(57)【要約】  切り替え可能な線形アクチュエータ機器及び機器を使用したオーバーランニング非摩擦径方向連結制御アセンブリを提供する。機器は、実並進力を生み出すために対応する磁場を発生させる磁気源を有する。機器は、第１のロック部材と、第１の電子切り替え磁場及び第２の電子切り替え磁場を発生させるようにそれぞれ構成された第１の電磁波源、及び第２の電磁波源を含む固定子構造体とを含む。並進器構造体は、輪郭面を有する第１のカム及び第２のカムと、径方向の空隙を渡って固定子構造体に磁気的に連結された磁気ラッチ永久磁気源とを含む。並進器構造体は、第１の実並進力及び第２の実並進力を受けて、それぞれ第１の軸方向位置と第２の軸方向位置との間及び第２の軸方向位置と第３の軸方向位置との間を軸に沿って並進し、第１のロック部材及び第２のロック部材をそれぞれ第１のカム及び第２のカムの輪郭面に載せ、一連のシフトを実行する。【選択図】図１
2020521920.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非摩擦連結アセンブリの動作モードを制御するための切り替え可能な線形アクチュエータ機器であって、前記機器が複数の実並進力を生み出すために対応する磁場を発生させる複数の磁気源を有し、前記機器が、
前記連結アセンブリの第１の負荷ベアリング肩部と当接係合することを特徴とする非連結位置と連結位置との間を枢動可能な第１のロック部材と、
前記連結アセンブリの第２の負荷ベアリング肩部と当接係合することを特徴とする非連結位置と連結位置との間を枢動可能な第２のロック部材と、
第１の電子切り替え磁場を生み出すように構成された第１の電磁波源、及び第２の電子切り替え磁場を生み出すように構成された第２の電磁波源を含む固定子構造体と、
輪郭面を有する第１のカム、輪郭面を有する第２のカム、及び前記固定子構造体と径方向の空隙を渡って磁気的に連結された磁気ラッチ永久磁気源を含む並進器構造体とを含み、
前記並進器構造体が、前記連結アセンブリの異なる動作モードに対応する複数の所定の個別軸方向位置間を軸に沿って前記固定子構造体に対して並進移動をするように支持され、前記並進器構造体が、第１の実並進力を受けて第１の軸方向位置と第２の軸方向位置との間を前記軸に沿って並進し、前記第１のロック部材を前記第１のカムの輪郭面に載せて、前記第１のロック部材に前記連結アセンブリの異なる動作モードに対応するその連結位置と非連結位置との間を枢動させ、前記並進器構造体が、第２の実並進力を受けて前記第２の軸方向位置と第３の軸方向位置との間を前記軸に沿って並進し、前記第２のロック部材を前記第２のカムの前記輪郭面に載せて、前記第２のロック部材に前記連結アセンブリの異なる動作モードに対応するその連結位置と非連結位置との間を枢動させ、前記第１の実並進力が、前記第１の電磁波源の通電によって発生する第１の並進力及び前記永久磁石源の前記軸に沿った直線上の位置に基づく磁気ラッチ力を含み、前記第２の実並進力が、前記第２の電磁波源の通電によって発生する第２の並進力及び前記永久磁石源の前記軸に沿った直線上の位置に基づく磁気ラッチ力を含むことを特徴とする線形アクチュエータ機器。
【請求項２】
請求項１に記載の機器において、前記第１のロック部材がフォワードロック部材を含むことを特徴とする機器。
【請求項３】
請求項１に記載の機器において、前記第２のロック部材がリバースロック部材又は惰行ロック部材を含むことを特徴とする機器。
【請求項４】
請求項１に記載の機器において、前記第１の軸方向位置が最大「オフ」位置であり、前記第３の軸方向位置が最大「オン」位置であり、前記第２の軸方向位置が前記最大「オン」位置と前記最大「オフ」位置の中間にある軸方向位置であることを特徴とする機器。
【請求項５】
請求項１に記載の機器において、前記並進器構造体が、前記第１のカムを共動するように支持する双方向に移動可能な第１のプランジャと、前記第２のカムを共動するように支持する双方向に移動可能な第２のプランジャとを含むことを特徴とする機器。
【請求項６】
請求項１に記載の機器において、前記連結アセンブリが径方向クラッチアセンブリであることを特徴とする機器。
【請求項７】
請求項１に記載の駆動装置において、前記カムがそれぞれ漏斗形状であることを特徴とする駆動装置。
【請求項８】
第１の非摩擦連結アセンブリ及び第２の非摩擦連結アセンブリの動作モードを制御するための切り替え可能な線形アクチュエータ機器であって、前記機器が、複数の実並進力を生み出すために対応する磁場を発生させる複数の磁気源を有し、前記機器が、
前記第１の連結アセンブリの第１の負荷ベアリング肩部と当接係合することを特徴とする非連結位置と連結位置との間を枢動可能な第１のロック部材と、
前記第１の連結アセンブリの第２の負荷ベアリング肩部と当接係合することを特徴とする非連結位置と連結位置との間を枢動可能な第２のロック部材と、
前記第２の連結アセンブリの第１の負荷ベアリング肩部と当接係合することを特徴とする非連結位置と連結位置との間を枢動可能な第３のロック部材と、
第１の電子切り替え磁場を発生させるように構成された第１の電磁波源、第２の電子切り替え磁場を発生させるように構成された第２の電磁波源、及び第３の電子切り替え磁場を発生させるように構成された第３の電磁波源を含む固定子構造体と、
輪郭面を有する第１のカム、輪郭面を有する第２のカム、輪郭面を有する第３のカム、及び前記固定子構造体と径方向の空隙を渡って電磁的に連結された磁気ラッチ永久磁気源を含む並進器構造体とを含み、
前記並進器構造体が、前記連結アセンブリの異なる動作モードに対応する複数の所定の個別軸方向位置間を軸に沿って第１の反対方向及び第２の反対方向に固定子構造体に対して並進移動するように支持され、前記並進器構造体が、第１の実並進力を受けて第１の軸方向位置と第２の軸方向位置との間を前記第１の方向に前記軸に沿って並進し、前記第１のロック部材を前記第１のカムの前記輪郭面に載せて、前記第１のロック部材に前記第１の連結アセンブリの異なる動作モードに対応するその連結位置と非連結位置との間を枢動させ、前記並進器構造体が、第２の実並進力を受けて前記第２の軸方向位置と第３の軸方向位置との間を前記軸に沿って前記第１の方向に並進し、前記第２のロック部材を前記第２のカムの前記輪郭面に載せて、前記第２のロック部材に前記第１の連結アセンブリの異なる動作モードに対応するその連結位置と非連結位置との間を枢動させ、前記並進器構造体が、第３の実並進力を受けて前記第１の軸方向位置と第４の軸方向位置との間を前記第２の方向に前記軸に沿って並進し、前記第３のロック部材を前記第３のカムの前記輪郭面に載せて、前記第３のロック部材に前記第２の連結アセンブリの異なる動作モードに対応するその連結位置と非連結位置との間を枢動させ、前記第３の実並進力が、前記第３の電磁波源の通電によって発生する第３の並進力及び前記永久磁石源の前記軸に沿った直線上の位置に基づく磁気ラッチ力を含み、前記第１の実並進力が、前記第１の電磁波源の通電によって発生する第１の並進力及び前記永久磁石源の前記軸に沿った直線上の位置に基づく磁気ラッチ力を含み、前記第２の実並進力が、前記第２の電磁波源の通電によって発生する第２の並進力及び前記永久磁石源の前記軸に沿った直線上の位置に基づく磁気ラッチ力を含むことを特徴とする切り替え可能な線形アクチュエータ機器。
【請求項９】
請求項８に記載の機器において、前記第１のロック部材及び前記第３のロック部材がフォワードロック部材を含むことを特徴とする機器。
【請求項１０】
請求項８に記載の機器において、前記第２のロック部材がリバースロック部材又は惰行ロック部材を含むことを特徴とする機器。
【請求項１１】
請求項８に記載の機器において、前記第１の軸方向位置が最大「オフ」位置であり、前記第３の軸方向位置が最大「オン」位置であり、前記第２の軸方向位置が前記最大「オン」位置と前記最大「オフ」位置の中間にある軸方向位置であり、前記第４の軸方向位置が最大「オン」位置であることを特徴とする機器。
【請求項１２】
請求項８に記載の機器において、前記並進器構造体が、前記第１のカム及び前記第３のカムを共動するように支持する双方向に移動可能な第１のプランジャと、前記第２のカムを共動するように支持する双方向に移動可能な第２のプランジャとを含むことを特徴とする機器。
【請求項１３】
請求項８に記載の機器において、前記連結アセンブリが径方向クラッチアセンブリであることを特徴とする機器。
【請求項１４】
請求項８に記載の駆動装置において、前記カムがそれぞれ漏斗形状であることを特徴とする駆動装置。
【請求項１５】
共通の回転軸の周りを相互に対して回転するように支持された一対の連結部材を含む非摩擦連結アセンブリと、
前記連結アセンブリの前記動作モードを制御するための切り替え可能な線形アクチュエータ機器であって、前記機器が、複数の実並進力を生み出すために対応する磁場を発生させる複数の磁気源を有する線形アクチュエータ機器を含むオーバーランニング非摩擦径方向連結制御アセンブリであって、前記機器が、
前記連結アセンブリの第１の負荷ベアリング肩部と当接係合することを特徴とする非連結位置と連結位置との間を枢動可能な第１のロック部材と、
前記連結アセンブリの第２の負荷ベアリング肩部と当接係合することを特徴とする非連結位置と連結位置との間を枢動可能な第２のロック部材と、
第１の電子切り替え磁場を生み出すように構成された第１の電磁波源、及び第２の電子切り替え磁場を生み出すように構成された第２の電磁波源を含む固定子構造体と、
輪郭面を有する第１のカム、輪郭面を有する第２のカム、及び前記固定子構造体と径方向の空隙を渡って磁気的に連結された磁気ラッチ永久磁気源を含む並進器構造体とを含み、
前記第１のロック部材及び前記第２のロック部材が、前記連結部材が軸の周りを第１の反対方向及び第２の反対方向にそれぞれ相互に対して回転しないように前記連結部材を共に選択的機械的に連結し、
前記並進器構造体が、前記連結アセンブリの異なる動作モードに対応する複数の所定の個別軸方向位置間を前記軸に沿って前記固定子構造体に対して並進移動するように支持され、前記並進器構造体が、第１の実並進力を受けて第１の軸方向位置と第２の軸方向位置との間を前記軸に沿って並進し、前記第１のロック部材を前記第１のカムの前記輪郭面に載せて、前記第１のロック部材に前記連結アセンブリの異なる動作モードに対応するその連結位置と非連結位置との間を枢動させ、前記並進器構造体が、第２の実並進力を受けて前記第２の軸方向位置と第３の軸方向位置との間を前記軸に沿って並進し、前記第２のロック部材を前記第２のカムの前記輪郭面に載せて、前記第２のロック部材に前記連結アセンブリの異なる動作モードに対応するその連結位置と非連結位置との間を枢動させ、前記第１の実並進力が、前記第１の電磁波源の通電によって発生する第１の並進力及び前記永久磁石源の前記軸に沿った直線上の位置に基づく磁気ラッチ力を含み、前記第２の実並進力が、前記第２の電磁波源の通電によって発生する第２の並進力及び前記永久磁石源の前記軸に沿った直線上の位置に基づく磁気ラッチ力を含むことを特徴とするオーバーランニング非摩擦径方向連結制御アセンブリ。
【請求項１６】
請求項１５に記載のアセンブリにおいて、前記第１のロック部材がフォワードロック部材を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１７】
請求項１５に記載のアセンブリにおいて、前記第２のロック部材がリバースロック部材又は惰行ロック部材を含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項１８】
請求項１５に記載のアセンブリにおいて、前記第１の軸方向位置が最大「オフ」位置であり、前記第３の軸方向位置が最大「オン」位置であり、前記第２の軸方向位置が前記最大「オン」位置及び前記最大「オフ」位置の中間にある軸方向位置であることを特徴とするアセンブリ。
【請求項１９】
請求項１５に記載のアセンブリにおいて、前記並進器構造体が、前記第１のカムを共動するように支持する双方向に移動可能な第１のプランジャと、前記第２のカムを共動するように支持する双方向に移動可能な第２のプランジャとを含むことを特徴とするアセンブリ。
【請求項２０】
請求項１５に記載のアセンブリにおいて、前記カムがそれぞれ漏斗形状であることを特徴とするアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１７年６月１日に提出された米国仮特許出願第６２／５１３，５６７号明細書の利益を主張するものである。
【０００２】
本発明は、概して、オーバーランニング非摩擦径方向連結制御アセンブリ及びこのようなアセンブリで使用する切り替え可能な線形アクチュエータ機器に関する。
【背景技術】
【０００３】
典型のワンウェイクラッチ（ＯＷＣ）は、内輪、外輪、及び二輪間のロック機器から構成される。ワンウェイクラッチは、ある方向ではロックし、他方の方向では自由回転が可能となるように設計されたものである。車両のオートマチックトランスミッションに使用されることの多い二種類のワンウェイクラッチは、以下を含む。
【０００４】
ワンウェイクラッチのインナーレースとアウターレースとの間のバネ付きローラから構成されるローラタイプ（ローラタイプは、適用によってはバネなしで使用されることもある）。
【０００５】
ワンウェイクラッチのインナーレースとアウターレースとの間に置かれた非対称形状のウェッジから構成される輪止めタイプである。
【０００６】
ワンウェイクラッチはトランスミッションに使用されるのが典型であり、あるギアシフト中の駆動トルクの遮断（即ち、パワーフロー）を防ぎ、惰性走行中のエンジンブレーキを可能にするものである。
【０００７】
制御可能又は選択可能なワンウェイクラッチ（即ち、ＯＷＣ）は、従来のワンウェイクラッチの設計から発展したものである。選択可能なＯＷＣは、スライドプレートと組み合わせた第２の一組のロック部材を追加したものである。ロック部材にスライドプレートを加えたセットを追加したことにより、多数の機能がＯＷＣに加わる。設計のニーズによって、制御可能なＯＷＣは、回転シャフト又は固定シャフト間の一方向又は双方向への機械的結合をもたらすことができる。また、設計により、ＯＷＣは一方向又は双方向にオーバーランすることができる。制御可能なＯＷＣは、外部から制御する選択機構又は制御機構を含む。この選択機構の動作は、異なる動作モードに対応する２つ以上の位置間で可能である。
【０００８】
米国特許第５，９２７，４５５号明細書が双方向オーバーラン歯止め型クラッチを、米国特許第６，２４４，９６５号明細書が平面オーバーラン連結を、米国特許第６，２９０，０４４号明細書がオートマチックトランスミッションで使用する選択可能なワンウェイクラッチアセンブリを開示している。
【０００９】
米国特許第７，２５８，２１４号明細書及び第７，３４４，０１０号明細書がオーバーラン連結アセンブリを、米国特許第７，４８４，６０５号明細書がオーバーラン径方向連結アセンブリ又はクラッチを開示している。
【００１０】
適切に設計された制御可能なＯＷＣは、「オフ」状態においてゼロに近い寄生損失を有することができる。これは電気機械技術によって駆動することもでき、油圧ポンプ及び油圧弁の複雑性又は寄生損失をいずれももたない。
【００１１】
他の関連する米国特許出願公開には、米国特許出願公開第２０１１／０１４０４５１号明細書、同第２０１１／０２１５５７５号明細書、同第２０１１／０２３３０２６号明細書、同第２０１１／０１７７９００号明細書、同第２０１０／００４４１４１号明細書、同第２０１０／００７１４９７号明細書、同第２０１０／０１１９３８９号明細書、同第２０１０／０２５２３８４号明細書、同第２００９／０１３３９８１号明細書、同第２００９／０１２７０５９号明細書、同第２００９／００８４６５３号明細書、同第２００９／０１９４３８１号明細書、同第２０００９／０１４２２０７号明細書、同第２００９／０２５５７７３号明細書、同第２００９／００９８９６８号明細書、同第２０１０／０２３０２２６号明細書、同第２０１０／０２００３５８号明細書、同第２００９／０２１１８６３号明細書、同第２００９／０１５９３９１号明細書、同第２００９／００９８９７０号明細書、同第２００８／０２２３６８１号明細書、同第２００８／０１１０７１５号明細書、同第２００８／０１６９１６６号明細書、同第２００８／０１６９１６５号明細書、同第２００８／０１８５２５３号明細書、同第２００７／０２７８０６１号明細書、同第２００７／００５６８２５号明細書、同第２００６／０２５２５８９号明細書、同第２００６／０２７８４８７号明細書、同第２００６／０１３８７７７号明細書、同第２００６／０１８５９５７号明細書、同第２００４／０１１０５９４号明細書が含まれ、次の米国特許第７，９４２，７８１号明細書、同第７，８０６，７９５号明細書、同第７，６９５，３８７号明細書、同第７，６９０，４５５号明細書、同第７，４９１，１５１号明細書、同第７，４８４，６０５号明細書、同第７，４６４，８０１号明細書、同第７，３４９，０１０号明細書、同第７，２７５，６２８号明細書、同第７，２５６，５１０号明細書、同第７，２２３，１９８号明細書、同第７，１９８，５８７号明細書、同第７，０９３，５１２号明細書、同第６，９５３，４０９号明細書、同第６，８４６，２５７号明細書、同第６，８１４，２０１号明細書、同第６，５０３，１６７号明細書、同第６，３２８，６７０号明細書、同第６，６９２，４０５号明細書、同第６，１９３，０３８号明細書、同第４，０５０，５６０号明細書、同第４，３４０，１３３号明細書、同第５，５９７，０５７号明細書、同第５，９１８，７１５号明細書、同第５，６３８，９２９号明細書、同第５，３４２，２５８号明細書、同第５，３６２，２９３号明細書、同第５，６７８，６６８号明細書、同第５，０７０，９７８号明細書、同第５，０５２，５３４号明細書、同第５，３８７，８５４号明細書、同第５，２３１，２６５号明細書、同第５，３９４，３２１号明細書、同第５，２０６，５７３号明細書、同第５，４５３，５９８号明細書、同第５，６４２，００９号明細書、同第６，０７５，３０２号明細書、同第６，０６５，５７６号明細書、同第６，９８２，５０２号明細書、同第７，１５３，２２８号明細書、同第５，８４６，２５７号明細書、同第５，９２４，５１０号明細書、及び同第５，９１８，７１５号明細書が含まれる。
【００１２】
リニアモータは、固定子及び回転子を「広げる」ことにより、トルク（回転）を生み出す代わりにその長さに沿った直線力を生み出す電動機である。最も一般的な動作モードは、かけられた力が電流及び磁場に直線的に比例するローレンツ型アクチュエータとしてのものである。米国特許出願公開第２００３／０１０２１９６号明細書が、双方向リニアモータを開示している。
【００１３】
リニアステッピングモータは、低質量ペイロードでの急加速及び高速移動を要する位置決め用途のために使用される。機械的な簡素さ及び精密なオープンルック動作は、ステッピングリニアモータシステムの付加的な特徴である。
【００１４】
リニアステッピングモータは、回転ステッピングモータと同一の電磁原理で作動する。静止部又は静止プラテンは、所望の移動長にわたって延びる受動歯付スチールバーである。永久磁石、歯付電磁石、及びベアリングが、可動要素又はフォーサに組み込まれている。フォーサは、プラテンに沿って双方向に移動し、界磁巻線の電流の状態に応じて個別の位置を確実にする。一般に、このモータは二段階であるが、より多数の段階を使用可能である。
【００１５】
リニアステッピングモータは従来技術では周知であり、確立された磁気理論の原理で作動する。リニアステッピングモータの固定子又はプラテンの部材は、横行距離にわたって延び、モータのいわゆるフォーサ部品のトラックにおいて機能する複数の平行な歯を有する細長い長方形のスチールバーで構成される。
【００１６】
プラテンはモータの作動中は完全に受動的であり、磁石及び電磁石はすべてフォーサ又は電機子の部材の中に組み込まれている。フォーサは、その界磁巻線の電流の状態に応じて個別の位置を引き受けているプラテンに沿って双方向に移動する。
【００１７】
本願と同一の譲受人に譲渡され、本願と関連する米国特許文書には、米国特許第８，８１３，９２９号明細書、同第８，８８８，６３７号明細書、同第９，１０９，６３６号明細書、同第９，１８６，９７７号明細書、同第９，３０３，６９９号明細書、同第９，４３５，３８７号明細書、同第９，４４１，７０８号明細書、及び米国特許出願公開第２０１２／０１４９５１８号明細書、同第２０１３／０２５６０７８号明細書、同第２０１３／０２７７１６４号明細書、同第２０１４／０１０００７１号明細書、同第２０１５／００００４４２号明細書、及び同第２０１５／００１４１１６号明細書が含まれる。上述の共通に譲渡された特許文書の開示はすべて、その全体が本明細書に参照によって含まれる。
【００１８】
本願の譲受人に譲渡された上述の関連する特許文書のなかには、２ポジションリニアモータｅＣＭＤ（電気的に制御可能な機械ダイオード）を開示しているものもある。この機器は、両レース（即ち、ノッチプレート及びポケットプレート）が回転する動的ワンウェイクラッチである。リニアモータ又はアクチュエータは移動し、次に、固定子によって生み出される磁場を介してストラットに連結されたプランジャを移動させる。アクチュエータは、クラッチを２つの状態、ＯＮ及びＯＦＦにラッチする永久磁石のリングを有する。ある状態から他方の状態に移行する間のみ電力が消費される。一度所望の状態になると、磁石がラッチし、電力は切られる。
【００１９】
米国特許出願公開第２０１５／００００４４２号明細書、同第２０１６／００４７４３９号明細書、及び米国特許第９，４４１，７０８号明細書が、３ポジションリニアモータ磁気ラッチ２ウェイＣＭＤを開示している。
【００２０】
局所的又は遠隔の磁気源、即ち電流及び／又は永久磁石（ＰＭ）の材料による機械力は、磁気源により作られるか又は「励磁」された磁場を分析することにより特定可能である。磁場は、空間の任意の位置において局所又は遠隔の磁気源の影響力の大きさ及び方向を示すベクトル場である。任意の関心ある領域内のある位置における磁場の強さ又は大きさは、励磁源の強さ、量、及び相対的位置と、励磁源の位置と所定の関心ある領域の位置との間の様々な媒体の磁気的特性とによって決まる。磁気的特性とは、単位体積の物質を「磁化」するため、即ち、あるレベルの磁場力を確立するために、「どれだけ容易か」を決定するか、又は求められる励磁レベルが「どれだけ低いか」を決定する物質特性のことである。一般には、鉄原料を含有する領域が、空気又はプラスチック原料を含有する領域と比較して「磁化」が大幅に容易である。
【００２１】
磁場は、空間領域及び物質構造内を横断する閉曲線である三次元の磁力線で表すか又は説明できる。磁気構造内に磁気「作用」（計測可能なレベルの機械力の発生）が生じると、これらの磁力線は、構造内で磁気源を連結するか又はリンクするように見られる。磁力線が構造の全電流路又は電流路の一部を取り囲むと、電流源と連結／リンクする。磁力線は、一般には永久磁化の方向か又はこれと反対方向にＰＭ物質を横断すると、ＰＭ源と連結／リンクする。相互に交わらない個々の磁力線又は磁場線は、線の拡がりに沿ったすべての位置において引張応力のレベルを示し、伸ばされた「ゴムバンド」の張力に良く似て、引張されて閉磁力曲線の形状をなす。これは、磁性機械構造において空隙をわたり磁力を発生させる基本方法である。
【００２２】
一般に、構造内の磁力線のグラフを分析することにより、磁性機械の一部における合力発生の方向を特定できる。機械要素を隔てる空隙をわたる任意の一方向への磁力線が増大すればするほど（即ち、ゴムバンドが伸びれば伸びるほど）、機械要素間の所定の方向への「引張」力が増大する。
【００２３】
金属射出成形（ＭＩＭ）は、微細粉末状の金属が一定量のバインダー材料と混合され、射出成形として周知のプロセスによってプラスチック加工装置によって取り扱うことのできる「供給原料」を含む金属加工プロセスである。成形プロセスにより、複雑な部品を単一の作業で大量に成形可能となる。最終製品は一般に、様々な産業で用いられ様々に適用される部品製品である。ＭＩＭ供給原料の流動特性は、レオロジーと呼ばれる物理学によって定義される。現在の機器能力は、モールド１「ショット」につき１００グラム以下の典型量を用いて成形可能である製品に限定することを加工に求めている。レオロジーは、この「ショット」を多数の空洞に配することを可能にすることにより、さもなければ他の方法又は従来の方法によって生産するには非常に費用がかかると思われる、大量の小型且つ複雑な製品について、費用効率を高くしている。ＭＩＭ供給原料中の使用可能な様々な金属は粉末冶金と呼ばれ、周知のエキゾチック金属の適用についての業界基準で見いだされた同一の合金成分を含有する。成形形状には調整作業が引き続き実施され、バインダー材料が除去され、金属粒子が合体し金属合金に求められる状態となる。
【００２４】
動的に変化する走行条件下のドライバビリティの必要条件に合うように、自動車両パワートレインの多段（即ち、ステップ比）オートマチックトランスミッションが、トルク源と駆動軸との間のギア比を調整する。いわゆる「前段位（ｏｆｆ−ｇｏｉｎｇ）クラッチ」（「ＯＧＣ」）が開放されている際に、いわゆる「次段位（ｏｎ−ｃｏｍｉｎｇ）クラッチ」（「ＯＣＣ」）を係合することによりギア比の変更が達成される。トランスミッション摩擦要素又はブレーキとして言及され得るクラッチは、内燃機関から車両牽引車輪までのパワー流路を確立し、遮断する。車両の加速中、所定のエンジンスロットルの開度に対して車両速度が上昇すると、トランスミッション入力軸速度対トランスミッション出力軸速度の比である全速度比が低下する。これがシフトアップである。
【００２５】
同期シフトアップの場合、ＯＣＣが係合してギア比（即ち、全速度比）及びトルク比（出力トルク対入力トルク比）の両方を低下させる。同期シフトアップの事象は、準備相、トルク相、及びイナーシャ相として言及され得る三相に分かれ得る。トルク相は、ＯＣＣトルクがこれを開放する目的で有意でないレベルに向かって低減するように制御される期間である。同時に、トルク相の間、ＯＣＣは、有意でないレベルから増大するように制御されることにより、従来のシフトアップ制御によるＯＣＣの係合を開始する。
【００２６】
クラッチの係合及び開放のタイミングは、ギアリングにより２つのトルク流路の瞬間的な活性化を起こす結果となり、これによりトルク伝達がトランスミッション出力軸において瞬間的に低下することになる。「トルクホール」と言及され得るこの状態は、ＯＧＣの開放前に発生する。自動車乗員は、不快なシフトショックとして大きなトルクホールを受け得る。準備相は、トルク相の前の期間である。イナーシャ相は、トルク相の後、ＯＧＣが保持容量の実質的低下によりスリップし始める期間である。
【００２７】
自動マニュアルトランスミッション（ＡＭＴ）は、自動車に使用される自動シフトトランスミッションの一種であり、トルクコンバータを省くことにより機械効率を改善したものである。このような自動マニュアルトランスミッションは、典型では、伝達制御装置又はある種の電子制御装置（ＥＣＵ）によって制御される複数の電動式アクチュエータを含み、マニュアルトランスミッションにおいて従来見られる噛み合い歯車の係合を制御する同期化クラッチを自動的にシフトする。ＡＭＴのシフト中、エンジントルクはクラッチを介して自動車から遮断される。トランスミッションが比を変更する間、トルクは遮断される。比が変更された後、クラッチは、エンジンをドライブトレインに再度接続し直す。このアプローチによる問題は、トルクの遮断中、エンジンがドライブトレインに接続し直った際に、運転者が運転席において前方に突かれ、その後後方に突かれることである。このシフト事象は、１秒もの間であり得る。これは望ましくない「シフト感」である。また、自動車はこの移行の間加速せず、望ましくない運転状況（通りへの合流（ｐｕｌｌｉｎｇ  ｏｕｔ）、合流（ｍｅｒｇｉｎｇ）等）につながる。
【００２８】
本願の目的のため、「連結」という用語は、クラッチ又はブレーキを含むものと解釈されるべきであり、ここでプレートの１つがトランスミッションのトルク伝達要素と駆動可能に接続され、他のプレートが別のトルク伝達要素と駆動可能に接続されるか、又はトランスミッションハウジングに対して固定され不動に保持されるものである。「連結」、「クラッチ」及び「ブレーキ」という用語は、同義で用いられ得る。
【発明の概要】
【００２９】
本発明の少なくとも一実施形態の目的は、切り替え可能な線形アクチュエータ機器及びオーバーランニング非摩擦径方向連結制御アセンブリを提供することであり、これらの両方は、複数の磁気源を利用して並進機構造体を移動させ一連のシフトを実行するものである。
【００３０】
本発明の少なくとも一実施形態の上記目的及び他の目的の実行において、非摩擦連結アセンブリの動作モードを制御するための切り替え可能な線形アクチュエータ機器を提供する。機器は、複数の実並進力を生み出すために対応する磁場を発生させる複数の磁気源を有する。機器は、連結アセンブリの第１の負荷ベアリング肩部と当接係合することを特徴とする非連結位置と連結位置との間を枢動可能な第１のロック部材を有する。第２のロック部材が、非連結位置と連結位置との間を枢動可能であり、連結アセンブリの第２の負荷ベアリング肩部と当接係合することを特徴とする。固定子構造体が、第１の電子切り替え磁場を生み出すように構成された第１の電磁波源、及び第２の電子切り替え磁場を生み出すように構成された第２の電磁波源を含む。並進器構造体が、輪郭面を有する第１のカム、輪郭面を有する第２のカム、及び固定子構造体と径方向の空隙を渡って磁気的に連結された磁気ラッチ永久磁気源を含む。並進器構造体は、連結アセンブリの異なる動作モードに対応する複数の所定の個別軸方向位置間を軸に沿って固定子構造体に対して並進移動をするように支持されている。並進器構造体は、第１の実並進力を受けて第１の軸方向位置と第２の軸方向位置との間を軸に沿って並進し、第１のロック部材を第１のカムの輪郭面に載せて、第１のロック部材に連結アセンブリの異なる動作モードに対応するその連結位置と非連結位置との間を枢動させる。並進器構造体は、第２の実並進力を受けて第２の軸方向位置と第３の軸方向位置との間を軸に沿って並進し、第２のロック部材を第２のカムの輪郭面に載せて、第２のロック部材に連結アセンブリの異なる動作モードに対応するその連結位置と非連結位置との間を枢動させる。第１の実並進力は、第１の電磁波源の通電によって発生する第１の並進力及び永久磁石源の軸に沿った直線上の位置に基づく磁気ラッチ力を含む。第２の実並進力は、第２の電磁波源の通電によって発生する第２の並進力及び永久磁石源の軸に沿った直線上の位置に基づく磁気ラッチ力を含む。
【００３１】
第１のロック部材は、フォワードロック部材を含み得る。
【００３２】
第２のロック部材は、リバースロック部材又は惰行ロック部材を含み得る。
【００３３】
第１の軸方向位置は最大「オフ」位置であり、第３の軸方向位置は最大「オン」位置であり、第２の軸方向位置は最大「オン」位置と最大「オフ」位置の中間にある軸方向位置であり得る。
【００３４】
並進器構造体は、第１のカムを共動するように支持する双方向に移動可能な第１のプランジャと、第２のカムを共動するように支持する双方向に移動可能な第２のプランジャとを含み得る。
【００３５】
連結アセンブリは、径方向クラッチアセンブリであり得る。
【００３６】
カムは、それぞれ漏斗形状であり得る。
【００３７】
さらに、本発明の少なくとも一実施形態の上記目的及び他の目的の実行において、第１の非摩擦連結アセンブリ及び第２の非摩擦連結アセンブリの動作モードを制御するための切り替え可能な線形アクチュエータ機器を提供する。機器は、複数の実並進力を生み出すために対応する磁場を発生させる複数の磁気源を有する。機器は、第１の連結アセンブリの第１の負荷ベアリング肩部と当接係合することを特徴とする非連結位置と連結位置との間を枢動可能な第１のロック部材を含む。第２のロック部材が、非連結位置と連結位置との間を枢動可能であり、第１の連結アセンブリの第２の負荷ベアリング肩部と当接係合することを特徴とする。第３のロック部材が、非連結位置と連結位置との間を枢動可能であり、第２の連結アセンブリの第１の負荷ベアリング肩部と当接係合することを特徴とする。固定子構造体が、第１の電子切り替え磁場を発生させるように構成された第１の電磁波源、第２の電子切り替え磁場を発生させるように構成された第２の電磁波源、及び第３の電子切り替え磁場を発生させるように構成された第３の電磁波源を含む。並進器構造体が、輪郭面を有する第１のカム、輪郭面を有する第２のカム、輪郭面を有する第３のカム、及び固定子構造体と径方向の空隙を渡って電磁的に連結された磁気ラッチ永久磁気源を含む。並進器構造体は、連結アセンブリの異なる動作モードに対応する複数の所定の個別軸方向位置間を軸に沿って第１の反対方向及び第２の反対方向に固定子構造体に対して並進移動するように支持されている。並進器構造体は、第１の実並進力を受けて第１の軸方向位置と第２の軸方向位置との間を第１の方向に軸に沿って並進し、第１のロック部材を第１のカムの輪郭面に載せて、第１のロック部材に第１の連結アセンブリの異なる動作モードに対応するその連結位置と非連結位置との間を枢動させる。並進器構造体は、第２の実並進力を受けて第２の軸方向位置と第３の軸方向位置との間を軸に沿って第１の方向に並進し、第２のロック部材を第２のカムの輪郭面に載せて、第２のロック部材に第１の連結アセンブリの異なる動作モードに対応するその連結位置と非連結位置との間を枢動させる。並進器構造体は、第３の実並進力を受けて第１の軸方向位置と第４の軸方向位置との間を第２の方向に軸に沿って並進し、第３のロック部材を第３のカムの輪郭面に載せて、第３のロック部材に第２の連結アセンブリの異なる動作モードに対応するその連結位置と非連結位置との間を枢動させる。第３の実並進力は、第３の電磁波源の通電によって発生する第３の並進力及び永久磁石源の軸に沿った直線上の位置に基づく磁気ラッチ力を含む。第１の実並進力は、第１の電磁波源の通電によって発生する第１の並進力及び永久磁石源の軸に沿った直線上の位置に基づく磁気ラッチ力を含む。第２の実並進力は、第２の電磁波源の通電によって発生する第２の並進力及び永久磁石源の軸に沿った直線上の位置に基づく磁気ラッチ力を含む。
【００３８】
第１のロック部材及び第３のロック部材は、フォワードロック部材を含み得る。
【００３９】
第２のロック部材は、リバースロック部材又は惰行ロック部材を含み得る。
【００４０】
第１の軸方向位置は最大「オフ」位置であり、第３の軸方向位置は最大「オン」位置であり、第２の軸方向位置は最大「オン」位置と最大「オフ」位置の中間にある軸方向位置であり、第４の軸方向位置は最大「オン」位置であり得る。
【００４１】
並進器構造体は、第１のカム及び第３のカムを共動するように支持する双方向に移動可能な第１のプランジャと、第２のカムを共動するように支持する双方向に移動可能な第２のプランジャとを含み得る。
【００４２】
連結アセンブリは、径方向クラッチアセンブリであり得る。
【００４３】
カムは、それぞれ漏斗形状であり得る。
【００４４】
またさらに、本発明の少なくとも一実施形態の上記目的及び他の目的の実行において、オーバーランニング非摩擦径方向連結制御アセンブリを提供する。アセンブリは、共通の回転軸の周りを相互に対して回転するように支持された一対の連結部材を有する非摩擦連結アセンブリを含む。切り替え可能な線形アクチュエータ機器が、連結アセンブリの動作モードを制御する。機器は、複数の実並進力を生み出すために対応する磁場を発生させる複数の磁気源を有する。機器は、連結アセンブリの第１の負荷ベアリング肩部と当接係合することを特徴とする非連結位置と連結位置との間を枢動可能な第１のロック部材を含む。第２のロック部材が、非連結位置と連結位置との間を枢動可能であり、連結アセンブリの第２の負荷ベアリング肩部と当接係合することを特徴とする。第１のロック部材及び第２のロック部材は、連結部材が軸の周りを第１の反対方向及び第２の反対方向にそれぞれ相互に対して回転しないように連結部材を共に選択的機械的に連結する。固定子構造体が、第１の電子切り替え磁場を生み出すように構成された第１の電磁波源、及び第２の電子切り替え磁場を生み出すように構成された第２の電磁波源を含む。並進器構造体が、輪郭面を有する第１のカム、輪郭面を有する第２のカム、及び固定子構造体と径方向の空隙を渡って磁気的に連結された磁気ラッチ永久磁気源を含む。並進器構造体は、連結アセンブリの異なる動作モードに対応する複数の所定の個別軸方向位置間を軸に沿って固定子構造体に対して並進移動するように支持されている。並進器構造体は、第１の実並進力を受けて第１の軸方向位置と第２の軸方向位置との間を軸に沿って並進し、第１のロック部材を第１のカムの輪郭面に載せて、第１のロック部材に連結アセンブリの異なる動作モードに対応するその連結位置と非連結位置との間を枢動させる。並進器構造体は、第２の実並進力を受けて第２の軸方向位置と第３の軸方向位置との間を軸に沿って並進し、第２のロック部材を第２のカムの輪郭面に載せて、第２のロック部材に連結アセンブリの異なる動作モードに対応するその連結位置と非連結位置との間を枢動させる。第１の実並進力は、第１の電磁波源の通電によって発生する第１の並進力及び永久磁石源の軸に沿った直線上の位置に基づく磁気ラッチ力を含む。第２の実並進力は、第２の電磁波源の通電によって発生する第２の並進力及び永久磁石源の軸に沿った直線上の位置に基づく磁気ラッチ力を含む。
【００４５】
第１のロック部材は、フォワードロック部材を含み得る。
【００４６】
第２のロック部材は、リバースロック部材又は惰行ロック部材を含み得る。
【００４７】
第１の軸方向位置は最大「オフ」位置であり、第３の軸方向位置は最大「オン」位置であり、第２の軸方向位置は最大「オン」位置及び最大「オフ」位置の中間にある軸方向位置であり得る。
【００４８】
並進器構造体は、第１のカムを共動するように支持する双方向に移動可能な第１のプランジャと、第２のカムを共動するように支持する双方向に移動可能な第２のプランジャとを含み得る。
【００４９】
カムは、それぞれ漏斗形状であり得る。
【００５０】
他の技術的な利益は、以下の図、説明及び請求項から、当業者には容易に明らかである。さらに、具体的な利益を挙げたが、様々な実施形態は列挙した利益のすべて又は一部を含み得るものもあり、含み得ないものもある。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に従って構成された、その最大「オフ」軸方向位置（又は３番の位置）にあるフォワードプランジャを含む切り替え可能な線形アクチュエータ機器、及び機器を利用する径方向連結制御アセンブリの部分的に破断した断面の概略側面図である。
【図２】図２は、図１の図と同様であるが、図１のフォワードプランジャではなく惰行プランジャを示す。
【図３】図３は、図１及び図２のアセンブリのサブアセンブリの端部概略図であり、その最大「オフ」位置にある機器に対応するそれらの非連結位置にあるフォワードロック部材及びリバースロック部材又は惰行ロック部材を示している。
【図４】図４は、図１の図と同様の図であり、機器の並進器構造体がその最大「オフ」位置と最大「オン」位置との間の中間軸方向位置にある図である。
【図５】図５は、図４の図と同様の図であるが、図４のフォワードプランジャではなく惰行プランジャを示す図である。
【図６】図６は、図３の図と同様の図であり、その連結位置にあるフォワードロック部材及びその非連結位置にあるリバースロック部材又は惰行ロック部材を示す図であり、その中間軸方向位置にある機器に対応するものである。
【図７】図７は、図１及び図４の図と同様の図であり、機器の並進器構造体がその最大「オン」軸方向位置にある図である。
【図８】図８は、図７の図と同様の図であるが、図７のフォワードプランジャではなく惰行プランジャを示している。
【図９】図９は、図３及び図６の図と同様の図であり、それらの連結位置にあるフォワードロック部材及びリバースロック部材を示す図であり、その最大「オン」位置にある機器に対応するものである。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
要求に応じ、本発明の詳細な実施形態を本明細書に開示する。しかし、開示する実施形態は単に、様々な代替の形態に統合し得る本発明の例示であることが理解されるものである。図面は必ずしも縮尺したものではない。特徴のなかには、特異な部品の詳細を示すために拡大されているか又は縮小されているものもあり得る。このため、本明細書に開示した特定の構造的且つ機能的な詳細は限定するものとして解釈されるものではなく、単に、当業者に伝え、本発明を様々に使用するための代表的な基準として解釈されるものである。
【００５３】
本発明の少なくとも一実施形態に従い構成されたオーバーランニング非摩擦径方向連結制御アセンブリを、概して図１、２、４、５、７及び８の１０において示す。アセンブリ１０は、ベアリングに支持された１つ以上の径方向歯止め型クラッチアセンブリを含むことが好ましい。
【００５４】
アセンブリ１０は、第１の一対の連結部材１２、１３を含む。部材１２はポケットプレートであり、部材１３は、典型ではシャフト（不図示）と共に回転するように設けられ得る粉末金属ギア（不図示）と一体化されたノッチプレートを含む。ポケットプレートはポケット１６を有し、ノッチプレートはノッチ１７を有する。部材１２、１３は、出力シャフト１９の共通回転軸１５の周りを相互に相対的に回転するように支持されている。部材１３は、ベアリング２１によってシャフト１９上を回転するように支持されている。連結部材１２は、出力シャフト１９と共に回転するようにこれにスプライン２５を介してスプラインされている。
【００５５】
第１のロック部材又は歯止め２３（フォワード及びリバースの両方）は、これらのポケット１６で浮遊しており、係合ノッチ１７において第１の一対の部材１２、１３を共に選択的機械的に連結することにより、第１の一対の部材１２、１３が軸１５の周りを少なくとも一方向に相互に相対的に回転するのを妨げる。
【００５６】
アセンブリ１０はまた、共通回転軸１５の周りを相互に相対的に回転するように支持された第２の一対の連結部材３２、３３と、第２の一対の部材３２、３３を選択的機械的に共に連結し、第２の一対の部材３２、３３が軸１５の周りを少なくとも一方向に相互に相対的に回転するのを妨げるようにポケット３６で浮遊している第２のロック部材又は歯止め４３とを含む。第２の粉末金属ギア（不図示）が典型では部材３３と一体化して形成され、シャフト（不図示）と共に回転するように設けられている。部材３３は、ベアリング４１によってシャフト１９上を回転するように支持されている。連結部材３２は、出力シャフト１９と共に回転するようにこれにスプライン４５を介してスプラインされている。
【００５７】
内側のプレート状部材１２、３２はそれぞれ、外側の周囲面１８、３８を有する。外側のプレート状部材１３、３３はそれぞれ、外側の周囲面１８、３８に隣接した内側の周囲面２０、４０を有し、径方向に内側及び径方向に外側の関係にある。部材１２、３２はそれぞれポケット１６、３６を含み、軸１５から角度をつけて間隔を空けている。ポケット１６、３６はそれぞれ閉口端部２２、４２を有し、閉口端部２２又は閉口端部４２と軸方向に反対側に位置する開口端部を有する。
【００５８】
歯止め２３、４３はそれぞれ、それぞれのポケット１６又はポケット３６内に位置し、その部材１３又は部材３３の内側の周囲面２０又は内側の周囲面４０に向かって枢動するように支持されている。歯止め２３、４３は、ロックリング又はスナップリング２８、４８を介してそれぞれの部材１２、３２に固定されているプレート状ブッシング又はリテーナ２７、４７によって、それぞれのポケット１６、３６の内部に保持されている。リテーナ２７、４７はそれぞれ、ポケット１６、３６の開口端部を部分的に被覆している。
【００５９】
内側の周囲面２０及び外側の周囲面１８はそれぞれ、各ポケット１６の閉口端部２２に隣接する第１の径方向ベアリングインターフェースの範囲を定めている。リテーナ２７は、各ポケット１６の開口端部に隣接するベアリングインターフェースの範囲を定めるベアリング面を有する。
【００６０】
内側の周囲面４０及び外側の周囲面３８はそれぞれ、各ポケット３６の閉口端部４２に隣接する第２の径方向ベアリングインターフェースの範囲を定めている。リテーナ４７は、各ポケット３６の開口端部に隣接するベアリングインターフェースの範囲を定めるベアリング面を有する。
【００６１】
図３、６及び９に最良に示すように、アセンブリ１０は、概して５１で示したアクチュエータのセットを含み、バネ５０などの付勢部材を含む。各アクチュエータ５１は、その各歯止め２３の端部５４の下面に形成された開口部に受け入れられるヘッド５３を有するスライドピン５２を含む。各歯止め２３の反対側の端部５５は、ノッチ１７と係合するように構成されている。各付勢部材５０は、そのそれぞれのピン５２に、その各歯止め２３が部材１３の周囲面２０に向かって移動するように促す。
【００６２】
図１、２、４、５、７及び８を再度参照すると、アセンブリ１０は、概して１４４で示した５ポジションリニアステッピングモータをも含む。ステッピングモータ１４４は典型では制御装置によって制御され、少なくとも１つのコイル１６６（図示では５つ）を含み、電磁切り替え磁場を生じさせ、少なくとも１つのコイル１６６が通電された際に磁束を生み出す、固定子構造体又はサブアセンブリ１３５を含む。
【００６３】
ステッピングモータ１４４はさらに、概して１７０で示した磁気ラッチ並進器構造体又はアクチュエータサブアセンブリを含み、図１、４及び７において概して１７２で示すバネで付勢されたフォワードロッド又はプランジャなどの、双方向に移動可能な接続構造体を少なくとも１つ含む。同様のバネで付勢された惰行プランジャを図２、５及び８において概して１７２’で示す。プランジャ１７２’は、プランジャ１７２と実質的に同一である。したがって、プランジャ１７２’の部品は、プランジャ１７２の部品と同一の参照符号を有し、プライム記号で示されている。各ロッド１７２（又は１７２’）は、間隔を置いて配置された一対の漏斗状カム１７４、１７６を含み、それぞれが輪郭面１７５、１７７を有し、第１のロック部材２３及び第２のロック部材４３をそれぞれの輪郭面１７５、１７７に乗り上げさせて微小な変位を起こし、図６及び９に概して示すように、ロック部材を連結位置と非連結位置との間で枢動させる。
【００６４】
アクチュエータサブアセンブリ１７０はさらに、概して１７１で示す磁気アクチュエータを含み、各ロッド１７２（又は１７２’）に連結され、第１の一対の連結部材１２、１３及び第２の一対の連結部材３２、３３に対して回転軸１５に沿い、第１のモードである第１の一対の連結部材１２、１３に対応する第１の延長位置（１番の位置に相当する）と、第２のモードである第２の一対の連結部材３２、３３に対応する第２の延長位置（５番の位置に相当する）との間の往復運動を制御するために設けられる。カム１７４は、第１のロック部材２３をその延長位置で作動させることにより、第１のロック部材２３は、第１の一対の連結部材１２、１３を、回転軸１５の周りを少なくとも一方向に相互に回転するように連結する。
【００６５】
３番の位置はニュートラル位置であり、フォワード振り子及びリバース振り子又は惰行振り子が図１〜３に示すように「オフ」の位置にある。２番の位置は、図１〜３のニュートラル位置と図７〜９の１番の位置との間の中間位置である。図６に示すように、２番の位置において、フォワード振り子は「オン」であり、惰行振り子は「オフ」である。図９に示すように、１番の位置において、フォワード振り子は「オン」であり、惰行振り子は「オン」である。
【００６６】
カム１７６は、第２のロック部材４３を作動させ、第２の一対の連結部材３２、３３を、回転軸１５の周りを少なくとも一方向に相互に回転するように連結する。磁気アクチュエータ１７１は、磁束路を完成させ、延長位置において磁気的にラッチする（即ち、１番、２番、４番及び５番の位置）。磁束によって生じた制御力は、磁気アクチュエータ１７１を延長位置間で回転軸１５に沿って直線移動させるように用いられる。
【００６７】
磁気アクチュエータ１７１は、一対の環状の磁場方向転換リング１７９の間に挟まれた永久磁石源１７８を含むことが好ましい。磁気源１７８は、軸方向に磁化された環状のレアアース磁石であることが好ましい。  
【００６８】
即ち、電気機械装置又はモータ１４４は一対の連結装置の動作モードを制御するものであり、各連結装置は、出力シャフト１９の共通回転軸１５の周りを相互に相対的に回転するように支持された駆動部及び被駆動部を有する。各被駆動部は、ポケットプレート１２又はポケットプレート３２であり得るものであり、駆動部はノッチプレート１３又はノッチプレート３３であり得る。各連結装置又はアセンブリは、各連結アセンブリの部材を選択的機械的に共に連結するための２つ以上の振り子又は歯止め２３若しくは歯止め４３を含み、各連結アセンブリの動作モードを変更し得る。振り子又は歯止め２３、４３は、軸１５の周りに間隔を置いて配置されていることが好ましい（即ち、図３、６及び９）。
【００６９】
アクチュエータサブアセンブリ１７０は、両方の連結装置の部材やプレートと連結し共に回転するように構成されるか又は適応される。サブアセンブリ１７０は、回転軸１５の周りをコイル１６６に対して回転するように出力シャフト１９に支持されている。サブアセンブリ１７０は典型では、２つ以上の双方向に移動可能なロッド又はシャフト１７２を含む。その漏斗状のカム１７４、１７６の各ステム部１８０又はステム部１８２はそれぞれ、選択的微小変位によりロック部材が枢動する間に、各連結部材の開口部１８４又は開口部１８６の中に摺動するように適応される。ブッシング１８８又はブッシング１９０はそれぞれ、開口部１８４、１８６内でステム部１８０又はステム部１８２を摺動可能に支持し得る。
【００７０】
アクチュエータ１７１は、第１の連結装置（プレート１２及びプレート１３）のモードに対応するアクチュエータ１７１の第１の位置（即ち、１番の位置）と、連結装置（プレート３２及びプレート３３）の異なるモードに対応するアクチュエータ１７１の第２の位置（即ち、５番の位置）との間で、回転軸１５に沿って選択的双方向的に変位移動するために、ロッド１７２に動作可能に接続されている。２つ以上のロッド１７２は、図３、６及び９に示すように相互に間隔を置いて配置され得る。異なるモードは、ロックモード及び非ロック（即ち、自由回転）モードであり得るものであり、軸１５の周りの回転移動を一方向又は双方向においてロックし得る。  
【００７１】
少なくとも１つのコイル１６６が通電されると、第１の磁気制御力がアクチュエータ１７１にかけられ、アクチュエータ１７１は軸１５に沿って第１の位置、第２の位置、第３の位置（即ち、ニュートラルの位置）、第４の位置、第５の位置の間を移動する。
【００７２】
アクチュエータ１７１は、Ｉ形状のハブ又は支持部１９６が第１の位置、第２の位置、第３の位置、第４の位置、第５の位置の間を軸１５に沿って移動する際に対応する付勢力を軸１５に沿って反対方向にハブ１９６にかけるための、一対の間隔を置いた付勢バネ部材１９２、１９４を、ロッド１７２毎に含む。ハブ１９６は、接続ロッド又は接続シャフト１７２を摺動可能に受け入れ支持するための穴部を有する。支持部１９６は移動する際、支持部１９６の対向面と漏斗状のカム１７４、１７６の円筒部との間で、それぞれのバネ１９２、１９４を押したり／引いたりする。
【００７３】
ハブ１９６は、シャフト１９と共に回転軸１５の周りを回転する。ハブ１９６は、ハブ１９６内の穴部に設けられたブッシングを介し回転軸１５に沿って対応する変位移動を行う間、シャフト１７２の相互に接続するシャフト部を摺動可能に支持する。
【００７４】
部材は、アクチュエータ１７１の延長位置の範囲を定めるための、間隔を置いた止め具を含み得る。
【００７５】
アクチュエータ１７１はまた、部材１２の内面とハブ１９６の外面との間に挟まれ、回転軸１５に沿って延びる、間隔を置いた一組のガイドピン（不図示）をも含むことが好ましい。内面及び外面は、ガイドピンを保持するために内部に形成されたＶ形状の溝部又はノッチ（不図示）を有し得る。ハブ１９６は、ハブ１９６が回転軸１５に沿って変位移動する間、ガイドピン上を摺動する。ガイドピンは、部材１２上でハブ１９６を導く。ハブ１９６はまた、ガイドピンに油を供給し得る。
【００７６】
固定子サブアセンブリ１３５は、間隔を置いて配置された指部１６８及び隣接する指部１６８の間に収納された電磁誘導コイル１６６を有する強磁性のハウジング１６７を含む。
【００７７】
アクチュエータ１７１は、一対の強磁性の支持リング１７９の間に挟まれた環状磁性リング１７８を有する環状部品である。磁性制御力は、コイルの通電により、指部１６８及びこれに対応する支持リング１７９を一列に並べた状態で磁気的に付勢する。これらの力は、アクチュエータ１７１を２つの「オン」位置即ち延長位置、２つの「中間」位置、「オフ」位置即ちニュートラルの位置で、ラッチする。リング１７９は、固定子サブアセンブリ１３５によって作動し、アクチュエータ１７１を移動させる。永久磁石（ＰＭ）リニアモータにおける軸方向並進ラッチ力（米国特許出願公開第２０１５／００１４１１６号明細書より）。
【００７８】
米国特許出願公開第２０１５／００１４１１６号明細書の図１３における対象のリニアモータ構造体の断面図に示された磁束線グラフとも呼ばれる磁力線グラフを考察する。これは、円対称の機械構造体であり、並進器の軸方向の移動方向をｘ方向に示し、径方向をｙ方向に示す。固定子２４、２８の断面は３つの鉄製歯部７２、２つのスロット／コイル２６の構造体であり、そのスロット開口部は径方向の空隙をわたって移動要素又は並進器に対向している。並進器構造体は、２つの鉄製の磁場方向転換リング８０の間に挟まれた、単一の軸方向に磁化されたレアアースＰＭリング７８を含む。様々な構成部品の寸法は、ｘ軸及びｙ軸のメータによる目盛りから見積もることが可能である。磁力線は、市販の磁気有限要素解析（ＭＦＥＡ）ソフトウェアパッケージによって特定した。図１３に示したソリューションは、固定子巻線にコイル電流のないケースであり、並進器の軸方向位置が「ニュートラル」位置又は中央位置をやや右側へ過ぎたケースである。磁力線は、単独の並進器磁石リング７８に起因して、磁力線の大部分が固定子の鉄−空隙−並進器の鉄／磁石の循環路を流れ、閉磁路を「流れている」ようにみえる。
【００７９】
一般に、磁力線は、鉄材の中で磁場が生じやすいために、鉄含有量の多い磁路に制限される。固定子と並進器との間の空隙を渡る磁力線を分析すると、これらの大部分は並進器の鉄製の方向転換リングから、上方且つ右側へ進み、固定子の鉄製歯部材へという路を辿る。磁力線を伸長したゴムバンドとして考察すると、合力が並進器全体を右側へ引張することが予想されると思われる。本ケースについて軸方向の中間空隙部ラインにおける、ＭＦＥＡ解析から再び特定した実際のせん断力密度又はｘ方向のせん断応力は、上記の出願公開の図１４Ａに示されている。右側及び左側の両方へのせん断応力が図１４Ａに見られ、これは空隙に沿って右側及び左側の両方へ「傾く」空隙磁力線の分布と一致できるが、合力（空隙のｘ方向の範囲にわたる総合的なせん断）は、この特定の並進器の位置について、並進器に右側へかかる合力を示している。
【００８０】
並進器の位置を左から右へ「滑らせ」、各位置において磁力線を再計算すると、並進器の位置に起因した磁力線の発生の「スライドショー」を得ることができる。並進器構造体が中心位置又はニュートラル位置の左側に位置すると、磁束線の大部分が並進器の位置の径方向上方且つ左側へ流れるため、並進器本体に左方向の力がかかることが予測される。反対に、図１３にも示すように、並進器構造体が中心位置の右側に位置すると、磁束線の流れの大部分が径方向上方且つ右側になるため、並進器本体に右方向の力がかかることが予測される。Ｎｅｗｔｏｎｓにおいて得られた、軸方向位置の関数としての並進器本体への実際の軸方向の合力のグラフが、上述の出願公開の図１５Ａに示されている。並進器が中心の右側に位置すると、それ自体の磁場により右側へ押され、中心の左側に位置すると、さらに左側へ押される。これは、アセンブリの「ラッチ」作用と呼ばれる。左−右の押す力が完全に平衡を保ち０になる正確な中心位置は、不安定平衡点であり、ここでは微小な移動でさえも並進器を中心位置から押し離す傾向のある力となる。固定子構造体の２つの軸端部の近隣であり、実並進力も０値を通過する位置に示した他の２地点は、安定平衡点であり、ここでは微小な移動が位置復元力を生じさせる。コイル電流のケースについての永久磁石リニアモータにおける軸方向並進力（米国特許出願公開第２０１５／００１４１１６号明細書より）。
【００８１】
図１３に示した機械構造体と同一であるが、２つの固定子巻線に定電流を加えた機械構造体を考察する。この状態についての磁力線のソリューションが上述の明細書の図１６に示されている。巻線の断面において均一に分布していると想定する定電流が、固定子の右側にあるスロット内のワイヤコイルの中を、頁の外側に、見る者に向かって流れていると想定する。リング磁石の軸方向の磁化方向は、図１３の純粋ラッチ力状況では重要ではなかったが、この「二重」励磁のケースでは非常に重要である。図示のケースについて、磁石の軸方向磁化は右側、プラスのｘ方向と定めているため、閉「流」路の磁力線の方向又は極性は、単独の磁石に起因して、反時計回りの循環であると思われる。電流によって循環する磁力線の極性方向は、「右手の法則」によって得られる。右手の親指をワイヤ又はワイヤコイルの電流方向に向け、指でワイヤ又はコイルの断面を取り囲むと、磁力線又は磁束線もワイヤ又はコイルの断面を取り囲み、丸めた指と同一の循環方向を有する。
【００８２】
図１６において、左側のコイルのみの電流に起因する磁力線は、反時計回り方向にこのコイルを取り囲む一方、右側のコイルにおける電流に起因する磁力線は、時計回り方向にこのコイルを取り囲む。図１６に示すように、磁力線の純発生量又は総発生量は、３つの磁気源、両コイル及び並進器磁石における電流によるため、明らかに、機械構造体の中にそれぞれの励磁源が相互に強化し強まり合う領域があり、機械構造体の中にそれぞれの励磁源が相互にぶつかり合う領域又は差し引き合う領域がある。コイル電流は可逆性であるため（プラス又はマイナス）、機械構造体内の、最も重要なことには機械の空隙内の、二重の励磁源強化領域及び抵抗領域が相互に除去し合うことが可能である。これは、本明細書に開示した制御可能／可逆方向のリニアモータの原理である。
【００８３】
図１３に示した所定の並進器位置について、単独の並進器磁石により生じた磁束線の大部分の流れにより、合力が並進器に右側にかかることになった。しかし、図１６に示したケースについて、コイル電流を追加した状態の同一の並進器位置について、磁束線の大部分の流れは、左手コイル及び並進器構造体を実質的に取り囲むことに移行した。このため、磁束線の大部分は今、本ケースに関して、空隙を上方且つ左側に渡っており、上記出願公開の図１７Ａのグラフにおいてこれを裏付けており、示している。並進器が、「停止」によって、並進器磁石への導入前であった場合、図１６に示すようなコイル電流の導入は、ラッチ力を右側へかけ過ぎ、左側への実質的電動力を発生させて、並進器を左方向の動作に誘導したと思われる。並進器が移動し、続いて中心位置又はニュートラル位置を超えた場合、電動電流又は切り替え電流は除去することさえも可能であり、左方向のラッチ力は今、単独の磁石に起因して、残りの左移動を、中心位置又はニュートラル位置の左側へ、同様のオフ状態のラッチ位置へと実行すると思われる。このため、中心位置の左側及び右側における２つのラッチ位置間の実質的軸方向の間隔は、機械の「ストローク」長さであると言われる。
【００８４】
先の励磁のみのケースに提供されたものと同様の、並進器の軸方向位置を関数とした図１６に示したケースのものと同一のコイル電流駆動を備えるリニアモータ構造体内の全磁力線についての一連のソリューションのスライドショーが、コイル電流のレベルについて、並進器構造体にかかる合力は、並進器位置の想定値に関係なく、常に左側であると想定されることを示している。
【００８５】
最後に、磁石ラッチ力の方向に駆動されるコイル電流補助駆動のケースについての磁場及び軸方向せん断応力のソリューションが、上記出願公開の図１８及び１９Ａそれぞれに示されている。図１８及び１９Ａのケースについてのコイル電流の極性は、図１６及び１７Ａに示されたケースの極性と単に逆であり、並進器の位置は図１６及び１７Ａのケースのものと同一である。このケースでは、コイル電流は、並進器の位置が中心位置の左側に移動した際に、磁石ラッチ力の方向に駆動する。
【００８６】
本発明に従って構成された駆動システム又はパワートレインの各実施形態は、主コントローラ又は電子制御装置（不図示）及び図１及び１４のコントローラによって示すような１つ以上のコントローラを利用し得る。コントローラは、制御装置によって制御されるのが好ましい。
【００８７】
概して、制御装置は、電力を供給し調節して、１つ以上のコントローラによってリニアモータを駆動する。各コントローラは、典型では、回路を含むマイクロコントローラ（即ち、ＭＣＵ）を有する。各コントローラは、典型では、遠隔電子制御装置から車両ベースのバスを通じて又はこれを介して命令信号を受信する。
【００８８】
マイクロプロセッサベースのコントローラ又はマイクロコントローラ（即ち、ＭＣＵ）によって実行されるソフトウェアには、制御装置及び／又はコントローラによって使用される制御論理が主として実装されていることが好ましい。無論、制御論理は、特定の利用に応じ、ソフトウェア、ハードウェア、又はソフトウェア及びハードウェアの組み合わせに実装され得る。制御論理は、ソフトウェアに実装される場合、コンピュータによって実行される指示を表す記憶データを有するコンピュータで読み込み可能な記憶媒体に設けられるのが好ましい。コンピュータで読み込み可能な記憶媒体又は複数の記憶媒体は、電気デバイス、磁気デバイス、及び／又は光学デバイスを利用して実行可能な指示及び関連する較正情報、操作変数等を一時的又は永続的に記憶する多数の周知の物理的デバイスのうちのいかなるものでもあり得る。
【００８９】
制御装置及びコントローラは、双方向通信が可能なローカル相互接続ネットワーク（ＬＩＮ又はＣＡＮ）ライン又はバスなどのビークルバスを介して接続される。ＬＩＮは、多数の可能な車載ローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）通信プロトコルの１つである。制御装置とコントローラとの間には、電源線及びアース線が設けられ得る。各コントローラは、典型では、ＭＣＵ内のトランシーバインターフェース、ＭＣＵ内のマイクロプロセッサ及びその制御論理、及びモータ駆動装置又はモータドライバ、並びに電源を含む。各コントローラは、ハウジング内に一体化されるか又は物理的に連結され得るものである一方、制御装置はハウジングからいくらかの距離を置いて設けられる。
【００９０】
モータコントローラのＭＣＵは、典型ではメモリを含み、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を含む従来のマイクロコンピュータとして又は配線論理回路として構成され得る。
【００９１】
一連のシフト（オフ、ＦＷＤ、惰行）は、本発明の少なくとも一実施形態で上述している。
【００９２】
最大「オフ」位置から最大「オン」位置へのシフト作業方法は以下のとおりである。
【００９３】
１．フォワードクラッチは、フォワード振り子が１０〜５０ＲＰＭを目標とするオーバーランニング状態にあるように同期化される。
【００９４】
２．この状態になると、リニアモータは、位置３から位置２（オフからオン）にシフトされる。
【００９５】
３．ｅモータはその後、振り子を着地させ、ロックしてトルクを前進方向に伝達する。
【００９６】
４．フォワード振り子が負荷を伝達する間、惰行振り子は同期化されてオンとなる。
【００９７】
０−０から１−１へのシフトとは対照的な、０−０から、１−０、１−１へのシフトの利点は、シフトの質がより良好なことである。一連のシフトの衝撃及びＮＶＨは無視できるほどのものである。一連のシフトは、同期化するとより寛容なものとなる。０−０から１−１への状態は、ドッグクラッチが実行するものと同一のシフトであり、オンとなるためにクラッチの進行が同期化される（ある位置において）必要のある条件のために、歴史的に能力の試され得るものである。
【００９８】
表１について、一連のシフト（オフ、ＦＷＤ、惰行）を以下に説明する。
【００９９】
第２のクラッチの位置４及び位置５は、第１のクラッチの位置２及び位置１と同一である。
【０１００】
2020521920.tif 000003
【０１０１】
表２によって４位置の機器を説明する。
【０１０２】
2020521920.tif 000004
【０１０３】
例示的な実施形態を上述したが、これらの実施形態が、本発明のすべての可能な形式を説明することを意図したものではない。むしろ、本明細書において使用される用語は、限定よりも説明の用語であり、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な変更がなされ得ることが理解されるものである。また、様々に実行される実施形態の特徴は、本発明のさらなる実施形態を形成するために組み合わせ得るものである。
【図１】
2020521920.tif 000005
【図２】
2020521920.tif 000006
【図３】
2020521920.tif 000007
【図４】
2020521920.tif 000008
【図５】
2020521920.tif 000009
【図６】
2020521920.tif 000010
【図７】
2020521920.tif 000011
【図８】
2020521920.tif 000012
【図９】
2020521920.tif 000013
【国際調査報告】
2020521920.tif 000014