(57)【要約】【課題】  吸気渦流制御バルブのバルブ全閉位置におけるバルブ保持力を向上することができ、且つ吸気渦流制御バルブの作動時における歯車減速機構の作動効率の低下を防止することを課題とする。【解決手段】  吸気渦流制御バルブの回転動作がバルブ全閉位置にて規制されると、出力ギヤ２３を構成する２つの第１、第２回転体３１、３２が互いに軸線方向の両側に相対変位するため、出力ギヤ２３の構造の全高が大きくなる。また、捩じりコイルバネ９の円筒コイル部９０に発生した軸線方向のバネ荷重によって第１回転体３１が第１規制面３６に押し付けられるため、出力ギヤ２３の第１回転体３１の摺動抵抗が大きくなる。したがって、出力ギヤ２３の回転動作が規制（ロック）されて、吸気渦流制御バルブの回転動作がバルブ全閉位置にてロックできる。【選択図】  図４
2007162902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）移動体を駆動する駆動力を発生する動力源と、
（ｂ）この動力源の駆動力を前記移動体に伝達する動力伝達機構と、
（ｃ）前記移動体の作動停止位置にて前記移動体を保持する移動体保持機構と
を備えたアクチュエータにおいて、
前記動力伝達機構は、軸線方向に延びる軸、およびこの軸の周囲を取り囲むように配設されて、前記移動体の作動開始位置から前記移動体の作動停止位置に至るまでの前記移動体の作動範囲内では一体的に回転する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おり、
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回転体よりも移動体側に配設されており、
前記移動体保持機構は、前記移動体の作動停止位置にて前記移動体の作動が停止している、前記移動体の作動停止時にのみ、前記２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体に対して、摩擦力を付与する摩擦力付与手段を有し、
前記摩擦力付与手段は、前記動力伝達機構の動力伝達経路上に配設されて、前記２つの第１、第２回転体を動力伝達可能となるように結合していることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項２】
請求項１に記載のアクチュエータにおいて、
前記第１回転体は、螺旋状の第１スクリューを有し、
前記第２回転体は、前記第１スクリューとネジ結合される螺旋状の第２スクリューを有していることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項３】
請求項１に記載のアクチュエータにおいて、
前記第２回転体は、螺旋状の第２スクリューを有し、前記移動体の作動停止時に、自身の回転動作が規制されるように構成されており、
前記第１回転体は、前記第２スクリューとネジ結合される螺旋状の第１スクリューを有し、前記第２回転体の回転動作が規制された際に、前記第２回転体に対して相対回転するように構成されており、
前記２つの第１、第２回転体は、前記第２回転体に対して前記第１回転体が相対回転した際に、互いに軸線方向の両側に向けて相対変位するように構成されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項４】
請求項３に記載のアクチュエータにおいて、
前記移動体保持機構は、前記２つの第１、第２回転体が互いに相対変位した際に、前記２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体の最大変位量を規制する規制部を有し、
前記摩擦力付与手段は、前記移動体の作動停止時にのみ、前記２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体に対して、前記２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体を前記規制部に押し当てる方向に荷重を付与する荷重付与手段を有していることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項５】
請求項４に記載のアクチュエータにおいて、
前記移動体保持機構は、内部に回転体収容室が形成されたハウジングを有し、
前記２つの第１、第２回転体は、前記回転体収容室の内部において、前記ハウジングに対して相対回転可能に収容されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項６】
請求項５に記載のアクチュエータにおいて、
前記規制部は、前記ハウジングに設けられた規制面であって、
前記２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体は、前記ハウジングの規制面に当接する当接面を有し、
前記ハウジングの規制面と前記２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体の当接面との間には、前記移動体の作動範囲内において、前記回転体収容室内を前記２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体が回転するのに必要な所定のクリアランスが形成されていることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項７】
請求項４ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載のアクチュエータにおいて、
前記荷重付与手段は、前記第２回転体に対して前記第１回転体が相対回転した際に、前記第１回転体の回転方向に捩じられるバネであることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項８】
請求項４ないし請求項６のうちのいずれか１つに記載のアクチュエータにおいて、
前記荷重付与手段は、前記第２回転体に対して前記第１回転体が相対回転した際に、前記第１回転体の回転方向に捩じられるゴムであることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項９】
請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載のアクチュエータにおいて、
前記２つの第１、第２回転体は、前記動力伝達機構の動力伝達経路上に配設される最終ギヤまたは中間ギヤを構成していることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載のアクチュエータにおいて、
内燃機関の燃焼室に連通する吸気通路を形成するハウジングを備え、
前記移動体は、前記吸気通路の開口面積を変更することで、前記吸気通路から前記燃焼室内に流入する空気量を制御する空気流量制御弁の弁体であることを特徴とするアクチュエータ。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載のアクチュエータにおいて、
内燃機関の燃焼室に連通する吸気通路を形成するハウジングを備え、
前記移動体は、前記吸気通路の開口面積を２段階に切り替えることで、前記吸気通路から前記燃焼室内に流入する空気に渦流を生起させる吸気渦流制御弁の弁体であることを特徴とするアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動力源の駆動力を移動体に伝達する動力伝達機構を備えたアクチュエータに関するもので、特に移動体（バルブ）の作動停止時にのみ、２つの第１、第２回転体のうちでバルブ側に配設される第２回転体よりも動力源側に配設される第１回転体に対して摩擦力を付与する摩擦力付与手段を、動力伝達機構の動力伝達経路上に配設したアクチュエータに係わる。
【背景技術】
【０００２】
［従来の技術］
従来より、例えば流体流路を開閉するバルブの停止状態を維持することのできる逆転防止機能を備えた動力伝達装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これは、電動モータのモータ軸およびバルブを駆動する出力軸を含む歯車減速機構を備え、電動モータの駆動力（バルブおよび出力軸を正転方向に回転させる回転トルク）を歯車減速機構を介して出力軸に伝えバルブを閉弁作動し、バルブまたは出力軸に連動する部品が全閉位置を規制するバルブストッパに衝突することで、バルブ側から出力軸を逆転方向に回転させる逆回転トルクが加わった時に、出力軸が逆転方向に回転するのを阻止する逆転防止機能を有している。
【０００３】
そして、歯車減速機構として、電動モータのモータ軸に固定されたピニオンギヤ、中間軸の周囲を取り囲むように配設されて、ピニオンギヤと噛み合ってモータトルクが伝達される第１ギヤ、および出力軸の外周に固定されて、第１ギヤと噛み合ってモータトルクが伝達される第２ギヤを有している。そして、動力伝達装置には、歯車減速機構の動力伝達経路上の第１ギヤに対して摩擦による抵抗を、電動モータの運転中において常時付与可能な摩擦力付与手段が配置されている。これにより、動力伝達装置が静止（保持）状態の時には、摺動抵抗の静止摩擦力によりバルブの保持性が向上する。
【０００４】
［従来の技術の不具合］
ところが、特許文献１に記載の動力伝達装置においては、歯車減速機構の動力伝達経路上の第１ギヤに対して摩擦による抵抗を付与することにより、セルフロック性を向上させているが、例えばバルブの閉弁作動時の動摩擦力による作動効率の低下が０ではない。すなわち、図８（ａ）のグラフに示したように、摩擦力付与手段を設定しない時と比べて、例えばバルブの閉弁作動時の動摩擦力による作動効率が低下する。また、例えばバルブが全閉位置にて規制されてバルブが静止（保持）状態の時の静止摩擦力による作動効率も低下する。
【０００５】
ここで、一般的に、内燃機関の吸気系の吸気通路または排気系の排気通路、あるいは内燃機関より流出した排気ガスの一部を内燃機関の吸気系に再循環させる排気ガス還流路中に配置される２位置式流量制御弁の弁体（バルブ）を、電動モータと動力伝達機構とを備えたモータアクチュエータで制御する場合には、バルブの停止状態の保持性（セルフロック性）が問題となるのは、２位置のバルブ位置のうちのどちらか一方のバルブ位置であることが多い。例えば流体流路中を流れる流量が最小となる全閉位置と、流体流路中を流れる流量が最大となる全開位置との２位置の場合には、流体流路の気密性を保持する必要があることから全閉位置の方の保持性（セルフロック性）が問題となる。
【０００６】
すなわち、バルブ位置を可変制御するモータアクチュエータにおいては、大きなバルブの保持力を必要とする位置（全閉位置）において、必要な保持力を発揮しつつ、例えば閉弁作動方向または開弁作動方向の作動効率の良好なモータアクチュエータの開発が求められている。
【特許文献１】特開２００４−３０１２７８号公報（第１−８頁、図１−図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、移動体の作動停止時にのみ、２つの第１、第２回転体のうちの少なくとも一方の回転体に対して摩擦力を付与する摩擦力付与手段を設けることで、移動体の作動停止位置における移動体保持機構の移動体保持力を向上することができ、且つ移動体の作動時における動力伝達機構の作動効率の低下を防止することのできるアクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、動力伝達機構には、軸の周囲を取り囲むように２つの第１、第２回転体が配設されている。そして、２つの第１、第２回転体のうちの第１回転体は、動力伝達機構の動力伝達経路上において第２回転体よりも動力源側に配設されており、また、２つの第１、第２回転体のうちの第２回転体は、動力伝達機構の動力伝達経路上において第１回転体よりも移動体側に配設されている。そして、２つの第１、第２回転体は、移動体の作動開始位置から移動体の作動停止位置に至るまでの移動体の作動範囲内では一体的に回転するように構成されている。
【０００９】
そして、移動体の作動停止位置にて移動体を保持する移動体保持機構には、動力伝達機構の動力伝達経路上に摩擦力付与手段が配設されており、しかも摩擦力付与手段は、２つの第１、第２回転体を動力伝達可能となるように結合している。そして、摩擦力付与手段は、移動体の作動停止位置にて移動体のこれ以上の作動が規制（ロック）されることで、移動体の作動が停止している時（移動体の作動停止時）にのみ、２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体に対して摩擦力を付与することにより、移動体の作動停止位置における移動体保持機構の移動体保持力を向上することができ、且つ移動体の作動時における動力伝達機構の作動効率の低下を防止することができる。
【００１０】
請求項２および請求項３に記載の発明によれば、移動体の作動開始位置から移動体の作動停止位置に至るまでの移動体の作動範囲内では、２つの第１、第２回転体は一体的に回転するが、移動体の作動停止位置にて移動体のこれ以上の作動が規制（ロック）されることで、移動体の作動が停止すると、動力伝達機構の動力伝達経路上において移動体側に配設された第２回転体の回転動作も規制（ロック）される。これによって、動力伝達機構の動力伝達経路上において動力源側に配設された第１回転体が更に動力源により駆動されて回転すると、第１回転体が第２回転体に対して相対回転する。これと同時に、第１回転体に設けられる螺旋状の第１スクリューと第２回転体に設けられる螺旋状の第２スクリューとがネジ結合されているので、２つの第１、第２回転体が互いに軸線方向の両側に向けて相対変位する。
【００１１】
請求項４に記載の発明によれば、移動体保持機構には、規制部が設けられている。この規制部は、２つの第１、第２回転体が互いに相対変位した際に、２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体の最大変位量を規制する部品である。そして、摩擦力付与手段には、荷重付与手段が設けられている。この荷重付与手段は、移動体の作動停止時にのみ、２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体に対して、２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体を規制部に押し当てる方向に荷重を付与する部品である。ここで、荷重付与手段を含む摩擦力付与手段は、請求項１に記載のように、動力伝達機構の動力伝達経路上に配設されて、２つの第１、第２回転体を動力伝達可能となるように結合している。
【００１２】
これによって、請求項３に記載のように、移動体の作動停止時に第２回転体の回転動作が規制（ロック）されて、第１回転体が第２回転体に対して相対回転すると、荷重付与手段が捩じ上げられる。この結果、２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体に対して、２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体を規制部に押し当てる方向に荷重が発生する。あるいは２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体を規制部に押し当てる方向の荷重が大きくなる。これにより、移動体の作動停止時にのみ、移動体保持機構の規制部に２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体が押し当てられることで、２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体に対して摩擦力が付与されるため、移動体が作動停止位置にてロックされる。したがって、移動体の作動停止位置における移動体保持機構の移動体保持力を向上することができ、且つ移動体の作動時における動力伝達機構の作動効率の低下を防止することができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明によれば、移動体保持機構のハウジングの内部に、少なくとも２つの第１、第２回転体がハウジングに対して相対回転可能となるように収容する回転体収容室を形成している。また、請求項６に記載の発明によれば、ハウジングの規制面と２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体の当接面との間に、移動体の作動範囲内において、回転体収容室内を２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体が回転するのに必要な所定のクリアランスを形成している。
【００１４】
これによって、移動体の作動停止時に第２回転体の回転動作が規制（ロック）されて、第１回転体が第２回転体に対して相対回転すると同時に、２つの第１、第２回転体が互いに相対変位すると、２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体の当接面とハウジングの規制面との間のクリアランスが０（ゼロ）になり、荷重付与手段の荷重によって、２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体の当接面が、ハウジングの規制面に押し付けられて、２つの第１、第２回転体のうちで少なくとも一方の回転体に対して摩擦力が付与されるため、移動体が作動停止位置にてロックされる。したがって、移動体の作動停止位置における移動体保持機構の移動体保持力を向上することができ、且つ移動体の作動時における動力伝達機構の作動効率の低下を防止することができる。
【００１５】
請求項７に記載の発明によれば、荷重付与手段として、第２回転体に対して第１回転体が相対回転した際に、第１回転体の回転方向に捩じられるバネを採用しても良い。また、請求項８に記載の発明によれば、荷重付与手段として、第２回転体に対して第１回転体が相対回転した際に、第１回転体の回転方向に捩じられるゴムを採用しても良い。さらに、請求項９に記載の発明によれば、２つの第１、第２回転体によって、動力伝達機構の動力伝達経路上に配設される最終ギヤまたは中間ギヤを構成しても良い。また、請求項１０に記載の発明によれば、移動体を、吸気通路の開口面積を変更することで、吸気通路から内燃機関の燃焼室内に流入する空気量を制御する空気流量制御弁の弁体として用いても良い。そして、この空気流量制御弁を、スロットルバルブまたはアイドル回転速度制御弁として用いても良い。
【００１６】
請求項１１に記載の発明によれば、移動体を、吸気通路の開口面積を２段階に切り替えることで、吸気通路から内燃機関の燃焼室内に流入する空気に渦流を生起させる吸気渦流制御弁の弁体として用いても良い。そして、この吸気渦流制御弁を、吸気通路から燃焼室内に流入する空気に横方向の渦流を生起させるスワール流制御弁として用いても良い。また、吸気渦流制御弁を、吸気通路から燃焼室内に流入する空気に縦方向の渦流を生起させるタンブル流制御弁として用いても良い。さらに、移動体を、動力伝達機構に駆動連結された駆動軸を有し、この駆動軸と一体的に回転運動を行う回転体としても良い。また、動力伝達機構と移動体との間に、減速機構の回転運動を直線運動に変換する運動方向変換機構を介装し、移動体を、運動方向変換機構に駆動連結された駆動軸を有し、この駆動軸と一体的に直線運動を行うバルブ等の移動体としても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明を実施するための最良の形態は、移動体の作動停止位置における移動体保持機構の移動体保持力を向上すると共に、移動体の作動時における動力伝達機構の作動効率の低下を防止するという目的を、移動体の作動停止時にのみ、２つの第１、第２回転体のうちの少なくとも一方の回転体に対して摩擦力を付与する摩擦力付与手段を設けることで実現した。
【実施例１】
【００１８】
［実施例１の構成］
図１ないし図６は本発明の実施例１を示したもので、図１は内燃機関用吸気渦流発生装置の概略構成を示した図で、図２はモータアクチュエータの全体構造を示した図である。  
【００１９】
本実施例の内燃機関用吸気システム（内燃機関の吸気装置）は、自動車等の車両に搭載された内燃機関（以下エンジンと言う）の吸気系統に設けられている。この内燃機関用吸気システムは、エンジンの気筒の燃焼室内において燃料または混合気の燃焼を促進させるための横方向の吸気渦流（スワール流）を生成することが可能な内燃機関用吸気渦流発生装置を備えている。
【００２０】
この内燃機関用吸気渦流発生装置は、エンジンのシリンダヘッドに一体的に設けられた筒状のハウジング１と、このハウジング１の内部（例えばエンジンの吸気ポートの内部）において開閉自在に収容された吸気渦流制御弁と、この吸気渦流制御弁の弁体（以下吸気渦流制御バルブと言う）２を全開方向（または全閉方向）に付勢するコイルスプリング（バルブ付勢手段：図示せず）とを備えている。また、吸気渦流制御バルブ２を閉弁駆動（または開弁駆動）するモータアクチュエータ（バルブ駆動装置）３は、図２に示したように、動力源としての電動モータ４、この電動モータ４のモータシャフト（出力軸）１１の回転運動を吸気渦流制御バルブ２に伝達する出力軸（吸気渦流制御バルブ２のバルブ軸、駆動軸）１３を有する動力伝達機構、および吸気渦流制御バルブ２をバルブ全閉位置にて保持（ロック）するバルブ保持機構（移動体保持機構）等によって構成されている。また、内燃機関用吸気システムは、エンジンの運転状態に基づいて電動モータ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。
【００２１】
ハウジング１の内部、つまりエンジンの吸気ポートは、図示しない隔壁部によって第１空気流路（スワールポート）と第２空気流路（メインポート）５とに気密的に区画されている。スワールポートは、エンジンの吸気ポートの中で一方側に設けられて、エンジンの気筒の燃焼室内に吸気渦流を発生させる。また、メインポート５は、エンジンの吸気ポートの中でスワールポートよりも天地方向の地側に設けられている。なお、ハウジング１は、エンジンのシリンダヘッドに一体的に形成されていても構わないし、エンジンのシリンダヘッドと別体で製造した後に、エンジンのシリンダヘッドに結合しても構わない。
【００２２】
吸気渦流制御バルブ２は、メインポート５の開度を制御してスワールポート内に積極的に空気流を流すことで気筒の燃焼室内に吸気渦流（スワール流）を発生させるスワール流コントロールバルブである。この吸気渦流制御バルブ２は、動力伝達機構の出力軸１３にジョイント（トルク伝達部品）１４を介して駆動連結されるバルブ軸１５を有し、このバルブ軸１５と一体的に回転運動を行う移動体（回転体）であって、メインポート５の開口面積を、少なくともバルブ全開位置とバルブ全閉位置との２段階に切り替える空気流路開閉制御弁（空気渦流制御弁）の弁体を構成している。なお、バルブ軸１５の軸線方向の両端部は、軸受け部品（例えばボールベアリング）１６、１７を介して、ハウジング１の軸受け部に回転自在に軸支されている。
【００２３】
なお、吸気渦流制御バルブ２は、エンジン始動時またはアイドル運転時に、図５（ａ）に示したように、電動モータ４の駆動力（閉弁作動方向（正転方向）のモータ出力軸トルク）によって閉弁作動方向に（バルブ全開位置からバルブ全閉位置に向けて）閉弁駆動される。また、吸気渦流制御バルブ２は、エンジンの中速・高速回転域（エンジン回転速度が例えば２５００ｒｐｍ以上）の時に、図５（ｂ）に示したように、電動モータ４の駆動力（開弁作動方向（逆転方向）のモータ出力軸トルク）およびコイルスプリングの付勢力（スプリング力）によって開弁作動方向に（バルブ全閉位置からバルブ全開位置に向けて）開弁駆動される。なお、エンジンの低速回転域（エンジン回転速度が例えば２０００ｒｐｍ程度）の時に、モータ出力軸トルクによって吸気渦流制御バルブ２を半開状態となるように作動させても良い。
【００２４】
そして、動力伝達機構の出力軸１３と吸気渦流制御バルブ２のバルブ軸１５との間に装着されたジョイント１４の外周部には、回転角度制限部材１９が一体的に設けられている。この回転角度制限部材１９の外周部には、吸気渦流制御バルブ２がバルブ全閉位置まで閉じた際に、全閉側メカニカルストッパ（全閉バルブストッパ：図示せず）に直接的または間接的に当接して係止される全閉ストッパ部（図示せず）、および吸気渦流制御バルブ２がバルブ全開位置まで開いた際に、全開側メカニカルストッパ（全開バルブストッパ：図示せず）に直接的または間接的に当接して係止される全開ストッパ部（図示せず）が一体的に形成されている。そして、２つの全閉、全開バルブストッパは、ハウジング１の外壁部に一体的に設けられる筒状壁部２０の内周部に一体的に形成されている。
【００２５】
本実施例は、電動モータ４として、ＥＣＵによって通電制御される直流（ＤＣ）モータが採用されている。この電動モータ４は、ＥＣＵにより電子制御されるモータ駆動回路を介して車両に搭載されたバッテリに電気的に接続されている。そして、電動モータ４は、モータシャフト１１に一体化されたロータ（アーマチャ）、このロータの外周側に対向配置されたステータ（フィールド）等によって構成されたブラシ付きのＤＣモータである。なお、ブラシ付きのＤＣモータの代わりに、ブラシレスＤＣモータや、三相誘導電動機等の交流（ＡＣ）モータを用いても良い。また、動力源として、モータの代わりにロータリーソレノイドを用いても良い。
【００２６】
動力伝達機構は、電動モータ４のモータシャフト１１の回転速度を所定の減速比となるように減速する歯車減速機構６によって構成されている。この歯車減速機構６は、電動モータ４のモータシャフト１１に固定されたウォームギヤ２１と、このウォームギヤ２１に噛み合う中間ギヤ２２と、この中間ギヤ２２に噛み合う最終ギヤ（以下出力ギヤと呼ぶ）２３とから構成されている。ここで、中間ギヤ２２は、ウォームギヤ２１に噛み合うヘリカルギヤ（またはウォームホイール）２４、およびこのヘリカルギヤ２４と同一軸心上に配置された出力用スパーギヤ２５を有している。
【００２７】
そして、ヘリカルギヤ２４と出力用スパーギヤ２５との間には、両ギヤ２４、２５と一体的に回転動作を行う衝撃吸収部材（図示せず）が配置されている。衝撃吸収部材は、弾性部材（ゴム材料）等を有している。この衝撃吸収部材は、トルクの伝達が衝撃的に作用してしまう場合、例えばバルブ全閉位置に吸気渦流制御バルブ２が固定される瞬間において、弾性部材が変形する捩じり作用により、ウォームギヤ２１に伝達される衝撃荷重を緩和させて、ウォームギヤ２１のネジ締め状態が発生することを防止する機能を有している。また、ヘリカルギヤ２４および出力用スパーギヤ２５は、ウォームギヤ軸を構成するモータシャフト１１の軸線方向に垂直に配置された中間軸１２の外周に回転自在に支持されている。中間軸１２の両端部は、内部に歯車減速機構６を構成する各ギヤを回転自在に収容するギヤ収容室（回転体収容室）２６を形成するハウジング７に圧入固定されている。  
【００２８】
次に、本実施例の歯車減速機構６の出力ギヤ２３の構造を図３および図４に基づいて簡単に説明する。ここで、図３および図４は出力ギヤ２３の構造を示した図である。
【００２９】
先ず、本実施例の歯車減速機構６には、軸線方向に真っ直ぐに延びる出力軸１３がギヤ収容室２６を横切るように配設されている。この出力軸１３の軸線方向の両端部は、本発明の動力伝達機構の軸に相当するもので、軸受け部品２７、２９を介して、ハウジング７の軸受け部に回転方向に摺動自在に軸支されている。なお、出力軸１３の軸線方向の一端部（図示下端部）は、図１および図２に示したように、アクチュエータケースを構成するハウジング７より外部に突出し、ジョイント１４を介して、吸気渦流制御バルブ２のバルブ軸１５に駆動連結されている。
【００３０】
次に、本実施例の出力ギヤ２３は、出力軸１３の周囲を取り囲むように配設された２つの第１、第２回転体３１、３２によって構成されている。これらの第１、第２回転体３１、３２は、バルブ全開位置（作動開始位置）からバルブ全閉位置（作動停止位置）に至るまでの、吸気渦流制御バルブ２の作動範囲内では一体的に回転するように構成されている。ここで、２つの第１、第２回転体３１、３２間に形成されるスプリング収容空間３３の内部には、捩じりコイルバネ９が弾性変形自在に収容されている。
【００３１】
ここで、本実施例のバルブ保持機構は、内部にギヤ収容室２６が形成されたハウジング７、および本発明の摩擦力付与手段に相当する捩じりコイルバネ（荷重付与手段）９を有している。ハウジング７には、図３に示したように、所定の軸方向隙間（ギヤ収容室２６）を隔てて対向して配置される２つの第１、第２軸方向位置規制部材３４、３５が一体的に形成されている。これらの第１、第２軸方向位置規制部材３４、３５のギヤ収容室側の対向壁面には、ハウジング７に対する、２つの第１、第２回転体３１、３２および出力軸１３の軸線方向の相対変位量を規制する第１、第２規制面３６、３７が設けられている。  
【００３２】
なお、第１規制面３６は、第２回転体３２の回転動作が規制（ロック）されて、第１回転体３１が第２回転体３２に対して相対変位した際に第１回転体３１の最大変位量を規制する第１規制部としての機能を有している。また、第２規制面３７は、第２回転体３２の回転動作が規制（ロック）されて、第２回転体３２が第１回転体３１に対して相対変位した際に第２回転体３２の最大変位量を規制する第２規制部としての機能を有している。
【００３３】
第１回転体３１は、歯車減速機構６の動力伝達経路上においてモータ側（動力源側）に配設されて、二重円筒状の第１円筒部４１、４２およびこれらの第１円筒部４１、４２を連結する第１環状板４３を有している。一方、第２回転体３２は、歯車減速機構６の動力伝達経路上においてバルブ側（移動体側）に配設されて、二重円筒状の第２円筒部５１、５２およびこれらの第２円筒部５１、５２を連結する第２環状板５３を有している。
【００３４】
第１回転体３１の第１円筒部４１は、第１円筒部４２よりも半径方向の外径側に配設される外径側円筒部である。この第１円筒部４１の外周には、複数の凸状歯４４が周方向全体に形成されている。これらの凸状歯４４は、中間ギヤ２２の出力用スパーギヤ２５に噛み合う入力用スパーギヤを成す。そして、第１円筒部４１は、周方向の一部が開口部６０となっており、この開口部６０の周方向の両側には、捩じりコイルバネ９にセットトルクを付与するための第１スプリングフック６１、６２が設けられている。なお、第１スプリングフック６１、６２は、出力軸１３の軸心を中心とする同一円周上で、且つ周方向に対向して配置されることが望ましい。また、第１円筒部４２は、第１円筒部４１よりも半径方向の内径側に配設される内径側円筒部である。この第１円筒部４２の内周には、螺旋状の第１スクリュー４５が軸線方向全体に形成されている。
【００３５】
そして、第１環状板４３のスプリング収容空間側の端面には、捩じりコイルバネ９の軸線方向のバネ荷重を受け止める第１バネ座部（第１座部）６３が設けられている。また、第１環状板４３のスプリング収容空間側に対して反対側の端面には、第１回転体３１が第２回転体３２に対して相対変位した際に、ハウジング７に一体的に設けられる第１軸方向位置規制部材３４の第１規制面３６に当接することが可能な第１当接面６４が設けられている。なお、本実施例では、第１円筒部４２の軸受け部品２７に対向する環状端部が、軸受け部品側に突出しているので、その環状端部に第１当接面６４が設けられている。
ここで、ハウジング７の第１軸方向位置規制部材３４の第１規制面３６と第１回転体３１の第１環状板４３の第１当接面６４との間には、バルブ全開位置からバルブ全閉位置に至るまでの、吸気渦流制御バルブ２の作動範囲内において、ギヤ収容室２６内を第１回転体３１が回転動作するのに必要な所定（最小限）の第１クリアランス６５が形成されている。
【００３６】
第２回転体３２の第２円筒部５１は、第２円筒部５２よりも半径方向の外径側に配設される外径側円筒部である。この第２円筒部５１の内周面と第１回転体３１の第１円筒部４２および第２円筒部５２の外周面との間には、スプリング収容空間３３が形成されている。また、第２円筒部５１の外周面と第１回転体３１の第１円筒部４１の内周面との間には、第１回転体３１が第２回転体３２の周囲を相対回転するのに必要な所定（最小限）のクリアランス５４が形成されている。そして、第２円筒部５１は、周方向の一部が開口部７０となっており、この開口部７０の周方向の両側には、第２スプリングフック７１、７２が設けられている。そして、第２スプリングフック７１は、第１回転体３１の第１スプリングフック６２との間で、捩じりコイルバネ９に軸線方向のバルブ保持トルクを付与するように構成されている。なお、第２スプリングフック７１、７２は、出力軸１３の軸心を中心とする同一円周上で、且つ周方向に対向して配置されることが望ましい。
【００３７】
また、第２円筒部５２は、第２円筒部５１よりも半径方向の内径側に配設される内径側円筒部である。この第２円筒部５２の内周には、歯車減速機構６の出力軸１３が圧入嵌合されて一体化されている。これにより、第２回転体３２は、出力軸１３と動力伝達可能となるように結合することで、出力軸１３と一体的に回転動作すると共に、ハウジング７の２つの第１、第２軸方向位置規制部材３４、３５に対して出力軸１３と一体的に相対変位可能となっている。また、第２円筒部５２の外周には、第１回転体３１の第１スクリュー４５とネジ結合される螺旋状の第２スクリュー５５が軸線方向全体に形成されている。
【００３８】
そして、第２環状板５３のスプリング収容空間側の端面には、捩じりコイルバネ９の軸線方向のバネ荷重を受け止める第２バネ座部（第２座部）７３が設けられている。なお、第１回転体３１の第１バネ座部６３と第２回転体３２の第２バネ座部７３とを軸方向隙間を隔てて対向して配置し、第１回転体３１の第１バネ座部６３と第２回転体３２の第２バネ座部７３との間の軸方向隙間（スプリング収容空間３３）に捩じりコイルバネ９を配置しても良い。
【００３９】
また、第２環状板５３のスプリング収容空間側に対して反対側の端面には、第２回転体３２がハウジング７の第２軸方向位置規制部材３５に対して相対変位した際に、第２軸方向位置規制部材３５の第２規制面３７に当接することが可能な第２当接面７４が設けられている。なお、本実施例では、第２円筒部５２の軸受け部品２９に対向する環状端部が設けられており、その環状端部に第２当接面７４が設けられている。
ここで、ハウジング７の第２軸方向位置規制部材３５の第２規制面３７と第２回転体３２の第２環状板５３の第２当接面７４との間には、バルブ全開位置からバルブ全閉位置に至るまでの、吸気渦流制御バルブ２の作動範囲内において、ギヤ収容室２６内を第２回転体３２が回転動作するのに必要な所定（最小限）の第２クリアランス７５が形成されている。
【００４０】
以上の構造によって、出力ギヤ２３の第２回転体３２は、出力軸１３、ジョイント１４を介して、吸気渦流制御バルブ２のバルブ軸１５に常時駆動連結（結合）しているので、電動モータ４のモータ出力軸トルクによって吸気渦流制御バルブ２のバルブ軸１５がバルブ全閉作動方向に駆動されて、ジョイント１４に一体的に設けられた回転角度制限部材１９の全閉ストッパ部が全閉バルブストッパに係止されて吸気渦流制御バルブ２の回転動作がバルブ全閉位置にて規制（ロック）されると、第２回転体３２自身の回転動作も規制（ロック）されるように構成されている。
【００４１】
また、出力ギヤ２３の第１回転体３１は、第２回転体３２の第２スクリュー５５とネジ結合する第１スクリュー４５を有しているので、第２回転体３２の回転動作が規制（ロック）された後も、電動モータ４のモータ出力軸トルクによって回転駆動されると、第２回転体３２に対して相対回転すると同時に、第２回転体３２に対して軸線方向の一方側に相対変位するように構成されている。また、出力ギヤ２３の第２回転体３２は、第２回転体３２に対して第１回転体３１が相対回転した際に、第１回転体３１に対して軸線方向の他方側に相対変位するように構成されている。
【００４２】
捩じりコイルバネ９は、本発明の摩擦力付与手段に相当するもので、歯車減速機構６の動力伝達経路上に配設されて、２つの第１、第２回転体３１、３２を動力伝達可能となるように結合している。この捩じりコイルバネ９は、歯車減速機構６の出力軸１３の周囲（特に、出力ギヤ２３の２つの第１、第２回転体３１、３２の第１、第２円筒部４１、５１の半径方向の外径側で弾性変形自在）に配設されて、ハウジング７の２つの第１、第２軸方向位置規制部材３４、３５の第１、第２規制面３６、３７のうちの、少なくとも第１規制面３６を伴ってバルブ保持機構としての機能を有している。
【００４３】
また、捩じりコイルバネ９は、吸気渦流制御バルブ２の作動停止時（全閉状態の時）にのみ、第２回転体３２に対して第１回転体３１が相対回転した際に２つの第１、第２回転体３１、３２間で第１回転体３１の回転方向に捩じ上げられることで、第１回転体３１の第１バネ座部６３に対して、第１回転体３１を第１規制面３６に押し当てる方向に軸線方向のバネ荷重（保持トルク）を付与する第１バネ荷重付与手段としての機能と、第２回転体３２の第２バネ座部７３に対して、第２回転体３２を第２規制面３７に押し当てる方向に軸線方向のバネ荷重（保持トルク）を付与する第２バネ荷重付与手段としての機能とを兼ね備えている。
【００４４】
そして、捩じりコイルバネ９は、第２回転体３２の第２円筒部５１の内周と２つの第１、第２回転体３１、３２の第１、第２円筒部４２、５２の外周との間に形成されるスプリング収容空間３３の内部に配設された円筒コイル部９０を有している。この円筒コイル部９０は、スプリング収容空間３３の内部において２つの第１、第２回転体３１、３２の第１、第２円筒部４２、５２の周囲を螺旋状に取り囲むように出力軸１３の軸線方向に沿って配設されている。そして、捩じりコイルバネ９の円筒コイル部９０の軸線方向の両側には、２つの第１、第２回転体３１、３２の第１、第２バネ座部６３、７３にそれぞれ保持（当接）される一対の第１、第２コイル端末９１、９２が設けられている。
【００４５】
第１コイル端末９１は、Ｌ字状に形成されており、円筒コイル部９０の軸線方向の一端部（モータ側（動力源側）の端部）から半径方向の外径側に略直角に折り曲げられている。この第１コイル端末９１は、バルブ全開位置からバルブ全閉位置に至るまでの吸気渦流制御バルブ２の作動範囲内においては第１回転体３１の第１スプリングフック６１（または第２回転体３２の第２スプリングフック７１）に係止（保持）されている。また、第１コイル端末９１は、第２回転体３２に対して第１回転体３１が相対回転した際には、第２回転体３２の第２スプリングフック７１に係止（保持）される。
【００４６】
第２コイル端末部９２は、Ｌ字状に形成されており、円筒コイル部９０の軸線方向の他端部（バルブ側（移動体側）の端部）から半径方向の外径側に略直角に折り曲げられている。この第２コイル端末９２は、常時第１回転体３１の第１スプリングフック６２（または第２回転体３２の第２スプリングフック７２）に係止（保持）されている。
したがって、捩じりコイルバネ９は、第２回転体３２に対して第１回転体３１が相対回転した際に、２つの第１、第２回転体３１、３２間で、第１回転体３１の回転方向に捩じられることで、第１回転体３１の回転方向に対して反対方向の捩じり弾性力が蓄積されると同時に、第１回転体３１の第１バネ座部６３に対して第１回転体３１を第１規制面３６に押し当てる方向に軸線方向のバネ荷重が発生し、且つ第２回転体３２の第２バネ座部７３に対して第２回転体３２を第２規制面３７に押し当てる方向に軸線方向のバネ荷重が発生するように構成されている。
【００４７】
ここで、本実施例の内燃機関用吸気渦流発生装置は、吸気渦流制御バルブ２の回転角度（バルブ開度）を電気信号（バルブ開度信号）に変換し、吸気渦流制御バルブ２がバルブ全閉位置に固定されているか、吸気渦流制御バルブ２がバルブ全開位置に固定されているか、吸気渦流制御バルブ２がどれだけ開いているかをＥＣＵへ出力する非接触式のバルブ開度検出装置を備えている。このバルブ開度検出装置は、吸気渦流制御バルブ２の出力軸１３に固定されたジョイント１４に設けられた永久磁石（マグネット）、およびこのマグネットと共に磁気回路を形成するバルブ開度センサ等によって構成されている。バルブ開度センサは、マグネットに対向配置されて、マグネットにより磁化される一対のヨーク（磁性体）、およびこれらのヨーク間に形成される磁気検出ギャップに配置されたホールＩＣ等によって構成されている。なお、ホールＩＣは、ホール素子（非接触式の磁気検出素子）と増幅回路とを一体化したＩＣ（集積回路）であり、磁気検出ギャップを通過する磁束密度（ホールＩＣに鎖交する磁束密度）に対応した電圧信号を出力する。
【００４８】
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、エンジン始動時またはアイドル運転時に、図示しないクランク角度センサ等のセンサ信号によってエンジン回転速度を検出し、このエンジン回転速度に応じて電動モータ４に電力を供給して吸気渦流制御バルブ２が全閉状態となるように吸気渦流制御バルブ２を閉弁駆動する。具体的には、吸気渦流制御バルブ２をバルブ全開位置からバルブ全閉位置（バルブ保持状態を含む）に向けて閉弁作動（全閉作動）させる場合に、図５（ａ）のタイミングチャートに示したように、先ず電動モータ４にモータ駆動電流（例えば正転方向の電流大）を供給する。
【００４９】
そして、バルブ開度センサによって吸気渦流制御バルブ２の全閉状態（バルブ全閉位置）を検出した後に、所定の時間が経過するまで継続して、電動モータ４にモータ駆動電流（例えば正転方向の電流大）を供給する。その後に、出力ギヤ２３の第２回転体３２に対する、第１回転体３１の相対変位および回転動作を出力ギヤ規制位置（第１軸方向位置規制部材３４の第１規制面３６にて出力ギヤ２３の第１回転体３１が規制される位置）にて拘束する状態（ホールド）を、電動モータ４へのモータ駆動電流の変化、あるいは第１回転体３１の相対変位位置を検出する位置センサ（タッチセンサ等）によって確認した時点で、電動モータ４へのモータ駆動電流の供給を停止する。なお、電動モータ４へのモータ駆動電流の供給を停止して電動モータ４をオフ（ＯＦＦ）したら、出力ギヤ２３の２つの第１、第２回転体３１、３２を出力ギヤ規制位置にてスラストロック（ホールド）できない場合には、その後も継続して電動モータ４に微小電流（例えば正転方向の電流小）を供給する。
【００５０】
また、ＥＣＵは、エンジンの定常運転時に、エンジン回転速度を検出し、このエンジン回転速度に応じて電動モータ４に電力を供給して吸気渦流制御バルブ２が全開状態となるように吸気渦流制御バルブ２を開弁駆動する。具体的には、吸気渦流制御バルブ２をバルブ全閉位置（バルブ保持状態を含む）からバルブ全開位置に向けて開弁作動（全開作動）させる場合に、図５（ｂ）のタイミングチャートに示したように、先ず電動モータ４にモータ駆動電流（例えば逆転方向の電流大）を供給する。そして、バルブ開度センサによって吸気渦流制御バルブ２の全開状態（バルブ全開位置）を検出した時点で、電動モータ４へのモータ駆動電流の供給を停止する。
【００５１】
［実施例１の作用］
次に、本実施例の内燃機関用吸気渦流発生装置の作用を図１ないし図５に基づいて簡単に説明する。
【００５２】
先ず、電動モータ４に内蔵されたアーマチャコイルへのモータ駆動電流の供給が成されない状態では、コイルスプリングの付勢力によって、歯車減速機構６の出力軸１３と吸気渦流制御バルブ２のバルブ軸１５とを結合するジョイント１４に一体的に設けられた回転角度制限部材１９の全開ストッパ部が全開バルブストッパに係止されており、吸気渦流制御バルブ２がメインポート５を全開（開放）している。このとき、歯車減速機構６の出力ギヤ２３、特に２つの第１、第２回転体３１、３２間に収容された捩じりコイルバネ９は、図３に示したように、一対の第１、第２コイル端末９１、９２が第１回転体３１の第１スプリングフック６１、６２にそれぞれ係止されているので、捩じりコイルバネ９の円筒コイル部９０のトルク（捩じりコイルバネ９のトルク）は、第１回転体３１の回転動作に第２回転体３２の回転動作を追従させるのに必要な「セットトルク」のみとなる。
【００５３】
ここで、エンジン始動時またはアイドル運転時には、吸気渦流制御バルブ２のバルブ位置（バルブ開度）が全閉状態となるように、電動モータ４のアーマチャコイルにモータ駆動電流（正転方向の電流大）が供給される。電動モータ４のアーマチャコイルが通電されると、モータシャフト１１が回転を開始する。この電動モータ４の回転出力は、モータシャフト１１に固定されたウォームギヤ２１から中間ギヤ２２のヘリカルギヤ２４へ、更に、ヘリカルギヤ２４から衝撃吸収部材（弾性部材等）を経て出力用スパーギヤ２５へ、更に、中間ギヤ２２の出力用スパーギヤ２５から出力ギヤ２３の第１回転体３１の凸状歯（入力用スパーギヤ）４４へと順に伝達される。
【００５４】
そして、第１回転体３１から捩じりコイルバネ９を経て第２回転体３２へと伝達された電動モータ４の駆動力（モータ出力軸トルク）は、第２回転体３２から歯車減速機構６の出力軸１３に伝達される。そして、歯車減速機構６の出力軸１３に伝達されたモータ出力軸トルクは、ジョイント１４を経て吸気渦流制御バルブ２のバルブ軸１５に伝達される。これにより、コイルスプリングの付勢力に抗して、吸気渦流制御バルブ２がバルブ軸１５の回転中心軸線（軸心）を中心にして回転するため、吸気渦流制御バルブ２のバルブ位置がバルブ全開位置からバルブ全閉位置に向けて閉弁作動方向（正転方向）に回転する。そして、回転角度制限部材１９の全閉ストッパ部が全閉バルブストッパに係止された時点で、吸気渦流制御バルブ２およびバルブ軸１５の閉弁作動方向（正転方向）の回転動作が規制（ロック）される。このとき、メインポート５が全閉（閉鎖）される。
【００５５】
これによって、エアクリーナで濾過された吸入空気は、エンジン吸気管の吸気通路を経由して、エンジンの吸気ポート内に流入する。このとき、吸気渦流制御バルブ２によってメインポート５が閉鎖されているため、スワールポートだけの片側通気状態が形成される。これにより、エンジンのシリンダ内の吸入空気に横方向の渦流（スワール流）が発生する。この吸気渦流の発生によりシリンダ内の燃焼速度が促進され、燃焼効率が向上して、アイドル運転時の燃費やエミッションが改善される。
【００５６】
ここで、上記のように、回転角度制限部材１９の全閉ストッパ部が全閉バルブストッパに係止されることで、吸気渦流制御バルブ２およびバルブ軸１５の回転動作が規制（ロック）されると、歯車減速機構６の出力軸１３も回転動作が規制（ロック）される。これにより、歯車減速機構６の出力軸１３の外周に固定された第２回転体３２も回転動作が規制（ロック）される。このとき、ＥＣＵは、図５（ａ）に示したように、バルブ開度センサによって吸気渦流制御バルブ２のバルブ位置がバルブ全閉位置であることを検出するが、そのまま電動モータ４のアーマチャコイルへのモータ駆動電流（例えば正転方向の電流大）の供給を継続する。
【００５７】
このように、出力軸１３および第２回転体３２の回転動作が規制（ロック）している状態で、電動モータ４により出力ギヤ２３にモータ出力軸トルクを与え続けることで、出力ギヤ２３の第１回転体３１が正転方向に回される。すなわち、第１回転体３１が出力軸１３および第２回転体３２に対して、閉弁作動方向（正転方向）に相対回転するため、図４に示したように、第１回転体３１の第１スプリングフック６１、６２が第２回転体３２の第２スプリングフック７１、７２よりも図示左回転方向に移動する。そして、捩じりコイルバネ９の一対の第１、第２コイル端末９１、９２が周方向に対向配置されていた状態から周方向の間隔を狭めるように変位するので、捩じりコイルバネ９の円筒コイル部９０が第１回転体３１の回転方向に捩じ上げられる。
【００５８】
この捩じりコイルバネ９の円筒コイル部９０の捩じ上げ動作の際に、第１回転体３１の第１スクリュー４５と第２回転体３２の第２スクリュー５５とによって構成されるネジ機構によって、回転動作が規制（ロック）されている第２回転体３２に対して、第１回転体３１が軸線方向の一方側（図示上方）に相対変位すると同時に、第１回転体３１に対して、第２回転体３２が軸線方向の他方側（図示下方）に相対変位するため、２つの第１、第２回転体３１、３２によって構成される出力ギヤ２３の構造の全高（軸線方向のサイズ）が大きくなる。
【００５９】
そして、吸気渦流制御バルブ２の閉弁作動方向の作動時には、第１軸方向位置規制部材３４の第１規制面３６と第１回転体３１の第１当接面６４との間に形成されていた第１クリアランス６５が０（ゼロ）になる。したがって、第１回転体３１の第１当接面６４が、第１軸方向位置規制部材３４の第１規制面（出力ギヤ規制位置）３６に当接して、第２回転体３２に対する第１回転体３１の軸線方向の一方側への相対変位が最大変位量（フルリフト量）にて規制される。また、吸気渦流制御バルブ２の閉弁作動方向の作動時には、第２軸方向位置規制部材３５の第２規制面３７と第２回転体３２の第２当接面７４との間に形成されていた第２クリアランス７５が０（ゼロ）になる。したがって、第２回転体３２の第２当接面７４が、第２軸方向位置規制部材３５の第２規制面（出力ギヤ規制位置）３７に当接して、第１回転体３１に対する第２回転体３２の軸線方向の他方側への相対変位が最大変位量（フルリフト量）にて規制される。
【００６０】
このとき、捩じりコイルバネ９の円筒コイル部９０が、第１回転体３１の回転方向に捩じ上げられているので、捩じりコイルバネ９の円筒コイル部９０に、出力ギヤ２３の軸線方向のバネ荷重が発生する。これにより、捩じりコイルバネ９の円筒コイル部９０の軸線方向の一端部および第１コイル端末９１が、第１回転体３１の第１バネ座部６３に対して、第１回転体３１の第１当接面６４を第１規制面３６に押し付ける方向にバネ荷重を付与すると同時に、捩じりコイルバネ９の円筒コイル部９０の軸線方向の他端部および第２コイル端末９２が、第２回転体３２の第２バネ座部７３に対して、第２回転体３２の第２当接面７４を第２規制面３７に押し付ける方向にバネ荷重を付与する。
【００６１】
この結果、第１回転体３１の第１当接面６４と第１軸方向位置規制部材３４の第１規制面３６との間に第１回転体３１のスラストロックによる摺動トルク（摩擦力）が付与され、第２回転体３２の第２当接面７４と第２軸方向位置規制部材３５の第２規制面３７との間に第２回転体３２のスラストロックによる摺動トルク（摩擦力）が付与される。したがって、出力ギヤ２３に出力軸１３、ジョイント１４およびバルブ軸１５を介して結合されている吸気渦流制御バルブ２の回転動作がバルブ全閉位置にて保持（ロック）される（バルブ保持状態）。なお、ＥＣＵは、図５（ａ）に示したように、出力ギヤ２３の２つの第１、第２回転体３１、３２が出力ギヤ規制位置にてこれ以上のスラスト方向の動作が規制された時点で、あるいは吸気渦流制御バルブ２のバルブ全閉位置を検出してから所定時間経過後に、電動モータ４のアーマチャコイルへのモータ駆動電流（例えば正転方向の電流大）の供給を停止する。このとき、捩じりコイルバネ９の円筒コイル部９０のトルク（捩じりコイルバネ９のトルク）は、（「セットトルク」＋「捩じったトルク」）となる。
【００６２】
ここで、本実施例では、エンジン始動時またはアイドル運転時に、電動モータ４のアーマチャコイルを通電制御して、吸気渦流制御バルブ２のバルブ開度（バルブ位置）を全閉状態（バルブ全閉位置）となるようにしている。すなわち、モータアクチュエータ３によって常開型の吸気渦流制御バルブ２を閉弁駆動している。これとは逆に、電動モータ４のアーマチャコイルを通電制御して、吸気渦流制御バルブ２のバルブ開度（バルブ位置）を全開状態（バルブ全開位置）となるようにしても良い。この場合には、常閉型の吸気流制御バルブとなる。
【００６３】
［実施例１の特徴］
以上のように、本実施例のモータアクチュエータ３の歯車減速機構６においては、図２および図３に示したように、歯車減速機構６の出力ギヤ２３のスラスト方向（出力軸１３の軸線方向）に、出力ギヤ２３が円滑に回転し、摺動によるロスを少なくするために、ある程度の第１、第２クリアランス６５、７５を設けているのが普通である。そして、本実施例の歯車減速機構６によれば、吸気渦流制御バルブ２の作動状態においては、出力ギヤ２３の全高は、前述の第１、第２クリアランス６５、７５を確保できる高さに設定されている。
【００６４】
ここで、電動モータ４のモータ出力軸トルクによって吸気渦流制御バルブ２が閉弁駆動されて、吸気渦流制御バルブ２の閉弁作動方向の回転動作がバルブ全閉位置にて規制されると、吸気渦流制御バルブ２の回転動作が停止すると同時に出力ギヤ２３の第２回転体３２の回転動作も規制（ロック）される。この吸気渦流制御バルブ２のバルブ全閉時に、出力ギヤ２３の第２回転体３２の回転動作が規制（ロック）されると、第１回転体３１が第２回転体３２に対して相対回転するため、２つの第１、第２回転体３１、３２間で、捩じりコイルバネ９の円筒コイル部９０が捩じ上げられる。この結果、捩じりコイルバネ９の円筒コイル部９０に、２つの第１、第２回転体３１、３２に対して、２つの第１、第２回転体３１、３２を第１、第２規制面３６、３７に押し当てる方向にバネ荷重が発生する。  
【００６５】
ここで、吸気渦流制御バルブ２の回転動作がバルブ全閉位置にて規制されると、上述したように、２つの第１、第２回転体３１、３２が互いに軸線方向の両側に相対変位するため、出力ギヤ２３の構造の全高が大きくなる。これにより、第１回転体３１の第１当接面６４と第１規制面３６との間に形成される、スラスト方向の第１クリアランス６５が０（ゼロ）になり、第２回転体３２の第２当接面７４と第２規制面３７との間に形成される、スラスト方向の第２クリアランス７５が０（ゼロ）になる。また、捩じりコイルバネ９の円筒コイル部９０に発生した軸線方向のバネ荷重によって第１回転体３１が第１規制面３６に押し付けられるため、出力ギヤ２３の第１回転体３１の摺動抵抗が大きくなる。
【００６６】
したがって、出力ギヤ２３の回転動作が規制（ロック）されて、吸気渦流制御バルブ２の回転動作がバルブ全閉位置にてロックできる。これにより、スラスト方向の第１、第２クリアランス６５、７５がなくなり、出力ギヤ２３がロックすることで、モータアクチュエータ３のセルフロック性（無通電逆回転トルク）を大きくすることができ、且つ吸気渦流制御バルブ２の作動状態では、前述の第１、第２クリアランス６５、７５が確保されるので、モータアクチュエータ３の歯車減速機構６の作動効率が小さくなることはない。
【００６７】
以上のように、本実施例のモータアクチュエータ３の歯車減速機構６においては、図３および図４に示したように、吸気渦流制御バルブ２のバルブ全閉時にのみ、２つの第１、第２回転体３１、３２のうちで少なくとも一方の第１回転体３１に対して摩擦力が付与されるため、吸気渦流制御バルブ２がバルブ全閉位置にて保持（ロック）される。この結果、図８（ｂ）に示したように、吸気渦流制御バルブ２のバルブ全閉位置（バルブ保持状態）におけるバルブ保持機構のバルブ保持力を向上することができ、且つ吸気渦流制御バルブ２の作動時におけるモータアクチュエータ３の歯車減速機構６の作動効率の低下を防止することができる。
【００６８】
本実施例のモータアクチュエータ３の歯車減速機構６によれば、スラスト方向の第１、第２クリアランス６５、７５がなくなり出力ギヤ２３がロックするのは、出力ギヤ２３の両回転方向（閉弁作動方向、開弁作動方向）のうち、一方向（閉弁作動方向）のみであり、他方向（開弁作動方向）は、出力ギヤ２３の構造の高さが小さくなる方向に作動する。しかし、吸気渦流制御バルブ２の大きな保持トルクが必要となるのは、バルブ全開位置とバルブ全閉位置との２位置のうち一方（バルブ全閉位置）であるから、出力ギヤ２３がロックする方向と保持トルクの必要な吸気渦流制御バルブ２の回転動作方向とを揃えておけば問題ない。すなわち、第１回転体３１の第１スクリュー４５と第２回転体３２の第２スクリュー５５とによって構成されるネジ機構のネジ切り方向を変えれば良い。
【００６９】
本実施例の吸気渦流制御バルブ２の回転動作をバルブ全閉位置にて保持（ロック）するバルブ保持状態において、トルクの関係は、下記の数１の演算式のようになる。
［数１］
「必要バルブ保持トルク」
＜「捩じりコイルバネ９のトルク」
＜「ウォームギヤ２１の逆空転トルク」＋「スラストロックによる摺動トルク」
【００７０】
ここで、本実施例のモータアクチュエータ３の歯車減速機構６においては、摩擦力付与手段として、捩じりコイルバネ９を使用しているが、摩擦力付与手段は、捩じりコイルバネ９でなくとも、他の弾性部材（板バネ、ゴム）を用いて、実施例１の構造を構成することは可能である。例えばゴムを使って、第１回転体３１と第２回転体３２とを結合し、第２回転体３２の回転動作が規制（ロック）された際に、第２回転体３２に対して第１回転体３１が相対回転して、２つの第１、第２回転体３１、３２間でゴムが捩じられる構造とすれば良い。
【００７１】
以上の実施例１の詳細構造において言及しなかったが、このままの構成では、出力ギヤ２３および捩じりコイルバネ９を組み付けることができないので、実際には、図６に示したように、出力ギヤ２３の構成要素である第１回転体３１または第２回転体３２を２分割以上に分割して製造した後に、２つの第１、第２回転体３１、３２間に捩じりコイルバネ９を収容して、出力軸１３の周囲を取り囲むように出力ギヤ２３を組み付ける必要があるが、実施例１の効果を低減させるものではない。
【００７２】
具体例としては、図６に示したように、第２回転体３２を２つの部品、例えば第２環状板５３を一体化した第２円筒部５１と、第２円筒部５２とに２分割する。次に、第２円筒部５２の内周に出力軸１３を圧入嵌合によって固定する。次に、捩じりコイルバネ９を組み込んだ第１回転体３１に対して、出力軸１３を圧入嵌合した第２円筒部５２をネジ機構に沿って組み付ける。最後に、第２円筒部５１を位置出しをした状態で、第２円筒部５２の外周に圧入嵌合して固定することで、出力軸１３、出力ギヤ２３および捩じりコイルバネ９を一体構造とする。
【実施例２】
【００７３】
図７は本発明の実施例２を示したもので、図７は中間ギヤの構造を示した図である。
【００７４】
本実施例では、モータアクチュエータ３の歯車減速機構６の動力伝達経路上に配設された中間ギヤ２２に、吸気渦流制御バルブ２をバルブ全閉位置にて保持（ロック）するバルブ保持機構（移動体保持機構）を備えている。ここで、歯車減速機構６の中間ギヤ２２は、中間軸１２の周囲を取り囲むように若干の隙間を持って配設された２つの第１、第２回転体３１、３２によって構成されている。これらの第１、第２回転体３１、３２は、バルブ全開位置（作動開始位置）からバルブ全閉位置（作動停止位置）に至るまでの、吸気渦流制御バルブ２の作動範囲内では一体的に回転するように構成されている。ここで、２つの第１、第２回転体３１、３２間に形成されるスプリング収容空間３３の内部には、捩じりコイルバネ９が弾性変形自在に収容されている。
【００７５】
第１回転体３１は、歯車減速機構６の動力伝達経路上においてモータ側（動力源側）に配設されて、二重円筒状の第１円筒部４１、４２およびこれらの第１円筒部４１、４２を連結する第１環状板４３を有している。一方、第２回転体３２は、歯車減速機構６の動力伝達経路上においてバルブ側（移動体側）に配設されて、二重円筒状の第２円筒部５１、５２、これらの第２円筒部５１、５２を連結する第２環状板５３、およびこの第２環状板５３より図示下方に突出した第２円筒部５６を有している。
【００７６】
第１回転体３１の第１円筒部４１の外周には、複数の凸状歯４４が周方向全体に形成されている。これらの凸状歯４４は、電動モータ４のモータシャフト１１に固定されたウォームギヤ２１に噛み合うヘリカルギヤ２４を成す。また、第１円筒部４２の内周には、螺旋状の第１スクリュー４５が軸線方向全体に形成されている。そして、第１環状板４３の板厚方向の両端面には、第１バネ座部（第１座部）６３および第１当接面６４が設けられている。ここで、ハウジング７の第１軸方向位置規制部材３４の第１規制面３６と第１回転体３１の第１当接面６４との間には、ギヤ収容室２６内を第１回転体３１が回転動作するのに必要な所定（最小限）の第１クリアランス６５が形成されている。
【００７７】
第２回転体３２の第２円筒部５１の内周面と第１回転体３１の第１円筒部４２および第２円筒部５２の外周面との間には、捩じりコイルバネ９を収容するスプリング収容空間３３が形成されている。また、第２円筒部５２は、中間軸１２の周囲を取り囲むように配設されている。なお、第２回転体３２の内周に中間軸１２を圧入嵌合して第２回転体３２と中間軸１２とを一体部品としても良いし、別体化し、中間軸１２の軸線方向の両端部がハウジング７に圧入嵌合により固定された状態で、中間軸１２の外周を第２回転体３２が回転方向に摺動可能な形としても良い。
【００７８】
また、第２円筒部５２の外周には、第１回転体３１の第１スクリュー４５とネジ結合される螺旋状の第２スクリュー５５が軸線方向全体に形成されている。そして、第２環状板５３の板厚方向の両端面には、第２バネ座部（第２座部）７３および第２当接面７４が設けられている。ここで、ハウジング７の第２軸方向位置規制部材３５の第２規制面３７と第２回転体３２の第２当接面７４との間には、ギヤ収容室２６内を第２回転体３２が回転動作するのに必要な所定（最小限）の第２クリアランス７５が形成されている。そして、第２円筒部５６は、第２円筒部５２と同様に、中間軸１２の周囲を取り囲むように配設されている。この第２円筒部５６の外周には、複数の凸状歯７６が周方向全体に形成されている。これらの凸状歯７６は、歯車減速機構６の出力ギヤ２３に噛み合う出力用スパーギヤ２５を成す。
【００７９】
［変形例］
本実施例では、本発明のアクチュエータを、吸気渦流制御バルブ２を閉弁駆動（または開弁駆動）するモータアクチュエータ３に適用しているが、内燃機関用可変吸気装置に使用される吸気可変バルブを開弁駆動（または閉弁駆動）するモータアクチュエータに適用しても良い。また、本発明のアクチュエータを、ドライバーのアクセルペダルの踏み込み量に対応して電動モータを駆動して、エンジンの気筒の燃焼室内に吸入される吸入空気量を制御する内燃機関用スロットル開度制御装置に使用されるスロットルバルブの回転角度に相当するスロットル開度を制御するモータアクチュエータに適用しても良い。
【００８０】
また、本発明の移動体（回転体等のバルブ）を、エンジンの燃焼室内に吸入される吸入空気量を制御する吸気制御弁、エンジンの燃焼室内より排出される排気ガス量を制御する排気制御弁、スロットルバルブをバイパスする吸入空気量を制御するアイドル回転速度制御弁、エンジンの燃焼室内より排出される排気ガスの一部を排気通路から吸気通路に再循環させる排気ガス還流量を制御する排気ガス還流量制御弁（ＥＧＲ制御弁）に適用しても良い。また、本発明の移動体（回転体等のバルブ）を、これらのようなバタフライバルブ方式の回転型バルブの他に、片開き式の回転型バルブ、ロータリー型のバルブ、ポペット型のバルブ、シャッター式のバルブ、一辺のみ支持されたドア型のバルブに適用しても良い。また、本発明のモータアクチュエータを、車両用空調装置の通路切替ドアや開閉ドア等の移動体を駆動するモータアクチュエータに適用しても良い。また、気体や液体等の流体を加圧して圧送する流体圧送機械（例えば送風機、圧縮機、ポンプ等）の回転体（ロータ）等の移動体を駆動するモータアクチュエータに適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】内燃機関用吸気渦流発生装置の概略構成を示した概略図である（実施例１）。
【図２】（ａ）、（ｂ）はモータアクチュエータの全体構造を示した正面図、側面図である（実施例１）。
【図３】（ａ）は（ｂ）のＡ−Ａ断面図で、（ｂ）は出力ギヤの構造を示した断面図である（実施例１）。
【図４】（ａ）は（ｂ）のＢ−Ｂ断面図で、（ｂ）は出力ギヤの構造を示した断面図である（実施例１）。
【図５】（ａ）はバルブ閉弁作動時のモータ制御方法を示したタイミングチャートで、（ｂ）はバルブ開弁作動時のモータ制御方法を示したタイミングチャートである（実施例１）。
【図６】出力ギヤの構造を示した断面図である（実施例１）。
【図７】出力用スパーギヤの構造を示した断面図である（実施例２）。
【図８】（ａ）は従来の技術の作動効率を示したグラフで、（ｂ）は実施例１の作動効率を示したグラフである。
【符号の説明】
【００８２】
１  ハウジング
２  吸気渦流制御バルブ（移動体、吸気渦流制御弁の弁体）
３  モータアクチュエータ
４  電動モータ（動力源）
６  歯車減速機構（動力伝達機構）
７  ハウジング
９  捩じりコイルバネ（移動体保持機構、摩擦力付与手段、荷重付与手段）
１３  出力軸
１５  バルブ軸
２２  中間ギヤ
２３  出力ギヤ（最終ギヤ）
２６  ギヤ収容室（回転体収容室）
３１  第１回転体
３２  第２回転体
３３  スプリング収容空間
３４  第１軸方向位置規制部材
３５  第２軸方向位置規制部材
３６  第１規制面（規制部）
３７  第２規制面（規制部）
４５  第１スクリュー
５５  第２スクリュー
６３  第１バネ座部（第１座部）
６４  第１当接面
６５  第１クリアランス
７３  第２バネ座部
７４  第２当接面
７５  第２クリアランス
【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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【図８】
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