(57)【要約】【課題】シャフトに付着した異物がケース内に侵入することを抑制できる直動アクチュエータを提供する。【解決手段】直動アクチュエータ１は、内ネジ１１３ａが設けられたロータ１１３を有するモータ１１と、モータ１１を格納するケース１２と、内ネジ１１３ａに嵌合する外ネジ１３ａが設けられ、外ネジ１３ａによりロータ１１３の回転運動を直動運動に変換してロータ１１３の回転軸の軸方向に直動するシャフト１３と、ケース１２におけるシャフト１３がケース１２から突出する位置に設けられ、シャフト１３の外周面に当接してシャフト１３を支持するリング１４と、を備え、シャフト１３は、リング１４が当接し得る径を有する外周面のうち、シャフト１３が直動する範囲においてリング１４が当接する外周面の径Ｒｃが、シャフト１３が直動する範囲においてリング１４が当接しない外周面の径Ｒｄに比べて大きくなるように構成した。【選択図】図２
2020028206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内ネジが設けられたロータを有するモータと、
前記モータを格納するケースと、
前記内ネジに嵌合する外ネジが設けられ、前記外ネジにより前記ロータの回転運動を直動運動に変換して前記ロータの回転軸の軸方向に直動するシャフトと、
前記ケースにおける前記シャフトが前記ケースから突出する位置に設けられ、前記シャフトの外周面に当接して前記シャフトを支持するリングと、
を備え、
前記シャフトは、前記リングが当接し得る径を有する前記外周面のうち、前記シャフトが直動する範囲において前記リングが当接する前記外周面の径が、前記シャフトが直動する範囲において前記リングが当接しない前記外周面の径に比べて大きいこと
を特徴とする直動アクチュエータ。
【請求項２】
前記シャフトは、軸状部材と前記軸状部材の外周面に成形された樹脂部材とを有し、
前記シャフトは、前記リングが当接し得る径を有する前記外周面のうち、前記シャフトが直動する範囲において前記リングが当接する前記外周面が、前記樹脂部材であること
を特徴とする請求項１記載の直動アクチュエータ。
【請求項３】
前記シャフトは、軸状部材と前記軸状部材の外周面をメッキ処理することで成形されたメッキ部とを有し、
前記シャフトは、前記リングが当接し得る径を有する前記外周面のうち、前記シャフトが直動する範囲において前記リングが当接する前記外周面が、前記メッキ部であること
を特徴とする請求項１記載の直動アクチュエータ。
【請求項４】
前記シャフトは、軸状部材と前記軸状部材の外周面をコーティング処理することで成形されたコーティング部とを有し、
前記シャフトは、前記リングが当接し得る径を有する前記外周面のうち、前記シャフトが直動する範囲において前記リングが当接する前記外周面が、前記コーティング部であること
を特徴とする請求項１記載の直動アクチュエータ。
【請求項５】
前記シャフトは、前記シャフトが直動する範囲において前記リングが当接する前記外周面のうち、前記シャフトが直動する際に前記リングに当接する頻度が高い位置の前記外周面の径が、前記シャフトが直動する際に前記リングに当接する頻度が低い位置の前記外周面の径に比べて大きいこと
を特徴とする請求項１記載の直動アクチュエータ。
【請求項６】
前記シャフトは、前記シャフトが直動する範囲において前記リングが当接する前記外周面のうち、当該外周面の端部から２ミリメートル離れた位置から当該端部までの範囲における前記外周面の径が、他の前記外周面の径に比べて大きいこと
を特徴とする請求項５記載の直動アクチュエータ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載された直動アクチュエータを適用したＷＧアクチュエータ。
【請求項８】
請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載された直動アクチュエータを適用したＥＧＲバルブ。
【請求項９】
請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載された直動アクチュエータを適用した可変翼制御用アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、直動アクチュエータ、ＷＧアクチュエータ、ＥＧＲバルブ、及び可変翼制御用アクチュエータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
モータの回転運動を直動運動に変換してシャフトを直動させる直動アクチュエータがある。直動アクチュエータは、例えば、モータのロータに設けられた内ネジと、シャフトに設けられた外ネジとを嵌合させることにより、ロータの回転に連動してシャフトが直動する。直動アクチュエータは、使用環境によっては、ロータに設けられた内ネジとシャフトに設けられた外ネジとが嵌合する箇所に異物が侵入し、シャフトの直動を阻害する場合がある。
【０００３】
この問題を解決するために、例えば、特許文献１には、弁孔に接離して弁部を開閉する弁体と、弁体が一体に設けられ、ガイド孔に摺動可能に支持された作動ロッドと、作動ロッドに対して弁部の開閉方向の駆動力を付与可能なアクチュエータと、を備える。作動ロッドにおけるガイド孔との摺動面に、金属よりも柔らかい材質からなるコーティングが施され、ガイド孔の半径Ｒと作動ロッドの半径ｒとの差をｓ、コーティング膜の厚みをｔとした場合に、ｓ／２≦ｔ＜ｓの関係を有する制御弁が開示されている。
特許文献１に記載された技術は、ロータに設けられた内ネジとシャフトに設けられた外ネジとが嵌合する箇所に侵入した異物を、コーティング膜に食い込ませるようにすることで、異物によりシャフトの直動が阻害されないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１６６６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
直動アクチュエータにおける異物に対する対策は、上述の特許文献１に記載された技術の他に、例えば、直動アクチュエータを構成するモータを格納するケースと、当該ケースにおけるケースからシャフトが突出する部位に配置されたシャフトの外周面に当接するリングとにより、ケース内への異物の侵入を抑制する技術がある。
しかしながら、リングによりケース内への異物の侵入を抑制したとしても、単にリングがシャフトの外周面に当接するようにしただけでは、シャフトに付着した異物がシャフトの摺動した際にシャフトに付着したままケース内に侵入してしまうことがあった。
【０００６】
この発明は、上述の問題点を解決するためのもので、シャフトに付着した異物がケース内に侵入することを抑制できる直動アクチュエータを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係る直動アクチュエータは、内ネジが設けられたロータを有するモータと、モータを格納するケースと、内ネジに嵌合する外ネジが設けられ、外ネジによりロータの回転運動を直動運動に変換してロータの回転軸の軸方向に直動するシャフトと、ケースにおけるシャフトがケースから突出する位置に設けられ、シャフトの外周面に当接してシャフトを支持するリングと、を備え、シャフトは、リングが当接し得る径を有する外周面のうち、シャフトが直動する範囲においてリングが当接する外周面の径が、シャフトが直動する範囲においてリングが当接しない外周面の径に比べて大きくなるように構成した。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、シャフトに付着した異物がケース内に侵入することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１Ａは、実施の形態１に係る直動アクチュエータの要部の一例を示す断面図である。図１Ｂは、図１Ａに示す円Ｐにより囲まれた領域を拡大した拡大図である。
【図２】実施の形態１に係る直動アクチュエータにおけるシャフトの一例を示す平面図である。
【図３】図３Ａは、実施の形態２に係る直動アクチュエータの要部の一例を示す断面図である。図３Ｂは、実施の形態２に係る直動アクチュエータにおけるシャフトの一例を示す平面図である。図３Ｃは、図３Ｂに示すＸ−Ｘ´におけるシャフトの断面を拡大した図の一例を示す断面図である。
【図４】図４Ａは、実施の形態３に係る直動アクチュエータの要部の一例を示す断面図である。図４Ｂは、実施の形態２に係る直動アクチュエータにおけるシャフトの一例を示す平面図である。図４Ｃは、図４Ｂに示す矩形Ｑを拡大した一例を示す平面図である。
【図５】図５は、実施の形態３に係る直動アクチュエータにおけるシャフトが直動した際の、リングが当接する当接面の位置と、当接面がリングに当接する頻度との関係、及び、リングに当接する当接面の位置と、非当接面の径Ｒｄに対する当接面の径Ｒｃと非当接面の径Ｒｄとの差の比率との関係、を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態１にて説明した直動アクチュエータを適用したＷＧアクチュエータを備える内燃機関システムの要部の一例を示す図である。
【図７】図７Ａは、実施の形態１にて説明した直動アクチュエータ１を適用した可変翼制御用アクチュエータを備える内燃機関システムの要部の一例を示す図である。図７Ｂは、図７Ａに示した矢印Ｙから見たＶＧターボチャージャの矢視図である。
【図８】図８は、実施の形態１にて説明した直動アクチュエータを適用したＥＧＲバルブを備える内燃機関システムの要部の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
実施の形態１．
図１Ａは、実施の形態１に係る直動アクチュエータ１の要部の一例を示す断面図である。
図１Ｂは、図１Ａに示す円Ｐにより囲まれた領域を拡大した拡大図である。
図１Ａ及び図１Ｂを参照して、実施の形態１に係る直動アクチュエータ１の要部について説明する。
実施の形態１に係る直動アクチュエータ１は、モータ１１、ケース１２、シャフト１３、及びリング１４を有する。
【００１２】
モータ１１は、ステータ１１１、コイル１１２、ロータ１１３、ブラシ１１４、及び整流子１１５を有する。
ステータ１１１は、例えば、永久磁石である。ステータ１１１は、後述するケース１２に固定される。
コイル１１２は、通電されることにより磁界を発生させる導電性素材の巻線である。
ロータ１１３は、コイル１１２を固定し、コイル１１２とともにステータ１１１に対して回転する回転部材である。ロータ１１３は、後述するシャフト１３に当接する面に内ネジ１１３ａが設けられている。
ブラシ１１４は、後述するケース１２に配置された導電性部材である。ブラシ１１４は、ロータ１１３と連動して回転する後述の整流子１１５と電気接続される。
整流子１１５は、ロータ１１３に固定された導電性部材である。整流子１１５は、ロータ１１３の回転により、コイル１１２に流れる電流の向きを変更する。
【００１３】
モータ１１は、整流子１１５を介して電圧が印加されると、ロータ１１３を回転させる。モータ１１が電圧の印加によりロータ１１３を回転させる機構及び作動原理については周知であるため、説明を省略する。
なお、この実施の形態では、モータ１１は、一例としてブラシ付きモータを用いて説明するが、この限りではなく、モータ１１は、ブラシレスモータでも良い。
【００１４】
ケース１２は、モータ１１を格納する外装部材である。ケース１２は、例えば、第１外装部材１２１と第２外装部材１２２とにより構成される。より具体的には、例えば、ケース１２は、モータ１１、後述するシャフト１３、及び後述するリング１４等を配置した状態で、第１外装部材１２１と第２外装部材１２２と係合させ、第１外装部材１２１と第２外装部材１２２とをボルト等で締結する。
第１外装部材１２１及び第２外装部材１２２は、例えば、樹脂素材を射出成形することで成形される。第２外装部材１２２は、例えば、インサート成形により、ステータ１１１を固定する。
【００１５】
シャフト１３は、ロータ１１３に設けられた内ネジ１１３ａに嵌合する外ネジ１３ａが設けられ、外ネジ１３ａによりロータ１１３の回転運動を直動運動に変換してロータ１１３の回転軸の軸方向に直動する。シャフト１３は、例えば、円柱状の軸である。
シャフト１３の詳細については後述する。
【００１６】
リング１４は、ケース１２におけるシャフト１３がケース１２から突出する位置に設けられ、シャフト１３の外周面に当接してシャフト１３を支持するものである。リング１４は、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）により成形されたＯリングである。
【００１７】
シャフト１３について、図１及び図２を参照して説明する。
図２は、実施の形態１に係る直動アクチュエータ１におけるシャフト１３の一例を示す平面図である。
【００１８】
シャフト１３は、例えば、ステンレス等の耐食性を有する金属素材を切削又は鋳造等の加工を施すことで成形される。シャフト１３は、例えば、外ネジ１３ａを有する部材（以下「シャフト部材１３１」という。）と、リング１４が当接されてリング１４により支持される部材（以下「シャフト部材１３２」という。）とを固定する継手部１３ｅを有する。より具体的には、例えば、シャフト部材１３２は、継手部１３ｅにおいて、シャフト部材１３１に圧入されることでシャフト部材１３１に対して固定される。シャフト部材１３１の継手部１３ｅにおける外周面は、第１外装部材１２１に固定された部材と当接することでロータ１１３の回転方向の応力に対して支持され、ロータ１１３の回転方向に対して固定される。
【００１９】
シャフト１３は、リング１４が当接し得る径を有する外周面（以下「当接可能面１３ｂ」という。）を有する。当接可能面１３ｂは、例えば、シャフト１３が直動し得る範囲においてリング１４が当接するシャフト１３の外周面である。
また、シャフト１３は、当接可能面１３ｂのうち、シャフト１３が直動する範囲においてリング１４が当接する外周面（以下「当接面１３ｃ」）を有する。当接面１３ｃは、例えば、直動アクチュエータ１がバルブ等に適用された際に、バルブの可動範囲に対応して直動するシャフト１３が実際に直動する範囲において、当接可能面１３ｂのうち、リング１４が当接するシャフト１３の外周面である。
更に、シャフト１３は、当接可能面１３ｂのうち、シャフト１３が直動する範囲においてリング１４が当接しない外周面（以下「非当接面１３ｄ」）を有する。非当接面１３ｄは、例えば、直動アクチュエータ１がバルブ等に適用された際に、バルブの可動範囲に対応して直動するシャフト１３が実際に直動する範囲において、当接可能面１３ｂのうち、リング１４が当接しないシャフト１３の外周面である。
【００２０】
シャフト１３は、当接面１３ｃの径Ｒｃが、非当接面１３ｄの径Ｒｄに比べて大きい。すなわち、当接可能面１３ｂにおいて、径Ｒｃ＞径Ｒｄである。
【００２１】
図２に示すシャフト１３の当接可能面１３ｂ、当接面１３ｃ、及び非当接面１３ｄの位置関係は一例である。
シャフト１３の当接可能面１３ｂ、当接面１３ｃ、及び非当接面１３ｄの位置関係は、図２に示した位置関係に限定されるものではない。
【００２２】
シャフト１３は、当接面１３ｃの径Ｒｃが非当接面１３ｄの径Ｒｄに比べて大きいため、シャフト１３は、当接面１３ｃにおけるリング１４が当接している部位において、単にリング１４に当接するだけでなく、シャフト１３の外周全周に亘ってリング１４に押圧されるように支持される。
より具体的には、シャフト１３は、シャフト１３の外周全周に亘ってリング１４に押圧されるように支持された状態で、リング１４の輪の内側においてシャフト１３の軸方向に直動する。
このため、シャフト１３に付着した異物がリング１４により剥がされ、シャフト１３に付着した異物がケース１２内に侵入することを抑制することができる。
また、シャフト１３は、シャフト１３の外周全周に亘ってリング１４に押圧されているため、シャフト１３に付着した液体についても、ケース１２内に侵入することを抑制することができる。
【００２３】
以上のように、直動アクチュエータ１は、内ネジ１１３ａが設けられたロータ１１３を有するモータ１１と、モータ１１を格納するケース１２と、内ネジ１１３ａに嵌合する外ネジ１３ａが設けられ、外ネジ１３ａによりロータ１１３の回転運動を直動運動に変換してロータ１１３の回転軸の軸方向に直動するシャフト１３と、ケース１２におけるシャフト１３がケース１２から突出する位置に設けられ、シャフト１３の外周面に当接してシャフト１３を支持するリング１４と、を備え、シャフト１３は、当接可能面１３ｂのうち、当接面１３ｃの径Ｒｃが、非当接面１３ｄの径Ｒｄに比べて大きいものである。
【００２４】
このように構成することで、シャフト１３に付着した異物がケース１２内に侵入することを抑制できる。
また、このように構成することで、直動アクチュエータ１の耐水性を向上させることができる。
【００２５】
実施の形態２．
図３を参照して、実施の形態２に係る直動アクチュエータ１ａの構成を説明する。
【００２６】
図３Ａは、実施の形態２に係る直動アクチュエータ１ａの要部の一例を示す断面図である。
図３Ｂは、実施の形態２に係る直動アクチュエータ１ａにおけるシャフト１５の一例を示す平面図である。
図３Ｃは、図３Ｂに示すＸ−Ｘ´におけるシャフト１５の断面を拡大した図の一例を示す断面図である。
【００２７】
実施の形態２に係る直動アクチュエータ１ａは、実施の形態１に係る直動アクチュエータ１の構成と比較して、シャフト１３がシャフト１５となっている点で相違する。
その他の実施の形態２に係る直動アクチュエータ１ａの構成において、実施の形態１に係る直動アクチュエータ１と同様の構成については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。すなわち、図１に記載した符号と同じ符号を付した図３の構成については、説明を省略する。
【００２８】
リング１４は、図３Ａに示すように、ケース１２における後述するシャフト１５がケース１２から突出する位置に設けられ、シャフト１５の外周面に当接してシャフト１５を支持する。
シャフト１５は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、ロータ１１３に設けられた内ネジ１１３ａに嵌合する外ネジ１５ａが設けられ、外ネジ１５ａによりロータ１１３の回転運動を直動運動に変換してロータ１１３の回転軸の軸方向に直動する。
また、シャフト１５は、図３Ｂに示すように、リング１４が当接し得る径を有する外周面（以下「当接可能面１５ｂ」という。）のうち、シャフト１５が直動する範囲においてリング１４が当接する外周面（以下「当接面１５ｃ」という。）の径Ｒｃが、シャフト１５が直動する範囲においてリング１４が当接しない外周面（以下「非当接面１５ｄ」という。）の径Ｒｄに比べて大きい。
更に、シャフト１５は、軸状部材１５１と軸状部材１５１の外周面に成形された樹脂部材１５２とを有し、シャフト１５は、当接可能面１５ｂのうち、当接面１５ｃが樹脂部材１５２により形成されている。
【００２９】
具体的には、例えば、軸状部材１５１は、ステンレス等の耐食性を有する金属素材を切削又は鋳造等の加工を施すことで成形される。また、例えば、樹脂部材１５２は、ＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）又はＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）等の樹脂素材により形成される。シャフト１５は、軸状部材１５１と樹脂部材１５２とをインサート成形することにより成形される。
また、具体的には、例えば、非当接面１５ｄは、軸状部材１５１により形成されている。
すなわち、当接面１５ｃの径Ｒｃは、非当接面１５ｄの径Ｒｄに比べて、樹脂部材１５２の厚みに相当する分、大きい。
【００３０】
直動アクチュエータ１ａの使用環境によっては、シャフト１５に塩化ナトリウム等の金属の腐食を促進する異物又は塩水等が付着してしまう場合がある。実施の形態２に係る直動アクチュエータ１ａは、このような環境において使用させる場合に好適である。
例えば、実施の形態１に係る直動アクチュエータ１におけるシャフト１３は、例えば、ステンレス等の耐食性を有する金属素材を切削又は鋳造等の加工を施すことで成形されたものであった。シャフト１３における当接面１３ｃに塩化ナトリウム等の金属の腐食を促進する異物が付着した場合、当接面１３ｃが腐食されて当接面１３ｃに凹凸が形成されてしまう場合がある。当接面１３ｃに凹凸が形成されると、シャフト１３がリング１４の内側を摺動する際に、リング１４における当接面１３ｃに当接する部位が損傷し、当該損傷した箇所から異物が侵入することが想定される。
【００３１】
実施の形態２に係る直動アクチュエータ１ａにおけるシャフト１５は、当接面１５ｃが樹脂部材１５２により形成されているため、当接面１５ｃに塩化ナトリウム等の金属の腐食を促進する異物が付着したとしても、当接面１５ｃが腐食されることが無い。したがって、リング１４における当接面１５ｃに当接する部位が損傷することがないため、リング１４の耐久性、更には、直動アクチュエータ１ａの耐久性を向上させることができる。
【００３２】
以上のように、直動アクチュエータ１ａは、内ネジ１１３ａが設けられたロータ１１３を有するモータ１１と、モータ１１を格納するケース１２と、内ネジ１１３ａに嵌合する外ネジ１５ａが設けられ、外ネジ１５ａによりロータ１１３の回転運動を直動運動に変換してロータ１１３の回転軸の軸方向に直動するシャフト１５と、ケース１２におけるシャフト１５がケース１２から突出する位置に設けられ、シャフト１５の外周面に当接してシャフト１５を支持するリング１４と、を備え、シャフト１５は、当接可能面１５ｂのうち、当接面１５ｃの径Ｒｃが、非当接面１５ｄの径Ｒｄに比べて大きく、また、シャフト１５は、軸状部材１５１と軸状部材１５１の外周面に成形された樹脂部材１５２とを有し、シャフト１５は、当接可能面１５ｂのうち、当接面１５ｃが樹脂部材１５２により形成されている。
【００３３】
このように構成することで、当接面１５ｃに塩化ナトリウム等の金属の腐食を促進する異物又は塩水等が付着したとしても、当接面１５ｃが腐食されることが無く、リング１４における当接面１５ｃに当接する部位が損傷することがないため、リング１４の耐久性、更には、直動アクチュエータ１ａの耐久性を向上させることができる。
【００３４】
実施の形態２の変形例．
実施の形態２の変形例について説明する。
【００３５】
実施の形態２に係る直動アクチュエータ１ａにおけるシャフト１５は、当接面１５ｃがＰＥＥＫ又はＰＰＳ等の樹脂素材により形成されていたが、当接面１５ｃを形成する素材は、樹脂素材に限るものではない。
例えば、当接面１５ｃは、ＰＴＦＥ又はダイヤモンドライクカーボン等のコーティング素材を用いて、軸状部材１５１の外周面をコーティング処理することで成形されたコーティング部であっても良い。
また、例えば、当接面１５ｃは、硬質クロム又は無電解ニッケル等のメッキ素材を用いて、軸状部材１５１の外周面をメッキ処理することで成形されたメッキ部であっても良い。メッキ処理することで成形されたメッキ部は、例えば、樹脂素材により成形された樹脂部材１５２のように十分な厚みを持たせることは難しい。したがって、メッキ処理することで当接面１５ｃをメッキ部で成形する場合、図３Ｂに示す軸状部材１５１の外周面をメッキ処理するのではなく、例えば、軸状部材１５１を図２に示すシャフト１３のような形状に成形し、図２に示す当接面１３ｃにあたる部位にメッキ処理することでメッキ部を成形しても良い。
【００３６】
実施の形態３．
図４及び図５を参照して、実施の形態３に係る直動アクチュエータ１ｂの構成を説明する。
【００３７】
図４Ａは、実施の形態３に係る直動アクチュエータ１ｂの要部の一例を示す断面図である。
図４Ｂは、実施の形態３に係る直動アクチュエータ１ｂにおけるシャフト１６の一例を示す平面図である。
図４Ｃは、図４Ｂに示す矩形Ｑを拡大した一例を示す平面図である。
【００３８】
実施の形態３に係る直動アクチュエータ１ｂは、実施の形態１に係る直動アクチュエータ１の構成と比較して、シャフト１３がシャフト１６となっている点で相違する。
その他の実施の形態３に係る直動アクチュエータ１ｂの構成において、実施の形態１に係る直動アクチュエータ１と同様の構成については、同じ符号を付して重複した説明を省略する。すなわち、図１に記載した符号と同じ符号を付した図４の構成については、説明を省略する。
【００３９】
リング１４は、図４Ａに示すように、ケース１２における後述するシャフト１６がケース１２から突出する位置に設けられ、シャフト１６の外周面に当接してシャフト１６を支持する。
シャフト１６は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、ロータ１１３に設けられた内ネジ１１３ａに嵌合する外ネジ１６ａが設けられ、外ネジ１６ａによりロータ１１３の回転運動を直動運動に変換してロータ１１３の回転軸の軸方向に直動する。
また、シャフト１６は、図４Ｂ及び図４Ｃに示すように、リング１４が当接し得る径を有する外周面（以下「当接可能面１６ｂ」という。）のうち、シャフト１６が直動する範囲においてリング１４が当接する外周面（以下「当接面１６ｃ」という。）の径Ｒｃが、シャフト１６が直動する範囲においてリング１４が当接しない外周面（以下「非当接面１６ｄ」という。）の径Ｒｄに比べて大きい。
【００４０】
図５は、実施の形態３に係る直動アクチュエータ１ｂにおけるシャフト１６が直動した際の、リング１４が当接する当接面１６ｃの位置と、当接面１６ｃがリング１４に当接する頻度との関係、及び、リング１４に当接する当接面１６ｃの位置と、非当接面１６ｄの径Ｒｄに対する当接面１６ｃの径Ｒｃと非当接面１６ｄの径Ｒｄとの差の比率との関係、を示す図である。
シャフト１６は、図５に示すように、当接面１６ｃのうち、シャフト１６が直動する際にリング１４に当接する頻度が高い位置の外周面の径が、リング１４に当接する頻度が低い位置の外周面の径に比べて大きい。
【００４１】
シャフト１６は、図４Ｃに示すように、当接面１６ｃのうち、当接面１６ｃの端部１６ｅから２ミリメートル離れた位置から端部１６ｅまでの範囲における外周面１６ｆの径が、リング１４が当接する他の外周面１６ｇの径に比べて大きいものであってもよい。
【００４２】
以上のように、直動アクチュエータ１ｂは、内ネジ１１３ａが設けられたロータ１１３を有するモータ１１と、モータ１１を格納するケース１２と、内ネジ１１３ａに嵌合する外ネジ１６ａが設けられ、外ネジ１６ａによりロータ１１３の回転運動を直動運動に変換してロータ１１３の回転軸の軸方向に直動するシャフト１６と、ケース１２におけるシャフト１６がケース１２から突出する位置に設けられ、シャフト１６の外周面に当接してシャフト１６を支持するリング１４と、を備え、シャフト１６は、当接可能面１６ｂのうち、当接面１６ｃの径Ｒｃが、非当接面１６ｄの径Ｒｄに比べて大きく、また、シャフト１６は、当接可能面１６ｂのうち、シャフト１６が直動する際にリング１４に当接する頻度が高い位置の外周面の径が、リング１４に当接する頻度が低い位置の外周面の径に比べて大きくなるように構成した。
【００４３】
このように構成することで、シャフト１６に付着した異物がケース１２内に侵入することを抑制しつつ、リング１４の摩耗量を減少させることが可能であるため、リング１４の耐久性、更には、直動アクチュエータ１ｂの耐久性を向上させることができる。
【００４４】
実施の形態４．
図６、図７、及び図８を参照して、実施の形態１から実施の形態３にて説明した直動アクチュエータ１，１ａ，１ｂの適用例について説明する。
実施の形態１から実施の形態３にて説明した直動アクチュエータ１，１ａ，１ｂは、内燃機関を備える車両の、ＷＧ（Wastegate）アクチュエータ、ＶＧ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｇｅｏｍｅｔｒ）ターボチャージャの可変翼制御用アクチュエータ、又はＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）バルブ等に適用される。
実施の形態４では、一例として、ＷＧアクチュエータ、ＶＧターボチャージャの可変翼制御用アクチュエータ、又はＥＧＲバルブには、実施の形態１にて説明した直動アクチュエータ１が適用されているものとして説明する。実施の形態４に係るＷＧアクチュエータ、ＶＧターボチャージャの可変翼制御用アクチュエータ、又はＥＧＲバルブにおける直動アクチュエータ１は、適宜、実施の形態２又は実施の形態３にて説明した直動アクチュエータ１ａ又は直動アクチュエータ１ｂに置き換えることが可能である。
【００４５】
図６は、実施の形態１にて説明した直動アクチュエータ１を適用したＷＧアクチュエータ２６を備える内燃機関システム２の要部の一例を示す図である。
内燃機関システム２は、内燃機関２１、吸気管２２、排気管２３、ターボチャージャ２４、ＷＧバルブ２５、ＷＧアクチュエータ２６、及び、直動アクチュエータ１を備える。
内燃機関２１は、燃料をシリンダー内で燃焼させ、燃焼ガスを直接作動流体として用いて、その熱エネルギーによってクランクシャフトを回転させるガソリンエンジン等の原動機である。
吸気管２２は、内燃機関２１に送る外気が流れる流路管である。
排気管２３は、内燃機関２１から排出されるガスが流れる流路管である。
ターボチャージャ２４は、排気管２３を流れるガスの流れを受けて回転するタービンのトルクを利用し、吸気管２２を流れる外気の流量を増加させる過給機である。
【００４６】
ＷＧバルブ２５は、排気管２３を流れるガスの一部を分流させることによりターボチャージャ２４のタービンへの流入量を調節する、例えば、一端が排気管２３の内壁に支持されたバタフライ弁である。
ＷＧアクチュエータ２６は、ＷＧバルブ２５を開閉する駆動装置である。より具体的には、ＷＧアクチュエータ２６は、直動アクチュエータ１の直動トルクを動力として、直動アクチュエータ１の直動に連動して、ＷＧバルブ２５を開閉する。例えば、ＷＧアクチュエータ２６は、リンク機構を有し、直動アクチュエータ１の直動に連動して、バタフライ弁により形成されたＷＧバルブ２５を開閉する。
【００４７】
図７Ａは、実施の形態１にて説明した直動アクチュエータ１を適用した可変翼制御用アクチュエータ２８を備える内燃機関システム２ａの要部の一例を示す図である。
図７Ｂは、図７Ａに示した矢印Ｙから見たＶＧターボチャージャ２７の矢視図である。
なお、図７Ａ及び図７Ｂにおいて、図６に示す図と同様の構成には同一符号を付して説明を省略する。
内燃機関システム２ａは、内燃機関２１、吸気管２２、排気管２３、ＶＧターボチャージャ２７、可変翼制御用アクチュエータ２８、及び、直動アクチュエータ１を備える。
ＶＧターボチャージャ２７は、可変翼２７１を備える。
【００４８】
ＶＧターボチャージャ２７は、可変翼２７１を開くことで、排気管２３を流れるガスの流れを受けた可変翼２７１によりタービンが回転させられ、吸気管２２を流れる外気の流量を増加させる。
可変翼制御用アクチュエータ２８は、可変翼２７１を開閉する駆動装置である。より具体的には、可変翼制御用アクチュエータ２８は、直動アクチュエータ１の直動トルクを動力として、直動アクチュエータ１の直動に連動して、可変翼２７１を開閉する。例えば、可変翼制御用アクチュエータ２８は、リンク機構を有し、直動アクチュエータ１の直動に連動して、可変翼２７１を開閉する。
【００４９】
図８は、実施の形態１から実施の形態３にて説明した直動アクチュエータ１を適用したＥＧＲバルブ２９を備える内燃機関システム２ｂの要部の一例を示す図である。
なお、図８において、図６に示す図と同様の構成には同一符号を付して説明を省略する。
内燃機関システム２ｂは、内燃機関２１、吸気管２２、排気管２３、ターボチャージャ２４、ＥＧＲバルブ２９、及び直動アクチュエータ１を備える。
【００５０】
ＥＧＲバルブ２９は、ＥＧＲ機構において、吸気管２２に流入させる排気管２３を流れるガスの流入量を調整する弁である。なお、ＥＧＲ機構及びＥＧＲ技術については周知であるため説明を省略する。
ＥＧＲバルブ２９は、直動アクチュエータ１の直動に連動して、開閉弁が行われる。
【００５１】
なお、この発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１，１ａ，１ｂ  直動アクチュエータ、１１  モータ、１１１  ステータ、１１２  コイル、１１３  ロータ、１１３ａ  内ネジ、１１４  ブラシ、１１５  整流子、１２  ケース、１２１  第１外装部材、１２２  第２外装部材、１３，１５，１６  シャフト、１３１，１３２  シャフト部材、１３ａ，１５ａ，１６ａ  外ネジ、１３ｂ，１５ｂ，１６ｂ  当接可能面、１３ｃ，１５ｃ，１６ｃ  当接面、１３ｄ，１５ｄ，１６ｄ  非当接面、１３ｅ  継手部、１５１  軸状部材、１５２  樹脂部材、１６ｅ  端部、１６ｆ  外周面、１６ｇ  外周面、１４  リング、２，２ａ，２ｂ  内燃機関システム、２１  内燃機関、２２  吸気管、２３  排気管、２４  ターボチャージャ、２５  ＷＧバルブ、２６  ＷＧアクチュエータ、２７  ＶＧターボチャージャ、２７１  可変翼、２８  可変翼制御用アクチュエータ、２９  ＥＧＲバルブ。
【図１】
2020028206.tif 000003
【図２】
2020028206.tif 000004
【図３】
2020028206.tif 000005
【図４】
2020028206.tif 000006
【図５】
2020028206.tif 000007
【図６】
2020028206.tif 000008
【図７】
2020028206.tif 000009
【図８】
2020028206.tif 000010