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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2021-196006(P2021-196006A)
(43)【公開日】2021年12月27日
(54)【発明の名称】シフト装置
(51)【国際特許分類】
   F16H 61/28 20060101AFI20211129BHJP
   G01B 7/30 20060101ALI20211129BHJP
   G01D 5/245 20060101ALI20211129BHJP
【FI】
   F16H61/28
   G01B7/30 U
   G01D5/245 110L
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】OL
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2020-103601(P2020-103601)
(22)【出願日】2020年6月16日
(71)【出願人】
【識別番号】000000011
【氏名又は名称】株式会社アイシン
(74)【代理人】
【識別番号】100104433
【弁理士】
【氏名又は名称】宮園 博一
(74)【代理人】
【識別番号】100202728
【弁理士】
【氏名又は名称】三森 智裕
(72)【発明者】
【氏名】境 孝介
(72)【発明者】
【氏名】水野 高志
【テーマコード(参考)】
2F063
2F077
3J067
【Fターム(参考)】
2F063AA35
2F063BB10
2F063DA01
2F063DA05
2F063GA52
2F077AA46
2F077AA47
2F077JJ01
2F077JJ07
2F077JJ23
2F077VV02
2F077VV23
2F077VV33
3J067AA01
3J067AA21
3J067AB23
3J067AC60
3J067DA52
3J067DB32
3J067FB45
3J067FB90
3J067GA16
(57)【要約】
【課題】出力軸の軸方向において、センサ部とセンサ磁石部との間の距離がばらつくのを抑制することが可能なシフト装置を提供する。
【解決手段】このシフト装置100では、アクチュエータ1は、駆動力伝達機構13の出力側に接続され、シフト切替部材20を回動する出力軸14と、出力軸14に沿った方向に対向するように設けられるセンサ部31とセンサ磁石部32とを有し、出力軸14の回転角度を検出する出力軸回転角度センサ30と、出力軸回転角度センサ30のセンサ部31が配置される制御基板11と、モータ10と駆動力伝達機構13と制御基板11とを支持する中蓋17と、を含む。そして、センサ磁石部32は、出力軸14に取り付けられており、センサ磁石部32を中蓋17に対して位置決めするカバー部材40が設けられている。
【選択図】図7
【特許請求の範囲】
【請求項1】
シフト位置に応じた複数の谷部を含むシフト切替部材と、
前記シフト切替部材を駆動するためのアクチュエータと、を備え、
前記アクチュエータは、
シャフトを有するモータと、
前記シャフトに接続され、前記モータからの駆動力を伝達する駆動力伝達機構と、
前記駆動力伝達機構の出力側に接続され、前記シフト切替部材を回動する出力軸と、
前記出力軸に沿った方向に対向するように設けられるセンサ部とセンサ磁石部とを有し、前記出力軸の回転角度を検出する出力軸回転角度センサと、
前記出力軸回転角度センサの前記センサ部が配置される制御基板と、
前記モータと前記駆動力伝達機構と前記制御基板とを支持する筐体部と、を含み、
前記センサ磁石部は、前記出力軸に取り付けられており、
前記センサ磁石部を前記筐体部に対して位置決めする位置決め部材が設けられている、シフト装置。
【請求項2】
前記センサ磁石部は、前記位置決め部材に係合する凸状の係合部を含み、
前記位置決め部材は、前記筐体部に固定されるとともに、前記センサ磁石部の前記係合部が挿通可能な溝部を含む、請求項1に記載のシフト装置。
【請求項3】
前記センサ磁石部の前記係合部は、前記出力軸の軸線方向から見て、略等角度間隔に複数設けられており、
前記位置決め部材の前記溝部は、前記複数の係合部に対応するように、略等角度間隔に複数設けられている、請求項2に記載のシフト装置。
【請求項4】
前記センサ磁石部の前記係合部は、前記位置決め部材に係合した状態で、前記出力軸の軸線方向から見て、前記シフト切替部材の回動可能角の範囲内において、前記溝部とオーバラップしないように配置されている、請求項2または3に記載のシフト装置。
【請求項5】
前記筐体部は、前記センサ磁石部の前記係合部に当接する当接部を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載のシフト装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、シフト装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、シフト位置を切り替えるシフト装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。
【0003】
上記特許文献1には、運転者によって選択されるシフトレバーからのシフト信号に基づいてシフトレンジ(P、R、N、D)を切り替えるレンジ切替装置が開示されている。レンジ切替装置は、シフトレバーからのシフト信号に基づいて、外部コントロールユニットからの制御信号が入力される基板と、制御信号に基づいて制御されるモータと、モータに連結された減速機構部と、減速機構部に連結されるレンジ切替部とを備えている。また、このレンジ切替装置には、レンジ切替部の出力軸の回転角度を検出する回転角度検出部が設けられている。回転角度検出部は、磁気センサと、永久磁石とを含む。
【0004】
また、上記特許文献1では、レンジ切替装置の基板は、レンジ切替部の出力軸に対向するように配置されている。基板の出力軸に対向する位置(面)には、出力軸の回転角度を検出する回転角度検出部の磁気センサが配置されている。また、出力軸の基板側の端部には、中空部を有する筒状の永久磁石が配置されている。具体的には、出力軸の基板側の端部には、筒状の永久磁石の中空部に勘合する凸部が設けられている。そして、筒状の永久磁石の中空部が、出力軸の凸部に挿入されて勘合されることにより、出力軸の基板側の端部に永久磁石が取り付けられている。また、出力軸は、レンジ切替装置のフロントボディの支持筒部の内側に設けられた軸受部材に回転自在に支持されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第6129276号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ここで、上記特許文献1に記載のような従来のレンジ切替装置において、出力軸を支持する軸受部材と、軸受部材の軸方向に隣り合う部材との接触を抑制するために、軸受部材と、軸受部材の軸方向に隣り合う部材との間に隙間が設けられる場合がある。この場合、この隙間分だけ、軸方向に沿って出力軸が移動可能となる。その結果、基板に配置された磁気センサ(センサ部)と、出力軸に取り付けられた永久磁石(センサ磁石部)との間の軸方向に沿った距離がばらつくという問題点がある。
【0007】
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、この発明の1つの目的は、出力軸の軸方向において、センサ部とセンサ磁石部との間の距離がばらつくのを抑制することが可能なシフト装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、この発明の一の局面におけるシフト装置は、シフト位置に応じた複数の谷部を含むシフト切替部材と、シフト切替部材を駆動するためのアクチュエータと、を備え、アクチュエータは、シャフトを有するモータと、シャフトに接続され、モータからの駆動力を伝達する駆動力伝達機構と、駆動力伝達機構の出力側に接続され、シフト切替部材を回動する出力軸と、出力軸に沿った方向に対向するように設けられるセンサ部とセンサ磁石部とを有し、出力軸の回転角度を検出する出力軸回転角度センサと、出力軸回転角度センサのセンサ部が配置される制御基板と、モータと駆動力伝達機構と制御基板とを支持する筐体部と、を含み、センサ磁石部は、出力軸に取り付けられており、センサ磁石部を筐体部に対して位置決めする位置決め部材が設けられている。
【0009】
この発明の一の局面によるシフト装置では、上記のように、センサ磁石部は、出力軸に取り付けられており、センサ磁石部を筐体部に対して位置決めする位置決め部材が設けられている。これにより、出力軸に取り付けられたセンサ磁石部が、位置決め部材により筐体部に対して位置決めされるので、出力軸に取り付けられたセンサ磁石部の軸方向の移動が位置決め部材により抑制される。その結果、制御基板に配置されたセンサ部とセンサ磁石部との間の距離がばらつくのを抑制することができる。また、センサ部とセンサ磁石部との間の距離がばらつくのが抑制されるので、センサ部とセンサ磁石部との間の距離を小さくすることができる。これにより、センサ部に対するセンサ磁石部からの磁力を大きくすることができるので、センサ部の精度を向上させることができる。また、制御基板に配置されたセンサ部とセンサ磁石部との間の距離がばらつくのを抑制することができるので、振動などによって、センサ部とセンサ磁石部とが衝突するのを抑制することができる。
【0010】
上記一の局面によるシフト装置において、好ましくは、センサ磁石部は、位置決め部材に係合する凸状の係合部を含み、位置決め部材は、筐体部に固定されるとともに、センサ磁石部の係合部が挿通可能な溝部を含む。
【0011】
このように構成すれば、位置決め部材を筐体部に固定した状態で、センサ磁石部の凸状の係合部を位置決め部材の溝部を挿通させて貫通させた後(係合部が位置決め部材の端面を通り抜けた後)、センサ磁石部を回動することにより、センサ磁石部の係合部を、係合部が挿入される方向側と反対側の位置決め部材の端面に係合させることができる。これにより、比較的簡易な構成で、センサ磁石部を筐体部に対して容易に位置決めすることができる。
【0012】
この場合、好ましくは、センサ磁石部の係合部は、出力軸の軸線方向から見て、略等角度間隔に複数設けられており、位置決め部材の溝部は、複数の係合部に対応するように、略等角度間隔に複数設けられている。
【0013】
このように構成すれば、係合部が1つのみ設けられている場合と比べて、センサ磁石部を筐体部に対してバランスよく位置決めすることができる。
【0014】
上記センサ磁石部が係合部を含むシフト装置において、好ましくは、センサ磁石部の係合部は、位置決め部材に係合した状態で、出力軸の軸線方向から見て、シフト切替部材の回動可能角の範囲内において、溝部とオーバラップしないように配置されている。
【0015】
このように構成すれば、シフト切替部材が回動している最中に、センサ磁石部の係合部と位置決め部材の溝部とがオーバラップすることに起因して、センサ磁石部の筐体部に対する位置決め状態が解除されるのを抑制することができる。
【0016】
上記一の局面によるシフト装置において、好ましくは、筐体部は、センサ磁石部の係合部に当接する当接部を含む。
【0017】
このように構成すれば、センサ磁石部の係合部が、筐体部の当接部と位置決め部材とによって挟み込まれるので、センサ磁石部の筐体部に対する位置決めを確実に行うことができる。
【0018】
なお、本出願では、上記一の局面によるシフト装置において、以下のような構成も考えられる。
【0019】
(付記項1)
すなわち、上記センサ磁石部が凸状の係合部を含むシフト装置において、筐体部は、位置決め部材が挿入される筐体側孔部を含み、位置決め部材は、筐体部の筐体側孔部に挿入される筒状部分を含み、センサ磁石部は、位置決め部材の筒状部分に挿入される柱状部分を含み、センサ磁石部の係合部は、柱状部分の筐体部側に設けられている。
【0020】
このように構成すれば、筐体部の筐体側孔部に位置決め部材の筒状部分が挿入された状態で、センサ磁石部の凸状の係合部を位置決め部材の溝部を挿通させながら、センサ磁石部の柱状部分を位置決め部材の筒状部分に挿入することができる。また、センサ磁石部の凸状の係合部が位置決め部材の端面を通り抜けた後、センサ磁石部を回動することにより、柱状部分の筐体部側に設けられている係合部を位置決め部材の端面に、容易に係合させることができる。
【0021】
(付記項2)
上記付記項1に記載のシフト装置において、位置決め部材の溝部は、筒状部分の孔部に連通する。
【0022】
このように構成すれば、センサ磁石部の凸状の係合部を位置決め部材の溝部を挿通させながら、センサ磁石部の柱状部分を位置決め部材の筒状部分に容易に挿入することができる。
【0023】
(付記項3)
上記付記項1に記載のシフト装置において、位置決め部材は、筒状部分に接続され、筐体部に締結部材により筐体部に締結固定されるフランジ部をさらに含む。
【0024】
このように構成すれば、筐体部の筐体側孔部に位置決め部材の筒状部分が挿入された状態で、フランジ部が筐体部の表面に引っかかるので、筐体部に対して位置決め部材を位置決めすることができる。そして、筐体部に対して位置決め部材が位置決めされた状態で、容易に、位置決め部材を締結部材により筐体部に締結固定することができる。
【0025】
(付記項4)
上記付記項1に記載のシフト装置において、位置決め部材の筒状部分が筐体部の筐体側孔部に挿入された状態で、筒状部分の筐体側の端面と、筐体側孔部の底面との間には、センサ磁石部の係合部が回動可能な隙間が設けられている。
【0026】
このように構成すれば、センサ磁石部の凸状の係合部が位置決め部材の端面を通り抜けた後、上記の隙間に沿って、センサ磁石部を容易に回動することができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
図1】一実施形態によるシフト装置の外蓋を外した状態の分解斜視図である。
図2】一実施形態によるシフト装置の外蓋を外した状態の分解斜視図(ハウジングに中蓋を取り付けた状態を示す図)である。
図3】一実施形態によるシフト装置の断面図である。
図4】一実施形態によるシフト装置とシフト切替部材とを示す斜視図である。
図5図3の部分拡大部である。
図6】一実施形態によるシフト装置の外蓋を外した状態の上面図である。
図7】一実施形態によるシフト装置の中蓋の斜視図である。
図8】センサ磁石部の係合部と、カバー部材の溝部と、扇形のギアとの相対的な位置関係を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【0029】
図1図8を参照して、電気自動車などの車両に搭載されるシフト装置100の構成について説明する。
【0030】
図1図3に示すように、車両では、乗員(運転者)がシフトレバー(またはシフトスイッチ)などの操作部を介してシフトの切替操作を行った場合に、変速機構部に対する電気的なシフト切替制御が行われる。すなわち、操作部に設けられたシフトセンサを介してシフトレバーの位置がシフト装置100に入力される。そして、シフト装置100に設けられた専用の制御基板11から送信される制御信号に基づいて、乗員のシフト操作に対応したP(パーキング)位置、R(リバース)位置、N(ニュートラル)位置およびD(ドライブ)位置のいずれかのシフト位置に変速機構部が切り替えらえる。このようなシフト切替制御は、シフトバイワイヤと呼ばれる。なお、P、R、NおよびD位置の各々は、特許請求の範囲の「シフト位置」の一例である。
【0031】
シフト装置100は、アクチュエータ1と、シフト切替部材20(図4参照)を含むシフト切替機構2(図4参照)とを備えている。
【0032】
アクチュエータ1は、乗員(運転者)のシフトの切替操作に基づいて、シフト切替部材20を駆動させる駆動装置である。アクチュエータ1は、モータ10と、制御基板11と、接続端子12と、駆動力伝達機構13と、出力軸14と、ハウジング15と、外蓋16(図3参照)と、中蓋17とを含んでいる。なお、中蓋17は、特許請求の範囲の「筐体部」の一例である。
【0033】
モータ10は、IPM(Interior Permanent Magnet)式のブラシレス三相モータである。モータ10は、締結部材101により中蓋17に固定されている。
【0034】
モータ10は、ロータ10aと、ステータ10bと、シャフト10cと、磁石10dと、接続端子10eとを有している。ここで、シャフト10cの延びる方向をZ方向とし、Z方向のうちの外蓋16側をZ1方向とし、Z方向のうちのハウジング15側をZ2方向とする。
【0035】
ロータ10a内には、永久磁石としてのN極磁石およびS極磁石がシャフト10cの回転軸線C1(図1参照)回りに等角度間隔で交互に埋め込まれている。ステータ10bは、通電により磁力を発生する複数相(U相、V相およびW相)の励磁コイルを有している。シャフト10cは、ロータ10aとともに回転軸線C1回りに回転するように構成されている、シャフト10cは、中蓋17に回転可能に支持されている。磁石10dは、シャフト10cの回転角度位置を検出するためにシャフト10cに取り付けられている。磁石10dは、シャフト10cのZ1方向側(一方側)の端部に配置されている。
【0036】
接続端子10eは、モータ10のステータ10bと制御基板11とを接続している。接続端子10eは、ステータ10bと制御基板11とを接続するターミナルである。接続端子10eは、金属製である。接続端子10eは、ステータ10bと制御基板11とを電気的に接続している。すなわち、接続端子10eは、モータ10と制御基板11とを接続するとともに、制御基板11側の端部が制御基板11に取り付けられている。
【0037】
図2に示すように、制御基板11は、モータ10を制御するように構成されている。制御基板11は、基板に電子部品が実装された基板部品である。制御基板11は、締結部材102により中蓋17に固定されている。
【0038】
制御基板11には、Z方向(シャフト10cの延びる方向)において、磁石10dに対向する位置に回転角度センサ11aが配置されている。回転角度センサ11aは、モータ10の回転角度を検出するように構成されている。すなわち、回転角度センサ11aは、シャフト10cに取り付けられた磁石10dにより、シャフト10cの回転量(回転角度)を検知するセンサである。回転角度センサ11aは、磁石10dとZ方向において対向する位置に配置されている。すなわち、磁石10dと、回転角度センサ11aとは、所定の隙間を空けてシャフト10cの回転軸線C1上に配置されている。
【0039】
このように、制御基板11は、回転角度センサ11aの検出結果に基づいてモータ10を制御するように構成されている。
【0040】
制御基板11は、第1基板側挿入孔11bと、第2基板側挿入孔11cと、複数の嵌合孔11dと、複数の嵌合孔11eを有している。第1基板側挿入孔11b、第2基板側挿入孔11c、複数の嵌合孔11dおよび複数の嵌合孔11eは、基板をZ方向に貫通した貫通孔である。第1基板側挿入孔11bには、後述する第1突出部252が挿入される。第2基板側挿入孔11cには、後述する第2突出部171が挿入される。複数の嵌合孔11dの各々には、接続端子12のZ1方向側の先端部が嵌合するように挿入される。複数の嵌合孔11eの各々には、接続端子10eのZ1方向側の先端部が嵌合するように挿入される。
【0041】
接続端子12は、外部機器としての制御装置と制御基板11とを中蓋17を介して接続している。接続端子12は、制御基板11側の端部が制御基板11に取り付けられている。接続端子12は、制御装置と制御基板11とを接続するバスバーである。接続端子12は、金属製である。このように、接続端子12は、配線ケーブルに電気的に接続されることにより、制御装置と制御基板11とを電気的に接続している。
【0042】
図1および図3に示すように、駆動力伝達機構13は、シャフト10cに接続され、モータ10の駆動力を出力軸14に伝達するように構成されている。ここで、駆動力伝達機構13は、減速機構部として構成されている。
【0043】
図4に示すように、駆動力伝達機構13は、ギヤ部13aと、ギヤ部13bと、軸部13cと、ギヤ部13dと、ギヤ部13eと、軸部13fとを有している。
【0044】
ギヤ部13aおよびギヤ部13bは、モータ10からの駆動力により回転する。ギヤ部13aは、大径のギヤである。ギヤ部13aは、樹脂製である。ギヤ部13bは、小径のギヤである。ギヤ部13bは、金属製である。軸部13cは、Z方向に平行な回転軸線C2を有している。軸部13cは、ギヤ部13aおよびギヤ部13bを回転可能に支持している。軸部13cのZ1方向側の端部は、中蓋17に回転可能に支持されている。軸部13cのZ2方向側の端部は、ハウジング15に回転可能に支持されている。
【0045】
ギヤ部13dおよびギヤ部13eは、モータ10からの駆動力により回転する。ギヤ部13dは、大径のギヤである。ギヤ部13dは、樹脂製である。ギヤ部13eは、小径のギヤである。ギヤ部13eは、金属製である。軸部13fは、Z方向に平行な回転軸線C3を有している。軸部13fは、ギヤ部13dおよびギヤ部13eを回転可能に支持している。軸部13fのZ1方向側の端部は、中蓋17に回転可能に支持されている。軸部13fのZ2方向側の端部は、ハウジング15に回転可能に支持されている。
【0046】
図5に示すように、出力軸回転角度センサ30は、出力軸14に沿った方向に対向するように設けられるセンサ部31とセンサ磁石部32とを有し、出力軸14(シフト切替部材20)の回転角度を検出する。センサ部31は、制御基板11に配置されるとともに、センサ磁石部32は、出力軸14の制御基板11側の端部に取り付けられている。
【0047】
出力軸14は、モータ10の駆動力をシフト切替部材20(図4参照)に出力するように構成されている。出力軸14は、Z方向に延びている。出力軸14は、駆動力伝達機構13の出力側に接続されている。出力軸14は、シフト切替部材20の入力側に接続されている。出力軸14は、Z方向に平行な回転軸線C4を有している。出力軸14は、中蓋17およびハウジング15に回転可能に支持されている。
【0048】
出力軸14は、制御基板11側(Z1方向側)に向かって先細る段差形状を有する。段差形状を有する出力軸14は、第1部分14a〜第5部分14eを含む。第1部分14a〜第5部分14eは、この順で、Z2方向側からZ1方向側に向かって配置されている。また、第1部分14a〜第5部分14eは、この順で、直径(出力軸14に直交する断面の直径)が徐々に小さくなる。
【0049】
出力軸14の第1部分14aは、回転可能にハウジング15に支持されている。出力軸14の第2部分14bには、扇形のギア50が篏合されている。出力軸14の第3部分14cには、扇形のギア50の上面(Z1方向側の面)覆う部材51が篏合されている。出力軸14の第4部分14dには、フランジを有する円管状(断面がL字状)の軸受け部材52が挿入されている。また、軸受け部材52は、中蓋17に支持されている。このように、出力軸14は、ハウジング15と中蓋17とによってZ方向に直交する方向の位置が決められている。出力軸14の第5部分14eには、センサ磁石部32が篏合されている。なお、Z方向において、軸受け部材52と、扇形のギア50の上面覆う部材51との間には、軸受け部材52(たとえば、金属製)と、部材51(たとえば、樹脂製)との接触を抑制するように、隙間CL1が設けられている。
【0050】
ハウジング15および外蓋16は、モータ10、制御基板11および駆動力伝達機構13を収容する収容空間18を構成している。収容空間18は、ハウジング15および外蓋16により形成される内部空間である。ここで、制御基板11は、収容空間18内において、中蓋17よりも外蓋16側に配置されている。
【0051】
図3に示すように、ハウジング15は、Z2方向側に配置されている。ハウジング15は、Z1方向側の面がZ2方向側に窪んだ凹形状を有している。詳細には、ハウジング15は、内底面15aと、内底面15aから延びる内側面15bとを有している。内底面15aは、ハウジング15のZ1方向側の面に形成された凹形状の底面である。内側面15bは、内底面15aの縁部からZ1方向側に延びる側面である。
【0052】
図2に示すように、第1位置決め部152は、ハウジング15に対して中蓋17および制御基板11の両方を位置決めするように構成されている。すなわち、第1位置決め部152は、中蓋17および制御基板11の共通の位置決め部である。
【0053】
具体的には、第1位置決め部152は、ハウジング15から外蓋16側に突出した第1突出部252を有している。第1突出部252は、小径部252aと、第1段差部252bと、大径部252cとを有している。小径部252aは、制御基板11の第1基板側挿入孔11bに挿入される。これにより、第1位置決め部152は、Z方向に直交する方向に制御基板11を位置決めしている。
【0054】
第1段差部252bは、小径部252aと大径部252cとの境界部分に設けられている。第1段差部252bは、Z方向に直交する方向に延びた載置面である。第1段差部252bには、小径部252aが第1基板側挿入孔11bに挿入された制御基板11が載置される。これにより、第1位置決め部152は、Z方向に制御基板11を位置決めしている。
【0055】
大径部252cは、中蓋17の中蓋側挿入孔17cに挿入される。これにより、第1位置決め部152は、Z方向に直交する方向に中蓋17を位置決めしている。
【0056】
ソケット部15cは、外部機器としての制御装置と、制御基板11との相互通信を行うための配線ケーブル(図示せず)が挿入可能に構成されている。ソケット部15cは、ハウジング15の外側面に設けられている。ソケット部15cは、配線ケーブルが挿入される挿入孔を有している。なお、配線ケーブルは、制御基板11に電力を供給する機能も有している。
【0057】
図3に示すように、外蓋16は、Z1方向側に配置されている。外蓋16は、Z2方向側の面がZ1方向側に窪んだ凹形状を有している。外蓋16は、ハウジング15をZ1方向側から覆うカバーである。
【0058】
図2に示すように、中蓋17は、Z方向に直交する方向に沿って延びる樹脂製の部材である。ここで、中蓋17は、第2位置決め部17aと、複数のボス部17bと、中蓋側挿入孔17cと、位置決め孔17dとを有している。
【0059】
図2に示すように、第2位置決め部17aは、中蓋17に対して制御基板11を位置決めしている。第2位置決め部17aは、中蓋17から外蓋16側に突出した第2突出部171を有している。第2突出部171は、中蓋17のZ1方向側の面117aからZ1方向側に向かって突出している。
【0060】
第2突出部171は、小径部171aと、第2段差部171bと、大径部171cとを有している。小径部171aは、制御基板11の第2基板側挿入孔11cに挿入される。これにより、第2位置決め部17aは、Z方向に直交する方向に制御基板11を位置決めしている。
【0061】
第2段差部171bは、小径部171aと大径部171cとの境界部分に設けられている。第2段差部171bは、Z方向に直交する方向に延びた載置面である。第2段差部171bには、小径部171aが第2基板側挿入孔11cに挿入された制御基板11が載置される。これにより、第2位置決め部17aは、Z方向に制御基板11を位置決めしている。大径部171cは、中蓋17に一体的に設けられている。
【0062】
図2に示すように、複数のボス部17bは、中蓋17のZ1方向側の面117aからZ1方向側に向かって突出している。複数のボス部17bは、略円錐台形状を有している。複数のボス部17bの各々のZ1方向側の面には、制御基板11が載置される。これにより、複数のボス部17bは、Z方向に制御基板11を位置決めしている。複数のボス部17bの各々のZ1方向側の面には、締結孔が形成されている。締結孔には、雌ねじ部が設けられている。締結孔には、締結部材102が螺合される。これにより、制御基板11が中蓋17に固定されている。
【0063】
中蓋側挿入孔17cは、中蓋17をZ方向に貫通する貫通孔である。中蓋側挿入孔17cは、第1位置決め部152の配置位置に合わせて形成されている。中蓋側挿入孔17cには、制御基板11を位置決めする第1突出部252が挿入されている。詳細には、中蓋側挿入孔17cには、第1突出部252の大径部252cが挿入されている。
【0064】
位置決め孔17dは、中蓋17をZ方向に貫通する貫通孔である。位置決め孔17dは、接続端子12の配置位置に合わせて形成されている。位置決め孔17dは、接続端子12が挿入されている。詳細には、位置決め孔17dは、接続端子12が挿入されるとともに、接続端子12の制御基板11側の先端部を位置決めしている。これにより、接続端子12の先端部が、制御基板11の嵌合孔11dに精度良く挿入される。
【0065】
図2および図3に示すように、中蓋17は、収容空間18の内部に収容されているとともに、モータ10が取り付けられている。
【0066】
詳細には、図2に示すように、中蓋17には、中蓋17のZ1方向側の面117a(外蓋16側の面)に少なくとも、モータ10が固定されている。また、中蓋17には、中蓋17のZ1方向側の面117aに制御基板11が固定されている。中蓋17には、中蓋17のZ2方向側の面(ハウジング15側の面)に駆動力伝達機構13の軸部13cおよび軸部13fが固定されている。
【0067】
(出力軸回転角度センサおよびカバー部材)
次に、出力軸回転角度センサ30およびカバー部材40の詳細な構成について説明する。
【0068】
本実施形態では、図6および図7に示すように、センサ磁石部32を中蓋17に対して位置決めするカバー部材40が設けられている。カバー部材40は、Z方向のセンサ磁石部32の位置を決める。
【0069】
具体的には、図7に示すように、センサ磁石部32は、カバー部材40に係合する凸状の係合部32aを含む。そして、カバー部材40は、中蓋17に固定されるとともに、センサ磁石部32の係合部32aが挿通可能な溝部40aを含む。また、センサ磁石部32の係合部32aは、出力軸14の軸線方向(Z方向)から見て、略等角度間隔に複数設けられている。また、カバー部材40の溝部40aは、複数の係合部32aに対応するように、略等角度間隔に複数設けられている。本実施形態では、センサ磁石部32の係合部32aおよびカバー部材40の溝部40aは、各々、略120度間隔で、3つ設けられている。なお、カバー部材40は、特許請求の範囲の「位置決め部材」の一例である。
【0070】
また、中蓋17には、カバー部材40が挿入される孔部17hが設けられている。孔部17hの中央部には、出力軸14が挿入される孔部17iが設けられている。また、孔部17hには、段差部17jが設けられている。本実施形態では、段差部17jは、センサ磁石部32の係合部32aに当接する。具体的には、センサ磁石部32の係合部32aのZ2方向側の端面32bが、段差部17jのZ1方向側の面に当接する(図5参照)。これにより、センサ磁石部32のZ2方向側への移動が規制される。すなわち、センサ磁石部32のZ2方向側の位置が決められている。なお、段差部17jは、特許請求の範囲の「当接部」の一例である。
【0071】
また、カバー部材40は、中蓋17の孔部17hに挿入される筒状部分40bを含む。なお、カバー部材40の溝部40aは、筒状部分40bの孔部40cに連通する。溝部40aは、筒状部分40bのZ1方向側からZ2方向側に亘って貫通するように設けられている。また、Z方向から見て、溝部40aは、センサ磁石部32の係合部32aに対応する形状(略四角形形状)を有する。また、溝部40aは、センサ磁石部32の係合部32aが挿通可能な大きさ(Z方向から見て、係合部32aよりも少し大きい形状)を有する。
【0072】
また、カバー部材40は、筒状部分40bに接続され、中蓋17にネジ41(図6参照)により中蓋17に締結固定されるフランジ部40dを含む。フランジ部40dは、Z方向に直交する方向に延びるように設けられている。また、フランジ部40dは、略三角形形状を有する。略三角形形状のフランジ部40dの頂点近傍に、ネジ41が貫通する孔部40eが設けられている。ネジ41がフランジ部40dの孔部40eを介して中蓋17に螺合されることにより、カバー部材40が中蓋17に固定される。
【0073】
また、センサ磁石部32は、カバー部材40の筒状部分40bに挿入される柱状部分32cを含む。そして、センサ磁石部32の係合部32aは、柱状部分32cの中蓋17側(Z2方向側)に設けられている。係合部32aは、柱状部分32cが延びる方向(Z方向)に直交する方向に突出する。また、係合部32aは、柱状部分32cのZ2方向側の端部に設けられている。また、係合部32aは、略角柱形状を有する。
【0074】
また、センサ磁石部32は、Z1方向側の端部において、Z方向に直交する方向に柱状部分32cから突出する磁石本体部32dを含む。磁石本体部32dに、永久磁石が含まれている。また、磁石本体部32dは、扇形形状を有する。
【0075】
また、センサ磁石部32には、出力軸14が篏合(圧入)される孔部32eが設けられている。Z1方向から見て、孔部32eは、出力軸14(第5部分14e)に対応する形状(略長方形形状)を有する。
【0076】
また、図5に示すように、センサ磁石部32の孔部32eの内部には、段差部32fが設けられている。なお、センサ磁石部32の段差部32fと、出力軸14の第4部分14dと第5部分14eとの境界の段差部との間には、Z方向に沿って隙間CL2が設けられている。
【0077】
また、カバー部材40の筒状部分40bが中蓋17の孔部17hに挿入された状態で、筒状部分40bの中蓋17側の端面40fと、孔部17hの底面(段差部17j)との間には、センサ磁石部32の係合部32aが回動可能な隙間CL3が設けられている。Z方向における隙間CL3の幅Wは、センサ磁石部32の係合部32aの厚みtに略等しい。これにより、センサ磁石部32のZ1方向側およびZ2方向側の移動が規制される。また、隙間CL3内において、センサ磁石部32の係合部32aは、Z方向を軸として回転可能に構成されている。
【0078】
また、本実施形態では、図8に示すように、センサ磁石部32の係合部32aは、カバー部材40に係合した状態で、出力軸14の軸線方向(Z方向)から見て、シフト切替部材20の回動可能角の範囲内において、溝部40aとオーバラップしないように配置されている。出力軸14には、扇状のギア50が篏合されており、出力軸14と扇状のギア50とシフト切替部材20とは、同軸で回転する。そして、ハウジング15には、Z方向から見て、出力軸14が一方に回動することにより扇状のギア50と接触する壁部15dと、出力軸14が他方に回動することにより扇状のギア50と接触する壁部15eとが設けられている。そして、壁部15dと壁部15eとの間における扇状のギア50の回動範囲が、シフト切替部材20の回動可能角となる。たとえば、回動可能角は、45度である。そして、扇状のギア50が壁部15dと壁部15eとの間を回動している範囲内において、Z方向から見て、センサ磁石部32の係合部32aとカバー部材40の溝部40aとがオーバラップすることはない。すなわち、シフト切替部材20の回動動作中において、センサ磁石部32の係合部32aとカバー部材40の溝部40aとの係合が解除される(センサ磁石部32が脱落する)のが抑制されている。
【0079】
(センサ磁石部の取付方法)
次に、中蓋17に対するセンサ磁石部32の取付方法について説明する。
【0080】
まず、図4に示すように、中蓋17の孔部17hにカバー部材40の筒状部分40bが挿入されるとともに、ネジ41により、カバー部材40が中蓋17に固定される。次に、センサ磁石部32の孔部32eが出力軸14に挿入(圧入)されるとともに、センサ磁石部32の係合部32aがカバー部材40の溝部40aに挿通される。これにより、カバー部材40の筒状部分40bにセンサ磁石部32が挿入される。
【0081】
そして、図5に示すように、センサ磁石部32の係合部32aがカバー部材40のZ2方向側の端面40fからZ2方向側に移動した状態で、センサ磁石部32がZ方向を軸として回動される。また、係合部32aは、筒状部分40bのZ2方向側の端面40fと、孔部17hの底面(段差部17j)との間の隙間CL3内を移動する。これにより、センサ磁石部32の係合部32aがカバー部材40の筒状部分40bのZ2方向側の端面40fに係合される。
【0082】
なお、この時点で、中蓋17はハウジング15に取り付けられていないので、出力軸14に取り付けられた扇状のギア50が、ハウジング15の壁部15dおよび壁部15eに接触することはない。このため、扇状のギア50の回動可能角(回動可能範囲)を超えて、扇状のギア50が回動された状態で、センサ磁石部32の係合部32aがカバー部材40の溝部40aに挿通された後、回動される。これにより、中蓋17をハウジング15に取り付けた後に、扇状のギア50が壁部15dと壁部15eとの間を回動している範囲内において、Z方向から見て、センサ磁石部32の係合部32aとカバー部材40の溝部40aとがオーバラップしないようにすることが可能になる。
【0083】
図5に示すように、センサ磁石部32の孔部32eに出力軸14を挿入することにより、センサ磁石部32は、出力軸14と同軸になるとともに、中蓋17に対するセンサ磁石部32のZ方向の位置が決められる。これにより、出力軸回転角度センサ30の位置のばらつきの箇所は、センサ磁石部32のZ2方向側の端面32b(段差部17j)と制御基板11のZ2方向側の面との間の寸法L1と、センサ磁石部32のZ2方向側の端面32bとセンサ磁石部32のZ1方向側の端面との間の寸法L2との2か所となる。そして、カバー部材40を設けることによって隙間CL3の分の出力軸14の移動(センサ部31とセンサ磁石部32との間の寸法L1のばらつき)を抑制することが可能になる。
【0084】
(シフト切替機構)
図4に示すように、シフト切替機構2は、変速機構部(図示せず)内の油圧制御回路部(図示せず)における油圧バルブボディのマニュアルスプール弁(図示せず)とパーキング機構部(図示せず)とに接続されている。変則機構部は、シフト切替機構2が駆動されることにより、シフト状態(P位置、R位置、N位置およびD位置)が機械的に切り替えられるように構成されている。
【0085】
シフト切替機構2は、上記シフト切替部材20と、ピン21aを有する位置決め部材21とを含んでいる。シフト切替部材20は、ディテントプレートである。シフト切替部材20は、シフト位置(P位置、R位置、N位置およびD位置)に対応するように設けられた複数(4つ)の谷部20aと、谷部20aの間に設けられる山部20bとを有している。位置決め部材21は、アクチュエータ1の駆動により回動するシフト切替部材20の複数の谷部20aのいずれかにピン21aが嵌まり込んだ状態でシフト位置を成立させるように構成されている。位置決め部材21は、ディテントスプリングである。位置決め部材21は、シフト位置(P位置、R位置、N位置およびD位置)に対応する回動角度位置でディテントプレートを保持するように構成されている。
【0086】
本実施形態では、以下のような効果を得ることができる。
【0087】
本実施形態では、上記のように、センサ磁石部32は、出力軸14に取り付けられており、センサ磁石部32を中蓋17に対して位置決めするカバー部材40が設けられている。これにより、出力軸14に取り付けられたセンサ磁石部32が、カバー部材40により中蓋17に対して位置決めされるので、出力軸14に取り付けられたセンサ磁石部32の軸方向の移動がカバー部材40により抑制される。その結果、制御基板11に配置されたセンサ部31とセンサ磁石部32との間の距離がばらつくのを抑制することができる。また、センサ部31とセンサ磁石部32との間の距離がばらつくのが抑制されるので、センサ部31とセンサ磁石部32との間の距離を小さくすることができる。これにより、センサ部31に対するセンサ磁石部32からの磁力を大きくすることができるので、センサ部31の精度を向上させることができる。また、制御基板11に配置されたセンサ部31とセンサ磁石部32との間の距離がばらつくのを抑制することができるので、振動などによって、センサ部31とセンサ磁石部32とが衝突するのを抑制することができる。
【0088】
また、本実施形態では、上記のように、カバー部材40を中蓋17に固定した状態で、センサ磁石部32の凸状の係合部32aをカバー部材40の溝部40aを挿通させて貫通させた後(係合部32aがカバー部材40の端面40fを通り抜けた後)、センサ磁石部32を回動することにより、センサ磁石部32の係合部32aを、係合部32aが挿入される方向側と反対側のカバー部材40の端面40fに係合させることができる。これにより、比較的簡易な構成で、センサ磁石部32を中蓋17に対して容易に位置決めすることができる。
【0089】
また、本実施形態では、上記のように、係合部32aが1つのみ設けられている場合と比べて、センサ磁石部32を中蓋17に対してバランスよく位置決めすることができる。
【0090】
また、本実施形態では、上記のように、シフト切替部材20が回動している最中に、センサ磁石部32の係合部32aとカバー部材40の溝部40aとがオーバラップすることに起因して、センサ磁石部32の中蓋17に対する位置決め状態が解除されるのを抑制することができる。
【0091】
また、本実施形態では、上記のように、センサ磁石部32の係合部32aが、中蓋17の段差部17jとカバー部材40とによって挟み込まれるので、センサ磁石部32の中蓋17に対する位置決めを確実に行うことができる。
【0092】
また、本実施形態では、上記のように、中蓋17の孔部17hにカバー部材40の筒状部分40bが挿入された状態で、センサ磁石部32の凸状の係合部32aをカバー部材40の溝部40aを挿通させながら、センサ磁石部32の柱状部分32cをカバー部材40の筒状部分40bに挿入することができる。また、センサ磁石部32の凸状の係合部32aがカバー部材40の端面40fを通り抜けた後、センサ磁石部32を回動することにより、柱状部分32cの中蓋17側に設けられている係合部32aをカバー部材40の端面40fに、容易に係合させることができる。
【0093】
また、本実施形態では、上記のように、センサ磁石部32の凸状の係合部32aをカバー部材40の溝部40aを挿通させながら、センサ磁石部32の柱状部分32cをカバー部材40の筒状部分40bに容易に挿入することができる。
【0094】
また、本実施形態では、上記のように、中蓋17の孔部17hにカバー部材40の筒状部分40bが挿入された状態で、フランジ部40dが中蓋17の表面に引っかかるので、中蓋17に対してカバー部材40を位置決めすることができる。そして、中蓋17に対してカバー部材40が位置決めされた状態で、容易に、カバー部材40をネジ41により中蓋17に締結固定することができる。
【0095】
また、本実施形態では、上記のように、センサ磁石部32の凸状の係合部32aがカバー部材40の端面40fを通り抜けた後、上記の隙間CL3に沿って、センサ磁石部32を容易に回動することができる。
【0096】
(変形例)
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更(変形例)が含まれる。
【0097】
たとえば、上記実施形態では、センサ磁石部32の凸状の係合部32aがカバー部材40の溝部40aに挿通されてカバー部材40に係合されることにより、センサ磁石部32が中蓋17に対して位置決めされる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、センサ磁石部32の係合部32aおよびカバー部材40の溝部40a以外の構成によって、センサ磁石部32を中蓋17に対して位置決めしてもよい。
【0098】
また、上記実施形態では、センサ磁石部32の係合部32aおよびカバー部材40の溝部40aが各々3つずつ設けられる例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、センサ磁石部32の係合部32aおよびカバー部材40の溝部40aの数は、3つ以外の数であってもよい。
【0099】
また、上記実施形態では、Z方向から見て、カバー部材40が略三角形形状を有する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、カバー部材40が略三角形形状以外の形状(略四角形形状、略円環形状)を有していてもよい。
【0100】
また、上記実施形態では、ハウジング15とハウジング15の開口を覆う外蓋16との間の空間に中蓋17が配置される(ハウジング15と外蓋16とが結合されている)シフト装置100に本発明を適用する例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、中蓋の一方側を外蓋が覆い、中蓋の他方側をハウジングが覆う構成(中蓋と外蓋とが結合され、中蓋とハウジングとが結合されている構成)を有するシフト装置に対しても本発明を適用することは可能である。また、中蓋を有しないシフト装置に対しても本発明を適用することは可能である。
【符号の説明】
【0101】
1 アクチュエータ
10 モータ
10c シャフト
11 制御基板
13 駆動力伝達機構
14 出力軸
17 中蓋(筐体部)
17j 段差部(当接部)
20 シフト切替部材
20a 谷部
30 出力軸回転角度センサ
31 センサ部
32 センサ磁石部
32a 係合部
40 カバー部材(位置決め部材)
40a 溝部
100 シフト装置
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8