JP2014109376A - 電磁クラッチ装置およびそれを備えた電動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】長期にわたって電磁クラッチの断続を良好に検出することができる電磁クラッチ装置および電動アクチュエータを提供すること。
【解決手段】電磁クラッチ装置は、第１アーマチュアハブ５４と第１アーマチュア４９との間を流れる磁束を検出するシフト用ホールＩＣ１８２を備える。制御部８８は、シフト用ホールＩＣにより検出された磁束の大きさに基づいて、シフト電磁クラッチ４３の断続を判定する。シフト用ホールＩＣ１８２は、第１ヨーク１７０に支持されたセンサ支持環１８１によって支持された状態で、第１アーマチュアハブ５４と第１アーマチュア４９との間において第１アーマチュアハブ５４および第１アーマチュア４９との双方と非接触の状態で配置されている。
【選択図】図６

Description

この発明は電磁クラッチ装置およびそれを備えた電動アクチュエータに関する。

従来から、マニュアルトランスミッションの変速を自動で行う機械式自動マニュアルトランスミッション（Automated Manual Transmission）の変速装置が知られている。機械式自動マニュアルトランスミッションの変速装置は、変速ギヤ等を収容する変速機と、変速機を変速駆動するための電動アクチュエータとを含んでいる。
下記特許文献１では、電動モータ等を備え、電動モータにより発生される回転トルクによって、シフトセレクト軸を軸中心まわりに回転させてインターナルレバーをシフト動作させたり、シフトセレクト軸を軸方向移動させてインターナルレバーをセレクト動作させたりする電動アクチュエータが開示されている。

この電動アクチュエータは、電動モータからの回転トルクを、シフトセレクト軸を軸中心まわりに回転させる力に変換するためのシフト変換機構と、その回転トルクを、シフトセレクト軸を軸方向移動させる力に変換するためのセレクト変換機構と、その回転トルクをシフト変換機構に伝達／遮断する第１電磁クラッチと、当該回転トルクをセレクト変換機構に伝達／遮断する第２電磁クラッチと、その回転トルクを第１電磁クラッチおよび第２電磁クラッチに伝達するための第１伝達軸とを備えている。

特開２０１２−５２６４８号公報

特許文献１の第１および第２電磁クラッチでは、アーマチュアとロータとの摩擦接触によりトルクの伝達が行われている。このような第１および第２電磁クラッチの一方または双方に、当該電磁クラッチの断続を検出するための断続センサを設けることが望ましい。その理由を以下に述べる。
特許文献１では、第１回転量回転センサの検出出力に基づいてシフトセレクト軸の軸方向移動量が検出され、また、第２回転量回転センサの検出出力に基づいてシフトセレクト軸の回転角度量が検出される。この場合、電動モータの回転量と第１回転量検出センサの検出出力や第２回転量検出センサの検出出力とを比較することにより、シフト電磁クラッチやセレクト電磁クラッチの故障を判定することが可能である。しかしながら、このような判定手法では、モータの動作開始後のみにしか電磁クラッチの故障を検出することができない。これに対し、前述のような断続センサを設けておけば、電動モータの動作開始に先立って電磁クラッチの故障を検出することが可能である。

また、電動アクチュエータによる変速操作のために電磁クラッチを接続するときには、電磁クラッチの接続動作を完了するのを待ってから、電動モータを駆動開始させる必要がある。電磁クラッチの接続の期間は、安全を見て、実際の接続に要する期間よりもやや長めに設定している。このような長めの期間設定は、電動アクチュエータによる変速操作期間の長期間化につながるおそれがある。

しかしながら、前述のような断続センサを設けることにより、電磁クラッチの接続終了（切断状態から接続状態への切換え終了）タイミングを検出することが可能である。電磁クラッチの接続終了タイミングがわかれば、その後直ちに電動モータを回転開始させればよく、これにより、電動アクチュエータによる変速操作期間の短期間化を図ることができる。

すなわち、断続センサを設けることが望ましい。
ところが、前述の電動アクチュエータでは、電磁クラッチのロータがアーマチュアに対して相対回転しており、たとえばリミットスイッチを断続センサとして用いることはできない。また、断続センサとしてリミットスイッチを採用する場合には、その可動部分の破損等のために断続センサを交換する必要が生じるおそれもある。そのため、リミットスイッチを採用せずに、電磁クラッチの断続を検出する必要がある。

この発明は前述のような背景の下でなされたものであり、長期にわたって電磁クラッチの断続を良好に検出することができる電磁クラッチ装置および電動アクチュエータを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、ロータ（４２，４４）に相対回転可能に設けられて、当該ロータに非接触／接触するアーマチュア（４９，５２）と、磁力を発生するためのコイル（５０，５３）と、前記コイルが内蔵されたヨーク（１７０，１７１）とを有し、前記アーマチュアの前記ロータに対する非接触／接触により、前記ロータと断続する電磁クラッチ（４３，４５）と、前記アーマチュア、前記ヨークおよび前記ロータを含む領域の少なくとも一部に流れる磁束を検出する磁気センサ（１８２，１９２）と、前記磁気センサにより検出された磁束の大きさに基づいて、前記電磁クラッチの断続を判定する断続判定手段（８８）とを含む、電磁クラッチ装置である。

なお、この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符合を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を実施形態に限定する趣旨ではない。
この構成によれば、コイルへの通電により当該コイルに磁力が発生し、ヨーク、ロータおよびアーマチュア間に磁気回路が形成される。そして、ヨーク、ロータおよびアーマチュア間を大きな磁束が流れる。ヨークに引き付けられたアーマチュアがロータに接触することにより、電磁クラッチが接続状態にされる。

一方、電磁クラッチの切断状態では、ヨーク、ロータおよびアーマチュア間に磁気回路が形成されないので、ヨーク、ロータおよびアーマチュア間に磁束が流れない。
そのため、ヨーク、ロータおよびアーマチュアを含む領域の少なくとも一部に流れる磁束を、磁気センサによって検出することにより、電磁クラッチの断続を検出することができる。電磁クラッチの断続検出のためのセンサとして磁気センサを採用することにより、リミットスイッチのような可動部を有するセンサを採用する場合と比較して、センサの長寿命化を図ることができる。また、非接触センサである磁気センサは、相互に相対回転するロータまたはアーマチュアに直接取り付ける必要がないので、電磁クラッチ内に良好に配設することが可能である。

請求項２に記載の発明は、前記磁気センサは、ヨークに固定されたホルダに支持された状態で、前記ロータと前記アーマチュアとの間において前記ロータおよび前記アーマチュアの双方と非接触の状態で配置されている、請求項１に記載の電磁クラッチ装置である。
この構成によれば、磁気センサが、ロータとアーマチュアとの間においてロータおよびアーマチュアの双方と非接触の状態で配置されているので、磁気回路（とくにロータとアーマチュアとの間）を流れる磁束を磁気センサによって良好に検出することができる。

請求項３に記載のように、前記磁気センサは、ホール素子を含むセンサ（１８２，１９２）であってもよい。
このようなセンサとして、ホールＩＣやホール素子を例示することができる。
請求項４に記載の発明は、操作レバー（１６）が連結された操作軸（１５）を移動させることで前記操作レバーを変速操作させるための電動アクチュエータであって、回転トルクを発生させるための電動モータ（２３）と、前記ロータを有し、前記回転トルクを前記操作軸に伝達するための伝達機構（２４，２５）と、前記電動モータに連結されて、前記電動モータの回転トルクを前記伝達機構に伝達するための伝達軸（４１）と、前記請求項１〜３のいずれか一項に記載の電磁クラッチ装置とを含み、前記アーマチュアが前記伝達軸に同伴回転可能に配設されており、前記断続検出手段は、前記アーマチュアと前記ロータとの接触状態を検出する、電動アクチュエータである。

この構成によれば、磁気センサの検出出力に基づいて、電磁クラッチの断続を検出することができる。このような磁気センサを設けることにより、電動モータの動作開始に先立って電磁クラッチの故障を検出することが可能である。また、このような磁気センサを設けることにより、電磁クラッチの接続終了タイミングを検出することができ、これにより、電動アクチュエータによる変速操作期間の短期間化を図ることができる。

また、請求項５に記載のように、前記操作軸は、シフトレバーが連結されて、軸まわりに回転させることで前記シフトレバーをシフト動作させるとともに軸方向移動させることで前記シフトレバーをセレクト動作させるためのシフトセレクト軸（１５）を含み、前記伝達機構は、前記電動モータによって発生される回転トルクを、前記シフトセレクト軸を軸まわりに回転させる力に変換して、前記シフトセレクト軸に伝達するシフト変換機構（２４）と、前記電動モータによって発生される回転トルクを、前記シフトセレクト軸を軸方向移動させる力に変換して、前記シフトセレクト軸に伝達するセレクト変換機構（２５）とを含み、前記電磁クラッチは、前記電動モータによって発生される回転駆動力を前記伝達軸から前記シフト変換機構に伝達／遮断するシフト電磁クラッチ（４３）と、前記電動モータによって発生される回転駆動力を前記伝達軸から前記セレクト変換機構に伝達／遮断するセレクト電磁クラッチ（４５）とを含んでいてもよい。

本発明の一実施形態に係る電動アクチュエータが組み込まれた変速装置の概略構成を示す分解斜視図である。 図１に示す変速装置における変速駆動装置の構成を示す斜視図である。 変速駆動装置の構成を示す底面図である。 変速駆動装置の構成を示す断面図である。 図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 シフト電磁クラッチおよびセレクト電磁クラッチの要部構成を示す拡大断面図である。 シフト電磁クラッチの要部構成を示す拡大断面図である。 セレクト電磁クラッチの要部構成を示す拡大断面図である。 図１に示す電動アクチュエータの電気的構成を示すブロック図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る電動アクチュエータ２１が組み込まれた変速装置の概略構成を示す分解斜視図である。
変速装置１は、変速機２と、変速機２を変速駆動する変速駆動装置３とを備えている。
変速機２は、公知の常時かみ合い式の平行歯車式変速機であり、乗用車やトラックなどの車両に搭載される。変速機２は、ギヤハウジング７と、ギヤハウジング７内に収容される常時かみ合い式の平行歯車式変速機構（図示せず）とを備えている。

変速駆動装置３は、変速機２の前記変速機構（図示せず）にシフト動作またはセレクト動作を行わせるシフトセレクト軸１５と、シフトセレクト軸１５をシフト動作またはセレクト動作させるための共通の駆動源として用いられる電動アクチュエータ２１とを含む。なお、図１は、各部材を簡略化して示した図なので、各部材の詳しい構成（特に電動アクチュエータ２１について）は、後述する図２以降に図示されている。

シフトセレクト軸１５は、所定方向（図示されたＭ４の方向）に長手の軸状体であり、鋼材を用いて形成されている。シフトセレクト軸１５の途中部には、ギヤハウジング７内に収容されるシフトレバー（操作レバー）１６の一端１６Ａが固定されている。シフトレバー１６は、シフトセレクト軸１５の中心軸線１７まわりに、シフトセレクト軸１５と同伴回転する。シフトセレクト軸１５の先端側（図１に示す右奥側）は、ギヤハウジング７外に突出している。ここで、シフトレバー１６は、シフトセレクト軸１５が軸回りに回転したり、軸方向Ｍ４に移動したりすることに応じて、実際のシフト動作やセレクト動作を行う。具体的には、電動アクチュエータ２１は、シフトセレクト軸１５を回転させることでシフトレバー１６をシフト動作させ、シフトセレクト軸１５をスライドさせることでシフトレバー１６をセレクト動作させる。

ギヤハウジング７内には、互いに平行に延びる複数のシフトロッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが収容されている。各シフトロッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃには、シフトレバー１６の他端１６Ｂと係合可能なシフトブロック１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが固定されている。また、各シフトロッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃには、変速機２内のクラッチスリーブ（図示せず）と係合するシフトフォーク１１が設けられている。なお、図１では、シフトロッド１０Ａに設けられたシフトフォーク１１のみを示している。

電動アクチュエータ２１により、シフトセレクト軸１５が、その軸方向Ｍ４に移動（スライド）されると、シフトレバー１６が軸方向Ｍ４に移動される。その結果、シフトレバー１６の他端１６Ｂがシフトブロック１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃのいずれかに対して選択的に係合し、これによりセレクト動作が達成される。
一方、電動アクチュエータ２１によりシフトセレクト軸１５がその中心軸線１７まわりに回転されると、シフトレバー１６が中心軸線１７まわりに揺動する。その結果、シフトレバー１６と係合しているいずれかのシフトブロック１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが、シフトロッド１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの軸方向Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３に移動し、これにより、シフト動作が達成される。なお、このシフト動作のために必要なシフトセレクト軸１５の回転角度は３６０°（シフトセレクト軸１５一周分）よりも著しく小さい（たとえば１２０°程度）。

図２は、図１に示す変速装置における変速駆動装置３の構成を示す斜視図である。図３は、変速駆動装置３の構成を示す底面図である。図４は、変速駆動装置３の構成を示す断面図である。図５は、図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
以下では、図２〜図５を参照して、変速駆動装置３、特に、電動アクチュエータ２１の構成について説明する。

電動アクチュエータ２１は、ギヤハウジング７（図１参照）の外表面に固定されている。図４に示すように、電動アクチュエータ２１は、その外郭をなしてシフトセレクト軸１５等を収容するボックス状の本体ハウジング２２を備えている。
具体的には、電動アクチュエータ２１は、本体ハウジング２２の他に、図２に示す取付ステー１８を備えている。取付ステー１８は、本体部１９と、延設部２０とを一体的に備えている。

本体部１９は、平面視（底面視）で矩形形状の輪郭を有するブロック形状である（図３も併せて参照）。本体部１９の一側面には、凹状に窪む平面視矩形状の中空部分１９Ａが形成されている。
延設部２０は、円管状であり、本体部１９から本体ハウジング２２側へ延びている。延設部２０において本体ハウジング２２側（図３における下側）の端部には、延設部２０の径方向へ張り出すフランジ部２０Ａが一体的に設けられている。延設部２０の延びる方向から見たときのフランジ部２０Ａの輪郭は、略矩形状をなしている。フランジ部２０Ａが本体ハウジング２２に接触した状態で、フランジ部２０Ａ（四隅の部分）および本体ハウジング２２に対して共通の複数（ここでは４本）のボルト１４（図２参照）が組み付けられている。これにより、取付ステー１８が本体ハウジング２２に対して固定されている。

そして、延設部２０の延びる方向から見た場合において、本体部１９で延設部２０の中空部分の円中心と一致する部分には、本体部１９を貫通して中空部分１９Ａに連通する丸い挿通孔１９Ｂが形成されている。図２では、挿通孔１９Ｂは、本体部１９において延設部２０側に形成されている。
取付ステー１８では、本体部１９がギヤハウジング７（図１参照）に対してボルト（図示せず）によって組み付けられている。これによって、電動アクチュエータ２１（換言すれば、変速駆動装置３全体）は、ギヤハウジング７の外表面に固定されている。この状態で、シフトセレクト軸１５では、シフトレバー１６側の部分が、本体ハウジング２２の外にはみ出ている。シフトセレクト軸１５における本体ハウジング２２の外にはみ出た部分は、延設部２０の内部および本体部１９の中空部分１９Ａ内に配置されている。この状態で、当該部分は、本体部１９の挿通孔１９Ｂに対して挿通されているとともに、本体部１９の中空部分１９Ａから外部に露出している。

シフトレバー１６は、本体部１９の中空部分１９Ａに配置されており、本体ハウジング２２の外にはみ出ている。そして、シフトレバー１６の他端１６Ｂは、中空部分１９Ａから本体部１９の外側へはみ出ており、前述したシフトブロック１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ（図１参照）のいずれかに係合している。
図４を参照して、電動アクチュエータ２１は、電動モータ２３と、シフト変換機構２４と、セレクト変換機構２５と、切換ユニット２６とを備えている。

電動モータ２３は正逆回転可能に設けられており、この電動モータ２３としてたとえばブラシレスモータが採用されている。電動モータ２３は、その本体ケーシングが本体ハウジング２２外に露出するように取り付けられている。
シフト変換機構２４は、電動モータ２３の回転トルクを、シフトセレクト軸１５を中心軸線１７まわり（軸回り）に回転させる力に変換してシフトセレクト軸１５に伝達するためのものである。セレクト変換機構２５は、電動モータ２３の回転トルクを、シフトセレクト軸１５をその軸方向Ｍ４（図４における紙面に直交する方向）へ移動（スライド）させる力に変換してシフトセレクト軸１５に伝達するためのものである。切換ユニット２６は、電動モータ２３の回転トルクの伝達先を、シフト変換機構２４とセレクト変換機構２５との間で切り換えるためのものである。電動モータ２３が本体ハウジング２２に対して外から取り付けられているのに対し、シフト変換機構２４、セレクト変換機構２５および切換ユニット２６は、本体ハウジング２２内に収容されている。

本体ハウジング２２では、電動モータ２３側（図４における左側）に、モータ用開口部（図示しない）が形成されている。モータ用開口部１３は、略板状の蓋２７によって閉塞されている。蓋２７は、本体ハウジング２２の一部である。これらの本体ハウジング２２および蓋２７は、それぞれたとえば鋳鉄やアルミニウムなどの金属材料を用いて形成されており、蓋２７の外周が本体ハウジング２２のモータ用開口部１３に嵌め合わされている。蓋２７には、その内面（図４に示す右面）と外面（図４に示す左面）とを貫通する円形の貫通孔２９が形成されている。また、蓋２７の外面には、電動モータ２３のモータハウジング１３３（図２参照）が固定されている。電動モータ２３は、モータケース１３４（図２参照）およびモータハウジング１３３が本体ハウジング２２外に露出するように取り付けられている。電動モータ２３の出力軸４０は、シフトセレクト軸１５と、平面視（図４において上方から見た場合）における食い違い角が９０°の食い違い角の関係をなして配置されている。そのため、出力軸４０は、軸方向Ｍ４と直交する所定の方向（図４に示す左右方向）に沿って延びている。出力軸４０（電動モータ２３からはみ出した部分）は、蓋２７の貫通孔２９を介して本体ハウジング２２の内部に臨んでおり、切換ユニット２６に対向している。

本体ハウジング２２は、前述したようにボックス状であり、シフトセレクト軸１５における先端側（図１に示す右奥側）の領域や、シフト変換機構２４、セレクト変換機構２５および切換ユニット２６の各構成部品を主に収容する。詳しくは、図５に示すように、本体ハウジング２２は、側方（図５における右側）に底を有する箱状をなしている。本体ハウジング２２は、底壁１１１と、底壁１１１の一端部（図５に示す上端部）と、他端部（図５に示す下端部）とからそれぞれ、互いに平行に立ち上がる一対の側壁１１２，１１３とを主に備えている。本体ハウジング２２には、側壁１１２，１１３の先端部（図５に示す左端部）などによって区画された開口部１１５が形成されている。開口部１１５は平板状の蓋１１４によって閉塞されている。蓋１１４は、本体ハウジング２２の一部をなしている。

図５に示すように、底壁１１１の内側の底面１１１Ａは、平坦面によって形成されている。底壁１１１には、シフトセレクト軸１５の途中部（後述するスプライン部１２０およびラック部１２２よりも基端（図５における右端）寄り）を支持するため軸ホルダ１１６が形成されている。軸ホルダ１１６は、底壁１１１と一体的に形成されており、底壁１１１の外壁面（底面１１１Ａとは反対側の面）よりも外方に膨出してたとえば直方体状をなしている（図２も併せて参照）。底壁１１１および軸ホルダ１１６には、断面円形の（丸い）通過孔１０４が形成されている。通過孔１０４は、軸ホルダ１１６および底壁１１１を、それらの厚み方向（図５に示す左右方向。底面１１１Ａと直交する方向）に貫通している。通過孔１０４には、シフトセレクト軸１５が挿通されている。通過孔１０４は、シフトセレクト軸１５（通過孔１０４を塞いでいる部分）よりも若干大径である。そのため、底壁１１１および軸ホルダ１１６において通過孔１０４を区画する内周面とシフトセレクト軸１５の外周面との間には、本体ハウジング２２の内外を連通させる隙間が形成されている。

通過孔１０４の内周面には、すべり軸受１０１が内嵌固定されている。すべり軸受１０１は、通過孔１０４に挿通されているシフトセレクト軸１５の途中部（後述する閉塞部１５０）の外周を取り囲み、当該シフトセレクト軸１５の閉塞部１５０の外周を摺接支持している。
軸ホルダ１１６において、厚み方向（図５に示す左右方向）における途中には、ロックボール１０６が配設されている。具体的には、通過孔１０４の内周面と、軸ホルダ１１６の外周面とを貫通する貫通孔１０５内にロックボール１０６が収容されている。ロックボール１０６は、通過孔１０４の中心軸線（すなわちシフトセレクト軸１５の中心軸線１７）と直交する方向に延びる略円筒状をなすとともに、当該方向に沿って移動可能に設けられている。ロックボール１０６の先端部は半球状をなしており、次に述べる係合溝１０７に係合する。

ここで、シフトセレクト軸１５において通過孔１０４をちょうど塞ぐ部分（軸方向Ｍ４において通過孔１０４と一致する位置にある部分）を閉塞部１５０ということにする。閉塞部１５０は、シフトセレクト軸１５に対して同軸状で一体化された円筒体であって、通過孔１０４を塞ぐ位置に配置されている。閉塞部１５０の外周には、軸方向Ｍ４に間隔を空けて、周方向に延びる複数本（たとえば３本）の係合溝１０７が形成されている。各係合溝１０７は全周にわたって設定されている。ロックボール１０６がその長手方向に移動することにより、先端部が通過孔１０４の内周面よりも中心軸線１７側（図５に示す下方）に突出して、その先端部が係合溝１０７と係合して、シフトセレクト軸１５の軸方向Ｍ４における移動を阻止する。これにより、シフトセレクト軸１５は、軸方向Ｍ４への移動が阻止された状態で、一定力で保持される。ただし、この状態では、シフトセレクト軸１５の不意の動きが防止されているだけであるので、この状態でも、シフトセレクト軸１５の軸回りの回転および軸方向Ｍ４へのスライドは可能である。

図５に示すように、シフトセレクト軸１５において、通過孔１０４よりも先端側（本体ハウジング２２の内側）の部分には、スプライン部１２０と、後述するピニオンギヤ３６が噛み合うラック部１２２とが、通過孔１０４に近い側からこの順で設けられている。つまり、シフトセレクト軸１５において、スプライン部１２０およびラック部１２２は、本体ハウジング２２内側へ通過孔１０４から離れた位置にあり、特に、ラック部１２２は、スプライン部１２０に比べて本体ハウジング２２内側へ通過孔１０４から離れた位置にある。スプライン部１２０およびラック部１２２は、いずれも、シフトセレクト軸１５に対して同軸状で一体化される円筒体であり、軸方向に所定の長さを有している。スプライン部１２０およびラック部１２２は、シフトセレクト軸１５の軸部１５Ａ（シフトセレクト軸１５のうち、スプライン部１２０およびラック部１２２を除く領域）よりも大径である。

スプライン部１２０の外周面には、スプライン１２１（軸方向に延びる筋状の凸部）が周方向に間隔を隔てつつ、全域に亘って形成されている。
ラック部１２２の外周面には、その周方向における全域に、ラック歯形成領域１２５が設けられている。ラック歯形成領域１２５では、ラック部１２２の軸方向Ｍ４の一端（図５に示す左端）から他端（図５に示す右端）にわたって、複数のラック歯１２３がそれぞれ中心軸線１７に沿って互いに平行に延びている。ラック歯形成領域１２５のラック歯１２３が、後述するピニオンギヤ３６と噛み合っている。

ここで、シフトセレクト軸１５における、本体ハウジング２２に収容される部分は、すべり軸受１０１によって摺接支持されている。なお、シフトセレクト軸１５においてラック部１２２に対してスプライン部１２０の反対側における先端部（図５における左端部）は、本体ハウジング２２の蓋１１４を貫通して本体ハウジング２２の外に突出している。当該先端部には、円環状のすべり軸受１０２を介して、円筒状のキャップ１００が外嵌されている。シフトセレクト軸１５は、すべり軸受１０２によっても摺接支持されている。

図４に示すように、切換ユニット２６は、電動モータ２３の出力軸４０と同軸状の伝達軸４１と、伝達軸４１と同軸にかつ、同伴回転可能に設けられた環状の回転体である第１ロータ４２と、伝達軸４１に同軸にかつ、同伴回転可能に設けられた環状の回転体である第２ロータ４４と、第１ロータ４２と第２ロータ４４との間で伝達軸４１の連結先を切り換えるためのクラッチ機構３９とを備えている。出力軸４０、伝達軸４１、第１ロータ４２および第２ロータ４４は、共通の回転軸線Ｃまわりに回転する。

伝達軸４１は、電動モータ２３側に設けられて電動モータ２３の出力軸４０と一体回転可能に連結される主軸部４６と、主軸部４６の一端部（第１ロータ４２側の端部。図４に示す右端部）に、主軸部４６と一体的に設けられ、主軸部４６よりも大径の円板状をなす大径部（円板部）４７とを備えている。伝達軸４１は、後述するように、電動モータ２３側（出力軸４０側）とは反対側の大径部４７において、電動モータ２３の回転トルクをシフト変換機構２４およびセレクト変換機構２５に伝達するためのものである。

第１ロータ４２は、伝達軸４１に対し電動モータ２３側と反対側（図４における右側）に配置されている。第１ロータ４２は、電動モータ２３側の軸方向端部（図４に示す左端部）の外周から径方向外方に向けて張り出す第１アーマチュアハブ５４を備えている。第１アーマチュアハブ５４は、大径部４７の電動モータ２３側と反対側の面（図４に示す右面）に対向して配置されている。

第２ロータ４４は、伝達軸４１の大径部４７に対し第１ロータ４２と反対側、すなわち電動モータ２３側（図４における左側）に配置されており、伝達軸４１の主軸部４６の周囲を非接触状態で取り囲んでいる。第２ロータ４４は、電動モータ２３側と反対側の軸方向端部（図４に示す右端部）の外周から径方向外方に向けて張り出す第２アーマチュアハブ５５を備えている。第２アーマチュアハブ５５は、大径部４７の電動モータ２３側の面（図４に示す左面）に対向して配置されている。

言い換えれば、第１ロータ４２（の第１アーマチュアハブ５４）および第２ロータ４４（の第２アーマチュアハブ５５）が、伝達軸４１の大径部４７を挟むように配置されている。この状態で、第１ロータ４２と、第２ロータ４４と、伝達軸４１とは、同軸状に配置されていて、それぞれが軸回りに回転可能である。
クラッチ機構３９は、第１ロータ４２と断続して、伝達軸４１と第１ロータ４２とを連結／解放するシフト電磁クラッチ４３と、第２ロータ４４と断続して、伝達軸４１と第２ロータ４４とを連結／解放するセレクト電磁クラッチ４５とを備えている。シフト電磁クラッチ４３は、電動モータ２３からの回転トルクを第１ロータ４２に伝達して第１ロータ４２を回転させることができる。セレクト電磁クラッチ４５は、電動モータ２３からの回転トルクを第２ロータ４４に伝達して第２ロータ４４を回転させることができる。

シフト電磁クラッチ４３は、第１フィールド４８と第１アーマチュア４９とを備えている。第１アーマチュア４９は、伝達軸４１の大径部４７の軸方向の他方側の面（一方面。図４に示す右面）に当該大径部４７と同伴回転可能にかつ後述する第１アーマチュアハブ５４に対向するように設けられている。第１アーマチュア４９は、第１のロータ側対向面２０１と微小間隔を隔てて配置されている。第１アーマチュア４９は、伝達軸４１と同軸状をなす略円環円板状をなし、伝達軸４１（大径部４７）に同伴して回転軸線Ｃまわりに回転する。第１アーマチュア４９は、鉄などの強磁性体を用いて形成されている。

第１フィールド４８は、周方向から見た断面が横に傾いたＵ字をなす環状の第１ヨーク（継鉄）１７０と、第１ヨーク１７０に収容され、周方向から見た断面がＵ字をなす環状のボビン３１と、ボビン３１内（Ｕ字の内側）に内蔵され、磁力を発生する第１電磁コイル（コイル、線輪）５０とを含む環状体である。換言すると、第１フィールド４８は、第１ヨーク１７０に第１電磁コイル５０を内蔵したもののことを指す。第１ヨーク１７０の外周面が本体ハウジング２２の内周面に固定されることによって、第１フィールド４８は、本体ハウジング２２に固定されている。第１ヨーク１７０の内周面には、環状の転がり軸受１５４が嵌め込まれている。転がり軸受１５４の外輪が第１ヨーク１７０の内周面に固定（内嵌）され、転がり軸受１５４の内輪が第１ロータ４２に固定（外嵌）されている。これにより、第１ヨーク１７０は、第１ロータ４２を回転可能に支持している。

セレクト電磁クラッチ４５は、第２フィールド５１と、第２アーマチュア５２とを備えている。第２アーマチュア５２は、伝達軸４１の大径部４７の軸方向一方側の面（他方面。図４に示す左面）に当該大径部４７と同伴回転可能にかつ後述する第２アーマチュアハブ５５に対向するように設けられている。第２アーマチュア５２は、第２のロータ側対向面２２１と微小間隔を隔てて配置されている。第２アーマチュア５２は、伝達軸４１と同軸状をなす略円環円板状をなし、伝達軸４１（大径部４７）に同伴して回転軸線Ｃまわりに回転する。第２アーマチュア５２は、鉄などの強磁性体を用いて形成されている。

第２フィールド５１は、周方向から見た断面が横に傾いたＵ字をなす環状の第２ヨーク（継鉄）１７１と、第２ヨーク１７１に収容され、周方向から見た断面がＵ字をなす環状のボビン３２と、ボビン３２内（Ｕ字の内側）に内蔵され、磁力を発生する第２電磁コイル（コイル、線輪）５３とを含む環状体である。換言すると、第２フィールド５１は、第２ヨーク１７１に第２電磁コイル５３を内蔵したもののことを指す。第２ヨーク１７１の外周面が本体ハウジング２２の内周面に固定されることによって、第２フィールド５１は、本体ハウジング２２に固定されている。第２ヨーク１７１の内周面には、環状の転がり軸受１５５が嵌め込まれている。転がり軸受１５５の外輪が第２ヨーク１７１の内周面に固定（内嵌）され、転がり軸受１５５の内輪が第２ロータ４４に固定（外嵌）されている。これにより、第２ヨーク１７１は、第２ロータ４４を回転可能に支持している。

第１フィールド４８および第２フィールド５１は、大径部４７、第１アーマチュアハブ５４および第２アーマチュアハブ５５を挟んで、軸方向（第１ロータ４２、第２ロータ４４および伝達軸４１のそれぞれの中心軸の延びる方向であり、図４では左右方向）に沿って並んで配置されている。
クラッチ機構３９には、シフト電磁クラッチ４３およびセレクト電磁クラッチ４５を駆動するためのクラッチ駆動回路２０５（図８参照）が接続されている。クラッチ駆動回路２０５には、配線などを介して電源（図示せず）から電圧供給（給電）されている。クラッチ駆動回路２０５は、リレー回路などを含む構成であり、シフト電磁クラッチ４３およびセレクト電磁クラッチ４５に対し、それぞれ個別に給電および給電停止を切換え可能に設けられている。なお、クラッチ駆動回路２０５は、シフト電磁クラッチ４３およびセレクト電磁クラッチ４５の双方を駆動する構成に限られず、シフト電磁クラッチ４３を駆動するためのクラッチ駆動回路２０５と、セレクト電磁クラッチ４５を駆動するためのクラッチ駆動回路２０５とを個別に設けることもできる。

シフト電磁クラッチ４３に対する給電により、第１アーマチュア４９が第１ロータ４２の第１アーマチュアハブ５４と摩擦接触して伝達軸４１が第１ロータ４２に連結される。これにより、シフト電磁クラッチ４３が接続状態になる。また、シフト電磁クラッチ４３に対して給電されない状態では、第１アーマチュア４９が第１ロータ４２の第１アーマチュアハブ５４と接触せず、そのため伝達軸４１が第１ロータ４２に連結されない。その結果、シフト電磁クラッチ４３が切断状態になる。

一方、セレクト電磁クラッチ４５に対する給電により、第２アーマチュア５２が第２ロータ４４の第２アーマチュアハブ５５と摩擦接触して伝達軸４１が第２ロータ４４に連結される。これにより、セレクト電磁クラッチ４５が接続状態になる。また、セレクト電磁クラッチ４５に対して給電されない状態では、第２アーマチュア５２が第２ロータ４４の第２アーマチュアハブ５５と接触せず、そのため伝達軸４１が第２ロータ４４に連結されない。その結果、セレクト電磁クラッチ４５が切断状態になる。

電動アクチュエータ２１の制御では、通常、シフト電磁クラッチ４３およびセレクト電磁クラッチ４５の一方のみが選択的に接続されるようになっている。すなわち、シフト電磁クラッチ４３が接続状態にあるときには、セレクト電磁クラッチ４５が切断状態にあり、セレクト電磁クラッチ４５が接続状態にあるときには、シフト電磁クラッチ４３が切断状態にある。

第２ロータ４４の外周には、小径の円環状の第１歯車５６が外嵌固定されている。第１歯車５６は第２ロータ４４と同軸に設けられている。第１歯車５６は転がり軸受５７によって支持されている。転がり軸受５７の外輪は、第１歯車５６に内嵌固定されている。転がり軸受５７の内輪は、伝達軸４１の主軸部４６の外周に外嵌固定されている。
シフト変換機構２４は、回転運動を直線運動に変換する減速機としてのボールねじ機構５８と、このボールねじ機構５８に備えられるナット５９と、ナット５９の軸方向移動に伴ってシフトセレクト軸１５の中心軸線１７まわりに回動するアーム６０とを主に備えている。

ボールねじ機構５８は、第１ロータ４２と同軸（すなわち伝達軸４１と同軸）に延びるねじ軸６１と、ねじ軸６１にボール（図示せず）を介して螺合する前述したナット５９とを備えている。ねじ軸６１は、図４の上方から見た平面視において、シフトセレクト軸１５と、食い違い角が９０°の食い違い軸の関係をなしている。言い換えれば、ねじ軸６１の軸方向およびシフトセレクト軸１５の軸方向Ｍ４の双方に直交する方向（図４の上方）から見て、ねじ軸６１およびシフトセレクト軸１５は互いに直交している。

ねじ軸６１は、転がり軸受６４，６７によって軸方向への移動が規制されつつ支持されている。具体的には、ねじ軸６１の一端部（図４に示す左端部）は転がり軸受６４によって支持されており、また、ねじ軸６１の他端部（図４に示す右端部）は転がり軸受６７によって支持されている。これらの転がり軸受６４，６７により、ねじ軸６１がその中心軸線８０（図４および図５参照）まわりに回転可能に支持されている。

転がり軸受６４の内輪は、ねじ軸６１の一端部に外嵌固定されている。また、転がり軸受６４の外輪は、本体ハウジング２２に固定されている。また、転がり軸受６４の外輪には、ロックナット６６が係合されて、ねじ軸６１の軸方向の他方（図４に示す右方）への転がり軸受６４の移動が規制されている。ねじ軸６１の一端部における転がり軸受６４よりも電動モータ２３側（図４に示す左側）の部分は、第１ロータ４２の内周に挿通されて、この第１ロータ４２に同伴回転可能に連結されている。転がり軸受６７の内輪は、ねじ軸６１の他端部に外嵌固定されている。転がり軸受６７の外輪は、本体ハウジング２２に固定されている。

ナット５９の一側面（図４に示す手前側側面。図５に示す左側側面）、および当該一側面とは反対側の他側面（図４に示す奥側側面。図５に示す右側側面）には、それぞれシフトセレクト軸１５の軸方向Ｍ４に沿う方向（図４の紙面に直交する方向）に延びる円柱状の突出軸７０（図４では一方のみ図示。図５を併せて参照）が突出形成されている。一対の突出軸７０は、同軸状に配置されている（図５参照）。ナット５９は、アーム６０の第１係合部７２（後述する）によって、ねじ軸６１まわりの回転が規制されている。したがって、ねじ軸６１が回転されると、ねじ軸６１の回転に同伴して、ナット５９がねじ軸６１の軸方向に移動する。なお、図５では、ねじ軸６１の軸方向に関し、図４に示すナット５９の位置よりも、第１ロータ４２に対し離反する方向（図４に示す右方）にナット５９が位置するときのナット５９およびアーム６０の断面状態を示している。

図４および図５に示すように、アーム６０は、ナット５９に係合するための第１係合部７２と、シフトセレクト軸１５のスプライン部１２０にスプライン嵌合するための第２係合部７３（図５参照）と、第１係合部７２と第２係合部７３とを接続する直線状の接続ロッド７４とを備えている。接続ロッド７４は、たとえば、その全長にわたって断面矩形状をなしている。第２係合部７３は、リング状（円環状）をなし、シフトセレクト軸１５のスプライン部１２０に対して外嵌されている。第２係合部７３の内周面には、スプライン７５が形成されており、第２係合部７３のスプライン７５とスプライン部１２０のスプライン１２１とが噛み合うことで、第２係合部７３とスプライン部１２０とのスプライン嵌合が達成されている。なお、第２係合部７３は、円環板状をなしているが、円筒状（軸方向に所定の厚みを有する形状）をなしていてもよい。

第１係合部７２は、互いに対向する一対の支持板部７６（図４では、一方の支持板部７６のみを図示）と、一対の支持板部７６の基端辺同士を連結する連結板部７７とを備え、側面視で略Ｕ字状をなしている。各支持板部７６には、各突出軸７０の外周と、当該突出軸７０の回転を許容しつつ係合するＵ字係合溝７８が形成されている。Ｕ字係合溝７８は、前記の基端辺と反対側の先端辺（図４および図５における上端辺）から切り欠かれている。そのため、第１係合部７２は、ナット５９に、突出軸７０まわりに相対回転可能にかつ、ねじ軸６１の軸方向に同行移動可能に係合している。また、各Ｕ字係合溝７８と各突出軸７０との係合により、ナット５９では、アーム６０の第１係合部７２によってねじ軸６１まわりの回転が規制されている。したがって、ねじ軸６１の回転に伴って、ナット５９および第１係合部７２がねじ軸６１の軸方向に移動する。

前述したように、シフトセレクト軸１５のスプライン部１２０の外周と、第２係合部７３の内周とはスプライン嵌合している。具体的には、第２係合部７３の内周に設けられたスプライン７５に、スプライン部１２０の外周に設けられたスプライン１２１が噛み合っている。このとき、スプライン１２１とスプライン７５との間には噛合いのための隙間が確保されている。言い換えれば、シフトセレクト軸１５のスプライン部１２０の外周に対して、第２係合部７３が、当該シフトセレクト軸１５に対して相対回転不能にかつ相対軸方向移動が許容された状態で連結されている。したがって、シフト電磁クラッチ４３が接続状態にあって、ねじ軸６１が回転し、これに伴ってナット５９がねじ軸６１の軸方向に移動すると、アーム６０がシフトセレクト軸１５の中心軸線１７まわりに回動し、このアーム６０の揺動に同伴してシフトセレクト軸１５が、中心軸線１７まわりに回転する。つまり、スプライン部１２０が電動モータ２３の回転トルクを第２係合部７３から受けることで、シフトセレクト軸１５が軸回りに回転する。これにより、前述したシフト動作が達成される。

図４に示すように、セレクト変換機構２５は、前述した第１歯車５６と、伝達軸４１と平行に延びた状態で回転可能に設けられたピニオン軸９５と、ピニオン軸９５の一端部（図４に示す左端部）寄りの所定位置に同軸に固定されて第１歯車５６と噛み合う第２歯車８１と、ピニオン軸９５の他端部（図４に示す右端部）寄りの所定位置に同軸に固定された小径のピニオンギヤ３６とを備え、全体として減速機を構成している。なお、第２歯車８１は、第１歯車５６およびピニオンギヤ３６の双方よりも大径に形成されている。

ピニオン軸９５の一端部（図４に示す左端部）は、本体ハウジング２２に固定された転がり軸受９６によって支持されている。転がり軸受９６の内輪は、ピニオン軸９５の一端部（図４に示す左端部）に外嵌固定されている。また、転がり軸受９６の外輪は、蓋２７の内面に形成された円筒状の凹部９７内に固定されている。また、ピニオン軸９５の他端部（図４に示す右端部）は、転がり軸受８４によって支持されている。ピニオンギヤ３６とラック部１２２（図５参照）とがラック・アンド・ピニオン機構により噛み合っているので、セレクト電磁クラッチ４５が接続状態にあって、伝達軸４１の回転に伴ってピニオン軸９５が回転すると、これに伴って、シフトセレクト軸１５が軸方向Ｍ４（図１参照）に移動する。つまり、ラック部１２２が電動モータ２３の駆動力をピニオンギヤ３６から受けることで、シフトセレクト軸１５が軸方向にスライドする。これにより、前述したセレクト動作が達成される。なお、シフトセレクト軸１５がスライドしても、第２係合部７３とスプライン部１２０とのスプライン嵌合は維持されている。

ピニオン軸９５の他端部８２（図４に示す右端部）に関連して、ピニオン軸９５の回転角度を検出するためのピニオン角センサ８７が配設されている。ピニオン角センサ８７によるピニオン軸９５の回転角度検出に基づいて、シフトセレクト軸１５の軸方向位置が検出される。
本体ハウジング２２の底壁（蓋２７とは反対側の壁。図４に示す右壁）には、その内外面を貫通するセンサ用孔８５が形成されている。ピニオン角センサ８７は、センサ部（図示しない）と、センサ部に連結された第１センサ軸９９とを備えている。第１センサ軸９９の先端部は、センサ用孔８５を通ってピニオン軸９５の他端部８２に同伴回転可能に連結されている。ピニオン軸９５が回転すると、そのピニオン軸９５に同伴して第１センサ軸９９がその軸まわりに回転する。ピニオン角センサ８７は第１センサ軸９９の回転角度に基づいて、ピニオン軸９５の回転角度を検出する。

また、本体ハウジング２２内には、シフトセレクト軸１５の回転角度を検出するシフトセレクト角センサ８９が設けられている。シフトセレクト角センサ８９は、たとえばアナログ電圧出力方式のセンサであり、シフトセレクト軸１５の回転角度に対応する検出出力を出力する。
シフトセレクト角センサ８９は、センサ部（図示しない）が内蔵された本体９０と、本体９０のセンサ部に一体回転可能に連結された第２センサ軸９４と、第２センサ軸９４に外嵌固定されたセクタ歯車９１とを備えている。このセクタ歯車９１は、シフトセレクト軸１５に同伴回転可能に設けられた（外嵌固定された）センサ用歯車９２と噛み合っている。シフトセレクト軸１５がその軸まわりに回転すると、そのシフトセレクト軸１５に同伴してセンサ用歯車９２およびセクタ歯車９１が回転し、これに伴って第２センサ軸９４がその軸まわりに回転する。シフトセレクト角センサ８９は、第２センサ軸９４の回転角度に基づいてシフトセレクト軸１５の回転角度を検出する。

ここで、図２を参照して、前述した本体ハウジング２２は、第１本体ハウジング２２Ａと、第２本体ハウジング２２Ｂとを有している。なお、第１本体ハウジング２２Ａと第２本体ハウジング２２Ｂとは一体化されていて、これらのハウジングの継ぎ目に隙間は存在しない。そのため、第１本体ハウジング２２Ａと第２本体ハウジング２２Ｂとの継ぎ目から本体ハウジング２２の内外が連通することはない。

第１本体ハウジング２２Ａは、図２における本体ハウジング２２の右側部分をなす略直方体のボックス形状であり、主にシフトセレクト軸１５、ボールねじ機構５８、アーム６０およびピニオンギヤ３６（図４参照）を収容している。第１本体ハウジング２２Ａは、前述した底壁１１１、側壁１１２、側壁１１３および蓋１１４（図５参照）等によって区画されている。

第２本体ハウジング２２Ｂは、第１本体ハウジング２２Ａから、平面視においてシフトセレクト軸１５に直交する方向（図２における左側）へ延び出る中空円筒状である。第２本体ハウジング２２Ｂにおいて第１本体ハウジング２２Ａとは反対側の端面には、前述したモータ用開口部１３が形成されていて、この端面に対して、蓋２７を介して電動モータ２３（モータハウジング１３３）が取り付けられている（図４参照）。図４を参照して、第２本体ハウジング２２Ｂ内には、前述した切換ユニット２６や第２歯車８１等が収容されている。

図６は、シフト電磁クラッチ４３およびセレクト電磁クラッチ４５の要部構成を示す拡大断面図である。図７Ａおよび図７Ｂはシフト電磁クラッチ４３およびセレクト電磁クラッチ４５の要部構成をそれぞれ示す拡大断面図である。図６は、シフト電磁クラッチ４３およびセレクト電磁クラッチ４５の双方が切断状態にある状態を示し、図７Ａおよび図７Ｂは、シフト電磁クラッチ４３およびセレクト電磁クラッチ４５がそれぞれ接続状態にある状態を示している。

本願発明の特徴の１つは、シフト電磁クラッチ４３に、第１アーマチュアハブ５４（第１ロータ４２）と第１アーマチュア４９との間を流れる磁束を検出するためのシフト用ホールＩＣ（ホール素子を含むセンサ）１８２を設けた点である。また、本願発明の他の特徴は、セレクト電磁クラッチ４５に、第２アーマチュアハブ５５（第２ロータ４４）と第２アーマチュア５２との間を流れる磁束を検出するためのセレクト用ホールＩＣ（ホール素子を含むセンサ）１９２を設けた点である。

まず、図６および図７Ａを参照して、シフト電磁クラッチ４３の要部構成について説明する。
第１ロータ４２の第１アーマチュアハブ５４は、大径部４７（具体的には第１アーマチュア４９）に対向する第１のロータ側対向面５４Ａを備えている。第１のロータ側対向面５４Ａは、第１ロータ４２の回転軸線Ｃ（図４参照）に直交する平坦面からなる。

第１アーマチュア４９は、第１のロータ側対向面５４Ａに対向する第１のアーマチュア側対向面４９Ａを備えている。第１のアーマチュア側対向面４９Ａには、第１アーマチュアハブ５４において周縁部よりもやや内側寄りの環状領域に対向する領域に、円環状の第１フェーシング４９Ｂが配設されている。第１フェーシング４９Ｂは第１ロータ４２と摩擦接触するためのものであり、たとえば不織布やみがき特殊帯鋼（ＳＫ５Ｍ等）を用いて形成されている。

第１ヨーク１７０は円環状の外周環１８０を備えている。外周環１８０の大径部４７側の端部（図６に示す左端部）からは、径方向の内方に向けてセンサ支持環（ホルダ）１８１が突出している。センサ支持環１８１は、回転軸線Ｃ（図４参照）に直交する薄板状に形成されている。センサ支持環１８１の先端縁は、第１フェーシング４９Ｂの外周よりも径方向の外側に位置している。センサ支持環１８１の第１アーマチュアハブ５４側の表面には、シフト用ホールＩＣ１８２が配設されている。この状態で、シフト用ホールＩＣ１８２が、第１アーマチュアハブ５４と第１アーマチュア４９との間において、第１アーマチュアハブ５４および第１アーマチュア４９の双方と非接触の状態で配置されている。

切断状態にあるシフト電磁クラッチ４３を接続状態に切り換える際には、第１電磁コイル５０を通電状態にする。これにより、第１電磁コイル５０に磁束が発生し、第１ヨーク１７０、第１アーマチュアハブ５４および第１アーマチュア４９間に磁気回路が形成される。その結果、第１アーマチュア４９が、第１ヨーク１７０および第１電磁コイル５０側に引き寄せられ、第１電磁コイル５０側に向けて傾倒し、図７Ａに示すように、第１アーマチュアハブ５４の第１フェーシング４９Ｂが、第１のロータ側対向面５４Ａと摩擦接触する。すなわち、第１電磁コイル５０への通電により第１アーマチュア４９と第１のロータ側対向面５４Ａとが接触状態になり、これにより、シフト電磁クラッチ４３が接続状態になる。なお、図６および図７Ａに示すように、シフト電磁クラッチ４３の断続の如何によらずに、シフト用ホールＩＣ１８２は、第１アーマチュアハブ５４および第１アーマチュア４９の双方と接触しない。

一方、シフト電磁クラッチ４３を接続状態から切断状態に切り換える際には、第１電磁コイル５０に対する電圧供給が停止される。第１電磁コイル５０に電流が流れなくなることにより、第１電磁コイル５０に生じていた磁束が消滅し、第１ヨーク１７０、第１アーマチュアハブ５４および第１アーマチュア４９間に磁気回路が形成されなくなる。これにより、第１アーマチュア４９が元の形状に復帰し、第１フェーシング４９Ｂと第１のロータ側対向面５４Ａとの接触が解除される。

このようなシフト電磁クラッチ４３では、シフト用ホールＩＣ１８２が、第１アーマチュアハブ５４および第１アーマチュア４９間を流れる磁束を検出し、その大きさを示す信号を後述する制御部８８に向けて出力する。シフト電磁クラッチ４３の断続検出のためのセンサとしてホールＩＣを採用することにより、リミットスイッチのような可動部を有するセンサを採用する場合と比較して、センサの長寿命化を図ることができる。

また、シフト用ホールＩＣ１８２が非接触センサであるので、シフト用ホールＩＣ１８２を、それぞれ回転する第１ロータ４２や第１アーマチュア４９に取り付ける必要はなく、ハウジング２２に対して固定的な第１ヨーク１７０に、シフト用ホールＩＣ１８２を支持させることができる。そのため、配線構成の簡略化を図りつつ、シフト用ホールＩＣ１８２をシフト電磁クラッチ４３に装着することができる。

次に、図６および図７Ｂを参照して、セレクト電磁クラッチ４５の要部構成について説明する。
第２ロータ４４の第２アーマチュアハブ５５は、大径部４７（具体的には第２アーマチュア５２）に対向する第２のロータ側対向面５５Ａを備えている。第２のロータ側対向面５５Ａは、第２ロータ４４の回転軸線Ｃ（図４参照）に直交する平坦面からなる。

第２アーマチュア５２は、第２のロータ側対向面５５Ａに対向する第２のアーマチュア側対向面５２Ａを備えている。第２のアーマチュア側対向面５２Ａには、第２アーマチュアハブ５５において周縁部よりもやや内側寄りの環状領域に対向する領域に、円環状の第２フェーシング５２Ｂが配設されている。第２フェーシング５２Ｂは第２ロータ４４と摩擦接触するためのものであり、たとえば不織布やみがき特殊帯鋼（ＳＫ５Ｍ等）を用いて形成されている。

第２ヨーク１７１は円環状の外周環１９０を備えている。外周環１９０の大径部４７側の端部（図６に示す右端部）からは、径方向の内方に向けてセンサ支持環（ホルダ）１９１が突出している。センサ支持環１９１は、回転軸線Ｃ（図４参照）に直交する薄板状に形成されている。センサ支持環１９１の先端縁は、第２フェーシング５２Ｂの外周よりも径方向の外側に位置している。センサ支持環１９１の第２アーマチュアハブ５５側の表面には、セレクト用ホールＩＣ１９２が配設されている。この状態で、シフト用ホールＩＣ１９２が、第２アーマチュアハブ５５と第２アーマチュア５２との間において、第２アーマチュアハブ５５および第２アーマチュア５２の双方と非接触の状態で配置されている。

切断状態にあるセレクト電磁クラッチ４５を接続状態に切り換える際には、第２電磁コイル５３を通電状態にする。これにより、第２電磁コイル５３に磁束が発生し、第２ヨーク１７１、第２アーマチュアハブ５５および第２アーマチュア５２間に磁気回路が形成される。その結果、第２アーマチュア５２が、第２ヨーク１７１および第２電磁コイル５３側に引き寄せられ、第２電磁コイル５３側に向けて傾倒し、図７Ｂに示すように、第２アーマチュアハブ５５の第２フェーシング５２Ｂが、第２のロータ側対向面５５Ａと摩擦接触する。すなわち、第２電磁コイル５３への通電により第２アーマチュア５２と第２のロータ側対向面５５Ａとが接触状態になり、これにより、セレクト電磁クラッチ４５が接続状態になる。なお、図６および図７Ｂに示すように、セレクト電磁クラッチ４５の断続の如何によらずに、セレクト用ホールＩＣ１９２は、第２アーマチュアハブ５５および第２アーマチュア５２の双方と接触しない。

一方、セレクト電磁クラッチ４５を接続状態から切断状態に切り換える際には、第２電磁コイル５３に対する電圧供給が停止される。第２電磁コイル５３に電流が流れなくなることにより、第２電磁コイル５３に生じていた磁束が消滅し、第２ヨーク１７１、第２アーマチュアハブ５５および第２アーマチュア５２間に磁気回路が形成されなくなる。これにより、第２アーマチュア５２が元の形状に復帰し、第２フェーシング５２Ｂと第２のロータ側対向面５５Ａとの接触が解除される。

このようなセレクト電磁クラッチ４５では、セレクト用ホールＩＣ１９２が、第２アーマチュアハブ５５および第２アーマチュア５２間を流れる磁束を検出し、その大きさを示す信号を次に述べる制御部８８に向けて出力する。セレクト電磁クラッチ４５の断続検出のためのセンサとしてホールＩＣを採用することにより、リミットスイッチのような可動部を有するセンサを採用する場合と比較して、センサの長寿命化を図ることができる。

また、セレクト用ホールＩＣ１９２が非接触センサであるので、セレクト用ホールＩＣ１９２を、それぞれ回転する第２ロータ４４や第２アーマチュア５２に取り付ける必要はなく、ハウジング２２に対して固定的な第２ヨーク１７１に、セレクト用ホールＩＣ１９２を支持させることができる。そのため、配線構成の簡略化を図りつつ、セレクト用ホールＩＣ１９２をセレクト電磁クラッチ４５に装着することができる。

図８は、電動アクチュエータ２１の電気的構成を示すブロック図である。電動アクチュエータ２１はマイクロコンピュータを含む構成の制御部８８を備えている。制御部８８の一例としてＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）を挙げることができる。なお、制御部８８、シフト電磁クラッチ４３およびシフト用ホールＩＣ１８２によって、本願特許請求の範囲の電磁クラッチ装置が構成されている。また、制御部８８、セレクト電磁クラッチ４５およびセレクト用ホールＩＣ１９２によって、本願特許請求の範囲の電磁クラッチ装置が構成されている。

制御部８８には、車両の変速操作用の変速操作レバー９３の位置情報が入力されるようになっている。また、制御部８８には、シフト回転角センサ８９およびセレクト回転角センサ８７の検出出力がそれぞれ入力されるようになっている。さらに、制御部８８には、シフト用ホールＩＣ１８２およびセレクト用ホールＩＣ１９２の検出出力がそれぞれ入力されるようになっている。

制御部８８は、シフト用ホールＩＣ１８２によって検出される磁束の大きさが予め定める閾値を超える場合には、シフト電磁クラッチ４３が接続状態であると判定し、またシフト用ホールＩＣ１８２によって検出される磁束の大きさが閾値以下である場合には、シフト電磁クラッチ４３が切断状態であると判定する。
また、制御部８８は、セレクト用ホールＩＣ１９２によって検出される磁束の大きさが予め定める閾値を超える場合には、セレクト電磁クラッチ４５が接続状態であると判定し、またセレクト用ホールＩＣ１９２によって検出される磁束の大きさが閾値以下である場合には、セレクト電磁クラッチ４５が切断状態であると判定する。

また、制御部８８には、これらのシフト電磁クラッチ４３、セレクト電磁クラッチ４５および電動モータ２３がそれぞれ制御対象として接続されている。制御部８８は、所定のプログラムに応じた自動変速指令や、操作者（ドライバー）による変速操作レバー９３の操作、電磁クラッチ４３，４５の接続状態／切断状態の判定結果に基づいて、モータドライバ（図示しない）を介して電動モータ２３を駆動させたり、クラッチ駆動回路２０５を介してシフト電磁クラッチ４３またはセレクト電磁クラッチ４５を駆動させたりする。

以上によりこの実施形態によれば、第１電磁コイル５０への通電により第１電磁コイル５０に磁力が発生し、第１ヨーク１７０、第１アーマチュアハブ５４および第１アーマチュア４９間に磁気回路が形成される。そして、第１ヨーク１７０、第１アーマチュアハブ５４および第１アーマチュア４９間を、大きな磁束が流れる。第１ヨーク１７０に引き付けられた第１アーマチュア４９が第１アーマチュアハブ５４に接触することにより、シフト電磁クラッチ４３が接続状態にされる。一方、シフト電磁クラッチ４３の切断状態では、第１ヨーク１７０、第１アーマチュアハブ５４および第１アーマチュア４９間に磁気回路が形成されないので、第１ヨーク１７０、第１アーマチュアハブ５４および第１アーマチュア４９間に磁束が流れない。

そのため、第１アーマチュアハブ５４と第１アーマチュア４９との間を流れる磁束を、シフト用ホールＩＣ１８２によって検出することにより、シフト電磁クラッチ４３の断続を検出することができる。
また、第２電磁コイル５３への通電により第２電磁コイル５３に磁力が発生し、第２ヨーク１７１、第２アーマチュアハブ５５および第２アーマチュア５２間に磁気回路が形成される。そして、第２ヨーク１７１、第２アーマチュアハブ５５および第２アーマチュア５２間を、大きな磁束が流れる。第２ヨーク１７１に引き付けられた第２アーマチュア５２が第２アーマチュアハブ５５に接触することにより、セレクト電磁クラッチ４５が接続状態にされる。一方、セレクト電磁クラッチ４５の切断状態では、第２ヨーク１７１、第２アーマチュアハブ５５および第２アーマチュア５２間に磁気回路が形成されないので、第２ヨーク１７１、第２アーマチュアハブ５５および第２アーマチュア５２間に磁束が流れない。

そのため、第２アーマチュアハブ５５と第２アーマチュア５２との間を流れる磁束を、セレクト用ホールＩＣ１９２によって検出することにより、セレクト電磁クラッチ４５の断続を検出することができる。
以上、この発明の一実施形態について説明したが、本発明は他の形態で実施することもできる。

たとえば、前述の実施形態では、ホールＩＣ１８２，１９２を、アーマチュアハブ５４，５５とアーマチュア４９，５２との間に配設する場合を例に挙げて説明したが、ホールＩＣ１８２，１９２をアーマチュアハブ５４，５５およびアーマチュア４９，５２の少なくとも一方に埋設することもできる。この場合、ホールＩＣ１８２への給電構造として、ブラシ構造等を採用することができる。

また、磁気センサとして、ホール素子と、その出力信号をデジタル信号に変換するＩＣとを１パッケージ化した素子であるホールＩＣを採用する場合を例に挙げて説明したが、ＩＣを有さないホール素子のみを磁気センサとして採用することもできる。また、磁気センサとして、その他の非接触式の磁気センサを採用することもできる。
また、シフトおよびセレクト電磁クラッチ４３，４５の双方に、その断続を検出するための磁気センサ（ホールＩＣ１８２，１９２）を内蔵させたが、シフトおよびセレクト電磁クラッチ４３，４５の一方のみに磁気センサを内蔵させてもよい。

さらに、前述の実施形態のような電磁クラッチを２つ備えた電動アクチュエータに限られず、電磁クラッチを１個のみ有する電動アクチュエータに本願発明を適用することもできる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１５…シフトセレクト軸（操作軸）、１６…シフトレバー（操作レバー）、２１…電動アクチュエータ、２３…電動モータ、２４…シフト変換機構、２５…セレクト変換機構、４１…伝達軸、４２…第１ロータ、４３…シフト電磁クラッチ、４４…第２ロータ、４５…セレクト電磁クラッチ、４９…第１アーマチュア、５０…第１電磁コイル、５２…第２アーマチュア、５３…第２電磁コイル、８８…制御部（断続判定手段）、１７０…第１ヨーク、１７１…第２ヨーク、１８２…第１ＩＣホール（ホール素子を含むセンサ）、１９２…第２ＩＣホール（ホール素子を含むセンサ）

Claims (5)

1. ロータに相対回転可能に設けられて、当該ロータに非接触／接触するアーマチュアと、磁力を発生するためのコイルと、前記コイルが内蔵されたヨークとを有し、前記アーマチュアの前記ロータに対する非接触／接触により、前記ロータと断続する電磁クラッチと、
   前記アーマチュア、前記ヨークおよび前記ロータを含む領域の少なくとも一部に流れる磁束を検出する磁気センサと、
   前記磁気センサにより検出された磁束の大きさに基づいて、前記電磁クラッチの断続を判定する断続判定手段とを含む、電磁クラッチ装置。
2. 前記磁気センサは、ヨークに固定されたホルダに支持された状態で、前記ロータと前記アーマチュアとの間において前記ロータおよび前記アーマチュアの双方と非接触の状態で配置されている、請求項１に記載の電磁クラッチ装置。
3. 前記磁気センサは、ホール素子を含むセンサである、請求項１または２に記載の電磁クラッチ装置。
4. 操作レバーが連結された操作軸を移動させることで前記操作レバーを変速操作させるための電動アクチュエータであって、
   回転トルクを発生させるための電動モータと、
   前記ロータを有し、前記回転トルクを前記操作軸に伝達するための伝達機構と、
   前記電動モータに連結されて、前記電動モータの回転トルクを前記伝達機構に伝達するための伝達軸と、
   前記請求項１〜３のいずれか一項に記載の電磁クラッチ装置とを含み、
   前記アーマチュアが前記伝達軸に同伴回転可能に配設されており、
   前記断続検出手段は、前記アーマチュアと前記ロータとの接触状態を検出する、電動アクチュエータ。
5. 前記操作軸は、シフトレバーが連結されて、軸まわりに回転させることで前記シフトレバーをシフト動作させるとともに軸方向移動させることで前記シフトレバーをセレクト動作させるためのシフトセレクト軸を含み、
   前記伝達機構は、
   前記電動モータによって発生される回転トルクを、前記シフトセレクト軸を軸まわりに回転させる力に変換して、前記シフトセレクト軸に伝達するシフト変換機構と、
   前記電動モータによって発生される回転トルクを、前記シフトセレクト軸を軸方向移動させる力に変換して、前記シフトセレクト軸に伝達するセレクト変換機構とを含み、
   前記電磁クラッチは、
   前記電動モータによって発生される回転駆動力を前記伝達軸から前記シフト変換機構に伝達／遮断するシフト電磁クラッチと、
   前記電動モータによって発生される回転駆動力を前記伝達軸から前記セレクト変換機構に伝達／遮断するセレクト電磁クラッチとを含む、請求項４に記載の電動アクチュエータ。

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