(57)【要約】【課題】  コンパクトでありながら高いバルブ開閉精度を有するバルブ用電動アクチュエータを提供する。【解決手段】バルブ用電動アクチュエータ１は、電力の供給を受けて回転駆動力を発生するモータ部２と、ボールねじ装置３と、バルブ軸４と、ボールねじ装置３のナット部材３２の直線運動を、バルブ軸４の回転運動に変換する運動変換機構部５とを備える。このバルブ用電動アクチュエータ１において、ボールねじ装置３のねじ軸３１を一対の軸受３３，３４で回転自在に支持し、一対の軸受３３，３４の間にバルブ軸４を配置する。【選択図】図２
2018197566.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動力を発生するモータ部と、前記モータ部に回転駆動される軸状の回転部材を備え、前記回転部材の回転運動を直線運動に変換する第一の運動変換機構部と、バルブ軸と、前記第一の運動変換機構部から出力された直線運動を、バルブ軸の回転運動に変換する第二の運動変換機構部とを備えるバルブ用電動アクチュエータにおいて、
前記回転部材を一対の軸受で回転自在に支持し、前記一対の軸受の間に前記バルブ軸を配置したことを特徴とするバルブ用電動アクチュエータ。
【請求項２】
前記第一の運動変換機構部および第二の運動変換機構部でリンク機構を構成し、リンク機構の各リンクの移動軌跡を前記一対の軸受の間に配置した請求項１に記載のバルブ用電動アクチュエータ。
【請求項３】
前記リンク機構が二つのスライダを備える請求項２に記載のバルブ用電動アクチュエータ。
【請求項４】
前記第一の運動変換機構部の回転部材としてねじ軸を備え、前記ねじ軸を、前記バルブ軸付近での配管の延設方向と平行に配置した請求項１〜３何れか１項に記載のバルブ用電動アクチュエータ。
【請求項５】
回転部材の回転速度を一定にした状態で、バルブ軸の角速度をバルブの全閉状態付近で最小にした請求項１〜４何れか１項に記載のバルブ用電動アクチュエータ。
【請求項６】
第一の運動変換機構部に駆動されて直線運動を行う入力部と、前記バルブ軸と共に、前記バルブ軸を中心として回転運動を行う出力部と、入力部と出力部の何れか一方に設けられ、他方と係合し、かつ前記入力部と出力部を、前記他方に対するスライド移動を許容して回転可能に連結する連結部とを備える請求項１〜５何れか１項に記載のバルブ用電動アクチュエータ。
【請求項７】
前記バルブ軸を収容するハウジングを備え、当該ハウジングと前記第二の運動変換機構部の出力部との間に、バルブが全閉状態となる向きにバルブ軸を付勢する弾性部材を配置した請求項６に記載のバルブ用電動アクチュエータ。
【請求項８】
前記第一の運動変換機構部、前記バルブ軸、または前記第二の運動変換機構部の何れかの運動からバルブの開閉程度を検出するセンシング装置を備える請求項１〜７何れか１項に記載のバルブ用アクチュエータ。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載のバルブ用電動アクチュエータと、前記バルブ軸に設けられたバルブとを有するバルブ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブ用電動アクチュエータおよびバルブ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジンなどの内燃機関の排ガス対策の一環として、これらの内燃機関には、一度排出されたガスを再び吸入空気と混合させて、燃焼室内の空気の酸素濃度を低下させ燃焼温度を低下させることで、窒素酸化物（ＮＯｘ）の低減を図る排気ガス再循環装置（以下、ＥＧＲ装置ともいう）が広く採用されている。このＥＧＲ装置では、排出される排気ガスの一部を再循環排ガス（以下、ＥＧＲガスともいう）として吸気側へ再循環させるが、そのＥＧＲガスの流量を調節するために、再循環排ガス流量制御弁（以下、ＥＧＲバルブという）が使用されている。
【０００３】
近年、自動車においては、その省力化や低燃費化のために電動化が進展しており、その流れを受けてＥＧＲ装置についても電動アクチュエータによるバルブの開閉が試みられている。その一例として、例えば、モータの出力をギヤ列からなる減速機構を介してＥＧＲバルブのバルブ軸に伝達し、バルブ軸を回転駆動するもの（特許文献１）、あるいはモータの出力を送りねじ機構により直線運動に変換し、その直線運動をさらにリンク機構を介してバルブ軸の回転運動に変換するもの（特許文献２）が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５６１１５号公報
【特許文献２】特開２００２−５４５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の駆動機構では、減速機構を構成するギヤ列のバックラッシが不可避となるため、ＥＧＲバルブの開閉精度が不十分となる。
【０００６】
特許文献２のＥＧＲバルブの開閉機構は、送りねじ装置を使用し、減速機を使用しない構造であるため、バックラッシによる開閉精度の低下は回避することができる。しかしながら、この開閉機構では、中空ロッドの内周に、ねじ軸に螺合する雌ねじ部材を圧入し、かつ中空ロッドの先端にリンク機構を連結した構造になっている。そのため、ねじ軸、さらには中空ロッドよりも先端側の領域（モータへの結合側と反対側の領域）にリンク機構やバルブ軸が配置された形となり、駆動機構のサイズがねじ軸の延びる方向で大きくなっている。従って、このままでは余剰スペースに制約のあるエンジンルーム内への設置に支障を来すおそれがある。また、中空ロッドのバルブ軸やリンク機構からの荷重を受ける領域が片持ち支持された状態にあるため、荷重負荷により中空ロッド等が変形し、バルブ開閉動作の精度低下を招くおそれがある。この問題はねじ軸の伸長時に特に懸念される。
【０００７】
そこで、本発明は、コンパクトでありながら高いバルブ開閉精度を有するバルブ用電動アクチュエータおよびバルブ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために創案された本発明は、回転駆動力を発生するモータ部と、前記モータ部に回転駆動される軸状の回転部材を備え、前記回転部材の回転運動を直線運動に変換する第一の運動変換機構部と、バルブ軸と、前記第一の運動変換機構部から出力された直線運動を、バルブ軸の回転運動に変換する第二の運動変換機構部とを備えるバルブ用電動アクチュエータにおいて、前記回転部材を一対の軸受で回転自在に支持し、前記一対の軸受の間に前記バルブ軸を配置したことを特徴とするものである。
【０００９】
かかる構成から、回転部材よりもその先端側となる領域にバルブ軸やリンク機構を配置する場合に比べ、バルブ用電動アクチュエータの回転部材の延びる方向の長さを短くしてコンパクト化を達成することができる。また、回転部材への荷重負荷は、回転部材のうち、回転部材の延びる方向に離間した一対の軸受の間で行われる。この領域では回転部材が軸受によって両持ち支持された状態にあるため、片持ち支持された領域に荷重が付加される特許文献２に記載の構成に比べて、回転部材の変形が生じにくくなる。従って、バルブ開閉時の開閉精度の向上を図ることができる。
【００１０】
このバルブ用電動アクチュエータにおいては、第一の運動変換機構部および第二の運動変換機構部でリンク機構を構成し、リンク機構の各リンクの移動軌跡を前記一対の軸受の間に配置するのが好ましい。かかる構成により、上記と同様作用効果を得ることができる。
【００１１】
この場合、リンク機構に二つのスライダを設けるのが好ましい。かかる構成から、バルブ軸の角速度は、原動側のスライダの移動速度Ｖを定数（一定）として、三角比を用いた比較的簡単な式で表すことができる。そのため、バルブの全閉状態付近でのバルブ軸の角速度を遅くする一方で、中間状態付近でのバルブ軸の角速度を早くするような設計も容易となる。これに対し、モータ部の出力を、ギヤ列を介してバルブ軸に伝達する特許文献１の構成では、バルブの開閉状態に応じて角速度に差を設けようとすると、モータ部の回転速度を変更せざるを得ず、モータの制御が複雑化する。
【００１２】
第一の運動変換機構部の回転部材としてねじ軸を使用し、このねじ軸を、バルブ軸付近での配管の延設方向と平行に配置することにより、配管周辺の余剰スペースを有効活用してバルブ用電動アクチュエータを配設することが可能となる。
【００１３】
回転部材の回転速度を一定にした状態で、バルブ軸の角速度をバルブの全閉状態付近で最小にすれば、バルブの全閉状態付近でのバルブの開閉精度を高めることができる。これにより、例えばＥＧＲ装置にバルブ用電動アクチュエータを使用する場合には、ＥＧＲ装置の機能上重要となる全閉状態付近でバルブの開閉精度を高めることができる。
【００１４】
バルブ用電動アクチュエータは、第一の運動変換機構部に駆動されて直線運動を行う入力部と、前記バルブ軸と共に、前記バルブ軸を中心として回転運動を行う出力部と、入力部と出力部の何れか一方に設けられ、他方と係合し、かつ前記入力部と出力部を、前記他方に対するスライド移動を許容して回転可能に連結する連結部とを備える構成にするのが好ましい。かかる構成において、バルブの全閉状態で連結部の回転半径が最大となるように各リンクを設計すれば、全閉状態付近でのバルブ軸の角速度を小さくして、バルブの開閉精度を高めることができる。
【００１５】
バルブ軸を収容するハウジングを設け、当該ハウジングと第二の運動変換機構部の出力部との間に、バルブが全閉状態となる向きにバルブ軸を付勢する弾性部材を配置すれば、第一の変換機構に異常が生じた際にもバルブを自動的に全閉状態に移行させることができ、フェイルセーフ機能が高まる。
【００１６】
第一の運動変換機構部、バルブ軸、または第二の運動変換機構部の何れかの運動からバルブの開閉程度を検出するセンシング装置を設けることにより、バルブの開閉程度を検出してその開閉量を制御することが可能となる。
【００１７】
以上に述べた電動アクチュエータと、バルブ軸に設けられたバルブとでバルブ装置を構成することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、コンパクトでありながら高いバルブ開閉精度を有するバルブ用電動アクチュエータおよびバルブ装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るバルブ用電動アクチュエータの斜視図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ線で見た断面図である
【図３】バルブ軸を拡大して示す斜視図である。
【図４】図１のＹ−Ｙ線で見た断面図である。
【図５】（ａ）図はバルブが全閉状態の時のＸ−Ｘ線断面図であり、（ｂ）図はバルブが中間状態の時のＸ−Ｘ線断面図であり、(ｃ)図はバルブが全開状態の時のＸ−Ｘ線断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るバルブ装置の平面図である。
【図７】（ａ）図は、本発明の一実施形態に係るバルブ用電動アクチュエータのリンク機構を簡略化して示す図であり、（ｂ）図は従来の電動アクチュエータのリンク機構を簡略化して示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明にかかるバルブ用電動アクチュエータの実施形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態に係るバルブ用電動アクチュエータの斜視図であり、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図である。図３はバルブ軸を拡大して示す斜視図であり、図４は図１のＹ−Ｙ線断面図である。なお、Ｘ−Ｘ線は後述のねじ軸３１の中心線Ｏ１に一致し、Ｙ−Ｙ線は後述のバルブ軸４の中心線Ｏ２に一致する。
【００２２】
本実施形態におけるバルブ用電動アクチュエータ１は、例えば自動車のＥＧＲ装置に使用される。
このバルブ用電動アクチュエータ１は、図１および図２に示すように、電力の供給を受けて回転駆動力を発生するモータ部２と、モータ部２で得られた回転運動を直線運動に変換する第一の運動変換機構部３と、バルブ軸４と、第一の運動変換機構部３から出力された直線運動を、バルブ軸４を中心とした回転運動に変換する第二の運動変換機構部５とを具備する。
【００２３】
モータ部２は、ステータとロータとを備えた例えばラジアルギャップ型のモータ（例えば三相ブラシレスモータ）で構成されている。図２に示すように、モータ部２の出力軸２１は中実状をなし、その軸方向両端が、モータハウジング２２の内周面に固定した軸受２３およびモータ内部に配置した軸受（図示省略）で回転自在に支持されている。なお、符号２５は、図示しないバスバーや基板等を収容したターミナル部を示す。
【００２４】
本実施形態の第一の運動変換機構部３は、ボールねじ装置で構成される。このボールねじ装置３は、軸状の回転部材としてのねじ軸３１と、複数のボールを介してねじ軸３１の外周に嵌合されたナット部材３２とを具備する。ねじ軸３１は、モータ部２の出力軸２１と同軸に配置され、その基端部（モータ部３側の端部）が、モータ部２の出力軸２１に減速機等を介在させることなく直接結合されている。ねじ軸３１の軸方向両側の端部は、それぞれ転がり軸受等の軸受３３，３４により、ハウジング（バルブハウジング４２）に対して回転自在に支持される。かかる構成から、モータ部２を正逆方向に駆動させると、ねじ軸３１が正逆方向に回転する。
【００２５】
ねじ軸の外周面に形成された螺旋状溝と、ナット部材３２の内周面に形成された螺旋状溝との間に複数のボールが組み込まれている。ねじ軸３１を回転させることで、ナット部材３２がねじ軸３１の延びる方向に沿って直線運動を行うと共に、両螺旋状溝の間でボールが循環する。ボールの循環は、例えばナット部材３２に循環部材としてのこま（図示省略）を設けることで行うことができる。
【００２６】
第二の運動変換機構部５は、入力部５１と、出力部５２と、入力部５１および出力部５２を連結する連結部５３とを有する。
【００２７】
入力部５１は円筒状の部材であり、ナット部材３２の外周面に圧入等の手段で固定されている、従って、入力部５１は、ナット部材３２の直線運動と連動してねじ軸３１の延びる方向に直線運動を行う。入力部５１には、ねじ軸３１の中心線Ｏ１から離間してねじ軸３１と直交する方向に延びる貫通穴が形成され、この貫通穴に、連結部５３として円筒面状の外周面を有するピンが圧入固定されている。ピン５３の一端は入力部５１の端面よりも出力部５２側に突出している（図４参照）。
【００２８】
本実施形態の出力部５２は、図３に示すようにバルブ軸４の一端部（ねじ軸３１側の端部）にバルブ軸４と一体に形成され、かつバルブ軸４の半径方向に延びた平板状の形態を有する。出力部５２には、バルブ軸４の半径方向に沿って溝部５２ａが形成され、この溝部５２ａに、溝部５２ａの延びる方向へのスライド移動を許容してピン５３が嵌合されている（図５（ａ）〜（ｃ）参照）。本実施形態では、溝部５２ａの一端を出力部５２の先端に開口させているが、溝部５２ａの一端を開口することなく、閉じてもよい。また、出力部５２の先端には、後述する捩りコイルばね４４の端部４４ｂを係止するための係止部５２ｂが設けられている。なお、出力部５２をバルブ軸４に一体に設けた場合を例示したが、出力部５２とバルブ軸４を別部品として、出力部５２をバルブ軸４に圧入等の手段で固定してもよい。
【００２９】
バルブ軸４の本体には、バルブ軸４の延びる方向に沿ってスリット４ｂが形成されている。このスリット４ｂには、円板状のバルブ４１（バタフライバルブ）が挿入される。バルブ軸４の本体に設けられたねじ孔４ｃにねじ等をねじ込むことで、バルブ４１がバルブ軸４に固定される。
【００３０】
図４に示すように、バルブ軸４は、バルブハウジング４２に固定された軸受４３で回転自在に支持される。軸受４３として、本実施形態では、例えば二つの転がり軸受４３を内輪同士および外輪同士を接触させた状態で配置した場合を例示している。転がり軸受４３の各外輪はシール部材４５とバルブハウジング４２に取り付けた止め輪４６とによって、転がり軸受４２，４３の各内輪はバルブ軸４の肩部４ａとバルブ軸４に取り付けた止め輪４７とによって、それぞれバルブ軸４の軸方向で位置決めされている。
【００３１】
図４に示すように、転がり軸受４２，４３の外周には、弾性部材としてリターンスプリング４４が配置される。本実施形態では、リターンスプリングとして捩りコイルばね４４を使用した場合を例示している。図２に示すように、捩りコイルばね４４の一端４４ａはバルブハウジング４２に取り付けられ、他端４４ｂは出力部５２の先端に設けた係止部５２ｂに係止される（図５（ａ）参照）。この捩りコイルばね４４により、バルブ軸４は、常時、バルブ４１が全閉する方向（図５（ａ）でいえば反時計周り方向）に付勢される。バルブ４１が全閉状態にある時には、配管を流れる排気ガスの圧力によりバルブ４１が回転モーメントを受けるが、この排気ガスの圧力に抗してバルブ４１の全閉状態が維持されるように、捩りコイルばね４４の弾性力が設定される。
【００３２】
図６は、バルブ装置の平面図である。
図１に示すバルブ用電動アクチュエータ１において、図６に示すように、モータハウジング２２とバルブハウジング４２の間に形成された開口部をバルブカバー６０で覆うことにより、バルブ用電動アクチュエータ１とバルブ４１とを有するバルブ装置が完成する。モータハウジング２２、バルブハウジング４２、およびバルブカバー６０は、全体としてバルブ用電動アクチュエータ１のハウジングとして機能する。このハウジングの分割の態様や分割数は上記の例に限定されず、任意に採択することができる。
【００３３】
図６に示すように、完成したバルブ装置は、自動車のエンジンルーム内に配置され、バルブハウジング４２の両端開口部４２ａ（図１参照）に、排気流路の配管４９（二点鎖線で示す）が取り付けられる。この際、バルブ用電動アクチュエータ１は、ねじ軸３１の中心線Ｏ１（図６中のＸ−Ｘ線）がバルブ軸４付近の配管４９の延設方向と平行となるように取り付けられる。これに対応して、バルブ軸４の中心線Ｏ２（図６中のＹ−Ｙ線）は、配管４９の延設方向と直交する方向に延びた形となる。
【００３４】
以下、以上に述べたバルブ用電動アクチュエータ１の動作を図５（ａ）〜（ｃ）に基づいて説明する。なお、図５（ａ）〜（ｃ）は、図２に示す断面図において、モータ部２および第一の運動変換機構部３の図示を省略したものである。
【００３５】
図５（ａ）は、バルブ４１の全閉状態（図１参照）を示す。この全閉状態では、第二の運動変換機構５の連結部５３は、溝部５２ａの外径端に位置し、バルブ軸４の中心Ｏ２からの距離（回転半径）が最大となっている。この状態から、モータ部２を正方向に駆動すると、ねじ軸３１が回転してナット部材３２、さらに入力部５１がねじ軸３１方向で、かつモータ部２から離反する方向（図２の左方向）にスライド移動する。これに伴って、連結部５３と回転方向に係合した出力部５２が図５（ａ）において時計回り方向に回転（正方向回転）し、この回転がバルブ軸４に伝達されることでバルブ４１が開き始める。出力部５２の正方向回転に伴って、捩りコイルばね４４に弾性力が蓄積される。出力部５２の正方向回転中は、連結部５３が出力部５２の溝部５２ａに案内され、溝部５２ａに対して相対回転しながらバルブ軸４の内径方向にスライド移動する。これに伴って、連結部５３の回転半径は徐々に小さくなる。
【００３６】
さらに出力部５２を正方向に回転させると、図５（ｂ）に示すように、連結部５３が溝部５２ａの内径端に達して、その回転半径が最小となり（中間状態）、次いで連結部５３がバルブ軸４の外径方向に向けて反転移動する。最終的には、図５（ｃ）に示すバルブ４１が全開した状態（全閉状態から９０°回転した状態）となるが、この全開状態では、連結部５３は、全閉状態と同様に、溝部５２ａの外径端に位置し、その回転半径が最大となっている。
【００３７】
モータ部２を逆方向に駆動すれば、以上の動作と反対の動作が行われ、出力部５２が反時計回り方向に回転（逆方向回転）し、バルブ４１が閉じられる。車両の運転状態等に応じて、モータ部２を正逆駆動することにより、バルブ４１の開閉をコントロールして最適な排気ガス再循環が行われる。
【００３８】
バルブ４１を開く過程では、既に述べたように捩りコイルばね４４に弾性力が蓄積される。何らかの異常でモータ部２が制御不能となった際には、この弾性力によってバルブ４１が自動的に全閉状態に切り替わる。このように捩りコイルばね４４は、基本的にモータ異常時のフェイルセーフとして機能する。従って、バルブ４１の開閉は、通常は、モータ部２の正逆駆動によって行われる。なお、全開状態から全閉状態に移行する際には、モータ部の駆動力に、捩りコイルばね４４に蓄積された弾性力が重畳されるため、全閉状態から全開状態に移行する場合に比べて、モータ部２の消費電力が少なくなる。
【００３９】
以上に述べたバルブ用電動アクチュエータ１では、バルブ４１の開閉状態を制御するため、バルブ用電動アクチュエータ１の内部にバルブの開閉程度を検出するセンシング装置を配置するのが好ましい。このセンシング装置の一例として、例えば図４に示すように、バルブカバー６０の内面にストロークセンサ６１を装着すると共に、これと対峙する形で第二の運動変換機構５の入力部５１にマグネット６２を装着することが考えられる。このようにストロークセンサ６１を使用すれば、入力部５１のねじ軸３１方向の位置を検出し、この検出値からバルブ４１の開閉状態を認識することが可能となる。センシング装置の構成は、バルブ４１の開閉程度を検出できる限り任意であり、上記のようにストロークセンサ６１を使用して入力部５１の位置を検出する他、回転角センサを使用して出力部５２の回転位相を直接検出しても構わない。また、モータ部２やねじ軸３１の回転位相を検出し、あるいはナット部材３２の移動量を検出しても構わない。このようにセンシング装置は、第１の運動変換機構部３、第２の変換機構部５、またはバルブ軸４の何れかの運動（直線運動あるいは回転運動、又はその双方）からバルブ４１の開閉程度を検出する構成とする。
【００４０】
本実施形態にかかるバルブ用電動アクチュエータ１では、図１および図２に示すように、バルブ軸４がねじ軸３１を支持する一対の軸受３３，３４の間に配置されている。また、バルブ４１の開閉に伴う入力部５１、出力部５２、およびナット部材３２の各移動軌跡も全て一対の軸受３３，３４の間の領域中にある。そのため、特許文献２のようにねじ軸よりもねじ軸先端側となる領域にバルブ軸やリンク機構を配置した構成に比べ、バルブ用電動アクチュエータ１のねじ軸３１方向の長さを短くできる。エンジンルーム内における排気ガス再循環用流路を設置できる領域は限られており、その一方で当該流路の配管４９と周辺機器との間には、熱影響を防止するために一定の隙間を設けるのが通例である。そのため、本実施形態のようにバルブ用電動アクチュエータ１のねじ軸３１方向の長さを短縮することにより、たとえバルブ軸４方向の厚さが多少増しても、エンジンルーム内にバルブ装置を設置することが容易となる。
【００４１】
また、ねじ軸３１への荷重負荷は、ねじ軸３１のうち、一対の軸受３３，３４の間の領域で行われる。この領域ではねじ軸３１が軸受３３，３４によって両持ち支持されているため、中空ロッドの片持ち支持された領域に荷重が付加される特許文献２の構成に比べて、ねじ軸３１の変形が生じにくくなる。従って、バルブ開閉時の開閉精度や安定性の向上を図ることができる。
【００４２】
また、第一の運動変換機構３としてボールねじ装置を使用しているので、特許文献２のように、雌ねじ部材とねじ軸間の摩擦が大きくなる送りねじ装置を使用する場合に比べ、高効率化を図ることができる。そのため、モータ部を低容量化することができる。また、特許文献２のように送りねじ装置を使用する場合、モータ異常に対応したフェイルセーフに際して、バルブを全閉状態に移行させるリターンスプリングの弾性力を高める必要があるが、本実施形態のようにボールねじ装置を使用すれば、高効率であるが故にリターンスプリング（捩りコイルばね４４）のサイズを小型化することができる。従って、特許文献２に記載の電動アクチュエータに比べて小型化を図ることができる。
【００４３】
また、本実施形態では、リターンスプリングとしての捩りコイルばね４４を、バルブ軸４を収容するハウジング（バルブハウジング４２）と出力部５２との間に配置している。つまり、モータ駆動力の伝達経路において、ボールねじ装置３よりも下流側に捩りコイルばね４４を配置している。そのため、ボールねじ装置３に何らかの異常が生じた場合でも、バルブ４１を全閉状態に自動的に復帰させることができ、フェイルセーフ機能をさらに向上させることができる。
【００４４】
ところで、ＥＧＲ装置においては、ＥＧＲ装置の特性上、バルブ４１の中間状態（図５（ｂ）の状態）に比べて、全閉状態付近でバルブ４１の開閉量をよりシビアにコントロールする必要がある。これはＥＧＲガスの再循環量は一般に少量となるためである。本実施形態では、既に述べたように、バルブの全閉状態で連結部５３の回転半径が最大となるが（図５（ａ）参照）、この状態では、入力部５１のスライド速度が一定でも、図５（ｂ）に示す中間状態に比べて出力部５２の角速度、すなわちバルブ４１の開閉速度が最小となる。従って、全閉状態付近でバルブ４１を精度良くコントロールすることが可能となり、ＥＧＲ装置に要求されるバルブ開閉特性に適合するものとなる。
【００４５】
図７（ａ）に、以上に述べた第一の運動変換機構３および第二の運動変換機構５で構成されるリンク機構を簡略化して示す。このように、第一の運動変換機構３および第二の運動変換機構５は、二つのスライダＳ１，Ｓ２を有するリンク機構を構成する。二つのスライダＳ１，Ｓ２のうち、第一のスライダＳ１はナット部材３２（あるいは入力部５１）で構成され、第二のスライダＳ２は連結部５３で構成される。このように二つのスライダを有するリンク機構であれば、バルブ軸４の角速度（出力部５２の角速度）は、第一のスライダＳ１の移動速度Ｖを定数（一定）として、三角比を用いた比較的簡単な式で表すことができる。そのため、全閉状態付近でのバルブ軸４の角速度を遅くする一方で、中間状態付近でのバルブ軸４の角速度を早くするような設計も容易となり、ＥＧＲ装置の性能を向上させることができる。かかる効果は、二つのスライダを有するリンク機構である限り、他のリンク機構を使用しても得ることができる。例えば連結部５３を出力部５２に設ける一方で、この連結部５３を入力部５１に設けた溝部５２ａにスライド移動可能に嵌合した機構（往復両スライダクランク機構）であっても、同様の効果を得ることができる。
【００４６】
これに対し、特許文献１のように、モータ部の出力を、減速機を介してバルブ軸に伝達する構成では、バルブの開閉状態に応じてバルブ軸の角速度に差を設けようとすると、モータ部の回転速度を変更せざるを得ず、モータの制御が複雑化する。
【００４７】
また、特許文献２に記載のリンク機構は、図７（ｂ）に示すように、４つのリンク８１〜８４のうち、一つのみをスライダＳ３（雌ねじ部材８２）とした、所謂往復スライダクランク機構である。このリンク機構では、バルブ軸の角速度（リンク８４の角速度）を求める式は複雑な形となり、簡略化したとしても近似式が得られるにすぎない。従って、全閉状態付近でのバルブ軸４の角速度を遅くする一方で、中間状態でのバルブ軸４の角速度を早くするような設計は容易には実現できず、そのため、本実施形態に比べて、全閉状態付近でのバルブ４１の開閉精度が劣るものとなる。
【００４８】
以上の説明では、バルブ用電動アクチュエータの用途としてＥＧＲ装置を例示したが、本発明にかかるバルブ用電動アクチュエータは、ＥＧＲ装置に限らず、他の車載機器や産業機器等に搭載されるバルブの開閉用として広く使用することができる。また、バルブ用電動アクチュエータで開閉するバルブとしてバタフライバルブを例示したが、適用可能なバルブの種類はバタフライバルブに限定されるものではなく、バルブ軸の正逆回転でバルブ開閉量を制御する限り、他のバルブ装置（例えばボールバルブ）にも本発明のバルブ用電動アクチュエータを使用することができる。
【符号の説明】
【００４９】
１        電動アクチュエータ
２        モータ部
３        第一の運動変換機構（ボールねじ装置）
４        バルブ軸
５        第二の運動変換機構
２２      ハウジング（モータハウジング）
３１      回転部材（ねじ軸）
３２      ナット部材
３３      軸受（転がり軸受）
３４      軸受（転がり軸受）
４１      バルブ
４２      ハウジング（バルブハウジング）
４４      弾性部材（ねじリコイルばね）
４９      配管
５１      入力部
５２      出力部
５３      連結部
Ｏ１      ねじ軸の中心線
Ｏ２      バルブ軸の中心線
Ｓ１      第一のスライダ
Ｓ２      第二のスライダ
【図１】
2018197566.tif 000003
【図２】
2018197566.tif 000004
【図３】
2018197566.tif 000005
【図４】
2018197566.tif 000006
【図５】
2018197566.tif 000007
【図６】
2018197566.tif 000008
【図７】
2018197566.tif 000009