JP2007024242A

JP2007024242A - Fluid control valve device

Info

Publication number: JP2007024242A
Application number: JP2005209613A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Kozu; 孝浩神頭; Tadashi Komiyama; 正小宮山
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-07-20
Filing date: 2005-07-20
Publication date: 2007-02-01
Also published as: US20070017217A1; DE102006000352A1

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a fluid control valve device having a reduced body size and improved mounting property by reducing the axial length of a valve stem while preventing the wear of a meshing portion between a final gear and the rack teeth of the valve stem. <P>SOLUTION: A torsion spring 10 is arranged around a pinion gear shaft 44 of the final gear 9. Thereby, the axial length of the valve stem 6 having the plurality of rack teeth 49 meshing with a pinion 46 can be reduced to reduce the body size of the secondary air control valve device and improve the mounting property. Even when power supply to an electric motor 3 is stopped, the wear of the meshing portion between protruded teeth 47 of the pinion 46 of the final gear 9 and the two adjacent rack teeth 49 is prevented because of consistent meshing of the protruded teeth 47 of the pinion 46 of the final gear 9 with the two adjacent rack teeth 49. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、バルブを開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置を備えた流体制御弁装置に関するもので、特に減速機構を構成する複数のギヤの中の最終ギヤの周囲で、且つ最終ギヤのギヤ軸に同軸的にトーションスプリングを配置したバルブ駆動装置を備えた流体制御弁装置に係わる。 The present invention relates to a fluid control valve device provided with a valve drive device that drives a valve to open or close, and particularly around a final gear among a plurality of gears constituting a speed reduction mechanism and the final gear. The present invention relates to a fluid control valve device including a valve drive device in which a torsion spring is coaxially arranged on a gear shaft.

［従来の技術］
従来より、自動車等の車両に搭載された内燃機関のエンジン排気管に連通する空気流路管内を流れるエア（例えば排気ガス等）の流量を制御するバルブを開弁駆動または閉弁駆動するバルブ駆動装置を備えた空気制御弁装置が公知である。ここで、バルブ駆動装置は、電動モータを駆動源とし、モータ側ギヤ、中間減速ギヤおよび最終ギヤを有する減速機構を用い、減速機構の最終ギヤに設けられたピニオンギヤとバルブ軸に設けられたラック歯とを噛み合わせて、電動モータにより最終ギヤを回転駆動することで、最終ギヤの回転運動をバルブ軸の直線運動に変換して、バルブを開弁駆動または閉弁駆動するように構成されている（例えば、特許文献１及び２参照）。 [Conventional technology]
Conventionally, a valve drive that opens or closes a valve that controls the flow rate of air (for example, exhaust gas) that flows in an air passage pipe that communicates with an engine exhaust pipe of an internal combustion engine mounted on a vehicle such as an automobile. An air control valve device with a device is known. Here, the valve drive device uses an electric motor as a drive source, uses a reduction mechanism having a motor side gear, an intermediate reduction gear, and a final gear, and uses a pinion gear provided on the final gear of the reduction mechanism and a rack provided on the valve shaft. By engaging the teeth and rotating the final gear with an electric motor, the rotary motion of the final gear is converted into the linear motion of the valve shaft, and the valve is driven to open or close. (For example, see Patent Documents 1 and 2).

また、このバルブ駆動装置には、バルブ軸の周囲に、しかもバルブ軸と同軸的に、バルブを開弁方向または閉弁方向に付勢するコイルスプリングが配置されている。すなわち、コイルスプリングの一端がバルブ軸の外周に形成された鍔状部（スプリングフック）に保持され、コイルスプリングの他端がハウジングのスプリングフックに保持され、バルブおよびバルブ軸の軸線方向の直線運動に伴って、コイルスプリングがバルブ軸の軸線方向に圧縮されて、コイルスプリングにバルブ軸の軸線方向の弾性力が蓄積されるように構成されている。 Further, in this valve drive device, a coil spring that urges the valve in the valve opening direction or the valve closing direction is arranged around the valve shaft and coaxially with the valve shaft. That is, one end of the coil spring is held by a hook-shaped part (spring hook) formed on the outer periphery of the valve shaft, and the other end of the coil spring is held by a spring hook of the housing. Accordingly, the coil spring is compressed in the axial direction of the valve shaft, and the elastic force in the axial direction of the valve shaft is accumulated in the coil spring.

［従来の技術の不具合］
ところが、上記の特許文献１及び２に記載の空気制御弁装置においては、バルブ軸の周囲に、しかもバルブ軸と同軸的にコイルスプリングを配置している。このため、コイルスプリングの軸線方向の長さ分だけ、バルブ軸の軸線方向の一端側に設けられるバルブから、バルブ軸の軸線方向の他端側に設けられる複数のラック歯（凸状歯）に至るまでのバルブ軸の軸線方向の寸法が長くなる。したがって、空気制御弁装置の体格がバルブ軸の軸線方向に大型化し、搭載スペースを確保することが困難となるという問題が生じている。 [Conventional technical problems]
However, in the air control valve devices described in Patent Documents 1 and 2, coil springs are arranged around the valve shaft and coaxially with the valve shaft. Therefore, from the valve provided on one end side in the axial direction of the valve shaft by the length in the axial direction of the coil spring, to a plurality of rack teeth (convex teeth) provided on the other end side in the axial direction of the valve shaft. The dimension in the axial direction of the valve shaft is extended. Therefore, there is a problem that the size of the air control valve device is increased in the axial direction of the valve shaft, and it is difficult to secure a mounting space.

また、内燃機関用の排気ガス再循環装置に使用される空気制御弁装置（ＥＧＲ制御弁装置）は、内燃機関の燃焼室に連通する空気流路管に、バルブ、バルブ軸、ラックアンドピニオン部、減速機構および電動モータを内蔵したハウジングが片持ち状態で固定されている。すなわち、ハウジングは、電動モータ側に対して反対側（例えば弁口側またはインレットポート側またはアウトレットポート側）に、空気流路管の取り付け面に空気制御弁装置を取り付けるための取り付け部が設けられている。このような片持ち状態の固定方式を採用した空気制御弁装置を、車両振動やエンジン振動等の振動環境下で使用する場合には、上述したように、バルブ軸の軸線方向の寸法が長いと、ハウジングの取り付け部から動力ユニット（ラックアンドピニオン部、減速機構および電動モータ等）までの距離が増えるため、耐振性が必要になる。 Also, an air control valve device (EGR control valve device) used in an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine has a valve, a valve shaft, a rack-and-pinion unit in an air passage pipe communicating with a combustion chamber of the internal combustion engine. The housing incorporating the speed reduction mechanism and the electric motor is fixed in a cantilever state. That is, the housing is provided with a mounting portion for mounting the air control valve device on the mounting surface of the air flow path pipe on the side opposite to the electric motor side (for example, the valve port side or the inlet port side or the outlet port side). ing. When the air control valve device adopting such a cantilever fixing method is used in a vibration environment such as a vehicle vibration or an engine vibration, as described above, if the dimension of the valve shaft in the axial direction is long, Since the distance from the housing mounting part to the power unit (rack and pinion part, speed reduction mechanism, electric motor, etc.) increases, vibration resistance is required.

特に、車両振動やエンジン振動等の振動環境下にある状態で、電動モータへの電力の供給を停止した場合には、減速機構の最終ギヤに設けられたピニオンギヤに電動モータの駆動力が作用しておらず、コイルスプリングの軸線方向の弾性力によってラック歯がピニオンギヤの凸状歯に押し当てられた状態となる。このとき、車両振動やエンジン振動等がハウジングに伝達されて電動モータが大きく振られると、減速機構を構成する各ギヤの噛み合い部がバックラッシュ分だけガタ付く。そして、各ギヤの噛み合い部のガタ付きが減速機構の最終ギヤに伝わると、最終ギヤに設けられたピニオンギヤの凸状歯が隣設する２つのラック歯間でガタ付き、ピニオンギヤの凸状歯と隣設する２つのラック歯とが衝突して摩耗が発生するという問題が生じている。
特開平０６−１７３７８３号公報（第１−５頁、図１−図２）特開平１１−０６２７２４号公報（第１−６頁、図１−図３） In particular, when power supply to the electric motor is stopped in a vibration environment such as vehicle vibration or engine vibration, the driving force of the electric motor acts on the pinion gear provided in the final gear of the speed reduction mechanism. However, the rack teeth are pressed against the convex teeth of the pinion gear by the elastic force in the axial direction of the coil spring. At this time, when vehicle vibration, engine vibration, or the like is transmitted to the housing and the electric motor is greatly shaken, the meshing portions of the respective gears constituting the speed reduction mechanism are rattled by the amount of backlash. When the backlash of the meshing portion of each gear is transmitted to the final gear of the speed reduction mechanism, the convex teeth of the pinion gear provided on the final gear are backlashed between two adjacent rack teeth, and the convex teeth of the pinion gear There is a problem that wear occurs due to collision between two adjacent rack teeth.
Japanese Patent Laid-Open No. 06-173783 (Page 1-5, FIGS. 1-2) Japanese Patent Laid-Open No. 11-062724 (page 1-6, FIGS. 1 to 3)

本発明の目的は、バルブ軸の軸線方向の長さ寸法を短縮して体格の小型化および搭載性の向上を図ることのできる流体制御弁装置を提供することにある。また、ハウジングの取り付け部から電動モータや減速機構までの距離を短くして耐振性の向上を図ることのできる流体制御弁装置を提供することにある。さらに、最終ギヤとバルブ軸のラック歯との噛み合い部の摩耗を防止することのできる流体制御弁装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fluid control valve device capable of reducing the length of the valve shaft in the axial direction and reducing the size and improving the mountability. It is another object of the present invention to provide a fluid control valve device capable of improving vibration resistance by shortening the distance from the housing mounting portion to the electric motor and the speed reduction mechanism. It is another object of the present invention to provide a fluid control valve device capable of preventing wear of a meshing portion between a final gear and a rack tooth of a valve shaft.

請求項１に記載の発明によれば、最終ギヤに対し、バルブを弁口の開口周縁部に押し当てる方向またはバルブを弁口の開口周縁部より引き離す方向にバネ荷重を与えるバネ荷重付与手段を設けたことにより、減速機構のうちの最終ギヤと噛み合うラック歯を有するバルブ軸の軸線方向の長さ寸法を短縮できるので、流体制御弁装置の体格の小型化および搭載性の向上を図れる。また、電動モータへの電力の供給を停止している時であっても、バネ荷重付与手段のバネ荷重が減速機構の最終ギヤからバルブ軸のラック歯に伝わり、最終ギヤがバルブ軸のラック歯に隙間無く押し付けられるので、ハウジングに振動が伝達されて電動モータが揺れても、最終ギヤのガタ付きを極力小さくすることができる。これにより、最終ギヤとバルブ軸のラック歯との噛み合い部の摩耗を防止することができる。 According to the first aspect of the present invention, the spring load applying means for applying a spring load to the final gear in a direction in which the valve is pressed against the opening periphery of the valve port or in a direction in which the valve is separated from the opening periphery of the valve port. Since the length of the valve shaft having the rack teeth meshing with the final gear of the speed reduction mechanism can be shortened, the size of the fluid control valve device can be reduced and the mounting property can be improved. Even when the supply of electric power to the electric motor is stopped, the spring load of the spring load applying means is transmitted from the final gear of the speed reduction mechanism to the rack teeth of the valve shaft, and the final gear is the rack teeth of the valve shaft. Therefore, even if the vibration is transmitted to the housing and the electric motor is shaken, the play of the final gear can be minimized. Thereby, abrasion of the meshing part of the last gear and the rack teeth of the valve shaft can be prevented.

請求項２に記載の発明によれば、バルブ軸の軸線方向に対して直交する方向に、最終ギヤのギヤ軸を配設している。ここで、減速機構のうちの最終ギヤとは、減速機構の構成要素を成す複数のギヤの中で最もバルブ軸側に配置されるギヤを指す。また、請求項３に記載の発明によれば、バネ荷重付与手段として、最終ギヤのギヤ軸と同軸的（例えば同一軸線上）に配置されたトーションスプリングを用いることにより、最終ギヤ（のピニオン）および複数のラック歯よりなる駆動力伝達機構（最終ギヤの回転運動をバルブ軸の直線運動に変換する運動方向変換機構）のデッドスペース（最終ギヤのギヤ軸の軸線方向に形成される空間、具体的には扇状のギヤ部とピニオンとの間に形成される空間）を有効に利用することができるので、流体制御弁装置の体格の小型化および搭載性の向上を図れる。 According to the second aspect of the present invention, the gear shaft of the final gear is arranged in a direction orthogonal to the axial direction of the valve shaft. Here, the final gear of the speed reduction mechanism refers to a gear that is disposed closest to the valve shaft among a plurality of gears constituting the speed reduction mechanism. According to the invention described in claim 3, by using the torsion spring disposed coaxially (for example, on the same axis) as the gear shaft of the final gear as the spring load applying means, the final gear (the pinion thereof) And a dead space (a space formed in the axial direction of the gear shaft of the final gear, specifically, a driving force transmission mechanism (a motion direction conversion mechanism that converts the rotational motion of the final gear into a linear motion of the valve shaft) composed of a plurality of rack teeth, In particular, the space formed between the fan-shaped gear portion and the pinion) can be used effectively, so that the physique of the fluid control valve device can be reduced in size and mountability can be improved.

請求項４に記載の発明によれば、バネ荷重付与手段として、最終ギヤがギヤ軸の軸心を中心にして正転方向に回転した際に、最終ギヤの正転方向に対して反対方向の捩じり弾性力が蓄積されるトーションスプリングを用いることにより、電動モータへの電力の供給を停止している時であっても、トーションスプリングの捩じり弾性力が減速機構の最終ギヤからバルブ軸のラック歯に伝わり、最終ギヤがバルブ軸のラック歯に隙間無く押し付けられるので、ハウジングに振動が伝達されて電動モータが揺れても、最終ギヤのガタ付きを極力小さくすることができる。これにより、最終ギヤとバルブ軸のラック歯との噛み合い部の摩耗を防止することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, as the spring load applying means, when the final gear rotates in the normal rotation direction around the axis of the gear shaft, the spring load is applied in a direction opposite to the normal rotation direction of the final gear. By using the torsion spring in which the torsional elastic force is accumulated, the torsional elastic force of the torsion spring is controlled from the final gear of the speed reduction mechanism to the valve even when the supply of electric power to the electric motor is stopped. Since the final gear is transmitted to the rack teeth of the shaft and pressed against the rack teeth of the valve shaft without a gap, even if vibration is transmitted to the housing and the electric motor is shaken, the play of the final gear can be minimized. Thereby, abrasion of the meshing part of the last gear and the rack teeth of the valve shaft can be prevented.

請求項５に記載の発明によれば、最終ギヤは、バルブ軸の軸線方向に対して直交する方向に配設されたギヤ軸の中心軸線周りに回転するピニオンを有している。そして、このピニオンの外周に、バルブ軸の軸線方向のバルブ側に対して反対側に設けられた複数のラック歯と噛み合う複数の凸状歯を設けている。これによって、電動モータへの電力の供給を停止している時であっても、バネ荷重付与手段のバネ荷重が減速機構の最終ギヤのピニオンからバルブ軸のラック歯に伝わり、ピニオンの凸状歯が隣設する２つのラック歯のうちの一方のラック歯の側面に隙間無く押し付けられるので、ハウジングに振動が伝達されて電動モータが揺れても、ピニオンの凸状歯と隣設する２つのラック歯との間のガタ付きを極力小さくすることができる。これにより、ピニオンの凸状歯と隣設する２つのラック歯との間の摩耗を防止することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the final gear has a pinion that rotates around the central axis of the gear shaft disposed in a direction orthogonal to the axial direction of the valve shaft. The outer periphery of the pinion is provided with a plurality of convex teeth that mesh with a plurality of rack teeth provided on the side opposite to the valve side in the axial direction of the valve shaft. As a result, even when the supply of electric power to the electric motor is stopped, the spring load of the spring load applying means is transmitted from the pinion of the final gear of the speed reduction mechanism to the rack teeth of the valve shaft, and the convex teeth of the pinion Is pressed against the side surface of one of the two rack teeth adjacent to each other without any gap, so even if vibration is transmitted to the housing and the electric motor is shaken, the two racks adjacent to the pinion convex teeth The backlash between the teeth can be minimized. Thereby, wear between the convex teeth of the pinion and the two adjacent rack teeth can be prevented.

請求項６に記載の発明によれば、バルブと共にバルブ駆動装置を内蔵したハウジングが、ハウジングの内部に設けられる弁口に連通する流体流路が形成された流体流路管に片持ち状態で固定されている。このような片持ち状態の固定方式を採用した流体制御弁装置を、振動環境下で使用する場合であっても、減速機構のうちの最終ギヤと噛み合うラック歯を有するバルブ軸の軸線方向の長さ寸法を短縮できる。これにより、ハウジングの取り付け部から電動モータ、減速機構、減速機構の最終ギヤとバルブ軸の複数のラック歯とによって構成される駆動力伝達機構（最終ギヤの回転運動をバルブ軸の直線運動に変換する運動方向変換機構）までの距離を短くすることができるので、流体制御弁装置の耐振性を向上することができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the housing in which the valve driving device is built together with the valve is fixed in a cantilevered manner to the fluid flow channel tube in which the fluid flow channel communicating with the valve port provided in the housing is formed. Has been. Even when the fluid control valve device adopting such a cantilever fixing method is used in a vibration environment, the axial length of the valve shaft having a rack tooth that meshes with the final gear of the reduction mechanism. The size can be shortened. As a result, the drive force transmission mechanism (converting the rotational motion of the final gear into linear motion of the valve shaft is converted from the housing mounting part to the electric motor, the speed reduction mechanism, the final gear of the speed reduction mechanism and the rack teeth of the valve shaft. Since the distance to the motion direction changing mechanism) can be shortened, the vibration resistance of the fluid control valve device can be improved.

本発明を実施するための最良の形態は、バルブ軸の軸線方向の長さ寸法を短縮するという目的を、最終ギヤのギヤ軸の周囲で、且つ最終ギヤのギヤ軸と同軸的（例えば同一軸線上）に、最終ギヤに対し、バルブを弁口の開口周縁部に押し当てる方向またはバルブを弁口の開口周縁部より引き離す方向にバネ荷重を与えるバネ荷重付与手段（特にトーションスプリング）を配置することで実現した。 In the best mode for carrying out the present invention, the purpose of shortening the axial length of the valve shaft is to be around the gear shaft of the final gear and coaxial with the gear shaft of the final gear (for example, the same shaft). On the line), a spring load applying means (particularly a torsion spring) is provided for applying a spring load in the direction in which the valve is pressed against the peripheral edge of the opening of the valve opening or in the direction of separating the valve from the opening peripheral edge of the valve opening. That was realized.

［実施例１の構成］
図１ないし図４は本発明の実施例１を示したもので、図１はバルブ駆動装置を示した図で、図２は２次空気制御弁装置の全体構造を示した図である。 [Configuration of Example 1]
1 to 4 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a view showing a valve drive device, and FIG. 2 is a view showing an overall structure of a secondary air control valve device.

本実施例の２次空気制御弁装置は、ガソリンエンジン等の内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ）の始動時に、２次空気流路管（流体流路管）内に発生する２次空気を三元触媒コンバータ（図示せず）に導いて三元触媒の暖機を促進させる２次空気供給システム（２次空気供給装置）に組み込まれている。この２次空気供給システムは、例えば自動車等の車両のエンジンルームに搭載されており、電動エアポンプ（図示せず）と２次空気制御弁装置とが２次空気流路管を介して接続され、２次空気制御弁装置とエンジン排気管とが２次空気流路管を介して接続されている。 The secondary air control valve device according to the present embodiment generates secondary air generated in a secondary air flow path pipe (fluid flow path pipe) when starting an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) such as a gasoline engine. It is incorporated in a secondary air supply system (secondary air supply device) that leads to a three-way catalyst converter (not shown) and promotes warm-up of the three-way catalyst. This secondary air supply system is mounted in an engine room of a vehicle such as an automobile, for example, and an electric air pump (not shown) and a secondary air control valve device are connected via a secondary air flow pipe, The secondary air control valve device and the engine exhaust pipe are connected via a secondary air flow path pipe.

２次空気制御弁装置は、ハウジングの内部に形成される２次空気流路（流体流路）を開閉するエア・スイッチング・バルブ（流体流路開閉弁、空気流路開閉弁：以下ＡＳＶと記す）１と、２次空気流路管とエンジン排気管との合流部から排気ガス等の流体がＡＳＶ側に逆流することを防止するための逆止弁２とを一体化した電動式流体制御弁（コンビバルブモジュール）である。ここで、本実施例の２次空気供給システムは、エンジンの運転状態に基づいて電動エアポンプおよび２次空気制御弁装置の動力源である電動モータ３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。 The secondary air control valve device is an air switching valve (fluid channel on-off valve, air channel on-off valve: hereinafter referred to as ASV) that opens and closes a secondary air channel (fluid channel) formed inside a housing. 1) An electric fluid control valve in which 1 and a check valve 2 for preventing a fluid such as exhaust gas from flowing back to the ASV side from the junction of the secondary air passage pipe and the engine exhaust pipe are integrated (Combi valve module). Here, the secondary air supply system of the present embodiment is an engine control unit (hereinafter referred to as ECU) that electronically controls the electric motor 3 that is a power source of the electric air pump and the secondary air control valve device based on the operating state of the engine. : Not shown).

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３に供給する供給電力を調整して電動モータ３の回転運動を制御するモータ制御ユニットである。そして、ＥＣＵは、エンジン始動時に、図示しない排気温度センサによって排気ガス温度を検出し、この排気ガス温度が所定値以下の時に、電動モータ３に電力を供給してＡＳＶ１を開弁駆動する。このとき、電動エアポンプにも電力が供給されるため、２次空気流路管の内部に形成される２次空気流路内に２次空気が発生する。 The ECU is provided with a microcomputer having a known structure including functions of a CPU for performing control processing and arithmetic processing, various programs, and a storage device (memory such as ROM and RAM) for storing data. . This ECU controls the rotational motion of the electric motor 3 by adjusting the power supplied to the electric motor 3 based on a control program stored in the memory when the ignition switch is turned on (IG / ON). Control unit. The ECU detects the exhaust gas temperature with an exhaust temperature sensor (not shown) when the engine is started, and supplies power to the electric motor 3 to open the ASV 1 when the exhaust gas temperature is equal to or lower than a predetermined value. At this time, since electric power is also supplied to the electric air pump, secondary air is generated in the secondary air flow path formed inside the secondary air flow path pipe.

そして、ＡＳＶ１および逆止弁２は、３つのケース（バルブケース１１、ケースカバー１２、アウトレットケース１３）によって構成されるハウジングの内部に電動モータ３と共に組み込まれている。これらのバルブケース１１、ケースカバー１２、アウトレットケース１３は、締結ネジ、クリップ等で結合されている。ここで、バルブケース１１は、金属材料（例えば熱伝導性に優れるアルミニウムダイカスト等）により所定の形状に形成されている。このバルブケース１１には、ＡＳＶ１の弁体であるポペットバルブ４が着座可能なバルブシート（弁座部）１４、およびこのバルブシート１４の内部で開口する弁口（ＡＳＶ１の弁口）１５に２次空気を導くためのインレットパイプ１６等が一体的に形成されている。ここで、バルブシート１４の内部には、内部を２次空気が通過する円形状の弁口１５が形成されている。なお、バルブシート１４は、ハウジング（バルブケース１１）と別体で製造された後に、ハウジングの内部に一体的に結合されるように構成しても良い。 The ASV 1 and the check valve 2 are assembled together with the electric motor 3 inside a housing constituted by three cases (the valve case 11, the case cover 12, and the outlet case 13). The valve case 11, the case cover 12, and the outlet case 13 are coupled with fastening screws, clips, and the like. Here, the valve case 11 is formed in a predetermined shape from a metal material (for example, aluminum die-casting having excellent thermal conductivity). The valve case 11 includes a valve seat (valve seat portion) 14 on which a poppet valve 4 that is a valve body of the ASV 1 can be seated, and a valve opening (valve opening of the ASV 1) 15 that opens inside the valve seat 14. An inlet pipe 16 and the like for guiding the next air are integrally formed. Here, a circular valve port 15 through which secondary air passes is formed inside the valve seat 14. The valve seat 14 may be configured to be integrally coupled to the interior of the housing after being manufactured separately from the housing (valve case 11).

インレットパイプ１６は、直管状で、２次空気流路管を介して電動エアポンプに接続されており、２次空気の流れ方向の上流端が開口している。このインレットパイプ１６の内部には、インレットポート（ハウジングの入口部）１７から弁口１５に向けて弁口１５の中心軸線に対して傾斜してほぼ直線状に延びる流体導入流路１８が形成されている。また、バルブケース１１の内部には、流体導入流路１８と弁口１５とを連通する流体導入流路１９が形成されている。また、バルブケース１１は、２次空気の流れ方向の下流端が開口している。このバルブケース１１の出口部には、連通路２０が形成されている。この連通路２０は、弁口１５から逆止弁２の流体通過口２１に向けて流体通過口２１の中心軸線に対して傾斜してほぼ直線状に延びる２次空気流路であって、ＡＳＶ１の弁口１５と逆止弁２の流体通過口２１とを連通している。 The inlet pipe 16 has a straight tube shape and is connected to an electric air pump via a secondary air flow channel pipe, and an upstream end in the flow direction of the secondary air is open. Inside the inlet pipe 16, a fluid introduction channel 18 is formed extending from the inlet port (inlet portion of the housing) 17 toward the valve port 15 so as to be inclined substantially linearly with respect to the central axis of the valve port 15. ing. In addition, a fluid introduction channel 19 that connects the fluid introduction channel 18 and the valve port 15 is formed inside the valve case 11. Further, the downstream end of the valve case 11 in the flow direction of the secondary air is open. A communication passage 20 is formed at the outlet of the valve case 11. The communication passage 20 is a secondary air flow path extending from the valve port 15 toward the fluid passage port 21 of the check valve 2 and extending substantially linearly with an inclination with respect to the central axis of the fluid passage port 21. And the fluid passage port 21 of the check valve 2 communicate with each other.

ケースカバー１２は、樹脂材料（電気絶縁性樹脂）よりなり、車両側（ＥＣＵ側）ワイヤハーネスの先端側に設けられた雌型コネクタに機械的に接続する雄型コネクタを一体的に形成している。なお、雄型コネクタは、車両側ワイヤハーネスの先端側に設けられる雌型コネクタを、雄型コネクタのコネクタシェル２２内に差し込むことで、ＥＣＵに内蔵されたモータ駆動回路とターミナル２３との電気的な接続が成される。その車両側ワイヤハーネスは、外周に絶縁保護チューブを施した導電線を束ねたもので、これらの各導電線は、雌型コネクタに設けられる各雌型ターミナルにそれぞれ電気的に接続されている。 The case cover 12 is made of a resin material (electrically insulating resin) and integrally formed with a male connector that is mechanically connected to a female connector provided on the front end side of the vehicle side (ECU side) wire harness. Yes. In the male connector, a female connector provided on the distal end side of the vehicle-side wire harness is inserted into the connector shell 22 of the male connector so that the motor drive circuit built in the ECU and the terminal 23 are electrically connected. Connections are made. The vehicle-side wire harness is a bundle of conductive wires with an insulation protection tube on the outer periphery, and these conductive wires are electrically connected to respective female terminals provided in the female connector.

アウトレットケース１３は、金属材料（例えばアルミニウムダイカスト等）により所定の形状に形成されている。そして、アウトレットケース１３は、２次空気の流れ方向の上流端が開口している。このアウトレットケース１３の入口部の開口端縁部には、バルブケース１１の結合部２４と結合する結合部（アウトレットケース１３の結合部）２５が形成されている。なお、アウトレットケース１３の結合部２５の内周には、逆止弁２の外周端縁部が嵌め込まれる嵌合部２６が形成されている。バルブケース１１の結合部２４とアウトレットケース１３の結合部２５との間には、バルブケース１１とアウトレットケース１３との結合部からの２次空気の漏洩を防止するための角環状のシールラバー２７が装着されている。そして、アウトレットケース１３は、２次空気の流れ方向の下流端が開口している。このアウトレットケース１３の内部には、逆止弁２の流体通過口２１からアウトレットポート２８に向けてアウトレットポート２８の中心軸線に対して傾斜してほぼ直線状に延びる流体導出流路２９が形成されている。 The outlet case 13 is formed in a predetermined shape by a metal material (for example, aluminum die casting or the like). The outlet case 13 is open at the upstream end in the secondary air flow direction. A connecting portion (a connecting portion of the outlet case 13) 25 that is connected to the connecting portion 24 of the valve case 11 is formed at the opening edge of the inlet portion of the outlet case 13. A fitting portion 26 into which the outer peripheral edge of the check valve 2 is fitted is formed on the inner periphery of the coupling portion 25 of the outlet case 13. Between the coupling part 24 of the valve case 11 and the coupling part 25 of the outlet case 13, an angular seal rubber 27 for preventing leakage of secondary air from the coupling part of the valve case 11 and the outlet case 13. Is installed. The outlet case 13 is open at the downstream end in the secondary air flow direction. In the outlet case 13, a fluid outlet passage 29 is formed that extends from the fluid passage port 21 of the check valve 2 toward the outlet port 28 and extends substantially linearly with an inclination with respect to the central axis of the outlet port 28. ing.

また、ハウジング（アウトレットケース１３）は、ＡＳＶ１の弁口１５に連通する２次空気流路（流体流路）が形成された２次空気流路管（流体流路管）、あるいはＡＳＶ１の弁口１５に連通する排気通路（流体流路）が形成されたエンジン排気管（流体流路管）のいずれかに片持ち状態で固定されている。このため、アウトレットケース１３のアウトレットポート２８の開口周縁部には、この開口周縁部より外側に張り出すように延ばされた取付用ステー（取り付け部）３０が一体的に形成されている。この取付用ステー３０は、例えば２次空気流路管のフランジ部に（またはエンジン排気管の合流部に直接）締結ボルトやナット等の締結具（図示せず）を用いて締め付け固定される。また、取付用ステー３０には、締結具が挿通するボルト孔３１が形成されている。 The housing (outlet case 13) is a secondary air flow path pipe (fluid flow path pipe) in which a secondary air flow path (fluid flow path) communicating with the valve opening 15 of the ASV 1 is formed, or the valve opening of the ASV 1 15 is fixed in a cantilever manner to one of the engine exhaust pipes (fluid flow path pipes) in which exhaust passages (fluid flow paths) communicating with 15 are formed. For this reason, an attachment stay (attachment portion) 30 is integrally formed on the peripheral edge of the outlet port 28 of the outlet case 13 so as to extend outward from the peripheral edge of the opening. The mounting stay 30 is fastened and fixed to, for example, a flange portion of the secondary air passage pipe (or directly to a joining portion of the engine exhaust pipe) using a fastener (not shown) such as a fastening bolt or a nut. Further, the mounting stay 30 is formed with a bolt hole 31 through which a fastener is inserted.

ＡＳＶ１は、弁口１５の開口周縁部（バルブシート１４）に対して着座、離脱して弁口１５を閉塞、開放するポペットバルブ（２次空気制御弁装置の弁体）４を備えている。ポペットバルブ４は、樹脂材料によって一体的に形成されており、ハウジング（バルブケース１１）の内部に移動自在に収容されている。このポペットバルブ４は、フランジ状のバルブ部（バルブ、弁頭、バルブヘッド）５、および円柱状のバルブ軸（弁軸、バルブシャフト）６を有し、軸線方向に往復動作するように構成されている。なお、バルブ部５とバルブ軸６とが別体で製造されて、その後に一体的に動作可能にバルブ部５とバルブ軸６とが結合されたポペットバルブ４を用いても良い。 The ASV 1 includes a poppet valve (a valve body of a secondary air control valve device) 4 that is seated on and removed from an opening peripheral portion (valve seat 14) of the valve port 15 to close and open the valve port 15. The poppet valve 4 is integrally formed of a resin material and is movably accommodated in the housing (valve case 11). The poppet valve 4 has a flange-like valve portion (valve, valve head, valve head) 5 and a cylindrical valve shaft (valve shaft, valve shaft) 6 and is configured to reciprocate in the axial direction. ing. Alternatively, the poppet valve 4 in which the valve portion 5 and the valve shaft 6 are manufactured separately and the valve portion 5 and the valve shaft 6 are coupled so as to be integrally operable thereafter may be used.

本実施例では、ポペットバルブ４のバルブ部５の背面側（バルブフェース）が、バルブシート１４の図示下端面に着座するように構成されている。また、ポペットバルブ４は、バルブ部５がバルブシート１４より離座（リフト）している時、つまりバルブ開弁時に、逆止弁２とバルブシート１４との間に形成される空間（連通路２０）の途中で、バルブ部５が保持（配置）されるように構成されている。すなわち、ポペットバルブ４は、バルブ開弁時に、ポペットバルブ４の中心軸線方向の一方側（逆止弁側）に移動するように構成されている。そのバルブ部５は、バルブ軸６の中心軸線方向の一端部（図示下端部）にバルブ軸６よりも外径が大きくなるように鍔状に設けられている。そして、バルブ部５の周囲には、バルブ部５がバルブシート１４に着座した際の、バルブシート１４との間のシール性（気密性）を高めるためのゴム系弾性体（シールゴム）３２が焼き付け等の手段を用いて装着されている。また、ポペットバルブ４のバルブ軸６の中心軸線方向の一方側（図示下方側）の内部は、中空となっている。 In this embodiment, the back surface side (valve face) of the valve portion 5 of the poppet valve 4 is configured to be seated on the lower end surface of the valve seat 14 in the figure. The poppet valve 4 is a space (communication path) formed between the check valve 2 and the valve seat 14 when the valve portion 5 is separated (lifted) from the valve seat 14, that is, when the valve is opened. 20), the valve unit 5 is configured to be held (arranged). That is, the poppet valve 4 is configured to move to one side (check valve side) in the central axis direction of the poppet valve 4 when the valve is opened. The valve portion 5 is provided in a bowl shape so that an outer diameter thereof is larger than that of the valve shaft 6 at one end portion (lower end portion in the drawing) of the valve shaft 6 in the central axis direction. A rubber-based elastic body (seal rubber) 32 is baked around the valve portion 5 to improve the sealing performance (airtightness) with the valve seat 14 when the valve portion 5 is seated on the valve seat 14. It is mounted using such means. Further, the inside of one side (the lower side in the figure) of the poppet valve 4 in the central axis direction of the valve shaft 6 is hollow.

逆止弁２は、ＡＳＶ１のバルブシート１４および弁口１５よりも２次空気の流れ方向の下流側に配置されて、内部を２次空気が通過する流体通過口２１を有し、エンジン排気管内をエンジンのエキゾーストマニホールド（図示せず）から三元触媒コンバータへ向かう排気ガスが電動エアポンプやＡＳＶ側に逆流することを阻止する。この逆止弁２は、電動エアポンプより吐出される２次空気の圧力によって開弁する薄膜状のリードバルブ３３と、このリードバルブ３３の開き具合（最大開度）を規制するリードストッパ３４と、リードバルブ３３の固定端およびリードストッパ３４の固定端を支持固定するための金属プレート３５とによって構成されている。 The check valve 2 is disposed downstream of the valve seat 14 and the valve port 15 of the ASV 1 in the flow direction of the secondary air, and has a fluid passage port 21 through which the secondary air passes. Is prevented from flowing backward from the exhaust manifold (not shown) of the engine to the three-way catalytic converter to the electric air pump or the ASV side. The check valve 2 includes a thin-film reed valve 33 that is opened by the pressure of the secondary air discharged from the electric air pump, a reed stopper 34 that regulates the degree of opening (maximum opening) of the reed valve 33, It is constituted by a metal plate 35 for supporting and fixing the fixed end of the reed valve 33 and the fixed end of the reed stopper 34.

リードバルブ３３は、金属材料（例えば板ばね等）により薄膜状に形成されており、一端に固定端を有し、固定端側を起点にした弾性変形による離接動作によって自由端側で流体通過口２１の開閉を行う２重舌状または３重舌状の可動片よりなる。リードバルブ３３の固定端は、金属プレート３５の支持部の図示下端面に気密的に密着した状態で保持固定されている。そして、リードバルブ３３の可動片は、電動エアポンプより吐出される２次空気の圧力によって開弁した際に、リードストッパ３４の図示上端面に当接する位置まで、金属プレート３５の図示下端面（弁座部）より離れることが許容されている。 The reed valve 33 is formed in a thin film shape with a metal material (for example, a leaf spring), has a fixed end at one end, and allows fluid to pass through the free end side by an elastic contact starting from the fixed end side. It consists of a double-tongue or triple-tongue movable piece that opens and closes the mouth 21. The fixed end of the reed valve 33 is held and fixed in a state in which the reed valve 33 is in airtight contact with the lower end surface of the support portion of the metal plate 35. When the movable piece of the reed valve 33 is opened by the pressure of the secondary air discharged from the electric air pump, the lower end surface (valve) of the metal plate 35 is moved to a position where it abuts the upper end surface of the reed stopper 34. It is allowed to move away from the seat).

リードストッパ３４は、金属板により製造されており、一端に固定端を有し、且つ他端側（自由端側）にリードバルブ３３の可動片の開き具合を規制する２重舌状または３重舌状のストッパ部を有している。リードストッパ３４の固定端は、リードバルブ３３の固定端の図示下端面に密着して取り付けられている。ここで、金属プレート３５は、内部に空気が通過する複数個の流体通過口２１が形成された略日の字型または略目の字型の枠体（バルブシート）であって、金属材料（例えばアルミニウム合金等）により形成されている。なお、流体通過口２１の通路壁面には、略日の字型または略目の字型のゴム系シール材が焼き付け等により固着されている。そして、金属プレート３５の図示左側の枠部には、リードバルブ３３の固定端を介してリードストッパ３４の固定端を支持する支持部が設けられている。 The lead stopper 34 is made of a metal plate, has a fixed end at one end, and a double tongue or triple that regulates the degree of opening of the movable piece of the reed valve 33 on the other end side (free end side). It has a tongue-shaped stopper. The fixed end of the lead stopper 34 is attached in close contact with the lower end surface in the figure of the fixed end of the reed valve 33. Here, the metal plate 35 is a substantially day-shaped frame or a substantially square-shaped frame (valve seat) in which a plurality of fluid passage ports 21 through which air passes are formed, and a metal material ( For example, an aluminum alloy is used. Note that a substantially sun-shaped or substantially eye-shaped rubber seal material is fixed to the passage wall surface of the fluid passage port 21 by baking or the like. A support portion that supports the fixed end of the lead stopper 34 via the fixed end of the reed valve 33 is provided on the left-side frame portion of the metal plate 35.

ここで、ＡＳＶ１のポペットバルブ４（特にバルブ部５）を開弁駆動（または閉弁駆動）するバルブ駆動装置は、図１ないし図４に示したように、電力によって運転される電動モータ３と、この電動モータ３の回転速度（モータスピード）を所定の減速比となるように減速する歯車減速機構と、ポペットバルブ４のバルブ部５を開弁方向（弁口１５を開く側）に駆動するバルブ軸６と、ポペットバルブ４のバルブ部５を閉弁方向（弁口１５を閉じる側）に付勢するトーションスプリング１０とによって構成されている。なお、本実施例の歯車減速機構の最終ギヤ９とポペットバルブ４のバルブ軸６との噛み合い部は、歯車減速機構の最終ギヤ９の回転運動をポペットバルブ４のバルブ部５およびバルブ軸６の中心軸線方向の往復直線運動に変換する運動方向変換機構（駆動力伝達機構）として機能する。なお、電動モータ３、歯車減速機構および運動方向変換機構は、ＡＳＶ１のポペットバルブ４を開弁駆動する動力ユニット（モータアクチュエータ）を構成する。 Here, the valve drive device for opening (or closing) the poppet valve 4 (especially the valve portion 5) of the ASV 1 includes an electric motor 3 operated by electric power as shown in FIGS. The gear reduction mechanism that reduces the rotational speed (motor speed) of the electric motor 3 to a predetermined reduction ratio and the valve portion 5 of the poppet valve 4 are driven in the valve opening direction (the side that opens the valve port 15). The valve shaft 6 and the torsion spring 10 that urges the valve portion 5 of the poppet valve 4 in the valve closing direction (side to close the valve port 15) are configured. Note that the meshing portion of the final gear 9 of the gear reduction mechanism of this embodiment and the valve shaft 6 of the poppet valve 4 causes the rotational movement of the final gear 9 of the gear reduction mechanism to affect the valve portion 5 of the poppet valve 4 and the valve shaft 6. It functions as a motion direction conversion mechanism (driving force transmission mechanism) that converts to a reciprocating linear motion in the central axis direction. The electric motor 3, the gear speed reduction mechanism, and the movement direction conversion mechanism constitute a power unit (motor actuator) that drives the poppet valve 4 of the ASV 1 to open.

電動モータ３は、出力軸（モータシャフト）３６に一体化されたロータ、このロータの外周側に対向配置されたステータよりなるブラシレス直流（ＤＣ）モータであって、ロータには永久磁石（マグネット）を有するロータコアが設けられ、ステータにはアーマチャコイル（電機子巻線）が巻回されたステータコアおよび円筒状のヨーク３７が設けられている。また、電動モータ３のモータハウジングの前端面から外部に突出するように設けられた一対のモータ給電用端子３８は、電動モータ３のアーマチャコイルのコイル端末線とターミナル２３とを電気的に接続している。そして、電動モータ３は、ＥＣＵによって通電されるとモータシャフト３６が正転方向（開弁方向）および逆転方向（閉弁方向）に回転する。そして、電動モータ３は、バルブケース１１のモータケース３９の内部に保持されて、電動モータ３のモータハウジングの前端面（または電動モータ３のモータハウジングに固定された取付フランジ板）が、締結ネジ等を用いて締め付け固定されている。また、電動モータ３のモータシャフト３６は、歯車減速機構の構成要素の１つであるピニオンギヤ７の回転中心を成すギヤ軸を構成する。なお、ブラシレスＤＣモータの代わりに、ブラシ付きの直流（ＤＣ）モータや、三相誘導型電動機等の交流（ＡＣ）モータを用いても良い。 The electric motor 3 is a brushless direct current (DC) motor comprising a rotor integrated with an output shaft (motor shaft) 36 and a stator disposed opposite to the outer peripheral side of the rotor. The rotor has a permanent magnet (magnet). The stator is provided with a stator core around which an armature coil (armature winding) is wound and a cylindrical yoke 37. The pair of motor power supply terminals 38 provided so as to protrude outward from the front end surface of the motor housing of the electric motor 3 electrically connect the coil terminal wire of the armature coil of the electric motor 3 and the terminal 23. ing. When the electric motor 3 is energized by the ECU, the motor shaft 36 rotates in the normal rotation direction (valve opening direction) and the reverse rotation direction (valve closing direction). The electric motor 3 is held inside the motor case 39 of the valve case 11, and the front end surface of the motor housing of the electric motor 3 (or the mounting flange plate fixed to the motor housing of the electric motor 3) is a fastening screw. Etc. are tightened and fixed. The motor shaft 36 of the electric motor 3 constitutes a gear shaft that forms the rotation center of the pinion gear 7 that is one of the components of the gear reduction mechanism. Instead of the brushless DC motor, a direct current (DC) motor with a brush or an alternating current (AC) motor such as a three-phase induction motor may be used.

歯車減速機構は、電動モータ３の回転動力（モータトルク）をポペットバルブ４のバルブ軸６に伝達する動力伝達機構であって、電動モータ３のモータシャフト３６の外周に固定されたピニオンギヤ（モータ側ギヤ、第１回転駆動体）７と、このピニオンギヤ７と噛み合ってピニオンギヤ７からモータトルクが伝達される中間減速ギヤ（第２回転駆動体）８と、この中間減速ギヤ８と噛み合って中間減速ギヤ８からモータトルクが伝達される最終ギヤ（バルブ側ギヤ、第３回転駆動体）９とによって構成されている。 The gear reduction mechanism is a power transmission mechanism that transmits the rotational power (motor torque) of the electric motor 3 to the valve shaft 6 of the poppet valve 4, and is a pinion gear (motor side) fixed to the outer periphery of the motor shaft 36 of the electric motor 3. Gear, first rotary drive body) 7, an intermediate reduction gear (second rotary drive body) 8 that is engaged with the pinion gear 7 and receives motor torque from the pinion gear 7, and an intermediate reduction gear that is engaged with the intermediate reduction gear 8. 8, a final gear (valve side gear, third rotary drive body) 9 to which motor torque is transmitted.

ピニオンギヤ７は、電動モータ３のモータシャフト３６と同軸的（例えば同一軸線上）に配設されて、電動モータ３の最大外径部（ヨーク３７）の外径（モータ径）および中間減速ギヤ８の最大外径部（大径ギヤ４０）の外径（ギヤ径）よりも小さいギヤ径を有している。このピニオンギヤ７は、電動モータ３のモータシャフト３６の外周に圧入嵌合等により固定されて、電動モータ３のモータシャフト３６と一体的に回転する円筒部を有している。そして、ピニオンギヤ７の円筒部の外周には、複数の凸状歯が周方向全体に形成されている。 The pinion gear 7 is disposed coaxially (for example, on the same axis) as the motor shaft 36 of the electric motor 3, and has an outer diameter (motor diameter) of the maximum outer diameter portion (yoke 37) of the electric motor 3 and the intermediate reduction gear 8. The maximum outer diameter portion (large gear 40) has a gear diameter smaller than the outer diameter (gear diameter). The pinion gear 7 is fixed to the outer periphery of the motor shaft 36 of the electric motor 3 by press fitting or the like, and has a cylindrical portion that rotates integrally with the motor shaft 36 of the electric motor 3. A plurality of convex teeth are formed in the entire circumferential direction on the outer periphery of the cylindrical portion of the pinion gear 7.

中間減速ギヤ８は、電動モータ３のモータシャフト３６に並列して配置されて、ポペットバルブ４のバルブ軸６の中心軸線方向に対して直交する方向に支持軸４１を有している。なお、支持軸４１は、中間減速ギヤ８の回転中心を成すギヤ軸を構成するものである。支持軸４１の軸線方向の一端部は、ハウジングの内壁面（ケースカバー１２の天壁面）に形成された嵌合凹部に圧入固定されている。また、支持軸４１の軸線方向の他端部は、ハウジングの内壁面（バルブケース１１の底壁面）に形成された嵌合凹部に圧入固定されている。 The intermediate reduction gear 8 is disposed in parallel with the motor shaft 36 of the electric motor 3 and has a support shaft 41 in a direction orthogonal to the central axis direction of the valve shaft 6 of the poppet valve 4. The support shaft 41 constitutes a gear shaft that forms the rotation center of the intermediate reduction gear 8. One end of the support shaft 41 in the axial direction is press-fitted and fixed in a fitting recess formed on the inner wall surface of the housing (the top wall surface of the case cover 12). The other end portion of the support shaft 41 in the axial direction is press-fitted and fixed to a fitting recess formed on the inner wall surface of the housing (the bottom wall surface of the valve case 11).

また、中間減速ギヤ８は、支持軸４１の外周に回転自在に嵌め合わされて、支持軸４１の中心軸線周りに回転する円筒部を有している。この中間減速ギヤ８の円筒部の軸線方向の一端部には、円筒部の外径よりも大きく、ピニオンギヤ７と噛み合う大径ギヤ４０が形成されている。この大径ギヤ４０は、中間減速ギヤ８の円筒部の一端部に設けられた円環板状の径大部、およびこの径大部の外周に周方向全体に形成された複数の凸状歯を有している。そして、大径ギヤ４０は、電動モータ３のモータ径よりも小さく、且つ最終ギヤ９の最大外径部（ギヤ部４３）の外径（ギヤ径）よりも大きいギヤ径を有している。また、中間減速ギヤ８の円筒部の軸線方向の他端側には、最終ギヤ９と噛み合う小径ギヤ４２が形成されている。この小径ギヤ４２は、中間減速ギヤ８の円筒部、およびこの円筒部の外周に周方向全体に形成された複数の凸状歯を有している。そして、小径ギヤ４２は、中間減速ギヤ８の大径ギヤ４０よりも小さいギヤ径を有している。 Further, the intermediate reduction gear 8 has a cylindrical portion that is rotatably fitted to the outer periphery of the support shaft 41 and rotates around the central axis of the support shaft 41. A large-diameter gear 40 that is larger than the outer diameter of the cylindrical portion and meshes with the pinion gear 7 is formed at one end portion in the axial direction of the cylindrical portion of the intermediate reduction gear 8. The large-diameter gear 40 includes an annular plate-shaped large-diameter portion provided at one end of the cylindrical portion of the intermediate reduction gear 8, and a plurality of convex teeth formed on the outer periphery of the large-diameter portion in the entire circumferential direction. have. The large-diameter gear 40 has a gear diameter that is smaller than the motor diameter of the electric motor 3 and larger than the outer diameter (gear diameter) of the maximum outer diameter portion (gear portion 43) of the final gear 9. A small-diameter gear 42 that meshes with the final gear 9 is formed on the other end side in the axial direction of the cylindrical portion of the intermediate reduction gear 8. The small-diameter gear 42 has a cylindrical portion of the intermediate reduction gear 8 and a plurality of convex teeth formed on the entire outer periphery of the cylindrical portion in the circumferential direction. The small diameter gear 42 has a smaller gear diameter than the large diameter gear 40 of the intermediate reduction gear 8.

最終ギヤ９は、電動モータ３のモータシャフト３６に並列して配置されて、ポペットバルブ４のバルブ軸６の中心軸線方向に対して直交する方向にピニオンギヤ軸４４を有している。なお、ピニオンギヤ軸４４は、最終ギヤ９の回転中心を成すギヤ軸を構成するものである。ピニオンギヤ軸４４の軸線方向の一端部は、ハウジングの内壁面（ケースカバー１２の天壁面）に形成された嵌合凹部に圧入固定されている。また、ピニオンギヤ軸４４の軸線方向の他端部は、ハウジングの内壁面（バルブケース１１の底壁面）に形成された嵌合凹部に圧入固定されている。 The final gear 9 is arranged in parallel with the motor shaft 36 of the electric motor 3 and has a pinion gear shaft 44 in a direction orthogonal to the central axis direction of the valve shaft 6 of the poppet valve 4. The pinion gear shaft 44 constitutes a gear shaft that forms the rotation center of the final gear 9. One end of the pinion gear shaft 44 in the axial direction is press-fitted and fixed in a fitting recess formed in the inner wall surface of the housing (the top wall surface of the case cover 12). The other end of the pinion gear shaft 44 in the axial direction is press-fitted and fixed to a fitting recess formed on the inner wall surface of the housing (the bottom wall surface of the valve case 11).

また、最終ギヤ９は、ピニオンギヤ軸４４の外周に回転自在に嵌め合わされて、ピニオンギヤ軸４４の中心軸線周りに回転する円筒部を有している。この最終ギヤ９の円筒部の軸線方向の一端部には、円筒部の外径よりも大きく、中間減速ギヤ８の小径ギヤ４２と噛み合うギヤ部４３が形成されている。このギヤ部４３は、最終ギヤ９の円筒部の一端部に設けられた円環板状の径大部４５、およびこの径大部４５の外周の一部に円弧状に形成された複数の凸状歯を有している。そして、ギヤ部４３は、電動モータ３のモータ径および中間減速ギヤ８の大径ギヤ４０の外径（ギヤ径）よりも小さいギヤ径を有している。 Further, the final gear 9 has a cylindrical portion that is rotatably fitted to the outer periphery of the pinion gear shaft 44 and rotates around the central axis of the pinion gear shaft 44. A gear portion 43 that is larger than the outer diameter of the cylindrical portion and meshes with the small-diameter gear 42 of the intermediate reduction gear 8 is formed at one end portion in the axial direction of the cylindrical portion of the final gear 9. The gear portion 43 includes an annular plate-shaped large-diameter portion 45 provided at one end of the cylindrical portion of the final gear 9, and a plurality of convex portions formed in an arc shape on a part of the outer periphery of the large-diameter portion 45. Have teeth. The gear portion 43 has a gear diameter smaller than the motor diameter of the electric motor 3 and the outer diameter (gear diameter) of the large-diameter gear 40 of the intermediate reduction gear 8.

また、最終ギヤ９の円筒部の軸線方向の他端側には、運動方向変換機構の構成要素を成すピニオン４６が形成されている。このピニオン４６は、最終ギヤ９の円筒部、およびこの円筒部の外周の周方向全体に形成された複数の凸状歯（ピニオンギヤ）４７を有している。そして、ピニオン４６は、中間減速ギヤ８の大径ギヤ４０および最終ギヤ９のギヤ部４３のギヤ径よりも小さく、且つ中間減速ギヤ８の小径ギヤ４２のギヤ径よりも大きいギヤ径を有している。なお、本実施例では、ピニオン４６を最終ギヤ９の円筒部の軸線方向全体に形成しているが、ピニオン４６、つまり凸状歯４７を、最終ギヤ９の円筒部の軸線方向の他端側のうちで、後記するラック歯４９に対応した箇所のみ部分的に設けても良い。また、最終ギヤ９のピニオン４６の最大外径部（外周部）は、後記するトーションスプリング１０のコイル内径側を保持するスプリング内周ガイドとして機能している。 Further, a pinion 46 that forms a component of the movement direction conversion mechanism is formed on the other end side in the axial direction of the cylindrical portion of the final gear 9. The pinion 46 has a cylindrical portion of the final gear 9 and a plurality of convex teeth (pinion gears) 47 formed on the entire outer circumference of the cylindrical portion. The pinion 46 has a gear diameter smaller than the gear diameter of the large diameter gear 40 of the intermediate reduction gear 8 and the gear portion 43 of the final gear 9 and larger than the gear diameter of the small diameter gear 42 of the intermediate reduction gear 8. ing. In this embodiment, the pinion 46 is formed in the entire axial direction of the cylindrical portion of the final gear 9, but the pinion 46, that is, the convex tooth 47 is connected to the other end side in the axial direction of the cylindrical portion of the final gear 9. Of these, only portions corresponding to rack teeth 49 described later may be provided partially. Further, the maximum outer diameter portion (outer peripheral portion) of the pinion 46 of the final gear 9 functions as a spring inner peripheral guide that holds a coil inner diameter side of the torsion spring 10 described later.

運動方向変換機構は、最終ギヤ９のピニオン４６、およびこのピニオン４６の凸状歯４７と噛み合う複数のラック歯４９等よりなり、最終ギヤ９の回転運動をポペットバルブ４の中心軸線方向の往復直線運動に変換するラックアンドピニオン部を構成している。また、複数のラック歯４９は、ポペットバルブ４のバルブ軸６の軸線方向のバルブ部側に対して反対側（バルブ軸６の中心軸線方向の他方側）の、ピニオン側面に設けられている。これらのラック歯４９は、バルブ軸６の中心軸線方向に沿って凹凸を繰り返すように形成されている。なお、本実施例では、複数のラック歯４９をポペットバルブ４のバルブ軸６に一体的に形成しているが、複数のラック歯４９をラックバーに一体的に形成した後に、ポペットバルブ４のバルブ軸６とラックバーとが一体的に動作可能となるように結合しても良い。 The movement direction conversion mechanism includes a pinion 46 of the final gear 9 and a plurality of rack teeth 49 that mesh with the convex teeth 47 of the pinion 46. The rack-and-pinion unit that converts to motion is configured. The plurality of rack teeth 49 are provided on the side surface of the pinion opposite to the valve portion side in the axial direction of the valve shaft 6 of the poppet valve 4 (the other side in the central axis direction of the valve shaft 6). These rack teeth 49 are formed so as to repeat unevenness along the central axis direction of the valve shaft 6. In this embodiment, the plurality of rack teeth 49 are formed integrally with the valve shaft 6 of the poppet valve 4. However, after the plurality of rack teeth 49 are formed integrally with the rack bar, the poppet valve 4 The valve shaft 6 and the rack bar may be coupled so as to be able to operate integrally.

トーションスプリング１０は、図１および図３に示したように、最終ギヤ９のピニオンギヤ軸４４の周囲、特に最終ギヤ９のピニオン４６の半径方向の外径側で、且つ最終ギヤ９の径大部４５とポペットバルブ４のバルブ軸６との間に形成される円筒状空間の内部に弾性変形可能に配設されたコイルスプリングである。このトーションスプリング１０の一端部（第１スプリング側フック部５１）は、最終ギヤ９のギヤ部４３の内周側に設けられた第１ギヤ側スプリングフック部（第１係止部）５２に係止されている。また、トーションスプリング１０の他端部（第２スプリング側フック部５３）は、バルブケース１１に設けられた第２ギヤ側スプリングフック部（第２係止部）５４に係止されている。そして、トーションスプリング１０は、最終ギヤ９が正転方向（ポペットバルブ４の開弁方向）に回転すると、最終ギヤ９を正転方向に対して反対方向（逆転方向）に回転させる捩じり弾性力が蓄積される。なお、トーションスプリング１０は、常時、最終ギヤ９に対して、ポペットバルブ４を弁口１５の開口周縁部に押し当てる方向にバネ荷重を与えるバネ荷重付与手段としての機能を有している。 As shown in FIGS. 1 and 3, the torsion spring 10 is provided around the pinion gear shaft 44 of the final gear 9, particularly on the radially outer diameter side of the pinion 46 of the final gear 9 and the large diameter portion of the final gear 9. The coil spring is disposed in a cylindrical space formed between 45 and the valve shaft 6 of the poppet valve 4 so as to be elastically deformable. One end portion (first spring side hook portion 51) of the torsion spring 10 is engaged with a first gear side spring hook portion (first locking portion) 52 provided on the inner peripheral side of the gear portion 43 of the final gear 9. It has been stopped. The other end portion (second spring side hook portion 53) of the torsion spring 10 is locked to a second gear side spring hook portion (second locking portion) 54 provided in the valve case 11. The torsion spring 10 is a torsional spring that rotates the final gear 9 in the opposite direction (reverse direction) to the normal direction when the final gear 9 rotates in the forward direction (opening direction of the poppet valve 4). Power is accumulated. The torsion spring 10 always has a function as a spring load applying unit that applies a spring load to the final gear 9 in a direction in which the poppet valve 4 is pressed against the opening peripheral edge of the valve port 15.

ここで、本実施例のバルブケース１１には、内部にスプリング収容孔６１が形成された円筒状のスプリングガイド６２、内部に軸方向孔６３が形成された円筒状のバルブガイド６４、ケースカバー１２との間にギヤ室６５を形成する筒状のギヤボックス６６、および内部にモータ収容孔６７が形成されたモータケース３９等が一体的に形成されている。スプリングガイド６２の内周部（内壁面）は、トーションスプリング１０のコイル外径側を保持するスプリング外周ガイドとして機能している。また、バルブガイド６４は、軸方向孔６３の内部でポペットバルブ４のバルブ軸６を摺動自在に支持している。そして、ポペットバルブ４のバルブ軸６の外周とバルブケース１１のバルブガイド６４の流体導入流路側（開口端側）の内周との間には、流体導入流路１９からの２次空気の漏洩を防止するための円環状のシールラバー６９が装着されている。ギヤボックス６６は、ケースカバー１２と共にアクチュエータケースを構成する。このギヤボックス６６は、ギヤ室６５の内部に、歯車減速機構の構成要素を成す各ギヤ（ピニオンギヤ７、中間減速ギヤ８、最終ギヤ９）を回転自在に収容している。そして、ギヤボックス６６の底壁面では、モータケース３９のモータ挿入口が開口している。また、バルブケース１１のモータケース３９は、モータ収容孔６７の内部に電動モータ３を収容している。 Here, in the valve case 11 of the present embodiment, a cylindrical spring guide 62 having a spring accommodating hole 61 formed therein, a cylindrical valve guide 64 having an axial hole 63 formed therein, and the case cover 12. A cylindrical gear box 66 forming a gear chamber 65 and a motor case 39 having a motor housing hole 67 formed therein are integrally formed. The inner peripheral portion (inner wall surface) of the spring guide 62 functions as a spring outer peripheral guide that holds the coil outer diameter side of the torsion spring 10. The valve guide 64 slidably supports the valve shaft 6 of the poppet valve 4 inside the axial hole 63. Further, leakage of secondary air from the fluid introduction channel 19 is between the outer periphery of the valve shaft 6 of the poppet valve 4 and the inner periphery of the valve guide 64 of the valve case 11 on the fluid introduction channel side (opening end side). An annular seal rubber 69 is attached to prevent this. The gear box 66 constitutes an actuator case together with the case cover 12. The gear box 66 rotatably accommodates gears (pinion gear 7, intermediate reduction gear 8, and final gear 9) constituting the gear reduction mechanism inside the gear chamber 65. A motor insertion port of the motor case 39 is opened on the bottom wall surface of the gear box 66. Further, the motor case 39 of the valve case 11 accommodates the electric motor 3 inside the motor accommodation hole 67.

［実施例１の作用］
次に、本実施例の２次空気供給システムの作用、特にこの２次空気供給システムに組み込まれる２次空気制御弁装置の作用、すなわち、２次空気制御弁装置を開弁駆動した際の２次空気の流れを図１ないし図４に基づいて説明する。 [Operation of Example 1]
Next, the operation of the secondary air supply system of the present embodiment, particularly the operation of the secondary air control valve device incorporated in the secondary air supply system, that is, 2 when the secondary air control valve device is driven to open the valve. The flow of the secondary air will be described with reference to FIGS.

ここで、自動車等の車両には、エンジンの燃焼室より排出される排気ガス中の有害成分とされる、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の３つの元素を一括して化学反応により、無害な成分に変化させる、特に酸化作用により炭化水素（ＨＣ）を無害な水（Ｈ₂Ｏ）に変化させる三元触媒コンバータ等の排気ガス浄化装置が搭載されている。しかし、三元触媒は、エンジンの燃焼時における空気と燃料との混合比が理論空燃比でないと、化学反応が正しく行われないので、理論空燃比である１５：１を保つ必要がある。また、三元触媒は、エンジンの始動直後のような排気ガス温度が低い場合（約３５０℃以下）はうまく作動しない。 Here, a vehicle such as an automobile has three types of carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), and nitrogen oxide (NOx), which are harmful components in exhaust gas discharged from the combustion chamber of the engine. Equipped with exhaust gas purification devices such as three-way catalytic converters that change elements into harmless components by chemical reaction, especially hydrocarbon (HC) to harmless water (H ₂ O) by oxidation action ing. However, the three-way catalyst must maintain the theoretical air-fuel ratio of 15: 1 because the chemical reaction cannot be performed correctly unless the mixing ratio of air and fuel at the time of engine combustion is the stoichiometric air-fuel ratio. In addition, the three-way catalyst does not operate well when the exhaust gas temperature is low (approximately 350 ° C. or less) immediately after the engine is started.

このため、エンジン始動時、排気ガス温度が低い時には、電動エアポンプを動作させて、２次空気流路管内に２次空気を発生させ、この電動エアポンプの動作によって発生した２次空気を２次空気流路管、２次空気制御弁装置、エンジン排気管を経由して三元触媒コンバータに導いて三元触媒の暖機を促進させて三元触媒を活性化させることが望ましい。そこで、ＥＣＵは、エンジンの始動直後のような排気ガス温度が低い時（排気温度センサによって検出した排気ガス温度が所定値よりも低い時、あるいは触媒温度センサによって検出した三元触媒の温度が所定値よりも低い時）に、電動エアポンプに電力（ポンプ駆動電流）を供給して、電動エアポンプを動作させる。これにより、電動エアポンプによる２次空気の圧送供給が開始される。 Therefore, when the engine is started and the exhaust gas temperature is low, the electric air pump is operated to generate secondary air in the secondary air flow pipe, and the secondary air generated by the operation of the electric air pump is converted into the secondary air. It is desirable to guide the three-way catalytic converter through the flow path pipe, the secondary air control valve device, and the engine exhaust pipe to promote the warm-up of the three-way catalyst and activate the three-way catalyst. Therefore, the ECU determines when the exhaust gas temperature is low, such as immediately after engine startup (when the exhaust gas temperature detected by the exhaust temperature sensor is lower than a predetermined value, or when the temperature of the three-way catalyst detected by the catalyst temperature sensor is predetermined). When the value is lower than the value, electric power (pump drive current) is supplied to the electric air pump to operate the electric air pump. Thereby, the pressure supply supply of the secondary air by the electric air pump is started.

また、ＥＣＵは、２次空気制御弁装置の電動モータ３に電力（モータ駆動電流）を供給して、モータシャフト３６を、ポペットバルブ４を開弁駆動させるのに必要な所定の回転角度分だけ回転させる。これにより、モータトルクによって歯車減速機構および運動方向変換機構（ラック・アンド・ピニオン）よりなる動力伝達機構を介してポペットバルブ４が開弁駆動される。具体的には、電動モータ３のモータシャフト３６が所定の回転角度分だけ回転し、この電動モータ３のモータシャフト３６に固定されているピニオンギヤ７がモータシャフト３６の中心軸線周りに所定の回転角度分だけ回転し、そのピニオンギヤ７と噛合されている中間減速ギヤ８の大径ギヤ４０にモータトルクが伝達される。 Further, the ECU supplies electric power (motor drive current) to the electric motor 3 of the secondary air control valve device, and the motor shaft 36 is driven by a predetermined rotation angle required to drive the poppet valve 4 to open. Rotate. As a result, the poppet valve 4 is driven to open by the motor torque via the power transmission mechanism including the gear reduction mechanism and the movement direction conversion mechanism (rack and pinion). Specifically, the motor shaft 36 of the electric motor 3 is rotated by a predetermined rotation angle, and the pinion gear 7 fixed to the motor shaft 36 of the electric motor 3 is rotated around the central axis of the motor shaft 36 by a predetermined rotation angle. The motor torque is transmitted to the large-diameter gear 40 of the intermediate reduction gear 8 that is rotated by an amount corresponding to the pinion gear 7.

そして、大径ギヤ４０の回転に伴って中間減速ギヤ８の小径ギヤ４２が支持軸４１の中心軸線周りに所定の回転角度分だけ回転し、その小径ギヤ４２と噛合されている最終ギヤ９のギヤ部４３にモータトルクが伝達される。このとき、トーションスプリング１０には、最終ギヤ９を元の位置に逆回転させる方向の捩じり弾性力が発生する（蓄積される）。そして、ギヤ部４３の回転に伴って最終ギヤ９のピニオン４６がピニオンギヤ軸４４の中心軸線周りに所定の回転角度分だけ回転し、そのピニオン４６の複数の凸状歯４７と噛み合う複数のラック歯４９を有するバルブ軸６が、ピニオン４６の回転角度分だけ、バルブ軸６の中心軸線方向の一方側（ポペットバルブ４のバルブ部５が弁口１５を開く側、図示下方側）に直線運動する。これにより、バルブ軸６の中心軸線方向の一方側（図示下端側）に設けられたバルブ部５の背面側が、バルブシート１４より離座することで弁口１５が開放される。このとき、ポペットバルブ４のバルブ部５は、バルブシート１４よりも２次空気の流れ方向の下流側にリフトするため、ポペットバルブ４の開弁中はバルブ部５が逆止弁２の流体通過口２１の直前の位置で開弁状態が保持される。 As the large-diameter gear 40 rotates, the small-diameter gear 42 of the intermediate reduction gear 8 rotates around the central axis of the support shaft 41 by a predetermined rotation angle, and the final gear 9 engaged with the small-diameter gear 42 is engaged. Motor torque is transmitted to the gear portion 43. At this time, the torsion spring 10 generates (accumulates) a torsional elastic force in a direction to reversely rotate the final gear 9 to the original position. As the gear portion 43 rotates, the pinion 46 of the final gear 9 rotates around the central axis of the pinion gear shaft 44 by a predetermined rotation angle, and a plurality of rack teeth meshing with the plurality of convex teeth 47 of the pinion 46. The valve shaft 6 having 49 moves linearly toward one side (the side where the valve portion 5 of the poppet valve 4 opens the valve port 15, the lower side in the figure) in the central axis direction of the valve shaft 6 by the rotation angle of the pinion 46. . Thereby, the valve port 15 is opened when the back side of the valve portion 5 provided on one side (the lower end side in the drawing) of the valve shaft 6 is separated from the valve seat 14. At this time, the valve portion 5 of the poppet valve 4 is lifted downstream of the valve seat 14 in the flow direction of the secondary air, so that the valve portion 5 passes through the check valve 2 while the poppet valve 4 is opened. The valve open state is maintained at a position immediately before the mouth 21.

したがって、電動エアポンプの吐出口から吐出された２次空気は、２次空気流路管を経由してインレットポート１７からインレットパイプ１６内に流入する。インレットパイプ１６内に流入した２次空気は、インレットポート１７から流体導入流路１８、１９を経由して、弁口１５に流れ込む。そして、弁口１５を通過した２次空気は、連通路２０の内部においてポペットバルブ４のバルブ部５の外周端縁部と連通路２０の流路壁面との間を通って、逆止弁２の流体通過口２１に流れ込む。そして、逆止弁２の流体通過口２１に流入した２次空気の圧力によってリードバルブ３３の自由端側がリードストッパ３４に当接する程度に開弁し、逆止弁２の流体通過口２１が開放される。これにより、流体通過口２１を通過した２次空気は、金属プレート３５の図示下端面とリードバルブ３３の自由端側との間を経由して、流体導出流路２９に流入する。そして、流体導出流路２９に流入した２次空気は、アウトレットポート２８より流出して、三元触媒コンバータの上流側のエンジン排気管を経由し、三元触媒コンバータに送り込まれる。このため、エンジン始動時、排気ガス温度が低い時でも、電動エアポンプを作動させることにより発生する２次空気が三元触媒コンバータに導かれるので、酸素（Ｏ₂）が燃焼し三元触媒が昇化、活性化する。特に酸化作用により炭化水素（ＨＣ）が無害な水（Ｈ₂Ｏ）に変化することで、炭化水素の大気中への排出量が低減される。 Therefore, the secondary air discharged from the discharge port of the electric air pump flows into the inlet pipe 16 from the inlet port 17 via the secondary air flow path pipe. The secondary air that has flowed into the inlet pipe 16 flows into the valve port 15 from the inlet port 17 via the fluid introduction channels 18 and 19. Then, the secondary air that has passed through the valve port 15 passes between the outer peripheral edge of the valve portion 5 of the poppet valve 4 and the flow path wall surface of the communication passage 20 inside the communication passage 20, and the check valve 2. Into the fluid passage port 21. Then, the pressure of the secondary air flowing into the fluid passage port 21 of the check valve 2 opens to the extent that the free end side of the reed valve 33 comes into contact with the lead stopper 34, and the fluid passage port 21 of the check valve 2 opens. Is done. Thus, the secondary air that has passed through the fluid passage port 21 flows into the fluid outlet passage 29 via the space between the lower end surface of the metal plate 35 and the free end side of the reed valve 33. The secondary air flowing into the fluid outlet passage 29 flows out of the outlet port 28 and is sent to the three-way catalytic converter via the engine exhaust pipe on the upstream side of the three-way catalytic converter. Therefore, even when the exhaust gas temperature is low when the engine is started, the secondary air generated by operating the electric air pump is guided to the three-way catalytic converter, so that oxygen (O ₂ ) burns and the three-way catalyst rises. Activate. In particular, the hydrocarbon (HC) is changed to harmless water (H ₂ O) by the oxidizing action, so that the amount of hydrocarbons discharged into the atmosphere is reduced.

［実施例１の効果］
本実施例の２次空気制御弁装置においては、最終ギヤ９のピニオンギヤ軸４４の周囲で、且つ最終ギヤ９のピニオンギヤ軸４４と同軸的（例えば同一軸線上）に、歯車減速機構の最終ギヤ９に対し、ポペットバルブ４のバルブ部５をバルブシート１４に押し当てる方向にバネ荷重（捩じり弾性力）を与えるトーションスプリング１０を配置している。これによって、バルブ軸の周囲に、しかもバルブ軸と同軸的にコイルスプリングを配設した従来の技術と比較して、歯車減速機構の最終ギヤ９のピニオン４６の凸状歯４７と噛み合う複数のラック歯４９を有するバルブ軸６の軸線方向の長さ寸法を短縮できるので、２次空気制御弁装置の体格を小型化することができる。これにより、自動車等の車両のエンジンルーム等への２次空気制御弁装置の搭載スペースを確保することが容易となるので、２次空気制御弁装置の搭載性を向上させることができる。 [Effect of Example 1]
In the secondary air control valve device of the present embodiment, the final gear 9 of the gear reduction mechanism is arranged around the pinion gear shaft 44 of the final gear 9 and coaxially (for example, on the same axis) with the pinion gear shaft 44 of the final gear 9. On the other hand, a torsion spring 10 that applies a spring load (torsional elastic force) in the direction in which the valve portion 5 of the poppet valve 4 is pressed against the valve seat 14 is disposed. Thus, a plurality of racks meshing with the convex teeth 47 of the pinion 46 of the final gear 9 of the gear reduction mechanism as compared with the prior art in which a coil spring is disposed around the valve shaft and coaxially with the valve shaft. Since the axial dimension of the valve shaft 6 having the teeth 49 can be shortened, the size of the secondary air control valve device can be reduced. As a result, it becomes easy to secure a mounting space for the secondary air control valve device in an engine room or the like of a vehicle such as an automobile, so that the mountability of the secondary air control valve device can be improved.

また、ポペットバルブ４のバルブ部５と共に、電動モータ３、歯車減速機構および運動方向変換機構等のバルブ駆動装置を内蔵したハウジング（バルブケース１１、ケースカバー１２、アウトレットケース１３）が、２次空気流路管またはエンジン排気管のいずれかに片持ち状態で固定されている。このような片持ち状態の固定方式を採用した２次空気制御弁装置を、車両振動やエンジン振動等の振動環境下で使用する場合であっても、歯車減速機構の最終ギヤ９のピニオン４６の凸状歯４７と噛み合う複数のラック歯４９を有するバルブ軸６の軸線方向の長さ寸法を短縮できるので、アウトレットケース１３の取付用ステー３０から電動モータ３、歯車減速機構、運動方向変換機構までの距離を短くすることができるので、２次空気制御弁装置の耐振性を向上することができる。 A housing (valve case 11, case cover 12, outlet case 13) including a valve unit 5 of the poppet valve 4 and a valve drive device such as an electric motor 3, a gear reduction mechanism and a movement direction conversion mechanism is provided as secondary air. It is fixed in a cantilevered manner to either the flow pipe or the engine exhaust pipe. Even when the secondary air control valve device adopting such a cantilever fixing method is used in a vibration environment such as a vehicle vibration or an engine vibration, the pinion 46 of the final gear 9 of the gear reduction mechanism is used. Since the axial dimension of the valve shaft 6 having the plurality of rack teeth 49 that mesh with the convex teeth 47 can be shortened, from the stay 30 for mounting the outlet case 13 to the electric motor 3, the gear reduction mechanism, and the motion direction conversion mechanism. Therefore, the vibration resistance of the secondary air control valve device can be improved.

また、最終ギヤ９がピニオンギヤ軸４４の軸心を中心にして正転方向に回転した際に、最終ギヤ９の正転方向に対して反対方向の捩じり弾性力が蓄積されるトーションスプリング１０を用いている。これにより、電動モータ３への電力の供給を停止している時であっても、最終ギヤ９のピニオン４６の凸状歯４７が隣設する２つのラック歯４９間に常に噛み合っているので、トーションスプリング１０のバネ荷重（捩じり弾性力）が歯車減速機構の最終ギヤ９のピニオン４６の凸状歯４７からバルブ軸６のラック歯４９に伝わり、最終ギヤ９のピニオン４６の凸状歯４７が隣設する２つのラック歯４９に隙間無く押し付けられる。これによって、車両振動やエンジン振動がハウジングに伝達されて電動モータ３が、アウトレットケース１３の取付用ステー３０を支点にして大きく揺れても、最終ギヤ９のピニオン４６の凸状歯４７と隣設する２つのラック歯４９との間のガタ付きを極力小さくすることができる。これにより、最終ギヤ９のピニオン４６の凸状歯４７と隣設する２つのラック歯４９との噛み合い部の摩耗を防止することができる。 Further, when the final gear 9 rotates in the forward rotation direction around the axis of the pinion gear shaft 44, a torsion spring 10 in which a torsional elastic force in the opposite direction to the forward rotation direction of the final gear 9 is accumulated. Is used. Thereby, even when the supply of electric power to the electric motor 3 is stopped, the convex teeth 47 of the pinion 46 of the final gear 9 are always meshed between two adjacent rack teeth 49. The spring load (torsional elastic force) of the torsion spring 10 is transmitted from the convex teeth 47 of the pinion 46 of the final gear 9 of the gear reduction mechanism to the rack teeth 49 of the valve shaft 6, and the convex teeth of the pinion 46 of the final gear 9. 47 is pressed against two adjacent rack teeth 49 without a gap. As a result, even if the vehicle vibration or the engine vibration is transmitted to the housing and the electric motor 3 is largely shaken with the mounting stay 30 of the outlet case 13 as a fulcrum, it is adjacent to the convex teeth 47 of the pinion 46 of the final gear 9. The backlash between the two rack teeth 49 can be minimized. As a result, it is possible to prevent wear of the meshing portion between the convex teeth 47 of the pinion 46 of the final gear 9 and the two adjacent rack teeth 49.

また、最終ギヤ９のピニオンギヤ軸４４と同軸的（例えば同一軸線上）に配置されたトーションスプリング１０を用いることにより、最終ギヤ９のピニオン４６および複数のラック歯４９よりなる運動方向変換機構のデッドスペース（最終ギヤ９のピニオンギヤ軸４４の軸線方向に形成される空間、具体的には最終ギヤ９の径大部４５とピニオン４６との間に形成される円筒状空間）を有効に利用することができるので、２次空気制御弁装置の体格を更に小型化することができる。これにより、自動車等の車両のエンジンルーム等への２次空気制御弁装置の搭載スペースを確保することが容易となるので、２次空気制御弁装置の搭載性を向上させることができる。 Further, by using the torsion spring 10 arranged coaxially (for example, on the same axis) as the pinion gear shaft 44 of the final gear 9, the dead of the moving direction conversion mechanism including the pinion 46 of the final gear 9 and the plurality of rack teeth 49 is used. Effectively use a space (a space formed in the axial direction of the pinion gear shaft 44 of the final gear 9, specifically, a cylindrical space formed between the large diameter portion 45 of the final gear 9 and the pinion 46). Therefore, the size of the secondary air control valve device can be further reduced. As a result, it becomes easy to secure a mounting space for the secondary air control valve device in an engine room or the like of a vehicle such as an automobile, so that the mountability of the secondary air control valve device can be improved.

また、このトーションスプリング１０の一端部を、最終ギヤ９のギヤ部４３の内周側に設けられた第１ギヤ側スプリングフック部５２に係止し、また、トーションスプリング１０の他端部を、バルブケース１１に設けられた第２ギヤ側スプリングフック部５４に係止している。これにより、トーションスプリング１０から最終ギヤ９にピニオンギヤ軸４４の軸線方向（スラスト方向）の付勢力が作用するため、最終ギヤ９がピニオンギヤ軸４４上で軸線方向にガタ付くのを防止できる。したがって、最終ギヤ９のピニオン４６の凸状歯４７がバルブ軸６のラック歯４９上で摺動することを防止できるので、最終ギヤ９のピニオン４６の凸状歯４７とバルブ軸６のラック歯４９との噛み合い部の摩耗を防止することができる。 Further, one end portion of the torsion spring 10 is locked to a first gear side spring hook portion 52 provided on the inner peripheral side of the gear portion 43 of the final gear 9, and the other end portion of the torsion spring 10 is The second gear side spring hook portion 54 provided in the valve case 11 is locked. As a result, an urging force in the axial direction (thrust direction) of the pinion gear shaft 44 acts on the final gear 9 from the torsion spring 10, so that the final gear 9 can be prevented from rattling on the pinion gear shaft 44 in the axial direction. Accordingly, it is possible to prevent the convex teeth 47 of the pinion 46 of the final gear 9 from sliding on the rack teeth 49 of the valve shaft 6, and therefore the convex teeth 47 of the pinion 46 of the final gear 9 and the rack teeth of the valve shaft 6. 49, wear of the meshing portion with 49 can be prevented.

また、電動モータ３のディテントトルクによってポペットバルブ４のバルブ部５を開弁保持するようにした場合、電動モータ３からリターンスプリングの設置位置が遠い程、リターンスプリングを巻き戻す時の負荷となるディテントトルクへの効率が悪化するが、本実施例の２次空気制御弁装置のように、トーションスプリング１０がバルブ軸６よりもモータ側に配設されているので、トーションスプリング１０を巻き戻す時のディテントトルクへの効率を向上することができる。 Further, when the valve portion 5 of the poppet valve 4 is held open by the detent torque of the electric motor 3, the detent that becomes a load when the return spring is rewound as the return spring is installed farther from the electric motor 3. Although the efficiency with respect to the torque is deteriorated, the torsion spring 10 is disposed on the motor side of the valve shaft 6 as in the secondary air control valve device of the present embodiment. Efficiency to detent torque can be improved.

［変形例］
本実施例では、本発明の流体制御弁装置を、自動車等の車両に搭載される２次空気供給システムに組み込まれる２次空気制御弁装置に適用しているが、これに限定する必要はなく、例えば吸入空気流制御弁（スワール流制御弁やタンブル流制御弁等）または吸入空気量制御弁（スロットルバルブやアイドル回転速度制御弁等）に適用しても良い。また、本発明の流体制御弁装置を、排気ガス還流量制御弁（ＥＧＲ制御弁）に適用しても良い。これらの場合には、逆止弁を設けなくても良い。また、本発明の流体制御弁装置を、流体流路開閉弁、流体流路遮断弁、流体流量制御弁、流体圧力制御弁に適用しても良い。なお、流体としては、エア（２次空気、空気）や蒸発燃料等の気体だけでなく、気相冷媒等の気体、水、燃料、オイルや液相冷媒等の液体、あるいは気液二相状態の流体を使用することができる。 [Modification]
In this embodiment, the fluid control valve device of the present invention is applied to a secondary air control valve device incorporated in a secondary air supply system mounted on a vehicle such as an automobile. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention may be applied to an intake air flow control valve (such as a swirl flow control valve or a tumble flow control valve) or an intake air amount control valve (such as a throttle valve or an idle rotation speed control valve). Further, the fluid control valve device of the present invention may be applied to an exhaust gas recirculation amount control valve (EGR control valve). In these cases, the check valve need not be provided. Further, the fluid control valve device of the present invention may be applied to a fluid flow path opening / closing valve, a fluid flow path cutoff valve, a fluid flow control valve, and a fluid pressure control valve. Note that the fluid includes not only air (secondary air, air) and vaporized fuel, but also gas such as gas-phase refrigerant, water, fuel, liquid such as oil and liquid-phase refrigerant, or gas-liquid two-phase state. Can be used.

また、本実施例では、ポペットバルブ４を開弁駆動（または閉弁駆動）するバルブ駆動装置として、動力伝達機構を含み、電動モータ３を動力源とするモータアクチュエータを採用したが、ポペットバルブ４を開弁駆動（または閉弁駆動）するバルブ駆動装置として、ソレノイドコイルの吸引起磁力によってポペットバルブ４を開弁駆動（または閉弁駆動）する電磁式アクチュエータを用いても良い。この場合、ＡＳＶ１は、電磁式空気制御弁（電磁弁、電磁式流体流量制御弁、電磁式流体圧力制御弁）となる。また、バルブとして、ロータリーバルブ、バタフライバルブ、シャッター状バルブ、ボールバルブ等を用いても良く、また、バルブとバルブ軸とが別体で製造されて、その後に一体的に動作可能にバルブとバルブ軸とが結合されたバルブを用いても良い。 Further, in this embodiment, a motor actuator including a power transmission mechanism and using the electric motor 3 as a power source is employed as a valve driving device that opens (or closes) the poppet valve 4, but the poppet valve 4 As a valve drive device for opening (or closing) the valve, an electromagnetic actuator that opens (or closes) the poppet valve 4 by the attractive magnetomotive force of the solenoid coil may be used. In this case, ASV1 serves as an electromagnetic air control valve (electromagnetic valve, electromagnetic fluid flow control valve, electromagnetic fluid pressure control valve). Further, as the valve, a rotary valve, a butterfly valve, a shutter-like valve, a ball valve, or the like may be used, and the valve and the valve shaft are manufactured separately, and then the valve and the valve can be operated integrally. You may use the valve | bulb couple | bonded with the axis | shaft.

本実施例では、リードバルブ３３の固定端、リードストッパ３４の固定端および金属プレート３５の支持部をリベット等を用いてかしめ固定しているが、リードバルブ３３の固定端、リードストッパ３４の固定端および金属プレート３５の支持部を締結ネジ等を用いて締め付け固定しても良く、あるいは締結ネジおよびナット等を用いて締め付け固定しても良い。また、本実施例では、ＡＳＶ１の弁口１５よりも２次空気の流れ方向の下流側（排気ガスの流入方向の上流側）に逆止弁２を設置しているが、逆止弁を設けなくても良い。また、バルブケース１１とアウトレットケース１３とを一体化して１個のハウジングとしても良い。また、バルブケース１１の出口部に逆止弁２を設置しても良い。また、アウトレットケース１３の出口部に管状のアウトレットパイプを設けても良い。 In this embodiment, the fixed end of the reed valve 33, the fixed end of the lead stopper 34, and the support portion of the metal plate 35 are fixed by caulking using a rivet or the like. The ends and the support portion of the metal plate 35 may be fastened and fixed using fastening screws or the like, or may be fastened and fixed using fastening screws and nuts or the like. In this embodiment, the check valve 2 is installed downstream of the valve opening 15 of the ASV 1 in the secondary air flow direction (upstream of the exhaust gas inflow direction), but the check valve is provided. It is not necessary. Further, the valve case 11 and the outlet case 13 may be integrated into a single housing. Further, the check valve 2 may be installed at the outlet of the valve case 11. A tubular outlet pipe may be provided at the outlet of the outlet case 13.

本実施例では、バネ荷重付与手段として、最終ギヤ９がピニオンギヤ軸４４の軸心を中心にして正転方向に回転した際に、最終ギヤ９の正転方向に対して反対方向の捩じり弾性力が蓄積されるトーション（コイル）スプリング１０を用いた例を説明したが、バネ荷重付与手段として、最終ギヤ９がピニオンギヤ軸４４の軸心を中心にして正転方向に回転した際に、最終ギヤ９の正転方向に対して反対方向の捩じり弾性力が蓄積されるトーションバーや板バネを用いても良い。また、バネ荷重付与手段として、二重コイルバネ、不等ピッチコイルバネを用いても良い。 In the present embodiment, as the spring load applying means, when the final gear 9 rotates in the normal rotation direction around the axis of the pinion gear shaft 44, the torsion in the direction opposite to the normal rotation direction of the final gear 9 is applied. Although the example using the torsion (coil) spring 10 in which the elastic force is accumulated has been described, when the final gear 9 rotates in the normal rotation direction around the axis of the pinion gear shaft 44 as a spring load applying means, You may use the torsion bar and leaf | plate spring in which the torsional elastic force of the opposite direction with respect to the normal rotation direction of the last gear 9 is accumulate | stored. Further, a double coil spring or an unequal pitch coil spring may be used as the spring load applying means.

バルブ駆動装置を示した斜視図である（実施例１）。It is the perspective view which showed the valve drive device (Example 1). ２次空気制御弁装置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 secondary air control valve apparatus (Example 1). バルブ駆動装置を示した断面図である（実施例１）。It is sectional drawing which showed the valve drive device (Example 1). 歯車減速機構を示した平面図である（実施例１）。(Example 1) which is the top view which showed the gear reduction mechanism.

Explanation of symbols

１ＡＳＶ
２逆止弁
３電動モータ
４ポペットバルブ
５バルブ部（バルブ）
６バルブ軸
７ピニオンギヤ（モータ側ギヤ）
８中間減速ギヤ
９最終ギヤ（バルブ側ギヤ）
１０トーションスプリング（バネ荷重付与手段）
１１バルブケース（ハウジング）
１２ケースカバー（ハウジング）
１３アウトレットケース（ハウジング）
１４ハウジングのバルブシート（弁口の開口周縁部）
１５ＡＳＶの弁口
３６電動モータのモータシャフト（出力軸）
４４最終ギヤのピニオンギヤ軸
４６最終ギヤのピニオン
４７ピニオンの凸状歯
４９バルブ軸のラック歯 1 ASV
2 Check valve 3 Electric motor 4 Poppet valve 5 Valve unit (valve)
6 Valve shaft 7 Pinion gear (motor side gear)
8 Intermediate reduction gear 9 Final gear (valve gear)
10 Torsion spring (spring load applying means)
11 Valve case (housing)
12 Case cover (housing)
13 Outlet case (housing)
14 Valve seat of housing (opening edge of valve opening)
15 ASV valve port 36 Motor shaft (output shaft) of electric motor
44 Pinion gear shaft of final gear 46 Pinion of final gear 47 Convex teeth of pinion 49 Rack teeth of valve shaft

Claims

(A) a housing having a valve opening formed therein;
(B) a valve that is movably accommodated inside the housing, sits on and disengages from the opening peripheral edge of the valve port, and closes and opens the valve port;
(C) In a fluid control valve device including a valve driving device that drives the valve to open or close,
The valve driving device is:
An electric motor as a power source;
A speed reduction mechanism for reducing the rotation speed of the electric motor;
A valve shaft that has a plurality of rack teeth that mesh with the final gear of the speed reduction mechanism, converts the rotary motion of the final gear into a linear motion, and moves in the axial direction integrally with the valve;
Spring load applying means for applying a spring load to the final gear in a direction in which the valve is pressed against the opening peripheral edge of the valve port or in a direction in which the valve is separated from the opening peripheral edge of the valve port. A fluid control valve device.

The fluid control valve device according to claim 1,
The final gear has a gear shaft in a direction perpendicular to the axial direction of the valve shaft.

The fluid control valve device according to claim 2,
The fluid control valve device, wherein the spring load applying means has a torsion spring disposed coaxially with the gear shaft.

In the fluid control valve device according to claim 3,
The torsion spring accumulates a torsional elastic force in a direction opposite to the normal rotation direction of the final gear when the final gear rotates in the normal rotation direction around the axis of the gear shaft. A fluid control valve device.

The fluid control valve device according to any one of claims 2 to 4,
The plurality of rack teeth are provided on the side opposite to the valve side in the axial direction of the valve shaft,
The final gear has a pinion that rotates about a central axis of the gear shaft;
The fluid control valve device according to claim 1, wherein a plurality of convex teeth that mesh with the plurality of rack teeth are provided on an outer periphery of the pinion.

In the fluid control valve device according to any one of claims 1 to 5,
The valve driving device is built in the housing together with the valve,
The fluid control valve device according to claim 1, wherein the housing is fixed in a cantilevered manner to a fluid passage pipe in which a fluid passage communicating with the valve port is formed.