JP2007315232A - Air control valve - Google Patents

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JP2007315232A JP2006143889A JP2006143889A JP2007315232A JP 2007315232 A JP2007315232 A JP 2007315232A JP 2006143889 A JP2006143889 A JP 2006143889A JP 2006143889 A JP2006143889 A JP 2006143889A JP 2007315232 A JP2007315232 A JP 2007315232A
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Takahiro Kozu
孝浩 神頭
Satoshi Ishigaki
聡 石垣
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a system failure from occurring by preventing the inside of a secondary air supply system from being abnormally heated when the valve opening of the poppet valve of a secondary air control valve fails. <P>SOLUTION: The final gear of a power transmission device for driving the poppet valve is composed of a first and a second rotating bodies 11, 12 which are separated from each other. The motor side first rotating body 11 is formed of a resin material lower in melting point than the material (metal material) of the valve side second rotating body 12. When the valve opening of the poppet valve fails due to the failure of an electric motor or the power transmission device, the heat of hot exhaust gases flowing into an air flow passage in a housing to the fitted projection 64 of the fitted tube part 62 of the first rotating body 11 to thermally deform (melting loss) and disconnect the fitted tube part 62 of the motor side first rotating body 11 from the fitted tube part 72 of the valve side second rotating body 12. Consequently, the poppet valve is closed by the spring force of a torsion spring. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ハウジング内部に形成される空気流路を開閉する空気制御弁に関するもので、特に2次空気供給システムに組み込まれる2次空気制御弁に係わる。   The present invention relates to an air control valve that opens and closes an air flow path formed inside a housing, and particularly relates to a secondary air control valve incorporated in a secondary air supply system.

[従来の技術]
従来より、エンジン始動時に、2次空気流路管内に発生する2次空気を、エンジンの燃焼室より流出した排気ガスを浄化する三元触媒コンバータに導いて三元触媒の暖機を促進させる2次空気供給システムが公知である。これは、電動エアポンプと2次空気制御弁とが2次空気流路管を介して接続され、2次空気制御弁とエンジン排気管とが2次空気流路管を介して接続されている。ここで、2次空気制御弁として、ハウジング内部に形成される空気流路を開閉する電磁式開閉弁と、排気ガスが電動エアポンプ側または電磁式開閉弁側に逆流するのを防止する逆止弁とを一体化したコンビバルブが採用されている(例えば、特許文献1参照)。なお、2次空気制御弁のハウジングは、2次空気流路管の間に接続されている。
[Conventional technology]
Conventionally, secondary air generated in the secondary air flow path pipe at the time of engine start is led to a three-way catalytic converter for purifying exhaust gas flowing out from the combustion chamber of the engine to promote warm-up of the three-way catalyst 2 Secondary air supply systems are known. In this case, the electric air pump and the secondary air control valve are connected via a secondary air passage pipe, and the secondary air control valve and the engine exhaust pipe are connected via a secondary air passage pipe. Here, as the secondary air control valve, an electromagnetic on-off valve that opens and closes an air flow path formed inside the housing, and a check valve that prevents exhaust gas from flowing back to the electric air pump side or the electromagnetic on-off valve side A combination valve is used (see, for example, Patent Document 1). The housing of the secondary air control valve is connected between the secondary air flow pipes.

[先行の技術]
ここで、本出願人は、特願2005−209613(平成17年7月20日出願:比較例1)において、2次空気制御弁の弁体(バルブ)の動力源として電動モータを採用した2次空気供給システムを出願した。そして、バルブを開弁駆動するバルブ駆動装置は、図7に示したように、バルブ101を駆動する駆動力を発生する電動モータ102と、モータギヤ103、中間減速ギヤ104および最終ギヤ105を有する歯車減速機構とによって構成されている。そして、最終ギヤ105に設けられたピニオンギヤ107とバルブ101のバルブ軸110に設けられたラック歯111とを噛み合わせて、電動モータ102により最終ギヤ105を回転駆動することで、最終ギヤ105の回転運動をバルブ軸110の直線運動に変換して、バルブ101を開弁駆動するように構成されている。
[Prior art]
Here, in the Japanese Patent Application No. 2005-209613 (filed on July 20, 2005: Comparative Example 1), the present applicant has adopted an electric motor as a power source of a valve body (valve) of the secondary air control valve 2 The next air supply system was filed. As shown in FIG. 7, the valve driving device that opens the valve is a gear having an electric motor 102 that generates a driving force for driving the valve 101, a motor gear 103, an intermediate reduction gear 104, and a final gear 105. And a speed reduction mechanism. Then, the pinion gear 107 provided on the final gear 105 and the rack teeth 111 provided on the valve shaft 110 of the valve 101 are engaged with each other, and the final gear 105 is rotationally driven by the electric motor 102, thereby rotating the final gear 105. The movement is converted into a linear movement of the valve shaft 110 and the valve 101 is driven to open.

[先行の技術の不具合]
ところが、比較例1の最終ギヤ105においては、中間減速ギヤ104に噛み合って電動モータ102の駆動力を受ける最終減速ギヤ106と、スプリング109の閉弁力をバルブ軸110に伝えるピニオンギヤ107とが同一(一体構造)のため、電動モータ102に電力を供給してバルブ101を開弁している時に、何らかの要因により電動モータ102が故障(ロック)または歯車減速機構が故障(ロック)した場合、バルブ101が開いたまま動かなくなる可能性がある。
[Defects of prior technology]
However, in the final gear 105 of Comparative Example 1, the final reduction gear 106 that meshes with the intermediate reduction gear 104 and receives the driving force of the electric motor 102 is the same as the pinion gear 107 that transmits the valve closing force of the spring 109 to the valve shaft 110. (Integrated structure), when electric power is supplied to the electric motor 102 and the valve 101 is opened, if the electric motor 102 fails (locks) or the gear reduction mechanism fails (locks) for some reason, the valve There is a possibility that 101 may not move while being open.

ここで、2次空気供給システムに組み込まれる2次空気制御弁においては、エンジンの排気バルブの開閉に伴って生じる排気脈動によって、エンジン排気管と2次空気流路管との合流部から2次空気制御弁のハウジング内部に高温流体(例えば500℃以上の高温排気ガス等)が逆流する可能性がある。したがって、電動モータ102または歯車減速機構に故障が発生して、バルブ101の開弁状態が継続されると、バルブシート内部に形成される流路孔を通り越して電動エアポンプ側の2次空気供給システム内部に高温排気ガスが長期間繰り返し流れ込んでしまう。このため、2次空気供給システム内部が異常に高温となり、システムが故障する恐れがある。
特開2002−272080号公報(第1−5頁、図1)
Here, in the secondary air control valve incorporated in the secondary air supply system, the secondary pulsation from the junction of the engine exhaust pipe and the secondary air flow pipe is caused by the exhaust pulsation caused by opening and closing of the exhaust valve of the engine. There is a possibility that a high-temperature fluid (for example, high-temperature exhaust gas having a temperature of 500 ° C. or higher) flows back into the air control valve housing. Therefore, when a failure occurs in the electric motor 102 or the gear reduction mechanism and the valve 101 is kept open, the secondary air supply system on the electric air pump side passes through the passage hole formed in the valve seat. High-temperature exhaust gas repeatedly flows into the interior for a long time. For this reason, the inside of the secondary air supply system may become abnormally hot and the system may break down.
JP 2002-272080 A (page 1-5, FIG. 1)

本発明の目的は、バルブの開弁故障時における、ハウジング内部の空気流路への高温流体の流れ込みを防止することのできる空気制御弁を提供することにある。また、動力源または動力伝達機構の故障に伴ってバルブが開弁故障した時に、ハウジング内部の空気流路に流れ込む高温流体の熱を利用して、動力源側の第1回転体の第1結合部とバルブ側の第2回転体の第2結合部との結合を外すことで、スプリングの付勢力によってバルブを閉弁させることのできる空気制御弁を提供することにある。   An object of the present invention is to provide an air control valve capable of preventing a high-temperature fluid from flowing into an air flow path inside a housing when a valve opening failure occurs. Further, when the valve fails to open due to a failure of the power source or the power transmission mechanism, the first coupling of the first rotating body on the power source side is performed using the heat of the high-temperature fluid flowing into the air flow path inside the housing. An object of the present invention is to provide an air control valve capable of closing a valve by a biasing force of a spring by removing the coupling between the first coupling portion and the second coupling portion of the second rotating body on the valve side.

請求項1に記載の発明によれば、空気制御弁のバルブに、動力源に発生した駆動力を伝えてハウジング内部に形成される空気流路を開放している時に、動力源または動力伝達機構に故障が発生すると、空気制御弁のバルブが開弁状態に維持される。このような動力源または動力伝達機構の故障に伴ってバルブが開弁故障すると、ハウジング内部に形成される空気流路に流れ込む高温流体に、空気制御弁のバルブが晒されて、バルブ自体の温度が昇温して高温となる。そして、高温流体の熱が、バルブから第2回転体に伝わり、更に、第2回転体に設けられた第2結合部から第1回転体に設けられた第1結合部に伝わる。   According to the first aspect of the present invention, when the air flow formed in the housing is opened by transmitting the driving force generated in the power source to the valve of the air control valve, the power source or the power transmission mechanism If a failure occurs, the valve of the air control valve is kept open. If the valve fails to open due to such a power source or power transmission mechanism failure, the valve of the air control valve is exposed to the high temperature fluid flowing into the air flow path formed inside the housing, and the temperature of the valve itself Rises to a high temperature. Then, the heat of the high-temperature fluid is transmitted from the valve to the second rotating body, and further transmitted from the second coupling portion provided in the second rotating body to the first coupling portion provided in the first rotating body.

ここで、動力源側の第1回転体の第1結合部は、バルブ側の第2回転体の第2結合部の材質よりも融点の低い材料によって形成されているので、第1回転体の第1結合部自体の温度が昇温して高温となると、第1結合部が第2結合部よりも先に熱変形する。この第1結合部の熱変形に伴って、第1結合部と第2結合部との結合力が弱まるため、第1回転体の第1結合部と第2回転体の第2結合部との結合が外れる。
これによって、スプリングの付勢力によって空気制御弁のバルブが閉弁し、ハウジング内部に形成される空気流路が閉鎖される。したがって、ハウジング内部に形成される空気流路への高温流体の流れ込みが止まり、ハウジング内部の異常昇温を防止することができる。
なお、この空気制御弁を、例えば2次空気供給システムに組み込んだ場合には、バルブの開弁故障時における、ハウジング内部の空気流路への高温流体の流れ込みを防止することができるので、システム内部への高温流体の流れ込みが止まり、システム内部の異常昇温を防止することができる。これにより、システム故障を防止することができる。
Here, the first coupling part of the first rotating body on the power source side is formed of a material having a melting point lower than that of the second coupling part of the second rotating body on the valve side. When the temperature of the first coupling portion itself is increased to a high temperature, the first coupling portion is thermally deformed before the second coupling portion. Along with the thermal deformation of the first coupling part, the coupling force between the first coupling part and the second coupling part is weakened, so the first coupling part of the first rotating body and the second coupling part of the second rotating body The bond breaks.
Thereby, the valve of the air control valve is closed by the biasing force of the spring, and the air flow path formed inside the housing is closed. Therefore, the flow of the high-temperature fluid into the air flow path formed inside the housing is stopped, and an abnormal temperature rise inside the housing can be prevented.
In addition, when this air control valve is incorporated in, for example, a secondary air supply system, it is possible to prevent the flow of high-temperature fluid into the air flow path inside the housing when the valve opens and fails. The flow of high-temperature fluid into the interior stops, and abnormal temperature rise inside the system can be prevented. Thereby, a system failure can be prevented.

請求項2に記載の発明によれば、第1回転体のうちの少なくとも第1結合部を、第2結合部の材質よりも熱に対する剛性または強度が低い材料によって形成しても良い。
請求項3に記載の発明によれば、第1回転体のうちの少なくとも第1結合部を、第2回転体の材質よりも融点の低い材料によって形成しても良い。
請求項4に記載の発明によれば、第1回転体のうちの少なくとも第1結合部を、樹脂材料によって形成しても良く、また、第2回転体のうちの少なくとも第2結合部を、金属材料によって形成しても良い。
According to the second aspect of the present invention, at least the first coupling portion of the first rotating body may be formed of a material having lower rigidity or strength against heat than the material of the second coupling portion.
According to invention of Claim 3, you may form at least 1st coupling | bond part of a 1st rotary body with the material whose melting | fusing point is lower than the material of a 2nd rotary body.
According to the invention described in claim 4, at least the first coupling portion of the first rotating body may be formed of a resin material, and at least the second coupling portion of the second rotating body is You may form with a metal material.

請求項5に記載の発明によれば、スプリングの荷重を、第2回転体または空気制御弁のバルブに対して与えることにより、空気制御弁のバルブをバルブシートに押し当てることができる。これによって、空気制御弁のバルブがバルブシートに着座してハウジング内部に形成される空気流路が閉鎖される。
請求項6に記載の発明によれば、動力伝達機構の軸の周囲を螺旋状に取り囲むように配設されたコイル部、およびこのコイル部の両端より引き出された2つのコイル端末によってスプリングを構成しても良い。なお、2つのコイル端末のうちの一方のコイル端末を、第2回転体に係止し、2つのコイル端末のうちの他方のコイル端末を、ハウジングに係止することで、バルブをバルブ全閉位置に戻す方向に付勢するように構成しても良い。
請求項7に記載の発明によれば、2つの第1、第2回転体を、動力伝達機構の1本の軸の周囲を取り囲むように配設しても良い。これにより、2つの第1、第2回転体を容易に同一軸線上に配設することが可能となる。
According to the fifth aspect of the invention, the valve of the air control valve can be pressed against the valve seat by applying the load of the spring to the valve of the second rotating body or the air control valve. Thereby, the valve of the air control valve is seated on the valve seat and the air flow path formed in the housing is closed.
According to the sixth aspect of the present invention, the spring is constituted by the coil portion disposed so as to surround the shaft of the power transmission mechanism in a spiral manner and the two coil terminals drawn from both ends of the coil portion. You may do it. One of the two coil terminals is locked to the second rotating body, and the other coil terminal of the two coil terminals is locked to the housing, so that the valve is fully closed. You may comprise so that it may urge in the direction returned to a position.
According to the seventh aspect of the present invention, the two first and second rotating bodies may be disposed so as to surround the periphery of one shaft of the power transmission mechanism. As a result, the two first and second rotating bodies can be easily arranged on the same axis.

請求項8に記載の発明によれば、動力源または動力伝達機構の故障に伴ってバルブが開弁故障した時に、ハウジング内部の空気流路に流れ込む高温流体の熱が、空気制御弁のバルブ、第2回転体、第1回転体に伝わる。これにより、第1回転体の第1結合部の凸部自体の温度が昇温して高温となると、第1結合部の凸部が第2結合部よりも先に熱変形する。この凸部の熱変形に伴って、第1結合部の凸部と第2結合部の凹部との結合力が弱まるため、凸部と凹部との結合が外れる。
これによって、スプリングの付勢力によって空気制御弁のバルブが閉弁し、ハウジング内部に形成される空気流路が閉鎖される。したがって、ハウジング内部に形成される空気流路への高温流体の流れ込みが止まり、ハウジング内部の異常昇温を防止することができる。
According to the eighth aspect of the present invention, the heat of the high-temperature fluid that flows into the air flow path inside the housing when the valve fails to open due to the failure of the power source or the power transmission mechanism, the valve of the air control valve, It is transmitted to the second rotating body and the first rotating body. As a result, when the temperature of the convex portion of the first coupling portion of the first rotating body rises to a high temperature, the convex portion of the first coupling portion is thermally deformed before the second coupling portion. As the convex portion is thermally deformed, the coupling force between the convex portion of the first coupling portion and the concave portion of the second coupling portion is weakened, so that the coupling between the convex portion and the concave portion is released.
Thereby, the valve of the air control valve is closed by the biasing force of the spring, and the air flow path formed inside the housing is closed. Therefore, the flow of the high-temperature fluid into the air flow path formed inside the housing is stopped, and an abnormal temperature rise inside the housing can be prevented.

請求項9に記載の発明によれば、動力源または動力伝達機構の故障に伴ってバルブが開弁故障した時に、ハウジング内部の空気流路に流れ込む高温流体の熱が、空気制御弁のバルブから第2回転体に伝わり、更に、第2回転体に設けられた第2結合部から、2つの第1、第2回転体の境界面を経て、第1回転体に設けられた第1結合部に伝わる。
ここで、第2結合部が、第1結合部の内部にインサート成形されており、動力源側の第1回転体の第1結合部は、バルブ側の第2回転体の第2結合部の材質よりも融点の低い材料によって形成されているので、第1回転体の第1結合部自体の温度が昇温して高温となると、第1結合部が第2結合部よりも先に熱変形する。この第1結合部の熱変形に伴って、第1回転体の第1結合部が第2回転体の第2結合部より剥離する。
According to the ninth aspect of the present invention, the heat of the high-temperature fluid flowing into the air flow path inside the housing when the valve opens due to the failure of the power source or the power transmission mechanism is generated from the valve of the air control valve. The first coupling portion provided in the first rotating body is transmitted to the second rotating body and further passes through the boundary surface between the two first and second rotating bodies from the second coupling portion provided in the second rotating body. It is transmitted to.
Here, the second coupling part is insert-molded inside the first coupling part, and the first coupling part of the first rotating body on the power source side is the second coupling part of the second rotating body on the valve side. Since it is made of a material having a melting point lower than that of the material, when the temperature of the first coupling portion itself of the first rotating body rises and becomes high, the first coupling portion is thermally deformed before the second coupling portion. To do. With the thermal deformation of the first coupling portion, the first coupling portion of the first rotating body is peeled off from the second coupling portion of the second rotating body.

すなわち、ハウジング内部の空気流路に流れ込む高温流体の熱によって2つの第1、第2回転体の境界面を境にして、第1回転体の第1結合部が第2回転体の第2結合部より剥離する。これにより、第1結合部と第2結合部との結合力が弱まるため、第1回転体の第1結合部と第2回転体の第2結合部との結合が外れる。これによって、スプリングの付勢力によって空気制御弁のバルブが閉弁し、ハウジング内部に形成される空気流路が閉鎖される。したがって、ハウジング内部に形成される空気流路への高温流体の流れ込みが止まり、ハウジング内部の異常昇温を防止することができる。   That is, the first coupling portion of the first rotating body is connected to the second coupling body of the second rotating body at the boundary surface between the two first and second rotating bodies by the heat of the high-temperature fluid flowing into the air flow path inside the housing. Peel from the part. Thereby, since the coupling force between the first coupling portion and the second coupling portion is weakened, the coupling between the first coupling portion of the first rotating body and the second coupling portion of the second rotating body is released. Thereby, the valve of the air control valve is closed by the biasing force of the spring, and the air flow path formed inside the housing is closed. Therefore, the flow of the high-temperature fluid into the air flow path formed inside the housing is stopped, and an abnormal temperature rise inside the housing can be prevented.

本発明を実施するための最良の形態は、動力源または動力伝達機構の故障に伴ってバルブが開弁故障した時であっても、空気制御弁を組み込んだ2次空気供給システム等のシステム内部の異常昇温を防止して、システム故障を防止するという目的を、動力源または動力伝達機構の故障に伴ってバルブが開弁故障した時に、ハウジング内部の空気流路に流れ込む高温流体の熱を利用して、動力源側の第1回転体の第1結合部とバルブ側の第2回転体の第2結合部との結合を外すことで、スプリングの付勢力によってバルブを閉弁させることで実現した。   The best mode for carrying out the present invention is that the interior of a system such as a secondary air supply system incorporating an air control valve is used even when the valve has failed to open due to a failure of a power source or a power transmission mechanism. The purpose of preventing abnormal system temperature rise and preventing system failure is to prevent the heat of the high-temperature fluid flowing into the air flow path inside the housing when the valve opens due to a power source or power transmission mechanism failure. The valve is closed by the biasing force of the spring by removing the coupling between the first coupling part of the first rotating body on the power source side and the second coupling part of the second rotating body on the valve side. It was realized.

[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は2次空気制御弁の全体構造を示した図で、図2はモータアクチュエータの全体構造を示した図で、図3は2次空気制御弁の主要構造を示した図である。
[Configuration of Example 1]
1 to 4 show Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 is a view showing the entire structure of a secondary air control valve. FIG. 2 is a view showing the entire structure of a motor actuator. 3 is a view showing the main structure of the secondary air control valve.

本実施例の2次空気制御弁は、ガソリンエンジン等の内燃機関(以下、エンジンと呼ぶ)の始動時に、2次空気流路管(流体流路管)内に発生する2次空気を三元触媒コンバータ(図示せず)に導いて三元触媒の暖機を促進させる2次空気供給システム(2次空気供給装置)に組み込まれている。この2次空気供給システムは、例えば自動車等の車両のエンジンルームに搭載されており、電動エアポンプ(図示せず)と2次空気制御弁とが2次空気流路管を介して接続され、2次空気制御弁とエンジン排気管とが2次空気流路管を介して接続されている。   The secondary air control valve of the present embodiment is a three-way device for generating secondary air generated in a secondary air passage pipe (fluid passage pipe) when an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) such as a gasoline engine is started. It is incorporated in a secondary air supply system (secondary air supply device) that leads to a catalytic converter (not shown) to promote warm-up of the three-way catalyst. This secondary air supply system is mounted in an engine room of a vehicle such as an automobile, for example, and an electric air pump (not shown) and a secondary air control valve are connected via a secondary air flow pipe. The secondary air control valve and the engine exhaust pipe are connected via a secondary air flow path pipe.

2次空気制御弁は、ハウジングの内部に形成される2次空気流路(流体流路)を開閉するエア・スイッチング・バルブ(流体流路開閉弁、空気流路開閉弁:以下ASVと記す)と、2次空気流路管とエンジン排気管との合流部から排気ガス等の流体がASV側に逆流することを防止するための逆止弁(図示せず)とを一体化した電動式流体制御弁(コンビバルブモジュール)である。なお、逆止弁は、電動エアポンプより吐出される2次空気の圧力によって開弁する薄膜状のリードバルブを有している。   The secondary air control valve is an air switching valve that opens and closes a secondary air passage (fluid passage) formed inside the housing (fluid passage on-off valve, air passage on-off valve: hereinafter referred to as ASV). And a non-return valve (not shown) for preventing fluid such as exhaust gas from flowing back to the ASV side from the junction of the secondary air passage pipe and the engine exhaust pipe It is a control valve (combination valve module). The check valve has a thin-film reed valve that is opened by the pressure of the secondary air discharged from the electric air pump.

そして、ASVは、中心軸線方向に往復直線運動を行うポペットバルブ1と、このポペットバルブ1が着座するバルブシート(弁座部)2とを備えている。なお、本実施例のポペットバルブ1は、ハウジング3の内部に組み込まれている。ここで、本実施例の2次空気供給システムは、エンジンの運転状態に基づいて電動エアポンプおよび2次空気制御弁の動力源である電動モータ4を電子制御するエンジン制御ユニット(以下ECUと呼ぶ:図示せず)を備えている。   The ASV includes a poppet valve 1 that performs a reciprocating linear motion in the central axis direction, and a valve seat (valve seat portion) 2 on which the poppet valve 1 is seated. Note that the poppet valve 1 of this embodiment is incorporated in the housing 3. Here, the secondary air supply system of the present embodiment is an engine control unit (hereinafter referred to as ECU) that electronically controls the electric motor 4 that is the power source of the electric air pump and the secondary air control valve based on the operating state of the engine. (Not shown).

ここで、ECUには、制御処理、演算処理を行うCPU、各種プログラム、データを保存する記憶装置(ROMやRAM等のメモリ)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。このECUは、イグニッションスイッチがオン(IG・ON)すると、メモリ内に格納されている制御プログラムに基づいて、電動モータ4に供給する供給電力を調整して電動モータ4の回転運動を制御するモータ制御ユニットである。そして、ECUは、エンジン始動時に、図示しない排気温度センサによって排気ガス温度を検出し、この排気ガス温度が所定値以下の時に、電動モータ4に電力を供給してASVを開弁駆動する。このとき、電動エアポンプにも電力が供給されるため、2次空気流路管の内部に形成される2次空気流路内に2次空気が発生する。   Here, the ECU is provided with a microcomputer having a well-known structure configured to include functions such as a CPU for performing control processing and arithmetic processing, various programs, and a storage device (memory such as ROM and RAM) for storing data. It has been. This ECU controls the rotational motion of the electric motor 4 by adjusting the power supplied to the electric motor 4 based on a control program stored in the memory when the ignition switch is turned on (IG / ON). Control unit. The ECU detects the exhaust gas temperature with an exhaust temperature sensor (not shown) when the engine is started. When the exhaust gas temperature is equal to or lower than a predetermined value, the ECU supplies electric power to the electric motor 4 to open the ASV. At this time, since electric power is also supplied to the electric air pump, secondary air is generated in the secondary air flow path formed inside the secondary air flow path pipe.

ASVのポペットバルブ1は、樹脂材料によって一体的に形成されており、ハウジング3の内部に移動自在に収容されている。このポペットバルブ1は、バルブシート2に対して着座、離脱して流路孔(ASVの弁口)5を閉塞、開放する弁体(2次空気制御弁の弁体)を構成している。このポペットバルブ1は、フランジ状のバルブ頭部(弁頭、バルブヘッド)6、および円柱状のバルブ軸部(弁軸、バルブ軸、バルブシャフト)7を有し、軸線方向に往復動作するように構成されている。なお、バルブ頭部6とバルブ軸部7とが別体で製造されて、その後に一体的に動作可能にバルブ頭部6とバルブ軸部7とが結合されたポペットバルブ1を用いても良い。   The ASV poppet valve 1 is integrally formed of a resin material and is movably accommodated inside the housing 3. The poppet valve 1 constitutes a valve body (a valve body of a secondary air control valve) that is seated and removed from the valve seat 2 to close and open the flow path hole (ASV valve opening) 5. The poppet valve 1 has a flange-shaped valve head (valve head, valve head) 6 and a cylindrical valve shaft (valve shaft, valve shaft, valve shaft) 7 so as to reciprocate in the axial direction. It is configured. Alternatively, the poppet valve 1 in which the valve head 6 and the valve shaft portion 7 are manufactured separately and the valve head portion 6 and the valve shaft portion 7 are coupled so as to be integrally operable thereafter may be used. .

本実施例では、ポペットバルブ1のバルブ頭部6の背面側(バルブフェース)が、バルブシート2の図示下端面(流路孔5の開口周縁部)に着座するように構成されている。そのバルブ頭部6は、バルブ軸部7の中心軸線方向の一端部(図示下端部)にバルブ軸部7よりも外径が大きくなるように鍔状に設けられている。そして、バルブ頭部6の周囲には、バルブ頭部6がバルブシート2に着座した際の、バルブシート2との間のシール性(気密性)を高めるためのゴム系弾性体(シールゴム)6aが焼き付け等の手段を用いて装着されている。   In the present embodiment, the back surface side (valve face) of the valve head 6 of the poppet valve 1 is configured to be seated on the lower end surface of the valve seat 2 in the drawing (opening peripheral edge portion of the flow path hole 5). The valve head 6 is provided in a bowl shape so that the outer diameter thereof is larger than that of the valve shaft 7 at one end (the lower end in the figure) of the valve shaft 7 in the central axis direction. Around the valve head 6, a rubber-based elastic body (seal rubber) 6 a for improving the sealing performance (airtightness) with the valve seat 2 when the valve head 6 is seated on the valve seat 2. Is mounted using means such as baking.

また、ポペットバルブ1のバルブ軸部7の中心軸線方向の一方側(図示下方側)の内部は、中空となっている。また、ポペットバルブ1のバルブ軸部7の中心軸線方向の他方側(図示上方側)には、バルブ軸部7の中心軸線方向に沿って凹凸を繰り返すように複数の歯部が形成されたラック歯(ラック)13が設けられている。このラック歯13は、後記する運動方向変換機構の一構成要素を成す。そして、ポペットバルブ1は、バルブ頭部6がバルブシート2より離座(リフト)している時、つまりバルブ開弁時に、逆止弁とバルブシート2との間に形成される空間(連通路17)の途中で、バルブ頭部6が保持(配置)されるように構成されている。すなわち、ポペットバルブ1は、バルブ開弁時に、ポペットバルブ1の中心軸線方向の一方側(逆止弁側)に移動するように構成されている。   Further, the inside of one side (the lower side in the figure) of the valve shaft portion 7 of the poppet valve 1 in the central axis direction is hollow. A rack in which a plurality of teeth are formed on the other side (upper side in the figure) of the valve shaft 7 of the poppet valve 1 so as to repeat unevenness along the center axis of the valve shaft 7. Teeth (rack) 13 are provided. The rack teeth 13 constitute one component of the movement direction conversion mechanism described later. The poppet valve 1 has a space (communication path) formed between the check valve and the valve seat 2 when the valve head 6 is separated (lifted) from the valve seat 2, that is, when the valve is opened. In the middle of 17), the valve head 6 is configured to be held (arranged). That is, the poppet valve 1 is configured to move to one side (the check valve side) in the central axis direction of the poppet valve 1 when the valve is opened.

ここで、バルブシート2の内部には、内部を2次空気が通過する円形状の流路孔5が形成されている。なお、バルブシート2は、ハウジング3と別体で製造された後に、ハウジング3の内部に一体的に結合されるように構成しても良い。そして、本実施例では、ハウジング3に一体的に形成されたインレットパイプ14の入口部(以下インレットポートと呼ぶ)15からハウジング3の内部(流体導入流路16)を経由して、流路孔5に2次空気が流れ込むように構成されている。また、ハウジング3の出口部には、連通路17が形成されている。この連通路17は、ASVの流路孔5と逆止弁のリードバルブにより開閉される流体通過口(図示せず)とを連通している。そして、ハウジング3の出口部の開口端縁部には、逆止弁のハウジングと結合する結合部19が形成されている。なお、本実施例では、バルブシート2の内部に形成される流路孔5、ハウジング3の内部に形成される流体導入流路16および連通路17によって、ハウジング内部に形成される空気流路を形成している。   Here, a circular flow path hole 5 through which secondary air passes is formed inside the valve seat 2. The valve seat 2 may be configured so as to be integrally coupled to the inside of the housing 3 after being manufactured separately from the housing 3. In this embodiment, the flow passage hole is formed from an inlet portion (hereinafter referred to as an inlet port) 15 of the inlet pipe 14 formed integrally with the housing 3 through the inside of the housing 3 (fluid introduction flow passage 16). The secondary air flows into 5. A communication path 17 is formed at the outlet of the housing 3. The communication path 17 communicates the flow path hole 5 of the ASV with a fluid passage opening (not shown) that is opened and closed by a reed valve of a check valve. A connecting portion 19 that is connected to the check valve housing is formed at the opening edge of the outlet portion of the housing 3. In this embodiment, the air flow path formed in the housing is formed by the flow path hole 5 formed in the valve seat 2, the fluid introduction flow path 16 and the communication path 17 formed in the housing 3. Forming.

ここで、ASVのポペットバルブ1を開弁作動方向(または閉弁作動方向)に駆動するバルブ駆動装置(モータアクチュエータ)は、図1ないし図4に示したように、樹脂材料(例えばポリフェニレンサルファイド:PPS等)によって一体的に形成されたハウジング3と、電力によって運転される電動モータ4と、この電動モータ4の駆動力をポペットバルブ1のバルブ軸部7に伝達する運動方向変換機構を含む動力伝達機構(ピニオンギヤ8、中間減速ギヤ9、最終ギヤ、ラック歯13等)と、ポペットバルブ1のバルブ頭部6を閉弁作動方向(流路孔5を閉じる側)に付勢するトーションスプリング10とによって構成されるモータトルク伝達装置である。   Here, as shown in FIGS. 1 to 4, the valve driving device (motor actuator) for driving the ASV poppet valve 1 in the valve opening operation direction (or valve closing operation direction) is a resin material (for example, polyphenylene sulfide: Power including a housing 3 integrally formed by PPS or the like, an electric motor 4 operated by electric power, and a movement direction conversion mechanism for transmitting the driving force of the electric motor 4 to the valve shaft portion 7 of the poppet valve 1 Transmission mechanism (pinion gear 8, intermediate reduction gear 9, final gear, rack teeth 13, etc.) and torsion spring 10 that urges the valve head 6 of the poppet valve 1 in the valve closing operation direction (side closing the flow path hole 5). And a motor torque transmission device.

ハウジング3は、図示しないギヤカバーとの間に電動モータ4および動力伝達機構を収容している。このハウジング3の図示上端部には、樹脂モールド部材21が組み付けられている。樹脂モールド部材21は、樹脂材料(電気絶縁性樹脂、例えばガラス繊維30%入りのポリブチレンテレフタレート:PBTG30)によって一体的に形成されており、車両側(ECU側)ワイヤハーネスの先端側に設けられた雌型コネクタに機械的に接続する雄型コネクタを一体的に形成している。なお、雄型コネクタは、車両側ワイヤハーネスの先端側に設けられる雌型コネクタを、雄型コネクタのコネクタシェル22内に差し込むことで、ECUに内蔵されたモータ駆動回路と電動モータ4のターミナル23、24との電気的な接続が成される。その車両側ワイヤハーネスは、外周に絶縁保護チューブを施した導電線を束ねたもので、これらの各導電線は、雌型コネクタに設けられる各雌型ターミナルにそれぞれ電気的に接続されている。   The housing 3 accommodates the electric motor 4 and the power transmission mechanism with a gear cover (not shown). A resin mold member 21 is assembled to the upper end of the housing 3 in the figure. The resin mold member 21 is integrally formed of a resin material (electrically insulating resin, for example, polybutylene terephthalate containing 30% glass fiber: PBTG30), and is provided on the vehicle side (ECU side) front end side of the wire harness. A male connector that is mechanically connected to the female connector is integrally formed. The male connector includes a motor drive circuit built in the ECU and a terminal 23 of the electric motor 4 by inserting a female connector provided on the distal end side of the vehicle-side wire harness into the connector shell 22 of the male connector. , 24 are electrically connected. The vehicle-side wire harness is a bundle of conductive wires with an insulation protection tube on the outer periphery, and these conductive wires are electrically connected to respective female terminals provided in the female connector.

ここで、本実施例のハウジング3には、内部に軸方向孔25が形成された円筒状のバルブガイド26、内部にモータ収容穴27が形成されたモータケース29、およびギヤカバーとの間にスプリング収容室を含むギヤ収容室31を形成する筒状のギヤボックス32等が一体的に形成されている。バルブガイド26は、軸方向孔25の内部でポペットバルブ1のバルブ軸部7を摺動自在に支持している。そして、ポペットバルブ1のバルブ軸部7の外周とハウジング3のバルブガイド26の流体導入流路側(開口端側)の内周との間には、動力伝達機構の摺動部への異物(ダスト等)の侵入を防止すると共に、流体導入流路16からの2次空気の漏洩を防止するための円環状のダストシール33が装着されている。また、ハウジング3のモータケース29は、モータ収容穴27の内部に電動モータ4を収容している。   Here, in the housing 3 of the present embodiment, a cylindrical valve guide 26 having an axial hole 25 formed therein, a motor case 29 having a motor accommodation hole 27 formed therein, and a spring between the gear cover. A cylindrical gear box 32 and the like forming a gear housing chamber 31 including the housing chamber are integrally formed. The valve guide 26 slidably supports the valve shaft portion 7 of the poppet valve 1 inside the axial hole 25. And, between the outer periphery of the valve shaft portion 7 of the poppet valve 1 and the inner periphery of the valve guide 26 of the housing 3 on the fluid introduction flow path side (open end side), foreign matter (dust) to the sliding portion of the power transmission mechanism. Etc.) and an annular dust seal 33 for preventing leakage of secondary air from the fluid introduction channel 16 is mounted. Further, the motor case 29 of the housing 3 accommodates the electric motor 4 in the motor accommodation hole 27.

ギヤボックス32は、ギヤカバーと共に動力伝達機構ケースを構成する。このギヤボックス32は、ギヤ収容室31の内部に、歯車減速機構の構成要素を成す各ギヤ(ピニオンギヤ8、中間減速ギヤ9、最終ギヤ)を回転自在に収容している。そして、ギヤボックス32の底壁面では、モータケース29のモータ収容穴27のモータ挿入口が開口している。また、ギヤボックス32は、歯車減速機構のうちの最終ギヤの周囲に螺旋状に配設されるトーションスプリング10の円筒コイル部50のコイル外径側を取り囲むように円筒状のスプリングガイドを有している。このスプリングガイドの内周部(内壁面)は、トーションスプリング10の円筒コイル部50のコイル外径側を保持するスプリング外周ガイドとして機能している。   The gear box 32 constitutes a power transmission mechanism case together with the gear cover. This gear box 32 rotatably accommodates each gear (pinion gear 8, intermediate reduction gear 9, final gear) that constitutes a component of the gear reduction mechanism in the gear accommodation chamber 31. In the bottom wall surface of the gear box 32, the motor insertion opening of the motor housing hole 27 of the motor case 29 is opened. Further, the gear box 32 has a cylindrical spring guide so as to surround the coil outer diameter side of the cylindrical coil portion 50 of the torsion spring 10 spirally disposed around the final gear of the gear reduction mechanism. ing. The inner peripheral portion (inner wall surface) of this spring guide functions as a spring outer peripheral guide that holds the coil outer diameter side of the cylindrical coil portion 50 of the torsion spring 10.

電動モータ4は、モータ軸(モータシャフト)41に一体化されたロータ、このロータの外周側に対向配置されたステータよりなるブラシレス直流(DC)モータであって、ロータには永久磁石(マグネット)を有するロータコアが設けられ、ステータにはアーマチャコイル(電機子巻線)が巻回されたステータコアおよび円筒ヨークが設けられている。また、電動モータ4のモータハウジングの前端面から外部に突出するように設けられた一対のモータ給電用端子42は、電動モータ4のアーマチャコイルのコイル端末線とターミナル24とを電気的に接続している。そして、電動モータ4は、ECUによって通電されるとモータ軸41が正転方向(開弁方向)および逆転方向(閉弁方向)に回転する。ここで、電動モータ4の前端部(径小凸部、ベアリングホルダー)は、金属プレート43のモータ嵌合穴44に隙間嵌めされている。金属プレート43は、ハウジング3のモータケース29のモータ挿入口の開口周縁部に締結ネジ等のスクリュー45を用いて締め付け固定されている。なお、ブラシレスDCモータの代わりに、ブラシ付きの直流(DC)モータや、三相誘導型電動機等の交流(AC)モータを用いても良い。   The electric motor 4 is a brushless direct current (DC) motor comprising a rotor integrated with a motor shaft (motor shaft) 41 and a stator arranged opposite to the outer periphery of the rotor. The rotor has a permanent magnet (magnet). The stator is provided with a stator core around which an armature coil (armature winding) is wound and a cylindrical yoke. The pair of motor power supply terminals 42 provided so as to protrude outward from the front end surface of the motor housing of the electric motor 4 electrically connect the coil terminal wire of the armature coil of the electric motor 4 and the terminal 24. ing. When the electric motor 4 is energized by the ECU, the motor shaft 41 rotates in the forward rotation direction (valve opening direction) and the reverse rotation direction (valve closing direction). Here, the front end portion (small-diameter convex portion, bearing holder) of the electric motor 4 is fit in the motor fitting hole 44 of the metal plate 43. The metal plate 43 is fastened and fixed to the peripheral edge of the opening of the motor insertion port of the motor case 29 of the housing 3 by using a screw 45 such as a fastening screw. Instead of the brushless DC motor, a direct current (DC) motor with a brush or an alternating current (AC) motor such as a three-phase induction motor may be used.

動力伝達機構は、電動モータ4の駆動力(回転トルク、モータ出力軸トルク:以下モータトルクと呼ぶ)を、ポペットバルブ1のバルブ軸部7に伝達するトルク伝動機構であって、電動モータ4のモータ軸41の回転速度(モータスピード)を所定の減速比となるように減速する歯車減速機構よりなる。この歯車減速機構は、電動モータ4のモータ軸41の外周に固定された円筒状のピニオンギヤ(モータ側ギヤ)8と、このピニオンギヤ8と噛み合ってピニオンギヤ8からモータトルクが伝達される中間減速ギヤ(中間ギヤ)9と、この中間減速ギヤ9と噛み合って中間減速ギヤ9からモータトルクが伝達される最終ギヤと、ポペットバルブ1のバルブ軸部7に設けられたラック歯13とによって構成されている。   The power transmission mechanism is a torque transmission mechanism that transmits the driving force (rotational torque, motor output shaft torque: hereinafter referred to as motor torque) of the electric motor 4 to the valve shaft portion 7 of the poppet valve 1. It comprises a gear reduction mechanism that reduces the rotational speed (motor speed) of the motor shaft 41 to a predetermined reduction ratio. The gear reduction mechanism includes a cylindrical pinion gear (motor-side gear) 8 fixed to the outer periphery of the motor shaft 41 of the electric motor 4, and an intermediate reduction gear (not shown) that meshes with the pinion gear 8 and transmits motor torque from the pinion gear 8. (Intermediate gear) 9, a final gear that meshes with the intermediate reduction gear 9 to transmit motor torque from the intermediate reduction gear 9, and rack teeth 13 provided on the valve shaft portion 7 of the poppet valve 1. .

ピニオンギヤ8は、電動モータ4のモータ軸41と同軸的(例えば同一軸線上)に配設されている。このピニオンギヤ8は、ハウジング3のギヤボックス32に対して相対回転すると共に、電動モータ4のモータ軸41の軸心を中心にして回転運動を行う回転体である。このピニオンギヤ8は、金属材料によって一体的に形成されており、モータ軸41の周囲を取り囲むように配設された円筒状の小径筒部(円筒部)を有している。このピニオンギヤ8の円筒部は、電動モータ4のモータ軸41の外周に圧入嵌合等により固定されて、電動モータ4のモータ軸41と一体的に回転する。そして、ピニオンギヤ8の円筒部の外周には、複数の凸状歯が周方向全体に形成されている。ここで、電動モータ4のモータ軸41は、電動モータ4のモータ軸方向(およびハウジング3のギヤボックス32の軸線方向に平行な軸線方向)に延びる軸であり、ピニオンギヤ8の回転中心を成すピニオンギヤ軸(第1ギヤ軸)を構成する。このモータ軸41は、ハウジング3のギヤボックス32に対して相対回転する回転軸である。   The pinion gear 8 is disposed coaxially with the motor shaft 41 of the electric motor 4 (for example, on the same axis). The pinion gear 8 is a rotating body that rotates relative to the gear box 32 of the housing 3 and that rotates around the axis of the motor shaft 41 of the electric motor 4. The pinion gear 8 is integrally formed of a metal material, and has a cylindrical small diameter cylindrical portion (cylindrical portion) disposed so as to surround the motor shaft 41. The cylindrical portion of the pinion gear 8 is fixed to the outer periphery of the motor shaft 41 of the electric motor 4 by press fitting or the like, and rotates integrally with the motor shaft 41 of the electric motor 4. A plurality of convex teeth are formed in the entire circumferential direction on the outer periphery of the cylindrical portion of the pinion gear 8. Here, the motor shaft 41 of the electric motor 4 is a shaft extending in the motor axial direction of the electric motor 4 (and the axial direction parallel to the axial direction of the gear box 32 of the housing 3), and the pinion gear that forms the rotation center of the pinion gear 8. A shaft (first gear shaft) is configured. The motor shaft 41 is a rotating shaft that rotates relative to the gear box 32 of the housing 3.

中間減速ギヤ9は、電動モータ4のモータ軸41に並列して配置されて、ポペットバルブ1のバルブ軸部7の中心軸線方向に対して直交する方向に中間減速ギヤ軸46を有している。ここで、中間減速ギヤ軸46は、電動モータ4のモータ軸方向およびハウジング3のギヤボックス32の軸線方向に平行な軸方向に延びる支持軸であり、中間減速ギヤ9の回転中心を成す第2ギヤ軸を構成するものである。この中間減速ギヤ軸46は、金属材料によって一体的に形成されており、ハウジング3のギヤボックス32に対して固定されている。すなわち、中間減速ギヤ軸46の軸線方向の一端部は、ギヤカバーに形成された嵌合凹部に圧入固定されている。また、中間減速ギヤ軸46の軸線方向の他端部は、ハウジング3のギヤボックス32に形成された嵌合凹部に圧入固定されている。   The intermediate reduction gear 9 is arranged in parallel with the motor shaft 41 of the electric motor 4 and has an intermediate reduction gear shaft 46 in a direction orthogonal to the central axis direction of the valve shaft portion 7 of the poppet valve 1. . Here, the intermediate reduction gear shaft 46 is a support shaft extending in the axial direction parallel to the motor axial direction of the electric motor 4 and the axial direction of the gear box 32 of the housing 3, and is a second shaft that forms the rotation center of the intermediate reduction gear 9. It constitutes the gear shaft. The intermediate reduction gear shaft 46 is integrally formed of a metal material and is fixed to the gear box 32 of the housing 3. That is, one end of the intermediate reduction gear shaft 46 in the axial direction is press-fitted and fixed in a fitting recess formed in the gear cover. The other end portion of the intermediate reduction gear shaft 46 in the axial direction is press-fitted and fixed in a fitting recess formed in the gear box 32 of the housing 3.

また、中間減速ギヤ9は、ハウジング3のギヤボックス32に対して相対回転すると共に、中間減速ギヤ軸46の軸心を中心にして回転運動を行う回転体である。この中間減速ギヤ9は、樹脂材料(例えばポリアミド樹脂:PA)によって一体的に形成されており、中間減速ギヤ軸46の周囲を取り囲むように配設された円筒状の小径筒部(円筒部)を有している。この中間減速ギヤ9の円筒部は、中間減速ギヤ軸46の外周に回転自在に嵌め合わされて、中間減速ギヤ軸46の中心軸線周りに回転する。この中間減速ギヤ9の円筒部の軸線方向の一端部には、ピニオンギヤ8と噛み合う大径ギヤ47が形成されている。この大径ギヤ47は、中間減速ギヤ9の円筒部の外周に周方向全体に形成された複数の凸状歯である。また、中間減速ギヤ9の円筒部の軸線方向の他端側には、最終ギヤと噛み合う小径ギヤ(図示せず)が形成されている。この小径ギヤは、中間減速ギヤ9の円筒部の外周に周方向全体に形成された複数の凸状歯である。   The intermediate reduction gear 9 is a rotating body that rotates relative to the gear box 32 of the housing 3 and that rotates around the axis of the intermediate reduction gear shaft 46. The intermediate reduction gear 9 is integrally formed of a resin material (for example, polyamide resin: PA), and has a cylindrical small diameter cylindrical portion (cylindrical portion) disposed so as to surround the intermediate reduction gear shaft 46. have. The cylindrical portion of the intermediate reduction gear 9 is rotatably fitted to the outer periphery of the intermediate reduction gear shaft 46 and rotates around the central axis of the intermediate reduction gear shaft 46. A large-diameter gear 47 that meshes with the pinion gear 8 is formed at one end in the axial direction of the cylindrical portion of the intermediate reduction gear 9. The large-diameter gear 47 is a plurality of convex teeth formed on the outer periphery of the cylindrical portion of the intermediate reduction gear 9 in the entire circumferential direction. A small-diameter gear (not shown) that meshes with the final gear is formed on the other end side in the axial direction of the cylindrical portion of the intermediate reduction gear 9. The small-diameter gear is a plurality of convex teeth formed on the outer circumference of the cylindrical portion of the intermediate reduction gear 9 in the entire circumferential direction.

本実施例のトーションスプリング10は、図2および図3に示したように、最終ギヤの最終ギヤ軸49の周囲に弾性変形可能に配設されて、最終ギヤの回転位置を初期位置(デフォルト位置)に戻す方向に付勢するコイルスプリング(戻りバネ)である。また、トーションスプリング10は、最終ギヤ(2つの第1、第2回転体11、12)が正転方向(ポペットバルブ1の開弁方向)に回転すると、最終ギヤを正転方向に対して反対方向(逆転方向)に回転させる捩じり弾性力が蓄積される。なお、トーションスプリング10は、常時、最終ギヤに対して、ポペットバルブ1を流路孔5の開口周縁部(バルブシート2)に押し当てる方向にバネ荷重を与えるバネ荷重付与手段としての機能を有している。   As shown in FIGS. 2 and 3, the torsion spring 10 of the present embodiment is disposed around the final gear shaft 49 of the final gear so as to be elastically deformable, and the rotational position of the final gear is set to the initial position (default position). ) Is a coil spring (return spring) that is urged in the direction to return to (). Further, when the final gear (the two first and second rotating bodies 11 and 12) rotates in the normal rotation direction (opening direction of the poppet valve 1), the torsion spring 10 opposes the final gear with respect to the normal rotation direction. The torsional elastic force that rotates in the direction (reverse direction) is accumulated. The torsion spring 10 always has a function as a spring load applying means for applying a spring load to the final gear in a direction in which the poppet valve 1 is pressed against the opening peripheral portion (valve seat 2) of the flow path hole 5. is doing.

このトーションスプリング10は、最終ギヤ、特に第1回転体11の外周とハウジング3のスプリングガイドの内周部との間に形成されるスプリング収容空間の内部に配設された円筒コイル部50を有している。この円筒コイル部50は、スプリング収容空間の内部において第1回転体11の周囲を螺旋状に取り囲むように最終ギヤの軸線方向に沿って配設されている。そして、トーションスプリング10の円筒コイル部50の軸線方向の両側には、最終ギヤのフランジ部57およびハウジング3のギヤボックス32にそれぞれ保持される一対の第1、第2コイル端末51、52が設けられている。第1コイル端末51は、L字状に形成されており、最終ギヤの第2回転体12に設けられた第1スプリングフック(第1係止部)53に係止されている。また、第2コイル端末52は、L字状に形成されており、ハウジング3のギヤボックス32の内周部に設けられた第2スプリングフック(第2係止部)54に係止されている。   The torsion spring 10 has a cylindrical coil portion 50 disposed in a spring accommodating space formed between the outer periphery of the final gear, particularly the first rotating body 11 and the inner peripheral portion of the spring guide of the housing 3. is doing. The cylindrical coil portion 50 is disposed along the axial direction of the final gear so as to spirally surround the first rotating body 11 inside the spring accommodating space. A pair of first and second coil terminals 51 and 52 are respectively provided on both sides in the axial direction of the cylindrical coil portion 50 of the torsion spring 10 and held by the flange portion 57 of the final gear and the gear box 32 of the housing 3. It has been. The first coil terminal 51 is formed in an L shape and is locked to a first spring hook (first locking portion) 53 provided on the second rotating body 12 of the final gear. The second coil terminal 52 is formed in an L shape and is locked to a second spring hook (second locking portion) 54 provided on the inner peripheral portion of the gear box 32 of the housing 3. .

最終ギヤは、図1ないし図4に示したように、電動モータ4のモータ軸41に並列して配置されて、ポペットバルブ1のバルブ軸部7の中心軸線方向に対して直交する方向に最終ギヤ軸49を有している。ここで、最終ギヤ軸49は、本発明の動力伝達機構の軸に相当するもので、電動モータ4のモータ軸方向およびハウジング3のギヤボックス32の軸線方向に平行な軸方向に延びる支持軸であり、最終ギヤの回転中心を成す第3ギヤ軸を構成するものである。この最終ギヤ軸49は、金属材料によって一体的に形成されており、ハウジング3のギヤボックス32に対して固定されている。すなわち、最終ギヤ軸49の軸線方向の一端部は、ギヤカバーに形成された嵌合凹部に圧入固定されている。また、最終ギヤ軸49の軸線方向の他端部は、ハウジング3のギヤボックス32に形成された嵌合凹部に圧入固定されている。また、最終ギヤは、最終ギヤ軸49の軸心を中心にして回転運動を行う2つの第1、第2回転体11、12によって構成されている。   As shown in FIGS. 1 to 4, the final gear is arranged in parallel with the motor shaft 41 of the electric motor 4, and finally moves in a direction orthogonal to the central axis direction of the valve shaft portion 7 of the poppet valve 1. A gear shaft 49 is provided. Here, the final gear shaft 49 corresponds to the shaft of the power transmission mechanism of the present invention, and is a support shaft extending in the axial direction parallel to the motor axial direction of the electric motor 4 and the axial direction of the gear box 32 of the housing 3. There is a third gear shaft that forms the center of rotation of the final gear. The final gear shaft 49 is integrally formed of a metal material and is fixed to the gear box 32 of the housing 3. That is, one end portion of the final gear shaft 49 in the axial direction is press-fitted and fixed in a fitting recess formed in the gear cover. The other end portion of the final gear shaft 49 in the axial direction is press-fitted and fixed in a fitting recess formed in the gear box 32 of the housing 3. Further, the final gear is constituted by two first and second rotating bodies 11 and 12 that perform rotational movement about the axis of the final gear shaft 49.

第1回転体11は、それ自体が最終減速ギヤを構成し、動力伝達機構(歯車減速機構)の動力伝達経路上において第2回転体12よりもモータ側に配設されて、ハウジング3のギヤボックス32に対して相対回転する。この第1回転体11は、第2回転体12の材質よりも熱に対する剛性または強度が低く、しかも第2回転体12の材質よりも融点が低い樹脂材料(例えばポリアミド樹脂:PA)によって一体的に形成されている。そして、第1回転体11は、最終ギヤ軸49の周囲を取り囲むように配設されて、内部に軸方向孔55が形成された円筒状の小径筒部(円筒部)56を有している。この第1回転体11の小径筒部56は、最終ギヤ軸49の外周に回転自在に嵌め合わされて、最終ギヤ軸49の中心軸線周りに回転する。   The first rotating body 11 itself constitutes the final reduction gear, and is disposed on the motor side of the second rotating body 12 on the power transmission path of the power transmission mechanism (gear speed reduction mechanism). It rotates relative to the box 32. The first rotating body 11 is integrally formed of a resin material (for example, polyamide resin: PA) having a lower rigidity or strength against heat than the material of the second rotating body 12 and a lower melting point than the material of the second rotating body 12. Is formed. The first rotating body 11 has a cylindrical small-diameter cylindrical portion (cylindrical portion) 56 that is disposed so as to surround the periphery of the final gear shaft 49 and has an axial hole 55 formed therein. . The small-diameter cylindrical portion 56 of the first rotating body 11 is rotatably fitted on the outer periphery of the final gear shaft 49 and rotates around the central axis of the final gear shaft 49.

そして、第1回転体11の小径筒部56の軸線方向の一端部には、小径筒部56の外周から最終ギヤの半径方向の外径側に突出するように円環板状のフランジ部57が一体的に形成されている。このフランジ部57の最大外径部には、小径筒部56の外径よりも大きく、中間減速ギヤ9の小径ギヤと噛み合う最終減速ギヤ部59が形成されている。この最終減速ギヤ部59は、フランジ部57の最大外径部の外周の一部に円弧状に形成された複数の凸状歯である。なお、最終減速ギヤ部59の板厚(第1回転体11の軸線方向の寸法)は、フランジ部57よりも厚い。   An annular plate-like flange portion 57 projects from the outer periphery of the small diameter cylindrical portion 56 to the outer diameter side in the radial direction of the final gear at one end portion in the axial direction of the small diameter cylindrical portion 56 of the first rotating body 11. Are integrally formed. A final reduction gear portion 59 that is larger than the outer diameter of the small diameter cylindrical portion 56 and meshes with the small diameter gear of the intermediate reduction gear 9 is formed at the maximum outer diameter portion of the flange portion 57. The final reduction gear portion 59 is a plurality of convex teeth formed in an arc shape on a part of the outer periphery of the maximum outer diameter portion of the flange portion 57. The plate thickness of the final reduction gear portion 59 (the dimension in the axial direction of the first rotating body 11) is thicker than the flange portion 57.

また、第1回転体11の小径筒部56の軸線方向の他端部には、内部に軸方向孔55よりも内径の大きい嵌合孔61が形成された円筒状の嵌合筒部(第1結合部)62が一体的に形成されている。この嵌合筒部62は、第2回転体12の第2結合部の周囲を覆うように延びており、嵌合孔61の底部に、第2回転体12の結合端面に対向配置される円環状の結合端面63が形成されている。また、本実施例では、軸方向孔55および嵌合孔61の内部を最終ギヤ軸49が貫通している。そして、第1回転体11の嵌合筒部62の内周面には、第2回転体12の第2結合部の表面に係合される複数個の嵌合凸部64が一体的に形成されている。これらの嵌合凸部64は、嵌合筒部62の周方向に所定の間隔(等間隔:例えば120°間隔)で、嵌合筒部62の内周面から最終ギヤ軸側(第1回転体11の中心軸線側)に向けて突出するように筋状に設けられている。複数個の嵌合凸部64は、嵌合筒部62の開口端から嵌合孔61の底部に向けて、第1回転体11の嵌合筒部62の軸線方向に延びている。   In addition, a cylindrical fitting tube portion (first shape) in which a fitting hole 61 having an inner diameter larger than that of the axial hole 55 is formed at the other end portion in the axial direction of the small diameter tube portion 56 of the first rotating body 11. 1 coupling portion) 62 is integrally formed. The fitting cylinder portion 62 extends so as to cover the periphery of the second coupling portion of the second rotating body 12, and is a circle disposed at the bottom of the fitting hole 61 so as to face the coupling end surface of the second rotating body 12. An annular coupling end face 63 is formed. In this embodiment, the final gear shaft 49 passes through the axial hole 55 and the fitting hole 61. A plurality of fitting convex portions 64 that are engaged with the surface of the second coupling portion of the second rotating body 12 are integrally formed on the inner peripheral surface of the fitting cylindrical portion 62 of the first rotating body 11. Has been. These fitting convex portions 64 are spaced from the inner peripheral surface of the fitting cylinder portion 62 at the final gear shaft side (first rotation) at a predetermined interval (equal interval: for example, 120 ° interval) in the circumferential direction of the fitting cylinder portion 62. It is provided in a streak shape so as to protrude toward the central axis side of the body 11. The plurality of fitting projections 64 extend from the opening end of the fitting cylinder portion 62 toward the bottom of the fitting hole 61 in the axial direction of the fitting cylinder portion 62 of the first rotating body 11.

また、第1回転体11の小径筒部56および嵌合筒部62の外周部は、トーションスプリング10の円筒コイル部50のコイル内径側を保持するスプリング内周ガイドとして機能している。また、第1回転体11の小径筒部56および嵌合筒部62は、ハウジング3のスプリングガイドの内周部との間に、トーションスプリング10の円筒コイル部50を弾性変形自在に収容する円筒状のスプリング収容空間を形成している。なお、フランジ部57には、第1回転体11の小径筒部56および嵌合筒部62の外周とトーションスプリング10の円筒コイル部50のコイル内径との円筒状隙間と、スプリング収容空間の外部(本実施例では最終ギヤの外部)とをフランジ部57の軸線方向に連通するように開口した3つのスリット65が形成されている。   Further, the outer peripheral portions of the small diameter cylindrical portion 56 and the fitting cylindrical portion 62 of the first rotating body 11 function as a spring inner peripheral guide that holds the coil inner diameter side of the cylindrical coil portion 50 of the torsion spring 10. Further, the small-diameter cylindrical portion 56 and the fitting cylindrical portion 62 of the first rotating body 11 are cylinders that elastically deformably accommodate the cylindrical coil portion 50 of the torsion spring 10 between the inner peripheral portion of the spring guide of the housing 3. A spring-shaped spring accommodating space is formed. The flange portion 57 includes a cylindrical gap between the outer periphery of the small diameter cylindrical portion 56 and the fitting cylindrical portion 62 of the first rotating body 11 and the inner diameter of the cylindrical coil portion 50 of the torsion spring 10, and the outside of the spring accommodating space. Three slits 65 are formed so as to communicate with the outside of the final gear in the present embodiment in the axial direction of the flange portion 57.

第2回転体12は、第1回転体11と同軸的(例えば同一軸線上)に配設されている。また、第2回転体12は、それ自体が出力ギヤを構成し、動力伝達機構(歯車減速機構)の動力伝達経路上において第1回転体11よりもバルブ側(特に最もバルブ側)に配設されて、ハウジング3のギヤボックス32に対して相対回転する。この第2回転体12は、金属材料によって一体的に形成されており、最終ギヤ軸49の周囲を取り囲むように配設されて、内部に軸方向孔71が形成された円筒状の嵌合筒部(円筒部)72を有している。この第2回転体12の嵌合筒部72は、最終ギヤ軸49の外周に回転自在に嵌め合わされて、最終ギヤ軸49の中心軸線周りに回転する。また、本実施例では、軸方向孔71の内部を最終ギヤ軸49が貫通している。   The second rotating body 12 is disposed coaxially with the first rotating body 11 (for example, on the same axis). The second rotating body 12 itself constitutes an output gear, and is disposed on the valve side (particularly on the most valve side) of the first rotating body 11 on the power transmission path of the power transmission mechanism (gear reduction mechanism). Then, it rotates relative to the gear box 32 of the housing 3. The second rotating body 12 is integrally formed of a metal material, is disposed so as to surround the periphery of the final gear shaft 49, and has a cylindrical fitting tube in which an axial hole 71 is formed. A portion (cylindrical portion) 72 is provided. The fitting cylinder portion 72 of the second rotating body 12 is rotatably fitted to the outer periphery of the final gear shaft 49 and rotates around the central axis of the final gear shaft 49. In the present embodiment, the final gear shaft 49 passes through the inside of the axial hole 71.

第2回転体12の嵌合筒部72の軸線方向の一端部には、第1回転体11の結合端面63に対向配置される円環状の結合端面73が形成されている。また、第2回転体12の嵌合筒部72は、第1回転体11の嵌合孔61の内部に嵌め込まれて嵌合筒部62に結合する第2結合部を構成している。この嵌合筒部72の外周面(表面)には、複数個の嵌合凸部64を係合する複数個の嵌合凹部74が一体的に形成されている。これらの嵌合凹部74は、嵌合筒部72の外周面において嵌合凸部64に対応した位置に筋状に設けられている。そして、本実施例の最終ギヤは、第1回転体11の嵌合筒部62の嵌合凸部64と第2回転体12の嵌合筒部72の嵌合凹部74とを係合(または嵌合)させることで、第1回転体11に対する第2回転体12の相対回転が阻止される。つまり2つの第1、第2回転体11、12の回り止めが成される。   An annular coupling end surface 73 is formed at one end of the fitting cylinder portion 72 of the second rotating body 12 in the axial direction so as to face the coupling end surface 63 of the first rotating body 11. Further, the fitting cylinder portion 72 of the second rotating body 12 constitutes a second coupling portion that is fitted into the fitting hole 61 of the first rotating body 11 and is coupled to the fitting cylinder portion 62. A plurality of fitting recesses 74 that engage with the plurality of fitting protrusions 64 are integrally formed on the outer peripheral surface (front surface) of the fitting cylinder portion 72. These fitting concave portions 74 are provided in a streak shape at positions corresponding to the fitting convex portions 64 on the outer peripheral surface of the fitting cylindrical portion 72. And the final gear of a present Example engages the fitting convex part 64 of the fitting cylinder part 62 of the 1st rotary body 11, and the fitting recessed part 74 of the fitting cylinder part 72 of the 2nd rotary body 12 (or). By fitting), the relative rotation of the second rotating body 12 with respect to the first rotating body 11 is prevented. That is, the two first and second rotating bodies 11 and 12 are prevented from rotating.

なお、複数個の嵌合凸部64を除く、第1回転体11の嵌合筒部62の内周面(内径面)と、第2回転体12の嵌合筒部72の外周面(外径面)との間には、第1回転体11に対して第2回転体12の相対回転を可能とする微少なクリアランスが形成されている。また、第2回転体12の嵌合筒部72の軸線方向の他端部には、運動方向変換機構の構成要素の1つであるピニオンギヤ部75が形成されている。このピニオンギヤ部75は、第2回転体12の嵌合筒部72の外周の一部(最大外径部79)に円弧状に形成された複数の凸状歯である。   Note that the inner peripheral surface (inner diameter surface) of the fitting cylinder portion 62 of the first rotating body 11 and the outer peripheral surface (outer surface) of the fitting cylinder portion 72 of the second rotating body 12 excluding the plurality of fitting convex portions 64. A minute clearance is formed between the first rotating body 11 and the second rotating body 12 so as to allow relative rotation of the second rotating body 12. Further, a pinion gear portion 75 that is one of the components of the motion direction conversion mechanism is formed at the other end portion in the axial direction of the fitting cylindrical portion 72 of the second rotating body 12. The pinion gear portion 75 is a plurality of convex teeth formed in an arc shape on a part of the outer periphery (maximum outer diameter portion 79) of the fitting cylinder portion 72 of the second rotating body 12.

運動方向変換機構は、最終ギヤの第2回転体12のピニオンギヤ部75、およびこのピニオンギヤ部75と噛み合う複数のラック歯13等よりなり、最終ギヤの回転運動をポペットバルブ1の中心軸線方向の往復直線運動に変換するラック・アンド・ピニオン部を構成している。また、複数のラック歯13は、ポペットバルブ1のバルブ軸部7の軸線方向のバルブ頭部側に対して反対側(バルブ軸部7の中心軸線方向の他方側)の、ピニオン側面に設けられている。これらのラック歯13は、バルブ軸部7の中心軸線方向に沿って凹凸を繰り返すように形成されている。なお、本実施例では、複数のラック歯13をポペットバルブ1のバルブ軸部7に一体的に形成しているが、複数のラック歯13をラックバーに一体的に形成した後に、ポペットバルブ1のバルブ軸部7とラックバーとが一体的に動作可能となるように結合しても良い。   The movement direction conversion mechanism includes a pinion gear portion 75 of the second rotating body 12 of the final gear and a plurality of rack teeth 13 that mesh with the pinion gear portion 75, and the rotational movement of the final gear is reciprocated in the direction of the central axis of the poppet valve 1. The rack and pinion part that converts to linear motion is constructed. The plurality of rack teeth 13 are provided on the side surface of the pinion opposite to the valve head side in the axial direction of the valve shaft portion 7 of the poppet valve 1 (the other side in the central axis direction of the valve shaft portion 7). ing. These rack teeth 13 are formed so as to repeat unevenness along the central axis direction of the valve shaft portion 7. In the present embodiment, the plurality of rack teeth 13 are formed integrally with the valve shaft portion 7 of the poppet valve 1, but after the plurality of rack teeth 13 are formed integrally with the rack bar, the poppet valve 1 is formed. The valve shaft 7 and the rack bar may be coupled so as to be able to operate integrally.

[実施例1の作用]
次に、本実施例の2次空気供給システムの作用、特にこの2次空気供給システムに組み込まれる2次空気制御弁の作用、すなわち、2次空気制御弁を開弁駆動した際の2次空気の流れを図1ないし図4に基づいて説明する。
[Operation of Example 1]
Next, the operation of the secondary air supply system of the present embodiment, particularly the operation of the secondary air control valve incorporated in the secondary air supply system, that is, the secondary air when the secondary air control valve is driven to open. The flow will be described with reference to FIGS.

ここで、自動車等の車両には、エンジンの燃焼室より排出される排気ガス中の有害成分とされる、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)の3つの元素を一括して化学反応により、無害な成分に変化させる、特に酸化作用により炭化水素(HC)を無害な水(H2 O)に変化させる三元触媒コンバータ等の排気ガス浄化装置が搭載されている。しかし、三元触媒は、エンジンの燃焼時における空気と燃料との混合比が理論空燃比でないと、化学反応が正しく行われないので、理論空燃比である15:1を保つ必要がある。また、三元触媒は、エンジンの始動直後のような排気ガス温度が低い場合(約350℃以下)はうまく作動しない。 Here, a vehicle such as an automobile has three types of carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), and nitrogen oxide (NOx), which are harmful components in exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine. Equipped with exhaust gas purification devices such as three-way catalytic converters that change elements into harmless components by chemical reaction, especially hydrocarbon (HC) to harmless water (H 2 O) by oxidation action ing. However, the three-way catalyst must maintain the theoretical air-fuel ratio of 15: 1 because the chemical reaction cannot be performed correctly unless the mixing ratio of air and fuel at the time of engine combustion is the stoichiometric air-fuel ratio. In addition, the three-way catalyst does not operate well when the exhaust gas temperature is low (approximately 350 ° C. or less) immediately after the engine is started.

このため、エンジン始動時、排気ガス温度が低い時には、電動エアポンプを動作させて、2次空気流路管内に2次空気を発生させ、この電動エアポンプの動作によって発生した2次空気を2次空気流路管、2次空気制御弁、エンジン排気管を経由して三元触媒コンバータに導いて三元触媒の暖機を促進させて三元触媒を活性化させることが望ましい。そこで、ECUは、エンジンの始動直後のような排気ガス温度が低い時(排気温度センサによって検出した排気ガス温度が所定値よりも低い時、あるいは触媒温度センサによって検出した三元触媒の温度が所定値よりも低い時)に、電動エアポンプに電力(ポンプ駆動電流)を供給して、電動エアポンプを動作させる。これにより、電動エアポンプによる2次空気の圧送供給が開始される。   Therefore, when the engine is started and the exhaust gas temperature is low, the electric air pump is operated to generate secondary air in the secondary air flow pipe, and the secondary air generated by the operation of the electric air pump is converted into the secondary air. It is desirable to guide the three-way catalytic converter through the flow path pipe, the secondary air control valve, and the engine exhaust pipe to promote the warm-up of the three-way catalyst and activate the three-way catalyst. Therefore, the ECU determines when the exhaust gas temperature is low, such as immediately after engine startup (when the exhaust gas temperature detected by the exhaust temperature sensor is lower than a predetermined value, or when the temperature of the three-way catalyst detected by the catalyst temperature sensor is predetermined). When the value is lower than the value, electric power (pump drive current) is supplied to the electric air pump to operate the electric air pump. Thereby, the pressure supply supply of the secondary air by the electric air pump is started.

また、ECUは、2次空気制御弁の電動モータ4に電力(モータ駆動電流)を供給して、モータ軸41を、ポペットバルブ1を開弁駆動させるのに必要な所定の回転角度分だけ回転させる。これにより、モータトルクによって歯車減速機構および運動方向変換機構(ラック・アンド・ピニオン)よりなる動力伝達機構を介してポペットバルブ1が開弁駆動される。具体的には、電動モータ4のモータ軸41が所定の回転角度分だけ回転し、この電動モータ4のモータ軸41に固定されているピニオンギヤ8がモータ軸41の中心軸線周りに所定の回転角度分だけ回転し、そのピニオンギヤ8と噛合されている中間減速ギヤ9の大径ギヤ47にモータトルクが伝達される。   Further, the ECU supplies electric power (motor drive current) to the electric motor 4 of the secondary air control valve, and rotates the motor shaft 41 by a predetermined rotation angle necessary to drive the poppet valve 1 to open. Let As a result, the poppet valve 1 is driven to open by the motor torque via the power transmission mechanism including the gear reduction mechanism and the movement direction conversion mechanism (rack and pinion). Specifically, the motor shaft 41 of the electric motor 4 is rotated by a predetermined rotation angle, and the pinion gear 8 fixed to the motor shaft 41 of the electric motor 4 is rotated around the central axis of the motor shaft 41 by a predetermined rotation angle. The motor torque is transmitted to the large-diameter gear 47 of the intermediate reduction gear 9 that is rotated by an amount corresponding to the pinion gear 8.

そして、大径ギヤ47の回転に伴って中間減速ギヤ9の小径ギヤが中間減速ギヤ軸46の中心軸線周りに所定の回転角度分だけ回転し、その小径ギヤと噛合されている最終ギヤの第1回転体11の最終減速ギヤ部59にモータトルクが伝達される。このとき、トーションスプリング10には、最終ギヤ(2つの第1、第2回転体11、12)を元の位置に逆回転させる方向の捩じり弾性力が発生する(蓄積される)。
そして、電動モータ4のモータトルク(回転トルク)が、第1回転体11の嵌合筒部62の内周面に設けられた複数個の嵌合凸部64から、これらの嵌合凸部64に動力伝達可能に係合(または嵌合)する複数個の嵌合凹部74を有する第2回転体12の嵌合筒部72に伝わる。
As the large-diameter gear 47 rotates, the small-diameter gear of the intermediate reduction gear 9 rotates around the central axis of the intermediate reduction gear shaft 46 by a predetermined rotation angle, and the first gear of the final gear meshed with the small-diameter gear is rotated. The motor torque is transmitted to the final reduction gear portion 59 of the one rotating body 11. At this time, the torsion spring 10 generates (accumulates) a torsional elastic force in a direction to reversely rotate the final gear (the two first and second rotating bodies 11 and 12) to the original position.
The motor torque (rotational torque) of the electric motor 4 is changed from a plurality of fitting convex portions 64 provided on the inner peripheral surface of the fitting cylindrical portion 62 of the first rotating body 11 to these fitting convex portions 64. Is transmitted to the fitting cylinder portion 72 of the second rotating body 12 having a plurality of fitting recesses 74 that are engaged (or fitted) so as to be capable of transmitting power.

すなわち、第1回転体11の最終減速ギヤ部59の回転に伴って最終ギヤの第2回転体12のピニオンギヤ部75が最終ギヤ軸49の中心軸線周りに所定の回転角度分だけ回転し、そのピニオンギヤ部75と噛み合う複数のラック歯13を有するバルブ軸部7が、ピニオンギヤ部75の回転角度分だけ、バルブ軸部7の中心軸線方向の一方側(ポペットバルブ1のバルブ頭部6が流路孔5を開く側、図示下方側)に直線運動する。これにより、バルブ軸部7の中心軸線方向の一端側(図示下端側)に設けられたバルブ頭部6の背面側が、バルブシート2より離座することで流路孔5が開放される。このとき、ポペットバルブ1のバルブ頭部6は、バルブシート2よりも2次空気の流れ方向の下流側にリフトするため、ポペットバルブ1の開弁中はバルブ頭部6が逆止弁の流体通過口の直前の位置で開弁状態が保持される。   That is, as the final reduction gear portion 59 of the first rotating body 11 rotates, the pinion gear portion 75 of the second rotating body 12 of the final gear rotates around the central axis of the final gear shaft 49 by a predetermined rotation angle, The valve shaft portion 7 having a plurality of rack teeth 13 meshing with the pinion gear portion 75 is one side in the central axis direction of the valve shaft portion 7 by the rotation angle of the pinion gear portion 75 (the valve head 6 of the poppet valve 1 is a flow path). It moves linearly to the side where the hole 5 is opened (the lower side in the figure). As a result, the back surface side of the valve head 6 provided on one end side (the lower end side in the figure) of the valve shaft portion 7 in the central axis direction is separated from the valve seat 2 to open the flow path hole 5. At this time, the valve head 6 of the poppet valve 1 is lifted downstream of the valve seat 2 in the flow direction of the secondary air, so that the valve head 6 is a check valve fluid while the poppet valve 1 is opened. The valve open state is maintained at a position immediately before the passage opening.

したがって、電動エアポンプの吐出口から吐出された2次空気は、2次空気流路管を経由してインレットポート15からインレットパイプ14内に流入する。インレットパイプ14内に流入した2次空気は、インレットポート15から流体導入流路16を経由して、流路孔5に流れ込む。そして、流路孔5を通過した2次空気は、連通路17の内部においてポペットバルブ1のバルブ頭部6の外周端縁部と連通路17の流路壁面との間を通って、逆止弁の流体通過口に流れ込む。そして、逆止弁の流体通過口に流入した2次空気の圧力によって逆止弁のリードバルブが開弁し、逆止弁の流体通過口が開放される。これにより、逆止弁の流体通過口を通過した2次空気は、逆止弁のハウジングより流出して、三元触媒コンバータの上流側のエンジン排気管を経由し、三元触媒コンバータに送り込まれる。このため、エンジン始動時、排気ガス温度が低い時でも、電動エアポンプを作動させることにより発生する2次空気が三元触媒コンバータに導かれるので、酸素(O2 )が燃焼し三元触媒が昇化、活性化する。特に酸化作用により炭化水素(HC)が無害な水(H2 O)に変化することで、炭化水素(HC)の大気中への排出量が低減される。 Therefore, the secondary air discharged from the discharge port of the electric air pump flows into the inlet pipe 14 from the inlet port 15 via the secondary air flow path pipe. The secondary air that has flowed into the inlet pipe 14 flows into the flow path hole 5 from the inlet port 15 via the fluid introduction flow path 16. Then, the secondary air that has passed through the flow path hole 5 passes between the outer peripheral edge of the valve head 6 of the poppet valve 1 and the flow path wall surface of the communication path 17 in the communication path 17, thereby making a check. It flows into the fluid passage of the valve. Then, the reed valve of the check valve is opened by the pressure of the secondary air flowing into the fluid passage port of the check valve, and the fluid passage port of the check valve is opened. As a result, the secondary air that has passed through the fluid passage port of the check valve flows out of the check valve housing and is sent to the three-way catalytic converter via the engine exhaust pipe on the upstream side of the three-way catalytic converter. . Therefore, even when the exhaust gas temperature is low when the engine is started, the secondary air generated by operating the electric air pump is guided to the three-way catalytic converter, so that oxygen (O 2 ) burns and the three-way catalyst rises. Activate. In particular, the hydrocarbon (HC) is changed to harmless water (H 2 O) by the oxidation action, so that the emission amount of the hydrocarbon (HC) into the atmosphere is reduced.

[実施例1の効果]
以上のように、本実施例の2次空気制御弁においては、ポペットバルブ1を駆動する動力伝達機構(歯車減速機構)の最終ギヤが、別体構造の2つの第1、第2回転体11、12によって構成されている。そして、動力伝達機構(歯車減速機構)の動力伝達経路上においてモータ側に配設される第1回転体11を、金属材料よりも耐熱性に劣り、融点の低い樹脂材料によって形成し、また、動力伝達機構(歯車減速機構)の動力伝達経路上においてバルブ側に配設される第2回転体12を、樹脂材料よりも耐熱性に優れ、融点の高い金属材料によって形成している。
[Effect of Example 1]
As described above, in the secondary air control valve of this embodiment, the final gear of the power transmission mechanism (gear reduction mechanism) for driving the poppet valve 1 is the two first and second rotating bodies 11 having separate structures. , 12. The first rotating body 11 disposed on the motor side on the power transmission path of the power transmission mechanism (gear reduction mechanism) is formed of a resin material having a lower melting point and lower heat resistance than a metal material, The second rotating body 12 disposed on the valve side on the power transmission path of the power transmission mechanism (gear reduction mechanism) is made of a metal material that has better heat resistance than the resin material and has a high melting point.

そして、第1回転体11の嵌合筒部62の嵌合凸部64と第2回転体12の嵌合筒部72の嵌合凹部74とを係合させた状態で、第1回転体11の嵌合筒部62の嵌合孔61の内部に、第2回転体12の嵌合筒部72を差し込むことで、2つの第1、第2回転体11、12を一体化して最終ギヤを構成している。このとき、第1回転体11の嵌合筒部62の結合端面63と第2回転体12の嵌合筒部72の結合端面73とが面接触(または微少間隙を隔てて対向配置)される。   And the 1st rotary body 11 in the state which engaged the fitting convex part 64 of the fitting cylinder part 62 of the 1st rotary body 11, and the fitting recessed part 74 of the fitting cylinder part 72 of the 2nd rotary body 12. By inserting the fitting cylinder portion 72 of the second rotating body 12 into the fitting hole 61 of the fitting cylinder portion 62, the two first and second rotating bodies 11 and 12 are integrated to form the final gear. It is composed. At this time, the coupling end surface 63 of the fitting cylinder portion 62 of the first rotating body 11 and the coupling end surface 73 of the fitting cylinder portion 72 of the second rotating body 12 are in surface contact (or arranged to face each other with a minute gap). .

そして、2次空気供給システムに組み込まれた2次空気制御弁においては、ポペットバルブ1に、電動モータ4に発生したモータトルク(駆動力)を伝えてバルブシート2の流路孔5を開放している時に、電動モータ4または動力伝達機構(歯車減速機構)に故障(ロック)が発生すると、ポペットバルブ1が開弁状態に維持される。
このような電動モータ4または動力伝達機構(歯車減速機構)の故障(ロック)に伴ってポペットバルブ1が開弁故障すると、ハウジング3の内部に形成される連通路17および流体導入流路16に流れ込む高温流体(例えば500℃以上の高温排気ガス)に、ポペットバルブ1のバルブ頭部6およびバルブ軸部7が晒されて、ポペットバルブ自体の温度が昇温して高温となる。そして、高温排気ガスの熱が、ポペットバルブ1のバルブ軸部7から最終ギヤの第2回転体12に設けられたピニオンギヤ部75に伝わり、第2回転体自体の温度が昇温して高温となり、第2回転体12の嵌合筒部72の外周面に設けられた嵌合凹部74から第1回転体11の嵌合筒部62の内周面に設けられた嵌合凸部64に伝わる。
In the secondary air control valve incorporated in the secondary air supply system, the motor torque (driving force) generated in the electric motor 4 is transmitted to the poppet valve 1 to open the flow path hole 5 of the valve seat 2. When a failure (lock) occurs in the electric motor 4 or the power transmission mechanism (gear reduction mechanism), the poppet valve 1 is maintained in the open state.
When the poppet valve 1 fails to open due to the failure (lock) of the electric motor 4 or the power transmission mechanism (gear reduction mechanism), the communication passage 17 and the fluid introduction passage 16 formed inside the housing 3 The valve head 6 and the valve shaft 7 of the poppet valve 1 are exposed to the flowing high-temperature fluid (for example, high-temperature exhaust gas of 500 ° C. or higher), and the temperature of the poppet valve itself is increased to a high temperature. Then, the heat of the high-temperature exhaust gas is transmitted from the valve shaft portion 7 of the poppet valve 1 to the pinion gear portion 75 provided in the second rotating body 12 of the final gear, and the temperature of the second rotating body itself is raised to a high temperature. From the fitting concave portion 74 provided on the outer peripheral surface of the fitting cylindrical portion 72 of the second rotating body 12, it is transmitted to the fitting convex portion 64 provided on the inner peripheral surface of the fitting cylindrical portion 62 of the first rotating body 11. .

ここで、モータ側の第1回転体11は、バルブ側の第2回転体12の材質(金属材料)よりも熱に対する剛性または強度が低く、しかも第2回転体12の材質よりも融点が低い樹脂材料によって形成されているので、第1回転体11の嵌合筒部62の嵌合凸部自体の温度が昇温して高温となると、複数個の嵌合凸部64が第2回転体12の嵌合筒部72よりも先に熱変形(溶損)する。これらの嵌合凸部64の熱変形に伴って、第1回転体11の嵌合筒部62と第2回転体12の嵌合筒部72との結合力が弱まるため、第1回転体11の嵌合筒部62と第2回転体12の嵌合筒部72との結合が外れる。これによって、トーションスプリング10のスプリング力(付勢力、バネ荷重)によってポペットバルブ1がバルブ全閉位置に戻されて閉弁(全閉)し、バルブシート2の流路孔5が閉鎖される。   Here, the first rotating body 11 on the motor side has lower rigidity or strength against heat than the material (metal material) of the second rotating body 12 on the valve side, and has a lower melting point than the material of the second rotating body 12. Since it is formed of a resin material, when the temperature of the fitting convex portion itself of the fitting cylindrical portion 62 of the first rotating body 11 is raised to a high temperature, the plurality of fitting convex portions 64 become the second rotating body. It is thermally deformed (melted) before the 12 fitting cylinders 72. The coupling force between the fitting cylinder portion 62 of the first rotating body 11 and the fitting cylinder portion 72 of the second rotating body 12 is weakened along with the thermal deformation of the fitting convex portions 64, and thus the first rotating body 11. The fitting cylinder part 62 and the fitting cylinder part 72 of the second rotating body 12 are disconnected from each other. Accordingly, the poppet valve 1 is returned to the valve fully closed position by the spring force (biasing force, spring load) of the torsion spring 10 and is closed (fully closed), and the flow path hole 5 of the valve seat 2 is closed.

したがって、2次空気制御弁のポペットバルブ1の開弁故障時における、ハウジング3の内部に形成される連通路17および流体導入流路16への高温排気ガスの流れ込みを防止することができるので、バルブシート2よりも電動エアポンプ側のシステム内部への高温排気ガスの流れ込みが止まる。すなわち、バルブシート2よりも電動エアポンプ側のシステム内部への高温排気ガスの流れ込みを確実に阻止できるので、2次空気供給システム内部の異常昇温を防止することができる。これにより、システム故障を防止することができる。また、ダストシール33の材質としてゴム材料等を用いた場合には、高温排気ガスの熱を受けてダストシール33が熱劣化するのを防止できるので、ダストシール33のシール性能の低下を防止することができる。   Therefore, it is possible to prevent the high-temperature exhaust gas from flowing into the communication passage 17 and the fluid introduction passage 16 formed inside the housing 3 when the poppet valve 1 of the secondary air control valve fails to open. The flow of high-temperature exhaust gas into the system inside the electric air pump from the valve seat 2 stops. That is, since the flow of high-temperature exhaust gas into the system on the electric air pump side with respect to the valve seat 2 can be reliably prevented, abnormal temperature rise in the secondary air supply system can be prevented. Thereby, a system failure can be prevented. Further, when a rubber material or the like is used as the material of the dust seal 33, it is possible to prevent the dust seal 33 from being thermally deteriorated due to the heat of the high-temperature exhaust gas, and thus it is possible to prevent a reduction in the sealing performance of the dust seal 33. .

図5は本発明の実施例2を示したもので、歯車減速機構の最終ギヤを示した図である。   FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, and is a view showing a final gear of the gear reduction mechanism.

本実施例の2次空気制御弁においては、ポペットバルブ1を駆動する動力伝達機構(歯車減速機構)の最終ギヤが、別体構造の2つの第1、第2回転体11、12によって構成されている。そして、動力伝達機構(歯車減速機構)の動力伝達経路上においてモータ側に配設される第1回転体11を、バルブ側の第2回転体12の材質(金属材料)よりも熱に対する剛性または強度が低く、しかも第2回転体12の材質よりも融点が低い樹脂材料によって形成している。   In the secondary air control valve of the present embodiment, the final gear of the power transmission mechanism (gear reduction mechanism) that drives the poppet valve 1 is constituted by two first and second rotating bodies 11 and 12 having separate structures. ing. The first rotating body 11 disposed on the motor side on the power transmission path of the power transmission mechanism (gear reduction mechanism) is more rigid against heat than the material (metal material) of the second rotating body 12 on the valve side. The resin material is low in strength and has a lower melting point than the material of the second rotating body 12.

そして、本実施例の第1回転体11は、実施例1と異なり、嵌合筒部62は設けられていないが、内部を最終ギヤ軸49が貫通する軸方向孔55が形成された小径筒部56を有している。この小径筒部56の軸線方向の他端面(第1回転体11の端面)には、円環状の結合端面(第1回転体11の第1結合部)63が形成されている。また、本実施例の第2回転体12は、実施例1と異なり、嵌合筒部72は設けられていないが、内部を最終ギヤ軸49が貫通する軸方向孔71が形成された円筒状の小径筒部(円筒部)76を有している。この小径筒部76の軸線方向の一端面(第2回転体12の端面)には、第1回転体11の結合端面63に対向配置される円環状の結合端面(第2回転体12の第2結合部)73が形成されている。   Unlike the first embodiment, the first rotating body 11 of the present embodiment is not provided with the fitting cylinder portion 62, but a small diameter cylinder in which an axial hole 55 through which the final gear shaft 49 passes is formed. A portion 56 is provided. An annular coupling end surface (first coupling portion of the first rotating body 11) 63 is formed on the other axial end surface (end surface of the first rotating body 11) of the small diameter cylindrical portion 56. Further, unlike the first embodiment, the second rotating body 12 of the present embodiment is not provided with the fitting cylinder portion 72, but has a cylindrical shape in which an axial hole 71 through which the final gear shaft 49 passes is formed. The small-diameter cylindrical portion (cylindrical portion) 76 is provided. An annular coupling end surface (the second rotating body 12 of the second rotating body 12) disposed opposite to the coupling end surface 63 of the first rotating body 11 is disposed on one end surface (end surface of the second rotating body 12) of the small diameter cylindrical portion 76 in the axial direction. 2 coupling part) 73 is formed.

そして、第1回転体11の小径筒部56の結合端面63には、第2回転体12の小径筒部76の結合端面73に係合される複数個の嵌合凸部64が一体的に形成されている。これらの嵌合凸部64は、小径筒部56の周方向に所定の間隔(等間隔:例えば120°間隔)で、小径筒部56の結合端面63から軸線方向の他方側(第2回転体側)に向けて突出するように筋状に設けられている。複数個の嵌合凸部64は、軸方向孔55の開口端から小径筒部56の外周(外径面)に向けて、第1回転体11の小径筒部56の軸線方向に対して直交する半径方向に延びている。   A plurality of fitting convex portions 64 that are engaged with the coupling end surface 73 of the small diameter cylindrical portion 76 of the second rotating body 12 are integrally formed on the coupling end surface 63 of the small diameter cylindrical portion 56 of the first rotating body 11. Is formed. These fitting convex portions 64 are arranged at a predetermined interval (equal interval: for example, 120 ° interval) in the circumferential direction of the small-diameter cylindrical portion 56 and from the coupling end surface 63 of the small-diameter cylindrical portion 56 to the other side (second rotor side) ) Is provided in a streak shape so as to protrude toward the center. The plurality of fitting convex portions 64 are orthogonal to the axial direction of the small diameter cylindrical portion 56 of the first rotating body 11 from the opening end of the axial hole 55 toward the outer periphery (outer diameter surface) of the small diameter cylindrical portion 56. It extends in the radial direction.

また、第2回転体12の小径筒部76の結合端面73には、複数個の嵌合凸部64を係合する複数個の嵌合凹部74が一体的に形成されている。これらの嵌合凹部74は、小径筒部76の結合端面73において嵌合凸部64に対応した位置に筋状に設けられている。そして、第1回転体11の小径筒部56の嵌合凸部64と第2回転体12の小径筒部76の嵌合凹部74とを係合させて、第1回転体11の小径筒部56の結合端面63と第2回転体12の小径筒部76の結合端面73とを結合(または接合)することで、2つの第1、第2回転体11、12が一体化されて最終ギヤが構成される。
本実施例においても実施例1と同様な効果を達成することができる。
In addition, a plurality of fitting recesses 74 that engage the plurality of fitting protrusions 64 are integrally formed on the coupling end surface 73 of the small diameter cylindrical portion 76 of the second rotating body 12. These fitting concave portions 74 are provided in a streak shape at positions corresponding to the fitting convex portions 64 on the coupling end surface 73 of the small diameter cylindrical portion 76. And the fitting convex part 64 of the small diameter cylindrical part 56 of the 1st rotary body 11 and the fitting concave part 74 of the small diameter cylindrical part 76 of the 2nd rotary body 12 are engaged, and the small diameter cylindrical part of the 1st rotary body 11 is engaged. 56 coupling end surfaces 63 and the coupling end surface 73 of the small-diameter cylindrical portion 76 of the second rotating body 12 are coupled (or joined), whereby the two first and second rotating bodies 11 and 12 are integrated to form the final gear. Is configured.
In the present embodiment, the same effect as that of the first embodiment can be achieved.

図6は本発明の実施例3を示したもので、歯車減速機構の最終ギヤを示した図である。   FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention, and is a view showing a final gear of the gear reduction mechanism.

本実施例の2次空気制御弁においては、ポペットバルブ1を駆動する動力伝達機構(歯車減速機構)の最終ギヤが、別体構造の2つの第1、第2回転体11、12によって構成されている。そして、動力伝達機構(歯車減速機構)の動力伝達経路上においてモータ側に配設される第1回転体11を、バルブ側の第2回転体12の材質(金属材料)よりも熱に対する剛性または強度が低く、しかも第2回転体12の材質よりも融点が低い樹脂材料によって形成している。そして、本実施例の第1回転体11は、実施例1と異なり、嵌合筒部62の内周面に嵌合凸部64が設けられていない。また、第2回転体12は、実施例1と異なり、嵌合筒部72の外周面に嵌合凹部74が設けられていない。   In the secondary air control valve of the present embodiment, the final gear of the power transmission mechanism (gear reduction mechanism) that drives the poppet valve 1 is constituted by two first and second rotating bodies 11 and 12 having separate structures. ing. The first rotating body 11 disposed on the motor side on the power transmission path of the power transmission mechanism (gear reduction mechanism) is more rigid against heat than the material (metal material) of the second rotating body 12 on the valve side. The resin material is low in strength and has a lower melting point than the material of the second rotating body 12. And the 1st rotary body 11 of a present Example is different from Example 1, and the fitting convex part 64 is not provided in the internal peripheral surface of the fitting cylinder part 62. FIG. Further, unlike the first embodiment, the second rotating body 12 is not provided with the fitting recess 74 on the outer peripheral surface of the fitting cylinder portion 72.

そして、最終ギヤを製造する際に、第1回転体11の嵌合筒部62の内部に、第2回転体12の嵌合筒部72をインサート成形することによって、2つの第1、第2回転体11、12を一体化している。また、第1回転体11の嵌合筒部62の内周面と第2回転体12の嵌合筒部72の外周面との間には、第1回転体11と第2回転体12との境界面が形成されている。なお、本実施例では、第1回転体11の嵌合筒部62の内周面および第2回転体12の嵌合筒部72の外周面を単純な円筒面としている。また、第1回転体11の嵌合筒部62の結合端面63と第2回転体12の嵌合筒部72の結合端面73との間には、第1回転体11と第2回転体12との境界面が形成されている。なお、本実施例では、第1回転体11の嵌合筒部62の結合端面63および第2回転体12の嵌合筒部72の結合端面73を平面としている。   Then, when the final gear is manufactured, the fitting cylinder portion 72 of the second rotator 12 is insert-molded inside the fitting cylinder portion 62 of the first rotator 11 to thereby form two first and second two. The rotating bodies 11 and 12 are integrated. Further, between the inner peripheral surface of the fitting cylinder portion 62 of the first rotating body 11 and the outer peripheral surface of the fitting cylinder portion 72 of the second rotating body 12, the first rotating body 11, the second rotating body 12, and the like. The boundary surface is formed. In the present embodiment, the inner peripheral surface of the fitting cylindrical portion 62 of the first rotating body 11 and the outer peripheral surface of the fitting cylindrical portion 72 of the second rotating body 12 are simple cylindrical surfaces. Further, the first rotating body 11 and the second rotating body 12 are disposed between the connecting end face 63 of the fitting cylinder portion 62 of the first rotating body 11 and the connecting end face 73 of the fitting cylinder portion 72 of the second rotating body 12. The boundary surface is formed. In the present embodiment, the coupling end surface 63 of the fitting cylinder portion 62 of the first rotating body 11 and the coupling end surface 73 of the fitting cylinder portion 72 of the second rotating body 12 are flat.

ここで、2次空気供給システムに組み込まれた2次空気制御弁においては、ポペットバルブ1に、電動モータ4に発生したモータトルク(駆動力)を伝えてバルブシート2の流路孔5を開放している時に、電動モータ4または動力伝達機構(歯車減速機構)に故障(ロック)が発生すると、ポペットバルブ1が開弁状態に維持される。
このような電動モータ4または動力伝達機構(歯車減速機構)の故障(ロック)に伴ってポペットバルブ1が開弁故障すると、ハウジング3の内部に形成される連通路17および流体導入流路16に流れ込む高温流体(例えば500℃以上の高温排気ガス)に、ポペットバルブ1のバルブ頭部6およびバルブ軸部7が晒されて、ポペットバルブ自体の温度が昇温して高温となる。そして、高温排気ガスの熱が、ポペットバルブ1のバルブ軸部7から最終ギヤの第2回転体12に設けられたピニオンギヤ部75に伝わり、第2回転体自体の温度が昇温して高温となり、第2回転体12の嵌合筒部72から第1回転体11の嵌合筒部62に伝わる。
Here, in the secondary air control valve incorporated in the secondary air supply system, the motor torque (driving force) generated in the electric motor 4 is transmitted to the poppet valve 1 to open the flow path hole 5 of the valve seat 2. When a failure (lock) occurs in the electric motor 4 or the power transmission mechanism (gear reduction mechanism) during the operation, the poppet valve 1 is maintained in the open state.
When the poppet valve 1 fails to open due to the failure (lock) of the electric motor 4 or the power transmission mechanism (gear reduction mechanism), the communication passage 17 and the fluid introduction passage 16 formed inside the housing 3 The valve head 6 and the valve shaft 7 of the poppet valve 1 are exposed to the flowing high-temperature fluid (for example, high-temperature exhaust gas of 500 ° C. or higher), and the temperature of the poppet valve itself is increased to a high temperature. Then, the heat of the high-temperature exhaust gas is transmitted from the valve shaft portion 7 of the poppet valve 1 to the pinion gear portion 75 provided in the second rotating body 12 of the final gear, and the temperature of the second rotating body itself is raised to a high temperature. Then, it is transmitted from the fitting cylinder part 72 of the second rotating body 12 to the fitting cylinder part 62 of the first rotating body 11.

ここで、本実施例の最終ギヤは、第2回転体12の嵌合筒部72が、第1回転体11の嵌合筒部62の内部にインサート成形されており、第1回転体11が、第2回転体12の材質(金属材料)よりも熱に対する剛性または強度が低く、しかも第2回転体12の材質よりも融点が低い樹脂材料によって形成されているので、第1回転体11の嵌合筒部自体の温度が昇温して高温となると、嵌合筒部62の内周面および結合端面63が第2回転体12の嵌合筒部72よりも先に熱変形(溶損)する。第1回転体11の嵌合筒部62の熱変形に伴って、第1回転体11の嵌合筒部62が第2回転体12の嵌合筒部72より剥離する。   Here, in the final gear of this embodiment, the fitting cylinder portion 72 of the second rotating body 12 is insert-molded inside the fitting cylinder portion 62 of the first rotating body 11, and the first rotating body 11 is The second rotating body 12 is made of a resin material having a lower rigidity or strength against heat than the material (metal material) of the second rotating body 12 and a lower melting point than the material of the second rotating body 12. When the temperature of the fitting cylinder part itself is raised to a high temperature, the inner peripheral surface and the coupling end face 63 of the fitting cylinder part 62 are thermally deformed (melted down) before the fitting cylinder part 72 of the second rotating body 12. ) With the thermal deformation of the fitting cylinder portion 62 of the first rotating body 11, the fitting cylinder portion 62 of the first rotating body 11 peels from the fitting cylinder portion 72 of the second rotating body 12.

すなわち、ハウジング3の内部に形成される連通路17および流体導入流路16に流れ込む高温排気ガスの熱によって2つの第1、第2回転体11、12の境界面を境にして、第1回転体11の嵌合筒部62が第2回転体12の嵌合筒部72より剥離する。これにより、第1回転体11の嵌合筒部62と第2回転体12の嵌合筒部72との結合力が弱まるため、第1回転体11の嵌合筒部62と第2回転体12の嵌合筒部72との結合が外れる。これによって、トーションスプリング10のスプリング力(付勢力、バネ荷重)によってポペットバルブ1がバルブ全閉位置に戻されて閉弁(全閉)し、バルブシート2の流路孔5が閉鎖される。   That is, the first rotation with the boundary surface between the two first and second rotating bodies 11 and 12 as a boundary by the heat of the hot exhaust gas flowing into the communication passage 17 and the fluid introduction passage 16 formed inside the housing 3. The fitting cylinder part 62 of the body 11 peels from the fitting cylinder part 72 of the second rotating body 12. As a result, since the coupling force between the fitting cylinder portion 62 of the first rotating body 11 and the fitting cylinder portion 72 of the second rotating body 12 is weakened, the fitting cylinder portion 62 of the first rotating body 11 and the second rotating body are reduced. The connection with the 12 fitting cylinders 72 is released. Accordingly, the poppet valve 1 is returned to the valve fully closed position by the spring force (biasing force, spring load) of the torsion spring 10 and is closed (fully closed), and the flow path hole 5 of the valve seat 2 is closed.

したがって、2次空気制御弁のポペットバルブ1の開弁故障時における、ハウジング3の内部に形成される連通路17および流体導入流路16への高温排気ガスの流れ込みを防止することができるので、バルブシート2よりも電動エアポンプ側のシステム内部への高温排気ガスの流れ込みが止まる。すなわち、バルブシート2よりも電動エアポンプ側のシステム内部への高温排気ガスの流れ込みを確実に阻止できるので、2次空気供給システム内部の異常昇温を防止することができる。これにより、システム故障を防止することができる。   Therefore, it is possible to prevent the high-temperature exhaust gas from flowing into the communication passage 17 and the fluid introduction passage 16 formed inside the housing 3 when the poppet valve 1 of the secondary air control valve fails to open. The flow of high-temperature exhaust gas into the system inside the electric air pump from the valve seat 2 stops. That is, since the flow of high-temperature exhaust gas into the system on the electric air pump side with respect to the valve seat 2 can be reliably prevented, abnormal temperature rise in the secondary air supply system can be prevented. Thereby, a system failure can be prevented.

[変形例]
本実施例では、本発明を、自動車等の車両に搭載される2次空気供給システムに組み込まれるASVのポペットバルブ1を駆動するバルブ駆動装置(モータアクチュエータ)の動力伝達機構(特に歯車減速機構)に適用しているが、これに限定する必要はなく、例えば内燃機関の燃焼室より吸気通路内に逆流する燃焼熱に弁体(バルブ)が晒される吸入空気流制御弁(スワール流制御弁やタンブル流制御弁等)または吸入空気量制御弁(スロットルバルブやアイドル回転速度制御弁等)、あるいは内燃機関の燃焼室より流出した排気ガスを内燃機関の吸気通路に再循環させる排気ガス還流路を通過するEGRガス量を制御する排気ガス還流量制御弁(EGR制御弁)等の空気制御弁の弁体(バルブ)を駆動するバルブ駆動装置(アクチュエータ)の動力伝達機構に適用しても良い。これらの場合には、逆止弁を設けなくても良い。
[Modification]
In this embodiment, the present invention is applied to a power transmission mechanism (especially a gear reduction mechanism) of a valve drive device (motor actuator) that drives an ASV poppet valve 1 incorporated in a secondary air supply system mounted on a vehicle such as an automobile. However, the present invention is not limited to this. For example, an intake air flow control valve (such as a swirl flow control valve or a valve that exposes a valve body to combustion heat flowing backward from the combustion chamber of the internal combustion engine into the intake passage) A tumble flow control valve, etc.), an intake air amount control valve (throttle valve, idle speed control valve, etc.), or an exhaust gas recirculation passage for recirculating exhaust gas flowing out from the combustion chamber of the internal combustion engine to the intake passage of the internal combustion engine A valve drive device (actuator) for driving a valve body (valve) of an air control valve such as an exhaust gas recirculation amount control valve (EGR control valve) for controlling the amount of EGR gas passing therethrough It may be applied to a power transmission mechanism). In these cases, the check valve need not be provided.

また、本発明を、空気流路開閉弁、空気流路遮断弁、空気流量制御弁、空気圧力制御弁等の空気制御弁の弁体(バルブ)を駆動するバルブ駆動装置(アクチュエータ)の動力伝達機構(トルク伝動機構、歯車減速機構等)に適用しても良い。また、バルブとして、ロータリーバルブ、バタフライバルブ、シャッター状バルブ、ボールバルブ等を用いても良く、また、バルブ頭部とバルブ軸部とが別体で製造されて、その後に一体的に動作可能にバルブ頭部とバルブ軸部とが結合されたバルブを用いても良い。なお、流体としては、エア(2次空気、空気)や蒸発燃料等の気体を使用することができる。   Further, the present invention provides power transmission of a valve drive device (actuator) for driving a valve body (valve) of an air control valve such as an air flow path opening / closing valve, an air flow path cutoff valve, an air flow rate control valve, an air pressure control valve. You may apply to mechanisms (a torque transmission mechanism, a gear reduction mechanism, etc.). Moreover, a rotary valve, a butterfly valve, a shutter valve, a ball valve, or the like may be used as the valve, and the valve head and the valve shaft are manufactured separately, and can be operated integrally thereafter. A valve in which the valve head and the valve shaft are combined may be used. As the fluid, gas such as air (secondary air, air) or evaporated fuel can be used.

本実施例では、動力源として電力の供給を受けるとモータトルク(駆動力、回転トルク)を発生する電動モータ4を用いているが、動力源として電動モータ4の代わりにロータリーソレノイドを用いても良い。また、回転体として、ギヤだけでなく、リンクレバー等のレバー部品を用いても良い。本実施例では、スプリングとしてトーション(コイル)スプリング10を用いた例を説明したが、スプリングとして二重コイルスプリング、不等ピッチコイルスプリング、俵形ピッチコイルスプリング、板バネ等を用いても良い。   In this embodiment, the electric motor 4 that generates motor torque (driving force, rotational torque) when power is supplied as a power source is used. However, a rotary solenoid may be used instead of the electric motor 4 as a power source. good. Further, as a rotating body, not only a gear but also a lever part such as a link lever may be used. In this embodiment, an example in which the torsion (coil) spring 10 is used as the spring has been described. However, a double coil spring, an unequal pitch coil spring, a saddle pitch coil spring, a leaf spring, or the like may be used as the spring.

本実施例では、本発明の動力伝達機構(トルク伝動機構、歯車減速機構等)に組み込まれる2つの第1、第2回転体を、歯車減速機構のうちの最終ギヤを構成する2つの第1、第2回転体11、12に適用しているが、歯車減速機構のうちの中間減速ギヤ9を別体構造に変更しても良い。この場合には、動力源(モータ)側の第1回転体が大径ギヤ47を構成し、弁体(バルブ)側の第2回転体が小径ギヤを構成する。また、最終ギヤを金属材料等によって一体化しておき、大径ギヤ47を小径ギヤの材質よりも融点の低い材料によって形成する。   In this embodiment, the two first and second rotating bodies incorporated in the power transmission mechanism (torque transmission mechanism, gear reduction mechanism, etc.) of the present invention are used as the two first first components constituting the final gear of the gear reduction mechanism. Although applied to the second rotating bodies 11 and 12, the intermediate reduction gear 9 of the gear reduction mechanism may be changed to a separate structure. In this case, the first rotating body on the power source (motor) side constitutes the large diameter gear 47, and the second rotating body on the valve body (valve) side constitutes the small diameter gear. The final gear is integrated with a metal material or the like, and the large-diameter gear 47 is formed of a material having a lower melting point than that of the small-diameter gear.

本実施例では、動力伝達機構(トルク伝動機構、歯車減速機構等)の出力ギヤを構成する第2回転体12に対して、ポペットバルブ1をバルブシート2に押し当てる方向に、つまり流路孔(空気流路)5を閉じるバルブ全閉位置に戻す方向にバネ荷重(スプリング力、付勢力)を与えるバネ荷重付与手段としてのトーション(コイル)スプリング10を用いているが、空気制御弁の弁体(バルブ)に対して、バルブをバルブシートに押し当てる方向に、つまり空気流路を全閉するバルブ全閉位置に戻す方向に荷重を与える荷重付与手段を用いても良い。   In this embodiment, the poppet valve 1 is pressed against the valve seat 2 against the second rotating body 12 constituting the output gear of the power transmission mechanism (torque transmission mechanism, gear reduction mechanism, etc.), that is, the flow path hole. (Air flow path) 5 A torsion (coil) spring 10 is used as a spring load applying means for applying a spring load (spring force, biasing force) in a direction to return the valve to the fully closed position. You may use the load provision means which applies a load with respect to a body (valve) in the direction which presses a valve to a valve seat, ie, the direction which returns to the valve fully closed position which fully closes an air flow path.

本実施例では、動力伝達機構(トルク伝動機構、歯車減速機構等)の最終ギヤ(2つの第1、第2回転体11、12)が、ハウジング3に固定された最終ギヤ軸(支持軸、固定軸)49に対して相対回転するように配設されているが、動力伝達機構(トルク伝動機構、歯車減速機構等)の最終ギヤ(2つの第1、第2回転体11、12)が、ハウジング3に回転自在に支持された最終ギヤ軸(出力軸、固定軸)と一体的に回転するように配設しても良い。この場合には、最終ギヤ軸を別体構造にして、2つの第1、第2回転体11、12の各軸方向孔に固定する。   In this embodiment, the final gear (two first and second rotating bodies 11, 12) of the power transmission mechanism (torque transmission mechanism, gear reduction mechanism, etc.) is fixed to the housing 3 (support shaft, Although fixed relative to the fixed shaft 49, the final gear (two first and second rotating bodies 11, 12) of the power transmission mechanism (torque transmission mechanism, gear reduction mechanism, etc.) is provided. The final gear shaft (output shaft, fixed shaft) rotatably supported by the housing 3 may be integrally rotated. In this case, the final gear shaft is formed as a separate structure and fixed to the axial holes of the two first and second rotating bodies 11 and 12.

また、少なくとも第1回転体11の嵌合筒部(第1結合部)62または結合端面63または嵌合凸部64を、少なくとも第2回転体12の嵌合筒部(第2結合部)72の材質よりも融点の低い材料によって形成しても良い。また、ハウジング3を、第2回転体(12)の材質よりも融点の低い材料によって形成しても良い。   Further, at least the fitting cylinder part (first coupling part) 62 or the coupling end face 63 or the fitting convex part 64 of the first rotating body 11 and at least the fitting cylinder part (second coupling part) 72 of the second rotating body 12. You may form with the material whose melting | fusing point is lower than this material. Moreover, you may form the housing 3 with the material whose melting | fusing point is lower than the material of a 2nd rotary body (12).

2次空気制御弁の全体構造を示した断面図である(実施例1)。It is sectional drawing which showed the whole structure of the secondary air control valve (Example 1). モータアクチュエータの全体構造を示した平面図である(実施例1)。FIG. 1 is a plan view showing an overall structure of a motor actuator (Example 1). 2次空気制御弁の主要構造を示した斜視図である(実施例1)。(Example 1) which is the perspective view which showed the main structures of the secondary air control valve. 歯車減速機構の最終ギヤを示した分解図である(実施例1)。(Example 1) which is the exploded view which showed the last gear of the gear reduction mechanism. 歯車減速機構の最終ギヤを示した分解図である(実施例2)。(Example 2) which is the exploded view which showed the last gear of the gear reduction mechanism. 歯車減速機構の最終ギヤを示した断面図である(実施例3)。(Example 3) which is sectional drawing which showed the last gear of the gear reduction mechanism. バルブ駆動装置を示した斜視図である(従来の技術)。It is the perspective view which showed the valve drive device (prior art).

符号の説明Explanation of symbols

1 ポペットバルブ
2 バルブシート(弁座部、弁口の開口周縁部)
3 ハウジング
4 電動モータ(動力源)
8 ピニオンギヤ
9 中間減速ギヤ
10 トーションスプリング(戻りバネ、コイルスプリング)
11 第1回転体
12 第2回転体
13 ラック歯
49 最終ギヤの最終ギヤ軸(動力伝達機構の軸)
50 トーションスプリングの円筒コイル部
51 トーションスプリングの第1コイル端末
52 トーションスプリングの第2コイル端末
56 第1回転体の小径筒部(第1結合部)
62 第1回転体の嵌合筒部(第1結合部)
63 第1回転体の結合端面
64 第1回転体の嵌合凸部
72 第2回転体の嵌合筒部(第2結合部)
73 第2回転体の結合端面
74 第2回転体の嵌合凸部
76 第2回転体の小径筒部(第2結合部)
1 Poppet valve 2 Valve seat (valve seat, peripheral edge of valve opening)
3 Housing 4 Electric motor (power source)
8 Pinion gear 9 Intermediate reduction gear 10 Torsion spring (return spring, coil spring)
11 First Rotating Body 12 Second Rotating Body 13 Rack Teeth 49 Final Gear Shaft of Final Gear (Power Transmission Mechanism Shaft)
50 Cylindrical coil portion of torsion spring 51 First coil end of torsion spring 52 Second coil end of torsion spring 56 Small diameter cylindrical portion (first coupling portion) of first rotating body
62 Fitting cylinder part (first coupling part) of first rotating body
63 Coupling end surface of first rotating body 64 Fitting convex portion of first rotating body 72 Fitting cylinder portion of second rotating body (second coupling portion)
73 Coupling end surface of the second rotating body 74 Fitting convex portion of the second rotating body 76 Small diameter cylindrical portion (second coupling portion) of the second rotating body

Claims (9)

(a)内燃機関の燃焼室に連通する空気流路を形成するハウジングと、
(b)前記空気流路を開閉するバルブと、
(c)このバルブを駆動する駆動力を発生する動力源、およびこの動力源の駆動力を前記バルブに伝達する動力伝達機構を有し、前記バルブを開弁作動方向に駆動するバルブ駆動装置と、
(d)前記バルブを閉弁作動方向に付勢するスプリングと
を備えた空気制御弁において、
前記動力伝達機構は、同一軸線上に配設されて、前記バルブの動作範囲内で一体的に回転する2つの第1、第2回転体を有し、
前記第1回転体は、前記動力伝達機構の動力伝達経路上において前記第2回転体よりも動力源側に配設されて、第2回転体側に第1結合部を有し、
前記第2回転体は、前記動力伝達機構の動力伝達経路上において前記第1回転体よりもバルブ側に配設されて、第1回転体側に前記第1結合部に直接的に結合する第2結合部を有し、
前記第1結合部は、前記第2結合部の材質よりも融点の低い材料によって形成されていることを特徴とする空気制御弁。
(A) a housing forming an air flow path communicating with the combustion chamber of the internal combustion engine;
(B) a valve for opening and closing the air flow path;
(C) a power source that generates a driving force for driving the valve, and a power transmission mechanism that transmits the driving force of the power source to the valve, and a valve driving device that drives the valve in the valve opening operation direction; ,
(D) In an air control valve provided with a spring for urging the valve in the valve closing operation direction,
The power transmission mechanism has two first and second rotating bodies that are arranged on the same axis and rotate integrally within the operating range of the valve,
The first rotating body is disposed on the power source side of the second rotating body on the power transmission path of the power transmission mechanism, and has a first coupling portion on the second rotating body side,
The second rotating body is disposed on the valve side of the first rotating body on the power transmission path of the power transmission mechanism, and is coupled to the first coupling portion directly on the first rotating body side. Having a joint,
The air control valve according to claim 1, wherein the first coupling portion is formed of a material having a melting point lower than that of the second coupling portion.
請求項1に記載の空気制御弁において、
前記第1回転体は、少なくとも前記第1結合部が、前記第2結合部の材質よりも熱に対する剛性または強度が低い材料によって形成されていることを特徴とする空気制御弁。
The air control valve according to claim 1,
The air control valve according to claim 1, wherein at least the first coupling portion of the first rotating body is formed of a material having lower rigidity or strength against heat than a material of the second coupling portion.
請求項1または請求項2に記載の空気制御弁において、
前記第1回転体は、少なくとも前記第1結合部が、前記第2回転体の材質よりも融点の低い材料によって形成されていることを特徴とする空気制御弁。
In the air control valve according to claim 1 or 2,
The air control valve according to claim 1, wherein at least the first coupling portion of the first rotating body is made of a material having a melting point lower than that of the second rotating body.
請求項1ないし請求項3のうちのいずれか1つに記載の空気制御弁において、
前記第1回転体は、少なくとも前記第1結合部が、樹脂材料によって形成されており、 前記第2回転体は、少なくとも前記第2結合部が、金属材料によって形成されていることを特徴とする空気制御弁。
In the air control valve according to any one of claims 1 to 3,
In the first rotating body, at least the first coupling portion is formed of a resin material, and in the second rotating body, at least the second coupling portion is formed of a metal material. Air control valve.
請求項1ないし請求項4のうちのいずれか1つに記載の空気制御弁において、
前記ハウジングは、前記バルブの全閉位置を規制するバルブシートを有し、
前記スプリングは、前記第2回転体または前記バルブに対して、前記バルブを前記バルブシートに押し当てる方向に荷重を与えることを特徴とする空気制御弁。
In the air control valve according to any one of claims 1 to 4,
The housing has a valve seat that regulates a fully closed position of the valve;
The air control valve, wherein the spring applies a load to the second rotating body or the valve in a direction in which the valve is pressed against the valve seat.
請求項1ないし請求項5のうちのいずれか1つに記載の空気制御弁において、
前記動力伝達機構は、軸線方向に延びる軸を有し、
前記スプリングは、前記軸の周囲を螺旋状に取り囲むように配設されたコイル部、およびこのコイル部の両端より引き出された2つのコイル端末を有していることを特徴とする空気制御弁。
In the air control valve according to any one of claims 1 to 5,
The power transmission mechanism has an axis extending in the axial direction,
2. The air control valve according to claim 1, wherein the spring includes a coil portion disposed so as to spirally surround the shaft, and two coil terminals drawn from both ends of the coil portion.
請求項1ないし請求項6のうちのいずれか1つに記載の空気制御弁において、
前記動力伝達機構は、軸線方向に延びる1本の軸を有し、
前記2つの第1、第2回転体は、前記軸の周囲を取り囲むように配設されていることを特徴とする空気制御弁。
In the air control valve according to any one of claims 1 to 6,
The power transmission mechanism has one shaft extending in the axial direction,
The air control valve characterized in that the two first and second rotating bodies are arranged so as to surround the periphery of the shaft.
請求項1ないし請求項7のうちのいずれか1つに記載の空気制御弁において、
前記第2結合部は、前記第2回転体の表面または端面に設けられた凹部を有し、
前記第1結合部は、前記凹部に係合する凸部を有していることを特徴とする空気制御弁。
In the air control valve according to any one of claims 1 to 7,
The second coupling portion has a recess provided on the surface or end surface of the second rotating body,
The air coupling valve, wherein the first coupling portion has a convex portion that engages with the concave portion.
請求項1ないし請求項7のうちのいずれか1つに記載の空気制御弁において、
前記第2結合部は、前記第1結合部の内部にインサート成形されており、
前記第1結合部と前記第2結合部との間には、前記2つの第1、第2回転体の境界面が形成されていることを特徴とする空気制御弁。
In the air control valve according to any one of claims 1 to 7,
The second coupling part is insert-molded inside the first coupling part,
An air control valve characterized in that a boundary surface between the two first and second rotating bodies is formed between the first coupling portion and the second coupling portion.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN102032978A (en) * 2010-11-09 2011-04-27 浙江方正阀门制造有限公司 Valve high-temperature type test device
JP2013104468A (en) * 2011-11-11 2013-05-30 Tgk Co Ltd Control valve, control valve unit, and hot water supply system
KR102172201B1 (en) * 2019-05-07 2020-10-30 주식회사 현대케피코 Liner Movement Type Air Flow Control Valve

Cited By (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102032978A (en) * 2010-11-09 2011-04-27 浙江方正阀门制造有限公司 Valve high-temperature type test device
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