JPH0242931Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

産業上の利用分野 本考案は、車のオートマチツク・トランスミツ
シヨンに用いられるスプールバルブに係り、更に
詳しくは摺動特性を改善したアルミニウム合金製
スプールバルブに関する。 従来の技術と問題点 スプールバルブは、一般に油圧回路の高圧用切
替弁として広く用いられているものであるが、車
に用いられるオートマチツク・トランスミツシヨ
ン用の場合、第４図の説明図に示すように油圧制
御装置の油路切措え用として、油圧回路の中に組
み込まれておりスプールバルブがバルブハウジン
グ内で相対変位することによつてバルブ機能を果
している。 バルブハウジング内に装着されるスプールバル
ブには、バルブハウジングの内周面と摺接する摺
動面の耐摩耗性が要求されており、従来はS45C
に耐摩耗性を付与するために浸炭焼入れして表面
硬度をあげたものが用いられている。しかし近年
軽量化のために、バルブハウジングを良好な耐摩
耗性を有するADC12のようなアルミニウム合金
が使用されている。 一般にアルミニウム合金は軽量化の効果は大で
あるが、鉄鋼に比し熱膨張係数が大きいという欠
点がある。バルブハウジングとスプールバルブの
材質がアルミニウム合金と鉄鋼とからなるため、
バルブハウジングとスプールバルブとの間のクリ
アランスを小さく設定しておいても、運転時温度
が高くなるとクリアランスが拡がり性能が低下す
ることと、温度の高いクリアランスの大きい状態
でバルブハウジングとスプールバルブの間を循環
していた作動油中の微細な介在物が、温度の低下
と共にクリアランスが小さくなりハウジングとス
プールバルブの間にはさまれて噛み込み等を生じ
て、スプールバルブが動かなくなるという問題が
ある。 そのために熱膨張係数の差を小さくし、又応答
性を良くするためにAC4A域いはADC12のアル
ミニウム合金に陽極酸化処理を施して表面硬度を
あげて使用することも一部実施されている。 しかし基地の硬度がAC4AではT6処理を施し
ても硬度がHRB80程度であり、ADC12の場合は
熱処理ができないためHRB50前後と低いため、
表面に硬い陽極酸化皮膜処理を施しても皮膜の厚
さが10μｍ以下と薄いため耐摩耗性への効果は十
分でない。 問題点を解決するための手段 本考案は、このような問題点に着目してなされ
たもので摺動面部分の陽極酸化皮膜の下地部に硬
度の高い材料を配し、その基地上に陽極酸化皮膜
処理を施すことにより摺動特性を改善し上記の問
題点を解決することにある。 本考案によるものは、摺動面の陽極酸化皮膜の
良好な摺動特性を維持するために、その下地部分
を硬度の高いアルミニウム合金とし、摺動特性に
関与せず強度が重要となるそれ以外の部分を靭性
の高いアルミニウム合金とし、境界部を冶金的に
結合したことを特徴とするアルミニウム合金製ス
プールバルブである。 陽極酸化皮膜はそれ自体の硬度はHmV400以
上と高く摺動特性が良好であるが、皮膜の厚さが
10μｍ程度以下と薄いため下地の硬度が低いと、
異物の噛み込み等によりその良好な摺動特性を発
揮できない。そこで異物の噛み込み等により影響
を受ける摺動部の陽極酸化酸化皮膜の下地部分
を、望ましくはHRB90以上の硬度の高いアルミ
ニウム合金とし陽極酸化皮膜の良好な摺動特性を
維持させるが、このような高硬度のアルミニウム
合金は高合金となるために靭性に劣り、使用時の
衝撃荷重により破損の危険性がある。また素材の
製造および機械加工が困難なためコストが高くな
るという問題が生じる。それで摺動に関与しない
少なくとも連結軸の部分を展伸用アルミニウム合
金のような靭性が高く、また素材の製造が容易で
機械加工性の良いアルミニウム合金とすることで
上記問題が解決でき、結果として摺動性に優れた
スプールバルブを得ることができる。 実施例 硬度がHRB90以上のアルミニウム合金はFe、
Ni、Cr、Mn、Si等の合金成分を多量に添加した
アルミニウム合金溶湯をアトマイズ法等により急
冷凝固させた合金粉末を、熱間塑性加工して真密
度の成形体とすることで得られる。また陽極酸化
皮膜処理前の機械加工仕上面の粗さを細かくする
ために、基地中の晶出物域いは析出物は微細であ
ることが必要であり平均粒径10μｍ以下とするこ
とが望ましい。このようにすることにより微細な
晶出物或いは析出物による分散強化により硬度の
高いアルミニウム合金が得られるが、更に時効硬
化によつて基地を強化する作用を有するCu、Mg
等を普通に用いられる量を同時に添加して時効硬
化によつてさらに硬度を高くすることができる。 一例として第１表に示す４種類の組成のアルミ
ニウム合金溶湯をガスアトマイズにより急冷凝固
して粉末とした。

【表】 これを第３図に示すように中心部にA6063合金
の押出丸棒４を配し、そのまわりに前述のアトマ
イズ粉末５を充填し縦変形を防止したCIPにより
圧縮成形して押出用ビレツトとした。 ここで縦変形防止用筒７を用いて縦変形を防止
したのは、中心部に溶製の丸棒を配置してあるた
め縦変形を防止しないと加圧後上部の粉末層が図
中の一点鎖線ａで示すように不均一になることを
防止することを目的とする。縦変形防止用筒を用
いた場合の上部の粉末層の状態を図中に点線ｂに
て示す。 これを400〜480℃の温度で熱間間接押出法によ
り外周部に比較的均一に粉末成形体部分が被覆
し、内周部のA60063合金と完全に冶金的に結合
している押出丸棒を得た。これを切断後T6処理
（490℃にて３時間保持後水冷の溶体化処理、175
℃にて10時間保持後放冷の時効処理）を施した。
このときの晶出物或いは析出物の粒径はいずれも
平均で5μｍ以下であつた。 ここで熱間間接押出法を用いたのはデツドメタ
ル域の生成が殆どなく、外層部の高硬度アルミ合
金層が比較的均一に被覆した押出丸棒素材が得ら
れるからである。 粉末押出材部分の硬度測定結果を第２表に示す

【表】 第２表より粉末押出材部分の硬度はHRB98〜
110で、T6処理を施したAC4Aの硬度がHRB80
程度に対し著しく硬度が向上していることが認め
られる。 これを機械加工後摺動面に陽極酸化処理を施し
第１図、第２図に示す構造のスプールバルブを形
成した。これをバルブハウジング側のスプールバ
ルブの挿入される穴とのクリアランスを従来の1/
２に設定して、ダストを含むミツシヨンオイルを
使用してバルブハウジングがADC12相当材から
なる実機により50時間運転したところ、焼き付き
とか、ダストの噛み込みとかの異常なくまた破損
等の問題もなく運転することができた。 これはクリアランスを小さくできたためと、陽
極酸化皮膜の下地の硬度を高くしたために良好な
摺動特性が得られたものと考えられる。 効 果 バルブハウジングのアルミニウム化に対応し
て、摺動面の陽極酸化皮膜の下地部に硬度の高い
アルミニウム合金を配し、摺動面以外は靭性の高
い素材の製造、機械加工の容易なアルミニウム合
金とし、その境界部分が冶金的に結合されている
ことにり摺動特性に優れたアルミニウム合金のス
プールバルブが廉価に得られた実用的効果は大で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図 本考案の一実施例のスプールバルブの
正面図、第２図 第１図のＡ−Ａ断面図、第３図
CIPによるビレツト成形の概要を示す、第４図
スプールバルブの説明図。 １：A6063合金、２：高硬度アルミニウム合
金、３：陽極酸化皮膜、４：A6063合金の押出丸
棒、５：急冷凝固粉末、６：成形用ゴム型、７：
縦変形防止用筒、８：縦変形防止用筒上蓋、９：
ボルスタ（圧力容器下蓋）、１０：スプールバル
ブ、１１：バルブハウジング。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 摺動面の陽極酸化皮膜の下地部分を高硬度アル
   ミニウム合金とし、その他の部分の少なくとも連
   結軸部分を靭性の優れたアルミニウム合金とし
   て、その境界部分が冶金的に結合されていること
   を特徴とするアルミニウム合金製スプールバル
   ブ。