JP6686966B2 - 回転式アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、回転式アクチュエータに関する。

従来、運転者が選択したシフトレンジに応じて回転式アクチュエータを駆動制御し、シフトレンジ切替装置を経由して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。

特開２００９−１６２２６８号公報

特許文献１のシフトバイワイヤシステムでは、回転式アクチュエータは、シフトレンジ切替装置のマニュアルシャフトにトルクを出力する出力軸を備えている。また、このシフトバイワイヤシステムは、出力軸８０とは別体に形成され、出力軸とは異なる軸上において出力軸の回転により回転するマグネットホルダを備えている。そして、マグネットホルダに設けたマグネットからの磁束を角度センサで検出することによりマグネットホルダの回転角度を検出し、出力軸を経由して間接的にマニュアルシャフトの回転角度を検出しようとしている。

ところで、出力軸とマニュアルシャフトとの組み付け性を確保するため、出力軸とマニュアルシャフトとの間には所定量のガタが設定されている。また、マグネットホルダと出力軸との相対回転を円滑にするため、マグネットホルダと出力軸との間にも所定量のガタが設定されている。よって、マグネットホルダとマニュアルシャフトとの間には、比較的大きなガタが設定されていることになる。そのため、角度センサによるマニュアルシャフトの回転角度の検出精度が低下するおそれがある。

本発明の目的は、駆動対象のシャフトとの組み付け性が高く、シャフトの回転角度の検出精度が高い回転式アクチュエータを提供することにある。

本発明は、駆動対象（１１０）のシャフト（２００）を回転駆動可能な回転式アクチュエータ（１）であって、ハウジング（１０）とモータ（３）と出力軸（８０）とマグネットホルダ（９０）とマグネット（３５）と角度センサ（４５）とを備えている。
モータは、ハウジング内に設けられている。
出力軸は、シャフトが嵌合可能な軸穴部（８３）を有し、モータから出力されるトルクにより回転し、シャフトにトルクを出力する。
マグネットホルダは、シャフトが嵌合可能なホルダ穴部（９３）を有し、シャフトとともに回転可能に設けられている。
マグネットは、マグネットホルダに設けられている。
角度センサは、マグネットからの磁束を検出し、マグネットホルダの回転角度に対応する信号を出力可能である。これにより、シャフトの回転角度を検出可能である。

シャフトと軸穴部との間のガタ量は、第１所定値以上に設定されている。そのため、シャフトを軸穴部に容易に嵌合させることができ、シャフトと出力軸との組み付け性を向上することができる。
シャフトとホルダ穴部との間のガタ量は、第２所定値以下に設定されている。これにより、シャフトとマグネットホルダとの相対回転が規制され、マグネットホルダは、シャフトと一体的に回転可能である。そのため、角度センサによるシャフトの回転角度の検出精度を高めることができる。
本発明では、出力軸とマグネットホルダとは、相対回転可能なよう別体に形成されている。第１所定値は、第２所定値より大きな値に設定されている。第１所定値は、０より大きく設定されている。第２所定値は、０に設定されている。

第１実施形態による回転式アクチュエータを示す断面図。 第１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。 （Ａ）はシャフトの端部を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）を矢印ＩＩＩＢ方向から見た図。 第１実施形態による回転式アクチュエータの出力軸およびシャフトを軸方向から見た図。 第１実施形態による回転式アクチュエータの出力軸を示す斜視図。 第１実施形態による回転式アクチュエータのマグネットホルダを軸方向から見た図。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線断面図。 第１実施形態による回転式アクチュエータのマグネットホルダを示す斜視図。 第１実施形態による回転式アクチュエータのマグネットホルダを示す斜視断面図。 第２実施形態による回転式アクチュエータの出力軸およびシャフトを軸方向から見た図。

以下、複数の実施形態による回転式アクチュエータ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。また、複数の実施形態において実質的に同一の構成部位は、同一または同様の作用効果を奏する。
（第１実施形態）
図１に示す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。

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２００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２００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。ここで、マニュアルシャフト２００は、「シャフト」に対応している。

シフトレンジ切替装置１１０は、マニュアルシャフト２００、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２００、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２００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。

マニュアルシャフト２００は、一方の端部が回転式アクチュエータ１の出力軸８０に嵌合される（後述する）。ディテントプレート１０２は、マニュアルシャフト２００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２００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２００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２００と一体に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。

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のいずれかに嵌まり込むことにより、マニュアルスプール弁１０５の軸方向の位置が決定する。なお、このとき、マニュアルシャフト２００の回転位置が所定の位置に保持される。ここで、ディテントプレート１０２、板ばね１０６、ストッパ１０７は、「保持機構」を構成し、マニュアルシャフト２００の回転位置を所定の位置に保持することでマニュアルシャフト２００を位置決め可能である。

回転式アクチュエータ１からマニュアルシャフト２００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。

例えば、マニュアルシャフト２００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。

一方、マニュアルシャフト２００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２００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。

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。

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。

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、モータ３、ギア機構としての減速機５０、出力ギア６０、出力軸８０、マグネットホルダ９０、ワッシャ９２２、スプリング９４、マグネット３５、角度センサ４５等を備えている。

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、カバー１３を有している。フロントハウジング１１は、例えば樹脂により形成されている。リアハウジング１２は、例えばアルミ等の金属により形成されている。カバー１３は、例えば金属等により板状に形成されている。

フロントハウジング１１およびリアハウジング１２は、それぞれ、有底筒状に形成されている。フロントハウジング１１とリアハウジング１２とは、互いの開口部同士が接合した状態でボルト４により固定されている。これにより、フロントハウジング１１とリアハウジング１２との間に空間５が形成されている。カバー１３は、リアハウジング１２のフロントハウジング１１とは反対側を覆うようにして設けられている。
なお、本実施形態では、回転式アクチュエータ１は、フロントハウジング１１のリアハウジング１２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。

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。

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。

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。
フロントベアリング１６は、後述する出力ギア６０の内側に設けられている。出力ギア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、出力ギア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。

モータ３は、例えば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、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に固定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。

ステータ３０は、例えば鉄等の磁性材料により形成されている。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。

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、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。

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、ロータコア４１および磁石４２を有している。ロータコア４１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。磁石４２は、環状に形成され、ロータコア４１の径方向外側に設けられている。磁石４２には、Ｎ極、Ｓ極が周方向で交互に並ぶよう着磁されている。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、入力軸２０とともに、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。

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、ロータ４０の磁石４２の磁極が対応するステータティース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。
なお、本実施形態では、磁石４２とステータティース３２との間の磁力により、比較的大きなコギングトルクが生じる。そのため、モータ３への非通電時、ロータ４０は、所定の回転位置に拘束される場合がある。

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およびホールＩＣ７５等を有している。
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。リアハウジング１２とカバー１３との間には、基板７４が設けられている。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。

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。
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、プレート８とともにリアハウジング１２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。

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外側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。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。

出力ギア６０は、例えば金属により形成されている。出力ギア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。

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の周方向に複数形成されている。
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。

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、出力ギア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の自転成分が出力ギア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、減速されて出力ギア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。

出力軸８０は、軸筒部８１、ギア部８２、軸穴部８３等を有している。
軸筒部８１およびギア部８２は、例えば金属により形成されている。軸筒部８１は、例えば有底筒状に形成されている。ギア部８２は、軸筒部８１の底部とは反対側の端部の外周壁から径方向外側へ略扇状に延びるよう軸筒部８１と一体に形成されている。ギア部８２の軸筒部８１とは反対側の外縁部には、外歯８４が形成されている。

出力軸８０は、外歯８４が出力ギア６０の外歯６４に噛み合うようフロントハウジング１１とリアハウジング１２との間の空間５に設けられている。ここで、出力軸８０は、軸筒部８１の軸Ａｘ２が入力軸２０の軸Ａｘ１と略平行になるようにして設けられている。
モータ３が回転駆動し、出力ギア６０が回転すると、出力軸８０は、軸筒部８１の軸Ａｘ２を中心に回転する。すなわち、出力軸８０は、モータ３から出力されるトルクにより回転する。

出力軸８０は、軸筒部８１が、フロントハウジング１１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、出力軸８０は、メタルベアリング８７を介してフロントハウジング１１により回転可能に支持されている。
軸穴部８３は、軸筒部８１の底部を軸方向に貫くよう形成されている。すなわち、軸穴部８３は、出力軸８０の軸筒部８１を軸Ａｘ２方向に貫くようにして形成されている。軸穴部８３の形状等については、後に詳述する。

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２００の一端が出力軸８０の軸穴部８３に嵌合することにより、出力軸８０とマニュアルシャフト２００とが結合される。これにより、出力軸８０は、入力軸２０の回転が減速機５０および出力ギア６０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２００に出力する。

図３（Ａ）、３（Ｂ）に示すように、本実施形態では、マニュアルシャフト２００は、第１嵌合部２０１、第２嵌合部２０２、テーパ部２０３等を有している。
第１嵌合部２０１は、マニュアルシャフト２００の一端側に形成されている。第２嵌合部２０２は、第１嵌合部２０１に対しマニュアルシャフト２００の他端側に形成されている。テーパ部２０３は、第１嵌合部２０１の第２嵌合部２０２とは反対側に形成されている。テーパ部２０３は、マニュアルシャフト２００の他端側から一端側へ向かうに従いマニュアルシャフト２００の軸Ａｘ３に近づくようテーパ状に形成されている。

第１嵌合部２０１には、第１曲面部２１１、第１平面部２２１が形成されている。第１曲面部２１１は、軸Ａｘ３を中心とする仮想円筒面の一部に一致するよう形成されている。なお、当該仮想円筒面の直径は、マニュアルシャフト２００の直径より小さい。
第１曲面部２１１は、軸Ａｘ３を挟むようにして第１嵌合部２０１に２つ形成されている。第１平面部２２１は、２つの第１曲面部２１１の間において軸Ａｘ３を挟むようにして第１嵌合部２０１に２つ形成されている。２つの第１平面部２２１は、それぞれ平面状、かつ、互いに平行となるよう形成されている。このように、第１嵌合部２０１は、いわゆる２面形状に形成されている。なお、図３（Ａ）に示すように、２つの第１平面部２２１の間の距離は、マニュアルシャフト２００の直径より小さい。

第２嵌合部２０２には、第２曲面部２１２、第２平面部２２２が形成されている。第２曲面部２１２は、軸Ａｘ３を中心とする仮想円筒面の一部に一致するよう形成されている。なお、当該仮想円筒面の直径は、マニュアルシャフト２００の直径より小さい。
第２曲面部２１２は、軸Ａｘ３を挟むようにして第２嵌合部２０２に２つ形成されている。第２平面部２２２は、２つの第２曲面部２１２の間において軸Ａｘ３を挟むようにして第２嵌合部２０２に２つ形成されている。２つの第２平面部２２２は、それぞれ平面状、かつ、互いに平行となるよう形成されている。このように、第２嵌合部２０２は、いわゆる２面形状に形成されている。なお、図３（Ａ）に示すように、２つの第２平面部２２２の間の距離は、マニュアルシャフト２００の直径より小さく、２つの第１平面部２２１の間の距離と概ね同等である。

図１、４に示すように、本実施形態では、マニュアルシャフト２００は、第２嵌合部２０２が出力軸８０の軸穴部８３の内側に位置するよう出力軸８０に嵌合される。図４に示すように、マニュアルシャフト２００の第２嵌合部２０２は、軸Ａｘ３に垂直な断面が、第２曲面部２１２において曲線状、第２平面部２２２において直線状となるよう形成されている。

図４に示すように、出力軸８０の軸穴部８３は、軸穴曲面部８３１、軸穴平面部８３２を有している。軸穴曲面部８３１は、軸筒部８１の軸Ａｘ２を中心とする仮想円筒面の一部に一致するよう形成されている。軸穴曲面部８３１は、軸Ａｘ２を挟むようにして軸穴部８３に２つ形成されている。軸穴平面部８３２は、２つの軸穴曲面部８３１の間において軸Ａｘ２を挟むようにして軸穴部８３に２つ形成されている。２つの軸穴平面部８３２は、それぞれ平面状、かつ、互いに平行となるよう形成されている。このように、軸穴部８３は、第２嵌合部２０２の形状に対応し、いわゆる２面形状に形成されている。

図４に示すように、出力軸８０の２つの軸穴曲面部８３１の間の距離は、マニュアルシャフト２００の２つの第２曲面部２１２の間の距離よりやや大きく設定されている。一方、出力軸８０の２つの軸穴平面部８３２の間の距離は、マニュアルシャフト２００の２つの第２平面部２２２の間の距離よりも大きく設定されている。そのため、マニュアルシャフト２００は、軸穴部８３の内側において出力軸８０に対し相対回転可能である。マニュアルシャフト２００は、軸穴部８３の内側において出力軸８０に対し相対回転するとき、軸穴曲面部８３１と第２曲面部２１２とが摺動可能である。また、このとき、マニュアルシャフト２００の第２平面部２２２は、第２曲面部２１２側の端部のみが軸穴部８３の軸穴平面部８３２に当接可能である。第２曲面部２１２が軸穴平面部８３２に当接したとき、出力軸８０とマニュアルシャフト２００との相対回転が規制される。
このように、本実施形態では、マニュアルシャフト２００と出力軸８０との間には、第１所定値以上の所定量のガタθ０が設定されている。ここで、第１所定値は、０より大きな値である。すなわち、マニュアルシャフト２００は、軸穴部８３の内側において出力軸８０に対しガタθ０の角度範囲で相対回転可能である（図４参照）。
図１、５に示すように、軸筒部８１の底部とは反対側の端面には、回転規制穴８５が形成されている。回転規制穴８５は、軸筒部８１の底部とは反対側の端面から底部側へ凹むようにして形成されている。

図１、６〜９に示すように、マグネットホルダ９０は、出力軸８０とは別体に形成されている。マグネットホルダ９０は、第１ホルダ筒部９１、第２ホルダ筒部９２、ホルダ延伸部９２１、ホルダ穴部９３、スリット９５、テーパ部９６等を有している。
第１ホルダ筒部９１および第２ホルダ筒部９２は、例えば樹脂により形成されている。つまり、マグネットホルダ９０は、弾性率が例えば一般的な金属より低く一般的なゴムより高い所定の範囲内の材料により形成されている。
第１ホルダ筒部９１は、例えば略円筒状に形成されている。第２ホルダ筒部９２は、有底の略円筒状に形成されている。第１ホルダ筒部９１は、第２ホルダ筒部９２の底部から、第２ホルダ筒部９２の筒部とは反対側へ延びるよう第２ホルダ筒部９２と一体に形成されている。ここで、第１ホルダ筒部９１と第２ホルダ筒部９２とは、同軸（Ａｘ４）に設けられている。
ホルダ延伸部９２１は、第２ホルダ筒部９２の第１ホルダ筒部９１とは反対側の端部の外周壁から径方向外側へ環状に延びるよう形成されている。

図１に示すように、マグネットホルダ９０は、出力軸８０とリアハウジング１２との間に設けられている。より詳細には、マグネットホルダ９０は、第１ホルダ筒部９１が出力軸８０の軸筒部８１の底部とは反対側の端部の内側に位置し、第２ホルダ筒部９２の底部が軸筒部８１の底部とは反対側の端面に対向または当接するよう、軸筒部８１と同軸に設けられている。

ホルダ穴部９３は、第１ホルダ筒部９１の内側に形成されている。すなわち、ホルダ穴部９３は、一方の端部が第２ホルダ筒部９２の底部で塞がれている。ホルダ穴部９３は、出力軸８０の軸穴部８３に連通している。
図６に示すように、マグネットホルダ９０のホルダ穴部９３は、ホルダ穴平面部９３１を有している。ホルダ穴平面部９３１は、マグネットホルダ９０の軸Ａｘ４を間に挟むようにしてホルダ穴部９３に２つ形成されている。２つのホルダ穴平面部９３１は、それぞれ平面状、かつ、互いに平行となるよう形成されている。このように、ホルダ穴部９３は、いわゆる２面形状に形成されている。

スリット９５は、第１ホルダ筒部９１に形成されている。スリット９５は、第１ホルダ筒部９１の周方向の一部において切欠き状に形成されている。すなわち、スリット９５は、ホルダ穴部９３の周方向の一部を切り欠くようにして形成されている。本実施形態では、スリット９５は、第１ホルダ筒部９１の周方向に等間隔で２つ形成されている。つまり、スリット９５は、マグネットホルダ９０の軸Ａｘ４を間に挟むようにして第１ホルダ筒部９１に２つ形成されている。なお、２つのスリット９５は、ホルダ穴部９３において２つのホルダ穴平面部９３１の間に形成されている。スリット９５により、第１ホルダ筒部９１は、径方向内側へ変形し易くなっている。

テーパ部９６は、ホルダ穴部９３のシフトレンジ切替装置１１０のマニュアルシャフト２００側の部位においてシフトレンジ切替装置１１０側からシフトレンジ切替装置１１０とは反対側へ向かうに従いホルダ穴部９３の軸（Ａｘ４）に近づくようテーパ状に形成されている。
図１、６に示すように、本実施形態では、マニュアルシャフト２００は、第１嵌合部２０１がマグネットホルダ９０のホルダ穴部９３の内側に位置するようマグネットホルダ９０に嵌合される。図６に示すように、マニュアルシャフト２００の第１嵌合部２０１は、軸Ａｘ３に垂直な断面が、第１曲面部２１１において曲線状、第１平面部２２１において直線状となるよう形成されている。

例えば作業者がマニュアルシャフト２００をホルダ穴部９３に嵌合させるとき、マニュアルシャフト２００は、出力軸８０の軸穴部８３を通り、テーパ部２０３がマグネットホルダ９０のテーパ部９６に当接しながら軸Ａｘ３方向へ相対移動する。このとき、マニュアルシャフト２００の回転角度が、第１平面部２２１とホルダ穴平面部９３１とが対応しない角度であった場合、第１平面部２２１とホルダ穴平面部９３１とが対応するよう、マグネットホルダ９０に対しマニュアルシャフト２００が相対回転する（図６参照）。

図６に示すように、ホルダ穴部９３の２つのホルダ穴平面部９３１の間の距離は、マニュアルシャフト２００の２つの第１平面部２２１の間の距離と同じかやや小さく設定されている。また、ホルダ穴部９３の２つのスリット９５の間の距離は、マニュアルシャフト２００の２つの第１曲面部２１１の間の距離と同じかやや小さく設定されている。そのため、マニュアルシャフト２００は、第１嵌合部２０１がホルダ穴部９３に嵌合した状態において、第１平面部２２１とホルダ穴平面部９３１とが密に当接し、第１曲面部２１１とホルダ穴部９３のスリット９５の部位とが密に当接している。これにより、マグネットホルダ９０とマニュアルシャフト２００とは、相対回転不能である。そのため、マグネットホルダ９０は、マニュアルシャフト２００と一体に回転する。
このように、本実施形態では、マニュアルシャフト２００とホルダ穴部９３との間のガタ量は、０に設定されている。すなわち、マニュアルシャフト２００とホルダ穴部９３との間のガタ量は、第２所定値以下に設定されている。ここで、本実施形態では、第２所定値は、０である。つまり、マニュアルシャフト２００とホルダ穴部９３との間のガタ量は、０である。

図１に示すように、リアハウジング１２は、スラスト荷重受け部１４を有している。スラスト荷重受け部１４は、リアハウジング１２のフロントハウジング１１側の面において、マグネットホルダ９０のホルダ延伸部９２１に対向する位置に形成されている。
ワッシャ９２２は、例えば金属薄板により略円環状に形成されている。ワッシャ９２２には、例えばフッ素樹脂が塗布されている。
ワッシャ９２２は、ホルダ延伸部９２１とスラスト荷重受け部１４との間に設けられている。例えば作業者がマニュアルシャフト２００をホルダ穴部９３に嵌合させるとき、マグネットホルダ９０からの軸方向の荷重がワッシャ９２２を経由してスラスト荷重受け部１４に作用する。なお、マニュアルシャフト２００がホルダ穴部９３に嵌合した後においても、マグネットホルダ９０からの軸方向の荷重は、ワッシャ９２２を経由してスラスト荷重受け部１４に作用する。本実施形態では、ワッシャ９２２により、マグネットホルダ９０の摩耗を抑制可能である。また、ワッシャ９２２にはフッ素樹脂が塗布されているため、リアハウジング１２のスラスト荷重受け部１４とマグネットホルダ９０との摩擦力が低減されている。これにより、マグネットホルダ９０は、リアハウジング１２に対し円滑に相対回転可能である。

図１、６、７に示すように、マグネットホルダ９０には、回転規制ピン９７が形成されている。回転規制ピン９７は、第２ホルダ筒部９２の底部から第１ホルダ筒部９１側へ突出するよう第２ホルダ筒部９２と一体に形成されている。マグネットホルダ９０と出力軸８０とは、回転規制ピン９７が出力軸８０の回転規制穴８５に嵌まり込んだ状態となるよう組み付けられている。この状態では、マグネットホルダ９０と出力軸８０との相対回転が規制されている。ここで、回転規制ピン９７と回転規制穴８５とは、「回転規制部」に対応している。

回転規制ピン９７が回転規制穴８５に嵌まり込んだ状態であっても、マグネットホルダ９０と出力軸８０とは、所定の角度範囲で相対回転可能である。すなわち、回転規制部においてマグネットホルダ９０と出力軸８０との間には、所定量のガタが設定されている。
なお、回転規制ピン９７が回転規制穴８５に嵌まり込んだ状態では、ホルダ穴平面部９３１と軸穴平面部８３２とが概ね平行となっている。そのため、マニュアルシャフト２００の第１嵌合部２０１をホルダ穴部９３に嵌合させるのが容易である。

図６、８に示すように、第１ホルダ筒部９１には、ホルダ凹部９１１が形成されている。ホルダ凹部９１１は、第１ホルダ筒部９１の外周壁から径方向内側へ凹むよう形成されている。本実施形態では、ホルダ凹部９１１は、第１ホルダ筒部９１の周方向に等間隔で２つ形成されている。ホルダ凹部９１１は、２つのスリット９５の間に形成されている。
スプリング９４は、例えば長尺状の金属薄板を長手方向に略１周巻くことにより形成されている。スプリング９４の長手方向の両端部は、径方向内側に折り曲げられている。スプリング９４は、両端部が１つのホルダ凹部９１１に係止されるようにして第１ホルダ筒部９１の径方向外側に設けられている。ここで、第１ホルダ筒部９１には、スプリング９４から径方向内側への付勢力が作用している。これにより、スプリング９４は、マニュアルシャフト２００がホルダ穴部９３に嵌合した状態において、第１ホルダ筒部９１をマニュアルシャフト２００に締め付け可能である。

図７〜９に示すように、マグネットホルダ９０には、２つのヨーク３６が設けられている。ヨーク３６は、例えば鉄等の磁性材料により略円弧状に形成されている。ヨーク３６は、第２ホルダ筒部９２の内側において、互いの両端部同士が対向しつつ隙間を形成するよう設けられている。
マグネット３５は、２つのヨーク３６の両端部の間の隙間に１つずつ、計２つ設けられている。２つのマグネット３５は、それぞれ磁極がヨーク３６の端部に当接するよう設けられている。これにより、ヨーク３６には、マグネット３５から発生した磁束が流れる。また、ヨーク３６を流れる磁束は、２つのヨーク３６の間の空間を漏れ磁束となって飛ぶ。
２つのヨーク３６および２つのマグネット３５は、マグネットホルダ９０に対し相対回転不能であり、マグネットホルダ９０とともに回転する。

角度センサ４５は、ホール素子および信号変換回路を有している。角度センサ４５は、ホール素子がマグネットホルダ９０の第２ホルダ筒部９２の内側、すなわち、２つのヨーク３６および２つのマグネット３５の内側に位置するよう設けられている。角度センサ４５は、リアハウジング１２に取り付けられた支持部４６により支持されている。ここで、角度センサ４５は、出力軸８０の軸筒部８１およびマグネットホルダ９０の軸（Ａｘ３、Ａｘ４）上に設けられている。すなわち、マグネットホルダ９０と角度センサ４５とは、マニュアルシャフト２００の軸Ａｘ２上に位置するよう設けられている。

角度センサ４５は、ホール素子および信号変換回路に接続する端子が基板７４に接続している。角度センサ４５は、２つのヨーク３６の内側においてマグネット３５からの磁束を検出し、マグネットホルダ９０の回転角度に対応する信号をＥＣＵ２に出力可能である。これにより、ＥＣＵ２は、マグネットホルダ９０の回転角度を検出することができる。本実施形態では、マグネットホルダ９０がマニュアルシャフト２００と一体に回転するため、ＥＣＵ２は、マグネットホルダ９０の回転角度からマニュアルシャフト２００の回転角度を検出することができる。

本実施形態では、モータ３によりマニュアルシャフト２００を駆動したときの保持機構（ディテントプレート１０２、板ばね１０６、ストッパ１０７）におけるマニュアルシャフト２００の位置決め精度のバラツキをθ１、マニュアルシャフト２００とモータ３との間のガタ量をθ２とすると、θ１＜θ２である。ここで、θ２は、モータ３と減速機５０と出力ギア６０と出力軸８０とマニュアルシャフト２００との間、すなわち、モータ３からマニュアルシャフト２００までのトルクの伝達経路のガタである。よって、モータ３が停止状態であっても、マニュアルシャフト２００は、θ２の範囲で回転可能である。
また、マニュアルシャフト２００がホルダ穴部９３に嵌合するとき、マニュアルシャフト２００の端部がテーパ部９６に接しながら軸方向に移動することによりマグネットホルダ９０とマニュアルシャフト２００とが相対回転する場合の最大の相対回転角度である補正角度をθ３、回転規制部（回転規制ピン９７、回転規制穴８５）におけるマグネットホルダ９０と出力軸８０とのガタ量をθ４とすると、θ３−θ４＞θ２である。
なお、本実施形態では、マニュアルシャフト２００と出力軸８０との間のガタθ０は、θ４より小さい。そのため、出力軸８０の回転によりマニュアルシャフト２００が回転しているとき、マグネットホルダ９０に応力が生じるのを抑制することができる。

次に、回転式アクチュエータ１のシフトレンジ切替装置１１０への取り付けについて説明する。
（シャフト嵌合工程）
まず、作業者等は、マニュアルシャフト２００の第１嵌合部２０１および第２嵌合部２０２の回転位置を出力軸８０の軸穴部８３に対応させて、第１嵌合部２０１をホルダ穴部９３に、第２嵌合部２０２を軸穴部８３に嵌合させる。本実施形態では、軸穴部８３、第１嵌合部２０１、第２嵌合部２０２は、いずれも２面形状のため、第１嵌合部２０１および第２嵌合部２０２の回転位置を出力軸８０の軸穴部８３に対応させるのが容易である。
また、本実施形態では、回転規制ピン９７と回転規制穴８５とによりマグネットホルダ９０と出力軸８０との相対回転が規制されており、ホルダ穴部９３と軸穴部８３との回転位置が調整されているため、第１嵌合部２０１をホルダ穴部９３に容易に嵌合させることができる。
さらに、本実施形態では、マグネットホルダ９０にテーパ部９６が形成され、マニュアルシャフト２００にテーパ部２０３が形成されているため、マニュアルシャフト２００がホルダ穴部９３に嵌合するとき、マニュアルシャフト２００の端部のテーパ部２０３がテーパ部９６に接しながら軸方向に移動することによりマグネットホルダ９０とマニュアルシャフト２００とが相対回転する。そのため、マニュアルシャフト２００のホルダ穴部９３への嵌合前に、マニュアルシャフト２００とホルダ穴部９３との相対角度が不適切であっても、マニュアルシャフト２００は相対角度が補正されてホルダ穴部９３に嵌合する。

（アクチュエータ取り付け工程）
マニュアルシャフト２００を出力軸８０およびマグネットホルダ９０に嵌合させた後、作業者等は、回転式アクチュエータ１をシフトレンジ切替装置１１０の壁部１３０に固定する。

次に、回転式アクチュエータ１の作動について説明する。
運転者が所望のシフトレンジへの切り替えを要求すると、ＥＣＵ２は、モータ３に通電する。モータ３への通電により、モータ３が回転すると、モータ３のトルクは、減速機５０、出力ギア６０を経由して出力軸８０に伝達する。出力軸８０に伝達したトルクにより出力軸８０が回転すると、出力軸８０の軸穴部８３の軸穴平面部８３２がマニュアルシャフト２００の第２嵌合部２０２の第２平面部２２２に当接しつつ回転する。これにより、マニュアルシャフト２００が回転し、保持機構のストッパ１０７がディテントプレート１０２の凹部１５１〜１５４を移動する。

モータ３の回転量が、運転者の要求したシフトレンジに対応した回転量になると、ＥＣＵ２は、モータ３への通電を停止する。これにより、ストッパ１０７が凹部１５１〜１５４のいずれかに嵌まり込み、マニュアルシャフト２００の回転位置が所定の位置に保持される。

モータ３によりマニュアルシャフト２００が回転駆動されているとき、マグネットホルダ９０は、マニュアルシャフト２００と一体に回転している。このとき、ＥＣＵ２は、角度センサ４５からの信号によりマニュアルシャフト２００の回転角度を検出することができる。

以上説明したように、（１）本実施形態は、シフトレンジ切替装置１１０のマニュアルシャフト２００を回転駆動可能な回転式アクチュエータ１であって、ハウジング１０とモータ３と出力軸８０とマグネットホルダ９０とマグネット３５と角度センサ４５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。
出力軸８０は、マニュアルシャフト２００が嵌合可能な軸穴部８３を有し、モータ３から出力されるトルクにより回転し、マニュアルシャフト２００にトルクを出力する。
マグネットホルダ９０は、出力軸８０とは別体に形成され、マニュアルシャフト２００が嵌合可能なホルダ穴部９３を有し、マニュアルシャフト２００とともに回転可能に設けられている。
マグネット３５は、マグネットホルダ９０に設けられている。
角度センサ４５は、マグネット３５からの磁束を検出し、マグネットホルダ９０の回転角度に対応する信号を出力可能である。これにより、マニュアルシャフト２００の回転角度を検出可能である。

マニュアルシャフト２００と軸穴部８３との間のガタ量は、第１所定値以上に設定されている。そのため、マニュアルシャフト２００を軸穴部８３に容易に嵌合させることができ、マニュアルシャフト２００と出力軸８０との組み付け性を向上することができる。
マニュアルシャフト２００とホルダ穴部９３との間のガタ量は、第２所定値以下に設定されている。これにより、マニュアルシャフト２００とマグネットホルダ９０との相対回転が規制され、マグネットホルダ９０は、マニュアルシャフト２００と一体的に回転可能である。そのため、角度センサ４５によるマニュアルシャフト２００の回転角度の検出精度を高めることができる。

また、（２）本実施形態では、出力軸８０とマグネットホルダ９０とは、別体に形成されている。そのため、出力軸８０とマグネットホルダ９０とは相対回転可能であり、出力軸８０とマニュアルシャフト２００とがガタの範囲で相対回転したとき、マグネットホルダ９０に応力が生じるのを抑制することができる。

また、（３）本実施形態では、出力軸８０は、マグネットホルダ９０とシフトレンジ切替装置１１０との間に設けられている。そのため、マニュアルシャフト２００の先端にマグネットホルダ９０を配置させて角度センサ４５をマグネットホルダ９０の内側に配置させることが可能となり、回転式アクチュエータ１を小型化することができる。
また、（４）本実施形態では、軸穴部８３は、出力軸８０を軸方向に貫くよう形成されている。そのため、回転式アクチュエータ１の小型化および薄型化が可能である。

また、（５）本実施形態では、マグネットホルダ９０と角度センサ４５とは、マニュアルシャフト２００の軸上に設けられている。そのため、マグネットホルダ９０と角度センサ４５とマニュアルシャフト２００との軸ずれを抑制し、角度センサ４５の検出精度を向上させることができる。これにより、マニュアルシャフト２００の回転角度を精度よく検出することができる。

また、（６）本実施形態では、マグネットホルダ９０は、弾性率が所定範囲内の材料により形成されている。そのため、マグネットホルダ９０とマニュアルシャフト２００とのガタを無くすことができ、マニュアルシャフト２００の回転角度の検出精度をより向上させることができる。

また、（７）本実施形態は、スプリング９４をさらに備えている。スプリング９４は、ホルダ穴部９３の径方向外側に設けられ、マグネットホルダ９０をマニュアルシャフト２００に締め付け可能である。そのため、マグネットホルダ９０とマニュアルシャフト２００とを確実に固定し、耐振性を向上することができる。これにより、マニュアルシャフト２００の回転角度の検出精度をより一層向上させることができる。

また、（８）本実施形態では、マグネットホルダ９０は、ホルダ穴部９３の周方向の一部に切欠き状のスリット９５を有している。そのため、ホルダ穴部９３を変形し易くし、マニュアルシャフト２００の寸法バラツキに対応しつつ、マグネットホルダ９０とマニュアルシャフト２００とのガタを無くすことができる。

また、（９）本実施形態では、ハウジング１０は、マグネットホルダ９０からの軸方向の荷重が作用するスラスト荷重受け部１４を有している。
本実施形態は、マグネットホルダ９０とスラスト荷重受け部１４との間に設けられたワッシャ９２２をさらに備えている。そのため、マニュアルシャフト２００と軸穴部８３とを対応させて回転式アクチュエータ１をシフトレンジ切替装置１１０に取り付けるだけでマニュアルシャフト２００とマグネットホルダ９０とを嵌合および締結させることができ、組み付け性を向上することができる。また、ワッシャ９２２により、マグネットホルダ９０の摩耗を抑制可能である。

また、（１０）本実施形態では、シフトレンジ切替装置１１０は、マニュアルシャフト２００の回転位置を所定の位置に保持することでマニュアルシャフト２００を位置決め可能な保持機構としてのディテントプレート１０２、板ばね１０６、ストッパ１０７を有している。
モータ３によりマニュアルシャフト２００を駆動したときの保持機構におけるマニュアルシャフト２００の位置決め精度のバラツキをθ１、マニュアルシャフト２００とモータ３との間のガタ量をθ２とすると、θ１＜θ２である。これにより、保持機構のストッパ１０７がディテントプレート１０２の凹部１５１〜１５４に精度よく嵌まり込み、シフト位置の位置決め精度の低下を抑制することができる。
なお、本実施形態では、モータ３への非通電時、ロータ４０が所定の回転位置に拘束されたとしても、保持機構のストッパ１０７はディテントプレート１０２の凹部１５１〜１５４に精度よく嵌まり込むことができる。よって、本実施形態は、磁石４２を有し比較的大きなコギングトルクが生じるモータ３に好適である。

また、（１１）本実施形態では、マグネットホルダ９０は、ホルダ穴部９３のシフトレンジ切替装置１１０側の部位においてシフトレンジ切替装置１１０側からシフトレンジ切替装置１１０とは反対側へ向かうに従いホルダ穴部９３の軸に近づくようテーパ状に形成されたテーパ部９６を有している。そのため、マニュアルシャフト２００をホルダ穴部９３に嵌合させるとき、マニュアルシャフト２００の端部のテーパ部２０３がテーパ部９６に接しながら軸方向に移動することによりマグネットホルダ９０とマニュアルシャフト２００とが相対回転する。これにより、マニュアルシャフト２００のホルダ穴部９３への嵌合前に、マニュアルシャフト２００とホルダ穴部９３との相対角度が不適切であっても、マニュアルシャフト２００は相対角度が補正されてホルダ穴部９３に嵌合する。よって、組み付け性を向上することができる。

また、（１２）本実施形態は、回転規制部としての回転規制ピン９７、回転規制穴８５をさらに備えている。
回転規制ピン９７、回転規制穴８５は、マグネットホルダ９０と出力軸８０との相対回転を規制可能である。そのため、ホルダ穴部９３と軸穴部８３との相対回転位置が概ね対応する範囲で相対回転を規制しておくことにより、マニュアルシャフト２００を軸穴部８３およびホルダ穴部９３に容易に嵌合させることができる。これにより、組み付け性を向上することができる。

また、（１３）本実施形態では、マニュアルシャフト２００とモータ３との間のガタ量をθ２、マニュアルシャフト２００がホルダ穴部９３に嵌合するとき、マニュアルシャフト２００の端部がテーパ部９６に接しながら軸方向に移動することによりマグネットホルダ９０とマニュアルシャフト２００とが相対回転する場合の最大の相対回転角度である補正角度をθ３、回転規制ピン９７、回転規制穴８５におけるマグネットホルダ９０と出力軸８０とのガタ量をθ４とすると、θ３−θ４＞θ２である。そのため、マニュアルシャフト２００と軸穴部８３とを対応させて回転式アクチュエータ１をシフトレンジ切替装置１１０に取り付けるだけでマニュアルシャフト２００とマグネットホルダ９０との角度合わせをすることができ、組み付け性を向上することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態による回転式アクチュエータの一部を図１０に示す。第２実施形態は、出力軸８０の軸穴部８３の形状が第１実施形態と異なる。
第２実施形態では、出力軸８０の軸穴部８３は、軸穴曲面部８３１、第１軸穴平面部８３３、第２軸穴平面部８３４を有している。軸穴曲面部８３１は、軸筒部８１の軸Ａｘ２を中心とする仮想円筒面の一部に一致するよう形成されている。軸穴曲面部８３１は、軸Ａｘ２を挟むようにして軸穴部８３に２つ形成されている。

第１軸穴平面部８３３は、一方の軸穴曲面部８３１の周方向の端部から他方の軸穴曲面部８３１側へ延びるようにして軸穴部８３に２つ形成されている。２つの第１軸穴平面部８３３は、それぞれ異なる軸穴曲面部８３１から延びるよう平面状に形成されている。２つの第１軸穴平面部８３３は、間に軸Ａｘ２を挟んで互いに平行となるよう形成されている。

第２軸穴平面部８３４は、一方の軸穴曲面部８３１の周方向の第１軸穴平面部８３３とは反対側の端部から他方の軸穴曲面部８３１側へ延びて第１軸穴平面部８３３に接続するようにして軸穴部８３に２つ形成されている。２つの第２軸穴平面部８３４は、それぞれ異なる軸穴曲面部８３１から延びるよう平面状に形成されている。２つの第２軸穴平面部８３４は、間に軸Ａｘ２を挟んで互いに平行となるよう形成されている。

図１０に示すように、対向する第１軸穴平面部８３３と第２軸穴平面部８３４とは、軸穴曲面部８３１から軸Ａｘ２側へ向かうに従い、互いに近づくよう形成されている。このように、本実施形態では、軸穴部８３は、軸Ａｘ２に垂直な断面の形状が鼓型となるよう形成されている。
２つの第１軸穴平面部８３３をそれぞれ含む２つの仮想平面同士の距離、および、２つの第２軸穴平面部８３４をそれぞれ含む２つの仮想平面同士の距離は、マニュアルシャフト２００の２つの第２平面部２２２の距離と略同じに設定されている。そのため、マニュアルシャフト２００は、軸穴部８３の内側において出力軸８０に対し相対回転するとき、軸穴曲面部８３１と第２曲面部２１２とが摺動可能である。また、このとき、マニュアルシャフト２００の第２平面部２２２は、第１軸穴平面部８３３または第２軸穴平面部８３４に面接触可能である。第２平面部２２２が第１軸穴平面部８３３または第２軸穴平面部８３４に面接触したとき、出力軸８０とマニュアルシャフト２００との相対回転が規制される。
本実施形態では、第２平面部２２２と第１軸穴平面部８３３または第２軸穴平面部８３４とが面接触することにより、出力軸８０とマニュアルシャフト２００との相対回転が規制されるため、第１実施形態と比べ、出力軸８０とマニュアルシャフト２００との摩耗を抑制することができる。

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実施形態と同様の効果を奏することができる。
第２実施形態では、マニュアルシャフト２００と出力軸８０との間には、第１実施形態と同様、第１所定値以上の所定量のガタθ０が設定されている。ここで、第１所定値は、０より大きな値である。すなわち、マニュアルシャフト２００は、軸穴部８３の内側において出力軸８０に対しガタθ０の角度範囲で相対回転可能である（図１０参照）。

（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、出力軸８０は、マグネットホルダ９０に対しシフトレンジ切替装置１１０とは反対側に設けられていてもよい。すなわち、マグネットホルダ９０は、出力軸８０とシフトレンジ切替装置１１０との間に設けられていてもよい。この構成の場合、ホルダ穴部９３はマグネットホルダ９０を軸方向に貫くよう形成し、ホルダ穴部９３を挿通させたマニュアルシャフト２００を出力軸８０の軸穴部８３に嵌合させればよい。また、この構成の場合、角度センサ４５は、マニュアルシャフト２００の軸上に配置できないため、マニュアルシャフト２００の軸以外のヨーク３６近傍に配置する必要がある。

また、本発明の他の実施形態では、マグネットホルダ９０は、弾性率が所定範囲内の材料であれば、樹脂に限らず、例えば真鍮やステンレス等の非磁性の金属、または、弾性率が所定値以上のゴム等により形成されていてもよい。あるいは、マグネットホルダ９０を金属により形成し、ホルダ穴部９３にゴムや樹脂等を塗布することとしてもよい。このような構成では、マニュアルシャフト２００とマグネットホルダ９０との組み付け性を低下させることなく、マニュアルシャフト２００とマグネットホルダ９０との相対回転を規制することができる。

また、本発明の他の実施形態では、出力軸８０とマグネットホルダ９０とは、例えば同一の材料または異なる材料により一体に形成されていてもよい。出力軸８０とマグネットホルダ９０とが一体に形成されていても、マニュアルシャフト２００と軸穴部８３との間のガタ量が第１所定値以上に設定され、マニュアルシャフト２００とホルダ穴部９３との間のガタ量が第２所定値以下に設定されていれば、マニュアルシャフト２００と出力軸８０との組み付け性を向上しつつ、角度センサ４５によるマニュアルシャフト２００の回転角度の検出精度を高めることができる。

また、本発明の他の実施形態では、スプリング９４を備えていなくてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、マグネットホルダ９０は、スリット９５を有していなくてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、ワッシャ９２２は、金属に限らず、例えばフッ素樹脂により形成されていてもよい。また、ワッシャ９２２を備えていなくてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、マグネットホルダ９０は、テーパ部９６を有していなくてもよい。

また、本発明の他の実施形態では、マニュアルシャフト２００は、テーパ部２０３を有していなくてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、回転規制部（回転規制ピン９７、回転規制穴８５）を備えていなくてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、出力軸８０とマニュアルシャフト２００とは、例えばスプライン嵌合により嵌合することとしてもよい。

また、本発明の他の実施形態では、モータ３は、磁石４２を有する３相ブラシレスモータに限らず、ＳＲモータ等、他の形式のモータであってもよい。
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、本開示は、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。

１ 回転式アクチュエータ、３ モータ、１０ ハウジング、８０ 出力軸、８３ 軸穴部、９０ マグネットホルダ、９３ ホルダ穴部、３５ マグネット、４５ 角度センサ、１１０ シフトレンジ切替装置（駆動対象）、２００ マニュアルシャフト（シャフト）

Claims (30)

1. 駆動対象（１１０）のシャフト（２００）を回転駆動可能な回転式アクチュエータ（１）であって、
   ハウジング（１０）と、
   前記ハウジング内に設けられたモータ（３）と、
   前記シャフトが嵌合可能な軸穴部（８３）を有し、前記モータから出力されるトルクにより回転し、前記シャフトにトルクを出力する出力軸（８０）と、
   前記シャフトが嵌合可能なホルダ穴部（９３）を有し、前記シャフトとともに回転可能に設けられたマグネットホルダ（９０）と、
   前記マグネットホルダに設けられたマグネット（３５）と、
   前記マグネットからの磁束を検出し、前記マグネットホルダの回転角度に対応する信号を出力可能な角度センサ（４５）と、を備え、
   前記シャフトと前記軸穴部との間のガタ量は、第１所定値以上に設定されており、
   前記シャフトと前記ホルダ穴部との間のガタ量は、第２所定値以下に設定されており、
   前記出力軸と前記マグネットホルダとは、相対回転可能なよう別体に形成されており、
   前記第１所定値は、前記第２所定値より大きな値に設定されており、
   前記第１所定値は、０より大きく設定されており、
   前記第２所定値は、０に設定されている回転式アクチュエータ。
2. 前記軸穴部は、前記シャフトが貫通可能に形成され、
   前記ホルダ穴部は、前記シャフトが貫通不能となるよう一方の端部が塞がれている請求項１に記載の回転式アクチュエータ。
3. 前記出力軸は、前記軸穴部が形成された軸筒部（８１）を有し、
   前記マグネットホルダは、前記ホルダ穴部が形成されたホルダ筒部（９１、９２）を有している請求項１または２に記載の回転式アクチュエータ。
4. 前記角度センサは、前記ハウジングに対し相対移動不能に設けられ、
   前記ハウジングは、前記軸筒部を軸受けし、
   前記軸筒部は、前記ホルダ筒部を軸受けしている請求項３に記載の回転式アクチュエータ。
5. 前記ハウジングの前記軸筒部を軸受けする部位と、前記軸筒部の前記ホルダ筒部を軸受けする部位とは、軸方向でラップしている請求項４に記載の回転式アクチュエータ。
6. 前記角度センサは、前記ハウジングに対し相対移動不能に設けられ、
   前記ハウジングは、前記ホルダ筒部を軸受けしている請求項３〜５のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
7. 前記ホルダ筒部の少なくとも一部は、前記軸筒部の内側に位置している請求項３〜６のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
8. 前記ホルダ筒部は、前記ホルダ穴部が形成された第１ホルダ筒部（９１）、および、前記第１ホルダ筒部に対し前記駆動対象とは反対側に位置し前記マグネットが設けられた第２ホルダ筒部（９２）を有している請求項３〜７のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
9. 前記第２ホルダ筒部の外径は、前記第１ホルダ筒部の外径より大きい請求項８に記載の回転式アクチュエータ。
10. 前記角度センサは、前記第２ホルダ筒部の内側に位置している請求項８または９に記載の回転式アクチュエータ。
11. 前記マグネットは、前記角度センサが間に位置するよう２つ設けられている請求項８〜１０のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
12. 前記マグネットホルダと前記出力軸との相対回転を規制可能な回転規制部（８５、９７）をさらに備える請求項１〜１１のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
13. 前記出力軸は、前記出力軸と前記シャフトとの相対回転を規制可能な部位である回転規制部位（８３２、８３３、８３４）を有し、
    前記回転規制部により前記マグネットホルダと前記出力軸との相対回転を規制し、前記回転規制部位により前記出力軸と前記シャフトとの相対回転を規制することで、前記マグネットホルダと前記出力軸と前記シャフトとの位置決めが可能である請求項１２に記載の回転式アクチュエータ。
14. 前記マグネットホルダは、前記ホルダ穴部の前記駆動対象側の部位において前記駆動対象側から前記駆動対象とは反対側へ向かうに従い前記ホルダ穴部の軸に近づくようテーパ状に形成されたテーパ部（９６）を有している請求項１２または１３に記載の回転式アクチュエータ。
15. 前記シャフトと前記モータとの間のガタ量をθ２、
    前記シャフトが前記ホルダ穴部に嵌合するとき、前記シャフトの端部が前記テーパ部に接しながら軸方向に移動することにより前記マグネットホルダと前記シャフトとが相対回転する場合の最大の相対回転角度である補正角度をθ３、
    前記回転規制部における前記マグネットホルダと前記出力軸とのガタ量をθ４とすると、
    θ３−θ４＞θ２である請求項１４に記載の回転式アクチュエータ。
16. 前記出力軸は、前記軸穴部が形成された軸筒部（８１）、および、前記軸筒部の外周壁から径方向外側へ延びるよう前記軸筒部と一体に形成され前記モータから出力されるトルクが入力されるギア部（８２）を有している請求項１〜１５のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
17. 前記モータから出力されるトルクを前記ギア部に伝達するギア機構（５０）をさらに備える請求項１６に記載の回転式アクチュエータ。
18. 前記出力軸は、前記マグネットホルダと前記駆動対象との間に設けられている請求項１〜１７のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
19. 前記軸穴部は、前記出力軸を軸方向に貫くよう形成されている請求項１〜１８のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
20. 前記マグネットホルダと前記角度センサとは、前記シャフトの軸上に設けられている請求項１〜１９のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
21. 前記マグネットホルダは、弾性率が所定範囲内の材料により形成されている請求項１〜２０のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
22. 前記ホルダ穴部の径方向外側に設けられ、前記マグネットホルダを前記シャフトに締め付け可能なスプリング（９４）をさらに備える請求項１〜２１のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
23. 前記マグネットホルダは、前記ホルダ穴部の周方向の一部に切欠き状のスリット（９５）を有している請求項１〜２２のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
24. 前記ハウジングは、前記マグネットホルダからの軸方向の荷重が作用するスラスト荷重受け部（１４）を有している請求項１〜２３のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
25. 前記マグネットホルダと前記スラスト荷重受け部との間に設けられたワッシャ（９２２）をさらに備える請求項２４に記載の回転式アクチュエータ。
26. 前記駆動対象は、前記シャフトの回転位置を所定の位置に保持することで前記シャフトを位置決め可能な保持機構（１０２、１０６、１０７）を有し、
    前記モータにより前記シャフトを駆動したときの前記保持機構における前記シャフトの位置決め精度のバラツキをθ１、
    前記シャフトと前記モータとの間のガタ量をθ２とすると、
    θ１＜θ２である請求項１〜２５のいずれか一項に記載の回転式アクチュエータ。
27. 駆動対象（１１０）のシャフト（２００）を回転駆動可能な回転式アクチュエータ（１）であって、
    ハウジング（１０）と、
    前記ハウジング内に設けられたモータ（３）と、
    前記シャフトが嵌合可能な軸穴部（８３）を有し、前記モータから出力されるトルクにより回転し、前記シャフトにトルクを出力する出力軸（８０）と、
    前記シャフトが嵌合可能なホルダ穴部（９３）を有し、前記シャフトとともに回転可能に設けられたマグネットホルダ（９０）と、
    前記マグネットホルダに設けられたマグネット（３５）と、
    前記マグネットからの磁束を検出し、前記マグネットホルダの回転角度に対応する信号を出力可能な角度センサ（４５）と、を備え、
    前記シャフトと前記軸穴部との間のガタ量は、第１所定値以上に設定されており、
    前記シャフトと前記ホルダ穴部との間のガタ量は、第２所定値以下に設定されており、
    前記ホルダ穴部の径方向外側に設けられ、前記マグネットホルダを前記シャフトに締め付け可能なスプリング（９４）をさらに備える回転式アクチュエータ。
28. 駆動対象（１１０）のシャフト（２００）を回転駆動可能な回転式アクチュエータ（１）であって、
    ハウジング（１０）と、
    前記ハウジング内に設けられたモータ（３）と、
    前記シャフトが嵌合可能な軸穴部（８３）を有し、前記モータから出力されるトルクにより回転し、前記シャフトにトルクを出力する出力軸（８０）と、
    前記シャフトが嵌合可能なホルダ穴部（９３）を有し、前記シャフトとともに回転可能に設けられたマグネットホルダ（９０）と、
    前記マグネットホルダに設けられたマグネット（３５）と、
    前記マグネットからの磁束を検出し、前記マグネットホルダの回転角度に対応する信号を出力可能な角度センサ（４５）と、を備え、
    前記シャフトと前記軸穴部との間のガタ量は、第１所定値以上に設定されており、
    前記シャフトと前記ホルダ穴部との間のガタ量は、第２所定値以下に設定されており、
    前記マグネットホルダは、前記ホルダ穴部の周方向の一部に切欠き状のスリット（９５）を有している回転式アクチュエータ。
29. 駆動対象（１１０）のシャフト（２００）を回転駆動可能な回転式アクチュエータ（１）であって、
    ハウジング（１０）と、
    前記ハウジング内に設けられたモータ（３）と、
    前記シャフトが嵌合可能な軸穴部（８３）を有し、前記モータから出力されるトルクにより回転し、前記シャフトにトルクを出力する出力軸（８０）と、
    前記シャフトが嵌合可能なホルダ穴部（９３）を有し、前記シャフトとともに回転可能に設けられたマグネットホルダ（９０）と、
    前記マグネットホルダに設けられたマグネット（３５）と、
    前記マグネットからの磁束を検出し、前記マグネットホルダの回転角度に対応する信号を出力可能な角度センサ（４５）と、を備え、
    前記シャフトと前記軸穴部との間のガタ量は、第１所定値以上に設定されており、
    前記シャフトと前記ホルダ穴部との間のガタ量は、第２所定値以下に設定されており、
    前記ハウジングは、前記マグネットホルダからの軸方向の荷重が作用するスラスト荷重受け部（１４）を有し、
    前記マグネットホルダと前記スラスト荷重受け部との間に設けられたワッシャ（９２２）をさらに備える回転式アクチュエータ。
30. 駆動対象（１１０）のシャフト（２００）を回転駆動可能な回転式アクチュエータ（１）であって、
    ハウジング（１０）と、
    前記ハウジング内に設けられたモータ（３）と、
    前記シャフトが嵌合可能な軸穴部（８３）を有し、前記モータから出力されるトルクにより回転し、前記シャフトにトルクを出力する出力軸（８０）と、
    前記シャフトが嵌合可能なホルダ穴部（９３）を有し、前記シャフトとともに回転可能に設けられたマグネットホルダ（９０）と、
    前記マグネットホルダに設けられたマグネット（３５）と、
    前記マグネットからの磁束を検出し、前記マグネットホルダの回転角度に対応する信号を出力可能な角度センサ（４５）と、を備え、
    前記シャフトと前記軸穴部との間のガタ量は、第１所定値以上に設定されており、
    前記シャフトと前記ホルダ穴部との間のガタ量は、第２所定値以下に設定されており、
    前記マグネットホルダは、前記ホルダ穴部の前記駆動対象側の部位において前記駆動対象側から前記駆動対象とは反対側へ向かうに従い前記ホルダ穴部の軸に近づくようテーパ状に形成されたテーパ部（９６）を有し、
    前記マグネットホルダと前記出力軸との相対回転を規制可能な回転規制部（８５、９７）をさらに備え、
    前記シャフトと前記モータとの間のガタ量をθ２、
    前記シャフトが前記ホルダ穴部に嵌合するとき、前記シャフトの端部が前記テーパ部に接しながら軸方向に移動することにより前記マグネットホルダと前記シャフトとが相対回転する場合の最大の相対回転角度である補正角度をθ３、
    前記回転規制部における前記マグネットホルダと前記出力軸とのガタ量をθ４とすると、
    θ３−θ４＞θ２である回転式アクチュエータ。

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