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促动器

阅读：697发布：2020-05-08

专利汇可以提供促动器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种促动器(10)，将引擎(11)的增压器 (14)的增压控制用阀 (26)进行驱动，具备马达(36)、输出轴 (38)、减速部(37)、旋转角传感器 (39)以及壳体(35)。减速部(37)包含3对金属齿轮部，将马达(36)的旋转减速并向输出轴(28)传递。旋转角传感器(39)包含磁电路部(64)及检测部(65)，检测输出轴(38)的旋转角。壳体(35)将金属齿轮部及磁电路部(64)容纳在相同的容纳空间(44)，并对输出轴(38)进行支承。在向引擎(11)的搭载姿势下，金属齿轮部的啮合部分比磁电路最下点(p1)更靠重力方向下方。，下面是促动器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种促动器，将引擎(11)的增压器(14)的增压控制用阀(26)进行驱动，其特征在于，具备：
马达(36)；
输出轴(38)；
减速部(37)，包含相互啮合的至少一对金属齿轮部(51，54，57，58，62，63)，将上述马达的旋转减速并向上述输出轴传递；
旋转角传感器(39)，包含磁电路部(64)及检测部(65)，检测上述输出轴的旋转角；以及壳体(35)，容纳上述马达及上述减速部，支承上述输出轴；
上述壳体将上述金属齿轮部及上述磁电路部容纳在相同的空间(44)；
在向上述引擎的搭载姿势下，将在上述输出轴能够工作的范围内上述磁电路部的最位于重力方向下方的点设为磁电路最下点(p1)的情况下，
上述金属齿轮部的啮合部分(77，78，79)比上述磁电路最下点更靠重力方向下方。
2.如权利要求1所述的促动器，其特征在于，
在上述金属齿轮部的齿面涂布有润滑脂。
3.如权利要求1或2所述的促动器，其特征在于，
上述壳体具有被插入有上述马达的马达插入孔(46)；
上述马达插入孔具有与上述马达或支承该马达的部件(82)抵接的内壁面(81)；
在向上述引擎的搭载姿势下，将上述马达插入孔的最位于重力方向上方的点设为插入孔最上点(p2)，
则上述插入孔最上点比上述磁电路最下点更靠重力方向下方。
4.如权利要求1～3中任一项所述的促动器，其特征在于，
在向上述引擎的搭载姿势下，将在上述输出轴的轴向视中上述壳体的内壁面(84)的最位于重力方向下方的点设为内壁最下点(p3)的情况下，
在与上述输出轴的轴向正交且穿过上述内壁最下点的截面中，上述壳体的上述内壁面的重力方向的朝上面(86)向上述内壁最下点侧倾斜。
5.如权利要求1～4中任一项所述的促动器，其特征在于，
上述减速部包括：
作为上述金属齿轮部的末级齿轮(54)，固定于上述输出轴；
作为上述金属齿轮部的小齿轮(51)，固定于上述马达的马达轴；
至少1个中间齿轮(52，53)，设置在上述末级齿轮与上述小齿轮之间；
上述中间齿轮具有作为上述金属齿轮部的小径外齿部(58，63)、以及与上述小径外齿部相比直径大的作为上述金属齿轮部的大径外齿部(57，62)；
上述大径外齿部具有在轴向上贯通的孔(75，76)。

说明书全文

促动器

[0001] 关联申请的相互参照

[0002] 本申请基于2017年10月20日申请的日本专利申请第2017－203298号，这里引用其记载内容。

技术领域

[0003] 本发明涉及对增压器的增压控制用阀进行驱动的促动器。

背景技术

[0004] 以往，已知例如经由连杆(link)机构等而与增压控制用阀连接、调整阀开度而控制增压的促动器。专利文献1所公开的促动器将马达的旋转利用减速部减速并从输出轴输出。减速部的齿轮为树脂制。输出轴的旋转角利用具有磁电路部及检测部的非接触式的旋转角传感器来检测。

[0005] 现有技术文献

[0006] 专利文献

[0007] 专利文献1：日本特开2017-8757号公报发明概要

[0008] 将促动器应用于例如排气脈动大的引擎或口径大的增压器的情况下，过大的应力会作用于减速部的齿轮的齿。该情况下，如专利文献1那样，树脂制的齿轮的齿有可能破损。

[0009] 相对于此，本发明者研究了将齿轮用金属制造。但是，该情况下齿轮产生的磨损粉成为问题。若齿轮产生的磨损粉附着于旋转角传感器的磁电路部，则有可能例如由于磁电路发生磁短路等从而旋转角检测精度下降。

[0010] 发明内容

[0011] 本发明是鉴于上述点而做出的，其目的在于，提供抑制了减速部的齿轮的破损、此外抑制了旋转角检测精度的下降的促动器。

[0012] 本发明的促动器具备马达、输出轴、减速部、旋转角传感器和壳体。减速部包括相互啮合的至少一对金属齿轮部，将马达的旋转减速并向输出轴传递。旋转角传感器包括磁电路部及检测部，检测输出轴的旋转角。壳体容纳马达及减速部，对输出轴进行支承。

[0013] 壳体将金属齿轮部及磁电路部容纳在相同的空间。在向引擎的搭载姿势下，将在输出轴能够工作的范围内磁电路部的最位于重力方向下方的点设为磁电路最下点，则金属齿轮部的啮合部分比磁电路最下点更靠重力方向下方。

[0014] 通过这样将减速部用金属齿轮部构成，能够对于由排气脈动带来的比较大的载荷而保证强度。由此，减速部的齿轮的破损得以抑制。此外，金属齿轮部的啮合部分比磁电路最下点更靠重力方向下方，从而金属齿轮部所产生的磨损粉由于重力而向从磁电路部离开的方向落下。在金属齿轮由磁性材料构成的情况下，磨损粉是磁性体。此外，即使不是磁性材料，例如在由奥氏体不锈钢等构成的情况下，也存在没有磁化的材料受到变形而被磁化的情况，在该情况下磨损粉成为磁性体化了的粉。根据上述那样的金属齿轮部的啮合部分与磁电路最下点的位置关系，抑制了磁性体的磨损粉在落下的中途附着于磁电路。因此，能够抑制由于磨损粉向磁电路部的附着而引起的旋转角检测精度的下降。附图说明

[0015] 本发明的上述目的及其他目的、特征、优点通过参照附图的下述详细记载会更加明确。

[0016] 图1是第1实施方式的促动器被应用的引擎的吸排气部的概略图。

[0017] 图2是引擎的侧面图。

[0018] 图3是将图2的增压器从箭头III方向观察的图。

[0019] 图4是促动器的立体图。

[0020] 图5是促动器的顶面图。

[0021] 图6是图5的VI－VI线截面图。

[0022] 图7是图5的VII－VII线截面图。

[0023] 图8是表示将图5的促动器的第2壳体部等拆下后的状态的图。

[0024] 图9是与图8对应的图，是使各中间齿轮的大径齿轮部的一部分缺失而表示的图，是输出轴旋转到可工作的范围的一侧的端部的状态的图。

[0025] 图10是与图8对应的图，是使各中间齿轮的大径齿轮部的一部分缺失而表示的图，是输出轴旋转到可工作的范围的另一侧的端部的状态的图。

[0026] 图11是将图5的促动器从箭头XI方向观察的图，是使壳体的一部分缺失而表示的图。

[0027] 图12是第2实施方式的促动器所应用的引擎的侧面图。

[0028] 图13是将图12的一方的增压器从箭头XIII方向观察的图。

[0029] 图14是第3实施方式的促动器的截面图。

具体实施方式

[0030] 第1实施方式

[0031] 以下，基于附图说明多个实施方式。在多个实施方式中对实质相同的结构附加同一标号而省略说明。如图1所示，第1实施方式的促动器10应用于作为车辆行驶用的动力源的引擎11。

[0032] (引擎的吸排气部)

[0033] 首先，参照图1～图3说明引擎11的吸排气部。在引擎11，设有将吸气向引擎11的汽缸内引导的吸气通路12、和将在汽缸内产生的排放气体向大气中排出的排气通路13。在吸气通路12的中途，设有增压器14的吸气压缩机15、和进行向引擎11供给的吸气量的调整的节流阀16。在排气通路13的中途，设有增压器14的排气涡轮机17、和进行排放气体的净化的催化剂18。催化剂18是采用整体式(monolith)构造的周知的三效催化剂，通过升温到活性温度而将排放气体中含有的有害物质利用氧化作用和还原作用净化。引擎11是直列型引擎，在引擎块的一方搭载有增压器14。

[0034] 排气涡轮机17具备利用从引擎11排出的排放气体而被旋转驱动的涡轮21、和容纳该涡轮21的螺旋形状的涡轮机壳体22。吸气压缩机15具备受到涡轮21的旋转力而旋转的压缩机叶轮23、和容纳该压缩机叶轮23的螺旋形状的压缩机壳体24。

[0035] 在涡轮机壳体22，设有绕过涡轮21而流过排放气体的旁通通路25。旁通通路25将向涡轮机壳体22流入的排放气体直接向涡轮机壳体22的排气出口引导。该旁通通路25能够利用排气旁通阀(wastegate valve)26而开闭。排气旁通阀26是在涡轮机壳体22的内部被阀轴27可转动地支承的摆动阀(swing vavle)。

[0036] 作为将排气旁通阀26驱动的机构，增压器14具备促动器10。促动器10为了避免排放气体的热影响而被安装于从排气涡轮机17远离的吸气压缩机15。在增压器14，设有用于将促动器10的输出向排气旁通阀26传递的连杆(link)机构29。该连杆机构29是所谓的4节连杆(日文原文：4節リンク)，具有被促动器10转动操作的促动器柄31、被与阀轴27连结的阀柄32、以及将对促动器柄31赋予的转矩向阀柄32传递的杆33。

[0037] 促动器10被搭载微型计算机的ECU(engine·control·unit)34控制。具体而言，ECU34在引擎11高速旋转时等对排气旁通阀26的开度进行调整而控制增压器14的增压。此外，ECU34在刚刚冷启动后等、催化剂18的温度没有达到活性温度时，使排气旁通阀26全开而进行催化剂18的预热。由此，能够将没有被涡轮21夺走热的高温的排放气体向催化剂18引导，能够实施催化剂18的早期预热。

[0038] (促动器)

[0039] 接着，参照图4～图8对促动器10进行说明。促动器10具备安装于吸气压缩机15的壳体35、组装于壳体35的马达36、减速部37、输出轴38以及旋转角传感器39。

[0040] 如图4～图6所示，壳体35具有第1壳体部41及第2壳体部42。第2壳体部42通过连结部件43而与第1壳体部41连结。此外，第1壳体部41与第2壳体部42一起形成了容纳空间44。第1壳体部41及第2壳体部42例如由铝合金等金属材料构成，是压铸制造的。

[0041] 如图7、图8所示，马达36容纳在壳体35内，通过螺栓47固定于第1壳体35。马达36不问形式，例如可以是周知的直流马达，也可以是周知的步进马达。

[0042] 如图6所示，输出轴38被设于第1壳体部41的轴承48和设于第2壳体部42的轴承49旋转自由地支承。输出轴38的一端部伸出到壳体35外。促动器柄31在壳体35外固定于输出轴。

[0043] 如图6～图8所示，减速部37是将马达36的旋转减速并向输出轴38传递的平行轴式的减速机，具有小齿轮51、第1中间齿轮52、第2中间齿轮53以及末级齿轮54。小齿轮51被固定于马达36的马达轴55。第1中间齿轮52具有啮合于小齿轮51的第1大径外齿部57以及与第1大径外齿部57相比直径小的第1小径外齿部58，被第1金属轴56旋转自由地支承。第2中间齿轮53具有啮合于第1小径外齿部58的第2大径外齿部62以及与第2大径外齿部62相比直径小的第2小径外齿部63，被第2金属轴61旋转自由地支承。末级齿轮54固定于输出轴38，啮合于第2小径外齿部63。

[0044] 如图6、图8所示，旋转角传感器39是对输出轴38的旋转角进行检测的非接触式的传感器，具有磁电路部64及检测部65。磁电路部64具有作为磁通产生部的磁铁66、67以及作为磁通传递部的磁轭68、69。磁铁66、67及磁轭68、69在输出轴38的轴向视上形成了弧状的闭磁路。磁电路部64被作为非磁性体的磁电路保持部件73保持，与输出轴38一体地转动。检测部65是例如霍尔IC等，配置在磁电路部64的闭磁路的内侧。检测部65被模塑于由绝缘体形成的布线保持部件71，并固定于壳体35。磁电路部64及检测部65的基本用途及功能与日本特开2014－126548公开的相同。由旋转角传感器39检测的输出轴38的旋转角被向ECU34(参照图1)输出。

[0045] (壳体及减速部)

[0046] 接着，对壳体35及减速部37进行说明。如图6～图8所示，减速部37包含3对金属齿轮部。即，是包含小齿轮51及第1大径外齿部57的第一齿轮对、包含第1小径外齿部58及第2大径外齿部62的第二齿轮对、以及包含第2小径外齿部63及末级齿轮54的第三齿轮对。这些金属齿轮部由铁类烧结金属形成，在齿面涂布有润滑脂。铁类烧结金属通常是磁性体。以后，在不特别区分小齿轮51、第1大径外齿部57、第1小径外齿部58、第2大径外齿部62、第2小径外齿部63以及末级齿轮54的情况下，简单记载为“金属齿轮部”。

[0047] 壳体35将金属齿轮部及磁电路部64容纳在同一容纳空间44。即，金属齿轮部及磁电路部64在相同的空间中无间隔地配置。第1大径外齿部57具有在轴向上贯通的孔75。孔75设于周向的多处。第2大径外齿部62具有在轴向上贯通的孔76。孔76设于周向的多处。

[0048] 图5、图9、图10表示向引擎11的搭载姿势的促动器10。输出轴38能够在从图9所示的位置到图10所示的位置的范围内工作。该能够工作的范围对应于排气旁通阀26的全闭位置到全开位置的工作范围，窄于由未图示的挡块带来的输出轴38的旋转限制范围。在输出轴38能够工作的范围内磁电路部64最位于重力方向下方的是图9所示的状态之时。此时，将磁电路部64的最位于重力方向下方的点设为“磁电路最下点p1”。如图9所示，在向引擎11的搭载姿势下，金属齿轮部的啮合部分77、78、79比磁电路最下点p1更靠重力方向下方。啮合部分79在重力方向上位于最上部。在将啮合部分79的重力方向的范围设为最上啮合范围R的情况下，在向引擎11的搭载姿势下，磁电路最下点p1位于比最上啮合范围高的位置。

[0049] 如图11所示，马达36被插入到在第1壳体部41的内侧形成的马达插入孔46中。此外，马达36被螺栓47固定于第1壳体部41。在马达插入孔46的底面81与马达36之间，设有防松垫圈82。马达插入孔46的底面81和马达36抵接于防松垫圈82。防松垫圈82是允许马达36与第1壳体部41的相对移动并且对马达36进行支承的施力部件。在向引擎11的搭载姿势下，在将马达插入孔46的最位于重力方向上方的点设为“插入孔最上点p2”的情况下，插入孔最上点p2位于比磁电路最下点p1靠重力方向下方。

[0050] 如图9所示，在向引擎11的搭载姿势下，将在输出轴38的轴向视中壳体35的内壁面84的最位于重力方向下方的点设为“内壁最下点p3”。图9是与输出轴38的轴向正交且穿过内壁最下点p3的截面。该截面中，在内壁面84中，包含重力方向的朝下面85和朝上面86。朝下面85在重力方向上朝下，附着于该朝下面85的异物由于重力而离开。朝上面86向内壁最下点p3侧倾斜。即，在内壁最下点p3以外的部位没有形成凹部，内壁面84成为在上下方向上不存留磨损粉的形状。

[0051] (效果)

[0052] 如以上说明的那样，促动器10具备马达36、输出轴38、减速部37、旋转角传感器39和壳体35。减速部37包含3对金属齿轮部。壳体35将金属齿轮部及磁电路部64容纳在同一容纳空间44。在向引擎11的搭载姿势下，金属齿轮部的啮合部分77、78、79比磁电路最下点p1更靠重力方向下方。

[0053] 这样，将减速部37用金属齿轮部构成，从而能够对于由排气脈动带来的比较大的载荷而保证强度。由此，减速部37的齿轮的破损得以抑制。此外，金属齿轮部的啮合部分77、78、79比磁电路最下点p1更靠重力方向下方，从而由金属齿轮部产生的作为磁性体的磨损粉由于重力而向从磁电路部64离开的方向落下。即，抑制了磨损粉在落下的中途附着于磁电路部64的情况。因此，能够抑制由于磨损粉向磁电路部64的附着而引起的旋转角检测精度的下降。

[0054] 此外，在第1实施方式中，在金属齿轮部的齿面涂布有润滑脂。由此，金属齿轮部所产生的磨损粉被润滑脂捕获。因此，抑制了磨损粉飞散而向磁电路部64附着的情况，能够抑制旋转角检测精度的下降。

[0055] 此外，第1实施方式中，壳体35具有插入有马达36的马达插入孔46。马达插入孔46具有与防松垫圈82抵接的部位，此外，马达36也具有与防松垫圈82抵接的部位。在向引擎11的搭载姿势下，插入孔最上点p2比磁电路最下点p1更靠重力方向下方。由此，当防松垫圈82与壳体35的滑动部以及防松垫圈82与马达36的滑动部所产生的磨损粉从马达插入孔46被排出时，由于重力而向从磁电路部64离开的方向落下。因此，能够抑制旋转角检测精度的下降。

[0056] 此外，在第1实施方式中，在向引擎11的搭载姿势下，在与输出轴38的轴向正交且穿过内壁最下点p3的截面中，壳体35的内壁面84的重力方向的朝上面86向内壁最下点p3侧倾斜。由此，产生的磨损粉沿内壁面84被向容纳空间44的最下部引导。因此，留存的磨损粉飞散而附着于磁电路部64的情况得以抑制，能够抑制旋转角检测精度的下降。

[0057] 此外，在第1实施方式中，中间齿轮52、53具有作为金属齿轮部的小径外齿部58、63以及作为金属齿轮部的大径外齿部57、62。大径外齿部57、62的直径大于小径外齿部58、63。此外，大径外齿部57、62具有在轴向上贯通的孔75、76。因此，能够将小径外齿部58、63所产生的磨损粉从孔75、76排出。

[0058] [第2实施方式]

[0059] 在第2实施方式中，如图12所示，引擎91是V型引擎，在引擎块的一侧搭载有增压器14，在另一侧搭载有增压器92。如图2、图13所示，增压器92具有相对于增压器14左右对称的形状。同样地，安装于增压器92的促动器93具有相对于促动器10左右对称的形状。该形状以外的结构、例如金属齿轮部的啮合部分比磁电路最下点更靠重力方向下方的结构等与促动器10是相同的。因此，促动器93能够得到与促动器10同样的效果。

[0060] [第3实施方式]

[0061] 在第3实施方式中，如图14所示那样搭载有促动器95。即，促动器95以使输出轴38的轴向与重力方向大致一致的方式而被搭载。在促动器95中，也与第1实施方式的促动器10同样地，金属齿轮部的啮合部分78、79比磁电路最下点p1更靠重力方向下方。第1大径外齿部57与未图示的小齿轮之间的啮合部分也同样。促动器95与促动器10同样地，减速部37的齿轮的破损得以抑制，此外，能够抑制由于磨损粉向磁电路部64的附着而引起的旋转角检测精度的下降。

[0062] [其他实施方式]

[0063] 在第1、第2实施方式中，促动器以使输出轴的轴向与水平方向大致一致的方式而被搭载于引擎，此外，在第3实施方式中，促动器以使输出轴的轴向与重力方向大致一致的方式而被搭载。相对于此，在其他实施方式中，也可以是，促动器以使输出轴的轴向相对于水平方向及重力方向倾斜的方式而被搭载于引擎。该情况下，如果减速部的金属齿轮部的啮合部分比磁电路最下点更靠重力方向下方，则也能够得到与第1、第2、第3实施方式同样的效果。

[0064] 在其他实施方式中，减速部的齿轮不限于铁类烧结金属，也可以由其他金属构成。例如，在使用奥氏体不锈钢的情况下，没有磁化的材料受到变形从而被磁化，产生磁性体磨损粉。该情况下，如果减速部的金属齿轮部的啮合部分比磁电路最下点更靠重力方向下方，则能够抑制由于磁性体磨损粉向磁电路的附着而引起的检测精度的下降。

[0065] 在其他实施方式中，在减速部的齿轮齿面，也可以不涂布有润滑脂。此外，中间齿轮的大径外齿部也可以不具有在轴向上贯通的孔。此外，马达也可以设置为，与马达插入孔的内壁面直接相接。

[0066] 本发明基于实施方式进行了记载。但是，本发明不限于该实施方式及构造。本发明还包含各种各样的变形例及均等的范围内的变形。此外，各种各样的组合及形态、进而在它们中仅包含一要素、其以上或其以下的其他组合及形态也落入本发明的范畴及思想范围。

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