JP6330850B2 - 電動アクチュエータおよびその製造方法 - Google Patents

電動アクチュエータおよびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6330850B2
JP6330850B2 JP2016102277A JP2016102277A JP6330850B2 JP 6330850 B2 JP6330850 B2 JP 6330850B2 JP 2016102277 A JP2016102277 A JP 2016102277A JP 2016102277 A JP2016102277 A JP 2016102277A JP 6330850 B2 JP6330850 B2 JP 6330850B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
output shaft
housing
electric actuator
actuator
lever
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016102277A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017008928A (ja
Inventor
山中 哲爾
哲爾 山中
尚明 河野
尚明 河野
悦豪 柳田
悦豪 柳田
島田 広樹
広樹 島田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to US15/736,812 priority Critical patent/US10663076B2/en
Priority to DE112016002745.1T priority patent/DE112016002745B4/de
Priority to PCT/JP2016/002751 priority patent/WO2016203736A1/ja
Priority to CN201680034705.2A priority patent/CN107709727B/zh
Publication of JP2017008928A publication Critical patent/JP2017008928A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6330850B2 publication Critical patent/JP6330850B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
    • F16K31/04Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor
    • F16K31/047Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a motor characterised by mechanical means between the motor and the valve, e.g. lost motion means reducing backlash, clutches, brakes or return means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/16Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of nozzle vanes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B37/00Engines characterised by provision of pumps driven at least for part of the time by exhaust
    • F02B37/12Control of the pumps
    • F02B37/18Control of the pumps by bypassing exhaust from the inlet to the outlet of turbine or to the atmosphere
    • F02B37/183Arrangements of bypass valves or actuators therefor
    • F02B37/186Arrangements of actuators or linkage for bypass valves
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/10Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
    • H02K7/116Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/06Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • F16D1/064Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end non-disconnectable
    • F16D1/072Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end non-disconnectable involving plastic deformation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/04Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
    • F16H1/06Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with parallel axes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/44Mechanical actuating means
    • F16K31/53Mechanical actuating means with toothed gearing
    • F16K31/535Mechanical actuating means with toothed gearing for rotating valves
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Description

本発明は、ターボチャージャ用の電動アクチュエータと、その製造方法に関する。
ターボチャージャ用の電動アクチュエータの一例として、特許文献1に開示される技術が知られている。
特許文献1には、電動アクチュエータの出力を所謂4節リンクを介してターボチャージャのバルブに伝える技術が開示されている。
4節リンクは、電動アクチュエータの出力シャフトに固定されるアクチュエータレバーと、バルブと一体に回動するバルブ軸に固定されるバルブレバーと、アクチュエータレバーの回動トルクをバルブレバーに伝えるロッドとを備える。
特開2002−349641号公報
特許文献1の技術は、出力シャフトにアクチュエータレバーを固定する前の段階において、出力シャフトに対してアクチュエータレバーが自由に回動してしまう。即ち、出力シャフトに対するアクチュエータレバーの固定角度が決まらない問題がある。
このように、アクチュエータレバーの固定角度が決まらない状態で、アクチュエータレバーを出力シャフトに固定すると、アクチュエータレバーの回動範囲にバラツキが生じてしまう。すると、4節リンクのリンク比にばらつきが生じてしまう。その結果、ターボチャージャに設けられるバルブの作動性が悪化してしまう。
一方、上記の不具合を回避するために、キー溝や2面幅を用いて出力シャフトに対するアクチュエータレバーの固定角度を決定することが考えられる。
この場合、ターボチャージャに対する電動アクチュエータの搭載角度と、ターボチャージャに設けられるバルブ軸の位置関係が決定されてしまう。
そのため、電動アクチュエータの汎用性が悪くなってしまう。即ち、ターボチャージャに対する電動アクチュエータの搭載角度が異なる場合には、電動アクチュエータの設計変更を余技なくされてしまう。同様に、バルブ軸の位置が異なる場合にも、電動アクチュエータの設計変更を行う必要がある。
本発明は、上記問題点に鑑みて成されたものであり、その目的は、汎用性に優れ、且つ出力シャフトに対するアクチュエータレバーの固定角度にバラツキが生じない電動アクチュエータと、その製造方法の提供にある。
本発明は、回止形状を露出穴から視認できる。
露出穴から視認できる回止形状を出力シャフトの基準角として、出力シャフトとアクチュエータレバーの相対角度を任意に設定できる。このため、アクチュエータレバーの固定角度にバラツキが生じる不具合がない。
また、露出穴から視認できる回止形状を出力シャフトの基準角とすることで、出力シャフトに対するアクチュエータレバーの固定角度を自由に変更できる。このため、電動アクチュエータの汎用性を高めることができる。
このように、本発明を採用することにより、汎用性に優れ、且つ出力シャフトに対するアクチュエータレバーの固定角度にバラツキが生じない電動アクチュエータを提供できる。
エンジン吸排気装置の概略図である。 ターボチャージャの説明図である。 電動アクチュエータの上視図である。 電動アクチュエータの側面図である。 電動アクチュエータの下視図である。 図3のVI−VI線に沿う断面図である。 図3のVII−VII線に沿う断面図である。 治具に乗せられた電動アクチュエータの要部断面図である。 治具に乗せられた電動アクチュエータの斜視図である。 出力シャフトの上端とアクチュエータレバーの分解斜視図である。 最終ギヤを成す樹脂部品が設けられた出力シャフトを下方から見た斜視図である。
以下では、図面に基づいて発明を実施するための形態を説明する。なお、以下で開示する実施形態は、一例を開示するものであって、本発明が実施形態に限定されないことは言うまでもない。
[実施形態1]
図1〜図11に基づいて実施形態1を説明する。
自動車に搭載される走行用のエンジン1には、吸気をエンジン1の気筒内へ導く吸気通路2と、気筒内で発生した排気ガスを大気中に排出する排気通路3とが設けられる。
吸気通路2の途中には、ターボチャージャTの吸気コンプレッサ4と、エンジン1に供給される吸気量の調整を行うスロットルバルブ5とが設けられる。
排気通路3の途中には、ターボチャージャTの排気タービン6と、排気ガスの浄化を行う触媒7とが設けられる。なお、触媒7はモノリス構造を採用する周知な三元触媒であり、活性化温度に昇温することで排気ガス中に含まれる有害物質を酸化作用と還元作用により浄化する。
排気タービン6は、エンジン1から排出された排気ガスによって回転駆動されるタービンホイール6aと、このタービンホイール6aを収容する渦巻形状のタービンハウジング6bとを備える。
吸気コンプレッサ4は、タービンホイール6aの回転力を受けて回転するコンプレッサホイール4aと、このコンプレッサホイール4aを収容する渦巻形状のコンプレッサハウジング4bとを備える。
タービンハウジング6bには、タービンホイール6aを迂回して排気ガスを流すバイパス通路8が設けられる。
バイパス通路8は、タービンハウジング6bに流入した排気ガスを直接タービンハウジング6bの排気出口へ導く。このバイパス通路8は、ウエストゲートバルブ9によって開閉可能に設けられる。
ウエストゲートバルブ9は、タービンハウジング6bの内部で回動可能に支持されるスイングバルブである。具体的に、ウエストゲートバルブ9は、タービンハウジング6bに対して回転自在に支持されるバルブ軸10を介して回動操作される。
このウエストゲートバルブ9は、エンジン1の高回転時などに、バイパス通路8の開度を調整してターボチャージャTによる過給圧をコントロールする。
また、ウエストゲートバルブ9は、冷間始動直後など、触媒7の温度が活性化温度に達していない時に、バイパス通路8を全開にして触媒7の暖機を行う。これにより、タービンホイール6aに熱を奪われていない高温の排気ガスを触媒7へ導くことができ、触媒7の早期暖機を実施できる。
ウエストゲートバルブ9を回動操作する手段として、ターボチャージャTは、電動アクチュエータ11を備える。この電動アクチュエータ11は、エンジン制御を行うECU12によって通電制御される。
電動アクチュエータ11は、排気ガスの熱影響を回避する目的で、排気タービン6から離れた吸気コンプレッサ4に搭載される。このように、電動アクチュエータ11は、ウエストゲートバルブ9から離れた位置に搭載される。このため、ターボチャージャTには、電動アクチュエータ11の出力をウエストゲートバルブ9に伝達するためのリンク機構が設けられる。
リンク機構は、4節リンクであり、電動アクチュエータ11によって回動操作されるアクチュエータレバー13と、バルブ軸10に結合されるバルブレバー14と、アクチュエータレバー13に付与される回動トルクをバルブレバー14に伝えるロッド15とを備える。
電動アクチュエータ11を説明する。
電動アクチュエータ11は、吸気コンプレッサ4に取り付けられるハウジング20と、このハウジング20に組み付けられる電動モータ21、歯車減速機22、出力シャフト23、カバー24と、出力シャフト23の上端に固定されるアクチュエータレバー13とを備えて構成される。なお、出力シャフト23の上端が一端に相当し、出力シャフト23の下端が他端に相当するものである。
ハウジング20は、一方に向けて開口する開口部αを備える。
以下では、説明の便宜上、ハウジング20において開口部αが開口する方向を上、逆方向を下として説明する。もちろん、この上下方向は、搭載方向を限定するものではない。なお、図3に示す符合20aは、電動アクチュエータ11を吸気コンプレッサ4に組付ける際に用いられるボルト挿通穴である。
ハウジング20は、例えばアルミニウム等によるダイキャスト製である。このハウジング20の上部には、カバー24が装着される。
そして、ハウジング20とカバー24との間に形成される空間βに、電動モータ21や歯車減速機22等が配置される。
電動モータ21は、ハウジング20に組み付けられる。具体的に電動モータ21は、ハウジング20に形成されたモータ挿入室γに挿入された後、スクリュ等によってハウジング20に固定される。電動モータ21の構造等は限定するものではなく、例えば周知の直流モータであっても良いし、周知のステッピングモータであっても良い。
歯車減速機22は、ハウジング20に組み付けられる。この歯車減速機22は、電動モータ21の発生する回転力を減速する平行軸式である。
具体的に、歯車減速機22は、電動モータ21によって駆動されるピニオンギヤ26と、このピニオンギヤ26によって回転駆動される第1中間ギヤ27と、この第1中間ギヤ27によって回転駆動される第2中間ギヤ28と、この第2中間ギヤ28によって回転駆動される最終ギヤ29とを備える。
ピニオンギヤ26は、電動モータ21の回転軸に固定された小径の外歯歯車である。
第1中間ギヤ27は、第1大径ギヤ27aと第1小径ギヤ27bが同芯で設けられた2重歯車である。この第1中間ギヤ27は、ハウジング20に固定される第1中間シャフト31によって回転自在に支持される。そして、第1大径ギヤ27aがピニオンギヤ26と常に噛合する。
第2中間ギヤ28は、第1中間ギヤ27と同様、第2大径ギヤ28aと第2小径ギヤ28bが同芯で設けられた2重歯車である。この第2中間ギヤ28は、ハウジング20に固定される第2中間シャフト32によって回転自在に支持される。そして、第2大径ギヤ28aが第1小径ギヤ27bと常に噛合し、第2小径ギヤ28bが最終ギヤ29と常に噛合する。
最終ギヤ29は、出力シャフト23に固定された大径の外歯歯車である。この最終ギヤ29は、所定の回動範囲のみに設けられる。
なお、出力シャフト23は、ハウジング20に組み付けられる下ベアリング33と、カバー24に組み付けられる上ベアリング34とによって回転自在に支持される。
電動アクチュエータ11は、出力シャフト23の回転角度を検出することでウエストゲートバルブ9の開度を検出する回転角センサ35を備える。
回転角センサ35は、非接触型であり、出力シャフト23の軸芯に対してオフセットされた位置に設けられる。
具体的に、回転角センサ35は、出力シャフト23と一体に回動する磁束発生部36と、カバー24またはハウジング20の一方に取り付けられて磁束発生部36の発生する磁束を検出する磁気検出部37とを備える。そして、磁束発生部36は、出力シャフト23の周囲で、且つ最終ギヤ29が存在しない回動範囲に設けられる。
なお、この実施形態では、磁気検出部37をカバー24に設ける例を示す。そして、回転角センサ35によって検出される出力シャフト23の回転角度は、ECU12へ出力される。
ECU12は、マイクロコンピュータを搭載するエンジン・コントロール・ユニットであり、電動アクチュエータ11を通電制御する制御プログラムを備える。
具体的に、ECU12は、エンジン1の運転状態からエンジン1の運転状態に適したウエストゲートバルブ9の目標開度を算出する。そして、算出した目標開度と回転角センサ35によって検出した検出開度とが一致するように電動アクチュエータ11をフィードバック制御する。もちろん、この過給圧制御は一例であり、限定するものではない。
また、ECU12は、冷間始動直後など、触媒7の実温度または予測温度が活性化温度に達していない時に、触媒7の早期暖機を実施する。具体的に、ECU12は、触媒7の早期暖機を行う際に、ウエストゲートバルブ9を所定の開度に設定する。これにより、排気ガスの熱がウエストゲートバルブ9に奪われるのを防ぐことができる。もちろん、この触媒7の早期暖機制御は一例であって、限定するものではない。
(実施形態1の特徴技術)
電動アクチュエータ11の製造方法を説明する。
電動アクチュエータ11の組付けには、図8、図9に示す治具60が用いられる。
出力シャフト23の上端には、図10に示すように、環状の段差面61を介して縮径した円筒部62を設けている。段差面61は、出力シャフト23の軸方向に対して垂直な環状の平面である。また、円筒部62は、出力シャフト23の回転中心と同芯に設けられている。
アクチュエータレバー13には、図10に示すように、円筒部62が挿し入れられる丸穴63が設けられている。この丸穴63の内径寸法は、円筒部62の内径寸法より僅かに大径に設けられている。
ハウジング20には、出力シャフト23の下端を外部に露出させる露出穴64が設けられている。
この実施形態における露出穴64を具体的に説明する。ハウジング20には、下ベアリング33を圧入するための下ベアリング穴41が設けられている。この下ベアリング穴41の下端には、下ベアリング33の下方への移動を規制する下鍔41aが設けられている。この実施形態では、この下鍔41aの内側が露出穴64に相当する。
出力シャフト23の下端には、出力シャフト23の回転を規制する工具65と係合可能な回止形状66が設けられている。
この回止形状66は、図5、図7に示すように、露出穴64の外部から視認できる。即ち、ハウジング20の外部から露出穴64の内側に回止形状66を視認できる。具体的に露出穴64は、図8に示すように、工具65をハウジング20の外部から露出穴64に挿し入れて、工具65を回止形状66に係合できるように設けられている。
回止形状66の具体的な一例を説明する。この実施形態の回止形状66は、図11に示すように、マイナス溝を採用する。即ち、この実施形態の回止形状66は、出力シャフト23の軸芯を通る直線の溝によって設けられる。
もちろん、回止形状66の具体的な形は限定するものではなく、工具65と嵌まり合うことで出力シャフト23の回転を規制できるものであれば良い。具体的には、回止形状66の一例として、プラス溝を採用しても良いし、六角穴などの多角穴を採用しても良い。あるいは、六ぼう星などの星穴を採用しても良いし、楕円穴を採用してもよい。
工具65は、回止形状66に嵌まり合うことで出力シャフト23の回転を規制して、出力シャフト23の回転方向の位置決めを行うものである。
工具65において回止形状66に嵌まり合う箇所の具体的な形状は、直線状の突起形状に設けられている。もちろん、工具65において回止形状66に嵌まり合う形状は、回止形状66が変更された場合に、変更された回止形状66に合致するように変更されるものである。具体的な一例を開示すると、回止形状66が六角穴に変更される場合は、工具65も六角レンチの形状に変更されるものである。
治具60は、電磁アクチュエータ11の製造時にハウジング20を支持するものであり、上述した工具65を備える。具体的にこの実施形態では、工具65が治具60と一体に設けられる。即ち、治具60の一部が工具65として設けられる。
なお、この実施形態とは異なり、工具65を治具60と別体に設けても良い。この場合、治具60に対する工具65の回転角度が任意の角度で設定できることが望ましい。
続いて、具体的な電動アクチュエータ11の製造方法を説明する。
ハウジング20には、上述したように、上方へ向けて開口する開口部αが設けられている。この開口部αの内側には、モータ挿入室γの他に、歯車減速機22や出力シャフト23等の組付スペースが設けられる。そして、ハウジング20に直接組み付けられる全ての部品は、電動モータ21、歯車減速機22、出力シャフト23、カバー24を含め、全て上方から下方へ向けてハウジング20に組付けられる。
電動アクチュエータ11の組立を行う際は、治具組付工程と、内部組付工程と、カバー組付工程と、レバー嵌合工程と、レバー固定工程とを実施する。
治具組付工程では、治具60の所定位置にハウジング20を組付ける。具体的には、開口部αが上方に向くようにしてハウジング20を治具60の上に乗せる。この時、治具60に対してハウジング20の位置決めを行う。
このことを具体的に説明する。ハウジング20には、複数の位置決め凹部67が設けられる。具体的にハウジング20の下面には、図5に示すように、2つの位置決め凹部67が設けられる。
一方、治具60には、複数の位置決め凹部67に嵌まり合う複数の位置決めピン68が設けられる。具体的に治具60の上面には、上方へ延びて位置決め凹部67に嵌まり合う2つの位置決めピン68が設けられる。
そして、治具組付工程では、ハウジング20を治具60に乗せる際に、各位置決め凹部67に、各位置決めピン68を嵌め合わせる。これにより、治具60に対してハウジング20が所定の位置に組み付けられるとともに、露出穴64の中心部に工具65が挿し入れられる。
続いて、内部組付工程を実施する。
内部組付工程は、電動モータ21、歯車減速機22、出力シャフト23を、開口部αの内側に組み付ける工程である。
内部組付工程の詳細を説明する。
上方からモータ挿入室γの底にウエーブワッシャ38を組み入れる。このウエーブワッシャ38は、モータ挿入室γの底と電動モータ21との間で圧縮されて、電動モータ21の振動を抑制するものである。
次に、上方からモータ挿入室γに電動モータ21を挿し入れる。
次に、上方から複数のスクリュ等をハウジング20に螺合して、電動モータ21をハウジング20に固定する。
上方から第1中間シャフト31と第2中間シャフト32をハウジング20に圧入する。具体的に、開口部αの内側の底面には、第1中間シャフト31を圧入するための第1圧入穴39と、第2中間シャフト32を圧入するための第2圧入穴40が予め形成されている。
そして、第1圧入穴39に第1中間シャフト31を圧入するとともに、第2圧入穴40に第2中間シャフト32を圧入する。
上方から下ベアリング33をハウジング20に圧入する。即ち、下ベアリング穴41に下ベアリング33を圧入する。
上方から出力シャフト23を下ベアリング33の内側に圧入する。具体的に、出力シャフト23には、最終ギヤ29と磁束発生部36が設けられている。このため、出力シャフト23を下ベアリング33の内側に圧入することで、最終ギヤ29と磁束発生部36もハウジング20に組み付けられる。
この時、係合工程を実施する。即ち、出力シャフト23の組付けを行う際に係合工程を実施する。
この係合工程は、出力シャフト23を下ベアリング33に圧入する時に、回止形状66を工具65に係合させて出力シャフト23の回転方向の位置決めを行う工程である。
具体的に、最終ギヤ29を第2中間シャフト32に向けた状態で出力シャフト23を下ベアリング33の内側に圧入しつつ、回止形状66を工具65に係合させる。これにより、出力シャフト23の回転方向が、予め設定した方向に位置決めされる。
このことをさらに具体的に説明する。
この実施形態の回止形状66は、上述したようにマイナス溝を採用するため、回止形状66と工具65は180°の間隔で係合する。このため、出力シャフト23が規定の組付角度と異なる角度で組み付けられる誤組付けを防止できる。
誤組付を防ぐ構造をさらに説明する。
この実施形態の最終ギヤ29には、下方へ伸びるストッパ71が一体に設けられる。
このストッパ71は、開口部αの底面に形成された円弧溝72に挿し入れられるものであり、円弧溝72のラジアル方向の端にストッパ71が当たることで出力シャフト23の回動範囲が機械的に規制される。
このストッパ71は、最終ギヤ29を第2中間シャフト32に向けた状態でのみ円弧溝72に挿し入れ可能になっている。このため、出力シャフト23を誤った角度で挿入しても、ストッパ71がハウジング20に干渉して、出力シャフト23の誤組付けが防がれる。
次に、第2中間シャフト32に第2中間ギヤ28を組付ける。続いて、第1中間シャフト31に第1中間ギヤ27を組付ける。
以上により、内部組付工程を終了する。
続いて、カバー組付工程を実施する。
カバー組付工程は、ハウジング20にカバー24を組付ける工程である。
具体的に、上方からカバー24をハウジング20に装着する。この時、カバー24に圧入された上ベアリング34の内側に出力シャフト23を圧入する。具体的に、カバー24は樹脂製である。そして、樹脂製のカバー24には上ベアリング34を圧入する手段として金属製で筒状のベアリングホルダ55がモールドされている。そして、このカバー組付け工程の前に、ベアリングホルダ55の内側に上ベアリング23が圧入されている。
次に、上方から複数のボルト42をハウジング20に螺合して、カバー24をハウジング20に固定する。
なお、カバー24には、電動モータ21および磁気検出部37と電気的な接続を行うコネクタ43が設けられるとともに、磁気検出部37が設けられる。このため、カバー24をハウジング20に組付けることで、コネクタ43と磁気検出部37の組付けも完了する。また、カバー24の下面には、第1中間シャフト31の上端が嵌め入れられる第1嵌合穴31aと、第2中間シャフト32の上端が嵌め入れられる第2嵌合穴32aとが設けられている。
以上により、カバー組付工程を終了する。
続いて、レバー嵌合工程を実施する。
レバー嵌合工程は、上方からアクチュエータレバー13を出力シャフト23の上端に装着する工程である。具体的には、円筒部62と丸穴63を嵌め合わせる工程である。
このレバー嵌合工程が完了した状態では、出力シャフト23に対してアクチュエータレバー13を360°回動させることができる。なお、アクチュエータレバー13の回動端側においてロッド15と回動自在に結合されるピン44は、レバー嵌合工程とは別の工程により、前もってアクチュエータレバー13に結合したものである。
続いて、レバー固定工程を実施する。
レバー固定工程は、先ず、出力シャフト23に対するアクチュエータレバー13の固定角度を決定する。具体的には、治具60またはハウジング20に対して予め決まった向きにアクチュエータレバー13を向ける。
次に、出力シャフト23に対するアクチュエータレバー13の固定角度を保ったままの状態で、アクチュエータレバー13を出力シャフト23に固定する。
出力シャフト23とアクチュエータレバー13は、出力シャフト23の上端を塑性変形させるカシメ技術、あるいは溶接技術によって固定される。
具体的な一例として、この実施形態では、カシメ技術を用いてアクチュエータレバー13を出力シャフト23に固定するものである。即ち、この実施形態では、出力シャフト23の上端を潰して円筒部62の端部を拡径するとともに、潰して拡径した円筒部62の端部と段差面61の間でアクチュエータレバー13を強固に挟み付けて、アクチュエータレバー13を出力シャフト23に固定する。
なお、丸穴63の縁部には、局所的な縦溝63aが複数形成されている。上述したカシメを行うと、塑性変形した出力シャフト23の一部が各縦溝63aに食い込む。これにより、出力シャフト23とアクチュエータレバー13の回転方向の結合力が高められる。
以上により、電動アクチュエータ11の組付が完了する。
(実施形態1の効果)
この実施形態の電動アクチュエータ11は、露出穴64から視認できる回止形状66を出力シャフト23の基準角として、出力シャフト23とアクチュエータレバー13の相対角度を任意に設定できる。このため、アクチュエータレバー13の固定角度にバラツキが生じる不具合がない。
また、露出穴64から視認できる回止形状66を出力シャフト23の基準角とすることで、出力シャフト23に対するアクチュエータレバー13の固定角度を自由に変更できる。このため、電動アクチュエータ11の汎用性を高めることができる。
電動アクチュエータ11の製造方法では、出力シャフト23に設けた回止形状66を、工具65に係合させて出力シャフト23の回転方向の位置決めを行う。その後、アクチュエータレバー13の固定角度を決定して、アクチュエータレバー13を出力シャフト23に固定する。このため、出力シャフト23に対するアクチュエータレバー13の固定角度にバラツキが生じない。
これにより、4節リンクのリンク比にばらつきが生じる不具合がなく、ウエストゲートバルブ9の作動性の悪化を招く不具合が生じない。
また、出力シャフト23に対してアクチュエータレバー13の固定角度を自由に変更できる。このため、電動アクチュエータ11の汎用性を高めることができる。
具体的には、ターボチャージャTに対する電動アクチュエータ11の搭載角度が異なる車両であっても、電動アクチュエータ11の部品を変更することなく対応できる。
同様に、バルブ軸10の位置が異なるターボチャージャTに対しても、電動アクチュエータ11の部品を変更することなく対応できる。
この実施形態の電動アクチュエータ11は、上述したように高い汎用性を備えるため、部品変更を招くことなく種々の車種等への搭載が可能になる。
これにより、電動アクチュエータ11の製造コストを抑えることができ、結果的に車両に搭載されるターボチャージャTを含む過給装置のコストを抑えることができる。
[他の実施形態]
上記の実施形態では、ウエストゲートバルブ9を駆動する電動アクチュエータ11を例示したが、電動アクチュエータ11の駆動対象物をウエストゲートバルブ9に限定しない。
具体的な一例を開示すると、電動アクチュエータ11によってタービンハウジング6bに設けた第2排気スクロールの開閉を行う切替バルブを駆動しても良い。もちろん、電動アクチュエータ11によってウエストゲートバルブ9と切替バルブの両方を操作しても良い。
または、可変ノズル機構を用いるターボチャージャTのノズルベーン(バルブの一例)の操作を行う電動アクチュエータ11に本発明を適用しても良い。
あるいは、2基のターボチャージャTを用いた2ステージターボにおいて、2基のターボチャージャTの切替を行う電動アクチュエータ11に本発明を適用しても良い。
上記の実施形態では、歯車減速機22の具体的な一例として、ピニオンギヤ26と最終ギヤ29との間に第1中間ギヤ27と第2中間ギヤ28を設ける例を示した。
このように平行軸式の歯車減速機22を用いる場合は、ピニオンギヤ26と最終ギヤ29との間に1つの中間ギヤを設けるものであっても良いし、3つ以上の中間ギヤを設けるものであっても良い。
T・・・ターボチャージャ 9・・・ウエストゲートバルブ
13・・・アクチュエータレバー 20・・・ハウジング
21・・・電動モータ 22・・・歯車減速機
23・・・出力シャフト 24・・・カバー
60・・・治具 61・・・段差面
62・・・円筒部 63・・・丸穴
64・・・露出穴 65・・・工具
66・・・回止形状
α・・・開口部 β・・・空間

Claims (5)

  1. 一方向へ向けて開口する開口部(α)を有するハウジング(20)と、
    前記ハウジングに組み付けられる電動モータ(21)と、
    前記ハウジングに組み付けられ、前記電動モータの発生する回転力を減速する平行軸式の歯車減速機(22)と、
    前記ハウジングに組み付けられ、前記歯車減速機によって減速された回転力により駆動される出力シャフト(23)と、
    前記ハウジングに組み付けられ、前記ハウジングとの間に前記電動モータと前記歯車減速機を収容する空間(β)を形成し、前記出力シャフトの一端を外部に露出させるカバー(24)と、
    前記カバーの外部に露出した前記出力シャフトの一端に固定されて、ターボチャージャ(T)に設けられるバルブ(9)を駆動するアクチュエータレバー(13)とを備え、
    前記出力シャフトの一端には、環状の段差面(61)を介して縮径された円筒部(62)が設けられ、
    前記アクチュエータレバーには、前記円筒部が挿し入れられる丸穴(63)が設けられ、
    前記ハウジングには、前記出力シャフトの他端を外部に露出させる露出穴(64)が設けられ、
    前記出力シャフトの他端には、前記出力シャフトの回転を規制する工具(65)と係合可能な回止形状(66)が設けられ、
    前記回止形状が前記露出穴から視認できることを特徴とする電動アクチュエータ(11)。
  2. 請求項1に記載の電動アクチュエータにおいて、
    前記回止形状は、前記出力シャフトの軸芯を通る直線の溝であることを特徴とする電動アクチュエータ。
  3. 請求項1または請求項2に記載の電動アクチュエータにおいて、
    前記ハウジングには、複数の位置決め凹部(67)が設けられていることを特徴とする電動アクチュエータ。
  4. 請求項1ないし請求項3のいずれか1つに記載の電動アクチュエータにおいて、
    前記出力シャフトと前記アクチュエータレバーは、前記出力シャフトの一端を塑性変形させるカシメ技術、あるいは溶接技術によって固定されていることを特徴とする電動アクチュエータ。
  5. 請求項1ないし請求項4のいずれか1つに記載の電動アクチュエータは、
    前記ハウジングを支持する治具(60)を用いて製造されるものであり、
    前記治具は、前記回止形状に係合可能な工具(65)を備えるものであり、
    前記電動アクチュエータの製造方法は、
    前記治具の所定位置に前記ハウジングを組付ける治具組付工程と、
    前記電動モータ、前記歯車減速機、前記出力シャフトを、前記開口部の内側に組み付ける内部組付工程と、
    この内部組付工程中に、前記回止形状を前記工具に係合させて前記出力シャフトの回転方向の位置決めを行う係合工程と、
    前記カバーを前記ハウジングに組付けるカバー組付工程と、
    前記円筒部と前記丸穴を嵌め合わせるレバー嵌合工程と、
    前記出力シャフトに対する前記アクチュエータレバーの固定角度を決定して、前記アクチュエータレバーを前記出力シャフトに固定するレバー固定工程と、
    を用いることを特徴とする電動アクチュエータの製造方法。
JP2016102277A 2015-06-18 2016-05-23 電動アクチュエータおよびその製造方法 Active JP6330850B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/736,812 US10663076B2 (en) 2015-06-18 2016-06-07 Electric actuator and method of manufacturing the same
DE112016002745.1T DE112016002745B4 (de) 2015-06-18 2016-06-07 Elektrischer Aktuator und Herstellungsverfahren für denselben
PCT/JP2016/002751 WO2016203736A1 (ja) 2015-06-18 2016-06-07 電動アクチュエータおよびその製造方法
CN201680034705.2A CN107709727B (zh) 2015-06-18 2016-06-07 电动致动器及其制造方法

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015123013 2015-06-18
JP2015123013 2015-06-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017008928A JP2017008928A (ja) 2017-01-12
JP6330850B2 true JP6330850B2 (ja) 2018-05-30

Family

ID=57764376

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016102277A Active JP6330850B2 (ja) 2015-06-18 2016-05-23 電動アクチュエータおよびその製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10663076B2 (ja)
JP (1) JP6330850B2 (ja)
CN (1) CN107709727B (ja)
DE (1) DE112016002745B4 (ja)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102015201805A1 (de) * 2015-02-03 2016-08-04 Borgwarner Inc. Abgasturbolader
JP6304139B2 (ja) * 2015-06-18 2018-04-04 株式会社デンソー 電動アクチュエータ
JP6418076B2 (ja) 2015-06-18 2018-11-07 株式会社デンソー 電動アクチュエータおよびその製造方法
JP6645458B2 (ja) * 2017-03-01 2020-02-14 株式会社デンソー プレート、および、プレートの製造方法
JP6915509B2 (ja) * 2017-11-24 2021-08-04 トヨタ自動車株式会社 異常判定装置
JP6933122B2 (ja) * 2017-12-19 2021-09-08 株式会社デンソー アクチュエータ
JP7091799B2 (ja) * 2018-04-13 2022-06-28 日本電産トーソク株式会社 電動アクチュエータ
CN112424460B (zh) * 2018-07-23 2023-02-28 日立安斯泰莫株式会社 电控节气门装置
JP2020041516A (ja) * 2018-09-13 2020-03-19 トヨタ自動車株式会社 過給機の制御装置
JP2021032168A (ja) * 2019-08-27 2021-03-01 株式会社デンソー 排気バルブ駆動装置

Family Cites Families (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3921264A (en) * 1974-07-08 1975-11-25 Itt Electrically operated rotational actuator with failsafe disengagement
JPS5846285U (ja) * 1981-09-22 1983-03-29 アルプス電気株式会社 パルスモ−タの駆動歯車取付け構造
DE19504847B4 (de) * 1994-02-23 2006-04-27 Luk Gs Verwaltungs Kg Überwachungsverfahren für ein Drehmoment-Übertragungssystem eines Kraftfahrzeugs
US6244565B1 (en) * 1999-01-29 2001-06-12 Ford Global Technologies, Inc. Throttle body shaft axial play control
US6155126A (en) * 1999-10-18 2000-12-05 Borgwarner Inc. Integrated shift motor and electronic controller
US6173939B1 (en) 1999-11-10 2001-01-16 Ford Global Technologies, Inc. Electronic throttle control system with two-spring failsafe mechanism
US6435169B1 (en) * 2000-03-17 2002-08-20 Borgwarner Inc. Integrated motor and controller for turbochargers, EGR valves and the like
DE20019630U1 (de) * 2000-11-17 2001-01-11 Dewert Antriebs Systemtech Elektromotorische Antriebsanordnung
JP2002349641A (ja) 2001-05-30 2002-12-04 Jidosha Denki Kogyo Co Ltd アクチュエータ
US6588089B2 (en) * 2001-06-07 2003-07-08 Eaton Corporation Method of mounting servo motor
DE20117159U1 (de) * 2001-10-16 2002-02-14 C & E Fein Gmbh & Co Kg Werkzeugmaschine mit Befestigungsflansch
JP3670618B2 (ja) * 2002-03-27 2005-07-13 株式会社日立製作所 電子制御アクチュエータ
US6683429B2 (en) * 2002-04-24 2004-01-27 Borgwarner Inc. Electric positional actuator
JP2004251203A (ja) * 2003-02-20 2004-09-09 Jidosha Denki Kogyo Co Ltd 可変ノズル式ターボチャージャのノズルベーン駆動制御装置
JP2005147108A (ja) * 2003-11-20 2005-06-09 Hitachi Ltd 電子制御スロットル装置
JP4289303B2 (ja) * 2004-06-30 2009-07-01 株式会社デンソー 内燃機関用吸気制御装置
US8074622B2 (en) * 2005-01-25 2011-12-13 Borgwarner, Inc. Control and interconnection system for an apparatus
DE102005028374A1 (de) * 2005-06-20 2006-12-21 Robert Bosch Gmbh Steller für ein Stellorgan
JP4490897B2 (ja) * 2005-10-14 2010-06-30 愛三工業株式会社 電子制御式スロットル弁装置
DE102007054769A1 (de) * 2007-11-16 2009-05-20 Bosch Mahle Turbo Systems Gmbh & Co. Kg Stellantrieb für bidirektionales Stellglied
JP4924741B2 (ja) * 2010-05-31 2012-04-25 株式会社デンソー バルブ駆動装置
JP2012013179A (ja) * 2010-07-02 2012-01-19 Denso Corp バルブ制御装置
WO2012023160A1 (ja) * 2010-08-20 2012-02-23 三菱電機株式会社 電制アクチュエータ
KR20120054410A (ko) * 2010-11-19 2012-05-30 주식회사 만도 터보차저의 전기식 웨이스트 게이트 엑츄에이터
KR101254232B1 (ko) 2010-12-07 2013-04-18 주식회사 만도 터보차저의 전기식 웨이스트 게이트 엑츄에이터
DE102011002627A1 (de) * 2011-01-13 2012-07-19 Continental Automotive Gmbh Abgasturbolader mit einem Verdichtergehäuse mit integriertem Wastegate-Steller
JP2013234703A (ja) * 2012-05-08 2013-11-21 Jtekt Corp 電動アクチュエータおよびその組み立て方法
JP6346435B2 (ja) 2013-12-26 2018-06-20 キリン株式会社 14−デヒドロエルゴステロールを高含有する麹菌発酵エキスの製造方法
JP5971276B2 (ja) 2014-04-25 2016-08-17 株式会社デンソー アクチュエータおよびその組付方法
DE102014106513A1 (de) * 2014-05-09 2015-11-12 Pierburg Gmbh Abgasturbolader mit einem Waste-Gate-Ventil
JP2016102277A (ja) 2014-11-28 2016-06-02 東レ株式会社 ストレッチループ糸
JP6311657B2 (ja) 2015-06-18 2018-04-18 株式会社デンソー 電動アクチュエータ
JP6418076B2 (ja) * 2015-06-18 2018-11-07 株式会社デンソー 電動アクチュエータおよびその製造方法
JP6304139B2 (ja) * 2015-06-18 2018-04-04 株式会社デンソー 電動アクチュエータ

Also Published As

Publication number Publication date
US10663076B2 (en) 2020-05-26
CN107709727A (zh) 2018-02-16
JP2017008928A (ja) 2017-01-12
CN107709727B (zh) 2019-10-11
US20180259088A1 (en) 2018-09-13
DE112016002745T5 (de) 2018-03-08
DE112016002745B4 (de) 2021-12-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6330850B2 (ja) 電動アクチュエータおよびその製造方法
JP6418076B2 (ja) 電動アクチュエータおよびその製造方法
WO2016203736A1 (ja) 電動アクチュエータおよびその製造方法
JP6311657B2 (ja) 電動アクチュエータ
CN107709840B (zh) 电动致动器
US7669581B2 (en) Throttle control apparatus and method for throttle control
JP5673602B2 (ja) バルブ装置
JP6428946B2 (ja) バルブ制御装置
JP6915495B2 (ja) アクチュエータ
US11319869B2 (en) Actuator
JP5131317B2 (ja) バルブ開閉制御装置
JP6614309B2 (ja) 電動アクチュエータ
JP6933122B2 (ja) アクチュエータ
JP6459632B2 (ja) 内燃機関用吸排気装置
US10851720B2 (en) Actuator
JP6500696B2 (ja) ターボチャージャ
JP5850076B2 (ja) バルブ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170420

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180327

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180409

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6330850

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250