特開 2023-149169 シフトアクチュエータ

(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】P2023149169

(43)【公開日】2023-10-13

(54)【発明の名称】シフトアクチュエータ

(51)【国際特許分類】

   F16H 1/16 20060101AFI20231005BHJP

   F16H 1/06 20060101ALI20231005BHJP

   F16H 19/04 20060101ALI20231005BHJP

   B60K 23/08 20060101ALI20231005BHJP

【ＦＩ】

F16H1/16

F16H1/06

F16H19/04 L

B60K23/08 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022057593

(22)【出願日】2022-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】ＫＹＢ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 拓造

(72)【発明者】

【氏名】増田 大輝

(72)【発明者】

【氏名】山田 展資

【テーマコード（参考）】

3D036

3J009

3J062

【Ｆターム（参考）】

3D036GA05

3D036GA16

3D036GB03

3D036GB05

3D036GD09

3D036GJ01

3D036GJ17

3J009DA13

3J009DA17

3J009DA20

3J009EA06

3J009EA11

3J009EA19

3J009EA25

3J009EA32

3J009EA43

3J009ED06

3J009FA03

3J062AA01

3J062AB02

3J062AC01

3J062BA12

3J062BA14

(57)【要約】

【課題】出力軸の回転角度が３６０°を超えても回転角度が検出できるシフトアクチュエータを提供する。
【解決手段】シフトアクチュエータ１００は、回転軸１ａの回転を減速して出力する第１減速機構３１及び第２減速機構３２と、出力軸２の回転角度を検出する角度検出機構４と、を備え、第１減速機構３１は、回転軸１ａに固定されたウォームギア３１ａと、ウォームギア３１ａと噛合し、シャフト５に支持されるウォームホイール３１ｂと、を有し、角度検出機構４は、出力軸２と一体に回転する平歯車４１と、平歯車４１に噛合し、シャフト５に支持される平歯車４２と、平歯車４２と一体に回転する磁石４３と、磁石４３と対向するように設けられた角度センサ４４と、を有する。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の駆動状態を二輪駆動と四輪駆動とに切り換えるためのシフトアクチュエータであって、
回転軸を有するモータと、
前記回転軸の回転を減速して出力する第１減速機構と、
前記第１減速機構の出力を減速して出力軸に出力する第２減速機構と、
前記出力軸の回転角度を検出する角度検出機構と、を備え、
前記第１減速機構は、
前記回転軸に固定された第１歯車と、
前記第１歯車と噛合し、シャフトに支持される第２歯車と、を有し、
前記第２減速機構は、
前記第２歯車と一体に回転する第３歯車と、
前記第３歯車と噛合し、前記出力軸に固定される第４歯車と、を有し、
前記角度検出機構は、
前記出力軸と一体に回転する第５歯車と、
前記第５歯車に噛合し、前記シャフトに支持される第６歯車と、
前記第６歯車と一体に回転する磁石と、
前記磁石と対向するように設けられた角度検出器と、を有する、ことを特徴とするシフトアクチュエータ。

【請求項2】

請求項１に記載のシフトアクチュエータであって、
前記第６歯車は、前記シャフトの一端を覆うようにして、前記シャフトに対して相対回転可能に支持される、ことを特徴とするシフトアクチュエータ。

【請求項3】

請求項１または２に記載のシフトアクチュエータであって、
前記磁石は、前記第６歯車に固定されている、ことを特徴とするシフトアクチュエータ。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１つに記載のシフトアクチュエータであって、
前記第１減速機構、前記第２減速機構、及び前記角度検出機構を収容するハウジングをさらに備え、
前記シャフトの他端は、前記ハウジングに固定される、ことを特徴とするシフトアクチュエータ。

【請求項5】

請求項４に記載のシフトアクチュエータであって、
前記ハウジング内において、前記第１減速機構及び前記第２減速機構が設けられる空間と、前記角度検出器が設けられる空間と、を仕切るプレートをさらに備え、
前記第６歯車は、径方向の移動が前記プレートによって規制される、ことを特徴とするシフトアクチュエータ。

【請求項6】

請求項４または５に記載のシフトアクチュエータであって、
前記ハウジング内において、前記第１減速機構及び前記第２減速機構が設けられる空間と、前記角度検出器が設けられる空間と、を仕切るプレートをさらに備え、
前記第６歯車は、前記シャフトの軸方向における移動が前記プレートによって規制される、ことを特徴とするシフトアクチュエータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シフトアクチュエータに関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、シフトレールを駆動するモータと、モータの回転をシフトレールに伝えるギヤ機構と、シフトレールと共に回転する磁石と、磁石の回転角度に応じた出力を提供する磁気センサ素子とを有する自動車の駆動状態を切り替えるためのシフトアクチュエータが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－５７２２１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のシフトアクチュエータでは、出力軸の回転角度が３６０°を超えると、磁気センサ素子では回転角度を検出できなくなるおそれがある。

【0005】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、出力軸の回転角度が３６０°を超えても回転角度が検出できるシフトアクチュエータを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、車両の駆動状態を二輪駆動と四輪駆動とに切り換えるためのシフトアクチュエータであって、回転軸を有するモータと、回転軸の回転を減速して出力する第１減速機構と、第１減速機構の出力を減速して出力軸に出力する第２減速機構と、出力軸の回転角度を検出する角度検出機構と、を備え、第１減速機構は、回転軸に固定された第１歯車と、第１歯車と噛合し、シャフトに支持される第２歯車と、を有し、第２減速機構は、第２歯車と一体に回転する第３歯車と、第３歯車と噛合し、出力軸に固定される第４歯車と、を有し、角度検出機構は、出力軸と一体に回転する第５歯車と、第５歯車に噛合し、シャフトに支持される第６歯車と、第６歯車と一体に回転する磁石と、磁石と対向するように設けられた角度検出器と、を有することを特徴とする。

【0007】

この発明では、出力軸の回転角度の変動範囲が３６０°（１回転）を超えるような場合であっても、第５歯車と第６歯車の変速比を調整することによって磁石の回転角度の変動範囲を３６０°以内にすることができる。これにより、出力軸の回転数をカウントする必要がなくなるので、例えば、一時的に電源が喪失してしまった場合などに、カウントされた出力軸の回転数が不明となり、出力軸２の回転角度が検出できないといった事態を避けることができる。

【0008】

また、本発明は、第６歯車が、シャフトの一端を覆うようにして、シャフトに対して相対回転可能に支持されることを特徴とする。

【0009】

この発明では、第６歯車をシャフトの軸方向における中間位置に支持する構成に比べて、構造が簡単になる。これにより、組立効率を向上させることができる。

【0010】

また、本発明は、磁石が、第６歯車に固定されていることを特徴とする。

【0011】

この発明では、第６歯車に伝達された回転角度をそのまま角度検出器に対して伝えることができる。

【0012】

また、本発明は、第１減速機構、第２減速機構、及び角度検出機構を収容するハウジングをさらに備え、シャフトの他端が、ハウジングに固定されることを特徴とする。

【0013】

この発明では、シャフトをハウジングに固定しているので、シャフトを回転可能に支持する軸受が不要になる。これにより、コストの上昇を抑制できる。

【0014】

また、本発明は、ハウジング内において、第１減速機構及び第２減速機構が設けられる空間と、角度検出器が設けられる空間と、を仕切るプレートをさらに備え、第６歯車が、径方向の移動がプレートによって規制されることを特徴とする。

【0015】

この発明では、第６歯車の径方向の移動がプレートによって規制されるので、第６歯車と一体に回転する磁石の径方向のブレを抑制することができる。これにより、回転角度の検出精度の低下を防止できる。

【0016】

また、本発明は、ハウジング内において、第１減速機構及び第２減速機構が設けられる空間と、角度検出器が設けられる空間と、を仕切るプレートをさらに備え、第６歯車が、シャフトの軸方向における移動がプレートによって規制されることを特徴とする。

【0017】

この発明では、第６歯車のシャフトの軸方向における移動がプレートによって規制されるので、第６歯車と一体に回転する磁石の軸方向のブレを抑制することができる。これにより、回転角度の検出精度の低下を防止できる。

【発明の効果】

【0018】

本発明によれば、シフトアクチュエータにおいて、出力軸の回転角度が３６０°を超えても回転角度が検出できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係るシフトアクチュエータが搭載される車両の概略図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態に係るシフトアクチュエータの外観図である。

【図3】図３は、本発明の実施形態に係るシフトアクチュエータのハウジングを取り除いた状態での斜視図である。

【図4】図４は、本発明の実施形態に係るシフトアクチュエータの駆動部の図２のＩＶ－ＩＶ線に沿う断面図である。

【図5】図５は、本発明の実施形態に係るシフトアクチュエータの主要部の図２のＶ－Ｖ線に沿う断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るシフトアクチュエータ１００について説明する。

【0021】

まず、図１を参照しながら、シフトアクチュエータ１００が搭載される車両Ｖの概略について説明する。なお、図１は、シフトアクチュエータ１００が搭載される車両Ｖの概略図である。

【0022】

本実施形態の車両Ｖは、通常は後輪ＲＴのみで駆動する後輪駆動をベースとする車両である。エンジンＥから出力されたトルクは、自動変速機ＴＭを通じて後輪ＲＴに伝達される。

【0023】

シフトアクチュエータ１００は、車両Ｖの駆動状態を二輪駆動と四輪駆動とに変更するために用いられる。シフトアクチュエータ１００を制御することによって、車両Ｖは、後輪ＲＴのみによって駆動する二輪駆動と、前輪ＦＴ及び後輪ＲＴによって駆動する四輪駆動と、を切り換えることが可能に構成される。

【0024】

車両Ｖは、駆動源としてのエンジンＥと、エンジンＥの回転を変速して出力する自動変速機ＴＭと、自動変速機ＴＭの出力トルクを前輪ＦＴ及び後輪ＲＴに分配するトランスファＴＦと、を備える。なお、車両Ｖの駆動源は、エンジンＥに限らず、モータ、あるいは、エンジンＥ及びモータであってもよい。

【0025】

トランスファＴＦは、エンジンＥからの動力伝達経路における自動変速機ＴＭと前輪ＦＴとの間の動力を断接するクラッチＣＬと、クラッチＣＬの動作を制御するシフトアクチュエータ１００と、を有する。

【0026】

クラッチＣＬは、例えば、多板式の湿式クラッチによって構成される。クラッチＣＬが締結されると、エンジンＥから出力されたトルクは、後輪ＲＴのみならず、クラッチＣＬを通じて前輪ＦＴにも伝達される。これに対し、クラッチＣＬが解放されると、エンジンＥから出力されたトルクは、前輪ＦＴに伝達されず、後輪ＲＴのみに伝達される。

【0027】

後輪駆動と四輪駆動との切り換えは、車室内に設けられたスイッチＳＷを切り換えることにより行われる。なお、これに限らず、後輪駆動と四輪駆動との切り換えは、車両Ｖの走行状態に応じてコントローラＣが自動的に切り換えるようにしてもよい。

【0028】

次に、図２から図５を参照して、シフトアクチュエータ１００の具体的な構成について説明する。図２は、シフトアクチュエータ１００の外観図である。図３は、シフトアクチュエータ１００のハウジング１０を取り除いた状態での斜視図である。図４は、シフトアクチュエータ１００の駆動部の断面図である。図５は、シフトアクチュエータ１００の主要部の断面図である。

【0029】

図２から図５に示すように、シフトアクチュエータ１００は、駆動部としてのモータ１と、モータ１の回転軸１ａの回転を減速して出力軸２に伝達する減速機構３と、出力軸２の回転角度を検出する角度検出機構４と、減速機構３及び角度検出機構４を収容するハウジング１０と、を備える。

【0030】

ハウジング１０は、減速機構３と角度検出機構４とを収容する凹部１０ｃが形成された本体部１０ａと、凹部１０ｃを覆うカバー１０ｂと、を有する。

【0031】

モータ１は、車両Ｖに搭載されたバッテリ（図示せず）を電源として車両Ｖを制御するコントローラＣによって制御される。図２から図４に示すように、モータ１は、回転軸１ａと、バッテリからの電力の供給を受けて回転軸１ａを回転させる回転動力を発生させるコイル部１ｂと、回転軸１ａの回転を規制する電磁ブレーキ１ｃと、を備える。

【0032】

図４に示すように、モータ１の回転軸１ａは、軸受１ｄ及びスリーブ１ｅによってハウジング１０に対して回転可能に支持される。本実施形態では、図５などに示すように、回転軸１ａは、出力軸２に対して略直交するように配置される。

【0033】

回転軸１ａは、コイル部１ｂのロータ（図示せず）に連結される。コイル部１ｂは、ハウジング１０の外面にボルト７０によって固定される（図４など参照）。

【0034】

電磁ブレーキ１ｃは、例えば、無励磁作動型の電磁ブレーキである。電磁ブレーキ１ｃでは、電磁ブレーキ１ｃに電流が印加されると、ブレーキが解除され、回転軸１ａの回転が許容される。これに対し、電磁ブレーキ１ｃへの電流の印加が遮断されると、ブレーキが作動し、回転軸１ａの回転が規制される。

【0035】

図４などに示すように、モータ１の回転軸１ａには、第１歯車としてのウォームギア３１ａが設けられる。ウォームギア３１ａは、軸受１ｄとスリーブ１ｅの間の領域に設けられる。

【0036】

図５などに示すように、減速機構３は、モータ１の回転軸１ａの回転を減速する第１減速機構３１と、第１減速機構３１の出力回転をさらに減速する第２減速機構３２と、を有する。

【0037】

第１減速機構３１は、ウォームギア３１ａと、ウォームギア３１ａに噛合する第２歯車としてのウォームホイール３１ｂと、を有する。ウォームホイール３１ｂは、ハウジング１０に端部５ａが固定されたシャフト５に回転可能に支持される。

【0038】

第２減速機構３２は、ウォームホイール３１ｂと一体に回転する第３歯車としての平歯車３２ａと、平歯車３２ａと噛合し、出力軸２に固定された第４歯車としての平歯車３２ｂと、を有する。

【0039】

平歯車３２ａは、シャフト５に回転可能に支持されるとともに、ウォームホイール３１ｂと一体に回転する。具体的には、平歯車３２ａとウォームホイール３１ｂは、それぞれ個別に製作され、これらは、接着やキー結合などにより結合されることで、一体となって回転する。平歯車３２ａとウォームホイール３１ｂは、シャフト５に係止された止め輪７とハウジング１０の凹部１０ｃの底面１０ｄとの間で保持される。

【0040】

平歯車３２ｂは、出力軸２に固定され、出力軸２と一体になって回転する。平歯車３２ｂの歯数は、平歯車３２ａの歯数より多い。

【0041】

このように構成された第１減速機構３１及び第２減速機構３２によって、モータ１の回転軸１ａの回転は、所定の変速比で減速され、出力軸２に伝達される。

【0042】

図５に示すように、シフトアクチュエータ１００は、ハウジング１０内にボルトによって固定されたプレート８をさらに備える。

【0043】

出力軸２の一端（端部２ａ）側は、ハウジング１０の本体部１０ａに取り付けられた軸受２ｂによって回転可能に支持される。また、出力軸２の他端（端部２ｄ）側は、プレート８に軸受としてのスリーブ２ｃを介して回転可能に支持される。出力軸２の端部２ａは、ハウジング１０の本体部１０ａを貫通して、上述のクラッチＣＬの動作を制御するための動力伝達機構（図示せず）に接続される。また、出力軸２は、端部２ｄをプレート８に形成された貫通孔８ａに挿入し、プレート８をハウジング１０の本体部１０ａに固定することで、ハウジング１０の本体部１０ａとプレート８の間において保持されて、軸方向の移動が規制される。

【0044】

図５に示すように、角度検出機構４は、出力軸２に固定され出力軸２と一体に回転する第５歯車としての平歯車４１と、平歯車４１に噛合し、シャフト５に回転可能に支持される第６歯車としての平歯車４２と、平歯車４２に取り付けられ、平歯車４２と一体に回転する磁石４３と、磁石４３と対向するように設けられた角度検出器としての角度センサ４４と、を有する。

【0045】

本実施形態では、平歯車４１と平歯車４２は、減速機構４０を構成する。減速機構４０は、出力軸２の回転角度を所定の比率で減少して平歯車４２の回転として出力する。

【0046】

図５に示すように、平歯車４２は、シャフト５の端部５ｂを覆うキャップ部４２ａと、平歯車４１と噛合する歯車部４２ｂと、を有する。平歯車４２は、シャフト５の端部５ｂを覆うようにして、シャフト５に対して相対回転可能に支持される。

【0047】

キャップ部４２ａは、外周に歯車部４２ｂが固定される本体部４２ｃと、本体部４２ｃに形成され、シャフト５の端部５ｂが挿入される孔４２ｄと、本体部４２ｃより外径の小さな小径部４２ｅと、本体部４２ｃと小径部４２ｅとによって構成される段差部４２ｆと、小径部４２ｅの端面から突出するように形成され、先端に磁石４３が固定される突起部４２ｇと、を有する。

【0048】

平歯車４２の本体部４２ｃの外径は、プレート８に形成された貫通孔８ｂの内径より大きく形成される。平歯車４２は、平歯車４２の孔４２ｄにシャフト５が挿入されるとともに、プレート８に形成された貫通孔８ｂに小径部４２ｅが挿入された状態で、プレート８をハウジング１０の本体部１０ａに固定することにより、シャフト５の端部５ｂとプレート８の間に保持される。このとき、段差部４２ｆがプレート８と摺動可能に接することで、平歯車４２のシャフト５の軸方向における移動が規制される。

【0049】

平歯車４２の小径部４２ｅの外径は、プレート８に形成された貫通孔８ｂの内径よりわずかに小さく形成される。これにより、平歯車４２は、プレート８に形成された貫通孔８ｂに小径部４２ｅが挿入された状態では、プレート８によって径方向の移動が規制される。

【0050】

なお、平歯車４２を形成する場合には、キャップ部４２ａと歯車部４２ｂとを別体で形成した後、これらを一体にすることで形成してもよいし、１つの部材からキャップ部４２ａと歯車部４２ｂとを形成してもよい。

【0051】

角度センサ４４は、基板４５に取り付けられる。基板４５は、ハウジング１０のカバー１０ｂにビスなどによって取り付けられる。角度センサ４４によって検出された平歯車４２の回転角度は、コントローラＣ（図１参照）に送信される。なお、平歯車４２の回転角度は、出力軸２の回転角度を減速機構４０によって所定の比率（減速比）で減少させた回転角度に相当する。

【0052】

プレート８は、ハウジング１０の凹部１０ｃ内の空間を、減速機構３が設けられる空間Ｓ１と、角度センサ４４及び角度センサ４４が取り付けられる基板４５が設けられる空間Ｓ２とに仕切る。プレート８は、減速機構３と基板４５との間、言い換えると、減速機構３を覆うように設けられる。プレート８は、凹部１０ｃ内を空間Ｓ１と空間Ｓ２に仕切る機能だけでなく、減速機構３を構成するギアなどに塗布された潤滑剤がギアの回転によって飛散した場合に、潤滑剤が角度センサ４４や基板４５に付着することを防止する機能を有する。

【0053】

なお、プレート８は、ハウジング１０の凹部１０ｃを空間Ｓ１と空間Ｓ２とに完全に仕切る、つまり、減速機構３が設けられる空間Ｓ１全体を覆うことが好ましいが、少なくとも第１減速機構３１と基板４５との間に設けられていればよい。減速機構３の中で、第１減速機構３１のウォームギア３１ａの回転速度が最も速い。このため、ウォームギア３１ａ近傍に塗布された潤滑剤は飛散しやすい。また、図５などから明らかなように、ウォームギア３１ａの回転方向から、ウォームギア３１ａの回転によって飛散する潤滑剤は、角度センサ４４や基板４５の方向に向かって飛散する可能性が高い。そこで、プレート８を少なく第１減速機構３１と基板４５との間に設けることができれば、角度センサ４４や基板４５に潤滑剤が付着することを防止できる。これにより、角度センサ４４や基板４５に潤滑剤が付着することによって、角度センサ４４の検出精度が低下したり、あるいは、基板４５において電気的な短絡が発生することを防止できる。

【0054】

このように構成されたシフトアクチュエータ１００の制御の一例を説明する。

【0055】

スイッチＳＷ（図１参照）が四輪駆動に切り換える位置に操作されると、コントローラＣは、電磁ブレーキ１ｃに電流を印加して、モータ１の回転軸１ａにおける回転の規制を解除した後、モータ１のコイル部１ｂに電流を印加する。これにより、モータ１の回転軸１ａが回転する。回転軸１ａの回転は、第１減速機構３１及び第２減速機構３２によって減速されて出力軸２に伝達される。出力軸２の回転は、トランスファＴＦ（図１参照）の動力伝達機構に伝達され、クラッチＣＬを締結する締結力に変換される。このようにして、クラッチＣＬが締結されると、エンジンＥから出力されたトルクは、後輪ＲＴに伝達されるとともに、クラッチＣＬを通じて前輪ＦＴに伝達される。そして、コントローラＣが、角度センサ４４の検出値に基づいて、出力軸２の回転角度がクラッチＣＬが締結されたと判断できる回転角度まで回転したと判断すると、コントローラＣは、モータ１のコイル部１ｂへの電流の印加を停止するとともに、電磁ブレーキ１ｃへの電流の印加を停止する。これにより、モータ１の回転軸１ａの回転が規制される。このとき、出力軸２は、モータ１の回転軸１ａと機械的に接続されているため、出力軸２の回転も規制される。これにより、クラッチＣＬは締結状態に維持される。

【0056】

反対に、スイッチＳＷ（図１参照）が二輪駆動に切り換える位置に操作されると、コントローラＣは、電磁ブレーキ１ｃに電流を印加して、モータ１の回転軸１ａにおける回転の規制を解除した後、モータ１のコイル部１ｂにモータ１の回転軸１ａを逆方向に回転させる電流を印加する。これにより、モータ１の回転軸１ａが逆方向に回転する。回転軸１ａの回転は、第１減速機構３１及び第２減速機構３２によって減速されて出力軸２に伝達される。出力軸２の回転は、トランスファＴＦ（図１参照）の動力伝達機構に伝達され、クラッチＣＬの締結力を減少させる方向の力に変換される。このようにして、クラッチＣＬが解放されると、エンジンＥから出力されたトルクは、前輪ＦＴには伝達されず、後輪ＲＴのみに伝達される。そして、コントローラＣが、角度センサ４４の検出値に基づいて、出力軸２の回転角度がクラッチＣＬが解放されたと判断できる回転角度まで回転したと判断すると、コントローラＣは、モータ１のコイル部１ｂへの電流の印加を停止するとともに、電磁ブレーキ１ｃへの電流の印加を停止する。これにより、モータ１の回転軸１ａの回転が規制される。このとき、出力軸２は、モータ１の回転軸１ａと機械的に接続されているため、出力軸２の回転も規制される。これにより、クラッチＣＬは解放状態に維持される。

【0057】

なお、この例では、クラッチＣＬを完全に締結、あるいは解放する場合を説明したが、クラッチＣＬの締結状態（トルク容量）を制御することで、前輪ＦＴと後輪ＲＴとの駆動力の分配量を制御することも可能である。

【0058】

本実施形態のシフトアクチュエータ１００は、平歯車４１と平歯車４２とによって構成された減速機構４０を有する角度検出機構４を備えているので、出力軸２の回転角度の変動範囲が３６０°（１回転）を超えるような場合であっても、平歯車４１と平歯車４２の変速比を調整することによって磁石４３の回転角度の変動範囲を３６０°以内にすることができる。これにより、出力軸２の回転数をカウントする必要がなくなるので、例えば、一時的に電源が喪失してしまった場合などに、カウントされた出力軸２の回転数が不明となり、出力軸２の回転角度が検出できないといった事態を避けることができる。

【0059】

また、本実施形態のシフトアクチュエータ１００では、磁石４３が取り付けられた平歯車４２がウォームホイール３１ｂを支持するシャフト５によって支持されている。これにより、平歯車４２を支持する軸を別途設ける必要がないので、装置を小型化できる。

【0060】

本実施形態のシフトアクチュエータ１００は、モータ１の回転軸１ａの回転を規制する電磁ブレーキ１ｃを備えている。電磁ブレーキ１ｃは、クラッチＣＬのばね反力などが出力軸２に逆トルクとして作用した場合に、モータ１の回転軸１ａの回転を規制することで、回転軸１ａと機械的に接続された出力軸２の回転を規制する。このように、シフトアクチュエータ１００が、電磁ブレーキ１ｃを備えることにより、クラッチＣＬのばね反力などが出力軸２に逆トルクが作用した場合に、出力軸２が回転することでクラッチＣＬが不用意に解放、または締結されてしまうこと、あるいは、駆動力の分配量が変化してしまうことを防止できる。

【0061】

そして、本実施形態のシフトアクチュエータ１００では、第１減速機構３１が、ウォームギア３１ａとウォームホイール３１ｂとによって構成されている。ウォームホイール３１ｂからウォームギア３１ａへ動力を伝達する場合の動力伝達効率は、ウォームギア３１ａからウォームホイール３１ｂへ動力を伝達する場合の動力伝達効率と比較して低い。このため、上述のような逆トルクが出力軸２から第１減速機構３１に作用した場合に、この逆トルクの一部を第１減速機構３１によって吸収させることができる。これにより、モータ１の回転軸１ａに伝達される逆方向のトルクを小さくできるので、電磁ブレーキ１ｃを小型化することができる。

【0062】

さらに、本実施形態のシフトアクチュエータ１００では、回転軸１ａと出力軸２が略直交するように配置されている。回転軸１ａと出力軸２とが平行に配置された構成では、シフトアクチュエータ１００をトランスファＴＦに取り付けた際に、モータ１のコイル部１ｂが出力軸２の軸線方向に位置することになり、出力軸２の軸線方向にその分スペースを確保する必要がある。これに対し、本実施形態のシフトアクチュエータ１００では、回転軸１ａと出力軸２が略直交するように配置されているので、出力軸２の軸線方向にモータ１のコイル部１ｂを設けるためのスペースが不要となるため、シフトアクチュエータ１００を設置するためスペースを小さくすることができる。

【0063】

上記実施形態では、減速機構３が、第１減速機構３１及び第２減速機構３２を有している場合を例として説明したが、これに限らず、減速機構３は、第１減速機構３１のみであってもよい。

【0064】

上記実施形態では、シフトアクチュエータ１００の出力軸２の回転角度を検出するために角度センサ４４を設けているが、これに加え、出力軸２の回転角度を直接検出するために、例えば、出力軸２の端部２ｄに対向する位置に角度センサを設けてもよい。あるいは、角度センサ４４による検出値に加え、モータ１の回転軸１ａの回転角度を検出するセンサによって検出されたモータ１の回転軸１ａの回転角度から、出力軸２の回転角度を算出するようにし、モータ１の制御に用いてもよい。

【0065】

また、上記実施形態では、シャフト５がハウジング１０の本体部１０ａに固定されている場合を例に説明したが、これに限らず、例えば、シャフト５とハウジング１０の間に軸受を設け、シャフト５とウォームホイール３１ｂとが一体に回転する、あるいは、シャフト５と平歯車４２とが一体に回転するようにしてもよい。

【0066】

上記実施形態では、平歯車４１と平歯車４２が減速機構４０を構成する場合を説明が、平歯車４１と平歯車４２が増速機構を構成してもよい。この場合には、増速機構は、出力軸２の回転角を所定の比率で増加して平歯車４２の回転として出力する。このような増速機構を用いた場合には、出力軸２の回転角を検出する際の分解能を高めることができる。

【0067】

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

【0068】

シフトアクチュエータ１００は、回転軸１ａを有するモータ１と、回転軸１ａの回転を減速して出力する第１減速機構３１と、第１減速機構３１の出力を減速して出力軸２に出力する第２減速機構３２と、出力軸２の回転角度を検出する角度検出機構４と、を備え、第１減速機構３１は、回転軸１ａに固定されたウォームギア３１ａ（第１歯車）と、ウォームギア３１ａ（第１歯車）と噛合し、シャフト５に支持されるウォームホイール３１ｂ（第２歯車）と、を有し、第２減速機構３２は、ウォームホイール３１ｂ（第２歯車）と一体に回転する平歯車３２ａ（第３歯車）と、平歯車３２ａ（第３歯車）と噛合し、出力軸２に固定される平歯車３２ｂ（第４歯車）と、を有し、角度検出機構４は、出力軸２と一体に回転する平歯車４１（第５歯車）と、平歯車４１（第５歯車）に噛合し、シャフト５に支持される平歯車４２（第６歯車）と、平歯車４２（第６歯車）と一体に回転する磁石４３と、磁石４３と対向するように設けられた角度センサ４４（角度検出器）と、を有する。

【0069】

この構成では、出力軸２の回転角度の変動範囲が３６０°（１回転）を超えるような場合であっても、平歯車４１（第５歯車）と平歯車４２（第６歯車）の変速比を調整することによって磁石４３の回転角度の変動範囲を３６０°以内にすることができる。これにより、出力軸２の回転数をカウントする必要がなくなるので、例えば、一時的に電源が喪失してしまった場合などに、カウントされた出力軸２の回転数が不明となり、出力軸２の回転角度が検出できないといった事態を避けることができる。

【0070】

また、この構成では、平歯車４２（第６歯車）をウォームホイール３１ｂ（第２歯車）を支持するシャフト５によって支持する。これにより、平歯車４２（第６歯車）を支持する軸を別途設ける必要がないので、装置を小型化できる。

【0071】

シフトアクチュエータ１００では、平歯車４２（第６歯車）は、シャフト５の端部５ｂ（一端）を覆うようにして、シャフト５に対して相対回転可能に支持される。

【0072】

この構成では、平歯車４２（第６歯車）をシャフト５の軸方向における中間位置に支持する構成に比べて、構造が簡単になる。これにより、組立効率を向上させることができる。

【0073】

シフトアクチュエータ１００では、磁石４３は、平歯車４２（第６歯車）に固定されている。

【0074】

この構成では、平歯車４２（第６歯車）に伝達された回転角度をそのまま角度センサ４４（角度検出器）に対して伝えることができる。

【0075】

シフトアクチュエータ１００は、第１減速機構３１、第２減速機構３２、及び角度検出機構４を収容するハウジング１０をさらに備え、シャフト５の端部５ａ（他端）は、ハウジング１０に固定される。

【0076】

この構成では、シャフト５をハウジング１０に固定しているので、シャフト５を回転可能に支持する軸受が不要になる。これにより、コストの上昇を抑制できる。

【0077】

シフトアクチュエータ１００は、ハウジング１０内において、第１減速機構３１及び第２減速機構３２が設けられる空間Ｓ１と、角度センサ４４（角度検出器）が設けられる空間Ｓ２と、を仕切るプレート８をさらに備え、平歯車４２（第６歯車）は、径方向の移動がプレート８によって規制される。

【0078】

この構成では、平歯車４２（第６歯車）の径方向の移動がプレート８によって規制されるので、平歯車４２（第６歯車）と一体に回転する磁石４３の径方向のブレを抑制することができる。これにより、回転角度の検出精度の低下を防止できる。

【0079】

シフトアクチュエータ１００は、ハウジング１０内において、第１減速機構３１及び第２減速機構３２が設けられる空間Ｓ１と、角度センサ４４（角度検出器）が設けられる空間Ｓ２と、を仕切るプレート８をさらに備え、平歯車４２（第６歯車）は、シャフト５の軸方向における移動がプレート８によって規制される。

【0080】

この構成では、平歯車４２（第６歯車）のシャフト５の軸方向における移動がプレート８によって規制されるので、平歯車４２（第６歯車）と一体に回転する磁石４３の軸方向のブレを抑制することができる。これにより、回転角度の検出精度の低下を防止できる。

【0081】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0082】

上記実施形態では、第１減速機構３１をウォームギア３１ａとウォームホイール３１ｂで構成した場合を例に説明したが、これに限らず、傘歯車の組み合わせや、平歯車の組み合わせなど、どのようなものであってもよい。

【符号の説明】

【0083】

１００・・・シフトアクチュエータ、１・・・モータ、１ａ・・・回転軸、１ｃ・・・電磁ブレーキ、２・・・出力軸、３・・・減速機構、４・・・角度検出機構、５・・・シャフト、５ａ・・・端部、５ｂ・・・端部、８・・・プレート、１０・・・ハウジング、３１・・・第１減速機構、３１ａ・・・ウォームギア（第１歯車）、３１ｂ・・・ウォームホイール（第２歯車）、３２・・・第２減速機構、３２ａ・・・平歯車（第３歯車）、３２ｂ・・・平歯車（第４歯車）、４０・・・減速機構、４１・・・平歯車（第５歯車）、４２・・・平歯車（第６歯車）、４３・・・磁石、４４・・・角度センサ（角度検出器）、４５・・・基板、Ｓ１・・・空間、Ｓ２・・・空間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】