JP2016033387A - シフトレンジ切替装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータに対してギヤ機構の摩耗粉、グリスの影響を与えず、小型化を図ることができるシフトレンジ切替装置を提供する。
【解決手段】ハウジング１２は、モータハウジング部２４とギヤハウジング部２６とを有し、モータハウジング部は、モータを収容するモータ室３２が内面側に形成された隔壁３０と、モータ室の開口を塞ぐモータ側カバー部材２８とを有し、ギヤハウジング部は、隔壁の外面側に液密的に固定される周側壁６８と、周側壁の開口を塞ぐ閉塞壁６０と、出力軸を回転自在に支持する隔壁と閉塞壁との間に形成され少なくとも中間ギヤ１００，１０２および最終ギヤ１０４を収容するギヤ室７０と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両の自動変速機のシフトレンジを切替えるシフトレンジ切替装置に関する。

従来、車両の自動変速機は、Ｐ（パーキング）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（ドライブ）、Ｒ（リバース）などのレンジを切替えるための機械的レンジ切替機構を搭載している。機械的レンジ切替機構は、ドライバにより手動操作されるシフト手動装置に機械的に連結され、シフト手動装置の操作が機械的レンジ切替機構に伝えられて、自動変速機の実際のレンジの切替を実行していた。

近年では、シフト手動装置から操作されたレンジに対応する電気信号を出力し、機械的レンジ切替機構を電動モータのアクチュエータによって駆動させ、シフト手動装置による要求レンジと、自動変速機の実際のレンジとが一致するよう電動モータを通電制御するシフトレンジ切替装置（シフト・バイ・ワイヤー）が知られている。
このシフトレンジ切替装置に使用される電動アクチュエータとして特許文献１には、パーキングロッドに連結されるとともに、電動機により回転駆動される駆動シャフトに回転自在に支持され、電動機により回転駆動される回転部材が設けられている。回転部材は、駆動シャフトがロック位置とロック解除位置との間を回動するときには、駆動シャフトと一体には回転せず、駆動シャフトがロック位置にある状態で予め定められた一方向に回転されたとき、駆動シャフトと一体に回転する。回転部材を手動操作により一方向に回転可能とする手動回転機構を有している。電動機が作動不能となった場合に、手動操作で回転部材が一方向へ回転するようにし、電動機によるパーキングロックおよびパーキングロック解除を妨げることなく、電動機が作動不能になったときに、パーキングロックを解除することが可能としている。

特許文献２のものには、電動機と減速機を備えた回転式アクチュエータが記載されている。電動機は、ロータ軸およびロータコアからなるロータと、ロータコアの径方向外側に設けられロータコア側へ突出する複数のコイル部を有する円環状のステータとを有す。減速機は、ロータ軸の偏心部に取り付けられ、外歯が形成されたサンギヤと、サンギヤの外歯に噛み合う内歯が形成されたリングギヤとを有し、サンギヤとリングギヤとの噛み合いによってロータ軸の回転を減速して出力するとしている。

特開２０１２−７２８５４号公報 特開２００９−１７７９８２号公報

しかし、特許文献１の電動アクチュエータは、減速機構を５つの異なった軸心の歯車で構成しているため、減速のための歯車を収容するために大きなスペースを必要とし、装置が大型になるという問題があった。

特許文献２の回転式アクチュエータは、サンギヤとリングギヤとの噛み合いによってコンパクトに構成されるが、大きな減速比が得られない。また、モータと減速機構とが隔離されずに設けられているので、減速機構（ギヤ機構）内で機械的な接触で生じる摩耗粉、減速機構の潤滑のためのグリスがモータのロータの回転に悪影響を生じるおそれがあった。

本発明は係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、モータに対してギヤ機構の摩耗粉、グリスの影響を与えず、小型化を図ることができるシフトレンジ切替装置とするものである。

上述した課題を解決するために、本発明は、ハウジングと、前記ハウジングに収容されステータとロータとを有するモータと、前記ロータの回転軸に形成された第１ヘリカルギヤ部と、前記回転軸に平行な軸心で前記ハウジングに設けられた支持軸と、前記支持軸に回転自在に支持され、前記第１ヘリカルギヤ部と噛合する第２ヘリカルギヤ部及び駆動ギヤ部が形成された中間ギヤと、前記ロータの前記回転軸と同じ軸心で前記ハウジングに回転自在に設けられた出力軸と、前記出力軸と一体に回転するよう設けられ、前記駆動ギヤ部に噛合する従動ギヤ部が形成された最終ギヤと、前記出力軸と一体に回転するようケーシングに設けられ、少なくとも第１状態となる第１回動位置及び第２状態となる第２回動位置の２位置間を回動可能な切替え部材と、を備え、前記ハウジングは、モータハウジング部とギヤハウジング部とを有し、前記モータハウジング部は、前記モータを収容するモータ室が内面側に形成された隔壁と、前記モータ室の開口を塞ぐモータ側カバー部材とを有し、前記ギヤハウジング部は、前記隔壁の外面側に液密的に固定される周側壁と、前記周側壁の開口を塞ぐ閉塞壁と、前記出力軸を回転自在に支持する前記隔壁と前記閉塞壁との間に形成され少なくとも前記中間ギヤおよび前記最終ギヤを収容するギヤ室と、を有する。

本発明によると、モータ室とギヤ室とは、隔壁によって隔離されているので、ギヤ室内の中間ギヤおよび最終ギヤの機械的接触で生じる摩耗粉、および潤滑のためのグリスがギヤ室内からモータ室に入り込むことを防止することができる。

本発明に係るシフトレンジ切替装置の全体概要を示す図である。 ハウジングにモータおよびギヤ機構部を収容した状態を示す断面図である。 閉塞壁を外し、最終ギヤ側からギヤ機構部を示す平面図である。 第１中間ギヤ、第２中間ギヤおよび最終ギヤを第１中間ギヤ側から示す平面図である。 ディテントプレートを示す平面図である。 ディテントプレートの一部を拡大して示す説明図である。

(実施形態)
以下、本発明に係るシフトレンジ切替装置を実施した実施形態について図面を参照して説明する。シフトレンジ切替装置１０は、ハウジング１２と、ハウジング１２に収容されるモータ１４およびギヤ機構部１６と、ディテント機構１８とを備えている。ディテント機構１８の一端は、いずれも図示しない油圧バルブボデイのマニュアルスプール弁に連結されている。ディテント機構１８の他端は、自動変速機（図略）のパーキングギヤ２０を操作するパークロッド２２に接続されている。

（ハウジングの説明）
モータ１４とギヤ機構部１６は、自動変速機（図略）のケースにボルトで外付けされたハウジング１２に収容されている。ハウジング１２は、例えば耐熱樹脂製で、モータハウジング部２４と、ギヤハウジング部２６と、モータ側カバー部材２８とを備える。
モータハウジング部２４は、ハウジング１２の中間部に延在する隔壁３０を有し、隔壁３０の内面側（図２における上面側）には、有底略円筒状の凹空間が形成され、この凹空間によりモータを収容するモータ室３２が形成される。

隔壁３０のモータ室３２の中央部には、モータ側カバー部材２８側へ突出する略円筒状の回転軸挿通部３４が設けられている。回転軸挿通部３４には、滑り軸受部材３６が外嵌されている。滑り軸受部材３６として、例えば、金属製のブッシュを使用することができる。滑り軸受部材３６は、略円筒形でモータ１４の後述するロータのジャーナル荷重を支持するジャーナル支持壁部３８、およびジャーナル支持壁部３８に連続しジャーナル支持壁部３８に対して直角に設けられ、ロータのアキシアル荷重を支持するアキシアル支持壁部４０を有する。滑り軸受部材３６の回転軸挿通部３４の外周との接触面には、摩擦係数を減少させるコーティングが施されている。滑り軸受部材３６は、ロータと回転軸挿通部３４との間の隙間を埋めるように配置され、モータ室３２とギヤ室７０との間を分離する。隔壁３０の回転軸挿通部３４を中心に対称となる径方向両側に一対の支持軸貫通穴４２が設けられている。

隔壁３０のモータ側カバー部材２８側の外周には、外周に沿って第１嵌合溝４４が形成されている。モータ室３２の開口は、モータ側カバー部材２８により塞がれる。
モータ側カバー部材２８は、モータ室３２の開口を塞いだときに回転軸挿通部３４と同じ軸心となる有蓋略円筒状の回転軸支持凹部４６が形成されている。回転軸支持凹部４６には後述する回転軸の後端を支持するリヤ転がり軸受が嵌入される。モータ側カバー部材２８は、回転軸支持凹部４６を中心に対称となる径方向両側に、先端に向かって外径が小さくなるテーパ状の厚肉部を有する取付凹部４８がそれぞれ設けられている。各取付凹部４８は、モータ側カバー部材２８がモータ室３２の開口を塞いだときに、支持軸貫通穴４２と同じ軸心になるよう配置されている。モータ側カバー部材２８の外周は直角方向に所定の幅で突出する外周壁５０が設けられている。外周壁５０には、隔壁３０の第１嵌合溝４４に嵌入する嵌入凸縁５２と、第１嵌合溝４４の外側に突出する縁部に当接する当接面５４と、が形成されている。第１嵌合溝４４に嵌入凸縁５２が嵌入し、第１嵌合溝４４の縁部に当接面５４が当接することで、モータ室３２の開口が、モータ側カバー部材２８により強固に塞がれる。隔壁３０とモータ側カバー部材２８とは、図３に示すように、モータ側カバー部材２８に形成された雌ねじ部（図略）に、隔壁３０のギヤ室側（後述）からコーナーの４箇所においてビス５５を捩じ込むことで締結する。これにより、モータ室３２の開口をモータ側カバー部材２８で確実に閉塞する。なお、図３に示すように、隔壁３０における第２嵌合溝５８で囲まれたうちの４隅には、閉塞壁６０を組み付ける雌ねじ孔５９が設けられている。

隔壁３０の外面側（図２における下面側）の外周には、隔壁３０に対してモータ室３２側と反対の直角方向に、所定の幅で突出する第１外周側壁５６が一体に形成されている。第１外周側壁５６の基端部内側には、第１外周側壁５６に沿って第２嵌合溝５８が形成されている。
ギヤハウジング部２６は、隔壁３０の外面側と後述する第２外周側壁６８と閉塞壁６０とを含んで構成される。

閉塞壁６０には、閉塞壁６０を隔壁３０に組み付けたときに、肉厚部に回転軸挿通部３４と同じ軸心になるよう略円筒状の出力軸支持穴部６２が形成されている。出力軸支持穴部６２の先端は、小径に形成され、出力軸支持穴部６２に嵌入される出力軸（後述）の脱落が防止される。出力軸支持穴部６２には略円筒状のブッシュ６４が嵌入され、後述する出力軸を回動自在に支持するようになっている。

閉塞壁６０は、出力軸支持穴部６２を中心に対称となる径方向両側に、有底略円筒状の支持凹部６６がそれぞれ設けられている。各支持凹部６６は、閉塞壁６０を隔壁３０に組み付けたときに、隔壁３０の支持軸貫通穴４２と同じ軸心になるよう配置されている。隔壁３０に閉塞壁６０を組み付けることで、隔壁３０と閉塞壁６０とにより生じる空間でギヤ室７０が形成される。閉塞壁６０の外周には、閉塞壁６０に対して隔壁３０側の直角方向に所定の幅で突出する第２外周側壁６８が一体に形成されている。第２外周側壁６８は、隔壁３０の第１外周側壁５６に内嵌するとともに、先端部が隔壁３０の第２嵌合溝５８に嵌合する。第２嵌合溝５８には図略のシール材が溝全体にわたって充填されている。隔壁３０の外面側の外周の第１外周側壁５６には、閉塞壁６０の第２外周側壁６８が内嵌され、第２外周側壁６８の先端部が第２嵌合溝５８に嵌合する。第１外周側壁５６に第２外周側壁６８が内嵌された場合に、隔壁３０の雌ねじ孔５９に対応する閉塞壁６０の部分には、図略の貫通穴が設けられている。第１外周側壁５６に第２外周側壁６８を内嵌した状態で、図略の取付けビスを貫通穴に貫通させるとともに、取付けビスを雌ねじ孔５９に締結させる。これにより、第２外周側壁６８と隔壁３０の外面側とが、前記シール材によりシールされてギヤ室７０の収容空間が液蜜的に閉塞される。第２外周側壁６８により、隔壁３０の外面側に固定された周側壁が構成される。
なお、第２外周側壁６８は、閉塞壁６０と一体に形成されているが、第２外周側壁と閉塞壁とが別体のものでもよい。また、組付けビスで締結し、周りをシール材で封止するものとしたが、これに限定されず、例えば、第２外周側壁６８と第１外周側壁５６との接触部を振動溶着、超音波溶着等で接合しても良い。

（モータの説明）
本実施形態におけるモータ１４は、ハウジング１２に回転自在に支承されたロータ７２と、ロータ７２の回転軸７４と同じ軸心でロータ７２の周囲に磁気的間隙を有してハウジング１２に配置されるステータ７６とを有し、例えば、ブラシレスモータの一種である永久磁石をロータ７２の中に埋め込んだＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔｉｃ）モータである。

ロータ７２は、回転軸７４とロータコア７８で構成され、ロータコア７８内には図略の永久磁石が、等角度間隔で磁極の極性が切り替わるよう埋め込まれている。回転軸７４の後端（図２における上端）は、モータ側カバー部材２８の回転軸支持凹部４６に配置されたリヤ転がり軸受８０に回転自在に支持されている。回転軸７４の前端（図２における下端）は、出力軸支持穴部６２にブッシュ６４により回動自在に支持された出力軸８２のフロント転がり軸受８４に回転自在に支承されている。フロント転がり軸受８４は、出力軸８２の後端凹部の内周に出力軸８２と同じ軸心で嵌合固定されている。これにより、ロータ７２の回転軸７４は、出力軸８２と同じ軸心で回転可能となっている。回転軸７４の中間部前方外周（図２における中間部下方外周）には第１ヘリカルギヤ部８６が一体に形成されている。

ステータ７６は、ハウジング１２のモータ室３２内に固定されたステータコア８８と通電により磁力を発生する複数相の励磁コイル（図略）から構成される。ステータコア８８は、ロータ７２の回転軸７４と同じ軸心で略円筒状の本体部（図略）と本体部の内壁面から軸心側に向かって突出する複数のティース９２とを一体に有している。これらティース９２のうち、軸心を中心に互いに相反する径方向両側に配置された一対のティースには、回転軸７４と平行に支持孔９４がそれぞれ貫設されている。ステータコア８８の支持孔９４には、隔壁３０の支持軸貫通穴４２に嵌設される棒状の第１支持軸９６および第２支持軸９８が嵌入される。各支持軸９６，９８の後端部（図２における上端部）がモータ側カバー部材２８の取付凹部４８に嵌合され、各支持軸９６，９８の前端部（図２における下端部）が閉塞壁６０の支持凹部６６に嵌合される。これにより、ステータ７６は、モータ室３２内に固定される。第１支持軸９６、第２支持軸９８および回転軸７４は、軸心が互いに平行に設けられている。

（ギヤ機構部の説明）
ギヤ機構部１６は、第１ヘリカルギヤ部８６に噛合する第１中間ギヤ１００、第２中間ギヤ１０２、および最終ギヤ１０４を含んで構成される。前記ロータ７２の回転軸７４に形成された第１ヘリカルギヤ部８６は、ギヤ径が十分に小さくなるよう小歯数・大ねじれ角で形成されたいわゆる小歯数ヘリカルギヤである。前述のように回転軸７４の前端が出力軸８２のフロント転がり軸受８４に支承されることで、第１ヘリカルギヤ部８６が隔壁３０から突出してギヤ室７０を横切るように配置される。ギヤ室７０には、第１ヘリカルギヤ部８６に噛合する第２ヘリカルギヤ部１０６が形成された第１中間ギヤ１００が、回転軸７４に平行な軸心で隣接配置されている。

第１中間ギヤ１００は、隔壁３０の支持軸貫通穴４２に貫設された第１支持軸９６にベアリング１０８で回転自在に支承され、外周に大径の第２ヘリカルギヤ部１０６が形成されている。第１中間ギヤ１００の中心部と外周部との間に、図４に示すように、長径が第１中間ギヤの周方向に並べられた楕円孔１１０が複数設けられている。各楕円孔１１０は周方向に６０度毎の位置に均等に配置されている。
第１中間ギヤ１００には、図２および図３に示すように、第２中間ギヤ１０２が、第１中間ギヤ１００と同軸で重ねて設けられている。

第２中間ギヤ１０２は、第１支持軸９６に外嵌された略円筒状のブッシュ１１２に回転自在に設けられている。第２中間ギヤ１０２は、図３に示すように、係合部１１４と係合部１１４に一体に設けられた小径の駆動ギヤ部１１６とを備えている。係合部１１４は第１支持軸９６を中心に略楕円形に形成され、図４に示すように、楕円の長径方向両周縁部にそれぞれモータ室３２側へ突出する円柱状係合突起１１８が設けられている。円柱状係合突起１１８は、第１中間ギヤ１００の楕円孔１１０に遊嵌され、遊嵌された円柱状係合突起１１８と楕円孔１１０とに生じる円周方向の隙間分（所定角度幅）だけ、第１中間ギヤ１００と第２中間ギヤ１０２との間の相対的な自由回動が許容される。従って、第１中間ギヤ１００と第２中間ギヤ１０２とは一体に回転するものではなく、第１中間ギヤ１００に伝達された回転は、第２中間ギヤ１０２に所定角度幅で前方或いは後方への相対的な自由回動を許容して伝達される。遊嵌された円柱状係合突起１１８と楕円孔１１０とにより相対回動許容部が構成される。

第２中間ギヤ１０２の駆動ギヤ部１１６は、出力軸８２と同じ軸心で、出力軸８２と一体に回転するように設けられた扇形の最終ギヤ１０４の従動ギヤ部１２０に噛合する。
従動ギヤ部１２０は、図３に示すように、最終ギヤ１０４に設けられた略円弧状挿入穴１２２に外周縁に沿った内側に内歯車として形成されている。従動ギヤ部１２０は、駆動ギヤ部１１６よりも大径の歯車で形成されている。最終ギヤ１０４は、扇形の「要」の位置に回転中心を有する嵌合穴１２４に出力軸８２が、例えば、溶接により相対回転不能に接合される。最終ギヤ１０４の扇形の柄側の端部には、図２に示すように、検出用マグネット部１２６が設けられ、検出用マグネット部１２６と対向するよう第２支持軸９８に設けられたマグネットセンサ１２８により最終ギヤ１０４の傾動位置（出力軸８２の回転位置）が検出される。第１中間ギヤ１００、第２中間ギヤ１０２および最終ギヤ１０４により、回転軸７４の回転を、出力軸８２に減速して出力する減速機構が構成されている。

回転軸７４および回転軸７４と同じ軸心で設けられた出力軸８２と、第１支持軸９６に同じ軸心で設けられた第１中間ギヤ１００および第２中間ギヤ１０２との間で、すなわち回転軸７４の軸心と第１支持軸９６の軸心との二軸心間でモータ１４の回転トルクの回転を減速するギヤ機構部１６が構成されている。このように二軸心間でギヤ機構部１６を構成することで、極めてコンパクトなギヤ機構部１６とすることができ、シフトレンジ切替装置１０の小型化を図ることができる。また、二軸心間で複数の対となる大小の歯車を噛合させ、回転トルクを何度も減速するようにして伝達するので、高い減速比を容易に得ることができる。

（ＥＣＵ・マグネットセンサ等の説明）
モータ室３２のモータ側カバー部材２８側にはエンドプレートにより構成されるＥＣＵ１３０が設けられている。エンドプレートは、回転軸７４が貫通する回転軸貫通穴と、第１支持軸９６および第２支持軸９８が貫通する支持軸貫通穴が設けられ、モータ側カバー部材２８の内側に延在している。ＥＣＵ１３０は、乗員が操作するシフトレバー（図略）による自動変速機（図略）のレンジを切替える電気信号に基づいてモータ１４の回転を制御する。
マグネットセンサ１２８により検出された出力軸８２の回転位置の信号は、通信線１３２を通じてＥＣＵ１３０に出力される。ＥＣＵ１３０は、ドライバに要求されたレンジに対応するモータ１４の回転位置を、マグネットセンサ１２８によって検出された実際の回転位置によって、フィードバック制御する。
隔壁３０の一方の端部には、モータ接続端子部１３４が、インサート成形によって隔壁３０と一体に成形されている。モータ接続端子部１３４は、ＥＣＵ１３０に接続されるとともに、モータ１４を駆動させる電源装置に接続される。

（ディテント機構の説明）
ディテント機構１８は、切替え部材としてのディテントプレート１３６およびディテントスプリング１３８を含んで構成される。出力軸８２には、図１に示すように、例えば、セレーション接合によりコントロールロッド１４０の一端部が、相対回転不能に組付けられている。コントロールロッド１４０の他端部には、略扇形状のディテントプレート１３６が取り付けられている。コントロールロッド１４０とディテントプレート１３６とは一体に回転するように設けられている。

ディテントプレート１３６は、略扇形に形成され半径方向の先端円弧部に複数（図１において４つ）のレンジ溝１４２が設けられている。各レンジ溝１４２には、ディテントスプリング１３８の先端の嵌入部（ローラ）１４４が嵌合する。ディテントスプリング１３８は、基端部が自動変速機（または油圧バルブボデイ（図略））のケーシング１３９に固定されている。ディテントプレート１３６が回転すると、嵌入部１４４がディテントプレート１３６の先端円弧部に沿って摺動し、ディテントスプリング１３８が付勢力を付加して嵌入部１４４をレンジ溝１４２に嵌入するようになっている。いずれかのレンジ溝１４２に嵌入部１４４が嵌入することで、ディテントプレート１３６の回転角度が所定位置に位置決めされる。

ディテントプレート１３６には、図５に示すように、さらに連結環が先端に設けられた第１操作片部１４６と第２操作片部１４８とが突設されている。第１操作片部１４６は、接合されたコントロールロッド１４０の軸心を中心にして、先端円弧部より一方に略９０度回動した位置に設けられている。第１操作片部１４６は、連結環において図略のマニュアルスプール弁に相対回転可能に連結している。マニュアルスプール弁は、第１操作片部１４６の円弧運動により油圧バルブボデイ（図略）の内部で直線運動し、油圧バルブボデイ内の油路を切り替える。例えば、図１において、コントロールロッド１４０を反時計回りに回転させると、第１操作片部１４６を介してマニュアルスプール弁を油圧バルブボデイの内部に押し込み、油圧バルブボデイ内の油路が、「Ｐ（パーキングレンジ）」・「Ｒ（リバースレンジ）」・「Ｎ（ニュートラルレンジ）」・「Ｄ（ドライブレンジ）」の順に切り替えられる。すなわち、自動変速機のシフトレンジ切替装置が、「Ｐ」・「Ｒ」・「Ｎ」・「Ｄ」の順に切り替えられる。

なお、本実施形態では、「Ｐ（パーキングレンジ）」、「Ｒ（リバースレンジ）」、「Ｎ（ニュートラルレンジ）」、「Ｄ（ドライブレンジ）」の４つの状態に対応する４つの回動位置のレンジ溝１４２としたが、これに限定されず、例えば、パーキング状態（第１状態）となる第１回動位置と、非パーキング状態（第２状態）となる第２回動位置と、に位置決めするようにレンジ溝を設定してもよい。

第２操作片部１４８は、先端円弧部より他方に略９０度回動した位置に一段コントロールロッド１４０の軸心方向に屈曲させて設けられている。第２操作片部１４８の連結環には、パークロッド２２が基端において相対回転可能に連結されている。パークロッド２２の先端側には円錐鍔部１５０が設けられている。パークロッド２２はパークポール１５２に対して互いに直交する方向から摺動する。コントロールロッド１４０が時計回りに回転すると、パークロッド２２がＡ方向に変位する。パークロッド２２がＡ方向に変位することで円錐鍔部１５０がパークポール１５２を押し上げる。これによって、パークポール１５２が回転してパークポール１５２の凸部がパーキングギヤ２０の凹部に嵌合し、パーキング機構によるロック状態（パーキング状態）を実現させる（なお、図１は円錐鍔部１５０がパークポール１５２を押し上げた状態を示している。）。

（シフトレンジ切替装置の組立手順）
次に、上記のように構成されたシフトレンジ切替装置１０の組立手順を説明する。
（１）ステータ７６の支持孔９４に第１支持軸９６および第２支持軸９８を貫通させ、ステータ７６を貫通した第１支持軸９６および第２支持軸９８を隔壁３０の支持軸貫通穴４２に嵌入する。これによって、モータ室３２内にステータ７６を位置決めする。
（２）隔壁３０の回転軸挿通部３４に滑り軸受部材３６を外嵌し、ロータ７２の回転軸７４を回転軸挿通部３４に挿通する。

（３）エンドプレート（ＥＣＵ１３０）を第１支持軸９６および第２支持軸９８、回転軸７４に対応する貫通穴を合わせて、エンドプレートを位置決めし、必要な通信線１３２を同時に接続する。
（４）モータ側カバー部材２８でモータ室３２の開口部を塞ぐ。モータ室３２側の隔壁３０にモータ側カバー部材２８を、ビス５５で締結することにより固定する。

（５）ギヤ室７０側で第２支持軸９８にマグネットセンサ１２８を固定する。通信線１３２でマグネットセンサ１２８とエンドプレートを電気的に接続する。
（６）ギヤ室７０側で第１支持軸９６にベアリング１０８を嵌着し、ベアリング１０８に第１中間ギヤ１００を外嵌する。その際、第１中間ギヤ１００の第２ヘリカルギヤ部１０６が、回転軸７４の第１ヘリカルギヤ部８６に噛合するよう調節して第１中間ギヤを組み付ける。

（７）第１支持軸９６に第２中間ギヤ１０２を外嵌し、楕円孔１１０と円柱状係合突起１１８とが係合するよう調節して第２中間ギヤ１０２と第１中間ギヤ１００とを重ねあわせる。
（８）最終ギヤ１０４および出力軸８２を組み付ける。フロント転がり軸受８４は、予め出力軸８２の後端に設けられた凹部に嵌合固定しておく。その際、第２中間ギヤ１０２の駆動ギヤ部１１６と最終ギヤ１０４の従動ギヤ部１２０とが噛合するよう調節して最終ギヤ１０４を組み付ける。回転軸７４の前端をフロント転がり軸受８４に嵌入する。

（９）閉塞壁６０でギヤ室７０の開口部を塞ぐ。出力軸支持穴部６２には予めブッシュ６４を嵌入しておく。出力軸支持穴部６２に出力軸８２を合わせ、二つの支持凹部６６に第１支持軸９６および第２支持軸９８をそれぞれ合わせて閉塞壁６０を組み付ける。ギヤ室７０側の隔壁３０に閉塞壁６０を、組付けビスによって固定する。

次に、以上のように構成されたシフトレンジ切替装置１０の基本的な動作を説明する。
ドライバがシフトレバー（図略）を手動操作することにより、自動変速機のパーキングレンジ（Ｐ）、リバースレンジ（Ｒ）、ニュートラルレンジ（Ｎ）、ドライブレンジ（Ｄ）等のいずれかが選択される。ＥＣＵ１３０は、パーキングスイッチ（図略）、マグネットセンサ１２８による出力に基づき選択されたレンジ位置を認識する。
ＥＣＵ１３０は、認識したレンジ位置に応じて、モータ１４を駆動させ出力軸８２を正回転または逆回転させる。これによりコントロールロッド１４０およびディテントプレート１３６を適宜回転させる。

例えば、図６に示すように、「Ｒ」に対応するレンジ溝１４２から、「Ｐ」に対応するレンジ溝１４２への切り替えを説明する。まず、ディテントスプリング１３８の嵌入部１４４が、「Ｒ」に対応するレンジ溝１４２の谷部頂部Ｐ０に位置決めされている。ディテントプレート１３６が、図６における時計回りに回転することで、嵌入部１４４は、隣接する「Ｐ」に対応するレンジ溝１４２側の山部に乗り上げる。ディテントスプリング１３８は弾性変形して嵌入部１４４を図６における下方へ付勢する付勢力を蓄積する。

ディテントプレート１３６をさらに回転させ、嵌入部１４４が山部頂部Ｐ１を越えると、嵌入部１４４が、図６における山部の左斜面（駆動回転方向の後方傾斜面）ＬＳに接触することで、ディテントスプリング１３８は、ディテントプレート１３６をモータ１４に基づく回転よりも早い回転速度で回転させるよう作用する。そして、ディテントプレート１３６を、モータ１４に基づく回転位置よりも先行した回転位置に位置決めするよう作用する。

このとき、相対回動許容部１１０，１１８によって所定角度幅の相対的な自由回動を許容することで、モータ１４による回転位置よりも、先行した回転位置に出力軸８２を回転させ、嵌入部１４４が接触するレンジ溝１４２の凹凸形状による変化に出力軸８２の回転を合わせることができる。これによって、ディテントプレート１３６の外周に形成された複数のレンジ溝１４２とディテントスプリング１３８の嵌入部１４４とを円滑に摺動させることができる。

そして、ディテントプレート１３６は、迅速に嵌入部１４４を「Ｐ」に対応するレンジ溝１４２の谷部頂部Ｐ２に嵌入する。このようにして、ディテントプレート１３６の外周に形成された複数のレンジ溝１４２とディテントスプリング１３８の嵌入部１４４とが円滑に摺動する。そして、ディテントプレート１３６がディテントスプリング１３８の弾性復元力で位置決め保持される。

ディテントプレート１３６の回転により、油圧バルブボデイのマニュアルスプール弁が軸方向にスライドされ、油圧バルブボデイの油路が、「Ｒ」のレンジ位置から「Ｐ」のレンジ位置に切り替えられる。

なお、他のレンジからパーキングレンジ（Ｐ）が選択された場合は、油圧バルブボデイの油路が「Ｐ」レンジ位置に切り替えられるとともに、パークロッド２２が、軸方向にスライドされて、パークポール１５２の凸部をパーキングギヤ２０の凹部に嵌合させる。これにより、パーキング機構によるロック状態（パーキング状態）を実現させる。

上記の説明で明らかなように、本実施形態のシフトレンジ切替装置１０は、ハウジング１２と、ハウジング１２に収容されステータ７６とロータ７２とを有するモータ１４と、ロータ７２の回転軸７４に形成された第１ヘリカルギヤ部８６と、回転軸７４に平行な軸心でハウジング１２に設けられた第１支持軸９６，第２支持軸９８と、第１支持軸９８に回転自在に支持され、第１ヘリカルギヤ部８６と噛合する第２ヘリカルギヤ部１０６及び駆動ギヤ部１１６が形成された第１中間ギヤ１００および第２中間ギヤ１０２と、ロータ７２の回転軸７４と同じ軸心でハウジング１２に回転自在に設けられた出力軸８２と、出力軸８２と一体に回転するよう設けられ、駆動ギヤ部１１６に噛合する従動ギヤ部１２０が形成された最終ギヤ１０４と、出力軸８２と一体に回転するようケーシング１３９に設けられ、少なくともパーキングレンジとなるパーキングレンジ位置及び非パーキングレンジとなる非パーキングレンジ位置の２位置間を回動可能なディテントプレート１３６と、を備え、ハウジング１２は、モータハウジング部２４とギヤハウジング部２６とを有し、モータハウジング部２４は、モータ１４を収容するモータ室３２が内面側に形成された隔壁３０と、モータ室３２の開口を塞ぐモータ側カバー部材２８とを有し、ギヤハウジング部２６は、隔壁３０の外面側に液密的に固定される第２周側壁６８と、第２周側壁６８の開口を塞ぐ閉塞壁６０と、出力軸８２を回転自在に支持する隔壁３０と閉塞壁６０との間に形成され少なくとも第１中間ギヤ１００、第２中間ギヤ１０２および最終ギヤ１０４を収容するギヤ室７０と、を有する。

そのため、モータ室３２とギヤ室７０とは、隔壁３０によって隔離されるので、ギヤ室７０内の第１中間ギヤ１００、第２中間ギヤ１０２および最終ギヤ１０４の機械的接触で生じる摩耗粉、および潤滑のためのグリスがギヤ室７０内からモータ室３２に入り込むことを防止することができる。

回転軸７４および回転軸７４と同じ軸心で設けられた出力軸８２と、第１支持軸９６の軸心と同じ軸心に設けられた第１中間ギヤ１００および第２中間ギヤ１０２との間で、すなわち回転軸７４の軸心と第１支持軸９６の軸心との二軸心間でモータ１４の回転トルクの回転を減速するギヤ機構部１６が構成されている。このように二軸心間でギヤ機構部１６を構成することで、極めてコンパクトなギヤ機構部１６とすることができ、シフトレンジ切替装置の小型化を図ることができる。

また、ケーシング１３９に基端が固定され先端に嵌入部１４４が形成されたディテントスプリング１３８をさらに有し、ディテントプレート１３６は、外周に少なくともパーキングレンジ位置及び非パーキングレンジ位置に対応し、嵌入部１４４が付勢力によって嵌入する複数のレンジ溝１４２が形成され、中間ギヤは、第２ヘリカルギヤ部１０６が形成された第１中間ギヤ１００と、第１中間ギヤ１００と同軸で駆動ギヤ部１１６が形成された第２中間ギヤ１０２と、を有し、第１中間ギヤ１００と第２中間ギヤ１０２との間に、レンジ溝１４２と嵌入部１４４との円滑な摺動を行うために、所定角度幅の相対的な自由回動を許容する相対回動許容部１１０，１１８が設けられる。

これによると、レンジ溝１４２に嵌入する嵌入部１４４の嵌入位置が、ディテントプレート１３６などを組立てる際の組立誤差、モータの停止位置の精度誤差等によりずれが生じた場合でも、相対回動許容部１１０，１１８によって、嵌入位置のずれを許容してレンジ溝１４２に嵌入部１４４を嵌入することができる。

また、ロータ７２と隔壁３０との間には、ロータ７２のジャーナル荷重を支持するジャーナル支持壁部３８、およびジャーナル支持壁部３８に連続しジャーナル支持壁部３８に対して直角に設けられロータ７２のアキシアル荷重を支持するアキシアル支持壁部４０を有する滑り軸受部材３６が、モータ室３２とギヤ室７０との間を分離して設けられる。

これによると、一つの滑り軸受部材３６によって、ロータ７２のジャーナル荷重とアキシアル荷重とを支持し、モータ室３２とギヤ室７０との間をシールして分離するので、部品点数を減らし製造コストの低減を図ることができる。

また、隔壁３０には、モータ１４を駆動させる電源装置或いは制御装置に接続されるモータ接続端子部１３４が一体成形されている。
これによると、隔壁３０には、モータ接続端子部１３４が一体成型されているので、部品点数および組立工数を減らし製造コストの低減を図ることができる。

なお、本実施形態において、出力軸の回転位置をマグネットセンサで検出するものとしたが、これに限定されず、例えば、ロータリエンコーダでもよい。
また、ＥＣＵ１３０をモータ室３２内に設けたが、これに限定されず、例えば、シフトレンジ切替装置の外に設けるものでもよい。

また、モータは、ＩＰＭとしたが、これに限定されず、例えばＳＲ（スイッチド・リラクタンス）モータでもよい。
また、ディテントスプリング１３８の基端が固定されるケーシング１３９は、自動変速機のケーシング１３９としたが、これに限定されず、例えば油圧バルブボデイのケーシングでもよい。

斯様に、上記した実施の形態で述べた具体的構成は、本発明の一例を示したものにすぎず、本発明はそのような具体的構成に限定されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の態様を採り得るものである。

１０…シフトレンジ切替装置、１２…ハウジング、１４…モータ、２４…モータハウジング、２６…ギヤハウジング、２８…モータ側カバー部材、３６…滑り軸受部材、６０…閉塞壁、６８…第２外周側壁（周側壁）、７０…ギヤ室、７２…ロータ、７４…回転軸、７６…ステータ、８２…出力軸、８６…第１ヘリカルギヤ部、９６…第１支持軸（支持軸）、９８…第２支持軸（支持軸）、１００…第１中間ギヤ（中間ギヤ）、１０２…第２中間ギヤ（中間ギヤ）、１０４…最終ギヤ、１０６…第２ヘリカルギヤ部、１１０…楕円孔（相対回動許容部）、１１６…駆動ギヤ部、１１８…円柱状係合突起（相対回動許容部）、１２０…従動ギヤ部、１３４…モータ接続端子部、１３６…ディテントプレート（切替え部材）、１３８…ディテントスプリング、１３９…ケーシング、１４２…レンジ溝、１４４…嵌入部。

Claims (4)

1. ハウジングと、
   前記ハウジングに収容されステータとロータとを有するモータと、
   前記ロータの回転軸に形成された第１ヘリカルギヤ部と、
   前記回転軸に平行な軸心で前記ハウジングに設けられた支持軸と、
   前記支持軸に回転自在に支持され、前記第１ヘリカルギヤ部と噛合する第２ヘリカルギヤ部及び駆動ギヤ部が形成された中間ギヤと、
   前記ロータの前記回転軸と同じ軸心で前記ハウジングに回転自在に設けられた出力軸と、
   前記出力軸と一体に回転するよう設けられ、前記駆動ギヤ部に噛合する従動ギヤ部が形成された最終ギヤと、
   前記出力軸と一体に回転するようケーシングに設けられ、少なくとも第１状態となる第１回動位置及び第２状態となる第２回動位置の２位置間を回動可能な切替え部材と、
   を備え、
   前記ハウジングは、モータハウジング部とギヤハウジング部とを有し、
   前記モータハウジング部は、前記モータを収容するモータ室が内面側に形成された隔壁と、前記モータ室の開口を塞ぐモータ側カバー部材とを有し、
   前記ギヤハウジング部は、前記隔壁の外面側に液密的に固定される周側壁と、前記周側壁の開口を塞ぐ閉塞壁と、前記出力軸を回転自在に支持する前記隔壁と前記閉塞壁との間に形成され少なくとも前記中間ギヤおよび前記最終ギヤを収容するギヤ室と、を有するシフトレンジ切替装置。
2. 前記ケーシングに基端が固定され先端に嵌入部が形成されたディテントスプリングをさらに有し、
   前記切替え部材は、外周に少なくとも前記第１回動位置及び第２回動位置に対応し、前記嵌入部が付勢力によって嵌入する複数のレンジ溝が形成され、
   前記中間ギヤは、前記第２ヘリカルギヤ部が形成された第１中間ギヤと、
   前記第１中間ギヤと同軸で前記駆動ギヤ部が形成された第２中間ギヤと、を有し、
   前記第１中間ギヤと第２中間ギヤとの間に、前記レンジ溝と前記嵌入部との円滑な摺動を行うために、所定角度幅の相対的な自由回動を許容する相対回動許容部が設けられる請求項１に記載のシフトレンジ切替装置。
3. 前記ロータと前記隔壁との間には、前記ロータのジャーナル荷重を支持するジャーナル支持壁部、および前記ジャーナル支持壁部に連続し前記ジャーナル支持壁部に対して直角に設けられ前記ロータのアキシアル荷重を支持するアキシアル支持壁部を有する滑り軸受部材が、前記モータ室と前記ギヤ室との間を分離して設けられる請求項１または２に記載のシフトレンジ切替装置。
4. 前記隔壁には、前記モータを駆動させる電源装置或いは制御装置に接続されるモータ接続端子部が一体成形されている請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のシフトレンジ切替装置。
   
   
   
   
   

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