JP5375562B2 - バルブタイミング調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関（以下、エンジンと称す）のカムシャフトの進角量を油圧制御によってコントロールし、吸気バルブまたは排気バルブの少なくとも一方の開閉タイミングを可変させるバルブタイミング調整装置（以下、ＶＶＴと称す）に関する。
なお、以下では、電磁アクチュエータの通電量が減らされる時にスプールが移動する方向を一方（遅角方向：後）、電磁アクチュエータの通電量が増やされる時にスプールが移動する方向を他方（進角方向：前）と称して説明するが（図１参照）、この前後は、説明のための前後であって、実際の搭載方向にかかるものではない。

（従来技術）
ＶＶＴは、エンジンのカムシャフトに取り付けられて、バルブの開閉タイミングを連続的に可変可能なバルブタイミング可変機構（以下、ＶＣＴと称す）を備える。
油圧式のＶＣＴは、このＶＣＴの作動を油圧制御する油圧制御回路と、油圧制御回路に設けられる位相制御弁（以下、ＯＣＶと称す）を電気的に制御するＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニットの略：制御装置）とから構成されている（例えば、特許文献１参照）。

ＶＣＴは、クランクシャフトに回転駆動される入力側ロータ（後述する実施例では外部ロータに相当する）と、カムシャフトを回転駆動する出力側ロータ（後述する実施例では内部ロータに相当する）とを備え、入力側ロータと出力側ロータの周方向間に形成された進角室（出力側ロータを進角側へ変位させる油圧室）および遅角室（出力側ロータを遅角側へ変位させる油圧室）に与える油圧差により、入力側ロータに対して出力側ロータを相対回転させて、クランクシャフトに対するカムシャフトの進角量の調整を行うものである。

ＯＣＶは、進角室に通じる進角室出力ポートに対するオイルの給排状態と、遅角室に通じる遅角室出力ポートに対するオイルの給排状態とを、１つのスプール弁によって制御する制御バルブであり、電磁アクチュエータにより駆動される。
具体的に、ＯＣＶにおけるスプール弁は、円筒形状を呈したスリーブと、このスリーブの内部で軸方向に摺動自在に支持されたスプールと、スプールを後方（遅角方向）へ付勢するリターンスプリングとを備える。
一方、電磁アクチュエータは、通電停止の状態から通電量が増やされることで、スプールを後端（遅角方向の端部）から前端（進角方向の端部）へ向けて駆動する。

スプールが、後端から前端へ向け移動することで、
（ｉ）遅角室出力ポートに油圧を供給するとともに、進角室出力ポートをドレンさせる「遅角状態」、
（ｉｉ）遅角室出力ポートを遮断するとともに、進角室出力ポートを遮断する「中間位相保持状態」、
（ｉｉｉ）遅角室出力ポートをドレンさせるとともに、進角室出力ポートに油圧を供給する「進角状態」が達成される。

このため、ＥＣＵは、
（ｉ）「最遅角状態（スプール弁が後端で停止する状態）」が要求される時に、電磁アクチュエータの通電を停止し、
（ｉｉ）「中間位相保持状態」が要求される時に、スプールのストローク量を後端から前方に向けて約１／２ほどストロークさせるために所定の通電量（以下、位相保持通電量と称す）を電磁アクチュエータに与え、
（ｉｉｉ）「最進角状態（スプール弁が前端で停止する状態）」が要求される時に、電磁アクチュエータに対して通電範囲の最大値を与える。

（従来技術の問題点）
ＶＶＴの運転中における制御状態を検討すると、「最遅角状態」および「最進角状態」の頻度は僅かであって、大部分はカムシャフトの位相角を保持する「中間位相保持状態」である。
このため、ＶＶＴの運転中における制御状態の大部分において、「中間位相保持状態」を達成するために、上述した「位相保持通電量」を電磁アクチュエータに与え続ける必要がある。

ここで、「位相保持通電量」は、上述したように、スプールのストローク量を後端から前方に向けて約１／２ほどストロークさせるための通電量であるため、その通電量は小さいものではない。
そして、ＶＶＴの運転中における制御状態の大部分において、通電量の小さくない「位相保持通電量」を電磁アクチュエータに与え続けるために、ＶＶＴの運転中における電磁アクチュエータの消費電力が大きくなり、結果的にＶＶＴの消費電力の電力消費を抑えることの妨げになっている。

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、「中間位相保持状態」における電磁アクチュエータの消費電力の低減を図り、省電力を達成できるＶＶＴの提供にある。

［請求項１の手段］
請求項１のＶＶＴは、進角室および遅角室に油圧の給排を行なうＯＣＶを備える。このＯＣＶは、スプール弁と電磁アクチュエータとからなる電磁スプール弁によって設けられる。そして、電磁アクチュエータのプランジャには、このプランジャの軸方向に着磁されて、電磁アクチュエータの磁気吸引ステータに対して軸方向の磁気吸引力が生じる永久磁石が設けられている。
プランジャに設けられた永久磁石が、磁気吸引ステータに対して磁気吸引力を生じることで、プランジャには前方に向かうアシスト力が発生するため、「中間位相保持状態」に用いられる「位相保持通電量」を従来技術に比較して下げることができる。「中間位相保持状態」は、ＶＶＴの運転中における制御状態の大部分であるため、「位相保持通電量」を下げることで、ＶＶＴの運転中における電磁アクチュエータの消費電力を大幅に下げることができ、ＶＶＴの省電力を達成することができる。

また、請求項１のＶＶＴは、コイルの通電が停止されている時、永久磁石の磁力の設定磁力により、スプールのストローク位置が、後端（移動開始端）から前方へ移動し、且つ遅角室出力ポートが僅かに開口した状態で「遅角状態」が達成される。
これにより、コイルの通電が停止されている時に、遅角室出力ポートに油圧を供給するとともに、進角室出力ポートをドレンさせる「遅角状態」が達成される。
このため、万一、何らかの不具合によってＶＶＴが故障して、コイルの通電が停止された場合であっても、カムシャフトの進角量を遅角側（フェールセーフ側）へ戻すことができる。

［請求項２の手段］
請求項２の永久磁石は、プランジャの外周において全周に亘って形成された環状溝の内部に嵌め入れられるリング円盤形状を呈する。また、プランジャの軸芯には、軸方向へ貫通するプランジャ呼吸路が設けられる。そして、環状溝の底とプランジャ呼吸路との厚み寸法が、０．５ｍｍ以下に設けられる。
このように、永久磁石の内側に存在するプランジャにおけるコア材（環状溝の底とプランジャ呼吸路の間の磁性材）を薄く設けることで、永久磁石の内側のコア材（磁性材：薄肉部）を磁気飽和させることができる。これにより、永久磁石の軸方向に向かうべき磁束が、永久磁石の内側のコア材を通ることで弱まる不具合を回避することができ、永久磁石の磁力を効率的に磁気吸引ステータに与えることができる。

［請求項３の手段］
請求項３の永久磁石は、プランジャの外周において全周に亘って形成された環状溝の内部に嵌め入れられるリング円盤形状を呈する。また、プランジャの軸芯には、軸方向へ貫通するプランジャ呼吸路が設けられる。そして、環状溝の底には、周方向に沿って多数の貫通穴が設けられる。
このように、環状溝の底に、周方向に沿って多数の貫通穴を設けることで、永久磁石の内側に存在するプランジャにおけるコア材（環状溝の底とプランジャ呼吸路の間の磁性材）を磁気飽和させることができる。これにより、永久磁石の軸方向に向かうべき磁束が、永久磁石の内側のコア材を通ることで弱まる不具合を回避することができ、永久磁石の磁力を効率的に磁気吸引ステータに与えることができる。

［請求項４の手段］
請求項４のプランジャは、円筒形状を成す磁性体製の第１鉄心と、この第１鉄心の内径と同径の内径穴を備え、リング円盤形状に設けられた永久磁石と、第１鉄心および永久磁石と同径の内径穴を備え、円筒形状を成す磁性体製の第２鉄心と、第１鉄心、永久磁石、第２鉄心の内径に嵌め入れられて、第１鉄心、永久磁石、第２鉄心をセンタリングする非磁性体製の中心筒とを備える。
これにより、永久磁石の内側に、プランジャにおけるコア材が存在しなくなる。このため、永久磁石の軸方向に向かうべき磁束が、永久磁石の内側のコア材を通ることで弱まる不具合を回避することができ、永久磁石の磁力を効率的に磁気吸引ステータに与えることができる。

［請求項５の手段］
請求項５においてリング円盤形状を呈する永久磁石の外径寸法は、プランジャの外径寸法よりも小さく設けられる。
これにより、永久磁石に吸い寄せられる異物が存在しても、永久磁石の外径寸法とプランジャの外径寸法の差による溝の内部に異物が吸い寄せられる。このため、永久磁石に吸い寄せられる異物によって、プランジャに摺動不良が発生するトラブルを未然に防ぐことができる。

［請求項６の手段］
請求項６のＶＶＴは、プランジャのストロークに伴う永久磁石の全ストローク範囲が、磁気吸引ステータの後端と、磁気受渡ステータの前端との軸方向間に収まるように設けられている。
これにより、プランジャのストローク途中において、永久磁石が磁気吸引ステータ（または磁気受渡ステータ）と軸方向に交差する際に生じる「ディテントトルク」が発生しない。このため、プランジャの全ストローク範囲において、プランジャをスムーズにストロークさせることができる。即ち、永久磁石を設けたことにより、プランジャおよびスプールの制御性が悪化する不具合を回避することができる。

［請求項７の手段］
請求項７のＥＣＵは、コイルの通電量を算出する演算装置と、この演算装置により算出された通電量をコイルに与えるコイル駆動回路とを備える。そして、このコイル駆動回路は、コイルに印加する電圧を、正電圧と負電圧に切り替え可能に設けられる。
これにより、コイルの通電が停止されている時に、永久磁石の磁力の設定磁力によって、スプールのストローク位置が、後端（移動開始端）から前方へ移動した状態のＯＣＶであっても、スプールを後端から前端の全範囲でストロークさせることができる。即ち、「最遅角状態」と「最進角状態」を達成することができる。

［請求項８の手段］
請求項８のＥＣＵは、正電圧のデューティ比信号および負電圧のデューティ比信号によってコイルを通電制御するものであり、正電圧のみによる第１正デューティ比信号（＋側ａ％）をコイルに与えることで、「中間位相保持状態」を達成する。即ち、「第１正デューティ比信号（＋側ａ％）」は、「位相保持通電量」である。
このように、正電圧のみによる第１正デューティ比信号（＋側ａ％）により、「中間位相保持状態」を達成することができる。

［請求項９の手段］
請求項９のＥＣＵは、入力側ロータに対する出力側ロータの位相角を保持する際、ＥＣＵの算出する目標の位相角をα、
入力側ロータに対する出力側ロータの実際の位相角をβとし、
目標の位相角αに対して実際の位相角βが「遅角側」の場合、
（ａ）α−βの偏差が第１設定値ｅ１よりも小さい時に、
正電圧のみによる第１正デューティ比信号（＋側ａ％）をコイルに与え、
（ｂ）α−βの偏差が第１設定値ｅ１よりも大きく設定された第２設定値ｅ２よりも小さい時に、
正電圧の第１正デューティ比信号（＋側ａ％）に、負電圧による第２負デューティ比信号（−側ｂ％）を追加してコイルに与え、
（ｃ）α−βの偏差が第２設定値ｅ２よりも大きい時に、
第１正デューティ比信号（＋側ａ％）よりも通電割合の大きい正電圧のみの第３正デューティ比信号（＋側ａ’％）をコイルに与える。

上記（ｃ）において、第３正デューティ比信号（＋側ａ’％）をコイルに与えてスプールのストローク方向を変更する。この直前に、上記（ｂ）において正負電圧のデューティ比信号をコイルに与えることで、ＯＣＶの可動部（スプール、プランジャ等）にディザ振動を生じさせる。
これにより、スプールのストローク方向を変更する直前に、ＯＣＶの可動部における摺動部を「動摩擦状態」にさせて摩擦係数を小さくすることができるため、スプールの円滑なストローク制御を行なうことができる。

［請求項１０の手段］
請求項１０のＥＣＵは、入力側ロータに対する出力側ロータの位相角を保持する際、 ＥＣＵの算出する目標の位相角をα、
入力側ロータに対する出力側ロータの実際の位相角をβとし、
目標の位相角αに対して実際の位相角βが「進角側」の場合、
（ａ）α−βの偏差の絶対値が第１設定値ｅ１よりも小さい時に、
正電圧のみによる第１正デューティ比信号（＋側ａ％）をコイルに与え、
（ｂ）α−βの偏差の絶対値が第１設定値ｅ１よりも大きく設定された第２設定値ｅ２よりも小さい時に、
正電圧の第１正デューティ比信号（＋側ａ％）に、負電圧による第２負デューティ比信号（−側ｂ％）を追加してコイルに与え、
（ｃ）α−βの偏差の絶対値が第２設定値ｅ２よりも大きい時に、
コイルに与えるデューティ比信号を、第１正デューティ比信号（＋側ａ％）よりも減らす。

上記（ｃ）においてコイルに与えるデューティ比信号を、第１正デューティ比信号（＋側ａ％）よりも減らすことでスプールのストローク方向を変更する。この直前に、上記（ｂ）において正負電圧のデューティ比信号をコイルに与えることで、ＯＣＶの可動部（スプール、プランジャ等）にディザ振動を生じさせる。
これにより、スプールのストローク方向を変更する直前に、ＯＣＶの可動部における摺動部を「動摩擦状態」にさせて摩擦係数を小さくすることができるため、スプールの円滑なストローク制御を行なうことができる。

［請求項１１の手段］
請求項１１のＥＣＵは、ＯＣＶの可動部（スプール、プランジャ等）に異物の噛み込みの可能性があるか否かを判断する異物噛込判断手段を備える。
そして、ＥＣＵは、異物噛込手段が異物の噛み込みの可能性があると判断した場合に、コイルに対して、正電圧を印加する状態と、負電圧を印加する状態とを、繰り返して与える。
このように、コイルに対して、正電圧と負電圧とが交互に繰り返して印加されることで、可動部が噛み込んだ異物を、噛み切ったり、脱落させることができる。即ち、ＯＣＶの噛み込みによる不具合の発生を自己復旧することができる。

ＯＣＶの軸方向に沿う断面図である（実施例１）。 ＶＶＴの概略図である（実施例１）。 ＯＣＶの作動説明図である（実施例１）。 電磁アクチュエータの要部断面図である（実施例１）。 電磁アクチュエータの要部断面図、および永久磁石が装着されていないプランジャの側面図である（他の実施例）。 電磁アクチュエータの要部断面図である（他の実施例）。 電磁アクチュエータの要部断面図である（実施例１）。 永久磁石のストローク範囲を示す説明図である（実施例１）。 ＯＣＶのコイル駆動回路の概略図である（実施例１）。 位相差とＯＣＶの印加電圧との関係を示すタイムチャートである（実施例１）。 噛み込み発生時におけるＯＣＶの印加電圧を示すタイムチャートである（実施例１）。

図面を参照して［発明を実施するための形態］を説明する。
ＶＶＴは、油圧式のＶＣＴ１と、このＶＣＴ１の油圧制御を行なうＯＣＶ２とを具備する。
ＶＣＴ１は、クランクシャフトに回転駆動される外部ロータ（入力側ロータの一例）３に対してエンジンのカムシャフトを回転駆動する内部ロータ（出力側ロータの一例）４を油圧によって進角側に駆動する進角室Ａ、および外部ロータ３に対して内部ロータ４を油圧によって遅角側に駆動する遅角室Ｂを備える。
ＯＣＶ２は、進角室Ａおよび遅角室Ｂに油圧の給排を行なう電磁スプール弁であり、スプール弁５と、電磁アクチュエータ６とを結合して構成されている。

スプール弁５は、筒形状を呈するスリーブ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配置されるスプール８と、このスプール８を後側に向けて付勢するリターンスプリング９とからなる。
スリーブ７には、軸方向の後方から前方へ向けて、オイルパン１０にオイルを戻す遅角室排出ポート１１、遅角室Ｂに通じる遅角室出力ポート１２、オイルポンプ（油圧供給源）１３に通じる油圧入力ポート１４、進角室Ａに通じる進角室出力ポート１５、オイルパン１０にオイルを戻す進角室排出ポート１６が形成されている。

そして、スプール８を、リターンスプリング９の付勢力に抗して、後側の移動開始端から前側の移動終了端へ移動することで、
遅角室出力ポート１２および進角室出力ポート１５の切替状態を、
（ｉ）遅角室出力ポート１２を油圧入力ポート１４に連通させるとともに、進角室出力ポート１５を進角室排出ポート１６に連通させる「遅角状態」、
（ｉｉ）遅角室出力ポート１２を遮断するとともに、進角室出力ポート１５を遮断する「中間位相保持状態」、
（ｉｉｉ）遅角室出力ポート１２を遅角室排出ポート１１に連通させるとともに、進角室出力ポート１５を油圧入力ポート１４に連通させる「進角状態」に切り替える。

電磁アクチュエータ６は、
通電により磁力を発生するコイル２１と、
軸方向へ摺動自在に支持された磁性体製のプランジャ２２と、
コイル２１の発生する磁力によりプランジャ２２を前側へ磁気吸引する磁性体製の磁気吸引ステータ２３と、
プランジャ２２の外周に配置されてプランジャ２２と径方向の磁気の受け渡しを行なう磁性体製の磁気受渡ステータ２４とを備えるものであり、
リターンスプリング９の付勢力によって、プランジャ２２が後側へ付勢される。
そして、プランジャ２２には、このプランジャ２２の軸方向に着磁されて、磁気吸引ステータ２３に対して磁気吸引力が生じる永久磁石２５が設けられている。

本発明を適用した具体的な一例を、図１〜図１１を参照して説明する。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、エンジンのカムシャフト（吸気バルブ用、排気バルブ用、吸排気兼用カムシャフトのいずれか）に取り付けられて、吸気バルブまたは排気バルブの少なくとも一方のバルブの開閉タイミングを連続的に可変可能なＶＣＴ１と、このＶＣＴ１の作動を油圧制御する油圧制御回路３１と、この油圧制御回路３１のＯＣＶ２を電気的に制御するＥＣＵ３２とから構成されている。

（ＶＣＴ１の説明）
ＶＣＴ１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外部ロータ３（ハウジングロータ）と、この外部ロータ３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内部ロータ４（ベーンロータ）とを備えるものであり、外部ロータ３内に構成される油圧アクチュエータによって外部ロータ３に対して内部ロータ４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。

外部ロータ３は、内部ロータ４を収容して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回転体であり、例えば、リング円盤形状を呈したリングプレート、内部ロータ４の外周を覆うシューハウジング、タイミングベルトやタイミングチェーン等が噛合するスプロケットの３部品を複数のボルトで結合したものである。なお、フロントプレートとシューハウジングを、１つの部品で形成するものであっても良い。
外部ロータ３におけるシューハウジングには、図２に示すように、内径方向に仕切り部材として複数（この実施例では３つ）のシュー３ａが設けられており、各シュー３ａの間に略扇状凹部が形成される。なお、外部ロータ３は、図２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。

内部ロータ４は、カムシャフトの端部にノックピンで位置決めされた後、センターボルト等によってカムシャフトの端部に固定されて、カムシャフトと一体に回転するものである。
内部ロータ４は、各シュー３ａの間に形成される略扇状凹部を進角室Ａと遅角室Ｂに区画する複数（この実施例では３つ）のベーン４ａを備えるものであり、内部ロータ４は外部ロータ３に対して所定角度内で回転可能に設けられている。

進角室Ａは、油圧によってベーン４ａを進角側へ駆動するための油圧室であって、ベーン４ａの反回転方向側の略扇状凹部内に形成される。逆に、遅角室Ｂは、油圧によってベーン４ａを遅角側へ駆動するための油圧室であって、ベーン４ａの回転方向側の略扇状凹部内に形成される。また、各ベーン４ａには、略扇状凹部の内周面に摺動するシール部材３３が設けられており、進角室Ａと遅角室Ｂの連通を遮断している。

（油圧制御回路３１の説明）
油圧制御回路３１は、進角室Ａおよび遅角室Ｂのオイルを給排して、進角室Ａと遅角室Ｂに油圧差を発生させて内部ロータ４を外部ロータ３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１３から圧送されるオイル（油圧）を進角室Ａまたは遅角室Ｂに切り替えて供給するＯＣＶ２を備える。

（ＯＣＶ２の説明）
ＯＣＶ２は、図１に示すように、スプール弁５と電磁アクチュエータ６とを結合した電磁スプール弁である。
（スプール弁５の説明）
スプール弁５は、スリーブ７、スプール８およびリターンスプリング９を備える。
スリーブ７は、内部にスプール８を軸方向へ摺動自在に支持する挿通穴が形成された略円筒形状を呈する。スリーブ７の径方向には、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、軸方向の前側から後側に向けて、オイルパン１０にオイルを戻す進角室排出ポート１６、進角室Ａに通じる進角室出力ポート１５、オイルポンプ１３のオイル吐出口に連通する油圧入力ポート１４、遅角室Ｂに通じる遅角室出力ポート１２、オイルパン１０にオイルを戻す遅角室排出ポート１１が形成されている。
また、スリーブ７には、上記入出力ポートとは別に、オイルパン１０にオイルを戻す呼吸用ポート３４も形成されている。

スプール８は、スリーブ７の内径寸法（挿通穴の径）にほぼ一致した外径寸法を有する４つの大径部（ランド）３５ａ〜３５ｄを備える。
また、各大径部３５ａ〜３５ｄの各間には、スプール８の軸方向位置に応じて複数の入出力ポートの連通状態を変更する３つの小径部３６ａ〜３６ｃが形成されている。

具体的に、各大径部３５ａ〜３５ｄの各間には、軸方向の前側から後側に向けて、進角室ドレーン用小径部３６ａ、オイル出力用小径部３６ｂ、遅角室ドレーン用小径部３６ｃが形成されている。
進角室ドレーン用小径部３６ａは、図３（ａ）に示すように、スプール８がストローク中央よりも後側に移動している時に進角室出力ポート１５と連通して進角室Ａの油圧のドレーンを行なうものである。
オイル出力用小径部３６ｂは、図３（ａ）に示すように、スプール８がストローク中央よりも後側に移動している時に遅角室出力ポート１２と連通して遅角室Ｂに油圧の供給を行い、図３（ｃ）に示すように、スプール８がストローク中央よりも前側に移動している時に進角室出力ポート１５と連通して進角室Ａに油圧の供給を行うものである。
遅角室ドレーン用小径部３６ｃは、図３（ｃ）に示すように、スプール８がストローク中央よりも前側に移動している時に遅角室出力ポート１２と連通して遅角室Ｂの油圧のドレーンを行なうものである。

また、進角室ドレーン用小径部３６ａとオイル出力用小径部３６ｂの間の大径部３５ｂは、図３（ｂ）に示すように、スプール８がストローク中央の時に進角室出力ポート１５を閉塞する幅に設けられている。
同様に、オイル出力用小径部３６ｂと遅角室ドレーン用小径部３６ｃと間の大径部３５ｃも、図３（ｂ）に示すように、スプール８がストローク中央の時に遅角室出力ポート１２を閉塞する幅に設けられている。
即ち、大径部３５ｂおよび大径部３５ｃは、スプール８のストローク位置が前後方向の略中央の時に、進角室出力ポート１５と遅角室出力ポート１２とを同時に閉塞するように設けられている。

スリーブ７とスプール８が上記の構成に設けられているため、スプール８を後端から前端へ移動することで、遅角室出力ポート１２および進角室出力ポート１５の切替状態を、
（ｉ）遅角室出力ポート１２を油圧入力ポート１４に連通させるとともに、進角室出力ポート１５を進角室排出ポート１６に連通させる「最遅角状態」｛図３（ａ）参照｝、
（ｉｉ）遅角室出力ポート１２を遮断するとともに、進角室出力ポート１５を遮断する「中間位相保持状態」｛図３（ｂ）参照｝、
（ｉｉｉ）遅角室出力ポート１２を遅角室排出ポート１１に連通させるとともに、進角室出力ポート１５を油圧入力ポート１４に連通させる「最進角状態」｛図３（ｃ）参照｝
に切り替えることができる。

リターンスプリング９は、スプール８を後方に向けて付勢する圧縮コイルスプリングであり、スリーブ７の前部のバネ室内において、スリーブ７の軸端壁面とスプール８の間で軸方向に圧縮された状態で配置される。

（電磁アクチュエータ６の説明）
電磁アクチュエータ６は、コイル２１、プランジャ２２、ステータ４１、ヨーク４２、コネクタ４３を備える。
コイル２１は、通電されるとプランジャ２２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、樹脂製のボビン４４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２２は、ステータ４１の内側（具体的には、ステータの内側に挿入配置されるオイルシール用のカップガイド４５の内側）で軸方向へ摺動自在に支持され、コイル２１の磁力により前方へ向かって磁気吸引される可動子であり、軸芯にはプランジャ呼吸路２２ａが軸方向に貫通して設けられている。なお、プランジャ２２の詳細は、後述する。

ステータ４１は、プランジャ２２を軸方向に磁気吸引する磁気吸引ステータ２３と、カップガイド４５の外周を覆い、プランジャ２２の周囲と磁気の受け渡しを行う磁気受渡ステータ２４とからなる。
磁気吸引ステータ２３は、スリーブ７とコイル２１（具体的には、コイル２１をモールドする２次成形樹脂４６）との間に挟まれて配置される円盤部２３ａと、この円盤部２３ａの磁束をプランジャ２２の近傍まで導く筒状部２３ｂ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２２と筒状部２３ｂとの軸方向間には磁気吸引ギャップ（メインギャップ）が形成される。
筒状部２３ｂは、プランジャ２２の前端部と軸方向に交差可能に設けられている。筒状部２３ｂの後端外周には後方へ向けて縮径するテーパが形成されており、プランジャ２２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。

磁気受渡ステータ２４は、カップガイド４５を介してプランジャ２２の外周を覆うとともに、コイル２１の内側に挿入配置されるステータ筒部２４ａ、およびこのステータ筒部２４ａから外径方向に向かって形成され、外周に配置されるヨーク４２と磁気結合されるステータフランジ２４ｂ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、ステータ筒部２４ａとプランジャ２２の径方向間には磁束受渡ギャップ（サイドギャップ）が形成される。

ヨーク４２は、コイル２１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、前端部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。
コネクタ４３は、コイル２１および磁気受渡ステータ２４を樹脂モールドする２次成形樹脂４６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２１の導線端部とそれぞれ接続されるコネクタ端子４３ａが配置されている。このコネクタ端子４３ａは、一端がコネクタ４３内で露出するとともに、他端がボビン４４に差し込まれた状態で２次成形樹脂４６により樹脂モールドされている。

ＯＣＶ２は、プランジャ２２の前方へ向かう駆動力をスプール８へ伝えるとともに、リターンスプリング９からスプール８に与えられた後方へ向かう付勢力をプランジャ２２へ伝えるシャフト５１を備える。
この実施例のシャフト５１は、非磁性体の金属板（例えば、ステンレス板等）をカップ形状に加工した中空部品によって設けられている。

シャフト５１の内部は、シャフト５１の前端に形成された穴５１ａを介してスプール８の軸心に形成されたスプール呼吸路１５ａと連通するとともに、シャフト５１の後端のカップ開口を介してプランジャ２２の軸心に形成されたプランジャ呼吸路２２ａと連通する。
これにより、プランジャ２２の後側の容積変化部は、プランジャ呼吸路２２ａ→シャフト５１内→スプール呼吸路１５ａを介して、バネ室の呼吸用ポート３４と連通する。

シャフト５１の軸方向の中間位置には、シャフト５１を成すカップの内外を貫通するシャフト呼吸孔５１ｂが設けられている。
これにより、プランジャ２２の前側の容積変化部は、シャフト呼吸孔５１ｂ→シャフト５１内→スプール呼吸路１５ａを介して、バネ室の呼吸用ポート３４と連通する。

この実施例に示すＯＣＶ２には、カップガイド４５の前側に、磁気吸引ステータ２３と磁気結合してプランジャ２２の吸引力を高める磁性体金属製の磁気対向部材５２が挿入されている。
この磁気対向部材５２は、非磁性体性金属（例えば、ステンレス板等）よりなる板バネ５３により、磁気吸引ステータ２３に固定されている。
なお、図１中に示す符号５４はシール用のＯリングであり、符号５５はＯＣＶ２を油圧ケース等に固定するためのブラケットである。

〔特徴技術１〕
プランジャ２２の詳細を説明する。
プランジャ２２は、カップガイド４５の内側面において軸方向へ摺動自在に支持されるものであり、磁性体金属（例えば、鉄：磁気回路を構成する強磁性材料）よりなる略円筒形状を呈したコア材によって設けられる。
そして、このプランジャ２２には、軸方向に着磁されて、磁気吸引ステータ２３に対して軸方向の磁気吸引力が生じる永久磁石２５が設けられている。

この実施例に採用される永久磁石２５を具体的に説明する。
永久磁石２５は、プランジャ２２の外周において全周に亘って形成された環状溝６１の内部に嵌め入れられるリング円盤形状を呈するものであり、例えば半円状に２分割した永久磁石２５を環状溝６１の内部に嵌め入れることで取り付けられている。なお、プランジャ２２に対する永久磁石２５の固定は、永久磁石２５の磁力によりプランジャ２２に吸着することで成されるものであっても良いし、接着剤等の結合手段を用いるものであっても良い。
永久磁石２５は、ネオジウムマグネットなど、小型であっても発生磁力の強い希土類磁石を用いることが望ましい。このように、希土類磁石を用いることで、プランジャ２２に取り付けられる永久磁石２５が比較的薄くても、強い磁力を発生して、プランジャ２２の前端から磁気吸引ステータ２３に対して磁気吸引力を発生する。

この特徴技術１で示すように、プランジャ２２に設けた永久磁石２５が、磁気吸引ステータ２３に対して磁気吸引力を生じさせ、プランジャ２２に前方に向かうアシスト力が発生するため、「中間位相保持状態」に用いられる「位相保持通電量」を従来技術に比較して下げることができる。
この「中間位相保持状態」は、ＶＶＴの運転中における制御状態の大部分であるため、「位相保持通電量」を下げることで、ＶＶＴの運転中における電磁アクチュエータ６の消費電力を大幅に下げることができ、ＶＶＴの省電力を達成することができる。

〔特徴技術２〕
永久磁石２５の磁力の設定について説明する。
永久磁石２５の磁力は、図３（ａ’）に示すように、コイル２１の通電が停止されている時に、スプール８のストローク位置が、後端（移動開始端）から前方へ少量移動して、遅角室出力ポート１２が僅かに開口する状態（遅角状態）が達成されるように設定されている。
このように、コイル２１の通電が停止されている時に、「遅角状態」が達成されるため、万一、何らかの不具合によってＶＶＴが故障して、コイル２１の通電が停止された場合であっても、カムシャフトの進角量を遅角側（フェールセーフ側）へ戻すことができ、エンジンの始動性が悪化するなどの不具合を回避することができる。

〔特徴技術３〕
上述したように、プランジャ２２には、リング円盤形状を呈した永久磁石２５を嵌め入れるための環状溝６１が、プランジャ２２の外周において全周に亘って設けられている。また、プランジャ２２の内側には、軸方向へ貫通するプランジャ呼吸路２２ａが設けられている。
この構成を採用するため、永久磁石２５の内側に、プランジャ２２におけるコア材（環状溝６１の底とプランジャ呼吸路２２ａの間の磁性材）が設けられる。

そして、この特徴技術３では、図４に示すように、環状溝６１の底とプランジャ呼吸路２２ａの間の磁性材の厚み寸法（径方向寸法）ｔ１を、０．５ｍｍ以下に薄く設けている。
このように、永久磁石２５の内側に存在するプランジャ２２におけるコア材（環状溝６１の底とプランジャ呼吸路２２ａの間の磁性材）を薄く設けることで、永久磁石２５の内側のコア材（磁性材：薄肉部）を磁気飽和させることができる。これにより、永久磁石２５の軸方向に向かうべき磁束が、永久磁石２５の内側のコア材を通ることで弱まる不具合を回避することができ、永久磁石２５の磁力を効率的に磁気吸引ステータ２３に与えることができる。

〔特徴技術４〕
この特徴技術４は、上記特徴技術３とは異なる手段を開示するものである。
この特徴技術４は、上記特徴技術３と同様な構成として、プランジャ２２には、リング円盤形状を呈した永久磁石２５を嵌め入れるための環状溝６１が、プランジャ２２の外周において全周に亘って設けられている。また、プランジャ２２の内側には、軸方向へ貫通するプランジャ呼吸路２２ａが設けられている。
この構成を採用するため、この特徴技術４は、上記特徴技術３と同様、永久磁石２５の内側に、プランジャ２２におけるコア材（環状溝６１の底とプランジャ呼吸路２２ａの間の磁性材）が設けられる。

そして、この特徴技術４では、図５に示すように、環状溝６１の底に、周方向に沿って多数の貫通穴６２を連続的に設けている。
このように、環状溝６１の底に、周方向に沿う多数の貫通穴６２を設けることで、永久磁石２５の内側に存在するプランジャ２２におけるコア材（環状溝６１の底とプランジャ呼吸路２２ａの間の磁性材）を磁気飽和させることができる。これにより、永久磁石２５の軸方向に向かうべき磁束が、永久磁石２５の内側のコア材を通ることで弱まる不具合を回避することができ、永久磁石２５の磁力を効率的に磁気吸引ステータ２３に与えることができる。

〔特徴技術５〕
この特徴技術５は、上記特徴技術３および上記特徴技術４とは異なる手段を開示するものである。
この特徴技術５におけるプランジャ２２は、図６に示すように、円筒形状を成す磁性体製の第１鉄心６３と、この第１鉄心６３の内径と同径の内径穴を備え、リング円盤形状に設けられた永久磁石２５と、第１鉄心６３および永久磁石２５と同径の内径穴を備え、円筒形状を成す磁性体製の第２鉄心６４と、第１鉄心６３、永久磁石２５、第２鉄心６４の内径に圧入等により嵌め入れられて、第１鉄心６３、永久磁石２５、第２鉄心６４をセンタリングする非磁性体製（アルミ、黄銅、銅、ステンレス等）の中心筒６５と結合したものである。

このように設けることで、永久磁石２５の内側に、プランジャ２２におけるコア材が存在しなくなる。このため、永久磁石２５の軸方向に向かうべき磁束が、永久磁石２５の内側のコア材を通ることで弱まる不具合を回避することができ、永久磁石２５の磁力を効率的に磁気吸引ステータ２３に与えることができる。

〔特徴技術６〕
上述したように、プランジャ２２の外周からリング円盤形状を呈した永久磁石２５を嵌め入れる構成である。
そして、この実施例では、図７に示すように、リング円盤形状を呈する永久磁石２５の外径寸法を、プランジャ２２の外径寸法よりも小さく設け、永久磁石２５の外周に環状の溝を設けている。なお、この溝の深さ寸法ｔ２は、例えば０．５〜２ｍｍほどに設けられるものである。

このように設けられることにより、永久磁石２５の磁力に摩耗粉や脱落したバリなどの異物が吸い寄せられても、永久磁石２５の外径寸法とプランジャ２２の外径寸法の差による溝の内部に異物が吸い寄せられて溜まる。
このため、永久磁石２５に吸い寄せられる異物によって、プランジャ２２に摺動不良が発生するトラブルを未然に防ぐことができる。

〔特徴技術７〕
ＯＣＶ２は、磁気吸引ステータ２３の後端と、磁気受渡ステータ２４の前端との軸方向間に、永久磁石２５の全ストローク範囲が収まるように設けられている。
具体的には、
（ｉ）図８（ａ）に示すように、プランジャ２２が後端で停止する「最遅角状態」であっても、永久磁石２５の後端と磁気受渡ステータ２４の前端との軸方向間に距離Ｌ１が形成されるとともに、
（ｉｉ）図８（ｂ）に示すように、プランジャ２２が前端で停止する「最進角状態」であっても、永久磁石２５の前端と磁気吸引ステータ２３の後端との軸方向間に距離Ｌ２が形成されるように設定されている。

これにより、プランジャ２２のストローク途中において、永久磁石２５が、磁気吸引ステータ２３あるいは磁気受渡ステータ２４と軸方向に交差する際に生じる「ディテントトルク」が発生しない。このため、プランジャ２２の全ストローク範囲において、プランジャ２２をスムーズにストロークさせることができる。即ち、永久磁石２５を設けたことにより、プランジャ２２およびスプール８の制御性が悪化する不具合を回避することができる。

〔特徴技術８〕
ＥＣＵ３２は、図９に示すように、ＯＣＶ２のコイル２１の通電量を算出する演算装置６６と、この演算装置６６により算出された通電量をコイル２１に与えるコイル駆動回路６７とを備える。なお、図９における符号６８は、車両に搭載されるバッテリである。
コイル駆動回路６７は、コイル２１に印加する電圧を、正電圧と負電圧に切り替え可能なものであり、具体的には図９に示すように、ＥＣＵ３２によって通電状態が制御されるＨ形のブリッジ回路を用いて、コイル２１に対して正負両方向の電圧を印加可能に設けられている。

一方、演算装置６６は、周知のコンピュータであり、各種センサ等により読み込まれたエンジン運転状態（乗員の運転状態を含む）と、メモリに記憶されたプログラムとに基づいて、コイル２１に印加する正電圧のデューティ比と負電圧のデューティ比を算出し、算出結果に基づいてコイル駆動回路６７することで、コイル駆動回路６７からコイル２１に正電圧および負電圧のデューティ比信号を印加するものである。

なお、この実施例では、
（ｉ）コイル２１に正電圧を印加することで、磁気吸引ステータ２３の内側にスプール８の前端とは異なる磁極が発生してスプール８に前方（進角側）へ向かう軸力が発生し、
（ｉｉ）コイル２１に負電圧を印加することで、磁気吸引ステータ２３の内側にスプール８の前端と同極の磁極が発生してスプール８に後方（遅角側）へ向かう軸力が発生するものである。

このように設けられることにより、コイル２１の通電停止状態において、永久磁石２５の磁力により、図３（ａ’）に示すように、スプール８のストローク位置が、後端から前方へ移動するＯＣＶ２であっても、コイル２１に正電圧および負電圧が印加可能であるため、スプール８を後端から前端の全範囲でストロークさせることができる。即ち、「最遅角状態」と「最進角状態」を達成することができる。

〔特徴技術９〕
コイル２１の通電停止状態は、図３（ａ’）に示す「遅角状態」が達成される。このため、図３（ｂ）に示す中間保持状態を達成するためには、プランジャ２２を前方に向けて磁気吸引する必要がある。
即ち、「中間位相保持状態」が要求される時には、スプール８の位置を図３（ａ’）の位置から図３（ｂ）の位置まで移動させるために、電磁アクチュエータ６に「位相保持通電量」を与える必要がある。

この特徴技術９は、「位相保持通電量」の具体例を示すものであり、ＥＣＵ３２は、「中間位相保持状態」を達成する際に、正電圧のみによる第１正デューティ比信号（＋側ａ％：正電圧のデューティ比割合がａ％）をコイル２１に与えることで、「中間位相保持状態」を達成する。
即ち、「第１正デューティ比信号（＋側ａ％）」がこの実施例における具体的な「位相保持通電量」に相当するものである。

このことを、図１０を参照して具体的に説明する。なお、図１０は、目標の位相角αと目標の位相角βの偏差（α−β）と、コイル２１に印加されるデューティ比信号との関係を示すタイムチャートである。
ＥＣＵ３２は、エンジン運転状態（乗員の運転状態を含む）に応じて目標の位相角を算出する機能を備える。
一方、ＥＣＵ３２は、外部ロータ３に対する内部ロータ４の実際の位相角を検出する手段を備える。

ＥＣＵ３２の算出する目標の位相角をα、
外部ロータ３に対する内部ロータ４の実際の位相角をβとし、
α−βによって求められる偏差の絶対値が第１設定値ｅ１よりも小さい時に、
図１０の区間Ｘ範囲に示すように、正電圧のみによる第１正デューティ比信号（＋側ａ％）をコイル２１に与え、「中間位相保持状態」を達成する。

プランジャ２２に設けられた永久磁石２５が、プランジャ２２を前方に向かわせるアシスト力を与えているため、従来技術における「位相保持通電量」に比較して小さい通電量である第１正デューティ比信号（＋側ａ％）により、「中間位相保持状態」を達成することができる。

〔特徴技術１０〕
この実施例のＥＣＵ３２は、「中間位相保持状態」を達成する際で、目標の位相角αに対して実際の位相角βが「遅角側」の場合、α−βによって求められる偏差が大きくなった際、スプール８を進角側に駆動してα−βの偏差を小さくする方向にコイル２１を通電制御する直前に、コイル２１に正電圧と負電圧のデューティ比信号を交互に与えて、スプール８およびプランジャ２２にディザ振動を与える手段が設けられている。

このことを、図１０を参照して具体的に説明する。
（ａ）α−βによって求められる偏差が第１設定値ｅ１よりも小さい時は、図１０の区間Ｘ範囲に示すように、正電圧のみによる第１正デューティ比信号（＋側ａ％）をコイル２１に与える。
（ｂ）α−βによって求められる偏差が第１設定値ｅ１よりも大きく設定された第２設定値ｅ２よりも小さくなると、スプール８およびプランジャ２２にディザ振動を与えるべく、図１０の区間Ｙ範囲に示すように、正電圧による第１正デューティ比信号（＋側ａ％）を維持したままで、負電圧による第２負デューティ比信号（−側ｂ％：負電圧のデューティ比割合がｂ％）を追加してコイル２１に与える。

（ｃ）さらに、α−βによって求められる偏差が第２設定値ｅ２よりも大きくなると、スプール８およびプランジャ２２を進角側へ移動させるべく（偏差を少なくするために）、図１０の区間Ｚ範囲に示すように、第１正デューティ比信号（＋側ａ％）よりも通電割合の大きい正電圧のみの第３正デューティ比信号（＋側ａ’％：正電圧でデューティ比ａ％より大きいａ’％）をコイル２１に与える。
そして、α−βによって求められる偏差が第１設定値ｅ１よりも小さくなると、再び上記（ａ）の制御状態、即ち正電圧のみによる第１正デューティ比信号（＋側ａ％）をコイル２１に与える状態に戻る。

上記（ｃ）において、第３正デューティ比信号（＋側ａ’％）をコイル２１に与えてスプール８のストローク方向を変更する。この直前に、上記（ｂ）において正負電圧のデューティ比信号をコイル２１に与えることで、ＯＣＶ２の可動部（スプール８、プランジャ２２等）にディザ振動を生じさる。
このように、スプール８のストローク方向を変更する直前に、ＯＣＶ２の可動部における摺動部を「動摩擦状態」にさせて摩擦係数を小さくすることができるため、スプール８の円滑なストローク制御を行なうことができる。

〔特徴技術１１〕
この実施例のＥＣＵ３２は、「中間位相保持状態」を達成する際で、目標の位相角αに対して実際の位相角βが「進角側」の場合、α−βによって求められる偏差の絶対値が大きくなった際、スプール８を遅角側に駆動してα−βによって求められる偏差を小さくする方向にコイル２１を通電制御する直前に、コイル２１に正電圧と負電圧のデューティ比信号を交互に与えて、スプール８およびプランジャ２２にディザ振動を与える手段が設けられている。

このことを、具体的に説明する。
（ａ）α−βによって求められる偏差の絶対値が第１設定値ｅ１よりも小さい時は、上述したように、正電圧のみによる第１正デューティ比信号（＋側ａ％）をコイル２１に与える。
（ｂ）α−βによって求められる偏差の絶対値が第１設定値ｅ１よりも大きく設定された第２設定値ｅ２よりも小さくなると、スプール８およびプランジャ２２にディザ振動を与えるために、正電圧による第１正デューティ比信号（＋側ａ％）を維持したままで、負電圧による第２負デューティ比信号（−側ｂ％：負電圧のデューティ比をｂ％）を追加してコイル２１に与える。

（ｃ）さらに、α−βによって求められる偏差の絶対値が第２設定値ｅ２よりも大きくなると、スプール８およびプランジャ２２を遅角側へ移動させるために（偏差を少なくするために）、コイル２１に与えるデューティ比信号を、第１正デューティ比信号（＋側ａ％）よりも減らす（一時的な通電停止を含む）。
そして、α−βによって求められる偏差の絶対値が第１設定値ｅ１よりも小さくなると、再び上記（ａ）の制御状態、即ち正電圧のみによる第１正デューティ比信号（＋側ａ％）をコイル２１に与える状態に戻る。

上記（ｃ）においてコイル２１に与えるデューティ比信号を、第１正デューティ比信号（＋側ａ％）よりも減らすことでスプール８のストローク方向を変更する。この直前に、上記（ｂ）において正負電圧のデューティ比信号をコイル２１に与えることで、ＯＣＶ２の可動部（スプール８、プランジャ２２等）にディザ振動を生じさせる。
このように、スプール８のストローク方向を変更する直前に、ＯＣＶ２の可動部における摺動部を「動摩擦状態」にさせて摩擦係数を小さくすることができるため、スプール８の円滑なストローク制御を行なうことができる。

〔特徴技術１２〕
この実施例のＥＣＵ３２は、ＯＣＶ２の可動部（スプール８、プランジャ２２等）に「異物の噛み込みの可能性がある」か否かを判断する異物噛込判断手段（制御プログラム）を備える。
そして、ＥＣＵ３２は、異物噛込手段が「異物の噛み込みの可能性がある」と判断した場合に、図１１に示すように、コイル２１に対して、正電圧を所定時間に亘って印加する状態と、負電圧を所定時間に亘って印加する状態とを、繰り返して与える噛込除去手段（制御プログラム）が設けられている。
なお、噛込除去手段が作動する期間、および回数は、適宜設定可能なものである。

このように、コイル２１に対して、正電圧と負電圧とが交互に繰り返して印加されることで、ＯＣＶ２の可動部（スプール８やプランジャ２２等）が噛み込んだ異物を、噛み切ったり、脱落させることができる。即ち、ＯＣＶ２の噛み込みによる不具合の発生を自己復旧することができ、ＶＶＴの信頼性を高めることができる。

上記の実施例では、永久磁石２５を円盤形状に設ける例を示したが、永久磁石２５の形状は円盤形状に限定されるものではなく、適宜他の形状を用いても良い。また、永久磁石２５の取付位置をプランジャ２２の内周側に設けるなど、他の位置に設けても良い。
また、スプール弁５に、他の切替弁の機能を追加しても良い。
上記の実施例では、ＶＣＴ１をカムシャフトに設ける例を示したが、ＶＣＴ１をエンジンのクランクシャフトに設けるなど、他の部位に設けるものであっても良い。

上記の実施例では、外部ロータ３内を３つのシュー３ａにより３つの略扇状凹部に区画し、内部ロータ４の外周部に３つのベーン４ａを設けた例を示したが、シュー３ａの数やベーン４ａの数は構成上１つあるいはそれ以上であればいくつでも構わないものであり、シュー３ａおよびベーン４ａの数を他の数にしても良い。
上記の実施例では、外部ロータ３がクランクシャフトと同期回転し、内部ロータ４がカムシャフトと一体回転する例を示したが、逆に内部ロータ４をクランクシャフトと同期回転させ、外部ロータ３がカムシャフトと一体回転するように構成しても良い。

１ ＶＣＴ（バルブタイミング可変機構）
２ ＯＣＶ（位相制御弁）
３ 外部ロータ（入力側ロータ）
４ 内部ロータ（出力側ロータ）
５ スプール弁
６ 電磁アクチュエータ
７ スリーブ
８ スプール
９ リターンスプリング
１０ オイルパン
１１ 遅角室排出ポート
１２ 遅角室出力ポート
１３ オイルポンプ（油圧供給源）
１４ 油圧入力ポート
１５ 進角室出力ポート
１６ 進角室排出ポート
２１ コイル
２２ プランジャ
２２ａ プランジャ呼吸路
２３ 磁気吸引ステータ
２４ 磁気受渡ステータ
２５ 永久磁石
３２ ＥＣＵ（制御装置）
６１ 環状溝
６２ 貫通穴
６３ 第１鉄心
６４ 第２鉄心
６６ 演算装置
６７ コイル駆動回路
Ａ 進角室
Ｂ 遅角室

Claims (11)

1. 内燃機関のクランクシャフトに回転駆動される入力側ロータ（３）に対して前記内燃機関のカムシャフトを回転駆動する出力側ロータ（４）を油圧によって進角側に駆動する進角室（Ａ）、および前記入力側ロータ（３）に対して前記出力側ロータ（４）を油圧によって遅角側に駆動する遅角室（Ｂ）を備えるバルブタイミング可変機構（１）と、
   前記進角室（Ａ）および前記遅角室（Ｂ）に油圧の給排を行なう位相制御弁（２）と、を具備するバルブタイミング調整装置において、
   前記位相制御弁（２）は、
   （ａ）軸方向の一方側から他方側に向けて、オイルパン（１０）にオイルを戻す遅角室排出ポート（１１）、前記遅角室（Ｂ）に通じる遅角室出力ポート（１２）、油圧供給源（１３）に通じる油圧入力ポート（１４）、前記進角室（Ａ）に通じる進角室出力ポート（１５）、前記オイルパン（１０）にオイルを戻す進角室排出ポート（１６）が形成された筒形状を呈するスリーブ（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配置され、軸方向の一方端から他方端へ移動することで、前記遅角室出力ポート（１２）および前記進角室出力ポート（１５）の切替状態を、
   前記遅角室出力ポート（１２）を前記油圧入力ポート（１４）に連通させるとともに、前記進角室出力ポート（１５）を前記進角室排出ポート（１６）に連通させる遅角状態、
   前記遅角室出力ポート（１２）を遮断するとともに、前記進角室出力ポート（１５）を遮断する中間位相保持状態、
   前記遅角室出力ポート（１２）を前記遅角室排出ポート（１１）に連通させるとともに、前記進角室出力ポート（１５）を前記油圧入力ポート（１４）に連通させる進角状態に切り替えるスプール（８）と、
   このスプール（８）を軸方向の一方側に向けて付勢するリターンスプリング（９）と、からなるスプール弁（５）を備えるとともに、
   （ｂ）通電により磁力を発生するコイル（２１）と、
   軸方向へ摺動自在に支持された磁性体製のプランジャ（２２）と、
   前記コイル（２１）の発生する磁力により前記プランジャ（２２）を軸方向の他方側へ磁気吸引する磁性体製の磁気吸引ステータ（２３）と、
   前記プランジャ（２２）の外周に配置されて前記プランジャ（２２）と径方向の磁気の受け渡しを行なう磁性体製の磁気受渡ステータ（２４）と、を備え、
   前記スプール（８）を介して付与される前記リターンスプリング（９）の付勢力により前記プランジャ（２２）が軸方向の一方側へ付勢される電磁アクチュエータ（６）を備え、
   （ｃ）前記プランジャ（２２）は、このプランジャ（２２）の軸方向に着磁されて、前記磁気吸引ステータ（２３）に対して軸方向の磁気吸引力が生じる永久磁石（２５）を備えており、
   （ｄ）前記コイル（２１）の通電が停止されている時、前記永久磁石（２５）の磁力の設定磁力により、
   前記スプール（８）のストローク位置が、軸方向の一方端から前記他方側へ移動し、且つ前記遅角室出力ポート（１２）が僅かに開口した状態で前記遅角状態が達成されることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
2. 請求項１に記載のバルブタイミング調整装置において、
   前記永久磁石（２５）は、前記プランジャ（２２）の外周において全周に亘って形成された環状溝６１の内部に嵌め入れられるリング円盤形状を呈し、
   前記プランジャ（２２）の軸芯には、軸方向へ貫通するプランジャ呼吸路（２２ａ）が設けられ、
   前記環状溝（６１）の底と前記プランジャ呼吸路（２２ａ）との厚み寸法は、０．５ｍｍ以下に設けられることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のバルブタイミング調整装置において、
   前記永久磁石（２５）は、前記プランジャ（２２）の外周において全周に亘って形成された環状溝（６１）の内部に嵌め入れられるリング円盤形状を呈し、
   前記プランジャ（２２）の軸芯には、軸方向へ貫通するプランジャ呼吸路（２２ａ）が設けられ、
   前記環状溝（６１）の底には、周方向に沿って多数の貫通穴（６２）が設けられることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
4. 請求項１に記載のバルブタイミング調整装置において、
   前記プランジャ（２２）は、
   円筒形状を成す磁性体製の第１鉄心（６３）と、
   この第１鉄心（６３）の内径と同径の内径穴を備え、リング円盤形状に設けられた前記永久磁石（２５）と、
   前記第１鉄心（６３）および前記永久磁石（２５）と同径の内径穴を備え、円筒形状を成す磁性体製の第２鉄心（６４）と、
   前記第１鉄心（６３）、前記永久磁石（２５）、前記第２鉄心（６４）の内径に嵌め入れられて、前記第１鉄心（６３）、前記永久磁石（２５）、前記第２鉄心（６４）をセンタリングする非磁性体製の中心筒（６５）と、
   を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
5. 請求項２〜請求項４のいずれかに記載のバルブタイミング調整装置において、
   リング円盤形状を呈する前記永久磁石（２５）の外径寸法は、前記プランジャ（２２）の外径寸法よりも小さいことを特徴とするバルブタイミング調整装置。
6. 請求項２〜請求項５のいずれかに記載のバルブタイミング調整装置において、
   前記プランジャ（２２）のストロークに伴う前記永久磁石（２５）の全ストローク範囲は、
   前記磁気吸引ステータ（２３）の一方側の端部と、前記磁気受渡ステータ（２４）の他方側の端部との軸方向間に収まることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
7. 請求項１〜請求項６のいずれかに記載のバルブタイミング調整装置において、
   前記コイル（２１）の通電を行なう制御装置（３２）は、前記コイル（２１）の通電量を算出する演算装置（６６）と、この演算装置（６６）により算出された通電量を前記コイル（２１）に与えるコイル駆動回路（６７）とを備え、
   前記コイル駆動回路（６７）は、前記コイル（２１）に印加する電圧を、正電圧と負電圧に切り替え可能に設けられていることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
8. 請求項７に記載のバルブタイミング調整装置において、
   前記制御装置（３２）は、正電圧のデューティ比信号および負電圧のデューティ比信号によって前記コイル（２１）を通電制御するものであり、
   正電圧のみによる所定の第１正デューティ比信号を前記コイル（２１）に与えることで、前記中間位相保持状態を達成することを特徴とするバルブタイミング調整装置。
9. 請求項８に記載のバルブタイミング調整装置において、
   前記制御装置（３２）は、前記入力側ロータ（３）に対する前記出力側ロータ（４）の位相角を保持する際、
   前記制御装置（３２）の算出する目標の位相角をα、
   前記入力側ロータ（３）に対する前記出力側ロータ（４）の実際の位相角をβとし、
   目標の位相角αに対して実際の位相角βが「遅角側」の場合、
   （ａ）α−βの偏差が第１設定値ｅ１よりも小さい時に、
   前記第１正デューティ比信号を前記コイル（２１）に与え、
   （ｂ）α−βの偏差が第１設定値ｅ１よりも大きく設定された第２設定値ｅ２よりも小さい時に、
   前記第１正デューティ比信号に、負電圧による所定の第２負デューティ比信号を追加して前記コイル（２１）に与え、
   （ｃ）α−βの偏差が第２設定値ｅ２よりも大きい時に、
   前記第１正デューティ比信号よりも通電割合の大きい正電圧のみによる第３正デューティ比信号を前記コイル（２１）に与えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
10. 請求項８または請求項９に記載のバルブタイミング調整装置において、
    前記制御装置（３２）は、前記入力側ロータ（３）に対する前記出力側ロータ（４）の位相角を保持する際に、
    前記制御装置（３２）の算出する目標の位相角をα、
    前記入力側ロータ（３）に対する前記出力側ロータ（４）の実際の位相角をβとし、
    目標の位相角αに対して実際の位相角βが「進角側」の場合、
    （ａ）α−βの偏差の絶対値が第１設定値ｅ１よりも小さい時に、
    前記第１正デューティ比信号を前記コイル（２１）に与え、
    （ｂ）α−βの偏差の絶対値が第１設定値ｅ１よりも大きく設定された第２設定値ｅ２よりも小さい時に、
    前記第１正デューティ比信号に、負電圧による所定の第２負デューティ比信号を追加して前記コイル（２１）に与え、
    （ｃ）α−βの偏差の絶対値が第２設定値ｅ２よりも大きい時に、
    前記コイル（２１）に与えるデューティ比信号を、前記第１正デューティ比信号よりも減らすことを特徴とするバルブタイミング調整装置。
11. 請求項７〜請求項１０のいずれかに記載のバルブタイミング調整装置において、
    前記制御装置（３２）は、前記位相制御弁（２）の可動部に異物の噛み込みの可能性があるか否かを判断する異物噛込判断手段を備え、
    この異物噛込手段が異物の噛み込みの可能性があると判断した場合、前記コイル（２１）に対して、正電圧を印加する状態と、負電圧を印加する状態とを、繰り返して与える噛込回復手段を備えることを特徴とするバルブタイミング調整装置。
    

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