JP2013210101A - Valve driving device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve controllability of a stroke amount of a rod by directly detecting a stroke position of the rod which is a final operation stage of an electric actuator controlling open and close of a waste gate valve.SOLUTION: A slide shaft 7 is arranged in parallel with a rod 4 connecting to a waste gate valve 1, a guide 5 is installed to this shaft 7, and a sensing part 9 is installed integrally on the guide 5. With this, by detecting a stroke position of the sensing part 9 moving integrally with the rod 4 without being affected by shake of the rod 4, a stroke position of the rod 4 which is a final operation stage of an electric actuator, can be directly detected. As a result, detection accuracy of the stroke position of the rod 4 is improved and therefore controllability of a stroke amount of the rod 4, namely controllability of opening degree control of the waste gate valve 1 can be improved.

Description

本発明は、モータの回転軸の回転を減速機構で減速し、減速機構の回転運動を往復直線運動に変換して、バルブを駆動するバルブ駆動装置に関するもので、特にウェイストゲートバルブ制御用アクチュエータまたはEGRバルブ制御用アクチュエータに用いて好適なバルブ駆動装置に係わる。   The present invention relates to a valve driving device that drives a valve by decelerating the rotation of a rotating shaft of a motor with a speed reducing mechanism and converting the rotational motion of the speed reducing mechanism into a reciprocating linear motion. The present invention relates to a valve driving device suitable for use in an actuator for EGR valve control.

[従来の技術]
従来より、バルブを駆動するバルブ駆動装置として、図12および図13に示したように、電動モータ101および軸線方向に往復移動するロッド102を備えた電動アクチュエータが公知である(例えば、特許文献1参照)。
この電動アクチュエータは、電動モータ101の回転を2段減速する減速機構と、この減速機構の回転運動をロッド102の直線運動に変換する往復スライダリンク機構と、ロッド102を往復移動方向に支持するスラスト軸受103とを備えている。このスラスト軸受103は、ロッド102の軸線方向に貫通する貫通孔を有し、アクチュエータケースの軸受孔に保持固定されている。
減速機構は、電動モータ101の出力軸に固定されたピニオンギヤ104、ピニオンギヤ104と噛み合って回転する中間ギヤ105、およびこの中間ギヤ105と噛み合って回転する最終ギヤ106等を有している。また、中間ギヤ105は、支持軸111の外周に回転自在に取り付けられている。また、最終ギヤ106は、支持軸112の外周に回転自在に取り付けられている。
[Conventional technology]
2. Description of the Related Art Conventionally, as a valve driving device for driving a valve, as shown in FIGS. 12 and 13, an electric actuator including an electric motor 101 and a rod 102 that reciprocates in an axial direction is known (for example, Patent Document 1). reference).
The electric actuator includes a reduction mechanism that reduces the rotation of the electric motor 101 in two steps, a reciprocating slider link mechanism that converts the rotational movement of the reduction mechanism into a linear movement of the rod 102, and a thrust that supports the rod 102 in the reciprocating movement direction. And a bearing 103. The thrust bearing 103 has a through-hole penetrating in the axial direction of the rod 102 and is held and fixed in the bearing hole of the actuator case.
The reduction mechanism includes a pinion gear 104 fixed to the output shaft of the electric motor 101, an intermediate gear 105 that rotates in mesh with the pinion gear 104, a final gear 106 that rotates in mesh with the intermediate gear 105, and the like. The intermediate gear 105 is rotatably attached to the outer periphery of the support shaft 111. The final gear 106 is rotatably attached to the outer periphery of the support shaft 112.

電動アクチュエータのロッド102には、ファーストピボット113を介してトグルレバー107が連結されている。また、最終ギヤ106には、セカンドピボット114を介してトグルレバー107が連結されている。そして、ファーストピボット113は、トグルレバー107の第1嵌合孔に打ち込まれてトグルレバー107に固定されており、セカンドピボット114は、トグルレバー107の第2嵌合孔に打ち込まれてトグルレバー107に固定されている。
特許文献1に記載の電動アクチュエータは、電動モータ101が減速機構の3つのギヤ104〜106を回転させ、最終ギヤ106にセカンドピボット114を介して連結したトグルレバー107がロッド102をその軸線方向に押圧(あるいは引き戻)して最終ギヤ106の回転運動をロッド102の往復直線運動に変換するように構成されている。
ここで、108は電動アクチュエータにより開閉制御される円板状のバルブである。ロッド102とバルブ108との間には、リンクレバー119が設置されている。
A toggle lever 107 is connected to the rod 102 of the electric actuator via a first pivot 113. Further, a toggle lever 107 is connected to the final gear 106 via a second pivot 114. The first pivot 113 is driven into the first fitting hole of the toggle lever 107 and fixed to the toggle lever 107, and the second pivot 114 is driven into the second fitting hole of the toggle lever 107 and moved to the toggle lever 107. It is fixed to.
In the electric actuator described in Patent Document 1, the electric motor 101 rotates the three gears 104 to 106 of the speed reduction mechanism, and the toggle lever 107 connected to the final gear 106 via the second pivot 114 moves the rod 102 in the axial direction. The rotary motion of the final gear 106 is converted into a reciprocating linear motion of the rod 102 by pressing (or pulling back).
Here, 108 is a disc-shaped valve that is controlled to open and close by an electric actuator. A link lever 119 is installed between the rod 102 and the valve 108.

[従来の技術の不具合]
ところで、近年、自動車に搭載されるエンジンの排気ガスの規制強化に伴い、排出ガス関係のOBD(車載診断装置による故障診断機能)装着が義務づけられている。
そこで、特許文献1に記載の電動アクチュエータを、EGRバルブの開閉制御やウェイストゲートバルブの開閉制御用のバルブ駆動装置として使用する場合、OBD要件として、ロッド102のストローク位置を直接検出する必要がある。ところが、特許文献1に記載の電動アクチュエータでは、ロッド102のストローク位置を直接検出することができなかった。
[Conventional technical problems]
By the way, in recent years, with the tightening of exhaust gas regulations for engines mounted on automobiles, it has become obligatory to install exhaust gas related OBD (fault diagnosis function by in-vehicle diagnostic device).
Therefore, when the electric actuator described in Patent Document 1 is used as a valve driving device for EGR valve opening / closing control or waste gate valve opening / closing control, it is necessary to directly detect the stroke position of the rod 102 as an OBD requirement. . However, the electric actuator described in Patent Document 1 cannot directly detect the stroke position of the rod 102.

また、特許文献1に記載の電動アクチュエータでは、ロッド102のストローク位置を直接検出するためにセンシングレバー(センシング部)109が記載されているが、センシングレバー109とストロークセンサ(センサ本体)との関係が明確に記載されていない。
また、特許文献1に記載の電動アクチュエータは、図示構造上、リンクレバー119が動くとロッド102がその軸線周りに振れる。このロッド102の振れを吸収するために、ガタを設けているが、ロッド102の動きに対してリンクレバー119の作動が追従しない。これにより、電動アクチュエータの制御対象であるバルブ108の動きとロッド102の動きとが一致せず、ロッド102のストローク量の制御性が悪化するという問題が生じている。
また、リンクレバー119にガタを設けない場合、図示の構造では、ロッド102の振れが吸収できないため、ロッド102のスラスト軸受103に力がかかり、ロッド102がスラスト軸受103の内周をこじり、ロッド102が作動不能となる可能性がある。
In addition, in the electric actuator described in Patent Document 1, a sensing lever (sensing unit) 109 is described for directly detecting the stroke position of the rod 102, but the relationship between the sensing lever 109 and the stroke sensor (sensor body). Is not clearly described.
Further, in the electric actuator described in Patent Document 1, when the link lever 119 moves, the rod 102 swings around the axis line due to the illustrated structure. In order to absorb the vibration of the rod 102, play is provided, but the operation of the link lever 119 does not follow the movement of the rod 102. As a result, the movement of the valve 108 to be controlled by the electric actuator and the movement of the rod 102 do not coincide with each other, and the controllability of the stroke amount of the rod 102 is deteriorated.
Further, when the link lever 119 is not provided with backlash, in the structure shown in the figure, since the vibration of the rod 102 cannot be absorbed, a force is applied to the thrust bearing 103 of the rod 102, and the rod 102 squeezes the inner periphery of the thrust bearing 103. 102 may become inoperable.

国際公開第2009/062928号パンフレットInternational Publication No. 2009/062928 Pamphlet

本発明の目的は、最終作動段であるロッドのストローク位置を直接検出することのできるバルブ駆動装置を提供することにある。また、ロッドのストローク量の制御性を向上することのできるバルブ駆動装置を提供することにある。さらに、ロッドの故障を検出することのできるバルブ駆動装置を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a valve drive device that can directly detect a stroke position of a rod that is a final operation stage. Another object of the present invention is to provide a valve drive device that can improve the controllability of the stroke amount of the rod. Furthermore, it is providing the valve drive device which can detect the failure of a rod.

請求項1に記載の発明は、ロッドのストローク軸方向(往復移動方向)への移動量(ロッドのストローク量)に応じてバルブの開閉制御を行うバルブ駆動装置において、ロッドのストローク軸方向(往復移動方向)と並行な方向に延長されたスライドシャフトと、連結部を介してロッド(および変換機構)に連結すると共に、スライドシャフト上をスライドするガイドと、このガイドに一体的に設置されたセンシング部、およびこのセンシング部のストローク位置を検出するセンサを有するロッドストローク検出手段とを備えたことを特徴としている。   According to the first aspect of the present invention, there is provided a valve drive device that performs valve opening / closing control in accordance with a movement amount (a stroke amount of the rod) in a stroke axis direction (a reciprocation direction) of the rod. A slide shaft extended in a direction parallel to the movement direction), a guide connected to the rod (and the conversion mechanism) via the connecting portion, and a slide that slides on the slide shaft, and a sensing integrally installed on the guide And a rod stroke detection means having a sensor for detecting the stroke position of the sensing unit.

請求項1に記載の発明によれば、スライドシャフト上をスライドするガイドにセンシング部を一体的に設置しているので、バルブ駆動装置の最終作動段であるロッドのストローク位置を直接検出することができる。この結果、ロッドのストローク位置の検出精度が向上するため、ロッドのストローク量の制御性、つまりバルブの開度制御の制御性を向上することができる。また、センサで検出されるセンシング部のストローク位置が、所定時間が経過しても設定された目標位置に到達または接近しない場合には、ロッドまたはバルブ駆動装置の故障と判断することができる。つまりバルブ、ロッドまたはバルブ駆動装置の故障診断を実施できる。これにより、OBD要件を満足できる。   According to the first aspect of the present invention, since the sensing unit is integrally installed on the guide that slides on the slide shaft, the stroke position of the rod that is the final operation stage of the valve drive device can be directly detected. it can. As a result, since the detection accuracy of the stroke position of the rod is improved, the controllability of the stroke amount of the rod, that is, the controllability of the valve opening degree control can be improved. Further, when the stroke position of the sensing unit detected by the sensor does not reach or approach the set target position even after a predetermined time has elapsed, it can be determined that the rod or the valve drive device is out of order. That is, failure diagnosis of the valve, rod or valve drive device can be performed. Thereby, the OBD requirement can be satisfied.

ここで、バルブ駆動装置、特に変換機構は、ガイドが無い状態であっても、往復スライダリンクとして作動するが、上述したように、リンク機構のレバー(ロッドとバルブとを連結するレバー)の回転範囲に対応してロッドに振れが生じる。そして、ロッドのストローク位置(動き)を検出するように、ロッドにセンシング部を一体的に設置した場合、ロッドの振れがセンサの検出精度に影響を及ぼす可能性がある。
そこで、ロッドのストローク軸方向(往復移動方向)と並行な方向にスライドシャフトを設置し、且つスライドシャフト上にガイドを設置し、更に、ガイドにセンシング部を一体的に設置することにより、スライドシャフト上をガイドがスライドする。この結果、ロッドの振れの影響を受けることなく、センシング部のストローク位置を検出することで、ロッドストローク検出手段でロッドのストローク位置(動き)を検出することが可能となるので、センサの検出精度を向上することができる。
Here, the valve drive device, particularly the conversion mechanism, operates as a reciprocating slider link even in the absence of a guide. However, as described above, the rotation of the lever of the link mechanism (the lever that connects the rod and the valve) rotates. The rod will swing in response to the range. When the sensing unit is integrally installed on the rod so as to detect the stroke position (movement) of the rod, the deflection of the rod may affect the detection accuracy of the sensor.
Therefore, by installing a slide shaft in a direction parallel to the stroke axis direction (reciprocating direction) of the rod, installing a guide on the slide shaft, and further installing a sensing unit integrally with the guide, the slide shaft The guide slides up. As a result, the stroke position (motion) of the rod can be detected by the rod stroke detection means by detecting the stroke position of the sensing unit without being affected by the deflection of the rod. Can be improved.

請求項2に記載の発明によれば、ロッドをそのストローク軸方向(往復移動方向)に支持するロッド軸受と、このロッド軸受の軸線方向と並行な方向に延長されたスライドシャフトとを備えている。
そして、バルブを全閉位置から開弁位置(中間位置、全開位置を含む)にモータ駆動した際、あるいはバルブを全開位置から閉弁位置(中間位置、全閉位置を含む)にモータ駆動した際に、ロッド軸受(の軸線方向)とスライドシャフト(の軸方向)との2軸に沿ってロッドを平行移動させることにより、ロッド軸受とスライドシャフトでロッドのストローク軸方向(往復移動方向)のガタと回転方向の振れとを規制することができる。したがって、ガイドに一体的に設置したセンシング部の動きが規制されるため、特にセンシング部を「直線的」に移動させることができる。その結果、ロッドのストローク位置の検出精度を向上することができる。
According to the second aspect of the present invention, the rod bearing for supporting the rod in the stroke axial direction (reciprocating direction) and the slide shaft extended in a direction parallel to the axial direction of the rod bearing are provided. .
When the motor is driven from the fully closed position to the open position (including the intermediate position and the fully open position), or when the valve is driven from the fully open position to the closed position (including the intermediate position and the fully closed position). Furthermore, by moving the rod in parallel along the two axes of the rod bearing (in the axial direction) and the slide shaft (in the axial direction), the rod bearing and the slide shaft play back and forth in the stroke axis direction (reciprocating direction) of the rod. And swing in the rotational direction can be regulated. Therefore, since the movement of the sensing unit installed integrally with the guide is restricted, the sensing unit can be moved in a “linear” manner. As a result, the detection accuracy of the stroke position of the rod can be improved.

請求項3に記載の発明によれば、モータ(の出力軸)の回転を(所定の減速比となるように)減速する減速機構を、モータによって回転駆動される第1ギヤ、およびこの第1ギヤと噛み合って回転する第2ギヤによって構成している。
減速機構として、例えばモータの出力軸に固定されるピニオンギヤ、このピニオンギヤに噛み合って回転する中間ギヤ、およびこの中間ギヤに噛み合って回転する最終ギヤ等を有する2段減速ギヤ機構を用いても良い。また、減速機構として、ウォームギヤ(その他ヘリカルギヤ、スパーギヤ、出力ギヤ)等を有する多段減速ギヤ機構を用いても良い。
According to the third aspect of the present invention, the first gear that is rotationally driven by the motor and the first gear that decelerates the rotation of the motor (output shaft thereof) (so as to have a predetermined reduction ratio) and the first gear. The second gear rotates while meshing with the gear.
As the speed reduction mechanism, for example, a two-stage reduction gear mechanism having a pinion gear fixed to the output shaft of the motor, an intermediate gear that rotates while meshing with the pinion gear, a final gear that meshes with the intermediate gear, and the like may be used. Further, a multistage reduction gear mechanism having a worm gear (other helical gear, spur gear, output gear) or the like may be used as the reduction mechanism.

請求項4に記載の発明によれば、減速機構は、第2ギヤの外側に突出した第1ピボットを有している。例えば第1ピボットは、第2ギヤに一体的に形成、あるいは第2ギヤに固定されている。
また、変換機構とロッドおよびガイドとを連結する連結部は、第1ピボットと同一方向に突出した第2ピボットによって構成されている。例えば第2ピボットは、ロッドおよびガイドに一体的に形成、あるいはロッドおよびガイドに固定されている。
変換機構は、一端側が第1ピボットに回転自在に支持され、他端側が第2ピボットに回転自在に支持されたリンクレバーを有している。
According to the fourth aspect of the present invention, the speed reduction mechanism has the first pivot that protrudes to the outside of the second gear. For example, the first pivot is formed integrally with the second gear or fixed to the second gear.
Moreover, the connection part which connects a conversion mechanism, a rod, and a guide is comprised by the 2nd pivot which protruded in the same direction as the 1st pivot. For example, the second pivot is formed integrally with the rod and the guide, or is fixed to the rod and the guide.
The conversion mechanism has a link lever having one end side rotatably supported by the first pivot and the other end side rotatably supported by the second pivot.

ここで、上述したように、リンク機構のレバー(ロッドとバルブとを連結するレバー)の回転範囲に対応してロッドに振れが生じるが、このロッドの振れは、第2ピボットで吸収することができる。そして、ガイドにセンシング部を一体的に設置しているので、ロッドの振れがセンシング部に伝わることはなく、ロッドのストローク位置の検出精度を向上することができる。   Here, as described above, the rod is shaken in accordance with the rotation range of the lever of the link mechanism (the lever that connects the rod and the valve), and this shake of the rod can be absorbed by the second pivot. it can. And since the sensing part is integrally installed in the guide, the deflection of the rod is not transmitted to the sensing part, and the detection accuracy of the stroke position of the rod can be improved.

請求項5に記載の発明によれば、バルブとは、ロッドのストローク軸方向(往復移動方向)の先端側に設置されるポペットバルブのことである。
この場合、バルブ駆動装置を、EGRバルブ等の排気ガス制御バルブを開閉制御するアクチュエータとして使用することができる。
According to the fifth aspect of the present invention, the valve is a poppet valve installed on the tip end side of the rod in the stroke axis direction (reciprocating direction).
In this case, the valve drive device can be used as an actuator that controls opening and closing of an exhaust gas control valve such as an EGR valve.

請求項6に記載の発明によれば、バルブ駆動装置のロッドとバルブとの間に、ロッドの直線運動をバルブの回転運動に変換するリンク機構を設置している。
このリンク機構は、ロッドとバルブとを連結するレバー等を有している。
ロッドは、レバーを回転自在に支持する第1ヒンジピンを有している。例えば第1ヒンジピンは、ロッドに一体的に形成、あるいはロッドに固定されている。
バルブは、レバーを回転自在に支持する第2ヒンジピンを有している。例えば第2ヒンジピンは、バルブに一体的に形成、あるいはバルブに固定されている。
バルブ駆動装置のロッドに駆動されるバルブとは、第1ヒンジピン、レバーおよび第2ヒンジピンを介して、ロッドのストローク軸方向(往復移動方向)の先端側に連結されるヒンジバルブのことである。
この場合、バルブ駆動装置を、ウェイストゲートバルブまたはEGRバルブ等の排気ガス制御バルブを開閉制御するアクチュエータ、あるいは可変容量ターボチャージャの制御用アクチュエータとして使用することができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the link mechanism for converting the linear motion of the rod into the rotational motion of the valve is installed between the rod and the valve of the valve driving device.
This link mechanism has a lever or the like for connecting the rod and the valve.
The rod has a first hinge pin that rotatably supports the lever. For example, the first hinge pin is formed integrally with the rod or fixed to the rod.
The valve has a second hinge pin that rotatably supports the lever. For example, the second hinge pin is formed integrally with the valve or fixed to the valve.
The valve driven by the rod of the valve driving device is a hinge valve connected to the tip end side in the stroke axial direction (reciprocating direction) of the rod via the first hinge pin, the lever and the second hinge pin.
In this case, the valve drive device can be used as an actuator for controlling opening and closing of an exhaust gas control valve such as a waste gate valve or an EGR valve, or as an actuator for controlling a variable capacity turbocharger.

請求項7に記載の発明によれば、変換機構に連結する第1ロッド、およびバルブに連結する第2ロッドによってロッドを構成している。そして、バルブ駆動装置に、第1ロッドをストローク軸方向(往復移動方向)に支持するロッド軸受と、第1ロッドと第2ロッドとを連結する回転自在継手(球面体(ボール)、ナット付きソケットのガイド、球面軸受、連結ピン)とを設けている。
ところで、第2ロッドがそのストローク軸方向(往復移動方向)の一方側(例えばバルブ開き側またはバルブ閉じ側)にストロークしてレバーを回転させると、レバーの回転範囲に応じて第2ロッドが振れる(例えば第2ロッドがその中心軸線周りの回転方向に揺動する)。
According to invention of Claim 7, the rod is comprised by the 1st rod connected with a conversion mechanism, and the 2nd rod connected with a valve | bulb. The valve drive device has a rod bearing that supports the first rod in the stroke axis direction (reciprocating direction), and a rotary joint that connects the first rod and the second rod (spherical body (ball), socket with nut). Guides, spherical bearings, and connecting pins).
By the way, when the second rod strokes in one side of the stroke axis direction (reciprocating direction) (for example, the valve opening side or the valve closing side) to rotate the lever, the second rod swings according to the rotation range of the lever. (For example, the second rod swings in the rotational direction around its central axis).

ここで、第1ロッドと第2ロッドとが一体部品の場合、第2ロッドに振れが出ると、ロッド軸受にラジアル方向の力が加わり(作用し)、第1ロッドがロッド軸受の内周をこじり、第1ロッドが作動不能になる可能性がある。そこで、第1ロッドと第2ロッドとを別体部品で構成し、第1ロッドと第2ロッドとの間に回転自在継手を設置したことにより、第2ロッドの振れを回転自在継手により吸収する。
これによって、第1ロッドがロッド軸受の内周をこじり、第1ロッドが作動不能になる不具合の発生を抑えることができる。
Here, in the case where the first rod and the second rod are integral parts, when the second rod is shaken, a radial force is applied (acted) to the rod bearing, and the first rod moves the inner circumference of the rod bearing. This may cause the first rod to become inoperable. Therefore, the first rod and the second rod are configured as separate parts, and a rotary joint is installed between the first rod and the second rod, so that the swing of the second rod is absorbed by the rotary joint. .
As a result, it is possible to suppress the occurrence of a problem that the first rod squeezes the inner periphery of the rod bearing and the first rod becomes inoperable.

請求項8に記載の発明によれば、ロッドのストローク軸方向(往復移動方向)の中心線と、レバーの作動角度の中心線(レバー全閉時中心線とレバー全開時中心線との角度中心線)とが垂直に交差する位置関係(構成)となっている。これにより、バルブの開閉によるロッドの振れ角度が最も小さくなる。
ここで、ロッドのストローク量が少ない設定の場合(ロッドの振れ<ロッドとロッド軸受との間のガタ)には、仮に第1ロッドと第2ロッドとが一体部品の場合であっても、ロッドがロッド軸受の内周をこじり、ロッドが作動不能になる不具合の発生を抑えることができる。
また、ロッドのストローク量が多い設定の場合には、回転自在継手の摺動範囲を少なくすることができるため、回転自在継手の信頼性を向上することができる。
According to the eighth aspect of the invention, the center line of the rod in the stroke axis direction (reciprocating direction) and the center line of the lever operating angle (the center of the angle between the center line when the lever is fully closed and the center line when the lever is fully open) (Line) and the vertical relationship (configuration). Thereby, the deflection angle of the rod due to the opening and closing of the valve becomes the smallest.
Here, when the rod stroke amount is set to be small (rod runout <play between the rod and the rod bearing), even if the first rod and the second rod are integral parts, the rod However, it is possible to suppress the trouble that the rod becomes inoperable due to the inner circumference of the rod bearing.
Further, when the rod stroke amount is set to be large, the sliding range of the rotary universal joint can be reduced, so that the reliability of the rotary universal joint can be improved.

請求項9に記載の発明によれば、ガイドに一体的に設置されるセンシング部は、磁性体を含んで構成されている。また、センシング部に近接する部品は、非磁性体によって形成(構成)されている。そして、センサは、センシング部のストローク位置に対応して磁石が発生する磁場が変化し、この磁場の変化を検出する非接触式の磁気検出素子を有している。   According to the ninth aspect of the present invention, the sensing unit that is installed integrally with the guide includes a magnetic body. In addition, the component adjacent to the sensing unit is formed (configured) by a nonmagnetic material. The sensor has a non-contact type magnetic detection element that detects a change in the magnetic field generated by the magnet in response to the stroke position of the sensing unit.

電動アクチュエータのバルブ全閉状態を示した説明図である(実施例1)。(Example 1) which is the explanatory view which showed the valve fully closed state of the electric actuator. 電動アクチュエータのバルブ全閉状態を示した断面図である(実施例1)。(Example 1) which is sectional drawing which showed the valve | bulb fully closed state of the electric actuator. 電動アクチュエータのバルブ全開状態を示した説明図である(実施例1)。It is explanatory drawing which showed the valve full open state of the electric actuator (Example 1). 電動アクチュエータのバルブ全開状態を示した断面図である(実施例1)。(Example 1) which is sectional drawing which showed the valve | bulb fully open state of the electric actuator. ロッドとリンクレバーとの接続位置関係を示した説明図である(実施例1、 3及び4)。It is explanatory drawing which showed the connection positional relationship of a rod and a link lever (Example 1, 3, and 4). 電動アクチュエータのバルブ全閉状態を示した説明図である(実施例2)。(Example 2) which is the explanatory drawing which showed the valve fully closed state of the electric actuator. 電動アクチュエータのバルブ全閉状態を示した説明図である(実施例3)。(Example 3) which is the explanatory drawing which showed the valve fully closed state of the electric actuator. 電動アクチュエータのバルブ全閉状態を示した断面図である(実施例3)。(Example 3) which is sectional drawing which showed the valve | bulb fully closed state of the electric actuator. 電動アクチュエータのバルブ全開状態を示した説明図である(実施例3)。(Example 3) which is the explanatory drawing which showed the valve full open state of the electric actuator. 電動アクチュエータのバルブ全開状態を示した断面図である(実施例3)。(Example 3) which is sectional drawing which showed the valve | bulb fully open state of the electric actuator. 電動アクチュエータのバルブ全閉状態を示した説明図である(実施例4)。(Example 4) which is the explanatory drawing which showed the valve fully closed state of the electric actuator. 電動アクチュエータを示した正面図である(従来の技術)。It is the front view which showed the electric actuator (conventional technique). 電動アクチュエータを示した側面図である(従来の技術)。It is the side view which showed the electric actuator (prior art).

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
本発明は、最終作動段であるロッドのストローク位置を直接検出し、ロッドのストローク量の制御性を向上すると共に、ロッドの故障を検出するという目的を、ロッドに一体的にセンシング部を設置することで実現した。また、ロッドと一緒にストロークするガイドに一体的にセンシング部を設置することで実現した。
なお、具体的な実施の形態を、以下の4つの実施例について詳説するが、実施例1および実施例2は、本発明が適用されていない参考例を示すものであり、実施例3および実施例4は、本発明が適用された例を示すものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
The present invention directly detects the stroke position of the rod which is the final operation stage, improves the controllability of the stroke amount of the rod, and detects the failure of the rod. That was realized. In addition, it was realized by installing the sensing unit integrally on the guide that strokes with the rod.
Although specific embodiments will be described in detail for the following four examples, examples 1 and 2 show reference examples to which the present invention is not applied, and examples 3 and Example 4 shows an example to which the present invention is applied.

[実施例1の構成]
図1ないし図5は実施例1の説明に供するもので、図1および図2はウェイストゲートバルブ(ヒンジバルブ)の全閉時における電動アクチュエータの作動状態を示した図で、図3および図4はウェイストゲートバルブの全開時における電動アクチュエータの作動状態を示した図である。
[Configuration of Example 1]
FIGS. 1 to 5 are used for explaining the first embodiment, and FIGS. 1 and 2 are views showing the operating state of the electric actuator when the waste gate valve (hinge valve) is fully closed. FIGS. FIG. 5 is a view showing an operating state of the electric actuator when the waste gate valve is fully opened.

本実施例のバルブ駆動装置は、ウェイストゲートバルブ(ヒンジバルブ)1を開閉駆動する電動アクチュエータとして使用される。
ウェイストゲートバルブ1は、内燃機関(エンジン)に設置されるターボチャージャのウェイストゲート流路を開閉する排気ガス制御弁の弁体である。このウェイストゲートバルブ1は、エンジン運転時に、エンジン制御ユニット(ECU)からの制御信号に基づいて、バルブ全閉位置(図1参照)からバルブ全開位置(図3参照)に至るまでのバルブ作動範囲で回転動作されることで、ウェイストゲート流路の開口面積(排気ガス流通面積)を変更する。
ウェイストゲートバルブ1の背面(隔壁:バルブシートに着座する着座面に対して反対側の端面)には、L字状のシャフト2が一体的に設けられている。
なお、ウェイストゲートバルブ1の詳細は後述する。
The valve drive device of the present embodiment is used as an electric actuator that opens and closes a waste gate valve (hinge valve) 1.
The waste gate valve 1 is a valve body of an exhaust gas control valve that opens and closes a waste gate flow path of a turbocharger installed in an internal combustion engine (engine). The waste gate valve 1 is a valve operating range from a valve fully closed position (see FIG. 1) to a valve fully open position (see FIG. 3) based on a control signal from an engine control unit (ECU) during engine operation. The opening area (exhaust gas distribution area) of the waste gate flow path is changed by the rotation operation.
An L-shaped shaft 2 is integrally provided on the rear surface of the waste gate valve 1 (partition wall: the end surface opposite to the seating surface seated on the valve seat).
Details of the waste gate valve 1 will be described later.

電動アクチュエータは、ウェイストゲートバルブ1のシャフト2にリンクレバー3等のリンク機構を介して連結すると共に、軸線方向に往復移動するロッド4を備えている。この電動アクチュエータは、ロッド4のストローク軸方向(荷重作用方向)への移動量(ロッド4のストローク量)に応じてウェイストゲートバルブ1の開閉制御を行う。
電動アクチュエータは、ロッド4の他に、ロッド4をその往復移動方向(ロッド4のストローク軸方向)に摺動自在に支持するロッド軸受(スラスト軸受)6と、このスラスト軸受6の軸線方向と並行な方向に延長されたスライドシャフト7と、ロッド4に対して、ウェイストゲートバルブ1を閉じる側(バルブ全閉側)に付勢する付勢力(スプリング荷重)を発生するコイルスプリング8と、ロッド4のストローク位置を検出するロッドストローク検出装置(センシング部9、ストロークセンサS)と、スラスト軸受6およびスライドシャフト7等の構成部品を収容するアクチュエータケースとを備えている。ここで、電動アクチュエータのロッド4は、そのストローク軸方向の先端側が、アクチュエータケースの円環状の端面よりアクチュエータケース外部側に突出している。
なお、電動アクチュエータの詳細は、後述する。
The electric actuator includes a rod 4 that reciprocally moves in the axial direction while being coupled to the shaft 2 of the waste gate valve 1 via a link mechanism such as a link lever 3. This electric actuator performs opening / closing control of the waste gate valve 1 in accordance with the amount of movement (the stroke amount of the rod 4) of the rod 4 in the stroke axis direction (load application direction).
In addition to the rod 4, the electric actuator includes a rod bearing (thrust bearing) 6 that slidably supports the rod 4 in its reciprocating direction (the stroke axis direction of the rod 4), and a parallel axis direction of the thrust bearing 6. Coil shaft 8 for generating a biasing force (spring load) for biasing the waste gate valve 1 toward the closing side (valve full closing side) with respect to the slide shaft 7 and the rod 4 extending in a proper direction, and the rod 4 A rod stroke detection device (sensing unit 9, stroke sensor S) for detecting the stroke position of the cylinder, and an actuator case for housing components such as the thrust bearing 6 and the slide shaft 7. Here, the rod 4 of the electric actuator has its tip end side in the stroke axis direction protruding from the annular end surface of the actuator case to the outside of the actuator case.
The details of the electric actuator will be described later.

エンジンは、複数の気筒を有する多気筒ディーゼルエンジンが採用されている。このエンジンの複数(各気筒毎)の吸気ポートには、吸入空気が流れる吸気管が接続されている。この吸気管の途中には、ターボチャージャのコンプレッサ、インタークーラ、スロットルバルブおよびインテークマニホールド等が設置されている。
また、エンジンの複数(各気筒毎)の排気ポートには、排気ガスが流れる排気管が接続されている。この排気管の途中には、エキゾーストマニホールドおよびターボチャージャのタービン等が設置されている。
As the engine, a multi-cylinder diesel engine having a plurality of cylinders is employed. An intake pipe through which intake air flows is connected to a plurality of intake ports (for each cylinder) of the engine. A turbocharger compressor, an intercooler, a throttle valve, an intake manifold, and the like are installed in the middle of the intake pipe.
An exhaust pipe through which exhaust gas flows is connected to a plurality of exhaust ports (for each cylinder) of the engine. In the middle of the exhaust pipe, an exhaust manifold, a turbocharger turbine, and the like are installed.

ターボチャージャは、タービンとコンプレッサとを備え、吸入空気をコンプレッサで圧縮し、圧縮された空気をエンジンの各気筒毎の燃焼室に送り込むターボ過給機である。
タービンは、渦巻形状のタービンハウジングを備えている。このタービンハウジング内には、タービンインペラ(タービンホイール)が設置されている。
コンプレッサは、渦巻形状のコンプレッサハウジングを備えている。このコンプレッサハウジング内には、コンプレッサインペラ(コンプレッサホイール)が設置されている。
また、タービンインペラとコンプレッサインペラとは、ロータシャフトによって一体となって回転するように連結されている。
ターボチャージャは、タービンインペラが排気ガスにより回転駆動されると、コンプレッサインペラも回転し、このコンプレッサインペラが吸入空気を圧縮する。
The turbocharger is a turbocharger that includes a turbine and a compressor, compresses intake air by the compressor, and sends the compressed air to a combustion chamber for each cylinder of the engine.
The turbine includes a spiral turbine housing. A turbine impeller (turbine wheel) is installed in the turbine housing.
The compressor includes a spiral compressor housing. A compressor impeller (compressor wheel) is installed in the compressor housing.
Further, the turbine impeller and the compressor impeller are coupled so as to rotate together by a rotor shaft.
In the turbocharger, when the turbine impeller is rotationally driven by the exhaust gas, the compressor impeller also rotates, and the compressor impeller compresses the intake air.

ここで、本実施例のターボチャージャのタービンハウジングには、ウェイストゲート流路およびウェイストゲートバルブ1が設けられている。
ウェイストゲート流路は、タービンハウジングに導入された排気ガスを、タービンインペラを経由しないで、つまりタービンインペラを迂回(バイパス)してタービンインペラよりも下流側の排気通路へ流すためのバイパス通路(流体通路)である。
あるいはウェイストゲート流路は、エンジンより流出した排気ガスを、エキゾーストマニホールドの集合部よりも下流側から分岐して、ターボチャージャのタービンよりも排気ガス流方向の下流側で吸気通路に合流させる、つまり排気ガスをタービンハウジングよりバイパスさせるためのバイパス通路(流体通路)である。
Here, the wastegate flow path and the wastegate valve 1 are provided in the turbine housing of the turbocharger of the present embodiment.
The waste gate flow path is a bypass passage (fluid) for allowing the exhaust gas introduced into the turbine housing to pass through the turbine impeller, that is, bypass the turbine impeller and flow to the exhaust passage downstream of the turbine impeller. Passage).
Alternatively, the waste gate flow path branches the exhaust gas flowing out from the engine from the downstream side of the exhaust manifold assembly, and joins the intake passage downstream of the turbocharger turbine in the exhaust gas flow direction. It is a bypass passage (fluid passage) for bypassing exhaust gas from the turbine housing.

本実施例のウェイストゲート流路は、タービンハウジングの入口部の隔壁で開口した上流側連通孔(ウェイストゲートポート)と、タービンハウジングの出口部の隔壁で開口した下流側連通孔とを連通する。
ウェイストゲートバルブ1は、例えばステンレス鋼等の金属材料によって円板形状に形成されている。このウェイストゲートバルブ1は、電動アクチュエータのロッド4の軸線方向の先端部に接続されて、タービンハウジングの入口部の隔壁(バルブシート)に対して着座、離脱して、ウェイストゲート流路、特にウェイストゲートポートを開閉する排気ガス制御弁である。
The waste gate channel of the present embodiment communicates the upstream communication hole (waist gate port) opened at the partition wall at the inlet of the turbine housing and the downstream communication hole opened at the partition wall at the outlet of the turbine housing.
The waste gate valve 1 is formed in a disk shape with a metal material such as stainless steel. The waste gate valve 1 is connected to the tip of the rod 4 of the electric actuator in the axial direction, and is seated on and separated from the partition wall (valve seat) at the inlet of the turbine housing. This is an exhaust gas control valve that opens and closes the gate port.

ウェイストゲートバルブ1のシャフト2と電動アクチュエータのロッド4との間には、電動アクチュエータのロッド4の直線運動をウェイストゲートバルブ1の回転運動に変換するリンク機構が設置されている。
このリンク機構は、図1、図3および図5に示したように、一端側が電動アクチュエータのロッド4の荷重作用方向(往復移動方向)の先端側に連結し、且つ他端側がウェイストゲートバルブ1のシャフト2の先端側(バルブ側に対して反対側)に連結したリンクレバー3等を有している。
ここで、ロッド4の荷重作用方向の先端側には、ロッド4の裏面側から打ち込まれて表面側に突出した第1ヒンジピン11が固定(または一体的に形成)されている。
また、ウェイストゲートバルブ1のシャフト2には、第1ヒンジピン11と同一方向に突出した第2ヒンジピン12が一体的に形成(または固定)されている。
Between the shaft 2 of the waste gate valve 1 and the rod 4 of the electric actuator, a link mechanism for converting the linear motion of the rod 4 of the electric actuator into the rotational motion of the waste gate valve 1 is installed.
In this link mechanism, as shown in FIGS. 1, 3 and 5, one end side is connected to the front end side in the load acting direction (reciprocating direction) of the rod 4 of the electric actuator, and the other end side is the waste gate valve 1. And a link lever 3 connected to the tip side of the shaft 2 (the side opposite to the valve side).
Here, a first hinge pin 11 that is driven from the back surface side of the rod 4 and protrudes to the front surface side is fixed (or integrally formed) to the distal end side in the load acting direction of the rod 4.
A second hinge pin 12 protruding in the same direction as the first hinge pin 11 is integrally formed (or fixed) on the shaft 2 of the waste gate valve 1.

リンクレバー3は、第1ヒンジピン11の外周に回転自在に支持されている。また、リンクレバー3は、第2ヒンジピン12に固定されている。
第1ヒンジピン11は、ウェイストゲートバルブ1、シャフト2およびリンクレバー3等を回転自在に支持している。
第2ヒンジピン12は、途中で直角に屈曲したシャフト2の電動アクチュエータ側端部に固定されている。この第2ヒンジピン12は、ターボチャージャのタービンハウジングの側壁部に回転自在に支持されている。また、第2ヒンジピン12の中心は、ウェイストゲートバルブ1の回転中心となっている。
以上によって、ウェイストゲートバルブ1は、第1ヒンジピン11、リンクレバー3、第2ヒンジピン12を介して、ロッド4の荷重作用方向の先端側に連結されるヒンジバルブを構成する。
The link lever 3 is rotatably supported on the outer periphery of the first hinge pin 11. The link lever 3 is fixed to the second hinge pin 12.
The first hinge pin 11 rotatably supports the waste gate valve 1, the shaft 2, the link lever 3, and the like.
The 2nd hinge pin 12 is being fixed to the electric actuator side edge part of the shaft 2 bent at right angle in the middle. The second hinge pin 12 is rotatably supported on the side wall portion of the turbine housing of the turbocharger. The center of the second hinge pin 12 is the center of rotation of the waste gate valve 1.
As described above, the waste gate valve 1 constitutes a hinge valve connected to the distal end side of the rod 4 in the load acting direction via the first hinge pin 11, the link lever 3, and the second hinge pin 12.

次に、本実施例の電動アクチュエータの詳細を図1ないし図5に基づいて説明する。
電動アクチュエータは、ロッド4、スラスト軸受6およびコイルスプリング8の他に、ロッド4に対して平行配置されたスライドシャフト7と、ロッド4に一体的に設置されたセンシング部9と、このセンシング部9のストローク位置を検出するストロークセンサSと、電力の供給を受けて駆動力(モータトルク)を発生する電動モータMと、この電動モータMの回転を2段減速する減速機構と、この減速機構の回転運動を往復直線運動に変換する変換機構と、これらの各構成部品を収容するアクチュエータケースとを備えている。
Next, details of the electric actuator of this embodiment will be described with reference to FIGS.
In addition to the rod 4, the thrust bearing 6 and the coil spring 8, the electric actuator includes a slide shaft 7 arranged in parallel to the rod 4, a sensing unit 9 installed integrally with the rod 4, and the sensing unit 9. A stroke sensor S that detects the stroke position of the motor, an electric motor M that generates a driving force (motor torque) upon receipt of electric power, a reduction mechanism that decelerates the rotation of the electric motor M by two stages, A conversion mechanism that converts rotational motion into reciprocating linear motion and an actuator case that accommodates these components are provided.

減速機構は、3つの減速ギヤにより構成されている。減速機構は、電動モータMのモータシャフト(回転軸、出力軸)13に固定されたピニオンギヤ(モータギヤ)14、このピニオンギヤ14と噛み合って回転する中間ギヤ(第1ギヤ)15、およびこの中間ギヤ15と噛み合って回転する最終ギヤ(第2ギヤ)16等によって構成されている。
変換機構は、回転するプレートカム17、このプレートカム17のカム溝18内に移動自在に挿入されるフォロワ19、およびこのフォロワ19を回転自在に支持するピボットピン20等によって構成されている。
The reduction mechanism is composed of three reduction gears. The reduction mechanism includes a pinion gear (motor gear) 14 fixed to a motor shaft (rotary shaft, output shaft) 13 of the electric motor M, an intermediate gear (first gear) 15 that rotates in mesh with the pinion gear 14, and the intermediate gear 15. And a final gear (second gear) 16 that rotates in mesh with the gear.
The conversion mechanism includes a rotating plate cam 17, a follower 19 that is movably inserted into a cam groove 18 of the plate cam 17, and a pivot pin 20 that rotatably supports the follower 19.

ここで、電動アクチュエータのアクチュエータケースは、電動モータMを収容保持するモータハウジング21と、減速機構および変換機構を回転自在に収容するギヤハウジング22と、このギヤハウジング22の開口部を塞ぐセンサカバー(蓋体)23とを備えている。
モータハウジング21、ギヤハウジング22は、金属材料によって形成されている。また、センサカバー23は、金属材料または樹脂材料によって形成されている。
電動アクチュエータのロッド4は、その軸線方向と同一方向の荷重作用方向に真っ直ぐに延びている。このロッド4は、フォロワ19およびピボットピン20を介して、プレートカム17に連結(接続)する第1ロッド24と、リンク機構(リンクレバー3等)を介して、ウェイストゲートバルブ1のシャフト2に連結(接続)するプレート状の第2ロッド26と、第1ロッド24の第1連結部25と第2ロッド26の第2連結部27とを連結する回転自在継手28とによって構成されている。これらのロッド部品は、例えばステンレス鋼等の金属材料(非磁性体)によって形成されている。
Here, the actuator case of the electric actuator includes a motor housing 21 that accommodates and holds the electric motor M, a gear housing 22 that rotatably accommodates the speed reduction mechanism and the conversion mechanism, and a sensor cover that closes the opening of the gear housing 22 ( Lid) 23.
The motor housing 21 and the gear housing 22 are made of a metal material. The sensor cover 23 is formed of a metal material or a resin material.
The rod 4 of the electric actuator extends straight in the load acting direction in the same direction as the axial direction. The rod 4 is connected to the shaft 2 of the waste gate valve 1 via a first rod 24 connected (connected) to the plate cam 17 via the follower 19 and the pivot pin 20 and a link mechanism (link lever 3 or the like). The plate-shaped second rod 26 to be connected (connected), and the rotatable joint 28 that connects the first connecting portion 25 of the first rod 24 and the second connecting portion 27 of the second rod 26 are configured. These rod parts are made of a metal material (non-magnetic material) such as stainless steel.

第1ロッド24は、フォロワ19およびピボットピン20を介して、プレートカム17から荷重を受けるプレート状の入力部31、およびスラスト軸受6に摺動自在に支持される断面円形状の中継部(接続ロッド)32を有している。
入力部31の軸線方向の一端部(中継部32側に対して反対側の端部)には、ピボットピン20が嵌合する嵌合孔33が形成されている。なお、ピボットピン20は、入力部31の裏面側から打ち込まれて表面側に突出して入力部31に接続(固定)されている。
入力部31の表面は、センシング部9を樹脂モールド成形またはネジ締結等により固定するためのセンシング部搭載面となっている。
The first rod 24 includes a plate-like input portion 31 that receives a load from the plate cam 17 via the follower 19 and the pivot pin 20 and a relay portion (connection) having a circular shape that is slidably supported by the thrust bearing 6. Rod) 32.
A fitting hole 33 into which the pivot pin 20 is fitted is formed at one end of the input portion 31 in the axial direction (the end opposite to the relay portion 32 side). The pivot pin 20 is driven from the back side of the input unit 31 and protrudes to the front side to be connected (fixed) to the input unit 31.
The surface of the input unit 31 is a sensing unit mounting surface for fixing the sensing unit 9 by resin molding or screw fastening.

また、入力部31の一方の側面からは、ガイドアーム34が外側に向けて突出している。このガイドアーム34には、スライドシャフト7の軸方向に貫通する軸受孔35が形成されている。この軸受孔35の孔壁面には、スライドシャフト7の外周に摺動自在に支持されるスラスト軸受36が圧入嵌合されている。このスラスト軸受36の内部には、スライドシャフト7の軸方向に貫通する貫通孔(摺動孔)が形成されている。
中継部32は、入力部31の他端側に溶接固定されている。この中継部32の外周には、コイルスプリング8から荷重作用方向のバルブ全閉側に付勢する荷重を受け止める荷重受け部である円環状のスプリングシート37が装着されている。また、中継部32には、回転自在継手28を締結固定するための外周ネジ38が形成されている。外周ネジ38は、スラスト軸受6より第2ロッド26側に突出すると共に、回転自在継手28に接続する円柱状の第1連結部25の外周に形成されている。
Further, a guide arm 34 protrudes outward from one side surface of the input unit 31. The guide arm 34 is formed with a bearing hole 35 penetrating in the axial direction of the slide shaft 7. A thrust bearing 36 slidably supported on the outer periphery of the slide shaft 7 is press-fitted into the hole wall surface of the bearing hole 35. A through hole (sliding hole) penetrating in the axial direction of the slide shaft 7 is formed in the thrust bearing 36.
The relay part 32 is welded and fixed to the other end side of the input part 31. An annular spring seat 37, which is a load receiving portion that receives a load biased from the coil spring 8 toward the valve fully closed side in the load acting direction, is mounted on the outer periphery of the relay portion 32. Further, the relay portion 32 is formed with an outer peripheral screw 38 for fastening and fixing the rotatable universal joint 28. The outer peripheral screw 38 protrudes from the thrust bearing 6 toward the second rod 26 and is formed on the outer periphery of the columnar first connecting portion 25 connected to the rotatable joint 28.

第2ロッド26の軸線方向の一端部(中継部32側の端部)には、回転自在継手28に接続するプレート状の第2連結部27が設けられている。この第2連結部27には、回転自在継手28が嵌合する嵌合孔(図示せず)が形成されている。
第2ロッド26の軸線方向の他端部(中継部32側に対して反対側の端部)には、第1ヒンジピン11が嵌合する嵌合孔(図示せず)が形成されている。なお、第1ヒンジピン11は、第2ロッド26の裏面側から打ち込まれて表面側に突出して第2ロッド26に接続(固定)されている。
A plate-like second connecting portion 27 connected to the rotatable joint 28 is provided at one end portion of the second rod 26 in the axial direction (end portion on the relay portion 32 side). The second connecting portion 27 is formed with a fitting hole (not shown) into which the rotatable joint 28 is fitted.
A fitting hole (not shown) into which the first hinge pin 11 is fitted is formed at the other end portion in the axial direction of the second rod 26 (end portion on the opposite side to the relay portion 32 side). The first hinge pin 11 is driven from the back surface side of the second rod 26, protrudes to the front surface side, and is connected (fixed) to the second rod 26.

回転自在継手28は、第1ロッド24の第1連結部25に締結固定されるソケット41と、第2ロッド26の第2連結部27に圧入固定される連結ピン42と、ソケット41と連結ピン42との間に設置された球面軸受とを備えている。
ソケット41には、第1連結部25の外周に嵌め合わされるスリーブ43が設けられている。このスリーブ43には、外周ネジ38に螺合するナット44が固定されている。
連結ピン42は、第2連結部27の表面側から打ち込まれて裏面側に突出し、球面軸受を貫通し、更に、球面軸受の裏面側に突出した後に、突出部分の先端が鍔状に潰されて第2ロッド26に接続(固定)されている。
The rotatable joint 28 includes a socket 41 that is fastened and fixed to the first connecting portion 25 of the first rod 24, a connecting pin 42 that is press-fitted and fixed to the second connecting portion 27 of the second rod 26, and the socket 41 and the connecting pin. And a spherical bearing installed between the two.
The socket 41 is provided with a sleeve 43 that is fitted to the outer periphery of the first connecting portion 25. A nut 44 that is screwed onto the outer peripheral screw 38 is fixed to the sleeve 43.
The connecting pin 42 is driven from the front surface side of the second connecting portion 27 and protrudes to the back surface side, penetrates the spherical bearing, and further protrudes to the back surface side of the spherical bearing, and then the tip of the protruding portion is crushed into a bowl shape. Are connected (fixed) to the second rod 26.

球面軸受は、内周に凹球面を有するガイド(アウタレース)45と、外周に凸球面を有するボール(球面体、インナレース)46とを備えている。ガイド45は、ソケット41のスリーブ43の連結ピン42側の端部に一体的に設けられている。また、ガイド45は、連結ピン42の周囲を周方向に取り囲むように円環状に形成されている。
ボール46の凸球面は、ガイド45の凹球面の曲率中心と同一の中心点を中心にした所定の曲率半径を有している。
回転自在継手28は、第1ロッド24と第2ロッド26とを、第1連結部25の中心軸線に垂直な方向の中心線を中心にして第2連結部27を揺動可能(回動可能)に連結している。これにより、第2ロッド26の振れを吸収することができるので、第1ロッド24がその回転方向に振れなくなる。
The spherical bearing includes a guide (outer race) 45 having a concave spherical surface on the inner periphery and a ball (spherical body, inner race) 46 having a convex spherical surface on the outer periphery. The guide 45 is integrally provided at the end of the sleeve 43 of the socket 41 on the connection pin 42 side. The guide 45 is formed in an annular shape so as to surround the periphery of the connecting pin 42 in the circumferential direction.
The convex spherical surface of the ball 46 has a predetermined radius of curvature centered on the same center point as the center of curvature of the concave spherical surface of the guide 45.
The rotatable joint 28 can swing the second connecting portion 27 about the first rod 24 and the second rod 26 about the center line perpendicular to the central axis of the first connecting portion 25 (rotatable). ). Thereby, since the shake of the second rod 26 can be absorbed, the first rod 24 does not shake in the rotation direction.

ここで、ギヤハウジング22の側壁よりバルブ側に位置する円筒状のベアリングホルダ47には、ロッド4の軸方向に貫通する軸受孔48が形成されている。この軸受孔48の孔壁面には、スラスト軸受6が圧入嵌合されている。
スラスト軸受6は、ロッド4の第1ロッド24の中継部32をそのストローク軸方向(往復移動方向)に摺動自在に支持するものである。このスラスト軸受6の内部には、ロッド4の軸方向に貫通する貫通孔(摺動孔)が形成されている。
Here, a bearing hole 48 penetrating in the axial direction of the rod 4 is formed in the cylindrical bearing holder 47 positioned on the valve side from the side wall of the gear housing 22. The thrust bearing 6 is press-fitted into the hole wall surface of the bearing hole 48.
The thrust bearing 6 supports the relay portion 32 of the first rod 24 of the rod 4 so as to be slidable in the stroke axis direction (reciprocating direction). A through hole (sliding hole) penetrating in the axial direction of the rod 4 is formed in the thrust bearing 6.

また、ギヤハウジング22のベアリングホルダ47の軸受孔48の軸線方向と並行となる側壁に配置された円筒状の嵌合部49には、スライドシャフト7の軸方向に貫通する嵌合孔50が形成されている。この嵌合孔50の孔壁面には、スライドシャフト7が圧入嵌合されている。
スライドシャフト7は、嵌合部49の内面側から打ち込まれてギヤハウジング22に接続(固定)されている。このスライドシャフト7は、スラスト軸受6の貫通孔の軸線方向と並行な方向に真っ直ぐに延びる円柱状のガイドレールである。また、スライドシャフト7の外周には、スラスト軸受36を介して、ロッド4の第1ロッド24に一体的に形成されたガイドアーム34がスライドシャフト7の軸線方向に摺動自在に支持されている。これにより、スライドシャフト7は、ロッド4のストローク軸方向(往復移動方向)と平行な方向にロッド4のガイドアーム34を誘導することができる。
これによって、電動アクチュエータのロッド4は、スラスト軸受6の貫通孔の軸線方向とスライドシャフト7の軸線方向の2軸に沿って平行移動することが可能となる。
Further, a fitting hole 50 penetrating in the axial direction of the slide shaft 7 is formed in a cylindrical fitting portion 49 disposed on a side wall parallel to the axial direction of the bearing hole 48 of the bearing holder 47 of the gear housing 22. Has been. The slide shaft 7 is press-fitted into the hole wall surface of the fitting hole 50.
The slide shaft 7 is driven from the inner surface side of the fitting portion 49 and connected (fixed) to the gear housing 22. The slide shaft 7 is a columnar guide rail that extends straight in a direction parallel to the axial direction of the through hole of the thrust bearing 6. A guide arm 34 integrally formed with the first rod 24 of the rod 4 is supported on the outer periphery of the slide shaft 7 through a thrust bearing 36 so as to be slidable in the axial direction of the slide shaft 7. . Thereby, the slide shaft 7 can guide the guide arm 34 of the rod 4 in a direction parallel to the stroke axis direction (reciprocating direction) of the rod 4.
As a result, the rod 4 of the electric actuator can be translated along two axes, the axial direction of the through hole of the thrust bearing 6 and the axial direction of the slide shaft 7.

また、ギヤハウジング22の側壁よりバルブ側に突出する円筒状のスプリングホルダ51内には、コイルスプリング8が収容されている。
コイルスプリング8は、ロッド4に対して、ウェイストゲートバルブ1を閉じる側(バルブ全閉側)に付勢する付勢力(荷重)を発生するロッド(バルブ)付勢手段である。このコイルスプリング8の一端は、ロッド4の第1ロッド24に設けられたスプリングシート37に保持され、コイルスプリング8の他端は、ベアリングホルダ47の端部とスプリングホルダ51とを連結する円環状の隔壁(閉鎖壁)52に保持されている。
これによって、電動アクチュエータのロッド4、特に第1ロッド24には、コイルスプリング8からのスプリング荷重(バルブ全閉側に付勢する荷重)が作用している。
A coil spring 8 is housed in a cylindrical spring holder 51 that protrudes from the side wall of the gear housing 22 toward the valve side.
The coil spring 8 is a rod (valve) urging means that generates an urging force (load) that urges the rod 4 toward the side of closing the waste gate valve 1 (valve fully closed side). One end of the coil spring 8 is held by a spring seat 37 provided on the first rod 24 of the rod 4, and the other end of the coil spring 8 is an annular connection connecting the end of the bearing holder 47 and the spring holder 51. Is held by a partition wall (closed wall) 52 of the main body.
As a result, a spring load from the coil spring 8 (a load for urging the valve fully closed) acts on the rod 4 of the electric actuator, particularly the first rod 24.

減速機構は、電動モータMのトルクを変換機構に伝達する動力伝達機構を構成する。この減速機構は、上述したように、ピニオンギヤ14、中間ギヤ15および最終ギヤ16等によって構成されている。また、減速機構は、電動モータMのモータシャフト13に対して並列配置された2つの第1、第2支持軸(中間ギヤシャフト、最終ギヤシャフト)53、54を備えている。これらの中間ギヤシャフト53および最終ギヤシャフト54は、互いに並列配置されている。また、3つのギヤ14〜16は、ギヤハウジング22の減速ギヤ収納空間内において回転自在に収容されている。   The speed reduction mechanism constitutes a power transmission mechanism that transmits the torque of the electric motor M to the conversion mechanism. As described above, the speed reduction mechanism includes the pinion gear 14, the intermediate gear 15, the final gear 16, and the like. The speed reduction mechanism includes two first and second support shafts (intermediate gear shaft and final gear shaft) 53 and 54 that are arranged in parallel to the motor shaft 13 of the electric motor M. The intermediate gear shaft 53 and the final gear shaft 54 are arranged in parallel with each other. Further, the three gears 14 to 16 are housed rotatably in the reduction gear housing space of the gear housing 22.

中間ギヤシャフト53は、ギヤハウジング22の嵌合孔に打ち込まれてギヤハウジング22の嵌合部に圧入固定されている。この中間ギヤシャフト53の中心軸線は、中間ギヤ15の回転中心を構成している。また、中間ギヤシャフト53の中間ギヤ15の端面より突出した突出部の外周には、円環状の周方向溝が形成されている。この周方向溝には、中間ギヤシャフト53の外周に中間ギヤ15を嵌め合わせた際に、中間ギヤシャフト53からの中間ギヤ15の抜け止めを行うワッシャおよびCリングが装着されている。   The intermediate gear shaft 53 is driven into the fitting hole of the gear housing 22 and is press-fitted and fixed to the fitting portion of the gear housing 22. The center axis of the intermediate gear shaft 53 constitutes the rotation center of the intermediate gear 15. Further, an annular circumferential groove is formed on the outer periphery of the protruding portion protruding from the end face of the intermediate gear 15 of the intermediate gear shaft 53. In this circumferential groove, a washer and a C-ring are mounted to prevent the intermediate gear 15 from coming off from the intermediate gear shaft 53 when the intermediate gear 15 is fitted on the outer periphery of the intermediate gear shaft 53.

最終ギヤシャフト54は、ギヤハウジング22の嵌合孔55に打ち込まれて円筒状の嵌合部56に圧入固定されている。この最終ギヤシャフト54の中心軸線は、最終ギヤ16の回転中心を構成している。また、最終ギヤシャフト54の外周には、2つのベアリング(軸受)57を介して、最終ギヤ16が回転自在に支持されている。また、最終ギヤシャフト54の最終ギヤ16の端面より突出した突出部の外周には、円環状の周方向溝が形成されている。この周方向溝には、最終ギヤシャフト54の外周に最終ギヤ16を嵌め合わせた際に、最終ギヤシャフト54からの最終ギヤ16の抜け止めを行うワッシャおよびCリングが装着されている。   The final gear shaft 54 is driven into the fitting hole 55 of the gear housing 22 and is press-fitted and fixed to the cylindrical fitting portion 56. The central axis of the final gear shaft 54 constitutes the center of rotation of the final gear 16. The final gear 16 is rotatably supported on the outer periphery of the final gear shaft 54 via two bearings (bearings) 57. An annular circumferential groove is formed on the outer periphery of the protruding portion of the final gear shaft 54 that protrudes from the end face of the final gear 16. In the circumferential groove, a washer and a C-ring are mounted to prevent the final gear 16 from coming off from the final gear shaft 54 when the final gear 16 is fitted on the outer periphery of the final gear shaft 54.

ピニオンギヤ14は、金属材料または樹脂材料によって形成されている。このピニオンギヤ14は、モータシャフト13の外周に圧入固定されている。ピニオンギヤ14の外周には、中間ギヤ15と噛み合う複数の凸状歯(ピニオンギヤ部)61が周方向全体に形成されている。
中間ギヤ15は、金属材料または樹脂材料によって形成されており、中間ギヤシャフト53の外周に回転自在に嵌め合わされている。この中間ギヤ15は、中間ギヤシャフト53の周囲を周方向に取り囲むように設置された円筒部を有している。この円筒部の外周には、円環状の最大外径部(径大部)が一体的に形成されている。
The pinion gear 14 is formed of a metal material or a resin material. The pinion gear 14 is press-fitted and fixed to the outer periphery of the motor shaft 13. On the outer periphery of the pinion gear 14, a plurality of convex teeth (pinion gear portions) 61 that mesh with the intermediate gear 15 are formed in the entire circumferential direction.
The intermediate gear 15 is made of a metal material or a resin material, and is rotatably fitted to the outer periphery of the intermediate gear shaft 53. The intermediate gear 15 has a cylindrical portion installed so as to surround the periphery of the intermediate gear shaft 53 in the circumferential direction. An annular maximum outer diameter portion (large diameter portion) is integrally formed on the outer periphery of the cylindrical portion.

中間ギヤ15の径大部の外周には、ピニオンギヤ14の凸状歯61と噛み合う複数の凸状歯(大径ギヤ部)62が周方向全体に形成されている。また、円筒部(径小部)の外周には、最終ギヤ16と噛み合う複数の凸状歯(小径ギヤ部)63が周方向全体に形成されている。
最終ギヤ16は、金属材料または樹脂材料によって形成されており、2つのベアリング57を介して、最終ギヤシャフト54の外周に回転自在に嵌め合わされている。この最終ギヤ16は、最終ギヤシャフト54の周囲を周方向に取り囲むように設置された円筒部を有している。この円筒部には、円筒部の外周面より扇状に広がるフランジ64を有している。
最終ギヤ16のフランジ64の外周部には、中間ギヤ15の凸状歯63と噛み合う複数の凸状歯(扇状の大径ギヤ部)65が所定の角度分だけ扇状に形成されている。
A plurality of convex teeth (large-diameter gear portions) 62 that mesh with the convex teeth 61 of the pinion gear 14 are formed on the outer periphery of the large-diameter portion of the intermediate gear 15 in the entire circumferential direction. A plurality of convex teeth (small-diameter gear portions) 63 that mesh with the final gear 16 are formed on the outer periphery of the cylindrical portion (small-diameter portion).
The final gear 16 is formed of a metal material or a resin material, and is rotatably fitted to the outer periphery of the final gear shaft 54 via two bearings 57. The final gear 16 has a cylindrical portion installed so as to surround the periphery of the final gear shaft 54 in the circumferential direction. This cylindrical portion has a flange 64 that extends in a fan shape from the outer peripheral surface of the cylindrical portion.
On the outer peripheral portion of the flange 64 of the final gear 16, a plurality of convex teeth (fan-shaped large-diameter gear portions) 65 that mesh with the convex teeth 63 of the intermediate gear 15 are formed in a fan shape by a predetermined angle.

変換機構は、最終ギヤ16の回転運動をロッド4の直線運動に変換する運動方向変換機構である。この変換機構は、最終ギヤ16の最終ギヤシャフト54を中心にして最終ギヤ16と一体的に回転するプレートカム17、このプレートカム17のカム溝18内に移動自在に挿入されるフォロワ19、およびこのフォロワ19を回転自在に支持するピボットピン20等によって構成されている。
プレートカム17は、金属材料によって所定の形状に形成されており、最終ギヤ16のカム装着部に固定されている。なお、最終ギヤ16が樹脂材料で形成されている場合、プレートカム17は最終ギヤ16にインサート成形される。また、最終ギヤ16が金属材料で形成されている場合、最終ギヤ16とプレートカム17とを焼結金属等で一体化しても良い。このように構成することで、最終ギヤ16の回転軸とプレートカム17の回転軸とが共通化されるため、最終ギヤ16の回転中心(最終ギヤシャフト54の回転中心)とプレートカム17の回転中心とが一致する。また、最終ギヤ16の作動角度(最終ギヤ作動角)とプレートカム17の回転角度(カム回転角)とが等しくなる。
The conversion mechanism is a movement direction conversion mechanism that converts the rotational movement of the final gear 16 into the linear movement of the rod 4. The conversion mechanism includes a plate cam 17 that rotates integrally with the final gear 16 around the final gear shaft 54 of the final gear 16, a follower 19 that is movably inserted into the cam groove 18 of the plate cam 17, and A pivot pin 20 or the like that rotatably supports the follower 19 is configured.
The plate cam 17 is formed in a predetermined shape from a metal material, and is fixed to the cam mounting portion of the final gear 16. When the final gear 16 is made of a resin material, the plate cam 17 is insert-molded into the final gear 16. Further, when the final gear 16 is formed of a metal material, the final gear 16 and the plate cam 17 may be integrated with sintered metal or the like. With this configuration, the rotation axis of the final gear 16 and the rotation axis of the plate cam 17 are shared, so that the rotation center of the final gear 16 (rotation center of the final gear shaft 54) and the rotation of the plate cam 17 are shared. The center matches. Further, the operating angle of the final gear 16 (final gear operating angle) is equal to the rotational angle of the plate cam 17 (cam rotational angle).

プレートカム17のカム溝18は、ウェイストゲートバルブ1の動作パターンに対応した湾曲形状のガイド部である。
ここで、プレートカム17のカム形状およびプレートカム17の回転角度は、ウェイストゲートバルブ1を全閉位置から全開位置まで駆動するのに必要なロッドストローク量に対して決定される。
The cam groove 18 of the plate cam 17 is a curved guide portion corresponding to the operation pattern of the waste gate valve 1.
Here, the cam shape of the plate cam 17 and the rotation angle of the plate cam 17 are determined with respect to the rod stroke amount required to drive the waste gate valve 1 from the fully closed position to the fully open position.

フォロワ19は、金属材料によって円筒形状に形成されており、ピボットピン20の外周に回転自在に嵌め合わされている。このフォロワ19は、ピボットピン20の周囲を周方向に取り囲むように円筒部を有している。
ピボットピン20は、ロッド4の嵌合孔33に打ち込まれてロッド4に圧入固定されている。なお、ピボットピン20のフォロワ19の円筒部の端面より突出した突出部には、フォロワ19の抜け止めを行うために潰されて鍔状にカシメられたフランジが形成されている。
また、フォロワ19の回転中心は、プレートカム17の回転中心と共に、ロッド4の荷重作用方向(ストローク軸方向)上に設置されている。
The follower 19 is formed in a cylindrical shape from a metal material, and is rotatably fitted to the outer periphery of the pivot pin 20. The follower 19 has a cylindrical portion so as to surround the periphery of the pivot pin 20 in the circumferential direction.
The pivot pin 20 is driven into the fitting hole 33 of the rod 4 and is press-fitted and fixed to the rod 4. In addition, a flange that is crushed and crimped to prevent the follower 19 from coming off is formed on the protruding portion that protrudes from the end surface of the cylindrical portion of the follower 19 of the pivot pin 20.
Further, the rotation center of the follower 19 is installed on the load acting direction (stroke axis direction) of the rod 4 together with the rotation center of the plate cam 17.

電動モータMは、電動アクチュエータの動力源であって、モータハウジング21のモータ収納空間内に収容保持されている。この電動モータMは、ECUによって通電制御されるように構成されている。
そして、ECUには、CPU、ROM、RAM等の機能を含んで構成される周知の構造のマイクロコンピュータが設けられている。そして、ECUは、ストロークセンサS、クランク角度センサ、アクセル開度センサ、スロットル開度センサ、過給圧センサおよび車速センサ等の各種センサのセンサ出力信号に基づいて、スロットルバルブの電動アクチュエータ、ウェイストゲートバルブ1の電動アクチュエータを制御する。
The electric motor M is a power source for the electric actuator and is housed and held in the motor housing space of the motor housing 21. The electric motor M is configured to be energized and controlled by the ECU.
The ECU is provided with a microcomputer having a known structure that includes functions of a CPU, a ROM, a RAM, and the like. Then, the ECU performs an electric actuator for the throttle valve, a waste gate based on sensor output signals of various sensors such as a stroke sensor S, a crank angle sensor, an accelerator opening sensor, a throttle opening sensor, a boost pressure sensor, and a vehicle speed sensor. The electric actuator of the valve 1 is controlled.

ストロークセンサSは、ロッド4に一体的に設置されたセンシング部9と共に、ロッド4のストローク位置を検出するロッドストローク検出装置を構成する。
先ずセンシング部9は、磁場、磁力を発生する磁石(マグネット)および磁性ブロック(磁性体)によって構成されている。このセンシング部9は、ロッド4の第1ロッド24の入力部31のセンシング部搭載面上にモールド成形またはネジ締結固定によってロッド4に一体的に設置されている。なお、磁石をストロークセンサS側に設置してセンシング部9を磁性体のみで構成しても良い。
The stroke sensor S constitutes a rod stroke detection device that detects the stroke position of the rod 4 together with the sensing unit 9 installed integrally with the rod 4.
First, the sensing unit 9 includes a magnetic field (a magnet) that generates a magnetic force, and a magnetic block (a magnetic body). The sensing unit 9 is integrally installed on the rod 4 by molding or screw fastening on the sensing unit mounting surface of the input unit 31 of the first rod 24 of the rod 4. Note that the sensing unit 9 may be formed of only a magnetic body by installing a magnet on the stroke sensor S side.

ストロークセンサSは、センシング部9を伴って形成される磁気回路の途中に位置するようにセンサカバー23に設置されている。このストロークセンサSは、センシング部9の磁石または磁性ブロックに対向するように設置されたホールIC、およびセンシング部9の磁性ブロックと共に、磁石より放出した磁束をホールICに集中させる磁性ブロック(磁性体)等によって構成されている。
なお、センシング部9の磁石と磁性ブロックおよびストロークセンサSのホールICと磁性ブロックによって、磁気回路が形成される。
The stroke sensor S is installed on the sensor cover 23 so as to be positioned in the middle of the magnetic circuit formed with the sensing unit 9. The stroke sensor S includes a Hall IC installed to face the magnet or magnetic block of the sensing unit 9 and a magnetic block (magnetic material) that concentrates the magnetic flux emitted from the magnet on the Hall IC together with the magnetic block of the sensing unit 9. ) Etc.
A magnetic circuit is formed by the magnet and magnetic block of the sensing unit 9 and the Hall IC and magnetic block of the stroke sensor S.

ホールICは、センシング部9のストローク位置に対応して変化する磁場を検出するホール素子(非接触式の磁気検出素子)と増幅回路とを一体化したICチップのことで、ホールIC自身に鎖交する磁束密度に対応した電圧信号(センサ出力信号)をECUに出力する。なお、非接触式の磁気検出素子として、ホールICの代わりに、ホール素子単体または磁気抵抗素子(MR素子)を使用しても良い。また、非接触式の磁気検出素子の代わりに、ストロークセンサSとして可変抵抗式のポテンショメータ(接触式の位置検出素子)を使用しても良い。   The Hall IC is an IC chip in which a Hall element (non-contact type magnetic detection element) that detects a magnetic field that changes in accordance with the stroke position of the sensing unit 9 and an amplifier circuit are integrated, and is connected to the Hall IC itself. A voltage signal (sensor output signal) corresponding to the intersecting magnetic flux density is output to the ECU. As a non-contact type magnetic detection element, a Hall element alone or a magnetoresistive element (MR element) may be used instead of the Hall IC. Further, a variable resistance potentiometer (contact type position detecting element) may be used as the stroke sensor S instead of the non-contact type magnetic detecting element.

また、ストロークセンサSは、ウェイストゲートバルブ1が全閉位置と全開位置との間にある場合、センシング部9のストローク位置(基準位置に対する相対位置)とロッド4のストローク量とが対応しており、また、ロッド4のストローク位置とウェイストゲートバルブ1のバルブ開度とが対応している。このため、ECUは、センシング部9のストローク位置、つまり磁場の変化に対応して出力されるセンサ出力信号を測定して、ロッド4のストローク量を求め、このロッド4のストローク量からウェイストゲートバルブ1のバルブ開度を求め、このバルブ開度からウェイストゲート流路を流れる排気ガスの流量を求めることが可能である。   In the stroke sensor S, when the waste gate valve 1 is between the fully closed position and the fully open position, the stroke position of the sensing unit 9 (relative position with respect to the reference position) corresponds to the stroke amount of the rod 4. The stroke position of the rod 4 corresponds to the valve opening degree of the waste gate valve 1. For this reason, the ECU measures the stroke position of the sensing unit 9, that is, the sensor output signal output corresponding to the change in the magnetic field, determines the stroke amount of the rod 4, and determines the waste gate valve from the stroke amount of the rod 4. It is possible to obtain the valve opening of 1 and obtain the flow rate of the exhaust gas flowing through the waste gate flow path from this valve opening.

ここで、センシング部9のストローク位置をセンシングする方式として、ホールIC、ホール素子またはMR素子を使用して、非接触での磁気検出で実施する場合、センシング部9とストロークセンサSのホールICとで構成される磁気回路の近傍に磁性体があると、非接触式の磁気検出素子が検出する磁場が安定して確保できない可能性がある。そこで、本実施例の電動アクチュエータでは、センシング部9に近接する部品(ロッド4、最終ギヤ16、プレートカム17、フォロワ19、ピボットピン20、最終ギヤシャフト54)を非磁性体(ステンレス鋼等の非磁性金属、非磁性樹脂等)で構成することで、磁気回路への外乱影響を回避している。   Here, as a method of sensing the stroke position of the sensing unit 9, when performing non-contact magnetic detection using a Hall IC, a Hall element or an MR element, the sensing unit 9 and the Hall IC of the stroke sensor S If there is a magnetic body in the vicinity of the magnetic circuit constituted by the above, there is a possibility that the magnetic field detected by the non-contact type magnetic detection element cannot be secured stably. Therefore, in the electric actuator of the present embodiment, the parts (rod 4, final gear 16, plate cam 17, follower 19, pivot pin 20, final gear shaft 54) close to the sensing unit 9 are made of non-magnetic material (stainless steel or the like). By using non-magnetic metal, non-magnetic resin, etc., the influence of disturbance on the magnetic circuit is avoided.

[実施例1の作用]
次に、本実施例のウェイストゲートバルブ1の開閉制御を行う電動アクチュエータの作動を図1ないし図5に基づいて簡単に説明する。
[Operation of Example 1]
Next, the operation of the electric actuator for performing opening / closing control of the waste gate valve 1 of the present embodiment will be briefly described with reference to FIGS.

ECUは、過給圧センサにより検出される過給圧が設定値に満たない場合、ウェイストゲートバルブ1が全閉状態となるように、電動モータMへの電力供給を制御する。
これによって、電動アクチュエータの構成部品が、図1および図2に示した全閉状態に止まるため、ウェイストゲートバルブ1が全閉状態を継続する。これにより、ウェイストゲート流路は閉鎖される。
この結果、エンジンより排出された排気ガスの全量は、ターボチャージャのタービンハウジングの入口部から流入してタービンインペラを回転させ、タービンハウジングの出口部から排出される。
一方、吸気管内に吸い込まれた吸入空気は、タービンインペラの回転により駆動されるコンプレッサインペラによって圧縮されて圧力(過給圧)が上昇する。そして、圧力が上昇した吸入空気は、エンジンに吸い込まれる。
The ECU controls the power supply to the electric motor M so that the waste gate valve 1 is fully closed when the supercharging pressure detected by the supercharging pressure sensor is less than the set value.
As a result, the components of the electric actuator remain in the fully closed state shown in FIGS. 1 and 2, and the waste gate valve 1 continues to be fully closed. As a result, the waste gate channel is closed.
As a result, the entire amount of exhaust gas discharged from the engine flows from the inlet portion of the turbine housing of the turbocharger, rotates the turbine impeller, and is discharged from the outlet portion of the turbine housing.
On the other hand, the intake air sucked into the intake pipe is compressed by the compressor impeller driven by the rotation of the turbine impeller, and the pressure (supercharging pressure) increases. The intake air whose pressure has increased is sucked into the engine.

ECUは、過給圧センサにより検出される過給圧が設定値以上に上昇した場合、つまり予め設定された最大過給圧を超える場合、ウェイストゲートバルブ1が全開状態となるように、電動モータMへの電力供給を制御する。
これによって、電動モータMのモータシャフト13が全開方向に回転する。これにより、モータトルクが、ピニオンギヤ14、中間ギヤ15、最終ギヤ16に伝達される。そして、最終ギヤ16からモータトルクが伝達されたプレートカム17が、最終ギヤ16の回転に伴って所定の回転角度(最終ギヤ16の作動角度と等しい回転角度)だけ全開方向に回転する。
The ECU controls the electric motor so that the waste gate valve 1 is fully opened when the supercharging pressure detected by the supercharging pressure sensor rises above a set value, that is, when it exceeds a preset maximum supercharging pressure. Control power supply to M.
As a result, the motor shaft 13 of the electric motor M rotates in the fully open direction. As a result, the motor torque is transmitted to the pinion gear 14, the intermediate gear 15, and the final gear 16. Then, the plate cam 17 to which the motor torque is transmitted from the final gear 16 rotates in the fully open direction by a predetermined rotation angle (a rotation angle equal to the operation angle of the final gear 16) as the final gear 16 rotates.

すると、ピボットピン20がカム溝18を摺動(滑動)して、カム溝18の全閉位置から全開位置まで移動することにより、ロッド4の第1ロッド24がコイルスプリング8を圧縮しながらロッド4の荷重作用方向のバルブ開側に直線移動する(押し出される)。すると、ロッド4の直線移動に伴って、第1ロッド24の第1連結部25、回転自在継手28(ソケット41、球面軸受、連結ピン42)および第2ロッド26の第2連結部27がロッド4の荷重作用方向のバルブ開側に直線移動する。
さらに、第2ロッド26の直線移動に伴って、第1ヒンジピン11がロッド4の荷重作用方向のバルブ開側にロッド4が直線移動することにより、リンクレバー3が第2ヒンジピン12を中心にして全開方向に回転する。すると、第2ヒンジピン12の回転に伴ってウェイストゲートバルブ1も第2ヒンジピン12を中心にして全開方向に回転する。これにより、ウェイストゲートバルブ1がバルブシートより離脱して全開状態となるため、ウェイストゲート流路が開放される。
この結果、エンジンからタービンハウジングの入口部に流入した排気ガスの一部がタービンインペラをバイパスするウェイストゲート流路を通ってタービンハウジングの出口部に排出される。これにより、タービンインペラに作用する排気エネルギーが減少し、タービンインペラの回転速度が低下するので、ターボチャージャの過回転が防止される。
また、過給圧または排気圧が過大とならないようになる。また、タービンインペラの過回転に伴うタービンインペラの破損等を防止される。
Then, the pivot pin 20 slides (slids) on the cam groove 18 and moves from the fully closed position to the fully open position of the cam groove 18, so that the first rod 24 of the rod 4 compresses the coil spring 8 and the rod. 4 is linearly moved (extruded) toward the valve opening side in the load acting direction. Then, as the rod 4 moves linearly, the first connecting portion 25 of the first rod 24, the rotatable joint 28 (socket 41, spherical bearing, connecting pin 42), and the second connecting portion 27 of the second rod 26 become the rod. 4 linearly moves to the valve opening side in the load acting direction.
Further, as the second rod 26 moves linearly, the first hinge pin 11 moves linearly to the valve opening side in the load acting direction of the rod 4, so that the link lever 3 is centered on the second hinge pin 12. It rotates in the fully open direction. Then, as the second hinge pin 12 rotates, the waste gate valve 1 also rotates in the fully open direction around the second hinge pin 12. As a result, the waste gate valve 1 is detached from the valve seat and is fully opened, so that the waste gate flow path is opened.
As a result, a part of the exhaust gas flowing from the engine to the inlet portion of the turbine housing is discharged to the outlet portion of the turbine housing through the waste gate flow path that bypasses the turbine impeller. As a result, the exhaust energy acting on the turbine impeller is reduced and the rotational speed of the turbine impeller is reduced, so that the turbocharger is prevented from over-rotating.
In addition, the supercharging pressure or the exhaust pressure does not become excessive. Further, the turbine impeller is prevented from being damaged due to excessive rotation of the turbine impeller.

ECUは、過給圧センサにより検出される過給圧が設定値よりも低下した場合、ウェイストゲートバルブ1が全閉状態となるように、電動モータMへの電力供給を制御する。
これによって、電動モータMのモータシャフト13が全閉方向に回転する。これにより、モータトルクが、ピニオンギヤ14、中間ギヤ15、最終ギヤ16、プレートカム17に伝達される。そして、プレートカム17が、最終ギヤ16の回転に伴って所定の回転角度だけ全閉方向に回転する。
すると、ピボットピン20がカム溝18を摺動(滑動)して、カム溝18の全開位置から全閉位置まで移動することにより、ロッド4の荷重作用方向のバルブ閉側にロッド4が直線移動する(引き戻される)。すると、ロッド4の直線移動に伴って第1ロッド24の第1連結部25、回転自在継手28(ソケット41、球面軸受、連結ピン42)および第2ロッド26の第2連結部27がロッド4の荷重作用方向のバルブ閉側に直線移動する。
さらに、第2ロッド26の直線移動に伴って、第1ヒンジピン11がロッド4の荷重作用方向のバルブ閉側に直線移動することにより、リンクレバー3が第2ヒンジピン12を中心にして全閉方向に回転する。すると、第2ヒンジピン12の回転に伴ってウェイストゲートバルブ1も第2ヒンジピン12を中心にして全閉方向に回転する。これにより、ウェイストゲートバルブ1がバルブシートに着座して全閉状態となるため、ウェイストゲート流路が閉鎖される。
The ECU controls power supply to the electric motor M so that the waste gate valve 1 is fully closed when the supercharging pressure detected by the supercharging pressure sensor is lower than a set value.
As a result, the motor shaft 13 of the electric motor M rotates in the fully closed direction. As a result, the motor torque is transmitted to the pinion gear 14, the intermediate gear 15, the final gear 16, and the plate cam 17. Then, the plate cam 17 rotates in the fully closed direction by a predetermined rotation angle as the final gear 16 rotates.
Then, the pivot pin 20 slides (slids) on the cam groove 18 and moves from the fully open position to the fully closed position of the cam groove 18, whereby the rod 4 moves linearly toward the valve closing side in the load acting direction of the rod 4. Do (retracted). Then, along with the linear movement of the rod 4, the first connecting portion 25 of the first rod 24, the rotatable joint 28 (socket 41, spherical bearing, connecting pin 42), and the second connecting portion 27 of the second rod 26 become the rod 4. It moves linearly toward the valve closing side in the load application direction.
Further, as the second rod 26 moves linearly, the first hinge pin 11 moves linearly toward the valve closing side in the load acting direction of the rod 4, so that the link lever 3 moves in the fully closed direction around the second hinge pin 12. Rotate to. Then, as the second hinge pin 12 rotates, the waste gate valve 1 also rotates in the fully closed direction around the second hinge pin 12. Accordingly, the waste gate valve 1 is seated on the valve seat and is fully closed, so that the waste gate flow path is closed.

[実施例1の特徴1]
以上のように、本実施例の電動アクチュエータにおいては、図5に示したように、ウェイストゲートバルブ1のシャフト2と電動アクチュエータのロッド4との間に、ロッド4の直線運動をウェイストゲートバルブ1の回転運動に変換するリンク機構を設置している。このリンク機構は、一端側が第1ヒンジピン11を介してロッド4の第2ロッド26に連結し、且つ他端側が第2ヒンジピン12を介してウェイストゲートバルブ1のシャフト2に連結したリンクレバー3等によって構成されている。
[Feature 1 of Example 1]
As described above, in the electric actuator of this embodiment, as shown in FIG. 5, the linear movement of the rod 4 is performed between the shaft 2 of the waste gate valve 1 and the rod 4 of the electric actuator. A link mechanism that converts to the rotational motion of is installed. This link mechanism includes a link lever 3 having one end connected to the second rod 26 of the rod 4 via the first hinge pin 11 and the other end connected to the shaft 2 of the waste gate valve 1 via the second hinge pin 12. It is constituted by.

そして、本実施例のリンク機構は、ロッド4の軸線方向の中心線上(ロッド軸中心線RC上)の荷重作用方向(ストローク軸方向)と、リンクレバー3の作動角度の中心線(レバー全閉時中心線LCCとレバー全開時中心線LCOとの角度中心線)LCとが垂直に交差する位置関係(構成)となっている。
これによって、ウェイストゲートバルブ1の開閉によるロッド4の振れ角度が最も小さくなるので、ロッド4のストローク量が少ない設定の場合(ロッド4の振れ<ロッド4とスラスト軸受6との間のガタ)、仮に第1ロッド24と第2ロッド26とが一体部品で構成されている場合であっても、ロッド4がスラスト軸受6の貫通孔の内周をこじり、ロッド4、つまり電動アクチュエータが作動不能になる不具合の発生を抑えることができる。
また、ロッド4のストローク量が多い設定の場合には、回転自在継手28の摺動範囲を少なくすることができるため、回転自在継手28の信頼性を向上することができる。
The link mechanism of the present embodiment includes a load acting direction (stroke axis direction) on the center line in the axial direction of the rod 4 (on the rod axis center line RC) and a center line of the operating angle of the link lever 3 (lever fully closed). This is a positional relationship (configuration) in which the hour center line LCC and the angle center line LC of the lever fully opened center line LCO) intersect perpendicularly.
As a result, the swing angle of the rod 4 due to the opening and closing of the waste gate valve 1 becomes the smallest, so when the stroke amount of the rod 4 is set to be small (the swing of the rod 4 <the backlash between the rod 4 and the thrust bearing 6), Even if the first rod 24 and the second rod 26 are formed as an integral part, the rod 4 squeezes the inner periphery of the through hole of the thrust bearing 6 and the rod 4, that is, the electric actuator becomes inoperable. Can be prevented from occurring.
Further, when the stroke amount of the rod 4 is set to be large, the sliding range of the rotatable joint 28 can be reduced, so that the reliability of the rotatable joint 28 can be improved.

また、電動アクチュエータにおいては、リンク機構のリンクレバー3を介して、ウェイストゲートバルブ1に連結するロッド4にセンシング部9を一体的に設置している。そして、ストロークセンサSのホールICによってロッド4の第1ロッド24と一体で動くセンシング部9のストローク位置を検出しているので、電動アクチュエータの最終作動段であるロッド4のストローク位置を直接検出することができる。この結果、ロッド4のストローク位置の検出精度が向上するため、ロッド4のストローク量の制御性、つまりウェイストゲートバルブ1の開度制御の制御性を向上することができる。
また、ストロークセンサSのホールICで検出されるセンシング部9のストローク位置が、所定時間が経過しても設定された目標位置に到達または接近しない場合には、ロッド4または電動アクチュエータの故障(例えばウェイストゲートバルブ1またはロッド4の作動不能状態等)と判断することができる。つまりウェイストゲートバルブ1、ロッド4または電動アクチュエータの故障診断を実施できる。これにより、OBD要件を満足できる。
In the electric actuator, the sensing unit 9 is integrally installed on the rod 4 connected to the waste gate valve 1 via the link lever 3 of the link mechanism. Since the stroke position of the sensing unit 9 that moves integrally with the first rod 24 of the rod 4 is detected by the Hall IC of the stroke sensor S, the stroke position of the rod 4 that is the final operation stage of the electric actuator is directly detected. be able to. As a result, since the detection accuracy of the stroke position of the rod 4 is improved, the controllability of the stroke amount of the rod 4, that is, the controllability of the opening control of the waste gate valve 1 can be improved.
In addition, if the stroke position of the sensing unit 9 detected by the Hall IC of the stroke sensor S does not reach or approach the set target position even after a predetermined time has elapsed, a failure of the rod 4 or the electric actuator (for example, It can be determined that the waste gate valve 1 or the rod 4 is inoperable). That is, failure diagnosis of the waste gate valve 1, the rod 4 or the electric actuator can be performed. Thereby, the OBD requirement can be satisfied.

また、本実施例の電動アクチュエータにおいては、ロッド4をそのストローク軸方向(往復移動方向)に支持するスラスト軸受6と、このスラスト軸受6の軸線方向と並行な方向に延長されたスライドシャフト7とを備えている。
そして、電動モータM、減速機構および変換機構によって、ウェイストゲートバルブ1を全閉位置から開弁位置(中間位置、全開位置を含む)にモータ駆動した際、あるいはウェイストゲートバルブ1を全開位置から閉弁位置(中間位置、全閉位置を含む)にモータ駆動した際に、スラスト軸受6の貫通孔の軸線方向とスライドシャフト7の軸線方向との2軸に沿ってロッド4を平行移動させることにより、スラスト軸受6とスライドシャフト7とでロッド4のストローク軸方向(往復移動方向)のガタと回転方向の振れとを規制することができる。したがって、ロッド4に一体的に設置したセンシング部9の動きが規制されるため、特にセンシング部9を「直線的」に移動させることができる。その結果、ロッド4のストローク位置の検出精度を向上することができる。
Further, in the electric actuator of the present embodiment, a thrust bearing 6 that supports the rod 4 in the stroke axial direction (reciprocating direction), and a slide shaft 7 extended in a direction parallel to the axial direction of the thrust bearing 6, It has.
When the waste gate valve 1 is driven from the fully closed position to the open position (including the intermediate position and fully open position) by the electric motor M, the speed reduction mechanism, and the conversion mechanism, or the waste gate valve 1 is closed from the fully open position. When the motor is driven to the valve position (including the intermediate position and the fully closed position), the rod 4 is translated along the two axes of the axial direction of the through hole of the thrust bearing 6 and the axial direction of the slide shaft 7. The thrust bearing 6 and the slide shaft 7 can regulate the backlash of the rod 4 in the stroke axis direction (reciprocating direction) and the swing in the rotational direction. Therefore, since the movement of the sensing unit 9 installed integrally with the rod 4 is restricted, the sensing unit 9 can be moved in a “linear” manner. As a result, the detection accuracy of the stroke position of the rod 4 can be improved.

ここで、第2ロッド26がそのストローク軸方向(往復移動方向)の一方側(例えばバルブ開き側またはバルブ閉じ側)にストロークしてリンクレバー3を回転させると、リンクレバー3の回転範囲に応じて第2ロッド26が振れる。例えば第2ロッド26がその中心軸線周りの回転方向に揺動する。
ここで、第1ロッド24と第2ロッド26とが一体部品の場合、第2ロッド26に振れが出ると、スラスト軸受6にラジアル方向の力が加わり(作用し)、第1ロッド24がスラスト軸受6の貫通孔の内周をこじり、第1ロッド24が作動不能になる可能性がある。
Here, when the second rod 26 is stroked to one side (for example, the valve opening side or the valve closing side) in the stroke axis direction (reciprocating direction) and the link lever 3 is rotated, the rotation range of the link lever 3 is changed. As a result, the second rod 26 swings. For example, the second rod 26 swings in the rotational direction around its central axis.
Here, in the case where the first rod 24 and the second rod 26 are integral parts, when the second rod 26 shakes, a radial force is applied (acted) to the thrust bearing 6, and the first rod 24 is thrust. There is a possibility that the first rod 24 may become inoperable due to the inner circumference of the through hole of the bearing 6.

そこで、本実施例の電動アクチュエータにおいては、ロッド4を、フォロワ19およびピボットピン20を介して、プレートカム17に連結する第1ロッド24と、リンクレバー3等のリンク機構を介して、ウェイストゲートバルブ1のシャフト2に連結する第2ロッド26とに分割して別体部品で構成している。
そして、第1ロッド24の第1連結部25と第2ロッド26の第2連結部27との間に、回転自在継手28を設置している。なお、回転自在継手28は、第1ロッド24の第1連結部25に連結されるソケット41、第2ロッド26の第2連結部27に連結される連結ピン42、およびソケット41と連結ピン42との間に設置された球面軸受等によって構成されている。
以上のように、第1ロッド24と第2ロッド26とを別体部品で構成し、第1ロッド24の第1連結部25と第2ロッド26の第2連結部27との間に、回転自在継手28を設置したことにより、第2ロッド26の振れを回転自在継手28の球面軸受により吸収することができる。これによって、第1ロッド24がスラスト軸受6の貫通孔の内周をこじり、第1ロッド24、つまり電動アクチュエータが作動不能になる不具合の発生を抑えることができる。
Therefore, in the electric actuator of this embodiment, the rod 4 is connected to the plate cam 17 via the follower 19 and the pivot pin 20, and the waste gate is connected via the link mechanism such as the link lever 3. The second rod 26 connected to the shaft 2 of the valve 1 is divided into separate parts.
A rotatable joint 28 is installed between the first connecting portion 25 of the first rod 24 and the second connecting portion 27 of the second rod 26. The rotatable joint 28 includes a socket 41 coupled to the first coupling portion 25 of the first rod 24, a coupling pin 42 coupled to the second coupling portion 27 of the second rod 26, and the socket 41 and the coupling pin 42. It is comprised by the spherical bearing etc. which were installed between.
As described above, the first rod 24 and the second rod 26 are configured as separate parts, and rotate between the first connecting portion 25 of the first rod 24 and the second connecting portion 27 of the second rod 26. By installing the universal joint 28, the vibration of the second rod 26 can be absorbed by the spherical bearing of the rotary universal joint 28. As a result, it is possible to prevent the first rod 24 from twisting the inner periphery of the through hole of the thrust bearing 6 and causing the first rod 24, that is, the electric actuator to become inoperable.

[実施例1の特徴2]
ここで、電動アクチュエータにおいては、一般的に、ウェイストゲートバルブ1の全閉時または全開時に、ロッド4のピボットピン20を通じてフォロワ19の側面がプレートカム17のカム溝18の溝側面を押す力(バルブ反力)がモータ駆動による全閉作動時または全開作動時の負荷となる。
このロッド4からの荷重(バルブ反力)がプレートカム17を、ウェイストゲートバルブ1を閉じる側または開く側に回転させる方向に働くと、プレートカム17がバルブ全閉方向またはバルブ全開方向に回転する可能性があるので、ウェイストゲートバルブ1を全開位置または全閉位置で静止状態とするため、ウェイストゲートバルブ1の全開時または全閉時においても多くのモータ保持電流を必要とする。
[Feature 2 of Example 1]
Here, in the electric actuator, generally, when the waste gate valve 1 is fully closed or fully opened, the side surface of the follower 19 pushes the groove side surface of the cam groove 18 of the plate cam 17 through the pivot pin 20 of the rod 4 ( (Valve reaction force) becomes a load when the motor is fully closed or fully opened.
When the load (valve reaction force) from the rod 4 acts in a direction in which the plate cam 17 is rotated in the direction of closing or opening the waste gate valve 1, the plate cam 17 rotates in the valve fully closed direction or the valve fully open direction. Since there is a possibility, in order to place the waste gate valve 1 in a stationary state in the fully open position or the fully closed position, a large amount of motor holding current is required even when the waste gate valve 1 is fully opened or fully closed.

そこで、本実施例の電動アクチュエータにおいては、ウェイストゲートバルブ1の全開時および全閉時に、ロッド4の軸線方向の中心線上(ロッド軸中心線RC上)の荷重作用方向と、プレートカム17のカム溝18の溝側面とフォロワ19の側面との接触面上の共通接線T方向とが垂直に交差する位置関係(構成)となっている。
また、電動アクチュエータにおいては、ロッド軸中心線RC上に、プレートカム17の回転中心COおよびフォロワ19の回転中心FOがある位置関係(構成)となっている。
また、電動アクチュエータにおいては、ロッド4の荷重作用方向のバルブ全閉側を基準とした場合、つまりロッド4の荷重作用方向のバルブ全閉側に位置するフォロワ19を先頭にして、フォロワ19、プレートカム17の回転中心CO、ロッド4の第1ロッド24の中継部32、回転自在継手28、第2ロッド26の順に設置される位置関係(構成)となっている。
Therefore, in the electric actuator of this embodiment, when the waste gate valve 1 is fully opened and fully closed, the load acting direction on the center line in the axial direction of the rod 4 (on the rod axis center line RC) and the cam of the plate cam 17 This is a positional relationship (configuration) in which the common tangent T direction on the contact surface between the groove side surface of the groove 18 and the side surface of the follower 19 intersects perpendicularly.
Further, the electric actuator has a positional relationship (configuration) in which the rotation center CO of the plate cam 17 and the rotation center FO of the follower 19 are on the rod axis center line RC.
Further, in the electric actuator, when the valve fully closed side in the load acting direction of the rod 4 is used as a reference, that is, the follower 19 positioned on the valve fully closed side in the load acting direction of the rod 4 is the head, the follower 19 and the plate The rotation center CO of the cam 17, the relay portion 32 of the first rod 24 of the rod 4, the rotatable joint 28, and the second rod 26 are arranged in this order (configuration).

以上のような構造によって、ウェイストゲートバルブ1の全開時および全閉時に、ロッド4を通じて、カム溝18に挿入されるフォロワ19がプレートカム17のカム溝18の溝側面を押す力がモータ駆動時の負荷となっているが、ロッド軸中心線RC上の荷重作用方向と、プレートカム17のカム溝18の溝側面とフォロワ19の側面との接触面上の共通接線T方向とが垂直に交差する位置関係となっているので、ロッド4からプレートカム17に伝わる荷重(バルブ反力)がプレートカム17を回転させる方向に働かないようになる。
したがって、ウェイストゲートバルブ1の全開時および全閉時に、ロッド4からプレートカム17に伝わる荷重(バルブ反力)に抗して、全開位置および全閉位置に静止状態でウェイストゲートバルブ1を保持するのに必要なモータ保持電流を共に低減できるので、消費電力を抑えることができる。
ここで、本実施例のように、ウェイストゲートバルブ1を全閉位置および全開位置に駆動する使用頻度の多い電動アクチュエータに適用した場合であっても、ウェイストゲートバルブ1の全閉時および全開時の消費電力(消費電流)を低減することができる。
With the structure as described above, when the waste gate valve 1 is fully opened and fully closed, the force that the follower 19 inserted into the cam groove 18 through the rod 4 pushes the groove side surface of the cam groove 18 of the plate cam 17 when the motor is driven. The load acting direction on the rod axis center line RC and the common tangent T direction on the contact surface between the side surface of the cam groove 18 of the plate cam 17 and the side surface of the follower 19 intersect perpendicularly. Therefore, the load (valve reaction force) transmitted from the rod 4 to the plate cam 17 does not work in the direction in which the plate cam 17 is rotated.
Accordingly, when the waste gate valve 1 is fully opened and fully closed, the waste gate valve 1 is held at a fully open position and a fully closed position against the load (valve reaction force) transmitted from the rod 4 to the plate cam 17. Since both the motor holding current required for this can be reduced, power consumption can be suppressed.
Here, even when the waste gate valve 1 is applied to a frequently used electric actuator that drives the waste gate valve 1 to the fully closed position and the fully open position as in this embodiment, the waste gate valve 1 is fully closed and fully opened. Power consumption (current consumption) can be reduced.

また、本実施例の電動アクチュエータにおいては、プレートカム17の回転中心COとフォロワ19の回転中心FOとを結ぶ直線と、プレートカム17の回転中心COと中間ギヤ15の回転中心CGOとを結ぶ直線とが略一致する位置関係(構成)となっている。
ここで、最終ギヤ16の回転軸とプレートカム17の回転軸とを共通化(同一部品で構成)した場合、最終ギヤ16の作動角度とプレートカム17の回転角度とが等しくなる。
このとき、プレートカム17の回転中心COとフォロワ19の回転中心FOとを結ぶ直線と、プレートカム17の回転中心(=最終ギヤ16の回転中心)COと中間ギヤ15の回転中心CGO(=中間ギヤ15の凸状歯63と最終ギヤ16の凸状歯65との噛み合い位置)とを結ぶ直線とが略一致する位置関係としたことにより、プレートカム17の作動軌跡の投影面内に最終ギヤ16の作動軌跡をほぼ一致させる(入れる)ことができる。したがって、プレートカム17の作動軌跡と最終ギヤ16の作動軌跡とが大きく異なる装置と比べて、電動アクチュエータの体格を小型化できるので、自動車等の車両のエンジンルームへの搭載性を向上することができる。
Further, in the electric actuator of this embodiment, a straight line connecting the rotation center CO of the plate cam 17 and the rotation center FO of the follower 19 and a straight line connecting the rotation center CO of the plate cam 17 and the rotation center CGO of the intermediate gear 15. Is a positional relationship (configuration) that substantially matches.
Here, when the rotating shaft of the final gear 16 and the rotating shaft of the plate cam 17 are made common (configured with the same parts), the operating angle of the final gear 16 and the rotating angle of the plate cam 17 become equal.
At this time, a straight line connecting the rotation center CO of the plate cam 17 and the rotation center FO of the follower 19, the rotation center of the plate cam 17 (= the rotation center of the final gear 16) CO, and the rotation center CGO of the intermediate gear 15 (= intermediate) Since the positional relationship in which the straight line connecting the convex teeth 63 of the gear 15 and the convex teeth 65 of the final gear 16 substantially coincides with each other, the final gear is within the projection plane of the operation locus of the plate cam 17. The 16 operation trajectories can be substantially matched (inserted). Therefore, the physique of the electric actuator can be reduced in size as compared with a device in which the operation locus of the plate cam 17 and the operation locus of the final gear 16 are greatly different, so that the mountability in the engine room of a vehicle such as an automobile can be improved. it can.

図6は実施例2の説明に供するもので、EGRバルブを駆動する電動アクチュエータを示した図である。   FIG. 6 is a diagram illustrating an electric actuator that drives an EGR valve, for use in explaining the second embodiment.

エンジンには、エンジンの排気ガス中に含まれる有害物質(NOx等)の低減を図るという目的で、エンジンの排気ガスの一部であるEGRガスを排気管から吸気管に還流させるための排気ガス還流管(EGRガスパイプ)を備えた排気ガス還流装置(EGR装置)が設置されている。EGRガスパイプの途中には、排気ガス流量制御弁が設置されている。
排気ガス流量制御弁は、EGRガスパイプの内部を流れるEGRガスの流量を可変制御するEGRバルブ67と、ロッド4のストローク量に応じてEGRバルブ67を開閉制御するバルブ駆動装置である電動アクチュエータとを備えている。
The engine has an exhaust gas for recirculating EGR gas, which is part of the engine exhaust gas, from the exhaust pipe to the intake pipe for the purpose of reducing harmful substances (NOx, etc.) contained in the engine exhaust gas. An exhaust gas recirculation device (EGR device) provided with a recirculation pipe (EGR gas pipe) is installed. An exhaust gas flow control valve is installed in the middle of the EGR gas pipe.
The exhaust gas flow rate control valve includes an EGR valve 67 that variably controls the flow rate of EGR gas that flows inside the EGR gas pipe, and an electric actuator that is a valve drive device that controls opening and closing of the EGR valve 67 according to the stroke amount of the rod 4. I have.

EGRバルブ67は、EGRガスパイプの内部に設置されたバルブシート68に対して着座、離脱して排気ガス流路(EGRガス流路)69を閉鎖、開放する弁体である。
電動アクチュエータは、実施例1と同様に、ロッド4と、スラスト軸受6と、コイルスプリング8と、電動モータMと、減速機構(3つの減速ギヤ:ピニオンギヤ14、中間ギヤ15、最終ギヤ16)と、変換機構(プレートカム17、フォロワ19、ピボットピン20)と、これらを収容するアクチュエータケース(モータハウジング21、ギヤハウジング22、センサカバー23)とを備えている。
The EGR valve 67 is a valve body that sits on and disengages from a valve seat 68 installed inside the EGR gas pipe to close and open an exhaust gas passage (EGR gas passage) 69.
Similarly to the first embodiment, the electric actuator includes a rod 4, a thrust bearing 6, a coil spring 8, an electric motor M, a reduction mechanism (three reduction gears: a pinion gear 14, an intermediate gear 15, and a final gear 16). , A conversion mechanism (plate cam 17, follower 19, pivot pin 20) and an actuator case (motor housing 21, gear housing 22, sensor cover 23) for accommodating them.

ロッド4は、実施例1と異なり、入力部31および中継部32を有する第1ロッド24のみによって構成されている。第1ロッド24の中継部32の軸線方向の先端側(第1連結部25側)には、排気ガス流量制御弁の弁体であるEGRバルブ67が接続されている。このEGRバルブ67は、電動アクチュエータのロッド4の軸線方向(荷重作用方向)の先端に設置されたポペットバルブである。また、EGRバルブ67は、その円板状部(バルブ頭部)の背面側が、バルブシート68に着座するように構成されている。
なお、排気ガス流量制御弁を、排気管の排気通路とEGRガスパイプのEGRガス流路69との分岐部に設置しても良く、また、吸気管の吸気通路とEGRガスパイプのEGRガス流路69との合流部に設置しても良い。
Unlike the first embodiment, the rod 4 includes only the first rod 24 having the input unit 31 and the relay unit 32. An EGR valve 67, which is a valve body of an exhaust gas flow control valve, is connected to the distal end side (first connecting portion 25 side) of the relay portion 32 of the first rod 24 in the axial direction. The EGR valve 67 is a poppet valve installed at the tip of the electric actuator rod 4 in the axial direction (load acting direction). Further, the EGR valve 67 is configured such that the back side of the disk-like portion (valve head) is seated on the valve seat 68.
The exhaust gas flow control valve may be installed at a branch portion between the exhaust passage of the exhaust pipe and the EGR gas passage 69 of the EGR gas pipe, and the intake passage of the intake pipe and the EGR gas passage 69 of the EGR gas pipe. You may install in the junction with.

図7ないし図10は実施例3の説明に供するもので、図7および図8はウェイストゲートバルブ(ヒンジバルブ)の全閉時における電動アクチュエータの作動状態を示した図で、図9および図10はウェイストゲートバルブの全開時における電動アクチュエータの作動状態を示した図である。   FIGS. 7 to 10 are provided for explaining the third embodiment, and FIGS. 7 and 8 are views showing the operating state of the electric actuator when the waste gate valve (hinge valve) is fully closed. FIGS. FIG. 5 is a view showing an operating state of the electric actuator when the waste gate valve is fully opened.

本実施例の減速機構の最終ギヤ16の表面上には、変換機構のリンクレバー70を回転自在に支持する第1ピボットピン71が嵌合する嵌合孔(図示せず)が形成されている。
電動アクチュエータのロッド4は、断面円形状の第1連結部25およびプレート状の第2連結部27等を有している。第1連結部25の軸線方向の一端側には、第2ピボットピン(変換機構の連結部)72が嵌合する嵌合孔33が形成されている。
ロッド4の第1連結部25には、第2ピボットピン72を介して、スライドシャフト7上をその軸線方向に往復移動(スライド)するスライドガイド5が連結されている。このスライドガイド5の第1連結部25と重なり合う部分には、第2ピボットピン72が嵌合する嵌合孔74が形成されている。
On the surface of the final gear 16 of the speed reduction mechanism of the present embodiment, a fitting hole (not shown) is formed in which a first pivot pin 71 that rotatably supports the link lever 70 of the conversion mechanism is fitted. .
The rod 4 of the electric actuator has a first connecting portion 25 having a circular cross section, a plate-like second connecting portion 27, and the like. A fitting hole 33 into which a second pivot pin (coupling portion of the conversion mechanism) 72 is fitted is formed on one end side in the axial direction of the first coupling portion 25.
A slide guide 5 that reciprocates (slides) on the slide shaft 7 in the axial direction is connected to the first connecting portion 25 of the rod 4 via a second pivot pin 72. A fitting hole 74 into which the second pivot pin 72 is fitted is formed in a portion overlapping the first connecting portion 25 of the slide guide 5.

スライドガイド5のセンシング部搭載面上には、センシング部9がモールド成形またはネジ締結固定によって一体的に設置されている。そして、センサカバー23には、センシング部9に対向するようにホールICを設置したストロークセンサSが搭載されている。
また、スライドガイド5の一方の側面からは、ガイドアーム75が外側に向けて突出している。このガイドアーム75には、スライドシャフト7の軸方向に貫通する軸受孔76が形成されている。この軸受孔76の孔壁面には、スライドシャフト7の外周に摺動自在に支持される2つのスラスト軸受77が圧入嵌合されている。このスラスト軸受77の内部には、スライドシャフト7の軸方向に貫通する貫通孔(摺動孔)が形成されている。
On the sensing unit mounting surface of the slide guide 5, the sensing unit 9 is integrally installed by molding or screw fastening. The sensor cover 23 is mounted with a stroke sensor S provided with a Hall IC so as to face the sensing unit 9.
A guide arm 75 protrudes outward from one side surface of the slide guide 5. The guide arm 75 is formed with a bearing hole 76 penetrating in the axial direction of the slide shaft 7. Two thrust bearings 77 that are slidably supported on the outer periphery of the slide shaft 7 are press-fitted into the hole wall surface of the bearing hole 76. Inside the thrust bearing 77, a through hole (sliding hole) penetrating in the axial direction of the slide shaft 7 is formed.

また、スライドシャフト7の外周には、スラスト軸受77を介して、スライドガイド5に一体的に形成されたガイドアーム75を、ロッド4のストローク軸方向(往復移動方向)と平行な方向に誘導することができる。
また、ギヤハウジング22の円筒部78には、ロッド4がその軸線方向に貫通する軸受孔79が形成されている。なお、図7ないし図10の軸受孔79には、実施例1及び2と異なり、ロッド軸受(スラスト軸受6)が装着されていないが、軸受孔79の孔壁面にロッド4とのガタを許容しつつ、ロッド4をその軸線方向に摺動自在に支持する軸受を設置しても良い。
A guide arm 75 formed integrally with the slide guide 5 is guided to the outer periphery of the slide shaft 7 through a thrust bearing 77 in a direction parallel to the stroke axis direction (reciprocating direction) of the rod 4. be able to.
The cylindrical portion 78 of the gear housing 22 is formed with a bearing hole 79 through which the rod 4 passes in the axial direction. 7 to 10, unlike the first and second embodiments, the rod bearing (thrust bearing 6) is not mounted. However, the back wall of the bearing hole 79 is allowed to play with the rod 4. However, you may install the bearing which supports the rod 4 slidably to the axial direction.

本実施例の減速機構は、実施例1及び2と同様に、ピニオンギヤ14、中間ギヤ15および最終ギヤ16等によって構成されている。なお、中間ギヤシャフト53の中心軸線は、中間ギヤ15の回転中心を構成している。また、最終ギヤシャフト54の中心軸線は、最終ギヤ16の回転中心を構成している。
本実施例の変換機構は、一端側が最終ギヤ16に連結し、且つ他端側がロッド4に連結したリンクレバー70等を有している。
ここで、最終ギヤ16の嵌合孔には、その最終ギヤ16の表面側に突出するように第1ピボットピン71が固定(または一体的に形成)されている。
また、ロッド4の嵌合孔33には、第1ピボットピン71と同一方向に突出した第2ピボットピン72が一体的に形成(または固定)されている。
リンクレバー70の一端側には、第1ピボットピン71が貫通する第1ピン挿通孔81が形成されている。また、リンクレバー70の他端側には、第2ピボットピン72が貫通する第2ピン挿通孔82が形成されている。そして、リンクレバー70は、第1ピボットピン71の外周に回転自在に支持されている。また、リンクレバー70は、第2ピボットピン72の外周に回転自在に支持されている。
As in the first and second embodiments, the speed reduction mechanism of the present embodiment includes a pinion gear 14, an intermediate gear 15, a final gear 16, and the like. The central axis of the intermediate gear shaft 53 constitutes the rotation center of the intermediate gear 15. The central axis of the final gear shaft 54 constitutes the center of rotation of the final gear 16.
The conversion mechanism of the present embodiment has a link lever 70 or the like having one end connected to the final gear 16 and the other end connected to the rod 4.
Here, the first pivot pin 71 is fixed (or integrally formed) in the fitting hole of the final gear 16 so as to protrude to the surface side of the final gear 16.
A second pivot pin 72 that protrudes in the same direction as the first pivot pin 71 is integrally formed (or fixed) in the fitting hole 33 of the rod 4.
A first pin insertion hole 81 through which the first pivot pin 71 passes is formed on one end side of the link lever 70. Further, a second pin insertion hole 82 through which the second pivot pin 72 passes is formed on the other end side of the link lever 70. The link lever 70 is rotatably supported on the outer periphery of the first pivot pin 71. The link lever 70 is rotatably supported on the outer periphery of the second pivot pin 72.

ここで、電動アクチュエータ、特にリンクレバー70等の変換機構は、スライドガイド5が設置されていない場合であっても、往復スライダリンクとして作動するが、実施例1で説明したように、リンク機構のリンクレバー(ロッド4の第2連結部27とウェイストゲートバルブ1のシャフト2とを連結するレバー)3の回転範囲に対応してロッド4の第1、第2連結部25、27に振れが生じる。そして、ロッド4のストローク位置(動き)を検出するように、ロッド4にセンシング部9を一体的に設置した場合、ロッド4の第1、第2連結部25、27の振れがストロークセンサSのホールICの検出精度に影響を及ぼす可能性がある。   Here, the conversion mechanism such as the electric actuator, in particular, the link lever 70, operates as a reciprocating slider link even when the slide guide 5 is not installed. Corresponding to the rotation range of the link lever (the lever connecting the second connecting portion 27 of the rod 4 and the shaft 2 of the waste gate valve 1), the first and second connecting portions 25, 27 of the rod 4 are shaken. . When the sensing unit 9 is integrally installed on the rod 4 so as to detect the stroke position (movement) of the rod 4, the shake of the first and second connecting portions 25 and 27 of the rod 4 is caused by the stroke sensor S. There is a possibility of affecting the detection accuracy of the Hall IC.

そこで、本実施例の電動アクチュエータにおいては、ロッド4の第1、第2連結部25、27のストローク軸方向(往復移動方向)と並行な方向にスライドシャフト7を設置し、且つ第2ピボットピン72を介して、ロッド4の第1連結部25に連結するスライドガイド5をスライドシャフト7上に設置し、更に、スライドガイド5のセンシング部搭載面上にセンシング部9を一体的に設置することにより、スライドシャフト7上をスライドガイド5がスライドシャフト7の軸線方向に往復移動(スライド)する。この結果、ロッド4の振れの影響を受けることなく、ストロークセンサSのホールICによって、センシング部9のストローク位置を検出することで、ホールICからのセンサ出力信号を入力するECUにおいてロッド4のストローク位置(動き)を精度良く検出することが可能となるので、ストロークセンサSの検出精度を向上することができる。これにより、ロッド4のストローク量の制御性、ウェイストゲートバルブ1の開度制御を向上することができる。   Therefore, in the electric actuator of this embodiment, the slide shaft 7 is installed in a direction parallel to the stroke axis direction (reciprocating direction) of the first and second connecting portions 25 and 27 of the rod 4, and the second pivot pin The slide guide 5 connected to the first connection portion 25 of the rod 4 is installed on the slide shaft 7 via 72, and the sensing unit 9 is installed integrally on the sensing unit mounting surface of the slide guide 5. Thus, the slide guide 5 reciprocates (slides) on the slide shaft 7 in the axial direction of the slide shaft 7. As a result, the stroke position of the rod 4 is detected by the ECU that inputs the sensor output signal from the Hall IC by detecting the stroke position of the sensing unit 9 by the Hall IC of the stroke sensor S without being affected by the deflection of the rod 4. Since the position (movement) can be detected with high accuracy, the detection accuracy of the stroke sensor S can be improved. Thereby, the controllability of the stroke amount of the rod 4 and the opening degree control of the waste gate valve 1 can be improved.

また、本実施例の電動アクチュエータにおいても、実施例1と同様に、ウェイストゲートバルブ1のシャフト2と電動アクチュエータのロッド4との間に設置されるリンク機構の構成が、ロッド4の軸線方向の中心線(ロッド軸中心線RC)と、リンクレバー3の作動角度の中心線LCとが垂直に交差する位置関係となっている(図5参照)。   Also in the electric actuator of the present embodiment, as in the first embodiment, the configuration of the link mechanism installed between the shaft 2 of the waste gate valve 1 and the rod 4 of the electric actuator has a structure in the axial direction of the rod 4. The center line (rod axis center line RC) and the center line LC of the operating angle of the link lever 3 are perpendicularly intersected (see FIG. 5).

図11は実施例4の説明に供するもので、ウェイストゲートバルブ(ヒンジバルブ)の全閉時における電動アクチュエータの作動状態を示した図である。   FIG. 11 is a diagram for explaining the fourth embodiment, and is a diagram showing an operating state of the electric actuator when the waste gate valve (hinge valve) is fully closed.

本実施例の電動アクチュエータは、実施例3と同様に、第2ピボットピン72を介して、ロッド4の第1ロッド24に連結するスライドガイド5を備えている。
本実施例の変換機構は、実施例3と同様に、減速機構の最終ギヤ16の回転をロッド4、スライドガイド5およびセンシング部9の直線運動(ストローク軸方向の往復移動)に変換するリンクレバー70等を有している。
また、電動アクチュエータは、実施例1と同様に、ロッド4の第1ロッド24をそのストローク軸方向(往復移動方向)に摺動自在に支持するスラスト軸受6と、このスラスト軸受6の貫通孔の軸線方向と並行な方向に延長されたスライドシャフト7とを備えている。
As in the third embodiment, the electric actuator of the present embodiment includes a slide guide 5 that is coupled to the first rod 24 of the rod 4 via the second pivot pin 72.
As in the third embodiment, the conversion mechanism of the present embodiment is a link lever that converts the rotation of the final gear 16 of the speed reduction mechanism into the linear motion (reciprocating movement in the stroke axis direction) of the rod 4, slide guide 5, and sensing unit 9. 70 etc.
Similarly to the first embodiment, the electric actuator includes a thrust bearing 6 that slidably supports the first rod 24 of the rod 4 in the stroke axis direction (reciprocating direction), and a through-hole of the thrust bearing 6. And a slide shaft 7 extended in a direction parallel to the axial direction.

スラスト軸受6は、ギヤハウジング22のベアリングホルダ47の軸受孔48の孔壁面に圧入嵌合されている。また、スライドシャフト7は、ギヤハウジング22の嵌合部49の嵌合孔50の孔壁面に圧入嵌合されている。
以上のように、本実施例の電動アクチュエータにおいては、実施例3の構成に、スラスト軸受6を追加している。これにより、スライドガイド5、スラスト軸受6およびスライドシャフト7によって、ロッド4とスライドガイド5とのスライド方向(ストローク軸方向)の振れおよびロッド4の回転方向の振れを規制できるので、実施例1と同様に、ストロークセンサSのホールICの検出精度(センシング精度)を向上することができる。
The thrust bearing 6 is press-fitted into the hole wall surface of the bearing hole 48 of the bearing holder 47 of the gear housing 22. The slide shaft 7 is press-fitted into the hole wall surface of the fitting hole 50 of the fitting portion 49 of the gear housing 22.
As described above, in the electric actuator of the present embodiment, the thrust bearing 6 is added to the configuration of the third embodiment. Thereby, the slide guide 5, the thrust bearing 6 and the slide shaft 7 can regulate the swing in the sliding direction (stroke axis direction) and the swing in the rotation direction of the rod 4 between the rod 4 and the slide guide 5. Similarly, the detection accuracy (sensing accuracy) of the Hall IC of the stroke sensor S can be improved.

ここで、実施例1でも説明したように、ロッド4の第2ロッド26がそのストローク軸方向(往復移動方向)の一方側にストロークしてリンクレバー3を回転させると、リンクレバー3の回転範囲に応じて第2ロッド26が振れる。そして、第2ロッド26に振れが出ると、スラスト軸受6にラジアル方向の力が加わり(作用し)、第1ロッド24がスラスト軸受6の貫通孔の内周をこじり、第1ロッド24が作動不能になる可能性がある。
そこで、本実施例の電動アクチュエータは、実施例1と同様に、ロッド4を第1ロッド24および第2ロッド26の別体部品で構成し、更に、第1ロッド24の第1連結部25と第2ロッド26の第2連結部27との間に回転自在継手28を設置している。なお、回転自在継手28は、実施例1と同様に、ソケット41、連結ピン42および球面軸受等によって構成されている。
したがって、第2ロッド26の振れを回転自在継手28の球面軸受により吸収することができるので、第1ロッド24がその軸心を中心にした軸心周りの回転方向に振れなくなる。これによって、第1ロッド24がスラスト軸受6の貫通孔の内周をこじり、第1ロッド24、つまり電動アクチュエータが作動不能になる不具合の発生を抑えることができる。
Here, as described in the first embodiment, when the second rod 26 of the rod 4 is stroked to one side in the stroke axial direction (reciprocating direction) and the link lever 3 is rotated, the rotation range of the link lever 3 is increased. Accordingly, the second rod 26 swings. When the second rod 26 is shaken, a radial force is applied (acted) to the thrust bearing 6, the first rod 24 squeezes the inner periphery of the through hole of the thrust bearing 6, and the first rod 24 operates. May become impossible.
Therefore, in the electric actuator of the present embodiment, as in the first embodiment, the rod 4 is composed of separate parts of the first rod 24 and the second rod 26, and the first connecting portion 25 of the first rod 24 A rotatable joint 28 is installed between the second connecting portion 27 of the second rod 26. The rotatable joint 28 includes a socket 41, a connecting pin 42, a spherical bearing, and the like, as in the first embodiment.
Therefore, since the vibration of the second rod 26 can be absorbed by the spherical bearing of the rotatable joint 28, the first rod 24 does not swing in the rotation direction around the axis centered on the axis. As a result, it is possible to prevent the first rod 24 from twisting the inner periphery of the through hole of the thrust bearing 6 and causing the first rod 24, that is, the electric actuator to become inoperable.

また、本実施例の電動アクチュエータにおいても、実施例1及び3と同様に、ウェイストゲートバルブ1のシャフト2と電動アクチュエータのロッド4との間に設置されるリンク機構の構成が、ロッド4の軸線方向の中心線(ロッド軸中心線RC)と、リンクレバー3の作動角度の中心線LCとが垂直に交差する位置関係となっている(図5参照)。
これによって、ウェイストゲートバルブ1の開閉によるロッド4の振れ角度が最も小さくなるので、ロッド4のストローク量が少ない設定の場合(ロッド4の振れ<ロッド4とスラスト軸受6との間のガタ)、仮に第1ロッド24と第2ロッド26とが一体部品で構成されている場合であっても、ロッド4がスラスト軸受6の貫通孔の内周をこじり、ロッド4、つまり電動アクチュエータが作動不能になる不具合の発生を抑えることができる。
また、ロッド4のストローク量が多い設定の場合には、回転自在継手28の摺動範囲を少なくすることができるため、回転自在継手28の信頼性を向上することができる。
Also in the electric actuator of this embodiment, the configuration of the link mechanism installed between the shaft 2 of the waste gate valve 1 and the rod 4 of the electric actuator is the same as in the first and third embodiments. The direction center line (rod axis center line RC) and the center line LC of the operating angle of the link lever 3 are perpendicularly intersected (see FIG. 5).
As a result, the swing angle of the rod 4 due to the opening and closing of the waste gate valve 1 becomes the smallest, so when the stroke amount of the rod 4 is set to be small (the swing of the rod 4 <the backlash between the rod 4 and the thrust bearing 6), Even if the first rod 24 and the second rod 26 are formed as an integral part, the rod 4 squeezes the inner periphery of the through hole of the thrust bearing 6 and the rod 4, that is, the electric actuator becomes inoperable. Can be prevented from occurring.
Further, when the stroke amount of the rod 4 is set to be large, the sliding range of the rotatable joint 28 can be reduced, so that the reliability of the rotatable joint 28 can be improved.

[変形例]
本実施例では、本発明のバルブ駆動装置として、ウェイストゲートバルブ1を開閉制御するウェイストゲートバルブ制御用の電動アクチュエータに適用しているが、本発明のバルブ駆動装置として、ロッドが往復直線運動し、レバーを介してバルブの回転運動に変換され、バルブの開閉状態を制御する可変容量ターボチャージャ制御用の電動アクチュエータに適用しても良い。
[Modification]
In this embodiment, the valve drive device of the present invention is applied to an electric actuator for controlling the waste gate valve that controls the opening and closing of the waste gate valve 1. However, as the valve drive device of the present invention, the rod reciprocates linearly. Alternatively, the present invention may be applied to an electric actuator for controlling a variable capacity turbocharger that is converted into a rotary motion of a valve via a lever and controls an open / close state of the valve.

また、本実施例では、バルブ駆動装置により駆動されるバルブ構造として、ヒンジバルブまたはポペットバルブを採用している。つまりバルブ駆動装置により駆動されるバルブ構造に関係なく、電動アクチュエータ等のバルブ駆動装置として構成できる。なお、ウェイストゲートバルブ1およびEGRバルブ67の他に、流体流量を制御する流量制御バルブ制御用の電動アクチュエータ等のバルブ駆動装置としても使用できる。例えばウェイストゲートバルブ1の開度を連続的または段階的に変更することで、ウェイストゲート流路を通る排気ガスの流量を調整して過給圧を制御するようにしても良い。
また、エンジンとして、ディーゼルエンジンだけでなく、ガソリンエンジンを用いても良い。
Further, in this embodiment, a hinge valve or a poppet valve is employed as a valve structure driven by a valve driving device. That is, it can be configured as a valve driving device such as an electric actuator regardless of the valve structure driven by the valve driving device. In addition to the waste gate valve 1 and the EGR valve 67, it can also be used as a valve drive device such as an electric actuator for controlling a flow rate control valve for controlling a fluid flow rate. For example, the supercharging pressure may be controlled by adjusting the flow rate of the exhaust gas passing through the waste gate flow path by changing the opening of the waste gate valve 1 continuously or stepwise.
Further, as an engine, not only a diesel engine but also a gasoline engine may be used.

M 電動モータ(動力源)
S ストロークセンサ(ロッドストローク検出手段)
1 ウェイストゲートバルブ
2 ウェイストゲートバルブのシャフト
3 リンク機構のリンクレバー
4 電動アクチュエータのロッド
5 スライドガイド
6 スラスト軸受(ロッド軸受)
7 スライドシャフト
8 コイルスプリング(ロッド(バルブ)付勢手段)
9 センシング部(ロッドストローク検出手段)
11 リンク機構の第1ヒンジピン
12 リンク機構の第2ヒンジピン
14 減速機構のピニオンギヤ
15 減速機構の中間ギヤ(第1ギヤ)
16 減速機構の最終ギヤ(第2ギヤ)
17 変換機構のプレートカム
18 プレートカムのカム溝
19 変換機構のフォロワ
20 変換機構のピボットピン(ロッドの支軸)
24 第1ロッド
26 第2ロッド
28 回転自在継手
70 変換機構のリンクレバー
71 変換機構の第1ピボットピン
72 変換機構の第2ピボットピン(連結部)
M Electric motor (power source)
S Stroke sensor (rod stroke detection means)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wastegate valve 2 Wastegate valve shaft 3 Link mechanism link lever 4 Electric actuator rod 5 Slide guide 6 Thrust bearing (rod bearing)
7 Slide shaft 8 Coil spring (Rod (valve) biasing means)
9 Sensing part (rod stroke detection means)
11 First hinge pin of link mechanism 12 Second hinge pin of link mechanism 14 Pinion gear of reduction mechanism 15 Intermediate gear (first gear) of reduction mechanism
16 Final gear (second gear) of reduction mechanism
17 Plate cam of the conversion mechanism 18 Cam groove of the plate cam 19 Follower of the conversion mechanism 20 Pivot pin (rod support shaft) of the conversion mechanism
24 1st rod 26 2nd rod 28 Rotating joint 70 Link lever of conversion mechanism 71 First pivot pin of conversion mechanism 72 Second pivot pin (connection part) of conversion mechanism

Claims (9)

軸線方向に往復移動するロッドを備え、
前記ロッドの軸線方向と同一方向であるストローク軸方向への移動量に応じてバルブの開閉制御を行うバルブ駆動装置において、
動力源であるモータの回転を減速する減速機構と、
前記ロッドに連結する連結部を有し、前記減速機構の回転運動を前記ロッドの直線運動に変換する変換機構と、
前記ロッドのストローク軸方向と並行な方向に延長されたスライドシャフトと、
前記連結部を介して前記ロッドに連結すると共に、前記スライドシャフト上をスライドするガイドと、
このガイドに一体的に設置されたセンシング部、およびこのセンシング部のストローク位置を検出するセンサを有するロッドストローク検出手段と
を備えたことを特徴とするバルブ駆動装置。
It has a rod that reciprocates in the axial direction,
In the valve driving device that performs opening / closing control of the valve according to the amount of movement in the stroke axis direction which is the same direction as the axial direction of the rod
A speed reduction mechanism that decelerates the rotation of the motor that is the power source;
A conversion mechanism for converting the rotational motion of the speed reduction mechanism into linear motion of the rod;
A slide shaft extended in a direction parallel to the stroke axis direction of the rod;
The guide is connected to the rod via the connecting portion and slides on the slide shaft;
A valve driving device comprising: a sensing portion integrally installed on the guide; and a rod stroke detecting means having a sensor for detecting a stroke position of the sensing portion.
請求項1に記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドをそのストローク軸方向に支持するロッド軸受を備え、
前記スライドシャフトは、前記ロッド軸受の軸線方向と並行な方向に延長されており、
前記変換機構は、前記バルブを全閉位置から開弁位置にモータ駆動した際、あるいは前記バルブを全開位置から閉弁位置にモータ駆動した際に、前記ロッド軸受と前記スライドシャフトとの2軸に沿って前記ロッドおよび前記ガイドを平行移動させることを特徴とするバルブ駆動装置。
In the valve drive device according to claim 1,
A rod bearing for supporting the rod in the stroke axial direction;
The slide shaft is extended in a direction parallel to the axial direction of the rod bearing,
When the valve is motor-driven from the fully closed position to the valve-opened position, or when the valve is motor-driven from the fully-open position to the valve-closed position, the conversion mechanism moves the two axes of the rod bearing and the slide shaft. A valve driving device that translates the rod and the guide along the axis.
請求項1または請求項2に記載のバルブ駆動装置において、
前記減速機構は、前記モータによって回転駆動される第1ギヤ、およびこの第1ギヤと噛み合って回転する第2ギヤを有していることを特徴とするバルブ駆動装置。
In the valve drive device according to claim 1 or 2,
The valve drive device according to claim 1, wherein the speed reduction mechanism includes a first gear that is rotationally driven by the motor, and a second gear that meshes with the first gear and rotates.
請求項3に記載のバルブ駆動装置において、
前記減速機構は、前記第2ギヤの外側に突出した第1ピボットを有し、
前記連結部は、前記第1ピボットと同一方向に突出した第2ピボットであって、
前記変換機構は、一端側が前記第1ピボットに回転自在に支持され、他端側が前記第2ピボットに回転自在に支持されたリンクレバーを有していることを特徴とするバルブ駆動装置。
In the valve drive device according to claim 3,
The speed reduction mechanism has a first pivot projecting outside the second gear;
The connecting part is a second pivot protruding in the same direction as the first pivot,
The conversion mechanism includes a link lever having one end side rotatably supported by the first pivot and the other end side rotatably supported by the second pivot.
請求項1ないし請求項4のうちのいずれか1つに記載のバルブ駆動装置において、
前記バルブとは、前記ロッドのストローク軸方向の先端側に設置されるポペットバルブのことであることを特徴とするバルブ駆動装置。
In the valve drive device according to any one of claims 1 to 4,
The valve drive device according to claim 1, wherein the valve is a poppet valve installed on a distal end side of the rod in the stroke axial direction.
請求項1ないし請求項4のうちのいずれか1つに記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドと前記バルブとの間に設置されて、前記ロッドの直線運動を前記バルブの回転運動に変換するリンク機構を備え、
前記リンク機構は、前記ロッドと前記バルブとを連結するレバーを有し、
前記ロッドは、前記レバーを回転自在に支持する第1ヒンジピンを有し、
前記バルブは、前記レバーを回転自在に支持する第2ヒンジピンを有し、
前記バルブとは、前記第1ヒンジピン、前記レバーおよび前記第2ヒンジピンを介して、前記ロッドのストローク軸方向の先端側に連結されるヒンジバルブのことであることを特徴とするバルブ駆動装置。
In the valve drive device according to any one of claims 1 to 4,
A link mechanism that is installed between the rod and the valve and converts a linear motion of the rod into a rotational motion of the valve;
The link mechanism has a lever that connects the rod and the valve;
The rod has a first hinge pin that rotatably supports the lever;
The valve has a second hinge pin that rotatably supports the lever;
The valve drive device according to claim 1, wherein the valve is a hinge valve connected to a distal end side of the rod in a stroke axial direction via the first hinge pin, the lever, and the second hinge pin.
請求項6に記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドは、前記変換機構に連結する第1ロッド、および前記バルブに連結する第2ロッドを有し、
前記第1ロッドをそのストローク軸方向に支持するロッド軸受と、
前記第1ロッドと前記第2ロッドとを連結する回転自在継手と
を備えたことを特徴とするバルブ駆動装置。
In the valve drive device according to claim 6,
The rod has a first rod connected to the conversion mechanism and a second rod connected to the valve;
A rod bearing for supporting the first rod in the stroke axial direction;
A valve drive device comprising: a rotary joint for connecting the first rod and the second rod.
請求項6または請求項7に記載のバルブ駆動装置において、
前記ロッドのストローク軸方向の中心線と、前記レバーの作動角度の中心線とが垂直に交差する位置関係となっていることを特徴とするバルブ駆動装置。
In the valve drive device according to claim 6 or 7,
2. A valve driving device according to claim 1, wherein a center line of the rod in the stroke axis direction and a center line of the operating angle of the lever are vertically crossed.
請求項1ないし請求項8のうちのいずれか1つに記載のバルブ駆動装置において、
前記センシング部は、磁性体を含んで構成されており、
前記センシング部に近接する部品は、非磁性体によって構成されており、
前記センサは、前記センシング部のストローク位置に対応して磁石が発生する磁場が変化し、この磁場の変化を検出する非接触式の磁気検出素子を有していることを特徴とするバルブ駆動装置。
In the valve drive device according to any one of claims 1 to 8,
The sensing unit includes a magnetic body,
The component adjacent to the sensing unit is made of a non-magnetic material,
The sensor includes a non-contact type magnetic detection element that detects a change in the magnetic field generated by the magnet in response to a stroke position of the sensing unit. .
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