(57)【要約】  本明細書で提供されるのは、車両連結解除／連結システムのためのリニアアクチュエータ機構であって、固定ガイドロッドと、上記固定ガイドロッドが貫通するシフトフォークと、駆動ナットと、上記駆動ナットを通じて延在する駆動ねじと、第１のスプリングプレートと、第２のスプリングプレートと、上記第１のスプリングプレートの径方向延在部と上記第２のスプリングプレートの径方向延在部との間に配置された圧縮ばねと、を備える。上記第１のスプリングプレートの第２の径方向延在部と、上記第２のスプリングプレートの第２の径方向延在部とが、上記駆動ナットの軸方向両側で上記駆動ナットに接触する。上記第１のスプリングプレートと、上記第２のスプリングプレートとは、上記駆動ナットが上記圧縮ばねを圧縮することによって、上記固定ガイドロッドに沿って軸方向に移動可能である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定ガイドロッドと、
前記固定ガイドロッドが貫通するスリーブ部を有するシフトフォークと、
貫通孔である開口部を有する駆動ナットと、
前記駆動ナットの前記開口部を貫通し、前記固定ガイドロッドに対して平行かつ径方向上方に延在する駆動ねじと、
軸方向延在部と、第１の径方向延在部と、前記第１の径方向延在部と反対方向に延在する第２の径方向延在部とを有する第１のスプリングプレートであって、前記軸方向延在部が前記第１の径方向延在部および前記第２の径方向延在部を連結する、第１のスプリングプレートと、
軸方向延在部と、第１の径方向延在部と、前記第１の径方向延在部と反対方向に延在する第２の径方向延在部とを有する第２のスプリングプレートであって、前記軸方向延在部が前記第１の径方向延在部および前記第２の径方向延在部を連結する、第２のスプリングプレートと、
前記第１のスプリングプレートの前記第１の径方向延在部と前記第２のスプリングプレートの前記第１の径方向延在部との間に配置された圧縮ばねと、を備え、
前記第１のスプリングプレートの前記第２の径方向延在部と、前記第２のスプリングプレートの前記第２の径方向延在部とが、前記駆動ナットに軸方向両側で接触し、
前記駆動ナットは前記駆動ねじに沿って軸方向に移動可能であり、
前記第１のスプリングプレートと、前記第２のスプリングプレートとは、前記駆動ナットが前記圧縮ばねを圧縮することによって、前記固定ガイドロッドに沿って軸方向に移動可能である、リニアアクチュエータ機構。
【請求項２】
前記固定ガイドロッドがその外面にノッチを有し、前記ノッチが第１の傾斜部と第２の傾斜部とを有し、前記第１の傾斜部と前記第２の傾斜部とが互いに連結される、請求項１に記載のリニアアクチュエータ機構。
【請求項３】
前記第１の傾斜部は前記第２の傾斜部よりも軸方向に長い、請求項２に記載のリニアアクチュエータ機構。
【請求項４】
プランジャと付勢部材とをさらに備え、
前記付勢部材が前記プランジャの径方向下方に配置され、
前記プランジャが、前記付勢部材と前記固定ガイドロッドとの間に径方向に配置され、
前記プランジャが、前記ノッチの前記第１の傾斜部および前記第２の傾斜部に沿って選択的に移動する、請求項２または３に記載のリニアアクチュエータ機構。
【請求項５】
前記プランジャおよび前記付勢部材が前記シフトフォークに配置されている、請求項４に記載のリニアアクチュエータ機構。
【請求項６】
前記固定ガイドロッドは、その径方向外面に溝を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ機構。
【請求項７】
第１のガイドロッド部位および第２のガイドロッド部位を有する固定ガイドロッドと、
前記第１のガイドロッド部位に取り付けられた第１のブッシングと、
前記第２のガイドロッド部位に取り付けられた第２のブッシングと、
前記第１のブッシングに連結される第１の軸方向端と、前記第２のブッシングに連結される第２の軸方向端との２つの軸方向端を有するスプリングロッドと、
前記スプリングロッドが貫通するスリーブ部を有するシフトフォークと
貫通孔である開口部を有する駆動ナットと、
前記駆動ナットの前記開口部を貫通し、前記スプリングロッドに対して平行かつ径方向上方に延在する駆動ねじと、
軸方向延在部と、第１の径方向延在部と、前記第１の径方向延在部と反対方向に延在する第２の径方向延在部とを有する第１のスプリングプレートであって、前記軸方向延在部が前記第１の径方向延在部および前記第２の径方向延在部を連結する、第１のスプリングプレートと、
軸方向延在部と、第１の径方向延在部と、前記第１の径方向延在部と反対方向に延在する第２の径方向延在部とを有する第２のスプリングプレートであって、前記軸方向延在部が前記第１の径方向延在部および前記第２の径方向延在部を連結する、第２のスプリングプレートと、
前記第１のスプリングプレートの前記第１の径方向延在部と前記第２のスプリングプレートの前記第１の径方向延在部との間に配置された圧縮ばねと、を備え、
前記第１のスプリングプレートの前記第２の径方向延在部と、前記第２のスプリングプレートの前記第２の径方向延在部とが、前記駆動ナットに軸方向両側で接触し、
前記駆動ナットは前記駆動ねじに沿って軸方向に移動可能であり、
前記第１のスプリングプレートと、前記第２のスプリングプレートとは、前記駆動ナットが前記圧縮ばねを圧縮することによって、前記スプリングロッドに沿って軸方向に移動可能である、リニアアクチュエータ機構。
【請求項８】
前記第１のブッシングおよび前記第２のブッシングが前記第１のガイドロッド部位および前記第２のガイドロッド部位と一体である、請求項７に記載のリニアアクチュエータ機構。
【請求項９】
前記スプリングロッドが一組のナットを有し、各ナットがその端部に摩擦キャップを有し、各摩擦キャップがブッシング内に配置される、請求項８に記載のリニアアクチュエータ機構。
【請求項１０】
前記固定ガイドロッドがその外面にノッチを有し、前記ノッチが第１の傾斜部と第２の傾斜部とを有し、前記第１の傾斜部と前記第２の傾斜部とが互いに連結される、請求項７から９のいずれか一項に記載のリニアアクチュエータ機構。
【請求項１１】
前記第１の傾斜部は前記第２の傾斜部よりも軸方向に長い、請求項１０に記載のリニアアクチュエータ機構。
【請求項１２】
プランジャと付勢部材とをさらに備え、
前記付勢部材が前記プランジャの径方向下方に配置され、
前記プランジャが、径方向で前記付勢部材と前記スプリングロッドとの間に配置され、
前記プランジャが、前記ノッチの前記第１の傾斜部および前記第２の傾斜部に沿って選択的に移動する、請求項１０または１１に記載のリニアアクチュエータ機構。
【請求項１３】
前記プランジャおよび前記付勢部材を収容するプランジャハウジングをさらに備え、前記プランジャハウジングが１つのブッシングに連結される、請求項１２に記載のリニアアクチュエータ機構。
【請求項１４】
第１のナットに連結される第１の軸方向端と、第２のナットに連結される第２の軸方向端との２つの軸方向端を有するスプリングロッドと、
前記スプリングロッドが貫通するスリーブ部を有するシフトフォークと、
貫通孔である開口部を有する駆動ナットと、
前記駆動ナットの前記開口部を貫通し、前記スプリングロッドに対して平行かつ径方向上方に延在する駆動ねじと、
軸方向延在部と、第１の径方向延在部と、前記第１の径方向延在部と反対方向に延在する第２の径方向延在部とを有する第１のスプリングプレートであって、前記軸方向延在部が前記第１の径方向延在部および前記第２の径方向延在部を連結する、第１のスプリングプレートと、
軸方向延在部と、第１の径方向延在部と、前記第１の径方向延在部と反対方向に延在する第２の径方向延在部とを有する第２のスプリングプレートであって、前記軸方向延在部が前記第１の径方向延在部および前記第２の径方向延在部を連結する、第２のスプリングプレートと、
前記第１のスプリングプレートの前記第１の径方向延在部と前記第２のスプリングプレートの前記第１の径方向延在部との間に配置された圧縮ばねと、
前記第１のナットが内部に収容される第１のポケットと、前記第２のナットが内部に収容される第２のポケットとの、軸方向両側にそれぞれ設けられた２つのポケットを有するハウジングと、を備え、
前記第１のスプリングプレートの前記第２の径方向延在部と、前記第２のスプリングプレートの前記第２の径方向延在部とが、前記駆動ナットに軸方向両側で接触し、
前記駆動ナットは前記駆動ねじに沿って軸方向に移動可能であり、
前記第１のスプリングプレートと、前記第２のスプリングプレートとは、前記駆動ナットが前記圧縮ばねを圧縮することによって、前記スプリングロッドに沿って軸方向に移動可能である、リニアアクチュエータ機構。
【請求項１５】
前記スプリングロッドがその外面にノッチを有し、前記ノッチが第１の傾斜部と第２の傾斜部とを有し、前記第１の傾斜部と前記第２の傾斜部とが互いに連結される、請求項１４に記載のリニアアクチュエータ機構。
【請求項１６】
前記第１の傾斜部は前記第２の傾斜部よりも軸方向に長い、請求項１５に記載のリニアアクチュエータ機構。
【請求項１７】
プランジャと付勢部材とをさらに備え、
前記付勢部材が前記プランジャの径方向下方に配置され、
前記プランジャが、径方向で前記付勢部材と前記スプリングロッドとの間に配置され、
前記プランジャが、前記ノッチの前記第１の傾斜部および前記第２の傾斜部に沿って選択的に移動する、請求項１６に記載のリニアアクチュエータ機構。
【請求項１８】
プランジャハウジングをさらに備え、前記プランジャおよび前記付勢部材が前記プランジャハウジング内に配置され、前記プランジャハウジングが前記ハウジングと一体である、請求項１７に記載のリニアアクチュエータ機構。
【請求項１９】
請求項１に記載のリニアアクチュエータ機構と、
前記駆動ねじに駆動連結されたモータと
前記シフトフォークに連結され、一連のスプラインを有するシフトカラーと、
外面に一連のスプラインを有する車軸と、を備え、
前記シフトカラーの前記スプラインと、前記車軸の前記スプラインとが選択的に係合する、車両連結解除／連結システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本出願は、その全体が参照により本明細書に組み入れられる、２０１７年６月１日に出願された米国特許仮出願第６２／５１３，６８７号、および２０１６年１１月１日に出願された第６２／４１５，６０９号の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
自動車が２つ以上の駆動輪を有し得ることは周知である。四輪を有する乗用車等では、四輪全てが駆動可能となる場合もある。一方で、車両の特定の車輪のみを駆動することが望ましい場合がある。そのような場合、車輪、またはそれらに対応する車軸を駆動システムから連結解除する必要がある。さらに、連結解除された車輪を再び駆動させることが求められれば、車輪を駆動システムに連結し直す必要がある。
【０００３】
自動車の車輪または車軸を連結解除／連結するための駆動伝達装置連結解除／連結システムは、シフトフォークを駆動ねじに沿って軸方向に移動させて、車軸を選択的に係合または係合解除するアクチュエータを有するリニアアクチュエータアセンブリを利用できる。シフトフォークの動きにより、クラッチ部材、またはクラッチ歯を担持するギア、またはジョークラッチが軸方向に移動する。リニアアクチュエータは通常、駆動ねじに連結された電気駆動モータを含む。この電動モータによる駆動ねじの回転により、駆動ナットが駆動ねじに沿って軸方向に移動し、連結されたシフトフォークの軸方向運動が実現される。
【０００４】
いくつかのリニアアクチュエータアセンブリは、ギアが整列されたときにギアを押し込んで係合し、係合から解放するように、シフトフォークを移動させるためにエネルギーを蓄積するばねを内蔵する。しかしながら、係合解除の際に、トルクが連結解除されたギアを介して伝達されると、アクチュエータは、アクチュエータアセンブリの熱限界に達するまで係合解除を試み続ける。したがって、損傷が生じる。熱限界到達を防ぐためにモータの電流を制御することは費用がかかる。また、一度限界に達してしまうとシステムを冷却するのにかなりの時間が必要とされる。さらに、熱エネルギーおよびトルクは、シフトフォークおよび／またはアセンブリのカラーを損傷する可能性がある。
【０００５】
上述の問題を考慮すると、移動中のスプラインへの、シフトカラーの移動をより滑らかでより信頼性が高いものとし、より軽量で材料費の抑えられたシフトカラーおよびシフトフォークの使用を可能にするリニアアクチュエータアセンブリを有することが望ましい。これにより、より費用対効果の高いシステムが得られる。
【発明の概要】
【０００６】
本明細書で提供されるのは、固定ガイドロッドと、上記固定ガイドロッドが貫通するスリーブ部を有するシフトフォークと、貫通孔である開口部を有する駆動ナットと、上記駆動ナットの上記開口部を貫通し、上記固定ガイドロッドに対して平行かつ径方向上方に延在する駆動ねじと、軸方向延在部と、第１の径方向延在部と、上記第１の径方向延在部と反対方向に延在する第２の径方向延在部とを有し、上記軸方向延在部が上記第１の径方向延在部および上記第２の径方向延在部を連結する第１のスプリングプレートと、軸方向延在部と、第１の径方向延在部と、上記第１の径方向延在部と反対方向に延在する第２の径方向延在部とを有し、上記軸方向延在部が上記第１の径方向延在部および上記第２の径方向延在部を連結する第２のスプリングプレートと、上記第１のスプリングプレートの上記第１の径方向延在部と上記第２のスプリングプレートの上記第１の径方向延在部との間に配置された圧縮ばねと、を備えるリニアアクチュエータ機構である。上記第１のスプリングプレートの上記第２の径方向延在部と、上記第２のスプリングプレートの上記第２の径方向延在部とが、上記駆動ナットに軸方向両側で接触する。上記駆動ナットは上記駆動ねじに沿って軸方向に移動可能である。上記第１のスプリングプレートと、上記第２のスプリングプレートとは、上記駆動ナットが上記圧縮ばねを圧縮することによって、上記固定ガイドロッドに沿って軸方向に移動可能である。
【０００７】
本明細書で提供されるのは、第１のガイドロッド部位および第２のガイドロッド部位を有する固定ガイドロッドと、上記第１のガイドロッド部位に取り付けられた第１のブッシングと、上記第２のガイドロッド部位に取り付けられた第２のブッシングと、上記第１のブッシングに連結される第１の軸方向端と、上記第２のブッシングに連結される第２の軸方向端との２つの軸方向端を有するスプリングロッドと、上記スプリングロッドが貫通するスリーブ部を有するシフトフォークと、貫通孔である開口部を有する駆動ナットと、上記駆動ナットの上記開口部を貫通し、上記スプリングロッドに対して平行かつ径方向上方に延在する駆動ねじと、軸方向延在部と、第１の径方向延在部と、上記第１の径方向延在部と反対方向に延在する第２の径方向延在部とを有し、上記軸方向延在部が上記第１の径方向延在部および上記第２の径方向延在部を連結する第１のスプリングプレートと、軸方向延在部と、第１の径方向延在部と、上記第１の径方向延在部と反対方向に延在する第２の径方向延在部とを有し、上記軸方向延在部が上記第１の径方向延在部および上記第２の径方向延在部を連結する第２のスプリングプレートと、上記第１のスプリングプレートの上記第１の径方向延在部と上記第２のスプリングプレートの上記第１の径方向延在部との間に配置された圧縮ばねと、を備えるリニアアクチュエータ機構である。上記第１のスプリングプレートの上記第２の径方向延在部と、上記第２のスプリングプレートの上記第２の径方向延在部とが、上記駆動ナットに軸方向両側で接触する。上記駆動ナットは上記駆動ねじに沿って軸方向に移動可能である。上記第１のスプリングプレートと、上記第２のスプリングプレートとは、上記駆動ナットが上記圧縮ばねを圧縮することによって、上記スプリングロッドに沿って軸方向に移動可能である。
【０００８】
本明細書で提供されるのは、第１のナットに連結される第１の軸方向端と、第２のナットに連結される第２の軸方向端との２つの軸方向端を有するスプリングロッドと、上記スプリングロッドが貫通するスリーブ部を有するシフトフォークと、貫通孔である開口部を有する駆動ナットと、上記駆動ナットの上記開口部を貫通し、上記スプリングロッドに対して平行かつ径方向上方に延在する駆動ねじと、軸方向延在部と、第１の径方向延在部と、上記第１の径方向延在部と反対方向に延在する第２の径方向延在部とを有し、上記軸方向延在部が上記第１の径方向延在部および上記第２の径方向延在部を連結する第１のスプリングプレートと、軸方向延在部と、第１の径方向延在部と、上記第１の径方向延在部と反対方向に延在する第２の径方向延在部とを有し、上記軸方向延在部が上記第１の径方向延在部および上記第２の径方向延在部を連結する第２のスプリングプレートと、上記第１のスプリングプレートの上記第１の径方向延在部と上記第２のスプリングプレートの上記第１の径方向延在部との間に配置された圧縮ばねと、上記第１のナットが内部に収容される第１のポケットと、上記第２のナットが内部に収容される第２のポケットとの、軸方向両側にそれぞれ設けられた２つのポケットを有するハウジングと、を備えるリニアアクチュエータ機構である。上記第１のスプリングプレートの上記第２の径方向延在部と、上記第２のスプリングプレートの上記第２の径方向延在部とが、上記駆動ナットに軸方向両側で接触する。上記駆動ナットは上記駆動ねじに沿って軸方向に移動可能である。上記第１のスプリングプレートと、上記第２のスプリングプレートとは、上記駆動ナットが上記圧縮ばねを圧縮することによって、上記スプリングロッドに沿って軸方向に移動可能である。
【０００９】
［参照による組み込み］
本明細書で言及された全ての刊行物、特許、および特許出願は、あたかもそれぞれの個々の刊行物、特許、または特許出願が具体的かつ個別に参照により組み込まれることが示されるのと同程度に参照により本明細書に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
好ましい実施形態の新規な特徴は、添付の特許請求の範囲に詳細に記載されている。本実施形態の特徴および利点のよりよい理解は、装置の原理が利用される例示的な実施形態を説明する以下の詳細な説明、および添付の図面を参照することによって得られるであろう。
【００１１】
【図１】リニアアクチュエータ機構の好ましい実施形態の側面図である。
【００１２】
【図２Ａ】図１のリニアアクチュエータ機構のスプリングプレートの好ましい実施形態の斜視図である。
【００１３】
【図２Ｂ】図２Ａのスプリングプレートの断面図である。
【００１４】
【図３Ａ】図１のリニアアクチュエータ機構のシフトフォークの好ましい実施形態の斜視図である。
【００１５】
【図３Ｂ】図３Ａのシフトフォークの断面図である。
【００１６】
【図４Ａ】図１のリニアアクチュエータ機構の駆動ナットの好ましい実施形態の斜視図である。
【００１７】
【図４Ｂ】図４Ａの駆動ナットの断面図である。
【００１８】
【図５】図１のリニアアクチュエータ機構の頂部の斜視図である。
【００１９】
【図６Ａ】図１のリニアアクチュエータ機構のシフトフォーク、磁石およびスプリングプレートの好ましい実施形態の斜視図である。
【００２０】
【図６Ｂ】図６Ａのシフトフォーク、磁石およびスプリングプレートの断面図である。
【００２１】
【図７】車両の車軸連結解除システムにおける図１のリニアアクチュエータ機構の概略図である。
【００２２】
【図８】車両の車軸連結解除システムの別の実施形態の概略図である。
【００２３】
【図９】図８の車両の車軸連結解除システムのスプラインセットの一実施形態の詳細図である。
【００２４】
【図１０】車両の車軸連結解除システムの別の実施形態の概略図である。
【００２５】
【図１１】車両の車軸連結解除システムの別の実施形態の概略図である。
【００２６】
【図１２】車両の車軸連結解除システムの別の実施形態の概略図である。
【００２７】
【図１３】車両の車軸連結解除システムの別の実施形態の概略図である。そして
【００２８】
【図１４Ａ】リニアアクチュエータ機構の他の実施形態を概略的に示す。
【図１４Ｂ】リニアアクチュエータ機構の他の実施形態を概略的に示す。
【図１４Ｃ】リニアアクチュエータ機構の他の実施形態を概略的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
好ましい実施形態では、特に明示しない限り、様々な代替の向きおよびステップ順序が想定され得ることを理解されたい。また、添付の図面に示され、以下の明細書に記載される特定の装置およびプロセスは、本明細書で定義された概念の単なる例示的実施形態であることもまた理解されたい。したがって、開示された実施形態に関する特定の寸法、方向、または他の物理的特性は、別段に明示しない限り、限定的と見なされるべきではない。
【００３０】
ここで図１〜図６Ｂを参照すると、リニアアクチュエータ機構１００が示されている。リニアアクチュエータ機構１００は、駆動ナット１１０と、圧縮ばね１１２と、２つのスプリングプレート１１４、１１６と、シフトフォーク１１８と、駆動ねじ１２０と、固定ガイドロッド１２２とを備える。
【００３１】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、スプリングプレート１１４、１１６はそれぞれ、軸方向延在部１１４ｂ、１１６ｂの一方の端部に第１の径方向延在部１１４ａ、１１６ａと、軸方向延在部１１４ｂ、１１６ｂの反対側の端部に第２の径方向延在部１１４ｃ、１１６ｃとを有する。第１の径方向延在部１１４ａ、１１６ａ、ならびに第２の径方向延在部１１４ｃ、１１６ｃは、軸方向延在部１１４ｂ、１１６ｂから、互いに径方向の反対方向に延びる。圧縮ばね１１２は、スプリングプレート１１４、１１６の第１の径方向延在部１１４ａ、１１６ａの間で、軸方向延在部１１４ｂ、１１６ｂから径方向内側に延在し、それらに連結されてもよい。
【００３２】
スプリングプレート１１４の軸方向延在部１１４ｂは、軸方向延在部１１４ｂ、１１６ｂが互いに少なくとも部分的に接触するように、スプリングプレート１１６の軸方向延在部１１６ｂから径方向外側に配置されている。一実施形態では、スプリングプレート１１４は、第２の径方向延在部１１４ｃの近くの軸方向延在部１１４ｂ上に拡幅部１１４ｅを有する。拡幅部１１４ｅは、第２の径方向延在部１１６ｃが拡幅部１１４ｅによって軸方向の移動が制限されるように、スプリングプレート１１６の第２の径方向延在部１１６ｃの幅よりも大きい幅を有する。さらに、スプリングプレート１１６の第２の径方向延在部１１６ｃは、スプリングプレート１１４の軸方向延在部１１４ｂの上に嵌合する。
【００３３】
図３Ａおよび図３Ｂに示すように、いくつかの実施形態では、シフトフォーク１１８は、アーム部１２４とスリーブ部１２６とを備える。アーム部１２４は、嵌脱ギア（不図示）と選択的に係合または係合解除するシフトカラー（不図示）を備える。いくつかの実施形態では、スリーブ部１２６は、端部１２６ａ、１２６ｂ、外面１２８、および内面（不図示）を有する、略長方形状である。スリーブ部１２６は、その一端部１２６ａを介して、アーム部１２４に連結されている。端部１２６ａ、１２６ｂはその中央に開口部１２６ｃ、１２６ｄを有する。端部１２６ａ、１２６ｂの開口部１２６ｃ、１２６ｄは、固定ガイドロッド１２２がスリーブ部１２６に貫通可能となるように寸法設計されている。スリーブ部１２６の開口部１２６ｃ、１２６ｄは、スプリングプレート１１４、１１６の第１の径方向延在部１１４ａ、１１６ａの一組の開口部１１４ｄ、１１６ｄそれぞれに位置合わせされている。これにより、固定ガイドロッド１２２がスプリングプレート１１４、１１６の開口部１１４ｄ、１１６ｄ、およびスプリングフォーク１１８の開口部１２６ｃ、１２６ｄを通じて延在する。いくつかの実施形態では、開口部１１４ｄ、１１６ｄ、１２６ｃ、１２６ｄは略円形である。
【００３４】
さらに、スリーブ部１２６の外面１２８は、その径方向外面１２８に、軸方向延在部１１４ｂ、１１６ｂが貫通し軸方向に延在する開口部１２６ｅを有する。
【００３５】
第１の径方向延在部１１４ａ、１１６ａは、圧縮ばね１１２が圧縮されていない状態で、第１の径方向延在部１１４ａ、１１６ａがスリーブ部１２６の端部１２６ａ、１２６ｂに隣接して配置されるように、シフトフォーク１１８のスリーブ部１２６内に配置される。図１に示すように、第２の径方向延在部１１４ｃ、１１６ｃは外面１２８から径方向外向きに延在し、第２の径方向延在部１１４ｃは駆動ナット１１０の一方の側に隣接するように延在し、他方の第２の径方向延在部１１６ｃは駆動ナット１１０の反対側に隣接するように延在する。
【００３６】
図４Ａおよび図４Ｂに示すように、駆動ナット１１０は、駆動ナット１１０を軸方向に貫通して延在するねじ開口部１１０ａを有する。駆動ナット１１０は、駆動ねじ１２０に螺合する。駆動ねじ１２０は、駆動ナット１１０が駆動ねじ１２０に沿って動くことができるように、開口部１１０ａを通じて軸方向に延在する。駆動ナット１１０は、シフトフォーク１１８のスリーブ部１２６および固定ガイドロッド１２２から径方向外側に配置されている。いくつかの実施形態では、駆動ねじ１２０は一連の雄ねじを有する。
【００３７】
再び図１を参照すると、圧縮ばね１１２は、２つの軸方向端部１１２ａ、１１２ｂを有するコイルばねである。軸方向端部１１２ａ、１１２ｂは、スプリングプレート１１４、１１６の第１の径方向延在部１１４ａ、１１６ａの内面に当接する。圧縮ばね１１２は、スプリングフォーク１１８のスリーブ部１２６内において、スプリングプレート１１４、１１６の軸方向延在部１１４ｂ、１１６ｂから径方向内側に配置されている。スプリングプレート１１４の第１の径方向延在部１１４ａがスプリングプレート１１６の第１の径方向延在部１１６ａに向かって移動するにつれて圧縮ばね１１２が圧縮される。すなわち、圧縮ばね１１２に荷重がかかる。圧縮ばね１１２は、強制的なギアの係合／係合解除等が可能なように、エネルギーを蓄積する。圧縮ばね１１２は、特定の用途のニーズに合わせて調整することができる圧縮率を有する。圧縮ばね１１２のピーク力は、電動モータ（不図示）または他の発動機で圧縮可能なように選択される。
【００３８】
いくつかの実施形態では、ケーシング１３０は、スプリングプレート１１４、１１６、駆動ナット１１０、固定ガイドロッド１２２、圧縮ばね１１２、駆動ねじ１２０の一部、固定ガイドロッド１２２の一部、およびシフトフォーク１１８のスリーブ部１２６と収容する。駆動ねじ１２０は、ケーシング１３０の一端を貫通する。いくつかの実施形態では、駆動ねじ１２０はケーシング１３０の他端を貫通し、ピニオンギア１３２に対して、駆動連結されている。シフトフォーク１１８は、その直線運動が、ケーシング１３０のサイズに基づいて限定される。いくつかの実施形態では、ケーシング１３０は、任意の非磁性材料製である。当該材料としては、アルミニウムが挙げられるが、これに限定されない。
【００３９】
一実施形態では、アクチュエータ機構１００は、嵌脱ギア（不図示）を動かす電動モータ（不図示）を含むシステムの一部である。他の実施形態では、嵌脱ギアを動かすために、他の動力源が使用される。いくつかの実施形態では、電動モータは、固定ガイドロッド１２２に沿ってスプリングプレート１１４、１１６を移動させるいずれかの方向で、駆動ねじ１２０を軸方向に移動させる。駆動ナット１１０がケーシング１３０内で駆動ねじ１２０に沿って移動すると、シフトフォーク１１８がスプリングプレート１１４、１１６および圧縮ばね１１２を介して移動し、シフトカラー（不図示）が選択的に係合／係合解除される。なお、本明細書で提供されるアクチュエータ機構は、リニアアクチュエータを必要とする他の用途にも使用することができる。
【００４０】
リニアアクチュエータ機構１００が非ブロック係合解除位置にあり、嵌脱ギアを係合させることが望まれる場合、電動モータは駆動ナット１１０およびシフトフォーク１１８をケーシング１３０の反対側の端部に移動させる。スプリングプレート１１４、１１６は離間したままであり、圧縮ばね１１２を圧縮しない。
【００４１】
係合解除から係合へのシフト中にシフトフォーク１１８がブロックされた場合、シフトフォーク１１８が所定の位置に留まったまま、電動モータが駆動ねじに沿って駆動ナット１１０をケーシング１３０の他端まで移動させる。これにより、第１の径方向延在部１１４ａ、１１６ａが軸方向に互いに向かって移動し、圧縮ばね１１２を圧縮する。例えば、トルク伝達状態によりシフトフォーク１１８がニュートラルギア位置から移動不能である場合に、シフトフォーク１１８がブロックされ得る。圧縮ばね１１２を圧縮すると、圧縮ばね１１２に荷重力がかかり、これによりシフトフォーク１１８のブロックが解除されると、その力でシフトフォーク１１８が動かされる。
【００４２】
同様に、リニアアクチュエータ機構１００が非ブロック係合位置にある状態で、シフトフォーク１１８を係合解除位置に移動しようとするとブロックされ、第１の径方向延在部１１４ａ、１１６ａが互いに向かって移動して圧縮ばね１１２を圧縮する。圧縮ばね１１２を圧縮すると、圧縮ばね１１２に荷重力がかかり、これによりシフトフォーク１１８のブロックが解除されると、その力でシフトフォーク１１８が固定ガイドロッド１２２の係合解除位置まで動かされる。したがって、圧縮ばね１１２は、駆動ねじ１２０が進む方向とは無関係に、スプリングプレート１１４、１１６の動きによって荷重力がかけられる。
【００４３】
いくつかの実施形態では、リニアアクチュエータ機構１００は、シフトフォーク１１８の位置を感知するための直接位置検出システムをさらに備える。図４Ａおよび図４Ｂに示すように、いくつかの実施形態では、磁石１３４が、駆動ねじ１２０の径方向外側となるように、駆動ナット１１０に結合される。磁石１３４は、駆動ナット１１０に取り付けられているハウジング１３６内に配置されている。磁石１３４は駆動ナット１１０と共に直線移動する。磁石１３４の位置はＰＣＢ１３８によって検出される。いくつかの実施形態において、ＰＣＢ１３８は、ケーシング１３０の外側で、ケーシング１３０に対して実質的に平面的に設けられる。
【００４４】
いくつかの実施形態では、ＰＣＢ１３８は、少なくとも１つの磁界センサと、該センサ（複数可）に電力供給し、該磁界センサ（複数可）からの出力を提供する関連回路およびトレースが設けられる。該磁界センサとしては、ホール効果センサ、フラックスゲートセンサ、リードスイッチ等が挙げられるが、これらに限定されない。磁石１３４の位置は可変である。しかしながら、センサが搭載されたＰＣＢ１３８が、直接位置検出可能なほど磁石１３４の近くに配置されるものとする。いくつかの実施形態では、ＰＣＢ１３８はケーシング１３０の上に配置されている。いくつかの実施形態では、ＰＣＢ１３８は、駆動ナット１１０の位置に関する信号をコントローラに送信することができる。コントローラは、その信号を使用して、電動モータのＯＮ／ＯＦＦタイミングを決定する。
【００４５】
いくつかの実施形態では、ＰＣＢ１３８を使用してシフトフォーク１１８の位置を監視するため、第２の磁石（不図示）がシフトフォーク１１８に直接連結される。図６Ａおよび図６Ｂに示すように、いくつかの実施形態では、第２の磁石は、シフトフォーク１１８のアーム部１２４に連結されたハウジング１４０内で、スリーブ部１２６の径方向上方かつスリーブ部１２６から外側に、またスプリングプレート１１４、１１６の径方向上方に延在するように配置される。２つの磁石は互いに独立して動作する。ただし、２つの磁石は、ＰＣＢ１３８が両方の磁石の位置を検出できるように、径方向の高さが略同一となる。
【００４６】
リニアアクチュエータ機構１００を有する車両用の車輪連結／連結解除システム１０１の一実施形態を図７に示す。いくつかの実施形態では、車両は変速機（不図示）に連結されたエンジン（不図示）を備える。変速機は、一組の前輪１４４と一組の後輪１４６とに動力を分配するトランスファケース１４２に連結されている。いくつかの実施形態では、クラッチ１４８がトランスファケース１４２内に配置されて前輪１４４を選択的に連結／再連結する。
【００４７】
トランスファケース１４２は、後輪１４６に連結されたリア・デファレンシャル１５０に連結されている。トランスファケース１４２はフロント・デファレンシャル１５２にも連結されている。フロント・デファレンシャル１５２は、第１の車軸ハーフシャフト１５４ａと第２の車軸ハーフシャフト１５４ｂとに連結されている。第１の車軸ハーフシャフト１５４ａは、前輪１４４ａのうちの１つに連結されている。
【００４８】
第２の車軸ハーフシャフト１５４ｂは、端部１５６ａに外面の周方向に延在する複数のスプライン１５６を有する。第２の車軸ハーフシャフト１５４ｂの端部とスタブシャフト１６０との間が、間隙１５８により離間している。間隙１５８は、第２の車軸ハーフシャフト１５４ｂおよびスタブシャフト１６０の独立した回転を可能にする。スタブシャフト１６０の内側端部１６０ａは、その外面の周方向に延在する、複数のスプライン１６１を有する。スタブシャフト１６０の外側端部１６０ｂ上に、少なくとも１つの車輪１４４ｂが担持される。
【００４９】
シフトカラー１６２は、シフトフォーク１１８に連結されるか、それと一体に設けられている。いくつかの実施形態では、シフトカラー１６２はスプライン内面１６３を有するリングである。シフトカラー１６２は、スタブシャフト１６０と第２の車軸ハーフシャフト１５４ｂとの間で軸方向に選択的に移動する。いくつかの実施形態では、シフトカラー１６２は、シフトカラー１６２と係合したシフトフォーク１１８によって選択的に移動される。いくつかの実施形態では、シフトフォーク１１８はガイドロッド１２２に沿って軸方向に選択的に移動する。
【００５０】
スタブシャフト１６０を第２の車軸ハーフシャフト１５４ｂに連結することが求められると、モータ１６４が回転する。いくつかの実施形態において、モータ１６４の回転は、ギア減速セット１６６を使用することで減速される。ギア減速セット１６６が回転し、それによって駆動ナット１１０が駆動ねじ１２０に沿って軸方向に移動する。駆動ナット１１０の移動により、シフトフォーク１１８を、スプリングプレート１１４、１１６を介して、ガイドロッド１２２に沿って移動させる。シフトフォーク１１８は、スタブシャフトスプライン１６１を第２の車軸ハーフシャフトスプライン１５６に連結するように、シフトカラー１６２を軸方向に摺動させ、２つのシャフト１５４ｂ、１６０を互いに回転方向に固定する。
【００５１】
いくつかの実施形態では、図７に示すように、シフトフォーク１１８は軸方向に移動することにより、シフトカラー１６２を移動させて、スタブシャフトスプライン１６１に対する、初期位置すなわち係合開始位置（ｄｃ）に移動させる。駆動ナット１１０がさらに軸方向に移動して完全係合位置（ｄｅ）にて完全に一連のスプライン１６１、１５６が係合するまで、シフトカラーのスプライン１６３および第２の車軸ハーフシャフト１５６ｂは、歯と歯面が接触して互いに擦れ合い得る。この一連のスプライン１６１、１５６の初期接触により、歯の係合飛び出し、高い軸方向の反力、望ましくない騒音および振動、ならびに完全なスプライン係合までの時間の遅延が生じ得る。
【００５２】
次に図８を参照すると、車両の車軸連結解除／連結システム２０１の一実施形態が示されている。システム２０１は、図７を参照して上述した特徴を有し、異なる部分を以下に説明する。同様の構成要素は同様の参照番号で示される。すなわち、システム１０１と同様に番号付けされた要素の説明は参照により本明細書に組み込まれており、相違点のみ詳細に説明する。
【００５３】
いくつかの実施形態において、ガイドロッド２２２は、図８に示されるように戻り止めノッチ２７０を含む。いくつかの実施形態では、ノッチ２７０は、第１の傾斜部２７１と第２の傾斜部２７２とを有する。いくつかの実施形態では、第１および第２の傾斜部２７１、２７２は互いに連結されて一体構造を形成している。より具体的には、いくつかの実施形態では、傾斜部２７１、２７２は、第１の傾斜部２７１が第２の傾斜部２７２よりも軸方向に長くなるように、ガイドロッド２２２に沿った所定の点で互いに連結される。いくつかの実施形態では、第１の傾斜部２７１は第２の傾斜部２７２よりも緩やかな傾斜となる。
【００５４】
プランジャ２７４がシフトフォーク２１８内またはシフトフォーク２１８上に設けられている。いくつかの実施形態では、プランジャ２７４は、円筒形本体２７８の端部に係合部２７６が連結された、球体または円筒形本体である。いくつかの実施形態では、係合部２７６は、球形、あるいはテーパ面が片面か両面であるようにテーパ状である。付勢部材２８０（ばねを含むがこれに限定されない）がプランジャ２７４に連結される。図８に示すように、付勢部材２８０は、プランジャ２７４を径方向に付勢するように設計されている。より具体的には、いくつかの実施形態において、プランジャ２７４が径方向でプランジャスプリング２８０とガイドロッド２２２との間に配置されるように、プランジャスプリング２８０はプランジャ２７４の径方向下方に位置する。いくつかの実施形態では、プランジャスプリング２８０はシフトフォーク２１８内またはシフトフォーク２１８上に配置される。いくつかの実施形態では、プランジャ２７４およびプランジャスプリング２８０は、それらが略径方向に誘導および／または保持されるように、ハウジング２９２内に配置される。ハウジング２９２はシフトフォーク２１８内またはシフトフォーク２１８上に配置されている。したがって、ハウジング２９２、プランジャ２７４およびプランジャスプリング２８０はシフトフォーク２１８と共に軸方向に移動する。
【００５５】
スタブシャフト２６０を第２の車軸ハーフシャフト２５４ｂに連結することが求められると、モータ２６４がギア減速セット２６６を介して回転し、駆動ナット２１０を駆動ねじ２２０に沿って軸方向に移動させる。駆動ナット２１０の移動により、シフトフォーク２１８を、スプリングプレート２１４、２１６を介して、ガイドロッド２２２に沿って移動させる。さらに、ハウジング２９２、プランジャ２７４およびプランジャスプリング２８０はシフトフォーク２１８と共に移動する。プランジャのプランジャ係合部２７６はガイドロッド２２２の外面に沿って軸方向に摺動する。シフトフォーク２１８が軸方向にさらに移動すると、プランジャ係合部２７６が第１の傾斜部２７１と係合する。シフトフォーク２１８によってプランジャ２７４も軸方向に移動されることで、プランジャスプリング２８０がプランジャ２７４を、第１の傾斜部２７１に沿って径方向に、戻り止めノッチ２７０内へと付勢する。シフトフォーク２１８による軸方向の移動に伴い、プランジャ係合部２７６は第２の傾斜部２７２に沿って戻り止めノッチ２７０から出て、さらに軸方向に継続的に移動する。第２の傾斜部２７２はより急角度であるため、駆動ナット２１０の継続的な移動に伴うシフトフォーク２１８、プランジャ２７４およびプランジャスプリング２８０の軸方向移動に対する抵抗となることが理解されよう。駆動ナット２１０が軸方向に移動し続けるにつれ、圧縮ばね２１２に蓄積された力が増加する。
【００５６】
圧縮ばね２１２が係合距離（ｄｅ）に対して等距離分圧縮されると、プランジャ２７４が戻り止めノッチ２７０内に留まるので、シフトカラー２６２の第２の車軸ハーフシャフトスプライン２５６に対する接触が防止され得る。圧縮ばね２１２が、戻り止めノッチ２７０内でプランジャ２７４を付勢するプランジャスプリング２８０の力を上回る程度まで圧縮されると、プランジャ２７４は戻り止めノッチ２７０を乗り越える。結果、スプリングプレート２１４、２１６、圧縮ばね２１２、シフトフォーク２１８、プランジャ２７４、プランジャスプリング２８０、およびシフトカラー２６２が全て共に移動する。シフトフォーク２１８は、シフトカラー２６２を軸方向に摺動させて、スタブシャフトスプライン２６１が、シフトカラーの径方向内面上の一連のスプライン２６３を介して、第２の車軸ハーフシャフトスプライン２５６に連結されるようにする。これにより、２つのシャフト２６０、２５４ｂが互いに連結され、回転方向に固定される。上記から分かるように、システム２０１は、シフトカラー２６２が完全係合距離（ｄｅ）を移動できるようになるまで、シフトカラー２６２が第２の車軸ハーフシャフトスプライン２５６に接触するのを防止する。
【００５７】
図９は、第２の車軸ハーフシャフト２５４ｂのスプライン２５６およびシフトカラー２６２上のスプライン２６３の概略詳細図を示す。いくつかの実施形態では、第２の車軸ハーフシャフト２５４ｂ上のスプライン２５６の一部とシフトカラー２６２は、それぞれのシャフト２５４ｂおよびシフトカラー２６２の端部まで延在し、一方で、シャフト２５４ｂ上のスプラインの一部およびシフトカラー２６２は端部まで延在しない。いくつかの実施形態では、両端まで全長に亘って延在する一連のスプライン、すなわち規則的なスプライン２６３１、２５６１は先細の端部を有する。いくつかの実施形態では、全長にまで延在しない一連のスプライン、すなわち短縮スプライン２６３２、２５６２は、第２の車軸ハーフシャフト２５４ｂおよびシフトカラー２６２の周方向に沿って、規則的なスプライン２６３１、２５６１と交互に並ぶ。短縮スプライン２６３２、２５６２は、最小係合距離（ｄｅ−ｍｉｎ）に等しいスプライン量短くなっていることが好ましい。
【００５８】
いくつかの実施形態では、シフトカラースプライン２６３と第２の車軸ハーフシャフトスプライン２５６との迅速かつ安定した係合を容易にすることを目的として、スプライン２６３１、２５６１、２６３２、２５６２は、それぞれ異なる形状および長さを有する。スプライン２６３１、２５６１、２６３２、２５６２の形状および長さが異なることで、係合するシフトカラー２６２と第２の車軸ハーフシャフト２５４ｂとの間に間隙Ｒｏｒｉｇが設けられる。図９に示すように、いくつかの実施形態では、全長スプライン２６３１、２５６１は、カラー／シャフト２６２、２５４ｂの端部で終端する、両面テーパ状端部を有する。いくつかの実施形態では、短縮スプライン２６３２、２５６２は、ブロック状、または四角形の平坦な端部を有する。短縮スプライン２６３２、２５６２によって、対応する係合スプラインが互いに歯の先端同士で初期接触する可能性が減る。シフトカラー２６２と第２の車軸ハーフシャフト２５４ｂとの間の相対的な角速度および径方向の間隙Ｒｏｒｉｇにより、スプラインが係合のために位置合わせされる時間が決定される。短縮スプライン２６３２、２５６２により、より大きな径方向間隙Ｒｎｅｗが設けられる。これにより、それぞれのスプライン２６３、２５６が係合のために位置合わせされる時間がより長くなる。これにより、歯同士の接触によるスプライン２６３、２５６の係合ミスの可能性が低減されるまたはなくなる。このような接触が生じると、歯の係合飛び出し、高い軸方向の反力、システムおよび車両における望ましくない騒音および／または振動が生じ得、さらにスプラインが完全に係合するまでにかかる時間が遅延し得る。短縮スプライン２６３２、２５６３によって設けられる、より大きなスプライン径方向間隙Ｒｎｅｗにより、径方向にあそびができることが理解されよう。ただし、スプライン２６３、２５６の完全係合をもって、このあそびはなくなる。
【００５９】
ここで図１０を参照すると、連結／連結解除システム３０１の別の実施形態が概略的に示されている。システム３０１は、図８を参照して上述した特徴を有し、異なる部分を以下に説明する。同様の構成要素は同様の参照番号で示される。すなわち、システム２０１と同様に番号付けされた要素の説明は参照により本明細書に組み込まれており、相違点のみ詳細に説明する。
【００６０】
図１０に示すように、いくつかの実施形態では、ガイドロッド３２２は、シフトフォーク３１８、スプリングプレート３１４、３１６および圧縮ばね３１２を貫通する。ガイドロッド３２２はシフトフォーク３１８に固く連結されてシフトフォーク３１８を固く支持する。ガイドロッド３２２はハウジング内で軸方向に摺動する。特に、ガイドロッド３２２はフロントアクスルディスコネクト（ＦＡＤ）ハウジング３８２内で摺動する。いくつかの実施形態では、ＦＡＤハウジング３８２は、シフトフォーク３１８、スプリングプレート３１４、３１６、および圧縮ばね３１２を含む。いくつかの実施形態では、ＦＡＤハウジング３８２は任意選択で、モータ３６４、ギア減速セット３６６、駆動ナット３１０および駆動ねじ３２０を含む。
【００６１】
いくつかの実施形態において、ガイドロッド３２２は、図１０に示されるように戻り止めノッチ３７０が設けられる。いくつかの実施形態では、ノッチ３７０は、第１の傾斜部３７１と第２の傾斜部３７２とを有する。いくつかの実施形態では、第１および第２の傾斜部３７１、３７２は互いに連結されて一体構造を形成している。より具体的には、傾斜部３７１、３７２は、第１の傾斜部３７１が第２の傾斜部３７２よりも軸方向に長くなるように、ガイドロッド３２２内の所定の点で互いに連結される。第１の傾斜部３７１は第２の傾斜部３７２よりも緩やかな傾斜となる。
【００６２】
いくつかの実施形態では、プランジャ３７４はハウジング３８２内またはハウジング３８２上に設けられる。付勢部材３８０（プランジャスプリング等）がプランジャ３７４に連結される。いくつかの実施形態では、付勢部材３８０は、プランジャ３７４を径方向に付勢するように設計されている。より具体的には、プランジャ３７４が径方向でプランジャスプリング３８０とガイドロッド３２２との間に配置されるように、プランジャスプリング３８０はプランジャ３７４の下方に位置する。プランジャスプリング３７４もまたＦＡＤハウジング３８２内またはＦＡＤハウジング３８２上に配置されている。
【００６３】
いくつかの実施形態では、プランジャ３７４およびプランジャスプリング３８０は、それらが略径方向に誘導および／または保持されるように、別個のハウジング内に配置される。別個のハウジングは、ＦＡＤハウジング３８２内または上に配置されている。したがって、別個のハウジング、プランジャ３７４、およびプランジャスプリング３８０は、ＦＡＤハウジング３８２内で径方向に移動する。
【００６４】
スタブシャフト３６０を第２の車軸ハーフシャフト３５４ｂに連結することが求められると、モータ３６４が回転し、駆動ナット３１０を駆動ねじ３２０に沿って軸方向に移動するように動かす。駆動ナット３１０の移動により、シフトフォーク３１８およびガイドロッド３２２を、スプリングプレート３１４、３１６を介して、ＦＡＤハウジング３８２内で軸方向に移動させる。さらに、ハウジング、プランジャ３７４、およびプランジャスプリング３８０は、ＦＡＤハウジング３８２内で径方向に移動する。
【００６５】
いくつかの実施形態では、システム３０１は２つのモードで動作する。いくつかの実施形態において、システム３０１は、パッシブモードとアクティブモードで動作する。パッシブモードでは、プランジャ３７４が圧縮ばね３１２に蓄積された力によって、ノッチ３９６外に移動されると、駆動ナット３１０は係合開始距離（ｄｃ）から完全係合距離（ｄｅ）まで移動する。プランジャ３７４がノッチ３９６から外れると、圧縮ばね３１２に蓄積された位置エネルギーにより、駆動ナットが軸方向に完全係合距離（ｄｅ）まで移動する。
【００６６】
アクティブモードでは、システム３０１は、前後車輪速度センサ、モード選択スイッチ、モータ電流センサ、ＡＢＳ、位置センサなどの様々なセンサから入力信号を受信するコントローラまたは電子制御ユニット（ＥＣＵ）を備える。ＥＣＵはソフトウェアを内蔵している。ＥＣＵは、前輪３４４間の速度差などの車輪速度差を検出することによってシステム３０１が係合開始であることを検出することができる。いくつかの実施形態では、ＥＣＵは、完全係合および係合開始のような異なる係合レベルに対するモータ電流要件をマッピングする較正テーブルをソフトウェアに含む。いくつかの実施形態では、プランジャ３７４がノッチ３９６に係合されていないとき、モータ電流フィードバック、車輪速度センサ差動、ポテンショメータＬＶＤＴ等を使用して、スプリングプレート３１４、３１６からの入力信号を監視することによって係合開始距離（ｄｃ）が検出される。いくつかの実施形態において、ＥＣＵは、係合開始距離（ｄｃ）に達した後にガイドロッド３２２上の駆動ナット３１０が、プランジャ３７４をノッチ３９６から押し出すようにモータ電流を制御する。係合開始が検出されるまで、モータ電流の急激な上昇は生じない。これにより、一連のスプライン３６３、３５６が互いにぶつかるのを防止する。いくつかの実施形態では、ＥＣＵは開ループ変形である。いくつかの実施形態において、ＥＣＵは、閉ループ変形をもたらすスプリングプレート３１４、３１６の位置に関する信号を受信する。いくつかの実施形態では、閉ループ変形は、スプリングプレート３１４、３１６の位置を検出するための電位差計を含む。いくつかの実施形態では、ＥＣＵはＦＡＤハウジング３８２内に配置されている。いくつかの実施形態では、ＥＣＵは、適応制御を使用して、将来の動作状態（係合／係合解除のタイミング、構成要素の位置、オフセット、異なる部品位置／オフセットにおけるモータ電流レベル等）を予測する。上述の適応制御システムおよび方法は、本明細書に開示された各実施形態に使用することができる。
【００６７】
ここで図１１を参照すると、別の実施形態の連結／連結解除システム４０１が概略的に示されている。この実施形態では、システム４０１は二部位式ガイドロッド４２２を備える。システム４０１は、図８を参照して上述した特徴を有し、異なる部分を以下に説明する。同様の構成要素は同様の参照番号で示される。すなわち、システム２０１と同様に番号付けされた要素の説明は参照により本明細書に組み込まれており、相違点のみ詳細に説明する。
【００６８】
図１１に示すように、ガイドロッド４２２は、第１のガイドロッド部位４２２ａと第２のガイドロッド部位４２２ｂとを含む。第１のガイドロッド部位４２２ａおよび第２のガイドロッド部位４２２ｂは、一組のブッシング４８６ａ、４８６ｂに固定されている。いくつかの実施形態では、ガイドロッド部位４２２ａ、４２２ｂは内側端部がそれぞれブッシング４８６ａ、４８６ｂと一体となっている。ブッシング４８６ａ、４８６ｂの間に、軸方向に延在するスプリングプレートロッド４８４が設けられている。スプリングプレートロッド４８４は、シフトフォーク４１８、スプリングプレート４１４、４１６および圧縮ばね４１２を貫通する。いくつかの実施形態では、スプリングプレートロッド４８４は、一組のナット４８８を備え、ロッド４８４の両端に摩擦キャップ４９０が設けられる。キャップ４９０は、ブッシング４８６ａ、４８６ｂ内に配置され、互いに対して選択的に軸方向に摺動する。上記の構造は、シフトフォーク４１８を固定ガイドロッド４２２に固く連結して、シフトフォーク４１８を固く支持するように機能する。
【００６９】
いくつかの実施形態において、プランジャ４７４は、図１１に示されるように球形または円形である。ノッチ４７０はまた、プランジャ４７４が内部に配置され得るように丸みを帯びている。いくつかの実施形態では、ノッチ４７０は、第２の部分または傾斜部４７２よりも大きいまたは急峻な、第１の部分または傾斜部４７１を有する。
【００７０】
上述のように、シフトフォーク４１８、圧縮ばね４１２およびスプリングプレート４１４、４１６は、駆動ナット４１０によって動かされると、一体的に軸方向に移動する。いくつかの実施形態では、スプリングプレート４１４、４１６は、機械的締結具などによってシフトフォーク４１８に連結される。スプリングプレートロッド４８４は、ブッシング４８６ａ、４８６ｂ内を並進する駆動ナット４１０によって、シフトフォーク４１８、圧縮ばね４１２およびスプリングプレート４１４、４１６と共に軸方向に移動する。
【００７１】
ここで図１２を参照すると、別の実施形態の連結／連結解除システム５０１が概略的に示されている。この実施形態では、システム５０１は二部位式ガイドロッド５２２を備える。システム５０１は、図１０を参照して上述した特徴を有し、異なる部分を以下に説明する。同様の構成要素は同様の参照番号で示される。すなわち、システム３０１と同様に番号付けされた要素の説明は参照により本明細書に組み込まれており、相違点のみ詳細に説明する。
【００７２】
図１２に示すように、いくつかの実施形態では、システム５０１はプランジャハウジング５９２を含む。プランジャハウジング５９２、プランジャ５７４および付勢部材５８０は、一方のブッシング５８６ａに連結されている。より具体的には、いくつかの実施形態では、プランジャハウジング５９２はブッシング５８６ａに直接連結されている。いくつかの実施形態において、プランジャハウジング５９２はブッシング５８６ａと一体である。プランジャハウジング５９２は、プランジャ５７４と付勢部材５８０とを収容する。いくつかの実施形態では、プランジャ５７４がブッシング５８６ａを通じて径方向に選択的に延在することができるように、ブッシング５８６ａ、５８６ｂを貫通する開口部５９４が設けられる。いくつかの実施形態では、プランジャ５７４の係合端部５７８は、ナット５８８に径方向に隣接配置されている。
【００７３】
ここで図１３を参照すると、別の実施形態の連結／連結解除システム６０１が概略的に示されている。システム６０１は、図１２を参照して上述した特徴を有し、異なる部分を以下に説明する。同様の構成要素は同様の参照番号で示される。すなわち、システム５０１と同様に番号付けされた要素の説明は参照により本明細書に組み込まれており、相違点のみ詳細に説明する。
【００７４】
いくつかの実施形態では、図１３に示すように、ＦＡＤハウジング６８２は、ナット６８８ａ、６８８ｂおよび摩擦キャップ６９０を収容するポケット６８２ａ、６８２ｂを備え、それによってスプリングロッド６８４をＦＡＤハウジング６８２に連結可能となる。この実施形態では、ナット６８８ａ、６８８ｂおよび摩擦キャップ６９０は、ハウジングポケット６８２ａ、６８２ｂ内で軸方向に動くことができ、ブッシングが不要となる。いくつかの実施形態において、プランジャハウジング６９２はＦＡＤハウジング６８２と一体である。ガイドロッドおよびブッシングを省くことで、システム６０１の部品数が減少し、したがって重量、コストが抑えられ、潜在的な故障モードが減少する。
【００７５】
図１４Ａ〜図１４Ｃは、リニアアクチュエータ機構７００の他の実施形態を示す。アクチュエータ機構７００は、図１を参照して上述した特徴を有し、異なる部分を以下に説明する。同様の構成要素は同様の参照番号で示される。すなわち、アクチュエータ機構１００と同様に番号付けされた要素の説明は参照により本明細書に組み込まれており、相違点のみ詳細に説明する。図１４Ａおよび１４Ｂに示されるように、ノッチまたは溝７９６がガイドロッド７６０の径方向上部に設けられている。機構７００が引き込まれ／係合解除されると、スプリングプレート７１４はガイドロッドのノッチ／溝７９６内に入り込む。したがって、スプリングプレート７１４は、図１４Ａに示すように駆動ナット７１０が軸方向に移動する動きに抵抗する。機構７００が延出／係合すると、駆動ナット７１０は軸方向に移動し、図１４Ｂに示すようにスプリングプレート７１４が溝７９６内に留まる間に、圧縮ばね７１２に力が蓄積されていく。駆動ナット７１０が完全スプライン係合距離（ｄｅ）だけ移動したとき、駆動ナット７１０は、ばね７１２が十分に圧縮されると、スプリングプレート７１４を溝７９６から押し上げる。スプリングプレート７１４が溝７９６を出ると、ばね７１２は解放される。
【００７６】
いくつかの実施形態において図１４Ｃに示されるように、ノッチまたは溝７９６は、ガイドロッド７６０の径方向下部に設けられる。スプリングプレート７１４に作用する圧縮ばね力が駆動ナット７１０を中心にしてスプリングプレート７１４を枢動させるように、駆動ナット７１０は枢軸として利用される。機構７００が引き込まれる／係合解除されると、スプリングプレート７１４はガイドロッドのノッチ／溝７９６内に入り込む。ばね７１２の圧縮力は、スプリングプレート７１４が回転して偏心し、溝７９６内に入り込むように、スプリングプレート７１４を駆動ナット７１０を中心に枢動させる。したがって、駆動ナット７１０が係合位置に移動する際に、スプリングプレート７１４はすでに態勢が整っている。機構７００が延出／係合すると、駆動ナット７１０は軸方向に移動し、図１４Ｂに示すようにスプリングプレート７１４が溝７９６内に留まる間に、圧縮ばね７１２に力が蓄積されていく。駆動ナット７１０が完全スプライン係合距離（ｄｅ）移動した場合、駆動ナット７１０は、ばね７１２は十分に圧縮されると、スプリングプレート７１４を溝７９６から押し出す。いくつかの実施形態では、駆動ナット７１０が係合距離（ｄｅ）を移動すると、駆動ナット７１０はスプリングプレート７１４を溝７９６から押し出し、シフトカラー７６２上のスプライン７６３はスプライン７６１と完全係合する。スプリングプレート７１４が溝７９６を出ると、ばね７１２は解放される。いくつかの実施形態では、カムバンプは、係合距離（ｄｅ）が較正しやすくなるよう、距離（ｄｅ）に配置される。
【００７７】
上記の説明は、特定の構成要素またはサブアセンブリの寸法を提供していることに留意されたい。上記の寸法、または寸法の範囲は、最良の形態などの一定の法的要件を可能な限り遵守するために提供されている。しかしながら、本明細書に記載された好ましい実施形態の範囲は、特許請求の範囲の文言によってのみ決定されるべきであり、したがって、記載された寸法のいずれも、いずれか１つの請求項が特定の寸法やその範囲を当該請求項の特徴としている場合を除いては、好ましい実施形態を限定すると見なされるべきではない。
【００７８】
前述の説明は特定の実施形態を詳述している。しかしながら、前述の内容がどれほど詳細に記載されているとしても、好ましい実施形態は様々な方法で実施されることを理解されたい。また上述のように、好ましい実施形態の特定の特徴または態様を説明するときに用いられた特定の用語は、その用語が関連付けられている好ましい実施形態の特性または態様の任意の特定の特徴を含むように限定されるように本明細書において再定義されることを意味すると解釈されるべきではない。
【００７９】
本明細書では好ましい実施形態を示し説明してきたが、そのような実施形態が例としてのみ提供されていることは当業者には明らかであろう。好ましい実施形態から逸脱することなく、多数の変形、変更、および置換が容易に当業者には思い浮かぶであろう。本明細書に記載の実施形態に対する様々な代替形態が実際に使用され得ることを理解されたい。添付の特許請求の範囲が好ましい実施形態の範囲を定義し、これらの特許請求の範囲の範囲内の方法および構造ならびにそれらの均等物がそれによって包含されることが意図されている。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【国際調査報告】
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