JP5724770B2 - 油圧制御バルブ - Google Patents

Description

本発明は、リターンスプリングの付勢力に抗してスプール駆動手段がスプールを駆動した際に、スプールが入力ポートと出力ポートの連通を行うスプール弁を用いた油圧制御バルブ（ノーマルクローズタイプの三方弁、四方弁など）に関し、例えば、油圧式の可変バルブタイミング装置（バリアブル・バルブ・タイミング：以下、ＶＶＴと称す）に用いて好適な技術に関する。

以下の明細書中では、説明の便宜上、
・スプールの移動方向（軸方向）を前後方向と称し、
・リターンスプリングの付勢力によりスプールが移動する方向（軸方向の一方側）を後（図１右側参照）、
・スプール駆動手段の駆動力（軸力）によりスプールが移動する方向（軸方向の他方側）を前（図１左側参照）、
と称する。
この前後方向は、説明のためのものであって、実際の搭載方向を限定するものではない。

背景技術の具体的な一例として、特許文献１を説明する。
特許文献１は、エンジン（内燃機関）によって駆動されるカムシャフトの進角量を可変するＶＶＴに関する技術であり、
・進角室と遅角室の油圧差によってカムシャフトの進角量の可変を行なう可変カムシャフトタイミング機構（バリアブル・カムシャフト・タイミング：以下、ＶＣＴと称す）と、・進角室と遅角室の油圧差をコントロールするオイルフロー・コントロール・バルブ（以下、ＯＣＶと称す：油圧制御バルブの一例）と、
が用いられている。

特許文献１に開示されるＯＣＶを、図５を参照して説明する。なお、以下の符号は、後述する［発明を実施するための形態］および［実施例］と同一機能物に同一符号を付したものである。
ＯＣＶ１は、四方弁構造を採用したスプール弁２と、このスプール弁２を駆動する電磁アクチュエータ（リニアソレノイド）３とを結合したものである。

スプール弁２は、リターンスプリング９の付勢力に抗して電磁アクチュエータ３がスプール８を駆動した際に、スプール８が入力ポート４と進角ポート５（出力ポートの一例）を連通させて、進角ポート５を介して進角室の油圧を上昇させる。なお、このとき、スプール８がドレンポート６と遅角ポートを連通させて、遅角室の油圧を下降させる。
これにより、進角室の油圧が遅角室に対して相対的に高まり、カムシャフトの位相が進角側へ変化する。

しかし、スプール８が進角側（前側）へ移動した状態で、異物等によりスプール８がスリーブ７（バルブハウジングの一例）にロックすると、電磁アクチュエータ３の通電を停止しても、ＶＣＴの進角室にポンプ油圧が供給され続け、カムシャフトの進角状態が保持される。
すると、アイドリングなど、本来はＶＣＴを遅角側に制御したい時でも、カムシャフトが進角状態になってしまうため、エンジンの吸気バルブと排気バルブのオーバーラップが過大になり、エンスト、ラフアイドリングなど引き起こす問題が生じてしまう。

なお、上記ではＶＶＴに用いられるＯＣＶ１を用いて問題点を説明したが、ＶＶＴ用のＯＣＶ１に特有の問題点ではなく、三方弁以上のスプール弁構造を採用する他の油圧制御バルブであっても、スプール８のロックによって出力ポートにポンプ油圧が供給され続ける同様の問題が生じてしまう。

特開２００３−９７７５６号公報

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、入力ポートと出力ポートが連通した状態でスプールがロックしても、スプール駆動手段を停止させることで、出力油圧を低下させることのできる油圧制御バルブの提供にある。

［請求項１の手段］
請求項１の油圧制御バルブは、スプールの外周側に形成されて、軸方向他方側へ移動することにより、バルブハウジングとの間の空間において入力ポートと出力ポートとを連通させる小径部と、この小径部よりも径が大きく形成されて出力ポートを閉塞する大径部と、スプールの大径部に対して径方向に設けられ、出力ポートと入力ポート（４）を連通するスプールのスライド位置において、出力ポートとオイル排出用のドレン空間との連通を行うパージ穴と、スプール駆動手段によって軸方向の他方側へ駆動されることによりパージ穴を閉じる第２スプールと、スプールのリターンスプリングより付勢力が小さく、スプール駆動手段が停止した際に、第２スプールを軸方向の一方へ移動させてパージ穴を開かせる第２スプリングとを具備するスプールロック手段を備えることを特徴としており、スプール駆動手段が停止している状態では、第２スプリングの付勢力により第２スプールが後方（軸方向の一方側）へ移動してパージ穴が開かれる。
この結果、スプールが出力ポートと入力ポートを連通する状態でロックしても、スプール駆動手段を停止することにより、パージ穴を介して出力ポートを排圧することができ、出力油圧を低下させることができる。
これにより、スプールのロックに対する油圧制御バルブの信頼性を高めることができる。

［請求項２の手段］
請求項２の第２スプールは、スプールに対して軸方向の所定範囲で移動可能に設けられ、スプール駆動手段の発生する軸力をスプールに伝達するものである。
そして、スプール駆動手段の発生した軸力によって第２スプリングの付勢力に抗して第２スプールが前方（軸方向の他方側）へ駆動された際に、スプールの一部（後述する実施例では、環状フランジ部）と軸方向で当接することで、スプール駆動手段の発生した軸力をスプールに伝達するものである。

［請求項３の手段］
請求項３の第２スプールは、スプールの内部に形成された第２摺動穴において軸方向へ摺動自在に支持される。
そして、パージ穴は、出力ポートと、常時ドレン空間と連通する第２摺動穴とを連通する径方向の穴である。
これにより、第２摺動穴を摺動する第２スプールによって、パージ穴が直接開閉される。

［請求項４の手段］
請求項４の油圧制御バルブは、ＶＶＴに用いられるＯＣＶであって、出力ポートは進角ポート、パージ穴の外径側の端部は進角ポートに連通するものである。
このため、スプールが進角位置（前側）でロックしても、スプール駆動手段を停止した際に、進角室の油圧をパージ穴を介して排圧することができる。すると、カムシャフトからＶＣＴへ伝わる正トルク等によりＶＣＴが遅角側に作動する。
このように、スプールが進角位置（前側）でロックしても、スプール駆動手段を停止することでＶＣＴを遅角側に作動させることができ、進角異常によるエンジンの不具合を回避することができる。

［請求項５の手段］
スプールの後方（軸方向の一方側）への移動を停止させるスプールストッパと、第２スプールの後方（軸方向の一方側）への移動を停止させる第２スプールストッパとは異なるものであり、スプールの軸方向の移動範囲より、第２スプールの軸方向の移動範囲が大きく設けられるものである。

［請求項６の手段］
請求項６のスプール駆動手段は、電磁アクチュエータ（リニアソレノイド）である。
即ち、油圧制御バルブは、スプール弁と電磁アクチュエータを組み合わせた電磁スプール弁である。

ＯＣＶの軸方向に沿う断面図である（実施例）。 ＯＣＶの作動説明図である（実施例）。 ＯＣＶの作動説明図である（実施例）。 ＶＶＴの概略図である。 ＯＣＶの軸方向に沿う断面図である（従来例）。

図面を参照して［発明を実施するための形態］を説明する。
油圧制御バルブ１（後述する実施例ではＯＣＶ）は、
・スプール弁２と、
・このスプール弁２を駆動するスプール駆動手段３（後述する実施例では、電磁アクチュエータ）と、
を備える。

スプール弁２は、
・入力油圧の供給を受ける入力ポート４、出力油圧の供給を行う出力ポート５（後述する実施例では進角ポート）、ドレン空間に通じるドレンポート６を有するバルブハウジング７（後述する実施例ではスリーブ）と、
・このバルブハウジング７の内部で軸方向へ摺動自在に支持され、各ポートの切替えを行うスプール８と、
・このスプール８を後方へ向けて付勢するリターンスプリング９と、
を備える。
そして、このスプール弁２は、バルブハウジング７に対してスプール８が前方（軸方向の他方側）へ移動した状態において入力ポート４と出力ポート５の連通がなされる。

スプール８には、入力ポート４と出力ポート５とを連通するスプール８のスライド位置において、出力ポート５とオイル排出用のドレン空間との連通を行うパージ穴１１が設けられる。
また、スプール８の内部には、スプール８に対して軸方向の所定範囲で移動可能に設けられ、スプール駆動手段３の発生する軸力をスプール８に伝達する第２スプール１２が設けられる。
さらに、この第２スプール１２は、リターンスプリング９よりバネ力の小さい第２スプリング１３により、スプール８に対して後方（軸方向の一方側）へ向けて付勢されるとともに、スプール駆動手段３の発生する軸力によって前方（軸方向の他方側）へ駆動されるものである。

そして、スプール駆動手段３が作動する際は、スプール駆動手段３の発生する軸力によって、第２スプール１２がスプール８に対して前方（軸方向の一方側）に移動することにより、第２スプール１２がパージ穴１１を閉じる。
逆に、スプール駆動手段３が停止する際は、第２スプリング１３のバネ力によって、第２スプール１２がスプール８に対して後方（軸方向の他方側）に移動することにより、第２スプール１２がパージ穴１１を開く。
このため、スプール８が前方へ移動した状態（入力ポート４と出力ポート５が連通した状態）でロックしても、スプール駆動手段３を停止することで、パージ穴１１を介して出力ポート５を排圧することができ、出力油圧を低下させることが可能になる。

以下において本発明をＶＶＴのＯＣＶ１に適用した具体的な一例（実施例）を図面を参照して説明する。以下の実施例は具体的な一例であって、本発明が実施例に限定されないことは言うまでもない。
なお、以下の実施例において、上記［発明を実施するための形態］と同一符号は、同一機能物を示すものである。

（ＶＶＴの説明）
ＶＶＴは、車両走行用のエンジンに搭載されるものであり、
・カムシャフト（例えば、吸気バルブ用カムシャフト等）に取り付けられてカムシャフトの進角量を連続的に可変することでバルブ（例えば、吸気バルブ等）の開閉タイミングを連続的に可変可能なＶＣＴ２１と、
・このＶＣＴ２１の作動を油圧制御するＯＣＶ１を用いた油圧回路２２と、
・ＯＣＶ１を電気的に制御するＥＣＵ２３（エンジン・コントロール・ユニットの略）と、
から構成されている。

ＶＣＴ２１は、エンジンのクランクシャフトに同期して回転駆動されるシューハウジング２４と、このシューハウジング２４に対して相対回転可能に設けられ、カムシャフトと一体に回転するベーンロータ２５とを備えるものであり、シューハウジング２４内に構成される油圧アクチュエータによってシューハウジング２４に対してベーンロータ２５を相対的に回転駆動して、カムシャフトを進角側あるいは遅角側へ変化させるものである。

シューハウジング２４は、エンジンのクランクシャフトにタイミングベルトやタイミングチェーン等を介して回転駆動されるスプロケットにボルト等によって結合されて、スプロケットと一体回転するものである。このシューハウジング２４の内部には、図４に示すように、略扇状の凹部２４ａが複数（この実施例１では３つ）形成されている。なお、シューハウジング２４は、図４において時計方向に回転するものであり、この回転方向が進角方向である。
一方、ベーンロータ２５は、カムシャフトの端部に位置決めピン等で位置決めされて、ボルト等によってカムシャフトの端部に固定されるものであり、カムシャフトと一体に回転する。

ベーンロータ２５は、シューハウジング２４の凹部２４ａ内を進角室αと遅角室βに区画するベーン２５ａを備えるものであり、ベーンロータ２５はシューハウジング２４に対して所定角度内で回動可能に設けられている。
進角室αは、油圧によってベーン２５ａを進角側へ駆動するための油圧室であって、ベーン２５ａの反回転方向側の凹部２４ａ内に形成されるものであり、逆に、遅角室βは油圧によってベーン２５ａを遅角側へ駆動するための油圧室である。なお、進角室αと遅角室βの液密性は、シール部材２６等によって保たれる。

油圧回路２２は、進角室αおよび遅角室βのオイルを給排して、進角室αと遅角室βに油圧差を発生させてベーンロータ２５をシューハウジング２４に対して相対回転させるための手段であり、クランクシャフト等によって駆動されるオイルポンプ２７から圧送されるポンプ油圧を進角室αまたは遅角室βの一方に調量供給するとともに、進角室αまたは遅角室βの油圧を調量排圧することが可能なＯＣＶ１を備える。

ＯＣＶ１は、四方弁構造を有するスプール弁２と、このスプール弁２を駆動する電磁アクチュエータ３（スプール駆動手段３の一例）とを結合した電磁スプール弁であり、スプール弁２がエンジン部品（シリンダヘッド等）に形成されたＯＣＶ装着穴（内周面が円筒形状を呈する穴）の内部に挿入されるとともに、電磁アクチュエータ３がエンジン部品に固定されるものである。

スプール弁２は、
・エンジン部品に設けられたＯＣＶ装着穴に挿入配置されるスリーブ７と、
・このスリーブ７の内部において軸方向へ摺動自在に支持され、各ポートの連通状態を調整するスプール８と、
・このスプール８を後方へ付勢するリターンスプリング９と、
を備える。

（スリーブ７の説明）
スリーブ７は、略円筒形状を呈し、外周面がＯＣＶ装着穴に対して微細なクリアランスを介して挿入配置される。
スリーブ７の内部には、スプール８を軸方向へ摺動自在に支持する摺動穴２８が形成され、この摺動穴２８の内周面においてスプール８を軸方向へ摺動自在に支持する。

スリーブ７には、複数の入出力ポートが形成されている。
具体的に、スリーブ７の径方向には、オイルポンプ２７のオイル吐出口に連通する入力ポート４、進角室αに通じる進角ポート５、遅角室βに通じる遅角ポート２９が設けられている。
これらの径方向のポートは、スリーブ７の前側から後側に向かって、進角ポート５、入力ポート４、遅角ポート２９の順に配置されている。
一方、スリーブ７の前端には、ドレン空間（ドレンパンに通じる空間）に通じるドレンポート６が設けられている。

（スプール８の説明）
スプール８は、略円筒形状を呈し、外周面がスリーブ７の内周面に対して微細なクリアランスを介して挿入配置される。
スプール８の軸方向の移動範囲は、所定範囲内に規制されるものであり、
（ｉ）スプール８の前方へのスライド位置が、スプール８の前端と、固定部材（この実施例ではドレンポート６の周囲の環状壁３０）との当接で規制される。
（ｉｉ）スプール８の後方へのスライド位置が、スプール８の後端と、固定部材（この実施例では後述する磁気吸引補助部品４５）との当接で規制される。
このスプール８の後端と固定部材（後述する磁気吸引補助部品４５）との当接箇所が、スプールストッパＸに相当するものである。

そして、スプール８が後方から前方へスライド変位することで、各ポートの切替え状態が変化して、遅角状態（カムシャフトを遅角側へ駆動する状態）、保持状態（カムシャフトの進角量を保持する状態）および進角状態（カムシャフトを進角側へ駆動する状態）が達成される。

スプール８の外周には、スリーブ７に対してスプール８が軸方向の中間位置に駆動された状態において、進角ポート５を閉塞する第１ランド３１（進角ポート閉塞用の大径部）と、遅角ポート２９を閉塞する第２ランド３２（遅角ポート閉塞用の大径部）とが設けられている。

スプール８の外周には、第１ランド３１と第２ランド３２の間に全周溝３３（小径部）が設けられている。
この全周溝３３は、入力ポート４と常に連通するものであり、
（ｉ）スプール８が前方へ移動した際に入力ポート４と進角ポート５を連通して進角ポート５の油圧を上昇させ、
（ｉｉ）スプール８が後方へ移動した際に入力ポート４と遅角ポート２９を連通して遅角ポート２９の油圧を上昇させる分配室の機能を果たすものである。

スプール８は、上述したように略円筒形状を呈するものであり、スプール８内において軸方向に延びる穴の前端がドレンポート６と常時連通するとともに、スプール８内において軸方向に延びる穴の後端が電磁アクチュエータ３の内部（具体的には、後述するカップガイド４３の内部）と常時連通するものである。

スプール８の内周面の前側には、内径方向に突出する環状フランジ部３４がスプール８と一体に設けられている。
この環状フランジ部３４の前面は、リターンスプリング９に当接してリターンスプリング９の付勢力を受けるように設けられている。
また、環状フランジ部３４の後面は、第２スプール１２の前方へ駆動された際に、第２スプール１２の前端に当接し、第２スプール１２に伝達された電磁アクチュエータ３の軸力を受けるように設けられている。

スプール８の内周面のうち、環状フランジ部３４の前側は、リターンスプリング９の後側の外周を覆うスプリング収容穴３５として設けられている。
また、スプール８の内周面のうち、環状フランジ部３４の後側は、第２スプール１２を軸方向へ摺動自在に支持する第２摺動穴３６として設けられている。

スプール８における第１ランド３１の前方には、径方向に貫通した進角用排出ポート３７が設けられている。この進角用排出ポート３７は、スプール８が後方へ移動した際に進角ポート５とスプール８内の穴（具体的には、スプリング収容穴３５）とを連通し、進角ポート５の油圧を下降させるためのものである。

スリーブ７における第２ランド３２の後方には、径方向に貫通した遅角用排出ポート３８が設けられている。この遅角用排出ポート３８は、スプール８が前方へ移動した際に遅角ポート２９とスプール８内の穴（具体的には第２摺動穴３６）とを連通し、遅角ポート２９の油圧を下降させるためのものである。

（リターンスプリング９の説明）
リターンスプリング９は、スプール８を後方へ向けて付勢する圧縮コイルスプリングである。
ここで、スリーブ７の環状壁３０と、スプール８に設けた環状フランジ部３４との間には、バネ室Ａが形成されている。
そして、リターンスプリング９は、このバネ室Ａに配置されるものであり、環状壁３０と環状フランジ部３４の間で軸方向に圧縮された状態で組付けられるものである。

（電磁アクチュエータ３の説明）
電磁アクチュエータ３は、コイル４１、プランジャ４２、カップガイド４３、磁気吸引ステータ４４、磁気吸引補助部品４５、磁気受渡ステータ４６、ヨーク４７、ステー４８およびコネクタ４９を備える。
コイル４１は、通電されるとプランジャ４２を磁気吸引するための磁力を発生する磁力発生手段であり、樹脂製のコイルボビンの周囲に絶縁被覆された導線（エナメル線等）を多数巻回したものである。

プランジャ４２は、コイル４１の発生する磁力によりリターンスプリング９の付勢力に打ち勝ってスプール８を前方へ駆動する磁性体金属（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）によって形成された円柱体であり、カップガイド４３の内周面において軸方向へ摺動自在に支持される。

磁気吸引ステータ４４は、プランジャ４２を前方へ磁気吸引するものであり、スリーブ７とコイル４１との間に挟まれて配置される円盤部４４ａと、この円盤部４４ａの磁束をプランジャ４２の近傍まで導く筒状部４４ｂとからなる磁性体金属（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）であって、プランジャ４２と筒状部４４ｂとの軸方向間に磁気吸引ギャップ（メインギャップ）が形成される。
筒状部４４ｂは、プランジャ４２が前方へ移動した際、軸方向に交差可能に設けられている。また、筒状部４４ｂの端部にはテーパが形成されており、このテーパによってプランジャ４２のストローク量に対して磁気吸引力が変化しない特性に設けられている。

磁気吸引補助部品４５は、スプール８とプランジャ４２との間に配置されて、プランジャ４２の磁気吸引力を高めるものである。
この磁気吸引補助部品４５は、例えば磁性体の金属板（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）をカップ形状に加工したものであり、スリーブ７の後端に形成された段差とカップガイド４３との間に挟まれて固定される。

なお、磁気吸引補助部品４５は、後述する容積変動室Ｃの前後空間を区画するものであり、この磁気吸引補助部品４５の中心部には、後述するシャフト５３を挿通するための軸方向の貫通穴が形成されている。そして、磁気吸引補助部品４５と後述するシャフト５３の間には、オイルが軸方向へ移動可能なクリアランス（後述する容積変動室Ｃの前後空間を連通させる隙間）が形成されている。

磁気受渡ステータ４６は、カップガイド４３を介してプランジャ４２の周囲と径方向の磁気の受け渡しを行なうものであり、カップガイド４３を介してプランジャ４２の外周を覆うとともに、コイルボビンの内周に挿入配置される円筒部４６ａ、およびこの円筒部４６ａから外径方向に向かって形成され、外周縁においてヨーク４７と磁気結合されるフランジ部４６ｂからなる磁性体金属（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）であり、円筒部４６ａとプランジャ４２の径方向間に磁束受渡ギャップ（サイドギャップ）が形成される。

ヨーク４７は、コイル４１の周囲を覆う円筒形状を呈した磁性体金属（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）であり、前端に形成された爪部をカシメることでスリーブ７と結合される。

カップガイド４３は、電磁アクチュエータ３の内部のオイルが外部に漏れないように、電磁アクチュエータ３の内部においてオイルが導かれる範囲を区画する手段であり、筒形カップ形状を呈する非磁性体材料（例えば、ステンレス等）によって設けられる。
カップガイド４３の前端には径方向に広がる拡径フランジ部が設けられており、この拡径フランジ部がスリーブ７（具体的には、スリーブ７の後端に配置されたＯリング５１）と磁気吸引ステータ４４との間に挟まれることで、カップガイド４３の内外のシールが成される。
なお、スリーブ７の後部外周に配置されたＯリング５２は、ＯＣＶ装着穴からオイルが漏れるのを防ぐためのものである。

ステー４８は、ＯＣＶ１をエンジン部品に結合するための手段であり、ヨーク４７の前端に形成された段差部と磁気吸引ステータ４４との間に挟まれて固定されている。なお、ステー４８は、ヨーク４７に溶接結合されるなど、他の技術で電磁アクチュエータ３に結合されるものであっても良い。
そして、上述したように、スプール弁２をバルブＯＣＶ装着穴の内部に挿入し、電磁アクチュエータ３のステー４８をエンジン部品に締結することで、ＯＣＶ１がエンジンに組付けられる。

コネクタ４９は、コイル４１等を樹脂モールドする２次成形樹脂の一部によって形成された結合手段であり、その内部には、コイル４１の導線端部とそれぞれ接続されるターミナル端子４９ａが配置されている。このターミナル端子４９ａは、一端がコイルボビンに差し込まれた状態で２次成形樹脂に樹脂モールドされたものであり、ターミナル端子４９ａの他端がコネクタ４９内において露出配置されている。

（ＥＣＵ２３の説明）
ＥＣＵ２３は、エンジン運転状態に応じた「目標の位相角」を算出する機能を備えるとともに、シューハウジング２４に対するベーンロータ２５の「実際の位相角」を検出する手段を備え、「実際の位相角」が「目標の位相角」となるようにコイル４１の通電制御を実施するように設けられている。
具体的な一例として、ＥＣＵ２３は、デューティ比制御によりコイル４１へ供給する電流量を制御するものであり、コイル４１の供給電流量を制御することで、スプール８の軸方向の位置をリニアにスライド制御し、エンジン運転状態に応じた作動油圧を進角室αおよび遅角室βに発生させてカムシャフトの進角量を可変制御する。

（スプールロック対処手段の説明）
この実施例のＯＣＶ１には、スプール８が前方位置（進角側）でロックした際の不具合を回避するスプールロック対処手段が設けられている。
このスプールロック対処手段は、
（ａ）スプール８に設けられるパージ穴１１と、
（ｂ）電磁アクチュエータ３の出力により前方へ駆動されてパージ穴１１を閉じる第２スプール１２と、
（ｃ）電磁アクチュエータ３が停止した際に、第２スプール１２を後方へ移動させてパージ穴１１を開かせる第２スプリング１３と、
を用いて構成される。

パージ穴１１は、少なくとも進角ポート５と入力ポート４とを連通するスプール８のスライド位置において、進角ポート５と第２摺動穴３６（ドレンポート６を介して常にドレン空間に通じる空間）とを連通する径方向の穴（第１ランド３１に形成された径方向の貫通穴）である。
そして、このパージ穴１１の内側は、第２スプール１２によって開閉が可能となるように、スプール８に対する第２スプール１２の前端のスライド範囲内に開口するものである。

第２スプール１２は、スプール８に対して軸方向の所定範囲で移動可能に設けられ、電磁アクチュエータ３の発生する軸力をスプール８に伝達するものである。
この第２スプール１２は、略円筒形状を呈し、外周面が第２摺動穴３６の内周面に対して微細なクリアランスを介して挿入配置されている。

第２スプール１２のスライド範囲は、スプール８とは独立してスライドする第１スライド範囲と、スプール８と軸方向に当接してスプール８と一体にスライドする第２スライド範囲とを備える。
具体的に、第２スプール１２の後方での停止位置は、プランジャ４２の後端と、カップガイド４３の底部との当接で規制される。
このプランジャ４２の後端とカップガイド４３との当接箇所が、第２スプールストッパＹに相当するものである。
第２スプール１２の後方での停止位置から、第２スプール１２を前方に押すと、第２スプリング１３が圧縮されて、第２スプール１２の前端と環状フランジ部３４の後面とが当接し、第２スプール１２の軸力がスプール８に付与されるように設けられている。

そして、「第２スプールストッパＹで第２スプール１２が停止する位置」から「スプール８の前端が環状フランジ部３４の後面に当接する」までの第２スプール１２のスライド範囲が第１スライド範囲である。
また、「スプール８の前端が環状フランジ部３４に当接を開始した位置」から「スプール８の前端がドレンポート６の周囲の環状壁３０に当接する」までの第２スプール１２のスライド範囲が第２スライド範囲である。

以上により、
（ｉ）電磁アクチュエータ３の通電が停止された状態では、第２スプリング１３の付勢力により第２スプール１２が後方へ移動することで第２スプール１２がパージ穴１１を開き、
（ｉｉ）電磁アクチュエータ３が通電されて前方への軸力を発生した状態では第２スプリング１３が圧縮されて第２スプール１２が前方へ移動することで第２スプール１２がパージ穴１１を閉じることができる。

一方、第２スプール１２の後端には、プランジャ４２の軸力を第２スプール１２に伝えるシャフト５３が第２スプール１２と一体に設けられている。
なお、シャフト５３は、第２スプール１２と一体に設けられることに限定されるものではなく、別体に設けて、第２スプール１２とプランジャ４２との間に介在させても良いし、プランジャ４２に結合するものであっても良い。

この実施例におけるシャフト５３は、小径筒状を呈するものであり、シャフト５３の中心には軸方向に貫通した小径のシャフト呼吸孔５４が形成されている。
このシャフト呼吸孔５４は、プランジャ４２の前後の空間の容積変動を可能にする呼吸通路である。

具体的に、シャフト呼吸孔５４の前端は、第２スプール１２の中心部において軸方向に貫通形成された第２スプール１２内通路を介してドレンポート６と常時連通する。
また、シャフト呼吸孔５４の後端は、プランジャ４２の中心部において軸方向に貫通形成されたプランジャ呼吸孔５５を介して、プランジャ４２の後端とカップガイド４３の底部との間の容積変動室Ｂ（プランジャ後室）と常時連通する。
さらに、シャフト呼吸孔５４は、シャフト５３の径方向に形成された呼吸ポート５６を介して、シャフト５３の周囲の容積変動室Ｃ（スプール８とプランジャ４２の間の空間）と常時連通する。

なお、第２スプール１２の後部（シャフト５３の前部）には、径方向に貫通した第２遅角用排出ポート５７が設けられている。
この第２遅角用排出ポート５７は、第２スプール１２が環状フランジ部３４に当接した状態において、スプール８に設けた遅角用排出ポート３８に連通するものであり、スプール８と第２スプール１２が前方へ移動した際に遅角ポート２９と第２摺動穴３６とを連通し、遅角ポート２９の油圧を下降させるためのものである。

第２スプリング１３は、第２スプール１２を後方へ向けて付勢するバネ力の弱い圧縮コイルスプリングである。
この第２スプリング１３は、第２スプール１２の穴の内部に形成された段差５８（具体的には、前側で大径になる部位の段差）と、環状フランジ部３４との間に組付けられるものである。
そして、第２スプリング１３の使用最大荷重は、リターンスプリング９の使用最小荷重より小さいものであり、電磁アクチュエータ３に低電流が印加された状態（電磁アクチュエータ３の発生する軸力が小さい状態）で圧縮され、第２スプール１２の前端が環状フランジ部３４に当接し、電磁アクチュエータ３の軸力がスプール８に与えられるように設けられている。

（実施例の具体的な作動）
次に、図２、図３を参照して実施例の作動を説明する。
なお、図２、図３において矢印Ｐはポンプ油圧の供給路を示すものであり、矢印Ｄはドレン油圧の排出路を示すものである。

（正常時における通電停止時）
コイル４１の通電停止状態（例えば、エンジン停止時等）では、図２（ａ）に示すように、
・第２スプール１２が第２スプリング１３の付勢力で後方位置（初期位置）で停止するとともに、
・スプール８がリターンスプリング９の付勢力で後方位置（遅角位置）で停止する。

（遅角作動の説明）
車両の運転状態に応じてＥＣＵ２３がカムシャフトを遅角させる際、ＥＣＵ２３はコイル４１に低電流を印加させる。
すると、電磁アクチュエータ３は小さな軸力（弱の軸力）を発生する。
その結果、図２（ｂ）に示すように、
・電磁アクチュエータ３の軸力により第２スプリング１３が圧縮され、第２スプール１２が環状フランジ部３４に当接するとともに、
・スプール８がリターンスプリング９の付勢力で後方位置（遅角位置）で停止する。

これにより、
・入力ポート４と遅角ポート２９が全周溝３３を介して連通するとともに、
・進角ポート５とドレンポート６が進角用排出ポート３７を介して連通する。
この連通が達成されることにより、遅角室βの油圧が高まるとともに、進角室αの油圧が低下して、シューハウジング２４に対してベーンロータ２５が相対的に遅角側へ変位し、カムシャフトが遅角側へ変位する。

（進角量保持の説明）
車両の運転状態に応じてＥＣＵ２３がカムシャフトの進角量を保持する際、ＥＣＵ２３はコイル４１に中電流（高電流と低電流の間で設定された電流）を印加させる。
すると、電磁アクチュエータ３は、中電流に応じた中度の軸力（中の軸力）を発生する。
その結果、
・電磁アクチュエータ３の軸力により第２スプリング１３が圧縮され、第２スプール１２が環状フランジ部３４に当接した状態が維持されるとともに、
・第２スプール１２を介してスプール８に中度の軸力が付与され、スプール８が軸方向の中間位置（進角保持位置）で停止する。

これにより、
・第１ランド３１が進角ポート５を閉塞するとともに、
・第２ランド３２が遅角ポート２９を閉塞する。
このように、進角ポート５と遅角ポート２９が閉塞されることで、進角室αの油圧と遅角室βの油圧が一定に保たれ、カムシャフトの進角量が保持される。

（進角作動の説明）
車両の運転状態に応じてＥＣＵ２３がカムシャフトを進角させる際、ＥＣＵ２３はコイル４１に高電流を印加させる。
すると、電磁アクチュエータ３は、大きな軸力（大の軸力）を発生する。
その結果、図３（ｃ）に示すように、
・電磁アクチュエータ３の軸力により第２スプリング１３が圧縮され、第２スプール１２が環状フランジ部３４に当接した状態が維持されるとともに、
・第２スプール１２を介してスプール８に大きな軸力が付与され、スプール８が前方位置（進角位置）で停止する。

これにより、
・入力ポート４と進角ポート５が全周溝３３を介して連通するとともに、
・遅角ポート２９とドレンポート６が遅角用排出ポート３８および第２遅角用排出ポート５７を介して連通する。
この連通が達成されることにより、進角室αの油圧が高まるとともに、遅角室βの油圧が低下して、シューハウジング２４に対してベーンロータ２５が相対的に進角側へ変位し、カムシャフトが進角側へ変位する。

（実施例の作動および効果）
上述した「進角作動」により、スプール８が進角側（前側）へ移動した状態で、異物等によりスプール８がスリーブ７にロックすると、電磁アクチュエータ３の通電を停止しても、ＶＣＴ２１の進角室αにポンプ油圧が供給され続け、カムシャフトの進角状態が保持される不具合が発生する。

これに対し、ＥＣＵ２３は、「実際の位相角」が「目標の位相角」が大きい状態（実際の位相角＞目標の位相角）が所定時間経過した時、「ＯＣＶ１が進角側でロックした」と判定するように設けられてる。
そして、ＥＣＵ２３は、進角ロック判定手段が「ＯＣＶ１が進角側でロックした」と判定すると、視覚表示装置（警告ランプ等）で故障の発生をドライバーに知らせるとともに、コイル４１の通電を停止するように設けられている。

このように、スプール８が進角位置でロックすると、上述したＥＣＵ２３の機能により、コイル４１の通電が停止される。
すると、電磁アクチュエータ３は、軸力の発生を停止する。
その結果、図３（ｄ）に示すように、
・スプール８が前方位置（進角位置）で停止する状態であっても、
・第２スプール１２が第２スプリング１３の付勢力で後方位置（初期位置）で停止する。

これにより、パージ穴１１が第２スプール１２の移動により開かれ、進角ポート５とドレンポート６が、パージ穴１１および第２摺動穴３６を介して連通する。
この連通が達成されることにより、入力ポート４から進角ポート５にポンプ油圧が供給される状態であっても、進角ポート５に供給されたポンプ油圧を、パージ穴１１を介して排圧することができる。
そして、カムシャフトからＶＣＴ２１へ伝わる正トルク等により、ＶＣＴ２１は遅角側に作動する。

このように、スプール８が進角位置でロックしても、コイル４１の通電を停止することで、ＶＣＴ２１を遅角側に作動させることができるため、進角異常によるエンジンの不具合（本来はＶＣＴ２１を遅角側に制御したい時でも、カムシャフトが進角状態になって、エンジンの吸気バルブと排気バルブのオーバーラップが過大になり、エンスト、ラフアイドリングなど引き起こす問題）を回避することができ、ＶＶＴの信頼性を高めることができる。

上記の実施例では、バルブハウジングの一例としてスリーブ７（筒状の部材）を用いる例を示したが、バルブハウジングはスリーブ７に限定されるものではなく、内部に油路が形成される部材にスプール８を挿入する摺動穴２８を直接形成したバルブハウジング（スリーブ７を用いないもの）であっても良い。

上記の実施例では、スプール駆動手段の一例として電磁アクチュエータ３を用いる例を示したが、スプール８を駆動する手段は限定されるものではなく、他の駆動手段（例えば、電動モータと減速機を組み合わせた電動アクチュエータ、ピエゾアクチュエータ、油圧等の流体圧を利用した流体アクチュエータ等）を用いても良い。

上記の実施例では、ＶＶＴに用いられるＯＣＶ１に本発明を適用する例を示したが、用途は限定されるものではなく、他の四方弁構造のスプール弁２を搭載した油圧制御バルブに本発明を適用しても良い。
また、本発明は、四方弁構造のスプール弁２を搭載する油圧制御バルブに限定される発明ではなく、三方弁構造のスプール弁２を搭載する油圧制御バルブ（ノーマルクローズ型スプール弁：例えば、自動変速機の油圧制御装置に搭載される電磁弁等）に本発明を適用しても良い。あるいは、五方弁以上の切替数を有するスプール弁２を搭載する油圧制御バルブに本発明を適用しても良い。
即ち、三方弁以上のスプール弁２を搭載する油圧制御バルブに本発明を適用しても良い。

１ ＯＣＶ（油圧制御バルブ）
２ スプール弁
３ 電磁アクチュエータ（スプール駆動手段）
４ 入力ポート
５ 進角ポート（出力ポート）
６ ドレンポート
７ スリーブ（バルブハウジング）
８ スプール
９ リターンスプリング
１１ パージ穴
１２ 第２スプール
１３ 第２スプリング
２１ ＶＣＴ（可変カムシャフトタイミング機構）
２９ 遅角ポート
３４ 環状フランジ部（第２スプールの端部と軸方向に当接するスプールの一部）
３６ 第２摺動穴
α 進角室
β 遅角室
Ｘ スプールストッパ
Ｙ 第２スプールストッパ

Claims (5)

1. 入力ポート（４）、出力ポート（５）、ドレンポート（６）を備えるバルブハウジング（７）、このバルブハウジング（７）の内部において軸方向へ摺動自在に支持されるスプール（８）、このスプール（８）を軸方向の一方側へ付勢するリターンスプリング（９）を備えたスプール弁（２）と、
   前記スプール（８）を前記リターンスプリング（９）の付勢力に抗して軸方向の他方側へ向けて駆動するスプール駆動手段（３）とを具備し、
   前記バルブハウジング（７）に対して前記スプール（８）が軸方向の他方側へ移動した状態において前記入力ポート（４）と前記出力ポート（５）の連通がなされる油圧制御バルブ（１）において、
   この油圧制御バルブ（１）は、
   前記スプール（８）の外周側に形成されて、軸方向他方側へ移動することにより、前記バルブハウジング（７）との間の空間において前記入力ポート（４）と前記出力ポート（５）とを連通させる小径部（３３）と、
   この小径部（３３）よりも径が大きく形成されて前記出力ポート（５）を閉塞する大径部（３１）と、
   前記スプール（８）の大径部（３１）に対して径方向に設けられ、前記出力ポート（５）と前記入力ポート（４）を連通する前記スプール（８）のスライド位置において、前記出力ポート（５）とオイル排出用のドレン空間との連通を行うパージ穴（１１）と、
   前記スプール駆動手段（３）によって軸方向の他方側へ駆動されることにより前記パージ穴（１１）を閉じる第２スプール（１２）と、
   前記リターンスプリング（９）より付勢力が小さく、前記スプール駆動手段（３）が停止した際に、前記第２スプール（１２）を軸方向の一方へ移動させて前記パージ穴（１１）を開かせる第２スプリング（１３）と、
   を具備するスプールロック対処手段を備え、
   前記第２スプール（１２）が前記スプール駆動手段（３）の発生した軸力によって前記第２スプリング（１３）の付勢力に抗して軸方向の他方側へ駆動されることにより、前記パージ穴（１１）が閉じられ、その後前記第２スプール（１２）が前記スプール（８）の一部（３４）と軸方向で当接することにより、前記スプール駆動手段（３）の発生した軸力が前記スプール（８）に伝達されて第２スプール（１２）と前記スプール（８）とが一体となって摺動することを特徴とする油圧制御バルブ。
2. 請求項１に記載の油圧制御バルブ（１）において、
   前記第２スプール（１２）は、前記スプール（８）の内部に形成された第２摺動穴（３
   ６）において軸方向へ摺動自在に支持されるものであり、
   前記第２摺動穴（３６）は、常時ドレン空間と連通するものであり、
   前記パージ穴（１１）は、前記出力ポート（５）と前記第２摺動穴（３６）を連通する径方向の穴であることを特徴とする油圧制御バルブ。
3. 請求項１または請求項２に記載の油圧制御バルブ（１）において、
   この油圧制御バルブ（１）は、可変カムシャフトタイミング機構における進角室（α）に通じる進角ポート（５）と、前記可変カムシャフトタイミング機構における遅角室（β）に通じる遅角ポート（２９）とを備え、前記進角室（α）と前記遅角室（β）の油圧差をコントロールするものであり、
   前記出力ポート（５）は、前記進角ポート（５）であり、
   前記パージ穴（１１）の外径側の端部は、前記進角ポート（５）に連通することを特徴とする油圧制御バルブ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載の油圧制御バルブ（１）において、
   前記スプール（８）の軸方向の一方側への移動を停止させるスプールストッパ（Ｘ）と、前記第２スプール（１２）の軸方向の一方側への移動を停止させる第２スプールストッパ（Ｙ）とは異なって設けられ、
   前記スプール（８）の軸方向の移動範囲より、前記第２スプール（１２）の軸方向の移動範囲が大きく設けられることを特徴とする油圧制御バルブ。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の油圧制御バルブ（１）において、
   前記スプール駆動手段（３）は、通電量に応じた起磁力を生じさせ、その起磁力により軸方向の他方へ向かう軸力を生じさせる電磁アクチュエータであることを特徴とする油圧制御バルブ。

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