(57)【要約】  環状フレーム、コイルアセンブリ、環状電機子、プランジャ、および、センサを備える電磁アクチュエータアセンブリ。コイルアセンブリはフレームに連結されるとともに、環状コアおよび環状コイルを備える。環状電機子は、フレーム内に収容されるとともに、プランジャに対して隣接する。センサターゲットは、電機子またはプランジャに連結されてもよく、半径方向外側に延伸するセンサターゲットを備える。センサは、フレームに連結されるとともに、センサターゲットの位置を感知するように構成されている。電磁アクチュエータを作動させるための方法もまた、提供される。
2010501803.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側壁、内側壁、ならびに、当該内側壁および当該外側壁に連結される第一端壁を有するフレーム部材と、
内部環状空洞部内に取り付けられたコイルアセンブリと、
環状の中間壁、および、当該中間壁から半径方向内側に延伸する第二端壁を有するプランジャと、
上記プランジャと隣接する電機子と、
上記電機子および上記プランジャのうちの一つと連結するセンサターゲットと、
上記フレームに取り付けられたセンサと、を有しており、
上記フレーム部材が、上記内部環状空洞部を規定しており、
上記コイルアセンブリが、コアおよびコイルを備えており、
上記中間壁が、上記コイルアセンブリと上記外側壁との間に配置されており、
上記センサが、上記センサターゲットの位置を感知するように構成されるとともに、上記センサターゲットが第一位置を越えて第一方向に変位し、かつ、上記センサが第一状態であるときに、第一センサ信号を生成するように構成されている、電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項２】
上記フレーム部材がセンサ台を規定しており、かつ、上記センサが、当該センサ台内に配置されている、請求項１に記載の電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項３】
上記センサ台が、上記外側壁および上記第一端壁内に形成された溝付き開口部を備える、請求項２に記載の電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項４】
オーバーモールドが、上記バックバイアスセンサを上記フレーム部材に固定的に連結させる、請求項１に記載の電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項５】
上記フレーム部材における上記内側壁に隣接するブシュをさらに備える、請求項１に記載の電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項６】
上記電機子が、円周状に延伸する先細面を備えており、かつ、上記コアが、円周状に延伸する嵌合先細面を備える、請求項１に記載の電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項７】
上記円周状に延伸する先細面が、上記電機子が沿って変位する軸と交差するときの角度が、約１５°から約４５°である、請求項６に記載の電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項８】
上記センサターゲットが第二位置を越えて第二方向に変位し、かつ、上記センサが第二状態であるとき、上記センサは、第二センサ信号を生成するように構成されており、上記第二方向は、上記第一方向と逆であって、上記第二位置が所定のオフセットによって上記第一位置と異なっている、請求項１に記載の電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項９】
上記センサが、ホール効果センサである、請求項１に記載の電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項１０】
上記ホール効果センサが、バックバイアスプログラム可能なデジタルホール効果センサである、請求項９に記載の電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項１１】
上記センサが、磁歪センサである、請求項１に記載の電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項１２】
上記磁歪センサが、磁歪ホール効果センサである、請求項１１に記載の電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項１３】
上記センサが、磁気抵抗センサである、請求項１に記載の電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項１４】
上記磁気抵抗センサが、磁気抵抗ホール効果センサである、請求項１３に記載の電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項１５】
上記センサが他のセンサを備えており、当該他のセンサは、上記センサターゲットの上記位置を感知するとともに、上記センサターゲットが上記第一位置を越えて上記第一方向に変位し、かつ、上記他のセンサが第一状態にあるときに、第二信号を生成するように構成されている、請求項１に記載の電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項１６】
上記センサターゲットが、上記電機子上に形成されている、請求項１に記載の電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項１７】
上記センサが、上記センサターゲットの見掛けの磁界に対して略垂直になるように配置されている、請求項１に記載の電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項１８】
フレーム部材、コイルアセンブリ、プランジャ、電機子、および、センサターゲットを有するアクチュエータを設ける工程と、
上記フレーム部材に対する上記センサターゲットの相対的な位置を感知する工程と、を有しており、
上記フレーム部材が、外側壁、内側壁、ならびに、当該内側壁および当該外側壁に連結される第一端壁を備えており、上記フレーム部材が、内部環状空洞部を規定しており、
上記コイルアセンブリが、上記内部環状空洞部内に取り付けられるとともにコアおよびコイルを備えており、
上記プランジャが、環状の中間壁、および、当該中間壁から半径方向内側に延伸する第二端壁を備えており、
上記中間壁が、上記コイルアセンブリと上記外側壁との間に配置されており、
上記電機子が、上記中間壁に連結されており、
上記センサターゲットが、上記電機子および上記プランジャのうちの一つと連結されるとともに、上記中間壁の半径方向外側に延伸している、方法。
【請求項１９】
上記センサターゲットの位置を感知する工程の前に、上記フレーム部材にセンサを固定的に連結する工程を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２０】
上記センサがホール効果センサである、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
上記センサが、バックバイアスプログラム可能なデジタルホール効果センサである、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
上記センサが、磁歪センサである、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
上記センサが、磁気抵抗センサである、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
上記センサを上記フレーム部材に固定的に連結する工程が、上記センサの少なくとも一部、および、可塑材料でできた上記アクチュエータの少なくとも一部を封入する工程を含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
上記センサターゲットが第一位置を越えて第一方向に変位するときに、第一信号を生成するように上記センサをプログラミングする工程をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】
上記センサターゲットが第二位置を越えて第二方向に変位するときに、第二センサ信号を生成するように上記センサをプログラミングする工程をさらに含んでおり、
上記第二方向が、上記第一方向と逆であって、上記第二位置が所定のオフセットによって上記第一位置と異なっている、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
上記センサターゲットが、上記電機子と一体化して形成されている、請求項１８に記載の方法。
【請求項２８】
環状のフレームと、環状コアおよび環状コイルを有するコイルアセンブリと、上記フレーム内に収容された環状の電機子と、上記フレームに連結されたセンサと、を備えており、
上記コイルアセンブリが、上記フレームに連結されており、
上記電機子が半径方向外側に延伸するセンサターゲットを含んでおり、
上記センサが、上記センサターゲットの位置を感知するように構成されている、電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項２９】
上記センサが、デジタルホール効果センサである、請求項２８に記載の電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項３０】
上記ホール効果センサが、バックバイアスホール効果センサである、請求項２９に記載の電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項３１】
上記センサが、プログラム可能なセンサである、請求項３０に記載の電磁アクチュエータアセンブリ。
【請求項３２】
フレーム部材と、上記フレーム部材に近接するコイルアセンブリと、プランジャとを備えており、
上記コイルアセンブリは、磁界を生成するために作動状態において選択的に作動可能であって、
上記プランジャは、上記コイルアセンブリが上記作動状態で作動するときに変位するように構成されており、
上記プランジャ、上記コイルアセンブリ、および、上記フレーム部材が、協働して空間を形成しており、少なくとも一つの開口部が、当該空間を通気するように上記プランジャ内に形成されている、電磁アクチュエータ。
【請求項３３】
上記プランジャが、上記コイルアセンブリに対して略平行の端壁、および、当該端壁と交差する側壁とを備えており、上記少なくとも一つの開口部の少なくとも一部が、上記側壁内に形成されている、請求項３２に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項３４】
上記フレーム部材と上記プランジャとの間に配置された電機子をさらに備えており、上記電機子は、上記コイルアセンブリが作動するときに上記コイルアセンブリによって変位されるように構成されている、請求項３２に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項３５】
フレーム部材と、上記フレーム部材に近接するコイルアセンブリと、プランジャと、上記フレーム部材および上記プランジャの間に配置された電機子とを備えており、
上記コイルアセンブリが、磁界を生成するために作動状態において選択的に作動可能であって、
上記電機子は、上記コイルアセンブリが上記作動状態において作動するとき、上記フレームと反対方向に変位するように構成されており、上記電機子は、上記電機子が上記フレームと反対方向に運動するときに上記プランジャが電機子とともに運動するように上記プランジャと係合する、電磁アクチュエータ。
【請求項３６】
空間が、上記コイルアセンブリと、上記プランジャと、上記電機子との間に配置されており、少なくとも一つの開口部が、上記空間を通気するように上記プランジャ内に形成されている、請求項３５に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項３７】
上記電機子が、本体部と、上記本体部から外側に延伸する突起部とを備えており、上記プランジャが、上記突起部と隣接する端を有する側壁を備える、請求項３５に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項３８】
上記側壁が、さらに上記本体部と隣接する、請求項３７に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項３９】
環状のコイルと環状の殻部材とを有するコイルアセンブリと、上記コイルの周りに配置された環状の電機子とを備えており、
上記殻部材は、上記コイルと隣接するとともに、第一先細面部を有しており、上記コイルアセンブリは、磁界を生成するために作動状態において選択的に作動可能であり、
上記電機子は、上記第一先細面部を相補する第二先細面部を備えており、上記電機子は、上記コイルアセンブリが上記作動状態において作動するときに、上記殻部材に向かう方向に変位するように構成されている、電磁アクチュエータ。
【請求項４０】
上記殻部材がフランジ部を備えており、かつ、上記電機子が端面を備えており、
上記端面と上記フランジ部とが互いに隣接するときに、上記第一先細面部と第二先細面部との間に空隙が配置される、請求項３９に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項４１】
上記第一先細面部が、突起上に形成されており、かつ、上記第一先細面部の反対にある上記突起の側面が、第三先細面部を規定する、請求項４０に記載の電磁アクチュエータ。
【請求項４２】
フレームと、上記フレーム内に収容されたコイルアセンブリと、フランジ部材および上記フランジ部材の外周に連結されたリム部材を有するプランジャと、を備えており、
上記コイルアセンブリは、磁界を生成するために作動状態において選択的に作動可能なコイルを有しており、
上記フランジ部材は、軸に対して略垂直になるように配置されており、上記コイルアセンブリによって上記プランジャは、当該軸にそって、延伸位置と回帰位置との間で変位することができ、
上記フランジ部材は、上記プランジャが上記回帰位置にあるときに所定の最短距離によって上記コイルアセンブリから間隔を空けて位置する、電磁アクチュエータ。
【請求項４３】
フレームと、上記フレーム内に収容されたコイルアセンブリと、フランジ部材および上記フランジ部材の外周に連結されたリム部材を有するプランジャと、を備えており、
上記コイルアセンブリは、磁界を生成するために作動状態において選択的に作動可能なコイルを有しており、
上記フランジ部材は、軸に対して略垂直になるように配置されており、当該軸にそって、上記コイルアセンブリによって上記プランジャは変位することができ、
複数の開口部が、上記フランジ部材および上記リム部材のうちの少なくとも一方に形成されている、電磁アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
〔序論〕
本開示は、概して、差動装置ケースおよびトランスファケースなどの電動駆動系部材に関する。より具体的には、本開示は集積センサを備えるソレノイドアクチュエータを用いる電動駆動系部材に関する。
【０００２】
車両車軸の技術において、アセンブリの部品を互いに係合させる／解除するように変位させるために、電磁アクチュエータを用いることが知られている。例えば、公開されている米国特許第６，９５８，０３０号には、サイドギヤと差動装置ケースとを選択的に連結させる電磁アクチュエータを用いた電磁ロック差動装置アセンブリが開示されており、当該電磁アクチュエータによって、差動装置アセンブリが完全にロックされた状態において動作する。より具体的には、電磁アクチュエータは、（差動装置ケースに非回転的に連結された）作動リングを軸方向に変位させるように作動し、それによって、作動リング上にあるドグがギヤの歯の逆側にあるサイドギヤの表面上に形成されたドグと係合する。他の例として、米国特許出願公開第２００４／０１３２５７２号には、差動装置ケースにサイドギヤをロックするためにボールランププレート（ball ramp plate）を選択的に動作させるために電磁アクチュエータを用いる電磁ロック差動装置アセンブリが開示されており、当該電磁アクチュエータによって、差動装置が完全にロックされた状態で動作する。
【０００３】
これら駆動系部材が動作している状態を特定するために、車両制御装置に対して信号を送ることが一般的に必要とされる。例えば、車両制御装置は、駆動系部材が第一状態で動作するように多種の車両システム（例：ＡＢＳ、ＴＣＳおよび／またはＥＳＰシステム）を制御してもよいし、また、駆動系部材が異なる状態で動作するように当該システムを制御してもよい。したがって、これら電磁作動式の駆動系部材は、通常はホール効果センサなどのセンサを備えており、当該センサは、特許’０３０号における作動リングなどの軸方向変位部材の位置を特定するのに用いられる。
【０００４】
通常は、そのようなセンサは、固定された構造にブラケットを介して搭載されている。特許出願公開’５７２号において、例えば、ブラケット部材が外部差動装置ハウジングにボルト留めされている。当該ブラケット部材は、電磁アクチュエータを外部差動装置ハウジングに保持し、かつ、（集積センサブラケットを介して）センサを保持するのに使用される。センサは、溝付き開口部を通ってセンサブラケット内に収容されており、それによって、センサが作動軸に対して平行移動することができる。作動モード（例えば、電磁ロック差動装置アセンブリのための完全ロックモード）において駆動系部材の動作に対応する軸方向変位部材の位置を特定するために、センサを正確に配置する必要があることがわかるだろう。言い換えれば、センサを、単に軸方向に変位可能な部材と揃えるのではなく、駆動系部材が作動したときに、軸方向に変位可能な部材と揃える。
【０００５】
センサの実際の位置取りは、駆動系部材における複数の異なる構成材の許容差の影響を受ける非常に複雑な機能であり得ることを理解されたい。特許出願公開’５７２号において開示された差動装置の例において、これらの許容差は、サイドベアとピニオンギヤとの間のバックラッシュの量、ピン部材の長さ、プレート状部材の厚さ、半径方向に延伸する、プレート状部材における接続部を基準とする被感知部材の位置、ボールランプアクチュエータの厚さ、ギヤケース端壁の厚さ、ブラケット部材の厚さ、および、ブラケット部材をギヤケース端壁に保持する止め輪の位置を含む。
【０００６】
ロック差動装置の動作状態に主に影響を与える数々の許容差を鑑みると、主な組立て工程は、サイドギヤとピニオンギヤとの間のバックラッシュを設定する工程、差動装置に駆動系を組み込む工程、アクチュエータアセンブリを作動させて差動装置を完全ロック状態でロックする工程、および、センサターゲットを基準としてセンサの位置を設定する工程を含む。センサターゲットの複雑さと、センサ位置の設定にかかる労力とにより、上記のような電磁アクチュエータ駆動系部材は相対的に高価であり得ることがわかるだろう。
【０００７】
〔要約〕
ある形態において、本発明は、フレーム部材と、コイルアセンブリと、プランジャと、電機子と、センサターゲットと、センサとを備える電磁アクチュエータアセンブリを提供する。フレーム部材は、外側壁と、内側壁と、外側壁および内側壁に連結された第一端壁とを有する。フレーム部材は内部環状空洞部を規定する。コイルアセンブリは、環状空洞部内に取り付けられており、コアおよびコイルを備える。プランジャは、環状中間壁と、中間壁から半径方向内側に延伸する第二端壁とを備える。中間壁は、コイルアセンブリと外側壁との間に配置されている。電機子はプランジャに隣接している。センサターゲットは、電機子およびプランジャのうちの一つと連結されている。センサはフレームに取り付けられており、センサターゲットの位置を感知するように、さらに、センサターゲットが第一位置を越えて第一方向に変位し、かつ、センサが第一状態であるときに、第一センサ信号を生成するように構成されている。
【０００８】
他の形態において、本発明は、フレーム部材と、コイルアセンブリと、プランジャと、電機子と、センサターゲットとを有するアクチュエータを設ける工程と、フレーム部材を基準としてセンサターゲットの相対的な位置を感知する工程とを含む方法を提供する。上記フレーム部材は、外側壁と、内側壁と、外側壁および内側壁に連結された第一端壁とを有しており、フレーム部材は、内部環状空洞部を規定しており、コイルアセンブリは、環状空洞部の中に取り付けられており、コアとコイルとを備えており、プランジャは、環状中間壁と、当該環状中間壁から半径方向内側に延伸する第二端壁とを備えており、中間壁は、コイルアセンブリと外側壁との間に設置されており、電機子は、中間壁に連結されており、センサターゲットは、電機子およびプランジャのうちの一つに連結され、かつ、中間壁から半径方向外側に延伸している。
【０００９】
さらに他の形態において、本発明は、環状フレーム、コイルアセンブリ、環状電機子、および、センサを備える電磁アクチュエータアセンブリを提供する。コイルアセンブリはフレームに連結されており、環状コアおよび環状コイルを備える。環状電機子は、フレーム内に収容されており、半径方向外側に延伸するセンサターゲットを備える。センサはフレームに連結されており、センサターゲットの位置を感知するように構成されている。
【００１０】
ここに記載された記述から、適用可能なさらなる分野が明らかになるだろう。当然のことながら、記述および具体例は、例示のみを目的としており、本開示の範囲を限定しようとするものではない。
【００１１】
〔図面の簡単な説明〕
ここに示された図面は、例示のみを目的としており、いかなる場合でも、本開示の範囲を限定しようとするものではない。
【００１２】
図１は、本開示の教示に従って構成されたアクチュエータアセンブリを示す前面図である。
【００１３】
図２は、図１のアクチュエータアセンブリの側面図である。
【００１４】
図３は、図１の線３−３に沿って切り取った断面図である。
【００１５】
図４は、図１のアクチュエータアセンブリの一部を示す前面図であり、フレームをより詳しく示したものである。
【００１６】
図５は、図４の線５−５に沿って切り取った断面図である。
【００１７】
図６は、フレームの部分側面図である。
【００１８】
図７は、図１のアクチュエータアセンブリの一部を示す前面図であり、外殻をより詳しく示したものである。
【００１９】
図８は、図７の線８−８に沿って切り取った断面図である。
【００２０】
図９は、図１のアクチュエータアセンブリの一部を示す斜視図であり、内殻をより詳しく示したものである。
【００２１】
図１０は、内殻の縦断面図である。
【００２２】
図１１は、図１のアクチュエータアセンブリの一部を示す前面図であり、コイルをより詳しく示したものである。
【００２３】
図１２は、図１１の線１２−１２に沿って切り取った断面図である。
【００２４】
図１３は、図１のアクチュエータアセンブリの一部を示す縦断面図であり、電機子をより詳しく示したものである。
【００２５】
図１４は、図１３の拡大部分である。
【００２６】
図１５は、図１のアクチュエータアセンブリの一部を示す斜視図であり、プランジャをより詳しく示したものである。
【００２７】
図１６は、図１の線１６−１６に沿って切り取った断面図である。
【００２８】
図１７は、センサアセンブリの一部を示す略断面図である。
【００２９】
図１８は、センサターゲットの相対位置に関する機能としてセンサアセンブリによって生成されるセンサ信号の出力を示すプロットである。
【００３０】
図１９は、電源および制御装置に連結されたコイルアセンブリおよびセンサアセンブリを示す概略図である。
【００３１】
図２０は、図１のアクチュエータアセンブリが組み立てられた後のセンサアセンブリの較正を示す正面図である。
【００３２】
図２０Ａは、本開示の教示に従って構成された他のアクチュエータアセンブリを示す前面図であって、アクチュエータが冗長センサ部を有するセンサアセンブリを備える。
【００３３】
図２１は、本開示の教示に従って構成された駆動系を有する車の概略図である。
【００３４】
図２２は、図２１の車の一部を解体して示した斜視図であって、後軸アセンブリをより詳しく示したものである。
【００３５】
図２３は、後軸アセンブリの一部を示した分解斜視図であって、差動装置アセンブリをより詳しく示したものである。
【００３６】
図２４は、差動装置アセンブリの一部を解体して示した斜視図である。
【００３７】
図２５は、後軸アセンブリの一部を示す分解斜視図であり、差動装置アセンブリをより詳しく示したものである。
【００３８】
図２６は、本開示の教示に従って構成された他のアクチュエータアセンブリを示す前面図である。
【００３９】
図２７は、図２６の線２７−２７に沿って切り取った断面図である。
【００４０】
図２８は、図２６のアクチュエータアセンブリを示す側面図である。
【００４１】
図２９は、代替的に構成されたプランジャの一部を示す部分斜視図である。
【００４２】
図３０は、図２９のプランジャを示した部分概略図であり、本開示の教示に従って構成された他のアクチュエータアセンブリに内蔵されていることを示す。
【００４３】
図３１は、図２９のプランジャを示した部分概略図であり、本開示の教示に従って構成された他のアクチュエータアセンブリに内蔵されていることを示す。
【００４４】
図３２は、図２９のプランジャを示した部分概略図であり、本開示の教示に従って構成された他のアクチュエータアセンブリに内蔵されていることを示す。
【００４５】
〔様々な形態に関する詳細な説明〕
図面のうちの図１〜３では、本発明の教示に従って構成されたアクチュエータアセンブリを主に部材番号１０で表す。アクチュエータアセンブリ１０は、フレーム２０、コイルアセンブリ２２、電機子２４、プランジャ２６、および、センサアセンブリ２８を備え得る。
【００４６】
図４〜６を参照する。フレーム２０は、低磁化率を有する材料（例えば、３１６ステンレススチール）などの適した材料で形成され得るとともに、外側壁または第一環状側壁３４、内側壁または第二環状側壁３６、端壁３８、および、センサ台４０を備え得る。第一環状側壁３４および第二環状側壁３６、ならびに、端壁３８によって３面を境界付けられた内部環状凹部４２を規定するように、第一環状側壁３４および第二環状側壁３６に端壁３８を連結させることができる。第二環状側壁３６は、貫通孔４４を規定することができ、リップ部４６を任意で備えていてもよい。当該リップ部４６は、貫通孔４４の一側面のやや近くまで半径方向内側に延伸する。センサ台４０の形態は、使用する特定のセンサアセンブリ２８の形態に合わせて調整される。提供された特定の例において、センサ台４０は、端壁３８および第一環状側壁３４内に形成された取り付けノッチ５０と、端壁３８内に形成された取り付け開口部５２とを備える。
【００４７】
図３に戻ると、コイルアセンブリ２２は、外殻６０、内殻６２、および、コイル６４を備え得る。フレーム２０における凹部４２の中に配置されるとき、外殻６０および内殻６２はコア構造６６を形成するように協働することができ、当該コア構造６６は、コイル６４に収容される大きさの環状コイル開口部６８を規定する。コイルアセンブリ２２は、フレーム２０と協働することができ、コイルアセンブリ２２の半径方向外側、および、第一環状側壁３４の内側にあたる部分において、電機子スペース７０を規定している。
【００４８】
さらに図７および図８を参照する。外殻６０は、ＳＡＥ１００８スチールなどの適した材料で形成され得るとともに、環状本体８０と、環状本体８０における外縁から半径方向外側に延伸し得る環状リップ部材８２とを備え得る。環状本体８０は、フレーム２０における環状凹部４２の中に収容される大きさであり得るとともに、１対のねじ穴８６および連結窓８８を有するコイル台８４を備え得る。環状リップ部材８２は、面取りをした内側縁面９０を有し得る。提供された例において、面取りの角度は約２５°である。
【００４９】
図３、９および１０を参照する。内殻６２は、ＳＡＥ１００８スチールなどの適した材料で形成され得るものであり、管状本体９０および半径方向に突出した壁９２を備え得る。管状本体９０は、環状凹部４２の中に収容されるようなサイズであり得るとともに、第二環状側壁３６に隣接し得る。半径方向に突出した壁９２は、第一環状側壁３４に隣接するように、管状本体９０における一端から半径方向に延伸し得る。半径方向に突出した壁９２は、第一フランジ部９４、第二フランジ部９６、および、円周状に延伸する突起９８を備え得る。当該突起９８は、半径方向に突出した壁９２の遠位端の近傍である第一フランジ部９４および第二フランジ部９６との間に形成され得る。円周状に延伸する突起９８は、略Ｖ型であり得るとともに、第一フランジ部９４と交差し得る第一先細面部１００と、第二フランジ部９６と交差し得る第二先細面部１０２とを有する。提供された特定の実施例において、第一先細面部１００は、第一フランジ部９４から約１２８°の角度で配置されており、第二先細面部１０２は、第二フランジ部９６から約７４°の角度で配置されている。
【００５０】
図３、１１および１２において、コイル６４はコイル巻線１１０、１対の端子１１２、および、コイルオーバーモールド部材（コイル被覆部材）１１４を備え得る。コイル巻線１１０は、公称抵抗値約２．９オームである、１６８巻きのＰＯＬＹＢＯＮＤＥＸ（登録商標）（ポリエステル／ポリアミドイミド／ボンディングコート）２１ＡＷＧ銅線などの適した材料で形成され得る。コイル巻線１１０の巻きは、従来周知の方法で、コイル巻線１１０の縦軸の周りに巻きつけられてもよいことを理解されたい。端子１１２は、銅線によって覆われた１８ＡＷＧ  Ｔｅｆｌｏｎ（登録商標）などの適した導線で形成され得るとともに、コイル巻線１１０を電気エネルギー源（図示せず）に電気的に連結するのに使用され得る。コイル６４における端子１１２は、外殻６０における連結窓８８（図７）に嵌め込まれ得る。コイル巻線１１０は、完全に、または、部分的に、コイルオーバーモールド部材１１４に封入されており、それによって、コイル巻線１１０が構造的統合性を有するので、コイル６４をアクチュエータアセンブリ１０の残り部分に組み込むことができる。コイルオーバーモールド部材１１４は、Ｅ．ｌ．  ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ製のＺＹＴＥＬ（登録商標）ＨＴＮ  ５４６１５  ＨＳＬＲ、または、ＥｐｏｘｙＳｅｔ  ＥＣ−１０１２Ｍ  ＥｐｏｘｉｃａｓｔとＥＨ−２０Ｍ硬化剤とを１００：１０の比率で混合したものなどの適切かつ周知である、電気的に絶縁された熱可塑性材料によって形成され得る。
【００５１】
図３、１３および１４を参照する。電機子２４は、低炭素鋼（例えば、ＳＡＥ１００８スチール）などの適した材料で形成され得るものであり、環状本体１２０およびセンサ部１２２を備え得る。環状本体１２０は、第一端１２４と、第二端１２６と、内部面１２８と、内部面１２８および第二端１２６に交差する先細面１３０とを備え得る。提供された例において、第一端１２４および第二端１２６は、電機子２４における縦軸１３２に対して略垂直であって、先細面１３０と電機子における縦軸１３２との間の角度は約１６°である。
【００５２】
センサ部１２２は、環状本体１２０から半径方向外側に延伸し得るものであり、環状本体１２０の円周の周りに配置され得る。センサ部１２２は、電機子２４における縦軸１３２に対して略垂直に配置され得る、第一面１３４および第二面１３６をそれぞれ備え得る。当然のことながら、センサ部１２２が円周状に延伸するように形成されなくてもよい。例えば、センサ部１２２は、環状本体１２０から環状本体１２０の円周の一部分上のみに半径方向に延伸する一枚歯として形成されていてもよい。この場合の形態は、フレーム２０に対する電機子２４のキーイングと、プランジャ２６における電機子２４の運動とを容易にするために、フレーム２０、管状本体１２０、および／またはプランジャ２６を対応するように変更する必要がある。
【００５３】
電機子２４は、電機子スペース７０に配置され得るものであり、フレーム２０における凹部４２の内部で軸方向に変位し得る。電機子２４における先細面１３０は、内殻６２における第二先細面部１０２（図１０）と協働し、それによって、電機子２４が、コア構造６６と接触せずにこの先細り接触面に沿って内殻６２と軸方向に重なることができることを理解されたい。また、先細面１３０および第二先細面部１０２（図１０）が互いに接触する前に、先細面１３０と第二先細面部１０２（図１０）との間に空隙が常に存在するように、電機子２４における第二端１２６が、内殻６２における第二フランジ部９６（図１０）と接触することも理解されたい。
【００５４】
図３および１５において、プランジャ２６は、低磁化率を有する材料（例えば、３１６ステンレススチール）などの適した材料で形成され得るものであり、フランジ部材１４０および側壁またはリム部材１４２を有する帽子状構造であり得る。フランジ部材１４０はリング型プレートであり得るとともに、間隔を空けて円周状に配置された複数の開口部１４４を有し得る。縁部材１４２は、フランジ部材１４０における放射状の外縁に連結されるとともに、フランジ部材１４０の円周の周りに伸びている。間隔を空けて円周状に配置された複数の開口部１４６は、リム部材１４２を貫通するように形成されている。開口部１４４および１４６は、プランジャ２６がより容易に変位できるように構成されている。例えば、開口部１４４および１４６はプランジャ２６の質量を減らすことができ、それゆえ、当然のことながら、それらの量、形状、およびサイズは、与えられた応用例のパラメータに基づいて選択されてもよい。当該設計選択は、当業者の通常レベルの範囲内であるので、ここでは詳しく説明する必要はない。リム部材１４２の円周は、リム部材１４２が凹部４２内でコア構造６６の半径方向外側に収容されるような大きさになっており、フランジ部材１４０が、フレーム２０における端壁３８とは反対側でコア構造６６と隣接している。リム部材１４２における遠位端１４８が、センサターゲット１２２における第一面１３４（図１４）などの電機子２４部分と隣接し得る。
【００５５】
図１６および図１７を参照しつつ図１および図２に戻る。センサアセンブリ２８は、マサチューセッツ州ウースターに住所を有するＡｌｌｅｇｒｏ  ＭｉｃｒｏＳｙｓｔｅｍｓ製のＡＴ６３５ＬＳＥＴＮ−Ｔセンサなどのバックバイアスホール効果センサを含み得る。センサアセンブリ２８はハウジング２００およびセンサ部２０２を含み得る。ハウジング２００は、センサ部２０２を覆うようにオーバーモールド加工可能な可塑性材料であり得るとともに、位置決め部２０８を規定し得る。当該位置決め部２０８は、フレーム２０における端壁３８および第一環状側壁３４の中に形成される取り付け開口部５２（図４）における縁と係合するような大きさおよび形状であり得る。理解できるように、ハウジング２００の上にある位置決め部は、取り付け開口部５２およびフレーム２０の他の機構と協働し、センサターゲット１２２（図３）を基準として所定の位置にセンサアセンブリ２８を配置し得る。センサアセンブリ２８は、エポキシ樹脂接着またはオーバーモールド加工などの適した方法によってフレーム２０に連結され得る。このような技術は、当該技術分野においては周知であるので、ここで詳しく説明する必要はない。提供された特定の例において、センサ部２０２をフレーム２０に固定的に連結させるために、センサ部２０２にオーバーモールド加工を施す。
【００５６】
図１７を参照すると、センサ部２０２は回路２２０および磁石２２２を備え得る。ここからわかるように、磁石２２２は、磁界を生成するように動作可能であり、回路２２０は、磁界を感知するように動作可能なホール効果回路を備え得る。磁界内部にセンサターゲット１２２（図３）を配置することにより、磁力線を変えることができ、回路２２０によってこれらの変化が感知され得る。したがって、回路２２０は、センサターゲット１２２（図３）の配置に応答するセンサ信号を生成し得る。提供された例において、回路２２０は、センサ部２０２に対するセンサターゲット１２２（図３）の位置に応えて電源をオン／オフすることができる。回路２２０は、デジタル回路、プログラム制御可能な回路、トゥルーパワーオンホール効果回路であり得る。これに関して、センサターゲット１２２（図３）が第一位置にあり、かつ、回路２２０が（例えば、高論理レベルに対応する）第一状態にあるとき、回路２２０は第一デジタルスイッチ出力（例えば、低論理レベル）を提供し得る。また、センサターゲット１２２（図３）が第二位置にあり、かつ、回路２２０が（例えば低論理レベルに対応する）第二状態にあるとき、回路２２０は第二デジタルスイッチ出力（例えば、高論理レベル）を提供し得る。
【００５７】
図１８に、回路２２０の出力を概略的に示す。図３および１７を加えて参照する。回路２２０の状態条件がローであるときの方向Ｘにおけるセンサターゲット１２２の運動は、センサターゲットが第二位置２３０と一直線上にあるときの回路２２０の状態条件に影響を及ぼさない。したがって、回路２２０は第一デジタルスイッチ出力を出力し続ける。方向Ｘにおいてセンサターゲットが引き続き運動すると、センサターゲットは第一位置２３２に位置し、それによって、回路２２０が低論理状態２２６から高論理状態２２８に切り替わり、さらに回路２２０は、敏感に反応して第二デジタルスイッチ出力を生成する。その後、回路２２０の出力に影響を及ぼすことなく、センサターゲットは方向Ｘにさらに変位し得る、または、第二位置２３０に向かって（ただし、第二位置２３０と一直線上にはならずに）変位し得る。
【００５８】
回路２２０が高論理状態であり、かつ、センサターゲットが第二位置２３０と一直線上に動いたとき、回路２２０は高論理状態２２８から低論理状態２２６に切り替わり、さらに、回路２２０は、敏感に反応して第一デジタルスイッチ出力を生成する。その後、回路２２０の出力に影響を及ぼすことなく、センサターゲット１２２は方向Ｘとは逆の方向にさらに運動し得る、または、第一位置２３２に向かって（ただし、第一位置２３２とは一直線上にならずに）運動し得る。
【００５９】
図１９を参照すると、コイル６４における端子１１２がバッテリ２５０などの電力源に選択的に連結され得ることがわかるだろう。回路２２０は入力端子２５２および出力端子２５４を有し得る。当該入力端子２５２は所定の電圧の電気入力を受信するように構成されており、当該出力端子２５４は第一および第二デジタルスイッチ出力を制御部２５６に送信するように構成されている。コンデンサ２５８は、電気ノイズを低減するために、入力端子２５２および出力端子２５４に電気的に連結され得る。
【００６０】
図３を加えて参照すると、アクチュエータアセンブリ１０を作動させるために、コイル６４に電力が加えられ、このとき、コイル６４によって生成された磁界が、作動方向（すなわち、フレーム２０における端壁３８の反対側の方向）に電機子２４を駆動させる。プランジャ２６のリム部材１４２における遠位端１４８がセンサターゲット１２２における第一面１３４に対して隣接しているので、作動方向における電機子２４の変位に対応して、プランジャ２６の変位が起こる。
【００６１】
センサアセンブリ２８における回路２２０が、提供された例においてプログラム制御可能であるので、アクチュエータアセンブリ１０は、据付治具または取り付け具２８０において、図２０に示すように、基準面２８２とゲージ面２８４との間に配置され得る。当該ゲージ面２８４は、基準面２８２から所定の間隔を空けて配置されている。アクチュエータアセンブリ１０は、プランジャ２６を下記のように十分に伸長させるように作動し得る。すなわち、アクチュエータアセンブリ１０の非回転部（例えばフレーム２０）が、基準面２８２およびゲージ面２８４のうちの一つに対して隣接しており、一方で、プランジャ２６が、基準面２８２およびゲージ面２８４の残りの一つに対して隣接する。センサターゲット１２２が所定の位置（例えば、第一位置）に配置され、回路２２０はこの条件を特定するようにプログラム制御されていてもよいことがわかるだろう。提供された例において、回路２２０は、特定の位置（例えば、第一位置）の設定が、もう一方の位置（例えば、第二位置）を自動的に設定もしくは確立するように構成されている。
【００６２】
上記を鑑みると、アクチュエータアセンブリ１０は事前にプログラムされたものであってよく、さらにその後で、特定のアプリケーションにおいてさらなるプログラムもしくは較正を行うことなく、ロッキング差動装置ケースまたはトランスファケースなどの駆動系構成材に組み込まれてもよいことがわかるだろう。センサアセンブリ２８を予めプログラムしておくことの利点は、特に、アクチュエータアセンブリ１０がある環境において駆動系構成材にインストールされる前にプログラミングが実行できることにある。この環境において、プログラミングは、相対的により効率的な方法で、相対的に簡易および廉価なツール（すなわち、駆動系構成材の構成に基づいていないツール）を用いて実施されてもよい。さらに、アクチュエータアセンブリ１０を予めプログラムミングしておくことによって、駆動系部材を修理するときにアクチュエータアセンブリ１０を取り替える場合に、さらなるプログラミングもしくは較正を行う必要がなくなる。
【００６３】
センサアセンブリ２８およびセンサ部２０２がバックバイアスホール効果センサを備えるようにここでは記載および図示したが、当業者であれば、あらゆる適したタイプのセンサを代わりに用いてもよいことがわかるだろう。例えば、センサアセンブリ２８およびセンサ部２０２は、磁気抵抗ホール効果センサまたは磁歪ホール効果センサなどの磁気抵抗センサまたは磁歪センサを備え得る。これらを用いる理由は、そのようなセンサが、センサアセンブリ２８の近くにある磁界の等級の変化による影響を受けにくいためである。図２０Ａに示すように、センサアセンブリ２８は第二センサ部２０２’を備え得る。二重センサ部２０２、２０２’が、特定の状況において望ましいレベルの冗長性を与える。
【００６４】
図２１を参照すると、自動車３００は、本開示の教示に従って構成されたアクチュエータアセンブリを内蔵する駆動系３０２を備えるように描かれている。自動車３０２は、内燃エンジンなどの電力源３０４、および、当該技術分野において周知の方法で駆動系３０２に回転力を与えることができるトランスミッション３０６を備え得る。提供された例において、駆動系３０２は、トランスファケース３１２、第一または前軸アセンブリ３１４、第二または後軸アセンブリ３１６、第一プロペラシャフト３１８、および、第二プロペラシャフト３２２を備える。第一プロペラシャフト３１８は、従来の方法で、前軸アセンブリ３１４をトランスファケース３１２における前出力軸３２０に連結させる。第二プロペラシャフト３２２は、従来の方法で、後軸アセンブリ３１６をトランスファケース３１２における後出力軸３２４に連結させる。トランスファケース３１２は、トランスミッション３０６から回転力を受け取ることができ、所望の方法で、回転力を前軸アセンブリ３１４および後軸アセンブリ３１６に分配することができる。
【００６５】
前軸アセンブリ３１４および後軸アセンブリ３１６は構造および動作について類似のものであり得るので、ここでは後軸アセンブリ３１６についてのみ詳述する。図２２を加えて参照すると、後軸アセンブリ３１６は、車軸ハウジング３５０、差動装置アセンブリ３５２、および、１対の車軸３５４（一方のみ図示している）を備え得る。車軸ハウジング３５０は従来の方法で構成されており、ハウジング構造３６０および１対の軸受キャップ３６２を有し得る。当該軸受キャップ３６２は、固定的ではあるが、取り外し可能にハウジング構造３６０に連結され得る。ハウジング構造３６０は、差動装置アセンブリ３５２を収容する差動空洞部３６４を規定し得る。軸受キャップ３６２は、ハウジング構造３６０から解除可能であり、差動空洞部３６４の中に差動装置アセンブリ３５２を収容できる。車軸３５４は、差動装置アセンブリ３５２の反対側に連結され得るとともに、いずれかの適した方法で、後ろ車軸３６２（図２１）のうちの一つとそれぞれ連結され得る。
【００６６】
図２３および図２４を加えて参照すると、差動装置アセンブリ３５２は、差動装置ケース４００、リングギヤ４０２（図２２）、ギヤセット４０４、ロッキングシステム４０６、および、入力ピニオン４０８（図２２）を備え得る。入力ピニオン４０８およびリングギヤ４０２は、従来の方法で構成されるとともに車軸ハウジング３５０に取り付けけられているので、ここでは特に詳しく説明する必要がない。簡単に言うと、入力ピニオン４０８は１セットの軸受（特に図示せず）を介して車軸ハウジング３５０に連結され得るとともに、差動装置ケース４００における回転軸に対して略垂直である回転軸の周りに配置され得る。入力ピニオン４０８は、リングギヤ４０２の上に形成された複数のリングギヤ歯（特に図示せず）に嵌合可能な複数のピニオン歯（図示せず）を有し得る。
【００６７】
差動装置ケース４００は、本体部４２０と、本体部４２０に連結された（例えば、一体化して形成された）円周状に延びるフランジ４２２を備え得る。フランジ４２２は、複数の開口部４２４を有することができ、当該開口部４２４によって、複数のねじ部品４２６を介する取り外し可能なリングギヤ４０２の連結が容易になる。
【００６８】
本体部４２０は、ギヤセット空洞部４３０および１つ以上のアセンブリ窓４３２を規定し得るものであり、当該アセンブリ窓４３２は、ギヤセット空洞部４３０の中にギヤセット４０４を取り付けるのに使用され得る。提供された例において、本体部４２０は第一サイドセグメント４４０および第二サイドセグメント４４２をそれぞれ備えており、第一エンドセグメント４４４および第二エンドセグメント４４６をそれぞれ備えている。第一サイドセグメント４４０および第二サイドセグメント４４２の各々が貫通孔４４８および突起部４５０を備え得る。貫通孔４４８は、差動装置ケース４００の回転軸に対して略垂直に配置され得るとともに、突起部４５０は、ギヤセット空洞部４３０の内部で貫通孔４４８の周りに同心円状に配置され得る。相対的に大きな丸み４５２は、第二エンドセグメントと、第一サイドセグメント４４０および第二サイドセグメント４４２との間での交差部において設けられ得る。
【００６９】
第一エンドセグメント４４４および第二エンドセグメント４４６の各々が、第一サイドセグメント４４０と第二サイドセグメント４４２との間を渡しており、軸方向に伸びた中空のトラニオン４５０を備え得る。各トラニオン４５０は内径および外径を規定し得る。内径は、その間を通る車軸３５４のうちの対応する一つを収容するような大きさになっており、外径は、ハウジング構造３６０と軸受キャップ３６２との間に配置された軸受４５４（図２２）と係合するような大きさになっている。当業者であれば、差動装置ケース４００が、差動空洞部３６４の内部で上述の回転軸の周りを回転するために、軸受４５４を介して車軸ハウジング３５０に取り付けられていてもよいことがわかるだろう。
【００７０】
保持孔４５８は、第一エンドセグメント４４４および第二サイドセグメント４４２の一部を貫通するように形成され得るものであり、貫通孔４４８と交差し得る。第一環状ポケット４６０は、第一エンドセグメント４４４における内側面において形成され得るとともに、トラニオン４５０と同心上にあり得る。第一環状ポケット４６０は第一孔部４６２および第二孔部４６４を備え得る。当該第二孔部４６４は、第一孔部４６２と同心であり得るとともに、第二孔部４６４の直径は、第一孔部４６２のそれよりも相対的に小さい。
【００７１】
第二エンドセグメント４４６は、取り付けハブ４７０を規定する外側部と、第二環状ポケット４７２を規定する内側部とを備え得る。取り付けハブ４７０は、フランジ４２２とトラニオン４５０との間に配置され得るとともに、トラニオン４５０と略同心であるアクチュエータ取り付け面４８０を備え得る。円周状に延びた溝４８２が、アクチュエータ取り付け面４８０に形成され得る。複数のアクチュエータ開口部４８４が第二エンドセグメント４４６を軸方向に通るように形成され得るとともに、第二環状ポケット４７２と交差し得る。第二環状ポケット４７２は、ポケット部４９０、複数のロッキング機構４９２、および、スラストリングポケット４９４を備え得る。提供された例において、ポケット部４９０は略円形であり、ロッキング機構４９２は、ポケット部４９０と交差し得る凹部であってもよい。ロッキング機構４９２は、いずれかの適切な方法で成形されていてもよく、提供された例においては、ポケット部４９０から延伸する半円形を有する。スラストリングポケット４９４は、円形であり得るとともに、ポケット部４９０と同心であり得る。
【００７２】
ギヤセット４０４は、第一サイドギヤ５００および第二サイドギヤ５０２をそれぞれ備え得るものであり、第一ピニオンギヤ５０４および第二ピニオンギヤ５０６と、横軸５０８および保持ボルト５１０とをそれぞれ備え得る。第一サイドギヤ５００は、環状ギヤ部５２０を備え得る。環状ギヤ部５２０は、複数のギヤ歯と、フランジ面５２４においてギヤ部５２０と交差し得る環状ハブ部５２２と、車軸３５４のうちの対応する一つの上に形成される噛合いスプラインセグメント（図示せず）と係合可能なスプライン開口部５２６とを備え得る。ハブ部５２２は、第一エンドセグメント４４４における第二孔部４６４の中に収容されるような大きさであり得るが、ギヤ部５２０の一部は、第一孔部４６２内に収容され得る。提供された特定の例において、スラストワッシャ５３０が、ハブ部５２２を越えるように、かつ、フランジ面５２４と近接するように配置されている。
【００７３】
第二サイドギヤ５０２はギヤ部５４０を備え得るものであり、当該ギヤ部５４０は、複数のギヤ歯、管状ハブ部５４２、および、スプライン開口部５４６を備え得る。管状ハブ部５４２は、第二サイドギヤ５０２からギヤ部５４０の反対方向に軸方向に延伸し得る。スプライン開口部５４６は、管状ハブ部５４２を通るように形成され得るとともに、車軸３５４のうちの対応する一つの上に形成された噛合いスプラインセグメント（図示せず）と係合し得る。第二サイドギヤ５０２は、第二エンドセグメント４４６における第一ポケット部４９０の中に収容され得る。スラストワッシャ５６０は、第二エンドセグメント４４６における内部面５６２と、管状ハブ部５４２における軸端面５６４との間のスラストリングポケット４９４の中に配置され得る。スラストワッシャ５６０の厚さは、第二サイドギヤ５０２の歯と第一ピニオンギヤ５０４および第二ピニオンギヤ５０６の歯との間のラッシュを制御するように選択され得る。
【００７４】
第一ピニオンギヤ５０４および第二ピニオンギヤ５０６は、クロスシャフト５０８の上に回転可能に取り付けられ得るとともに、第一サイドギヤ５００および第二サイドギヤ５０２の歯と嵌合し得る。クロスシャフト５０８は、第一サイドセグメント４４０および第二サイドセグメント４４２において、貫通孔４４８を通るように延伸し得る。ワッシャ状スペーサ４７０は、第一ピニオンギヤ５０４および第二ピニオンギヤ５０６と、第一サイドギヤ５００および第二サイドギヤ５０２との間のラッシュを制御するのに使用できる。保持ボルト５１０は、保持孔４５８の中に挿入可能であり、クロスシャフト５０８内に形成された嵌合ねじ穴４７２にねじ込み嵌合可能であり、それによって、クロスシャフト５０８を差動装置ケース４００に固定的に締結できる。
【００７５】
ロッキングシステム４０６は、第一ドグリング６００、第二ドグリング６０２、伸縮ばね６０４、スペーサリング６０６、スラスト板６０８、アクチュエータアセンブリ１０ａ、および、保持リング６１０を備え得る。
【００７６】
図２３〜２５を参照する。第一ドグリング６００は、第二サイドギヤ５０２と、ギヤ部５４０の反対側の部分において、連結（例えば、一体化して形成）され得る。第一ドグリング６００は、円周状に間隔を空けて半径方向に延伸する複数の歯６２０と、管状ハブ部５４２と歯６２０との間に配置され得る丸溝６２２とを備え得る。提供された例において、歯６２０は、相対的に非常に数が多く、浅いものであるので強度が高く、歯６２０の間で負荷が分散され、歯当たり圧力が低減される。
【００７７】
第二ドグリング６０２は、環状本体部６４０、複数の嵌合ロッキング機構６４２、丸溝６４４、および、パイロット部６４６を備え得る。環状本体部６４０は、第二環状ポケット４７２におけるポケット部４９０の中に収容され得るとともに、第一ドグリング６００の歯６２０と嵌合するように構成された複数の歯６５０を有し得る。丸溝６４４は、歯６５０の半径方向内側に配置され得るとともに、第一ドグリング６００に形成された丸溝４８２に略対応し得る。パイロット部６４６は、環状で、かつ、半径方向に突出したリムであり得る。当該リムは、伸縮ばね６０４を第二ドグリング６０２に保持するのを助ける。加えて、または、代替的に、パイロット部６４６は、第一ドグリング６００または第二サイドギヤ５０２の上に形成された嵌合機構と係合し得る。第二サイドギヤ５０２は、第二ドグリング６０２の歯６５０を第一ドグリング６００の歯６２０に係合させるのを案内するか、または、容易にすることができる。嵌合ロッキング機構６４２は、環状本体部６４０に連結され得るものであり、提供された例において、半円形のタブを有する。嵌合ロッキング機構６４２は、第二環状ポケット４７２においてロッキング機構４９２と係合するように構成される。このとき、第二ドグリング６０２は、非回転的ではあるが、差動装置ケース４００の回転軸に沿って差動装置ケース４００に対して軸方向に変位可能に、当該差動装置ケース４００に連結される。
【００７８】
スペーサリング６０６は、ロッキング機構４９２の周りのポケット部４９０の内部に配置されており、第二ドグリング６０２とポケット部４９０における面４９０ａとの間に放射状に配置され得る。伸縮ばね６０４は、あらゆる適したばねであり得るとともに、互いに離れて設置された第一ドグリング６００および第二ドグリング６０２にバイアスをかけ得る。提供された例において、伸縮ばね６０４は、丸溝６２２および６４４に配置され得る二重波ばねである。伸縮ばね６０４が第二ドグリング６０２にバイアスをかけて、スペーサリング６０６と隣接させ、かつ、スペーサリング６０６を第二エンドセグメント４４６と隣接させる。
【００７９】
スラスト板６０８がプレート部７００および複数の脚部７０２を備え得る。プレート部７００は、円環形をとり得るとともに、アクチュエータ取り付け面４８０を越えて摺動自在に収容されるような大きさであり得る。脚部７０２は、プレート部７００に連結され得るとともに、第二エンドセグメント４４６において形成されたアクチュエータ開口部４８４を介して軸方向に延伸し得る。プレート部７００の反対側にある脚部７０２の端は、適した領域において第二ドグリング６０２と係合し得る。提供された例において、スラスト板６０８は４つの脚部７０２を有しており、それらの各々が、嵌合ロッキング機構６４２のうちの対応する一つと隣接する。
【００８０】
アクチュエータアセンブリ１０ａは、図１〜１９を組み合わせた上述のアクチュエータアセンブリ１０とほぼ同じであり得るが、アクチュエータアセンブリ１０ａがブシュ７５０および回転防止ブラケット７５２を備える点は異なる。図２６および図２７を参照する。ブシュ７５０は、ＡＳＴＭ  Ｂ４３８と合致する焼結含油青銅などの適した材料で出来ていてもよい。ブシュ７５０は、締まりばめを介して第二環状側壁３６に係合するような大きさであり得る外径を有し得る。ブシュ７５０の端が環状リップ４６と隣接するように、ブシュ７５０を環状凹部４２の中に圧入してもよい。ブシュ７５０は、差動装置ケース４００（図２４）における取り付けハブ４７０（図２４）のアクチュエータ取り付け面４８０（図２４）の上でジャーナル状に支持される大きさの内径を規定し得る。
【００８１】
回転防止ブラケット７５２は、低磁化率を有する材料（例えば、３１６ステンレススチール）などの適した材料で出来ていてもよく、フレーム２０に連結可能な１つ以上のタブ部材７６０を備えていてもよい。提供された例において、回転防止ブラケット７５２は、環状本体部７６２を備える離散構造である。環状本体部７６２は、締め具（例えば、ねじ部品、リベット）、溶接、または、接着剤などの適した連結手段によってフレーム部材２０に連結され得る。タブ部材７６０は、環状本体部７６２に対して略垂直に伸び得るとともに、車軸ハウジング３５０（図２２）とアクチュエータアセンブリ１０ａとの間の相対的回転を防止するように、軸受キャップ３６２（図２２）のうちの関連する一つの反対側の外側面に係合するように構成されている。しかし、タブ部材７６０は、代わりに、フレーム２０と一体化して形成されていてもよいことを理解されたい。
【００８２】
図２３および図２４に戻る。アクチュエータアセンブリ１０ａは、プランジャ２６がスラスト板６０８におけるプレート部７００に対して隣接するように取り付けハブ４７０上に摺動可能に収容され得る。スナップリング６１０は、アクチュエータ取り付け面４８０において円周状に延伸する溝４８２の中に収容可能であり、取り付けハブ４７０からのアクチュエータアセンブリ１０ａの軸上の脱落を抑制することができる。
【００８３】
アクチュエータアセンブリ１０ａが作動するとき、脚部材７０２が第二ドグリング６０２を第一ドグリング６００の方に向かわせて、さらに、第一ドグリング６００の歯６２０と第二ドグリング６０２の歯６５０とが互いに係合するように、プランジャ２６がスラスト板６０８を変位させる。第二ドグリング６０２が非回転的に差動装置ケース４００に連結されており、かつ、第一ドグリング６００が非回転的に第二サイドギヤ５０２に連結されているので、歯６２０および歯６５０の係合によって、差動装置ケース４００を基準とする第二サイドギヤ５０２の回転が抑制され、結果として差動装置アセンブリ３５２がロックされ、車軸３５４（図２２）の間の速度差が抑制される。回転防止ブラケット７５２におけるタブ部材７６０が、近接する軸受キャップ３６２（図２２）の側面と接触することができ、それによって、車軸ハウジング３５０（図２２）を基準とするアクチュエータアセンブリ１０ａの回転が防止または制限されることを理解されたい。アクチュエータ１０ａは液体（すなわち、潤滑油および冷却オイル）に浸されるため、プランジャ２６の中の開口部１４４は表面張力および摩擦を低減させるような大きさおよび形状であり得るものであり、プランジャ２６の中の開口部１４６（図１５および２７）は、電機子スペース７０（図２７）に液体を取り入れる、または、そこから排出するためのポートを形成し得る。加えて、または、代替的に、アクチュエータ１０ａが非作動状態であって、かつ、プランジャ２６がコイルアセンブリ２２に向かって完全に回帰するとき、フランジ部材１４０（図１５）が、コイルアセンブリ２２から０．０４インチ（１ｍｍ）などの所定の間隔をおいて配置されるように、プランジャ２６が構成され得る。当業者であれば、特定の車両への車両構成部材の装備を改良するためには、車両構成部材の大きさを最低限に抑えるべきであるのがわかるだろう。しかし、フランジ部材１４０（図１５）とコイルアセンブリ２２との間の空間によって、特に潤滑油の温度が相対的に低いとき、表面張力および摩擦を低減できることがわかった。
【００８４】
アクチュエータアセンブリ１０ａは予めプログラム／較正されているので、センサアセンブリ２８を較正またはプログラムせずに、当該アセンブリ２８を差動装置ケース４００に据え付けてから、差動装置アセンブリ３５２を組立て、（必要に応じて）テストしてもよいことを理解されたい。さらに、センサアセンブリ２８はセンサ部１２２（図２７）を介してアーアマチュア２４（図２７）の位置を直接感知するので、差動装置アセンブリ３５２が動作している（例えば、ロックまたは解除されている）状態、および、電機子２４の位置（図２７）の両方を特定するのに、センサアセンブリ２８によって生成されるセンサ信号を使用できる。後者の情報は、電機子２４（図２７）の位置を直接感知することによって、電機子２４（図２７）が差動装置アセンブリ３５２を作動させるのに十分な程度変位するこれらの状態を、制御部２５６（図２２）が正確に特定することができ、その後で、電力源がアクチュエータ１０ａに供給されるように制御部２５６（図２２）が変位してもよいことにおいて重要である。例えば、制御部２５６（図１９）は、アクチュエータアセンブリ１０ａに電力を供給するために、パルス幅変調技術を用いてもよい。制御部２５６（図１９）は、相対的に高いデューティの第一サイクルを用いることができるので、アクチュエータ１０ａに印加される見掛けの電圧は、スラスト板６０８の運動を開始させて、第一差動装置アセンブリ３５２をロックさせるように、相対的に高くなる。その後で、センサターゲット１２２（図２７）が第一位置に配置された場合のセンサ信号の変化に対応して、制御部２５６（図１９）が相対的に低いデューティの第二サイクルを用い得る。この点に関して、作動状態において、アクチュエータ１０ａを保持および維持するために、相対的により低いデューティのサイクルを用い得る。より低いデューティのサイクルによって、相対的に低い見掛けの電圧が与えられ、アクチュエータ１０ａによるエネルギー消費および熱の発生が抑えられる。
【００８５】
図１および図２７におけるアクチュエータ１０および１０ａは、統合センサターゲットを備えた電機子を有するように記載されているが、当業者であれば、このアクチュエータを、より広い形態において、何らかの異なる形で構成してもよいことがわかるだろう。例えば、図２９および図３０において示されたように、センサターゲットをプランジャに直接連結してもよい。この配置では、側壁の一部またはプランジャ２６ｂにおけるリム部材１４２ｂがせん断されるとともに外側に折れて、センサタブ１０００を形成してもよく、一方で、プランジャ２６ｂの残り一方が、上述のように構成されていてもよい。強磁性体ターゲット１００２は、センサタブ１０００の上にオーバーモールドされ得る。提供された特定の例において、ターゲット開口部１００４がセンサタブ１０００を通るように形成されており、強磁性体材料１００２は、ターゲット開口部１００４に対応する位置においてセンサタブ１０００上にオーバーモールドされる。強磁性体ターゲット１００２およびセンサタブ１０００は、センサターゲット１２２ｂを規定するように協働し得る。スロット１００６は、フレーム２０ｂにおける第二環状側壁３６ｂにおいて形成されており、センサターゲット１２２ｂがフレーム２０ｂを基準として軸方向に変位するときに、センサタブ１０００および／またはセンサターゲット１２２ｂを収容することができる。上述のものと類似の方法でフレーム２０ｂにセンサアセンブリ２８ｂを連結することができ、当該センサアセンブリ２８ｂは、あらゆる適したタイプのセンサを備えることができる。提供された特定の例において、センサアセンブリ２８ｂは、マサチューセッツ州ウースターに住所を有するＡｌｌｅｇｒｏ  ＭｉｃｒｏＳｙｓｔｅｍｓ製のＡＴ６３５ＬＳＥＴＮ−Ｔセンサなどのバックバイアスホール効果センサを備える。適したセンサの更なる例としては、磁気抵抗センサおよび磁歪センサが挙げられ、これらは、ホール効果タイプセンサであり得る。
【００８６】
図３１の例は、図２９および図３０に示されたものと類似であるが、センサタブ１０００上に強磁性体材料をオーバーモールドするのではなく、センサタブ１０００に順方向バイアス磁石１０１０が連結されている点が異なる。順方向バイアス磁石１０１０は、ターゲット開口部１００４の中にはめ込まれるとともに、接着剤の使用、機械的結合および／またはオーバーモールド加工などの望ましい方法によって、センサタブ１０００に固定されてもよい。センサアセンブリ２８ｃは線形ホール素子１０１２を備えていてもよく、フレーム２０ｂに連結されていてもよく、さらに、フレーム２０ｂを基準としてプランジャ２６ｃの位置を特定するために、順方向バイアス磁石１０１０と協働してもよい。図３２の例もまた、図３１に図示されたものと類似するものであるが、フレーム２０ｂに磁気抵抗センサであるセンサアセンブリ２８ｄが連結される点が異なる。当業者であれば、磁石１０１０があらゆる適した形状をとり得ることがわかるだろう。
【００８７】
図３０〜図３２の配置について、センサターゲットにおける見掛けの磁界に対して略垂直になるように、センサアセンブリを置いていることがわかるだろう。このように構成することによって、センサターゲットにおける磁界の大きさの変動に対して相対的により強い耐性を有することを助ける。
【００８８】
特定の例について、明細書で説明するとともに図面に図示したが、当業者であれば、請求項において定義された本開示の範囲を逸脱することなく、様々な変更を行ってもよく、同等のもので構成要素の代替をしてもよいことがわかるだろう。さらに、様々な例の中で、機構、構成部材、および／または、機能を組み合せるとともに適合させることを明らかに意図しているので、特に別の説明がない限り、当業者であれば、この開示から、ある例における機構、構成部材、および／または、機能を、適切に他の例と組み合わせてもよいことがわかるだろう。さらに、本開示の本質的な範囲を逸脱することなく、特定の状況または材料を本開示の教示に適応させるように、様々な変更を行ってもよい。したがって、本開示は、本発明を実施するのに現時点で想定される最適な形態として図面に図示されるとともに明細書で説明された特定の例に限定されるものではなく、本開示の範囲は、上述の説明および添付の請求項の範囲内であるあらゆる実施形態を含む。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本開示の教示に従って構成されたアクチュエータアセンブリを示す前面図である。
【図２】図１のアクチュエータアセンブリの側面図である。
【図３】図１の線３−３に沿って切り取った断面図である。
【図４】図１のアクチュエータアセンブリの一部を示す前面図であり、フレームをより詳しく示したものである。
【図５】図４の線５−５に沿って切り取った断面図である。
【図６】フレームの部分側面図である。
【図７】図１のアクチュエータアセンブリの一部を示す前面図であり、外殻をより詳しく示したものである。
【図８】図７の線８−８に沿って切り取った断面図である。
【図９】図１のアクチュエータアセンブリの一部を示す斜視図であり、内殻をより詳しく示したものである。
【図１０】内殻の縦断面図である。
【図１１】図１のアクチュエータアセンブリの一部を示す前面図であり、コイルをより詳しく示したものである。
【図１２】図１１の線１２−１２に沿って切り取った断面図である。
【図１３】図１のアクチュエータアセンブリの一部を示す縦断面図であり、電機子をより詳しく示したものである。
【図１４】図１３の拡大部分である。
【図１５】図１のアクチュエータアセンブリの一部を示す斜視図であり、プランジャをより詳しく示したものである。
【図１６】図１の線１６−１６に沿って切り取った断面図である。
【図１７】センサアセンブリの一部を示す略断面図である。
【図１８】センサターゲットの相対位置に関する機能としてセンサアセンブリによって生成されるセンサ信号の出力を示すプロットである。
【図１９】電源および制御装置に連結されたコイルアセンブリおよびセンサアセンブリを示す概略図である。
【図２０】図１のアクチュエータアセンブリが組み立てられた後のセンサアセンブリの較正を示す正面図である。
【図２０Ａ】本開示の教示に従って構成された他のアクチュエータアセンブリを示す前面図であって、アクチュエータが冗長センサ部を有するセンサアセンブリを備える。
【図２１】本開示の教示に従って構成された駆動系を有する車の概略図である。
【図２２】図２１の車の一部を解体して示した斜視図であって、後軸アセンブリをより詳しく示したものである。
【図２３】後軸アセンブリの一部を示した分解斜視図であって、差動装置アセンブリをより詳しく示したものである。
【図２４】差動装置アセンブリの一部を解体して示した斜視図である。
【図２５】後軸アセンブリの一部を示す分解斜視図であり、差動装置アセンブリをより詳しく示したものである。
【図２６】本開示の教示に従って構成された他のアクチュエータアセンブリを示す前面図である。
【図２７】図２６の線２７−２７に沿って切り取った断面図である。
【図２８】図２６のアクチュエータアセンブリを示す側面図である。
【図２９】代替的に構成されたプランジャの一部を示す部分斜視図である。
【図３０】図２９のプランジャを示した部分概略図であり、本開示の教示に従って構成された他のアクチュエータアセンブリに内蔵されていることを示す。
【図３１】図２９のプランジャを示した部分概略図であり、本開示の教示に従って構成された他のアクチュエータアセンブリに内蔵されていることを示す。
【図３２】図２９のプランジャを示した部分概略図であり、本開示の教示に従って構成された他のアクチュエータアセンブリに内蔵されていることを示す。
【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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【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１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２０Ａ】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
2010501803.tif 000035
【国際調査報告】
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