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JP2007068378A - Motor actuator - Google Patents

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JP2007068378A
JP2007068378A JP2005255105A JP2005255105A JP2007068378A JP 2007068378 A JP2007068378 A JP 2007068378A JP 2005255105 A JP2005255105 A JP 2005255105A JP 2005255105 A JP2005255105 A JP 2005255105A JP 2007068378 A JP2007068378 A JP 2007068378A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gear
motor
intake
valve
engine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2005255105A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirohisa Okuno
紘久 奥野
Yasuhiro Suzuki
康弘 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2005255105A priority Critical patent/JP2007068378A/en
Publication of JP2007068378A publication Critical patent/JP2007068378A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To restrain flattering of an intake flow control valve by vehicle vibration or engine vibration. <P>SOLUTION: A coil spring 10 is disposed relative to a worm gear 51 for applying a preload which overcomes reaction caused by vehicle vibration or engine vibration as a factor, between a front end surface of a yoke housing 41 of an electric motor 6 and a motor-side end surface of the worm gear 51. The coil spring 10 is disposed relative to a worm gear 51 for applying a preload which overcomes reaction caused by vehicle vibration or engine vibration as a factor, between a housing-side end surface of a motor shaft 7 of the electric motor 6 and a bottom wall surface of the housing 9. This makes it difficult for a worm gear 51 to rattle in the thrust direction within a clearance between the worm gear 51 and a helical gear engaging with the worm gear 51. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、モータに駆動される第1ギヤとこの第1ギヤと噛み合う第2ギヤとの歯面間に形成される隙間を狭くして振動による第1、第2ギヤのガタ付きを抑制するようにしたモータアクチュエータを備えた内燃機関用吸気渦流発生装置に関するものである。   According to the present invention, the gap formed between the tooth surfaces of the first gear driven by the motor and the second gear meshing with the first gear is narrowed to suppress backlash of the first and second gears due to vibration. The present invention relates to an intake vortex generator for an internal combustion engine provided with the motor actuator.

[従来の技術]
従来より、内燃機関の吸気系において、スロットルバルブよりも吸入空気の流れ方向の下流側の吸気管内に吸気流制御バルブを配設し、内燃機関の始動時またはアイドル運転時、あるいは車両走行中に、吸気流制御バルブをモータ駆動して、吸気管内に形成される吸気通路のメイン通路を閉塞し、吸気通路の一部(通路壁面寄りの部分)のみを開放することにより、内燃機関の吸気ポート付近に吸気偏流を生起させて、内燃機関の吸気ポートから燃焼室内に流入する吸入空気に渦流を生起させ、内燃機関の燃焼室内において混合気の燃焼を促進させ、エミッションの改善や燃費の向上を図るようにした内燃機関用吸気渦流発生装置が公知である(例えば、特許文献1及び2参照)。
[Conventional technology]
Conventionally, in an intake system of an internal combustion engine, an intake flow control valve has been provided in an intake pipe downstream of the throttle valve in the direction of intake air flow so that the internal combustion engine can be started, idle, or traveling in a vehicle. The intake flow control valve is driven by a motor, the main passage of the intake passage formed in the intake pipe is closed, and only a part of the intake passage (portion near the wall of the passage) is opened, so that the intake port of the internal combustion engine In the vicinity of the engine, an intake air drift occurs, causing vortex flow in the intake air flowing into the combustion chamber from the intake port of the internal combustion engine, promoting combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber of the internal combustion engine, improving emissions and improving fuel efficiency. 2. Description of the Related Art An intake vortex generator for an internal combustion engine that is designed is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

この種の内燃機関用吸気渦流発生装置は、図8および図9に示したように、吸気流制御バルブ101を閉弁駆動(または開弁駆動)するバルブ駆動装置(モータアクチュエータ)102を備えている。このバルブ駆動装置102は、吸気流制御バルブ101を保持固定する駆動軸103を駆動する駆動力を発生する電動モータ104と、この電動モータ104のモータシャフト105に固定されたウォームギヤ106、このウォームギヤ106と噛み合うヘリカルギヤ107等を有する歯車減速機構とによって構成されている。なお、歯車減速機構は、電動モータ104のモータシャフト105の回転速度を所定の減速比に減速する減速機能と、電動モータ104の駆動力を吸気流制御バルブ101の駆動軸103に伝達する動力伝達機能とを兼ね備えている。また、バルブ駆動装置102は、歯車減速機構の一部にウォームギヤ106とヘリカルギヤ107とを利用しているので、吸気流制御バルブ101の動作停止時(例えばバルブ全開時またはバルブ全閉時)に、吸気流制御バルブ101を所定の動作停止位置で保持するセルフロック効果を得ることができる。   As shown in FIGS. 8 and 9, this type of intake vortex generator for an internal combustion engine includes a valve drive device (motor actuator) 102 that drives the intake flow control valve 101 to close (or open). Yes. The valve driving device 102 includes an electric motor 104 that generates a driving force for driving a drive shaft 103 that holds and fixes the intake flow control valve 101, a worm gear 106 that is fixed to the motor shaft 105 of the electric motor 104, and the worm gear 106. And a gear reduction mechanism having a helical gear 107 and the like meshing with each other. The gear reduction mechanism is a reduction function that reduces the rotational speed of the motor shaft 105 of the electric motor 104 to a predetermined reduction ratio, and a power transmission that transmits the driving force of the electric motor 104 to the drive shaft 103 of the intake flow control valve 101. Combines functionality. Further, since the valve drive device 102 uses the worm gear 106 and the helical gear 107 as a part of the gear reduction mechanism, when the operation of the intake flow control valve 101 is stopped (for example, when the valve is fully opened or when the valve is fully closed), A self-locking effect that holds the intake flow control valve 101 at a predetermined operation stop position can be obtained.

[従来の技術の不具合]
ところが、従来の内燃機関用吸気渦流発生装置においては、車両振動やエンジン振動が、内部にモータ収容孔およびギヤ室を形成するハウジングに伝わり、その振動が電動モータ104およびウォームギヤ106のスラスト方向に作用すると、電動モータ104の端面部とハウジングの内壁面との間にガタがあるため、ウォームギヤ106とヘリカルギヤ107との歯面間の隙間(バックラッシュ)内でウォームギヤ106がスラスト方向にガタ付いてしまい、セルフロック効果を失い、ヘリカルギヤ107および吸気流制御バルブ101が吸気管109内に形成される吸気通路110の内部でばたついてしまうという問題があった。
[Conventional technical problems]
However, in a conventional intake vortex generator for an internal combustion engine, vehicle vibrations and engine vibrations are transmitted to a housing that internally forms a motor housing hole and a gear chamber, and the vibrations act in the thrust direction of the electric motor 104 and the worm gear 106. Then, since there is a backlash between the end surface portion of the electric motor 104 and the inner wall surface of the housing, the worm gear 106 will play back in the thrust direction in the gap (backlash) between the tooth surfaces of the worm gear 106 and the helical gear 107. There is a problem that the self-locking effect is lost, and the helical gear 107 and the intake flow control valve 101 flutter inside the intake passage 110 formed in the intake pipe 109.

また、従来の内燃機関用吸気渦流発生装置においては、車両振動やエンジン振動によってウォームギヤ106とヘリカルギヤ107との歯面間の隙間内でウォームギヤ106がスラスト方向にガタ付くと、ウォームギヤ106の歯面とヘリカルギヤ107の歯面とが衝突または摩擦を繰り返すため、ウォームギヤ106の歯面またはヘリカルギヤ107の歯面が異常摩耗する可能性がある。この場合には、吸気流制御バルブ101を閉弁駆動(または開弁駆動)する際に、電動モータ104によりウォームギヤ106が回転駆動されても、ウォームギヤ106とヘリカルギヤ107との噛み合い不良によってウォームギヤ106がヘリカルギヤ107に対して空回りしたり、あるいはウォームギヤ106とヘリカルギヤ107とが噛み込んだりして、歯車減速機構の動力伝達機能を失い、バルブ駆動装置102としての性能が損なわれてしまうという問題が生じる。   Further, in a conventional intake vortex generator for an internal combustion engine, when the worm gear 106 rattles in the thrust direction within the gap between the tooth surfaces of the worm gear 106 and the helical gear 107 due to vehicle vibration or engine vibration, the tooth surface of the worm gear 106 Since the tooth surface of the helical gear 107 repeatedly collides or frictions, the tooth surface of the worm gear 106 or the tooth surface of the helical gear 107 may be abnormally worn. In this case, when the intake flow control valve 101 is driven to close (or open), even if the worm gear 106 is rotationally driven by the electric motor 104, the worm gear 106 is not engaged with the worm gear 106 and the helical gear 107 due to poor meshing. There arises a problem that the helical gear 107 idles or the worm gear 106 and the helical gear 107 are engaged with each other, thereby losing the power transmission function of the gear reduction mechanism and the performance of the valve driving device 102 being impaired.

また、吸気流制御バルブ101の動作停止時に、吸気流制御バルブ101を所定の動作停止位置(例えば全閉位置または全開位置)で保持するセルフロック効果が失われて、吸気流制御バルブ101が吸気通路110内でばたついた場合には、吸気管109内に形成される吸気通路110のメイン通路の開口面積が増減するため、内燃機関の燃焼室内に吸入される吸入空気量が変化してしまう。そして、この吸入空気量の変化を要因としてエンジン回転速度が変動するため、車両の運転性(ドライバビリティ)が悪化するという問題が生じる。
特開2001−248449号公報(第1−7頁、図1−図8) 特開2002−256874号公報(第1−6頁、図1−図9)
Further, when the operation of the intake flow control valve 101 is stopped, the self-lock effect for holding the intake flow control valve 101 at a predetermined operation stop position (for example, the fully closed position or the fully open position) is lost, and the intake flow control valve 101 is inhaled. When fluttering in the passage 110, the opening area of the main passage of the intake passage 110 formed in the intake pipe 109 increases or decreases, so that the amount of intake air taken into the combustion chamber of the internal combustion engine changes. End up. Since the engine speed fluctuates due to the change in the intake air amount, there arises a problem that the drivability of the vehicle is deteriorated.
JP 2001-248449 A (page 1-7, FIGS. 1-8) JP 2002-256874 A (page 1-6, FIGS. 1 to 9)

本発明の目的は、移動体の動作停止時における、振動による移動体のばたつきを抑制することのできるモータアクチュエータを提供することにある。また、移動体および第2ギヤのセルフロック効果を維持することのできるモータアクチュエータを提供することにある。   The objective of this invention is providing the motor actuator which can suppress the flapping of the moving body by a vibration at the time of the operation | movement stop of a moving body. It is another object of the present invention to provide a motor actuator that can maintain the self-locking effect of the moving body and the second gear.

請求項1に記載の発明によれば、モータにより駆動される第1ギヤ、あるいはこの第1ギヤと噛み合う第2ギヤに対して、第1ギヤの歯面と第2ギヤの歯面とを押し付ける方向に、振動を要因とする反力に打ち勝つ与圧力を印加する与圧力印加手段を設けたことにより、振動がモータ、第1ギヤまたは第2ギヤのいずれかに伝達されても、第1ギヤと第2ギヤとの歯面間の隙間内で第1ギヤまたは第2ギヤがガタ付き難くなる。これにより、第1ギヤに対して、移動体側に設置される第2ギヤが振れ難くなるので、移動体の動作停止時における、振動による移動体のばたつきを抑制することが可能となる。これによって、移動体および第2ギヤのセルフロック効果を維持できるので、第1ギヤの歯面と第2ギヤの歯面との異常摩耗を防止することができる。また、第1ギヤおよび第2ギヤを含む動力伝達機構の性能の低下を抑制できるので、モータアクチュエータとしての性能が損なわれることがない。   According to the first aspect of the present invention, the tooth surface of the first gear and the tooth surface of the second gear are pressed against the first gear driven by the motor or the second gear meshing with the first gear. Even if the vibration is transmitted to any of the motor, the first gear, and the second gear, the first gear is provided by applying a pressure application means for applying a pressure that overcomes the reaction force caused by the vibration in the direction. The first gear or the second gear is less likely to rattle within the gap between the tooth surfaces of the second gear and the second gear. As a result, the second gear installed on the moving body side is less likely to swing with respect to the first gear, so that it is possible to suppress fluttering of the moving body due to vibration when the operation of the moving body is stopped. As a result, the self-locking effect of the moving body and the second gear can be maintained, so that abnormal wear between the tooth surface of the first gear and the tooth surface of the second gear can be prevented. Moreover, since the performance degradation of the power transmission mechanism including the first gear and the second gear can be suppressed, the performance as a motor actuator is not impaired.

ここで、上記の与圧力印加手段として、第1ギヤに対して、第1ギヤのスラスト方向に、振動を要因とする反力に打ち勝つ与圧力(与圧荷重、予荷重)を印加するスプリング、板バネ、ワッシャまたはゴム材料等の弾性変形部材を用いても良い。また、上記の与圧力印加手段として、第2ギヤに対して、第2ギヤの回転方向に、振動を要因とする反力に打ち勝つ与圧力(与圧荷重、予荷重)を印加するスプリング、板バネ、ワッシャまたはゴム材料等の弾性変形部材を用いても良い。   Here, as the pressurizing force application means, a spring for applying a prestressing force (pressurized load, preload) to overcome the reaction force caused by vibration in the thrust direction of the first gear with respect to the first gear, An elastically deformable member such as a leaf spring, washer, or rubber material may be used. Further, as the pressurizing force applying means, a spring, a plate for applying a pressurizing force (pressurizing load, preload) to overcome the reaction force caused by vibration in the rotation direction of the second gear with respect to the second gear An elastically deformable member such as a spring, washer or rubber material may be used.

請求項2に記載の発明によれば、モータの出力軸に固定されたウォームギヤ、あるいはこのウォームギヤと噛み合って回転するヘリカルギヤに対して、ウォームギヤの歯面とヘリカルギヤの歯面とを押し付ける方向に、振動を要因とする反力に打ち勝つ与圧力を印加する与圧力印加手段を設けたことにより、振動がモータまたはウォームギヤのいずれかに伝達されても、ウォームギヤとヘリカルギヤとの歯面間の隙間内でウォームギヤが、モータの出力軸の軸線方向(スラスト方向)にガタ付き難くなる。これにより、モータ側に設置されるウォームギヤに対して、移動体側に設置されるヘリカルギヤが振れ難くなるので、移動体の動作停止時における、振動による移動体のばたつきを抑制することが可能となる。これによって、請求項1に記載の発明の効果を得ることができる。   According to the second aspect of the present invention, the worm gear fixed to the output shaft of the motor or the helical gear that meshes with the worm gear and rotates in a direction that presses the tooth surface of the worm gear and the tooth surface of the helical gear. Even if vibration is transmitted to either the motor or the worm gear, the worm gear in the gap between the tooth surfaces of the worm gear and the helical gear is provided. However, it becomes difficult to play in the axial direction (thrust direction) of the output shaft of the motor. As a result, the helical gear installed on the moving body is less likely to swing with respect to the worm gear installed on the motor side, so that it is possible to suppress the flapping of the moving body due to vibration when the operation of the moving body is stopped. Thus, the effect of the invention described in claim 1 can be obtained.

請求項3に記載の発明によれば、モータの出力軸に固定されたヘリカルギヤ、あるいはこのヘリカルギヤと噛み合って回転するウォームギヤに対して、ヘリカルギヤの歯面とウォームギヤの歯面とを押し付ける方向に、振動を要因とする反力に打ち勝つ与圧力を印加する与圧力印加手段を設けたことにより、振動がモータまたはヘリカルギヤのいずれかに伝達されても、ヘリカルギヤとウォームギヤとの歯面間の隙間内でヘリカルギヤが、モータの出力軸の軸線方向(スラスト方向)にガタ付き難くなる。これにより、モータ側に設置されるヘリカルギヤに対して、移動体側に設置されるウォームギヤが振れ難くなるので、移動体の動作停止時における、振動による移動体のばたつきを抑制することが可能となる。これによって、請求項1に記載の発明の効果を得ることができる。   According to the third aspect of the present invention, vibration is generated in a direction in which the helical gear tooth surface and the worm gear tooth surface are pressed against the helical gear fixed to the output shaft of the motor or the worm gear rotating in mesh with the helical gear. Even if vibration is transmitted to either the motor or the helical gear, the helical gear is installed in the clearance between the tooth surfaces of the helical gear and the worm gear. However, it becomes difficult to play in the axial direction (thrust direction) of the output shaft of the motor. As a result, the worm gear installed on the moving body side is less likely to swing with respect to the helical gear installed on the motor side, so that it is possible to suppress fluttering of the moving body due to vibration when the operation of the moving body is stopped. Thus, the effect of the invention described in claim 1 can be obtained.

請求項4に記載の発明によれば、モータは、ハウジングのモータ収容孔の内部で収容されている。そして、モータの出力軸を、モータの出力軸のラジアル方向に弾性変形が可能な弾性部材を介して、ハウジングの軸受部に回転自在に支持するようにしても良い。この場合には、振動がモータに伝達されても、モータの出力軸の振動が弾性部材によって減衰されるため、第1ギヤまたは第2ギヤが、モータの出力軸の半径方向(ラジアル方向)にガタ付き難くなる。これにより、モータ側に設置される第1ギヤがラジアル方向に振れ難くなる。   According to invention of Claim 4, the motor is accommodated inside the motor accommodation hole of a housing. The motor output shaft may be rotatably supported on the bearing portion of the housing via an elastic member that can be elastically deformed in the radial direction of the motor output shaft. In this case, even if the vibration is transmitted to the motor, the vibration of the output shaft of the motor is attenuated by the elastic member, so that the first gear or the second gear moves in the radial direction (radial direction) of the output shaft of the motor. It becomes difficult to play. Thereby, the 1st gear installed in the motor side becomes difficult to shake in the radial direction.

請求項5に記載の発明によれば、移動体は、動力伝達機構に駆動連結されたバルブ軸を有し、このバルブ軸と一体的に回転運動を行うバルブであることを特徴としている。なお、このバルブを、ハウジングの空気通路内を流れる空気の流量を制御する流量制御弁として用いても良い。そして、この流量制御弁を、内燃機関の燃焼室内に吸入される吸入空気量を調節するスロットルバルブ、アイドル回転速度制御弁、吸気制御弁等に用いても良い。また、流量制御弁を、内燃機関の燃焼室より排出される排気ガスの流量を調節する排気制御弁等に用いても良い。また、流量制御弁を、内燃機関の排気ガスの一部を吸気側に再循環させる排気ガス還流量を調節する排気ガス還流量制御弁等に用いても良い。   According to a fifth aspect of the present invention, the moving body has a valve shaft that is drivingly connected to the power transmission mechanism, and is a valve that rotates integrally with the valve shaft. Note that this valve may be used as a flow rate control valve for controlling the flow rate of air flowing in the air passage of the housing. The flow control valve may be used as a throttle valve, an idle rotation speed control valve, an intake control valve, or the like that adjusts the amount of intake air taken into the combustion chamber of the internal combustion engine. The flow control valve may be used as an exhaust control valve that adjusts the flow rate of exhaust gas discharged from the combustion chamber of the internal combustion engine. Further, the flow control valve may be used as an exhaust gas recirculation amount control valve for adjusting an exhaust gas recirculation amount for recirculating a part of the exhaust gas of the internal combustion engine to the intake side.

請求項6に記載の発明によれば、移動体を、ハウジング内に形成される吸気通路の一部を開閉することで、吸気通路から内燃機関の燃焼室内に流入する空気に渦流を生起させる吸気流制御弁として用いても良い。そして、この吸気流制御弁を、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。   According to the sixth aspect of the present invention, the moving body opens and closes a part of the intake passage formed in the housing, so that the intake air that causes a vortex in the air flowing from the intake passage into the combustion chamber of the internal combustion engine is generated. It may be used as a flow control valve. Then, this intake flow control valve may be used as a swirl flow control valve for generating a lateral vortex in the air flowing into the combustion chamber from the intake passage. Further, the intake flow control valve may be used as a tumble flow control valve that generates a vertical vortex in the air flowing into the combustion chamber from the intake passage.

請求項7に記載の発明によれば、移動体を、内燃機関の運転状態(例えばエンジン回転速度等)に対応してハウジング内に形成される吸気通路の通路長または開口面積を可変して、内燃機関の出力を向上させる可変吸気装置に適用されて、ハウジング内に形成される吸気通路を開閉することで、吸気通路の通路長または開口面積を変更する可変吸気弁として用いても良い。また、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。   According to the seventh aspect of the present invention, the moving body is configured such that the passage length or the opening area of the intake passage formed in the housing corresponding to the operating state of the internal combustion engine (for example, the engine rotation speed) is varied, The present invention may be applied to a variable intake device that improves the output of an internal combustion engine, and may be used as a variable intake valve that changes the passage length or opening area of the intake passage by opening and closing the intake passage formed in the housing. Further, the moving body may be a rotating body that has a drive shaft that is drivingly connected to the power transmission mechanism and that performs a rotational motion integrally with the drive shaft. In addition, a movement direction conversion mechanism that converts the rotational movement of the speed reduction mechanism into a linear movement is interposed between the power transmission mechanism and the moving body, and the moving body has a drive shaft that is drivingly connected to the movement direction conversion mechanism. However, it may be a moving body such as a valve that linearly moves integrally with the drive shaft.

本発明を実施するための最良の形態は、例えば移動体(バルブ等の回転体)の動作停止時における、車両振動やエンジン振動による移動体のばたつきを抑制するという目的を、モータにより駆動される第1ギヤ、あるいはこの第1ギヤと噛み合う第2ギヤに対して、第1ギヤの歯面と第2ギヤの歯面とを押し付ける方向に、振動を要因とする反力に打ち勝つ与圧力を印加する与圧力印加手段(スプリング、板バネ、ワッシャまたはゴム材料等の弾性変形部材)を設けることで実現した。   The best mode for carrying out the present invention is driven by a motor for the purpose of suppressing flapping of the moving body due to vehicle vibration or engine vibration, for example, when the operation of the moving body (rotating body such as a valve) is stopped. Applying a pressure to overcome the reaction force caused by vibration in the direction of pressing the tooth surface of the first gear and the tooth surface of the second gear against the first gear or the second gear meshing with the first gear This is realized by providing a pressure applying means (an elastically deformable member such as a spring, a leaf spring, a washer, or a rubber material).

[実施例1の構成]
図1ないし図3は本発明の実施例1を示したもので、図1は内燃機関用吸気システムの概略構成を示した図で、図2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3はモータアクチュエータの全体構造を示した図である。
[Configuration of Example 1]
1 to 3 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an intake system for an internal combustion engine, and FIG. 2 is a schematic configuration of an intake vortex generator for an internal combustion engine. FIG. 3 shows the overall structure of the motor actuator.

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)1の吸気系統に設けられている。このエンジン1には、エンジン吸気管11およびエンジン排気管(図示せず)が接続されている。ここで、エンジン1のシリンダ12には、図示上下方向に往復運動を行うピストン13が摺動自在に支持されている。ピストン13の図示上方には、シリンダ12とシリンダヘッドとによって区画された燃焼室14が形成されている。この燃焼室14の上部のシリンダヘッドには、燃料噴射弁(インジェクタ)15が設置されている。また、シリンダヘッドには、吸気バルブ16により開閉される吸気ポート17、および排気バルブ18により開閉される排気ポート19が形成されている。   An intake system for an internal combustion engine (intake device for an internal combustion engine) of this embodiment is provided in an intake system of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 1 mounted on a vehicle such as an automobile. An engine intake pipe 11 and an engine exhaust pipe (not shown) are connected to the engine 1. Here, a piston 13 that reciprocates in the vertical direction in the figure is slidably supported on the cylinder 12 of the engine 1. A combustion chamber 14 defined by the cylinder 12 and the cylinder head is formed above the piston 13 in the figure. A fuel injection valve (injector) 15 is installed in the cylinder head at the top of the combustion chamber 14. In addition, an intake port 17 that is opened and closed by an intake valve 16 and an exhaust port 19 that is opened and closed by an exhaust valve 18 are formed in the cylinder head.

エンジン吸気管11は、エアクリーナ21、スロットルボデー22およびインテークマニホールド23等によって構成され、内部にエンジン1の吸気ポート17に連通する吸気通路を形成している。このエンジン吸気管11には、レゾネータ(消音器)24、スロットバルブ25および吸気可変バルブ26が設けられている。そして、スロットルバルブ25は、スロットルボデー22に回転自在に軸支されたバルブ軸を有し、このバルブ軸と一体的に回転運動を行う空気流量制御弁である。このスロットルバルブ25を備えた内燃機関用スロットル開度制御装置は、運転者(ドライバー)の踏み込み量(ドライバーのアクセル操作量)に対応して電動モータを駆動して、スロットルバルブ25の回転角度に相当するスロットル開度を変更することで、エンジン1の燃焼室14内に吸入される吸入空気量を制御して、エンジン1の出力(エンジン回転速度またはエンジン出力軸トルク)をコントロールするシステムである。   The engine intake pipe 11 includes an air cleaner 21, a throttle body 22, an intake manifold 23, and the like, and forms an intake passage that communicates with the intake port 17 of the engine 1 inside. The engine intake pipe 11 is provided with a resonator (silencer) 24, a slot valve 25 and an intake variable valve 26. The throttle valve 25 is an air flow control valve that has a valve shaft that is rotatably supported by the throttle body 22 and performs a rotational motion integrally with the valve shaft. The throttle opening control device for an internal combustion engine provided with the throttle valve 25 drives the electric motor in accordance with the amount of depression of the driver (driver) (accelerator operation amount of the driver), and adjusts the rotation angle of the throttle valve 25. The system controls the output of the engine 1 (engine rotational speed or engine output shaft torque) by controlling the amount of intake air taken into the combustion chamber 14 of the engine 1 by changing the corresponding throttle opening. .

吸気可変バルブ26は、インテークマニホールド23に回転自在に軸支されたバルブ軸を有し、このバルブ軸と一体的に回転運動を行うことで、インテークマニホールド23の吸気通路長(または吸気通路断面積)を2段階に切り替える空気流路開閉制御弁である。この吸気可変バルブ26を備えた内燃機関用可変吸気制御装置は、エンジン回転速度およびエンジン負荷等に対応して電動モータを駆動して、吸気可変バルブ26を開閉制御することで、吸入空気に慣性過給効果または共鳴過給効果を与えて、エンジン1の出力(エンジン出力軸トルク)を向上させるシステムである。なお、インテークマニホールド23内に形成される吸気通路のうちで、エンジン回転速度が低中速回転領域の時に使用する吸気通路27は、エンジン回転速度が高速回転領域の時に使用する吸気通路28よりも吸気通路長が長くなるように形成されている。   The intake variable valve 26 has a valve shaft that is rotatably supported by the intake manifold 23. The intake variable valve 26 rotates in unison with the valve shaft, so that the intake passage length (or intake passage cross-sectional area) of the intake manifold 23 is obtained. ) Is an air flow path opening / closing control valve that switches between two stages. The variable intake control device for an internal combustion engine provided with the intake variable valve 26 drives the electric motor in response to the engine rotational speed, the engine load, etc., and controls the intake variable valve 26 to open / close, so that the inertia of the intake air is obtained. This is a system that improves the output of the engine 1 (engine output shaft torque) by giving a supercharging effect or a resonance supercharging effect. Of the intake passages formed in the intake manifold 23, the intake passage 27 used when the engine rotational speed is in the low / medium speed rotational region is more than the intake passage 28 used when the engine rotational speed is in the high speed rotational region. The intake passage is formed to have a long length.

ここで、本実施例の内燃機関用吸気システムは、エンジン1の燃焼室14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。これは、エンジン1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2と、このハウジング2の内部(つまりエンジン1の吸気ポート17の内部)において開閉自在に収容された吸気流制御バルブ3と、この吸気流制御バルブ3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)4とを備えている。また、吸気流制御バルブ3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)5は、電力によって運転される電動モータ6、およびこの電動モータ6のモータシャフト(出力軸)7の回転運動を吸気流制御バルブ3に伝達する動力伝達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1の運転状態に基づいて吸気流制御バルブ3の動力源である電動モータ6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。   Here, the internal combustion engine intake system of the present embodiment is capable of generating a lateral intake vortex flow (swirl flow) for promoting combustion of fuel or air-fuel mixture in the combustion chamber 14 of the engine 1. An engine intake vortex generator is provided. This includes a cylindrical housing 2 provided integrally with the cylinder head of the engine 1 and an intake flow control valve 3 accommodated in the housing 2 so as to be openable and closable inside the housing 2 (that is, inside the intake port 17 of the engine 1). And a coil spring (valve urging means) 4 that urges the intake flow control valve 3 in the fully open direction (or the fully closed direction). A motor actuator (valve driving device) 5 that drives the intake flow control valve 3 to close (or opens) includes an electric motor 6 that is driven by electric power, and a motor shaft (output shaft) 7 of the electric motor 6. Is constituted by a power transmission mechanism or the like for transmitting the rotational motion of the motor to the intake flow control valve 3. The intake system for the internal combustion engine includes an engine control unit (hereinafter referred to as ECU: not shown) that electronically controls the electric motor 6 that is a power source of the intake flow control valve 3 based on the operating state of the engine 1. Yes.

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6に供給する供給電力を調整して電動モータ6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6に電力を供給して吸気流制御バルブ3が全閉状態となるように吸気流制御バルブ3を閉弁駆動する。また、ECUは、エンジン1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6に電力を供給して吸気流制御バルブ3の回転角度(バルブ開度)を制御する。例えば吸気流制御バルブ3が半開状態となるように吸気流制御バルブ3を開弁駆動する。あるいは吸気流制御バルブ3が全開状態となるように吸気流制御バルブ3を開弁駆動しても良い。   Here, the ECU is provided with a microcomputer having a well-known structure configured to include functions such as a CPU for performing control processing and arithmetic processing, various programs, and a storage device (memory such as ROM and RAM) for storing data. It has been. This ECU controls the rotational motion of the electric motor 6 by adjusting the power supplied to the electric motor 6 based on a control program stored in the memory when the ignition switch is turned on (IG / ON). Control unit. The ECU detects the engine rotation speed by a sensor signal such as a crank angle sensor (not shown) at the time of engine start or idling operation, and supplies electric power to the electric motor 6 according to the engine rotation speed to thereby control the intake air flow control valve. The intake flow control valve 3 is driven to close so that 3 is fully closed. Further, the ECU detects the engine rotation speed during steady operation of the engine 1 and supplies electric power to the electric motor 6 according to the engine rotation speed to control the rotation angle (valve opening) of the intake flow control valve 3. To do. For example, the intake flow control valve 3 is driven to open so that the intake flow control valve 3 is in a half-open state. Alternatively, the intake flow control valve 3 may be driven to open so that the intake flow control valve 3 is fully opened.

ハウジング2の内部、つまりエンジン1の吸気ポート17は、隔壁部29によって第1空気流路(スワールポート)31と第2空気流路(メインポート)32とに気密的に区画されている。スワールポート31は、エンジン1の吸気ポート17の中で一方側に設けられて、エンジン1の燃焼室14内に吸気渦流を発生させる。また、メインポート32は、エンジン1の吸気ポート17の中でスワールポート31よりも図示下方側に設けられている。なお、ハウジング2は、エンジン1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1のシリンダヘッドと別体で製造した後に、エンジン1のシリンダヘッドに結合しても構わない。   The inside of the housing 2, that is, the intake port 17 of the engine 1 is airtightly divided into a first air flow path (swirl port) 31 and a second air flow path (main port) 32 by a partition wall portion 29. The swirl port 31 is provided on one side of the intake port 17 of the engine 1 and generates an intake vortex flow in the combustion chamber 14 of the engine 1. The main port 32 is provided on the lower side in the drawing than the swirl port 31 in the intake port 17 of the engine 1. The housing 2 may be formed integrally with the cylinder head of the engine 1 or may be coupled to the cylinder head of the engine 1 after being manufactured separately from the cylinder head of the engine 1.

吸気流制御バルブ3は、メインポート32の開度を制御してスワールポート31内に積極的に空気流を流すことで燃焼室14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。なお、吸気流制御バルブ3は、エンジン始動時またはアイドル運転時に、電動モータ6の駆動力(モータ出力軸トルク)によって全閉状態となる。また、吸気流制御バルブ3は、エンジン1の低速回転域(エンジン回転速度が例えば2000rpm程度)の時に、電動モータ6の駆動力(モータ出力軸トルク)によって半開状態となる。さらに、吸気流制御バルブ3は、エンジン1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、コイルスプリング4の付勢力(スプリング力、捩じり弾性力)によって全開状態となる。そして、吸気流制御バルブ3は、動力伝達機構の出力部に駆動連結されたバルブ軸(駆動軸)33を有し、このバルブ軸33と一体的に回転運動を行う移動体(回転体)である。なお、バルブ軸33の軸方向の両端部は、ボールベアリング34を介して、ハウジング2のバルブ軸受部35に回転自在に軸支されている。   The intake flow control valve 3 is a swirl flow control valve that generates an intake vortex flow (swirl flow) in the combustion chamber 14 by controlling the opening degree of the main port 32 and actively flowing an air flow in the swirl port 31. is there. The intake flow control valve 3 is fully closed by the driving force (motor output shaft torque) of the electric motor 6 at the time of engine start or idle operation. Further, the intake flow control valve 3 is in a half-open state by the driving force (motor output shaft torque) of the electric motor 6 when the engine 1 is in a low speed rotation range (engine speed is about 2000 rpm, for example). Further, the intake flow control valve 3 is fully opened by the urging force (spring force, torsional elastic force) of the coil spring 4 when the engine 1 is in the middle speed / high speed rotation range (engine speed is, for example, 2500 rpm or more). Become. The intake flow control valve 3 has a valve shaft (drive shaft) 33 that is drivingly connected to the output portion of the power transmission mechanism, and is a moving body (rotary body) that performs a rotational motion integrally with the valve shaft 33. is there. Note that both end portions of the valve shaft 33 in the axial direction are rotatably supported by a valve bearing portion 35 of the housing 2 via ball bearings 34.

電動モータ6は、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6は、円筒部を有するヨークハウジング41の前端面より回転軸方向(モータシャフト7の回転中心軸線方向:以下軸方向またはスラスト方向と呼ぶ)の一方側に突出するように設けられたモータシャフト7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。ロータには、アーマチャコイル(電機子巻線)が巻回されたロータコア(アーマチャコア)、およびアーマチャコイルに電気的に接続されたコンミテータ等が設けられている。また、ステータには、ヨークハウジング41、およびこのヨークハウジング41の内周面に保持された永久磁石等が設けられている。また、コンミテータの外周面には、アーマチャコイルに給電を行うためのブラシが摺接している。なお、ブラシ付きの直流(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。   The electric motor 6 employs a direct current (DC) motor that is energized and controlled by the ECU. The electric motor 6 is provided so as to protrude from the front end surface of the yoke housing 41 having a cylindrical portion to one side in the rotational axis direction (rotational center axis direction of the motor shaft 7; hereinafter referred to as the axial direction or the thrust direction). This is a DC motor with a brush composed of a rotor (armature) integrated with the motor shaft 7, a stator (field) disposed opposite to the outer peripheral side of the rotor, and the like. The rotor is provided with a rotor core (armature core) around which an armature coil (armature winding) is wound, a commutator electrically connected to the armature coil, and the like. The stator is provided with a yoke housing 41 and a permanent magnet held on the inner peripheral surface of the yoke housing 41. Further, a brush for supplying power to the armature coil is in sliding contact with the outer peripheral surface of the commutator. Note that a brushless DC motor or an alternating current (AC) motor such as a three-phase induction motor may be used instead of the brushed direct current (DC) motor.

そして、電動モータ6は、ヨークハウジング41がハウジング9に締結ネジ等を用いて締め付け固定されている。そして、電動モータ6は、ヨークハウジング41の円筒部の外周面が、ハウジング2の側壁面に結合するハウジング(モータケース)9の内周面に密着した状態で、ハウジング9のモータ収容孔42の内部に収容保持されている。また、ハウジング9の後端面より軸方向の他方側に突出するように設けられたモータコネクタ43には、ブラシおよびコンミテータを介して、アーマチャコイルに電気的に接続されるターミナル(外部接続端子、モータ給電用端子)44が保持されている。そして、電動モータ6のターミナル44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。   In the electric motor 6, the yoke housing 41 is fastened and fixed to the housing 9 using fastening screws or the like. In the electric motor 6, the outer peripheral surface of the cylindrical portion of the yoke housing 41 is in close contact with the inner peripheral surface of the housing (motor case) 9 coupled to the side wall surface of the housing 2. It is housed and held inside. Also, a motor connector 43 provided so as to protrude from the rear end surface of the housing 9 to the other side in the axial direction is a terminal (external connection terminal, motor) that is electrically connected to the armature coil via a brush and a commutator. Power supply terminal) 44 is held. The terminal 44 of the electric motor 6 is electrically connected to a battery mounted on the vehicle via a motor drive circuit electronically controlled by the ECU.

モータシャフト7の軸方向の両端部は、ロータコアの両端面より突出するように設けられている。このモータシャフト7の軸方向のフロント側端部は、ヨークハウジング41の前端面より軸方向の一方側に突出するように設けられており、電動モータ6のヨークハウジング41の円筒軸受部に円環状のゴム系弾性体(弾性部材、ゴム部材)45を介して回転自在に軸支されている。また、モータシャフト7の軸方向のリヤ側端部は、電動モータ6のヨークハウジング41に結合されるエンドフレーム(モータハウジング、端面部)46の円筒軸受部に円環状のゴム系弾性体(弾性部材、ゴム部材)47を介して回転自在に軸支されている。   Both end portions in the axial direction of the motor shaft 7 are provided so as to protrude from both end surfaces of the rotor core. A front side end portion of the motor shaft 7 in the axial direction is provided so as to protrude from the front end surface of the yoke housing 41 to one side in the axial direction, and an annular shape is formed on the cylindrical bearing portion of the yoke housing 41 of the electric motor 6. The rubber-based elastic body (elastic member, rubber member) 45 is rotatably supported. The axially rear end portion of the motor shaft 7 has an annular rubber-based elastic body (elasticity) on a cylindrical bearing portion of an end frame (motor housing, end surface portion) 46 coupled to the yoke housing 41 of the electric motor 6. (Member, rubber member) 47 is supported rotatably.

動力伝達機構は、電動モータ6のモータシャフト7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によって構成されている。この歯車減速機構は、電動モータ6のモータシャフト7に固定されたウォームギヤ(第1ギヤ)51と、このウォームギヤ51に噛み合うヘリカルギヤ(第2ギヤ)52と、このヘリカルギヤ52と同一軸心上に配置された出力用スパーギヤ53とから構成されている。ヘリカルギヤ52と出力用スパーギヤ53との間には、両ギヤ52、53と一体的に回転動作を行う衝撃吸収部材(後述する)が配置されている。   The power transmission mechanism is configured by a gear reduction mechanism that reduces the rotational speed of the motor shaft 7 of the electric motor 6 so as to be a predetermined reduction ratio. The gear reduction mechanism is disposed on the same axis as the worm gear (first gear) 51 fixed to the motor shaft 7 of the electric motor 6, the helical gear (second gear) 52 that meshes with the worm gear 51, and the helical gear 52. Output spur gear 53. Between the helical gear 52 and the output spur gear 53, an impact absorbing member (described later) that rotates together with the gears 52 and 53 is disposed.

また、ヘリカルギヤ52および出力用スパーギヤ53は、ウォームギヤ軸を構成するモータシャフト7の軸線方向に垂直に配置されたシャフト54の外周に回転自在に支持されている。シャフト54の両端部は、内部に歯車減速機構を収容するギヤ室55を形成するハウジング9に圧入固定されている。衝撃吸収部材は、第1、第2プレート56、57および弾性部材(ゴム材料)59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、例えば全閉位置に吸気流制御バルブ3が固定される瞬間において、弾性部材59が変形する捩じり作用により、ウォームギヤ51に伝達される衝撃荷重を緩和させて、ウォームギヤ51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。   Further, the helical gear 52 and the output spur gear 53 are rotatably supported on the outer periphery of a shaft 54 arranged perpendicular to the axial direction of the motor shaft 7 constituting the worm gear shaft. Both end portions of the shaft 54 are press-fitted and fixed to a housing 9 that forms a gear chamber 55 that accommodates a gear reduction mechanism therein. The shock absorbing member includes first and second plates 56 and 57, an elastic member (rubber material) 59, and the like. In the case where the transmission of torque acts shockfully, the impact absorbing member, for example, at the moment when the intake flow control valve 3 is fixed at the fully closed position, is caused by the torsional action that the elastic member 59 is deformed, so that the worm gear 51 It has the function of relaxing the impact load transmitted to the worm gear 51 and preventing the worm gear 51 from being tightened.

次に、出力用スパーギヤ53と吸気流制御バルブ3のバルブ軸33との間には、動力伝達機構(本実施例では歯車減速機構)の出力部が配置されている。この出力部は、出力用スパーギヤ53に噛み合う入力用スパーギヤ61、この入力用スパーギヤ61に収容されたクッション(ゴム材料)と当接する第3プレート62、コイルスプリング4の一端と係合する第4プレート63等を有している。なお、第3プレート62は、クッションを介して、入力用スパーギヤ61と吸気流制御バルブ3のバルブ軸33とを駆動連結するものである。この第3プレート62には、吸気流制御バルブ3のバルブ軸33の軸方向の端部に嵌合孔が形成されている。また、吸気流制御バルブ3のバルブ軸33の軸方向の端部には、第3プレート62の嵌合孔に嵌合する二面幅部が形成されている。この二面幅部は、バルブ軸33と第3プレート62との相対回転を防止する部位である。   Next, between the output spur gear 53 and the valve shaft 33 of the intake flow control valve 3, an output portion of a power transmission mechanism (a gear reduction mechanism in this embodiment) is disposed. The output section includes an input spar gear 61 that meshes with the output spar gear 53, a third plate 62 that contacts a cushion (rubber material) accommodated in the input spar gear 61, and a fourth plate that engages with one end of the coil spring 4. 63 etc. The third plate 62 drives and connects the input spur gear 61 and the valve shaft 33 of the intake flow control valve 3 via a cushion. A fitting hole is formed in the third plate 62 at the axial end of the valve shaft 33 of the intake flow control valve 3. In addition, a two-surface width portion that fits into the fitting hole of the third plate 62 is formed at the axial end of the valve shaft 33 of the intake flow control valve 3. This two-surface width portion is a portion that prevents relative rotation between the valve shaft 33 and the third plate 62.

ここで、歯車減速機構の出力部は、吸気流制御バルブ3のバルブ軸33に駆動連結する入力用スパーギヤ61を、吸気流制御バルブ3のバルブ軸33に固定し、バルブ軸33と共に回転自在な第3プレート62とをコイルスプリング4によって繋ぐことで、例えばバックファイヤ等の異常燃焼を要因とする異常圧力が発生した時に、吸気流制御バルブ3に加わる異常圧力による衝撃荷重に抗して、コイルスプリング4を撓ませることにより、入力用スパーギヤ61とモータ側歯車減速機構とを切り離すことができる。これにより、全閉状態で受ける異常荷重、すなわち、異常圧力の衝撃荷重に応じて、バルブ軸33と一体の吸気流制御バルブ3を全閉状態から全開側へ回転させることができる。このため、全閉状態で受ける異常荷重は、異常圧力を逃がすことで緩和される。   Here, the output portion of the gear reduction mechanism fixes the input spur gear 61 that is drivingly connected to the valve shaft 33 of the intake flow control valve 3 to the valve shaft 33 of the intake flow control valve 3, and is rotatable together with the valve shaft 33. By connecting the third plate 62 with the coil spring 4, for example, when abnormal pressure caused by abnormal combustion such as backfire occurs, the coil is resisted against the impact load due to the abnormal pressure applied to the intake flow control valve 3. By bending the spring 4, the input spur gear 61 and the motor side gear reduction mechanism can be separated. Thereby, the intake flow control valve 3 integrated with the valve shaft 33 can be rotated from the fully closed state to the fully open side in accordance with the abnormal load received in the fully closed state, that is, the impact load of the abnormal pressure. For this reason, the abnormal load received in the fully closed state is alleviated by releasing the abnormal pressure.

ここで、本実施例の内燃機関用吸気渦流発生装置は、吸気流制御バルブ3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、吸気流制御バルブ3が全閉位置に固定されているか、吸気流制御バルブ3が全開位置に固定されているか、吸気流制御バルブ3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、図2に示したように、吸気流制御バルブ3のバルブ軸33に固定された入力用スパーギヤ61に設けられた永久磁石(マグネット)64、およびこのマグネット64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。   Here, the intake vortex generator for an internal combustion engine of the present embodiment converts the rotation angle (valve opening) of the intake flow control valve 3 into an electrical signal (valve opening signal), and the intake flow control valve 3 is fully closed. A non-contact type valve opening degree detection device that outputs to the ECU whether the intake flow control valve 3 is fixed at the fully open position or how much the intake flow control valve 3 is open. . As shown in FIG. 2, this valve opening degree detection device is a permanent magnet (magnet) 64 provided on an input spur gear 61 fixed to the valve shaft 33 of the intake flow control valve 3, and a magnet together with the magnet 64. It is comprised by the valve opening degree sensor etc. which form a circuit.

バルブ開度センサは、マグネット64に対向配置されて、マグネット64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IC65等によって構成されている。なお、ホールIC65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IC65に鎖交する磁束密度)に対応した電圧信号を出力する。また、図2中の符号66は、吸気流制御バルブ3を全開位置にて規制する全開ストッパである。   The valve opening sensor is configured to include a pair of yokes (magnetic bodies) magnetized by the magnet 64 and opposed to the magnet 64, and a Hall IC 65 disposed in a magnetic detection gap formed between the yokes. ing. The Hall IC 65 is an IC (integrated circuit) in which a Hall element (non-contact type magnetic detection element) and an amplifier circuit are integrated, and the magnetic flux density passing through the magnetic detection gap (the magnetic flux density interlinked with the Hall IC 65). ) Is output. Further, reference numeral 66 in FIG. 2 denotes a fully open stopper that restricts the intake flow control valve 3 at the fully open position.

ここで、本実施例のモータアクチュエータ5は、図3に示したように、車両振動やエンジン振動が、エンジン1のシリンダヘッドからハウジング9に伝わり、その振動がハウジング9のモータ収容孔42の内部に保持固定された電動モータ6のスラスト方向に作用すると、電動モータ6のエンドフレーム46とハウジング9の底壁面との間に隙間が形成されているため、電動モータ6のモータシャフト7に固定されているウォームギヤ51とヘリカルギヤ52との歯面間の隙間(バックラッシュ)内でウォームギヤ51がスラスト方向にガタ付いてしまい、セルフロック効果を失い、ヘリカルギヤ52および吸気流制御バルブ3がメインポート32内でばたついてしまうという問題があった。   Here, in the motor actuator 5 of this embodiment, as shown in FIG. 3, vehicle vibrations and engine vibrations are transmitted from the cylinder head of the engine 1 to the housing 9, and the vibrations inside the motor housing holes 42 of the housing 9. When the electric motor 6 is held and fixed in the thrust direction, a gap is formed between the end frame 46 of the electric motor 6 and the bottom wall surface of the housing 9. Therefore, the electric motor 6 is fixed to the motor shaft 7 of the electric motor 6. The worm gear 51 rattles in the thrust direction within the gap between the tooth surfaces of the worm gear 51 and the helical gear 52 (backlash), loses the self-locking effect, and the helical gear 52 and the intake flow control valve 3 are in the main port 32. There was a problem of flapping.

そこで、本実施例の内燃機関用吸気渦流発生装置のモータアクチュエータ5においては、電動モータ6のモータシャフト7およびウォームギヤ51のスラスト方向のガタの発生を防ぎ、吸気流制御バルブ3のばたつきを抑制する目的で、電動モータ6のエンドフレーム46とハウジング9の底壁面との間にコイルスプリング(テンションスプリング)10を配置している。このコイルスプリング10は、電動モータ6のエンドフレーム46を、電動モータ6のモータシャフト7のスラスト方向の一方側(図示上側)に押圧することで、ウォームギヤ51に対して、ウォームギヤ51の歯面をヘリカルギヤ52の歯面に押し付ける方向(ウォームギヤ51のスラスト方向の一方側(図示上側))に、車両振動やエンジン振動を要因とする反力に打ち勝つ与圧力を印加する与圧力印加手段として機能する。   Therefore, in the motor actuator 5 of the intake vortex generator for an internal combustion engine of the present embodiment, generation of backlash in the thrust direction of the motor shaft 7 of the electric motor 6 and the worm gear 51 is prevented, and fluttering of the intake flow control valve 3 is suppressed. For the purpose, a coil spring (tension spring) 10 is disposed between the end frame 46 of the electric motor 6 and the bottom wall surface of the housing 9. The coil spring 10 presses the end frame 46 of the electric motor 6 against one side (the upper side in the drawing) of the motor shaft 7 of the electric motor 6 so that the tooth surface of the worm gear 51 is against the worm gear 51. It functions as a pressure application means for applying a pressure that overcomes a reaction force caused by vehicle vibration or engine vibration in the direction of pressing against the tooth surface of the helical gear 52 (on one side in the thrust direction of the worm gear 51 (upper side in the drawing)).

[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3に基づいて簡単に説明する。
[Operation of Example 1]
Next, the operation of the intake vortex generator for an internal combustion engine according to this embodiment will be briefly described with reference to FIGS.

ECUは、エンジン始動時またはアイドル運転時に、吸気流制御バルブ3が全閉状態となるように、電動モータ6に内蔵されたアーマチャコイルを通電する。電動モータ6のアーマチャコイルが通電されると、モータシャフト7が回転を開始する。この電動モータ6の回転出力は、モータシャフト7に固定されたウォームギヤ51からヘリカルギヤ52へ、更に、ヘリカルギヤ52から衝撃吸収部材(弾性部材59等)を経て出力用スパーギヤ53へ、更に、出力用スパーギヤ53から入力用スパーギヤ61へと順に伝達される。そして、入力用スパーギヤ61からモータアクチュエータ5の外部に取り出された電動モータ6の回転出力は、吸気流制御バルブ3のバルブ軸33に伝達される。これにより、コイルスプリング4の付勢力に抗して、吸気流制御バルブ3がバルブ軸33の回転中心軸線を中心にして回転して、メインポート32が全閉(閉鎖)される。   The ECU energizes the armature coil built in the electric motor 6 so that the intake flow control valve 3 is fully closed when the engine is started or idling. When the armature coil of the electric motor 6 is energized, the motor shaft 7 starts to rotate. The rotational output of the electric motor 6 is transmitted from the worm gear 51 fixed to the motor shaft 7 to the helical gear 52, from the helical gear 52 to the output spur gear 53 via the shock absorbing member (elastic member 59 and the like), and further to the output spur gear. 53 to the input spur gear 61 in order. The rotational output of the electric motor 6 taken out from the input spur gear 61 to the outside of the motor actuator 5 is transmitted to the valve shaft 33 of the intake flow control valve 3. As a result, the intake flow control valve 3 rotates around the rotation center axis of the valve shaft 33 against the urging force of the coil spring 4, and the main port 32 is fully closed (closed).

これによって、エアクリーナ21で濾過された吸入空気は、エンジン吸気管11の吸気通路を経由して、エンジン1の吸気ポート17内に流入する。このとき、吸気流制御バルブ3によってメインポート32が閉鎖されているため、スワールポート31だけの片側通気状態が形成される。これにより、エンジン1のシリンダ12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12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。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6のアーマチャコイルを通電制御して、吸気流制御バルブ3のバルブ開度(バルブ位置)を全閉状態(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5によって常開型の吸気流制御バルブ3を閉弁駆動している。これとは逆に、エンジン始動時またはアイドル運転時に、電動モータ6のアーマチャコイルへの通電を停止してコイルスプリング4の付勢力によって、吸気流制御バルブ3のバルブ開度(バルブ位置)を全閉状態(全閉位置)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。   As a result, the intake air filtered by the air cleaner 21 flows into the intake port 17 of the engine 1 via the intake passage of the engine intake pipe 11. At this time, since the main port 32 is closed by the intake flow control valve 3, a one-sided ventilation state of only the swirl port 31 is formed. Thereby, a lateral vortex flow (swirl flow) is generated in the intake air in the cylinder 12 of the engine 1. Due to the generation of the intake vortex, the combustion speed in the cylinder 12 is accelerated, the combustion efficiency is improved, and the fuel efficiency and emission during idling are improved. Here, in this embodiment, the energization control of the armature coil of the electric motor 6 is performed at the time of engine start or idle operation, and the valve opening (valve position) of the intake flow control valve 3 is fully closed (fully closed position). It is trying to become. That is, the normally open intake flow control valve 3 is driven to close by the motor actuator 5. On the contrary, at the time of engine start or idle operation, the energization of the armature coil of the electric motor 6 is stopped and the valve opening (valve position) of the intake flow control valve 3 is fully adjusted by the urging force of the coil spring 4. You may make it be a closed state (fully closed position). In this case, a normally closed intake flow control valve is obtained.

[実施例1の効果]
以上のように、本実施例の内燃機関用吸気渦流発生装置のモータアクチュエータ5においては、電動モータ6のモータシャフト7およびウォームギヤ51のスラスト方向のガタの発生を防ぎ、吸気流制御バルブ3のばたつきを抑制する目的で、電動モータ6のエンドフレーム46とハウジング9の底壁面との間に、ウォームギヤ51に対して、車両振動やエンジン振動を要因とする反力に打ち勝つ与圧力を印加するコイルスプリング10を配置したことにより、車両振動やエンジン振動が電動モータ6に伝達されても、ウォームギヤ51とこのウォームギヤ51と噛み合うヘリカルギヤ52との歯面間の隙間(バックラッシュ)内でウォームギヤ51がスラスト方向にガタ付き難くなる。
[Effect of Example 1]
As described above, in the motor actuator 5 of the intake vortex generator for an internal combustion engine of this embodiment, the backlash in the thrust direction of the motor shaft 7 of the electric motor 6 and the worm gear 51 is prevented and the flapping of the intake flow control valve 3 is prevented. Coil spring for applying a pressure to overcome the reaction force caused by vehicle vibration or engine vibration to the worm gear 51 between the end frame 46 of the electric motor 6 and the bottom wall surface of the housing 9 for the purpose of suppressing 10, even if vehicle vibrations or engine vibrations are transmitted to the electric motor 6, the worm gear 51 is thrust in a gap (backlash) between the tooth surfaces of the worm gear 51 and the helical gear 52 that meshes with the worm gear 51. It ’s hard to get loose.

これによって、電動モータ6のモータシャフト7に固定されるウォームギヤ51よりもバルブ側に設置されるヘリカルギヤ52がハウジング9に圧入固定されたシャフト54の軸心を中心にして所定のガタ量に対応した所定の回転角度分だけ振れ難くなるので、吸気流制御バルブ3の動作停止時(例えば全開位置固定時または全閉位置固定時)における、車両振動やエンジン振動による吸気流制御バルブ3のばたつきを抑制することが可能となる。これにより、吸気流制御バルブ3およびヘリカルギヤ52のセルフロック効果を維持できるので、吸気流制御バルブ3の動作停止時に、ウォームギヤ51の歯面とヘリカルギヤ52の歯面とが衝突したり、摩擦したりすることを防止できる。   As a result, the helical gear 52 installed on the valve side of the worm gear 51 fixed to the motor shaft 7 of the electric motor 6 corresponds to a predetermined amount of play around the axis of the shaft 54 press-fitted and fixed to the housing 9. Since it becomes difficult to swing by a predetermined rotation angle, fluttering of the intake flow control valve 3 due to vehicle vibration or engine vibration when the operation of the intake flow control valve 3 is stopped (for example, when the fully open position is fixed or when the fully closed position is fixed) is suppressed. It becomes possible to do. Thereby, since the self-locking effect of the intake flow control valve 3 and the helical gear 52 can be maintained, the tooth surface of the worm gear 51 and the tooth surface of the helical gear 52 collide or rub when the operation of the intake flow control valve 3 is stopped. Can be prevented.

これにより、ウォームギヤ51の歯面とヘリカルギヤ52の歯面との異常摩耗を防止することができる。この結果、吸気流制御バルブ3を閉弁駆動(または開弁駆動)する際に、電動モータ6によりウォームギヤ51が回転駆動されても、ウォームギヤ51とヘリカルギヤ52との噛み合い不良によってウォームギヤ51がヘリカルギヤ52に対して空回りしたり、あるいはウォームギヤ51とヘリカルギヤ52とが噛み込んだりする不具合を解消できるので、ウォームギヤ51およびヘリカルギヤ52を含む歯車伝達機構の動力伝達機能が失われることはない。したがって、モータアクチュエータ5としての性能が損なわれることがない。   Thereby, abnormal wear of the tooth surface of the worm gear 51 and the tooth surface of the helical gear 52 can be prevented. As a result, even when the worm gear 51 is rotationally driven by the electric motor 6 when the intake flow control valve 3 is driven to close (or open), the worm gear 51 is not properly engaged with the helical gear 52 due to poor meshing between the worm gear 51 and the helical gear 52. Therefore, the problem that the worm gear 51 and the helical gear 52 are engaged with each other can be solved, so that the power transmission function of the gear transmission mechanism including the worm gear 51 and the helical gear 52 is not lost. Therefore, the performance as the motor actuator 5 is not impaired.

また、吸気流制御バルブ3の動作停止時(例えば全開位置固定時または全閉位置固定時)に、吸気流制御バルブ3を所定の動作停止位置(例えば全閉位置または全開位置)で保持するセルフロック効果が失われて、吸気流制御バルブ3がハウジング2のメインポート32内でばたつくことを抑制できるので、吸気流制御バルブ3の動作停止時に、ハウジング2のメインポート32の開口面積が増減することはなく、エンジン1の燃焼室14内に吸入される吸入空気量が変化することはない。したがって、エンジン回転速度の変動を防止できるので、自動車等の車両の運転性(ドライバビリティ)を向上することができる。   Further, when the operation of the intake flow control valve 3 is stopped (for example, when the fully open position is fixed or when the fully closed position is fixed), the self that holds the intake flow control valve 3 at a predetermined operation stop position (for example, the fully closed position or the fully open position). Since the lock effect is lost and the intake flow control valve 3 can be prevented from flapping in the main port 32 of the housing 2, the opening area of the main port 32 of the housing 2 increases or decreases when the operation of the intake flow control valve 3 stops. The intake air amount sucked into the combustion chamber 14 of the engine 1 does not change. Therefore, fluctuations in the engine rotation speed can be prevented, and the drivability of a vehicle such as an automobile can be improved.

また、本実施例の内燃機関用吸気渦流発生装置のモータアクチュエータ5においては、電動モータ6のモータシャフト7のラジアル方向のガタ付きを抑制する目的で、上述したように、電動モータ6のモータシャフト7と電動モータ6のヨークハウジング41の円筒軸受部および電動モータ6のエンドフレーム46の円筒軸受部との間にゴム系弾性体45、47を介装している。これらのゴム系弾性体45、47は、モータシャフト7の半径方向(ラジアル方向)に弾性変形が可能な弾性部材であって、ハウジング9を介して電動モータ6に伝達される車両振動やエンジン振動を減衰するものである。なお、ばたつき抑制力は、コイルスプリング10のスプリング力(付勢力)の大きさ、ゴム系弾性体45、47のゴム硬度を調整することで決められる。また、ゴム系弾性体45、47の代わりに、ボールベアリング等の軸受部材を設置しても良い。   Further, in the motor actuator 5 of the intake vortex generator for an internal combustion engine of the present embodiment, as described above, the motor shaft of the electric motor 6 is used for the purpose of suppressing the radial play of the motor shaft 7 of the electric motor 6. 7 and rubber elastic bodies 45 and 47 are interposed between the cylindrical bearing portion of the yoke housing 41 of the electric motor 6 and the cylindrical bearing portion of the end frame 46 of the electric motor 6. These rubber-based elastic bodies 45 and 47 are elastic members that can be elastically deformed in the radial direction (radial direction) of the motor shaft 7, and are vehicle vibrations and engine vibrations transmitted to the electric motor 6 via the housing 9. Is attenuated. The flapping suppression force is determined by adjusting the magnitude of the spring force (biasing force) of the coil spring 10 and the rubber hardness of the rubber-based elastic bodies 45 and 47. Further, instead of the rubber elastic bodies 45 and 47, a bearing member such as a ball bearing may be installed.

図4および図5は本発明の実施例2を示したもので、図4はモータアクチュエータの主要構造を示した図で、図5(a)、(b)は電動モータおよびモータ周辺部品を示した図である。   4 and 5 show a second embodiment of the present invention. FIG. 4 shows the main structure of the motor actuator. FIGS. 5 (a) and 5 (b) show the electric motor and motor peripheral components. It is a figure.

本実施例では、図4および図5(a)に示したように、電動モータ6のモータシャフト7およびウォームギヤ51のスラスト方向のガタの発生を防ぎ、吸気流制御バルブ3のばたつきを抑制する目的で、電動モータ6のヨークハウジング41の前端面(ギヤ側端面)とウォームギヤ51のモータ側端部に一体的に形成されたフランジ板71のモータ側端面との間に、ウォームギヤ51に対して、車両振動やエンジン振動を要因とする反力に打ち勝つ与圧力を印加するコイルスプリング10を配置している。このコイルスプリング10は、電動モータ6のモータシャフト7の外周に配設されている。なお、フランジ板71の代わりに、円環状のワッシャを設置しても良い。   In this embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5A, the thrust of the motor shaft 7 of the electric motor 6 and the worm gear 51 in the thrust direction is prevented, and the flapping of the intake flow control valve 3 is suppressed. Thus, with respect to the worm gear 51 between the front end surface (gear side end surface) of the yoke housing 41 of the electric motor 6 and the motor side end surface of the flange plate 71 formed integrally with the motor side end of the worm gear 51, A coil spring 10 for applying a pressure that overcomes a reaction force caused by vehicle vibration or engine vibration is disposed. The coil spring 10 is disposed on the outer periphery of the motor shaft 7 of the electric motor 6. Instead of the flange plate 71, an annular washer may be installed.

また、本実施例では、図5(a)に示したように、電動モータ6のモータシャフト7のラジアル方向のガタ付きを抑制する目的で、電動モータ6のモータシャフト7の外周とハウジング9のシャフト軸受部72の貫通孔の内周との間にゴム系弾性体(弾性部材、ゴム部材)73を介装している。このゴム系弾性体73は、電動モータ6のモータシャフト7のラジアル方向に弾性変形が可能な弾性部材であって、ハウジング9のシャフト軸受部72を介して電動モータ6に伝達される車両振動やエンジン振動を減衰することが可能である。なお、ばたつき抑制力は、コイルスプリング10のスプリング力(付勢力)の大きさ、ゴム系弾性体73のゴム硬度を調整することで決められる。   Further, in this embodiment, as shown in FIG. 5A, the outer periphery of the motor shaft 7 of the electric motor 6 and the housing 9 are restricted for the purpose of suppressing the radial play of the motor shaft 7 of the electric motor 6. A rubber-based elastic body (elastic member, rubber member) 73 is interposed between the inner periphery of the through hole of the shaft bearing portion 72. The rubber-based elastic body 73 is an elastic member that can be elastically deformed in the radial direction of the motor shaft 7 of the electric motor 6, such as vehicle vibration transmitted to the electric motor 6 through the shaft bearing portion 72 of the housing 9. It is possible to damp engine vibrations. The flapping suppression force is determined by adjusting the magnitude of the spring force (biasing force) of the coil spring 10 and the rubber hardness of the rubber-based elastic body 73.

また、本実施例では、図5(b)に示したように、電動モータ6のモータシャフト7およびウォームギヤ51のスラスト方向のガタの発生を防ぎ、吸気流制御バルブ3のばたつきを抑制する目的で、電動モータ6のエンドフレーム46の後端面より回転軸方向(モータシャフト7の回転中心軸線方向:以下軸方向またはスラスト方向と呼ぶ)の他方側(図示右側)に突出するように設けられたモータシャフト7の後端部に一体的に形成されたフランジ板74のハウジング側端面とハウジング9の底壁面との間に、ウォームギヤ51に対して、車両振動やエンジン振動を要因とする反力に打ち勝つ与圧力を印加するコイルスプリング10を配置している。このコイルスプリング10は、電動モータ6のモータシャフト7の外周に配設されている。なお、フランジ板74の代わりに、円環状のワッシャを設置しても良い。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 5B, for the purpose of preventing the backlash in the thrust direction of the motor shaft 7 and the worm gear 51 of the electric motor 6 and suppressing the fluttering of the intake flow control valve 3. The motor is provided so as to protrude from the rear end surface of the end frame 46 of the electric motor 6 to the other side (right side in the figure) of the rotation axis direction (rotation center axis direction of the motor shaft 7: hereinafter referred to as the axial direction or thrust direction). Between the housing side end surface of the flange plate 74 integrally formed at the rear end portion of the shaft 7 and the bottom wall surface of the housing 9, the worm gear 51 is overcome with a reaction force caused by vehicle vibration or engine vibration. A coil spring 10 for applying a pressure is arranged. The coil spring 10 is disposed on the outer periphery of the motor shaft 7 of the electric motor 6. Instead of the flange plate 74, an annular washer may be installed.

また、本実施例では、図5(b)に示したように、電動モータ6のモータシャフト7のラジアル方向のガタ付きを抑制する目的で、電動モータ6のモータシャフト7の外周とハウジング9のシャフト軸受部75の貫通孔の内周との間にゴム系弾性体(弾性部材、ゴム部材)76を介装している。このゴム系弾性体76は、電動モータ6のモータシャフト7のラジアル方向に弾性変形が可能な弾性部材であって、ハウジング9のシャフト軸受部75を介して電動モータ6に伝達される車両振動やエンジン振動を減衰することが可能である。なお、ばたつき抑制力は、コイルスプリング10のスプリング力(付勢力)の大きさ、ゴム系弾性体76のゴム硬度を調整することで決められる。   Further, in this embodiment, as shown in FIG. 5 (b), the outer periphery of the motor shaft 7 of the electric motor 6 and the housing 9 are restricted for the purpose of suppressing the radial play of the motor shaft 7 of the electric motor 6. A rubber-based elastic body (elastic member, rubber member) 76 is interposed between the inner periphery of the through hole of the shaft bearing portion 75. The rubber-based elastic body 76 is an elastic member that can be elastically deformed in the radial direction of the motor shaft 7 of the electric motor 6. The rubber-based elastic body 76 transmits vehicle vibration transmitted to the electric motor 6 via the shaft bearing portion 75 of the housing 9. It is possible to damp engine vibrations. Note that the flapping suppression force is determined by adjusting the magnitude of the spring force (biasing force) of the coil spring 10 and the rubber hardness of the rubber-based elastic body 76.

図6および図7は本発明の実施例3を示したもので、図6はエンジンの燃焼室内にスワール流を生起させた状態を示した図で、図7はエンジンの燃焼室内にタンブル流を生起させた状態を示した図である。   6 and 7 show a third embodiment of the present invention. FIG. 6 shows a state in which a swirl flow is generated in the combustion chamber of the engine. FIG. 7 shows a tumble flow in the combustion chamber of the engine. It is the figure which showed the state made to raise.

本実施例では、エンジン1の燃焼室14の上部のシリンダヘッドに、点火プラグ(スパークプラグ)20が設置されている。ここで、図6および図7では、1気筒の燃焼室14に対して2連式の吸気バルブ16、2連式の排気バルブ18を設けているが、1気筒の燃焼室14に対して1個のみ、あるいは3連以上の吸気バルブ16、1個のみ、あるいは3連以上の排気バルブ18を設けても良い。また、本実施例の場合には、燃料噴射弁(インジェクタ)を、エンジン1の吸気バルブ16の背壁面(バルブフェース)に向けて燃料が噴射されるようにシリンダヘッドに設けることが望ましい。   In the present embodiment, a spark plug (spark plug) 20 is installed on the cylinder head at the top of the combustion chamber 14 of the engine 1. Here, in FIGS. 6 and 7, a dual-type intake valve 16 and a double-type exhaust valve 18 are provided for the combustion chamber 14 of one cylinder, but one for the combustion chamber 14 of one cylinder. Only one or three or more intake valves 16 may be provided, or only one or three or more exhaust valves 18 may be provided. In the case of this embodiment, it is desirable to provide a fuel injection valve (injector) in the cylinder head so that fuel is injected toward the back wall surface (valve face) of the intake valve 16 of the engine 1.

本実施例では、移動体(例えば回転型のバルブ)として、図6に示したように、エンジン1の吸気ポートからエンジン1のシリンダの燃焼室内に流入する吸入空気(混合気)に横方向の渦流(スワール流)を生起させる吸気流制御バルブ(スワール流制御弁)を採用しているが、移動体(例えば回転型のバルブ)として、図7に示したように、エンジン1の吸気ポートからエンジン1のシリンダの燃焼室内に流入する吸入空気(混合気)に縦方向の渦流(タンブル流)を生起させる吸気流制御バルブ(タンブル流制御弁)を採用しても良い。   In this embodiment, as a moving body (for example, a rotary type valve), as shown in FIG. 6, the intake air (air mixture) flowing from the intake port of the engine 1 into the combustion chamber of the cylinder of the engine 1 is laterally transmitted. Although an intake flow control valve (swirl flow control valve) for generating a vortex flow (swirl flow) is employed, as a moving body (for example, a rotary valve), as shown in FIG. An intake flow control valve (tumble flow control valve) that causes a vertical vortex flow (tumble flow) in the intake air (air mixture) flowing into the combustion chamber of the cylinder of the engine 1 may be employed.

[変形例]
本実施例では、本発明のモータアクチュエータを、吸気流制御バルブ3を閉弁駆動(または開弁駆動)するモータアクチュエータ5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26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。なお、内燃機関用可変吸気装置は、例えばエンジン回転速度が低中速回転領域の時にはインテークマニホールド23の吸気通路の通路長が伸長するように吸気可変バルブ26によって吸気通路を切り替え、また、エンジン回転速度が高速回転領域の時にはインテークマニホールド23の吸気通路の通路長が短縮するように吸気可変バルブ26によって吸気通路を切り替えることで、エンジン回転速度に拘らず、エンジン出力軸トルク(エンジントルク)を向上できるシステムである。
[Modification]
In this embodiment, the motor actuator of the present invention is applied to the motor actuator 5 that drives the intake flow control valve 3 to close (or opens), but the intake variable used in the variable intake device for the internal combustion engine is used. The present invention may be applied to a motor actuator that drives the valve 26 to open (or close). Note that the variable intake device for the internal combustion engine switches the intake passage by the intake variable valve 26 so that the passage length of the intake passage of the intake manifold 23 is extended, for example, when the engine rotational speed is in a low / medium speed rotation region, The engine output shaft torque (engine torque) is improved regardless of the engine rotation speed by switching the intake passage by the intake variable valve 26 so that the intake passage length of the intake manifold 23 is shortened when the speed is in the high speed rotation region. It is a system that can.

また、本発明のモータアクチュエータを、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1の燃焼室14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25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。なお、図2の構成をそのまま内燃機関用スロットル開度制御装置に適用しても良い。この場合には、非接触式のバルブ開度検出装置が非接触式のスロットル開度検出装置となる。   In addition, the motor actuator of the present invention drives the electric motor in accordance with the amount of depression of the accelerator pedal of the driver, and controls the amount of intake air taken into the combustion chamber 14 of the engine 1. You may apply to the motor actuator which controls the throttle opening corresponding to the rotation angle of the throttle valve 25 used for a control apparatus. Note that the configuration of FIG. 2 may be applied to a throttle opening control device for an internal combustion engine as it is. In this case, the non-contact type valve opening degree detection device becomes a non-contact type throttle opening degree detection device.

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。   In addition, the moving body (valve such as a rotator) of the present invention is controlled by an intake control valve that controls the amount of intake air drawn into the combustion chamber of the engine, and an exhaust control that controls the amount of exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine. Valve, idle rotation speed control valve that controls the amount of intake air that bypasses the throttle valve, exhaust gas that controls the amount of exhaust gas recirculation that recirculates part of the exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine from the exhaust passage to the intake passage You may apply to a gas recirculation | reflux amount control valve (EGR control valve). In addition to the butterfly valve-type rotary valve as described above, the movable body of the present invention (valve such as a rotary body) can be a single-open rotary valve, a rotary valve, a poppet valve, or a shutter. The present invention may be applied to a valve of a type and a door type valve that is supported on only one side. The motor actuator of the present invention may be applied to a motor actuator that drives a moving body such as a passage switching door or an opening / closing door of a vehicle air conditioner. Further, the present invention may be applied to a motor actuator that drives a moving body such as a rotating body (rotor) of a fluid pumping machine (for example, a blower, a compressor, or a pump) that pressurizes and pumps a fluid such as gas or liquid.

本実施例では、吸気流制御バルブ3の動作停止時、つまり吸気流制御バルブ3の全開位置固定時に、電動モータ6のアーマチャコイルへの電力の供給が停止されるため、コイルスプリング4の付勢力によって入力用スパーギヤ61が動かされて入力用スパーギヤ61が全開ストッパ66に接触することで、吸気流制御バルブ3が全開位置に固定されるように構成されているが、吸気流制御バルブ3の動作停止時、つまり吸気流制御バルブ3の全開位置固定時に、セルフロック効果によって、吸気流制御バルブ3が全開位置に固定されるように構成しても良い。また、吸気流制御バルブ3の動作停止時、つまり吸気流制御バルブ3の全閉位置固定時に、電動モータ6のアーマチャコイルへの電力の供給を停止してもセルフロック効果によって、吸気流制御バルブ3が全閉位置に固定されるように構成しても良い。   In this embodiment, when the operation of the intake flow control valve 3 is stopped, that is, when the intake flow control valve 3 is fixed at the fully open position, the supply of electric power to the armature coil of the electric motor 6 is stopped. The input spar gear 61 is moved by this and the input spar gear 61 comes into contact with the fully open stopper 66 so that the intake flow control valve 3 is fixed at the fully open position. When stopping, that is, when the intake flow control valve 3 is fixed at the fully open position, the intake flow control valve 3 may be fixed at the fully open position by a self-lock effect. Also, when the operation of the intake flow control valve 3 is stopped, that is, when the intake flow control valve 3 is fixed at the fully closed position, even if the supply of power to the armature coil of the electric motor 6 is stopped, the intake flow control valve is caused by the self-lock effect. You may comprise so that 3 may be fixed to a fully closed position.

内燃機関用吸気システムの概略構成を示した模式図である(実施例1)。1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an intake system for an internal combustion engine (Example 1). 内燃機関用吸気渦流発生装置の概略構成を示した模式図である(実施例1)。1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an intake vortex generator for an internal combustion engine (Example 1). FIG. モータアクチュエータの全体構造を示した断面図である(実施例1)。It is sectional drawing which showed the whole structure of the motor actuator (Example 1). モータアクチュエータの主要構造を示した平面図である(実施例2)。(Example 2) which is the top view which showed the main structures of the motor actuator. (a)、(b)は電動モータおよびモータ周辺部品を示した断面図である(実施例2)。(A), (b) is sectional drawing which showed the electric motor and motor peripheral components (Example 2). エンジンの燃焼室内にスワール流を生起させた状態を示した模式図である(実施例3)。(Example 3) which showed the state which produced the swirl flow in the combustion chamber of the engine. エンジンの燃焼室内にタンブル流を生起させた状態を示した模式図である(実施例3)。(Example 3) which showed the state which produced the tumble flow in the combustion chamber of an engine. 内燃機関用吸気渦流発生装置の全体構造を示した断面図である(従来の技術)。It is sectional drawing which showed the whole structure of the intake eddy current generator for internal combustion engines (prior art). バルブ駆動装置の主要構造を示した平面図である(従来の技術)。It is the top view which showed the main structures of the valve drive device (prior art).

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン(内燃機関)
2 ハウジング
3 吸気流制御バルブ(吸気流制御弁)
5 モータアクチュエータ
6 電動モータ
7 モータシャフト(出力軸)
9 ハウジング
10 コイルスプリング(与圧力印加手段)
14 燃焼室
26 吸気可変バルブ(可変吸気弁)
27 吸気通路
28 吸気通路
33 バルブ軸
42 ハウジングのモータ収容孔
45 ゴム系弾性体(弾性部材)
47 ゴム系弾性体(弾性部材)
51 ウォームギヤ(第1ギヤ)
52 ヘリカルギヤ(第2ギヤ)
72 ハウジングのシャフト軸受部
73 ゴム系弾性体(弾性部材)
75 ハウジングのシャフト軸受部
76 ゴム系弾性体(弾性部材)
1 engine (internal combustion engine)
2 Housing 3 Intake flow control valve (Intake flow control valve)
5 Motor actuator 6 Electric motor 7 Motor shaft (output shaft)
9 Housing 10 Coil spring (pressure applying means)
14 Combustion chamber 26 Intake variable valve (variable intake valve)
27 Intake passage 28 Intake passage 33 Valve shaft 42 Motor housing hole in housing 45 Rubber elastic body (elastic member)
47 Rubber elastic body (elastic member)
51 Worm gear (first gear)
52 Helical gear (second gear)
72 Housing shaft bearing 73 Rubber elastic body (elastic member)
75 Shaft bearing portion of housing 76 Rubber elastic body (elastic member)

Claims (7)

(a)移動体を駆動する駆動力を発生するモータと、
(b)このモータにより駆動される第1ギヤ、およびこの第1ギヤと噛み合う第2ギヤを有し、前記モータの駆動力を前記移動体に伝達する動力伝達機構と、
(c)前記第1ギヤまたは前記第2ギヤに対して、前記第1ギヤの歯面と前記第2ギヤの歯面とを押し付ける方向に、振動を要因とする反力に打ち勝つ与圧力を印加する与圧力印加手段と
を備えたモータアクチュエータ。
(A) a motor that generates a driving force for driving the moving body;
(B) a power transmission mechanism having a first gear driven by the motor and a second gear meshing with the first gear, and transmitting the driving force of the motor to the moving body;
(C) Applying a pressure that overcomes the reaction force caused by vibration in the direction in which the tooth surface of the first gear and the tooth surface of the second gear are pressed against the first gear or the second gear. And a pressure applying means.
請求項1に記載のモータアクチュエータにおいて、
前記モータは、スラスト方向に延ばされた出力軸を有し、
前記第1ギヤは、前記モータの出力軸に固定されたウォームギヤであって、
前記第2ギヤは、前記ウォームギヤと噛み合って回転するヘリカルギヤであることを特徴とするモータアクチュエータ。
The motor actuator according to claim 1,
The motor has an output shaft extended in a thrust direction,
The first gear is a worm gear fixed to the output shaft of the motor,
The motor actuator characterized in that the second gear is a helical gear that meshes with the worm gear and rotates.
請求項1に記載のモータアクチュエータにおいて、
前記モータは、スラスト方向に延ばされた出力軸を有し、
前記第1ギヤは、前記モータの出力軸に固定されたヘリカルギヤであって、
前記第2ギヤは、前記ヘリカルギヤと噛み合って回転するウォームギヤであることを特徴とするモータアクチュエータ。
The motor actuator according to claim 1,
The motor has an output shaft extended in a thrust direction,
The first gear is a helical gear fixed to the output shaft of the motor,
2. The motor actuator according to claim 1, wherein the second gear is a worm gear that meshes with the helical gear and rotates.
請求項2または請求項3に記載のモータアクチュエータにおいて、
内部に前記モータを収容するモータ収容孔が形成されたハウジングを備え、
前記ハウジングは、前記出力軸のラジアル方向に弾性変形が可能な弾性部材を介して、前記出力軸を回転自在に支持する軸受部を有していることを特徴とするモータアクチュエータ。
The motor actuator according to claim 2 or 3,
A housing in which a motor housing hole for housing the motor is formed;
The motor actuator according to claim 1, wherein the housing includes a bearing portion that rotatably supports the output shaft via an elastic member that is elastically deformable in a radial direction of the output shaft.
請求項1ないし請求項4のうちのいずれか1つに記載のモータアクチュエータにおいて、
前記移動体は、前記動力伝達機構に駆動連結されたバルブ軸を有し、このバルブ軸と一体的に回転運動を行うバルブであることを特徴とするモータアクチュエータ。
In the motor actuator according to any one of claims 1 to 4,
The motor actuator, wherein the moving body has a valve shaft that is drivingly connected to the power transmission mechanism, and is a valve that rotates integrally with the valve shaft.
請求項1ないし請求項5のうちのいずれか1つに記載のモータ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、前記吸気通路の一部を開閉することで、前記吸気通路から前記燃焼室内に流入する空気に渦流を生起させる吸気流制御弁であることを特徴とするモータアクチュエータ。
In the motor actuator according to any one of claims 1 to 5,
A housing that forms an intake passage communicating with the combustion chamber of the internal combustion engine;
The motor actuator, wherein the moving body is an intake air flow control valve that opens and closes a part of the intake air passage to generate a vortex in the air flowing from the intake air passage into the combustion chamber.
請求項1ないし請求項5のうちのいずれか1つに記載のモータ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、前記吸気通路を開閉することで、前記吸気通路の通路長または開口面積を変更する可変吸気弁であることを特徴とするモータアクチュエータ。
In the motor actuator according to any one of claims 1 to 5,
A housing that forms an intake passage communicating with the combustion chamber of the internal combustion engine;
The motor actuator according to claim 1, wherein the moving body is a variable intake valve that changes a passage length or an opening area of the intake passage by opening and closing the intake passage.
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