(57)【要約】【課題】温度に関連したばねエレメントにおける弾性係数の低下を可能な限り小さく抑えることができる、電気作動式の弁を提供する。【解決手段】特に自動車のトランスミッションのための圧力調整弁であって、液圧部分２０と磁石部分１０とが設けられており、該磁石部分が少なくとも１つのマグネットコイル１２と、可動に支承されていて弁の操作エレメント２１に対して作用するマグネット可動子１１とを有しており、該マグネット可動子が少なくとも１つのばねエレメント３３を介して磁石部分１０に支持されている形式のものにおいて、前記少なくとも１つのばねエレメント３３が、１.５重量パーセントを上回るチタン成分、有利には２重量パーセントを上回るチタン成分を有するチタン含有合金から製造されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気作動式の弁、特に自動車のトランスミッションのための圧力調整弁であって、液圧部分（２０）と磁石部分（１０）とが設けられており、該磁石部分（１０）が少なくとも１つのマグネットコイル（１２）と、可動に支承されていて弁の操作エレメント（２１）に対して作用するマグネット可動子（１１）とを有しており、該マグネット可動子（１１）が少なくとも１つのばねエレメント（３３）を介して磁石部分（１０）に支持されている形式のものにおいて、前記少なくとも１つのばねエレメント（３３）が、１.５重量パーセントを上回るチタン成分、有利には２重量パーセントを上回るチタン成分を有するチタン含有合金から製造されていることを特徴とする、電気作動式の弁。
【請求項２】
ばねエレメント（３３）が、チタンを添加されたニッケル又はニッケルを含有する合金から製造されている、請求項１記載の電気作動式の弁。
【請求項３】
ばねエレメント（３３）が、チタンを添加されたニッケル・鉄・クロム合金から製造されている、請求項１記載の電気作動式の弁。
【請求項４】
ばねエレメント（３３）が、チタン及びアルミニウムを添加されたニッケル・鉄・クロム合金から製造されている、請求項１記載の電気作動式の弁。
【請求項５】
ばねエレメント（３３）が析出硬化されている、請求項３又は４記載の電気作動式の弁。
【請求項６】
合金のチタン成分が、１.５重量パーセント、有利には２重量パーセントよりも多く、かつ２０重量パーセントよりも少ない、請求項１から５までのいずれか１項記載の電気作動式の弁。
【請求項７】
弁（１）が、プラスチックから製造されたフランジ（２３）を有している、請求項１記載の電気作動式の弁。
【請求項８】
ばねエレメント（３３）がコイルばね又は渦巻きばねである、請求項１から７までのいずれか１項記載の電気作動式の弁。
【請求項９】
請求項１から８までのいずれか１項記載の電気作動式の弁の磁石部分において使用されるばねエレメントであって、ばねエレメント（３３）が、１.５重量パーセント、有利には２重量パーセントよりも多くのチタン成分を有するチタン含有合金から製造されることを特徴とするばねエレメント。
【請求項１０】
ばねエレメント（３３）が、チタンを添加されたニッケル又はニッケルを含有する合金から製造されている、請求項９記載のばねエレメント。
【請求項１１】
ばねエレメント（３３）が、１.５重量パーセントよりも多くかつ２０重量パーセントよりも少ないチタンを含有する析出硬化されたニッケル・鉄・クロム合金から製造されている、請求項１０記載のばねエレメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気作動式の弁、特に自動車のトランスミッションのための圧力調整弁であって、液圧部分と磁石部分とが設けられており、該磁石部分が少なくとも１つのマグネットコイルと、可動に支承されていて弁の操作エレメントに対して作用するマグネット可動子とを有しており、該マグネット可動子が少なくとも１つのばねエレメントを介して磁石部分に支持されている形式のものに関する。
【背景技術】
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許第１００４８０６１号明細書に基づいて公知の、自動車トランスミッション用の電気作動式の弁は、トランスミッションの圧力管路における液圧を制御又は調整するために自動車のオートマチックトランスミッションにおいて使用され、磁石部分と弁部分とを有している。磁石部分には、マグネット可動子を備えた電磁石が配置されており、このマグネット可動子は弁を開閉するために操作エレメントに対して作用し、この操作エレメントは、弁座と共働する弁閉鎖部材を操作する。マグネット可動子は公知の弁では、戻しばねとして働くばねエレメントを介して、磁石部分に位置固定に配置された支持箇所において支持されている。
【０００３】
ドイツ連邦共和国特許公開第１００２４７００号明細書に基づいて公知の電気作動式の弁は、プラスチックから形成された液圧部分を有している。プラスチック・液圧部分を、特に圧力接続部を備えた弁フランジのために使用することによって、複雑な接続ジオメトリを射出技術において製造することが可能である。
【０００４】
自動車トランスミッションにおいては一般的に、同様に構成された複数の電気作動式の弁が組み込まれ、そして同じ型式の弁が異なった調整回路に合わせられる。すべての調整回路において電気作動式の弁の振動安定性を保証するために、弁の磁石部分においてマグネット可動子と位置固定の支持箇所との間には、極めて剛性のばねエレメントが使用される。しかしながら従来技術において公知の弁、特に、高い熱膨張係数を有するプラスチックフランジを使用する弁では、弁によって調節される液圧とマグネットコイルを流れる電流との関係を示す弁の圧力・電流・特性線において、部分的に許容不能な温度経過が観察された。
【０００５】
そして以下のことが判明した。すなわち公知の電気作動式の弁では、圧力・電流・特性線の温度に関連した特性の主要な部分は、マグネット可動子を負荷するばねエレメントの材料の弾性係数が温度に関連して低下することに起因している。ばねエレメントの弾性係数の温度に関連した変化は、公知の弁ではばね力の低下を惹起し、ひいては圧力・電流・特性線の不都合な温度経過を生ぜしめる。このことは特に、高い温度係数でプラスチック製の弁フランジを使用する弁に対して言える。
【特許文献１】ドイツ連邦共和国特許第１００４８０６１号明細書
【特許文献２】ドイツ連邦共和国特許公開第１００２４７００号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ゆえに本発明の課題は、冒頭に述べた形式の電気作動式の弁を改良して、温度に関連したばねエレメントにおける弾性係数の低下を可能な限り小さく抑えることができる、電気作動式の弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題を解決するために本発明の構成では、マグネット可動子用の戻しばねとして働く少なくとも１つのばねエレメントが、１.５重量パーセントを上回るチタン成分、有利には２重量パーセントを上回るチタン成分を有するチタン含有合金から製造されているようにした。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のように構成されていると、−４５℃〜２００℃を超える温度までの温度範囲におけるばねエレメントの力損失を、可能な限り小さくすることができる。
【０００９】
ニッケルを含有する合金、特に、少なくとも１.５重量パーセント有利には２重量パーセントを上回るチタンの添加によって析出硬化可能なニッケル・鉄・クロム合金を使用すると、特に有利である。
【００１０】
チタン含有合金から製造された圧力調整弁用のばねエレメントによって、−４５℃〜６５℃の温度範囲における弾性係数の熱に対して安定的な経過が可能になる。２００℃を超えるまでの温度範囲においては、温度上昇時における弾性係数の低下の程度を小さくすることができる。従ってこの温度範囲における温度上昇時に、弾性係数は、従来技術において公知のばねエレメントにおけるほど強くは低下しない。そして１.５重量パーセントよりも多くのチタンを有するチタン含有合金から製造されたばねエレメントを、電気作動式の弁のマグネット可動子のための戻しばねのために使用することによって、全体として、弁の圧力・電流・特性線の温度関連性に有利な影響を及ぼすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
次に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００１２】
図１には、電気作動式の弁１の１実施例が示されている。この電気作動式の弁１はここでは例えば自動車トランスミッション用の圧力調整弁である。本発明はしかしながら他の電気作動式の弁においても使用することができる。弁１は磁石部分１０と液圧部分２０とを有している。磁石部分１０は電磁石を有していて、この電磁石はマグネット可動子１１とマグネットコア１５とマグネットコイル１２とを備えている。マグネットコイル１２の電気接続部１７は、電気的な接点エレメント１６と接続されている。
【００１３】
マグネット可動子１１は、このマグネット可動子１１を貫通する可動子ロッド１３と堅固に結合されており、この可動子ロッド１３は、液圧部分２０に向けられた端部にスリーブ１４を備えていて、液圧部分２０に操作エレメントとして設けられた突き棒２１に対して作用する。突き棒２１は、有利には玉として形成された弁閉鎖部材２２に作用する。液圧部分２０はさらにフランジ２３を有しており、このフランジ２３は図示の実施例ではプラスチック射出成形部品として形成されている。そしてフランジ２３は、圧力源６への接続のために働く圧力接続部２４と、消費機管路７への接続のために働く作業接続部２５と、戻し接続部２６とを備えている。スリーブ１４の端面は、フランジ２３内に包埋射出成形された金属製の孔付円板２９と一緒に、第１の座付弁１９を形成している。スリーブ１４と孔付円板２９との間の間隔によって、作業接続部２５から戻し接続部２６への液圧用液体の戻しが制御される。弁閉鎖部材２２は、フランジ２３に形成された第２の弁座と一緒に第２の座付弁２７を形成し、この第２の座付弁２７は、圧力接続部２４から作業接続部２５への液圧用液体の供給を制御する。フランジ２３にはフィルタケージ２８が被せ嵌められていて、このフィルタケージ２８はその外周部にシールリング３１,３２を備えている。
【００１４】
第２の弁座における弁閉鎖部材２２の開閉運動と、スリーブ１４と第１の弁座との間における間隔とは、マグネット可動子１１の運動によって影響を加えられる。圧力調整弁の液圧的な作用に関しては、ドイツ連邦共和国特許公開第１００２４７００号明細書もしくは相当特許である米国特許第６７１９００６号明細書に記載されている。
【００１５】
可動子ロッド１３はマグネットコア１５に向けられた端部で、滑りブシュ３０内に摺動可能に支承されているので、マグネット可動子１１はマグネットコイル１２への給電時にばねエレメント３３のばね力に抗してマグネットコアに向かって移動し、第１の座付弁１９は開放する。この際に突き棒２１も同様にマグネットコア１５に向かって移動し、第２の座付弁２７は弁閉鎖部材２２によって閉鎖される。マグネットコイル１２への給電が遮断されると、マグネット可動子１１は、有利には圧縮ばねエレメントとして形成されたばねエレメント３３の押圧力によって、マグネットコア１５から離反する方向に移動し、これによって第１の座付弁１９は閉鎖され、第２の座付弁２７は開放される。
【００１６】
ばねエレメント３３は可動子ロッド１３を取り囲んでいて、一方の端部でマグネットコア１５における位置固定の支持箇所１８に支持されており、この支持箇所１８は例えば滑りブシュ３０として形成されていることができる。ばねエレメント３３は他方の端部でマグネット可動子１１に支持されている。本発明において重要なことは次のことにある。すなわち本発明では、マグネット可動子１１を負荷するばねエレメント３３は、少なくとも１.５重量パーセントのチタンを含有する合金から製造されている。この合金は有利には２％よりも多くかつ２０％よりも少ないチタンを含有している。有利な実施例ではばねエレメントは、２％よりも多くのチタンが添加されたニッケル含有合金から成っている。別の有利な構成ではばねエレメントはニッケル・鉄・クロム合金から成っており、この合金は、少なくとも２重量パーセントのチタン及びアルミニウムを加えることによって析出硬化可能になる。析出硬化（Ausscheidungshaerten）は、従来技術において熟知された拡散制御（diffusionsgesteuert）されたプロセスであり、このプロセスには熱処理によって所望のように影響が加えられ、これによって機械的な特性に強く影響を与えることができる。電気作動式の弁のためのばねエレメントを製造するために適した、チタン含有の硬化された合金は、例えばFirma Special Metals Corporation, Huntington, West Virginia, USA からNI-SPAN-C (R) alloy 902 という名で手に入れることができる。
【００１７】
図２には、２つの温度６０℃及び１２０℃に対して、本発明による電気作動式の弁の圧力・電流・特性線が示されている。この線図から分かるように、１２０℃特性線は、６０℃特性線に対してさほど強く降下していない。従来技術に基づいて公知の弁では、この降下が極めて強く現れている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】マグネット可動子に対して作用する圧縮ばねエレメントを備えた本発明による電気作動式の弁を示す断面図である。
【図２】図１に示された弁の圧力・電流・特性線の経過を異なった温度において示す線図である。
【符号の説明】
【００１９】
１  弁、  ６  圧力源、  １０  磁石部分、  １１  マグネット可動子、  １２  マグネットコイル、  １３  可動子ロッド、  １４  スリーブ、  １５  マグネットコア、  １６  接点エレメント、  １７  電気接続部、  １８  支持箇所、  １９  座付弁、  ２０  液圧部分、  ２１  突き棒、  ２２  弁閉鎖部材、  ２３  フランジ、  ２４  圧力接続部、  ２５  作業接続部、  ２６  戻し接続部、  ２７  座付弁、  ２８  フィルタケージ、  ２９  孔付円板、  ３０  滑りブシュ、  ３１,３２  シールリング、  ３３  ばねエレメント
【図１】
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【図２】
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