JP7194693B2 - 複数材料のソレノイドアクチュエータプランジャ - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
この出願は、２０１７年４月２５日に出願された米国特許出願第１５／４９６，５７４号の利益を主張し、その内容の全体が参照により本明細書に組み込まれる。

本開示は、一般に、複数の材料から作製され、電気的に制御される車両差動装置ロック装置に使用されてもよいプランジャに関する。

自動車の通常の運転中、４輪の全てが同一速度で回転しないことはよくある。車輪回転速度の差異は、車両が曲がる際に最も一般的に発生するが、ブレーキ又は不均一な路面条件によって生じる場合もある。異なる車輪回転速度に対応する一方で、２つの車輪に動力を導き続けるために、動力供給される車輪間で異なる車輪回転速度を可能にする差動装置を設けることが可能である。差動装置は、各車輪に動力を伝達しながら、車輪を異なる速度で回転させることを可能にする。この解決策は、ある運転条件においては満足な場合がある一方で、動力供給される車輪の一方が、他方の車輪が係合する表面よりもかなり低い摩擦係数を有する表面に接する条件下では、不十分である。そのような条件では、より大きな牽引力で車輪にトルクを加えることが妨げられ、それにより、望ましくない車両性能がもたらされる場合がある。少なくともいくつかの状況では、差動装置をロックし、２つの車輪間の車輪回転速度の差異を防止するために、ロック機構が設けられてもよい。

少なくともいくつかの実現形態では、複数のギヤを有する車両差動装置用のシステムは、コイル、コイルへの電気の印加によって生成される磁場に応答して移動可能な駆動部材、及び駆動部材によって駆動されて差動装置のギヤを選択的に係合するロック部材を含んでもよい。駆動部材は、第１の位置と第２の位置との間を移動可能であり、軸線を有し、磁気応答性の第１の材料から少なくとも部分的に形成された第１の本体、及び第２の材料から少なくとも部分的に形成された第２の本体を含む。第１の本体と第２の本体は互いに連結され、反対向きの２つの軸線方向にオーバーラップして、第１の本体と第２の本体との間の相対的な軸線方向の動きを制限又は防止する。

少なくともいくつかの実現形態では、磁場に応答して移動可能な、車両差動装置ロック機構用の駆動部材は、軸線を有し、磁気応答性の第１の材料から少なくとも部分的に形成された第１の本体、及び第２の材料から少なくとも部分的に形成された第２の本体を含む。第１の本体と第２の本体は互いに連結され、反対向きの２つの軸線方向にオーバーラップして、第１の本体と第２の本体との間の相対的な軸線方向の動きを制限又は防止する。

少なくともいくつかの実現形態では、磁場に応答して移動可能な車両差動装置ロック機構用の駆動部材は、
少なくとも部分的に磁気応答性材料で形成された第１の本体を金型の中に入れることと、
金型の中に流動性材料を供給することと、
流動性材料を固体に硬化させて、第１の本体に一体的に連結された第２の本体を画定することと、
を含む方法によって形成されてもよく、
第１の本体と第２の本体とは、反対向きの２つの軸線方向にオーバーラップし、第１の本体と第２の本体との間の相対的な軸線方向の動きを制限又は防止する。

好ましい実現形態及び最良の態様についての以下の詳細な説明は、添付図面を参照して述べられる。

車両動力伝達装置アセンブリの概略図である。 電気作動式のロック機構を有する差動装置の断面図であり、差動装置は開放位置で示している。 ロック機構を示す、差動装置の一部の部分断面図である。 ロック機構のプランジャの部分斜視図である。 プランジャの部分斜視図である。 プランジャの背面図である。 プランジャの側面図である。 プランジャの分解図である。 改善されたプランジャを有するロック機構を示す、差動装置の一部の部分断面図である。

図面をより詳細に参照すると、図１は、エンジン１４から複数の車輪１６に動力を供給する車両動力伝達装置１２を示す。エンジン１４は入力シャフト２０にトルクを供給し、入力シャフト２０は、スプール２２、動力伝達ユニット又は類似装置を介して動力伝達装置１２の残りの部分に連結されている。スプール２２又は他の装置は、前部駆動ユニット２３に連結された出力を有してもよく、前部駆動ユニット２３は差動装置アセンブリを含んでもよい。第１のサイドシャフト２４及び第２のサイドシャフト２６が、駆動ユニット／差動装置２３に連結され、サイドシャフト２４、２６間の相対的回転が可能になっている。プロペラシャフト２７が、前部駆動ユニット２３と後部駆動ユニット２８との間に延びていてもよく、後部駆動ユニット２８は、後部サイドシャフト３０、３２に連結された差動装置アセンブリ２９を含んでもよい。

ここで図２を参照すると、第１の後部サイドシャフト３０は、差動装置２９の内部の第１のサイドギヤ３４に接続されている。同様に、第２の後部サイドシャフト３２は、差動装置２９の内部の第２のサイドギヤ３６に接続されている。差動装置２９はサイドギヤ３４、３６を含み、サイドギヤ３４、３６は通常、差動装置２９のハウジング３７内に収容され、それぞれサイドシャフト３０、３２に回転可能に連結される。差動装置はまた、ピニオンギヤ３８、４０を含み、ピニオンギヤ３８、４０は、サイドギヤ３４、３６のそれぞれと噛み合い、ハウジング３７内で、ピニオンシャフト４２上に取り付けられている。

差動装置２９を選択的にロック及びロック解除するために、ロック機構４６が設けられる。ロック機構４６は、作動状態及び作動停止状態を有してもよく、一方の状態では、ロック機構は、サイドシャフトのうちの一方（例えば３２）を差動装置ハウジング３７に連結させ、それにより、連結されたサイドシャフトはハウジングと共に回転する。これにより、次に、他方のサイドシャフト３０が、ハウジング３７、及びハウジングに連結しているサイドシャフト３２と揃って回転し、それにより、サイドシャフト３０、３２の両方が同じ速度で回転する。

少なくともいくつかの実現形態では、ロック機構４６は電気的に作動され、環状ワイヤコイル４９を有するソレノイド４８と、コイルの内部に少なくとも部分的に収容されたアーマチュア又はプランジャ５４を含んでもよい駆動部材とを含む。少なくともいくつかの実現形態では、プランジャ５４もまた環状であり、プランジャ及びコイル４９は、ハウジングと共に回転するように同軸に配置されハウジング３７によって支持されており、一方のサイドシャフト（ここでは第２のサイドシャフト３２）はコイルとプランジャを通って同軸に延びている。電力が電力線５０を介してコイル４９に供給されて、コイルに対してプランジャ５４を第１の位置又は後退位置から第２の位置又は前進位置に変位させる磁場を生成する。電力がコイル４９に供給されていない場合にプランジャ５４が第２の位置から第１の位置に戻ることを促進するために、以下に示すように、ばね５５（図２）等の付勢部材をプランジャ５４上又はプランジャと係合する構成要素上で作用させてもよい。少なくともいくつかの実現形態では、ロック機構４６は、プランジャ５４が第２の位置にあるときに作動し、ロック機構は、プランジャが第１の位置にあるときに作動停止する。示される例では、プランジャ５４は、電力をコイル４９に供給した場合に第２の位置にあり、電力をコイルに供給していない場合にはプランジャは第１の位置に移動するが、必要に応じて、この反対を有効とすることができる（例えば、ロック機構４６を、付勢部材５５によって作動位置に移動させ、コイルへの電力供給によって作動停止させることができる）。

少なくともいくつかの実現形態では、ロック機構４６は更に、ロック部材５６を含むか又はロック部材５６と関連付けることができ、ロック部材５６は、以下に示すように、プランジャ５４によって駆動され、サイドギヤ３６とインタフェースするように適合されている。ロック部材５６は略環状であってもよく、第２のサイドギヤ３６及び／又はシャフト３２の一部は、ロック部材を通って延びていてもよい。ロック部材５６は、プランジャ５４によって係合可能な後面５７、及びギヤ又はクラッチ歯（例えばドッグクラッチ歯）などの少なくとも１つの係合フィーチャ５８を有する前面５９を含んでもよく、係合フィーチャ５８は、第２のサイドギヤ３６の後面上に形成された、対応する係合フィーチャ６０（例えばギヤ又はドッグクラッチ歯）と係合するように構成されている。上記のとおり、ばね５５は、ロック部材５６に作用してロック部材をプランジャ５４の中に強く押し込み、コイル４９に電力供給されていない場合に、プランジャを第１の位置に移動させてもよい。図示した実現形態では、プランジャ５４は、ハウジング壁６２の一方の側に隣接して位置し、ロック部材５６は、壁６２の反対の側に隣接して位置している。壁６２は、空洞６４を含み、プランジャ５４及びロック部材５６はそれぞれ、軸線方向に延びる脚部６６、６８を含み（例えば図２及び図３）、脚部６６、６８は、壁の空洞６４の中に又は空洞６４を通って延び、それにより、プランジャ及びロック部材は、壁を横断して又は壁を通って互いに係合される。コイル４９及びプランジャ５４と同様に、ロック部材５６もハウジング３７によって支持され、ハウジング３７と共に回転する。

図２及び図３に示す差動装置２９は、開放モード又は開放位置で示されている（図２）。図示した実現形態では、差動装置の開放位置では、コイル４９に電力供給されておらず、プランジャ５４は、その第１の位置にあり、ロック部材５６はサイドギヤ３６と係合していないため、サイドギヤは、ロック部材５６及びハウジング３７に対して回転することができる。開放位置では、サイドシャフト３０、３２は、互いに異なる速度で回転してもよい。しかし、特定の運転条件では、トルクが両輪に加えられるようにサイドシャフト３０、３２が揃って回転することが望ましい場合があり、それは車輪にとって最も有用である。

ロック位置では、コイル４９に電力供給され、プランジャ５４は第２の位置に前進し、これがロック部材５６を駆動してサイドギヤ３６と係合させる（即ち、歯５８は歯６０と係合する）。それゆえ、サイドギヤ３６はハウジング３７に連結しているので、サイドギヤはハウジングに対して回転するのではなくハウジングと共に回転する。実際には、第２のサイドシャフト３２は、ハウジング３７にロックされ、ハウジング３７と共に回転し、ハウジング３７は、次に、第１のサイドシャフト３０及び第２のサイドシャフト３２を強制的に揃って回転させる。

ロック機構４６が作動しても、ロック部材５６がサイドギヤ３６と適切に係合し連結することが保証されない場合がある。例えば、歯５８、６０の軸線方向の端部が整列する場合があり、少なくとも一時的に、歯５８、６０の向かい合った噛み合いが妨げられる場合がある。換言すれば、ロック機構４６が作動しても、ロック部材５６とサイドギヤ３６とが適切に係合しないように、歯５８、６０が位置する場合が時にはある。加えて、ロック機構４６が作動している場合であっても、歯５８、６０が飛び越すか、又は係合に失敗する場合がある。

同様に、ロック機構４６が作動解除されても、サイドギヤ３６からのロック部材５６の係合解除が保証されない場合がある。換言すれば、作動信号がロック機構４６から取り除かれた場合に、噛み合った歯５８、６０への圧力又は力により、ロック部材５６がサイドギヤ３６から即座に係合解除されることが妨げられる場合があり、従って、コイル４９に電力供給されなくなった後、少なくともしばらくの間、差動装置２９がロック位置に留まる場合がある。このような状況では、プランジャ５４がロック部材５６から分離している場合、プランジャの位置はロック部材５６の位置を示さないので、プランジャ５４の位置を監視することによって差動装置２９がロックされているか、又はロック解除されているかどうかを判断する試みは効果的ではない。

従って、プランジャ５４及びロック部材５６は、それらがユニットとして一緒に軸線方向に移動するように、一緒に連結されていてもよい。図３～図８に示されるような、少なくともいくつかの実現形態では、プランジャ５４とロック部材５６のうちの一方又は両方は、プランジャとロック部材とを一緒に保持する力を提供する磁石７０を含む。示される例では、磁石７０は、プランジャ５４によってプランジャの脚部６６で支持されている。プランジャ５４の環状の本体７２（図４～図７）は、コイル４９の軸線方向幅又はエンベロープ内に少なくとも部分的に収容されているが、脚部６６は、コイルエンベロープを少なくとも部分的に越えて延びてもよい（コイル４９が略円筒形の場所では、エンベロープは円筒形の内部の軸線方向の長さを含んでもよい）。また、少なくともいくつかの実現形態では、磁石７０は脚部６６によって支持されてもよいので、プランジャ５４がその第１の位置にあるか、又は第２の位置にあるかに関わらず、磁石はコイルエンベロープの外側にある。さもなくば、磁石７０はプランジャ５４（本体７２及び／又は脚部６６）によって支持されてもよく、磁石は、代わりに又は更に、ロック部材５６によって、及びロック部材の脚部６８（もしあれば）で、又は所望に応じて他の方法で支持されてもよい。磁石を使用する代わりに、他の連結構成を使用してもよい。例えば、プランジャ５４及びロック部材５６は、例えば、オーバーラップしたフィンガ又はフック、又は他の方法により、機械的に連結されてもよい。

図２～図８に示すように、プランジャ５４は、コイル４９によって生成された磁場に対して磁気応答する材料と、磁場に応答しても、又はしなくてもよい少なくとも１つの他の材料と、を含む複数の材料から形成されてもよい。従って、磁場がコイル４９によって生成された場合、プランジャ５４は、ある位置から別の位置に（例えば後退位置から前進位置に）駆動されてもよい。本明細書に記載されるような用途で使用されるタイプのソレノイド４８によって生成される大きさの磁場が、そのような材料から形成されるか、又はそのような材料を含む構成要素を変位させ得る場合には、本明細書で使用する材料は磁場に応答する。本明細書に記載の例では、プランジャ５４は、ロック機構４６の効果的な動作を可能にするのに十分な力及び速度を有して、前進位置と後退位置との間を移動する必要がある。従って、全ての材料は、磁場、特に、大きな強度又は大きさをもつ磁場によって何らかの形で影響を受け得る一方で、本開示で材料という語を使用する場合、全ての材料が磁気応答するわけではない。

例えば、鉄、ニッケル及びコバルトは、磁場によって比較的強力に影響を受けるので、磁気応答するものとして挙げられることが多い。プランジャ５４の１つの材料は、鉄に限定されないが、強磁性で比較的強力に磁気応答することが知られている様々なグレードの鉄を含んでもよい。逆に、木、プラスチック及びガラス等の材料は、磁場によって受ける影響／引力がかなり弱いため、磁気応答しないものとして挙げられることが多い。もちろん、磁気応答性材料を、磁気応答性ではない材料と組み合わせて（例えば磁性材料をポリマー材料中に混合することによって）、磁気応答性の構成要素を形成してもよい。

少なくともいくつかの実現形態では、プランジャ５４は、１つ以上の取付けフィーチャによって、又は第１の本体と第２の本体との分離を阻止又は防止する対向しオーバーラップする表面によって、又はこれらの両方によって、一緒に連結された第１の本体７４及び第２の本体７６を含む。取付けフィーチャの非限定的な例は、嵌合する突出部及び空洞を含み、突出部は、フランジ、タブ、フィンガ、舌状部等を含んでもよく、空洞は、本体の下部切欠き部分に隣接する、スロット、穴、領域等を含んでもよい。少なくともいくつかの実現形態では、第１の本体７４及び第２の本体７６は、一体的に一緒に連結されているので、単一構成要素として移動し、使用中に分離されることはない。更に、少なくともいくつかの実現形態では、第１の本体７４及び第２の本体７６は、本体のうちの少なくとも一方の一部を破壊（例えば切断又は破断）しなければ分離されないように構成されてもよい。

示される例では、第１の本体７４は環状であり、強磁性金属で形成され、第２の本体７６は環状であり、ポリマー又は複合材料を含んでもよい非強磁性材料で形成される。示されるように、第１の本体７４は、対向する面８０、８２をつなぐ略円筒形の側壁７８を含む。対向する面８０、８２の一方又は両方は、以下でリム８４と呼ばれる、半径方向内向きに延びる突出部を含んでもよい。示される例では、一方の面８０はリム８４を含む。リム８４は、第１の本体７４の円周の全て又は一部のみに沿って延びてもよく、１つ以上のセグメントにおいて円周方向に連続又は不連続であってもよい。半径方向、軸線方向、及び円周方向という用語は、第１の本体７４の中心軸線８６に対するものである。その点で、図８に示すように、側壁７８の少なくとも一部の内面９０まで延びる半径８８は、リム８４の少なくとも一部まで至る半径９２よりも長さが大きくてもよい。示される例では、リム８４の内面９４が第１の本体７４の最小内径を画定し、側壁７８の内面９０は、より大きな、この実現形態では最大の、第１の本体７４の内径を画定する。１つ以上のスロット９６又は他の開口部が、側壁７８の中に又は側壁７８を通して形成されてもよい。スロット９６のうちの１つ以上が、必要に応じて、及び図５、図７、及び図８に示すように、第１の本体７４の１つの面８０又は８２に向かって開いていてもよく、又は、スロットは、必要に応じて、第１の本体７４によって完全に囲まれた穴を備えることができる。側壁７８の外面９８は、必要に応じて、円周方向に連続していてもよく、半径方向内向きに面する、ソレノイド４８の面１００（図３）に隣接して収容されるように構成されていてもよい。

第２の本体７６は、少なくとも部分的に第１の本体７４の内部に収容されていてもよい。図示した実現形態では、第２の本体７６は側壁１０１を有し、その少なくとも一部は、側壁７８の内径よりも小さい内径を有し、第２の本体７６の少なくとも一部の外面１０２（図８）は、第１の本体７４の側壁７８の内面９０と接触して収容されている。側壁１０１の内面１０３は、ハウジング３７の延長部の周囲に収容されるように寸法決めされており、任意の所望の形態で外形を描くか又は構成されていてもよい。外面１０２の少なくとも一部は、第１の本体７４の側壁７８の内径（又は半径）よりも小さく、リム８４の内径（又は半径）よりも大きい、外径（又は半径）を画定する。換言すれば、第２の本体７６の少なくとも一部は、半径方向にリム８４にオーバーラップするので、リムは、第２の本体７６が第１の本体７４の内部からリム８４の方向に外れることを防止する停止面を提供する。それゆえ、リム８４は、第１の本体７４に対する第２の本体７６の一方向における移動に抗する、軸線方向の停止部を提供する。第１の本体７４が面８０、８２の各々に、又はその側壁７８の端部にリム８４を含む例では、第２の本体７６の一部が対向するリムの間に閉じ込められて、いずれかの方向における、第１の本体７４に対しての第２の本体７６の軸線方向移動が阻止又は防止されてもよい。対向するリムがなくても、第１の本体７４に対しての第２の本体７６の軸線方向移動が他の構造によって阻止又は防止されてもよく、他の構造は、タブフック、テーパー角α（図７）、あるいは、第２の本体の材料、又は第１の本体側壁内の溝の中に延びるか若しくはスロットを通って延びる第２の本体の部分によって、対向する面の間に収容されるか若しくは対向する面で取り囲まれる、第１の本体の他の突出部、を含むが、これらに限定されない。

図示した実現形態では、第２の本体７６は、第１の本体７４から軸線方向に間隔を空けて位置する端部１０４を有する脚部６６を画定する。示されるように、脚部６６は、リム８４から軸線方向に離れるように延び、脚部６６がロック部材５６に向かって延びるように、プランジャ５４はアセンブリ内で方向付けされている。代わりに、脚部６６を、第１の本体７４の他方の側面から離れて延びるように構成することができる（そのとき、第１の本体は向きが反転される）。脚部６６は、第１の本体側壁７８に対して半径方向外側に延びてもよく、それにより、軸線８６からの半径方向距離は、側壁７８の外面９８よりも、脚部６６の半径方向外面１０６の方が、より大きい。示される例では、脚部６６の半径方向寸法の少なくとも半分は、第１の本体側壁７８の外径よりも大きい距離に位置している。また、図示した実現形態では、１つ以上及び最大で全ての脚部６６の内面１０８が、第１の本体７４の最小内径よりも大きい半径方向距離に位置している。図９に示すプランジャ５４’は、外面１０６’を有する脚部６６’を有する第２の本体７６’を有し、外面１０６’は、第１の本体側壁７８の外面９８の半径方向距離に実質的に等しい半径方向距離にある。脚部６６’の内面１０８’は、第１の本体側壁７８の内面９０の半径方向距離に実質的に等しい半径方向距離にあってもよい。この場合、実質的に等しいとは、等しい場合、及び等しい場合のプラス又はマイナス２０％以内を含む。プランジャ５４’は、他の点ではプランジャ５４と類似又は同一であってもよい。

示されるように、脚部６６は、第１の本体側壁７８内のスロット９６の中に、及び／又はスロット９６を通って延びてもよく、それにより、脚部６６の少なくとも一部が側壁７８の外面９８の半径方向外側に位置している。脚部６６がスロット９６の中に、又はスロット９６を通って延びると、第２の本体７６の一部は、スロット９６の一部を画定する、軸線方向に面する停止面１１０に半径方向にオーバーラップし係合する。これが、停止面１１０の方向への、第１の本体７４に対する第２の本体７６の相対的な軸線方向の動きを阻止又は防止する。それゆえ、第１の本体７４に対する第２の本体７６の、軸線方向のいずれの方向への動きも、本体の一部（例えば、第１の本体と第２の本体の両方の、軸線方向に対向する停止面）の係合により阻止又は防止されて、第２の本体７６が第１の本体７４から外れることが防止される。少なくともいくつかの実現形態では、第１の本体７４及び第２の本体７６は、相対的な軸線方向の動きが許容されないように堅く保持されていてもよい。

プランジャ５４の製造及び組み立てを容易にするために、プランジャは、第２の本体７６が、第１の本体７４の中に、及び／又は第１の本体７４上にモールド成形されるオーバーモールド又はインサート成形プロセスによって形成されてもよい。第１の本体７４は、所望に応じて、完全に形成されてから、金型の中に挿入されてもよい。次に、第２の本体７６は、構成要素を一緒に連結させるために、又はプランジャ５４が形成された後に、第１の本体７４から第２の本体７６が外れることを少なくとも阻止するために設けられた所望の嵌合若しくはオーバーラップフィーチャと共に、適切なモールド成形プロセス（例えば射出成形であるが、これに限定されない）によって形成されてもよい。第２の本体７６をモールド成形することにより、プランジャが金属のみから形成されるプランジャと比較して、半径方向外側及び軸線方向に延びる脚部６６の形成が容易になる。

プランジャが全て金属である場合、プランジャは、典型的には、例えば旋盤で機械加工され、プランジャと脚部の形状は旋盤プロセスによって制限され、脚部の外径はプランジャの側壁の外径よりも大きくない。プランジャが２つの金属部品から形成される場合、内側部品のプランジャ脚部の外径は、外側部品の外径より小さくなければならない。脚部の内径が小さいほど、シャフトが連結されている隣接する差動装置ハウジングのトラニオンの外径が小さい必要があり、これが差動装置ハウジングの弱点になる可能性がある。従って、プランジャ５４におけるように、脚部６６を半径方向外側に配置する能力により、差動装置ハウジング３７の隣接部分をより厚く、より強くすることができ、またトラニオン半径Ｒ（図３）をより大きくすることができる。これが、差動装置ハウジング３７の強度を大幅に増加させ、差動装置の有効寿命を増加させる。更に、プランジャが２つの金属片から形成される場合、それらは、圧入、溶接及び／又はステーキングなどによって一緒に連結されなければならず、これは、大きな労働力を要し、時間がかかり、費用のかかるプロセスとなり得る。

更に、第２の本体７６は、プランジャ５４がその前進位置に移動したときに差動装置ハウジング３７の一部と係合してもよい少なくとも１つの停止面１１４を含んでもよい。停止面１１４は、少なくともいくつかの実現形態では、図７に示すように、第１の本体７４の隣接面８０を超えて軸線方向に延びてもよく、それにより、この面１１４は差動装置ハウジング３７と係合し、第１の本体の面８０は係合しない。これにより、ハウジング３７と第１の本体７４との間に空隙１１６（図７にも示されている）が設けられる。所望に応じて、複数の停止面１１４を円周方向に間隔を空けて設けてもよい。示される例では、各脚部６６のいずれの側にも停止面１１４が設けられているが、他の構成が使用されてもよい。更に、空隙１１６は別の方法で設けられてもよい。

少なくともいくつかの実現形態では、プランジャ５４が完全に前進した場合でも、空隙１１６は、差動装置ハウジング３７と第１の本体７４の面８０との間に空間を提供する（例えば、停止面１１４が面８０を超えて軸線方向に延びる程度まで）。そうすることにより、第１の本体７４と差動装置ハウジング３７との間に、連続的な又は完全に閉じた磁気回路が形成されることを防ぐことができる。そのような閉回路は、プランジャ５４がその後退位置に向かって移動するはずである場合でさえ、ハウジング３７に対する第１の本体７４の（従って、プランジャ５４の）位置を保持するようにはたらく場合がある。空隙１１６が存在し、磁気回路が完全には閉じられていないので、ロック部材５６をロック解除することが所望される場合に、プランジャ５４は、その前進位置からその後退位置に向かってより容易に移動する。他の構成が使用されてもよい。

完全に金属製のプランジャでは、空隙は、良好に制御されたフライス加工プロセスで形成される必要があるが、これは難しい場合がある。更に、２つの金属体を組み立てる場合、圧入、溶接、及び／又はステーキングなどのプロセス中に空隙が確実に残るように注意する必要があり、部品の位置を制御し、空隙が確実に残るようにすることもまた、困難な場合がある。これらの困難により、モールド成形されていない２つの本体から形成されたプランジャを製造及び組み立てるコストは増加する。上述の例では、第２の本体７６が第１の本体７４にモールド成形される場合、２つの本体の製造及び組み立ての両方を含むモールド成形プロセス中に、１つ以上の空隙を比較的容易に設けることができる。それゆえ、このようにして、空隙１１６はプランジャ５４内に容易に形成され、確実に維持される。

車両差動装置アセンブリのロック機構４６は、ロック解除位置とロック位置との間の作動信号に応答して移動可能なロック要素５６を含んでもよい。ロック要素５６は、ロック要素が差動装置２９の開放位置に対応するロック解除位置にある場合に、差動装置アセンブリ２９のサイドギヤ３４、３６が互いに対して様々な速度で回転することを可能にするように構成されていてもよい。ロック要素５６はまた、一般に、ロック要素が差動装置２９のロック位置に対応するロック位置にある場合に、サイドギヤ３４、３６を概ね同じ速度で回転させる。少なくともいくつかの実現形態では、ロック機構４６は、ワイヤコイル４９、コイルによって生成される磁場によって駆動されるプランジャ５４、及びプランジャによって係合され駆動されるロック部材５６を含む。上記のように、ロック部材５６は、差動装置２９のギヤ３６とインタフェースして、開放位置とロック位置との間で差動装置の状態を変化させる。プランジャ５４は、第１の材料から形成された第１の本体７４と、第２の材料から形成された第２の本体７６とを有する２つの異なる材料から形成されてもよい。第１の材料は磁気応答性であってもよく、第２の材料は、第２の本体を第１の本体にモールド成形することにより一体型のプランジャを形成できるようにモールド成形可能であってもよい。本明細書で使用する場合、一体型という用語は、２つ以上の別個の構成要素と比較すると、単一の均質材料から形成されたかのようにプランジャ５４を取り扱い組み立てることができることを意味し、少なくともいくつかの実現形態における本体は、接着剤、ファスナ、溶接などを使用することなく、相互接続され一緒に保持されている。

上記の説明は例示を意図しており、限定は意図していないことを理解されたい。提示された例以外の多くの実施形態及び用途が、上述の記載を読むと明らかになるであろう。本発明の範囲は、上述の記載を参照して決定されるべきではなく、代わりに、添付の特許請求の範囲を、そのような特許請求の範囲が権利を有する等価物の全範囲と併せて参照して決定されるべきである。本明細書で論じられる技術において将来の開発が行われることになり、開示されたシステム及び方法が、そのような将来の実施形態に組み込まれることが期待され意図される。要するに、本発明は修正及び変更が可能であり、以下の特許請求の範囲によってのみ限定されることを理解すべきである。

特許請求の範囲で使用される全ての用語は、本明細書でそうではないと明示的に示さない限り、その最も幅広い正当な解釈、及び当業者によって理解されるような通常の意味が与えられることを意図している。特に、「１つの（ａ）」、「前記（ｔｈｅ）」、「前記（ｓａｉｄ）」などの単数の冠詞の使用は、請求項がそうではないと明示的に限定しない限り、示された要素の１つ又は複数を引用すると読み取るべきである。上記の説明では、１つ以上の例示的な実施形態に対して、様々な動作パラメータ及び構成要素について説明した。これら特定のパラメータ及び構成要素は、例として含まれており、限定することを意図したものではない。

上記の説明における「一例（ｏｎｅ ｅｘａｍｐｌｅ、ａｎ ｅｘａｍｐｌｅ）」、「一実施形態（ｏｎｅ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ、ａｎ ｅｍｂｏｄｉｍｅｎｔ）」、「一実現形態（ａｎ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）」、又は「少なくともいくつかの実現形態（ａｔ ｌｅａｓｔ ｓｏｍｅ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓ）」への言及は、その例に関して説明する特定のフィーチャ、構造又は特性が、革新的フィーチャ又は構成要素の１つ以上を含むが、必ずしもこれらの全てを含むとは限らない、少なくとも１つの例又は実現形態に含まれることを意味する。様々な例、実施形態又は実現形態への言及は、これらが出現するたびに、必ず同じ例、実施形態又は実現形態を指すとは限らない。

Claims (15)

1. 複数のギヤを有する車両差動装置用のシステムであって、
   コイルと、
   前記コイルへの電気の印加によって生成される磁場に応答して移動可能な駆動部材であって、前記駆動部材は、第１の位置と第２の位置との間で移動可能であり、前記駆動部材は、軸線を有し、磁気応答性の第１の材料から少なくとも部分的に形成された第１の本体、及び非磁性の第２の材料から少なくとも部分的に形成された第２の本体を含み、前記第１の本体と前記第２の本体とは、前記軸線上の対向する２つの方向における前記第１の本体と前記第２の本体との間の相対的な動きを制限又は防止するように、前記対向する２つの方向のそれぞれにおいて互いがオーバーラップする部分をそれぞれ有し、かつ前記部分を介して互いが連結している、駆動部材と、
   前記駆動部材が前記第２の位置にある場合に、前記駆動部材によって駆動されて前記差動装置のギヤと係合し、前記駆動部材が前記第１の位置にある場合に、前記ギヤから係合解除されるように適合されている、ロック部材と、を備え、
   前記第２の位置にある前記駆動部材は、前記第２の本体の一部が差動装置ハウジングと係合すことで前記軸線に沿った一方向の移動が規制され
   るシステム。
2. 前記第１の材料は金属であり、前記第２の本体はポリマーを含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記第１の本体は対向して面する停止面を含み、前記第２の本体は、前記第１の本体の前記停止面に隣接する、対向して面する停止面を含んで、前記第１の本体と前記第２の本体との間の相対的な軸線方向の動きを制限又は防止する、請求項１または２に記載のシステム。
4. 前記第１の本体及び前記第２の本体は、１つ以上の取付けフィーチャによって一緒に連結されている、請求項１～３のいずれか一項に記載のシステム。
5. 前記駆動部材は軸線方向に延びる少なくとも１つの脚部を有し、前記少なくとも１つの脚部は、前記第１の本体又は前記第２の本体のうちの少なくとも一方の内面への半径方向距離よりも大きい半径方向距離に内面を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載のシステム。
6. 前記少なくとも１つの脚部は前記第２の本体によって支持され、前記少なくとも１つの脚部の前記内面は、前記第１の本体の内面への前記半径方向距離よりも大きい半径方向距離にある、請求項５に記載のシステム。
7. 前記第１の本体は、前記軸線から第１の半径方向距離に外面を有する環状の側壁を含み、前記少なくとも１つの脚部は、前記第１の本体側壁に対して半径方向外側に延び、それにより、前記脚部の半径方向外面は、前記軸線から、前記側壁の前記外面よりも大きい半径方向距離にある、請求項５に記載のシステム。
8. 前記少なくとも１つの脚部は複数の脚部を備え、前記脚部の各々は前記第２の本体によって支持され、前記脚部の各々の前記内面は、前記第１の本体の内面への前記半径方向距離よりも大きい半径方向距離にある、請求項６に記載のシステム。
9. 前記第２の本体は前記第１の本体の隣接面を超えて軸線方向に延びる停止面を含み、前記駆動部材が前記第２の位置にある場合に、前記第２の本体と前記差動装置ハウジングと係合しかつ前記第１の本体と前記差動装置ハウジングとの間に空隙が形成されるように構成されている、請求項１～８のいずれか一項に記載のシステム。
10. 磁場に応答して移動可能な、車両差動装置ロック機構用の駆動部材であって、前記駆動部材は、軸線を有し、磁気応答性の第１の材料から少なくとも部分的に形成された第１の本体、及び非磁性の第２の材料から少なくとも部分的に形成された第２の本体を含み、前記第１の本体と前記第２の本体は、単一構成要素として前記軸線に沿って移動するように、前記第１の本体と前記第２の本体との分離を阻止又は防止するための前記軸線上の対向する２つの方向のそれぞれにおいて対向しオーバーラップする表面によって、互いに連結され、前記第２の本体の一部が差動装置ハウジングと係合すことで前記軸線に沿った一方向の移動が規制されるように構成された、駆動部材。
11. 前記第１の材料は金属であり、前記第２の本体は、モールド成形プロセスによって前記第２の本体の中に形成されることができるポリマーを含む、請求項１０に記載の駆動部材。
12. 前記駆動部材は軸線方向に延びる少なくとも１つの脚部を有し、前記少なくとも１つの脚部は、前記第１の本体又は前記第２の本体のうちの少なくとも一方の内面への半径方向距離よりも大きい半径方向距離に内面を有する、請求項１０または１１に記載の駆動部材。
13. 前記第１の本体は、前記軸線から第１の半径方向距離に外面を有する環状の側壁を含み、前記少なくとも１つの脚部は、前記第１の本体の前記側壁に対して半径方向外側に延び、それにより、前記脚部の半径方向外面は、前記軸線から、前記側壁の前記外面よりも大きい半径方向距離にある、請求項１２に記載の駆動部材。
14. 磁場に応答して移動可能な、車両差動装置ロック機構用の駆動部材を形成する方法であって、前記方法は、
    少なくとも部分的に磁気応答性材料で形成された第１の本体を金型の中に入れることと、
    前記金型の中に非磁性の流動性材料を供給することと、
    前記流動性材料を固体に硬化させて、前記第１の本体に一体的に連結された第２の本体を画定することと、を含み、
    前記第１の本体及び前記第２の本体のそれぞれの少なくとも一部に、前記軸線上の対向する２つの方向における前記第１の本体と前記第２の本体との間の相対的な動きが制限又は防止されるように、前記対向する２つの方向のそれぞれにおいて互いをオーバーラップさせる部分をそれぞれ形成し、前記駆動部材の前記軸線に沿った一方向の移動を規制するために差動装置ハウジングと係合する部分を前記第２の本体の一部分に形成する、方法。
15. 前記第２の本体は、軸線方向に延びる少なくとも１つの脚部を有し、前記少なくとも１つの脚部は、前記第１の本体の内面への半径方向距離よりも大きい半径方向距離に内面を有する、請求項１４に記載の方法。

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