JP2021010262A - 回転式アクチュエータ - Google Patents

回転式アクチュエータ Download PDF

Info

Publication number
JP2021010262A
JP2021010262A JP2019123854A JP2019123854A JP2021010262A JP 2021010262 A JP2021010262 A JP 2021010262A JP 2019123854 A JP2019123854 A JP 2019123854A JP 2019123854 A JP2019123854 A JP 2019123854A JP 2021010262 A JP2021010262 A JP 2021010262A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
holder
magnet
shaft
output shaft
rotary actuator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019123854A
Other languages
English (en)
Other versions
JP7205405B2 (ja
Inventor
高橋 裕也
Hironari Takahashi
裕也 高橋
弘之 角
Hiroyuki Sumi
弘之 角
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2019123854A priority Critical patent/JP7205405B2/ja
Priority to CN202010607338.9A priority patent/CN112178180B/zh
Priority to US16/918,114 priority patent/US11079012B2/en
Publication of JP2021010262A publication Critical patent/JP2021010262A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7205405B2 publication Critical patent/JP7205405B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/32Electric motors actuators or related electrical control means therefor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H19/00Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
    • F16H19/001Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for conveying reciprocating or limited rotary motion
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/02Selector apparatus
    • F16H59/08Range selector apparatus
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H63/00Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
    • F16H63/02Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
    • F16H63/30Constructional features of the final output mechanisms
    • F16H63/34Locking or disabling mechanisms
    • F16H63/3416Parking lock mechanisms or brakes in the transmission
    • F16H63/3458Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with electric actuating means, e.g. shift by wire
    • F16H63/3466Parking lock mechanisms or brakes in the transmission with electric actuating means, e.g. shift by wire using electric motors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H2061/2853Electromagnetic solenoids
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/26Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms
    • F16H61/28Generation or transmission of movements for final actuating mechanisms with at least one movement of the final actuating mechanism being caused by a non-mechanical force, e.g. power-assisted
    • F16H61/32Electric motors actuators or related electrical control means therefor
    • F16H2061/326Actuators for range selection, i.e. actuators for controlling the range selector or the manual range valve in the transmission
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/0003Arrangement or mounting of elements of the control apparatus, e.g. valve assemblies or snapfittings of valves; Arrangements of the control unit on or in the transmission gearbox
    • F16H61/0006Electronic control units for transmission control, e.g. connectors, casings or circuit boards
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/142Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices
    • G01D5/145Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage using Hall-effect devices influenced by the relative movement between the Hall device and magnetic fields

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
  • Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)

Abstract

【課題】部材点数および組付工数を低減可能な回転式アクチュエータを提供する。【解決手段】出力軸80は、マニュアルシャフト200が挿通および嵌合する軸穴部83、軸穴部83が形成された軸筒部81、および、軸筒部81に対しシフトレンジ切替装置とは反対側に位置する出力軸筒部85を有している。マグネットホルダ90は、マニュアルシャフト200が嵌合するホルダ穴部93、ホルダ穴部93が形成されたホルダ本体91、および、ホルダ本体91と一体に形成され出力軸筒部85の内周壁851に接触し出力軸筒部85との間をシール可能なシール部92を有している。【選択図】図1

Description

本発明は、回転式アクチュエータに関する。
従来、運転者が選択したシフトレンジに応じて回転式アクチュエータを駆動制御し、シフトレンジ切替装置を経由して自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトバイワイヤシステムが知られている。
例えば特許文献1のシフトバイワイヤシステムでは、回転式アクチュエータは、シフトレンジ切替装置のマニュアルシャフトにトルクを出力する出力軸を備えている。また、この回転式アクチュエータは、出力軸とは別体に形成されマニュアルシャフトの回転により回転するマグネットホルダを備えている。そして、マグネットホルダに設けたマグネットからの磁束を角度センサで検出することによりマグネットホルダの回転角度を検出し、マニュアルシャフトの回転角度を検出している。
特開2018−80807号公報
特許文献1の回転式アクチュエータでは、出力軸のマグネットホルダ側の端部は筒状に形成されている。また、マグネットホルダの出力軸側の端部は、筒状に形成され、出力軸の筒状の端部の径方向外側に位置している。マグネットホルダの筒状の端部と出力軸の筒状の端部との間には、環状のシール部材が設けられ、マグネットホルダと出力軸との間をシールしている。
特許文献1の回転式アクチュエータでは、シール部材がマグネットホルダおよび出力軸とは別体に形成されている。そのため、部材点数および組付工数が増大するとともに、組付性が低下するおそれがある。
本発明の目的は、部材点数および組付工数を低減可能な回転式アクチュエータを提供することにある。
本発明は、駆動対象(110)のシャフト(200)を回転駆動可能な回転式アクチュエータ(1)であって、ハウジング(10)とモータ(3)と出力軸(80)とマグネットホルダ(90)とマグネット(35)と角度センサ(45)とを備えている。
モータは、ハウジング内に設けられている。出力軸は、シャフトが挿通および嵌合する軸穴部を有し、モータから出力されるトルクにより回転し、シャフトにトルクを出力する。マグネットホルダは、シャフトが嵌合するホルダ穴部を有し、シャフトとともに回転可能に設けられている。マグネットは、マグネットホルダに設けられ、磁束を発生可能である。角度センサは、マグネットからの磁束を検出し、マグネットホルダの回転角度に対応する信号を出力可能である。
出力軸は、軸穴部が形成された軸筒部(81)、および、軸筒部に対し駆動対象とは反対側に位置する出力軸筒部(85)を有している。マグネットホルダは、ホルダ穴部が形成されたホルダ本体(91)、および、ホルダ本体と一体に形成され出力軸筒部の内周壁(851)または外周壁(852)に接触し出力軸筒部との間をシール可能なシール部(92)を有している。
本発明では、マグネットホルダと出力軸筒部との間をシール可能なシール部が、ホルダ本体と一体に形成されている。そのため、部材点数および組付工数を低減可能である。
第1実施形態による回転式アクチュエータを示す断面図。 第1実施形態による回転式アクチュエータを適用したシフトバイワイヤシステムを示す概略図。 第1実施形態による回転式アクチュエータのマグネットホルダ、および、その近傍を示す断面図。 図3のIV−IV線断面図。 第2実施形態による回転式アクチュエータのマグネットホルダ、および、その近傍を示す断面図。 第3実施形態による回転式アクチュエータのマグネットホルダ、および、その近傍を示す断面図。
以下、複数の実施形態による回転式アクチュエータを図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。また、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位は、同一または同様の作用効果を奏する。
(第1実施形態)
図1に示す回転式アクチュエータ1は、例えば車両の自動変速機のシフトを切り替えるシフトバイワイヤシステムの駆動部として適用される。
まず、当該シフトバイワイヤシステムについて説明する。図2に示すように、シフトバイワイヤシステム100は、回転式アクチュエータ1、電子制御ユニット(以下、「ECU」という。)2、シフトレンジ切替装置110およびパーキング切替装置120等を備えている。回転式アクチュエータ1は、駆動対象としてのシフトレンジ切替装置110のマニュアルシャフト200を回転駆動する。これにより、自動変速機108のシフトレンジが切り替えられる。回転式アクチュエータ1は、「外部制御部」としてのECU2によって回転が制御される。回転式アクチュエータ1は、例えば、取付対象としてのシフトレンジ切替装置110の壁部130に取り付けられる。なお、回転式アクチュエータ1は、シフトレンジ切替装置110のマニュアルシャフト200を回転駆動することにより、パーキング切替装置120のパークロッド121等を駆動する。ここで、マニュアルシャフト200は、「シャフト」に対応している。
シフトレンジ切替装置110は、マニュアルシャフト200、ディテントプレート102、油圧バルブボディ104および壁部130等から構成されている。壁部130は、マニュアルシャフト200、ディテントプレート102および油圧バルブボディ104等を収容している。マニュアルシャフト200は、壁部130に形成された穴部(図示せず)を経由して、一方の端部が壁部130から飛び出すようにして設けられている。
マニュアルシャフト200は、一方の端部が回転式アクチュエータ1の出力軸80に嵌合される(後述する)。ディテントプレート102は、マニュアルシャフト200から径外方向に延びる扇形状に形成され、マニュアルシャフト200と一体に回転する。ディテントプレート102には、マニュアルシャフト200と平行に突出するピン103が設けられている。
ピン103は、油圧バルブボディ104に設けられるマニュアルスプール弁105の端部に係止されている。このため、マニュアルスプール弁105は、マニュアルシャフト200と一体に回転するディテントプレート102によって、軸方向へ往復移動する。マニュアルスプール弁105は、軸方向に往復移動することで、自動変速機108の油圧クラッチへの油圧供給路を切り替える。この結果、油圧クラッチの係合状態が切り替わり、自動変速機108のシフトレンジが変更される。
ディテントプレート102は、径方向の端部に凹部151、凹部152、凹部153および凹部154を有している。当該凹部151〜154は、例えば、それぞれ自動変速機108のシフトレンジであるPレンジ、Rレンジ、Nレンジ、およびDレンジに対応している。板ばね106の先端に支持されているストッパ107が、ディテントプレート102の凹部151〜154のいずれかに嵌まり込むことにより、マニュアルスプール弁105の軸方向の位置が決定する。なお、このとき、マニュアルシャフト200の回転位置が所定の位置に保持される。ここで、ディテントプレート102、板ばね106、ストッパ107は、「保持機構」を構成し、マニュアルシャフト200の回転位置を所定の位置に保持することでマニュアルシャフト200を位置決め可能である。
回転式アクチュエータ1からマニュアルシャフト200を経由してディテントプレート102にトルクが加わると、ストッパ107は隣接する他の凹部(凹部151〜154のいずれか)へ移動する。これにより、マニュアルスプール弁105の軸方向の位置が変化する。
例えば、マニュアルシャフト200を図2の矢印Y方向から見て時計回り方向に回転させると、ディテントプレート102を介してピン103がマニュアルスプール弁105を油圧バルブボディ104の内部に押し込み、油圧バルブボディ104内の油路がD、N、R、Pの順に切り替えられる。これにより、自動変速機108のシフトレンジがD、N、R、Pの順に切り替えられる。
一方、マニュアルシャフト200を反時計回り方向に回転させると、ピン103がマニュアルスプール弁105を油圧バルブボディ104から引き出し、油圧バルブボディ104内の油路がP、R、N、Dの順に切り替えられる。これにより、自動変速機108のシフトレンジがP、R、N、Dの順に切り替えられる。
このように、回転式アクチュエータ1により回転駆動されるマニュアルシャフト200の回転角度、すなわち回転方向の所定の位置は、自動変速機108の各シフトレンジに対応している。
パーキング切替装置120は、パークロッド121、パークポール123およびパーキングギア126等から構成されている。パークロッド121は、略L字型に形成され、一方の端部にディテントプレート102が接続されている。パークロッド121の他方の端部には、円錐部122が設けられている。ディテントプレート102の回転運動をパークロッド121が直線運動に変換することで、円錐部122は、軸方向へ往復移動する。円錐部122の側面には、パークポール123が当接している。そのため、パークロッド121が往復移動すると、パークポール123は軸部124を中心に回転駆動する。
パークポール123の回転方向には突部125が設けられており、この突部125がパーキングギア126の歯車に噛み合うと、パーキングギア126の回転が規制される。これにより、図示しないドライブシャフトまたはディファレンシャルギア等を経由して駆動輪がロックする。一方、パークポール123の突部125がパーキングギア126の歯車から外れると、パーキングギア126は回転可能となり、駆動輪のロックは解除する。
次に、回転式アクチュエータ1について説明する。
図1に示すように、回転式アクチュエータ1は、ハウジング10、入力軸20、モータ3、ギア機構としての減速機50、出力ギア60、出力軸80、マグネットホルダ90、マグネット35、角度センサ45等を備えている。
ハウジング10は、フロントハウジング11、リアハウジング12、カバー13を有している。フロントハウジング11は、例えば樹脂により形成されている。リアハウジング12は、例えば樹脂により形成されている。カバー13は、例えば金属等により板状に形成されている。
フロントハウジング11およびリアハウジング12は、それぞれ、有底筒状に形成されている。フロントハウジング11とリアハウジング12とは、互いの開口部同士が接合した状態で図示しないボルト等により固定されている。これにより、フロントハウジング11とリアハウジング12との間に空間5が形成されている。カバー13は、リアハウジング12のフロントハウジング11とは反対側を覆うようにして設けられている。
なお、本実施形態では、回転式アクチュエータ1は、フロントハウジング11のリアハウジング12とは反対側の面がシフトレンジ切替装置110の壁部130に対向するよう壁部130に取り付けられる。
入力軸20は、例えば金属により形成されている。入力軸20は、一端部21、固定部25、大径部22、偏心部23、他端部24を有している。一端部21、固定部25、大径部22、偏心部23、他端部24は、この順で、入力軸20の軸である軸Ax1方向に並ぶよう一体に形成されている。
一端部21は、円柱状に形成されている。固定部25は、一端部21より外径が大きい円柱状に形成され、一端部21と同軸(軸Ax1)に設けられている。大径部22は、固定部25より外径が小さく一端部21より外径が大きい円柱状に形成され、一端部21と同軸(軸Ax1)に設けられている。偏心部23は、大径部22より外径が小さい円柱状に形成され、入力軸20の回転中心である軸Ax1に対し偏心して設けられている。すなわち、偏心部23は、一端部21および大径部22に対し偏心して設けられている。他端部24は、偏心部23より外径が小さい円柱状に形成され、一端部21および大径部22と同軸(軸Ax1)に設けられている。
入力軸20は、他端部24をベアリング16に、一端部21をベアリング17によって回転可能に支持されている。本実施形態では、ベアリング16およびベアリング17は、例えばボールベアリングである。
ベアリング16は、フロントハウジング11に嵌合するようにして設けられている。すなわち、入力軸20の他端部24は、フロントハウジング11に設けられたベアリング16を介して、フロントハウジング11により回転可能に支持されている。一方、入力軸20の一端部21は、リアハウジング12にインサート成型されている金属製のプレート8の穴部に設けられたベアリング17を介して、リアハウジング12により回転可能に支持されている。このように、入力軸20は、ハウジング10に回転可能に支持されている。
モータ3は、例えば3相ブラシレスモータである。モータ3は、空間5のリアハウジング12側に設けられている。すなわち、モータ3は、ハウジング10に収容されるようにして設けられている。モータ3は、ステータ30、コイル33、ロータ40を有している。
ステータ30は、略円環状に形成され、リアハウジング12に固定された金属製のプレート8に圧入されることにより、リアハウジング12に回転不能に固定されている。
ステータ30は、例えば鉄等の磁性材料により形成されている。ステータ30は、ステータコア31およびステータティース32を有している。ステータコア31は、円環状に形成されている。ステータティース32は、ステータコア31から径方向内側へ突出するよう形成されている。ステータティース32は、ステータコア31の周方向に等間隔で複数形成されている。
コイル33は、複数のステータティース32のそれぞれに巻回されるようにして設けられている。コイル33は、バスバー部70に電気的に接続されている。バスバー部70は、図1に示すようにリアハウジング12の底部に設けられている。バスバー部70には、コイル33に供給される電力が流れる。
本実施形態は、基板74、ロータリーエンコーダ72、制御部700を備えている。基板74は、リアハウジング12とカバー13との間に設けられている。基板74は、面方向が軸Ax1に対し略直交するようカバー13に固定されている。
制御部700は、基板74に設けられている。制御部700は、マイクロコンピュータ701、スイッチング素子702等を有している。マイクロコンピュータ701およびスイッチング素子702は、基板74のリアハウジング12側の面に実装されている。
マイクロコンピュータ701は、ECU2からの指令信号、ロータリーエンコーダ72および角度センサ45の検出信号等に基づき、各種演算を行う。スイッチング素子702は、例えばMOSFET等であり、マイクロコンピュータ701からの駆動信号によりスイッチング動作し、コイル33への通電を切り替える。
バスバー部70は、コイル33と接続されるターミナル71を有している。コイル33は、ターミナル71と電気的に接続されている。ターミナル71には、マイクロコンピュータ701から出力された駆動信号に基づいて電力が供給される。
ロータ40は、ステータ30の径方向内側に設けられている。ロータ40は、ロータコア41および磁石42を有している。ロータコア41は、例えば鉄等の磁性材料からなる薄板を板厚方向に複数積層することによって形成されている。ロータコア41は、円環状に形成され、入力軸20の固定部25に圧入固定されている。磁石42は、ロータコア41の外縁部において、周方向に等間隔で複数設けられている。磁石42には、N極、S極が周方向で交互に並ぶよう着磁されている。ロータ40は、ロータコア41が入力軸20に圧入固定されることにより、入力軸20とともに、ハウジング10およびステータ30に対し、相対的に回転可能である。
コイル33に電力が供給されると、コイル33が巻回されたステータティース32に磁力が生じる。これにより、ロータ40の磁石42の磁極が対応するステータティース32に引き寄せられる。複数のコイル33は、例えばU相、V相、W相の3相を構成している。マイクロコンピュータ701がU相、V相、W相の順に通電を切り替えるとロータ40は例えば周方向の一方に回転し、逆にW相、V相、U相の順に通電を切り替えるとロータ40は周方向の他方に回転する。このように、各コイル33への通電を切り替えてステータティース32に生じる磁力を制御することによって、ロータ40を任意の方向へ回転させることができる。
なお、本実施形態では、磁石42とステータティース32との間の磁力により、比較的大きなコギングトルクが生じる。そのため、モータ3への非通電時、ロータ40は、所定の回転位置に拘束される場合がある。
ロータリーエンコーダ72は、リアハウジング12の底部の入力軸20の一端部21の近傍に設けられている。ロータリーエンコーダ72は、磁石73およびホールIC75等を有している。
磁石73は、環状に形成され、N極およびS極が周方向で交互に着磁された多極磁石である。磁石73は、入力軸20と同軸(軸Ax1)に、入力軸20の一端部21に固定されている。そのため、磁石73は、入力軸20およびロータ40とともに回転可能である。ホールIC75は、磁石73に対向するようにして基板74に実装されている。
基板74は、カバー13に固定されている。マイクロコンピュータ701は、基板74に実装されている。
ホールIC75は、ホール素子および信号変換回路を有している。ホール素子は、ホール効果を利用した磁電変換素子であり、磁石73が発生する磁束の密度に比例した電気信号を出力する。信号変換回路は、ホール素子の出力信号をデジタル信号に変換する。ホールIC75は、ロータコア41の回転に同期したパルス信号をマイクロコンピュータ701に出力する。マイクロコンピュータ701は、ホールIC75からのパルス信号に基づき、ロータコア41の回転角および回転方向を検出可能である。
減速機50は、リングギア51およびサンギア52を有している。リングギア51は、例えば鉄等の金属により円環状に形成されている。リングギア51は、フロントハウジング11に対し回動不能に固定されている。ここで、リングギア51は、偏心部23の径方向外側に位置し、入力軸20と同軸(軸Ax1)となるようハウジング10に固定されている。リングギア51は、内縁部に形成される内歯53を有している。
サンギア52は、例えば鉄等の金属により略円盤状に形成されている。サンギア52は、一方の面の中心から径方向外側に所定距離離れた位置に穴部54を有している。穴部54は、サンギア52の周方向に等間隔で複数形成されている。また、サンギア52は、リングギア51の内歯53に噛み合うよう形成される外歯55を有している。サンギア52は、入力軸20の偏心部23の外周に設けられたベアリング19を介し、入力軸20に対し相対回転可能に偏心して設けられている。これにより、入力軸20が回転すると、サンギア52は、外歯55がリングギア51の内歯53に噛み合いながらリングギア51の内側で自転しつつ公転する。ここで、ベアリング19は、ベアリング16およびベアリング17と同様、例えばボールベアリングである。
出力ギア60は、例えば金属により形成されている。出力ギア60は、略円筒状の出力筒部61および略円盤状の円盤部62を有している。出力筒部61は、入力軸20の大径部22の外周に設けられた2つのベアリング18を介し、入力軸20に対し相対回転可能に設けられている。ここで、出力筒部61は、入力軸20の大径部22と同軸になるよう設けられている。
円盤部62は、空間5において、出力筒部61のサンギア52側の端部から径方向外側に拡がるように略円盤状に形成されている。円盤部62には、中心から径方向外側に所定距離離れた位置から板厚方向へ円柱状に突出する突出部63が形成されている。突出部63は、サンギア52の穴部54に入り込み可能である。本実施形態では、突出部63は、穴部54に対応し、円盤部62の周方向に複数形成されている。出力筒部61の外周壁には、周方向の全範囲に亘り外歯64が形成されている。
上述の構成により、サンギア52がリングギア51の内側で自転しつつ公転すると、出力ギア60の円盤部62の突出部63の外周壁は、穴部54の内周壁によって円盤部62の周方向に押される。これにより、サンギア52の自転成分が出力ギア60に伝達される。サンギア52の自転の速度は、入力軸20の回転速度に比べて遅い。そのため、モータ3の回転出力は、減速されて出力ギア60から出力される。このように、リングギア51およびサンギア52は、「減速機」として機能する。
出力軸80は、軸筒部81、ギア部82、軸穴部83、出力軸筒部85等を有している。軸筒部81、ギア部82および出力軸筒部85は、例えば金属により形成されている。軸筒部81は、例えば筒状に形成されている。ギア部82は、例えば略扇状の板状に形成されている。ギア部82は、扇の中心に穴部820を有している。軸筒部81は、一方の端部の外周壁が穴部820に嵌合し、ギア部82と相対回転不能に設けられている。すなわち、軸筒部81とギア部82とは、別体に形成され、相対回転不能なよう一体に設けられている。ギア部82の軸筒部81とは反対側の外縁部には、外歯84が形成されている。
軸穴部83は、軸筒部81の内側において軸Ax2方向に延びるよう形成されている。軸穴部83には、軸穴部83の径方向外側へ凹み軸Ax2方向に延びるスプライン溝部831が形成されている。
出力軸筒部85は、軸筒部81の一方の端部から他方の端部とは反対側へ略円筒状に延びるよう軸筒部81と一体に形成されている。ここで、出力軸筒部85と軸筒部81とは同軸(軸Ax2)に設けられている。軸筒部81、ギア部82および出力軸筒部85は、一体となって軸Ax2を中心に回転可能である。出力軸筒部85の内側の空間は、軸穴部83に連通している。
出力軸80は、外歯84が出力ギア60の外歯64に噛み合うようフロントハウジング11とリアハウジング12との間の空間5に設けられている。ここで、出力軸80は、軸筒部81の軸Ax2が入力軸20の軸Ax1と略平行になるようにして設けられている。
出力軸80は、軸筒部81が、フロントハウジング11に設けられた筒状のメタルベアリング87の内側に位置するよう設けられている。これにより、出力軸80は、メタルベアリング87を介してフロントハウジング11により回転可能に支持されている。
モータ3が回転駆動し、出力ギア60が回転すると、出力軸80は、軸筒部81の軸Ax2を中心に回転する。すなわち、出力軸80は、モータ3から出力されるトルクにより回転する。
マニュアルシャフト200は、例えば金属により棒状に形成されている。図3に示すように、マニュアルシャフト200の一端には、第1嵌合部210、中間部230、第2嵌合部220が形成されている。第1嵌合部210は、円柱状に形成されている。第1嵌合部210は、円筒状の外周壁から内側へ凹む平面状の平面部211を有している。平面部211は、第1嵌合部210の周方向に等間隔で2つ形成されている。すなわち、2つの平面部211は、軸Ax3を間に挟んで互いに平行になるよう形成されている。このように、第1嵌合部210は、いわゆる2面幅形状に形成されている。
中間部230は、円柱状に形成されている。第1嵌合部210と同軸(軸Ax3)となるよう第1嵌合部210と一体に形成されている。中間部230は、外径が第1嵌合部210の外径と同じである。
第2嵌合部220は、円柱状に形成されている。中間部230と同軸(軸Ax3)となるよう中間部230と一体に形成されている。第2嵌合部220は、外径が中間部230の外径より大きい。第2嵌合部220には、軸穴部83のスプライン溝部831に係合可能なスプライン溝部221が形成されている。
図1に示すように、シフトバイワイヤシステム100のマニュアルシャフト200の第2嵌合部220が出力軸80の軸穴部83に嵌合することにより、第2嵌合部220のスプライン溝部221と軸穴部83のスプライン溝部831とがスプライン結合し、出力軸80とマニュアルシャフト200とが結合される。これにより、出力軸80は、入力軸20の回転が減速機50および出力ギア60を経由して伝達されることで、モータ3のトルクをマニュアルシャフト200に出力する。
本実施形態では、マニュアルシャフト200と出力軸80との間には、第1所定値以上の所定量のガタθ0が設定されている。ここで、第1所定値は、0より大きな値である。すなわち、マニュアルシャフト200は、軸穴部83の内側において出力軸80に対しガタθ0の角度範囲で相対回転可能である。そのため、マニュアルシャフト200を軸穴部83に容易に嵌合させることができる。
<5>
図1、3に示すように、マグネットホルダ90は、ホルダ本体91、シール部92、ホルダ穴部93等を有している。ホルダ本体91は、例えば耐熱性および耐油性を有する樹脂により形成されている。ここで、ホルダ本体91の硬度および弾性率は、出力軸80の出力軸筒部85およびマニュアルシャフト200の硬度および弾性率より低い。
図3に示すように、ホルダ本体91は、ホルダ大径部910、ホルダ小径部911、マグネット保持部94を有している。ホルダ大径部910は、円柱状に形成されている。ホルダ小径部911は、ホルダ大径部910より外径が小さい円柱状に形成されている。ホルダ小径部911は、ホルダ大径部910と同軸(軸Ax4)となるようホルダ大径部910と一体に形成されている。
<9>
マグネット保持部94は、ホルダ大径部910より外径が大きい円柱状に形成されている。マグネット保持部94は、ホルダ大径部910のホルダ小径部911とは反対側においてホルダ大径部910と同軸(軸Ax4)となるようホルダ大径部910と一体に形成されている。マグネット保持部94は、ホルダ大径部910とは反対側の端面から円形に凹むよう形成された保持凹部940を有している。保持凹部940は、ホルダ大径部910と同軸(軸Ax4)となるよう形成されている。
ホルダ穴部93は、ホルダ本体91のホルダ小径部911およびホルダ大径部910を軸Ax4方向に延びるよう形成されている。
<5>
シール部92は、例えばアクリルゴムやシリコーンゴム等の弾性材料により形成されている。ここで、シール部92の硬度および弾性率は、ホルダ本体91の硬度および弾性率より低い。よって、シール部92の硬度および弾性率は、出力軸80の出力軸筒部85およびマニュアルシャフト200の硬度および弾性率より低い。
<1>
シール部92は、ホルダ本体91と一体成型により一体に形成されている。シール部92は、シール筒部920、シール環状部921を有している。シール筒部920は、円筒状に形成されている。シール筒部920は、ホルダ本体91のホルダ小径部911の径方向外側に設けられている。シール筒部920は、ホルダ小径部911と一体に形成されている。そのため、シール部92とホルダ本体91とは、特にシール筒部920の内周壁とホルダ小径部911の外周壁との接触面において、相対回転不能に形成されている。ここで、シール筒部920の内周壁とホルダ小径部911の外周壁との接触面に、軸方向に沿って延びる複数の溝や複数の凹部または凸部を形成してもよい。これにより、シール部92とホルダ本体91との相対回転を確実に規制することができる。なお、当該溝および凹部の深さ、ならびに、突部の高さは、シール筒部920の内周壁とホルダ小径部911の外周壁との相対回転を規制可能であれば、どのように設定してもよい。
シール環状部921は、シール筒部920の外周壁から径方向外側へ突出するよう環状に、シール筒部920と一体に形成されている。シール環状部921は、シール筒部920の軸方向に並ぶよう2つ形成されている。シール環状部921は、軸Ax4を含む仮想平面による断面において、径方向外側の外縁部に頂点Pt1を有する三角形状となるよう形成されている(図3参照)。
シール環状部921の外径は、出力軸筒部85の内径よりやや大きい。マグネットホルダ90は、シール環状部921の外縁部が出力軸筒部85の内周壁851に、周方向の全ての範囲に亘り接触するよう設けられている。これにより、シール部92は、出力軸筒部85の内周壁851との間をシール可能である。また、シール環状部921の外縁部は、出力軸筒部85の内周壁851と摺動可能である。
ホルダ穴部93には、マニュアルシャフト200の第1嵌合部210が嵌合する。ここで、第1嵌合部210をホルダ穴部93に嵌合させるとき、リアハウジング12に形成された環状の係止部14に、マグネット保持部94のシール部92側の面の外縁部を押し付けた状態で、マニュアルシャフト200の一端を軸穴部83に挿通し、第2嵌合部220を軸穴部83に嵌合させるとともに、第1嵌合部210をホルダ穴部93に嵌合させる。これにより、マニュアルシャフト200をホルダ穴部93に容易に嵌合させることができる。
<3>
図4に示すように、マグネットホルダ90は、ホルダ穴部93の周方向の一部に切欠き状のスリット95を有している。スリット95は、ホルダ穴部93とホルダ小径部911の外周壁とを接続しつつ、ホルダ小径部911の端面からホルダ大径部910側へ延びるよう形成されている。スリット95は、ホルダ穴部93の周方向に等間隔で2つ形成されている。
ホルダ穴部93は、平面状のホルダ穴平面部930を有している。ホルダ穴平面部930は、ホルダ穴部93の周方向に等間隔で2つ形成されている。2つのホルダ穴平面部930は、軸Ax4を間に挟んで互いに平行になるよう形成されている。なお、2つのスリット95および軸Ax4を通る直線は、ホルダ穴平面部930に対し平行である(図4参照)。
<4>
マニュアルシャフト200の第1嵌合部210がホルダ穴部93に嵌合していないとき、2つのホルダ穴平面部930間の距離Dh1は、マニュアルシャフト200の第1嵌合部210の2つの平面部211間の距離Ds1より小さい。そのため、平面部211がホルダ穴平面部930に接触するようマニュアルシャフト200の第1嵌合部210をホルダ穴部93に嵌合させると、ホルダ本体91のホルダ小径部911は、2つのホルダ穴平面部930が離れる方向に押し広げられるようにして変形する。これにより、ホルダ穴平面部930からマニュアルシャフト200の平面部211に対し径内方向の力F1が作用する。その結果、マグネットホルダ90とマニュアルシャフト200との相対回転を確実に規制できるとともに、マグネットホルダ90をマニュアルシャフト200に安定して取り付けることができる。ここで、ホルダ穴平面部930は、マグネットホルダ90とマニュアルシャフト200との相対回転を規制可能な部位である「回転規制部位」に対応している。
<2>
このように、マグネットホルダ90は、ホルダ穴部93からマニュアルシャフト200に対し径内方向の力F1が作用するよう形成されている。
<6>
本実施形態では、ホルダ穴部93の径方向外側に、弾性材料からなるシール部92が設けられている。そのため、マニュアルシャフト200の第1嵌合部210をホルダ穴部93に嵌合させると、第1嵌合部210の平面部211等の外壁に、シール部92からホルダ本体91を経由して径内方向の力が作用する。
<9>
マグネット35は、例えば磁性材料を焼結することにより円板状に形成されている。マグネット35は、磁束を発生可能である。マグネットは、例えば圧入によりマグネット保持部94の保持凹部940に設けられている。マグネット35の外周壁には、マグネット保持部94の保持凹部940の内周壁から径方向内側の力が作用する。そのため、マグネット35は、マグネット保持部94により安定して保持されている。
角度センサ45は、ホール素子および信号変換回路を有している。角度センサ45は、マグネット35に対向するよう基板74に実装されている。ここで、角度センサ45は、出力軸80の軸筒部81およびマグネットホルダ90の軸(Ax3、Ax4)上に設けられている。すなわち、マグネットホルダ90と角度センサ45とは、マニュアルシャフト200の軸Ax2上に位置するよう設けられている。
角度センサ45は、ホール素子および信号変換回路に接続する端子が基板74に接続している。角度センサ45は、マグネット35からの磁束を検出し、マグネットホルダ90の回転角度に対応する信号をマイクロコンピュータ701に出力可能である。これにより、マイクロコンピュータ701は、マグネットホルダ90の回転角度を検出することができる。本実施形態では、マグネットホルダ90がマニュアルシャフト200と一体に回転するため、マイクロコンピュータ701は、マグネットホルダ90の回転角度からマニュアルシャフト200の回転角度を検出することができる。
本実施形態では、マニュアルシャフト200とホルダ穴部93との間のガタ量は、第2所定値以下に設定されている。ここで、第2所定値は、0である。つまり、マニュアルシャフト200とホルダ穴部93との間のガタ量は、0である。つまり、第2所定値は、第1所定値より小さい。そのため、マニュアルシャフト200を軸穴部83に容易に嵌合させることができるとともに、角度センサ45によるマニュアルシャフト200の回転角度の検出精度を高めることができる。
次に、回転式アクチュエータ1の作動について説明する。
運転者が所望のシフトレンジへの切り替えを要求すると、マイクロコンピュータ701は、ECU2からの指令信号に基づき、モータ3に通電する。モータ3への通電により、モータ3が回転すると、モータ3のトルクは、減速機50、出力ギア60を経由して出力軸80に伝達する。出力軸80に伝達したトルクにより出力軸80が回転すると、出力軸80の軸穴部83にスプライン結合するマニュアルシャフト200が回転し、保持機構のストッパ107がディテントプレート102の凹部151〜154を移動する。
モータ3の回転量が、運転者の要求したシフトレンジに対応した回転量になると、マイクロコンピュータ701は、ECU2からの指令信号に基づき、モータ3への通電を停止する。これにより、ストッパ107が凹部151〜154のいずれかに嵌まり込み、マニュアルシャフト200の回転位置が所定の位置に保持される。
モータ3によりマニュアルシャフト200が回転駆動されているとき、マグネットホルダ90は、マニュアルシャフト200と一体に回転している。このとき、ECU2およびマイクロコンピュータ701は、角度センサ45からの信号によりマニュアルシャフト200の回転角度を検出することができる。
本実施形態では、ホルダ本体91と出力軸筒部85との間をシール部92でシールすることにより、シフトレンジ切替装置110側からのATFや、回転式アクチュエータ1とシフトレンジ切替装置110との間の水や埃等が、軸穴部83および出力軸筒部85の内側を経由して制御部700側に侵入するのを抑制できる。これにより、角度センサ45によるマニュアルシャフト200の回転角度の検出精度の低下、および、モータ3の作動不良を抑制できる。
本実施形態では、軸筒部81の出力軸筒部85とは反対側の端部とフロントハウジング11の内壁との間にゴム製環状のシール部材6が設けられている(図1参照)。これにより、軸筒部81とフロントハウジング11の内壁との間をシール可能である。
本実施形態では、フロントハウジング11の開口端部とリアハウジング12の開口端部との間にゴム製環状のシール部材7が設けられている(図1参照)。これにより、フロントハウジング11とリアハウジング12との間をシール可能である。
本実施形態では、リアハウジング12の外縁部とカバー13の外縁部との間にゴム製環状の振動伝達抑制部9が設けられている(図1参照)。これにより、リアハウジング12とカバー13との間をシールするとともに、ロータ40を回転可能に支持するリアハウジング12から、制御部700を支持するカバー13を経由してロータ40の回転による振動が制御部700に伝達するのを抑制できる。
以上説明したように、<1>本実施形態では、出力軸80は、軸穴部83が形成された軸筒部81、および、軸筒部81に対しシフトレンジ切替装置110とは反対側に位置する出力軸筒部85を有している。マグネットホルダ90は、ホルダ穴部93が形成されたホルダ本体91、および、ホルダ本体91と一体に形成され出力軸筒部85の内周壁851に接触し出力軸筒部85との間をシール可能なシール部92を有している。
本実施形態では、マグネットホルダ90と出力軸筒部85との間をシール可能なシール部92が、ホルダ本体91と一体に形成されている。そのため、部材点数および組付工数を低減可能である。
また、<2>本実施形態では、マグネットホルダ90は、ホルダ穴部93からマニュアルシャフト200に対し径内方向の力F1が作用するよう形成されている。そのため、ホルダ穴部93にマニュアルシャフト200を嵌合させるだけでマニュアルシャフト200のガタ消しが可能であり、ホルダ穴部93をマニュアルシャフト200に締め付けるスプリング等を廃止することができる。
また、<3>本実施形態では、マグネットホルダ90は、ホルダ穴部93の周方向の一部に切欠き状のスリット95を有している。そのため、ホルダ穴部93にマニュアルシャフト200を嵌合させたとき、マグネットホルダ90が変形し易くなり、ホルダ穴部93からマニュアルシャフト200に対し作用する径内方向の力F1を大きくすることができる。そのため、マグネットホルダ90とマニュアルシャフト200との相対回転を確実に規制できるとともに、マグネットホルダ90をマニュアルシャフト200に安定して取り付けることができる。
また、<4>本実施形態では、マグネットホルダ90は、マグネットホルダ90とマニュアルシャフト200との相対回転を規制可能な部位であるホルダ穴平面部930を有している。ホルダ穴平面部930は、平面状のため、精度よく容易に形成できる。
また、<5>本実施形態では、ホルダ本体91とシール部92とは硬度が異なる材料により形成されている。本実施形態では、ホルダ穴部93が形成されるホルダ本体91を硬度の高い材料により形成し、出力軸筒部85との間をシールするシール部92をホルダ本体91より硬度の低い材料で形成することにより、角度センサ45によるマニュアルシャフト200の回転角度の検出精度を高めつつ、シール部92によるシール性を高めることができる。
また、<6>本実施形態では、シール部92は、ホルダ穴部93の径方向外側に設けられている。そのため、マニュアルシャフト200の第1嵌合部210をホルダ穴部93に嵌合させると、第1嵌合部210の平面部211等の外壁に、シール部92からホルダ本体91を経由して径内方向の力が作用する。これにより、マグネットホルダ90とマニュアルシャフト200との相対回転をより一層確実に規制できるとともに、マグネットホルダ90をマニュアルシャフト200により一層安定して取り付けることができる。また、金属製のマニュアルシャフト200に接するホルダ本体91の硬度を高めることにより、マグネットホルダ90の摩耗を抑制できる。
また、<9>本実施形態では、ホルダ本体91は、マグネット35を保持するマグネット保持部94を有している。マグネット35は、圧入によりマグネット保持部94に設けられている。そのため、マグネット35の形状の簡略化によるコストダウンを図ることができる。
(第2実施形態)
第2実施形態による回転式アクチュエータの一部を図5に示す。第2実施形態は、マグネットホルダ90および出力軸筒部85の構成等が第1実施形態と異なる。
本実施形態では、ホルダ本体91は、ホルダ小径部911を有していない。すなわち、ホルダ本体91は、ホルダ大径部910およびマグネット保持部94を有している。また、ホルダ穴部93は、ホルダ大径部910のマグネット保持部94とは反対側の端面からマグネット保持部94まで軸Ax4方向に延びるよう形成されている。
シール部92は、ホルダ本体91と一体成型により一体に形成されている。シール部92は、シール板部923、シール筒部924、シール突出部925を有している。シール板部923は、環状の板状に形成され、内縁部がホルダ大径部910の外周壁と一体に形成されている。そのため、シール部92とホルダ本体91とは、特にシール板部923の内縁部とホルダ大径部910の外周壁との接触面において、相対回転不能に形成されている。ここで、シール板部923の出力軸筒部85側の面は、出力軸筒部85の端面に当接可能である。また、シール板部923の内縁部とホルダ大径部910の外周壁との接触面に、軸方向に沿って延びる複数の溝や複数の凹部または凸部を形成してもよい。これにより、シール板部923の内縁部とホルダ大径部910の外周壁との相対回転を確実に規制することができる。なお、当該溝および凹部の深さ、ならびに、突部の高さは、シール板部923の内縁部とホルダ大径部910の外周壁との相対回転を規制可能であれば、どのように設定してもよい。
シール筒部924は、シール板部923の外縁部から出力軸筒部85側へ筒状に延びるようシール板部923と一体に形成されている。ここで、シール筒部924の内周壁は、出力軸筒部85の外周壁852に接触可能である。
シール突出部925は、シール筒部924の内周壁から径方向内側へ突出するようシール筒部924と一体に形成されている。シール突出部925は、環状に形成されている。
出力軸筒部85は、出力軸溝部853を有している。出力軸溝部853は、出力軸筒部85の外周壁852から径方向内側へ凹むよう環状に形成されている。出力軸溝部853は、シール突出部925が入り込み可能に形成されている。
<7>
本実施形態では、シール部92は、シール突出部925が出力軸溝部853に入り込んだ状態となるよう出力軸筒部85と一体成型により接続している。そのため、シール部92と出力軸筒部85とは、特にシール突出部925と出力軸溝部853との接触面において、相対回転不能に形成されている。ここで、第2所定値は、第1所定値より小さいため、マニュアルシャフト200およびホルダ本体91が出力軸筒部85に対し第1所定値の範囲で相対回転したとき、シール板部923の内縁部とシール突出部925とは相対回転し、シール部92は周方向に捩れるように変形する。ここで、シール突出部925と出力軸溝部853との接触面に、軸方向に沿って延びる複数の溝や複数の凹部または凸部を形成してもよい。これにより、シール突出部925と出力軸溝部853との相対回転を確実に規制することができる。なお、当該溝および凹部の深さ、ならびに、突部の高さは、シール突出部925と出力軸溝部853との相対回転を規制可能であれば、どのように設定してもよい。
<8>
図5に示すように、本実施形態では、シール部92と出力軸筒部85との接触部であるシール突出部925と出力軸溝部853との接触部97は、少なくとも1つの屈曲した部位である屈曲部971を有するラビリンス状に形成されている。軸Ax4を含む仮想平面による断面において、シール突出部925と出力軸溝部853との接触面は、直角に折れ曲がるよう形成されている(図5参照)。
以上説明したように、<1>本実施形態では、マグネットホルダ90は、ホルダ穴部93が形成されたホルダ本体91、および、ホルダ本体91と一体に形成され出力軸筒部85の外周壁852に接触し出力軸筒部85との間をシール可能なシール部92を有している。そのため、第1実施形態と同様、部材点数および組付工数を低減可能である。
また、<7>本実施形態では、シール部92は、出力軸筒部85と一体成型により接続している。そのため、シール部92と出力軸筒部85との間のシール性を高めることができる。
また、<8>本実施形態では、シール部92と出力軸筒部85との接触部97は、少なくとも1つの屈曲した部位である屈曲部971を有するラビリンス状に形成されている。そのため、シール部92と出力軸筒部85との間のシール性をより一層高めることができる。
(第3実施形態)
第3実施形態による回転式アクチュエータの一部を図6に示す。第3実施形態は、マグネット35およびマグネットホルダ90の構成等が第1実施形態と異なる。
<10>
本実施形態では、マグネット35は、例えば磁性体を練り込んだゴムにより形成されている。マグネット35は、磁束を発生可能なよう着磁されている。
ホルダ本体91は、マグネット35と同じ材料によりマグネット35と一体に形成されている。そのため、部材点数および組付工数をより一層低減可能である。
なお、マグネット35およびホルダ本体91の硬度および弾性率は、出力軸80の出力軸筒部85およびマニュアルシャフト200の硬度および弾性率より低く、シール部92の硬度および弾性率より高い。
(他の実施形態)
他の実施形態では、マグネットホルダ90は、スリット95を有していなくてもよい。
また、上述の実施形態では、マグネットホルダ90は、マグネットホルダ90とマニュアルシャフト200との相対回転を規制可能な部位である「回転規制部位」としてホルダ穴平面部930を有する例を示した。これに対し、他の実施形態では、マニュアルシャフト200の第1嵌合部210にスプライン溝を形成し、当該スプライン溝に係合するスプライン溝をホルダ穴部93に形成し、「回転規制部位」としてもよい。
また、他の実施形態では、ホルダ本体91とシール部92とは硬度が同じ材料により形成されていてもよい。
また、上述の第2実施形態では、シール部92が、シール突出部925が出力軸溝部853に入り込んだ状態となるよう出力軸筒部85と一体成型により接続している例を示した。これに対し、他の実施形態では、シール部92は、出力軸筒部85と一体成型により接続されていなくてもよい。つまり、シール部92と出力軸筒部85とは、相対回転可能に形成されていてもよい。
また、上述の第1、3実施形態では、マグネット35が、圧入によりマグネット保持部94に設けられる例を示した。これに対し、他の実施形態では、マグネット35は、インサート成型または接着によりマグネット保持部94に設けられていてもよい。
また、上述の実施形態は、阻害要因がない限り、組み合わせることができる。例えば、第2実施形態と第3実施形態とを組み合わせて、第3実施形態のシール部92および出力軸筒部85を第2実施形態のシール部92および出力軸筒部85のように形成することが可能である。
また、他の実施形態では、モータ3は、磁石42を有する3相ブラシレスモータに限らず、SRモータ等、他の形式のモータであってもよい。
また、他の実施形態では、ディテントプレートの凹部は、いくつ形成されていてもよい。すなわち、本発明を適用可能な自動変速機のレンジの数は4つに限らない。
本発明によるシフトバイワイヤシステムは、上述の実施形態と同様に「P」、「R」、「N」、「D」の4ポジションを切り替える無段変速機(CVT)やHV(ハイブリッド車)の自動変速機(A/T)の他、「P」または「notP」の2ポジションを切り替えるEV(電気自動車)もしくはHVのパーキング機構等のレンジ切替に用いることもできる。
また、他の実施形態では、回転式アクチュエータは、車両のシフトバイワイヤシステムのシフトレンジ切替装置またはパーキング切替装置以外の装置等を駆動対象、取付対象としてもよい。
このように、本開示は、上記実施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種々の形態で実施可能である。
1 回転式アクチュエータ、3 モータ、10 ハウジング、80 出力軸、81 軸筒部、83 軸穴部、85 出力軸筒部、851 内周壁、852 外周壁、90 マグネットホルダ、91 ホルダ本体、92 シール部、93 ホルダ穴部、35 マグネット、45 角度センサ、110 シフトレンジ切替装置(駆動対象)、200 マニュアルシャフト(シャフト)

Claims (10)

  1. 駆動対象(110)のシャフト(200)を回転駆動可能な回転式アクチュエータ(1)であって、
    ハウジング(10)と、
    前記ハウジング内に設けられたモータ(3)と、
    前記シャフトが挿通および嵌合する軸穴部(83)を有し、前記モータから出力されるトルクにより回転し、前記シャフトにトルクを出力する出力軸(80)と、
    前記シャフトが嵌合するホルダ穴部(93)を有し、前記シャフトとともに回転可能に設けられたマグネットホルダ(90)と、
    前記マグネットホルダに設けられ、磁束を発生可能なマグネット(35)と、
    前記マグネットからの磁束を検出し、前記マグネットホルダの回転角度に対応する信号を出力可能な角度センサ(45)と、を備え、
    前記出力軸は、前記軸穴部が形成された軸筒部(81)、および、前記軸筒部に対し前記駆動対象とは反対側に位置する出力軸筒部(85)を有し、
    前記マグネットホルダは、前記ホルダ穴部が形成されたホルダ本体(91)、および、前記ホルダ本体と一体に形成され前記出力軸筒部の内周壁(851)または外周壁(852)に接触し前記出力軸筒部との間をシール可能なシール部(92)を有している回転式アクチュエータ。
  2. 前記マグネットホルダは、前記ホルダ穴部から前記シャフトに対し径内方向の力(F1)が作用するよう形成されている請求項1に記載の回転式アクチュエータ。
  3. 前記マグネットホルダは、前記ホルダ穴部の周方向の一部に切欠き状のスリット(95)を有している請求項1または2に記載の回転式アクチュエータ。
  4. 前記マグネットホルダは、前記マグネットホルダと前記シャフトとの相対回転を規制可能な部位である回転規制部位(930)を有している請求項1〜3のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
  5. 前記ホルダ本体と前記シール部とは硬度が異なる材料により形成されている請求項1〜4のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
  6. 前記シール部は、前記ホルダ穴部の径方向外側に設けられている請求項1〜5のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
  7. 前記シール部は、前記出力軸筒部と一体成型により接続している請求項1〜6のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
  8. 前記シール部と前記出力軸筒部との接触部(97)は、少なくとも1つの屈曲した部位である屈曲部(971)を有するラビリンス状に形成されている請求項1〜7のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
  9. 前記ホルダ本体は、前記マグネットを保持するマグネット保持部(94)を有し、
    前記マグネットは、インサート成型、圧入または接着により前記マグネット保持部に設けられている請求項1〜8のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
  10. 前記ホルダ本体は、前記マグネットと同じ材料により前記マグネットと一体に形成されている請求項1〜8のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
JP2019123854A 2019-07-02 2019-07-02 回転式アクチュエータ Active JP7205405B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019123854A JP7205405B2 (ja) 2019-07-02 2019-07-02 回転式アクチュエータ
CN202010607338.9A CN112178180B (zh) 2019-07-02 2020-06-29 旋转致动器
US16/918,114 US11079012B2 (en) 2019-07-02 2020-07-01 Rotary actuator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019123854A JP7205405B2 (ja) 2019-07-02 2019-07-02 回転式アクチュエータ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021010262A true JP2021010262A (ja) 2021-01-28
JP7205405B2 JP7205405B2 (ja) 2023-01-17

Family

ID=73919386

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019123854A Active JP7205405B2 (ja) 2019-07-02 2019-07-02 回転式アクチュエータ

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11079012B2 (ja)
JP (1) JP7205405B2 (ja)
CN (1) CN112178180B (ja)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011160636A (ja) * 2010-02-04 2011-08-18 Denso Corp モータ、及び、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP2015027200A (ja) * 2013-07-26 2015-02-05 株式会社ジェイテクト 回転角検出装置、回転角検出装置の組立方法、回転電機
JP2016089967A (ja) * 2014-11-06 2016-05-23 三菱電機株式会社 レンジ切り替え装置
US20170279330A1 (en) * 2016-03-24 2017-09-28 Robert Bosch Gmbh Electrical machine and method for producing an electrical machine
WO2018079418A1 (ja) * 2016-10-25 2018-05-03 株式会社デンソー 回転式アクチュエータ、回転駆動装置、および、それを用いたシフトバイワイヤシステム
JP2018080807A (ja) * 2016-11-18 2018-05-24 アイシン精機株式会社 シフトバイワイヤ式自動変速機のアクチュエータ
JP2019033559A (ja) * 2017-08-04 2019-02-28 マブチモーター株式会社 センサマグネットおよびモータ

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4361927B2 (ja) * 2006-08-08 2009-11-11 株式会社デンソー シフトバイワイヤシステム
JP5457986B2 (ja) * 2010-09-21 2014-04-02 カヤバ工業株式会社 リニアアクチュエータ
JP5648564B2 (ja) * 2011-04-06 2015-01-07 株式会社デンソー 回転式アクチュエータ
JP5692606B2 (ja) * 2012-05-28 2015-04-01 株式会社デンソー 回転式アクチュエータ
JP5943955B2 (ja) 2014-04-07 2016-07-05 三菱電機株式会社 レンジ切り替え装置
JP6455059B2 (ja) 2014-10-08 2019-01-23 アイシン精機株式会社 シフト装置
JP2017099180A (ja) * 2015-11-26 2017-06-01 株式会社デンソー 回転電機、および、それを用いたシフトバイワイヤシステム
JP6668801B2 (ja) * 2016-02-12 2020-03-18 株式会社デンソー レンジ切替制御装置
JP6572794B2 (ja) * 2016-02-16 2019-09-11 株式会社デンソー モータ制御装置
JP6583052B2 (ja) * 2016-02-26 2019-10-02 株式会社デンソー モータ制御装置
US9970538B2 (en) * 2016-05-13 2018-05-15 Dura Operating, Llc Method for controlling an electromechanical interface device
JP2018080707A (ja) 2016-11-14 2018-05-24 株式会社NejiLaw ねじ締結構造、座体
JP6665812B2 (ja) * 2017-02-28 2020-03-13 株式会社デンソー シフトレンジ制御装置
DE112018001722T5 (de) * 2017-03-31 2019-12-19 Nidec Tosok Corporation Elektrisches betätigungsbauglied
US10955051B2 (en) * 2017-07-18 2021-03-23 Dura Operating, Llc Actuator assembly for a transmission shifter
JP6863245B2 (ja) * 2017-11-20 2021-04-21 株式会社デンソー シフトレンジ制御装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011160636A (ja) * 2010-02-04 2011-08-18 Denso Corp モータ、及び、これを用いた電動パワーステアリング装置
JP2015027200A (ja) * 2013-07-26 2015-02-05 株式会社ジェイテクト 回転角検出装置、回転角検出装置の組立方法、回転電機
JP2016089967A (ja) * 2014-11-06 2016-05-23 三菱電機株式会社 レンジ切り替え装置
US20170279330A1 (en) * 2016-03-24 2017-09-28 Robert Bosch Gmbh Electrical machine and method for producing an electrical machine
WO2018079418A1 (ja) * 2016-10-25 2018-05-03 株式会社デンソー 回転式アクチュエータ、回転駆動装置、および、それを用いたシフトバイワイヤシステム
JP2018080807A (ja) * 2016-11-18 2018-05-24 アイシン精機株式会社 シフトバイワイヤ式自動変速機のアクチュエータ
JP2019033559A (ja) * 2017-08-04 2019-02-28 マブチモーター株式会社 センサマグネットおよびモータ

Also Published As

Publication number Publication date
US11079012B2 (en) 2021-08-03
JP7205405B2 (ja) 2023-01-17
CN112178180B (zh) 2022-10-28
CN112178180A (zh) 2021-01-05
US20210003213A1 (en) 2021-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6686966B2 (ja) 回転式アクチュエータ
US7847447B2 (en) Rotary actuator having electric motor and speed reduction device
JP5692606B2 (ja) 回転式アクチュエータ
US10371257B2 (en) Rotational drive apparatus and shift-by-wire system having the same
JP5984898B2 (ja) レンジ切り替え装置
JP5648564B2 (ja) 回転式アクチュエータ
JP6327137B2 (ja) 回転式アクチュエータ
JP2010159828A (ja) 回転式アクチュエータおよびその製造方法
JP4003754B2 (ja) リラクタンス電動機のロータ角検出装置
CN111828553A (zh) 旋转致动器
JP5488931B2 (ja) 回転式アクチュエータ
JP2017099180A (ja) 回転電機、および、それを用いたシフトバイワイヤシステム
JP2018102050A (ja) 回転式アクチュエータ
JP6673142B2 (ja) 回転駆動装置、および、それを用いたシフトバイワイヤシステム
JP2009162268A (ja) シフトレンジ切替装置
JP6116735B1 (ja) レンジ切替装置
CN112703337B (zh) 旋转式致动器
JP2006307761A (ja) バルブリフト制御装置のアクチュエータ
JP5381882B2 (ja) 回転式アクチュエータ
JP7205405B2 (ja) 回転式アクチュエータ
CN111828554A (zh) 旋转致动器
JP5093156B2 (ja) 回転式アクチュエータ

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20211116

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20220830

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20220831

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221025

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20221026

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20221129

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20221212

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 7205405

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151