第２ロッドとを連結する回転自在継手と
を備えたことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１４】
請求項１２または請求項１３に記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドのストローク軸方向の中心線と、前記レバーの作動角度の中心線とが垂直に交差する位置関係となっていることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１５】
軸線方向に往復移動するロッドを備え、
前記ロッドの軸線方向と同一方向であるストローク軸方向への移動量に応じてバルブの開閉制御を行うバルブ駆動装置において、
動力源であるモータの回転を減速する減速機構と、
前記ロッドに連結する連結部を有し、前記減速機構の回転運動を前記ロッドの直線運動に変換する変換機構と、
前記ロッドのストローク軸方向と並行な方向に延長されたスライドシャフトと、
前記連結部を介して前記ロッドに連結すると共に、前記スライドシャフト上をスライドするガイドと、
このガイドに一体的に設置されたセンシング部、およびこのセンシング部のストローク位置を検出するセンサを有するロッドストローク検出手段と
を備えたことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドをそのストローク軸方向に支持するロッド軸受を備え、
前記スライドシャフトは、前記ロッド軸受の軸線方向と並行な方向に延長されており、 前記変換機構は、前記バルブを全閉位置から開弁位置にモータ駆動した際、あるいは前記バルブを全開位置から閉弁位置にモータ駆動した際に、前記ロッド軸受と前記スライドシャフトとの２軸に沿って前記ロッドおよび前記ガイドを平行移動させることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１７】
請求項１５または請求項１６に記載のバルブ駆動装置において、
前記減速機構は、前記モータによって回転駆動される第１ギヤ、およびこの第１ギヤと噛み合って回転する第２ギヤを有していることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載のバルブ駆動装置において、
前記減速機構は、前記第２ギヤの外側に突出した第１ピボットを有し、
前記連結部は、前記第１ピボットと同一方向に突出した第２ピボットであって、
前記変換機構は、一端側が前記第１ピボットに回転自在に支持され、他端側が前記第２ピボットに回転自在に支持されたリンクレバーを有していることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１９】
請求項１５ないし請求項１８のうちのいずれか１つに記載のバルブ駆動装置において、 前記バルブとは、前記ロッドのストローク軸方向の先端側に設置されるポペットバルブのことであることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項２０】
請求項１５ないし請求項１８のうちのいずれか１つに記載のバルブ駆動装置において、 前記ロッドと前記バルブとの間に設置されて、前記ロッドの直線運動を前記バルブの回転運動に変換するリンク機構を備え、
前記リンク機構は、前記ロッドと前記バルブとを連結するレバーを有し、
前記ロッドは、前記レバーを回転自在に支持する第１ヒンジピンを有し、
前記バルブは、前記レバーを回転自在に支持する第２ヒンジピンを有し、
前記バルブとは、前記第１ヒンジピン、前記レバーおよび前記第２ヒンジピンを介して、前記ロッドのストローク軸方向の先端側に連結されるヒンジバルブのことであることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドは、前記変換機構に連結する第１ロッド、および前記バルブに連結する第２ロッドを有し、
前記第１ロッドをそのストローク軸方向に支持するロッド軸受と、
前記第１ロッドと前記第２ロッドとを連結する回転自在継手と
を備えたことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項２２】
請求項２０または請求項２１に記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドのストローク軸方向の中心線と、前記レバーの作動角度の中心線とが垂直に交差する位置関係となっていることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項２３】
請求項１ないし請求項２２のうちのいずれか１つに記載のバルブ駆動装置において、
前記センシング部は、磁性体を含んで構成されており、
前記センシング部に近接する部品は、非磁性体によって構成されており、
前記センサは、前記センシング部のストローク位置に対応して磁石が発生する磁場が変化し、この磁場の変化を検出する非接触式の磁気検出素子を有していることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１】
軸線方向に往復移動するロッドを備え、
前記ロッドの軸線方向と同一方向であるストローク軸方向への移動量に応じてバルブの開閉制御を行うバルブ駆動装置において、
動力源であるモータの回転を減速する減速機構と、
この減速機構の回転運動を前記ロッドの直線運動に変換する変換機構と、
前記ロッドに一体的に設置されたセンシング部、およびこのセンシング部のストローク位置を検出するセンサを有するロッドストローク検出手段と
を備えたことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のバルブ駆動装置において、
前記変換機構は、
前記バルブの動作パターンに対応した形状のカム溝を有し、前記減速機構の回転に伴って回転するカムと、
前記カム溝に移動自在に挿入されるフォロワと
を備えたことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドは、前記フォロワを回転自在に支持する支軸を有し、一端側が前記フォロワおよび前記支軸を介して前記カムに連結し、他端側が前記バルブに連結することを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載のバルブ駆動装置において、
前記バルブの全閉時または全開時に、前記ロッドの軸線方向の中心線上の荷重作用方向と、前記カムと前記フォロワとの接触面上の共通接線方向とが垂直に交差する位置関係となっていることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項５】
請求項４に記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドの軸線方向の中心線上に、前記カムの回転中心および前記フォロワの回転中心がある位置関係となっていることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載のバルブ駆動装置において、
前記減速機構は、前記モータによって回転駆動される第１ギヤ、およびこの第１ギヤと噛み合って回転する第２ギヤを有していることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項７】
請求項６に記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドの荷重作用方向のバルブ全閉側を基準とした場合、前記フォロワ、前記カムの回転中心、前記ロッドの順に設置される位置関係となっていることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載のバルブ駆動装置において、
前記カムの回転中心と前記フォロワの回転中心とを結ぶ直線と、前記カムの回転中心と前記第１ギヤの回転中心とを結ぶ直線とが略一致する位置関係となっていることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドストローク検出手段は、前記ロッドのストローク軸方向と並行な方向に前記センシング部のストローク検出方向を有していることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドをそのストローク軸方向に支持するロッド軸受と、このロッド軸受の軸線方向と並行な方向に延長されたスライドシャフトとを備え、
前記変換機構は、前記バルブを全閉位置から開弁位置にモータ駆動した際、あるいは前記バルブを全開位置から閉弁位置にモータ駆動した際に、前記ロッド軸受と前記スライドシャフトとの２軸に沿って前記ロッドを平行移動させることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載のバルブ駆動装置において、
前記バルブとは、前記ロッドのストローク軸方向の先端側に設置されるポペットバルブのことであることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１２】
請求項１ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドと前記バルブとの間に設置されて、前記ロッドの直線運動を前記バルブの回転運動に変換するリンク機構を備え、
前記リンク機構は、前記ロッドと前記バルブとを連結するレバーを有し、
前記ロッドは、前記レバーを回転自在に支持する第１ヒンジピンを有し、
前記バルブは、前記レバーを回転自在に支持する第２ヒンジピンを有し、
前記バルブとは、前記第１ヒンジピン、前記レバーおよび前記第２ヒンジピンを介して、前記ロッドのストローク軸方向の先端側に連結されるヒンジバルブのことであることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドは、前記変換機構に連結する第１ロッド、および前記バルブに連結する第２ロッドを有し、
前記第１ロッドをそのストローク軸方向に支持するロッド軸受と、
前記第１ロッドと前記第２ロッドとを連結する回転自在継手と
を備えたことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１４】
請求項１２または請求項１３に記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドのストローク軸方向の中心線と、前記レバーの作動角度の中心線とが垂直に交差する位置関係となっていることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１５】
軸線方向に往復移動するロッドを備え、
前記ロッドの軸線方向と同一方向であるストローク軸方向への移動量に応じてバルブの開閉制御を行うバルブ駆動装置において、
動力源であるモータの回転を減速する減速機構と、
前記ロッドに連結する連結部を有し、前記減速機構の回転運動を前記ロッドの直線運動に変換する変換機構と、
前記ロッドのストローク軸方向と並行な方向に延長されたスライドシャフトと、
前記連結部を介して前記ロッドに連結すると共に、前記スライドシャフト上をスライドするガイドと、
このガイドに一体的に設置されたセンシング部、およびこのセンシング部のストローク位置を検出するセンサを有するロッドストローク検出手段と
を備えたことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドをそのストローク軸方向に支持するロッド軸受を備え、
前記スライドシャフトは、前記ロッド軸受の軸線方向と並行な方向に延長されており、 前記変換機構は、前記バルブを全閉位置から開弁位置にモータ駆動した際、あるいは前記バルブを全開位置から閉弁位置にモータ駆動した際に、前記ロッド軸受と前記スライドシャフトとの２軸に沿って前記ロッドおよび前記ガイドを平行移動させることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１７】
請求項１５または請求項１６に記載のバルブ駆動装置において、
前記減速機構は、前記モータによって回転駆動される第１ギヤ、およびこの第１ギヤと噛み合って回転する第２ギヤを有していることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１８】
請求項１７に記載のバルブ駆動装置において、
前記減速機構は、前記第２ギヤの外側に突出した第１ピボットを有し、
前記連結部は、前記第１ピボットと同一方向に突出した第２ピボットであって、
前記変換機構は、一端側が前記第１ピボットに回転自在に支持され、他端側が前記第２ピボットに回転自在に支持されたリンクレバーを有していることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項１９】
請求項１５ないし請求項１８のうちのいずれか１つに記載のバルブ駆動装置において、 前記バルブとは、前記ロッドのストローク軸方向の先端側に設置されるポペットバルブのことであることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項２０】
請求項１５ないし請求項１８のうちのいずれか１つに記載のバルブ駆動装置において、 前記ロッドと前記バルブとの間に設置されて、前記ロッドの直線運動を前記バルブの回転運動に変換するリンク機構を備え、
前記リンク機構は、前記ロッドと前記バルブとを連結するレバーを有し、
前記ロッドは、前記レバーを回転自在に支持する第１ヒンジピンを有し、
前記バルブは、前記レバーを回転自在に支持する第２ヒンジピンを有し、
前記バルブとは、前記第１ヒンジピン、前記レバーおよび前記第２ヒンジピンを介して、前記ロッドのストローク軸方向の先端側に連結されるヒンジバルブのことであることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項２１】
請求項２０に記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドは、前記変換機構に連結する第１ロッド、および前記バルブに連結する第２ロッドを有し、
前記第１ロッドをそのストローク軸方向に支持するロッド軸受と、
前記第１ロッドと前記第２ロッドとを連結する回転自在継手と
を備えたことを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項２２】
請求項２０または請求項２１に記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドのストローク軸方向の中心線と、前記レバーの作動角度の中心線とが垂直に交差する位置関係となっていることを特徴とするバルブ駆動装置。
【請求項２３】
請求項１ないし請求項２２のうちのいずれか１つに記載のバルブ駆動装置において、
前記センシング部は、磁性体を含んで構成されており、
前記センシング部に近接する部品は、非磁性体によって構成されており、
前記センサは、前記センシング部のストローク位置に対応して磁石が発生する磁場が変化し、この磁場の変化を検出する非接触式の磁気検出素子を有していることを特徴とするバルブ駆動装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−２４７３９８（Ｐ２０１１−２４７３９８Ａ）
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２４３４８（Ｐ２０１０−１２４３４８）
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月８日（２０１１．１２．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月３１日（２０１０．５．３１）
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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