WO2022030451A1 - 回転式アクチュエータ - Google Patents

Abstract

回転式アクチュエータ（４０、８００、９００）は、モータ（５０）と、ギア（５１～５４、６０、７４、８１０、８２０、８３０、８４０、８５０、９１０、９２０）と、被検出部（６５）と、絶対角センサ（６８）と、を備える。ギアは、モータ（５０）の回転を出力軸（１５）に伝達するＮ段（Ｎは２以上の整数）の減速段を構成する。被検出部（６５）は、ギアの１つに設けられる。絶対角センサ（６８）は、被検出部（６５）が設けられるギアである検出対象ギア（５３、８４０）の回転により変化する物理量を検出する。検出対象ギア（５３、８４０）は、最終減速段よりもモータ（５０）側であって、回転範囲が絶対角センサ（６８）により絶対角を検出可能な範囲内である。

Description

回転式アクチュエータ 関連出願の相互参照

　本出願は、２０２０年８月７日に出願された特許出願番号２０２０－１３５３１９号に基づくものであり、ここにその記載内容を援用する。

　本開示は、回転式アクチュエータに関する。

　従来、ギアを用いてモータの回転を伝達する回転式アクチュエータが知られている。例えば特許文献１では、ウォームギアを用いてブラシ付きＤＣモータの駆動を伝達している。

中国特許出願公開第１０８３７４８８５号明細書

　特許文献１では、出力軸部にマグネットを内蔵して角度検出を行っているが、振動等により発生する出力ギアの偏芯力や歯面形状のばらつき等により、検出精度が悪化しやすい。本開示の目的は、センサの検出精度劣化を抑制可能な回転式アクチュエータを提供することにある。

　本開示の回転式アクチュエータは、モータと、ギアと、被検出部と、絶対角センサと、を備える。ギアは、モータの回転を出力軸に伝達するＮ段（Ｎは２以上の整数）の減速段を構成する。被検出部は、ギアの１つに設けられる。絶対角センサは、被検出部が設けられるギアである検出対象ギアの回転により変化する物理量を検出する。検出対象ギアは、最終減速段よりもモータ側であって、回転範囲が絶対角センサの検出値により絶対角を検出可能な範囲内である。これにより、絶対角センサの検出精度の劣化を抑制することができる。

　本開示についての上記目的及びその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、第１実施形態によるシフトバイワイヤシステムを示す概略構成図であり、 図２は、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であり、 図３は、図２のＩＩＩ方向矢視図であり、 図４は、図２のＩＶ方向矢視図であり、 図５は、第１実施形態によるハウジングおよびセンサカバーを示す斜視図であり、 図６は、第１実施形態による回転式アクチュエータを示す分解斜視図であり、 図７は、第２実施形態によるギアおよびギア接続シャフトを示す斜視図であり、 図８は、第３実施形態による回転式アクチュエータの平面図であり、 図９は、第３実施形態による回転式アクチュエータのセンサカバーを外した状態を示す平面図であり、 図１０は、図９のＸ－Ａ－Ｂ－Ｃ－Ｘ線の断面図であり、 図１１は、第４実施形態による回転式アクチュエータの平面図であり、 図１２は、第４実施形態による回転式アクチュエータのセンサカバーを外した状態を示す平面図であり、 図１３は、図１２のＸＩＩＩ－Ｄ－Ｅ－ＸＩＩＩ線の断面図である。

　以下、本開示による回転式アクチュエータを図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

　　　（第１実施形態）
　第１実施形態を図１～図６に示す。図２は、図４のＩＩ－Ｏ－ＩＩ線断面図である。図１に示すように、本実施形態の回転式アクチュエータ４０は、シフトバイワイヤシステム１に適用される。シフトバイワイヤシステム１は、回転式アクチュエータ４０、シフトレンジ切替機構２０、および、パーキングロック機構３０等を備える。

　回転式アクチュエータ４０は、モータ５０（図２参照。）を有し、図示しない車両に搭載されるバッテリから電力が供給されることで回転し、シフトレンジ切替機構２０の駆動源として機能する。回転式アクチュエータ４０の詳細は後述する。

　シフトレンジ切替機構２０は、ディテントプレート２１、および、ディテントスプリング２５等を有し、減速機１４から出力された回転駆動力を、マニュアルバルブ２８、および、パーキングロック機構３０へ伝達する。

　ディテントプレート２１は、出力軸１５に固定され、回転式アクチュエータ４０により駆動される。ディテントプレート２１には、出力軸１５と平行に突出するピン２４が設けられる。ピン２４は、マニュアルバルブ２８と接続される。ディテントプレート２１が回転式アクチュエータ４０によって駆動されることで、マニュアルバルブ２８は軸方向に往復移動する。すなわち、シフトレンジ切替機構２０は、回転式アクチュエータ４０の回転運動を直線運動に変換してマニュアルバルブ２８に伝達する。マニュアルバルブ２８は、バルブボディ２９に設けられる。マニュアルバルブ２８が軸方向に往復移動することで、図示しない油圧クラッチへの油圧供給路が切り替えられ、油圧クラッチの係合状態が切り替わることでシフトレンジが変更される。

　ディテントプレート２１のディテントスプリング２５側には、２つの谷部２２が設けられる。ディテントスプリング２５は、弾性変形可能な板状部材であり、先端にディテントローラ２６が設けられる。ディテントスプリング２５は、ディテントローラ２６をディテントプレート２１の回動中心側に付勢する。ディテントプレート２１に所定以上の回転力が加わると、ディテントスプリング２５が弾性変形し、ディテントローラ２６が谷部間を移動する。ディテントローラ２６が谷部２２のいずれかに嵌まり込むことで、ディテントプレート２１の揺動が規制され、マニュアルバルブ２８の軸方向位置、および、パーキングロック機構３０の状態が決定され、シフトレンジが固定される。

　パーキングロック機構３０は、パーキングロッド３１、円錐体３２、パーキングロックポール３３、軸部３４、および、パーキングギア３５を有する。パーキングロッド３１は、略Ｌ字形状に形成され、一端３１１側がディテントプレート２１に固定される。パーキングロッド３１の他端３１２側には、円錐体３２が設けられる。円錐体３２は、他端３１２側にいくほど縮径するように形成される。ディテントローラ２６がＰレンジに対応する谷部２１１に嵌まり込む方向にディテントプレート２１が回転すると、円錐体３２が矢印Ｐの方向に移動する。

　パーキングロックポール３３は、円錐体３２の円錐面と当接し、軸部３４を中心に揺動可能に設けられる。パーキングロックポール３３のパーキングギア３５側には、パーキングギア３５と噛み合い可能な凸部３３１が設けられる。ディテントプレート２１の回転により、円錐体３２が矢印Ｐ方向に移動すると、パーキングロックポール３３が押し上げられ、凸部３３１とパーキングギア３５とが噛み合う。一方、円錐体３２が矢印ＮｏｔＰ方向に移動すると、凸部３３１とパーキングギア３５との噛み合いが解除される。

　パーキングギア３５は、図示しない車軸に設けられ、パーキングロックポール３３の凸部３３１と噛み合い可能に設けられる。パーキングギア３５と凸部３３１とが噛み合うと、車軸の回転が規制される。シフトレンジがＰ以外のレンジであるＮｏｔＰレンジのとき、パーキングギア３５はパーキングロックポール３３によりロックされず、車軸の回転は、パーキングロック機構３０により妨げられない。また、シフトレンジがＰレンジのとき、パーキングギア３５はパーキングロックポール３３によってロックされ、車軸の回転が規制される。

　図２～図６に示すように、回転式アクチュエータ４０は、ハウジング４１、センサカバー４３、ギアカバー４５、モータ５０、モータギア５１、ギア５２～５４、ギア接続シャフト５５、出力軸ギア６０、センサマグネット６５、および、回転角センサ６８等を備える。図２において、モータ５０の軸方向を紙面上下方向とし、紙面上側を「一方側」、紙面下側を「他方側」とする。

　ハウジング４１は、例えばアルミ等の金属で形成され、モータハウジング部４１１、および、ギアハウジング部４１２から構成される。モータハウジング部４１１は、軸方向の一方側に開口する略有底筒状に形成される。ギアハウジング部４１２は、モータハウジング部４１１の径方向外側に突出して形成される。ギアハウジング部４１２の一方側の端面は、モータハウジング部４１１の一方側の端面と概ね同一平面上に形成されている。ギアハウジング部４１２の他方側の端面は、モータハウジング部４１１の軸方向の中間に位置している。換言すると、モータハウジング部４１１は、他方側に突出している。また、ギアハウジング部４１２には、出力軸ギア６０を収容する出力軸ギア収容部４１３がモータハウジング部４１１とは反対側に突出して形成されている。

　センサカバー４３およびギアカバー４５は、ハウジング４１を挟んで両側に設けられる。センサカバー４３は、モータハウジング部４１１およびギアハウジング部４１２の一方側に設けられて、ねじ４３９にてハウジング４１に固定される。センサカバー４３には、コネクタ４３５が設けられており、コネクタ４３５を経由して回転式アクチュエータ４０に電力が供給される。また、コネクタ４３５を経由して外部と信号の送受信を行う。ギアカバー４５は、ギアハウジング部４１２の他方側に設けられ、ねじ４５９にてハウジング４１に固定される。

　図２に示すように、モータ５０は、ブラシ付きのＤＣモータであって、マグネット５０１、コア５０２、コイル５０４、モータシャフト５０５、コミュテータ５０８、および、図示しないブラシ等を有する。マグネット５０１は、モータハウジング部４１１の内周側に固定される。コア５０２は、マグネット５０１の径方向内側に設けられ、巻回されているコイル５０４に電流が流れると、回転力を発生する。モータシャフト５０５は、軸受５０６、５０７に回転可能に支持され、コア５０２と一体となって回転する。コミュテータ５０８は、ブラシから供給される電流をコイル５０４に流す。

　ギア５１～５４および出力軸ギア６０は、いずれも平歯ギアである。モータギア５１およびギア５２、５３は、ハウジング４１に一方側に開口する第１ギア室４１５に配置される。ギア５４および出力軸ギア６０は、ハウジング４１の他方側に開口する第２ギア室４１６に配置される。第１ギア室４１５と第２ギア室４１６とは、ギア接続シャフト５５が挿通される軸孔４１７で連通している。本実施形態では、モータギア５１、ギア５４および出力軸ギア６０が金属で形成され、ギア５２、５３が樹脂で形成されているが、要求される強度等に応じ、ギアの素材は適宜変更可能である。後述の実施形態も同様である。

　モータギア５１は、モータシャフト５０５の一方側に固定され、モータシャフト５０５と一体に回転する。ギア５２は、大径部５２１および小径部５２２を有し、シャフト５２５と一体に回転する。大径部５２１の径方向外側には平歯が形成され、モータギア５１と噛み合う。小径部５２２の径方向外側には平歯が形成され、ギア５３と噛み合う。シャフト５２５は、ハウジング４１に形成される軸孔４１４に挿入され、回転可能に支持される。

　ギア５３は、筒部５３１、および、ギア部５３２を有する。ギア部５３２は、筒部５３１の径方向外側に突出して形成される。ギア部５３２には、ギア５２の小径部５２２と噛み合う平歯が形成されている。ギア部５３２は、回転角センサ６８にて絶対角を検出可能な範囲（例えば１８０°未満）に形成される。筒部５３１の径方向内側には、シャフト固定部材５３５が設けられる。シャフト固定部材５３５は、例えば金属で形成されている。

　ギア接続シャフト５５は、軸受５６、５７により、ハウジング４１に回転可能に支持されている。本実施形態では、軸受５６、５７は、ボールベアリングであって、軸孔４１７に圧入されている。軸受を複数とすることで、ギア接続シャフト５５の倒れを抑制することができる。また、ギア接続シャフト５５の径方向のがたつきを抑制可能であるので、シャフトのたたき等による摩耗の発生を低減することができる。

　ギア接続シャフト５５の一方側は、ギア５３の筒部５３１の径方向内側に設けられるシャフト固定部材５３５に圧入され、例えばローリングかしめ等にて固定される。これにより、ギア５３がギア接続シャフト５５の一方側に固定される。ギア接続シャフト５５の他方側には、ボルト５４９によりギア５４が固定される。これにより、ギア５３の筒部３５１とギア５４とは、ギア接続シャフト５５により同軸に接続され、一体となって回転する。ギア５４は、筒部５３１と略同径に形成され、径方向外側の全周に出力軸ギア６０と噛み合う平歯が形成される。

　図２、図５および図６に示すように、出力軸ギア６０は、略筒状に形成される出力軸接続部６０１、および、ギア部６０２を有する。出力軸接続部６０１は、径方向外側に設けられるブッシュ６１により、ギアカバー４５に回転可能に支持される。出力軸接続部６０１の径方向内側には、出力軸１５（図１参照）が圧入固定され、一体となって回転する。ブッシュ６１は、ギアカバー４５の出力軸保持部４５５に圧入されている。

　ギア部６０２は、出力軸接続部６０１の径方向外側に突出して形成され、ギア５４と噛み合う。本実施形態では、モータギア５１とギア５２の大径部５２１との噛み合い箇所が１段目減速段であり、ギア５２の小径部５２２とギア５３のギア部５３２との噛み合い箇所が２段目減速段であり、ギア５４と出力軸ギア６０のギア部６０２との噛み合い箇所が３段目減速段である。すなわち本実施形態では、減速段数Ｎ＝３である。以下適宜、３段目減速段を、最終減速段という。

　また、ディテント切替角度、および、寸法公差のばらつきを含め、出力軸１５の必要切替角度範囲を最大で３０°とすると、最終減速段の減速比を６以下とすることで、ギア５３、５４の駆動範囲が１８０°以下となる。

　図５に示すように、ハウジング４１のギアカバー４５側には、第２ギア室４１６が形成されている。第２ギア室４１６は、ギアカバー４５側から見て、略円形に形成される出力軸接続部６０１が配置される領域、略扇状に形成されるギア部６０２の可動領域、および、略円形に形成されるギア５４が配置される領域からなる。ギア５４が配置される領域には、軸孔４１７が形成されている。

　ギアカバー４５のハウジング４１側の面には、最終段収容室４５１が形成される。最終段収容室４５１は、略扇状に形成されるギア部６０２の可動領域、および、略円形に形成されるギア５４が配置される領域からなる。ギア部６０２の可動領域は、出力軸ギア６０の駆動範囲に応じ、出力軸ギア６０の駆動を制限しない形状に形成される。

　ギアカバー４５には、最終段収容室４５１のギア５４が配置される領域に沿って突出するインロー雄部４５２が形成される。インロー雄部４５２は、ハウジング４１の第２ギア室４１６のギア５４が配置される領域側の壁部４１８に沿って嵌まり合い、インロー構造を構成する。

　また、ギアカバー４５には、ハウジング４１に形成される位置決め穴４１９に嵌まり合う位置決めピン４５３が形成される。位置決め穴４１９および位置決めピン４５３は、インロー構造とは離間した箇所に形成することが位置決め精度の面から好ましく、本実施形態では、出力軸ギア６０の出力軸接続部６０１側に形成されている。なお、本実施形態では、インロー構造におけるインロー雄部４５２がギアカバー４５側、雌部がハウジング４１側であるが、逆であってもよい。位置決め穴および位置決めピンについても同様である。

　これにより、ハウジング４１とギアカバー４５とを精度よく位置決めして組み付け可能であるので、出力軸ギア６０のハウジング４１に対する組み付け精度を向上させることができる。

　図６に示すように、ギア５２、５３およびギア接続シャフト５５等がハウジング４１の一方側から組み付けられ、ギア５４および出力軸ギア６０等がハウジング４１の他方側から組み付けられる。ギア５３とギア５４とを接続するギア接続シャフト５５の長さを変えることで、回転式アクチュエータ４０と出力軸１５を介して組み付けられる相手側の部品に応じ、モータハウジング部４１１の出代を調整することができる。これにより、搭載の自由度を向上させることができる。なお、図６では、センサカバー４３等の記載を省略した。

　図２に示すように、ギア５３の筒部５３１の径方向内側であって、シャフト固定部材５３５よりもセンサカバー４３側には、センサマグネット６５が設けられる。センサマグネット６５は、例えば幅狭の板状に形成され、ギア５３の回転軸を挟んで反対側に設けられる。換言すると、センサマグネット６５は、１８０°離間して設けられている。センサマグネット６５は、円環状に形成されるマグネット保持部材６６に保持されている。マグネット保持部材６６は、筒部５３１に圧入等により固定される。

　回転角センサ６８は、センサカバー４３から突出して形成されるセンサ保持部４３８に保持される。回転角センサ６８は、センサマグネット６５の回転による磁界の変化を検出するホールＩＣを有し、センサ素子が２つのセンサマグネット６５の中心に位置するように設けられる。本実施形態では、最終減速段の減速比が６以下であって、ギア５３の回転範囲が１８０°未満であるので、回転角センサ６８は、ギア５３の回転位置を絶対角として検出可能である。また、ギア比換算により、出力軸１５の絶対角を演算可能である。

　センサマグネット６５が設けられるギア５３は、最終減速段より１段手前の減速段を構成している。そのため、出力軸ギア６０と比較して伝達トルクが小さく、ギア歯面形状のばらつきや、振動等により発生する偏芯力が小さいため、出力軸ギア６０の角度検出を行う場合と比較し、センサ精度の劣化を抑制することができる。

　また、センサマグネット６５は、モータ側空間Ｋ１に配置される。モータ側空間Ｋ１は、軸受５６、５７により、出力軸側空間Ｋ２とは離隔されている。これにより、最終減速段で発生する摩耗粉のモータ側空間Ｋ１への到達が抑制されるので、センサ精度の劣化を抑制することができる。さらにまた、最終減速段のギアセットをセンサカバー４３とは反対側から組み付ける構成とすることで、センサカバー４３の形状によらず、出力軸１５を設置可能であるので、搭載性を向上可能である。

　以上説明したように、回転式アクチュエータ４０は、モータ５０と、ギア５１～５４、６０と、センサマグネット６５と、回転角センサ６８と、を備える。ギア５１～５４、６０は、モータ５０の回転を出力軸１５に伝達するＮ段（Ｎは２以上の整数）の減速段を構成する平歯ギアである。センサマグネット６５は、ギア５１～５４、６０の１つに設けられる。本実施形態では、ギア５３に設けられる。回転角センサ６８は、センサマグネット６５が設けられるギア５４の回転により変化する物理量を検出する。本実施形態では、回転角センサ６８は、ギア５４の回転による磁界の変化を検出する。

　検出対象ギアであるギア５３は、最終減速段よりもモータ５０側であって、回転範囲が回転角センサ６８により絶対角を検出可能な範囲内である。本実施形態では、２つのセンサマグネット６５が１８０°離間して設けられており、ギア５３が１８０°以上回転すると、検出値に応じた角度が一義的に決まらない。ギア５３の回転範囲が１８０°未満であれば、検出値に応じた角度が一義的に決まり、絶対角を検出可能である、といえる。

　本実施形態では、モータ５０の動力伝達に動力伝達効率の高い平歯ギアを用いているので、比較的小さいモータトルクにて、出力軸１５を適切に駆動可能である。また、要求トルクに対してモータ５０が大型化するのを防ぐことができる。また、伝達トルクが相対的に大きい最終減速段よりもモータ側にて絶対角を検出することで、出力軸ギア６０の回転角を直接的に検出する場合と比較し、ギア歯面形状のばらつきや振動等による偏芯力が抑制される。これにより、検出精度の悪化を防ぐことができ、出力軸１５の駆動を適切に駆動制御することができる。

　ギア５３は、（Ｎ－１）段目の変速段を構成している。また、出力軸１５の回転範囲をα、回転角センサ６８にて検出可能な角度範囲をβとすると、最終減速段の減速比が（β／α）以下である。本実施形態では、α＝３０°、β＝１８０°であるので、最終減速段の減速比を６以下としている。これにより、回転角センサ６８の検出値に基づき、出力軸１５の絶対角を適切に演算することができる。

　回転角センサ６８は、最終減速段が配置される最終段収容室４５１を含む空間である出力軸側空間Ｋ２とは、離隔された空間であるモータ側空間Ｋ１に設けられている。これにより、最終減速段で発生する摩耗粉が回転角センサ６８側に到達しにくくなり、回転角センサ６８の検出精度の悪化を抑制することができる。

　ギアには、出力軸１５と一体に回転する出力軸ギア６０、出力軸ギア６０と噛み合うＮ段目ギアであるギア５４、および、ギア５４と一体に回転する（Ｎ－１）段目ギアであるギア５３が含まれる。ギア５４とギア５３とは、ギア接続シャフト５５で連結されている。

　これにより、出力軸１５側の構成に応じてギアカバー４５の形状を変更すればよいので、出力軸１５側の構成によらず、回転角センサ６８やターミナル等が内蔵されているセンサカバー４３の形状を変更する必要がなく、センサカバー４３の共通化が可能である。また、回転式アクチュエータ４０と組み付ける相手部品の形状に合わせてギア接続シャフト５５の長さを変更することで、出力軸１５の位置に対するモータハウジング部４１１の出代を調整可能であり、搭載の自由度を向上させることができる。

　ギア接続シャフト５５は、軸受５６、５７によりハウジング４１に回転可能に支持されている。ギア５３はハウジング４１の一方側に設けられ、ギア５４はハウジング４１の他方側に設けられている。これにより、最終減速段が設けられる出力軸側空間Ｋ２と、回転角センサ６８が設けられるモータ側空間Ｋ１とを適切に離隔することができる。

　回転式アクチュエータ４０は、センサカバー４３およびギアカバー４５をさらに備える。センサカバー４３には、回転角センサ６８の検出部がギア５３の径方向内側となるように、回転角センサ６８を保持するセンサ保持部４３８が形成されている。これにより、センサマグネット６５の磁界を検出可能な箇所に回転角センサ６８を適切に配置することができる。

　また、ギアカバー４５は、出力軸ギア６０を回転可能に保持している。これにより、センサカバー４３側の構成を変更することなく、出力軸１５側の構成に応じ、回転式アクチュエータ４０と出力軸１５とを適切に接続することができる。

　ギアカバー４５には、ギア５４が配置される最終段収容室４５１が形成されている。最終段収容室４５１の外縁には、ハウジング４１と嵌まり合う嵌め合い部であるインロー雄部４５２が形成される。また、ギアカバー４５またはハウジング４１の一方には、他方に嵌まり合う位置決めピン４５３、インロー雄部４５２とは離間した箇所に形成される。これにより、ハウジング４１とギアカバー４５との組み付け精度が向上し、出力軸１５、出力軸ギア６０およびギア５４、５３の位置精度が向上する。また、出力軸１５、出力軸ギア６０およびギア５４を適切なバックラッシュを確保して組み付けることで、噛み合いが安定し、摩耗粉の発生を抑制することができる。

　　　（第２実施形態）
　第２実施形態を図７に示す。本実施形態では、ギア５３（図７中では不図示）と、最終減速段を構成するギア７４とは、ギア接続シャフト７５で接続される。ギア接続シャフト７５は、軸部７５１および頭部７５５と有する。ギア７４には、圧入凹部７４５が形成され、ギア接続シャフト７５の頭部７５５が圧入される。圧入凹部７４５は、平行に形成される平面部７４６、７４７、および、平面部７４６、７４７を接続する曲面部７４８、７４９から構成される。また、ギア接続シャフト７５の頭部７５５には、圧入凹部７４５の平面部７４６、７４７と対応する平面部７５６、７５７が形成される。これにより、ギア７４とギア接続シャフト７５とは、いわゆる「二面幅」により圧入固定される。

　ギア接続シャフト５５とギア５４とを二面幅圧入で固定することで、荷重を面で受けることができるため、ギア接続シャフト７５に入力されたトルクをギア７４に伝達する際のギア接続シャフト７５の滑りを抑制することができる。また、ボルト５４９のような固定部材を省略可能である。また、ギア５３とギア接続シャフト７５との接続箇所に二面幅を設けてもよい。なお、「平行」とは、二面幅にてギア接続シャフト７５の滑りを抑制可能な程度のずれは許容される。このように構成しても上記実施形態と同様の効果を奏する。

　　　（第３実施形態）
　第３実施形態を図８～図１０に示す。本実施形態の回転式アクチュエータ８００は、ハウジング８０１、センサカバー８０３、モータ５０、傘歯ギア８１０、および、ギア８２０、８３０、８４０、８５０等を備える。

　ハウジング８０１は、例えば樹脂等で形成され、モータ５０、傘歯ギア８１０、ギア８２０、８３０、８４０、８５０等を収容する。ハウジング８０１の開口側には、センサカバー８０３が設けられる。

　センサカバー８０３は、例えば樹脂等で形成され、コネクタ８０４が一体に設けられている。センサカバー８０３には、各種制御部品が実装される図示しない基板が固定される。以下、ハウジング８０１側を底部側、センサカバー８０３側を頂部側とする。なお、図８および図１０はセンサカバー８０３を含み、図９はセンサカバー８０３を外した状態を示しているが、説明のため、図１０の断面位置を示す断面線は図９に記載した。第４実施形態も同様である。

　モータ５０は、モータシャフト５０５がハウジング８０１の底面と略平行となるように、横置きされている。これにより、回転式アクチュエータ８００の高さを抑えることができる。モータシャフト５０５の一端は、モータケース５０９から取り出され、ベアリング８０２によりハウジング８０１に回転可能に支持される。モータシャフト５０５の一端側には、傘歯ギア８１０が設けられている。

　ギア８２０、８３０、８４０、８５０は、いずれも回転軸がモータシャフト５０５と直交する方向に設けられており、ハウジング８０１等に回転可能に支持されている。ギア８２０は、傘歯部８２１、および、平歯部８２２を有し、樹脂等で一体に形成されている。ギア８２０には、シャフト８２５が圧入されている。傘歯部８２１は、傘歯ギア８１０と噛み合い、モータ５０の回転を減速しつつ、回転軸の方向を変換する。平歯部８２２は、傘歯部８２１の底部側に設けられている。

　ギア８３０は、大径部８３１および小径部８３２を有し、樹脂等により一体に形成されている。ギア８３０には、シャフト８３５が圧入されている。大径部８３１は、小径部８３２の底部側となるように配置されており、ギア８２０の平歯部８２２と噛み合う平歯が径方向外側に形成されている。小径部８３２の径方向外側には、ギア８４０と噛み合う平歯が形成されている。

　ギア８４０は、扇状部８４１および筒部８４２を有し、樹脂等により一体に形成されている。扇状部８４１の径方向外側には、ギア８３０の小径部８３２と噛み合う平歯が形成されている。

　筒部８４２には、シャフト８４５が圧入されている。シャフト８４５は、ベアリング８４６によりハウジング８０１に回転可能に支持されている。筒部８４２の頂部側には、マグネット収容室８４３が形成されている。マグネット収容室８４３には、センサマグネット６５およびマグネット保持部材６６が収容される。回転角センサ６８は、センサカバー８０３から突出して形成されるセンサ保持部８０５に保持され、センサマグネット６５の回転による磁界の変化を検出可能な箇所に配置される。回転角センサ６８は、基板と接続され、検出値は各種制御に用いられる。

　ギア８５０は、出力軸ギアであって、筒状に形成される出力軸接続部８５１、および、ギア部８５２を有し、金属等により一体に形成されている。出力軸接続部８５１は、ブッシュ６１にてハウジング８０１に回転可能に支持されている。ギア部８５２は、ギア８４０の筒部８４２の径方向外側に形成される平歯と噛み合う。ギア８５０の構成は、上記実施形態の出力軸ギア６０と概ね同様である。出力軸接続部８５１の頂部側には、フィルタ８５９が設けられている。フィルタ８５９は、センサカバー８０３に固定される。

　本実施形態では、傘歯ギア８１０とギア８２０の傘歯部８２１との噛み合い箇所が１段目減速段であり、ギア８２０の平歯部８２２とギア８３０の大径部８３１との噛み合い箇所が２段目減速段であり、ギア８２０の小径部８３２とギア８４０の扇状部８４１との噛み合い箇所が３段目減速段であり、ギア８４０の筒部８４２とギア８５０のギア部８５２との噛み合い箇所が４段目減速段である。すなわち本実施形態では、減速段数Ｎ＝４であり、４段目減速段が最終減速段である。また、センサマグネット６５は、（Ｎ－１）段目の減速段を構成するギア８４０に設けられている。すなわち本実施形態では、ギア８４０が「検出対象ギア」に対応する。

　本実施形態では、上記実施形態と同様、最終減速段の減速比が６以下であって、センサマグネット６５が設けられるギア８４０の回転範囲が１８０°未満であるので、回転角センサ６８の検出値に基づき、出力軸１５の絶対角を演算可能である。換言すると、回転角センサ６８は、出力軸１５の絶対角を検出する絶対角センサである。このように構成しても上記実施形態と同様の効果を奏する。

　　　（第４実施形態）
　第４実施形態を図１１～図１４に示す。本実施形態の回転式アクチュエータ９００は、ハウジング８０１、センサカバー８０３、モータ５０、ウォーム９１０、および、ギア９２０、８４０、８５０等を備える。

　モータ５０は、第３実施形態と同様、ハウジング８０１に横置きされている。ウォーム９１０は、モータケース５０９の外側にて、モータシャフト５０５の径方向外側に設けられており、モータシャフト５０５と一体に回転する。

　ギア９２０は、ウォームホイール部９２１、および、平歯部９２２を有する。ギア９２０には、シャフト９２５が圧入されている。シャフト９２５は、モータシャフト５０５と直交する方向に設けられており、ハウジング８０１に回転可能に支持されている。ウォームホイール部９２１は、ウォーム９１０と噛み合うことでウォームギアを構成し、モータ５０の回転を減速しつつ、回転軸の方向を変換する。平歯部９２２は、ウォームホイール部９２１の頂部側に設けられており、ギア８４０の扇状部８４１と噛み合う。ギア８４０およびギア８５０等の構成は第３実施形態と同様である。このように構成しても上記実施形態と同様の効果を奏する。

　実施形態では、ギア５１～５４、出力軸ギア６０、および、ギア７４、８１０、８２０、８３０、８４０、８５０、９２０、および、ウォーム９１０が「ギア」に対応し、ギア５３、８４０が「検出対象ギア」および「（Ｎ－１）段目ギア」に対応し、ギア５４、７４、８５０が「Ｎ段目ギア」に対応し、センサマグネット６５が「被検出部」に対応し、回転角センサ６８が「絶対角センサ」に対応し、最終段収容室４５１が「収容室」に対応し、インロー雄部４５２が「嵌め合い部」に対応する。

　　　（他の実施形態）
　上記実施形態では、減速段数は３段または４段である。他の実施形態では、減速段数は、２段、または、５段以上であってもよい。減速段数が多い場合、被検出部を、絶対角を検出可能である（Ｎ－１）段目よりもモータ側のギアに設けてもよい。

　上記実施形態では、被検出部であるセンサマグネットは、１８０°離間して２つ設けられる。他の実施形態では、センサマグネットの配置や個数は異なっていてもよい。また、上記実施形態では、絶対角センサは、ホールＩＣによりセンサマグネットの磁界を検出するものである。他の実施形態では、絶対角センサとしてホールＩＣ以外の磁気センサを用いてもよいし、磁気センサ以外のものを用いてもよい。また、被検出部は、絶対角センサの種類に応じたものを適宜用いればよい。

　上記実施形態では、ギア接続シャフトの軸受として２つのボールベアリングが設けられる。他の実施形態では、ボールベアリングは、１または３以上であってもよい。また、軸受としてボールベアリング以外のものを用いてもよい。

　上記実施形態では、モータは、ブラシ付きＤＣモータである。他の実施形態では、モータは、ブラシ付きＤＣモータ以外のものであってもよい。上記実施形態では、ディテントプレートには２つの谷部が設けられる。他の実施形態では、谷部の数は２つに限らず、３以上であってもよい。また、シフトレンジ切替機構やパーキングロック機構等は、上記実施形態と異なっていてもよい。

　また、上記実施形態では、回転式アクチュエータはシフトレンジ切替システムに適用される。他の実施形態では、シフトレンジに限らず、例えばハイブリッド車両における駆動源の切り替え等を含む動力伝達状態を切り替える動力伝達切替システムに適用してもよい。他の実施形態では、回転式アクチュエータをシフトレンジ切替システム以外の車載システム、または、車載以外の駆動システムに適用してもよい。以上、本開示は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

　本開示は、実施形態に準拠して記述された。しかしながら、本開示は当該実施形態および構造に限定されるものではない。本開示は、様々な変形例および均等の範囲内の変形をも包含する。また、様々な組み合わせおよび形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせおよび形態も、本開示の範疇および思想範囲に入るものである。

Claims (10)

1. 　モータ（５０）と、
   　前記モータの回転を出力軸（１５）に伝達するＮ段（Ｎは２以上の整数）の減速段を構成するギア（５１～５４、６０、７４、８１０、８２０、８３０、８４０、８５０、９１０、９２０）と、
   　前記ギアの１つに設けられる被検出部（６５）と、
   　前記被検出部が設けられる前記ギアである検出対象ギア（５３、８４０）の回転により変化する物理量を検出する絶対角センサ（６８）と、
   　を備え、
   　前記検出対象ギアは、最終減速段よりも前記モータ側であって、回転範囲が前記絶対角センサの検出値により絶対角を検出可能な範囲内である回転式アクチュエータ。
2. 　前記検出対象ギアは、（Ｎ－１）段目の減速段を構成し、
   　前記出力軸の回転範囲をα、前記絶対角センサにて絶対角を検出可能な角度範囲をβとすると、最終減速段の減速比が、（β／α）以下である請求項１に記載の回転式アクチュエータ。
3. 　前記絶対角センサは、最終減速段が配置される空間とは離隔された箇所に設けられている請求項１または２に記載の回転式アクチュエータ。
4. 　ハウジング（４１、８０１）の一方側に設けられるセンサカバー（４３、８０３）をさらに備え、
   　前記センサカバーには、前記絶対角センサの検出部が前記検出対象ギアの径方向内側となるように前記絶対角センサを保持するセンサ保持部（４３８、８０５）が形成されている請求項１～３のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
5. 　前記ギアには、前記出力軸と一体に回転する出力軸ギア（６０）、前記出力軸ギアと噛み合うＮ段目ギア（５４）、および、前記Ｎ段目ギアと一体に回転する（Ｎ－１）段目ギア（５３）が含まれ、
   　前記Ｎ段目ギアと前記（Ｎ－１）段目ギアとは、ギア接続シャフト（５５、７５）で連結されている請求項３または４に記載の回転式アクチュエータ。
6. 　前記ギア接続シャフトは、軸受（５６、５７）によりハウジング（４１）に回転可能に支持されており、
   　前記（Ｎ－１）段目ギアは、前記ハウジングの一方側に設けられ、
   　前記Ｎ段目ギアは、前記ハウジングの他方側に設けられている請求項５に記載の回転式アクチュエータ。
7. 　前記ハウジングの他方側に設けられるギアカバー（４５）をさらに備え、
   　前記ギアカバーは、前記出力軸ギアを回転可能に保持している請求項６に記載の回転式アクチュエータ。
8. 　前記ギアカバーには、前記Ｎ段目ギアが配置される収容室（４５１）が形成されており、
   　前記収容室の外縁には、前記ハウジングと嵌まり合う嵌め合い部（４５２）が形成される請求項７に記載の回転式アクチュエータ。
9. 　前記ギアカバーまたは前記ハウジングの一方には、他方に嵌まり合う位置決めピン（４５３）が前記嵌め合い部とは離間した箇所に形成される請求項８に記載の回転式アクチュエータ。
10. 　前記Ｎ段目ギア（７４）および前記（Ｎ－１）段目ギアの少なくとも一方と、前記ギア接続シャフト（７５）とは、二面幅で固定される請求項５～９のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。

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