JP2013117267A - 電動アクチュエータ、および電動アクチュエータを備えた制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】 長期耐久によって、減速機構の中間ギヤと出力ギヤのギヤ摩耗による、中間ギヤと出力ギヤとの間の動力伝達効率の低下によって減速機構の出力軸でのコギングトルクによるトルク変動が増大（増幅）する傾向にあるという課題があった。
【解決手段】 ＥＧＲバルブ１を開弁方向に駆動する電動アクチュエータのリターン機構を、減速機構の出力軸１３または最終ギヤ１６に対して、ＥＧＲバルブ１を閉弁方向に付勢する弾性力を付与するリターンスプリング７、および直流モータＭのモータ軸１１およびピニオンギヤ１４に対して、ＥＧＲバルブ１を閉弁方向に付勢する弾性力を付与する渦巻きスプリング８によって構成することにより、長期耐久にてモータ軸１１と出力軸１３との間に設けられる減速機構の動力伝達効率が低下しても、モータ軸１１に発生するコギングトルクによるトルク変動（回転ムラや振動）が出力軸１３に伝わり難くなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、バルブ等の移動体を移動位置から初期位置へ戻すリターン機構を有する電動アクチュエータ、および電動アクチュエータを備えた制御弁に関するものである。

［従来の技術］
従来より、内燃機関（エンジン）を備えた自動車等の車両には、エアクリーナを通過した吸気が流れる吸気通路を開閉する吸気絞り弁、エンジンから排出された排気ガスが流れる排気通路を開閉する排気絞り弁、排気通路から吸気通路へ還流するＥＧＲガスが流れる排気還流路を開閉するＥＧＲ制御弁等が必要に応じて搭載されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
ここで、吸気絞り弁、排気絞り弁、ＥＧＲ制御弁等の流体制御弁は、図６に示したように、バルブボディ１０１およびバルブ１０２を備えている。
また、従来のＥＧＲ制御弁等の流体制御弁においては、バルブ全閉時におけるＥＧＲガスの洩れ流量を低減するという目的で、バルブ１０２の外周端面全周に円環状の凹溝１０３を形成し、この凹溝１０３内にＣ字状のシールリング１０４を嵌め込んでいる。これにより、バルブ全閉時には、バルブボディ１０１に嵌合固定された円筒状のノズル１０５の内周面にシールリング１０４の外周面が摺接するため、シールリング１０４の外周面とノズル１０５の内周面との隙間からＥＧＲガスが洩れるのを防止できる。

一方、流体制御弁のバルブ１０２を駆動するバルブ駆動装置、つまりバルブ１０２を開閉動作させるアクチュエータとして、バルブ１０２の回転軸を直流モータＭの動力（トルク）を利用して回転駆動する電動アクチュエータが採用されている。
電動アクチュエータは、図６および図７に示したように、バルブ１０２を開弁作動方向に駆動する動力（トルク）を発生する直流モータＭ、この直流モータＭの回転を２段減速する減速機構、バルブ１０２を開弁位置から全閉位置へ戻す方向に付勢する弾性力を発生するリターンスプリング１０６、およびバルブボディ１０１との間に減速機構収納空間を形成するセンサカバー１０７等により構成されている。
直流モータＭは、バルブボディ１０１に一体的に形成された有底筒状のモータケース１０８内に収容保持されている。この直流モータＭは、複数の永久磁石（界磁マグネット）１１１、１１２が設置されたステータ、このステータの径方向の内側に所定のギャップを介して回転可能に設置されたロータ（電機子）、およびこの電機子への給電を行うブラシ１２１、１２２が設置されたブラシ付き直流（ＤＣ）モータである。

直流モータＭのステータは、電機子の周囲を周方向に取り囲む有底筒状の円筒ヨーク１１０、およびこの円筒ヨーク１１０の内周面に固定された複数の界磁マグネット１１１、１１２を有している。
直流モータＭの電機子は、回転軸方向に延びるモータ軸１１３、このモータ軸１１３に固定されたロータコア（電機子コア）１１４、このロータコア１１４に巻装されるロータコイル（多相の電機子コイル）、およびモータ軸１１３に固定された整流子１１５を有している。ロータコア１１４の外周部には、ステータの内周面に向けて放射状に突出する複数のティースが設けられている。

減速機構は、直流モータＭのモータ軸１１３と並列配置される中間ギヤ軸１３１、バルブ１０２に一体回転可能に連結した出力軸１３２、直流モータＭのモータ軸１１３に固定されたモータギヤ１３３、中間ギヤ軸１３１の周囲を回転する中間ギヤ１３４、および出力軸１３２に固定された出力ギヤ１３５等によって構成されている。
ここで、リターンスプリング１０６を主体とするリターン機構は、界磁マグネット１１１、１１２、整流子１１５、ブラシ１２１、１２２を備えた直流モータＭと減速機構とで構成される電動アクチュエータにおける、バルブ１０２の最終増力段（最終減速ギヤ段）の後ろ（出力）側に配置されている。
具体的には、リターンスプリング１０６の一端が出力ギヤ１３５のスプリング座部に係止され、また、リターンスプリング１０６の他端がバルブボディ１０１のスプリング座部に係止されている。また、リターンスプリング１０６は、減速機構の出力軸１３２の周囲、出力ギヤ１３５の中間円筒部１４１およびバルブボディ１０１の中間円筒部１４２の周囲を螺旋状に取り囲むように設置されている。

［従来の技術の不具合］
ところが、従来の流体制御弁、特に排気絞り弁やＥＧＲ制御弁においては、燃焼残滓やカーボン等の排気微粒子（粒子状物質：ＰＭ）が含まれる排気ガスが流れる流路内にバルブ１０２が収容されている。
このため、流体制御弁のバルブ１０２の表面やシールリング１０４の表面、ノズル１０５の内周面に排気微粒子等の異物が付着してデポジットを形成すると、シールリング１０４の外周面とノズル１０５の内周面との間の微小な隙間にデポジットが噛み込まれることにより、バルブ１０２が固着（スティック）されるという問題がある。
そこで、バルブ１０２と一体回転可能に連結した減速機構の出力軸１３２には、デポジットによる固着に対応するため、大きなトルクを発生させる必要がある。
そのためには、電動アクチュエータの減速機構の出力軸１３２およびこの出力軸１３２に固定されるバルブ１０２の減速比を大きくとる必要がある。

ここで、流体制御弁の弁体であるバルブ１０２を駆動する動力を発生する直流モータＭとしては、有底筒状の円筒ヨーク１１０の内周面に複数の界磁マグネット１１１、１１２を固定したステータ、このステータに対して相対回転可能に支持された電機子、およびこの電機子の電機子コイルへの給電を行うブラシ１２１、１２２が設置されたブラシ付き直流（ＤＣ）モータが採用されている。
電機子コイルに電気接続される整流子１１５は、給電を行うためのブラシ１２１、１２２に押圧接触しており、このブラシ１２１、１２２を介して電機子コイルに直流電流が供給されるようになっている。
そして、電機子コイルに直流電流が供給されると、磁界が形成され、この磁界と界磁マグネット１１１、１１２との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によって電機子が回転するようになっている。

ところで、直流モータＭは、界磁マグネット１１１、１１２と電機子との間に磁気吸引力が発生し、この磁気吸引力が電機子の回転に対する磁気抵抗変動となってモータ軸１１３にコギングトルクが発生する。このコギングトルクは、振動、騒音の原因になるので、小さな値にすることが望ましい。
ところが、バルブ１０２を駆動する電動アクチュエータを直流モータＭと減速機構とで構成した場合、界磁マグネット１１１、１１２と電機子との間のコギングトルクによる直流モータＭの出力トルクの変動（トルク変動）によって、モータ軸１１３が回転ムラを伴って回転する。

そして、上記の理由により減速機構の出力軸１３２に大きなトルクを発生するという目的で、減速機構の出力軸１３２およびこの出力軸１３２に固定されるバルブ１０２の減速比を大きくとると、直流モータＭのコギングトルクによるトルク変動（回転ムラや振動）が、減速機構の出力軸１３２では減速比分だけ増大（増幅）することになる。そして、モータ軸１１３の回転ムラが減速機構の出力軸１３２に伝わると、中間ギヤ１３４と出力ギヤ１３５との噛み合わせ部分が摺動してギヤ摩耗が増加（進行）する。
また、長期耐久によって、中間ギヤ１３４と出力ギヤ１３５のギヤ摩耗による、中間ギヤ１３４と出力ギヤ１３５との間の動力伝達効率の低下によって減速機構の出力軸１３２でのコギングトルクによるトルク変動が増大（増幅）する傾向にある。

一方、流体制御弁において、バルブ１０２が所定の開弁位置にあるとき、バルブ１０２を開弁位置から初期位置である全閉位置への戻りの信頼性を向上させるためには、リターンスプリング１０６の反力（スプリングトルク）を大きくする必要がある。
ところが、リターンスプリング１０６のスプリングトルクを現状よりも大きくすると、減速機構の出力軸１３２の発生トルクが低下するため、負荷増加に伴ってギヤ摩耗が増加し、中間ギヤ１３４と出力ギヤ１３５との間の動力伝達効率が低下する。
そこで、中間ギヤ１３４と出力ギヤ１３５との間の動力伝達効率の低下を抑えるという目的で、中間ギヤ１３４と出力ギヤ１３５のギヤ摩耗の進行を抑制するために、出力ギヤ１３５の材料に、耐摩耗性に優れた高コスト材料を使用する必要がある。
しかし、減速ギヤの材料に、耐摩耗性に優れた高価な材料を使用すると、減速機構、更には電動アクチュエータの製品コストが増大するという問題が生じる。

特許第４７９３２９０号公報 特開２００９−００２３２５号公報 特開２００４−１５３９１４号公報

本発明の目的は、耐摩耗性に優れた高価な材料を使用することなく、直流モータのモータ軸に発生するコギングトルクによるトルク変動（回転ムラや振動）が減速機構の出力軸に伝わるのを抑制することのできる電動アクチュエータ、および電動アクチュエータを備えた制御弁を提供することにある。また、耐摩耗性に優れた高価な材料を使用することなく、減速機構の中間ギヤと出力ギヤのギヤ摩耗の進行を抑制することのできる電動アクチュエータ、および電動アクチュエータを備えた制御弁を提供することにある。

請求項１に記載の発明（電動アクチュエータ）は、移動体をその移動方向に駆動する動力を発生する直流モータと、この直流モータのモータ軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機構と、移動体を移動位置から初期位置へ戻すリターン機構とを備えている。
電動アクチュエータの減速機構は、直流モータのモータ軸に固定される入力ギヤ、この入力ギヤと噛み合って回転する中間ギヤ、この中間ギヤと噛み合って回転する出力ギヤ、およびこの出力ギヤと一体回転可能に連結した出力軸を有している。
電動アクチュエータのリターン機構は、減速機構の出力軸または出力ギヤに対して、移動体を移動位置から初期位置へ戻す方向に付勢する弾性力を付与する第１弾性部材、およびモータ軸または入力ギヤまたは中間ギヤに対して、移動体を移動位置から初期位置へ戻す方向に付勢する弾性力を付与する第２弾性部材を有している。

請求項１に記載の発明によれば、減速機構の出力軸または出力ギヤに対して弾性力を付与する第１弾性部材、およびモータ軸または入力ギヤまたは中間ギヤに対して弾性力を付与する第２弾性部材によって、移動体を移動位置から初期位置へ戻すリターン機構を構成することにより、直流モータのモータ軸に発生するコギングトルクを打ち消すことが可能となる。
以上のように、モータ軸または入力ギヤまたは中間ギヤに対して弾性力を付与する第２弾性部材を設けることによって、長期耐久にてモータ軸と出力軸との間に設けられる減速機構の動力伝達効率が低下しても、直流モータのモータ軸に発生するコギングトルクによるトルク変動（回転ムラや振動）が減速機構の出力軸に伝わり難くなる。

これによって、減速機構の出力軸または出力ギヤに対して弾性力を付与する第１弾性部材のトルクを大きく設定する必要が無い。つまり減速機構の出力ギヤに作用する負荷を減少できるので、減速機構の中間ギヤと出力ギヤのギヤ摩耗の進行を抑制することができる。
したがって、耐摩耗性に優れた高価な材料を使用することなく、直流モータのモータ軸に発生するコギングトルクによるトルク変動（回転ムラや振動）が減速機構の出力軸に伝わらないようにすることができ、且つ中間ギヤと出力ギヤのギヤ摩耗の進行を抑制することができるので、低コストな電動アクチュエータを製造（製品化）することができる。

請求項２に記載の発明によれば、第１弾性部材として、減速機構の出力軸の周囲に渦巻き状または螺旋状に巻装されたリターンスプリングが使用されている。
請求項３に記載の発明によれば、第２弾性部材として、モータ軸の周囲に渦巻き状または螺旋状に巻装されたリターンスプリングが使用されている。
請求項４に記載の発明によれば、モータ軸と出力軸に対して並列配置された中間軸を有する減速機構を備えている。
請求項５に記載の発明によれば、第２弾性部材として、減速機構の中間軸の周囲に渦巻き状または螺旋状に巻装されたリターンスプリングが使用されている。
なお、第２弾性部材として、モータ軸または入力ギヤまたは中間ギヤに対して、移動体を移動位置から初期位置へ戻す方向に付勢する弾性力を付与する合成ゴム、合成樹脂等の弾性体を使用しても良い。

請求項６に記載の直流モータは、モータ軸に固定された整流子を有するロータと、このロータの周囲を周方向に取り囲む筒状のヨーク、およびこのヨークの内周面に固定された複数の永久磁石を有するステータと、整流子に摺接する複数のブラシとを備えている。
請求項７に記載の直流モータのロータは、モータ軸に固定されるロータコア、およびこのロータコアに巻装されるロータコイルを有している。また、整流子は、ロータコイルに電気接続している。
直流モータとしては、例えば有底筒状のヨークの内周面に複数の永久磁石を固定したステータ、このステータの径方向の内側に所定のギャップを介して回転可能に設置されるロータ（電機子）、およびこのロータへの給電を行うブラシが設置されたブラシ付き直流（ＤＣ）モータが採用されている。
直流モータは、電機子コイルに直流電流が供給されると、磁界が形成され、この磁界と永久磁石との間に生じる磁気的な吸引力や反発力によってロータが回転する。
ところで、永久磁石の周方向両端では磁束の変化が大きくなるので、この永久磁石の周方向両端をティースが通過するとき、ティースの磁気的な吸引力や反発力が大きく変化してコギングトルクが大きくなり、直流モータの振動が大きくなる。

請求項８に記載の発明（電動アクチュエータを備えた制御弁）は、流体が流れる流路を形成するハウジングと、流路を開閉するバルブと、このバルブを例えば開弁方向または閉弁方向へ駆動する電動アクチュエータとを備えている。
電動アクチュエータは、バルブをその開弁作動方向に駆動する動力を発生する直流モータと、この直流モータのモータ軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機構と、バルブを移動位置（開弁位置または全閉位置）から初期位置（全閉位置または全開位置）へ戻すリターン機構とを備えている。

電動アクチュエータの減速機構は、直流モータのモータ軸に固定される入力ギヤ、この入力ギヤと噛み合って回転する中間ギヤ、この中間ギヤと噛み合って回転する出力ギヤ、およびこの出力ギヤと一体回転可能に連結した出力軸を有している。
電動アクチュエータのリターン機構は、減速機構の出力軸または出力ギヤに対して、バルブを移動位置（開弁位置または全閉位置）から初期位置（全閉位置または全開位置）へ戻す方向に付勢する弾性力を付与する第１弾性部材、およびモータ軸または入力ギヤまたは中間ギヤに対して、バルブを移動位置（開弁位置または全閉位置）から初期位置（全閉位置または全開位置）へ戻す方向に付勢する弾性力を付与する第２弾性部材を有している。

請求項８に記載の発明によれば、減速機構の出力軸または出力ギヤに対して、バルブを移動位置から初期位置へ戻す方向に付勢する弾性力を付与する第１弾性部材、およびモータ軸または入力ギヤまたは中間ギヤに対して、バルブを移動位置から初期位置へ戻す方向に付勢する弾性力を付与する第２弾性部材によってリターン機構を構成することにより、直流モータのモータ軸に発生するコギングトルクを打ち消すことが可能となる。
以上のように、モータ軸または入力ギヤまたは中間ギヤに対して弾性力を付与する第２弾性部材を設けることによって、長期耐久にてモータ軸と出力軸との間に設けられる減速機構の動力伝達効率が低下しても、直流モータのモータ軸に発生するコギングトルクによるトルク変動（回転ムラや振動）が減速機構の出力軸に伝わり難くなる。

これによって、減速機構の出力軸または出力ギヤに対して弾性力を付与する第１弾性部材のトルクを大きく設定する必要が無い。つまり減速機構の出力ギヤに作用する負荷を減少できるので、減速機構の中間ギヤと出力ギヤのギヤ摩耗の進行を抑制することができる。
したがって、耐摩耗性に優れた高価な材料を使用することなく、直流モータのモータ軸に発生するコギングトルクによるトルク変動（回転ムラや振動）が減速機構の出力軸に伝わらないようにすることができ、且つ中間ギヤと出力ギヤのギヤ摩耗の進行を抑制することができるので、低コストな電動アクチュエータを備えた制御弁を製造（製品化）することができる。

請求項９に記載の発明によれば、第１弾性部材として、減速機構の出力軸または出力ギヤに対して、バルブを移動位置に相当する開弁位置から初期位置に相当する全閉位置へ戻す方向に付勢する弾性力を付与する第１スプリングを使用している。
請求項１０に記載の発明によれば、第１スプリングの一端が、減速機構の出力ギヤに係止され、また、第１スプリングの他端が、ハウジングまたはこのハウジングに固定される取付部材に係止されている。

請求項１１に記載の発明によれば、第２弾性部材として、モータ軸または入力ギヤまたは中間ギヤに対して、バルブを移動位置に相当する開弁位置から初期位置に相当する全閉位置へ戻す方向に付勢する弾性力を付与する第２スプリングが使用されている。
請求項１２に記載の発明によれば、第２スプリングの一端が、減速機構の入力ギヤまたは中間ギヤに係止され、また、第２スプリングの他端が、ハウジングまたはこのハウジングに固定される取付部材に係止されている。

ＥＧＲ制御弁を示した断面図である（実施例１）。 ＥＧＲ制御弁を示した断面図である（実施例１）。 渦巻きスプリングを示した正面図である（実施例１）。 ＥＧＲ制御弁を示した断面図である（実施例２）。 渦巻きスプリングを示した正面図である（実施例２）。 ＥＧＲ制御弁を示した断面図である（従来の技術）。 電動アクチュエータを示した断面図である（従来の技術）。

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、耐摩耗性に優れた高価な材料を使用することなく、直流モータのモータ軸に発生するコギングトルクによるトルク変動（回転ムラや振動）が減速機構の出力軸に伝わるのを抑制するという目的、また、耐摩耗性に優れた高価な材料を使用することなく、減速機構の中間ギヤと出力ギヤのギヤ摩耗の進行を抑制するという目的を、減速機構の出力軸または出力ギヤに対して弾性力を付与する第１弾性部材、およびモータ軸または入力ギヤまたは中間ギヤに対して弾性力を付与する第２弾性部材によって、バルブ等の移動体を移動位置から初期位置へ戻すリターン機構を構成することで実現した。

［実施例１の構成］
図１ないし図３は本発明の実施例１を示したもので、図１および図２はＥＧＲ制御弁を示した図で、図３は電動アクチュエータのリターン機構の主要部（渦巻きスプリング）を示した図である。

本実施例の内燃機関の制御装置（エンジン制御システム）は、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関（エンジン）の各気筒毎の燃焼室から排出された排気ガスの一部であるＥＧＲガスを、排気管から吸気管へ再循環（還流）させる排気ガス循環装置（ＥＧＲシステム）を備え、エンジンから排出された排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置として使用されるものである。このＥＧＲシステムは、ＥＧＲガスを排気通路から吸気通路へ再循環（還流）させるための排気ガス還流路（ＥＧＲガス流路）を開閉する排気ガス制御弁（以下ＥＧＲ制御弁）と、エンジンの運転状況に対応してＥＧＲ制御弁のバルブ開度を可変制御するエンジン制御ユニット（電子制御装置：ＥＣＵ）とを備えている。なお、ＥＣＵは、ＥＧＲ制御弁を吸気絞り装置（エンジンの吸気通路を開閉する吸気絞り弁）や排気絞り装置（エンジンの排気通路を開閉する排気絞り弁）等の各システムと関連して制御するように構成されている。

本実施例のエンジンは、複数の気筒を有する多気筒ディーゼルエンジンが採用されている。但し、多気筒ディーゼルエンジンに限定されず、多気筒ガソリンエンジンを適用しても構わない。
エンジンは、自動車等の車両のエンジンルーム内にＥＧＲシステムおよび燃料供給装置と共に設置されている。
エンジンは、エアクリーナやスロットルボディを通過し、各気筒毎の燃焼室に吸い込まれる吸気が流れる吸気通路を形成する吸気管（吸気ダクト）と、各気筒毎の燃焼室から排出される排気ガスを外部へ排出する排気通路を形成する排気管（排気ダクト）とを備えている。

ここで、排気管と吸気管とは、ＥＧＲガス流路を形成する排気ガス還流管（ＥＧＲガスパイプ）により接続されている。
ＥＧＲガスパイプは、上流端部が排気管のＥＧＲガス分岐部に接続され、また、下流端部が吸気管のＥＧＲガス合流部に接続されている。
ＥＧＲガスパイプには、ＥＧＲガス流路を流れるＥＧＲガスの流量を開閉動作により制御するＥＧＲ制御弁、およびＥＧＲガスを冷却水と熱交換させて冷却するＥＧＲクーラが設置されている。
以上のように、ＥＧＲガスパイプ、ＥＧＲ制御弁、ＥＧＲクーラおよびＥＣＵによってＥＧＲシステムが構成される。このＥＧＲシステムは、ＥＧＲ制御弁が開弁している時、エンジンより排出された排気ガスの一部が、ＥＧＲガスパイプを経由し、ＥＧＲガスとして吸気通路へ戻される。
なお、ＥＧＲクーラを設けなくても良い。

次に、本実施例のＥＧＲ制御弁の詳細を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。
ＥＧＲ制御弁は、エンジンの各気筒毎の燃焼室に供給する吸気（新規吸入空気）の全流量に対するＥＧＲガス量の比率であるＥＧＲ率を制御するＥＧＲガス還流量制御弁（排気制御弁）である。
ＥＧＲ制御弁は、ＥＧＲガスパイプの途中に結合されるハウジングと、このハウジングの内部に回転自在に収容される金属製のＥＧＲバルブ１と、このＥＧＲバルブ１の外周端面に形成されるシールリング溝（環状溝）２に嵌め込まれた金属製のシールリング３と、ＥＧＲバルブ１の開度を変更するアクチュエータとを備えている。

ハウジングは、金属製のバルブボディ４、金属製のノズル５、および合成樹脂製のセンサカバー６を備えている。
バルブボディ４およびノズル５の内部には、ＥＧＲバルブ１およびシールリング３が収容されている。また、バルブボディ４は、センサカバー６との間にアクチュエータを収容する収納空間を形成している。
ＥＧＲ制御弁は、ＥＧＲバルブ１を駆動するバルブ駆動装置、つまりＥＧＲバルブ１を開閉動作させるアクチュエータとして、直流モータＭおよび減速ギヤ機構（以下減速機構）を備えた電動アクチュエータが採用されている。この電動アクチュエータの動力源である直流モータＭは、ＥＣＵによって電子制御されるモータ駆動回路を介して、自動車等の車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。

電動アクチュエータは、直流モータＭ、減速機構およびリターン機構を備えている。このリターン機構は、リターンスプリング７および渦巻きスプリング８を備えている。
直流モータＭは、軸線方向（以下回転軸方向）に延びるモータシャフト（以下モータ軸）１１を有するインナロータ（電機子）と、この電機子の周囲を円周方向（モータ周方向）に取り囲む筒状のステータと、このステータに対して固定されたブラシホルダに収容保持された一対の給電ブラシ（第１、第２ブラシ）とを備えている。

減速機構は、直流モータＭのモータ軸１１に対して並列配置された中間ギヤ軸（中間軸）１２と、ＥＧＲバルブ１と一体回転可能に連結した出力軸（出力ギヤ軸、弁軸）１３と、モータ軸１１に連動して回転する３つの第１〜第３減速ギヤとを備えている。
３つの第１〜第３減速ギヤは、金属製のピニオンギヤ（入力ギヤ、モータギヤ）１４、金属製の中間ギヤ１５、および金属製の最終ギヤ（出力ギヤ、バルブギヤ）１６等によって構成されている。
３つの第１〜第３減速ギヤは、バルブボディ４に一体的に形成されたギヤケース１７とセンサカバー６との間に形成される減速ギヤ収納空間内に回転自在に収容されている。
なお、電動アクチュエータの詳細は、後述する。

次に、本実施例のＥＧＲバルブ１の詳細を図１および図２に基づいて簡単に説明する。 ＥＧＲバルブ１は、例えばステンレス鋼等の鉄系金属によって円板形状に形成されている。このＥＧＲバルブ１は、減速機構の出力軸１３の回転軸方向の一端部（第１突出部）に溶接固定されている。また、ＥＧＲバルブ１の外周端面には、円環状のシールリング溝２が円周方向に連続して形成されている。このシールリング溝２の内部には、Ｃ字状のシールリング３が嵌め込まれている。

シールリング３は、例えばステンレス鋼等の鉄系金属によって円環形状に形成されている。このシールリング３は、ＥＧＲバルブ１のシールリング溝２に対する組付性を考慮して、あるいはノズル５とシールリング３との熱膨張差に伴うシールリング３の膨張、収縮に備えて、円周方向の両端面間（合口）に所定の切欠隙間（合口隙間）を有している。
また、シールリング３の半径方向の外側の端面には、ノズル５の内径面（バルブシート面）に密着可能な外周面（摺動部）が設けられている。このシールリング３の摺動部の軸線方向の両側のエッジに、ＥＧＲバルブ１の開閉動作がし易いようにテーパ形状またはＲ形状の面取りを施しても良い。

そして、シールリング３は、その外周側部が、ＥＧＲバルブ１の外周端面より径方向の外側に突出し、且つ内周側部が、シールリング溝２内を径方向、軸線方向および円周方向に移動できるようにシールリング溝２の内部に嵌め込まれて保持されている。
したがって、本実施例のＥＧＲ制御弁は、エンジン停止時またはＥＧＲガスを導入しない時（ＥＧＲカット時）に、ＥＧＲバルブ１のシールリング溝２に嵌め込まれたシールリング３の軸線方向に対して直交する半径方向（拡径方向）の張力を利用して、ノズル５のバルブシート面とＥＧＲバルブ１の外周端面との間に形成される環状隙間を密閉（気密シール）するように構成されている。

バルブボディ４は、例えばアルミニウム合金等のアルミニウム系金属によって一体的に形成されている。このバルブボディ４には、減速機構の出力軸１３の中間部の周囲を円周方向に取り囲む円筒状の軸受スリーブ２１、ノズル５の周囲を円周方向に取り囲む円筒状のノズルホルダー２２、吸気管または排気管またはＥＧＲガスパイプの結合フランジにスクリューを用いて締結固定されるステー２３が一体的に形成されている。
軸受スリーブ２１の内部には、出力軸１３の中間部がその回転軸方向に貫通する軸受孔が形成されている。この軸受孔内には、軸受け部材（ダストシール２４、ブッシング２５、オイルシール２６およびボールベアリング２７）が保持されている。
ノズルホルダー２２は、バルブボディ４をＥＧＲガスの熱から保護するためのノズル５を嵌合保持している。

ノズル５は、例えばステンレス鋼等の鉄系金属によって円筒形状に形成されている。このノズル５の内周面には、ＥＧＲバルブ１のシールリング溝２に嵌め込まれたシールリング３の外周面（摺動部）が摺接するバルブシート面が設けられている。
バルブボディ４およびノズル５の内部には、エンジンの各気筒毎の燃焼室に連通する流路孔３１〜３３がそれぞれ形成されている。これらの流路孔３１〜３３は、排気管のＥＧＲガス分岐部から吸気管のＥＧＲガス合流部へＥＧＲガスを還流させるＥＧＲガス流路である。

次に、本実施例の電動アクチュエータの詳細を図１ないし図３に基づいて説明する。
電動アクチュエータは、電力の供給を受けるとＥＧＲバルブ１を駆動する動力を発生する直流モータＭと、この直流モータＭの回転を２段減速して出力軸１３に伝達する減速機構（動力伝達機構）と、ＥＧＲバルブ１を所定の開弁位置から全閉位置へ戻すためのリターン機構と、ＥＧＲバルブ１の回転角度（開度）を検出する回転角度（ＥＧＲ開度）検出装置とを備えている。

直流モータＭは、バルブボディ４に一体的に形成された有底筒状のモータケース３４内に収容保持されている。この直流モータＭは、円筒ヨーク３５のフロント側に連結したフロントブラケット３６を、モータケース３４のモータ挿入口の開口周縁部にスクリュー等により締結することで、モータケース３４内に支持固定される。
直流モータＭは、アウタステータの内周側にインナロータが相対回転可能に配置されるブラシ付きのＤＣモータであり、回転軸方向に真っ直ぐに延びるモータ軸１１を有する電機子と、この電機子の周囲を円周方向（モータ周方向）に取り囲む筒状のステータと、モータ軸１１に固定された整流子に押圧接触する一対の第１、第２ブラシとを備えている。

ステータは、有底円筒状の円筒ヨーク３５、およびこの円筒ヨーク３５の内周面に固定された複数の永久磁石（界磁石：以下界磁マグネット）を有している。
一対の第１、第２ブラシは、モータ周方向に１８０°間隔で、しかも互いに対向して配置されている。また、第１ブラシは、外部電源（バッテリ）の正極側（ＶＣＣ側）に電力供給ラインを介して接続されている。また、第２ブラシは、外部電源（バッテリ）の負極側（グランド側、ＧＮＤ側）に電力供給ラインを介して接続されている。

電機子は、ステータの径方向内側に所定のギャップを介して設置されている。この電機子は、円筒ヨーク３５およびフロントブラケット３６の各軸受支持部（ベアリングホルダー）に軸受（ベアリング）を介して、回転自在に支持されたモータ軸１１と、このモータ軸１１の回転軸方向に磁性鋼板を複数積層して形成された電機子鉄心（電機子コア）と、この電機子コアに巻装される電機子巻線（電機子コイル）と、一対の第１、第２ブラシに押圧接触される整流子（コンミテータ）とを有している。

電機子コアは、積層型鉄心により形成され、モータ軸１１の外周に圧入嵌合される円筒状（または角筒状）の嵌合部、およびこの嵌合部の外周面から突出する複数のティースを有している。
複数のティースは、嵌合部の外周面にその円周方向に等間隔で設置されている。また、複数のティースは、電機子コアの嵌合部の外周面から電機子の半径方向外側に向けて放射状に突出するティース巻装部、およびこのティース巻装部の外周端からモータ周方向の両側に延びるティース磁極部を有している。このティース磁極部の外周面は、ステータの内周面に対向している。

電機子コアの嵌合部の中心部には、嵌合部をその回転軸方向に貫通する貫通孔が形成されている。この貫通孔には、モータ軸１１が固定されている。電機子コアの円周方向に隣接する各ティース間には、電機子巻線の各相コイルを収納する複数のスロットが形成されている。
電機子巻線は、複数のティースの各ティース巻装部の周囲に集中巻方式で巻装されて、各スロットに収納される多相の各相コイルにより構成されている。各相コイルは、各ティース巻装部の外側にインシュレータを介して巻回されている。

減速機構は、直流モータＭのモータ軸１１と並列配置された中間ギヤ軸１２、モータ軸１１と中間ギヤ軸１２に並列配置された出力軸１３、モータ軸１１の外周に圧入固定されたピニオンギヤ１４、このピニオンギヤ１４と噛み合って回転する中間ギヤ１５、およびこの中間ギヤ１５と噛み合って回転する最終ギヤ１６等によって構成されている。
中間ギヤ軸１２は、例えばステンレス鋼等の鉄系金属（または非鉄系金属）によって円柱形状（丸棒形状）に一体的に形成されている。この中間ギヤ軸１２は、その軸線方向の一端がバルブボディ４の嵌合凹部３７に圧入嵌合（固定）されている。また、中間ギヤ軸１２の軸線方向の他端は、センサカバー６の嵌合凹部３８に嵌め込まれている。

出力軸１３は、例えばステンレス鋼等の鉄系金属（または非鉄系金属）によって円柱形状（丸棒形状）に一体的に形成されている。この出力軸１３は、バルブボディ４の軸受スリーブ２１の内部に回転自在に収容されている。
出力軸１３の回転軸方向の一端部には、軸受スリーブ２１の軸受孔の開口端面から流路孔３２、３３の内部に向かって突出する第１突出部が設けられている。なお、第１突出部には、ＥＧＲバルブ１が溶接固定されている。
また、出力軸１３の回転軸方向の他端部には、バルブボディ４の軸受スリーブ２１の開口端面から減速ギヤ収納空間の内部に向かって突出する第２突出部が設けられている。なお、第２突出部には、減速機構の最終ギヤ１６と結合するための最終ギヤプレート（後述する）が固定されている。

ピニオンギヤ１４は、金属材または合成樹脂によって一体的に形成されている。このピニオンギヤ１４は、直流モータＭのモータ軸１１と同軸的（例えば同一軸線上）に配設されて、中間ギヤ１５の最大外径部（大径ギヤ）のギヤ径よりも小さいギヤ径を有している。このピニオンギヤ１４は、直流モータＭのモータ軸１１の先端外周に圧入嵌合等により固定されて、直流モータＭのモータ軸１１と一体的に回転する円筒部を有している。そして、ピニオンギヤ１４の円筒部の外周には、複数の凸状歯（ピニオンギヤ歯４１）が円周方向全体に形成されている。

中間ギヤ１５は、合成樹脂によって一体的に形成されている。この中間ギヤ１５は、直流モータＭのモータ軸１１および減速機構の出力軸１３に並列して配置された中間ギヤ軸１２の外周に相対回転可能に嵌め合わされている。
また、中間ギヤ１５は、中間ギヤ軸１２の外周に回転自在に嵌め合わされて、中間ギヤ軸１２の中心軸線周りに回転する円筒部を有している。

中間ギヤ１５の円筒部の軸線方向の一端部には、円筒部の外径よりも大きく、ピニオンギヤ１４のピニオンギヤ歯４１と噛み合う大径ギヤが形成されている。この大径ギヤは、円筒部の軸線方向の一端部に設けられた円環板状の径大部、およびこの径大部の外周に周方向全体に形成された複数の凸状歯（中間ギヤ歯４２）を有している。そして、大径ギヤは、最終ギヤ１６の最大外径部（ギヤ部）のギヤ径よりも大きいギヤ径を有している。
また、中間ギヤ１５の円筒部の軸線方向の他端部には、最終ギヤ１６と噛み合う小径ギヤが形成されている。この小径ギヤは、中間ギヤ１５の円筒部、およびこ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（中間ギヤ歯４３）を有している。そして、中間ギヤ歯４３は、中間ギヤ歯４２のギヤ径よりも小さいギヤ径を有している。

最終ギヤ１６は、合成樹脂によって一体的に形成されている。この最終ギヤ１６の内周部には、円筒状のマグネットロータ４４が一体的に形成されている。このマグネットロータ４４の内周には、永久磁石であるセンサマグネット４５が固定され、また、マグネットロータ４４には、内部に２面幅（出力軸１３の空回りを防ぐ構造、回り止め構造）を有する貫通孔が形成された金属製の最終ギヤプレート４６がインサート成形されている。これにより、最終ギヤ１６は、最終ギヤプレート４６を介して、出力軸１３の回転軸方向の他端部（第２突出部）に回り止めされた状態で固定されている。

最終ギヤ１６は、マグネットロータ４４よりも半径方向の外側に部分円筒状の最大外径部４７を有している。この最大外径部４７には、中間ギヤ１５の中間ギヤ歯４３と噛み合う複数の凸状歯（出力ギヤ歯４８）が所定の角度分だけ扇状に形成されている。そして、出力ギヤ歯４８は、中間ギヤ歯４３のギヤ径よりも大きいギヤ径を有している。
また、最終ギヤ１６は、減速機構の出力軸１３に一体回転可能に連結した最終減速ギヤ（減速機構の最終段の減速ギヤ）を構成している。この最終ギヤ１６は、出力軸１３の回転軸方向の他端部（第２突出部）に回り止めされた状態で固定されている。

最終ギヤ１６は、マグネットロータ４４と最大外径部４７との間に中間円筒部を有している。この中間円筒部の外周面は、バルブボディ４の軸受スリーブ２１の外周面と共に、リターンスプリング７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する。 また、バルブボディ４の軸受スリーブ２１の外周および最終ギヤ１６の中間円筒部の外周に、ＥＧＲバルブ１を閉弁作動方向に付勢するリターンスプリング７が螺旋状に巻装されている。

ＥＣＵには、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、制御プログラムまたは制御ロジックや各種制御データ（マップ等）を保存する記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ）、入力回路（入力部）、出力回路（出力部）、電源回路、タイマー回路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。
ＥＣＵは、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）されると、マイクロコンピュータのメモリに格納された制御プログラムまたは制御ロジックに基づいて、ＥＧＲ制御弁の電動アクチュエータ（直流モータＭ）を通電制御するように構成されている。

ＥＣＵは、ＥＧＲ（バルブ）開度センサ４９、エアフロメータ、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ、冷却水温度センサおよび排気ガスセンサ（空燃比センサ、酸素濃度センサ）等の各種センサからのセンサ出力信号が、Ａ／Ｄ変換回路によってＡ／Ｄ変換された後に、マイクロコンピュータに入力されるように構成されている。
なお、ＥＧＲ開度センサ４９、エアフロメータ、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ、冷却水温度センサおよび排気ガスセンサは、エンジンの運転状態（運転状況）を検出する運転状態検出手段を構成している。

回転角度検出装置は、ＥＧＲバルブ１と一体回転可能に連結された円筒状のマグネットロータ４４、およびこのマグネットロータ４４の回転角度を測定して減速機構の出力軸１３の回転角度に相当するＥＧＲバルブ開度を検出するＥＧＲ開度センサ４９を備えている。マグネットロータ４４の内周面には、永久磁石である複数のセンサマグネット４５および磁性体であるロータコアが取り付けられている。

ＥＧＲ開度センサ４９は、センサカバー６のセンサ搭載部に設置された一対のステータコアの対向部間に挟み込まれて保持されている。このＥＧＲ開度センサ４９は、センサ搭載部からバルブボディ側へ突出するように設置されている。また、ＥＧＲ開度センサ４９は、半導体ホール素子の感磁面を鎖交する磁束密度に対応した電圧信号（アナログ信号）をＥＣＵへ向けて出力するホールＩＣを主体として構成されている。なお、ホールＩＣの代わりに、ホール素子単体、磁気抵抗素子等の非接触式の磁気検出素子を使用しても良い。

電動アクチュエータのリターン機構は、減速機構の出力軸１３の周囲を螺旋状に取り囲むように設置されたリターンスプリング（コイルスプリング）７、および直流モータＭのモータ軸１１の周囲を渦巻き状に取り囲むように設置された渦巻きスプリング８を備え、リターンスプリング７の弾性力（反力）および渦巻きスプリング８の弾性力（反力）を利用してＥＧＲバルブ１を所定の開弁位置から全閉位置へ戻すように構成されている。

リターンスプリング７は、減速機構の出力軸１３および最終ギヤ１６に対して、ＥＧＲバルブ１を閉弁作動方向に付勢する付勢力（バネ荷重、スプリング力）を発生するコイル状のリターンスプリング（第１弾性部材）である。このリターンスプリング７は、減速機構の出力軸１３および最終ギヤ１６に対して、ＥＧＲバルブ１を移動位置である開弁位置から初期位置である全閉位置へ戻す方向（閉弁作動方向）に付勢する弾性力を付与する第１弾性力付与手段（第１スプリング）である。

リターンスプリング７は、バルブボディ４のスプリング座部５１と最終ギヤ１６のスプリング座部５２との間で、且つ減速機構の出力軸１３および最終ギヤ１６の中間円筒部の周囲を螺旋状に取り囲むように巻装されたコイル部を有している。
リターンスプリング７の軸線方向の一端側（バルブボディ側）には、バルブボディ４のスプリング座部５１に接触する円環状の第１コイル端部が設けられ、また、リターンスプリング７の軸線方向の他端側（最終ギヤ側）には、最終ギヤ１６のスプリング座部５２に接触する円環状の第２コイル端部が設けられている。

リターンスプリング７は、第１コイル端部の端末部からその接線方向に突出する第１フック部、および第２コイル端部の端末部からその半径方向の外側に向けて延びる第２フック部を有している。
第１フック部は、バルブボディ４に設けられる環状凹部（図示せず）に保持されている。また、第２フック部は、最終ギヤ１６に設けられる環状凹部（図示せず）に保持されている。

渦巻きスプリング８は、直流モータＭのモータ軸１１および減速機構のピニオンギヤ１４に対して、ＥＧＲバルブ１を閉弁作動方向に付勢する付勢力（バネ荷重、スプリング力）を発生する渦巻き状のリターンスプリング（第２弾性部材）である。この渦巻きスプリング８は、直流モータＭのモータ軸１１およびピニオンギヤ１４に対して、ＥＧＲバルブ１を移動位置である開弁位置から初期位置である全閉位置へ戻す方向（閉弁作動方向）に付勢する弾性力を付与する第２弾性力付与手段（第２スプリング）である。

渦巻きスプリング８は、直流モータＭのモータ軸１１および減速機構のピニオンギヤ１４の円筒部の周囲を渦巻き状に取り囲むように巻装された渦巻き部を有している。
渦巻きスプリング８の渦巻き方向の一端側（バルブボディ側）には、渦巻き部の第１端部（最大外径部）６１が設けられている。また、渦巻きスプリング８の渦巻き方向の他端側（ピニオンギヤ側）には、渦巻き部の第２端部（最小内径部）６２が設けられている。 渦巻きスプリング８は、渦巻き部の第１端部６１の端末部からその半径方向の外側に向けて突出する（延びる）第１フック部６３、および渦巻き部の第２端部６２の端末部からその半径方向の内側に向けて突出する（延びる）第２フック部６４を有している。

第１フック部６３は、バルブボディ４のギヤケース１７側または直流モータＭのステータ（フロントブラケット３６等の取付部材）に設けられるスプリング保持部６５に埋設固定（保持、係止）されている。また、第２フック部６４は、直流モータＭのモータ軸１１または減速機構のピニオンギヤ１４の円筒部に設けられるスプリング保持部６６に埋設固定（保持、係止）されている。
なお、スプリング保持部６５を、バルブボディ４の外壁面、つまりギヤケース１７の底面に設けられた嵌合凹部に圧入嵌合（固定）される合成樹脂製のブロック（ハウジングに固定される固定部材）としても良い。

［実施例１の作用］
次に、本実施例のＥＧＲ制御弁の作動を図１ないし図３に基づいて簡単に説明する。

本実施例のＥＧＲ制御弁のＥＧＲバルブ１を回転駆動する直流モータＭは、ＥＣＵによって通電制御されるように構成されている。
先ず、直流モータＭへの電力供給が成されない場合には、リターンスプリング７と渦巻きスプリング８の弾性力（反力）によってＥＧＲバルブ１が全閉位置（初期位置）に設定される。

このとき、ＥＧＲバルブ１のシールリング溝２に嵌め込まれたシールリング３の摺動部が、シールリング自体の拡径方向の張力（弾性変形力）によってバルブボディ４のノズルホルダー２２に嵌合保持されるノズル５のバルブシート面に張り付くため、シールリング３の摺動部がノズル５のバルブシート面に密着する。
したがって、ＥＧＲバルブ１の外周端面とノズル５の内周面との間の隙間が完全にシールされる。つまり流路孔３１〜３３が閉鎖される。これにより、ＥＧＲガスが、エアクリーナを通過した清浄な吸気（新気）に混入しない（ＥＧＲカット）。

次に、ＥＧＲ制御弁を開弁させるような運転状況（エンジンの運転状況）になると、ＥＧＲバルブ１が運転状況に対応した所定の目標開度（移動位置、開弁位置）に開弁するように開弁作動させる。
そして、直流モータＭに電力を供給し、直流モータＭのモータ軸１１を開弁作動方向に回転させる。これにより、直流モータＭの動力（トルク）が、ピニオンギヤ１４、中間ギヤ１５および最終ギヤ１６に伝達される。そして、最終ギヤ１６からトルクが伝達された出力軸１３が、最終ギヤ１６の回転に伴って所定の回転角度（バルブ開度）だけ開弁作動方向に回転する。

以上のように、エンジンの運転状況に対応して、直流モータＭへの供給電力（駆動電流値または印加電圧値）を可変制御することで、ＥＧＲ制御弁のバルブ開度を変化させることにより、エアクリーナを通過した清浄な吸気に対する、ＥＧＲガスの導入量（混入量）が調節される。
すなわち、ＥＧＲバルブ１は、制御目標値（所定の移動位置）に相当するバルブ開度（開弁位置）に開弁制御される。つまり流路孔３１〜３３が開放される。

したがって、エンジンの各気筒毎の燃焼室より流出した排気ガスの一部であるＥＧＲガスが、排気管内に形成される排気通路（ＥＧＲガス分岐部）から、排気管側のＥＧＲガスパイプの内部（ＥＧＲガス流路）→ＥＧＲ制御弁のバルブボディ４の内部流路（ＥＧＲガス導入ポート→流路孔３１〜３３→ＥＧＲガス導出ポート）→吸気管側のＥＧＲガスパイプの内部（ＥＧＲガス流路）を経由して、吸気管内に形成される吸気通路（ＥＧＲガス合流部）に再循環される。これにより、ＥＧＲガスがエンジンの各気筒毎の吸気ポートおよび燃焼室に供給される吸気に混入される。
これによって、排気ガス中に含まれる有害物質（例えばＮＯｘ等）が低減される。

［実施例１の効果］
以上のように、本実施例のＥＧＲ制御弁においては、減速機構の出力軸１３または最終ギヤ１６に対して、ＥＧＲバルブ１を開弁位置から全閉位置へ戻す方向（閉弁作動方向）に付勢する弾性力を付与するリターンスプリング７、および直流モータＭのモータ軸１１およびピニオンギヤ１４に対して、ＥＧＲバルブ１を開弁位置から全閉位置へ戻す方向（閉弁作動方向）に付勢する弾性力を付与する渦巻きスプリング８によって、ＥＧＲバルブ１を全閉位置から目標開度である開弁位置へ開弁する方向（開弁作動方向）に駆動する電動アクチュエータのリターン機構を構成することにより、直流モータＭの界磁マグネットと電機子（インナロータ）のティースとの間のコギングトルクを打ち消すことが可能となる。

以上のように、直流モータＭのモータ軸１１およびピニオンギヤ１４に対して弾性力を付与する渦巻きスプリング８を設けることによって、長期耐久にてモータ軸１１と出力軸１３との間に設けられる減速機構の動力伝達効率が低下しても、直流モータＭのモータ軸１１に発生するコギングトルクによるトルク変動（回転ムラや振動）が減速機構の出力軸１３に伝わり難くなる。

これによって、減速機構の出力軸１３および最終ギヤ１６に対して弾性力を付与するリターンスプリング７のトルクを大きく設定する必要が無い。つまり減速機構の最終ギヤ１６に作用する負荷を減少できるので、ピニオンギヤ１４のピニオンギヤ歯４１と中間ギヤ１５の中間ギヤ歯４２のギヤ摩耗の進行、および中間ギヤ１５の中間ギヤ歯４３と最終ギヤ１６の出力ギヤ歯４８のギヤ摩耗の進行を抑制することができる。
また、ノズル５のバルブシート面に付着して堆積した排気微粒子等の異物によるバルブロックに対応するため、電動アクチュエータの減速機構の出力軸１３およびこの出力軸１３に固定されるＥＧＲバルブ１の減速比を大きくとることも可能となる。

また、電動アクチュエータのリターン機構を、リターンスプリング７に渦巻きスプリング８を追加して構成しているので、リターンスプリング７のスプリングトルクを現状のものとの比べて大きくすることなく、ＥＧＲバルブ１を開弁位置から全閉位置への戻りの信頼性を向上させることが可能となる。これにより、減速機構の出力軸１３の発生トルクが低下することがないので、負荷増加に伴うギヤ摩耗はなく、中間ギヤ１５と最終ギヤ１６との間の動力伝達効率の低下を抑えることができる。したがって、中間ギヤ１５と最終ギヤ１６のギヤ摩耗の進行を抑制するために、最終ギヤ１６の材料に、耐摩耗性に優れた高コスト材料を使用する必要がない。

したがって、リターンスプリング７のスプリングトルクを大きくすることなく、また、耐摩耗性に優れた高価な材料を使用することなく、直流モータＭのモータ軸１１に発生するコギングトルクによるトルク変動（回転ムラや振動）が減速機構の出力軸１３に伝わらないようにすることができ、且つピニオンギヤ１４のピニオンギヤ歯４１と中間ギヤ１５の中間ギヤ歯４２のギヤ摩耗の進行、および中間ギヤ１５の中間ギヤ歯４３と最終ギヤ１６の出力ギヤ歯４８のギヤ摩耗の進行を抑制することができるので、低コストな電動アクチュエータを備えたＥＧＲ制御弁を製造（製品化）することができる。

図４および図５は本発明の実施例２を示したもので、図４はＥＧＲ制御弁を示した図で、図５は電動アクチュエータのリターン機構の主要部（渦巻きスプリング）を示した図である。

本実施例の電動アクチュエータのリターン機構は、減速機構の出力軸１３の周囲を螺旋状に取り囲むように設置されたリターンスプリング７、および減速機構の中間ギヤ軸１２の周囲を渦巻き状に取り囲むように設置された渦巻きスプリング９を備えている。
渦巻きスプリング９は、減速機構の中間ギヤ１５に対して、ＥＧＲバルブ１を閉弁作動方向に付勢する付勢力（バネ荷重、スプリング力）を発生する渦巻き状のスプリング（第２弾性部材）である。この渦巻きスプリング９は、減速機構の中間ギヤ１５に対して、ＥＧＲバルブ１を開弁位置から全閉位置へ戻す方向（閉弁作動方向）に付勢する弾性力を付与する第２弾性力付与手段（第２スプリング）である。

渦巻きスプリング９は、減速機構の中間ギヤ軸１２および中間ギヤ１５の円筒部の周囲を渦巻き状に取り囲むように巻装された渦巻き部を有している。
渦巻きスプリング９の渦巻き方向の一端側（バルブボディ側）には、渦巻き部の第１端部（最大外径部）７１が設けられている。また、渦巻きスプリング９の渦巻き方向の他端側（中間ギヤ側）には、渦巻き部の第２端部（最小内径部）７２が設けられている。
渦巻きスプリング９は、渦巻き部の第１端部７１の端末部からその半径方向の外側に向けて突出する（延びる）第１フック部７３、および渦巻き部の第２端部７２の端末部からその半径方向の内側に向けて突出する（延びる）第２フック部７４を有している。

第１フック部７３は、バルブボディ４のギヤケース１７側に設けられるスプリング保持部７５に埋設固定（保持、係止）されている。また、第２フック部７４は、減速機構の中間ギヤ１５の円筒部に設けられるスプリング保持部７６に埋設固定（保持、係止）されている。
なお、スプリング保持部７５を、バルブボディ４の外壁面、つまりギヤケース１７の底面に設けられた嵌合凹部に圧入嵌合（固定）される合成樹脂製のブロック（ハウジングに固定される固定部材）としても良い。
以上のように、本実施例のＥＧＲ制御弁においては、減速機構の中間ギヤ軸１２および中間ギヤ１５の周囲にリターン機構（渦巻きスプリング９）を構成しているので、中間ギヤ軸１２以降にて、実施例１と同様な効果を得ることができる。

［変形例］
本実施例では、バルブボディ４のノズルホルダー２２の内周にノズル５を嵌合保持し、更にノズル５内にＥＧＲバルブ１を開閉自在に収容しているが、バルブボディ４の円筒部のバルブ収容部内に直接ＥＧＲバルブ１を開閉自在に収容しても良い。この場合には、ノズル５が不要となり、部品点数や組付工数を削減できる。

本実施例では、出力軸１３を中心に回転するＥＧＲバルブ１等の移動体（回転体）をその回転方向の一方側（正転方向、開弁作動方向または閉弁作動方向）へ駆動する電動アクチュエータに適用しているが、軸線方向に往復移動する移動体をその移動方向の一方側へ駆動する電動アクチュエータに適用しても良い。
移動体としては、ロータリバルブ、バタフライバルブ、シャッター状バルブ、ボールバルブ、ポペットバルブ等が考えられる。
また、移動体としては、圧縮機、送風機、ポンプ、カム、ロータ、車輪等の回転移動体（回転体）や、ピストン、ロッド、シャフト等の直線移動体が考えられる。

本実施例では、ＥＧＲ制御弁に本発明を適用したが、ＥＧＲクーラの出口側に連通する低温排気ガス流路とＥＧＲガスをＥＧＲクーラより迂回させるバイパス流路（高温排気ガス流路）とを切り替える排気ガス流路切替弁、エンジンの排気管（ターボチャージャのタービンハウジング）に設置される排気ガス流量（圧力）制御弁に本発明を適用しても良い。
また、吸気制御弁としては、タンブル制御弁、スワール制御弁、吸気流量制御弁、吸気圧力制御弁、流路切替弁、吸気絞り弁等が考えられる。
また、排気制御弁としては、ウェイストゲート弁、スクロール切替弁、排気流量制御弁、排気圧力制御弁、排気切替弁、排気絞り弁等が考えられる。

本実施例では、バルブ等の移動体が所定の移動量分だけリフト（または開弁）しているときに、移動体を移動位置から初期位置に戻す方向に弾性力を付与する第１、第２弾性部材として、コイルスプリングや渦巻きスプリングを用いた例を説明したが、第１、第２弾性部材として、トーションバーや板バネを用いても良い。また、第１、第２弾性部材として、二重コイルスプリング、不等ピッチコイルスプリングを用いても良い。
また、電動アクチュエータの直流モータＭの回転に対し、反力となるトルクを発生する合成ゴム、合成樹脂やバネ部材を用いても良い。
なお、第１弾性部材（第１スプリング）として、ＥＧＲバルブ１を閉弁作動方向に付勢するリターンスプリングと、ＥＧＲバルブ１を開弁作動方向に付勢するオーバーターンスプリングと、リターンスプリングとオーバーターンスプリングとの結合部を逆Ｕ字状に折り曲げることで形成されるＵ字フック部とを備えたコイルスプリングを採用しても良い。

Ｍ 直流モータ
１ ＥＧＲバルブ（移動体、バルブ）
２ シールリング溝（環状凹溝）
３ シールリング
４ バルブボディ（ハウジング）
５ ノズル（ハウジング）
７ リターンスプリング（第１弾性部材、第１スプリング）
８ 渦巻きスプリング（第２弾性部材、第２スプリング、リターンスプリング）
９ 渦巻きスプリング（第２弾性部材、第２スプリング、リターンスプリング）
１１ 直流モータのモータ軸（入力ギヤ軸、ピニオンギヤ軸）
１２ 減速機構の中間ギヤ軸（中間軸）
１３ 減速機構の出力軸（出力ギヤ軸、弁軸）
１４ 減速機構のピニオンギヤ（入力ギヤ）
１５ 減速機構の中間ギヤ
１６ 減速機構の最終ギヤ（出力ギヤ）
３１ 流路孔（流路）
３２ 流路孔（流路）
３３ 流路孔（流路）
３６ フロントブラケット（ハウジングに固定される取付部材）
６５ バルブボディのスプリング保持部（ハウジングに固定される取付部材）
６６ モータ軸またはピニオンギヤのスプリング保持部
７５ バルブボディのスプリング保持部（ハウジングに固定される取付部材）
７６ 中間ギヤ軸のスプリング保持部

Claims (12)

1. （ａ）移動体をその移動方向に駆動する動力を発生する直流モータと、
   （ｂ）この直流モータのモータ軸に固定される入力ギヤ、この入力ギヤと噛み合って回転する中間ギヤ、この中間ギヤと噛み合って回転する出力ギヤ、およびこの出力ギヤと一体回転可能に連結した出力軸を有し、前記モータ軸の回転を減速して前記出力軸に伝達する減速機構と、
   （ｃ）前記出力軸または前記出力ギヤに対して、前記移動体を移動位置から初期位置へ戻す方向に付勢する弾性力を付与する第１弾性部材、および前記モータ軸または前記入力ギヤまたは前記中間ギヤに対して、前記移動体を前記移動位置から前記初期位置へ戻す方向に付勢する弾性力を付与する第２弾性部材を有するリターン機構と
   を備えた電動アクチュエータ。
2. 請求項１に記載の電動アクチュエータにおいて、
   前記第１弾性部材は、前記出力軸の周囲に渦巻き状または螺旋状に巻装されたリターンスプリングであることを特徴とする電動アクチュエータ。
3. 請求項１または請求項２に記載の電動アクチュエータにおいて、
   前記第２弾性部材は、前記モータ軸の周囲に渦巻き状または螺旋状に巻装されたリターンスプリングであることを特徴とする電動アクチュエータ。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の電動アクチュエータにおいて、 前記減速機構は、前記モータ軸と前記出力軸に対して並列配置された中間軸を有していることを特徴とする電動アクチュエータ。
5. 請求項４に記載の電動アクチュエータにおいて、
   前記第２弾性部材は、前記中間軸の周囲に渦巻き状または螺旋状に巻装されたリターンスプリングであることを特徴とする電動アクチュエータ。
6. 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の電動アクチュエータにおいて、 前記直流モータは、前記モータ軸に固定された整流子を有するロータと、
   このロータの周囲を周方向に取り囲む筒状のヨーク、およびこのヨークの内周面に固定された複数の永久磁石を有するステータと、
   前記整流子に摺接する複数のブラシと
   を備えたことを特徴とする電動アクチュエータ。
7. 請求項６に記載の電動アクチュエータにおいて、
   前記ロータは、前記モータ軸に固定されるロータコア、およびこのロータコアに巻装されるロータコイルを有し、
   前記整流子は、前記ロータコイルに電気接続していることを特徴とする電動アクチュエータ。
8. 請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の電動アクチュエータを備えた制御弁において、
   前記制御弁は、流体が流れる流路を形成するハウジングを備え、
   前記移動体とは、前記流路を開閉するバルブのことであって、
   前記直流モータは、前記バルブをその開弁作動方向に駆動する動力を発生することを特徴とする制御弁。
9. 請求項８に記載の制御弁において、
   前記第１弾性部材とは、前記出力軸または前記出力ギヤに対して、前記バルブを前記移動位置に相当する開弁位置から前記初期位置に相当する全閉位置へ戻す方向に付勢する弾性力を付与する第１スプリングのことであることを特徴とする制御弁。
10. 請求項９に記載の制御弁において、
    前記第１スプリングの一端は、前記出力ギヤに係止され、
    前記第１スプリングの他端は、前記ハウジングまたはこのハウジングに固定される取付部材に係止されていることを特徴とする制御弁。
11. 請求項８ないし請求項１０のうちのいずれか１つに記載の制御弁において、
    前記第２弾性部材とは、前記モータ軸または前記入力ギヤまたは前記中間ギヤに対して、前記バルブを前記移動位置に相当する開弁位置から前記初期位置に相当する全閉位置へ戻す方向に付勢する弾性力を付与する第２スプリングのことであることを特徴とする制御弁。
12. 請求項１１に記載の制御弁において、
    前記第２スプリングの一端は、前記入力ギヤまたは前記中間ギヤに係止され、
    前記第２スプリングの他端は、前記ハウジングまたはこのハウジングに固定される取付部材に係止されていることを特徴とする制御弁。

Images