(57)【要約】絶縁された巻付け線材（２４）から巻成された励磁巻成体（２３）を有する電磁コイル（１３）と、マグネットコア（１４）と、該マグネットコア（１４）に向かい合って位置する可動のプランジャ（１６）と、該プランジャ（１６）に作用する戻しばね（２１）とを備えた電磁石（１０）において、完成された電磁石（１０）により供給される磁力をあとから調整するために、電磁コイル（１３）に、互いに導電接続された、導電性の材料から成る溶融可能な複数のポスト（２６）が配置されている。各１つのポスト（２６）には、励磁巻成体（２３）内から選び出された幾つかの巻き条で巻付け線材（２４）が巻き掛けられて案内されている。所望の磁力を調節するために、少なくとも２つのポスト（２６）が溶融されるので、これらのポスト（２６）が巻付け線材（２４）と共に、該巻付け線材（２４）の線材絶縁層を貫いて、信頼性の良い溶接を形成する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁石であって、絶縁された巻付け線材（２４）から巻成された励磁巻成体（２３）を有する電磁コイル（１３）と、マグネットコア（１４）と、該マグネットコア（１４）にエアギャップ間隔を空けて向かい合って位置する可動のプランジャ（１６）と、該プランジャ（１６）に作用する戻しばね（２１）とが設けられており、該戻しばね（２１）のばね力が磁力とは逆向きに作用している形式のものにおいて、電磁コイル（１３）に、互いに導電接続された、導電性の材料から成る溶融可能な複数のポスト（２６）が配置されており、励磁巻成体（２３）内の選び出された幾つかの巻き条で、巻付け線材（２４）が各１つのポスト（２６）に巻き掛けられていることを特徴とする電磁石。
【請求項２】
前記複数のポスト（２６）のうちの１つ、有利には巻き条経過のうち最初または最後の、１つのポスト（２６）に巻き掛けられた巻き条に対応しているポスト（２６１）が、該ポスト（２６１）に巻き掛けられた巻付け線材区分と、該巻付け線材区分の線材絶縁層を貫いて導電接続されるように溶接されている、請求項１記載の電磁石。
【請求項３】
前記ポスト（２６１）に溶接された巻付け線材区分が、励磁巻成体（２３）の巻付け端部を形成している、請求項２記載の電磁石。
【請求項４】
少なくとも１つの別の選び出されたポスト（２６）が、該ポスト（２６）に巻き掛けられた巻付け線材区分と、該巻付け線材区分の線材絶縁層を貫いて導電接続されるように溶接されている、請求項２または３記載の電磁石。
【請求項５】
励磁巻成体（２３）が、要求された磁力のために算出された巻き条数よりも大きな巻き条数で形成されている、請求項４記載の電磁石。
【請求項６】
前記ポスト（２６）が、各ポスト（２６）と一体に結合された、導電性の材料から成るウェブ（２７）を介してまとめられて、１つのポストストリップ（２８）を形成している、請求項１から５までのいずれか１項記載の電磁石。
【請求項７】
電磁コイル（１３）が、励磁巻成体（２３）を支持するコイル枠体（２２）を有しており、該コイル枠体（２２）に前記ポストストリップ（２８）が保持されている、請求項６記載の電磁石。
【請求項８】
前記ポストストリップ（２８）のウェブ（２７）が、前記コイル枠体（２２）の射出成形時に該コイル枠体（２２）内に埋め込まれている、請求項７記載の電磁石。
【請求項９】
前記コイル枠体（２２）が糸巻き枠状に形成されていて、励磁巻成体（２３）を収容する円筒状のセンタ部分（２２１）と、該センタ部分（２２１）のそれぞれ一方の端部に配置された、励磁巻成体（２３）の端面をカバーする２つのフランジ（２２２）とを備えており、前記ポストストリップ（２８）のウェブ（２７）が、前記コイル枠体（２２）の射出成形時に前記フランジ（２２２）内に埋め込まれていて、各ポスト（２６）が、フランジ周面からほぼ半径方向に自由に突出している、請求項８記載の電磁石。
【請求項１０】
励磁巻成体（２３）が多層状に形成されており、前記ポスト（２６）に巻き掛けられた巻き条が、励磁巻成体（２３）の端範囲における最上位の層に位置している、請求項９記載の電磁石。
【請求項１１】
電磁コイル（１３）がハウジング（１７）によって取り囲まれており、該ハウジング（１７）に、前記ポストストリップ（２８）と合致した貫通孔（２９）が設けられている、請求項６から１０までのいずれか１項記載の電磁石。
【請求項１２】
前記貫通孔（２９）が封止コンパウンドによって閉鎖されている、請求項１１記載の電磁石。
【請求項１３】
当該電磁石が、自動車におけるトランスミッション制御のための電磁式のアクチュエータ、有利には比例式の圧力制御弁（１１）で使用されていて、プランジャ（１６）が、操作プランジャ、有利には比例式の圧力制御弁（１１）の弁スプール（１２）に固定されている、請求項１から１２までのいずれか１項記載の電磁石。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
背景技術
本発明は、請求項１の上位概念部に記載の形式の電磁石から出発する。
【０００２】
自動車のオートマティックトランスミッションでは、トランスミッション制御のために、電磁的に操作される圧力制御弁として形成されたアクチュエータが使用される。このアクチュエータでは、ハイドロリック的な制御機能を実施するために、電磁石により磁力が形成される。電磁コイルに供給された励磁電流と、出力制御された制御圧との間の関係は、圧力制御弁の特性線により描かれる。この特性線は滑らかに延びていて、各製品固有に規格化されており、そして自動車における使用のための基礎を形成している。この特性線の重要な特徴はその勾配である。この勾配は電磁石の特性により決定される。しかし、電磁石の各個別構成部分の製作誤差における変動は、磁束に影響を与え、ひいては磁力に影響を与えるので、同一の製作シリーズに所属する同タイプのアクチュエータの特性線にも、特性線勾配における著しい変動が生じる恐れがある。
【０００３】
比例弁を操作するための比例磁石を備えた公知の電磁的な作動装置（欧州特許第０４６４３７０号明細書）では、製作ばらつきおよび磁石材料の透磁性差の、比例磁石の磁力に与える不都合な影響、ひいては弁特性線の勾配に与える不都合な影響を取り除くために、電磁石の組立て後に磁気回路における磁気抵抗を所定の範囲内で変え、こうして同じ製作シリーズからの電磁石をその磁力に関してあとから調整できるようにするための技術的な手段が講じられている。このためには、導磁性の材料から成る摺動可能な調節スリーブが、可動のプランジャを収容しかつ電磁石の磁気回路の一部を形成する圧力管の端部に装着されている。この調節スリーブを摺動させることにより、調節スリーブと圧力管との間の重なり度を変化させ、ひいては磁束に対抗する磁気抵抗を変化させることができる。重なり度は、磁気接触抵抗の高さを決定し、これによって全抵抗に影響を与える。重なり度がゼロまたは負になると、著しい漂遊磁束が発生し、そしてプランジャに作用する磁力は著しく低下する。
【０００４】
発明の利点
請求項１の特徴部に記載の特徴を有する本発明による電磁弁には、次のような利点がある。すなわち、完成した電磁石にとって固有となる磁力にあとから影響を与えるための調整手段を提供するために、電磁コイルにおける小さな構造的変更を実施するだけで済み、しかも電磁石の磁気回路に対する著しく大きな構造的な干渉を行う必要はない。励磁巻成体の各１つの巻き条により巻き掛けられたポストのうち少なくとも２つのポストを、当該ポストに巻き掛けられた各巻付け線材区分と溶接することによって、励磁巻成体の、当該ポストと溶接された両巻付け線材区分の間に位置する部分は短絡されるので、励磁巻成体の減じられた巻き条数に基づいて磁力が低下する。溶接された２つのポストの間に位置する巻き条の数に応じて、多かれ少なかれ磁力を減少させることができる。複数のポストが存在していて、しかも各ポストの間に位置する巻き条パッケージが種々異なる巻き条数で形成され得るので、相応するポストを、これらのポストが巻付け線材と溶接されるように溶融させることによって、電磁石の磁力を極めて微段階的に減少させていくことができる。
【０００５】
要求された磁力よりも小さな磁力を招いてしまう製作誤差をも補償するためには、励磁巻成体が、電磁石の構造的設計に基づいて予め算出された磁力のために必要となる巻き条数よりも大きな巻き条数で形成される。引き続き、最終製作された電磁石において、相応するポストを励磁巻成体と的確に溶接することにより、要求された磁力が調節される。溶接はレーザビームによって行われる。このときに、ポストは溶融して、確実な溶接のために十分に大きな溶融体容量もしくはメルト容量を提供する。
【０００６】
請求項２以下に記載の手段により、請求項１に記載の電磁石の有利な改良が可能となる。
【０００７】
本発明の有利な構成では、複数のポストのうちの１つ、しかも有利には巻付け線材端部により巻き掛けられたポストが、既に電磁石の製作時に巻付け線材端部と溶接され、それに対してその他のポストに関しては、少なくとも１つの別のポストが、電磁石の完成後にはじめて磁力の調整の目的で溶融される。このことは調整時間を減少させる。なぜならば、調整目的のために溶融させなければならないポストの数が１つだけ減少するからである。
【０００８】
本発明の別の有利な構成では、各ポストの間の電気的な接続が、導電性の材料から成るウェブにより形成されている。これにより、これらのポストは１つの一体のポストストリップにまとめられている。このようなポストストリップは、たとえばコイル枠体の製作過程においてコイル枠体の射出成形時にポストストリップのウェブをコイル枠体内に一緒に埋め込むことにより、電磁コイルのコイル枠体に簡単に固定することができる。
【０００９】
本発明のさらに別の有利な構成では、前記ウェブが、励磁巻成体を収容するコイル枠体の糸巻き枠状の構成において、コイル枠体の射出成形時にコイル枠体の、励磁巻成体を端面側で仕切るフランジ内に、フランジ周面からポストが半径方向に突出するように埋め込まれる。その場合、多層に巻成された励磁巻成体の場合には、ポストに巻き掛けられた巻き条が励磁巻成体の端範囲における最上位の層に位置している。
【００１０】
通常、電磁コイルはハウジングによって取り囲まれているので、本発明のさらに別の有利な構成では、ハウジングに、前記ポストストリップと合致する貫通孔が設けられている。ハウジングに設けられたこの貫通孔を通じて、コイル枠体のフランジに設けられた、半径方向に向けられたポストが露出するので、ポストに対する接近が可能となる。相応するポストを、当該ポストに巻き掛けられた巻付け線材区分と溶接することにより調整過程を実施した後に、ハウジング貫通孔は封止コンパウンド、有利にはエポキシ樹脂によって閉鎖される。
【００１１】
実施例の説明
図１に縦断面図で示した圧力制御弁は、ソレノイドもしくは電磁石１０と、この電磁石１０の端面に位置固定された、３ポート３位置弁１１として形成されたプロポーショナルバルブもしくは比例弁とを有している。弁接続ポートは符号Ｐ、ＡおよびＴで示されている。これらの弁接続ポートは、複式ピストンスプールとして形成された制御スプール１２によって制御される。この制御スプール１２は電磁石１０によって操作される。
【００１２】
電磁石１０は電磁コイル１３と、マグネットコア１４と、このマグネットコア１４にエアギャップ１５だけ離れて向かい合って位置する可動のプランジャ１６と、電磁コイル１３とプランジャ１６とを取り囲む強磁性材料から成るハウジング１７とを有している。このハウジング１７はマグネットコア１４と共に電磁石１０の磁気回路を形成している。電磁石１０は制御スプール１２のスライドロッド１２１に軸方向移動不能に装着されており、この場合、制御スプール１２は、一方では複式ピストンの一方の制御ピストン１２２が、弁ボディ１８に設けられた中心の孔１９内に、他方ではスライドロッド１２１が、マグネットコア１４に設けられた中心の孔２０内に、それぞれ軸方向移動可能に案内されるように形成されている。スライドロッド１２１には圧縮ばね２１が保持されており、この圧縮ばね２１は一方ではマグネットコア１４に、他方ではプランジャ１６にそれぞれ支持されていて、プランジャ１６のための戻しばねを形成している。この戻しばねのばね力は、電磁石１０により形成される磁力とは逆向きに作用する。電磁石１０が励磁されていない状態では、プランジャ１６が圧縮ばね２１によって、ハウジング１７に設けられたストッパに当て付けられている。このストッパは図１に示した実施例では、３ポート３位置弁１１の、縁曲げによりハウジング１７に位置固定された弁ボディ１８によって形成されている。この場合、弁ボディ１８とハウジング１７との間には縁部側でダイヤフラム３０が締付け固定されており、このダイヤフラム３０は中心部でプランジャ１６に結合されている。このダイヤフラム３０は３ポート３位置弁１１を電磁石１０に対してシールしている。
【００１３】
電磁コイル１３はコイル枠体２２と、このコイル枠体２２により収容された励磁巻成体２３とから成っている。この励磁巻成体２３は絶縁された巻付け線材２４、たとえば銅エナメルワイヤから多層状に巻成されている。糸巻きリール状もしくは糸巻き枠状に形成された、プラスチックから射出成形されたコイル枠体２２は、円筒状のセンタ部分２２１を有しており、このセンタ部分２２１には励磁巻成体２３が巻き付けられている。コイル枠体２２はさらに、センタ部分２２１の端部に配置された２つのフランジ２２２を有しており、両フランジ２２２は励磁巻成体２３の両端面をカバーしている。コイル枠体２２はマグネットコア１４に装着されていて、ハウジング１７により取り囲まれている。付加的に、電磁コイル１３全体が、射出成形されたプラスチック層２５によって取り囲まれていてよい。この場合、このプラスチック層２５の射出成形時に電磁コイル１３全体がこのプラスチック層２５によって取り囲まれる。図面には図示していないが、励磁巻成体２３の巻き始端部と巻き終端部とは接続ラグを備えており、これらの接続ラグを介して励磁巻成体２３が通電される。
【００１４】
電磁石１０を構成する前記個別構成部分の製作誤差もしくは公差に認められる製作ばらつきや磁性材料の透磁性変動に基づき、電磁石１０の磁力は同一の製作シリーズ内でも不可避のばらつきを受ける。このようなばらつきは圧力制御弁の特性線に対して不都合な影響を与える。磁力のこのようなばらつきを補償するために、電磁石１０には調整手段（Ｊｕｓｔｉｅｒｍｉｔｔｅｌ）が設けられている。この調整手段を用いて、電磁石１０の組付け後もしくは電磁石１０と３ポート３位置弁１１との組立て後に、電磁石１０により形成される磁力に関して電磁石１０をあとから調整することができる。この調整手段は、片持ち式に自由に突出した複数のポスト（支柱形の突起）２６を有している。これらのポスト２６は導電性の材料から成っている。ポスト２６は電磁コイル１３に配置されていて、レーザ溶接によって溶融可能であって、このときに溶接のための十分に大きな溶融体容量を提供する。図４に描かれた励磁巻成体２３の概略図から判るように、励磁巻成体２３内の選び出された幾つかの巻き条において、絶縁された巻付け線材２４がそれぞれ１つのポスト２６に巻き掛けられている。
【００１５】
図４に概略的に示しかつ図２および図３に構造的に示したように、各ポスト２６同士の間の電気的な接続はウェブ２７により形成されている。このウェブ２７には各ポスト２６が一体に成形されている。ウェブ２７はポスト２６と共に１つのポストストリップ２８を形成しており、このポストストリップ２８は円弧状に湾曲させられていて、コイル枠体２２に固定されている。図２に示したコイル枠体２２の部分図から判るように、ポストストリップ２８は、コイル枠体２２の射出成形時にウェブ２７をコイル枠体２２のフランジ２２２内に埋め込むことによってコイル枠体２２に固定される。この場合、ポストストリップ２８は、ポスト２６がほぼ半径方向でフランジ２２２の周面から突出するように調整されている。巻付け線材２４が各１つのポスト２６に巻き掛けられている、励磁巻成体２３内内の選出された巻き条は、励磁巻成体２３の端範囲における最上位の巻付け層に位置しており、この場合、図４に符号２６１で示した、ポストストリップ２８において最後のポスト２６を有する巻き条端部は、電磁コイル１３の製作時に同時に溶接され得る。ポスト２６１の溶接はポスト２６１へのレーザ作用によって行われる。これにより、ポスト２６１が溶融して、十分に大きな溶融体容量を提供するので、巻付け線材２４は巻付け線材絶縁層を貫いて信頼性良くポスト２６１と導電接続される。
【００１６】
励磁巻成体２３の、図４に概略的に図示した最後の巻き条区分では、それぞれ巻付け線材２４がポスト２６に巻き掛けられている２つの巻き条の間に、ポストなしの巻き条が唯一つしか存在していない。当然ながら、励磁巻成体２３を、各ポスト２６の間にポストなしの複数の巻き条または種々異なる巻き条数を有する複数の巻き条パッケージが存在するように形成することもできる。電磁石１０が、要求された磁力に合わせて設計される場合、電磁コイル１３の励磁巻成体２３は、電磁コイル１３の適宜な通電時に、要求された磁力を達成するために理論的に必要とされる数よりも少しだけ大きな巻き条数で形成される。電磁石１０の組立て後に、かつ場合によっては電磁石１０と３ポート３位置弁１１との結合後に、電磁石１０はその磁力に関して調整され、この場合、適当なポスト２６が、このポスト２６に方向付けされたレーザビームによって溶融されるので、当該ポスト２６と巻付け線材２４とは線材絶縁層を貫いて互いに確実に溶着し、そして巻き条区分とポストストリップ２８との間に電気的な接続が生じる。このように処理されたポスト２６と、ポストストリップ２８内の最後のポスト２６１との間に位置する全ての巻き条は短絡されており、そして電磁石１０の磁力は、減じられた巻き条数に相応して減じられている。引き続き別のポスト２６を溶融させていくことにより、圧力制御弁の特性線の所望の勾配が達成されるまで、磁力をステップバイステップに減少させることができる。
【００１７】
電磁石１０の完全な組立ての後にコイル枠体２２のフランジ２２２に半径方向に突設されたポスト２６に対する接近を保証するためには、図５に示したように、ハウジング１７に、ポストストリップ２８と合致した貫通孔２９が設けられている。この貫通孔２９を通じて、全てのポスト２６が露出しているので、これらのポスト２６に対して直接にレーザ溶接を実施することができる。当然ながら、電磁コイル１３を、射出成形されたプラスチック層２５によって取り囲む際には、プラスチック層２５の、ポストストリップ２８に対応する範囲は切り欠かれている。電磁石１０の調整後に、貫通孔２９は封止コンパウンド、たとえばエポキシ樹脂によって閉鎖される。
【００１８】
本発明は、電磁石１０の前記実施例に限定されるものではない。すなわち、巻付け線材２４がポストストリップ２８のポスト２６に巻き掛けられている巻き条は、必ずしも励磁巻成体２３の端範囲に配置されていなければならない必要はない。それどころか、ポストストリップ２８は励磁巻成体２３のいかなる範囲にも位置することができる。この場合、常に少なくとも２つのポスト２６がレーザ溶接により処理されなければならない。これにより、これらのポスト２６はそれぞれ励磁巻成体２３の１つの巻き条に導電接続される。励磁巻成体２３はその度に、両ポスト２６の間に位置する巻き条数の分だけ縮小されるので、励磁巻成体２３の減じられた巻き条数に基づき、磁力は相応して減じられている。
【図面の簡単な説明】
【図１】
自動車に設けられたオートマティックトランスミッションのトランスミッション制御のための電磁的に操作される圧力制御弁の縦断面図である。
【図２】
図１に示した電磁石の電磁コイルのコイル枠体を示す斜視図である。
【図３】
図２に示したコイル枠体に設けられたポストストリップを拡大して示す斜視図である。
【図４】
図２に示したポストストリップを備えた、図１に示した電磁石の電磁コイルの励磁巻成体の区分を示す概略図である。
【図５】
図１に示した圧力制御弁の斜視図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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2004516674.tif 000023
2004516674.tif 000024
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