(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（１０）と、
前記ハウジング内に設けられている回転電機（３）と、
磁性材料により形成されており、前記回転電機から出力されるトルクにより回転する出力ギア（８１）と、
軸（Ａｘ２）が前記出力ギアの回転中心（Ｃ１）と一致するよう前記出力ギアと一体に設けられ、前記出力ギアとともに回転する出力部（８６）と、
前記出力ギアに設けられ、第１ヨーク（９１）、および、前記回転中心を中心とする円弧（Ａｒｃ１）に沿う弧状隙間（Ｓ１）を前記第１ヨークとの間に形成している第２ヨーク（９２）を有するヨーク（９０）と、
前記第１ヨークの一端と前記第２ヨークの一端との間に設けられる第１磁束発生部（９３）と、
前記第１ヨークの他端と前記第２ヨークの他端との間に設けられる第２磁束発生部（９４）と、
前記弧状隙間において前記ヨークに対し相対移動可能なよう前記ハウジングに設けられ、通過する磁束の密度に応じた信号を出力する磁束密度検出部（１４１）と、
前記出力ギアを板厚方向に貫くよう前記回転中心と前記ヨークとの間に形成されている第１穴部（８１１、８１２、８１３）と、
を備える回転駆動装置（１）。
【請求項２】
前記第１穴部は、前記回転中心と前記ヨークの中央とを結ぶ第１仮想直線（Ｌ１）上に形成されている請求項１に記載の回転駆動装置。
【請求項３】
前記第１穴部は、前記回転中心と前記ヨークの一端または他端とを結ぶ第２仮想直線（Ｌ２１、Ｌ２２）上に形成されている請求項１または２に記載の回転駆動装置。
【請求項４】
前記第１穴部は、前記出力ギアの周方向に複数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駆動装置。
【請求項５】
前記出力ギアを板厚方向に貫くよう前記弧状隙間に対応する位置に形成されている第２穴部（８２１、８２２、８２３）をさらに備える請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転駆動装置。
【請求項６】
取付対象（１３０）に取り付けられ、駆動対象（１０１、１１０）を回転駆動可能な回転駆動装置（１）であって、
フロントハウジング（１１）と、
前記フロントハウジングとの間に空間（５）を形成し、前記フロントハウジングとは反対側の面が前記取付対象に対向または当接可能に設けられるリアハウジング（１２）と、
前記空間の前記リアハウジング側に設けられる回転電機（３）と、
前記空間の前記回転電機に対し前記フロントハウジング側に設けられ、前記回転電機のトルクを伝達可能なギア機構（５０）と、
前記回転電機の径方向外側に設けられ、前記駆動対象に接続可能な接続部（８６１）を前記取付対象側に有し、前記ギア機構により伝達されたトルクを前記駆動対象に出力する出力部（８６）と、
前記出力部に対し相対回転可能なよう前記フロントハウジング側に設けられ、通過する磁束の密度に応じた信号を出力する磁束密度検出部（１４１）と、
前記出力部の軸線方向において前記回転電機に対し前記リアハウジングとは反対側において前記出力部と一体に回転可能に設けられ、前記ギア機構により伝達されたトルクにより回転する出力ギア（８１）と、
を備え、
前記磁束密度検出部は、前記出力部の軸線方向において前記出力ギアに対し前記回転電機とは反対側に設けられている回転駆動装置。
【請求項７】
取付対象（１３０）に取り付けられ、駆動対象（１０１、１１０）を回転駆動可能な回転駆動装置（１）であって、
フロントハウジング（１１）と、
前記フロントハウジングとの間に空間（５）を形成し、前記フロントハウジングとは反対側の面が前記取付対象に対向または当接可能に設けられるリアハウジング（１２）と、
前記空間の前記リアハウジング側に設けられる回転電機（３）と、
前記空間の前記回転電機に対し前記フロントハウジング側に設けられ、前記回転電機のトルクを伝達可能なギア機構（５０）と、
前記回転電機の径方向外側に設けられ、前記駆動対象に接続可能な接続部（８６１）を前記取付対象側に有し、前記ギア機構により伝達されたトルクを前記駆動対象に出力する出力部（８６）と、
前記出力部に対し相対回転可能なよう前記フロントハウジング側に設けられ、通過する磁束の密度に応じた信号を出力する磁束密度検出部（１４１）と、
を備え、
前記磁束密度検出部は、前記出力部の軸線上に設けられている回転駆動装置。
【請求項８】
取付対象（１３０）に取り付けられ、駆動対象（１０１、１１０）を回転駆動可能な回転駆動装置（１）であって、
フロントハウジング（１１）と、
前記フロントハウジングとの間に空間（５）を形成し、前記フロントハウジングとは反対側の面が前記取付対象に対向または当接可能に設けられるリアハウジング（１２）と、
前記空間の前記リアハウジング側に設けられる回転電機（３）と、
前記空間の前記回転電機に対し前記フロントハウジング側に設けられ、前記回転電機のトルクを伝達可能なギア機構（５０）と、
前記回転電機の径方向外側に設けられ、前記駆動対象に接続可能な接続部（８６１）を前記取付対象側に有し、前記ギア機構により伝達されたトルクを前記駆動対象に出力する出力部（８６）と、
前記出力部に対し相対回転可能なよう前記フロントハウジング側に設けられ、通過する磁束の密度に応じた信号を出力する磁束密度検出部（１４１）と、
前記出力部の軸線上において前記接続部とは反対側に設けられ、トルクが入力されると前記出力部を強制的に回転駆動可能な強制駆動シャフト（１６０）と、
を備える回転駆動装置。
【請求項９】
前記磁束密度検出部は、前記出力部の軸線上に設けられている請求項６に記載の回転駆動装置。
【請求項１０】
前記出力部の軸線上において前記接続部とは反対側に設けられ、トルクが入力されると前記出力部を強制的に回転駆動可能な強制駆動シャフト（１６０）をさらに備える請求項６に記載の回転駆動装置。
【請求項１１】
前記回転電機の前記リアハウジングとは反対側において前記出力部と一体に回転可能に設けられ、前記ギア機構により伝達されたトルクにより回転する出力ギア（８１）と、
前記出力ギアに設けられ、第１ヨーク（９１）、および、前記出力ギアの回転中心（Ｃ１）を中心とする円弧（Ａｒｃ１）に沿う弧状隙間（Ｓ１）を前記第１ヨークとの間に形成している第２ヨーク（９２）を有するヨーク（９０）と、をさらに備え、
前記磁束密度検出部は、前記弧状隙間において前記ヨークに対し相対移動可能であり、
前記ヨークは、前記ギア機構と前記強制駆動シャフトとの間に設けられている請求項８または１０に記載の回転駆動装置。
【請求項１２】
前記接続部の軸は、前記回転電機の軸に対し径方向外側に位置している請求項６〜１１のいずれか一項に記載の回転駆動装置。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか一項に記載の回転駆動装置と、
前記出力部に接続され、前記出力部から出力されるトルクにより自動変速機（１０８）のシフトレンジを切り替え可能なシフトレンジ切替装置（１１０）と、
を備えるシフトバイワイヤシステム（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トルクを出力可能な回転駆動装置、および、それを用いたシフトバイワイヤシステムに関する。
【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で検出し、この検出値に応じて回転駆動装置を駆動制御し、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知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−２０３５４３号公報
【特許文献２】特許第５６４８５６４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のシフトバイワイヤシステムでは、回転駆動装置は、出力部が自動変速機のシフトレンジ切替装置に接続され、出力部から出力されるトルクにより自動変速機のシフトレンジを切り替え可能である。回転駆動装置には、出力部の外歯に噛み合う外歯を有する樹脂製の回転部材が設けられている。そして、当該回転部材に磁石を設け、磁石からの磁束を検出することにより、回転部材の回転位置を検出し、出力部の回転位置およびシフトレンジ切替装置のシフト位置を間接的に検出している。そのため、出力部と回転部材とのガタ等により、出力部の回転位置の検出精度が低下するおそれがある。
【０００５】
特許文献１のシフトバイワイヤシステムでは、出力部は、強度の観点から、鉄等の磁性材料により形成されている。ここで、出力部の回転位置を直接検出するため、仮に、出力部に磁石を設けた場合、磁石からの磁束が出力部に流れ、検出する磁束の密度が低下するおそれがある。この場合、出力部の回転位置の検出精度が低下するおそれがある。
【０００６】
特許文献２の回転駆動装置では、回転電機を収容するハウジングのうちフロントハウジング側に回転電機が設けられ、リアハウジング側に減速機が設けられている。回転電機のトルクは、ギア機構としての減速機により減速され、出力部を経由して、シフトレンジ切替装置のマニュアルシャフトに出力される。この回転駆動装置は、リアハウジングがシフトレンジ切替装置の外壁に対向または当接するようにして設けられると考えられる。ここで、減速機は回転電機の中央からシフトレンジ切替装置側に突出するようにして設けられている。そのため、リアハウジングの減速機周りの外壁とシフトレンジ切替装置の外壁との間に略環状のデッドスペースが形成されるおそれがある。したがって、回転駆動装置の搭載性が低下するおそれがある。
また、特許文献２の回転駆動装置では、出力部の回転位置を検出するための磁束密度検出部をフロントハウジング側に設ける場合、磁束密度検出部が回転電機に近い位置に配置されることになる。そのため、回転電機からの漏れ磁束により、出力部の回転位置の検出精度が低下するおそれがある。一方、磁束密度検出部を回転電機から遠いリアハウジング側に設ける場合、上述のデッドスペースがさらに増大し、回転駆動装置の搭載性がさらに低下するおそれがある。
【０００７】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、出力部の回転位置の検出精度、および、搭載性が高い回転駆動装置、および、それを用いたシフトバイワイヤシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の回転駆動装置（１）は、ハウジング（１０）と回転電機（３）と出力ギア（８１）と出力部（８６）とヨーク（９０）と第１磁束発生部（９３）と第２磁束発生部（９４）と磁束密度検出部（１４１）と第１穴部（８１１、８１２、８１３）とを備えている。
回転電機は、ハウジング内に設けられている。
出力ギアは、磁性材料により形成されており、回転電機から出力されるトルクにより回転する。
出力部は、軸（Ａｘ２）が出力ギアの回転中心（Ｃ１）と一致するよう出力ギアと一体に設けられ、出力ギアとともに回転する。
【０００９】
ヨークは、出力ギアに設けられ、第１ヨーク（９１）、および、出力ギアの回転中心を中心とする円弧（Ａｒｃ１）に沿う弧状隙間（Ｓ１）を第１ヨークとの間に形成している第２ヨーク（９２）を有している。
第１磁束発生部（９３）は、第１ヨークの一端と第２ヨークの一端との間に設けられている。
第２磁束発生部（９４）は、第１ヨークの他端と第２ヨークの他端との間に設けられている。
磁束密度検出部は、弧状隙間においてヨークに対し相対移動可能なようハウジングに設けられ、通過する磁束の密度に応じた信号を出力する。
第１穴部は、出力ギアを板厚方向に貫くよう出力ギアの回転中心とヨークとの間に形成されている。
【００１０】
本発明では、第１磁束発生部および第２磁束発生部から発生した磁束は、第１ヨークおよび第２ヨークを流れ、第１ヨークと第２ヨークとの間の弧状隙間を漏れ磁束となって飛ぶ。磁束密度検出部は、弧状隙間を飛ぶ漏れ磁束の密度に応じた信号を出力する。これにより、磁束密度検出部に対するヨークの相対位置を検出でき、出力部の回転位置を検出することができる。
【００１１】
第１磁束発生部および第２磁束発生部から発生した磁束は、磁性材料から形成されている出力ギアにも流れる。本発明では、出力ギアの回転中心とヨークとの間、すなわち、出力ギアの特定箇所に第１穴部が形成されている。そのため、出力ギアを流れる磁束の経路を絞ることができる。これにより、出力ギアに流れる磁束を少なくすることができる。したがって、弧状隙間を飛ぶ漏れ磁束の密度を高めることができる。よって、出力部の回転位置の検出精度を高めることができる。
【００１２】
本発明は、取付対象（１３０）に取り付けられ、駆動対象（１０１、１１０）を回転駆動可能な回転駆動装置（１）であって、フロントハウジング（１１）とリアハウジング（１２）と回転電機（３）とギア機構（５０）と出力部（８６）と磁束密度検出部（１４１）とを備えている。
リアハウジングは、フロントハウジングとの間に空間（５）を形成し、フロントハウジングとは反対側の面が取付対象に対向または当接可能に設けられる。
回転電機は、前記空間のリアハウジング側に設けられる。
ギア機構は、前記空間の回転電機に対しフロントハウジング側に設けられ、回転電機のトルクを伝達可能である。
出力部は、回転電機の径方向外側に設けられ、駆動対象に接続可能な接続部（８６１）を取付対象側に有し、ギア機構により伝達されたトルクを駆動対象に出力する。
磁束密度検出部は、出力部に対し相対回転可能なようフロントハウジング側に設けられ、通過する磁束の密度に応じた信号を出力する。
【００１３】
本発明では、ギア機構は、回転電機に対しフロントハウジング側に設けられている。そのため、回転電機に対しギア機構とは反対側に設けられるリアハウジングを平坦な形状とすることができる。これにより、回転駆動装置を取付対象に取り付けたとき、リアハウジングと取付対象との間に形成され得るデッドスペースを小さくすることができる。したがって、回転駆動装置の搭載性を向上することができる。
また、本発明では、磁束密度検出部は、フロントハウジング側に設けられる。すなわち、磁束密度検出部を、ギア機構に対し回転電機とは反対側に設けることができる。そのため、磁束密度検出部と回転電機との距離を大きくできる。これにより、回転電機からの漏れ磁束が磁束密度検出部に影響するのを抑制することができる。したがって、磁束密度検出部による出力部の回転位置の検出精度を向上することができる。
また、本発明では、磁束密度検出部はフロントハウジング側に設けられるため、磁束密度検出部をリアハウジング側に設ける場合と比べ、リアハウジングと取付対象との間に形成され得るデッドスペースの増大をさらに抑えることができる。
本発明の第１の態様は、出力ギア（８１）をさらに備えている。出力ギアは、出力部の軸線方向において回転電機に対しリアハウジングとは反対側において出力部と一体に回転可能に設けられ、ギア機構により伝達されたトルクにより回転する。磁束密度検出部は、出力部の軸線方向において出力ギアに対し回転電機とは反対側に設けられている。
本発明の第２の態様では、磁束密度検出部は、出力部の軸線上に設けられている。
本発明の第３の態様は、強制駆動シャフト（１６０）をさらに備えている。強制駆動シャフトは、出力部の軸線上において接続部とは反対側に設けられ、トルクが入力されると出力部を強制的に回転駆動可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態による回転駆動装置を示す断面図。
【図２】本発明の第１実施形態による回転駆動装置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】本発明の第１実施形態による回転駆動装置の一部を図１の矢印ＩＩＩ方向から見た図。
【図４】本発明の第２実施形態による回転駆動装置を示す断面図。
【図５】図４を矢印Ｖ方向から見た図。
【図６】本発明の第３実施形態による回転駆動装置を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の複数の実施形態による回転駆動装置を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）
図１に示す回転駆動装置としての回転式アクチュエータ１は、例えば車両の自動変速機のシフトを切り替えるシフトバイワイヤシステムの駆動部として適用される。
【００１６】
まず、当該シフトバイワイヤシステムについて説明する。図２に示すように、シフトバイワイヤシステム１００は、回転式アクチュエータ１、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）２、シフトレンジ切替装置１１０およびパーキング切替装置１２０等を備えている。回転式アクチュエータ１は、駆動対象としてのシフトレンジ切替装置１１０のマニュアルシャフト１０１を回転駆動する。これにより、自動変速機１０８のシフトレンジが切り替えられる。回転式アクチュエータ１は、ＥＣＵ２によって回転が制御される。回転式アクチュエータ１は、例えば、取付対象としてのシフトレンジ切替装置１１０の壁部１３０に取り付けられる。なお、回転式アクチュエータ１は、シフトレンジ切替装置１１０のマニュアルシャフト１０１を回転駆動することにより、パーキング切替装置１２０のパークロッド１２１等を駆動する。
【００１７】
シフトレンジ切替装置１１０は、マニュアルシャフト１０１、ディテントプレート１０２、油圧バルブボディ１０４および壁部１３０等から構成されている。壁部１３０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等を収容している。マニュアルシャフト１０１は、壁部１３０に形成された穴部１３１（図１参照）を経由して、一方の端部が壁部１３０から飛び出すようにして設けられている。
【００１８】
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１の出力部８６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。
【００１９】
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、自動変速機１０８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１０８のシフトレンジが変更される。
【００２０】
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。当該凹部１５１〜１５４は、例えば、それぞれ自動変速機１０８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。
【００２１】
回転式アクチュエータ１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にトルクが加わると、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。
【００２２】
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１０８のシフトレンジがＤ、Ｎ、Ｒ、Ｐの順に切り替えられる。
【００２３】
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１０８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１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１０８の各シフトレンジに対応している。
【００２４】
パーキング切替装置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。
【００２５】
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１について説明する。
図１に示すように、回転式アクチュエータ１は、ハウジング１０、入力軸２０、回転電機としてのモータ３、ギア機構としての減速機５０、出力軸６０、出力ギア８１、出力部８６、ヨーク９０、第１磁束発生部としての磁石９３、第２磁束発生部としての磁石９４、磁束密度検出部としてのホールＩＣ１４１、第１穴部８１１、８１２、８１３、第２穴部８２１、８２２、８２３等を備えている。
【００２７】
ハウジング１０は、フロントハウジング１１、リアハウジング１２、ミドルハウジング１３、および、センサハウジング１４を有している。リアハウジング１２、ミドルハウジング１３およびセンサハウジング１４は、例えば樹脂により形成されている。フロントハウジング１１は、例えばアルミ等の金属により形成されている。
【００２８】
リアハウジング１２は、有底筒状に形成されている。ミドルハウジング１３は、環状に形成され、リアハウジング１２の開口部に当接するよう設けられている。フロントハウジング１１は、ミドルハウジング１３のリアハウジング１２とは反対側に当接するよう設けられている。センサハウジング１４は、フロントハウジング１１のミドルハウジング１３とは反対側に当接するよう設けられている。なお、本実施形態では、回転式アクチュエータ１は、リアハウジング１２のフロントハウジング１１とは反対側の面がシフトレンジ切替装置１１０の壁部１３０に対向するよう壁部１３０に取り付けられる。
【００２９】
リアハウジング１２とフロントハウジング１１とは、間にミドルハウジング１３を挟んだ状態でボルト４により固定されている。これにより、リアハウジング１２、ミドルハウジング１３およびフロントハウジング１１の内側に空間５が形成されている。
【００３０】
リアハウジング１２とミドルハウジング１３とが当接する箇所、および、ミドルハウジング１３とフロントハウジング１１とが当接する箇所には、それぞれ、ゴムにより形成された環状のガスケット６、７が挟み込まれている。そのため、空間５の内部と外部とは、気密または液密に保持されている。
センサハウジング１４は、ボルト１５によりフロントハウジング１１に固定されている。
【００３１】
入力軸２０は、例えば金属により形成されている。入力軸２０は、一端部２１、大径部２２、偏心部２３、他端部２４を有している。一端部２１、大径部２２、偏心部２３、他端部２４は、この順で軸Ａｘ１方向に並ぶよう一体に形成されている。
【００３２】
一端部２１は、円柱状に形成されている。大径部２２は、一端部２１より外径が大きい円柱状に形成され、一端部２１と同軸（軸Ａｘ１）に設けられている。偏心部２３は、大径部２２より外径が小さい円柱状に形成され、入力軸２０の回転中心である軸Ａｘ１に対し偏心して設けられている。すなわち、偏心部２３は、一端部２１および大径部２２に対し偏心して設けられている。他端部２４は、偏心部２３より外径が小さい円柱状に形成され、一端部２１および大径部２２と同軸（軸Ａｘ１）に設けられている。
【００３３】
入力軸２０は、他端部２４をフロントベアリング１６に、一端部２１をリアベアリング１７によって回転可能に支持されている。本実施形態では、フロントベアリング１６およびリアベアリング１７は、例えばボールベアリングである。
【００３４】
フロントベアリング１６は、後述する出力軸６０の内側に設けられている。出力軸６０は、フロントハウジング１１の内側に設けられた金属製で筒状のメタルベアリング１８によって回転可能に支持されている。すなわち、入力軸２０の他端部２４は、フロントハウジング１１に設けられたメタルベアリング１８、出力軸６０、および、フロントベアリング１６を介して回転可能に支持されている。一方、入力軸２０の一端部２１は、リアハウジング１２の底部の中央に設けられたリアベアリング１７を介して回転可能に支持されている。このように、入力軸２０は、ハウジング１０に回転可能に支持されている。
【００３５】
回転電機としてのモータ３は、永久磁石を用いることなく駆動力を発生する３相ブラシレスモータである。モータ３は、空間５のリアハウジング１２側に設けられている。すなわち、モータ３は、ハウジング１０に収容されるようにして設けられている。モータ３は、ステータ３０、コイル３３およびロータ４０を有している。
ステータ３０は、略円環状に形成され、リアハウジング１２にインサートモールドされた金属製のプレート８に圧入されることにより、リアハウジング１２に回転不能に固定されている。
【００３６】
ステータ３０は、例えば鉄等の磁性材料からなる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３０は、ステータコア３１およびステータティース３２を有している。ステータコア３１は、円環状に形成されている。ステータティース３２は、ステータコア３１から径方向内側へ突出するよう形成されている。ステータティース３２は、ステータコア３１の周方向に等間隔で複数形成されている。本実施形態では、ステータティース３２は、例えば１２個形成されている。
【００３７】
コイル３３は、複数のステータティース３２のそれぞれに巻回されるようにして設けられている。コイル３３は、バスバー部７０に電気的に接続されている。バスバー部７０は、図１に示すようにリアハウジング１２の底部に設けられている。バスバー部７０には、コイル３３に供給される電力が流れる。バスバー部７０は、ステータ３０に設けられているコイル３３の径方向内側に、コイル３３と接続されるターミナル７１を有している。コイル３３は、ターミナル７１と電気的に接続されている。ターミナル７１には、ＥＣＵ２から出力された駆動信号に基づいて電力が供給される。
【００３８】
ロータ４０は、ステータ３０の径方向内側に設けられている。ロータ４０は、例えば鉄等の磁性材料からなる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。ロータ４０は、ロータコア４１および突極４２を有している。ロータコア４１は、円環状に形成され、入力軸２０の大径部２２に圧入固定されている。突極４２は、ロータコア４１から径方向外側のステータ３０に向けて突出するよう形成されている。突極４２は、ロータコア４１の周方向に等間隔で複数形成されている。本実施形態では、突極４２は、例えば８個形成されている。ロータ４０は、ロータコア４１が入力軸２０に圧入固定されることにより、ハウジング１０およびステータ３０に対し、相対的に回転可能である。
【００３９】
コイル３３に電力が供給されると、コイル３３が巻回されたステータティース３２に磁力が生じる。これにより、対応するロータ４０の突極４２がステータティース３２に引き寄せられる。複数のコイル３３は、例えばＵ相、Ｖ相、Ｗ相の３相を構成している。ＥＣＵ２がＵ相、Ｖ相、Ｗ相の順に通電を切り替えるとロータ４０は例えば周方向の一方に回転し、逆にＷ相、Ｖ相、Ｕ相の順に通電を切り替えるとロータ４０は周方向の他方に回転する。このように、各コイル３３への通電を切り替えてステータティース３２に生じる磁力を制御することによって、ロータ４０を任意の方向へ回転させることができる。
本実施形態では、リアハウジング１２の底部とロータコア４１との間にロータリーエンコーダ７２が設けられている。ロータリーエンコーダ７２は、磁石７３、基板７４およびホールＩＣ７５等を有している。
【００４０】
磁石７３は、環状に形成され、Ｎ極およびＳ極が周方向で交互に着磁された多極磁石である。磁石７３は、ロータコア４１と同軸に、ロータコア４１のリアハウジング１２側の端部に配置されている。基板７４は、リアハウジング１２の底部の内壁に固定されている。ホールＩＣ７５は、磁石７３に対向するようにして基板７４に実装されている。
【００４１】
ホールＩＣ７５は、ホール素子および信号変換回路を有している。ホール素子は、ホール効果を利用した磁電変換素子であり、磁石７３が発生する磁束の密度に比例した電気信号を出力する。信号変換回路は、ホール素子の出力信号をデジタル信号に変換する。ホールＩＣ７５は、ロータコア４１の回転に同期したパルス信号を、信号ピン７６を経由してＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、ホールＩＣ７５からのパルス信号に基づき、ロータコア４１の回転角および回転方向を検出可能である。
減速機５０は、リングギア５１およびサンギア５２を有している。
【００４２】
リングギア５１は、例えば鉄等の金属により円環状に形成されている。リングギア５１は、ミドルハウジング１３にインサートモールドされた環状のプレート９に圧入されることにより、ハウジング１０に対し回動不能に固定されている。ここで、リングギア５１は、入力軸２０と同軸（軸Ａｘ１）となるようハウジング１０に固定されている。リングギア５１は、内縁部に形成される内歯５３を有している。
【００４３】
サンギア５２は、例えば鉄等の金属により略円盤状に形成されている。サンギア５２は、一方の面の中心から径方向に所定距離離れた位置から板厚方向へ突出するよう形成される円柱状の突出部５４を有している。当該突出部５４は、サンギア５２の周方向に等間隔で複数形成されている。本実施形態では、突出部５４は、例えば９個形成されている（図３参照）。また、サンギア５２は、リングギア５１の内歯５３に噛み合うよう外縁部に形成される外歯５５を有している。サンギア５２は、入力軸２０の偏心部２３の外周に設けられたミドルベアリング１９を介し、入力軸２０に対し相対回転可能に偏心して設けられている。これにより、入力軸２０が回転すると、サンギア５２は、外歯５５がリングギア５１の内歯５３に噛み合いながらリングギア５１の内側で自転しつつ公転する。ここで、ミドルベアリング１９は、フロントベアリング１６およびリアベアリング１７と同様、例えばボールベアリングである。
【００４４】
出力軸６０は、例えば鉄等の金属により形成されている。出力軸６０は、略円筒状の出力筒部６１および略円盤状の円盤部６２を有している。出力筒部６１は、フロントハウジング１１の内側に設けられたメタルベアリング１８を介し、ハウジング１０に回転可能に支持されている。ここで、出力筒部６１は、入力軸２０の大径部２２と同軸になるよう設けられている。出力筒部６１の内側にフロントベアリング１６が設けられている。これにより、出力筒部６１は、メタルベアリング１８およびフロントベアリング１６を介して入力軸２０の他端部２４を回転可能に支持している。
【００４５】
円盤部６２は、空間５において、出力筒部６１のサンギア５２側の端部から径方向外側に拡がるように略円盤状に形成されている。円盤部６２には、サンギア５２の突出部５４が入り込み可能な穴部６３が形成されている。穴部６３は、円盤部６２を板厚方向に貫くよう形成されている。本実施形態では、穴部６３は、突出部５４に対応し、円盤部６２の周方向に９個形成されている（図３参照）。
円盤部６２の外縁部には、周方向の全範囲に亘り外歯６４が形成されている（図３参照）。
【００４６】
上述の構成により、サンギア５２がリングギア５１の内側で自転しつつ公転すると、出力軸６０の円盤部６２の穴部６３の内壁は、突出部５４の外壁によって円盤部６２の周方向に押される。これにより、サンギア５２の自転成分が出力軸６０に伝達される。サンギア５２の自転の速度は、入力軸２０の回転速度に比べて遅い。そのため、モータ３の回転出力は、減速されて出力軸６０から出力される。このように、リングギア５１およびサンギア５２は、「減速機」として機能する。
【００４７】
出力ギア８１は、例えば、比較的強度の高い、鉄等の磁性材料により形成されている。出力ギア８１は、板状に形成されている。図３に示すように、出力ギア８１は、環状部８０１、扇形部８０２および外歯８５を有している。
【００４８】
環状部８０１は、円環状に形成されている。扇形部８０２は、環状部８０１の外縁部から径方向外側へ扇形に拡がるようにして形成されている。図３において、環状部８０１と扇形部８０２との境界を二点鎖線で示す。
【００４９】
外歯８５は、扇形部８０２の外縁部のうち周方向の一部に形成されている。出力ギア８１は、外歯８５が出力軸６０の外歯６４に噛み合うようミドルハウジング１３とセンサハウジング１４との間に設けられている。これにより、モータ３が回転駆動し、出力軸６０が回転すると、出力ギア８１は、環状部８０１の軸を中心に回転する。すなわち、出力ギア８１は、モータ３から出力されるトルクにより回転する。ここで、環状部８０１の軸は、出力ギア８１の回転中心Ｃ１である。
【００５０】
出力部８６は、例えば、比較的強度の高い、鉄等の金属により、略円筒状に形成されている。出力部８６は、一端の外壁が、出力ギア８１の環状部８０１の内壁に嵌合するよう設けられている。出力部８６は、出力ギア８１の回転中心Ｃ１において、出力ギア８１に対し相対回転不能に設けられている。すなわち、出力部８６は、軸Ａｘ２が出力ギア８１の回転中心Ｃ１と一致するよう出力ギア８１と一体に設けられている。そのため、出力部８６は、出力ギア８１が回転すると、回転中心Ｃ１を中心にして出力ギア８１とともに回転する。
【００５１】
出力部８６は、出力ギア８１とは反対側の端部側が、ミドルハウジング１３に設けられた筒状のメタルベアリング８７の内側に位置するよう設けられている。これにより、出力部８６および出力ギア８１は、メタルベアリング８７を介してミドルハウジング１３により回転可能に支持されている。
出力部８６の出力ギア８１とは反対側の端部の内壁には、接続部としてのスプライン溝８６１が形成されている。
【００５２】
図１に示すように、シフトバイワイヤシステム１００のマニュアルシャフト１０１の一端が出力部８６のスプライン溝８６１に嵌合することにより、出力部８６とマニュアルシャフト１０１とがスプライン結合される。これにより、出力部８６は、入力軸２０の回転が減速機５０および出力ギア８１を経由して伝達されることで、モータ３のトルクをマニュアルシャフト１０１に出力する。
【００５３】
図２に示すように、ヨーク９０は、第１ヨーク９１および第２ヨーク９２を有している。第１ヨーク９１および第２ヨーク９２は、それぞれ、例えば鉄等の磁性材料からなる円弧状の薄板を積層することにより円弧状に形成されている。第１ヨーク９１および第２ヨーク９２は、出力ギア８１に対しセンサハウジング１４側に設けられている。第１ヨーク９１は、出力ギア８１の扇形部８０２の外歯８５が形成されていない外縁部に沿うよう設けられている。第２ヨーク９２は、第１ヨーク９１に対し出力ギア８１の回転中心Ｃ１側に、第１ヨーク９１から所定距離離れた位置に設けられている。
【００５４】
ここで、第１ヨーク９１および第２ヨーク９２は、それぞれ、出力ギア８１の回転中心Ｃ１を中心とする円弧Ａｒｃ１に沿うよう設けられている。これにより、第１ヨーク９１と第２ヨーク９２との間に、回転中心Ｃ１を中心とする円弧Ａｒｃ１に沿う弧状の隙間である弧状隙間Ｓ１が形成されている。
【００５５】
第１磁束発生部としての磁石９３は、第１ヨーク９１の一端と第２ヨーク９２の一端との間に挟み込まれるようにして設けられている。磁石９３は、Ｓ極側が第１ヨーク９１の一端に当接し、Ｎ極側が第２ヨーク９２の一端に当接するよう設けられている。
【００５６】
第２磁束発生部としての磁石９４は、第１ヨーク９１の他端と第２ヨーク９２の他端との間に挟み込まれるようにして設けられている。磁石９４は、Ｎ極側が第１ヨーク９１の他端に当接し、Ｓ極側が第２ヨーク９２の他端に当接するよう設けられている。
【００５７】
これにより、第１ヨーク９１および第２ヨーク９２には、磁石９３、９４のＮ極から発生した磁束が流れる。また、第１ヨーク９１および第２ヨーク９２を流れる磁束は、第１ヨーク９１と第２ヨーク９２との間の弧状隙間Ｓ１を漏れ磁束となって飛ぶ。また、磁石９３、９４のＮ極から発生した磁束は、磁性材料から形成されている出力ギア８１にも流れる。
【００５８】
本実施形態では、第１ヨーク９１、第２ヨーク９２、磁石９３、９４は、樹脂からなるモールド部９５により覆われている。すなわち、第１ヨーク９１、第２ヨーク９２、磁石９３、９４は、樹脂でモールドされている。
【００５９】
磁束密度検出部としてのホールＩＣ１４１は、センサハウジング１４から出力ギア８１側に突出するよう形成されている支持部１４２にインサートモールドされている。すなわち、ホールＩＣ１４１は、フロントハウジング１１側に設けられている。支持部１４２は、ホールＩＣ１４１を支持している。図１、２に示すように、支持部１４２およびホールＩＣ１４１は、弧状隙間Ｓ１に位置するよう設けられている。すなわち、ホールＩＣ１４１は、弧状隙間Ｓ１においてヨーク９０に対し相対移動可能なようセンサハウジング１４に設けられている。
【００６０】
ホールＩＣ１４１は、ホールＩＣ７５と同様、ホール素子および信号変換回路を有している。ホール素子は、弧状隙間Ｓ１を飛ぶ漏れ磁束の密度に応じた信号を出力する。つまり、ホール素子は、通過する磁束の密度に応じた信号を出力する。
【００６１】
出力ギア８１および出力部８６は、外歯８５の周方向の長さの範囲内で回転可能である。つまり、出力ギア８１および出力部８６の回転可能範囲は、外歯８５の周方向の長さの範囲に対応している。ここで、ホールＩＣ１４１および支持部１４２は、ヨーク９０に対し弧状隙間Ｓ１の磁石９３側の端部近傍から磁石９４側の端部近傍まで相対移動可能である。
【００６２】
ホールＩＣ１４１は、ヨーク９０の回転位置に応じた信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、ホールＩＣ１４１からの信号に基づき、出力ギア８１および出力部８６の回転位置を検出可能である。これにより、ＥＣＵ２は、マニュアルシャフト１０１の回転位置、および、自動変速機１０８のシフトレンジを検出可能である。
【００６３】
図２に示すように、第１穴部８１１は、出力ギア８１の扇形部８０２を板厚方向に貫くよう回転中心Ｃ１とヨーク９０との間に形成されている。第１穴部８１１は、円形に形成されている。ここで、第１穴部８１１は、回転中心Ｃ１とヨーク９０の中央とを結ぶ第１仮想直線Ｌ１上に中心が位置するよう形成されている。なお、第１穴部８１１は、環状部８０１の外縁に沿うよう形成されている。
本実施形態では、第１仮想直線Ｌ１は、弧状隙間Ｓ１の中心を通る。
【００６４】
第１穴部８１２は、出力ギア８１の扇形部８０２を板厚方向に貫くよう回転中心Ｃ１とヨーク９０との間に形成されている。第１穴部８１２は、第１穴部８１１と同様、円形に形成されている。ここで、第１穴部８１２は、回転中心Ｃ１とヨーク９０の一端、すなわち、磁石９３の近傍とを結ぶ第２仮想直線Ｌ２１上に中心が位置するよう形成されている。なお、第１穴部８１２は、環状部８０１の外縁に沿うよう形成されている。
【００６５】
第１穴部８１３は、出力ギア８１の扇形部８０２を板厚方向に貫くよう回転中心Ｃ１とヨーク９０との間に形成されている。第１穴部８１３は、第１穴部８１２と同様、円形に形成されている。ここで、第１穴部８１３は、回転中心Ｃ１とヨーク９０の他端、すなわち、磁石９４の近傍とを結ぶ第２仮想直線Ｌ２２上に中心が位置するよう形成されている。なお、第１穴部８１３は、環状部８０１の外縁に沿うよう形成されている。
本実施形態では、第１穴部８１１、８１２、８１３は、出力ギア８１の周方向に等間隔で形成されている。
【００６６】
第２穴部８２１は、出力ギア８１の扇形部８０２を板厚方向に貫くよう弧状隙間Ｓ１に対応する位置に形成されている。第２穴部８２１は、円形に形成されている。第２穴部８２１は、第１仮想直線Ｌ１に対し磁石９４側に形成されている。
【００６７】
第２穴部８２２は、出力ギア８１の扇形部８０２を板厚方向に貫くよう弧状隙間Ｓ１に対応する位置に形成されている。第２穴部８２２は、第２穴部８２１と同様、円形に形成されている。第２穴部８２２は、第１仮想直線Ｌ１と第２仮想直線Ｌ２１との中間位置に形成されている。
【００６８】
第２穴部８２３は、出力ギア８１の扇形部８０２を板厚方向に貫くよう弧状隙間Ｓ１に対応する位置に形成されている。第２穴部８２３は、第２穴部８２２と同様、円形に形成されている。第２穴部８２３は、第２仮想直線Ｌ２２の近傍に形成されている。
出力ギア８１には、第１穴部８１１、８１２、８１３、第２穴部８２１、８２２、８２３の他にも、穴部８３１、８３２、８４１が形成されている。
【００６９】
穴部８３１、８３２、８４１は、出力ギア８１の扇形部８０２を板厚方向に貫くよう形成されている。穴部８３１、８３２は、第１穴部８１１と同様、円形に形成されている。穴部８３１、８３２は、環状部８０１と外歯８５との間に形成されている。穴部８４１は、第２穴部８２１と同様、円形に形成されている。穴部８４１は、環状部８０１と外歯８５との間の磁石９３の近傍に形成されている。
【００７０】
磁石９３、９４のＮ極から発生し、ヨーク９０および出力ギア８１を流れる磁束、ならびに、弧状隙間Ｓ１を飛ぶ漏れ磁束を図３に示す。ここで、磁束を示す矢印の向きは磁束の方向に対応し、矢印の線の長さは磁束密度の高さに対応している。
【００７１】
図３に示すように、弧状隙間Ｓ１を飛ぶ漏れ磁束の密度は、磁石９３または磁石９４に近い位置ほど高く、第１仮想直線Ｌ１に近い位置ほど低い。また、弧状隙間Ｓ１を飛ぶ漏れ磁束の方向は、第１仮想直線Ｌ１を境に磁石９３側と磁石９４側とで反転する。そのため、弧状隙間Ｓ１の第１仮想直線Ｌ１に対応する位置では、磁束密度がゼロとなる。また、出力ギア８１には第１穴部８１１、８１２、８１３が形成されているため、出力ギア８１に流れる磁束の経路が絞られている。
【００７２】
以上説明したように、（１）本実施形態の回転式アクチュエータ１は、ハウジング１０とモータ３と出力ギア８１と出力部８６とヨーク９０と磁石９３と磁石９４とホールＩＣ１４１と第１穴部８１１、８１２、８１３とを備えている。
モータ３は、ハウジング１０内に設けられている。
出力ギア８１は、磁性材料により形成されており、モータ３から出力されるトルクにより回転する。
出力部８６は、軸Ａｘ２が出力ギア８１の回転中心Ｃ１と一致するよう出力ギア８１と一体に設けられ、出力ギア８１とともに回転する。
【００７３】
ヨーク９０は、出力ギア８１に設けられ、第１ヨーク９１、および、出力ギア８１の回転中心Ｃ１を中心とする円弧Ａｒｃ１に沿う弧状隙間Ｓ１を第１ヨーク９１との間に形成している第２ヨーク９２を有している。
磁石９３は、第１ヨーク９１の一端と第２ヨーク９２の一端との間に設けられている。
磁石９４は、第１ヨーク９１の他端と第２ヨーク９２の他端との間に設けられている。
ホールＩＣ１４１は、弧状隙間Ｓ１においてヨーク９０に対し相対移動可能なようハウジング１０に設けられ、通過する磁束の密度に応じた信号を出力する。
第１穴部８１１、８１２、８１３は、出力ギア８１を板厚方向に貫くよう出力ギア８１の回転中心Ｃ１とヨーク９０との間に形成されている。
【００７４】
本実施形態では、磁石９３および磁石９４から発生した磁束は、第１ヨーク９１および第２ヨーク９２を流れ、第１ヨーク９１と第２ヨーク９２との間の弧状隙間Ｓ１を漏れ磁束となって飛ぶ。ホールＩＣ１４１は、弧状隙間Ｓ１を飛ぶ漏れ磁束の密度に応じた信号を出力する。これにより、ホールＩＣ１４１に対するヨーク９０の相対位置を検出でき、出力部８６の回転位置を検出することができる。
【００７５】
磁石９３および磁石９４から発生した磁束は、磁性材料から形成されている出力ギア８１にも流れる。本実施形態では、出力ギア８１の回転中心Ｃ１とヨーク９０との間、すなわち、出力ギア８１の特定箇所に第１穴部８１１、８１２、８１３が形成されている。そのため、出力ギア８１を流れる磁束の経路を絞ることができる。これにより、出力ギア８１に流れる磁束を少なくすることができる。したがって、弧状隙間Ｓ１を飛ぶ漏れ磁束の密度を高めることができる。よって、出力部８６の回転位置の検出精度を高めることができる。
【００７６】
ところで、ヨーク９０、磁石９３および磁石９４を、例えば、出力部８６の回転により回転する、出力部８６とは別体の回転部材に設けた場合、出力部８６と回転部材とのガタ等により、出力部８６の回転位置の検出精度が低下するおそれがある。本実施形態では、回転式アクチュエータ１のトルクが出力される出力部８６と一体の出力ギア８１にヨーク９０、磁石９３および磁石９４が設けられている。そのため、出力部８６の回転位置を高精度に検出することができる。
【００７７】
また、ヨーク９０が設けられる出力ギア８１は、比較的強度の高い磁性材料により形成されている。そのため、出力ギア８１は、回転式アクチュエータ１のトルクが出力される出力部８６までの動力の伝達経路の途中に用いるのに好適である。
【００７８】
また、（２）本実施形態では、第１穴部８１１は、回転中心Ｃ１とヨーク９０の中央とを結ぶ第１仮想直線Ｌ１上に形成されている。弧状隙間Ｓ１の第１仮想直線Ｌ１に対応する位置では、磁束密度がゼロとなる。そのため、第１仮想直線Ｌ１上の第１穴部８１１により、出力ギア８１のうち、弧状隙間Ｓ１において磁束密度がゼロとなる位置に対応する部位に流れる磁束の経路を絞ることができる。これにより、弧状隙間Ｓ１において磁束密度がゼロとなる位置近傍の磁束密度を高めることができる。したがって、仮に出力ギア８１に第１穴部８１１が形成されていない場合、弧状隙間Ｓ１において磁束密度がゼロとなる位置の近傍では漏れ磁束の密度が低下するところ、本実施形態では、弧状隙間Ｓ１において磁束密度がゼロとなる位置近傍の磁束密度を高めることができるため、特に出力ギア８１および出力部８６の回転可能範囲の中央における出力部８６の回転位置の検出精度を高めることができる。よって、出力ギア８１および出力部８６の回転可能範囲の全域に亘り、出力部８６の回転位置の検出精度を高くすることができる。
【００７９】
また、（３）本実施形態では、第１穴部８１２は、回転中心Ｃ１とヨーク９０の一端とを結ぶ第２仮想直線Ｌ２１上に形成されている。また、第１穴部８１３は、回転中心Ｃ１とヨーク９０の他端とを結ぶ第２仮想直線Ｌ２２上に形成されている。そのため、弧状隙間Ｓ１のうち、磁石９３側の端部、および、磁石９４側の端部における磁束密度を高めることができる。これにより、特に出力ギア８１および出力部８６の回転可能範囲の両端部における出力部８６の回転位置の検出精度を高めることができる。
【００８０】
また、（４）本実施形態では、第１穴部（８１１、８１２、８１３）は、出力ギア８１の周方向に複数形成されている。そのため、弧状隙間Ｓ１の長さ方向における磁束密度を均一に高めることができる。なお、本実施形態では、第１穴部（８１１、８１２、８１３）は、出力ギア８１の周方向に等間隔で３つ形成されている。
【００８１】
また、（５）本実施形態は、出力ギア８１を板厚方向に貫くよう弧状隙間Ｓ１に対応する位置に形成されている第２穴部８２１、８２２、８２３をさらに備えている。そのため、出力ギア８１のうち、弧状隙間Ｓ１に対応する部位に流れる磁束を少なくすることができる。これにより、弧状隙間Ｓ１を飛ぶ漏れ磁束の密度をより高めることができる。したがって、出力部８６の回転位置の検出精度をより高めることができる。
【００８２】
また、（６）本実施形態は、取付対象としての壁部１３０に取り付けられ、駆動対象としてのシフトレンジ切替装置１１０のマニュアルシャフト１０１を回転駆動可能な回転式アクチュエータ１であって、フロントハウジング１１とリアハウジング１２とモータ３と減速機５０と出力部８６とホールＩＣ１４１とを備えている。
リアハウジング１２は、フロントハウジング１１との間に空間５を形成し、フロントハウジング１１とは反対側の面が壁部１３０に対向可能に設けられる。
モータ３は、空間５のリアハウジング１２側に設けられる。
ギア機構としての減速機５０は、空間５のモータ３に対しフロントハウジング１１側に設けられ、モータ３のトルクを伝達可能である。
出力部８６は、モータ３の径方向外側に設けられ、シフトレンジ切替装置１１０のマニュアルシャフト１０１に接続可能なスプライン溝８６１を壁部１３０側に有し、減速機５０により伝達されたトルクをシフトレンジ切替装置１１０のマニュアルシャフト１０１に出力する。
ホールＩＣ１４１は、出力部８６に対し相対回転可能なようフロントハウジング１１側に設けられ、通過する磁束の密度に応じた信号を出力する。
【００８３】
本実施形態では、減速機５０は、モータ３に対しフロントハウジング１１側に設けられている。そのため、モータ３に対し減速機５０とは反対側に設けられるリアハウジング１２を平坦な形状とすることができる。これにより、回転式アクチュエータ１を壁部１３０に取り付けたとき、リアハウジング１２と壁部１３０との間に形成され得るデッドスペースを小さくすることができる。したがって、回転式アクチュエータ１の搭載性を向上することができる。
また、本実施形態では、ホールＩＣ１４１は、フロントハウジング１１側に設けられる。すなわち、ホールＩＣ１４１を、減速機５０に対しモータ３とは反対側に設けることができる。そのため、ホールＩＣ１４１とモータ３との距離を大きくできる。これにより、モータ３からの漏れ磁束がホールＩＣ１４１に影響するのを抑制することができる。したがって、ホールＩＣ１４１による出力部８６の回転位置の検出精度を向上することができる。
また、本実施形態では、ホールＩＣ１４１はフロントハウジング１１側に設けられるため、ホールＩＣ１４１をリアハウジング１２側に設ける場合と比べ、リアハウジング１２と壁部１３０との間に形成され得るデッドスペースの増大をさらに抑えることができる。
【００８４】
また、（７）本実施形態は、モータ３のリアハウジング１２とは反対側において出力部８６と一体に回転可能に設けられ、減速機５０により伝達されたトルクにより回転する出力ギア８１を備えている。ホールＩＣ１４１は、出力ギア８１に対しモータ３とは反対側に設けられている。そのため、ホールＩＣ１４１とモータ３との距離を大きくすることができるとともに、モータ３からの漏れ磁束を出力ギア８１で遮ることができる。これにより、モータ３からの漏れ磁束がホールＩＣ１４１に影響するのをより一層抑制することができる。
【００８５】
また、（１１）本実施形態のシフトバイワイヤシステム１００は、上述の回転式アクチュエータ１とシフトレンジ切替装置１１０とを備えている。シフトレンジ切替装置１１０は、回転式アクチュエータ１の出力部８６に接続され、出力部８６から出力されるトルクにより自動変速機１０８のシフトレンジを切り替え可能である。
【００８６】
本実施形態の回転式アクチュエータ１は、出力部８６の回転位置の検出精度が高いため、出力部８６が接続されるマニュアルシャフト１０１の回転位置、および、自動変速機１０８のシフトレンジを高精度に検出可能である。
【００８７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による回転式アクチュエータを図４、５に示す。
第２実施形態は、強制駆動シャフト１６０をさらに備えている。
強制駆動シャフト１６０は、例えば金属により長尺状に形成され、出力部８６の軸線（Ａｘ２）上においてスプライン溝８６１とは反対側に設けられている。本実施形態では、強制駆動シャフト１６０は、出力部８６と同軸上に設けられている。
強制駆動シャフト１６０は、トルクが入力されると出力部８６を強制的に回転駆動可能である。本実施形態では、強制駆動シャフト１６０により出力部８６が強制的に回転駆動されると、マニュアルシャフト１０１は、パークポール１２３の突部１２５とパーキングギア１２６との噛み合いが解除される方向、すなわち、ストッパ１０７が凹部１５１（Ｐレンジ）から凹部１５４（Ｄレンジ）側へ移動する方向に回転する。
例えば、シフトレンジがＰレンジのとき回転式アクチュエータ１が作動不能となった場合でも、手動で強制駆動シャフト１６０を回転させることにより、Ｐレンジ（駆動輪のロック）を解除することができる。
【００８８】
本実施形態では、回転式アクチュエータ１は、リアハウジング１２のフロントハウジング１１とは反対側の面がシフトレンジ切替装置１１０の壁部１３０に当接するよう壁部１３０に取り付けられる（図４参照）。
図５に示すように、本実施形態では、ヨーク９０は、減速機５０と強制駆動シャフト１６０との間に設けられている。
なお、本実施形態では、出力ギア８１と出力部８６とは、同一の部材により一体に形成されている。また、本実施形態では、第１実施形態で示した第１穴部８１１、第２穴部８２１は形成されていない。
第２実施形態は、上述した点以外の構成は第１実施形態と同様である。そのため、第２実施形態は、第１実施形態と同様の構成については、第１実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００８９】
以上説明したように、（９）本実施形態は、強制駆動シャフト１６０をさらに備えている。強制駆動シャフト１６０は、出力部８６の軸線上においてスプライン溝８６１とは反対側に設けられ、トルクが入力されると出力部８６を強制的に回転駆動可能である。そのため、シフトレンジがＰレンジのとき回転式アクチュエータ１が作動不能となった場合でも、手動で強制駆動シャフト１６０を回転させることにより、Ｐレンジ（駆動輪のロック）を解除することができる。
【００９０】
また、（１０）本実施形態は、出力ギア８１とヨーク９０とを備えている。ホールＩＣ１４１は、第１ヨーク９１と第２ヨーク９２との間に形成される弧状隙間Ｓ１においてヨーク９０に対し相対移動可能である。ヨーク９０は、減速機５０と強制駆動シャフト１６０との間に設けられている。このように、本実施形態では、強制駆動シャフト１６０を設けたことにより形成される減速機５０と強制駆動シャフト１６０との間のスペースにヨーク９０を配置することにより、当該スペースを有効に活用することができる。
【００９１】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態による回転式アクチュエータを図６に示す。第３実施形態は、ホールＩＣ１４１の配置等が第２実施形態と異なる。
第３実施形態では、第２実施形態で示したヨーク９０および強制駆動シャフト１６０を備えていない。また、ホールＩＣ１４１は、出力部８６の軸線（Ａｘ２）上に設けられている。より具体的には、ホールＩＣ１４１は、出力部８６の軸線（Ａｘ２）上に設けられたセンサハウジング１４の内側の支持部１４２により支持されている。
出力部８６のスプライン溝８６１とは反対側の端部には、磁石１４３が設けられている。そのため、磁石１４３は、出力部８６とともに回転可能である。磁石１４３は、出力部８６の軸線（Ａｘ２）上においてホールＩＣ１４１と対向するようにして設けられている。
【００９２】
ホールＩＣ１４１は、磁石１４３が発生する磁束の密度に応じた信号を出力する。これにより、ホールＩＣ１４１に対する磁石１４３の相対回転位置を検出でき、出力部８６の回転位置を検出することができる。
なお、第３実施形態においても、ホールＩＣ１４１は、出力ギア８１に対しモータ３とは反対側に設けられている。そのため、ホールＩＣ１４１とモータ３との距離を大きくすることができるとともに、モータ３からの漏れ磁束を出力ギア８１で遮ることができる。また、第３実施形態では、ホールＩＣ１４１が出力部８６の軸線（Ａｘ２）上に設けられているため、第２実施形態と比べ、ホールＩＣ１４１とモータ３との距離がより大きい。
第３実施形態は、上述した点以外の構成は第２実施形態と同様である。そのため、第３実施形態は、第２実施形態と同様の構成については、第２実施形態と同様の効果を奏することができる。
【００９３】
以上説明したように、（８）本実施形態では、ホールＩＣ１４１は、出力部８６の軸線（Ａｘ２）上に設けられている。そのため、ホールＩＣ１４１とモータ３との距離をより大きくでき、モータ３からの漏れ磁束がホールＩＣ１４１に影響するのをより一層抑制することができる。また、ヨーク９０を省略できるため、部材点数の削減、体格の小型化、および、磁気回路の簡素化に寄与する。また、第２実施形態のように出力部８６の軸線から離れた位置にホールＩＣ１４１が配置される構成では、出力軸６０および出力ギア８１が傾くと、ヨーク９０とホールＩＣ１４１との距離が変化し、ホールＩＣ１４１の検出精度が低下するおそれがある。一方、本実施形態では、ホールＩＣ１４１が出力部８６の軸線（Ａｘ２）上に設けられているため、出力部８６が傾いたとしても、磁石１４３とホールＩＣ１４１との距離の変化が少なく、ホールＩＣ１４１の検出精度の低下を抑えることができる。
【００９４】
（他の実施形態）
上述の実施形態では、第１穴部が出力ギアの周方向に等間隔で３つ（８１１、８１２、８１３）形成される例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、第１穴部は、出力ギアの周方向に等間隔で形成されていなくてもよい。また、第１穴部は、出力ギアに１つ、２つ、または、４つ以上形成されていてもよい。また、第１穴部は、第１仮想直線Ｌ１、または、第２仮想直線Ｌ２１、Ｌ２２上に中心が位置するよう形成されていなくてもよい。
【００９５】
また、本発明の他の実施形態では、第１穴部および第２穴部は、円形に限らず、楕円形、三角形、矩形または多角形等、どのような形状に形成されていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、第２穴部は、３つ（８２１、８２２、８２３）に限らず、出力ギアに１つ、２つ、または、４つ以上形成されていてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、第２穴部は、出力ギアに形成されていなくてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、穴部８３１、８３２、８４１のうち少なくとも１つは、出力ギア８１に形成されていなくてもよい。
【００９６】
また、上述の実施形態では、ギア機構として、入力軸の回転を減速して出力軸に伝達する減速機を備える例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、減速機に代えて、入力軸の回転を増速して出力軸に伝達する増速機をギア機構として備えることとしてもよい。または、減速機に代えて、入力軸の回転を等速で出力軸に伝達する機構を備えることとしてもよい。あるいは、これら減速機や増速機等の機構を備えることなく、入力軸と出力軸とを相対回転不能に一体に結合または形成する構成としてもよい。すなわち、出力軸は、入力軸の回転が伝達されることによって回転電機のトルクを駆動対象のシャフトに出力可能であればよい。
【００９７】
また、上述の実施形態では、回転式アクチュエータをシフトレンジ切替装置のハウジングに取り付ける例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、回転式アクチュエータをシフトレンジ切替装置のハウジング以外の部位あるいは装置の外壁等に取り付けることとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、回転電機は、３相ブラシレスモータに限らず、他の形式のモータであってもよい。
【００９８】
また、本発明の他の実施形態では、ディテントプレートの凹部は、いくつ形成されていてもよい。すなわち、本発明を適用可能な自動変速機のレンジの数は４つに限らない。
本発明によるシフトバイワイヤシステムは、上述の実施形態と同様に「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」の４ポジションを切り替える無段変速機（ＣＶＴ）やＨＶ（ハイブリッド車）の自動変速機（Ａ／Ｔ）の他、「Ｐ」または「ｎｏｔＰ」の２ポジションを切り替えるＥＶ（電気自動車）もしくはＨＶのパーキング機構等のレンジ切替に用いることもできる。
また、本発明の他の実施形態では、回転式アクチュエータは、車両のシフトバイワイヤシステムのシフトレンジ切替装置またはパーキング切替装置以外の装置等を駆動対象、取付対象としてもよい。
このように、本発明は、上記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形態で実施可能である。
【符号の説明】
【００９９】
１  回転式アクチュエータ（回転駆動装置）、３  モータ（回転電機）、１０  ハウジング、８１  出力ギア、８６  出力部、９０  ヨーク、９１  第１ヨーク、９２  第２ヨーク、９３  磁石（第１磁束発生部）、９４  磁石（第２磁束発生部）、１４１  ホールＩＣ（磁束密度検出部）、８１１、８１２、８１３  第１穴部、Ａｘ２  軸、Ｃ１  回転中心、Ａｒｃ１  円弧、Ｓ１  弧状隙間、１３０  壁部（取付対象）、１０１  マニュアルシャフト（駆動対象）、１１０  シフトレンジ切替装置（駆動対象）、１１  フロントハウジング、５  空間、１２  リアハウジング、５０  減速機（ギア機構）、８６１  スプライン溝（接続部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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