バルブ駆動装置
【課題】 ウェイストゲートバルブ１の全閉時または全開時におけるモータ保持電流を低減することを課題とする。
【解決手段】 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とフォロワ１９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。これにより、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、ウェイストゲートバルブ１を全開位置および全閉位置に静止状態で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。
【解決手段】 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とフォロワ１９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。これにより、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、ウェイストゲートバルブ１を全開位置および全閉位置に静止状態で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。
【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６および図７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軸受１０３とを備えている。
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ポペットバルブである。
【０００４】
［従来の技術の不具合］
ところが、特許文献１に記載の電動アクチュエータにおいては、最終ギヤ１０６の回転中心Ｃ１とセカンドピボット１１４の回転中心Ｃ２とを結んだ直線Ｌ１と、セカンドピボット１１４の回転中心Ｃ２とファーストピボット１１３の回転中心Ｃ３とを結んだ直線Ｌ２との交差角度（θ）を鋭角（＜９０°）にすることで、バルブ１０８の全閉時のリンク効率を向上させているが、ロッド１０２の荷重作用方向と同一方向ではないため、リンク効率の最大点で使用していない。
また、電動アクチュエータは、往復スライダリンク機構を備えた構造であるため、バルブ１０８の全閉位置ではリンク効率が上がるため、モータ保持電流を少なくすることができるが、バルブ１０８の全開位置では逆にリンク効率が落ちるため、例えばロッド１０２からの荷重がトグルレバー１０７を回転させる方向に働く可能性がある。これにより、バルブ１０８を全開位置に止めるために、所定の保持電流が必要となるので、バルブ全開時の消費電流が大きくなるという問題がある。
【０００５】
ここで、ターボチャージャを備えた内燃機関（エンジン）の排気通路には、過給圧または排気圧が過大とならないように、タービンを迂回するバイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブが設置されている。
このウェイストゲースバルブを駆動する電動アクチュエータのように、全閉位置から全開位置への開弁制御、あるいは全開位置から全閉位置への閉弁制御の使用頻度が多いアクチュエータに、特許文献１に記載の電動アクチュエータを適用する場合には、バルブ全開時に所定の保持電流が必要となるので、消費電流が大きくなるという問題がある。
【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、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）がカムを回転させる方向に働かないようにすることで、バルブの全閉時または全開時におけるモータ保持電流を低減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、モータ、減速機構、カム、フォロワおよびロッドを備え、モータの回転を減速する減速機構の回転運動をロッドの往復運動に変換してバルブを全閉方向または全開方向に駆動するバルブ駆動装置において、バルブの全閉時または全開時に、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（構成）となっていることを特徴としている。
【０００９】
請求項１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、バルブをバルブの全閉位置または全開位置に静止状態で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１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スバルブや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）が少なくなる。
【００１０】
請求項２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、バルブをバルブの全閉位置または全開位置に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。
【００１１】
請求項３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。
【００１２】
請求項４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、バルブをバルブの全閉位置または全開位置に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。
【００１３】
請求項５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。
【００１４】
請求項６に記載の発明によれば、ロッドを往復移動方向（荷重作用方向）に支持するロッド軸受を設置している。なお、ロッドに対して、バルブを閉じる側または開く側に付勢する付勢力（荷重）を発生するスプリング等のロッド付勢手段を設置しても良い。
請求項７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するカムは、カム溝のバルブ全閉側端またはバルブ全開側端が、カムの回転方向の外側に開放されている。
これによって、カムのカム溝のバルブ全閉側端またはバルブ全開側端（バルブの動作パターンにおける一端）を切り欠く（開放する）。そして、切り欠いた側の作動方向（バルブ全開側を開放した場合はバルブ開方向またはバルブ全閉側を開放した場合はバルブ閉方向）にカムをオーバーターンさせることにより、ロッドをロッド軸受に差し込みながら、ロッドの支軸に回転自在に支持されるフォロワを、カム溝内に容易に挿入することが可能となる。これにより、例えば第２ギヤに一体的に装着されているカムに対する、支軸にフォロワを装着したロッドを組み付ける際の組付作業性を向上できるので、バルブ駆動装置の製造コストの上昇を抑えることができる。
【００１５】
請求項８に記載の発明によれば、カムに、カム溝よりもカムの半径方向の外径側に設置された外側部、カム溝よりも前記カムの半径方向の内径側に設置された内側部、および外側部と内側部とを連結するブリッジを設けている。
ここで、カムのカム溝のバルブ全閉側端またはバルブ全開側端（バルブの動作パターンにおける一端）を切り欠く（開放する）と、切り欠いた側（開放した側）のカムの強度が低下する。そこで、例えばロッドに設けられる支軸の軸方向の一方側またはフォロワの回転軸方向の一方側、つまり支軸またはフォロワに干渉しない位置で、外側部と内側部とを連結するブリッジを設置しても良い。また、カムのカム溝における切り欠いた側（開放した側）の一部またはカム溝における全領域で、外側部と内側部とを連結するブリッジを設置しても良い。
この場合、切り欠いた側（開放した側）のカムの強度を確保することができる。
【００１６】
請求項９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、ロッドの荷重作用方向（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。
請求項１０に記載の発明によれば、バルブとは、ロッドの荷重作用方向（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。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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】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６】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７】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】
【００１８】
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、ロッドからの荷重（バルブ反力）に抗して、バルブをバルブの全閉位置または全開位置に静止状態で保持するのに必要なモータ保持電流を低減して消費電力を抑えるという目的を、（バルブの全閉時または全開時におけるリンク効率を上げて、）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することで実現した。 具体的には、バルブの全閉時または全開時に、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。
また、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。
さらに、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。
【実施例１】
【００１９】
［実施例１の構成］
図１ないし図４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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、軸線方向と同一方向の荷重作用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の往復移動方向（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に摺動自在に支持するロッド軸受（スラスト軸受）６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、電動アクチュエータ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。ここで、電動アクチュエータのロッド４は、その軸線方向の先端側が、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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−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−トを開閉する排気ガス制御弁である。
【００２６】
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および図３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。
【００２７】
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、リンクレバー３およびシャフト２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。
【００２８】
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４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、コイルスプリング８およびアクチュエータケースの他に、動力源である電動モータ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ロッド４の往復直線運動に変換する変換機構とを備えている。
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、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。
【００２９】
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、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に連結するプレート（平板）状の第１ロッド２４と、リンクレバー３、第１、第２ヒンジピン１１、１２を介して、ウェイストゲートバルブ１に連結するプレート（平板）状の第２ロッド（出力部）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とを連結する断面円形状の接続ロッド（中継部）２８とによって構成されている。なお、第１ロッド２４、第２ロッド２６および接続ロッド２８は、溶接等により接続されて一体部品となっている。
【００３０】
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から荷重を受ける入力部である。この第１ロッド２４の一端部（第１連結部２５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３１が形成されている。なお、ピボットピン２０は、第１ロッド２４の裏面側から打ち込まれて表面側に突出して第１ロッド２４に接続（固定）されている。
第１連結部２５は、接続ロッド２８の軸線方向の一端側と溶接により接続されている。 第２ロッド２６は、リンクレバー３、第１、第２ヒンジピン１１、１２を介して、プレートカム１７から受けた荷重をウェイストゲートバルブ１のシャフト２に出力する出力部である。この第２ロッド２６の他端部（第２連結部２７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。
第２連結部２７は、接続ロッド２８の軸線方向の他端側と溶接により接続されている。
【００３１】
接続ロッド２８は、スラスト軸受６に摺動自在に支持されている。この接続ロッド２８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３２が装着されている。
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３３には、ロッド４の軸方向に貫通する軸受孔３４が形成されている。この軸受孔３４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の接続ロッド２８をその荷重作用方向（往復移動方向）に摺動自在に支持するロッド軸受である。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。
【００３２】
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３５内には、コイルスプリング８が伸縮自在に収容されている。
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の接続ロッド２８に設けられたスプリングシート３２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３３の端部とスプリングホルダ３５の端部とを連結する円環状の隔壁（閉鎖壁）３６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。
【００３３】
電動モータＭは、電動アクチュエータの動力源であって、電力の供給を受けて駆動力（モータトルク）を発生する。この電動モータＭは、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。そして、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、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。
【００３４】
ストロークセンサは、ロッド４のストローク量を検出するセンサであって、ロッド４と一体的に動作する部材に装着された磁石（マグネット）およびヨーク（磁性体）と、磁石向に貫通する貫通孔（摺動孔）が形成されている。
また、ギヤハウジング２２の内部にストロークセンサが装着されていなくても良い。また、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。
【００３５】
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）４１、４２を備えている。これらの中間ギヤシャフト４１、最終ギヤシャフト４２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。
【００３６】
中間ギヤシャフト４１は、ギヤハウジング２２の第１嵌合孔に打ち込まれてギヤハウジング２２の第１嵌合部に圧入固定されている。この中間ギヤシャフト４１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４１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４１の外周に中間ギヤ１５を嵌め合わした際に、中間ギヤシャフト４１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。
【００３７】
最終ギヤシャフト４２は、ギヤハウジング２２の第２嵌合孔４３に打ち込まれてギヤハウジング２２の第２嵌合部４４に圧入固定されている。この最終ギヤシャフト４２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４２の外周には、２つのベアリング（軸受）４５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４２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４２の外周に最終ギヤ１６の円筒部を嵌め合わした際に、最終ギヤシャフト４２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。
【００３８】
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）５１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４１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４１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。
【００３９】
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５１と噛み合う複数の凸状歯（大径ギヤ部）５２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）５３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４５を介して、最終ギヤシャフト４２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４２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５４を有している。
最終ギヤ１６のフランジ５４の外周部には、中間ギヤ１５の凸状歯５３と噛み合う複数の凸状歯（扇状の大径ギヤ部）５５が所定の角度分だけ扇状に形成されている。
【００４０】
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４２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４２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。
【００４１】
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。プレートカム１７には、カム溝１８よりもプレートカム１７の半径方向（ラジアル方向）の外径側に設置された外側部６１、およびカム溝１８よりもプレートカム１７のラジアル方向の内径側に設置された内側部６２が設けられている。 カム溝１８のバルブ全閉側端には、外側部６１と内側部６２とを半円状に連結して、フォロワ１９のこれ以上のバルブ全閉への移動を規制する係止壁（規制壁）６３が設けられている。
【００４２】
カム溝１８のバルブ全開側端には、プレートカム１７の回転方向の外部側に向けて開放された開口部（切欠き部）６４が設けられている。なお、開口側（切り欠いた側）のプレートカム１７の強度が落ちるので、フォロワ１９の軸方向の一端側およびピボットピン２０の軸方向の一端側で、フォロワ１９およびピボットピン２０と干渉しない位置に、外側部６１と内側部６２とを連結するブリッジ（連結部）６５を設けている。
【００４３】
ここで、エンジンの運転中、つまりウェイストゲートバルブ１を全開させる際に、フォロワ１９、ピボットピン２０およびロッド４がカム溝１８より脱落する可能性があるので、フォロワ１９、ピボットピン２０およびロッド４をカム溝１８に組み付けた後に、ギヤハウジング２２等の固定部材にストッパを装着し、最終ギヤ１６またはプレートカム１７のバルブ全開方向への移動を規制することが望ましい。
また、プレートカム１７のカム形状とプレートカム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。
【００４４】
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３１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。
ピボットピン２０の中心軸線は、フォロワ１９の回転中心を構成している。このフォロワ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の荷重作用方向上に設置されている。
【００４５】
［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を駆動する電動アクチュエータの作動を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。すると、ロッド４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。
【００４９】
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がその荷重作用方向のバルブ閉側に直線移動する。すると、ロッド４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。
【００５０】
［実施例１の特徴］
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、バルブ閉じ側またはバルブ開き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。
【００５１】
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の接続ロッド２８の順に設置される位置関係（構成）となっている。
【００５２】
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。
【００５３】
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、ウェイストゲートバルブ１を全開位置および全閉位置に静止状態で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。
【００５４】
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Ｌ１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５３と最終ギヤ１６の凸状歯５５との噛み合い位置）とを結ぶ直線Ｌ２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。
【００５５】
ここで、本実施例のプレートカム１７には、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カム溝１８が形成されている。そして、カム溝１８のバルブ全開側端は、プレートカム１７の回転方向の外側に開放されている。
これによって、プレートカム１７のカム溝１８のバルブ全開側端（ウェイストゲートバルブ１の動作パターンにおける一端）を切り欠く。そして、切り欠いた側の作動方向（バルブ全開側端を開放した場合はバルブ開方向）にプレートカム１７をオーバーターンさせることにより、ロッド４をスラスト軸受６に差し込みながら、ピボットピン２０に装着されたフォロワ１９を、カム溝１８内に容易に挿入することが可能となる。これにより、最終ギヤ１６に一体的に装着されているプレートカム１７に対する、ピボットピン２０にフォロワ１９を装着したロッド４を組み付ける際の組付作業性を向上できるので、電動アクチュエータの製造コストの上昇を抑えることができる。
【００５６】
ここで、上述したように、カム溝１８のバルブ全開側端を切り欠くと、切り欠いた側のプレートカム１７の強度が低下する。そこで、ロッド４に設けられるピボットピン２０の軸方向の一方側またはフォロワ１９の回転軸方向の一方側、つまりピボットピン２０またはフォロワ１９に干渉しない位置で、外側部６１と内側部６２とをブリッジ６５によって連結している。この場合、切り欠いた側のプレートカム１７の強度を確保することができる。
本実施例では、カム溝１８における切り欠いた側の一部で外側部６１と内側部６２とを連結するブリッジ６５を設けているが、カム溝１８における全領域で外側部６１と内側部６２とを連結するブリッジ６５を設けても良い。
【実施例２】
【００５７】
図５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。
【００５８】
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５と、ロッド４のストローク量に応じてＥＧＲバルブ５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。
【００５９】
ＥＧＲバルブ５は、ＥＧＲガスパイプの内部に設置されたバルブシート７１に対して着座、離脱して排気ガス流路（ＥＧＲガス流路）７２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、電動モータＭ、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、スラスト軸受６と、コイルスプリング８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、カバー２３）とを備えている。
ロッド４は、実施例１と異なり、第１ロッド２４および接続ロッド２８等を有している。接続ロッド２８の軸線方向の先端側には、排気ガス流量制御弁の弁体であるＥＧＲバルブ５が接続されている。このＥＧＲバルブ５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５は、その円板状部（バルブ頭部）の背面側が、バルブシート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７２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７２との合流部に設置しても良い。
【００６０】
［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。
本実施例では、プレートカム１７のカム溝１８のバルブ動作パターンのバルブ全開側端をプレートカム回転方向の外部側へ開放するように、カム溝１８のバルブ全開側端を開放しているが、プレートカム１７のカム溝１８のバルブ動作パターンのバルブ全閉側端をプレートカム回転方向の外部側へ開放するように、カム溝１８のバルブ全閉側端を開放しても良い。
【００６１】
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、ＥＧＲバルブ５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】
【００６２】
Ｍ 電動モータ（動力源）
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 ＥＧＲバルブ
６ スラスト軸受（ロッド軸受）
８ コイルスプリング（付勢手段）
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
６１ プレートカムの外側部
６２ プレートカムの内側部
６４ カム溝の開口部（切欠き部）
６５ プレートカムのブリッジ
【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６および図７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軸受１０３とを備えている。
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ポペットバルブである。
【０００４】
［従来の技術の不具合］
ところが、特許文献１に記載の電動アクチュエータにおいては、最終ギヤ１０６の回転中心Ｃ１とセカンドピボット１１４の回転中心Ｃ２とを結んだ直線Ｌ１と、セカンドピボット１１４の回転中心Ｃ２とファーストピボット１１３の回転中心Ｃ３とを結んだ直線Ｌ２との交差角度（θ）を鋭角（＜９０°）にすることで、バルブ１０８の全閉時のリンク効率を向上させているが、ロッド１０２の荷重作用方向と同一方向ではないため、リンク効率の最大点で使用していない。
また、電動アクチュエータは、往復スライダリンク機構を備えた構造であるため、バルブ１０８の全閉位置ではリンク効率が上がるため、モータ保持電流を少なくすることができるが、バルブ１０８の全開位置では逆にリンク効率が落ちるため、例えばロッド１０２からの荷重がトグルレバー１０７を回転させる方向に働く可能性がある。これにより、バルブ１０８を全開位置に止めるために、所定の保持電流が必要となるので、バルブ全開時の消費電流が大きくなるという問題がある。
【０００５】
ここで、ターボチャージャを備えた内燃機関（エンジン）の排気通路には、過給圧または排気圧が過大とならないように、タービンを迂回するバイパス通路を開閉するウェイストゲートバルブが設置されている。
このウェイストゲースバルブを駆動する電動アクチュエータのように、全閉位置から全開位置への開弁制御、あるいは全開位置から全閉位置への閉弁制御の使用頻度が多いアクチュエータに、特許文献１に記載の電動アクチュエータを適用する場合には、バルブ全開時に所定の保持電流が必要となるので、消費電流が大きくなるという問題がある。
【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、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）がカムを回転させる方向に働かないようにすることで、バルブの全閉時または全開時におけるモータ保持電流を低減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、モータ、減速機構、カム、フォロワおよびロッドを備え、モータの回転を減速する減速機構の回転運動をロッドの往復運動に変換してバルブを全閉方向または全開方向に駆動するバルブ駆動装置において、バルブの全閉時または全開時に、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（構成）となっていることを特徴としている。
【０００９】
請求項１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、バルブをバルブの全閉位置または全開位置に静止状態で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１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スバルブや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）が少なくなる。
【００１０】
請求項２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、バルブをバルブの全閉位置または全開位置に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。
【００１１】
請求項３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。
【００１２】
請求項４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、バルブをバルブの全閉位置または全開位置に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。
【００１３】
請求項５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。
【００１４】
請求項６に記載の発明によれば、ロッドを往復移動方向（荷重作用方向）に支持するロッド軸受を設置している。なお、ロッドに対して、バルブを閉じる側または開く側に付勢する付勢力（荷重）を発生するスプリング等のロッド付勢手段を設置しても良い。
請求項７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するカムは、カム溝のバルブ全閉側端またはバルブ全開側端が、カムの回転方向の外側に開放されている。
これによって、カムのカム溝のバルブ全閉側端またはバルブ全開側端（バルブの動作パターンにおける一端）を切り欠く（開放する）。そして、切り欠いた側の作動方向（バルブ全開側を開放した場合はバルブ開方向またはバルブ全閉側を開放した場合はバルブ閉方向）にカムをオーバーターンさせることにより、ロッドをロッド軸受に差し込みながら、ロッドの支軸に回転自在に支持されるフォロワを、カム溝内に容易に挿入することが可能となる。これにより、例えば第２ギヤに一体的に装着されているカムに対する、支軸にフォロワを装着したロッドを組み付ける際の組付作業性を向上できるので、バルブ駆動装置の製造コストの上昇を抑えることができる。
【００１５】
請求項８に記載の発明によれば、カムに、カム溝よりもカムの半径方向の外径側に設置された外側部、カム溝よりも前記カムの半径方向の内径側に設置された内側部、および外側部と内側部とを連結するブリッジを設けている。
ここで、カムのカム溝のバルブ全閉側端またはバルブ全開側端（バルブの動作パターンにおける一端）を切り欠く（開放する）と、切り欠いた側（開放した側）のカムの強度が低下する。そこで、例えばロッドに設けられる支軸の軸方向の一方側またはフォロワの回転軸方向の一方側、つまり支軸またはフォロワに干渉しない位置で、外側部と内側部とを連結するブリッジを設置しても良い。また、カムのカム溝における切り欠いた側（開放した側）の一部またはカム溝における全領域で、外側部と内側部とを連結するブリッジを設置しても良い。
この場合、切り欠いた側（開放した側）のカムの強度を確保することができる。
【００１６】
請求項９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、ロッドの荷重作用方向（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。
請求項１０に記載の発明によれば、バルブとは、ロッドの荷重作用方向（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。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【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】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６】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７】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】
【００１８】
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、ロッドからの荷重（バルブ反力）に抗して、バルブをバルブの全閉位置または全開位置に静止状態で保持するのに必要なモータ保持電流を低減して消費電力を抑えるという目的を、（バルブの全閉時または全開時におけるリンク効率を上げて、）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することで実現した。 具体的には、バルブの全閉時または全開時に、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。
また、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。
さらに、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。
【実施例１】
【００１９】
［実施例１の構成］
図１ないし図４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。
【００２０】
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。
【００２１】
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、軸線方向と同一方向の荷重作用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の往復移動方向（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に摺動自在に支持するロッド軸受（スラスト軸受）６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、電動アクチュエータ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。ここで、電動アクチュエータのロッド４は、その軸線方向の先端側が、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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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−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−トを開閉する排気ガス制御弁である。
【００２６】
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および図３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。
【００２７】
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、リンクレバー３およびシャフト２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。
【００２８】
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４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、コイルスプリング８およびアクチュエータケースの他に、動力源である電動モータ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ロッド４の往復直線運動に変換する変換機構とを備えている。
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、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。
【００２９】
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、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に連結するプレート（平板）状の第１ロッド２４と、リンクレバー３、第１、第２ヒンジピン１１、１２を介して、ウェイストゲートバルブ１に連結するプレート（平板）状の第２ロッド（出力部）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とを連結する断面円形状の接続ロッド（中継部）２８とによって構成されている。なお、第１ロッド２４、第２ロッド２６および接続ロッド２８は、溶接等により接続されて一体部品となっている。
【００３０】
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から荷重を受ける入力部である。この第１ロッド２４の一端部（第１連結部２５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３１が形成されている。なお、ピボットピン２０は、第１ロッド２４の裏面側から打ち込まれて表面側に突出して第１ロッド２４に接続（固定）されている。
第１連結部２５は、接続ロッド２８の軸線方向の一端側と溶接により接続されている。 第２ロッド２６は、リンクレバー３、第１、第２ヒンジピン１１、１２を介して、プレートカム１７から受けた荷重をウェイストゲートバルブ１のシャフト２に出力する出力部である。この第２ロッド２６の他端部（第２連結部２７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。
第２連結部２７は、接続ロッド２８の軸線方向の他端側と溶接により接続されている。
【００３１】
接続ロッド２８は、スラスト軸受６に摺動自在に支持されている。この接続ロッド２８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３２が装着されている。
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３３には、ロッド４の軸方向に貫通する軸受孔３４が形成されている。この軸受孔３４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の接続ロッド２８をその荷重作用方向（往復移動方向）に摺動自在に支持するロッド軸受である。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。
【００３２】
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３５内には、コイルスプリング８が伸縮自在に収容されている。
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の接続ロッド２８に設けられたスプリングシート３２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３３の端部とスプリングホルダ３５の端部とを連結する円環状の隔壁（閉鎖壁）３６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。
【００３３】
電動モータＭは、電動アクチュエータの動力源であって、電力の供給を受けて駆動力（モータトルク）を発生する。この電動モータＭは、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。そして、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、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。
【００３４】
ストロークセンサは、ロッド４のストローク量を検出するセンサであって、ロッド４と一体的に動作する部材に装着された磁石（マグネット）およびヨーク（磁性体）と、磁石向に貫通する貫通孔（摺動孔）が形成されている。
また、ギヤハウジング２２の内部にストロークセンサが装着されていなくても良い。また、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。
【００３５】
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）４１、４２を備えている。これらの中間ギヤシャフト４１、最終ギヤシャフト４２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。
【００３６】
中間ギヤシャフト４１は、ギヤハウジング２２の第１嵌合孔に打ち込まれてギヤハウジング２２の第１嵌合部に圧入固定されている。この中間ギヤシャフト４１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４１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４１の外周に中間ギヤ１５を嵌め合わした際に、中間ギヤシャフト４１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。
【００３７】
最終ギヤシャフト４２は、ギヤハウジング２２の第２嵌合孔４３に打ち込まれてギヤハウジング２２の第２嵌合部４４に圧入固定されている。この最終ギヤシャフト４２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４２の外周には、２つのベアリング（軸受）４５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４２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４２の外周に最終ギヤ１６の円筒部を嵌め合わした際に、最終ギヤシャフト４２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。
【００３８】
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）５１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４１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４１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。
【００３９】
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５１と噛み合う複数の凸状歯（大径ギヤ部）５２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）５３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４５を介して、最終ギヤシャフト４２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４２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５４を有している。
最終ギヤ１６のフランジ５４の外周部には、中間ギヤ１５の凸状歯５３と噛み合う複数の凸状歯（扇状の大径ギヤ部）５５が所定の角度分だけ扇状に形成されている。
【００４０】
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４２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４２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。
【００４１】
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。プレートカム１７には、カム溝１８よりもプレートカム１７の半径方向（ラジアル方向）の外径側に設置された外側部６１、およびカム溝１８よりもプレートカム１７のラジアル方向の内径側に設置された内側部６２が設けられている。 カム溝１８のバルブ全閉側端には、外側部６１と内側部６２とを半円状に連結して、フォロワ１９のこれ以上のバルブ全閉への移動を規制する係止壁（規制壁）６３が設けられている。
【００４２】
カム溝１８のバルブ全開側端には、プレートカム１７の回転方向の外部側に向けて開放された開口部（切欠き部）６４が設けられている。なお、開口側（切り欠いた側）のプレートカム１７の強度が落ちるので、フォロワ１９の軸方向の一端側およびピボットピン２０の軸方向の一端側で、フォロワ１９およびピボットピン２０と干渉しない位置に、外側部６１と内側部６２とを連結するブリッジ（連結部）６５を設けている。
【００４３】
ここで、エンジンの運転中、つまりウェイストゲートバルブ１を全開させる際に、フォロワ１９、ピボットピン２０およびロッド４がカム溝１８より脱落する可能性があるので、フォロワ１９、ピボットピン２０およびロッド４をカム溝１８に組み付けた後に、ギヤハウジング２２等の固定部材にストッパを装着し、最終ギヤ１６またはプレートカム１７のバルブ全開方向への移動を規制することが望ましい。
また、プレートカム１７のカム形状とプレートカム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。
【００４４】
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３１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。
ピボットピン２０の中心軸線は、フォロワ１９の回転中心を構成している。このフォロワ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の荷重作用方向上に設置されている。
【００４５】
［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を駆動する電動アクチュエータの作動を図１ないし図４に基づいて簡単に説明する。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。すると、ロッド４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。
【００４９】
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がその荷重作用方向のバルブ閉側に直線移動する。すると、ロッド４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。
【００５０】
［実施例１の特徴］
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、バルブ閉じ側またはバルブ開き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。
【００５１】
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の接続ロッド２８の順に設置される位置関係（構成）となっている。
【００５２】
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。
【００５３】
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、ウェイストゲートバルブ１を全開位置および全閉位置に静止状態で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。
【００５４】
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Ｌ１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５３と最終ギヤ１６の凸状歯５５との噛み合い位置）とを結ぶ直線Ｌ２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。
【００５５】
ここで、本実施例のプレートカム１７には、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カム溝１８が形成されている。そして、カム溝１８のバルブ全開側端は、プレートカム１７の回転方向の外側に開放されている。
これによって、プレートカム１７のカム溝１８のバルブ全開側端（ウェイストゲートバルブ１の動作パターンにおける一端）を切り欠く。そして、切り欠いた側の作動方向（バルブ全開側端を開放した場合はバルブ開方向）にプレートカム１７をオーバーターンさせることにより、ロッド４をスラスト軸受６に差し込みながら、ピボットピン２０に装着されたフォロワ１９を、カム溝１８内に容易に挿入することが可能となる。これにより、最終ギヤ１６に一体的に装着されているプレートカム１７に対する、ピボットピン２０にフォロワ１９を装着したロッド４を組み付ける際の組付作業性を向上できるので、電動アクチュエータの製造コストの上昇を抑えることができる。
【００５６】
ここで、上述したように、カム溝１８のバルブ全開側端を切り欠くと、切り欠いた側のプレートカム１７の強度が低下する。そこで、ロッド４に設けられるピボットピン２０の軸方向の一方側またはフォロワ１９の回転軸方向の一方側、つまりピボットピン２０またはフォロワ１９に干渉しない位置で、外側部６１と内側部６２とをブリッジ６５によって連結している。この場合、切り欠いた側のプレートカム１７の強度を確保することができる。
本実施例では、カム溝１８における切り欠いた側の一部で外側部６１と内側部６２とを連結するブリッジ６５を設けているが、カム溝１８における全領域で外側部６１と内側部６２とを連結するブリッジ６５を設けても良い。
【実施例２】
【００５７】
図５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。
【００５８】
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５と、ロッド４のストローク量に応じてＥＧＲバルブ５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。
【００５９】
ＥＧＲバルブ５は、ＥＧＲガスパイプの内部に設置されたバルブシート７１に対して着座、離脱して排気ガス流路（ＥＧＲガス流路）７２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、電動モータＭ、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、スラスト軸受６と、コイルスプリング８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、カバー２３）とを備えている。
ロッド４は、実施例１と異なり、第１ロッド２４および接続ロッド２８等を有している。接続ロッド２８の軸線方向の先端側には、排気ガス流量制御弁の弁体であるＥＧＲバルブ５が接続されている。このＥＧＲバルブ５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５は、その円板状部（バルブ頭部）の背面側が、バルブシート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７２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７２との合流部に設置しても良い。
【００６０】
［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。
本実施例では、プレートカム１７のカム溝１８のバルブ動作パターンのバルブ全開側端をプレートカム回転方向の外部側へ開放するように、カム溝１８のバルブ全開側端を開放しているが、プレートカム１７のカム溝１８のバルブ動作パターンのバルブ全閉側端をプレートカム回転方向の外部側へ開放するように、カム溝１８のバルブ全閉側端を開放しても良い。
【００６１】
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、ＥＧＲバルブ５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】
【００６２】
Ｍ 電動モータ（動力源）
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 ＥＧＲバルブ
６ スラスト軸受（ロッド軸受）
８ コイルスプリング（付勢手段）
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
６１ プレートカムの外側部
６２ プレートカムの内側部
６４ カム溝の開口部（切欠き部）
６５ プレートカムのブリッジ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）バルブを駆動する動力源であるモータと、
（ｂ）このモータの回転を減速する減速機構と、
（ｃ）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、
（ｄ）前記カム溝に移動自在に挿入されるフォロワと、
（ｅ）この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され、他端側が前記バルブに連結され、軸線方向に往復移動するロッドと
を備え、
前記ロッドの軸線方向と同一方向の荷重作用方向（往復移動方向）への移動量に応じて前記バルブの開閉制御を行うバルブ駆動装置であって、
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２】
請求項１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３】
請求項１または請求項２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４】
請求項３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５】
請求項３または請求項４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６】
請求項１ないし請求項５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、
前記ロッドを往復移動方向に支持するロッド軸受を備えた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、
前記カムは、前記カム溝のバルブ全開側端またはバルブ全閉側端が、前記カムの回転方向の外側に開放され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７に記載のバルブ駆動装置において、
前記カムは、前記カム溝よりも前記カムの半径方向の外径側に設置された外側部、前記カム溝よりも前記カムの半径方向の内径側に設置された内側部、および前記外側部と前記内側部とを連結するブリッジを有し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、前記ロッドの荷重作用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１０】
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、
前記バルブとは、前記ロッドの荷重作用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１】
（ａ）バルブを駆動する動力源であるモータと、
（ｂ）このモータの回転を減速する減速機構と、
（ｃ）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、
（ｄ）前記カム溝に移動自在に挿入されるフォロワと、
（ｅ）この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され、他端側が前記バルブに連結され、軸線方向に往復移動するロッドと
を備え、
前記ロッドの軸線方向と同一方向の荷重作用方向（往復移動方向）への移動量に応じて前記バルブの開閉制御を行うバルブ駆動装置であって、
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２】
請求項１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３】
請求項１または請求項２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４】
請求項３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５】
請求項３または請求項４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６】
請求項１ないし請求項５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、
前記ロッドを往復移動方向に支持するロッド軸受を備えた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、
前記カムは、前記カム溝のバルブ全開側端またはバルブ全閉側端が、前記カムの回転方向の外側に開放され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７に記載のバルブ駆動装置において、
前記カムは、前記カム溝よりも前記カムの半径方向の外径側に設置された外側部、前記カム溝よりも前記カムの半径方向の内径側に設置された内側部、および前記外側部と前記内側部とを連結するブリッジを有し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、前記ロッドの荷重作用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１０】
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、
前記バルブとは、前記ロッドの荷重作用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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−２４７３９９（Ｐ２０１１−２４７３９９Ａ）
【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２０１０−１２４４３５（Ｐ２０１０−１２４４３５）
【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）】
[ Back to top ]