(57)【要約】【課題】  ２次空気制御弁のポペットバルブの開弁故障時における、２次空気供給システム内部の異常昇温を防止して、システム故障を防止することを課題とする。【解決手段】  ポペットバルブを駆動する動力伝達機構の最終ギヤを、別体構造の２つの第１、第２回転体１１、１２によって構成し、モータ側の第１回転体１１を、バルブ側の第２回転体１２の材質（金属材料）よりも融点が低い樹脂材料によって形成している。そして、電動モータまたは動力伝達機構の故障に伴ってポペットバルブが開弁故障した時に、ハウジング内部の空気流路に流れ込む高温排気ガスの熱を第１回転体１１の嵌合筒部６２の嵌合凸部６４に伝えて、嵌合凸部６４を熱変形（溶損）させて、モータ側の第１回転体１１の嵌合筒部６２とバルブ側の第２回転体１２の嵌合筒部７２との結合を外すことで、トーションスプリングのスプリング力によってポペットバルブを閉弁させる。【選択図】  図４
2007315232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）内燃機関の燃焼室に連通する空気流路を形成するハウジングと、
（ｂ）前記空気流路を開閉するバルブと、
（ｃ）このバルブを駆動する駆動力を発生する動力源、およびこの動力源の駆動力を前記バルブに伝達する動力伝達機構を有し、前記バルブを開弁作動方向に駆動するバルブ駆動装置と、
（ｄ）前記バルブを閉弁作動方向に付勢するスプリングと
を備えた空気制御弁において、
前記動力伝達機構は、同一軸線上に配設されて、前記バルブの動作範囲内で一体的に回転する２つの第１、第２回転体を有し、
前記第１回転体は、前記動力伝達機構の動力伝達経路上において前記第２回転体よりも動力源側に配設されて、第２回転体側に第１結合部を有し、
前記第２回転体は、前記動力伝達機構の動力伝達経路上において前記第１回転体よりもバルブ側に配設されて、第１回転体側に前記第１結合部に直接的に結合する第２結合部を有し、
前記第１結合部は、前記第２結合部の材質よりも融点の低い材料によって形成されていることを特徴とする空気制御弁。
【請求項２】
請求項１に記載の空気制御弁において、
前記第１回転体は、少なくとも前記第１結合部が、前記第２結合部の材質よりも熱に対する剛性または強度が低い材料によって形成されていることを特徴とする空気制御弁。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の空気制御弁において、
前記第１回転体は、少なくとも前記第１結合部が、前記第２回転体の材質よりも融点の低い材料によって形成されていることを特徴とする空気制御弁。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載の空気制御弁において、
前記第１回転体は、少なくとも前記第１結合部が、樹脂材料によって形成されており、  前記第２回転体は、少なくとも前記第２結合部が、金属材料によって形成されていることを特徴とする空気制御弁。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載の空気制御弁において、
前記ハウジングは、前記バルブの全閉位置を規制するバルブシートを有し、
前記スプリングは、前記第２回転体または前記バルブに対して、前記バルブを前記バルブシートに押し当てる方向に荷重を与えることを特徴とする空気制御弁。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載の空気制御弁において、
前記動力伝達機構は、軸線方向に延びる軸を有し、
前記スプリングは、前記軸の周囲を螺旋状に取り囲むように配設されたコイル部、およびこのコイル部の両端より引き出された２つのコイル端末を有していることを特徴とする空気制御弁。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載の空気制御弁において、
前記動力伝達機構は、軸線方向に延びる１本の軸を有し、
前記２つの第１、第２回転体は、前記軸の周囲を取り囲むように配設されていることを特徴とする空気制御弁。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の空気制御弁において、
前記第２結合部は、前記第２回転体の表面または端面に設けられた凹部を有し、
前記第１結合部は、前記凹部に係合する凸部を有していることを特徴とする空気制御弁。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載の空気制御弁において、
前記第２結合部は、前記第１結合部の内部にインサート成形されており、
前記第１結合部と前記第２結合部との間には、前記２つの第１、第２回転体の境界面が形成されていることを特徴とする空気制御弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハウジング内部に形成される空気流路を開閉する空気制御弁に関するもので、特に２次空気供給システムに組み込まれる２次空気制御弁に係わる。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来より、エンジン始動時に、２次空気流路管内に発生する２次空気を、エンジンの燃焼室より流出した排気ガスを浄化する三元触媒コンバータに導いて三元触媒の暖機を促進させる２次空気供給システムが公知である。これは、電動エアポンプと２次空気制御弁とが２次空気流路管を介して接続され、２次空気制御弁とエンジン排気管とが２次空気流路管を介して接続されている。ここで、２次空気制御弁として、ハウジング内部に形成される空気流路を開閉する電磁式開閉弁と、排気ガスが電動エアポンプ側または電磁式開閉弁側に逆流するのを防止する逆止弁とを一体化したコンビバルブが採用されている（例えば、特許文献１参照）。なお、２次空気制御弁のハウジングは、２次空気流路管の間に接続されている。
【０００３】
［先行の技術］
ここで、本出願人は、特願２００５−２０９６１３（平成１７年７月２０日出願：比較例１）において、２次空気制御弁の弁体（バルブ）の動力源として電動モータを採用した２次空気供給システムを出願した。そして、バルブを開弁駆動するバルブ駆動装置は、図７に示したように、バルブ１０１を駆動する駆動力を発生する電動モータ１０２と、モータギヤ１０３、中間減速ギヤ１０４および最終ギヤ１０５を有する歯車減速機構とによって構成されている。そして、最終ギヤ１０５に設けられたピニオンギヤ１０７とバルブ１０１のバルブ軸１１０に設けられたラック歯１１１とを噛み合わせて、電動モータ１０２により最終ギヤ１０５を回転駆動することで、最終ギヤ１０５の回転運動をバルブ軸１１０の直線運動に変換して、バルブ１０１を開弁駆動するように構成されている。
【０００４】
［先行の技術の不具合］
ところが、比較例１の最終ギヤ１０５においては、中間減速ギヤ１０４に噛み合って電動モータ１０２の駆動力を受ける最終減速ギヤ１０６と、スプリング１０９の閉弁力をバルブ軸１１０に伝えるピニオンギヤ１０７とが同一（一体構造）のため、電動モータ１０２に電力を供給してバルブ１０１を開弁している時に、何らかの要因により電動モータ１０２が故障（ロック）または歯車減速機構が故障（ロック）した場合、バルブ１０１が開いたまま動かなくなる可能性がある。
【０００５】
ここで、２次空気供給システムに組み込まれる２次空気制御弁においては、エンジンの排気バルブの開閉に伴って生じる排気脈動によって、エンジン排気管と２次空気流路管との合流部から２次空気制御弁のハウジング内部に高温流体（例えば５００℃以上の高温排気ガス等）が逆流する可能性がある。したがって、電動モータ１０２または歯車減速機構に故障が発生して、バルブ１０１の開弁状態が継続されると、バルブシート内部に形成される流路孔を通り越して電動エアポンプ側の２次空気供給システム内部に高温排気ガスが長期間繰り返し流れ込んでしまう。このため、２次空気供給システム内部が異常に高温となり、システムが故障する恐れがある。
【特許文献１】特開２００２−２７２０８０号公報（第１−５頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、バルブの開弁故障時における、ハウジング内部の空気流路への高温流体の流れ込みを防止することのできる空気制御弁を提供することにある。また、動力源または動力伝達機構の故障に伴ってバルブが開弁故障した時に、ハウジング内部の空気流路に流れ込む高温流体の熱を利用して、動力源側の第１回転体の第１結合部とバルブ側の第２回転体の第２結合部との結合を外すことで、スプリングの付勢力によってバルブを閉弁させることのできる空気制御弁を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、空気制御弁のバルブに、動力源に発生した駆動力を伝えてハウジング内部に形成される空気流路を開放している時に、動力源または動力伝達機構に故障が発生すると、空気制御弁のバルブが開弁状態に維持される。このような動力源または動力伝達機構の故障に伴ってバルブが開弁故障すると、ハウジング内部に形成される空気流路に流れ込む高温流体に、空気制御弁のバルブが晒されて、バルブ自体の温度が昇温して高温となる。そして、高温流体の熱が、バルブから第２回転体に伝わり、更に、第２回転体に設けられた第２結合部から第１回転体に設けられた第１結合部に伝わる。
【０００８】
ここで、動力源側の第１回転体の第１結合部は、バルブ側の第２回転体の第２結合部の材質よりも融点の低い材料によって形成されているので、第１回転体の第１結合部自体の温度が昇温して高温となると、第１結合部が第２結合部よりも先に熱変形する。この第１結合部の熱変形に伴って、第１結合部と第２結合部との結合力が弱まるため、第１回転体の第１結合部と第２回転体の第２結合部との結合が外れる。
これによって、スプリングの付勢力によって空気制御弁のバルブが閉弁し、ハウジング内部に形成される空気流路が閉鎖される。したがって、ハウジング内部に形成される空気流路への高温流体の流れ込みが止まり、ハウジング内部の異常昇温を防止することができる。
なお、この空気制御弁を、例えば２次空気供給システムに組み込んだ場合には、バルブの開弁故障時における、ハウジング内部の空気流路への高温流体の流れ込みを防止することができるので、システム内部への高温流体の流れ込みが止まり、システム内部の異常昇温を防止することができる。これにより、システム故障を防止することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明によれば、第１回転体のうちの少なくとも第１結合部を、第２結合部の材質よりも熱に対する剛性または強度が低い材料によって形成しても良い。
請求項３に記載の発明によれば、第１回転体のうちの少なくとも第１結合部を、第２回転体の材質よりも融点の低い材料によって形成しても良い。
請求項４に記載の発明によれば、第１回転体のうちの少なくとも第１結合部を、樹脂材料によって形成しても良く、また、第２回転体のうちの少なくとも第２結合部を、金属材料によって形成しても良い。
【００１０】
請求項５に記載の発明によれば、スプリングの荷重を、第２回転体または空気制御弁のバルブに対して与えることにより、空気制御弁のバルブをバルブシートに押し当てることができる。これによって、空気制御弁のバルブがバルブシートに着座してハウジング内部に形成される空気流路が閉鎖される。
請求項６に記載の発明によれば、動力伝達機構の軸の周囲を螺旋状に取り囲むように配設されたコイル部、およびこのコイル部の両端より引き出された２つのコイル端末によってスプリングを構成しても良い。なお、２つのコイル端末のうちの一方のコイル端末を、第２回転体に係止し、２つのコイル端末のうちの他方のコイル端末を、ハウジングに係止することで、バルブをバルブ全閉位置に戻す方向に付勢するように構成しても良い。
請求項７に記載の発明によれば、２つの第１、第２回転体を、動力伝達機構の１本の軸の周囲を取り囲むように配設しても良い。これにより、２つの第１、第２回転体を容易に同一軸線上に配設することが可能となる。
【００１１】
請求項８に記載の発明によれば、動力源または動力伝達機構の故障に伴ってバルブが開弁故障した時に、ハウジング内部の空気流路に流れ込む高温流体の熱が、空気制御弁のバルブ、第２回転体、第１回転体に伝わる。これにより、第１回転体の第１結合部の凸部自体の温度が昇温して高温となると、第１結合部の凸部が第２結合部よりも先に熱変形する。この凸部の熱変形に伴って、第１結合部の凸部と第２結合部の凹部との結合力が弱まるため、凸部と凹部との結合が外れる。
これによって、スプリングの付勢力によって空気制御弁のバルブが閉弁し、ハウジング内部に形成される空気流路が閉鎖される。したがって、ハウジング内部に形成される空気流路への高温流体の流れ込みが止まり、ハウジング内部の異常昇温を防止することができる。
【００１２】
請求項９に記載の発明によれば、動力源または動力伝達機構の故障に伴ってバルブが開弁故障した時に、ハウジング内部の空気流路に流れ込む高温流体の熱が、空気制御弁のバルブから第２回転体に伝わり、更に、第２回転体に設けられた第２結合部から、２つの第１、第２回転体の境界面を経て、第１回転体に設けられた第１結合部に伝わる。
ここで、第２結合部が、第１結合部の内部にインサート成形されており、動力源側の第１回転体の第１結合部は、バルブ側の第２回転体の第２結合部の材質よりも融点の低い材料によって形成されているので、第１回転体の第１結合部自体の温度が昇温して高温となると、第１結合部が第２結合部よりも先に熱変形する。この第１結合部の熱変形に伴って、第１回転体の第１結合部が第２回転体の第２結合部より剥離する。
【００１３】
すなわち、ハウジング内部の空気流路に流れ込む高温流体の熱によって２つの第１、第２回転体の境界面を境にして、第１回転体の第１結合部が第２回転体の第２結合部より剥離する。これにより、第１結合部と第２結合部との結合力が弱まるため、第１回転体の第１結合部と第２回転体の第２結合部との結合が外れる。これによって、スプリングの付勢力によって空気制御弁のバルブが閉弁し、ハウジング内部に形成される空気流路が閉鎖される。したがって、ハウジング内部に形成される空気流路への高温流体の流れ込みが止まり、ハウジング内部の異常昇温を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明を実施するための最良の形態は、動力源または動力伝達機構の故障に伴ってバルブが開弁故障した時であっても、空気制御弁を組み込んだ２次空気供給システム等のシステム内部の異常昇温を防止して、システム故障を防止するという目的を、動力源または動力伝達機構の故障に伴ってバルブが開弁故障した時に、ハウジング内部の空気流路に流れ込む高温流体の熱を利用して、動力源側の第１回転体の第１結合部とバルブ側の第２回転体の第２結合部との結合を外すことで、スプリングの付勢力によってバルブを閉弁させることで実現した。
【実施例１】
【００１５】
［実施例１の構成］
図１ないし図４は本発明の実施例１を示したもので、図１は２次空気制御弁の全体構造を示した図で、図２はモータアクチュエータの全体構造を示した図で、図３は２次空気制御弁の主要構造を示した図である。
【００１６】
本実施例の２次空気制御弁は、ガソリンエンジン等の内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ）の始動時に、２次空気流路管（流体流路管）内に発生する２次空気を三元触媒コンバータ（図示せず）に導いて三元触媒の暖機を促進させる２次空気供給システム（２次空気供給装置）に組み込まれている。この２次空気供給システムは、例えば自動車等の車両のエンジンルームに搭載されており、電動エアポンプ（図示せず）と２次空気制御弁とが２次空気流路管を介して接続され、２次空気制御弁とエンジン排気管とが２次空気流路管を介して接続されている。
【００１７】
２次空気制御弁は、ハウジングの内部に形成される２次空気流路（流体流路）を開閉するエア・スイッチング・バルブ（流体流路開閉弁、空気流路開閉弁：以下ＡＳＶと記す）と、２次空気流路管とエンジン排気管との合流部から排気ガス等の流体がＡＳＶ側に逆流することを防止するための逆止弁（図示せず）とを一体化した電動式流体制御弁（コンビバルブモジュール）である。なお、逆止弁は、電動エアポンプより吐出される２次空気の圧力によって開弁する薄膜状のリードバルブを有している。
【００１８】
そして、ＡＳＶは、中心軸線方向に往復直線運動を行うポペットバルブ１と、このポペットバルブ１が着座するバルブシート（弁座部）２とを備えている。なお、本実施例のポペットバルブ１は、ハウジング３の内部に組み込まれている。ここで、本実施例の２次空気供給システムは、エンジンの運転状態に基づいて電動エアポンプおよび２次空気制御弁の動力源である電動モータ４を電子制御するエンジン制御ユニット（以下ＥＣＵと呼ぶ：図示せず）を備えている。
【００１９】
ここで、ＥＣＵには、制御処理、演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラム、データを保存する記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリ）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。このＥＣＵは、イグニッションスイッチがオン（ＩＧ・ＯＮ）すると、メモリ内に格納されている制御プログラムに基づいて、電動モータ４に供給する供給電力を調整して電動モータ４の回転運動を制御するモータ制御ユニットである。そして、ＥＣＵは、エンジン始動時に、図示しない排気温度センサによって排気ガス温度を検出し、この排気ガス温度が所定値以下の時に、電動モータ４に電力を供給してＡＳＶを開弁駆動する。このとき、電動エアポンプにも電力が供給されるため、２次空気流路管の内部に形成される２次空気流路内に２次空気が発生する。
【００２０】
ＡＳＶのポペットバルブ１は、樹脂材料によって一体的に形成されており、ハウジング３の内部に移動自在に収容されている。このポペットバルブ１は、バルブシート２に対して着座、離脱して流路孔（ＡＳＶの弁口）５を閉塞、開放する弁体（２次空気制御弁の弁体）を構成している。このポペットバルブ１は、フランジ状のバルブ頭部（弁頭、バルブヘッド）６、および円柱状のバルブ軸部（弁軸、バルブ軸、バルブシャフト）７を有し、軸線方向に往復動作するように構成されている。なお、バルブ頭部６とバルブ軸部７とが別体で製造されて、その後に一体的に動作可能にバルブ頭部６とバルブ軸部７とが結合されたポペットバルブ１を用いても良い。
【００２１】
本実施例では、ポペットバルブ１のバルブ頭部６の背面側（バルブフェース）が、バルブシート２の図示下端面（流路孔５の開口周縁部）に着座するように構成されている。そのバルブ頭部６は、バルブ軸部７の中心軸線方向の一端部（図示下端部）にバルブ軸部７よりも外径が大きくなるように鍔状に設けられている。そして、バルブ頭部６の周囲には、バルブ頭部６がバルブシート２に着座した際の、バルブシート２との間のシール性（気密性）を高めるためのゴム系弾性体（シールゴム）６ａが焼き付け等の手段を用いて装着されている。
【００２２】
また、ポペットバルブ１のバルブ軸部７の中心軸線方向の一方側（図示下方側）の内部は、中空となっている。また、ポペットバルブ１のバルブ軸部７の中心軸線方向の他方側（図示上方側）には、バルブ軸部７の中心軸線方向に沿って凹凸を繰り返すように複数の歯部が形成されたラック歯（ラック）１３が設けられている。このラック歯１３は、後記する運動方向変換機構の一構成要素を成す。そして、ポペットバルブ１は、バルブ頭部６がバルブシート２より離座（リフト）している時、つまりバルブ開弁時に、逆止弁とバルブシート２との間に形成される空間（連通路１７）の途中で、バルブ頭部６が保持（配置）されるように構成されている。すなわち、ポペットバルブ１は、バルブ開弁時に、ポペットバルブ１の中心軸線方向の一方側（逆止弁側）に移動するように構成されている。
【００２３】
ここで、バルブシート２の内部には、内部を２次空気が通過する円形状の流路孔５が形成されている。なお、バルブシート２は、ハウジング３と別体で製造された後に、ハウジング３の内部に一体的に結合されるように構成しても良い。そして、本実施例では、ハウジング３に一体的に形成されたインレットパイプ１４の入口部（以下インレットポートと呼ぶ）１５からハウジング３の内部（流体導入流路１６）を経由して、流路孔５に２次空気が流れ込むように構成されている。また、ハウジング３の出口部には、連通路１７が形成されている。この連通路１７は、ＡＳＶの流路孔５と逆止弁のリードバルブにより開閉される流体通過口（図示せず）とを連通している。そして、ハウジング３の出口部の開口端縁部には、逆止弁のハウジングと結合する結合部１９が形成されている。なお、本実施例では、バルブシート２の内部に形成される流路孔５、ハウジング３の内部に形成される流体導入流路１６および連通路１７によって、ハウジング内部に形成される空気流路を形成している。
【００２４】
ここで、ＡＳＶのポペットバルブ１を開弁作動方向（または閉弁作動方向）に駆動するバルブ駆動装置（モータアクチュエータ）は、図１ないし図４に示したように、樹脂材料（例えばポリフェニレンサルファイド：ＰＰＳ等）によって一体的に形成されたハウジング３と、電力によって運転される電動モータ４と、この電動モータ４の駆動力をポペットバルブ１のバルブ軸部７に伝達する運動方向変換機構を含む動力伝達機構（ピニオンギヤ８、中間減速ギヤ９、最終ギヤ、ラック歯１３等）と、ポペットバルブ１のバルブ頭部６を閉弁作動方向（流路孔５を閉じる側）に付勢するトーションスプリング１０とによって構成されるモータトルク伝達装置である。
【００２５】
ハウジング３は、図示しないギヤカバーとの間に電動モータ４および動力伝達機構を収容している。このハウジング３の図示上端部には、樹脂モールド部材２１が組み付けられている。樹脂モールド部材２１は、樹脂材料（電気絶縁性樹脂、例えばガラス繊維３０％入りのポリブチレンテレフタレート：ＰＢＴＧ３０）によって一体的に形成されており、車両側（ＥＣＵ側）ワイヤハーネスの先端側に設けられた雌型コネクタに機械的に接続する雄型コネクタを一体的に形成している。なお、雄型コネクタは、車両側ワイヤハーネスの先端側に設けられる雌型コネクタを、雄型コネクタのコネクタシェル２２内に差し込むことで、ＥＣＵに内蔵されたモータ駆動回路と電動モータ４のターミナル２３、２４との電気的な接続が成される。その車両側ワイヤハーネスは、外周に絶縁保護チューブを施した導電線を束ねたもので、これらの各導電線は、雌型コネクタに設けられる各雌型ターミナルにそれぞれ電気的に接続されている。
【００２６】
ここで、本実施例のハウジング３には、内部に軸方向孔２５が形成された円筒状のバルブガイド２６、内部にモータ収容穴２７が形成されたモータケース２９、およびギヤカバーとの間にスプリング収容室を含むギヤ収容室３１を形成する筒状のギヤボックス３２等が一体的に形成されている。バルブガイド２６は、軸方向孔２５の内部でポペットバルブ１のバルブ軸部７を摺動自在に支持している。そして、ポペットバルブ１のバルブ軸部７の外周とハウジング３のバルブガイド２６の流体導入流路側（開口端側）の内周との間には、動力伝達機構の摺動部への異物（ダスト等）の侵入を防止すると共に、流体導入流路１６からの２次空気の漏洩を防止するための円環状のダストシール３３が装着されている。また、ハウジング３のモータケース２９は、モータ収容穴２７の内部に電動モータ４を収容している。
【００２７】
ギヤボックス３２は、ギヤカバーと共に動力伝達機構ケースを構成する。このギヤボックス３２は、ギヤ収容室３１の内部に、歯車減速機構の構成要素を成す各ギヤ（ピニオンギヤ８、中間減速ギヤ９、最終ギヤ）を回転自在に収容している。そして、ギヤボックス３２の底壁面では、モータケース２９のモータ収容穴２７のモータ挿入口が開口している。また、ギヤボックス３２は、歯車減速機構のうちの最終ギヤの周囲に螺旋状に配設されるトーションスプリング１０の円筒コイル部５０のコイル外径側を取り囲むように円筒状のスプリングガイドを有している。このスプリングガイドの内周部（内壁面）は、トーションスプリング１０の円筒コイル部５０のコイル外径側を保持するスプリング外周ガイドとして機能している。
【００２８】
電動モータ４は、モータ軸（モータシャフト）４１に一体化されたロータ、このロータの外周側に対向配置されたステータよりなるブラシレス直流（ＤＣ）モータであって、ロータには永久磁石（マグネット）を有するロータコアが設けられ、ステータにはアーマチャコイル（電機子巻線）が巻回されたステータコアおよび円筒ヨークが設けられている。また、電動モータ４のモータハウジングの前端面から外部に突出するように設けられた一対のモータ給電用端子４２は、電動モータ４のアーマチャコイルのコイル端末線とターミナル２４とを電気的に接続している。そして、電動モータ４は、ＥＣＵによって通電されるとモータ軸４１が正転方向（開弁方向）および逆転方向（閉弁方向）に回転する。ここで、電動モータ４の前端部（径小凸部、ベアリングホルダー）は、金属プレート４３のモータ嵌合穴４４に隙間嵌めされている。金属プレート４３は、ハウジング３のモータケース２９のモータ挿入口の開口周縁部に締結ネジ等のスクリュー４５を用いて締め付け固定されている。なお、ブラシレスＤＣモータの代わりに、ブラシ付きの直流（ＤＣ）モータや、三相誘導型電動機等の交流（ＡＣ）モータを用いても良い。
【００２９】
動力伝達機構は、電動モータ４の駆動力（回転トルク、モータ出力軸トルク：以下モータトルクと呼ぶ）を、ポペットバルブ１のバルブ軸部７に伝達するトルク伝動機構であって、電動モータ４のモータ軸４１の回転速度（モータスピード）を所定の減速比となるように減速する歯車減速機構よりなる。この歯車減速機構は、電動モータ４のモータ軸４１の外周に固定された円筒状のピニオンギヤ（モータ側ギヤ）８と、このピニオンギヤ８と噛み合ってピニオンギヤ８からモータトルクが伝達される中間減速ギヤ（中間ギヤ）９と、この中間減速ギヤ９と噛み合って中間減速ギヤ９からモータトルクが伝達される最終ギヤと、ポペットバルブ１のバルブ軸部７に設けられたラック歯１３とによって構成されている。
【００３０】
ピニオンギヤ８は、電動モータ４のモータ軸４１と同軸的（例えば同一軸線上）に配設されている。このピニオンギヤ８は、ハウジング３のギヤボックス３２に対して相対回転すると共に、電動モータ４のモータ軸４１の軸心を中心にして回転運動を行う回転体である。このピニオンギヤ８は、金属材料によって一体的に形成されており、モータ軸４１の周囲を取り囲むように配設された円筒状の小径筒部（円筒部）を有している。このピニオンギヤ８の円筒部は、電動モータ４のモータ軸４１の外周に圧入嵌合等により固定されて、電動モータ４のモータ軸４１と一体的に回転する。そして、ピニオンギヤ８の円筒部の外周には、複数の凸状歯が周方向全体に形成されている。ここで、電動モータ４のモータ軸４１は、電動モータ４のモータ軸方向（およびハウジング３のギヤボックス３２の軸線方向に平行な軸線方向）に延びる軸であり、ピニオンギヤ８の回転中心を成すピニオンギヤ軸（第１ギヤ軸）を構成する。このモータ軸４１は、ハウジング３のギヤボックス３２に対して相対回転する回転軸である。
【００３１】
中間減速ギヤ９は、電動モータ４のモータ軸４１に並列して配置されて、ポペットバルブ１のバルブ軸部７の中心軸線方向に対して直交する方向に中間減速ギヤ軸４６を有している。ここで、中間減速ギヤ軸４６は、電動モータ４のモータ軸方向およびハウジング３のギヤボックス３２の軸線方向に平行な軸方向に延びる支持軸であり、中間減速ギヤ９の回転中心を成す第２ギヤ軸を構成するものである。この中間減速ギヤ軸４６は、金属材料によって一体的に形成されており、ハウジング３のギヤボックス３２に対して固定されている。すなわち、中間減速ギヤ軸４６の軸線方向の一端部は、ギヤカバーに形成された嵌合凹部に圧入固定されている。また、中間減速ギヤ軸４６の軸線方向の他端部は、ハウジング３のギヤボックス３２に形成された嵌合凹部に圧入固定されている。
【００３２】
また、中間減速ギヤ９は、ハウジング３のギヤボックス３２に対して相対回転すると共に、中間減速ギヤ軸４６の軸心を中心にして回転運動を行う回転体である。この中間減速ギヤ９は、樹脂材料（例えばポリアミド樹脂：ＰＡ）によって一体的に形成されており、中間減速ギヤ軸４６の周囲を取り囲むように配設された円筒状の小径筒部（円筒部）を有している。この中間減速ギヤ９の円筒部は、中間減速ギヤ軸４６の外周に回転自在に嵌め合わされて、中間減速ギヤ軸４６の中心軸線周りに回転する。この中間減速ギヤ９の円筒部の軸線方向の一端部には、ピニオンギヤ８と噛み合う大径ギヤ４７が形成されている。この大径ギヤ４７は、中間減速ギヤ９の円筒部の外周に周方向全体に形成された複数の凸状歯である。また、中間減速ギヤ９の円筒部の軸線方向の他端側には、最終ギヤと噛み合う小径ギヤ（図示せず）が形成されている。この小径ギヤは、中間減速ギヤ９の円筒部の外周に周方向全体に形成された複数の凸状歯である。
【００３３】
本実施例のトーションスプリング１０は、図２および図３に示したように、最終ギヤの最終ギヤ軸４９の周囲に弾性変形可能に配設されて、最終ギヤの回転位置を初期位置（デフォルト位置）に戻す方向に付勢するコイルスプリング（戻りバネ）である。また、トーションスプリング１０は、最終ギヤ（２つの第１、第２回転体１１、１２）が正転方向（ポペットバルブ１の開弁方向）に回転すると、最終ギヤを正転方向に対して反対方向（逆転方向）に回転させる捩じり弾性力が蓄積される。なお、トーションスプリング１０は、常時、最終ギヤに対して、ポペットバルブ１を流路孔５の開口周縁部（バルブシート２）に押し当てる方向にバネ荷重を与えるバネ荷重付与手段としての機能を有している。
【００３４】
このトーションスプリング１０は、最終ギヤ、特に第１回転体１１の外周とハウジング３のスプリングガイドの内周部との間に形成されるスプリング収容空間の内部に配設された円筒コイル部５０を有している。この円筒コイル部５０は、スプリング収容空間の内部において第１回転体１１の周囲を螺旋状に取り囲むように最終ギヤの軸線方向に沿って配設されている。そして、トーションスプリング１０の円筒コイル部５０の軸線方向の両側には、最終ギヤのフランジ部５７およびハウジング３のギヤボックス３２にそれぞれ保持される一対の第１、第２コイル端末５１、５２が設けられている。第１コイル端末５１は、Ｌ字状に形成されており、最終ギヤの第２回転体１２に設けられた第１スプリングフック（第１係止部）５３に係止されている。また、第２コイル端末５２は、Ｌ字状に形成されており、ハウジング３のギヤボックス３２の内周部に設けられた第２スプリングフック（第２係止部）５４に係止されている。
【００３５】
最終ギヤは、図１ないし図４に示したように、電動モータ４のモータ軸４１に並列して配置されて、ポペットバルブ１のバルブ軸部７の中心軸線方向に対して直交する方向に最終ギヤ軸４９を有している。ここで、最終ギヤ軸４９は、本発明の動力伝達機構の軸に相当するもので、電動モータ４のモータ軸方向およびハウジング３のギヤボックス３２の軸線方向に平行な軸方向に延びる支持軸であり、最終ギヤの回転中心を成す第３ギヤ軸を構成するものである。この最終ギヤ軸４９は、金属材料によって一体的に形成されており、ハウジング３のギヤボックス３２に対して固定されている。すなわち、最終ギヤ軸４９の軸線方向の一端部は、ギヤカバーに形成された嵌合凹部に圧入固定されている。また、最終ギヤ軸４９の軸線方向の他端部は、ハウジング３のギヤボックス３２に形成された嵌合凹部に圧入固定されている。また、最終ギヤは、最終ギヤ軸４９の軸心を中心にして回転運動を行う２つの第１、第２回転体１１、１２によって構成されている。
【００３６】
第１回転体１１は、それ自体が最終減速ギヤを構成し、動力伝達機構（歯車減速機構）の動力伝達経路上において第２回転体１２よりもモータ側に配設されて、ハウジング３のギヤボックス３２に対して相対回転する。この第１回転体１１は、第２回転体１２の材質よりも熱に対する剛性または強度が低く、しかも第２回転体１２の材質よりも融点が低い樹脂材料（例えばポリアミド樹脂：ＰＡ）によって一体的に形成されている。そして、第１回転体１１は、最終ギヤ軸４９の周囲を取り囲むように配設されて、内部に軸方向孔５５が形成された円筒状の小径筒部（円筒部）５６を有している。この第１回転体１１の小径筒部５６は、最終ギヤ軸４９の外周に回転自在に嵌め合わされて、最終ギヤ軸４９の中心軸線周りに回転する。
【００３７】
そして、第１回転体１１の小径筒部５６の軸線方向の一端部には、小径筒部５６の外周から最終ギヤの半径方向の外径側に突出するように円環板状のフランジ部５７が一体的に形成されている。このフランジ部５７の最大外径部には、小径筒部５６の外径よりも大きく、中間減速ギヤ９の小径ギヤと噛み合う最終減速ギヤ部５９が形成されている。この最終減速ギヤ部５９は、フランジ部５７の最大外径部の外周の一部に円弧状に形成された複数の凸状歯である。なお、最終減速ギヤ部５９の板厚（第１回転体１１の軸線方向の寸法）は、フランジ部５７よりも厚い。
【００３８】
また、第１回転体１１の小径筒部５６の軸線方向の他端部には、内部に軸方向孔５５よりも内径の大きい嵌合孔６１が形成された円筒状の嵌合筒部（第１結合部）６２が一体的に形成されている。この嵌合筒部６２は、第２回転体１２の第２結合部の周囲を覆うように延びており、嵌合孔６１の底部に、第２回転体１２の結合端面に対向配置される円環状の結合端面６３が形成されている。また、本実施例では、軸方向孔５５および嵌合孔６１の内部を最終ギヤ軸４９が貫通している。そして、第１回転体１１の嵌合筒部６２の内周面には、第２回転体１２の第２結合部の表面に係合される複数個の嵌合凸部６４が一体的に形成されている。これらの嵌合凸部６４は、嵌合筒部６２の周方向に所定の間隔（等間隔：例えば１２０°間隔）で、嵌合筒部６２の内周面から最終ギヤ軸側（第１回転体１１の中心軸線側）に向けて突出するように筋状に設けられている。複数個の嵌合凸部６４は、嵌合筒部６２の開口端から嵌合孔６１の底部に向けて、第１回転体１１の嵌合筒部６２の軸線方向に延びている。
【００３９】
また、第１回転体１１の小径筒部５６および嵌合筒部６２の外周部は、トーションスプリング１０の円筒コイル部５０のコイル内径側を保持するスプリング内周ガイドとして機能している。また、第１回転体１１の小径筒部５６および嵌合筒部６２は、ハウジング３のスプリングガイドの内周部との間に、トーションスプリング１０の円筒コイル部５０を弾性変形自在に収容する円筒状のスプリング収容空間を形成している。なお、フランジ部５７には、第１回転体１１の小径筒部５６および嵌合筒部６２の外周とトーションスプリング１０の円筒コイル部５０のコイル内径との円筒状隙間と、スプリング収容空間の外部（本実施例では最終ギヤの外部）とをフランジ部５７の軸線方向に連通するように開口した３つのスリット６５が形成されている。
【００４０】
第２回転体１２は、第１回転体１１と同軸的（例えば同一軸線上）に配設されている。また、第２回転体１２は、それ自体が出力ギヤを構成し、動力伝達機構（歯車減速機構）の動力伝達経路上において第１回転体１１よりもバルブ側（特に最もバルブ側）に配設されて、ハウジング３のギヤボックス３２に対して相対回転する。この第２回転体１２は、金属材料によって一体的に形成されており、最終ギヤ軸４９の周囲を取り囲むように配設されて、内部に軸方向孔７１が形成された円筒状の嵌合筒部（円筒部）７２を有している。この第２回転体１２の嵌合筒部７２は、最終ギヤ軸４９の外周に回転自在に嵌め合わされて、最終ギヤ軸４９の中心軸線周りに回転する。また、本実施例では、軸方向孔７１の内部を最終ギヤ軸４９が貫通している。
【００４１】
第２回転体１２の嵌合筒部７２の軸線方向の一端部には、第１回転体１１の結合端面６３に対向配置される円環状の結合端面７３が形成されている。また、第２回転体１２の嵌合筒部７２は、第１回転体１１の嵌合孔６１の内部に嵌め込まれて嵌合筒部６２に結合する第２結合部を構成している。この嵌合筒部７２の外周面（表面）には、複数個の嵌合凸部６４を係合する複数個の嵌合凹部７４が一体的に形成されている。これらの嵌合凹部７４は、嵌合筒部７２の外周面において嵌合凸部６４に対応した位置に筋状に設けられている。そして、本実施例の最終ギヤは、第１回転体１１の嵌合筒部６２の嵌合凸部６４と第２回転体１２の嵌合筒部７２の嵌合凹部７４とを係合（または嵌合）させることで、第１回転体１１に対する第２回転体１２の相対回転が阻止される。つまり２つの第１、第２回転体１１、１２の回り止めが成される。
【００４２】
なお、複数個の嵌合凸部６４を除く、第１回転体１１の嵌合筒部６２の内周面（内径面）と、第２回転体１２の嵌合筒部７２の外周面（外径面）との間には、第１回転体１１に対して第２回転体１２の相対回転を可能とする微少なクリアランスが形成されている。また、第２回転体１２の嵌合筒部７２の軸線方向の他端部には、運動方向変換機構の構成要素の１つであるピニオンギヤ部７５が形成されている。このピニオンギヤ部７５は、第２回転体１２の嵌合筒部７２の外周の一部（最大外径部７９）に円弧状に形成された複数の凸状歯である。
【００４３】
運動方向変換機構は、最終ギヤの第２回転体１２のピニオンギヤ部７５、およびこのピニオンギヤ部７５と噛み合う複数のラック歯１３等よりなり、最終ギヤの回転運動をポペットバルブ１の中心軸線方向の往復直線運動に変換するラック・アンド・ピニオン部を構成している。また、複数のラック歯１３は、ポペットバルブ１のバルブ軸部７の軸線方向のバルブ頭部側に対して反対側（バルブ軸部７の中心軸線方向の他方側）の、ピニオン側面に設けられている。これらのラック歯１３は、バルブ軸部７の中心軸線方向に沿って凹凸を繰り返すように形成されている。なお、本実施例では、複数のラック歯１３をポペットバルブ１のバルブ軸部７に一体的に形成しているが、複数のラック歯１３をラックバーに一体的に形成した後に、ポペットバルブ１のバルブ軸部７とラックバーとが一体的に動作可能となるように結合しても良い。
【００４４】
［実施例１の作用］
次に、本実施例の２次空気供給システムの作用、特にこの２次空気供給システムに組み込まれる２次空気制御弁の作用、すなわち、２次空気制御弁を開弁駆動した際の２次空気の流れを図１ないし図４に基づいて説明する。
【００４５】
ここで、自動車等の車両には、エンジンの燃焼室より排出される排気ガス中の有害成分とされる、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の３つの元素を一括して化学反応により、無害な成分に変化させる、特に酸化作用により炭化水素（ＨＣ）を無害な水（Ｈ2 Ｏ）に変化させる三元触媒コンバータ等の排気ガス浄化装置が搭載されている。しかし、三元触媒は、エンジンの燃焼時における空気と燃料との混合比が理論空燃比でないと、化学反応が正しく行われないので、理論空燃比である１５：１を保つ必要がある。また、三元触媒は、エンジンの始動直後のような排気ガス温度が低い場合（約３５０℃以下）はうまく作動しない。
【００４６】
このため、エンジン始動時、排気ガス温度が低い時には、電動エアポンプを動作させて、２次空気流路管内に２次空気を発生させ、この電動エアポンプの動作によって発生した２次空気を２次空気流路管、２次空気制御弁、エンジン排気管を経由して三元触媒コンバータに導いて三元触媒の暖機を促進させて三元触媒を活性化させることが望ましい。そこで、ＥＣＵは、エンジンの始動直後のような排気ガス温度が低い時（排気温度センサによって検出した排気ガス温度が所定値よりも低い時、あるいは触媒温度センサによって検出した三元触媒の温度が所定値よりも低い時）に、電動エアポンプに電力（ポンプ駆動電流）を供給して、電動エアポンプを動作させる。これにより、電動エアポンプによる２次空気の圧送供給が開始される。
【００４７】
また、ＥＣＵは、２次空気制御弁の電動モータ４に電力（モータ駆動電流）を供給して、モータ軸４１を、ポペットバルブ１を開弁駆動させるのに必要な所定の回転角度分だけ回転させる。これにより、モータトルクによって歯車減速機構および運動方向変換機構（ラック・アンド・ピニオン）よりなる動力伝達機構を介してポペットバルブ１が開弁駆動される。具体的には、電動モータ４のモータ軸４１が所定の回転角度分だけ回転し、この電動モータ４のモータ軸４１に固定されているピニオンギヤ８がモータ軸４１の中心軸線周りに所定の回転角度分だけ回転し、そのピニオンギヤ８と噛合されている中間減速ギヤ９の大径ギヤ４７にモータトルクが伝達される。
【００４８】
そして、大径ギヤ４７の回転に伴って中間減速ギヤ９の小径ギヤが中間減速ギヤ軸４６の中心軸線周りに所定の回転角度分だけ回転し、その小径ギヤと噛合されている最終ギヤの第１回転体１１の最終減速ギヤ部５９にモータトルクが伝達される。このとき、トーションスプリング１０には、最終ギヤ（２つの第１、第２回転体１１、１２）を元の位置に逆回転させる方向の捩じり弾性力が発生する（蓄積される）。
そして、電動モータ４のモータトルク（回転トルク）が、第１回転体１１の嵌合筒部６２の内周面に設けられた複数個の嵌合凸部６４から、これらの嵌合凸部６４に動力伝達可能に係合（または嵌合）する複数個の嵌合凹部７４を有する第２回転体１２の嵌合筒部７２に伝わる。
【００４９】
すなわち、第１回転体１１の最終減速ギヤ部５９の回転に伴って最終ギヤの第２回転体１２のピニオンギヤ部７５が最終ギヤ軸４９の中心軸線周りに所定の回転角度分だけ回転し、そのピニオンギヤ部７５と噛み合う複数のラック歯１３を有するバルブ軸部７が、ピニオンギヤ部７５の回転角度分だけ、バルブ軸部７の中心軸線方向の一方側（ポペットバルブ１のバルブ頭部６が流路孔５を開く側、図示下方側）に直線運動する。これにより、バルブ軸部７の中心軸線方向の一端側（図示下端側）に設けられたバルブ頭部６の背面側が、バルブシート２より離座することで流路孔５が開放される。このとき、ポペットバルブ１のバルブ頭部６は、バルブシート２よりも２次空気の流れ方向の下流側にリフトするため、ポペットバルブ１の開弁中はバルブ頭部６が逆止弁の流体通過口の直前の位置で開弁状態が保持される。
【００５０】
したがって、電動エアポンプの吐出口から吐出された２次空気は、２次空気流路管を経由してインレットポート１５からインレットパイプ１４内に流入する。インレットパイプ１４内に流入した２次空気は、インレットポート１５から流体導入流路１６を経由して、流路孔５に流れ込む。そして、流路孔５を通過した２次空気は、連通路１７の内部においてポペットバルブ１のバルブ頭部６の外周端縁部と連通路１７の流路壁面との間を通って、逆止弁の流体通過口に流れ込む。そして、逆止弁の流体通過口に流入した２次空気の圧力によって逆止弁のリードバルブが開弁し、逆止弁の流体通過口が開放される。これにより、逆止弁の流体通過口を通過した２次空気は、逆止弁のハウジングより流出して、三元触媒コンバータの上流側のエンジン排気管を経由し、三元触媒コンバータに送り込まれる。このため、エンジン始動時、排気ガス温度が低い時でも、電動エアポンプを作動させることにより発生する２次空気が三元触媒コンバータに導かれるので、酸素（Ｏ2 ）が燃焼し三元触媒が昇化、活性化する。特に酸化作用により炭化水素（ＨＣ）が無害な水（Ｈ2 Ｏ）に変化することで、炭化水素（ＨＣ）の大気中への排出量が低減される。
【００５１】
［実施例１の効果］
以上のように、本実施例の２次空気制御弁においては、ポペットバルブ１を駆動する動力伝達機構（歯車減速機構）の最終ギヤが、別体構造の２つの第１、第２回転体１１、１２によって構成されている。そして、動力伝達機構（歯車減速機構）の動力伝達経路上においてモータ側に配設される第１回転体１１を、金属材料よりも耐熱性に劣り、融点の低い樹脂材料によって形成し、また、動力伝達機構（歯車減速機構）の動力伝達経路上においてバルブ側に配設される第２回転体１２を、樹脂材料よりも耐熱性に優れ、融点の高い金属材料によって形成している。
【００５２】
そして、第１回転体１１の嵌合筒部６２の嵌合凸部６４と第２回転体１２の嵌合筒部７２の嵌合凹部７４とを係合させた状態で、第１回転体１１の嵌合筒部６２の嵌合孔６１の内部に、第２回転体１２の嵌合筒部７２を差し込むことで、２つの第１、第２回転体１１、１２を一体化して最終ギヤを構成している。このとき、第１回転体１１の嵌合筒部６２の結合端面６３と第２回転体１２の嵌合筒部７２の結合端面７３とが面接触（または微少間隙を隔てて対向配置）される。
【００５３】
そして、２次空気供給システムに組み込まれた２次空気制御弁においては、ポペットバルブ１に、電動モータ４に発生したモータトルク（駆動力）を伝えてバルブシート２の流路孔５を開放している時に、電動モータ４または動力伝達機構（歯車減速機構）に故障（ロック）が発生すると、ポペットバルブ１が開弁状態に維持される。
このような電動モータ４または動力伝達機構（歯車減速機構）の故障（ロック）に伴ってポペットバルブ１が開弁故障すると、ハウジング３の内部に形成される連通路１７および流体導入流路１６に流れ込む高温流体（例えば５００℃以上の高温排気ガス）に、ポペットバルブ１のバルブ頭部６およびバルブ軸部７が晒されて、ポペットバルブ自体の温度が昇温して高温となる。そして、高温排気ガスの熱が、ポペットバルブ１のバルブ軸部７から最終ギヤの第２回転体１２に設けられたピニオンギヤ部７５に伝わり、第２回転体自体の温度が昇温して高温となり、第２回転体１２の嵌合筒部７２の外周面に設けられた嵌合凹部７４から第１回転体１１の嵌合筒部６２の内周面に設けられた嵌合凸部６４に伝わる。
【００５４】
ここで、モータ側の第１回転体１１は、バルブ側の第２回転体１２の材質（金属材料）よりも熱に対する剛性または強度が低く、しかも第２回転体１２の材質よりも融点が低い樹脂材料によって形成されているので、第１回転体１１の嵌合筒部６２の嵌合凸部自体の温度が昇温して高温となると、複数個の嵌合凸部６４が第２回転体１２の嵌合筒部７２よりも先に熱変形（溶損）する。これらの嵌合凸部６４の熱変形に伴って、第１回転体１１の嵌合筒部６２と第２回転体１２の嵌合筒部７２との結合力が弱まるため、第１回転体１１の嵌合筒部６２と第２回転体１２の嵌合筒部７２との結合が外れる。これによって、トーションスプリング１０のスプリング力（付勢力、バネ荷重）によってポペットバルブ１がバルブ全閉位置に戻されて閉弁（全閉）し、バルブシート２の流路孔５が閉鎖される。  
【００５５】
したがって、２次空気制御弁のポペットバルブ１の開弁故障時における、ハウジング３の内部に形成される連通路１７および流体導入流路１６への高温排気ガスの流れ込みを防止することができるので、バルブシート２よりも電動エアポンプ側のシステム内部への高温排気ガスの流れ込みが止まる。すなわち、バルブシート２よりも電動エアポンプ側のシステム内部への高温排気ガスの流れ込みを確実に阻止できるので、２次空気供給システム内部の異常昇温を防止することができる。これにより、システム故障を防止することができる。また、ダストシール３３の材質としてゴム材料等を用いた場合には、高温排気ガスの熱を受けてダストシール３３が熱劣化するのを防止できるので、ダストシール３３のシール性能の低下を防止することができる。
【実施例２】
【００５６】
図５は本発明の実施例２を示したもので、歯車減速機構の最終ギヤを示した図である。  
【００５７】
本実施例の２次空気制御弁においては、ポペットバルブ１を駆動する動力伝達機構（歯車減速機構）の最終ギヤが、別体構造の２つの第１、第２回転体１１、１２によって構成されている。そして、動力伝達機構（歯車減速機構）の動力伝達経路上においてモータ側に配設される第１回転体１１を、バルブ側の第２回転体１２の材質（金属材料）よりも熱に対する剛性または強度が低く、しかも第２回転体１２の材質よりも融点が低い樹脂材料によって形成している。
【００５８】
そして、本実施例の第１回転体１１は、実施例１と異なり、嵌合筒部６２は設けられていないが、内部を最終ギヤ軸４９が貫通する軸方向孔５５が形成された小径筒部５６を有している。この小径筒部５６の軸線方向の他端面（第１回転体１１の端面）には、円環状の結合端面（第１回転体１１の第１結合部）６３が形成されている。また、本実施例の第２回転体１２は、実施例１と異なり、嵌合筒部７２は設けられていないが、内部を最終ギヤ軸４９が貫通する軸方向孔７１が形成された円筒状の小径筒部（円筒部）７６を有している。この小径筒部７６の軸線方向の一端面（第２回転体１２の端面）には、第１回転体１１の結合端面６３に対向配置される円環状の結合端面（第２回転体１２の第２結合部）７３が形成されている。
【００５９】
そして、第１回転体１１の小径筒部５６の結合端面６３には、第２回転体１２の小径筒部７６の結合端面７３に係合される複数個の嵌合凸部６４が一体的に形成されている。これらの嵌合凸部６４は、小径筒部５６の周方向に所定の間隔（等間隔：例えば１２０°間隔）で、小径筒部５６の結合端面６３から軸線方向の他方側（第２回転体側）に向けて突出するように筋状に設けられている。複数個の嵌合凸部６４は、軸方向孔５５の開口端から小径筒部５６の外周（外径面）に向けて、第１回転体１１の小径筒部５６の軸線方向に対して直交する半径方向に延びている。
【００６０】
また、第２回転体１２の小径筒部７６の結合端面７３には、複数個の嵌合凸部６４を係合する複数個の嵌合凹部７４が一体的に形成されている。これらの嵌合凹部７４は、小径筒部７６の結合端面７３において嵌合凸部６４に対応した位置に筋状に設けられている。そして、第１回転体１１の小径筒部５６の嵌合凸部６４と第２回転体１２の小径筒部７６の嵌合凹部７４とを係合させて、第１回転体１１の小径筒部５６の結合端面６３と第２回転体１２の小径筒部７６の結合端面７３とを結合（または接合）することで、２つの第１、第２回転体１１、１２が一体化されて最終ギヤが構成される。
本実施例においても実施例１と同様な効果を達成することができる。
【実施例３】
【００６１】
図６は本発明の実施例３を示したもので、歯車減速機構の最終ギヤを示した図である。  
【００６２】
本実施例の２次空気制御弁においては、ポペットバルブ１を駆動する動力伝達機構（歯車減速機構）の最終ギヤが、別体構造の２つの第１、第２回転体１１、１２によって構成されている。そして、動力伝達機構（歯車減速機構）の動力伝達経路上においてモータ側に配設される第１回転体１１を、バルブ側の第２回転体１２の材質（金属材料）よりも熱に対する剛性または強度が低く、しかも第２回転体１２の材質よりも融点が低い樹脂材料によって形成している。そして、本実施例の第１回転体１１は、実施例１と異なり、嵌合筒部６２の内周面に嵌合凸部６４が設けられていない。また、第２回転体１２は、実施例１と異なり、嵌合筒部７２の外周面に嵌合凹部７４が設けられていない。
【００６３】
そして、最終ギヤを製造する際に、第１回転体１１の嵌合筒部６２の内部に、第２回転体１２の嵌合筒部７２をインサート成形することによって、２つの第１、第２回転体１１、１２を一体化している。また、第１回転体１１の嵌合筒部６２の内周面と第２回転体１２の嵌合筒部７２の外周面との間には、第１回転体１１と第２回転体１２との境界面が形成されている。なお、本実施例では、第１回転体１１の嵌合筒部６２の内周面および第２回転体１２の嵌合筒部７２の外周面を単純な円筒面としている。また、第１回転体１１の嵌合筒部６２の結合端面６３と第２回転体１２の嵌合筒部７２の結合端面７３との間には、第１回転体１１と第２回転体１２との境界面が形成されている。なお、本実施例では、第１回転体１１の嵌合筒部６２の結合端面６３および第２回転体１２の嵌合筒部７２の結合端面７３を平面としている。
【００６４】
ここで、２次空気供給システムに組み込まれた２次空気制御弁においては、ポペットバルブ１に、電動モータ４に発生したモータトルク（駆動力）を伝えてバルブシート２の流路孔５を開放している時に、電動モータ４または動力伝達機構（歯車減速機構）に故障（ロック）が発生すると、ポペットバルブ１が開弁状態に維持される。
このような電動モータ４または動力伝達機構（歯車減速機構）の故障（ロック）に伴ってポペットバルブ１が開弁故障すると、ハウジング３の内部に形成される連通路１７および流体導入流路１６に流れ込む高温流体（例えば５００℃以上の高温排気ガス）に、ポペットバルブ１のバルブ頭部６およびバルブ軸部７が晒されて、ポペットバルブ自体の温度が昇温して高温となる。そして、高温排気ガスの熱が、ポペットバルブ１のバルブ軸部７から最終ギヤの第２回転体１２に設けられたピニオンギヤ部７５に伝わり、第２回転体自体の温度が昇温して高温となり、第２回転体１２の嵌合筒部７２から第１回転体１１の嵌合筒部６２に伝わる。
【００６５】
ここで、本実施例の最終ギヤは、第２回転体１２の嵌合筒部７２が、第１回転体１１の嵌合筒部６２の内部にインサート成形されており、第１回転体１１が、第２回転体１２の材質（金属材料）よりも熱に対する剛性または強度が低く、しかも第２回転体１２の材質よりも融点が低い樹脂材料によって形成されているので、第１回転体１１の嵌合筒部自体の温度が昇温して高温となると、嵌合筒部６２の内周面および結合端面６３が第２回転体１２の嵌合筒部７２よりも先に熱変形（溶損）する。第１回転体１１の嵌合筒部６２の熱変形に伴って、第１回転体１１の嵌合筒部６２が第２回転体１２の嵌合筒部７２より剥離する。
【００６６】
すなわち、ハウジング３の内部に形成される連通路１７および流体導入流路１６に流れ込む高温排気ガスの熱によって２つの第１、第２回転体１１、１２の境界面を境にして、第１回転体１１の嵌合筒部６２が第２回転体１２の嵌合筒部７２より剥離する。これにより、第１回転体１１の嵌合筒部６２と第２回転体１２の嵌合筒部７２との結合力が弱まるため、第１回転体１１の嵌合筒部６２と第２回転体１２の嵌合筒部７２との結合が外れる。これによって、トーションスプリング１０のスプリング力（付勢力、バネ荷重）によってポペットバルブ１がバルブ全閉位置に戻されて閉弁（全閉）し、バルブシート２の流路孔５が閉鎖される。
【００６７】
したがって、２次空気制御弁のポペットバルブ１の開弁故障時における、ハウジング３の内部に形成される連通路１７および流体導入流路１６への高温排気ガスの流れ込みを防止することができるので、バルブシート２よりも電動エアポンプ側のシステム内部への高温排気ガスの流れ込みが止まる。すなわち、バルブシート２よりも電動エアポンプ側のシステム内部への高温排気ガスの流れ込みを確実に阻止できるので、２次空気供給システム内部の異常昇温を防止することができる。これにより、システム故障を防止することができる。
【００６８】
［変形例］
本実施例では、本発明を、自動車等の車両に搭載される２次空気供給システムに組み込まれるＡＳＶのポペットバルブ１を駆動するバルブ駆動装置（モータアクチュエータ）の動力伝達機構（特に歯車減速機構）に適用しているが、これに限定する必要はなく、例えば内燃機関の燃焼室より吸気通路内に逆流する燃焼熱に弁体（バルブ）が晒される吸入空気流制御弁（スワール流制御弁やタンブル流制御弁等）または吸入空気量制御弁（スロットルバルブやアイドル回転速度制御弁等）、あるいは内燃機関の燃焼室より流出した排気ガスを内燃機関の吸気通路に再循環させる排気ガス還流路を通過するＥＧＲガス量を制御する排気ガス還流量制御弁（ＥＧＲ制御弁）等の空気制御弁の弁体（バルブ）を駆動するバルブ駆動装置（アクチュエータ）の動力伝達機構に適用しても良い。これらの場合には、逆止弁を設けなくても良い。
【００６９】
また、本発明を、空気流路開閉弁、空気流路遮断弁、空気流量制御弁、空気圧力制御弁等の空気制御弁の弁体（バルブ）を駆動するバルブ駆動装置（アクチュエータ）の動力伝達機構（トルク伝動機構、歯車減速機構等）に適用しても良い。また、バルブとして、ロータリーバルブ、バタフライバルブ、シャッター状バルブ、ボールバルブ等を用いても良く、また、バルブ頭部とバルブ軸部とが別体で製造されて、その後に一体的に動作可能にバルブ頭部とバルブ軸部とが結合されたバルブを用いても良い。なお、流体としては、エア（２次空気、空気）や蒸発燃料等の気体を使用することができる。
【００７０】
本実施例では、動力源として電力の供給を受けるとモータトルク（駆動力、回転トルク）を発生する電動モータ４を用いているが、動力源として電動モータ４の代わりにロータリーソレノイドを用いても良い。また、回転体として、ギヤだけでなく、リンクレバー等のレバー部品を用いても良い。本実施例では、スプリングとしてトーション（コイル）スプリング１０を用いた例を説明したが、スプリングとして二重コイルスプリング、不等ピッチコイルスプリング、俵形ピッチコイルスプリング、板バネ等を用いても良い。
【００７１】
本実施例では、本発明の動力伝達機構（トルク伝動機構、歯車減速機構等）に組み込まれる２つの第１、第２回転体を、歯車減速機構のうちの最終ギヤを構成する２つの第１、第２回転体１１、１２に適用しているが、歯車減速機構のうちの中間減速ギヤ９を別体構造に変更しても良い。この場合には、動力源（モータ）側の第１回転体が大径ギヤ４７を構成し、弁体（バルブ）側の第２回転体が小径ギヤを構成する。また、最終ギヤを金属材料等によって一体化しておき、大径ギヤ４７を小径ギヤの材質よりも融点の低い材料によって形成する。
【００７２】
本実施例では、動力伝達機構（トルク伝動機構、歯車減速機構等）の出力ギヤを構成する第２回転体１２に対して、ポペットバルブ１をバルブシート２に押し当てる方向に、つまり流路孔（空気流路）５を閉じるバルブ全閉位置に戻す方向にバネ荷重（スプリング力、付勢力）を与えるバネ荷重付与手段としてのトーション（コイル）スプリング１０を用いているが、空気制御弁の弁体（バルブ）に対して、バルブをバルブシートに押し当てる方向に、つまり空気流路を全閉するバルブ全閉位置に戻す方向に荷重を与える荷重付与手段を用いても良い。
【００７３】
本実施例では、動力伝達機構（トルク伝動機構、歯車減速機構等）の最終ギヤ（２つの第１、第２回転体１１、１２）が、ハウジング３に固定された最終ギヤ軸（支持軸、固定軸）４９に対して相対回転するように配設されているが、動力伝達機構（トルク伝動機構、歯車減速機構等）の最終ギヤ（２つの第１、第２回転体１１、１２）が、ハウジング３に回転自在に支持された最終ギヤ軸（出力軸、固定軸）と一体的に回転するように配設しても良い。この場合には、最終ギヤ軸を別体構造にして、２つの第１、第２回転体１１、１２の各軸方向孔に固定する。
【００７４】
また、少なくとも第１回転体１１の嵌合筒部（第１結合部）６２または結合端面６３または嵌合凸部６４を、少なくとも第２回転体１２の嵌合筒部（第２結合部）７２の材質よりも融点の低い材料によって形成しても良い。また、ハウジング３を、第２回転体（１２）の材質よりも融点の低い材料によって形成しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】２次空気制御弁の全体構造を示した断面図である（実施例１）。
【図２】モータアクチュエータの全体構造を示した平面図である（実施例１）。
【図３】２次空気制御弁の主要構造を示した斜視図である（実施例１）。
【図４】歯車減速機構の最終ギヤを示した分解図である（実施例１）。
【図５】歯車減速機構の最終ギヤを示した分解図である（実施例２）。
【図６】歯車減速機構の最終ギヤを示した断面図である（実施例３）。
【図７】バルブ駆動装置を示した斜視図である（従来の技術）。
【符号の説明】
【００７６】
１  ポペットバルブ
２  バルブシート（弁座部、弁口の開口周縁部）
３  ハウジング
４  電動モータ（動力源）
８  ピニオンギヤ
９  中間減速ギヤ
１０  トーションスプリング（戻りバネ、コイルスプリング）
１１  第１回転体
１２  第２回転体
１３  ラック歯
４９  最終ギヤの最終ギヤ軸（動力伝達機構の軸）
５０  トーションスプリングの円筒コイル部
５１  トーションスプリングの第１コイル端末
５２  トーションスプリングの第２コイル端末
５６  第１回転体の小径筒部（第１結合部）
６２  第１回転体の嵌合筒部（第１結合部）
６３  第１回転体の結合端面
６４  第１回転体の嵌合凸部
７２  第２回転体の嵌合筒部（第２結合部）
７３  第２回転体の結合端面
７４  第２回転体の嵌合凸部
７６  第２回転体の小径筒部（第２結合部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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