JP2012002256A - バルブ駆動装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】最終ギヤ3とマグネット4とが、それぞれ別々に独立してシャフト2に結合される。また、全開開度Θ、開弁検出開度θswo、閉弁検出開度θswc、開弁側回転方向クリアランスθa、閉弁側回転方向クリアランスθbの関係が「θa>Θ−θswo」を満足するように設けられる。シャフト2と最終ギヤ支持部7の結合部が破損した場合は、最終ギヤ3の開度に関係なく開度センサ6の出力がHiからLoに切り替わらなくなるため、「シャフト2と最終ギヤ支持部7の結合部の破損」を検出することができる。また、開度センサ6の検出結果が全閉開度0と全開開度Θで異なるため、「電動モータの配線ミス」や「外力によってバルブ1が逆回動した場合」を検出することができる。
【選択図】 図1
Description
バルブを回動させるシャフトを、減速機構の最終ギヤによって回動駆動するバルブ駆動装置として、特許文献1に開示される技術が知られている。
この特許文献1の技術を、図10を参照して説明する。なお、後述する[発明を実施するための形態]および[実施例]と同一機能物に、同一符号を付すものである。
・バルブと一体に回動するシャフト2と、
・電動モータの回転トルクを増大する減速機構の最終ギヤ3と、
・バルブ(シャフト2)の開度を検出するマグネット4および磁気検出部5を備える開度センサ6とを具備する。
最終ギヤ3は、この最終ギヤ3と一体形成された最終ギヤ支持部7を介してシャフト2に結合されるものであり、減速機構の出力がシャフト2に伝えられる。
そして、最終ギヤ3の回動に伴ってマグネット4と磁気検出部5との距離および位置関係が変化することで、開度センサ6は、図10(b)に示すように、「Lo(OFF)」または「Hi(ON)」の出力を発生する。即ち、特許文献1のバルブ装置は、スイッチタイプの開度センサ6を用いてバルブの開閉状態の検出を行なうものである。
シャフト2と最終ギヤ支持部7の結合部には、減速機構により増幅された電動モータの出力トルクが印加されるとともに、バルブの受ける力がシャフト2を介して印加される。
このように、シャフト2と最終ギヤ支持部7の結合部には、強い回動トルクが印加される。
しかし、従来技術では、マグネット4が最終ギヤ支持部7に取り付けられていたため、シャフト2と最終ギヤ支持部7の結合部が「破損した状態」であっても、最終ギヤ3の回動に対する開度センサ6の検出結果は「正常」になってしまう。
即ち、従来の技術では、開度センサ6の検出結果から、シャフト2と最終ギヤ支持部7の結合部の破損を検出することができなかった。
特許文献1の開度センサ6は、上述したように、スイッチタイプであり、
開度センサ6の検出結果は、図10(b)に示すように、バルブの全閉位置と全開位置においてマグネット4が磁気検出部5から離れて、開度センサ6の検出結果が「Lo」になる。
即ち、特許文献1の開度センサ6は、バルブの全閉位置と全開位置において「同一の検出結果(Lo)」が得られるものであった。
・バルブが全開位置であるべき時に、バルブが全閉位置にある場合や、
・逆に、バルブが全閉位置であるべき時に、バルブが全開位置にある場合が生じても、
開度センサ6による検出結果は「正常」になってしまう。
即ち、従来の技術では、バルブの開閉状態が逆転していても、開度センサ6の検出結果から不具合を検出することができなかった。
本願発明の目的を達成するために、請求項1の手段は次の構成を採用している。
・最終ギヤとマグネットとは、それぞれが別々にシャフトに結合される。
・最終ギヤの回動範囲を、全開位置から全閉位置の範囲に規制する規制手段を備える。
・シャフトと最終ギヤ支持部の結合部が破損した状態で最終ギヤが駆動された際に、最終ギヤとマグネットが回転方向において当接する。
開弁検出開度θswo(開度センサの検出状態が閉弁検出状態から開弁検出状態へ切り替わるシャフトの開度)、
閉弁検出開度θswc(開度センサの検出状態が開弁検出状態から閉弁検出状態へ切り替わるシャフトの開度)、
開弁側回転方向クリアランスθa(シャフトを軸方向から見て、開弁方向に向かう側の最終ギヤの端部からマグネットまでの回転方向の隙間角度)、
閉弁側回転方向クリアランスθb(シャフトを軸方向から見て、閉弁方向に向かう側の最終ギヤの端部からマグネットまでの回転方向の隙間角度)とした場合に、
全開開度Θ、開弁検出開度θswo、閉弁検出開度θswc、開弁側回転方向クリアランスθa、閉弁側回転方向クリアランスθbの関係は、
θa>Θ−θswo
または、
θb>θswc
の少なくとも一方を満足する。
・バルブ駆動装置は、最終ギヤを閉弁側から開弁側へ駆動させても、あるいは最終ギヤを開弁側から閉弁側へ駆動させても、開度センサによって開閉状態の切り替わりが検出されない場合にバルブの故障の判定を行なう故障判定手段を備える。
シャフトと最終ギヤ支持部の結合部が破損した状態で、電動モータによって最終ギヤが開弁方向あるいは閉弁方向に駆動されると、「ギヤ」が「マグネット」を回転方向に押して、マグネットの回動位置が常に「開度センサの検出結果が開弁検出状態」となる位置に押しやられる(図5参照)。
このように、最終ギヤを駆動させても、「開度センサの検出結果が開弁検出状態」となり、開度センサによって開閉状態の切り替わりが検出されないため、故障判定手段により、シャフトと最終ギヤ支持部の結合部の破損を検出することができる。
シャフトと最終ギヤ支持部の結合部が破損した状態で、電動モータによって最終ギヤが開弁方向あるいは閉弁方向に駆動されると、「ギヤ」が「マグネット」を回転方向に押して、マグネットの回動位置が常に「開度センサの検出結果が閉弁検出状態」となる位置に押しやられる(図6参照)。
このように、最終ギヤを駆動させても、「開度センサの検出結果が閉弁検出状態」となり、開度センサによって開閉状態の切り替わりが検出されないため、故障判定手段により、シャフトと最終ギヤ支持部の結合部の破損を検出することができる。
本願発明の目的を達成するために、請求項2の手段は次の構成を採用している。
・最終ギヤとマグネットとは、それぞれが別々にシャフトに結合される。
・最終ギヤとマグネットとが異なった径で設けられるか、あるいは最終ギヤとマグネットとが異なった軸方向の位置に設けられて、
最終ギヤとマグネットとの配置関係が、最終ギヤ支持部とシャフトの結合部が破損した状態で最終ギヤが回動されても、最終ギヤとマグネットとが回転方向で当接しない関係に設けられる。
・バルブ駆動装置は、最終ギヤを閉弁側から開弁側へ駆動させても、あるいは最終ギヤを開弁側から閉弁側へ駆動させても、開度センサによって開閉状態の切り替わりが検出されない場合にバルブの故障の判定を行なう故障判定手段を備える。
シャフトと最終ギヤ支持部の結合部が破損した状態で、電動モータによって最終ギヤが開弁方向あるいは閉弁方向に駆動されても、マグネットの回動位置は変化しない。
このため、最終ギヤを駆動させても、開度センサによって開閉状態の切り替わりが検出されないため、故障判定手段により、シャフトと最終ギヤ支持部の結合部の破損を検出することができる。
請求項3の手段のバルブ駆動装置における故障判定手段は、
・バルブが閉弁位置であるべき時に開度センサが開弁状態を検出した際にバルブの故障の判定を行なう、
・あるいは、バルブが開弁位置であるべき時に開度センサの検出結果が閉弁状態を検出した際にバルブの故障の判定を行なうものである。
請求項4の手段のバルブ駆動装置は、最終ギヤが、「この最終ギヤと一体に設けられた最終ギヤ支持部」あるいは「最終ギヤとは別体で設けられた最終ギヤ支持部」を介してシャフトに結合される。
また、マグネットが、「このマグネットと一体に設けられたマグネット支持部」あるいは「マグネットとは別体で設けられたマグネット支持部」を介してシャフトに結合される。
このようにして、最終ギヤとマグネットとが、それぞれ別々にシャフトに結合される。
請求項5の手段のバルブ駆動装置の最終ギヤは樹脂製で、最終ギヤ支持部は最終ギヤとは別体の金属製であり、金属製の最終ギヤ支持部の一部が樹脂製の最終ギヤにモールドされて、最終ギヤと最終ギヤ支持部とが一体化される。
また、マグネットは樹脂製で、マグネット支持部はマグネットとは別体の金属製であり、金属製のマグネット支持部の一部が樹脂製のマグネットにモールドされて、マグネットとマグネット支持部とが一体化される。
このようにして、最終ギヤとマグネットとが、それぞれ別々にシャフトに結合される。
図1〜図6を参照して[発明を実施するための形態1]を説明する。
バルブ駆動装置は、
・バルブ1と一体に回動するシャフト2と、
・通電により回転トルクを発生する電動モータと、
・シャフト2に回動トルクを付与する最終ギヤ3を備える減速機構と、
・シャフト2と一体に回動するマグネット(永久磁石)4、固定部材に設けられてマグネット4より与えられる磁束変化を検出する磁気検出部5を備える開度センサ6と、を少なくとも具備する。
そして、開度センサ6は、検出結果がHiまたはLoの一方に切り替わるスイッチタイプである。
バルブ1が全開開度Θから全閉開度0へ変化する途中の閉弁検出開度θswcのみにおいて「HiからLo(あるいはLoからHi)」に切り替わることで開弁側から閉弁側への切り替わりを検出するものである。
即ち、全閉開度0と全開開度Θにおいて「異なる検出結果」が得られるものである。
マグネット4は、シャフト2に組付けられるためのマグネット支持部8を備え、このマグネット支持部8がシャフト2と結合される。
最終ギヤ支持部7とマグネット支持部8は、それぞれが別々にシャフト2に結合される。このようにして、最終ギヤ3とマグネット4とは、それぞれが別々に独立してシャフト2に結合される。
・最終ギヤ3とマグネット4との配置関係が、シャフト2と最終ギヤ支持部7の結合部が破損した状態で最終ギヤ3が回動された際に、最終ギヤ3とマグネット4とが回転方向において当接する関係に設けられる。
全開開度Θ、開弁検出開度θswo、閉弁検出開度θswc、開弁側回転方向クリアランスθa、閉弁側回転方向クリアランスθbの関係は、
θa>Θ−θswo
または、
θb>θswc
の少なくとも一方を満足するように設けられる。
・また、故障判定手段(制御プログラム)は、バルブ1が閉弁位置であるべき時に開度センサ6の検出結果が開弁状態を検出した際に前記バルブ1の故障の判定を行ない、バルブ1が開弁位置であるべき時に開度センサ6の検出結果が閉弁状態を検出した際にバルブ1の故障の判定を行なうものである。
図1、図2および図8、図9を参照して[発明を実施するための形態2]を説明する。
バルブ駆動装置は、上記「発明を実施するための形態1」と同様、
・バルブ1と一体に回動するシャフト2と、
・通電により回転トルクを発生する電動モータと、
・シャフト2に回動トルクを付与する最終ギヤ3を備える減速機構と、
・シャフト2と一体に回動するマグネット4、固定部材に設けられてマグネット4より与えられる磁束変化を検出する磁気検出部5を備える開度センサ6と、を少なくとも具備する。
そして、開度センサ6は、検出結果がHiまたはLoの一方に切り替わるスイッチタイプである。
バルブ1が全開開度Θから全閉開度0へ変化する途中の閉弁検出開度θswcのみにおいて「HiからLo(あるいはLoからHi)」に切り替わることで開弁側から閉弁側への切り替わりを検出するものである。
即ち、全閉開度0と全開開度Θにおいて「異なる検出結果」が得られるものである。
マグネット4は、シャフト2に組付けられるためのマグネット支持部8を備え、このマグネット支持部8がシャフト2と結合される。
最終ギヤ支持部7とマグネット支持部8は、それぞれが別々にシャフト2に結合される。このようにして、最終ギヤ3とマグネット4とは、それぞれが別々に独立してシャフト2に結合される。
最終ギヤ3とマグネット4との配置関係が、シャフト2と最終ギヤ支持部7の結合部が破損した状態で最終ギヤ3が回動されても、最終ギヤ3とマグネット4とが回転方向において当接しない関係に設けられる。
・また、故障判定手段(制御プログラム)は、バルブ1が閉弁位置であるべき時に開度センサ6の検出結果が開弁状態を検出した際にバルブ1の故障の判定を行ない、バルブ1が開弁位置であるべき時に開度センサ6の検出結果が閉弁状態を検出した際にバルブ1の故障の判定を行なうものである。
バルブ駆動装置は、上述したバルブ1とシャフト2の他に、
・通電により回転トルクを発生する電動モータと、
・シャフト2に回動トルクを付与する最終ギヤ3を備える減速機構と、
・シャフト2と一体に回動するマグネット4、減速機構等を収容するハウジング11の開口部を閉塞するカバー(固定部材の一例:図示しない)に設けられてマグネット4より与えられる磁束変化を検出するホールIC5(磁気検出部の一例)を備え、バルブ1(シャフト2)の開閉状態を検出する開度センサ6とを備え、
ECU(エンジン・コントロール・ユニットの略:制御装置)によって電動モータの通電制御が行なわれる。
減速機構は、複数のギヤの組み合わせによって電動モータの出力トルク(回転トルク)を増幅してシャフト2に伝えるものであり、減速機構における最終ギヤ3が、最終ギヤ3に一体化された最終ギヤ支持部7(ギヤプレート)を介してシャフト2の端部に結合される。
一方、最終ギヤ支持部7は、金属板(例えば、鉄板等)をプレス加工して形成した金属製である。
最終ギヤ支持部7の外周部には、最終ギヤ3の全開位置と全閉位置を規制するためのストップレバー13が設けられている。
この実施例のTCVには、最終ギヤ3の全開位置と全閉位置とを規制するための規制手段9が搭載されている。
この規制手段9は、上述したストップレバー13と、ハウジング11に設けられた2つのストッパ(全閉ストッパ14および全開ストッパ15)とで構成される。
図2(b)に示すように、全閉位置においてストップレバー13と全閉ストッパ14とが当接して、全閉位置より閉弁側へ最終ギヤ3が回動しないように設けられるとともに、
図2(c)に示すように、全開位置においてストップレバー13と全開ストッパ15とが当接して、全開位置より開弁側へ最終ギヤ3が回動しないように設けられる。
このように、規制手段9によって、最終ギヤ3の全開位置と全閉位置とが規制されている。
シャフト2の端部には、図1(a)に示すように、二面幅16(2つの平行する面)が形成されている。
そして、シャフト2の端部の二面幅16を、最終ギヤ支持部7におけるギヤ嵌合穴17に挿し入れて嵌め合わせることで、シャフト2と最終ギヤ支持部7(最終ギヤ3)とが回転方向に結合されて一体に回転する。なお、シャフト2と最終ギヤ支持部7の結合状態を保つためのナット18については後述する。
開度センサ6は、マグネット4とホールIC5を用いて非接触でバルブ1の開度を検出するものであり、バルブ1の開度変化に伴う検出結果が、閉弁検出状態または開弁検出状態のいずれか一方に切り替わるスイッチタイプである。
マグネット4の具体例を説明する。この実施例のマグネット4は、磁性体粉末(フェライト粉末等)を含む樹脂部材に着磁を行なった樹脂マグネット(永久磁石の一種)であり、シャフト2の軸方向に沿って磁極が向くように着磁されている。具体的にマグネット4の着磁方向は、ホールIC5が装着されるカバー側にS極が向くように着磁されたものである。
このホールIC5は、バルブ1(シャフト2)が開弁側にある時に、マグネット4と軸方向に所定の隙間を隔てて対向するようにカバーに取り付けられるものである。
なお、コンパレータは、ホールIC5とは別に搭載されるものであっても良い。
・バルブ1が全閉開度0から全開開度Θへ変化する途中の「開弁検出開度θswoのみ」において閉弁側から開弁側への切り替わり(即ち、LoからHiの切り替わり)を検出し、
・バルブ1が全開開度Θから全閉開度0へ変化する途中の「閉弁検出開度θswcのみ」において開弁側から閉弁側への切り替わり(即ち、HiからLoの切り替わり)を検出するものである。
即ち、開度センサ6は、バルブ1の閉弁側ではLoを出力し、バルブ1の開弁側ではHiを出力して、全閉開度0と全開開度Θにおいて「異なる検出結果」が得られるものである。
マグネット4は、このマグネット4と一体化されたマグネット支持部8(マグネットプレート)を介してシャフト2の端部に結合される。
この実施例に示すマグネット4は、上述したように樹脂製であり、所定の型内で略扇状に形成されるものである。
一方、マグネット支持部8は、金属板(例えば、鉄板等)をプレス加工して形成した金属製である。
シャフト2の端部には、上述したように、二面幅16が形成されている。
一方、マグネット支持部8の中心部には、シャフト2の一端の二面幅16に合致する平行辺を備えたマグネット嵌合穴19が形成されている。
そして、シャフト2の端部の二面幅16を、マグネット支持部8におけるマグネット嵌合穴19に挿し入れて嵌め合わせることで、シャフト2とマグネット支持部8(マグネット4)とが回転方向に結合されて一体に回転する。
また、シャフト2と最終ギヤ支持部7の結合部には、バルブ1の受ける力(吸気流、吸気脈動、バックファイア等)がシャフト2を介して印加される。
即ち、シャフト2と最終ギヤ支持部7の結合部には、入力側と出力側の双方から強い回動トルクが印加される。
なお、シャフト2とマグネット支持部8の結合部には、強い回動トルクが印加されないため、長期に使用されても、シャフト2とマグネット支持部8の結合部に破損が生じる可能性は極めて小さい。
この実施例は、無駄なスペースを排除してTCVのコンパクト化を実現するように、図3に示すように、最終ギヤ3とマグネット4とが、回転中心から同一の径に設けられるとともに、最終ギヤ3とマグネット4とが軸方向の同じ位置に配置されている。
このため、この実施例のTCVは、シャフト2と最終ギヤ支持部7の結合部が、万が一に破損し、シャフト2と最終ギヤ支持部7の結合部が破損した状態で最終ギヤ3が駆動された際に、最終ギヤ3とマグネット4が回転方向において当接する。
・シャフト2を軸方向から見て、開弁方向に向かう側の最終ギヤ3の端部からマグネット4までの回転方向の隙間角度を開弁側回転方向クリアランスθa、
・シャフト2を軸方向から見て、閉弁方向に向かう側の最終ギヤ3の端部からマグネット4までの回転方向の隙間角度を閉弁側回転方向クリアランスθbとした場合、
全開開度Θ、開弁検出開度θswo、閉弁検出開度θswc、開弁側回転方向クリアランスθa、閉弁側回転方向クリアランスθbの関係が、
θa>Θ−θswo
を満足するように設けられている。
ECUは、マイクロコンピュータを搭載した周知の電子制御装置であり、各種のプログラムを記憶するメモリ(記憶装置)や、各種の演算を行なうCPU等を搭載して構成される。
ECUは、エンジンが冷えている運転時や、エンジンの要求吸気量が少ない運転時など、「タンブル流を生じさせることが要求される運転状態の時」に電動モータを通電制御して、バルブ1を吸気の流れ方向に抗する方向に回動して、全閉状態を達成させる。
これにより、バルブ1の配置された部位に偏流が生じて、気筒内に強いタンブル流が生じる運転状態が達成される。
これにより、バルブ1の配置された部位の吸気通路の一部閉塞が解除され、気筒内にタンブル流が生じない運転状態が達成される。
なお、上記では、具体的な一例として電動モータの制御によってバルブ1を開弁方向と閉弁方向の双方へ駆動する例を示したが、リターンスプリングを用いて電動モータの通電停止時にバルブ1を全閉位置(初期位置)へ戻すようにしても良い。
故障判定手段は、最終ギヤ3を閉弁側から開弁側へ駆動させても、あるいは最終ギヤ3を開弁側から閉弁側へ駆動させても、開度センサ6によって開閉状態の切り替わりが検出されない場合にバルブ1の故障の判定を行なうように設けられている。なお、バルブ1の故障が判定された場合の一例として、この実施例では「TCVの故障の発生」を警告灯等(図示しない)を用いて車両乗員に視覚表示するように設けられている。
図4中の「丸数字(丸で囲まれた数字)1」に示す位置(全閉位置)において、シャフト2と最終ギヤ支持部7の結合部が破損し、この状態から最終ギヤ3が開弁側に駆動されると(この時、図5中の「丸数字1」に示すように開度センサ6の検出結果はLo)、
図4中の「丸数字2」に示すように、全閉と全開の途中位置において、最終ギヤ3とマグネット4が当接し、最終ギヤ3がマグネット4を開弁側へ押しながら回動する(この時、図5中の「丸数字2」に示すように開度センサ6の検出結果はLo)。
図4中の「丸数字3」に示すように、最終ギヤ3が全開位置に達すると、最終ギヤ支持部7に設けたストップレバー13が全開ストッパ15にぶつかり、最終ギヤ3の回動位置が全開位置で停止する。この時、マグネット4とホールIC5は軸方向に重なる(この時、図5中の「丸数字3」に示すように開度センサ6の検出結果はHi)。
図4中の「丸数字4」に示すように、全閉と全開の途中位置において、最終ギヤ3とマグネット4が当接し、最終ギヤ3がマグネット4を閉弁側へ押しながら回動する。この時、マグネット4とホールIC5は軸方向に重なったままになる(この時、図5中の「丸数字4」に示すように開度センサ6の検出結果はHi)。
図4中の「丸数字5」に示すように、最終ギヤ3が全閉位置に達すると、最終ギヤ支持部7に設けたストップレバー13が全閉ストッパ14にぶつかり、最終ギヤ3の回動位置が全閉位置で停止する。この時も、マグネット4とホールIC5は軸方向に重なったままになる(この時、図5中の「丸数字5」に示すように開度センサ6の検出結果はHi)。
その後、最終ギヤ支持部7に設けたストップレバー13が全開ストッパ15にぶつかり、最終ギヤ3の回動位置が全開位置で停止する(図4中の「丸数字3」および図5中の「丸数字3」参照)。
この実施例1のTCVは、上述した種々の構成を採用する上に、
θa>Θ−θswo
を満足するように設けたことで、シャフト2と最終ギヤ支持部7の結合部が破損した場合には、図5に示すように、開度センサ6の出力が一旦Hiになった後は、HiからLoに切り替わらないようにすることができる。
即ち、この実施例1のTCVは、従来技術では検出できなかった「シャフト2と最終ギヤ支持部7の結合部の破損」を検出することができる。
開度センサ6は、上述したように、バルブ1の閉弁側ではLoを出力し、バルブ1の開弁側ではHiを出力して、全閉開度0と全開開度Θにおいて「異なる検出結果」が得られるものである。
一方、この実施例1の故障判定手段(プログラム)には、
・バルブ1が閉弁位置であるべき時に開度センサ6が開弁状態を検出した際にバルブ1の故障の判定を行なうとともに、
・バルブ1が開弁位置であるべき時に開度センサ6の検出結果が閉弁状態を検出した際にバルブ1の故障の判定を行なうように設けられている。
・電動モータの駆動状態(通電状態)から開度センサ6の出力がLoであるべき時に、開度センサ6の出力がHiの場合や、
・電動モータの駆動状態(通電状態)から開度センサ6の出力がHiであるべき時に、開度センサ6の出力がLoの場合には、
バルブ1の開閉状態が逆転している不具合を検出する。
即ち、この実施例のTCVは、従来技術では検出できなかった「電動モータの配線ミス」や、「外力によってバルブ1が逆開度へ回動した場合」を検出することができる。
この実施例2は、全開開度Θ、開弁検出開度θswo、閉弁検出開度θswc、開弁側回転方向クリアランスθa、閉弁側回転方向クリアランスθbの関係が、
θb>θswc
を満足するように設けたものである。
・全閉位置において、シャフト2と最終ギヤ支持部7の結合部が破損し、この状態から最終ギヤ3が開弁側に駆動されると(この時、図6中の「丸数字1」に示すように開度センサ6の検出結果はLo)、
・全閉と全開の途中位置において、最終ギヤ3とマグネット4が当接し、最終ギヤ3がマグネット4を開弁側へ押しながら回動する(この時、図6中の「丸数字2」に示すように開度センサ6の検出結果はLo)。
・最終ギヤ3が全開位置に達すると、最終ギヤ支持部7に設けたストップレバー13が全開ストッパ15にぶつかり、最終ギヤ3の回動位置が全開位置で停止する(この時、図6中の「丸数字3」に示すように開度センサ6の検出結果はLo)。
・全閉と全開の途中位置において、最終ギヤ3とマグネット4が当接し、最終ギヤ3がマグネット4を閉弁側へ押しながら回動する(この時、図6中の「丸数字4」に示すように開度センサ6の検出結果はLo)。
・最終ギヤ3が全閉位置に達すると、最終ギヤ支持部7に設けたストップレバー13が全閉ストッパ14にぶつかり、最終ギヤ3の回動位置が全閉位置で停止する(この時、図6中の「丸数字5」に示すように開度センサ6の検出結果はLo)。
その後、最終ギヤ支持部7に設けたストップレバー13が全開ストッパ15にぶつかり、最終ギヤ3の回動位置が全開位置で停止する(図6中の「丸数字3」参照)。
θb>θswc
を満足するように設けたことで、シャフト2と最終ギヤ支持部7の結合部が破損した場合には、図5に示すように、開度センサ6の出力がLoになった後は、LoからHiに切り替わらなくなる。
このように、この実施例2は、実施例1と同様の効果を得ることができる。
この実施例3は、マグネット4における回転方向(周方向)の途中に、N極とS極の極性の切替部を設けたものである。
このように、マグネット4における回転方向(周方向)の途中に、極性の切替部を設けることで、極性の切替部においてホールIC5の出力を反転させることができる。
このように設けることで、極性の切替部の位置により、開弁検出開度θswo、閉弁検出開度θswcの設定を行なうことができる。
この実施例4は、図8に示すように、最終ギヤ3とマグネット4とが異なった径で設けられて、シャフト2と最終ギヤ支持部7の結合部が破損した状態で最終ギヤ3が回動されても、最終ギヤ3とマグネット4とが回転方向で当接しない構造に設けられたものである。
この実施例5は、図9に示すように、最終ギヤ3とマグネット4とが異なった軸方向の位置に配置されることで、実施例5と同様に、シャフト2と最終ギヤ支持部7の結合部が破損した状態で最終ギヤ3を回動させても、最終ギヤ3とマグネット4とが回転方向で当接しない構造に設けられたものである。
上記の実施例では、マグネット4の一例として樹脂マグネットを用いたが、フェライトマグネットや希土類マグネットなどの他のマグネットを用いても良い。
上記の実施例では、マグネット支持部8をマグネット4とは異なる部材で設けたが、マグネット支持部8をマグネット4と一体(同一素材の一体品)で設けても良い。
上記の実施例では、TCVに本発明を適用したが、エンジンの排気通路に配置される排気コントロール装置に本発明を適用しても良い。
上記の実施例では、TCVに本発明を適用したが、エンジンの吸排気とは関係のない分野におけるバルブの駆動装置に本発明を適用しても良い。
2 シャフト
3 最終ギヤ
4 マグネット
5 ホールIC(磁気検出部)
6 開度センサ
7 最終ギヤ支持部
8 マグネット支持部
9 規制手段
11 ハウジング(固定部材)
Claims (5)
- バルブ(1)と一体に回動するシャフト(2)と、
通電により回転トルクを発生する電動モータと、
前記シャフト(2)に回動トルクを付与する最終ギヤ(3)を備える減速機構と、
前記シャフト(2)と一体に回動するマグネット(4)、固定部材に設けられて前記マグネット(4)より与えられる磁束変化を検出する磁気検出部(5)を備え、検出結果がハイまたはローの一方に切り替わる開度センサ(6)と、
を少なくとも具備するバルブ駆動装置において、
(a)前記開度センサ(6)は、前記バルブ(1)が全閉開度0から全開開度Θへ変化する途中の開弁検出開度θswoのみにおいて「ローからハイ」あるいは「ハイからロー」の一方に切り替わることで閉弁側から開弁側への切り替わりを検出し、
前記バルブ(1)が全開開度Θから全閉開度0へ変化する途中の閉弁検出開度θswcのみにおいて「ローからハイ」あるいは「ハイからロー」の他方に切り替わることで開弁側から閉弁側への切り替わりを検出するものであり、
(b)前記最終ギヤ(3)と前記マグネット(4)とは、それぞれが別々に前記シャフト(2)に結合されるものであり、
(c)当該バルブ駆動装置は、前記最終ギヤ(3)の回動範囲を全開位置から全閉位置の範囲に規制する規制手段(9)を備え、
(d)前記最終ギヤ(3)と前記マグネット(4)との配置関係が、前記最終ギヤ(3)を前記シャフト(2)に組付けるための最終ギヤ支持部(7)と前記シャフト(2)の結合部が破損した状態で前記最終ギヤ(3)が回動された際に、前記最終ギヤ(3)と前記マグネット(4)とが回転方向において当接する関係に設けられ、
(e)前記シャフト(2)を軸方向から見て、開弁方向に向かう側の前記最終ギヤ(3)の端部から前記マグネット(4)までの回転方向の隙間角度を開弁側回転方向クリアランスθa、閉弁方向に向かう側の前記最終ギヤ(3)の端部から前記マグネット(4)までの回転方向の隙間角度を閉弁側回転方向クリアランスθbとした場合、
前記全開開度Θ、前記開弁検出開度θswo、前記閉弁検出開度θswc、前記開弁側回転方向クリアランスθa、前記閉弁側回転方向クリアランスθbの関係は、
θa>Θ−θswo
または、
θb>θswc
の少なくとも一方を満足するように設けられ、
(f)当該バルブ駆動装置は、前記最終ギヤ(3)を閉弁側から開弁側へ駆動させても、あるいは前記最終ギヤ(3)を開弁側から閉弁側へ駆動させても、前記開度センサ(6)によって開閉状態の切り替わりが検出されない場合に前記バルブ(1)の故障の判定を行なう故障判定手段を備えることを特徴とするバルブ駆動装置。 - バルブ(1)と一体に回動するシャフト(2)と、
通電により回転トルクを発生する電動モータと、
前記シャフト(2)に回動トルクを付与する最終ギヤ(3)を備える減速機構と、
前記シャフト(2)と一体に回動するマグネット(4)、固定部材に設けられて前記マグネット(4)より与えられる磁束変化を検出する磁気検出部(5)を備え、検出結果がハイまたはローの一方に切り替わる開度センサ(6)と、
を少なくとも具備するバルブ駆動装置において、
(a)前記開度センサ(6)は、前記バルブ(1)が全閉開度0から全開開度Θへ変化する途中の開弁検出開度θswoのみにおいて「ローからハイ」あるいは「ハイからロー」の一方に切り替わることで閉弁側から開弁側への切り替わりを検出し、
前記バルブ(1)が全開開度Θから全閉開度0へ変化する途中の閉弁検出開度θswcのみにおいて「ローからハイ」あるいは「ハイからロー」の他方に切り替わることで開弁側から閉弁側への切り替わりを検出するものであり、
(b)前記最終ギヤ(3)と前記マグネット(4)とは、それぞれが別々に前記シャフト(2)に結合されるものであり、
(d’)前記最終ギヤ(3)と前記マグネット(4)との配置関係が、前記最終ギヤ(3)を前記シャフト(2)に組付けるための最終ギヤ支持部(7)と前記シャフト(2)の結合部が破損した状態で前記最終ギヤ(3)が回動されても、前記最終ギヤ(3)と前記マグネット(4)とが回転方向において当接しない関係に設けられ、
(f)当該バルブ駆動装置は、前記最終ギヤ(3)を閉弁側から開弁側へ駆動させても、あるいは前記最終ギヤ(3)を開弁側から閉弁側へ駆動させても、前記開度センサ(6)によって開閉状態の切り替わりが検出されない場合に前記バルブ(1)の故障の判定を行なう故障判定手段を備えることを特徴とするバルブ駆動装置。 - 請求項1または請求項2に記載のバルブ駆動装置において、
前記故障判定手段は、前記バルブ(1)が閉弁位置であるべき時に前記開度センサ(6)の検出結果が開弁状態を検出した際に前記バルブ(1)の故障の判定を行なう、
あるいは、前記バルブ(1)が開弁位置であるべき時に前記開度センサ(6)の検出結果が閉弁状態を検出した際に前記バルブ(1)の故障の判定を行なうことを特徴とするバルブ駆動装置。 - 請求項1〜請求項3のいずれかに記載のバルブ駆動装置において、
前記最終ギヤ(3)は、「この最終ギヤ(3)と一体に設けられた前記最終ギヤ支持部(7)」あるいは「前記最終ギヤ(3)とは別体で設けられた前記最終ギヤ支持部(7)」を介して前記シャフト(2)に結合され、
前記マグネット(4)は、「このマグネット(4)と一体に設けられたマグネット支持部(8)」あるいは「前記マグネット(4)とは別体で設けられたマグネット支持部(8)」を介して前記シャフト(2)に結合されて、
前記最終ギヤ(3)と前記マグネット(4)とが、それぞれ別々に前記シャフト(2)に結合されることを特徴とするバルブ駆動装置。 - 請求項4に記載のバルブ駆動装置において、
前記最終ギヤ(3)は樹脂製で、前記最終ギヤ支持部(7)は前記最終ギヤ(3)とは別体の金属製で、
金属製の最終ギヤ支持部(7)の一部が樹脂製の前記最終ギヤ(3)にモールドされて、前記最終ギヤ(3)と前記最終ギヤ支持部(7)とが一体化されるとともに、
前記マグネット(4)は樹脂製で、前記マグネット支持部(8)は前記マグネット(4)とは別体の金属製で、
金属製のマグネット支持部(8)の一部が樹脂製の前記マグネット(4)にモールドされて、前記マグネット(4)と前記マグネット支持部(8)とが一体化されることを特徴とするバルブ駆動装置。
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