JP4160753B2 - 弁の電気的なコンタクトのための構造体 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、電気的な弁、特に自動車のオートマチックトランスミッションのための切換弁または圧力制御弁の電気的なコンタクトのための構造体であって、電気的な配線エレメントを有しており、電気的な弁が、弁ケーシングの外側に配置された少なくとも１つのコンタクトばねエレメントを備えており、該コンタクトばねエレメントが組み付けられた状態で、配線エレメントの露出した対応コンタクトエレメントをばね圧下で負荷している形式のものに関する。
【０００２】
オートマチックトランスミッションでは、液圧的な装置が電気的な弁によって起動制御される。弁はトランスミッションへの最終組付け時に初めて組み込まれるので、その取り付けは通常は差込固定装置によって行われる。このような差込固定装置はトランスミッションの内部の適当な個所に設けられている。
【０００３】
このような構造体において困難であるのは、電気的な弁の、確実で長期にわたって安定した電気的なコンタクトを得ることである。コンタクトの確実性に対する要求は実際には高度なものである。何故ならばトランスミッションでは一方では極端な環境条件（−４０°Ｃ〜１４０°Ｃの温度、３３ｇまでの振動加速度）が支配しており、他方では（高い修理コストおよび場合よっては故障の際の危険に基づき）高い確実性の要求が維持されなければならないからである。
【０００４】
電気的な弁のコンタクトに密に関係している別の観点は、電気的な弁のための電気的な供給の実現に関するものである。トランスミッション内部の個々の導体の最良な解体と配置とを可能にする安価な給電構想が求められる。
【０００５】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第４２３３７８３号明細書に記載された磁石弁は、固定エレメントに挿入した状態で、挿入コンタクトを介して、固定エレメントで延びている配線エレメントの端部と接続されている。配線エレメントは、他方の端部でコネクタのコンタクトピンに接続されている。このコンタクトピンは、固定エレメントの上面に形成されている。構造体全体は手間がかかり、さらに、挿入コンタクトは、コンタクト確実性に関する実際の要求を常に満たすものではない。
【０００６】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第４３２４７８１号明細書には別の差込可能な電磁弁が記載されている。弁本体の外面に取り付けられた電気的な接続部は、ばねコンタクトとして形成されている。電気的なコンタクトは、ばねエレメントの、差込方向に向けられたコンタクトピンによって行われる。このコンタクトピンは端面で所定の圧力下で対応コンタクトに押し付けられる。
最も近い先行技術である明細書ＵＳ５０３８１２５には、スリップ制御された液圧的なブレーキ装置のための弁ブロックが記載されている。組み込まれた円形シール部材を有した導体路支持体が、弁体の内側領域で延びている。弁コイルの接触のために、ここではコンタクトばねの屈曲された接触領域が、導体路支持体の露出している導体路に接触している。
【０００７】
本発明の課題は、使用するコンタクト部の材料に基づき高度なコンタクト安全性を持続的に保証するような電気的な弁の電気的なコンタクトのための構造体を提供することである。
【０００８】
この課題は、請求項１の特徴部により解決される。
【０００９】
接触面の押圧区分が錫被覆されていることにより、かつ、対応コンタクトエレメントの対応面が錫被覆されていることにより、摩耗の少ないコンタクト個所が実現される。このようなコンタクト個所により、電気的な弁の妨げられない確実な機能形式が保証される。これにより必用なコンタクト品質は、充分な期間（トランスミッションの耐用期間）にわたって維持される。
このような材料対によって試験の際には、電気的な接触抵抗に関して最良の結果が得られた。
【００１０】
接触面は、球面の形状でも、円筒周面の形状でも実現することができる。
【００１１】
有利には、コンタクトばねエレメントは、円弧状に延びる押圧区分を有しており、その外面が接触面を形成している。
【００１２】
本発明の特に有利な構成は、配線エレメントがフレキシブルなプリント配線板であることを特徴とする。コンタクト個所の領域における摩耗が僅かであることに基づき、対応コンタクトエレメントはこの場合、プリント配線板の導体路の単純な表面金属被覆部として実現することができる。本発明により可能となるフレキシブルなプリント配線板の使用は、コスト的な観点でも有利であり、トランスミッション内部の全接続コンセプトの範囲で、別のメカトロニクス構成部分（アクチュエータ、センサ、制御電子機器等）がフレキシブルなプリント配線板によって電気的に取り付けられるならば、特に有利である。
【００１３】
円形の接触面が約１．２〜１．７ｍｍの曲率半径を有しているならば、特に良好なコンタクト特性が得られる。
【００１４】
対応コンタクトエレメントに加えられるばね力の有利な範囲は、１２〜１５Ｎである。この範囲にある力は、一方では確実なコンタクトのために十分な大きさであり、他方では、対応コンタクトエレメントの大きな損傷を生ぜしめない。
【００１６】
接触面の構造化により、及び／又は接触面を超えて突出するフック状部材を設けることにより、対応接触面上の接触面の摩擦運動は効果的に排除される。
【００１７】
本発明の別の有利な構成は、請求項２以下に記載されている。
【００１８】
次に図面につき本発明の実施例を詳しく説明する。
【００１９】
図１に示したように電磁弁１は円筒状の弁本体２を有している。この弁本体２は、差込固定取り付け装置（詳しく図示せず）を介して底部領域で、トランスミッションに設けられた構成郡の固定本体３に連結されている。電磁弁１には軸方向に向けられた電磁コイル（同様に図示せず）が設けられている。電磁コイルのコイル孔には磁石可動子が挿入されている。この磁石可動子は、ピストンエレメント４に可動に連結されている。このピストンエレメント４は、弁本体２を底面側で離れ、固定本体３の円筒室５に密に長手方向摺動可能に収容されている。ピストンエレメント４と円筒室５とは圧力室７を規定する。圧力室のシール性はリングシール部材６．１，６．２によって保証されている。圧力室７には圧力液が充填されていて、液圧的に操作可能なトランスミッション機構（図示せず）に圧力液通路を介して接続されている。
【００２０】
固定体３の上側には、プラスチックから製造された支持エレメント８が延びている。この支持エレメント８はその表面にフレキシブルなプリント配線板９を支持している。フレキシブルなプリント配線板９により組み込まれた電気的な配線エレメントが実現される。この配線エレメントを介して、トランスミッション内部に分配配置された別の複数の電子的な構成群または電気機械的な構成群（例えばトランスミッション制御装置、アクチュエータ、センサ）が電気的に互いに接続されている。この場合、支持エレメント８は、トランスミッション内室内で、フレキシブルなプリント配線板９を支持し、規定されたように案内するために働いている。
【００２１】
支持エレメント８はオプションであって、即ちフレキシブルなプリント配線板９は、固定体３の上面に直接に載置されてもよい。
【００２２】
弁本体２の外壁には、プラスチック製のコンタクトケーシング１０が取り付けられている。このコンタクトケーシング１０は、カバー区分１０．１と側壁１０．２とを有している。弁本体２の周壁と、コンタクトケーシング１０のカバー区分１０．１と、側壁１０．２とが、コンタクト室１１を取り囲んで制限している。このコンタクト室１１内には底面側で、フレキシブルなプリント配線板９が突入している。
【００２３】
コンタクト室１１の脚部領域は、オイル密に閉じられていないので、コンタクト室１１へのトランスミッションオイルの進入またはコンタクト室１１からのトランスミッションオイルの流出が可能である。しかしながら側壁１０．２により、コンタクト室１１への金属片の進入は効果的に防止されている。
【００２４】
コンタクト室１１内にはコンタクトばねエレメント１２が取り付けられている。コンタクトばねエレメント１２は上方の区分（図示せず）で、コンタクトケーシング１０のカバー区分１０．１に係止されている。コンタクトばねエレメント１２の上方の区分は、詳しくは図示していない方法で、電気的な引き込み線に接続されている。この引き込み線は、カバー区分１０．１から弁本体２の壁を貫通して延びており、コンタクトばね１２は電気的に電磁コイルに接続されている。
【００２５】
コンタクトばねエレメント１２の上方の固定区分には、アングル状区分１２．１が続いている。アングル状区分１２．１の両脚は、互いに９０°を成して方向付けられていて、その外面で、カバー区分１０．１から側壁１０．２への移行領域におけるコンタクトケーシング１０の内壁に接触している。
【００２６】
コンタクトばねエレメント１２のアングル状区分１２．１には、円弧状区分１２．２が続いている。円弧状区分１２．２は、ここに図示したようなプレロードをかけられた状態でほぼ１８０°にわたって延びており、屈曲部によって、弁１の軸方向で延びる移行区分１２．３に移行している。コンタクトばねエレメント１２の下端部は、円弧状に延びる押圧区分１２．４によって形成されている。従ってコンタクトばねエレメントはＳ字形区分を有している。
【００２７】
コンタクトばねエレメント１２の作用形式は次の通りである。
【００２８】
電磁弁１を固定体３に装着する際に、コンタクトばねエレメント１２の円弧状の押圧区分１２．４の外面が、フレキシブルなプリント配線板９の表面に接触する。この場合、円弧状の区分１２．２は、構造的に設定された距離だけ変形されるまたは圧縮される。これによりフックの法則により、相応のばね力が生ぜしめられる。
【００２９】
ばね力は、コンタクトばね１２の材料選択および寸法設定により、電磁弁１の正確な組み込み位置を考慮して正確に規定することができ、１２Ｎ〜１５Ｎ、有利には１４Ｎである。このような押圧力は、本発明の円弧状の押圧区分１２．４と組み合わせで最良であることがわかった。これにより一方では、大きな振動が生じた際も確実な電気的な接触を保証することができ、他方では、時間の経過によりフレキシブルなプリント配線板のコンタクト領域に損傷が生じることが回避される。この場合、円弧状の押圧区分１２．４の外面は、対応コンタクトエレメントとの接触領域で、丸められた、角のない延在部を有している。
【００３０】
押圧区分１２．４の外面は、（例えば銅から成っている）導体路の露出している表面上に直接に載置することができる。対応コンタクトエレメントとして金属被覆部（コンタクトパッド）が導体路上に取り付けられていると有利である。機械的かつ電気的な優れたコンタクト特性は、錫から成るコンタクトパッドと、コンタクト区分１２．４の錫被覆された外面（接触面）とにより得られる。
【００３１】
押圧区分１２．４の接触面には、簡単な圧刻加工部または構造を設けることができる。このような接触面により、押圧区分１２．４の対応コンタクトエレメントにおける位置安定性が高められる。
【００３２】
図２Ａおよび図２Ｂに示したコンタクトばねエレメント１２′は、上方領域（アングル状区分１２．１）で、軸方向に対して４５°傾けられて延びている傾斜区分１２．５′を付け加えた点でのみ、図１で示したコンタクトばねエレメント１２と異なっている。コンタクトばねエレメント１２′は、弛緩した状態で０．４ｍｍの厚さＤと２５．２ｍｍの全長Ｌを有している。円弧状区分１２．２′の曲率半径は４ｍｍで、６０°の角度を成して移行区分１２．３′に移行している。
【００３３】
円弧状の押圧区分１２．４′の曲率半径Ｒ１は１．４ｍｍで、有利には１．２ｍｍ〜１．７ｍｍの範囲にある。押圧区分１２．４の円弧状の延在部は同様に６０°の角度を成して取り囲んでいる。円弧状区分１２．２′の始点から、押圧区分１２．４′の頂点まではＬ１＝１４．５ｍｍのサイズに設けることができる。
【００３４】
図２Ｂによれば、コンタクトばねエレメント１２′が、押圧区分１２．４の領域で、その他の領域よりも狭い幅を有していることが示されている。押圧区分１２．４′（および接触面１４′）のこの幅Ｂは例えば４ｍｍである。
【００３５】
図２Ｃには、接触面１４′を有した押圧区分１２．４′の下方領域が詳しく示されている。接触面１４′は平面的に形成されていて、側方の縁部で突出するフックまたはカラー１３．１′，１３．２′を有している。これらのカラー１３．１′，１３，２′は例えば対応接触面（図示せず）に埋め込まれ、対応接触面における接触面１４′の滑りを防止する。
【００３６】
コンタクトばねエレメント１２，１２′は、各種の適した金属、または導電性を有し、かつ良好な持続弾性特性を有する適した金属合金から形成することができる。適当な材料選択は、合金ＣｕＳｎ６とＣｕＮｉ９Ｓｎ２とから実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 フレキシブルなプリント配線板にコンタクトされるコンタクトばねエレメントを有した、固定本体に装着された電磁弁を示す概略的な断面図である。
【図２】 図２Ａは、図１に示したコンタクトばねエレメントとは僅かに異なる本発明による別のコンタクトばねエレメントの縦断面図であり、図２Ｂは、図２Ａに示したコンタクトばねエレメントの側方図であり、図２Ｃは、図２Ｂを詳しく示した図である。

Claims (8)

1. 電気的な弁（１）、特に自動車のオートマチックトランスミッションのための切換弁または圧力制御弁の電気的なコンタクトのための構造体であって、電気的な配線エレメント（９）を有しており、
   電気的な弁（１）が、弁ケーシング（２）の外側に配置された少なくとも１つのコンタクトばねエレメント（１２，１２′）を備えており、該コンタクトばねエレメント（１２，１２′）が組み付けられた状態で、配線エレメント（９）の露出した対応コンタクトエレメントをばね圧下で負荷していて、
   コンタクトばねエレメント（１２，１２′）が、円形の接触面（１４´）を備えた押圧区分（１２．４，１２．４′）を有している形式のものにおいて、
   押圧区分（１２．４，１２．４′）が、錫被覆された接触面（１４′）を有していて、
   対応コンタクトエレメントが、錫被覆された対応接触面を有しており、
   配線エレメントがフレキシブルなプリント配線板（９）であって、
   押圧区分（１２．４，１２．４′）に、接触面（１４′）を超えて突出するフック状固定部材（１３．１′，１３．２′）が形成されていることを特徴とする、弁（１）の電気的なコンタクトのための構造体。
2. コンタクトばねエレメント（１２，１２′）の押圧区分（１２．４，１２．４′）が円弧状に形成されている、請求項１記載の構造体。
3. コンタクトばねエレメント（１２，１２′）がＳ字形の区分を有している、請求項１または２記載の構造体。
4. 円形の接触面（１４′）が約１．２〜１．７ｍｍの曲率半径を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の構造体。
5. 対応コンタクトエレメントに加えられるばね力が１２〜１５Ｎである、請求項１から４までのいずれか１項記載の構造体。
6. 押圧区分（１２．４，１２．４′）が、円弧軸線に対して平行に測定された約３〜５ｍｍの幅を有している、請求項２から５までのいずれか１項記載の構造体。
7. 押圧区分（１２．４，１２．４′）の接触面（１４′）が構造化されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の構造体。
8. コンタクトばねエレメント（１２，１２′）が、銅・錫合金、特にＣｕＳｎ６、または銅・錫・ニッケル合金、特にＣｕＮｉ９Ｓｎ２から成っている、請求項１から７までのいずれか１項記載の構造体。

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