(57)【要約】【課題】シフトレンジ切替装置への取り付けが容易で、高精度にシフトレンジを切り替え可能な回転式アクチュエータを提供する。【解決手段】回転式アクチュエータ１０は、電動機３と、電動機３を収容するハウジング２と、ハウジング２に回転可能に支持され、電動機３の回転出力をシフトレンジ切換装置のマニュアルシャフトに伝達するようマニュアルシャフトに結合可能な出力軸５と、出力軸５を回転方向において正方向または逆方向へ付勢可能な付勢手段６と、を備えている。ハウジング２に対する出力軸５の回転方向の所定の位置を基準位置とすると、付勢手段６は、出力軸５が前記基準位置よりも正方向側に回転した位置にあるとき、出力軸５を逆方向へ付勢する。一方、付勢手段６は、出力軸５が前記基準位置よりも逆方向側に回転した位置にあるとき、出力軸５を正方向へ付勢する。【選択図】図１
2010203543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトレンジ切替装置のマニュアルシャフトを回転駆動する回転式アクチュエータであって、
電動機と、
前記電動機を収容するハウジングと、
前記ハウジングに回転可能に支持され、前記電動機の回転出力を前記マニュアルシャフトに伝達するよう前記マニュアルシャフトに結合可能な出力軸と、
前記出力軸を回転方向において正方向または逆方向へ付勢可能な付勢手段と、を備え、
前記ハウジングに対する前記出力軸の回転方向の所定の位置を基準位置とすると、
前記付勢手段は、
前記出力軸が前記基準位置よりも正方向側に回転した位置にあるとき、前記出力軸を逆方向へ付勢し、
前記出力軸が前記基準位置よりも逆方向側に回転した位置にあるとき、前記出力軸を正方向へ付勢することを特徴とする回転式アクチュエータ。
【請求項２】
前記基準位置は、前記出力軸が前記マニュアルシャフトに結合された状態で前記シフトレンジ切替装置に取り付けられたとき、前記自動変速機の各シフトレンジに対応する前記マニュアルシャフトの回転方向の複数の位置のうち隣り合う特定の二つの位置の間に対応することを特徴とする請求項１に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項３】
前記付勢手段は、前記出力軸の径外側において前記ハウジングに固定される軸部材と、前記出力軸の径外方向の外壁に設けられ、前記出力軸とともに回転する外歯部材と、前記外歯部材に噛み合う外歯を有し、前記軸部材の軸線回りに回動可能に支持される回動部材と、前記回動部材を回動方向において正方向または逆方向に付勢可能な付勢部材とからなり、
前記付勢部材は、前記回動部材を経由して前記出力軸を回転方向において正方向または逆方向へ付勢可能であることを特徴とする請求項１または２に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項４】
前記ハウジングは、前記軸部材の軸方向へ突出するハウジング側突出部を有し、
前記回動部材は、前記軸部材の軸方向へ突出する回動部材側突出部を有し、
前記付勢部材は、
一端と他端との間に前記ハウジング側突出部および前記回動部材側突出部を挟み込むようにして前記回動部材に設けられ、
前記出力軸が前記基準位置よりも正方向側に回転した位置にあるとき、一端または他端の一方が前記ハウジング側突出部に係止され、一端または他端の他方が前記回動部材側突出部に係止され、前記回動部材を経由して前記出力軸を逆方向へ付勢し、
前記出力軸が前記基準位置よりも逆方向側に回転した位置にあるとき、一端または他端の他方が前記ハウジング側突出部に係止され、一端または他端の一方が前記回動部材側突出部に係止され、前記回動部材を経由して前記出力軸を正方向へ付勢することを特徴とする請求項３に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項５】
前記回動部材と前記ハウジングに固定される固定部材との相対的な回動角度を検出することで、前記自動変速機のシフトレンジを検出可能なシフトポジションセンサをさらに備えることを特徴とする請求項３または４に記載の回転式アクチュエータ。
【請求項６】
前記出力軸は、前記マニュアルシャフトにスプライン嵌合により結合可能であることを特徴とする請求項１から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、シフトレンジ切替装置を駆動する回転式アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車のシフトレンジ切替装置では、運転者が選択したシフトレンジを電子制御装置（以下「ＥＣＵ」という）で検出し、この検出値に応じて回転式アクチュエータを駆動制御することで、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公知である（特許文献１参照）。シフトレンジ切替装置は、回転可能に支持されたマニュアルシャフトを有している。回転式アクチュエータは、当該マニュアルシャフトを回転駆動することにより自動変速機のシフトレンジを切り替える。
【０００３】
ところで、回転式アクチュエータは、一般に、出力軸とマニュアルシャフトとをスプライン嵌合により結合した状態でシフトレンジ切替装置に取り付けられている。そのため、出力軸とマニュアルシャフトとの間には回転方向にガタが発生し、このガタ量だけ両者の回転角度にずれが生じるおそれがある。このずれは、回転式アクチュエータによる高精度なマニュアルシャフトの制御の妨げとなる。そこで、このガタを詰めるために、例えば出力軸の周囲にねじりコイルばねを設置し、出力軸を一方の回転方向に付勢させることが考えられる（周知の技術ではない）。
【０００４】
上述のように、出力軸を一方の回転方向に付勢する回転式アクチュエータの場合、シフトレンジ切替装置に取り付ける前の時点においては、出力軸は、一方の回転方向側に回転しきっている状態である。そのため、この状態の出力軸をマニュアルシャフトにスプライン嵌合した後、回転式アクチュエータをシフトレンジ切替装置の所定の取付箇所にボルト等により取り付けるには、回転式アクチュエータの本体を、取付箇所に合致するよう回転させる必要がある。しかしながら、この回転量が多い場合、回転式アクチュエータが周囲の他部材等に干渉し、回転式アクチュエータの本体を回転させることが困難または不能となるおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−２６５１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、シフトレンジ切替装置への取り付けが容易で、高精度にシフトレンジを切り替え可能な回転式アクチュエータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、自動変速機のシフトレンジを切り替えるシフトレンジ切替装置に取り付けられる回転式アクチュエータである。シフトレンジ切替装置は、回転可能に支持されたマニュアルシャフトを有し、このマニュアルシャフトが回転式アクチュエータにより回転駆動されることによってシフトレンジを切り替える。本発明は、電動機と、電動機を収容するハウジングと、ハウジングに回転可能に支持され、電動機の回転出力をマニュアルシャフトに伝達するようマニュアルシャフトに結合可能な出力軸と、出力軸を回転方向において正方向または逆方向へ付勢可能な付勢手段と、を備えている。
【０００８】
そして、ハウジングに対する出力軸の回転方向の所定の位置を基準位置とすると、付勢手段は、出力軸が前記基準位置よりも正方向側に回転した位置にあるとき、出力軸を逆方向へ付勢する。一方、付勢手段は、出力軸が前記基準位置よりも逆方向側に回転した位置にあるとき、出力軸を正方向へ付勢する。すなわち、出力軸は、前記基準位置とは異なる位置にあるとき、付勢手段によって回転方向における正方向または逆方向に常に付勢される。これにより、出力軸とマニュアルシャフトとが所定の遊びをもって結合されていたとしても、出力軸とマニュアルシャフトとの間に生じる回転方向のガタを詰めることができる。したがって、回転式アクチュエータによる高精度なシフトレンジの切り替えが可能となる。
【０００９】
また、本発明による回転式アクチュエータでは、シフトレンジ切替装置に取り付ける前の時点において、出力軸は、付勢手段の作用によって前記基準位置で静止している状態となる。通常、回転式アクチュエータは、マニュアルシャフトが特定の位置（例えば自動変速機のＮレンジに対応する位置）にある状態で、シフトレンジ切替装置に取り付けられる。そのため、例えば、「回転式アクチュエータがシフトレンジ切替装置に取り付けられた状態における出力軸の前記基準位置を、自動変速機の各シフトレンジに応じたマニュアルシャフトの回転方向の複数の位置のうち特定の位置の近傍に対応するように設定」し、かつ、「前記特定の位置を、回転式アクチュエータをシフトレンジ切替装置に取り付ける際の、シフトレンジ切替装置に対するマニュアルシャフトの回転方向の位置として設定」すれば、出力軸が前記基準位置で静止している回転式アクチュエータをシフトレンジ切替装置に取り付けるとき、出力軸をマニュアルシャフトに結合した後、回転式アクチュエータの本体を、付勢手段の付勢力に抗してわずかに回転させるだけで、シフトレンジ切替装置の取付箇所に合致させることができる。これにより、回転式アクチュエータの周囲に他部材またはシフトレンジ切替装置からの突出部等が位置している場合でも、回転式アクチュエータの本体は、取り付け時の回転に際し他部材または突出部等への干渉が低減される。したがって、回転式アクチュエータのシフトレンジ切替装置への取り付けが容易になる。
【００１０】
請求項２に記載の発明では、前記基準位置は、出力軸がマニュアルシャフトに結合された状態でシフトレンジ切替装置に取り付けられたとき、自動変速機の各シフトレンジに対応するマニュアルシャフトの回転方向の複数の位置のうち隣り合う特定の二つの位置の間に対応する。そのため、回転式アクチュエータがシフトレンジ切替装置に取り付けられた状態では、マニュアルシャフトがいずれのシフトレンジに対応する位置にあっても、出力軸は、付勢手段によって回転方向における正方向または逆方向に常に付勢されることとなる。これにより、出力軸とマニュアルシャフトとが所定の遊びをもって結合されていたとしても、マニュアルシャフトが自動変速機の各シフトレンジに対応する位置にある状態においては、出力軸とマニュアルシャフトとの間に生じる回転方向のガタを詰めることができる。その結果、自動変速機の各シフトレンジと、当該シフトレンジのそれぞれに対応すべき出力軸の回転角度とのずれを抑制することができる。したがって、回転式アクチュエータによる高精度なシフトレンジの切り替えが可能となる。
【００１１】
また、本発明では、例えば、前記隣り合う特定の二つの位置のうちいずれか一方を、回転式アクチュエータをシフトレンジ切替装置に取り付ける際のマニュアルシャフトの位置として設定すれば、出力軸が前記基準位置で静止している回転式アクチュエータをシフトレンジ切替装置に取り付けるとき、出力軸をマニュアルシャフトに接続した後、回転式アクチュエータの本体を、付勢手段の付勢力に抗してわずかに回転させるだけで、シフトレンジ切替装置の取付箇所に合致させることができる。したがって、回転式アクチュエータのシフトレンジ切替装置への取り付けが容易になる。
【００１２】
請求項３に記載の発明では、付勢手段は、出力軸の径外側においてハウジングに固定される軸部材と、出力軸の径外方向の外壁に設けられ、出力軸とともに回転する外歯部材と、外歯部材に噛み合う外歯を有し、軸部材の軸線回りに回動可能に支持される回動部材と、回動部材を回動方向において正方向または逆方向に付勢可能な付勢部材とからなる。付勢部材は、回動部材を経由して出力軸を回転方向において正方向または逆方向へ付勢可能である。本発明では、付勢手段は、出力軸の径外側に位置している。そのため、例えば付勢手段を出力軸の軸方向側に配置する場合と比べ、回転式アクチュエータの軸方向の体格の増大を抑制することができる。また、本発明の上記構成によれば、上述した請求項１および２に記載の発明の効果と同様の効果を奏することができる。
【００１３】
請求項４に記載の発明では、ハウジングは、軸部材の軸方向へ突出するハウジング側突出部を有している。回動部材は、軸部材の軸方向へ突出する回動部材側突出部を有している。付勢部材は、一端と他端との間にハウジング側突出部および回動部材側突出部を挟み込むようにして回動部材に設けられている。また、付勢部材は、出力軸が前記基準位置よりも正方向側に回転した位置にあるとき、一端または他端の一方がハウジング側突出部に係止され、一端または他端の他方が回動部材側突出部に係止され、回動部材を経由して出力軸を逆方向へ付勢する。一方、付勢部材は、出力軸が前記基準位置よりも逆方向側に回転した位置にあるとき、一端または他端の他方がハウジング側突出部に係止され、一端または他端の一方が回動部材側突出部に係止され、回動部材を経由して出力軸を正方向へ付勢する。本発明の上記構成によれば、上述した請求項１、２および３に記載の発明の効果と同様の効果を奏することができる。
【００１４】
請求項５に記載の発明では、回動部材とハウジングに固定される固定部材との相対的な回動角度を検出することで、自動変速機のシフトレンジを検出可能なシフトポジションセンサをさらに備えている。回動部材は出力軸の回転に連動して回動し、マニュアルシャフトも出力軸の回転に連動して回転する。すなわち、回動部材とマニュアルシャフトとは、出力軸を介して連動する。そのため、シフトポジションセンサは、回動部材の回動角度を検出することによって、当該回動角度に対応するマニュアルシャフトの回転方向の位置、すなわち自動変速機のシフトレンジを検出可能である。
【００１５】
回動部材とマニュアルシャフトとは出力軸を介して連動するため、回動部材と出力軸との間の回転方向のガタおよび出力軸とマニュアルシャフトとの間の回転方向のガタが、シフトポジションセンサによるシフトレンジの検出に誤差を生じさせるおそれがある。しかしながら、本発明では、付勢部材は、回動部材を経由して出力軸を回転方向において正方向または逆方向へ付勢可能である。これにより、出力軸とマニュアルシャフトとの間のガタに加え、回動部材と出力軸との間のガタも詰めることができる。そのため、シフトポジションセンサにより検出される検出値と実際のシフトレンジとの間の誤差を低減することができる。その結果、シフトポジションセンサによって高精度に自動変速機のシフトレンジを検出することができる。したがって、回転式アクチュエータによる高精度なシフトレンジの切り替えが可能となる。
【００１６】
なお、回転式アクチュエータがシフトレンジ切替装置に取り付けられた状態において、出力軸が前記基準位置にあるとき、付勢部材から出力軸へ加わる付勢力は「０」となる。そのため、このとき、回動部材と出力軸との間、および出力軸とマニュアルシャフトとの間にガタが生じ、シフトポジションセンサにより検出される自動変速機のシフトレンジに誤差が生じる場合がある。しかしながら、出力軸が、自動変速機の各シフトレンジに対応するマニュアルシャフトの回転方向の複数の位置のうち隣り合う特定の二つの位置の間に、前記基準位置が対応するようマニュアルシャフトに結合されていれば、マニュアルシャフトが自動変速機の各シフトレンジのいずれかに対応する位置にある状態においては、出力軸は、付勢部材によって回転方向における正方向または逆方向に常に付勢される。これにより、回動部材と出力軸との間、および出力軸とマニュアルシャフトとの間のガタは詰められた状態となる。そのため、シフトポジションセンサにより検出される自動変速機のシフトレンジに誤差が生じる、といったことが低減される。
【００１７】
また、本発明では、回動部材が出力軸の径外側に位置するため、シフトポジションセンサを出力軸の径外側に配置することができる。これにより、例えばシフトポジションセンサを出力軸の軸方向側に配置する場合と比べ、回転式アクチュエータの軸方向の体格の増大、あるいは回転式アクチュエータの搭載性の劣化を抑制することができる。
【００１８】
請求項６に記載の発明では、出力軸は、シフトレンジ切替装置のマニュアルシャフトにスプライン嵌合により結合可能である。本発明による回転式アクチュエータが、出力軸とマニュアルシャフトとをスプライン嵌合により結合した状態でシフトレンジ切替装置に取り付けられた場合、出力軸とマニュアルシャフトとの間には、回転方向のガタが生じ易くなる。しかしながら、本発明では、出力軸は、付勢手段によって回転方向において正方向または逆方向へ付勢される。これにより、出力軸とマニュアルシャフトとの間にガタが生じたとしても、このガタを詰めることができる。したがって、回転式アクチュエータによる高精度なシフトレンジの切り替えが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態による回転式アクチュエータを示す断面図。
【図２】本発明の一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。
【図３】図１の矢印Ｘ方向から出力軸および回動部材を見た図。
【図４】図１の矢印Ｘ方向から出力軸および回動部材を見た図であって、（Ａ）は出力軸が基準位置よりも正方向側へ回転した位置にあるときの図、（Ｂ）は出力軸が基準位置よりも逆方向側へ回転した位置にあるときの図。
【図５】出力軸の回転角度と出力軸が受ける付勢力との関係を示す図であって、（Ａ）は本発明の一実施形態による回転式アクチュエータの出力軸が受ける付勢力を示す図、（Ｂ）は比較例の回転式アクチュエータの出力軸が受ける付勢力を示す図。
【図６】マニュアルシャフトの回転角度と本発明の一実施形態による回転式アクチュエータのシフトポジションセンサから出力される電圧との関係を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明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。
（一実施形態）
自動車の自動変速機のシフトレンジ切替装置に取り付けられる回転式アクチュエータに本発明を適用した一実施形態を図１および図２に示す。回転式アクチュエータ１０は、シフトバイワイヤシステムにおいて、シフトレンジ切替装置１００を駆動するのに用いられる。シフトレンジ切換装置１００は、マニュアルシャフト１０１が回転式アクチュエータ１０により回転駆動されることによって、自動変速機のシフトレンジを切り替える。回転式アクチュエータ１０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１１によって回転が制御される。回転式アクチュエータ１０は、図２に示すように、シフトレンジ切替装置１００に取り付けられる。まず、シフトレンジ切替装置１００について以下で説明する。
【００２１】
シフトレンジ切替装置１００は、シフトレンジ切替機構１１０およびパーキング切替機構１２０を備えている。
シフトレンジ切替機構１１０は、マニュアルシャフト１０１、ディテントプレート１０２および油圧バルブボディ１０４等から構成されている。マニュアルシャフト１０１は、一方の端部が回転式アクチュエータ１０の出力軸５にスプライン結合される（後述する）。ディテントプレート１０２は、マニュアルシャフト１０１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１０１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１０１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１０１と一体で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、図示しない自動変速機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、自動変速機のシフトレンジが変更される。
【００２２】
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。凹部１５１〜１５４は、例えば、それぞれ図示しない自動変速機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のいずれかと噛み合うことにより、マニュアルスプール弁１０５の軸方向の位置が決定する。
【００２３】
回転式アクチュエータ１０からマニュアルシャフト１０１を経由してディテントプレート１０２に回転力が加わると、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１０１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、自動変速機のシフトレンジがＤ、Ｎ、Ｒ、Ｐの順に切り替えられる。
【００２４】
一方、マニュアルシャフト１０１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１０により回転駆動されるマニュアルシャフト１０１の回転角度、すなわち回転方向の所定の位置は、自動変速機の各シフトレンジに対応している。
【００２５】
パーキング切替機構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。
【００２６】
次に、回転式アクチュエータ１０について説明する。
回転式アクチュエータ１０は、図１に示すように、ハウジング２、電動機３、減速機４、出力軸５および付勢手段６などを備えている。回転式アクチュエータ１０は、シフトレンジ切替装置１００のシフトレンジ切替機構１１０を駆動するサーボモータである。
【００２７】
減速機４は、電動機３の回転出力を減速して、出力軸５を介しシフトレンジ切替装置１００のシフトレンジ切替機構１１０に伝達する。電動機３は、回転式アクチュエータ１０に接続されたＥＣＵ１１によって回転が制御される（図２参照）。すなわち、シフトレンジ切替装置１００は、ＥＣＵ１１によって電動機３の回転方向、回転数および回転角度等を制御することで、シフトレンジ切替機構１１０およびパーキング切替機構１２０を切替制御するものである。
【００２８】
ハウジング２は、フロントハウジング２１とリヤハウジング２２とから構成されている。本実施形態では、フロントハウジング２１は金属により形成され、リヤハウジング２２は樹脂により形成されている。フロントハウジング２１とリヤハウジング２２とは、ボルト２３により固定されている。フロントハウジング２１とリヤハウジング２２とにより形成されるハウジング２の内部空間に、電動機３および減速機４等が収容されている。
【００２９】
電動機３は、永久磁石を用いることなく駆動力を発生するブラシレスのＳＲモータ（スイッチトリラクタンスモータ）である。電動機３は、ステータ３１およびロータ３５を備えている。ステータ３１は、略円環状に形成され、リヤハウジング２２にインサート成形された金属製の固定プレート２４に圧入されることにより、リヤハウジング２２に回転不能に固定されている。
【００３０】
ステータ３１は、ステータコア３２およびコイル３３から構成されている。ステータコア３２は、金属の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。ステータコア３２には、径内方向へ向けて所定の角度毎（例えば３０度毎）に突設された複数のステータティースが設けられている。各ステータティースのそれぞれに、ステータティースに磁力を発生させるコイル３３が設けられている。コイル３３は、ＥＣＵ１１によって通電制御される。
【００３１】
ロータ３５は、ステータ３１の径内側に設けられている。ロータ３５は、ロータ軸３６およびロータコア３７から構成されている。ロータ軸３６は、一方の端部をフロントベアリング１２に、他方の端部をリヤベアリング１３によって回転可能に支持されている。これにより、ロータ３５は、ハウジング２およびステータ３１に対し相対的に回転可能である。
【００３２】
なお、フロントベアリング１２は、後述する減速機４の出力軸５の内周に嵌合固定されている。出力軸５は、フロントハウジング２１の内周に設けられたメタルベアリング１４によって回転可能に支持されている。すなわち、ロータ軸３６の一方の端部は、フロントベアリング１２、出力軸５およびメタルベアリング１４を介してフロントハウジング２１に回転可能に支持されている。ロータ軸３６の他方の端部は、リヤハウジング２２の固定プレート２４に圧入固定されたリヤベアリング１３によって回転可能に支持されている。
【００３３】
ロータコア３７は、金属の薄板を板厚方向に複数積層することによって形成され、ロータ軸３６に圧入固定されている。ロータコア３７には、径外側のステータコア３２に向けて所定の角度毎（例えば４５度毎）に突設された複数のロータティースが設けられている。
ＥＣＵ１１から出力された駆動信号に基づいて、各コイル３３の通電位置および通電方向を順次切り替えると、ロータティースを磁気吸引するステータティースが順次切り替わり、ロータ３５は一方または他方へ回転する。このように、各コイル３３への通電を切り替え、各コイル３３に生じる磁力を制御することで、ロータ３５を任意の方向へ回転させることができる。
【００３４】
減速機４は、サンギア４１、リングギア４２および出力軸５等を備えている。減速機４は、いわゆる遊星歯車装置の一種である。上述したロータ軸３６は、ロータコア３７の軸方向の出力軸５側に、偏心部３８を有している。偏心部３８は、ロータ軸３６の回転中心に対して偏心回転する。
サンギア４１は、略円盤状に形成されている。サンギア４１は、ベアリング１５を介して偏心部３８に相対回転可能に支持されている。そのため、サンギア４１は、ロータ軸３６に対して偏心回転する。サンギア４１は、外周に外歯を有している。
【００３５】
リングギア４２は、略円環状に形成されている。リングギア４２は、フロントハウジング２１に圧入固定されている。リングギア４２は、内周にサンギア４１の外歯に噛み合い可能な内歯を有している。これにより、サンギア４１は、ロータ軸３６に対して偏心回転するとき、リングギア４２の内歯にサンギア４１の外歯を順に噛み合わせることでロータ軸３６の回転方向とは反対方向に自転する。サンギア４１とリングギア４２との歯数により、サンギア４１の自転速度は、ロータ軸３６の回転速度を例えば６０分の１に減速したものとなる。
【００３６】
出力軸５は、サンギア４１の反ロータコア３７側に位置する略円環状のフランジ５１を有している。フランジ５１には、同一円周上に複数のピン孔５２が形成されている。サンギア４１には、フランジ５１側へ突出する複数のピン４３が形成されている。この複数のピン４３は、それぞれ出力軸５のピン孔５２に遊嵌する。サンギア４１が自転すると、ピン４３から出力軸５のピン孔５２の内壁に動力が伝達される。これにより、サンギア４１の自転成分が出力軸５に伝達される。
【００３７】
出力軸５は、電動機３の回転出力をシフトレンジ切替装置１００のマニュアルシャフト１０１に伝達するようマニュアルシャフト１０１に結合可能である。具体的には、出力軸５の反フランジ５１側端部には、マニュアルシャフト１０１を差し込み可能な結合穴５３が形成されている。出力軸５の結合穴５３の内壁には、軸方向へ延びる複数のスプライン溝５４が形成されている。一方、マニュアルシャフト１０１の端部外壁には、スプライン溝５４に嵌合可能な複数のスプライン歯が形成されている。そのため、結合穴５３にマニュアルシャフト１０１を差し込むことで出力軸５とマニュアルシャフト１０１とを接続すれば、出力軸５とマニュアルシャフト１０１とはスプライン嵌合により結合される。これにより、回転式アクチュエータ１０は、シフトレンジ切替装置１００のマニュアルシャフト１０１を回転駆動することができる。
【００３８】
上述した回転式アクチュエータ１０には、リヤハウジング２２のロータコア３７側にエンコーダ１６が搭載されている。エンコーダ１６は、ロータ３５と一体に回転する磁石１７と、リヤハウジング２２において磁石１７と対向配置されて磁石１７における磁束発生部の通過を検出する磁気検出用のホールＩＣ１８とにより構成されている。ホールＩＣ１８は、リヤハウジング２２に固定された基板１９に支持されている。ホールＩＣ１８は、例えば、磁石１７の多極着磁の磁束を検出する回転角度検出用ホールＩＣ、およびコイル３３の各相の通電が一巡する毎に発生する磁束を検出するインデックス信号用ホールＩＣ等からなる。上記構成により、エンコーダ１６は、ロータ３５の回転角度を検出可能である。エンコーダ１６によってロータ３５の回転角度を検出することにより、電動機３を、脱調させることなく高速運転することができる。
【００３９】
電動機３の通電制御を行うＥＣＵ１１は、制御処理、演算処理等を行うＣＰＵ、各種プログラムおよびデータを保存する記憶手段（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＳＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）、入力回路、出力回路、電源回路等で構成されたマイクロコンピュータを搭載している。ＥＣＵ１１は、演算結果に基づいて各コイル３３の通電制御を行う。
【００４０】
ＥＣＵ１１には、乗員によって操作される図示しないシフトレンジ操作手段とＥＣＵ１１が認識するシフトレンジ位置とが一致するように電動機３を制御する「通常制御手段」、エンコーダ１６の出力からロータ３５の回転速度、回転数、回転角度を把握する「ロータ読取手段」など、種々の制御プログラムが格納されている。
【００４１】
次に、付勢手段６について説明する。
付勢手段６は、図３に示すように、軸部材６１、外歯部材６２、回動部材６３および付勢部材６４等により構成されている。
軸部材６１は、例えば金属により略円柱状に形成されている。軸部材６１は、出力軸５の径外側において、軸を出力軸５の軸と略平行にして設けられている。軸部材６１は、一方の端部がフロントハウジング２１に圧入固定されている。これにより、軸部材６１は、フロントハウジング２１に対して相対回転不能である。
【００４２】
外歯部材６２は、例えば金属により略円環状に形成されている。外歯部材６２は、出力軸５の径外方向の外壁に嵌合している。これにより、外歯部材６２は、出力軸５とともに回転する。外歯部材６２は、外周縁に外歯６２１を有している。
回動部材６３は、例えば樹脂により形成されている。回動部材６３は、略円筒状の筒部６３１、および筒部６３１の一方の端部から径外方向へ略円環状に拡がって形成される円環部６３２等からなる。回動部材６３は、円環部６３２の外周縁の一部に、外歯部材６２の外歯６２１に噛み合う外歯６３３を有している。筒部６３１の内壁と軸部材６１の他方の端部外壁との間には、ベアリング６３４が設けられている。これにより、回動部材６３は、ベアリング６３４を介して軸部材６１に回動可能に支持されている。
【００４３】
付勢部材６４は、ねじりコイルばねの一種である。付勢部材６４は、例えば金属からなる線材をコイル状に巻くことにより形成され、両端部（端部６４１、端部６４２）がそれぞれ径外側へ向けて折り曲げられている。
フロントハウジング２１は、軸部材６１の軸方向へ突出して形成されるハウジング側突出部２５を有している。また、回動部材６３は、円環部６３２から軸部材６１の軸方向へ突出して形成される回動部材側突出部６３５を有している（図１参照）。回動部材側突出部６３５は、軸部材６１を挟んで外歯６３３の反対側に形成されている。なお、回動部材側突出部６３５と筒部６３１との間には、付勢部材６４を形成する線材の幅よりやや大きな幅の隙間６３６が形成されている。
【００４４】
付勢部材６４は、筒部６３１の外周に配置され、端部６４１と端部６４２との間にハウジング側突出部２５および回動部材側突出部６３５を挟み込むようにして回動部材６３に設けられている。また、付勢部材６４は、周方向の一部が隙間６３６に入り込んだ状態で回動部材６３に設けられている。そのため、付勢部材６４は、回動部材６３に対して位置が安定するとともに回動部材６３からの脱落が抑制されている。
【００４５】
ここで、出力軸５が図３に示す位置にあるとき、すなわちハウジング側突出部２５および回動部材側突出部６３５が出力軸５の軸と軸部材６１の軸とを通る直線Ｌ上にあるときの、フロントハウジング２１に対する出力軸５の回転方向の位置を「基準位置」とする。また、以後の説明のために、図３において、直線Ｌに重なる出力軸５上の１点をｄ１とし、出力軸５の回転方向に関し紙面に向かって時計回り方向を「正方向」、反時計回り方向を「逆方向」とする。なお、前記「正方向」は、図１においては矢印Ｘ方向から見て時計回り方向、図２においては矢印Ｙ方向から見て反時計回り方向に対応する。また、前記「逆方向」は、図１においては矢印Ｘ方向から見て反時計回り方向、図２においては矢印Ｙ方向から見て時計回り方向に対応する。
【００４６】
上述したように、回動部材６３は、出力軸５に設けられた外歯部材６２の外歯６２１に噛み合う外歯６３３を有している。そのため、図４（Ａ）に示すように、出力軸５上の点ｄ１が直線Ｌから離れるようにして出力軸５が基準位置から正方向へ回転すると、回動部材６３は、軸部材６１の軸を中心にして反時計回り方向へ回動する。回動部材６３が反時計回り方向へ回動するとき、付勢部材６４の端部６４２はハウジング側突出部２５に係止され、端部６４１は回動部材側突出部６３５に係止されている。この状態において、付勢部材６４は、端部６４１と端部６４２とが互いに近づく方向の弾性力を有している。そのため、回動部材側突出部６３５に係止されている付勢部材６４の端部６４１は、回動部材６３を時計回り方向へ付勢する。これにより、外歯６２１は、回動部材６３の外歯６３３から力ｆ１を受ける。その結果、出力軸５は、逆方向へ付勢される。
【００４７】
一方、図４（Ｂ）に示すように、出力軸５上の点ｄ１が直線Ｌから離れるようにして出力軸５が基準位置から逆方向へ回転すると、回動部材６３は、軸部材６１の軸を中心にして時計回り方向へ回動する。回動部材６３が時計回り方向へ回動するとき、付勢部材６４の端部６４１はハウジング側突出部２５に係止され、端部６４２は回動部材側突出部６３５に係止されている。この状態においても、付勢部材６４は、端部６４１と端部６４２とが互いに近づく方向の弾性力を有している。そのため、回動部材側突出部６３５に係止されている付勢部材６４の端部６４２は、回動部材６３を反時計回り方向へ付勢する。これにより、外歯６２１は、回動部材６３の外歯６３３から力ｆ２を受ける。その結果、出力軸５は、正方向へ付勢される。
【００４８】
このように、付勢部材６４は、出力軸５が基準位置よりも正方向側に回転した位置にあるとき、端部６４２がハウジング側突出部２５に係止され、端部６４１が回動部材側突出部６３５に係止され、回動部材６３を経由して出力軸５を逆方向へ付勢する。一方、付勢部材６４は、出力軸５が基準位置よりも逆方向側に回転した位置にあるとき、端部６４１がハウジング側突出部２５に係止され、端部６４２が回動部材側突出部６３５に係止され、回動部材６３を経由して出力軸５を正方向へ付勢する。
【００４９】
本実施形態では、図１に示すように、回動部材６３の近傍にシフトポジションセンサ７が設けられている。シフトポジションセンサ７は、センサカバー７１、固定部材７２および永久磁石７３等から構成されている。シフトポジションセンサ７は、回動部材６３と固定部材７２との相対的な回動角度を非接触で検出する非接触回転角度センサである。
【００５０】
センサカバー７１は、回動部材６３を覆うようにしてフロントハウジング２１の反リヤハウジング２２側に取り付けられている。固定部材７２は、略円柱状に形成されている。固定部材７２は、一方の端部が回動部材６３の筒部６３１の内側に位置し、他方の端部がセンサカバー７１に固定されている。すなわち、固定部材７２は、センサカバー７１を介してフロントハウジング２１に固定されている。
【００５１】
永久磁石７３は、回動部材６３の筒部６３１の内壁に取り付けられている。固定部材７２の内部には、図示しない磁気検出素子（例えばホールＩＣ）が設けられている。回動部材６３が回動することにより永久磁石７３が回動すると、固定部材７２内部の磁気検出素子に付与される磁束密度が変化する。磁気検出素子は、付与される磁束密度の変化に応じた電圧を、コネクタ７４を通じてＥＣＵ１１へ出力する。これにより、ＥＣＵ１１は、磁気検出素子から出力された電圧値に基づいて、回動部材６３と固定部材７２（フロントハウジング２１）との相対的な回動角度を検出することができる。シフトポジションセンサ７およびＥＣＵ１１による自動変速機のシフトレンジの検出については後に詳述する。
【００５２】
次に、回転式アクチュエータ１０のシフトレンジ切替装置１００への取り付けについて、図２を用いて説明する。
本実施形態では、回転式アクチュエータ１０は、マニュアルシャフト１０１の回転方向の位置が、自動変速機のＮレンジに対応する位置にある状態で、シフトレンジ切替装置１００に取り付けられる。すなわち、回転式アクチュエータ１０がシフトレンジ切替装置１００に取り付けられるとき、板ばね１０６のストッパ１０７は、ディテントプレート１０２の凹部１５１〜１５４のうち、自動変速機のＮレンジに対応する凹部１５３に噛み合った状態である。回転式アクチュエータ１０のシフトレンジ切替装置１００への取り付けでは、上記状態のマニュアルシャフト１０１に回転式アクチュエータ１０の出力軸５が接続される。なお、回転式アクチュエータ１０をシフトレンジ切替装置１００に取り付ける前の時点においては、出力軸５は、付勢手段６の作用によって上述の基準位置で静止した状態である。
【００５３】
（結合工程）
回転式アクチュエータ１０のシフトレンジ切替装置１００への取り付けに際し、まず、出力軸５とマニュアルシャフト１０１とをスプライン嵌合により結合する。具体的には、マニュアルシャフト１０１の端部外壁に形成されているスプライン歯を、出力軸５の結合穴５３の内壁に形成されているスプライン溝５４に合わせながら、マニュアルシャフト１０１を出力軸５の結合穴５３に差し込む。これにより、マニュアルシャフト１０１と出力軸５とがスプライン嵌合により結合される。このとき、出力軸５は、特定のスプライン溝５４をマニュアルシャフト１０１の特定のスプライン歯に対応させて、マニュアルシャフト１０１に結合される。
【００５４】
本実施形態では、回転式アクチュエータ１０がシフトレンジ切替装置１００に取り付けられた状態における出力軸５の基準位置が、自動変速機の各シフトレンジ（Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ）に対応するマニュアルシャフト１０１の回転方向の複数の位置のうち隣り合う特定の二つの位置（例えば、Ｒレンジに対応する位置およびＮレンジに対応する位置）の略中間の位置に対応するように、出力軸５のマニュアルシャフト１０１に対する結合位置（スプライン溝５４とスプライン歯との対応位置）が設定されている。
【００５５】
（本体回転工程）
続いて、回転式アクチュエータ１０の本体（ハウジング２）を、回転させることでシフトレンジ切替装置１００の取付箇所に合致させる。具体的には、上記結合工程で出力軸５をマニュアルシャフト１０１に結合した後、回転式アクチュエータ１０の本体を付勢手段６の付勢力に抗して、例えば図２の矢印Ｙ方向から見て時計回り方向へ回転させる。これにより、回転式アクチュエータ１０のボルト穴（図示しない）とシフトレンジ切替装置１００の外郭に形成されたボルト穴１３０とを合致させる。
【００５６】
（固定工程）
続いて、回転式アクチュエータ１０のボルト穴およびシフトレンジ切替装置１００のボルト穴１３０にボルトを通すことによって、回転式アクチュエータ１０をシフトレンジ切替装置１００に固定する。なお、回転式アクチュエータ１０がシフトレンジ切替装置１００に固定された時点においては、出力軸５は、ハウジング２に対し基準位置から正方向側へ回転した位置にある。
回転式アクチュエータ１０は、以上の工程を経ることによりシフトレンジ切替装置１００に取り付けられる。
【００５７】
次に、前記本体回転工程における、回転式アクチュエータ１０本体の回転量について説明する。
図５（Ａ）は、出力軸５の回転角度と出力軸５が付勢手段６から受ける付勢力との関係を実線で示したものである。図５（Ａ）に示す「基準位置」は、図３における出力軸５の位置、すなわち出力軸５上の点ｄ１が直線Ｌに重なるときの出力軸５の位置に対応している。
【００５８】
出力軸５が基準位置よりも正方向側に回転した位置にあるとき（図４（Ａ）参照）、出力軸５は、付勢手段６から、逆方向側へ向かう付勢力を受ける。このときの付勢力の大きさを、図５（Ａ）では縦軸の「＋」側に示している。一方、出力軸５が基準位置よりも逆方向側に回転した位置にあるとき（図４（Ｂ）参照）、出力軸５は、付勢手段６から、正方向側へ向かう付勢力を受ける。このときの付勢力の大きさを、図５（Ａ）では縦軸の「−」側に示している。
【００５９】
図５（Ａ）では、出力軸５が基準位置から離れた位置にあるほど、出力軸５が付勢手段６から受ける付勢力は大きいことを示している。また、出力軸５が基準位置近傍の位置にあるとき、出力軸５が付勢手段６から受ける付勢力は「０」であることを示している。そのため、回転式アクチュエータ１０をシフトレンジ切替装置１００に取り付ける前の時点においては、出力軸５は、付勢手段６の作用によって基準位置で静止した状態となる。
【００６０】
本実施形態では、上述したように、回転式アクチュエータ１０がシフトレンジ切替装置１００に取り付けられた状態における出力軸５の基準位置が、自動変速機のシフトレンジに対応するマニュアルシャフト１０１の回転方向の特定の二つの位置（Ｒレンジに対応する位置およびＮレンジに対応する位置）の略中間の位置に対応するように、出力軸５のマニュアルシャフト１０１に対する結合位置が設定されている。よって、回転式アクチュエータ１０がシフトレンジ切替装置１００に取り付けられた状態における、出力軸５の基準位置と出力軸５の回転角度に対応する自動変速機のシフトレンジ（Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ）との関係は、図５（Ａ）の横軸に示すごとくとなる。
【００６１】
上述したように、本実施形態では、回転式アクチュエータ１０は、マニュアルシャフト１０１の回転方向の位置が、自動変速機のＮレンジに対応する位置にある状態で、シフトレンジ切替装置１００に取り付けられる。よって、前記本体回転工程では、回転式アクチュエータ１０本体に対する出力軸５の回転方向の位置を、Ｎレンジに対応する位置に合わせるように、回転式アクチュエータ１０本体を回転させる必要がある。このときの回転式アクチュエータ１０本体の回転量は、出力軸５が基準位置からＮレンジに対応する位置まで回転するときの回転量（図５（Ａ）の矢印ｒ１の長さ）と等しい。
【００６２】
ここで、出力軸が一方の回転方向に付勢される回転式アクチュエータ（比較例）をシフトレンジ切替装置に取り付ける場合を考える。図５（Ｂ）は、比較例の回転式アクチュエータの出力軸の回転角度と出力軸が受ける付勢力との関係を一点鎖線で示したものである。比較例の回転式アクチュエータをシフトレンジ切替装置に取り付ける前の時点においては、出力軸は一方向に回転しきっている状態で静止している。このときの出力軸の位置（静止位置）を図５（Ｂ）の横軸に示す。また、比較例の回転式アクチュエータがシフトレンジ切替装置に取り付けられた状態における、出力軸の回転角度に対応する自動変速機のシフトレンジ（Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ）を、図５（Ｂ）の横軸に示す。比較例の回転式アクチュエータをシフトレンジ切替装置に取り付ける場合、本体回転工程における回転式アクチュエータ本体の回転量は、出力軸が静止位置からＮレンジに対応する位置まで回転するときの回転量（図５（Ｂ）の矢印ｒ２の長さ）と等しい。
【００６３】
上述した矢印ｒ１の長さは、矢印ｒ２の長さよりも短い。このことから、本実施形態の回転式アクチュエータ１０は、比較例の回転式アクチュエータに比べて、本体回転工程での本体の回転量が少なくてすむことがわかる。比較例の回転式アクチュエータの場合、本体回転工程での回転式アクチュエータ本体の回転量が多いため、回転式アクチュエータが周囲の他部材等に干渉し、回転式アクチュエータ本体を回転させることが困難または不能となるおそれがある。一方、本実施形態による回転式アクチュエータ１０の場合、本体回転工程での回転式アクチュエータ１０本体の回転量は少ないため、回転式アクチュエータ１０の周囲の他部材等への干渉が低減される。
【００６４】
次に、シフトポジションセンサ７およびＥＣＵ１１による自動変速機のシフトレンジの検出について説明する。
上述したように、ＥＣＵ１１は、シフトポジションセンサ７から出力される電圧値に基づき、当該電圧値に対応する回動部材６３と固定部材７２（ハウジング２）との相対的な回動角度を検出することができる。
回転式アクチュエータ１０がシフトレンジ切替装置１００に取り付けられた状態では、出力軸５とマニュアルシャフト１０１とは結合されているため、回動部材６３とマニュアルシャフト１０１とは、出力軸５を介して連動する。そのため、回動部材６３の回動角度は、マニュアルシャフト１０１の回転角度に対応する。
【００６５】
本実施形態では、回転式アクチュエータ１０をシフトレンジ切替装置１００に取り付けた後、自動変速機のシフトレンジ検出のための学習を行う。具体的には、例えば、ＥＣＵ１１は、回転式アクチュエータ１０によって自動変速機のシフトレンジをＰレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジの順に切り替えていき、このとき（マニュアルシャフト１０１のディテントプレート１０２の各凹部１５１〜１５４のいずれかにストッパ１０７が噛み合っているとき）のシフトレンジとシフトポジションセンサ７による検出値（出力電圧値：回動部材６３の回動角度）との対応を記憶手段に記憶する。このようにして、ＥＣＵ１１は、シフトレンジと回動部材６３の回動角度との対応付け、すなわち学習を行う。これにより、ＥＣＵ１１は、学習時に記憶手段に記憶した値を参照することで、シフトポジションセンサ７からの出力電圧値がある範囲にあるときの当該出力電圧値に対応する自動変速機のシフトレンジを判定することができる。すなわち、ＥＣＵ１１は、シフトポジションセンサ７により検出された回動部材６３の回動角度に基づいて、自動変速機のシフトレンジ（マニュアルシャフト１０１の回転方向の位置）を検出可能である。
【００６６】
図６は、マニュアルシャフト１０１の回転角度とシフトポジションセンサ７から出力される電圧との関係を示したものである。
本実施形態では、出力軸５が基準位置にあるとき、付勢部材６４から出力軸５へ加わる付勢力は「０」となる。そのため、このとき、回動部材６３と出力軸５との間および出力軸５とマニュアルシャフト１０１との間には回転方向にガタが生じる。このガタにより、マニュアルシャフト１０１が出力軸５の基準位置近傍に対応する位置にあるとき、シフトポジションセンサ７から出力される電圧は不安定になる。一方、マニュアルシャフト１０１が出力軸５の基準位置近傍に対応する位置以外にあるときは、前記ガタは付勢部材６４によって詰められた状態となるため、シフトポジションセンサ７からは安定した電圧の出力を得ることができる。
【００６７】
シフトポジションセンサ７から出力される電圧が不安定になるときのマニュアルシャフト１０１の回転角度の範囲を「不安定範囲」とすると、「不安定範囲」は図６に示すとおりである。この「不安定範囲」が、例えば、マニュアルシャフト１０１の回転角度のうち、自動変速機のシフトレンジを判定する範囲（「レンジ判定範囲」）に重なっている場合、シフトポジションセンサ７によるシフトレンジの検出に誤差が生じるおそれがある。
【００６８】
しかしながら、本実施形態では、上述したように、回転式アクチュエータ１０がシフトレンジ切替装置１００に取り付けられた状態における出力軸５の基準位置が、自動変速機のシフトレンジに対応するマニュアルシャフト１０１の回転方向の特定の二つの位置（Ｒレンジに対応する位置およびＮレンジに対応する位置）の略中間の位置に対応するように、出力軸５のマニュアルシャフト１０１に対する結合位置が設定されている。そのため、前記「不安定範囲」は、マニュアルシャフト１０１の「Ｒレンジに対応する位置」および「Ｎレンジに対応する位置」の略中間の位置近傍となり、前記「レンジ判定範囲」には重ならない（図６参照）。
【００６９】
このように、本実施形態ではマニュアルシャフト１０１の回転方向に「不安定範囲」が生じるが、出力軸５とマニュアルシャフト１０１との結合位置を工夫することにより、「不安定範囲」と「レンジ判定範囲」とが重ならないようにしている。これにより、上述の「自動変速機のシフトレンジ検出のための学習」を精度良く行うことができ、シフトポジションセンサ７によって高精度に自動変速機のシフトレンジを検出することができる。
【００７０】
以上説明したように、本実施形態による回転式アクチュエータ１０では、付勢手段６は、出力軸５が基準位置よりも正方向側に回転した位置にあるとき、出力軸５を逆方向へ付勢する。一方、付勢手段６は、出力軸５が基準位置よりも逆方向側に回転した位置にあるとき、出力軸５を正方向へ付勢する。
具体的には、付勢手段６は、出力軸５の径外側においてハウジング２に固定される軸部材６１と、出力軸５の径外方向の外壁に設けられ、出力軸５とともに回転する外歯部材６２と、外歯部材６２に噛み合う外歯を有し、軸部材５の軸線回りに回動可能に支持される回動部材６３と、回動部材６３を回動方向において正方向または逆方向に付勢可能な付勢部材６４とからなる。また、ハウジング２は、軸部材６１の軸方向へ突出するハウジング側突出部２５を有している。回動部材６３は、軸部材６１の軸方向へ突出する回動部材側突出部６３５を有している。付勢部材６４は、端部６４１と端部６４２との間にハウジング側突出部２５および回動部材側突出部６３５を挟み込むようにして回動部材６３に設けられている。
【００７１】
付勢部材６４は、出力軸５が基準位置よりも正方向側に回転した位置にあるとき、端部６４２がハウジング側突出部２５に係止され、端部６４１が回動部材側突出部６３５に係止され、回動部材６３を経由して出力軸５を逆方向へ付勢する。一方、付勢部材６４は、出力軸５が基準位置よりも逆方向側に回転した位置にあるとき、端部６４１がハウジング側突出部２５に係止され、端部６４２が回動部材側突出部６３５に係止され、回動部材６３を経由して出力軸５を正方向へ付勢する。この構成により、出力軸５は、基準位置とは異なる位置にあるとき、付勢手段６によって回転方向における正方向または逆方向に常に付勢される。そのため、出力軸５とシフトレンジ切換装置１００のマニュアルシャフト１０１とがスプライン嵌合により所定の遊びをもって結合されていても、出力軸５とマニュアルシャフト１０１との間に生じる回転方向のガタを詰めることができる。したがって、回転式アクチュエータ１０による高精度なシフトレンジの切り替えが可能となる。
【００７２】
また、本実施形態では、出力軸５の基準位置は、出力軸５がマニュアルシャフト１０１に結合された状態でシフトレンジ切替装置１００に取り付けられたとき、自動変速機の各シフトレンジに対応するマニュアルシャフト１０１の回転方向の複数の位置のうち隣り合う特定の二つの位置の間に対応する。そのため、回転式アクチュエータ１０がシフトレンジ切替装置１００に取り付けられた状態では、マニュアルシャフト１０１がいずれのシフトレンジに対応する位置にあっても、出力軸５は、付勢手段６によって回転方向における正方向または逆方向に常に付勢されることとなる。これにより、マニュアルシャフト１０１が自動変速機の各シフトレンジに対応する位置にある状態においては、出力軸５とマニュアルシャフト１０１との間に生じる回転方向のガタを詰めることができる。その結果、自動変速機の各シフトレンジと、当該シフトレンジのそれぞれに対応すべき出力軸５の回転角度とのずれを抑制することができる。したがって、回転式アクチュエータ１０による高精度なシフトレンジの切り替えが可能となる。
【００７３】
また、本実施形態では、例えば、前記隣り合う特定の二つの位置のうちいずれか一方を、回転式アクチュエータ１０をシフトレンジ切替装置１００に取り付ける際のマニュアルシャフト１０１の位置として設定すれば、出力軸５が基準位置で静止している回転式アクチュエータ１０をシフトレンジ切替装置１００に取り付けるとき、出力軸５をマニュアルシャフト１０１に接続した後、回転式アクチュエータ１０の本体を、付勢手段６の付勢力に抗してわずかに回転させるだけで、シフトレンジ切替装置１００の取付箇所に合致させることができる。これにより、回転式アクチュエータ１０の周囲に他部材またはシフトレンジ切替装置１００からの突出部等が位置している場合でも、回転式アクチュエータ１０の本体は、取り付け時の回転に際し他部材または突出部等への干渉が低減される。したがって、回転式アクチュエータ１０のシフトレンジ切替装置１００への取り付けが容易になる。
【００７４】
また、本実施形態では、回転式アクチュエータ１０は、回動部材６３とハウジング２に固定される固定部材７２との相対的な回動角度を検出することで、自動変速機のシフトレンジを検出可能なシフトポジションセンサ７を備えている。シフトポジションセンサ７は、回動部材６３の回動角度を検出することによって、当該回動角度に対応するマニュアルシャフト１０１の回転方向の位置、すなわち自動変速機のシフトレンジを検出可能である。本実施形態では、付勢部材６は、回動部材６３を経由して出力軸５を回転方向において正方向または逆方向へ付勢可能である。これにより、出力軸５とマニュアルシャフト１０１との間のガタに加え、回動部材６３と出力軸５との間のガタも詰めることができる。そのため、シフトポジションセンサ７により検出される検出値と実際のシフトレンジとの間の誤差を低減することができる。その結果、シフトポジションセンサ７によって高精度に自動変速機のシフトレンジを検出することができる。したがって、回転式アクチュエータ１０による高精度なシフトレンジの切り替えが可能となる。
【００７５】
また、本実施形態では、付勢手段６は、出力軸５の径外側に位置している。そのため、例えば付勢手段を出力軸の軸方向側に配置する場合と比べ、回転式アクチュエータの軸方向の体格の増大を抑制することができる。また、シフトポジションセンサ７は、付勢手段６の近傍に設けられているため、例えばシフトポジションセンサを出力軸の軸方向側に配置する場合と比べ、回転式アクチュエータの軸方向の体格の増大、あるいは回転式アクチュエータの搭載性の劣化を抑制することができる。
【００７６】
（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、回動部材を設けず、例えば出力軸の軸方向に、出力軸が基準位置よりも正方向側に回転した位置にあるとき、出力軸を逆方向へ付勢し、出力軸が基準位置よりも逆方向側に回転した位置にあるとき、出力軸を正方向へ付勢する付勢手段を設けることとしてもよい。このような構成によっても、出力軸とマニュアルシャフトとの間に生じるガタを詰めることができるので、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７７】
また、本発明の他の実施形態では、上述した付勢部材の代わりに、例えばゴムやコイルスプリングなどの伸縮性を有する部材を設け、当該部材でハウジングと回動部材とを接続することとしてもよい。このような構成によっても、出力軸を回転方向において正方向または逆方向へ付勢可能なので、上述の実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００７８】
また、本発明の他の実施形態では、シフトポジションセンサを設けない構成としてもよい。
上述の実施形態では、回転式アクチュエータの出力軸とシフトレンジ切換装置のマニュアルシャフトとをスプライン嵌合により結合する例を示した。本発明の他の実施形態では、出力軸の結合穴の断面形状およびマニュアルシャフトの差し込み側端部の断面形状を非円形（例えば、四角形、Ｄ字形など）に形成し、出力軸とマニュアルシャフトとを結合することとしてもよい。
【００７９】
このように、本発明は、上述の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実施形態に適用可能である。
【符号の説明】
【００８０】
２：ハウジング、３：電動機、５：出力軸、６：付勢手段、１０：回転式アクチュエータ、１００：シフトレンジ切替装置、１０１：マニュアルシャフト
【図１】
2010203543.tif 000003
【図２】
2010203543.tif 000004
【図３】
2010203543.tif 000005
【図４】
2010203543.tif 000006
【図５】
2010203543.tif 000007
【図６】
2010203543.tif 000008