(57)【要約】【課題】制御の意図に反してスプールが隣接する領域に入り込むことがない電磁制御バルブを構成する。【解決手段】流体の給排を制御するスプール５０と、スプール５０をスプール軸芯Ｙに沿う方向に付勢するスプールスプリング６１と、スプールスプリング６１の付勢力に抗してスプール５０を複数の制御領域の何れかに設定が可能な電磁ソレノイド６０と、スプール５０の作動を規制する吸着体６３とを備える。吸着体６３は、複数の制御領域のうちの一つの領域内に設定される作動規制域Ｗ２ｄにスプール５０が存在する状況において静止系の吸着部６０Ｂｆに対し磁力により吸着することにより、電磁ソレノイド６０に供給される電流が設定範囲で変化した際にも、スプールを作動規制域Ｗ２ｄに保持する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の制御領域の何れかに設定されることにより流体の給排を制御するスプールと、
前記スプールをスプール軸芯に沿う方向に付勢するスプールスプリングと、
電流が供給されることにより前記スプールスプリングの付勢力に抗して前記スプールを複数の前記制御領域の何れかに設定が可能な電磁ソレノイドと、
前記スプールの作動を規制する吸着体とを備え、
前記吸着体は、複数の前記制御領域のうちの一つの領域内に設定される作動規制域に前記スプールが存在する状況で、静止系の吸着部に磁力で吸着することにより、前記電磁ソレノイドに供給される電流を設定範囲内で変化させても前記スプールを前記作動規制域に保持する電磁制御バルブ。
【請求項２】
前記電磁ソレノイドが、供給される電流に対応する作動力を前記スプールに伝えるため、基端側の大径部と突出側の小径部とを有するシャフトを前記スプール軸芯に沿う姿勢で備え、前記吸着体が前記小径部に対し前記スプール軸芯に沿う方向に相対移動自在に備えられ、
前記吸着体は、前記電磁ソレノイドに供給される電流の設定により前記スプールが前記作動規制域に達した時点で前記吸着部に吸着すると共に、前記シャフトの前記小径部と前記大径部との境界の段状部に当接し、
前記吸着体を前記吸着部から離間させる位置に前記スプールがある場合に、前記吸着体の前記段状部から離間する方向への変位を規制する規制部を備えている請求項１に記載の電磁制御バルブ。
【請求項３】
前記規制部が、磁力により前記吸着体を前記段状部に吸着させる吸着規制部材で構成されている請求項２に記載の電磁制御バルブ。
【請求項４】
前記規制部が、当接することにより前記吸着体が前記段状部から離間する変位を規制するように前記シャフトに備えた当接規制部材で構成されている請求項２に記載の電磁制御バルブ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電磁制御バルブと、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、前記駆動側回転体と同軸芯に配置され前記内燃機関のカムシャフトと一体回転する従動側回転体と、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に形成される進角室および遅角室と、前記駆動側回転体と前記従動側回転体とを所定の相対回転位相で保持するためにロック凹部と、該ロック凹部に係合するロック部材とを有するロック機構と、を備え、
前記電磁制御バルブの前記スプールは、複数の前記制御領域として、前記ロック凹部に流体を供給する状態で前記進角室に流体を供給する進角領域と、前記ロック凹部に流体を供給する状態で前記遅角室に流体を供給する遅角領域と、前記ロック凹部に流体を供給する状態で前記進角室および前記遅角室への流体の供給を停止する保持領域と、前記ロック凹部から流体を排出する状態で前記進角室または前記遅角室に流体を供給するロック領域とが設定されると共に、前記保持領域が前記進角領域と前記遅角領域とに挟まれる領域に配置され、前記ロック領域が前記進角領域または前記遅角領域の外側に隣接する位置に形成され、
前記進角領域と前記遅角領域とのうち前記ロック領域に隣接する領域に前記作動規制域が配置されている弁開閉時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の給排を制御する電磁制御バルブおよび電磁制御バルブを備えている弁開閉時期制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、カム軸と同軸芯にスプールを配置し、このスプールを電磁ソレノイドで操作することにより進角室と遅角室とロック室とに対する作動油の給排を制御する電磁制御バルブ、及び、この電磁制御バルブを備えた弁開閉時期制御装置（文献ではバルブタイミング装置）の技術が示されている。
【０００３】
特許文献１の電磁制御バルブでは電磁ソレノイドの操作方向（駆動軸による押圧方向）に抗する方向にスプールを付勢する第１弾性部材と、電磁ソレノイドの操作方向に沿う方向にスプールを付勢する第２弾性部材とを備えている。特に、スプールがロック領域にある場合には第１弾性部材と第２弾性部材との付勢力が相反する方向に同時に作用するためスプールを軽負荷で作動させ、このロック領域に隣接する進角領域では第１弾性部材の付勢力だけを作用させるため、ロック領域と比較してスプールを作動させる負荷を高めるように構成されている。
【０００４】
これにより、特許文献１の電磁制御バルブでは、エンジンの停止時においてスプールをロック領域に容易に移動させる作動を可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１６３９４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電磁制御バルブの電磁ソレノイドに供給する制御装置として、ＰＷＭ（Ｐulse  Ｗidth  Ｍodulation ）の技術に基づき目標電流に対応するデューティ比の信号を出力し、この制御装置に対して位相角センサ（開閉時期を検知するセンサ）の検知信号がフィードバックする構成が考えられる。
【０００７】
電磁制御バルブは、電磁ソレノイドやスプールスプリングに僅かな個体差があり、スプールや、スプールを収容するバルブケースは所定の精度で製造されていても個体差がある。従って、スプールを進角領域に設定するために前述したＰＷＭの技術により適正な電流を電磁ソレノイドに供給してもスプールが適正な領域に設定されないこともあった。
【０００８】
特に、特許文献１に示されるように、弁開閉時期制御装置の相対回転位相の制御と、ロック機構の制御とを単一のスプールで行う構成では、例えば、スプールを進角領域に設定する制御を行った場合に、作動油の粘性、電磁ソレノイドの電気抵抗の変動、スプールの慣性等の要因により、制御の意図に反してロック機構がロック状態に移行する不都合を招くことも考えられた。
【０００９】
この不都合を解消する手段として、例えば、進角領域を拡大することも考えられる。しかしながら、進角領域を拡大した構成では、スプールや、スプールを収容する弁ハウジング等がスプール軸芯方向で長寸化し電磁制御バルブの大型化を招くものであった。
【００１０】
また、不都合を解消する手段として、特許文献１と同様に２つのスプリングを用いることにより、例えば、スプールが進角領域からロック領域に移行する境界において、ロック領域への移行を抑制する方向にスプールに作用する付勢力を高める構成も考えられる。しかしながら、このようにスプリングを用いる構成では、スプリングを配置する空間を必要とするため電磁制御バルブの大型化に繋がるものであった。尚、スプールが進角領域からロック領域に移行する際にスプリングの付勢力を強く作用させる構成では、スプールをロック領域に設定するために電磁ソレノイドの操作力を高める必要があり、電磁ソレノイドの大型化も招くことになる。
【００１１】
このような理由から、制御の意図に反してスプールが隣接する領域に入り込むことがない電磁制御バルブおよび制御の意図に反してロック機構がロック状態に移行することのない弁開閉時期制御装置が求められる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る電磁制御バルブの特徴構成は、複数の制御領域の何れかに設定されることにより流体の給排を制御するスプールと、
前記スプールをスプール軸芯に沿う方向に付勢するスプールスプリングと、
電流が供給されることにより前記スプールスプリングの付勢力に抗して前記スプールを複数の前記制御領域の何れかに設定が可能な電磁ソレノイドと、
前記スプールの作動を規制する吸着体とを備え、
前記吸着体は、複数の前記制御領域のうちの一つの領域内に設定される作動規制域に前記スプールが存在する状況で、静止系の吸着部に磁力で吸着することにより、前記電磁ソレノイドに供給される電流を設定範囲内で変化させても前記スプールを前記作動規制域に保持する点にある。
【００１３】
この特徴構成として、例えば、電磁制御バルブが、弁開閉時期制御装置の相対回転位相の制御とロック機構の制御とに用いられるものにおいて、遅角領域に隣接してロック領域が設定され、遅角領域に作動規制域が設定されたものを想定する。この想定では、電磁ソレノイドの駆動によりスプールが作動規制域に達した場合には、吸着体が静止系の吸着部に対して磁力によって吸着するためスプールの慣性によるオーバーシュートを抑制できる。この吸着状態では、電磁ソレノイドに供給する電流が設定範囲で変化してもスプールが作動規制域に保持されるため、電磁ソレノイドに供給する電流が変化し得る範囲を不感帯とすることも可能となる。
【００１４】
スプールが作動規制域に達する際の作動形態の一例として、吸着体が吸着部に吸着しない状況で電磁ソレノイドに供給する電流の設定により吸着体が磁力により吸着部に吸着する状況に達した場合には、この時点で電磁ソレノイドに供給されている電流に対応する位置を超える位置まで磁力によりスプールが移動し、その位置に保持される。そして、吸着部材が吸着状態にある場合に、電磁ソレノイドに供給する電流に多少の誤差があっても隣接する領域にスプールを移行させることもない。
従って、制御の意図に反してスプールが隣接する領域に入り込むことがない電磁制御バルブが構成された。
【００１５】
他の構成として、前記電磁ソレノイドが、供給される電流に対応する作動力を前記スプールに伝えるため、基端側の大径部と突出側の小径部とを有するシャフトを前記スプール軸芯に沿う姿勢で備え、前記吸着体が前記小径部に対し前記スプール軸芯に沿う方向に相対移動自在に備えられ、
前記吸着体は、前記電磁ソレノイドに供給される電流の設定により前記スプールが前記作動規制域に達した時点で前記吸着部に吸着すると共に、前記シャフトの前記小径部と前記大径部との境界の段状部に当接し、
前記吸着体を前記吸着部から離間させる位置に前記スプールがある場合に、前記吸着体の前記段状部から離間する方向への変位を規制する規制部を備えても良い。
【００１６】
これによると、吸着体が静止系の吸着部に吸着しない状況で電磁ソレノイドに供給する電流の設定によりスプールが作動規制域に近接した際には、吸着体が静止系の吸着部に吸着し、この吸着体がシャフトの段状部に当接する。これにより、電磁ソレノイドに供給される電流に対応する位置を超える位置まで、磁力によりスプールが移動し、その位置に保持される。また、吸着体が静止系の吸着部に吸着しない状況では、この吸着体が段状部から離間する方向への変位を規制部が規制するため、吸着体が静止系の吸着部に吸着するタイミングに時間的な遅れを招くこともない。
【００１７】
他の構成として、前記規制部が、磁力により前記吸着体を前記段状部に吸着させる吸着規制部材で構成されても良い。
【００１８】
これによると、吸着体が静止系の吸着部に吸着しない状況では、この吸着体が規制部としての吸着規制部材により段状部に吸着するため、吸着体の位置を保持することが可能となる。
【００１９】
他の構成として、前記規制部が、当接することにより前記吸着体が前記段状部から離間する変位を規制するように前記シャフトに備えた当接規制部材で構成されても良い。
【００２０】
これによると、吸着体が静止系の吸着部に吸着しない状況では、この吸着体が規制部としての当接規制部材に当接することにより段状部から大きく離間することがない。
【００２１】
本発明に係る弁開閉時期制御装置の特徴構成は、電磁制御バルブと、内燃機関のクランクシャフトと同期回転する駆動側回転体と、前記駆動側回転体と同軸芯に配置され前記内燃機関のカムシャフトと一体回転する従動側回転体と、前記駆動側回転体と前記従動側回転体との間に形成される進角室および遅角室と、前記駆動側回転体と前記従動側回転体とを所定の相対回転位相で保持するためにロック凹部と、該ロック凹部に係合するロック部材とを有するロック機構と、を備え、
前記電磁制御バルブの前記スプールは、複数の前記制御領域として、前記ロック凹部に流体を供給する状態で前記進角室に流体を供給する進角領域と、前記ロック凹部に流体を供給する状態で前記遅角室に流体を供給する遅角領域と、前記ロック凹部に流体を供給する状態で前記進角室および前記遅角室への流体の供給を停止する保持領域と、前記ロック凹部から流体を排出する状態で前記進角室または前記遅角室に流体を供給するロック領域とが設定されると共に、前記保持領域が前記進角領域と前記遅角領域とに挟まれる領域に配置され、前記ロック領域が前記進角領域または前記遅角領域の外側に隣接する位置に形成され、
前記進角領域と前記遅角領域とのうち前記ロック領域に隣接する領域に前記作動規制域が配置されている点にある。
【００２２】
この特徴構成によると、電磁ソレノイドに供給する電流の設定よりスプールを遅角領域と保持領域と進角領域とロック領域とに設定し、この設定に対応して弁開閉時期制御装置の相対回転位相の制御が可能となり、ロック機構のロック状態への移行またはロック状態の解除も可能となる。また、例えば、遅角領域の外側にロック領域が配置されている構成において、相対回転位相を遅角方向に変位させる制御を行うために、スプールを遅角領域に設定することによりスプールが作動規制域に保持された状況では、電磁ソレノイドに供給する電流が多少変動することがあっても、スプールがロック領域に移行する不都合を招くことがなく、ロック機構が制御の意図に反してロック状態となることもない。
従って、制御の意図に反してロック機構がロック状態に移行することのない弁開閉時期制御装置が構成された。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】電磁制御バルブを備えた弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図２】図１のII−II線断面図である。
【図３】中間ロック位相にある弁開閉時期制御装置の断面図である。
【図４】電磁制御バルブのスプールの位置と作動油の給排との関係を示す図である。
【図５】スプールがロック領域の端部にある電磁制御バルブの断面図である。
【図６】スプールが不感ポジションにある電磁制御バルブの断面図である。
【図７】スプールが保持領域にある電磁制御バルブの断面図である。
【図８】スプールが進角領域にある電磁制御バルブの断面図である。
【図９】電磁制御バルブのスプールの位置と駆動電流との関係を示すグラフである。
【図１０】別実施形態（ａ）の当接規制部材を示す断面図である。
【図１１】別実施形態（ｂ）の電磁制御バルブでスプールの位置と作動油の給排との関係を示す図である。
【図１２】別実施形態（ｂ）の電磁制御バルブでスプールの位置と駆動電流との関係を示すグラフである。
【図１３】別実施形態（ｂ）の吸着体の構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔基本構成〕
図１には内燃機関としてのエンジンＥの吸気バルブＶａの開閉時期（開閉タイミング）を設定する弁開閉時期制御装置Ａの断面を示している。この弁開閉時期制御装置Ａは、電磁制御バルブＣＶを備えており、制御ユニット１０が電磁制御バルブＣＶを制御することによりエンジンＥの吸気バルブＶａの開閉時期を設定する。
【００２５】
エンジンＥ（内燃機関の一例）は、乗用車などの車両に備えられるものである。このエンジンＥは、シリンダブロック２のシリンダボアにピストン４を収容し、このピストン４とクランクシャフト１とをコネクティングロッド５で連結した４サイクル型に構成されている。
【００２６】
図１、図２に示すように、弁開閉時期制御装置Ａは、エンジンＥのクランクシャフト１と同期回転する駆動側回転体としての外部ロータ２０と、エンジンＥの吸気バルブＶａを制御する吸気カムシャフト７と一体回転する従動側回転体としての内部ロータ３０とを備えている。
【００２７】
弁開閉時期制御装置Ａは、外部ロータ２０（駆動側回転体の一例）と内部ロータ３０（従動側回転体の一例）とを有し、これらの間に進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとが形成されている。この弁開閉時期制御装置Ａは、外部ロータ２０と内部ロータ３０との相対回転位相（以下、相対回転位相と略称する）を中間ロック位相Ｍに保持するロック機構Ｌを備えている。
【００２８】
エンジンＥには、クランクシャフト１の駆動力で駆動される油圧ポンプＰを備えており、この油圧ポンプＰは、エンジンＥのオイルパンの潤滑油を作動油（流体の一例）として供給油路８から電磁制御バルブＣＶに供給する。尚、供給油路８にはチェック弁９が介装されている。電磁制御バルブＣＶは、エンジンＥに支持され、スリーブ４０を支持する軸状部４１を内部ロータ３０に挿入している。この電磁制御バルブＣＶは、軸状部４１の内部に形成した流路を介して弁開閉時期制御装置Ａに作動油を給排する。
【００２９】
制御ユニット１０は、ＥＣＵとして機能するものであり、外部ロータ２０と内部ロータ３０との相対回転位相を検知する位相センサ１１の検知信号が入力する。
【００３０】
この制御ユニット１０は、エンジンＥの稼動状況に応じて相対回転位相を設定する位相制御を実行する共に、中間ロック位相Ｍにおいてロック機構Ｌをロック状態にするロック移行制御を実行する。また、この制御ユニット１０は、これらの制御を実現するためのソフトウエアと、メモリ等のハードウエアとを備えている。
【００３１】
尚、電磁制御バルブＣＶは、図１に示す位置に配置されるものに限らず、弁開閉時期制御装置Ａから分離して配置されるものでも良い。このように分離する構成では、電磁制御バルブＣＶと弁開閉時期制御装置Ａとの間に作動油の給排を行う流路が形成される。
【００３２】
この実施形態では、吸気カムシャフト７に対して弁開閉時期制御装置Ａを備えた構成を示しているが、排気シャフトに弁開閉時期制御装置Ａを備えて良く、吸気カムシャフト７と排気カムシャフトとの双方に弁開閉時期制御装置Ａを備えても良い。
【００３３】
〔弁開閉時期制御装置の具体構成〕
図１〜図３に示すように、弁開閉時期制御装置Ａは、外部ロータ２０に対し、内部ロータ３０を内包し、これらが吸気カムシャフト７の回転軸芯Ｘと同軸芯上で相対回転自在に配置される。内部ロータ３０は、吸気カムシャフト７に対して連結ボルト３３により連結される。外部ロータ２０に形成された駆動スプロケット２２Ｓと、クランクシャフト１に形成したスプロケット１Ｓとに亘ってタイミングチェーン６（タイミングベルトでも良い）が巻回されている。
【００３４】
外部ロータ２０は、円筒状となるロータ本体２１を有すると共に、回転軸芯Ｘに沿う方向でロータ本体２１の一方の端部に配置されるリヤブロック２２と、回転軸芯Ｘに沿う方向でロータ本体２１の他方の端部に配置されるフロントプレート２３とを複数の締結ボルト２４で締結している。リヤブロック２２の外周には駆動スプロケット２２Ｓが形成され、このロータ本体２１の内周側には回転軸芯Ｘに近接する方向（径方向内側）に突出する複数の突出部２１Ｔが形成されている。
【００３５】
図２、図３に示すように、内部ロータ３０には、回転軸芯Ｘと同軸芯の内周面３０Ｓが形成されると共に、回転軸芯Ｘを中心とする円柱状の外周面が形成されている。この内部ロータ３０の中央位置で回転軸芯Ｘに沿う方向での一方の端部には鍔状部３２が形成され、この鍔状部３２の内周の孔部に挿通する連結ボルト３３により内部ロータ３０が吸気カムシャフト７に連結されている。
【００３６】
内部ロータ３０の外周面には外方に突出する複数のベーン３１を備えている。この構成から、内部ロータ３０を外部ロータ２０に嵌め込む（内包する）状態において、ロータ本体２１と内部ロータ３０との間に流体圧室Ｃが形成される。この流体圧室Ｃがベーン３１で仕切られることで進角室Ｃａと遅角室Ｃｂとが形成される。更に、内部ロータ３０には進角室Ｃａに連通する進角流路３４と、遅角室Ｃｂに連通する遅角流路３５と、ロック制御流路３６とが形成される。
【００３７】
この弁開閉時期制御装置Ａでは、タイミングチェーン６で伝えられる駆動力により外部ロータ２０が駆動回転方向Ｓの方向に回転する。また、進角室Ｃａに作動油が供給されることで相対回転位相を進角方向Ｓａに変位させ、遅角室Ｃｂに作動油が供給されることで相対回転位相を遅角方向Ｓｂに変位させる。尚、この弁開閉時期制御装置Ａでは、相対回転位相が進角方向Ｓａに変位するほど吸気タイミングを早め、相対回転位相が遅角方向Ｓｂに変位するほど吸気タイミングを遅らせる。
【００３８】
図２、図３に示すように、複数の突出部２１Ｔの１つに対して回転軸芯Ｘから放射状となる姿勢で一対のガイド溝が形成されている。これらのガイド溝にプレート状のロック部材２５が出退自在に挿入され、ロータ本体２１には各々のロック部材２５を回転軸芯Ｘに接近する方向（ロック方向）に付勢するロックスプリング２６を備えている。また、内部ロータ３０の外周には一対のロック部材２５の係合が可能なロック凹部３７が形成され、これにロック制御流路３６が連通している。
【００３９】
このように、ロック部材２５と、これらを突出方向に付勢するロックスプリング２６と、ロック凹部３７とでロック機構Ｌが構成されている。このような構成から、相対回転位相が中間ロック位相Ｍに達した場合には、図２に示すように、一対のロック部材２５がロック凹部３７に嵌り込むと共に、ロック凹部３７の周方向の端面に各々のロック部材２５が当接することにより、ロック機構Ｌが相対回転位相を中間ロック位相Ｍに拘束する。
【００４０】
そして、相対回転位相が中間ロック位相Ｍに拘束される状態においてロック制御流路３６に作動油を供給することで、図３に示すようにロックスプリング２６の付勢力に抗して２つのロック部材２５をロック凹部３７からロック部材２５を抜き出すように移動させてロック状態が解除される。
【００４１】
尚、ロック部材２５の形状はプレート状に限るものではなく、例えば、ロッド状であっても良い。また、単一のロック部材２５と単一のロックスプリング２６とでロック機構Ｌを構成しても良い。更に、ロック機構Ｌは、回転軸芯Ｘに沿う方向に作動するロック部材２５と、このロック部材２５が係合するロック凹部３７とを備えて構成しても良い。
【００４２】
ベーン３１が進角方向Ｓａの移動端（回転軸芯Ｘを中心にした回動限界）に達した状態での相対回転位相を最進角位相と称し、ベーン３１が遅角側の移動端（回転軸芯Ｘを中心にした回動限界）に達した状態での相対回転位相を最遅角位相と称している。
【００４３】
中間ロック位相Ｍは、最進角位相と最遅角位相との中間となる位相であり、冷熱状態のエンジンＥを良好に始動する位相である。このような理由からエンジンＥを停止する場合には、エンジンＥが完全に停止する以前に相対回転位相を中間ロック位相に変位させてロック機構Ｌによるロック状態に移行するロック移行制御が実行される。
【００４４】
図１に示すように、外部ロータ２０のリヤブロック２２と内部ロータ３０とに亘ってトーションスプリング２７が備えられている。このトーションスプリング２７は、相対回転位相が最遅角位相にある状態から最進角位相の方向に向かう付勢力を作用させる。
【００４５】
〔電磁制御バルブ〕
電磁制御バルブＣＶは、図１及び図５に示すように、バルブブロック４３に支持されるスリーブ４０と、このスリーブ４０に対してスライド移動自在に収容されるスプール５０と、スプール５０を駆動する電磁ソレノイド６０と、スプールスプリング６１とを備えて構成されている。
【００４６】
スプール５０は、スリーブ４０のスプール収容空間に対してスプール軸芯Ｙに沿って移動自在に収容されている。電磁ソレノイド６０は、スプール５０に対しスプールスプリング６１の付勢力に抗する方向に操作力を作用させる。
【００４７】
この電磁制御バルブＣＶでは、スプール５０を摺動自在に収容できるようにスリーブ４０がスプール軸芯Ｙと同軸芯の円筒状に成形されている。尚、この実施形態では、図１に示す如く、電磁ソレノイド６０を上方に配置した縦長姿勢で使用され、この姿勢を基準に各部の位置関係等を説明する。
【００４８】
この電磁制御バルブＣＶでは、前述した軸状部４１が回転軸芯Ｘと同軸芯の円柱状に成形され、この軸状部４１を内部ロータ３０に相対回転自在に挿入している。弁開閉時期制御装置Ａが回転軸芯Ｘを中心に回転する際にも作動油の供給と排出とを可能にするため、軸状部４１の外周と、内部ロータ３０の内周面３０Ｓとの間には複数のリング状のシール４２が備えられている。軸状部４１は、スリーブ４０を収容するバルブブロック４３と一体形成され、このバルブブロック４３がエンジンＥに支持される。
【００４９】
図５〜図８に示すように、電磁ソレノイド６０は、鉄等の磁性体で成る棒状のプランジャ６０Ａと、このプランジャ６０Ａの外周に配置される鉄等の磁性体の筒状材で成る上下一対のヨーク６０Ｂと、一対のヨーク６０Ｂの外周に銅合金等の良導体の導線を巻回して形成されるソレノイドコイル６０Ｃとを備えている。尚、導線は絶縁性の樹脂等の被膜が外面に形成されている。
【００５０】
下側のヨーク６０Ｂで図５の下側に位置する部位にはスプール軸芯Ｙに直交する姿勢のフランジ部６０Ｂｆ（吸着部の一例）が一体的に形成されている。以下、上下方向の記載は図５〜図８の記載に基づく。プランジャ６０Ａの下端位置には、スプール軸芯Ｙと同軸芯で非磁性体の材料で成るシャフト６２が連結している。
【００５１】
シャフト６２は、下側のヨーク６０Ｂのフランジ部６０Ｂｆ（吸着部）を上下に貫通する位置に配置され、プランジャ６０Ａに近接する基端側（上側）に大径部６２ａを形成し、逆方向の突出側（下側）に小径部６２ｂを形成し、大径部６２ａと小径部６２ｂとの境界にスプール軸芯Ｙと直交する姿勢の段状部６２ｃを形成している。更に、このシャフト６２の小径部６２ｂに対しスプール軸芯Ｙに沿って相対移動自在に永久磁石で成る吸着体６３を備えている。
【００５２】
吸着体６３は、フランジ部６０Ｂｆに吸着可能な円盤状部６３ａと、筒状部６３ｂとを一体形成し、これらを貫通するようにシャフト６２の小径部６２ｂより僅かに大径となる貫通孔を形成した構造を有している。更に、段状部６２ｃには鉄やニッケル等の磁性体で成る吸着規制部材６４を備えており、吸着体６３が磁力により段状部６２ｃに対して吸着状態で保持できるように構成されている。
【００５３】
電磁ソレノイド６０は、ソレノイドコイル６０Ｃに供給される駆動電流が増大するほどスプールスプリング６１の付勢力に抗してスプール５０を下方に変位させるようにシャフト６２を介して操作力を作用させる。この操作力の作用により、図４に示すロック領域Ｗ１の上端位置から、遅角領域Ｗ２、保持領域Ｗ３、進角領域Ｗ４の順序でスプール５０の位置を設定する。このロック領域Ｗ１、遅角領域Ｗ２、保持領域Ｗ３、進角領域Ｗ４がスプール５０の複数の制御領域の具体例である。特に、遅角領域Ｗ２に作動規制域としての不感ポジションＷ２ｄ（作動規制域の一例）が含まれる。
【００５４】
ソレノイドコイル６０Ｃに駆動電流が供給されない状態では、図５に示す如く、スプールスプリング６１の付勢力によりスプール５０の上端とシャフト６２の下端とが当接する。これによりスプール５０がロック領域Ｗ１の上端位置に保持される。
【００５５】
図５〜図８に示すように、スリーブ４０には、スプール軸芯Ｙに沿う方向で電磁ソレノイド６０に近い位置から、遅角ドレンポート４０Ｂｄと、遅角ポート４０Ｂと、第１ポンプポート４０Ｐａと、進角ポート４０Ａと、進角ドレンポート４０Ａｄと、第２ポンプポート４０Ｐｂと、ロック制御ポート４０Ｌと、ロックドレンポート４０Ｌｄとが、この順序で形成されている。
【００５６】
また、遅角ポート４０Ｂは、遅角流路３５を介して遅角室Ｃｂに連通し、進角ポート４０Ａは、進角流路３４を介して進角室Ｃａと連通している。また、ロック制御ポート４０Ｌはロック制御流路３６を介してロック凹部３７に連通している。
【００５７】
スプール５０には、電磁ソレノイド６０に近い位置（上端側）から離間する方向（下側）に沿って、第１ランド部５１と、第２ランド部５２と、第３ランド部５３と、第４ランド部５４と、第５ランド部５５とが、この順序で形成されている。また、これらのランド部に挟まれる位置に小径となるグルーブ部が形成されている。
【００５８】
〔スプールの制御領域〕
前述したように、ソレノイドコイル６０Ｃに駆動電流が供給されない状態でスプール５０は図５に示すロック領域Ｗ１の端部に保持される。この状態から駆動電流の増大に伴い、図６〜図８に示すようにスプールスプリング６１の付勢力に抗してスプール５０が、遅角領域Ｗ２と、保持領域Ｗ３と、進角領域Ｗ４とに、この順序で操作される。尚、図６には、遅角領域Ｗ２に含まれる不感ポジションＷ２ｄを示している。
【００５９】
〔ロック領域〕
電磁ソレノイド６０に供給する駆動電流の設定により、スプール５０を図５に示すロック領域Ｗ１に設定できる。尚、スプール５０をロック領域Ｗ１に設定する際には、電磁ソレノイド６０に駆動電流を供給せず、図５に示すようにスプールスプリング６１の付勢力によりスプール５０をロック領域Ｗ１の最外端位置に保持される。
【００６０】
ロック領域Ｗ１では、第２ランド部５２が遅角ポート４０Ｂを第１ポンプポート４０Ｐａに連通させ、第３ランド部５３が進角ポート４０Ａを進角ドレンポート４０Ａｄに連通させる。更に、第５ランド部５５がロック制御ポート４０Ｌをロックドレンポート４０Ｌｄに連通させる。
【００６１】
これにより、油圧ポンプＰからの作動油が遅角室Ｃｂに供給され、進角室Ｃａとロック凹部３７の作動油が排出される。これにより、相対回転位相を遅角方向Ｓｂに変位させ、相対回転位相が中間ロック位相Ｍに達したタイミングで一対のロック部材２５をロック凹部３７に係合させ、中間ロック状態への移行が実現する。
【００６２】
〔遅角領域〕
電磁ソレノイド６０に供給する駆動電流の設定により、スプール５０を図６に示す遅角領域Ｗ２に設定できる。尚、図６には不感ポジションＷ２ｄにあるスプール５０を示している。この遅角領域Ｗ２では、第２ランド部５２が遅角ポート４０Ｂを第１ポンプポート４０Ｐａに連通させ、第３ランド部５３が進角ポート４０Ａを進角ドレンポート４０Ａｄに連通させる。更に、第５ランド部５５がロック制御ポート４０Ｌを第２ポンプポート４０Ｐｂに連通させる。
【００６３】
これにより、油圧ポンプＰからの作動油がロック凹部３７に供給されることからロック機構Ｌのロック状態が解除され、この解除状態で、油圧ポンプＰからの作動油が遅角室Ｃｂに供給され、進角室Ｃａの作動油が排出される結果、相対回転位相は遅角方向Ｓｂに変位する。
【００６４】
〔保持領域〕
電磁ソレノイド６０に供給する駆動電流の設定により、スプール５０を図７に示す保持領域Ｗ３に設定できる。この保持領域Ｗ３では、遅角ポート４０Ｂが第２ランド部５２で閉じられ、進角ポート４０Ａが第３ランド部５３で閉じられる。これと同時に、第５ランド部５５がロック制御ポート４０Ｌを第２ポンプポート４０Ｐｂに連通させる。
【００６５】
これにより、遅角室Ｃｂと進角室Ｃａとには油圧ポンプＰからの作動油が給排されず、油圧ポンプＰからの作動油がロック凹部３７に供給されることからロック機構Ｌのロック状態が解除された状態で、相対回転位相は保持される。
【００６６】
〔進角領域〕
電磁ソレノイド６０に供給する駆動電流の設定により、スプール５０を図８に示す進角領域Ｗ４に設定できる。尚、図８には電磁ソレノイド６０に最大の駆動電流が供給される状況でのスプール５０の位置を示しており、スプール５０は進角領域Ｗ４の最外端位置に保持される。
【００６７】
進角領域Ｗ４では、第３ランド部５３が進角ポート４０Ａを第１ポンプポート４０Ｐａに連通させ、第２ランド部５２が遅角ポート４０Ｂを遅角ドレンポート４０Ｂｄに連通させる。更に、第５ランド部５５がロック制御ポート４０Ｌを第２ポンプポート４０Ｐｂに連通させる。
【００６８】
これにより、油圧ポンプＰからの作動油がロック凹部３７に供給されることからロック機構Ｌのロック状態が解除され、この解除状態で、油圧ポンプＰからの作動油が進角室Ｃａに供給され、遅角室Ｃｂの作動油が排出される結果、相対回転位相は進角方向Ｓａに変位する。
【００６９】
〔不感帯および制御ユニット〕
この電磁制御バルブＣＶでは、図４、図６に示すように、遅角領域Ｗ２に不感ポジションＷ２ｄ（作動規制域）が含まれている。この不感ポジションＷ２ｄは、吸着体６３の円盤状部６３ａがヨーク６０Ｂのフランジ部６０Ｂｆに吸着し、且つ、シャフト６２の段状部６２ｃに吸着体６３が吸着することにより、スプール５０の作動を規制する。
【００７０】
図９にストローク特性Ｑとしてグラフ化して示すように、電磁制御バルブＣＶでは、スプール５０をロック領域Ｗ１の外端位置（図４で左端）から進角領域Ｗ４の外端位置（図４で右端）に至る領域に設定する場合には、遅角領域Ｗ２を除き、電磁ソレノイド６０に供給される駆動電流の増大と比例する関係でスプール５０の位置が決まる。
【００７１】
図４、図９に示すように、不感ポジションＷ２ｄは、遅角領域Ｗ２のうち、ロック領域Ｗ１に近接する位置に配置されている。この不感ポジションＷ２ｄにスプール５０が保持される状況では、電磁ソレノイド６０に供給する駆動電流を変化させてもスプール５０が作動せず、不感ポジションＷ２ｄに維持される。このようにスプール５０が維持される状態での駆動電流の範囲を不感帯Ｄと称している。
【００７２】
制御ユニット１０は、不感帯Ｄの範囲に対応する駆動電流（上限値と下限値）を不揮発性メモリ等に記憶しており、相対回転位相を遅角方向Ｓｂに向けて高速で変位する制御を必要とする際には、駆動電流として不感帯Ｄに含まれる駆動電流を出力するように制御形態が設定されている。
【００７３】
制御ユニット１０は、前述した不感帯Ｄに対応する駆動電流の値の他に、保持領域Ｗ３と、進角領域Ｗ４と、遅角領域Ｗ２と、ロック領域Ｗ１とに対応する駆動電流の値を不揮発性メモリ等に記憶している。また、相対回転位相を、進角方向Ｓａに変位させる制御を進角制御と称し、遅角方向Ｓｂに変位させる制御を遅角制御と称し、相対回転位相を保持する制御を位相保持制御と称し、ロック機構Ｌをロック状態に移行する制御をロック移行制御と称している。
【００７４】
制御ユニット１０は、目標駆動電流に対応したデューティ比がＰＷＭの技術により設定され、このデューティ比に基づいて生成された駆動電流が電磁ソレノイド６０に供給される結果、スプール５０が駆動電流に対応した領域に設定される。
【００７５】
つまり、例えば、位相保持制御では、スプール５０を保持領域Ｗ３に対応する目標駆動電流が設定され、これに基づいた駆動電流がＰＷＭの技術により電磁ソレノイド６０に供給されるため、スプール５０が保持領域Ｗ３に設定される。これと同様の制御により、進角制御では、スプール５０が進角領域Ｗ４に設定され、遅角制御では、スプール５０が遅角領域Ｗ２に設定され、ロック移行制御では、スプール５０がロック領域Ｗ１に設定される。
【００７６】
また、進角制御において相対回転位相を高速で変位させる場合には、進角領域Ｗ４のうち保持領域Ｗ３から大きく離間するポジションにスプール５０が設定される。
【００７７】
尚、ロック移行制御では、相対回転位相が中間ロック位相Ｍより進角側にある場合には、スプール５０をロック領域Ｗ１に設定することで相対回転位相を遅角方向Ｓｂに変位する過程において中間ロック位相Ｍに達したタイミングでロック機構Ｌをロック状態に移行させる。これに対し、相対回転位相が中間ロック位相Ｍより遅角側にある場合には、スプール５０を進角領域Ｗ４に設定して相対回転位相を進角方向Ｓａに変位させ、相対回転位相が中間ロック位相Ｍより進角方向Ｓａに変位したことを位相センサ１１により検知した後に、スプール５０を進角領域Ｗ４に設定することでロック状態に移行させるように制御シーケンスが設定されている。
【００７８】
特に、遅角制御では、スプール５０を、不感ポジションＷ２ｄと、遅角領域Ｗ２において不感ポジションＷ２ｄより保持領域Ｗ３に近い領域との何れかにスプール５０が設定される。
【００７９】
この遅角制御において、相対回転位相の変位を高速で行う場合には、スプール５０を不感ポジションＷ２ｄに設定し、相対回転位相の変位を高速で行う必要がない場合には、スプール５０を、不感ポジションＷ２ｄを除く遅角領域Ｗ２の任意の位置に設定する。
【００８０】
つまり、電磁制御バルブＣＶは、保持領域Ｗ３から離れる位置に設定されるほど作動油の給排量が増大するため、例えば、相対回転位相を遅角方向Ｓｂに高速作動させる場合には、スプール５０を遅角領域Ｗ２のうち、保持領域Ｗ３から離間する位置に設定することになる。
【００８１】
しかしながら、遅角領域Ｗ２においてスプール５０をロック領域Ｗ１の近傍に設定する制御を行う際には、例えば、電源の電圧の変動や、電磁ソレノイド６０のソレノイドコイル６０Ｃの温度の影響による電気抵抗値の変化や、スプール５０のオーバーシュート等の原因により、制御の意図に反してスプール５０がロック領域Ｗ１に移行し、ロック機構Ｌがロック状態に移行することも考えられた。
【００８２】
このような不都合を解消するために、前述した不感帯Ｄが設定されている。具体的な作動形態として、スプール５０が保持領域Ｗ３に設定されている状況において、相対回転位相を遅角方向Ｓｂに高速で変位させる制御では、制御ユニット１０が、電磁ソレノイド６０に供給する駆動電流を、不感帯Ｄに対応する領域に含まれる値に設定することにより、スプール５０を不感ポジションＷ２ｄ（作動規制域）に設定している。
【００８３】
前述したように、スプール５０が不感ポジションＷ２ｄにある状況では、吸着体６３がフランジ部６０Ｂｆに吸着し、この吸着体６３にシャフト６２の段状部６２ｃが当接するため、スプール５０の作動が制限される。
【００８４】
従って、不感ポジションＷ２ｄの位置に対応する駆動電流を設定するだけで、磁力による吸着体６３の吸着によりスプール５０を不感ポジションＷ２ｄに移行させることが可能となり、電源の電圧の変動や、電磁ソレノイド６０のソレノイドコイル６０Ｃの電気抵抗値の変化や、スプール５０がオーバーシュートする状況にあっても、スプール５０がロック領域Ｗ１に達する不都合が解消される。
【００８５】
この構成では、吸着体６３がフランジ部６０Ｂｆに吸着しない位置にある状況で吸着体６３が、規制部としての吸着規制部材６４に吸着することにより、この吸着体６３がシャフト６２の段状部６２ｃの位置に保持され、シャフト６２と一体的に作動する。
【００８６】
これにより、フランジ部６０Ｂｆから離間する状態でも、吸着体６３がスプール軸芯Ｙに対して直交する姿勢で、フランジ部６０Ｂｆから大きく離間しない位置関係を維持できるため、吸着体６３がフランジ部６０Ｂｆに吸着する位置関係に達した場合には、適正な姿勢で迅速な吸着を実現する。
【００８７】
この電磁制御バルブＣＶでは、遅角領域Ｗ２からロック領域Ｗ１にスプール５０を作動させる場合には、電磁ソレノイド６０に供給する駆動電流を不感帯Ｄに対応する駆動電流の値のうち最も小さいものより更に低減する（基本的には通電を停止する）ことにより、スプールスプリング６１の付勢力によりプランジャ６０Ａが上側に変位する。この変位の結果、スプールがロック領域Ｗ１に設定される。
【００８８】
これとは逆に、吸着体６３がフランジ部６０Ｂｆに吸着する状況において、電磁ソレノイド６０に供給する駆動電流を不感帯Ｄに対応する駆動電流の値のうち最も大きいものより更に増大することにより、吸着体６３がフランジ部６０Ｂｆから離間し、スプール５０が保持領域Ｗ３に移行できる。
【００８９】
〔実施形態の作用効果〕
このように、シャフト６２の形状の設定と、永久磁石で成る吸着体６３を組み込む程度の改良により、従来からの電磁制御バルブＣＶの構成を大きく変更することなく、少ない部品点数でありながら、弁開閉時期制御装置Ａの相対回転位相の変位を高速で行う際にも、制御の意図に反してロック機構Ｌがロック状態に移行する不都合を解消できた。
【００９０】
この電磁制御バルブＣＶでは、従来からのバルブと同様に電磁ソレノイド６０に供給する駆動電流の増大に伴いロック領域Ｗ１、遅角領域Ｗ２、保持領域Ｗ３、進角領域Ｗ４に移行することが可能であり、遅角領域Ｗ２において、スプール５０を不感ポジションＷ２ｄ（作動規制域）に設定する制御と、これより保持領域Ｗ３に近い位置にスプール５０を設定する制御との何れかを選択することにより、必要とする位置にスプール５０を設定することも可能となる。
【００９１】
また、吸着体６３に筒状部６３ｂを形成しているため、スプール軸芯Ｙに沿う方向での貫通孔の内周にシャフト６２の小径部６２ｂを長い距離で接触させ、吸着体６３の姿勢を安定させることが可能となる。
【００９２】
〔別実施形態〕
本発明は、上記した実施形態以外に以下のように構成しても良い（実施形態と同じ機能を有するものには、実施形態と共通の番号、符号を付している）。
【００９３】
（ａ）図１０に示すように、シャフト６２の小径部６２ｂにおいて、先端側（段状部６２ｃから離間する側）に止め輪として構成される当接規制部材６５（規制部の一例）を備える。この当接規制部材６５を備えることにより、吸着体６３が、フランジ部６０Ｂｆ（固定系の吸着部）に吸着しない場合に小径部６２ｂにおいて当接規制部材６５が当接することにより、吸着体６３が大きく下側に変位する現象を抑制できる。
【００９４】
このように、吸着体６３がフランジ部６０Ｂｆから大きく離間しない位置関係に維持できるため、吸着体６３がフランジ部６０Ｂｆに吸着する位置関係に達した場合には、適正な姿勢で迅速な吸着を実現する。
【００９５】
（ｂ）スプール５０が、実施形態に示したようにロック領域Ｗ１、遅角領域Ｗ２、保持領域Ｗ３、進角領域Ｗ４の４つの領域に加え、進角領域Ｗ４より外端側に図１１に示す第２ロック領域Ｗ５が配置されるように電磁制御バルブＣＶに適用する。
【００９６】
この別実施形態（ｂ）の電磁制御バルブＣＶでは、２つのロック領域に隣接する制御領域（遅角領域Ｗ２と進角領域Ｗ４）の各々に不感帯Ｄを設定している。また、この別実施形態（ｂ）のストローク特性Ｑを図１２にグラフ化して示している。同図に示すように進角領域Ｗ４に形成される不感帯Ｄは保持領域Ｗ３の中央を対称点とする点対称となる位置に形成される。
【００９７】
図１３に示すように、この別実施形態（ｂ）では、シャフト６２の小径部６２ｂに対し、スプール軸芯Ｙに沿って移動自在に吸着体６３を備え、この吸着体６３の下側に吸着部として鉄等の磁性体で成る中間リング６６をスリーブ４０に固定している。
【００９８】
吸着体６３は、上記実施形態で説明したように、円盤状部６３ａと筒状部６３ｂとを有すると共に、下端側に吸着ディスク部６３ｃを一体形成している。また、シャフト６２には、別実施形態（ａ）で説明した当接規制部材６５（規制部の一例）を備えている。
【００９９】
この別実施形態（ｂ）の構成では、吸着体６３の円盤状部６３ａがヨーク６０Ｂのフランジ部６０Ｂｆに吸着することにより、スプール５０を不感ポジションＷ２ｄ（作動規制域の一例）に維持して不感帯Ｄが作り出される。また、吸着体６３の吸着ディスク部６３ｃが中間リング６６に吸着することにより、スプール５０を進角領域Ｗ４の不感ポジションＷ４ｄ（作動規制域の一例）に維持して不感帯Ｄが作り出される。
【０１００】
尚、スプール５０が不感ポジションＷ４ｄに達した後に、電磁ソレノイド６０に供給する駆動電流を、この不感帯Ｄに対応する駆動電流より、シャフト６２が下方に変位し、スプール５０は第２ロック領域Ｗ５に移行できる。
【０１０１】
（ｃ）吸着体６３を鉄やニッケル等の磁性体で形成し、この吸着体６３が吸着する対象（実施形態では、ヨーク６０Ｂ）のフランジ部６０Ｂｆを永久磁石に備えて構成する。これと同様に、ヨーク６０Ｂのフランジ部６０Ｂｆと、吸着体６３とを永久磁石で構成する。尚、このように双方を永久磁石で構成するものでは、各々が違いに吸着するように磁極が設定される。
【産業上の利用可能性】
【０１０２】
本発明は、電磁ソレノイドによりスプールが操作される電磁制御バルブに利用することができる。
【符号の説明】
【０１０３】
１          クランクシャフト
７          吸気カムシャフト
２０        外部ロータ（駆動側回転体）
２５        ロック部材
３０        内部ロータ（従動側回転体）
３７        ロック凹部
５０        スプール
６０        電磁ソレノイド
６０Ｂｆ    フランジ部（吸着部）
６１        スプールスプリング
６２        シャフト
６２ａ      大径部
６２ｂ      小径部
６２ｃ      段状部
６３        吸着体
６４        吸着規制部材（規制部）
６５        当接規制部材（規制部）
Ｃａ        進角室
Ｃｂ        遅角室
Ｅ          エンジン（内燃機関）
Ｌ          ロック機構
Ｗ１        ロック領域（制御領域）
Ｗ２        遅角領域（制御領域）
Ｗ２ｄ      不感ポジション（作動規制域）
Ｗ３        保持領域（制御領域）
Ｗ４        進角領域（制御領域）
Ｗ４ｄ      不感ポジション（作動規制域）
Ｗ５        第２ロック領域（制御領域）
Ｙ          スプール軸芯
【図１】
2019100297.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2019100297.tif 000009
【図８】
2019100297.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2019100297.tif 000012
【図１１】
2019100297.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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