JP2006066633A - 電磁石の製造方法及びこの製造方法で作られた電磁石及びこの電磁石を用いたアクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】 樹脂によるコイルとコアの一体形成を可能にし、組み付けコストを低減し、大型化を防止する。
【解決手段】 底壁７と、底壁７の両側に形成された高さが異なる一対の側壁９，１１とからなるコア１３の内部にコイル１５を格納し、底壁７の対向部から溶融樹脂をコア１３の内部に注入して硬化させコア１３とコイル１５を一体化させる電磁石１の製造方法であって、溶融樹脂をコア１３に注入する際に、側壁９，１１の高さ方向の違いを補正する補正部材１７を配置して溶融樹脂の漏れを防止する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、電磁石の製造方法及びこの製造方法で作られた電磁石及びこの電磁石を用いたアクチュエータに関する。

特許文献１に「被操作装置及びこれを用いたデファレンシャル装置と動力断続装置」が記載されている。

このデファレンシャル装置１００１は、図１３のように、差動機構１００３と、その差動をロックするドッグクラッチ１００５と、ドッグクラッチ１００５を断続操作するアクチュエータ１００７などから構成されている。

アクチュエータ１００７は、コイル１００９と、コイル１００９を内部に格納するコア１０１１と、コイル１００９の磁力によって移動操作されドッグクラッチ１００５を噛み合わせるプランジャ１０１３などから構成されている。

コア１０１１は、部材１０１５，１０１７，１０１９，１０２１によって構成されている。
特開２００４−１１６７３０号公報

アクチュエータ１００７の場合、コイル１００９の形状を保持し、コア１０１１に固定するために、コイル１００９を内部に置いた状態でコア１０１１に樹脂を注ぎ込み封止する方法があり、その場合、部材１０１５を水平に置いて底壁にし、互いに対向する部材１０１７と部材１０２１をそれぞれ側壁にして樹脂を注ぎ込む。

しかし、コア１０１１にはプランジャ１０１３を移動させるための切り欠き部１０２３が必要であり、部材１０２１は部材１０１７（コイル１００９）よりそれだけ低くなっており、このままでは樹脂が外部に流れ出してしまうからこの方法を用いることができない。

従って、コイル１００９は、巻き線した後、形状を保持するために樹脂でモールドし、コア１０１１の内部に組み付けて接着しているが、この方法では、樹脂でモールドし、コア１０１１に組み付け、接着する工程が必要になるから、組み付けコストが高くなる上に、コイル１００９が樹脂モールドの分だけ大型化するという問題がある。

そこで、この発明は、樹脂の注入によってコイルとコアを一体に形成することを可能にし、組み付けコストを低減し、大型化を防止できる電磁石の製造方法と、この製造方法で作られた電磁石と、この電磁石を用いたアクチュエータの提供を目的とする。

請求項１に記載された電磁石の製造方法は、底壁と、この底壁の外周の少なくとも一方に形成された側壁とからなるコアの内部にコイルを格納し、底壁の対向部から溶融樹脂をコアの内部に注入して硬化させコイルとコアとを一体化させる電磁石の製造方法であって、溶融樹脂をコアに注入する際、上端がコイルの高さを超える補正部材を配置して溶融樹脂の漏れを防止することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載された電磁石の製造方法であって、底壁の外周の両側に高さが異なる一対の側壁が形成されており、補正部材が、前記両側壁の高さ方向の違いを補正することにより、コア内部からの溶融樹脂の漏れを防止することを特徴とする。

請求項３に記載された発明は、請求項１に記載された電磁石の製造方法であって、底壁の外周の一側にだけ側壁が形成されており、補正部材を、底壁の外周の他側に配置したことにより、コア内部からの溶融樹脂の漏れを防止することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載された電磁石の製造方法であって、補正部材は、コア内部に注入した溶融樹脂が硬化した後に取り外されることを特徴とする。

請求項の５発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載された電磁石の製造方法であって、補正部材は、非磁性材料、又は、コアより透磁率が小さい低磁性材料からなることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載された電磁石の製造方法であって、コアが底壁に対向する対向壁を有し、この対向壁に樹脂注入口を設け、この樹脂注入口からコア内部に溶融樹脂を注入することを特徴とする。

請求項７の電磁石は、底壁と、この底壁の外周の少なくとも一方に形成された側壁とからなるコアの内部にコイルを格納し、前記底壁の対向部から溶融樹脂をコアの内部に注入して硬化させ前記コイルと前記コアとを一体化させて作る電磁石であって、コアに注入する際の溶融樹脂の漏れを、上端がコイルの高さを超える補正部材により防止して製造されたことを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項７に記載された電磁石であって、底壁の外周の両側に高さが異なる一対の側壁が形成されており、補正部材によって前記両側壁の高さ方向の違いを補正し、コアからの溶融樹脂の漏れを防止して製造されたことを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項７に記載された電磁石であって、底壁の外周の一側にだけ側壁が形成されており、補正部材を底壁の外周の他側に配置したことにより、コアからの溶融樹脂の漏れを防止して製造されたことを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項７〜請求項９のいずれかに記載された電磁石であって、補正部材は、非磁性材料、又は、前記コアより透磁率が小さい低磁性材料からなることを特徴とする。

請求項１１の発明は、請求項〜請求項１０のいずれかに記載された電磁石を用いたアクチュエータであって、電磁石が発生する磁力によって被操作部材側へ移動するプランジャと、このプランジャの移動により被操作部材を移動させる動作力伝達部材とからなることを特徴とする。

請求項１２の発明は、請求項〜請求項１０のいずれかに記載された電磁石を用いたアクチュエータであって、相対回転する相手側部材との間で磁気回路が構成され、電磁石が発生する磁力によって被操作部材側へ移動する移動部材と、この移動部材の移動により被操作装置を操作することを特徴とする。

請求項１に記載された電磁石の製造方法は、上端がコイルの高さを超える補正部材によって外部への漏れを防止しながら溶融樹脂を注入できるから、コイルとコアとを低コストで一体にすることができる。

又、コイルの樹脂モールドが不要になるから、組み付けコストの上昇と、コイルの大型化が避けられる。

又、漏れを防止したことによって、溶融樹脂の無駄と、無駄によるコストの上昇を防止することができる。

請求項２に記載された電磁石の製造方法は、底壁の外周の両側に高さが異なる一対の側壁が形成されている構成であり、補正部材が両側壁の高さ方向の違いを補正することによって樹脂の漏れが防止され、請求項１の構成と同等の効果を得ることができる。

請求項３に記載された電磁石の製造方法は、底壁の外周の一側にだけ側壁が形成されている構成であり、補正部材を底壁の外周の他側に配置したことによって樹脂の漏れが防止され、請求項１の構成と同等の効果を得ることができる。

請求項４に記載された電磁石の製造方法は、請求項１〜請求項３の構成と同等の効果を得ることができる。

又、コア内部に注入した溶融樹脂が硬化した後に補正部材を取り外すこの構成では、電磁石の機能に無関係の部材を取り外すことによってそれだけ軽量化することができる。

又、補正部材が取り外されるから、磁性材料と非磁性材料とに拘わらず、補正部材に任意の材料を選ぶことができる。

請求項５に記載された電磁石の製造方法は、請求項１〜請求項４の構成と同等の効果を得ることができる。

又、非磁性材料やコアより透磁率が小さい低磁性材料を用いた補正部材は、装着したままでも電磁石の機能に影響を与えないから、取り外す必要がなく、取り外しに伴うコストの上昇が防止される。

請求項６に記載された電磁石の製造方法は、請求項１〜請求項５の構成と同等の効果を得ることができる。

又、この構成では、樹脂によって対向壁がコア及びコイルと一体化されるから、対向壁を固定するための工程が不要になり、それだけコストを低減することができる。

請求項７の電磁石は、請求項１の方法で作られており、従って、請求項１の構成と同等の効果を得ることができる。

請求項８の電磁石は、請求項７の構成と同等の効果を得ることができる。

請求項９の電磁石は、請求項７の構成と同等の効果を得ることができる。

請求項１０の電磁石は、請求項７〜請求項９及び請求項６の構成と同等の効果を得ることができる。

請求項１１のアクチュエータは、請求項１〜請求項１０の構成と同等の効果を得ることができる。

請求項１２のアクチュエータは、請求項１〜請求項１０の構成と同等の効果を得ることができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１〜図６によって電磁石１と、その製造方法と、電磁石１を用いた電磁式アクチュエータ３（アクチュエータ）と、電磁式アクチュエータ３を用いたデファレンシャル装置５の説明をする。以下の説明の中で左右の方向はデファレンシャル装置５が用いられた車両及び図１での左右の方向であり、上下の方向はコア１３を、その底壁７を下にして、水平に置いたときの方向である。

［電磁石１の製造方法の特徴］
電磁石１の製造方法は、底壁７と、底壁７の外周の両側に形成された高さが異なる一対の側壁９，１１とを有するコア１３の内部にコイル１５を格納し、底壁７の対向部から溶融樹脂をコア１３の内部に注入して硬化させコア１３とコイル１５とを一体化させる電磁石の製造方法であって、溶融樹脂をコア１３に注入する際に、上端がコイル１５の高さを超える樹脂リング１７（補正部材）を配置し、側壁９，１１の高さ方向の違いを補正して溶融樹脂の漏れを防止することを特徴とし、又、樹脂リング１７は、非磁性材料からなることを特徴とする。

［電磁石１の特徴］
電磁石１は、底壁７と、底壁７の両側に形成された高さが異なる一対の側壁９，１１とからなるコア１３の内部にコイル１５を格納し、底壁７の対向部から溶融樹脂をコア１３の内部に注入して硬化させコア１３とコイル１５とを一体化させて作る電磁石であって、溶融樹脂をコア１３に注入する際に、上端がコイル１５の高さを超える樹脂リング１７（補正部材）により側壁９，１１の高さ方向の違いを補正して溶融樹脂の漏れを防止すると共に、樹脂リング１７は、非磁性材料からなることを特徴とする。

［電磁式アクチュエータ３の特徴］
電磁式アクチュエータ３は、電磁石１と、電磁石１が発生する磁力によってクラッチリング１９（被操作部材）側へ移動するプランジャ２１と、プランジャ２１の移動によりクラッチリング１９を移動させるプレッシャープレート２３（動作力伝達部材）とからなることを特徴とする。

［デファレンシャル装置５の構成］
デファレンシャル装置５は、電磁式アクチュエータ３と、差動機構２５と、ドッグクラッチ２７（被操作装置）と、デフケース２９と、リターンスプリング３１と、ポジションスイッチ３３と、コントローラなどから構成されている。

デフケース２９はケーシング本体３５と左カバー３７をボルト３８で固定して構成されており、オイル溜りが形成されたデフキャリヤ３９の内部に配置され、カバー３７とケーシング本体３５に形成された各ボス部４１，４３はテーパーローラーベアリング４５，４７を介してそれぞれデフキャリヤ３９に支承されている。デフケース２９にはリングギアがボルトによって固定され、このリングギアは動力伝達系のギヤと噛み合っている。この動力伝達系はトランスミッション側に連結されており、デフケース２９はトランスミッションとこの動力伝達系とを介して伝達されるエンジンの駆動力によって回転駆動される。

差動機構２５は、複数本のピニオンシャフト４９と、各ピニオンシャフト４９上に支承されたピニオンギア５１と、左右から各ピニオンギア５１とそれぞれ噛み合った出力側のサイドギア５３，５５から構成されている。各ピニオンシャフト４９はケーシング本体３５に設けられた貫通孔５７に端部を係合し、ピン５９によって抜け止めされている。ケーシング本体３５と各ピニオンギア５１との間には球面ワッシャ６１が配置され、ピニオンギア５１の遠心力と噛み合い反力とを受けている。

各サイドギア５３，５５のボス部６３，６５はカバー３７とケーシング本体３５に形成された支承部６７，６９で回転自在に支承されており、各ボス部６３，６５はスプライン連結された車軸を介して左右の車輪側に連結されている。

ドッグクラッチ２７は、右サイドギア５５に形成された噛み合い歯７１と、クラッチリング１９に形成された噛み合い歯７３とによって構成されている。クラッチリング１９は周方向等間隔に形成された脚部７５をケーシング本体３５に形成された各開口７７にそれぞれ貫通させて回り止めされ、軸方向移動自在に配置されている。クラッチリング１９が左に移動するとドッグクラッチ２７が噛み合って差動機構２５の差動がロックされ、図１のように、クラッチリング１９が右に移動するとドッグクラッチ２７の噛み合いと、差動ロックが解除される。

リターンスプリング３１は右サイドギア５５とクラッチリング１９との間に配置され、クラッチリング１９をドッグクラッチ２７の噛み合い解除側（右方）へ付勢している。

電磁式アクチュエータ３は、上記のコア１３とコイル１５と樹脂リング１７などからなる電磁石１とプランジャ２１に加えて、ガイド部材７９と、スライドリング８１と、コントローラなどから構成されている。

［電磁石１の構成］
電磁石１（コア１３）は図２〜図６の順序で製造される。又、コア１３は上記の底壁７と側壁９，１１に上壁８３を加えて構成される。

図２のように、底壁７と一方の側壁１１は一体に形成されており、先ず、図３のように、他方の側壁９が底壁７の外周に圧入される。この状態で、側壁９と側壁１１には高さａの差（違い）がある。次に、図４のように、底壁７と側壁９と側壁１１によって形成された凹溝にコイル１５を配置し、リード線８５を側壁９に設けられた貫通孔８７（図３）から外部に引き出した後、貫通孔８７をゴム線８９で封止する。

なお、コイル１５を凹溝に配置する際に、治具を用いて、あるいは、例えばセロファンのような巻きカバーをコイル１５に巻くことにより、底壁７と側壁９と側壁１１に対するコイル１５の間隔を調整してもよい。又、このような間隔調整をせずに、下記のように樹脂を注いだときにコイル１５の位置を自然に任せても、磁気特性に対して特に悪影響はない。

次に、図５のように、樹脂リング１７を側壁１１に取り付けて側壁９と側壁１１との高さの差ａを補正し、樹脂が漏れないようにした状態で、底壁７を水平にして樹脂を注入し、硬化した樹脂９１によってコイル１５を底壁７と側壁９と側壁１１と樹脂リング１７と一体にした後、図６のように、上壁８３を側壁９に圧入してコア１３を完成させる。

なお、樹脂が硬化する前に上壁８３を取り付けて固着させてもよく、この場合、圧入のような上壁８３固定手段が不要になり、それだけコストが低減する。

又、樹脂リング１７はコア１３が完成した後取り外してもよい。この場合、樹脂リング１７には注入された樹脂に溶解せず樹脂が硬化した後、変形させて取り外せるような材料、あるいは、分解して取り外せるような材料が選定される。

さらに、樹脂リング１７は、取り外さずにそのままコイル１５の一部として使用してもよく、その場合、樹脂リング１７はコイル１５による磁性金属粉の吸着や磁力線の短絡を防止することによって電磁式アクチュエータ３の性能を長期に渡って正常に保つことに寄与する。

樹脂リング１７は、上記のような理由により、非磁性材料であることが望ましく、又、アルミニュームやステンレス鋼などの金属でもよい。

又、コア１３は連結部材を介してデフキャリヤ３９に連結され回り止めされており、ガイド部材７９は非磁性材料（例えば、ステンレス鋼）で作られ、コア１３の内周部に溶接されている。プランジャ２１は磁性材料で作られており、スライドリング８１は非磁性材料（例えば、ステンレス鋼）で作られ、プランジャ２１はスライドリング８１の外周に固定されている。プランジャ２１とスライドリング８１はコア１３の内周側とガイド部材７９の外周側に配置され、スライドリング８１の内周はガイド部材７９の外周で軸方向移動自在に支承されている。

コイル１５は上記のようにコア１３に格納されており、コア１３から引き出されたリード線８５は、さらにコネクターを介してデフキャリヤ３９の外部に引き出され、コントローラを介して車載のバッテリに接続されている。

プレッシャープレート２３は、電磁式アクチュエータ３とデフケース２９との間に配置されており、内周側に形成された腕部９３によって回転側のクラッチリング１９（脚部７５）に連結されており、静止側のスライドリング８１と対向している。クラッチリング１９はリターンスプリング３１の付勢力によりプレッシャープレート２３を介してスライドリング８１（プランジャ２１）を右方に付勢している。

ポジションスイッチ３３は、デフキャリヤ３９を貫通して取り付けられている。そのプローブ９５はプレッシャープレート２３の左側面に係合し、内蔵された適度な強さのリターンスプリングによって右方に付勢されている。プローブ９５は、ドッグクラッチ２７が噛み合うとプレッシャープレート２３の移動に伴って破線の位置まで移動し、ドッグクラッチ２７の噛み合いが解除されると上記のリターンスプリングによって実線の位置まで戻る。ポジションスイッチ３３はプローブ９５のこのような軸方向往復移動に伴ってＯＮ−ＯＦＦし、その信号をコントローラに送り、コントローラは受け取ったＯＮ−ＯＦＦ信号に基づいてデファレンシャル装置５（差動機構２５）の差動回転がロックされているか否かを判断する。

底壁７と側壁９，１１と樹脂リング１７とプランジャ２１とによってコイル１５の磁気回路が形成されている。コントローラはコイル１５の通電（励磁）と通電停止とを行う。コイル１５が励磁されると磁気回路に磁束ループ９７が形成されてプランジャ２１が軸方向左側に移動し、ドッグクラッチ２７が噛み合って差動機構２５の差動回転がロックされ、コイル１５の励磁が停止されるとリターンスプリング３１によってドッグクラッチ２７の噛み合いと差動ロックが解除され、上記のようにポジションスイッチ３３によって差動のロックと解除が検知され、コントローラによってドライバーに通知される。

［電磁石１とその製造方法と電磁式アクチュエータ３の効果］
電磁石１とその製造方法と電磁式アクチュエータ３は上記のように構成されたことにより、下記のような効果が得られる。

上端がコイル１５の高さを超える樹脂リング１７によって側壁９，１１の高さの差ａを補正したことにより、外部への漏れを防止しながら樹脂を注入しコア１３とコイル１５とを低コストで一体にすることができる。

従って、コイル１５の樹脂モールドが不要になり、組み付けコストの上昇と、コイル１５の大型化が避けられる。

又、漏れを防止したことによって、樹脂の無駄と、無駄によるコストの上昇も防止される。

又、非磁性材料を用いた樹脂リング１７は装着したままでも電磁石１の機能に悪影響を与えないから、取り外す必要がなく、取り外しに伴うコストの上昇が避けられる。

（第２実施形態）
図７によって電磁石１０１（本発明の第２実施形態）の説明をする。以下、同機能の部材には同一の符号を与えて引用しながら第１実施形態の電磁石１との相違点を説明する。

［電磁石１０１の製造方法の特徴］
電磁石１０１の製造方法は、底壁７と、この底壁７の外周の両側に形成された高さが異なる一対の側壁９，１１とを有するコア１０３の内部にコイル１５を格納し、底壁７の対向部から溶融樹脂をコア１０３の内部に注入して硬化させコイル１５とコア１０３とを一体化させる電磁石の製造方法であって、溶融樹脂をコア１０３に注入する際に、上端がコイル１５の高さを超える樹脂リング１７（補正部材）を配置して側壁９，１１の高さ方向の違いを補正し、溶融樹脂の漏れを防止することを特徴とし、樹脂リング１７は、非磁性材料からなり、コア１０３が、底壁７に対向する上壁１０５（対向壁）を有し、上壁１０５に樹脂注入口１０７を設け、樹脂注入口１０７からコア１０３の内部に溶融樹脂を注入することを特徴とする。

［電磁石１０１の特徴］
電磁石１０１は、底壁７と、底壁７の両側に形成された高さが異なる一対の側壁９，１１とからなるコア１０３の内部にコイル１５を格納し、底壁７の対向部から溶融樹脂をコア１０３の内部に注入して硬化させコイル１５とコア１０３とを一体化させて作る電磁石であって、コア１０３に注入する際に、上端がコイル１５の高さを超える樹脂リング１７（補正部材）により側壁９，１１の高さ方向の違いを補正して溶融樹脂の漏れを防止すると共に、樹脂リング１７は、非磁性材料からなり、コア１０３が、底壁７に対向する上壁１０５を有し、上壁１０５に樹脂注入口１０７を設け、樹脂注入口１０７からコア１０３内部に溶融樹脂を注入することを特徴とする。

［電磁石１０１の構成］
図７のように、上壁１０５には樹脂注入口１０７の他に、エア抜き孔１０９が設けられている。なお、樹脂注入口１０７とエア抜き孔１０９は、いずれを樹脂注入口にし、いずれをエア抜き孔にしてもよい。

コア１０３は、樹脂リング１７によって側壁９，１１の高さの差ａを補正した状態で、上壁１０５を側壁９に取り付けて底壁７を水平にし、上壁１０５の樹脂注入口１０７から樹脂を、エア抜き孔１０９からエアを逃がしながら、樹脂注入口１０７とエア抜き孔１０９を満たすまで注入し、硬化した樹脂１１１によってコイル１５を底壁７と側壁９と側壁１１と樹脂リング１７と上壁１０５と一体にし、コア１０３を完成させる。

又、樹脂注入口１０７とエア抜き孔１０９には上方に向かって広くなる傾斜面１１３，１１５がそれぞれ形成されており、これらの傾斜面１１３，１１５が硬化した樹脂と係合することによって上壁１０５の脱落が防止され、保持機能がさらに強化される。

又、各樹脂注入口１０７とエア抜き孔１０９及び傾斜面１１３，１１５の断面形状は、円形に限らず、楕円形や矩形など所望の形状でよく、または注入される樹脂剤に突出して突起や環状部を側壁９、１１又は底壁７又は上壁に形成して樹脂との係合を行わせても良い。

［電磁石１０１とその製造方法の効果］
電磁石１０１とその製造方法は、電磁石１及びその製造方法と同等の効果が得られる。

さらに、上壁１０５を取り付けてから樹脂を注入するこの構成では、樹脂によって上壁１０５が一体化されるから、上壁１０５を固定するための圧入などの工程が不要になり、それだけコストが低減される。

（第３実施形態）
図８〜図１２によって電磁石２０１と、その製造方法と、電磁石２０１を用いた電磁式アクチュエータ２０３（アクチュエータ）と、電磁式アクチュエータ２０３を用いた電磁式カップリング２０５の説明をする。電磁式カップリング２０５は４輪駆動車に用いられており、左右の方向は図８での左右の方向であり、図８の右方はこの４輪駆動車の前方である。又、上下の方向はコア２１１を、その底壁２０７を下にして、水平に置いたときの方向である。

［電磁石２０１の製造方法の特徴］
電磁石２０１の製造方法は、底壁２０７と、底壁２０７の一側に形成された側壁２０９（内壁）とを有するコア２１１上にコイル１５を配置し、底壁２０７の対向部から溶融樹脂を注入して硬化させコイル１５とコア２１１とを一体化させる電磁石の製造方法であって、溶融樹脂をコア２１１に注入する際に、上端がコイル１５の高さを超える樹脂リング２１３（補正部材）を底壁２０７の他側に配置し、側壁２０９との高さの違いを補正して溶融樹脂の漏れを防止することを特徴とし、又、樹脂リング２１３は、非磁性材料からなることを特徴とする。

［電磁石２０１の特徴］
電磁石２０１は、底壁２０７と、底壁２０７の一側に形成された側壁２０９とからなるコア２１１上にコイル１５を配置し、底壁２０７の対向部から溶融樹脂を注入して硬化させコイル１５とコア２１１とを一体化させて作る電磁石であって、溶融樹脂をコア２１１に注入する際に、上端がコイル１５の高さを超える樹脂リング２１３（補正部材）により側壁２０９との高さの違いを補正して溶融樹脂の漏れを防止すると共に、樹脂リング２１３は、非磁性材料からなることを特徴とする。

［電磁式アクチュエータ２０３の特徴］
電磁式アクチュエータ２０３は、相対回転するロータ２１５（相手側部材）との間で磁気回路を構成し、電磁石２０１が発生する磁力によってアーマチャ２１７（移動部材）を移動させてパイロットクラッチ２１９（被操作装置）を操作することを特徴とする。

［４輪駆動車の動力系の構成］
電磁式カップリング２０５が用いられた４輪駆動車の動力系は、エンジンと、トランスミッションと、トランスファと、トランスファの内部に設けられた２ー４切り換え機構と、フロントデフ（エンジンの駆動力を左右の前輪に配分するデファレンシャル装置）と、前車軸及び左右の前輪と、前側の後輪用プロペラシャフトと、電磁式カップリング２０５と、後側の後輪用プロペラシャフトと、リヤデフ（エンジンの駆動力を左右の後輪に配分するデファレンシャル装置）と、後車軸及び左右の後輪などから構成されており、エンジンの駆動力は、トランスミッションからフロントデフに伝達され、フロントデフから前車軸を介して左右の前輪に配分される。又、２ー４切り換え機構と電磁式カップリング２０５がそれぞれ連結されると、エンジンの駆動力はトランスファから前側のプロペラシャフトと電磁式カップリング２０５と後側のプロペラシャフトとを介してリヤデフに伝達され、リヤデフから後車軸を介して左右の後輪に配分され、車両は４輪駆動状態になる。又、２−４切替え機構と電磁式カップリング２０５の連結をそれぞれ解除すると車両は前輪駆動の２輪駆動状態になる。

［電磁式カップリング２０５の構成］
電磁式カップリング２０５は、電磁式アクチュエータ２０３と、回転ケース２２１と、インナーシャフト２２３と、メインクラッチ２２５と、ボールカム２２７と、パイロットクラッチ２１９と、コントローラなどから構成されており、車体側に支持された防護ケーシングの中に格納されている。

回転ケース２２１は両側シール型のボールベアリングを介して防護ケーシングに支承され、継ぎ手を介して前側のプロペラシャフトに連結されており、エンジンの駆動力はこれらの動力伝達部材を介して回転ケース２２１に伝達される。ロータ２１５は回転ケース２２１の後部側開口に螺着され、ナット２２９のダブルナット機能によって固定されている。

インナーシャフト２２３は後方から回転ケース２２１に貫入しており、前端部をボールベアリングによって回転ケース２２１に支承され、後部側をニードルベアリング２３１によってロータ２１５に支承されている。インナーシャフト２２３には連結軸がスプライン連結されており、この連結軸は継ぎ手を介して後側のプロペラシャフトに連結され、インナーシャフト２２３の回転はこれらの動力伝達部材を介してリヤデフに伝達される。又、回転ケース２２１はロータ２１５との間に配置されたＯリング２３３と、ロータ２１５とインナーシャフト２２３との間に配置されたＸリング２３５とによって密封されており、内部にオイルが注入されている。

メインクラッチ２２５は、回転ケース２２１とインナーシャフト２２３との間に配置されている。ボールカム２２７はカムリング２３７とプレッシャープレート２３９との間に設けられており、カムリング２３７はインナーシャフト２２３の外周で相対回転自在に支持され、プレッシャープレート２３９は内周をインナーシャフト２２３にスプライン連結されている。

上記のように電磁式アクチュエータ２０３は電磁石２０１とアーマチャ２１７とで構成されており、アーマチャ２１７はパイロットクラッチ２１９とプレッシャープレート２３９との間に配置され、外周を回転ケース２２１にスプライン連結され、軸方向移動自在に配置されている。

［電磁石２０１の構成］
電磁石２０１とコア２１１は図９〜図１２の順序で製造される。

図９のように、底壁２０７と一方の側壁２０９は一体に形成されている。なお、破線で描いたように底壁２０７と筒状の側壁２０９を別体にし、側壁２０９を底壁２０７と圧入などによって一体にしてもよい。（この場合、筒状の側壁２０９は樹脂などの材料で形成してもよい。）
図１０のように、これらの底壁２０７と側壁２０９の上にコイル１５が配置され、この状態で底壁２０７と側壁２０９には高さｂの差がある。又、コイル１５のリード線８５を底壁２０７に設けられた貫通孔２４１から外部に引き出した後、貫通孔２４１をゴム線８９で封止する。

図１１のように、樹脂リング２１３を底壁２０７に圧入や接着などによって固定し、側壁２０９との高さの差ｂを樹脂が漏れないように補正する。この状態で、コイル１５を底壁２０７と側壁２０９と樹脂リング２１３とで形成された凹溝に配置する。

図１２のように、底壁２０７を水平にして上記の凹溝に樹脂を注入し、硬化した樹脂２４３によってコイル１５を底壁２０７と側壁２０９と樹脂リング２１３と一体にしてコア２１１を完成させる。このとき、底壁２０９に凹凸部２４５を設けておけば、コイル１５を位置固定することができる。なお、この凹凸部は樹脂リング２１３側に設けてもよい。

又、コイル１５を配置する際に、治具を用いて、あるいは、例えばセロファンのような巻きカバーをコイル１５に巻くことにより底壁２０７と側壁２０９に対するコイル１５の間隔を調整してもよい。なお、このような間隔調整をせずに、下記のように樹脂を注いだときのコイル１５の位置を自然に任せても、磁気特性に対して特に悪影響はない。

又、樹脂リング２１３はコア２１１が完成した後取り外してもよい。この場合、樹脂リング２１３には注入された樹脂に溶解せず樹脂が硬化した後、変形させて取り外せるような材料、あるいは、分解して取り外せるような材料が選定される。

さらに、樹脂リング２１３は、取り外さずにそのままコイル１５の一部として使用してもよく、その場合、樹脂リング２１３はコイル１５による磁性金属粉の吸着や磁力線の短絡を防止することによって電磁式アクチュエータ２０３の性能を長期に渡って正常に保つことに寄与すると共に、コア２１１に対するコイル１５の移動を防止することができる。

樹脂リング２１３の材料は、上記のような理由によって、非磁性材料であることが望ましく、又、アルミニュームやステンレス鋼などの金属でもよい。

図８のように、電磁石２０１（コア２１１とコイル１５）はロータ２１５に形成された凹部２４７に対し所定間隔のエアギャップを介して貫入している。又、コア２１１は両側シール型のボールベアリング２４９を介してロータ２１５に支承されており、コア２１１から引き出されたリード線８５はグロメットを通して防護ケーシングの外部に引き出され、コントローラを介して車載のバッテリに接続されている。

コア２１１とエアギャップとロータ２１５とパイロットクラッチ２１９とアーマチャ２１７とによって電磁石２０１（コイル１５）の磁路が構成されており、コントローラは、コイル１５の励磁、励磁電流の制御、励磁停止などを行う。

コイル１５が励磁されると磁路に磁束ループ２５１が発生し、アーマチャ２１７が吸引されてエンジンの駆動力がボールカム２２７に掛かり、発生したカムスラスト力によりプレッシャープレート２３９を介してメインクラッチ２２５が押圧されて締結し、電磁式カップリング２０５が連結され、エンジンの駆動力はインナーシャフト２２３から後側のプロペラシャフトなどを介してリヤデフに伝達され、リヤデフから左右の後輪に配分されて車両は４輪駆動状態になり、悪路などの走破性や、車体の安定性や、直進性が向上する。

コントローラによりコイル１５の励磁電流を制御すると、パイロットクラッチ２１９の滑り率が変化してボールカム２２７のカムスラスト力が変わり、電磁式カップリング２０５（メインクラッチ２２５）を介して後輪側に送られる伝達トルクの大きさが調整され、例えば、旋回走行中に車両の操縦性や安定性などを向上させることができる。

コイル１５の励磁を停止するとパイロットクラッチ２１９が開放されてボールカム２２７のカムスラスト力が消失し、メインクラッチ２２５が開放されて電磁式カップリング２０５の連結が解除され、インナーシャフト２２３から後側プロペラシャフトを介して後輪までがエンジンから切り離されて車両は２輪駆動状態になり、車両の旋回性が向上し、燃費が向上する。

［電磁石２０１とその製造方法と電磁式アクチュエータ２０３の効果］
電磁石２０１とその製造方法と電磁式アクチュエータ２０３は上記のように構成されたことにより、下記のような効果が得られる。

上端がコイル１５の高さを超える樹脂リング２１３により底壁２０７と側壁２０９の高さの差ｂを、樹脂が漏れないように補正したから、外部への漏れを防止しながら樹脂を注入しコイル１５とコア２１１とを低コストで一体にすることができる。

従って、コイル１５の樹脂モールドが不要になり、組み付けコストの上昇と、コイル１５の大型化が避けられる。

又、漏れを防止したことによって、樹脂の無駄と、無駄によるコストの上昇も防止される。

又、非磁性材料を用いた樹脂リング２１３は、装着したままでも電磁石２０１の機能に悪影響を与えないから、取り外す必要がなく、取り外しに伴うコストの上昇が避けられる。

［本発明の範囲に含まれる他の態様］

第１実施形態の電磁石１及び電磁式アクチュエータ３と、デファレンシャル装置５を示す断面図である。 第１実施形態でコア１３の一部を構成する底壁７と側壁１１を示す断面図である。 さらに、底壁７に側壁９を取り付けた状態を示す断面図である。 さらに、底壁７と側壁９と側壁１１によって形成された凹溝にコイル１５を配置した状態を示す断面図である。 さらに、側壁１１に樹脂リング１７を取り付けた後、凹溝に樹脂を注入する状態を示す断面図である。 さらに、側壁９に上壁８３を取り付けて電磁石１とコア１３を完成させた状態を示す断面図である。 第２実施形態において電磁石１０１とコア１０３を完成させた状態を示す断面図である。 第３実施形態の電磁石２０１及び電磁式アクチュエータ２０３と、電磁式カップリング２０５を示す断面図である。 第３実施形態でコア２１１の一部を構成する底壁２０７と側壁２０９を示す断面図である。 さらに、底壁２０７と側壁２０９上にコイル１５を配置した状態を示す断面図である。 さらに、底壁２０７に樹脂リング２１３を取り付けて凹溝を形成した状態を示す断面図である。 さらに、凹溝に樹脂を注入して電磁石２０１とコア２１１を完成させた状態を示す断面図である。 従来例の断面図である。

符号の説明

１ 電磁石
３ 電磁式アクチュエータ
７ 底壁
９，１１ 高さが異なる一対の側壁
１３ コア
１５ コイル
１７ 樹脂リング（補正部材）
１９ クラッチリング（被操作部材）
２１ プランジャ
２３ プレッシャープレート（動作力伝達部材）
２７ ドッグクラッチ（被操作装置）
１０１ 電磁石
１０３ コア
１０５ 上壁（底壁の対向壁）
１０７ 樹脂注入口
２０１ 電磁石
２０３ 電磁式アクチュエータ
２０７ 底壁
２０９ 側壁
２１１ コア
２１３ 樹脂リング（補正部材）
２１５ ロータ（相対回転する相手側部材）
２１７ アーマチャ（移動部材）
２１９ パイロットクラッチ（被操作装置）

Claims (12)

1. 底壁と、この底壁の外周の少なくとも一方に形成された側壁とからなるコアの内部にコイルを格納し、前記底壁の対向部から溶融樹脂をコアの内部に注入して硬化させ前記コイルと前記コアとを一体化させる電磁石の製造方法であって、
   溶融樹脂をコアに注入する際、上端がコイルの高さを超える補正部材を配置して溶融樹脂の漏れを防止することを特徴とする電磁石の製造方法。
2. 請求項１に記載された電磁石の製造方法であって、
   前記底壁の外周の両側に高さが異なる一対の側壁が形成されており、
   前記補正部材が、前記両側壁の高さ方向の違いを補正することにより、前記コア内部からの溶融樹脂の漏れを防止することを特徴とする電磁石の製造方法。
3. 請求項１に記載された電磁石の製造方法であって、
   前記底壁の外周の一側にだけ側壁が形成されており、
   前記補正部材を、底壁の外周の他側に配置したことにより、前記コア内部からの溶融樹脂の漏れを防止することを特徴とする電磁石の製造方法。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載された電磁石の製造方法であって、
   前記補正部材は、前記コア内部に注入した溶融樹脂が硬化した後に取り外されることを特徴とする電磁石の製造方法。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載された電磁石の製造方法であって、
   前記補正部材は、非磁性材料、又は、前記コアより透磁率が小さい低磁性材料からなることを特徴とする電磁石の製造方法。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載された電磁石の製造方法であって、
   前記コアが底壁に対向する対向壁を有し、この対向壁に樹脂注入口を設け、この樹脂注入口からコア内部に溶融樹脂を注入することを特徴とする電磁石の製造方法。
7. 底壁と、この底壁の外周の少なくとも一方に形成された側壁とからなるコアの内部にコイルを格納し、底壁の対向部から溶融樹脂をコアの内部に注入して硬化させコイルとコアとを一体化させて作る電磁石であって、
   コアに注入する際の溶融樹脂の漏れを、上端がコイルの高さを超える補正部材により防止して製造されたことを特徴とする電磁石。
8. 請求項７に記載された電磁石であって、
   底壁の外周の両側に高さが異なる一対の側壁が形成されており、
   補正部材によって前記両側壁の高さ方向の違いを補正し、コアからの溶融樹脂の漏れを防止して製造されたことを特徴とする電磁石。
9. 請求項７に記載された電磁石であって、
   底壁の外周の一側にだけ側壁が形成されており、
   補正部材を底壁の外周の他側に配置したことにより、コアからの溶融樹脂の漏れを防止して製造されたことを特徴とする電磁石。
10. 請求項７〜請求項９のいずれかに記載された発明であって、
    補正部材は、非磁性材料、又は、前記コアより透磁率が小さい低磁性材料からなることを特徴とする電磁石。
11. 請求項１〜請求項１０のいずれかに記載された電磁石を用いたアクチュエータであって、電磁石が発生する磁力によって被操作部材側へ移動するプランジャと、このプランジャの移動により被操作部材を移動させる動作力伝達部材とからなることを特徴とするアクチュエータ。
12. 請求項１〜請求項１０のいずれかに記載された電磁石を用いたアクチュエータであって、相対回転する相手側部材との間で磁気回路が構成され、電磁石が発生する磁力により移動部材を移動させて被操作装置を操作することを特徴とするアクチュエータ。

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