JP2017203465A - レンジ切替装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型化を図ることができるレンジ切替装置を得る。【解決手段】レンジ切替装置2では、レンジ切替部23の出力軸231が、モータシャフト30から径方向へ離れた位置に配置されている。減速機構部22の磁性部材であるプレート371は、モータ21の軸線方向について、モータ21のロータ29及びステータ28のそれぞれと対向している。基板24には、出力軸231の軸線方向端面に対向する出力軸用センサ44が設けられている。ハウジング25は、磁性部材であるケース272を有している。ケース272は、ステータ28の外周部を覆うケース周壁部272bを有している。ケース周壁部272bとプレート371との間には、磁性部材である磁気回路部品51が設けられている。【選択図】図2
Description
この発明は、例えばシフトレバーの操作に応じてシフトレンジを切り替えるレンジ切替装置に関するものである。
従来、トランスミッションのシフトレンジを切り替えるために、モータのシャフトに減速機構部を介して出力軸を連結し、出力軸をトランスミッションのシフトシャフトに連結することにより、減速機構部で減速されたモータの回転力で出力軸及びシフトシャフトを回動させるようにしたレンジ切替装置が知られている。このような従来のレンジ切替装置では、出力軸の軸線方向端面に対向する位置に非接触式の磁気センサが配置されており、出力軸の回動位置を非接触式の磁気センサで検出することにより、外部コントロールユニットからの指令値に対する出力軸の動作の整合性を確認することができるようになっている(例えば特許文献1参照)。
しかし、特許文献1に示されている従来のレンジ切替装置では、モータからの漏れ磁束によって磁気センサが影響されないように、モータから磁気センサまでの距離を大きくする必要がある。これにより、レンジ切替装置が大型化してしまう。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、小型化を図ることができるレンジ切替装置を得ることを目的とする。
この発明によるレンジ切替装置は、ステータと、ステータに対して回転可能なロータと、ロータと一体に回転するモータシャフトとを有するモータ、モータシャフトから径方向へ離れた位置に配置された出力軸を有するレンジ切替部、モータの軸線方向についてロータ及びステータのそれぞれと対向する磁性部材であるプレートを有し、モータシャフトの回転を減速させて前記モータシャフトの回転力を出力軸に伝える減速機構部、出力軸の軸線方向端面に対向する非接触式の磁気センサである出力軸用センサが設けられている基板、及びモータ、レンジ切替部、減速機構部及び基板を支持するハウジングを備え、ハウジングは、ステータの外周部を覆うケース周壁部を持つ磁性部材であるケースを有し、ケース周壁部とプレートとの間には、磁性部材である磁気回路部品が設けられている。
この発明によるレンジ切替装置によれば、ステータからケース周壁部に出た磁束を、磁気回路部品及びプレートを介してロータに入れることができ、モータから出力軸用センサへ漏れ出る漏れ磁束の量を低減することができる。これにより、出力軸用センサをモータシャフトに近づけることができ、レンジ切替装置の小型化を図ることができる。
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1によるレンジ切替システムを示す模式的な斜視図である。レンジ切替システム1は、レンジ切替装置2、ディテント装置3、パーキング装置4及びバルブ装置5を有している。
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1によるレンジ切替システムを示す模式的な斜視図である。レンジ切替システム1は、レンジ切替装置2、ディテント装置3、パーキング装置4及びバルブ装置5を有している。
レンジ切替装置2は、例えば車両に搭載される自動変速機に取り付けられている。レンジ切替装置2には、コネクタ2aが設けられている。コネクタ2aには、運転者によるシフトレバーの操作によって選択されるシフトレンジに応じた電気信号であるシフト信号が供給される。
ディテント装置3は、シフトシャフト6と、シフトシャフト6に取り付けられた扇形状のディテントプレート7と、ディテントプレート7に押圧されているディテントスプリング8とを有している。
シフトシャフト6は、レンジ切替装置2に連結されている。レンジ切替装置2は、シフト信号に基づいて、シフトシャフト6及びディテントプレート7を一体として一定の角度の範囲内で回動させる。ディテントプレート7の扇形状の先端部には、複数の凹部7aが設けられている。複数の凹部7aは、複数のシフトレンジ(P、R、N、D)に対応している。ディテントスプリング8は、板ばねである。ディテントスプリング8は、ディテントスプリング8の先端部を凹部7aに押圧することによって、凹部7aに対応するシフトレンジの位置にディテントプレート7を保持する。
バルブ装置5は、ディテントプレート7に連結されたバルブロッド9と、複数の油路が設けられているバルブボディ10と、バルブロッド9に設けられ、バルブボディ10内に配置されているスプール弁11とを有している。
バルブロッド9は、ディテントプレート7の回動に応じて往復移動する。スプール弁11は、バルブロッド9の往復移動に応じてバルブボディ10内を移動する。これにより、バルブボディ10内の油路が切り替えられ、ディテントプレート7の位置に対応するシフトレンジが設定される。ディテントスプリング8は、バルブボディ10に取り付けられている。
パーキング装置4は、ディテントプレート7に連結されたパーキングロッド12と、パーキングロッド12の先端部に設けられた円錐部13と、パーキングポール14と、パーキングギヤ15とを有している。
パーキングギヤ15の外周部には、複数の凹部15aが互いに間隔を置いて形成されている。パーキングポール14は、軸14aを中心に回動可能になっている。パーキングポール14の一端部は円錐部13の傾斜面に接触し、パーキングポール14の他端部には突起14bが設けられている。
パーキングロッド12及び円錐部13は、ディテントプレート7の回動に応じて変位する。パーキングポール14は、円錐部13の変位に応じて軸14aを中心に回動する。突起14bは、円錐部13の変位に応じたパーキングポール14の回動により、凹部15aに嵌ったり凹部15aから外れたりする。レンジ切替システム1では、突起14bが凹部15aに嵌ったり外れたりすることにより、パーキング装置4のロック又はアンロックが行われ、変速機における出力部材の回転の阻止又は実行が可能になる。
従って、レンジ切替システム1では、シフトシャフト6の回転角度を制御することにより、バルブボディ10に対するスプール弁11の位置が制御され、シフトレンジの設定が可能になる。
図2は、図1のレンジ切替装置2を示す断面図である。また、図3は、図2の減速機構部側から見たときのレンジ切替装置2を示す一部破断斜視図である。レンジ切替装置2は、モータ21と、モータ21に連結されている減速機構部22と、減速機構部22に連結されているレンジ切替部23と、シフト信号に基づいてモータ21を制御する基板24と、モータ21、減速機構部22、レンジ切替部23及び基板24を支持するハウジング25とを有している。
ハウジング25は、モータ21、減速機構部22、レンジ切替部23及び基板24を収容している。また、ハウジング25は、モータ21の軸線方向について互いに対向した状態で組み合わされたフロントボディ26及びリヤボディ27を有している。
フロントボディ26は、円筒状の軸支持部26aを有する樹脂製のボディである。リヤボディ27は、図1に示すコネクタ2aが設けられた樹脂製のリヤボディ本体271と、リヤボディ本体271と一体になっている磁性部材である金属製のケース272とを有している。
ケース272は、インサート成形によってリヤボディ本体271と一体になっている。また、ケース272は、ケース底部272aと、ケース底部272aの外周部に設けられた円筒状のケース周壁部272bとを有している。ケース底部272aの中央部には、窪み部272cが設けられている。
モータ21は、円筒状のステータ28と、ステータ28の内側で回転可能なロータ29と、ロータ29を貫通し、ロータ29と一体に回転するモータシャフト30とを有している。ステータ28、ロータ29及びモータシャフト30は、同軸に配置されている。この例では、モータ21が永久磁石式のブラシレスモータになっている。
ステータ28は、磁性部材である円筒状のステータコア281と、ステータコア281に設けられている複数のステータコイル282とを有している。
ステータコア281は、ケース周壁部272b内に固定されている。これにより、ケース周壁部272bは、ステータ28の外周部を覆っている。この例では、ステータコア281がケース周壁部272b内に圧入された状態でステータ28がケース272に固定されている。
ステータコア281は、モータ21の軸線方向へ複数の磁性板を積層した積層体である。また、ステータコア281は、図3に示すように、円筒状のコアバック281aと、コアバック281aから径方向内側へそれぞれ突出し、コアバック281aの周方向へ互いに間隔をおいて配置されている複数のティース281bとを有している。この例では、各ティース281bがステータ28の周方向について30度ごとに配置されている。また、この例では、U相、V相、W相のステータコイル282が複数のティース281bに設けられ、各ステータコイル282の結線が三相スター結線になっている。
ロータ29は、磁性部材であるロータコア291と、ロータコア291に設けられている複数の磁石292とを有している。ロータコア291は、モータ21の軸線方向へ複数の磁性板を積層した積層体である。各磁石292は、ロータコア291内に接着剤等で固定されている。
モータシャフト30は、ロータコア291に圧入により固定されている。また、モータシャフト30は、図2に示すように、ロータ29から突出して減速機構部22に挿入されている。モータシャフト30は、第1の軸受31を介して減速機構部22に回転自在に支持され、第2の軸受32を介してケース272に回転自在に支持されている。第2の軸受32は、ケース272の窪み部272cに嵌っている。第1の軸受31及び第2の軸受32のそれぞれは、転がり軸受である。
レンジ切替部23は、出力軸231を有している。出力軸231は、モータシャフト30から径方向へ離れた位置に配置されている。また、出力軸231の軸線は、モータシャフト30の軸線と平行になっている。出力軸231の軸線は、モータ21の軸線方向に沿って見たとき、モータシャフト30からケース周壁部272bよりも遠い位置に配置されている。
出力軸231は、フロントボディ26の軸支持部26aに通されている。また、出力軸231は、第3の軸受33を介して軸支持部26aに回動自在に支持されている。第3の軸受33は、滑り軸受である。出力軸231には、図1に示すシフトシャフト6が連結されている。
出力軸231の外周部には、シール用溝231aが出力軸231の周方向へ設けられている。出力軸231の外周面と軸支持部26aの内周面との間の隙間は、シール用溝231aに嵌ったシール材34によって気密又は液密に塞がれている。
減速機構部22は、遊星歯車機構及び平歯車機構のそれぞれに含まれる複数の歯車を噛み合わせて構成されている。即ち、減速機構部22は、モータシャフト30と一体になっている太陽歯車35と、太陽歯車35を囲む樹脂製の環状の内歯車36と、内歯車36をハウジング25内に固定する磁性部材である内歯車固定部材37と、太陽歯車35と内歯車36との間に配置され、太陽歯車35及び内歯車36のそれぞれに噛み合う複数の遊星歯車38と、モータシャフト30の先端部30aに回転自在に支持され、各遊星歯車38に連結されているキャリア39と、キャリア39のボス部の外周部と一体になっている小歯車40と、出力軸231に固定され、小歯車40に噛み合う回動歯車41とを有している。
太陽歯車35は、モータシャフト30と一体に回転する。各遊星歯車38は、太陽歯車35及び内歯車36のそれぞれに噛み合った状態で、モータシャフト30の回転に応じて自転しながら太陽歯車35の周囲を公転する。キャリア39は、滑り軸受である第4の軸受42を介してモータシャフト30の先端部30aに回転自在に設けられている。キャリア39は、各遊星歯車38の公転に応じてモータシャフト30の軸線を中心に回転する。小歯車40は、キャリア39と一体に回転する。
回動歯車41の形状は、出力軸231の軸線を中心とする扇形状になっている。また、回動歯車41には、開口部41aが設けられている。小歯車40は、回動歯車41の開口部41a内に配置されている。回動歯車41の開口部41aの内面のうち、回動歯車41の外周に沿った部分には、小歯車40に噛み合う複数の歯が設けられている。回動歯車41は、小歯車40の回転に応じて出力軸231の軸線を中心に一定の角度の範囲内で回動する。出力軸231は、出力軸231の軸線を中心に回動歯車41と一体に回動する。従って、この例では、減速機構部22の最終段歯車が回動歯車41になっている。
これにより、減速機構部22は、モータシャフト30の回転を減速させてモータシャフト30の回転力を出力軸231に伝える。出力軸231は、モータシャフト30の回転に応じて出力軸231の軸線を中心に回動する。シフトシャフト6は、出力軸231の回動に応じてシフトシャフト6の軸線を中心に回動する。
内歯車固定部材37は、ハウジング25内に固定されている。また、内歯車固定部材37は、内歯車36と一体になっている。さらに、内歯車固定部材37は、モータ21の軸線方向についてステータ28及びロータ29のそれぞれと対向するプレート371と、プレート371からロータ29に向けて突出する筒状の軸受嵌合部372とを有している。
プレート371には、モータシャフト30が通された貫通穴が設けられている。軸受嵌合部372は、プレート371の貫通穴の周囲に配置されている。第1の軸受31は、軸受嵌合部372内に嵌った状態で内歯車固定部材37に支持されている。
基板24は、モータ21の軸線方向について、ステータ28及びロータ29のそれぞれと出力軸231との間に配置されている。これにより、基板24の一部は、ステータ28及びロータ29のそれぞれとプレート371との間に配置されている。この例では、基板24の一端部が出力軸231に対向し、基板24の他端部がロータ29に対向している。
基板24には、ロータ29の軸線方向端面に対向するモータ用センサ43と、出力軸231の軸線方向端面に対向する出力軸用センサ44とが設けられている。基板24は、モータ用センサ43及び出力軸用センサ44のそれぞれからの情報に基づいて、モータ21を制御する。
モータ用センサ43は、ロータ29の磁石292による磁界の変化を検出してロータ29の回転位置を検出する非接触式のホールセンサである。モータ用センサ43からの情報に基づいてモータ21が制御されることにより、モータ21が脱調することなくロータ29の回転動作が可能になる。ロータ29の軸線方向寸法は、ステータコア281の軸線方向寸法よりも大きくなっている。これにより、ロータ29は、ステータコア281からモータ用センサ43側に突出している。
出力軸231の出力軸用センサ44側の端部には、永久磁石である出力軸磁石45が固定されている。出力軸用センサ44は、出力軸磁石45による磁界の変化を検出して出力軸231の回転位置を検出する磁束方位検出型の非接触式の磁気センサである。
リヤボディ本体271には、図3に示すように、リヤボディ本体271から突出する樹脂製の基板固定部271aが設けられている。基板24は、締結具である複数のねじ46によって基板固定部271aに固定されている。
ケース272のケース周壁部272bとプレート371との間には、磁性部材である磁気回路部品51が設けられている。磁気回路部品51の形状は、モータ21の軸線方向に沿って見たとき、モータシャフト30の軸線を中心とする円筒状になっている。即ち、磁気回路部品51は、モータ21の軸線方向に沿って見たとき、ロータの全周を囲んでいる。この例では、モータ21の軸線方向に沿って見たとき、ケース周壁部272bが磁気回路部品51に重なっている。また、この例では、磁気回路部品51とプレート371との間の隙間に基板24が通っている。
磁気回路部品51の少なくとも一部は、モータ21の軸線方向に沿って見たとき、モータ用センサ43と出力軸用センサ44との間に配置されている。これにより、磁気回路部品51の少なくとも一部は、モータ21の軸線方向に沿って見たとき、出力軸用センサ44よりもケース周壁部272bに近い位置に配置されている。また、磁気回路部品51は、モータ21の軸線方向に沿って見たとき、モータシャフト30の軸線と出力軸用センサ44とを結ぶ直線と交差している。レンジ切替装置2では、ステータ28から、ケース周壁部272b、磁気回路部品51、プレート371、軸受嵌合部372を通ってロータ29に達する磁気回路が構成されている。
この例では、磁気回路部品51の軸線方向一端面がケース周壁部272bと軸線方向について対向し、磁気回路部品51の軸線方向他端面が基板24を介してプレート371と軸線方向について対向している。磁気回路部品51とケース周壁部272bとの間の距離L1、及び磁気回路部品51とプレート371との間の距離L2のそれぞれは、出力軸用センサ44から、ケース周壁部272b、プレート371及び磁気回路部品51のそれぞれまでの距離以下になっている。これにより、ステータ28の外周からケース周壁部272bに出た磁束が、磁気回路部品51、内歯車固定部材37を通ってロータ29に入ることになり、ステータ28からケース周壁部272bに出た磁束がロータ29へループされる。従って、モータ21外への漏れ磁束が低減される。この例では、出力軸用センサ44からケース周壁部272b、プレート371及び磁気回路部品51までのそれぞれの距離が、ロータ29の軸線方向に沿って見たとき、いずれも同じ距離L3になっている。
磁気回路部品51には、図3に示すように、磁気回路部品51から突出するアーム部52が設けられている。リヤボディ本体271には、樹脂製の凸部である部品固定部271bが設けられている。磁気回路部品51は、アーム部52を介して部品固定部271bに固定されている。
このようなレンジ切替装置2では、磁性部材であるケース周壁部272bと、磁性部材であるプレート371との間に、磁性部材である磁気回路部品51が配置されているので、ステータ28からケース周壁部272bに出た磁束を、磁気回路部品51及びプレート371を介してロータ29に入れることができ、モータ21から出力軸用センサ44へ漏れ出る漏れ磁束の量を低減することができる。これにより、ステータ28からの漏れ磁束による影響を出力軸用センサ44に与えにくくすることができ、出力軸用センサ44をモータシャフト30に近づけることができる。従って、モータ21の軸線に沿って見たときの出力軸231とモータシャフト30との間の距離を短くすることができ、レンジ切替装置2の小型化を図ることができる。
また、減速機構部22の最終段歯車である回動歯車41の小型化を図ることができるので、減速機構部22におけるイナーシャを小さくすることができ、レンジ切替装置2の制御性の向上を図ることができる。
また、磁気回路部品51は、モータ21の軸線方向に沿って見たとき、モータシャフト30の軸線を中心とする円筒状になっているので、磁気回路部品51にステータ28からの磁束をより確実に通すことができるとともに、磁気回路部品51の製造を容易にすることができる。
また、磁気回路部品51とケース272との間の距離L1、及び磁気回路部品51とプレート371との間の距離L2のそれぞれは、出力軸用センサ44から、ケース周壁部272b、プレート371及び磁気回路部品51のそれぞれまでの距離以下になっているので、磁気回路部品51にステータ28からの磁束をさらに確実に通すことができ、出力軸用センサ44に対する漏れ磁束の影響をさらに小さくすることができる。これにより、レンジ切替装置2の小型化をさらに図ることができる。
実施の形態2.
図4は、この発明の実施の形態2によるレンジ切替装置2を示す断面図である。また、図5は、図4の減速機構部22側から見たときのレンジ切替装置2を示す一部破断斜視図である。本実施の形態では、磁性部材である磁気回路部品51をモータ21の軸線方向に沿って見たとき、磁気回路部品51の形状がモータシャフト30の軸線を中心とする円弧状になっている。また、磁気回路部品51は、モータ21の軸線方向に沿って見たとき、出力軸用センサ44よりもケース周壁部272bに近い位置に配置されている。さらに、モータ21の軸線方向に沿って見たときの磁気回路部品51は、モータシャフト30の軸線と出力軸用センサ44とを結ぶ直線と交差している。磁気回路部品51は、モータシャフト30からみて、出力軸用センサ44側にのみ配置されており、出力軸用センサ44側と反対側には配置されていない。他の構成は実施の形態1と同様である。
図4は、この発明の実施の形態2によるレンジ切替装置2を示す断面図である。また、図5は、図4の減速機構部22側から見たときのレンジ切替装置2を示す一部破断斜視図である。本実施の形態では、磁性部材である磁気回路部品51をモータ21の軸線方向に沿って見たとき、磁気回路部品51の形状がモータシャフト30の軸線を中心とする円弧状になっている。また、磁気回路部品51は、モータ21の軸線方向に沿って見たとき、出力軸用センサ44よりもケース周壁部272bに近い位置に配置されている。さらに、モータ21の軸線方向に沿って見たときの磁気回路部品51は、モータシャフト30の軸線と出力軸用センサ44とを結ぶ直線と交差している。磁気回路部品51は、モータシャフト30からみて、出力軸用センサ44側にのみ配置されており、出力軸用センサ44側と反対側には配置されていない。他の構成は実施の形態1と同様である。
このようなレンジ切替装置2では、磁気回路部品51の形状が、モータ21の軸線方向に沿って見たとき、モータシャフト30の軸線を中心とする円弧状になっているので、磁気回路部品51の製造を容易にすることができるとともに、磁気回路部品51の材料コストを低減することができる。また、磁気回路部品51の軽量化も図ることができる。
実施の形態3.
図6は、この発明の実施の形態3によるレンジ切替装置2の基板24が固定されている基板固定部271aを示す断面図である。リヤボディ本体271の基板固定部271aには、磁気回路部品51から突出しているアーム部52を介して基板24が重なっている。基板24及びアーム部52のそれぞれには、締結具であるねじ46が通されたねじ通し用の貫通穴が設けられている。基板24及びアーム部52は、基板24及びアーム部52のそれぞれの貫通穴に通された共通のねじ46によって基板固定部271aに固定されている。即ち、アーム部52は、ねじ46によってハウジング25の基板固定部271aに基板24と共締めされている。他の構成は実施の形態1と同様である。
図6は、この発明の実施の形態3によるレンジ切替装置2の基板24が固定されている基板固定部271aを示す断面図である。リヤボディ本体271の基板固定部271aには、磁気回路部品51から突出しているアーム部52を介して基板24が重なっている。基板24及びアーム部52のそれぞれには、締結具であるねじ46が通されたねじ通し用の貫通穴が設けられている。基板24及びアーム部52は、基板24及びアーム部52のそれぞれの貫通穴に通された共通のねじ46によって基板固定部271aに固定されている。即ち、アーム部52は、ねじ46によってハウジング25の基板固定部271aに基板24と共締めされている。他の構成は実施の形態1と同様である。
このようなレンジ切替装置2では、磁気回路部品51のアーム部52がねじ46によってハウジング25に基板24と共締めされているので、部品点数の削減を図ることができる。
実施の形態4.
図7は、この発明の実施の形態4によるレンジ切替装置2の基板24が固定されている基板固定部271aと、磁気回路部品51のアーム部52が固定されている部品固定部271bとを示す断面図である。基板24が固定されている基板固定部271aと、アーム部52が固定されている部品固定部271bとは、互いに離れて配置されている。リヤボディ本体271の部品固定部271bは、リヤボディ本体271から突出した樹脂製の凸部である。アーム部52には、貫通穴が設けられている。部品固定部271bの先端部は、アーム部52の貫通穴に通されている。また、部品固定部271bの先端部は、アーム部52の貫通穴の内径よりも大きい径を持つかしめ部271cになっている。アーム部52は、かしめ部271cによって部品固定部271bに固定されている。かしめ部271cは、部品固定部271bの先端部に熱及び圧力を加えて部品固定部271bの先端部を変形させる熱かしめによって形成されている。他の構成は実施の形態1と同様である。
図7は、この発明の実施の形態4によるレンジ切替装置2の基板24が固定されている基板固定部271aと、磁気回路部品51のアーム部52が固定されている部品固定部271bとを示す断面図である。基板24が固定されている基板固定部271aと、アーム部52が固定されている部品固定部271bとは、互いに離れて配置されている。リヤボディ本体271の部品固定部271bは、リヤボディ本体271から突出した樹脂製の凸部である。アーム部52には、貫通穴が設けられている。部品固定部271bの先端部は、アーム部52の貫通穴に通されている。また、部品固定部271bの先端部は、アーム部52の貫通穴の内径よりも大きい径を持つかしめ部271cになっている。アーム部52は、かしめ部271cによって部品固定部271bに固定されている。かしめ部271cは、部品固定部271bの先端部に熱及び圧力を加えて部品固定部271bの先端部を変形させる熱かしめによって形成されている。他の構成は実施の形態1と同様である。
このようなレンジ切替装置2では、リヤボディ本体271の部品固定部271bの先端部が、アーム部52を部品固定部271bに固定するかしめ部271cになっているので、アーム部52を部品固定部271bに容易に固定することができる。また、部品固定部271bにアーム部52を固定するためのねじが不要になるので、部品点数の削減を図ることができる。
また、基板固定部271a及び部品固定部271bは、互いに離れた位置に配置されているので、基板24とアーム部52とを共締めにより固定する場合に比べて、ロータ29及び出力軸231のそれぞれに対する基板24の位置(即ち、高さ)の精度に、磁気回路部品51の寸法のばらつきを考慮する必要がなくなる。これにより、モータ21の磁石292に対するモータ用センサ43の位置の管理、及び出力軸磁石45に対する出力軸用センサ44の位置の管理を容易にすることができる。
なお、部品固定部271bにアーム部52を、ねじにより固定するか、かしめ部271cにより固定するかの選択は、モータ21で発生する漏れ磁束の量と、出力軸用センサ44の最低検知磁束に対して必要な磁気回路部品51の肉厚等による自重と、振動環境等の条件によって必要とされる保持力とに応じて、行われる。
また、実施の形態3及び4では、ねじ46による共締めの構造又はかしめ部271cによる固定の構造が実施の形態1の円筒状の磁気回路部品51のアーム部52に適用されているが、ねじ46による共締めの構造又はかしめ部271cによる固定の構造を実施の形態2の円弧状の磁気回路部品51のアーム部52に適用してもよい。
実施の形態5.
図8は、この発明の実施の形態5によるレンジ切替装置2を減速機構部22側から見たときの状態を示す一部破断斜視図である。また、図9は、図8のIX−IX線に沿った断面図である。なお、図8は、実施の形態1における図3に対応する図である。磁気回路部品51には、複数の突起53が設けられている。複数の突起53は、磁気回路部品51の周方向へ互いに間隔をおいて配置されている。各突起53は、磁気回路部品51から基板24に向けてモータ21の軸線に沿って突出している。
図8は、この発明の実施の形態5によるレンジ切替装置2を減速機構部22側から見たときの状態を示す一部破断斜視図である。また、図9は、図8のIX−IX線に沿った断面図である。なお、図8は、実施の形態1における図3に対応する図である。磁気回路部品51には、複数の突起53が設けられている。複数の突起53は、磁気回路部品51の周方向へ互いに間隔をおいて配置されている。各突起53は、磁気回路部品51から基板24に向けてモータ21の軸線に沿って突出している。
基板24には、各突起53が個別に挿入されている複数の貫通穴24aが設けられている。各貫通穴24aの位置は、基板24に設けられている導電性のランドの位置になっている。
各突起53は、図9に示すように、台座部53aと、台座部53aから突出する突出部53bとを有している。突出部53bは、台座部53aよりも細くなっている。各貫通穴24aの内径は、突出部53bの幅寸法よりも大きく、かつ台座部53aの幅寸法よりも小さくなっている。これにより、各貫通穴24aの大きさは、突出部53bが通過可能で、かつ台座部53aの通過を阻止する大きさになっている。
基板24は、突出部53bが貫通穴24aに挿入された状態で台座部53aに載せられている。これにより、基板24と磁気回路部品51との間には、隙間が存在している。また、基板24は、貫通穴24aの内面と突出部53bとの間に介在しているはんだ付け部54によって磁気回路部品51に固定されている。はんだ付け部54は、基板24のランドに固定されている。
基板24は、突起53の突出部53bを貫通穴24aに挿入させて基板24を台座部53aに載せた後、溶かしたはんだを貫通穴24aの内面と突出部53bとの間の隙間に流し込んで硬化させることにより、磁気回路部品51に固定される。他の構成は実施の形態2と同様である。
このようなレンジ切替装置2では、磁気回路部品51の突起53が基板24の貫通穴24aに挿入されており、貫通穴24aの内面と突起53との間に介在しているはんだ付け部54によって基板24が磁気回路部品51に固定されているので、アーム部52を介して磁気回路部品51をリヤボディ本体271に固定する必要がなくなり、部品点数の削減を図ることができる。また、アーム部52がなくなるので、磁気回路部品51の軽量化によってレンジ切替装置2全体の軽量化を図ることができるとともに、磁気回路部品51の形状の簡素化をさらに図ることができ、磁気回路部品51の作製を容易にすることができる。
また、磁気回路部品51に設けられた突起53は、台座部53aと、台座部53aから突出する突出部53bとを有し、基板24は、突出部53bが貫通穴24aに挿入された状態で台座部53aに載せられているので、基板24が磁気回路部品51の端面から離れた状態を保つことができる。これにより、磁気回路部品51への基板24の接触によって基板24が損傷することを防止することができる。
なお、上記の例では、突起53及びはんだ付け部54による固定の構造が実施の形態2の円弧状の磁気回路部品51に適用されているが、突起53及びはんだ付け部54による固定の構造を実施の形態1の円筒状の磁気回路部品51に適用してもよい。
実施の形態6.
図10は、この発明の実施の形態6によるレンジ切替装置2を示す断面図である。モータシャフト30の軸線を中心とする円筒状の磁気回路部品51は、円筒状のケース周壁部272bと一体になっている。即ち、ケース周壁部272bを基板24に向けて延伸させた部分が磁気回路部品51になっている。磁気回路部品51は、ケース272と単一材で構成されている。これにより、磁気回路部品51とケース周壁部272bとの間の隙間がなくなっており、磁気回路部品51とケース周壁部272bとの間の距離L1が0になっている。また、磁気回路部品51とプレート371との間の距離L2は、出力軸用センサ44から、ケース周壁部272b、プレート371及び磁気回路部品51までの各距離以下になっている。他の構成は実施の形態1と同様である。
図10は、この発明の実施の形態6によるレンジ切替装置2を示す断面図である。モータシャフト30の軸線を中心とする円筒状の磁気回路部品51は、円筒状のケース周壁部272bと一体になっている。即ち、ケース周壁部272bを基板24に向けて延伸させた部分が磁気回路部品51になっている。磁気回路部品51は、ケース272と単一材で構成されている。これにより、磁気回路部品51とケース周壁部272bとの間の隙間がなくなっており、磁気回路部品51とケース周壁部272bとの間の距離L1が0になっている。また、磁気回路部品51とプレート371との間の距離L2は、出力軸用センサ44から、ケース周壁部272b、プレート371及び磁気回路部品51までの各距離以下になっている。他の構成は実施の形態1と同様である。
このようなレンジ切替装置2では、磁気回路部品51がケース周壁部272bと一体になっているので、磁気回路部品51を単独で作製する必要がなくなり、部品点数の削減を図ることができ、レンジ切替装置2の組み立て工数を減らすことができる。また、磁気回路部品51とケース周壁部272bとの間の隙間がなくなるので、モータ21から外部への漏れ磁束の量をさらに少なくすることができる。
なお、上記の例では、円筒状の磁気回路部品51がケース周壁部272bと一体になっているが、円弧状の磁気回路部品51をケース周壁部272bと一体にしてもよい。この場合、磁気回路部品51は、モータ21の軸線方向に沿って見たとき、ロータ29と出力軸用センサ44との間に配置される。即ち、この場合、磁気回路部品51は、モータシャフト30からみて、出力軸用センサ44側にのみ配置され、出力軸用センサ44側とは反対側には配置されない。このようにしても、部品点数及び組み立て工数の低減を図ることができ、モータ21からの漏れ磁束の量をさらに少なくすることができる。また、磁気回路部品51の軽量化によってレンジ切替装置2の軽量化を図ることもできる。
実施の形態7.
図11は、この発明の実施の形態7によるレンジ切替装置2を示す断面図である。モータシャフト30の軸線を中心とする円筒状の磁気回路部品51は、内歯車固定部材37のプレート371と一体になっている。即ち、プレート371の外周部をケース周壁部272bに向けて延伸させた部分が磁気回路部品51になっている。磁気回路部品51は、内歯車固定部材37と単一材で構成されている。これにより、磁気回路部品51とプレート371との間の隙間がなくなっており、磁気回路部品51とプレート371との間の距離L2が0になっている。また、磁気回路部品51とケース周壁部272bとの間の距離L1は、出力軸用センサ44から、ケース周壁部272b、プレート371及び磁気回路部品51までの各距離以下になっている。他の構成は実施の形態1と同様である。
図11は、この発明の実施の形態7によるレンジ切替装置2を示す断面図である。モータシャフト30の軸線を中心とする円筒状の磁気回路部品51は、内歯車固定部材37のプレート371と一体になっている。即ち、プレート371の外周部をケース周壁部272bに向けて延伸させた部分が磁気回路部品51になっている。磁気回路部品51は、内歯車固定部材37と単一材で構成されている。これにより、磁気回路部品51とプレート371との間の隙間がなくなっており、磁気回路部品51とプレート371との間の距離L2が0になっている。また、磁気回路部品51とケース周壁部272bとの間の距離L1は、出力軸用センサ44から、ケース周壁部272b、プレート371及び磁気回路部品51までの各距離以下になっている。他の構成は実施の形態1と同様である。
このようなレンジ切替装置2では、磁気回路部品51がプレート371と一体になっているので、磁気回路部品51を単独で作製する必要がなくなり、部品点数の削減を図ることができ、レンジ切替装置2の組み立て工数を減らすことができる。また、磁気回路部品51とプレート371との間の隙間がなくなるので、モータ21から外部への漏れ磁束の量をさらに少なくすることができる。
なお、上記の例では、円筒状の磁気回路部品51がプレート371と一体になっているが、円弧状の磁気回路部品51をプレート371と一体にしてもよい。この場合、磁気回路部品51は、モータ21の軸線方向に沿って見たとき、ロータ29と出力軸用センサ44との間に配置される。即ち、この場合、磁気回路部品51は、モータシャフト30からみて、出力軸用センサ44側にのみ配置され、出力軸用センサ44側とは反対側には配置されない。このようにしても、部品点数及び組み立て工数の低減を図ることができ、モータ21からの漏れ磁束の量をさらに少なくすることができる。また、磁気回路部品51の軽量化によってレンジ切替装置2の軽量化を図ることもできる。
実施の形態8.
図12は、この発明の実施の形態8によるレンジ切替装置2を示す断面図である。モータシャフト30の軸線を中心とする円筒状の磁気回路部品51は、ステータコア281と一体になっている。即ち、ステータコア281は複数の磁性板の積層体であり、ステータコア281の複数の磁性板のうち、プレート371に近い順に少なくとも1枚の磁性板の外周部をプレート371に向けて延伸させた部分が磁気回路部品51になっている。この例では、ステータコア281のプレート371側に面する2枚の磁性板を折り曲げることにより2枚の磁性板の外周部をプレート371に向けて延伸させている。これにより、ステータコア281の磁性板及び磁気回路部品51は、単一材になっている。磁気回路部品51とケース周壁部272bとの間の距離L1と、磁気回路部品51とプレート371との間の距離L2とは、出力軸用センサ44から、ケース周壁部272b、プレート371及び磁気回路部品51までの各距離以下になっている。他の構成は実施の形態1と同様である。
図12は、この発明の実施の形態8によるレンジ切替装置2を示す断面図である。モータシャフト30の軸線を中心とする円筒状の磁気回路部品51は、ステータコア281と一体になっている。即ち、ステータコア281は複数の磁性板の積層体であり、ステータコア281の複数の磁性板のうち、プレート371に近い順に少なくとも1枚の磁性板の外周部をプレート371に向けて延伸させた部分が磁気回路部品51になっている。この例では、ステータコア281のプレート371側に面する2枚の磁性板を折り曲げることにより2枚の磁性板の外周部をプレート371に向けて延伸させている。これにより、ステータコア281の磁性板及び磁気回路部品51は、単一材になっている。磁気回路部品51とケース周壁部272bとの間の距離L1と、磁気回路部品51とプレート371との間の距離L2とは、出力軸用センサ44から、ケース周壁部272b、プレート371及び磁気回路部品51までの各距離以下になっている。他の構成は実施の形態1と同様である。
このようなレンジ切替装置2では、磁気回路部品51がステータコア281と一体になっているので、磁気回路部品51を単独で作製する必要がなくなり、部品点数の削減を図ることができ、レンジ切替装置2の組み立て工数を減らすことができる。また、磁気回路部品51とステータコア281との間の隙間がなくなるので、モータ21から外部への漏れ磁束の量をさらに少なくすることができる。
なお、上記の例では、円筒状の磁気回路部品51がステータコア281と一体になっているが、円弧状の磁気回路部品51をステータコア281と一体にしてもよい。この場合、磁気回路部品51は、モータ21の軸線方向に沿って見たとき、ロータ29と出力軸用センサ44との間に配置される。即ち、この場合、磁気回路部品51は、モータシャフト30からみて、出力軸用センサ44側にのみ配置され、出力軸用センサ44側とは反対側には配置されない。このようにしても、部品点数及び組み立て工数の低減を図ることができ、モータ21からの漏れ磁束の量をさらに少なくすることができる。また、磁気回路部品51の軽量化によってレンジ切替装置2の軽量化を図ることもできる。
本発明は、各上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜、変形、省略することができる。
また、本発明によるレンジ切替装置は、車両用のレンジ切替装置に限定されるものではなく、例えば、車両用の各種アクチュエータの駆動部、産業用ロボットの駆動部、又は工作機械の駆動部としても適用することができる。
また、本発明によるレンジ切替装置は、車両用のレンジ切替装置に限定されるものではなく、例えば、車両用の各種アクチュエータの駆動部、産業用ロボットの駆動部、又は工作機械の駆動部としても適用することができる。
2 レンジ切替装置、21 モータ、22 減速機構部、23 レンジ切替部、24 基板、25 ハウジング、28 ステータ、29 ロータ、30 モータシャフト、44 出力軸用センサ、46 ねじ(締結具)、51 磁気回路部品、52 アーム部、53 突起、53a 台座部、53b 突出部、54 はんだ付け部、231 出力軸、271b 部品固定部(凸部)、271c かしめ部、272 ケース、272b ケース周壁部、371 プレート。
Claims (11)
- ステータと、前記ステータに対して回転可能なロータと、前記ロータと一体に回転するモータシャフトとを有するモータ、
前記モータシャフトから径方向へ離れた位置に配置された出力軸を有するレンジ切替部、
前記モータの軸線方向について前記ロータ及び前記ステータのそれぞれと対向する磁性部材であるプレートを有し、前記モータシャフトの回転を減速させて前記モータシャフトの回転力を前記出力軸に伝える減速機構部、
前記出力軸の軸線方向端面に対向する非接触式の磁気センサである出力軸用センサが設けられている基板、及び
前記モータ、前記レンジ切替部、前記減速機構部及び前記基板を支持するハウジング
を備え、
前記ハウジングは、前記ステータの外周部を覆うケース周壁部を持つ磁性部材であるケースを有し、
前記ケース周壁部と前記プレートとの間には、磁性部材である磁気回路部品が設けられているレンジ切替装置。 - 前記磁気回路部品の形状は、前記モータの軸線方向に沿って見たとき、前記モータシャフトの軸線を中心とする円筒状になっている請求項1に記載のレンジ切替装置。
- 前記磁気回路部品の形状は、前記モータの軸線方向に沿って見たとき、前記モータシャフトの軸線を中心とする円弧状になっている請求項1に記載のレンジ切替装置。
- 前記磁気回路部品には、前記磁気回路部品から突出するアーム部が設けられており、
前記アーム部は、締結具によって前記ハウジングに前記基板と共締めされている請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のレンジ切替装置。 - 前記磁気回路部品には、前記磁気回路部品から突出するアーム部が設けられており、
前記ハウジングには、樹脂製の凸部が設けられており、
前記凸部の先端部は、前記アーム部を前記凸部に固定するかしめ部になっている請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のレンジ切替装置。 - 前記磁気回路部品には、突起が設けられており、
前記基板には、前記突起が挿入されている貫通穴が設けられており、
前記基板は、前記貫通穴の内面と前記突起との間に介在しているはんだ付け部によって前記磁気回路部品に固定されている請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のレンジ切替装置。 - 前記突起は、台座部と、前記台座部から突出する突出部とを有し、
前記突出部は、前記台座部よりも細くなっており、
前記台座部には、前記突出部が前記貫通穴に挿入された状態で前記基板が載せられている請求項6に記載のレンジ切替装置。 - 前記磁気回路部品は、前記ケース周壁部と一体になっている請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のレンジ切替装置。
- 前記磁気回路部品は、前記プレートと一体になっている請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のレンジ切替装置。
- 前記ステータは、磁性部材であるステータコアと、前記ステータコアに設けられているステータコイルとを有しており、
前記磁気回路部品は、前記ステータコアと一体になっている請求項1〜請求項3のいずれか一項に記載のレンジ切替装置。 - 前記ケース周壁部と前記磁気回路部品との間の距離、及び前記プレートと前記磁気回路部品との間の距離は、前記出力軸用センサから前記ケース周壁部、前記プレート及び前記磁気回路部品までの各距離以下になっている請求項1〜請求項10のいずれか一項に記載のレンジ切替装置。
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