(57)【要約】【課題】構成部品の破損を抑制することができる回転式アクチュエータを提供する。【解決手段】車両のシフトバイワイヤシステムに用いられる回転式アクチュエータ１０であって、ステータ３１と、ステータ３１に対して回転可能なロータ３２と、ロータ３２の回転軸３３を回転可能に支持するロータ支持部としてのアッパーケース部６１と、ステータ３１の通電を制御する制御部１６と、制御部１６が固定されている制御固定部としてのカバー６７と、アッパーケース部６１とカバー６７との間の振動伝達を抑制する振動伝達抑制部としてのシール部材９５とを備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のシフトバイワイヤシステム（１１）に用いられる回転式アクチュエータであって、
ステータ（３１）と、
前記ステータに対して回転可能なロータ（３２）と、
前記ロータの回転軸（３３）を回転可能に支持するロータ支持部（６１、１０２）と、
前記ステータの通電を制御する制御部（１６）と、
前記制御部が固定されている制御固定部（６７、１０１）と、
前記ロータ支持部と前記制御固定部との間の振動伝達を抑制する振動伝達抑制部（９５）と、
を備える回転式アクチュエータ。
【請求項２】
前記ロータ支持部（６１）は、前記ステータを収容しているケースの一部であり、
前記制御固定部（６７）は、前記ロータ支持部との間に前記制御部を収容する空間（９１）を区画しているカバーである請求項１に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項３】
前記制御部は、前記ステータのターミナル（９３）に接続するコネクタ（９４）を有し、
前記ターミナルの前記コネクタへの挿入方向は、前記制御固定部の前記ロータ支持部への組付け方向と同じである請求項２に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項４】
前記制御固定部（１０１）は、前記ステータを収容しているケースの一部であり、
前記ロータ支持部（１０２）は、前記制御固定部との間に前記制御部を収容する空間を区画しているカバーである請求項１に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項５】
前記制御部は、前記回転軸が貫通する通孔（１０４）を有する請求項４に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項６】
前記振動伝達抑制部は、弾性体であり、前記ロータ支持部と前記制御固定部との間の空間の気密を確保するシール部材である請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転式アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ケースに収容されたモータとモータを制御する制御部とが一体に設けられた機電一体型の回転式アクチュエータが知られている。特許文献１では、ケースがモータのロータを回転可能に支持しており、また、ケースに組み付いたカバーの内側に制御部が固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５１７８２３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に開示された回転式アクチュエータでは、振動環境に設置された場合、ロータの振動がケースおよびカバーを介して制御部に伝達される。これにより、制御部の端子と電極部品との接触不良や、制御部の断線およびはんだクラックなどを含む電気的接続不具合が発生するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、制御部の電気的接続不良を抑制することができる回転式アクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、車両のシフトバイワイヤシステム（１１）に用いられる回転式アクチュエータであって、ステータ（３１）と、ステータに対して回転可能なロータ（３２）と、ロータの回転軸（３３）を回転可能に支持するロータ支持部（６１、１０２）と、ステータの通電を制御する制御部（１６）と、制御部が固定されている制御固定部（６７、１０１）と、ロータ支持部と制御固定部との間の振動伝達を抑制する振動伝達抑制部（９５）とを備える。
【０００７】
このようにロータを支持する部分と制御部が固定された部分との間に振動伝達抑制部が設けられることで、ロータの振動の制御部への伝達が抑制される。そのため、制御部の端子と電極部品との接触不良や、制御部の断線およびはんだクラックなどを含む電気的接続不具合を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態による回転式アクチュエータが適用されたシフトバイワイヤシステムを示す模式図。
【図２】図１のシフトレンジ切替機構を説明する図。
【図３】第１実施形態による回転式アクチュエータの断面図。
【図４】図３の回転式アクチュエータの断面の模式図。
【図５】第２実施形態による回転式アクチュエータの断面の模式図であって、第１実施形態の図４に対応する図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、回転式アクチュエータ（以下、アクチュエータ）の複数の実施形態を図面に基づき説明する。実施形態同士で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。
【００１０】
［第１実施形態］
アクチュエータは、車両のシフトバイワイヤシステムの駆動部として用いられている。
【００１１】
（シフトバイワイヤシステム）
先ず、シフトバイワイヤシステムの構成について図１および図２を参照して説明する。図１に示すように、シフトバイワイヤシステム１１は、変速機１２のシフトレンジを指令するシフト操作装置１３と、変速機１２のシフトレンジ切替機構１４を作動させるアクチュエータ１０とを備える。アクチュエータ１０は、モータ３０等を含む作動部１５と、シフトレンジの指令信号に応じてモータ３０の通電を制御する制御部１６とを備える。
【００１２】
図２に示すように、シフトレンジ切替機構１４は、変速機１２（図１参照）内の油圧作動機構への油圧の供給を制御するレンジ切替弁２０と、シフトレンジを保持するディテントスプリング２１およびディテントレバー２２と、シフトレンジがパーキングレンジに切り替えられるとき変速機１２の出力軸のパークギヤ２３にパークポール２４を嵌合させて、出力軸の回転をロックするパークロッド２５と、ディテントレバー２２と一体に回転するマニュアルシャフト２６と、を備える。
【００１３】
シフトレンジ切替機構１４は、マニュアルシャフト２６とともにディテントレバー２２を回転させて、ディテントレバー２２に連結されたレンジ切替弁２０の弁体２７およびパークロッド２５を目標シフトレンジに対応した位置に移動させる。シフトバイワイヤシステム１１では、こうしたシフトレンジの切り替えを電動で行うために、マニュアルシャフト２６にアクチュエータ１０を連結している。
【００１４】
（アクチュエータ）
次に、アクチュエータ１０の構成について説明する。図３に示すように、アクチュエータ１０は、ハウジング９１内に作動部１５および制御部１６を備える機電一体型のアクチュエータである。
【００１５】
ハウジング１９は、筒状のアッパーケース部６１およびカップ状のロアケース部６２を含むケース６０と、カバー６７とを有する。アッパーケース部６１の一端部６３と他端部６４との間には隔壁部６５が形成されている。一端部６３の内側には、制御部１６が収容されている。制御部１６は、一端部６３の開口端に設けられたカバー６７によりカバーされており、これによりシールド性が確保される。ロアケース部６２は、他端部６４に組付けられている。またロアケース部６２は、アッパーケース部６１とは反対側に突き出す筒状突出部６９を形成している。マニュアルシャフト２６は、筒状突出部６９を挿通するように配置される。
【００１６】
作動部１５は、動力発生源としてのモータ３０と、モータ３０に対して平行に配置された出力軸４０と、モータ３０の回転を減速して出力軸４０に伝達する減速機構５０とを有する。作動部１５は、ケース６０に収容されている。
【００１７】
モータ３０は、他端部６４のプレートケース６８に圧入固定されているステータ３１と、ステータ３１の内側に設けられているロータ３２と、ロータ３２と共に回転軸心ＡＸ１まわりに回転する回転軸３３とを有する。回転軸３３は、ロータ３２に対してロアケース部６２側に、回転軸心ＡＸ１に対して偏心する偏心部３６を有する。モータ３０は、ステータ３１を構成するコイル３８への通電電流を制御部１６にて制御することにより双方向に回転でき、また、所望の回転位置で停止させることができる。カバー６７の通孔にはプラグ３９が取り付けられている。故障時にはプラグ３９を外すことで、回転軸３３を手動で回転させることができる。
【００１８】
減速機構５０は、リングギヤ５１およびサンギヤ５２を含む第１減速部１７と、ドライブギヤ５３およびドリブンギヤ５４を含む平行軸式の第２減速部１８とを有する。リングギヤ５１は、回転軸心ＡＸ１上に設けられている。サンギヤ５２は、偏心部３６に嵌合する軸受５５により偏心軸心ＡＸ２まわりに回転可能に支持され、リングギヤ５１に内接するように噛み合っている。サンギヤ５２は、回転軸３３が回転すると、回転軸心ＡＸ１まわりに公転しながら偏心軸心ＡＸ２まわりに自転する遊星運動を行う。このときのサンギヤ５２の自転速度は、回転軸３３の回転速度に対して減速される。サンギヤ５２は、回転伝達用の穴部５６を有する。
【００１９】
ドライブギヤ５３は、回転軸心ＡＸ１上に設けられており、回転軸３３に嵌合する軸受５７により回転軸心ＡＸ１まわりに回転可能に支持されている。またドライブギヤ５３は、穴部５６に挿入された回転伝達用の凸部５８を有する。サンギヤ５２の自転は、穴部５６と凸部５８との係合によりドライブギヤ５３に伝達される。穴部５６および凸部５８は伝達機構５９を構成している。ドリブンギヤ５４は、回転軸心ＡＸ１と平行であり且つ筒状突出部６９と同軸である回転軸心ＡＸ３上に設けられ、ドライブギヤ５３に外接するように噛み合っている。ドリブンギヤ５４は、ドライブギヤ５３が回転軸心ＡＸ１まわりに回転すると、回転軸心ＡＸ３まわりに回転する。このときのドリブンギヤ５４の回転速度は、ドライブギヤ５３の回転速度に対して減速される。
【００２０】
出力軸４０は、筒状に形成され、回転軸心ＡＸ３上に設けられている。隔壁部６５は、回転軸心ＡＸ３と同軸の貫通支持孔６６を有する。出力軸４０は、貫通支持孔６６に嵌合する第１つば付きブッシュ４６と、筒状突出部６９の内側に嵌合する第２つば付きブッシュ４７とにより回転軸心ＡＸ３まわりに回転可能に支持されている。ドリブンギヤ５４は、出力軸４０とは別部材であり、出力軸４０の外側に嵌合し、当該出力軸４０に回転伝達可能に連結されている。マニュアルシャフト２６は、出力軸４０の内側に挿入され、例えばスプライン嵌合により出力軸４０に回転伝達可能に連結される。
【００２１】
出力軸４０の一端部４１は、第１つば付きブッシュ４６により回転可能に支持されている。出力軸４０の他端部４２は、第２つば付きブッシュ４７により回転可能に支持されている。ドリブンギヤ５４は、第１つば付きブッシュ４６の第１つば部４８と第２つば付きブッシュ４７の第２つば部４９とに挟まれる形で軸方向に支持されている。なお、他の実施形態では、ドリブンギヤ５４は、例えばケース６０や他のプレート等、一対の支持部に挟まれる形で軸方向に支持されてもよい。
【００２２】
制御部１６は、モータ３０を制御する複数の電子部品と、それらの電子部品を実装した制御基板７１と、制御基板７１に実装された出力軸位置検出センサ７２と、制御基板７１に実装されたモータ位置検出センサ７３とを有する。
【００２３】
上記複数の電子部品には、マイクロコンピュータ８１、ＭＯＳＦＥＴ８２、コンデンサ８３、ダイオード８４、ＡＳＩＣ８５、インダクタ８６、レジスタ８７およびコンデンサチップ８８等が含まれる。マイクロコンピュータ８１は、例えば出力軸位置検出センサ７２およびモータ位置検出センサ７３等の検出信号に基づき各種演算を行う。ＭＯＳＦＥＴ８２は、マイクロコンピュータ８１からの駆動信号によりスイッチング動作し、コイル３８の通電を切り替える。コンデンサ８３は、図示しない電源から入力された電力を平滑化し、また、ＭＯＳＦＥＴ８２のスイッチング動作等に起因するノイズの流出を防止する。また、コンデンサ８３は、インダクタ８６と共にフィルタ回路を構成する。ＡＳＩＣ８５は、特定の処理を高速で行うＩＣチップである。
【００２４】
出力軸位置検出センサ７２は、制御基板７１のうちマグネット４３に対向する位置に設けられている。マグネット４３は、出力軸４０に取り付けられたホルダ４４に固定されている。出力軸位置検出センサ７２は、マグネット４３が発生する磁束を検出することで、出力軸４０およびそれと一体に回転するマニュアルシャフト２６の回転位置を検出する。
【００２５】
モータ位置検出センサ７３は、制御基板７１のうちマグネット４５に対向する位置に設けられている。マグネット４５は、回転軸３３に取り付けられたホルダ３７に固定されている。モータ位置検出センサ７３は、マグネット４５が発生する磁束を検出することで、回転軸３３およびロータ３２の回転位置を検出する。
【００２６】
（モータの支持構造、制御部の固定構造）
次に、モータ３０の支持構造および制御部１６の固定構造について説明する。以降、モータ３０の径方向のことを単に「径方向」と記載し、また、モータ３０の周方向のことを単に「周方向」と記載する。
【００２７】
図４に示すように、モータ３０の回転軸３３は、アッパーケース部６１に設けられた軸受３４と、ロアケース部６２に設けられた軸受３５とにより回転可能に支持されている。アッパーケース部６１は、制御部１６に近い側においてロータ３２を支持しており、ロータ支持部に相当し、ステータ３１を収容しているケース６０の一部である。
【００２８】
カバー６７とアッパーケース部６１との間には、制御部１６を収容する制御部空間９１が区画されている。制御部１６の制御基板７１は、制御部空間９１内で制御基板７１の平面方向が回転軸心ＡＸ１に直交するように設けられ、カバー６７の内壁に固定部９２により固定されている。固定部９２は、例えばかしめ部、ねじ締結部、接着部またはプレスフィット部などから構成される。カバー６７は、制御固定部に相当する。
【００２９】
制御部１６は、制御基板７１に固定され、コイル３８のターミナル９３に接続するコネクタ９４を有する。ターミナル９３は、ケース６０内から隔壁部９５を貫通して軸方向へ延びている。コネクタ９４の間口は、軸方向のモータ３０側に向けられている。ターミナル９３のコネクタ９４への挿入方向は軸方向である。一方で、カバー６７のアッパーケース部６１への組付け方向も軸方向である。すなわち、ターミナル９３のコネクタ９４への挿入方向は、カバー６７のアッパーケース部６１への組付け方向と同じである。
【００３０】
図４では、ターミナル９３は、コイル３８から直接延びるように図示されている。しかしこれに限らず、コイル３８と制御基板７１との間にバスバーが設けられ、このバスバーからターミナルが延びるように構成されてもよい。
【００３１】
カバー６７とアッパーケース部６１との組合せ箇所には、シール部材９５が設けられている。シール部材９５は、例えばゴム等の弾性体であって、カバー６７の組合せ面に沿って延びる環状部材であり、制御部空間９１の気密を確保している。カバー６７とアッパーケース部６１は直接接触しておらず、シール部材９５等を介して一体に設けられている。シール部材９５は、カバー６７とアッパーケース部６１との間の振動伝達を抑制する振動伝達抑制部として機能する。
【００３２】
アッパーケース部６１とロアケース部６２との組合せ箇所には、シール部材９６が設けられている。シール部材９６は、弾性体であり、制御部空間９１の気密を確保している。
【００３３】
（効果）
以上説明したように、第１実施形態では、アクチュエータ１０は、ステータ３１と、ステータ３１に対して回転可能なロータ３２と、ロータ３２の回転軸３３を回転可能に支持するロータ支持部としてのアッパーケース部６１と、ステータ３１の通電を制御する制御部１６と、制御部１６が固定されている制御固定部としてのカバー６７と、アッパーケース部６１とカバー６７との間の振動伝達を抑制する振動伝達抑制部としてのシール部材９５とを備える。
【００３４】
このようにロータ３２を支持する部分と制御部１６が固定された部分との間に振動伝達抑制部が設けられることで、ロータ３２の振動の制御部１６への伝達が抑制される。そのため、制御部１６の端子と電極部品との接触不良や、制御部１６の断線およびはんだクラックなどを含む電気的接続不具合を抑制することができる。
【００３５】
また、第１実施形態では、ロータ支持部は、ステータ３１を収容しているアッパーケース部６１である。制御固定部は、アッパーケース部６１との間に制御部１６を収容する制御部空間９１を区画しているカバー６７である。これにより、制御部１６をモータ３０から離して配置することができる。そのため、制御基板７１に回転軸３３を挿通する通孔をあけなくてもよい。
【００３６】
また、第１実施形態では、制御部１６は、ステータ３１のコイル３８のターミナル９３に接続するコネクタ９４を有する。ターミナル９３のコネクタ９４への挿入方向は、カバー６７のアッパーケース部６１への組付け方向と同じである。これにより、カバー６７をアッパーケース部６１に組み付けると同時に、制御部１６とコイル３８との電気的接続を完了することができる。そのため、制御部１６をカバー６７側に配置してもモータ３０との接続が容易である。
【００３７】
また、第１実施形態では、シール部材９５は、弾性体であり、制御部空間９１の気密を確保している。シール部材９５を振動伝達抑制部として用いることで、振動伝達抑制部を別途設ける必要がなく、部品点数を削減できる。
【００３８】
［第２実施形態］
第２実施形態では、図５に示すように、制御基板７１は、制御部空間９１内でアッパーケース部１０１の隔壁部６５に固定部１０５により固定されている。固定部１０５は、例えばかしめ部、ねじ締結部、接着部またはプレスフィット部などから構成される。アッパーケース部１０１は、制御固定部に相当する。
【００３９】
回転軸３３は、カバー１０２に設けられた軸受１０３と、ロアケース部６２に設けられた軸受３５とにより回転可能に支持されている。カバー１０２は、ロータ支持部に相当する。アッパーケース部１０１とカバー１０２との間には、振動伝達を抑制する振動伝達抑制部としてのシール部材９５が設けられている。制御基板７１は、回転軸３３上に設けられており、回転軸３３が貫通する通孔１０４を有する。
【００４０】
以上のように、第２実施形態においても同様にロータ支持部と制御固定部との間に振動伝達抑制部が設けられることで、ロータ３２の振動の制御部１６への伝達が抑制される。そのため、制御部１６の端子と電極部品との接触不良や、制御部１６の断線およびはんだクラックなどを含む電気的接続不具合を抑制することができる。
【００４１】
また、第２実施形態では、制御固定部は、ステータ３１を収容しているアッパーケース部１０１である。ロータ支持部は、アッパーケース部１０１との間に制御部１６を収容する制御部空間９１を区画しているカバー１０２である。制御部１６がアッパーケース部１０１に固定されることにより、制御部１６の発熱をモータ筐体であるケース６０に効果的に逃がすことができる。
【００４２】
また、第２実施形態では、制御基板７１は、回転軸３３が貫通する通孔１０４を有する。これにより、回転軸３３をカバー１０２で支持しながら制御基板７１の実装面積を確保することができる。
【００４３】
［他の実施形態］
他の実施形態では、振動伝達抑制部は、シール部材とは別の部材であってもよい。また、振動伝達抑制部は、金属製や樹脂製などのばねから構成されてもよいし、ダンパーから構成されてもよい。また、振動伝達抑制部は、１つの環状部材に限らず、周方向に沿って点在するように形成され、複数設けられてもよい。
【００４４】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１０：回転式アクチュエータ        １１：シフトバイワイヤシステム
１６：制御部                      ３０：モータ
３１：ステータ                    ３２：ロータ
３３：回転軸                      ６１：アッパーケース部（ロータ支持部）
６７：カバー（制御固定部）        ９５：シール部材（振動伝達抑制部）
１０２：カバー（ロータ支持部）    １０１：アッパーケース部（制御固定部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2020176662.tif 000006
【図５】
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