(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジングの内部に駆動機構部を収容するとともに、前記ハウジングの内部を大気に開放する連通路を備えることにより前記ハウジング内部の通気が行われる自動車用アクチュエータにおいて、
前記ハウジングは鉛直方向の下方に向かって延び、同ハウジングの側面から突出する第２の突起部とともに駆動対象の部材に締結固定されて同ハウジングを支持する第１の突起部を備え、前記第１の突起部の側面のうち前記第２の突起部が突出している方向の側面に開口する前記連通路は同突起部内を延びるように一つのみ形成され且つ前記ハウジングの内部側ほど鉛直方向の位置が高くなる上昇部分を有し、同上昇部分において、前記ハウジングの内部側の端部における鉛直方向の下端が、前記ハウジングの外部側の端部における上端よりも高く形成されてなり、
前記ハウジングの外部から前記連通路に水が浸入するときには、前記ハウジング内の空気の圧力により前記上昇部分の途中で前記水の浸入が抑制される
ことを特徴とする自動車用アクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載の自動車用アクチュエータにおいて、
前記連通路は前記上昇部分のみで構成され、同上昇部分において、前記ハウジングの内部側の開口部における鉛直方向の下端が、前記ハウジングの外部側の開口部における上端よりも高く形成されてなる
ことを特徴とする自動車用アクチュエータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の自動車用アクチュエータにおいて、
前記アクチュエータは、ターボ過給機のタービンホイールに導入される排ガスの流量又は流速を調整する可動ベーン、或いはウェストゲートを開閉駆動する電動式のアクチュエータである
ことを特徴とする自動車用アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用内燃機関の吸気効率を高めるターボ過給機として、排気流の流勢を利用して過給を行う排気駆動式のターボ過給機が知られている。このターボ過給機は、吸気通路内に配設されるコンプレッサホイールと、排気通路内に配設され、且つ同コンプレッサホイールと一体回転するタービンホイールとから構成されている。このような構成を有するターボ過給機では、排気通路内の排気をタービンホイールに導入することにより同タービンホイールが回転させられる。そして、このタービンホイールの回転と共にコンプレッサホイールが回転して吸気通路内の吸気圧（過給圧）が高められる。その結果、過給圧の高い吸気を内燃機関の燃焼室へ強制的に導入することができるため、内燃機関の吸気効率を高めることができる。
【０００３】
このようなターボ過給機を備えた内燃機関では通常、過給圧の過剰な上昇を抑制するために、タービンホイールを迂回するバイパス管を排気管に設けるとともに、同バイパス管を開閉するためのウェストゲートバルブを備えている。また、このウェストゲートバルブには、同ウェストゲートバルブを駆動するための電動式アクチュエータが連結されている。そして、過給圧が設定値以上となったときにバイパス管を開放するようにアクチュエータを駆動制御することにより、タービンホイールに導入する排気の一部をバイパス管に導入させる。このようにタービンホイールに導入する排気の一部をバイパス管に導入させることにより、タービンホイール及びコンプレッサホールの回転の過剰な上昇を抑制して過給圧の過剰な上昇を抑制するようにしている。
【特許文献１】実開平５−４２７１１号公報
【特許文献２】特開２００５−２５６６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記のような電動式アクチュエータのハウジングには同ハウジングの内外を連通する複数の連通孔が形成されており、同連通孔によりハウジングの内部の通気性を確保するようにしている。このようにハウジングの内部の通気性を確保することにより、同ハウジングの内部で生じる結露を抑制することができるようになる。
【０００５】
しかしながら、このような連通孔をハウジングに設けると、自動車が渡河走行してアクチュエータが水中に入ったときに以下のような問題が無視できないものとなる。すなわち、アクチュエータが水中に入る状況においては、ハウジングに形成された連通孔を通じてハウジングの内部に水が浸入するため、アクチュエータが故障するおそれがある。
【０００６】
その一例として、特許文献１に記載のアクチュエータがある。同アクチュエータにあっては、アクチュエータのハウジングに内外を連通する連通孔が設けられている。このため、アクチュエータが水中に入ると、ハウジング内部に水が浸入するため、アクチュエータが故障するおそれがある。
【０００７】
なお、内燃機関の他のアクチュエータにおいても、アクチュエータが水中に入ったときにハウジングの内部に水が浸入して故障するおそれがあるといった問題は概ね共通したものとなる。例えば、特許文献２に記載のターボ過給機には排気流量を可変とする可動ベーンが設けられているが、この可動ベーンを駆動するアクチュエータにも同様の問題がある。
【０００８】
本発明はこうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ハウジングを有する自動車用アクチュエータにおいて、ハウジングの内部が結露することを抑制しつつ、浸水による故障を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の発明は、ハウジングの内部に駆動機構部を収容するとともに、前記ハウジングの内部を大気に開放する連通路を備えることにより前記ハウジングの内部の通気が行われる自動車用アクチュエータにおいて、前記ハウジングは鉛直方向の下方に向かって延び、同ハウジングの側面から突出する第２の突起部とともに駆動対象の部材に締結固定されて同ハウジングを支持する第１の突起部を備え、前記第１の突起部の側面のうち前記第２の突起部が突出している方向の側面に開口する前記連通路は同第１の突起部内を延びるように一つのみ形成され且つ前記ハウジングの内部側ほど鉛直方向の位置が高くなる上昇部分を有し、同上昇部分において、前記ハウジングの内部側の端部における鉛直方向の下端が、前記ハウジングの外部側の端部における上端よりも高く形成されてなり、前記ハウジングの外部から前記連通路に水が浸入するときには、前記ハウジング内の空気の圧力により前記上昇部分の途中で前記水の浸入が抑制されることを要旨としている。
【００１０】
同構成では、ハウジングの内部を大気に開放する通気用の連通路は一つのみ形成されているため、アクチュエータが水中に入ったときには同連通路からのみ水が浸入しようとする。ここで、同連通路はハウジングの内部側ほど鉛直方向の位置が高くなる上昇部分を有し、同上昇部分において、ハウジングの内部側の端部における鉛直方向の下端が、ハウジングの外部側の端部における上端よりも高く形成されている。そして、上述したようなアクチュエータが水中に入ったとき等、ハウジングの外部から連通路に水が浸入するときには、この上昇部分の途中でハウジング内の空気の圧力により水の浸入が抑制されるようにしている。そのため、ハウジングの外部から連通路に水が浸入するときには、この連通路の上昇部分での水位が、同上昇部分におけるハウジング外部側の端部の上端に達すると、ハウジング内の空気の圧力によってそれ以上の水の浸入が抑制される。一方、通常時は、上述した通気用の連通路によって通気が行われることにより、ハウジング内部の結露が抑制される。その結果、ハウジングの内部が結露することを抑制しつつ、浸水によるアクチュエータの故障を抑制することができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の自動車用アクチュエータにおいて、前記連通路は前記上昇部分のみで構成され、同上昇部分において、前記ハウジングの内部側の開口部における鉛直方向の下端が、前記ハウジングの外部側の開口部における上端よりも高く形成されてなることを要旨としている。
【００１２】
同構成によれば、連通路は上昇部分のみで構成され、同上昇部分において、ハウジングの内部側の開口部における鉛直方向の下端が、ハウジングの外部側の開口部における上端よりも高く形成されている。このため、アクチュエータが水中に入った状態となり連通路に水が浸入しても、その後アクチュエータが水中から出た状態となったときには、重力の作用により連通路から水を排出することができる。その結果、連通路の排水性を向上させることができる。
【００１５】
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の自動車用アクチュエータにおいて、ターボ過給機のタービンホイールに導入される排ガスの流量又は流速を調整する可動ベーン、或いはウェストゲートを開閉駆動する電動式のアクチュエータであることを要旨としている。
【００１６】
一般に、ターボ過給機にはウェストゲートや可動ベーンを駆動するためのアクチュエータが設けられており、これらアクチュエータが電動式である場合には結露が特に問題となる。このため、これらアクチュエータのハウジングには内外を連通する通気用の連通孔が形成されており、この連通孔により結露を防止するようにしている。また、これらアクチュエータは、自動車の低い位置に設けられることが多いため、自動車が渡河走行した場合には水中に入る可能性が高い。したがって、請求項３に記載の発明によるように、タービンホイールに導入される排ガスの流量又は流速を調整する可動ベーン、或いはターボ過給機のウェストゲートを開閉駆動する電動式のアクチュエータに本発明を適用した場合には特に高い効果が期待できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明にかかる自動車用アクチュエータを、エンジンのターボ過給機のタービンホイールに導入される排ガスの流量又は流速を調整する可動ベーンを開閉駆動するアクチュエータに具体化した一実施形態について、図１乃至図３を参照して説明する。
【００１８】
図１に示されるように、アクチュエータのハウジング１の下面及び左側面には、それぞれ第１の突起部１１及び第２の突起部１３が形成されている。第１の突起部１１及び第２の突起部１３には、それぞれ第１の貫通孔１２及び第２の貫通孔１４が形成されている。第１の貫通孔１２及び第２の貫通孔１４にはボルトが挿入されおり、同ボルトによりターボ過給機にアクチュエータが締結固定されている。
【００１９】
ハウジング１の上面には、アクチュエータを駆動するためのモータ２が配設されている。ハウジング１とモータ２との間にはシール部材が配設されており、アクチュエータの外部から内部に水やオイル等が流れ込むことを抑制している。
【００２０】
ハウジング１の中央部には、ハウジングの正面から突出する第１の回転軸３２がもうけられている。この第１の回転軸３２は、モータ２の出力トルクを駆動力として回転する。また、ハウジング１の中央部には、長方形状の回転板３が設けられている。回転板３の中央部には第１の貫通孔３３が形成されており、この第１の貫通孔３３に第１の回転軸３２が挿入されて固定されている。すなわち、回転板３は第１の回転軸３２と一体回転する。回転板３の端部には、第２の貫通孔３４が形成されている。この第２の貫通孔３４にはターボ過給機の可動ベーンと連結するアーム４の端部が連結されている。なお、モータ２の隙間にはシール部材が配設されており、モータ２の外部から内部に水やオイル等が流れ込むことを抑制している。
【００２１】
続いて、本実施形態にかかるアクチュエータの内部構造の詳細について、図２乃至図５を参照して説明する。
モータ２には、その内部から下面に貫通する挿入穴２１が形成されている。この挿入穴２１内には、モータ２の出力トルクにより回転する第２の回転軸２２が挿入されている。第２の回転軸２２の先端にはピニオンギア２３が設けられており、第２の回転軸２２とピニオンギア２３とが一体回転する。
【００２２】
ハウジング１の内部には、同ハウジング１の上面において開口する収納穴１５が形成されている。収納穴１５内には上記ピニオンギア２３が配設されるとともに、同ピニオンギア２３と係合する減速ギア４１が配設されている。すなわち、モータ２の第２の回転軸２２は、ピニオンギア２３及び減速ギア４１を介して第３の回転軸４２に連結されている。
【００２３】
ハウジング１の内部には、収納穴１５の底部に連通される挿入穴１６が形成されている。挿入穴１６の内部には、第３の回転軸４２が挿入されている。第３の回転軸４２は、その一方の端部が減速ギア４１に連結しており、その他方の端部が挿入穴１６の底部において回転可能に支持されている。また、第３の回転軸４２の中央部には、ウォーム４３が設けられている。
【００２４】
ハウジング１の内部には、断面形状が略半円形状の内部穴１７が形成されている。内部穴１７は、その第２の突起部１３側の面が挿入穴１６の中央部と連通している。内部穴１７には、略半円形状のウォームホイール４４が配設されている。このウォームホイール４４は上記ウォーム４３と係合しており、ウォームホイール４４及びウォーム４３により、いわゆるウォームギアを構成している。
【００２５】
また、ハウジング１の内部には、図３及び図４に示されるように、内部穴１７の中央部からハウジング１の正面（回転板３側の面）に貫通する貫通孔１８が形成されている。この貫通孔１８に内には第１の回転軸３２が挿入されている。第１の回転軸３２の一方の端部は上記回転板３の第１の貫通孔３３に挿入されて固定されており、他方の端部はウォームホイール４４の回転中心に連結されて固定されている。第１の回転軸３２は、これらウォームホイール４４及びウォーム４３を介して第３の回転軸４２に連結されている。なお、貫通孔１８と第１の回転軸３２との間の隙間にはシール部材が配設されており、ハウジング１の外部から内部に水やオイル等が流れ込むことを抑制している。
【００２６】
このように、本実施形態におけるアクチュエータの内部には、モータ２、第１の回転軸３２、第２の回転軸２２、第３の回転軸４２、減速ギア４１、ウォーム４３、ウォームホイール４４の各部品から構成される駆動機構部が収容されている。
【００２７】
図２に示されるように、ハウジング１の内部には、内部穴１７の底部から第１の突起部１１の左側面に貫通する連通路１９が形成されている。連通路１９は、ハウジング１の内部側ほど鉛直方向位置が高くなるように、且つ直線状に形成される上昇部分１９ａを有して構成されている。上昇部分１９ａはハウジング１の外部側の端部に第１の開口部１９ｂを有するとともに、ハウジング１の内部側の端部に第２の開口部１９ｃを有して構成されている。また、上昇部分１９ａは、ハウジング１の内部の端部における鉛直方向の下端１９ｅが、ハウジングの外部側の端部における上端１９ｄよりも高くなるように形成されている。連通路１９の外部側の第１の開口部１９ｂは、エンジンやトランスミッション等の各種機関が配設される自動車の中心方向に向かって開口している。
【００２８】
本実施形態にかかるアクチュエータにおいては、連通路１９を通じてのみハウジング１の内外が連通されている。したがって、この連通路１９は通気用の通路としての機能を有し、同連通路１９によりハウジング１の内外の通気が行われている。
【００２９】
続いて、本実施形態にかかるアクチュエータの駆動態様について図１及び図２を参照して説明する。
図２に示されるように、モータ２の出力トルクにより第２の回転軸２２が回転すると、同トルクが、ピニオンギア２３及び減速ギア４１を介して第３の回転軸４２に伝達される。これにより第３の回転軸４２及びウォーム４３が一体回転して、ウォーム４３の回転によりウォームホイール４４が図２に示される矢印ｃの方向に回転させられる。このウォームホイール４４の回転により、同ウォームホイール４４に連結される第１の回転軸３２が回転させられる。図１に示すように、この第１の回転軸３２の回転により、回転板３が図の矢印ａの方向に回転する。この回転板３の回転により、アーム４が図の矢印ｂの方向に変位する。このアーム４の変位により、ターボ過給機の可動ベーンが開閉駆動させられる。
【００３０】
以上詳述したように、本実施形態によれば、以下に列記する作用効果が得られる。
（１）通気用の連通路１９は一つのみ形成されているため、アクチュエータが水中に入ったときには同連通路１９からのみ水が浸入しようとする。ここで、同連通路１９はハウジング１の内部側ほど鉛直方向の位置が高くなる上昇部分１９ａを有し、同上昇部分１９ａにおいて、ハウジング１の内部側の端部（第２の開口部１９ｃ）における鉛直方向の下端１９ｅが、ハウジング１の外部側の端部（第１の開口部１９ｂ）における上端１９ｄよりも高く形成されている。このため、上昇部分１９ａでの水位が、同上昇部分１９ａにおけるハウジング１の外部側の端部における上端１９ｄに達すると、ハウジング１内の空気の圧力によってそれ以上の水の浸入を抑制するこができる。なお、通常時は、通気用の連通路によって通気を行うことにより、ハウジング１の内部の結露を抑制することができる。その結果、ハウジング１の内部が結露することを抑制しつつ、浸水によるアクチュエータの故障を抑制することができる。
【００３１】
（２）連通路１９は上昇部分１９ａのみで構成され、同上昇部分１９ａにおいて、ハウジング１の内部側の第２の開口部１９ｃにおける鉛直方向の下端１９ｅが、ハウジング１の外部側の第１の開口部１９ｂにおける上端１９ｄよりも高く形成されている。このため、アクチュエータが水中に入った状態となり連通路１９に水が浸入しても、その後アクチュエータが水中から出た状態となったときには、重力の作用により連通路１９から水を排出することができる。その結果、連通路１９の排水性を向上させることができる。
【００３２】
（３）連通路１９におけるハウジング１の外部側の第１の開口部１９ｂは、自動車の中心方向に向かって開口しているため、自動車の中心方向に向けて水が飛散する状況、例えば洗車時であっても連通孔及びハウジング１の内部に水が浸入することを抑制することができる。
【００３３】
尚、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・図５には、複数の上昇部分を有して構成される連通路１１０が示されている。この連通路１１０は、ハウジング１の内部側ほど鉛直方向位置が高くなるように複数の上昇部分１１０ａ〜１１０ｅがジグザグに形成されている。上記構成によれば、連通路の開口部（上昇部分１１０ａ）に水が勢いよく飛んできた場合でも、ジグザグに形成された上昇部分に水が当たるため、水の浸入を更に抑制することができる。
【００３４】
・上記各実施の形態では、アクチュエータはモータ２、ピニオンギア２３、及びウォームギア等を有して構成されていたが、これら以外の構成部品を有する構成、例えばダイアフラム等を有して構成されていてもよい。
【００３５】
・上記各実施の形態では、連通路は直線状に形成される上昇部分あるいは下降部分を有して構成されていたが、図６に示される連通路１２０のように曲線状に形成される部分を有して構成されていてもよい。
【００３６】
・上記実施形態では、本発明にかかる自動車用アクチュエータを、エンジンのターボ過給機の可動ベーンを駆動するアクチュエータに適用していたが、自動車に搭載される他のアクチュエータ、例えばターボ過給機のウェストゲートバルブを開閉駆動するアクチュエータに適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明にかかる自動車用アクチュエータの一実施形態についてその構成を示す正面図。
【図２】図１のアクチュエータについてその構成を示す断面図。
【図３】図１のアクチュエータについてそのハウジングの構成を示す側面図。
【図４】図１のアクチュエータについてそのハウジングの構成を示す正面図。
【図５】本発明にかかる自動車用アクチュエータの変形例を示す断面図。
【図６】本発明にかかる自動車用アクチュエータの他の変形例を示す断面図。
【符号の説明】
【００３８】
１…ハウジング、２…モータ、３…回転板、４…アーム、１１…第１の突起部、１２…第１の貫通孔、１３…第２の突起部、１４…第２の貫通孔、１５…収納穴、１６…挿入穴、１７…内部穴、１８…貫通孔、１９，１１０，１２０…連通路、１９ａ，１１０ａ〜１１０ｅ…上昇部分、１９ｂ…第１の開口部、１９ｃ…第２の開口部、１９ｄ，１１０ｄ…上端、１９ｅ，１１０ｅ…下端、２１…挿入穴、２２…第２の回転軸、２３…ピニオンギア、３２…第１の回転軸、３３…第１の貫通孔、３４…第２の貫通孔、４１…減速ギア、４２…第３の回転軸、４３…ウォーム、４４…ウォームホイール。
【図１】
0004729437.tif 000002
【図２】
0004729437.tif 000003
【図３】
0004729437.tif 000004
【図４】
0004729437.tif 000005
【図５】
0004729437.tif 000006
【図６】
0004729437.tif 000007