JPH0989136A

JPH0989136A - スプール弁装置

Info

Publication number: JPH0989136A
Application number: JP24646395A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Yano; 剛志矢野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-09-25
Filing date: 1995-09-25
Publication date: 1997-03-31

Abstract

(57)【要約】【課題】コスト上昇を招くことなくバルブスプールの中
立位置近傍での制御性の向上を図れるスプール弁装置を
提供する。【解決手段】オイルコントロールバルブ（ＯＣＶ）４１
は、電磁式アクチュエータ４２及びコイルスプリング４
３によって駆動されるプランジャ４４がバルブスプール
４５を移動させて作動油の流れ方向を切り換える。ＯＣ
Ｖ４１のケーシング４６はタンクポート４６α等を有
し、バルブスプール４５はランド４５α、センターパセ
ージ４５β等を有する。センターパセージ４５βのほぼ
中央部には各ランド４５αよりも突出量の小さな環状凸
部４７が設けられ、センターパセージ４５βが第１及び
第２のセンターパセージ４８，４９に区画される。バル
ブスプール４５が中立状態からほんの少し変位したと
き、各パセージ４８，４９内に圧力差が生じ、バルブス
プール４５は変位方向とは逆方向の力を受け、当該中立
位置付近での軸力変化に対するスプール変位量の利得が
小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スプール弁装置に
係り、詳しくは、内燃機関の可変バルブタイミング装置
に用いられるオイルコントロールバルブ等のスプール弁
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、スプール弁装置は、自動車を
はじめとする各種の分野において用いられている（例え
ば実開平４−６７７１４号公報においては、自動車のオ
ートマチックトランスミッションに組み込まれてなるス
プール弁装置が開示されている）。また、ある自動車用
エンジンには、吸気バルブ等の開閉タイミングを変更さ
せるための可変バルブタイミング装置が搭載されてお
り、この装置を構成する１つのスプール弁装置として、
オイルコントロールバルブが知られている。

【０００３】図９に示すように、エンジンの可変バルブ
タイミング装置内における２つの圧力室は、電磁制御式
のオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶとする）１
０１を介して流体圧力源たるオイルポンプ１００に接続
されている。このＯＣＶ１０１は、電磁式アクチュエー
タ１０２及びコイルスプリング１０３によって駆動され
るプランジャ１０４がバルブスプール１０５を軸方向に
往復移動させることにより、作動油の流れ方向を切り換
える４ポート方向制御弁である。そして、電磁式アクチ
ュエータ１０２がデューティ制御されることによって、
後述するポートの開度が調整され、各圧力室に供給され
る油圧の大きさが調整される。

【０００４】すなわち、ＯＣＶ１０１のケーシング１０
６は、タンクポート１０６α、Ａポート１０６β、Ｂポ
ート１０６γ及びリザーバポート１０６δを有してい
る。そして、タンクポート１０６αは、オイルポンプ１
００を介してオイルパン９９と接続されており、Ａポー
ト１０６βは第１の油圧室と、Ｂポート１０６γは第２
の油圧室とそれぞれ接続されている。また、リザーバポ
ート１０６δは、オイルパン９９と連通されている。

【０００５】バルブスプール１０５は円筒状の弁体であ
り、２つのポート１０６β，１０６γ間における作動油
の流れを封止する４つのランド１０５αと、２つのポー
ト１０６β，１０６γ間を連通し、作動油の流れを許容
するセンターパセージ（環状凹部）１０５βと、同セン
ターパセージ１０５βの両側に位置される２つのサイド
パセージ１０５γとを有している。

【０００６】これらの構成を備える可変バルブタイミン
グ装置では、電磁式アクチュエータ１０２が最大励磁電
流（デューティ比＝１００％）により励磁され、バルブ
スプール１０５がコイルスプリング１０３に抗して例え
ば図面左方に移動された場合には、センターパセージ１
０５βはタンクポート１０６αとＡポート１０６βとを
連通し、第１の油圧室に作動油が供給される。このと
き、この第１の油圧室とタンクポート１０６αとの接続
量は最大（１００％）となる。

【０００７】これと同時に、図中右側のサイドパセージ
１０５γは、Ｂポート１０６γとリザーバポート１０６
δとを連通し、第２の油圧室内の作動油は、ＯＣＶ１０
１のＢポート１０６γを介してオイルパン９９に排出さ
れる。このとき、この第１の油圧室とリザーバポート１
０６δとの接続量は最大（１００％）となる。

【０００８】一方、電磁式アクチュエータ１０２が消励
（デューティ比＝０％）された場合には、コイルスプリ
ング１０３の付勢力によりバルブスプール１０５が図面
右側に移動される。すると、センターパセージ１０５β
はタンクポート１０６αとＢポート１０６γとを連通
し、第２の油圧室に作動油が供給される。このとき、こ
の第２の油圧室とタンクポート１０６αとの接続量は最
大（１００％）となる。

【０００９】これと同時に、図中左側のサイドパセージ
１０５γは、Ａポート１０６βとリザーバポート１０６
δとを連通し、第１の圧力室内の作動油は、ＯＣＶ１０
１のＡポート１０６β、リザーバポート１０６δを介し
て、オイルパン９９に排出される。このとき、この第１
の油圧室とリザーバポート１０６δとの接続量は最大
（１００％）となる。

【００１０】上記のように、電磁式アクチュエータ１０
２を制御するデューティ比を０％〜１００％の間で変更
することにより、ＶＶＴスプール１０５のストロークが
変更される。従って、第１及び第２の油圧室とタンクポ
ート１０６αとの接続量、及び第１及び第２油圧室とリ
ザーバポート１０６δとの接続量が０％〜１００％の間
で変更され、ＶＶＴスプール１０５の移動量及び移動速
度が適宜に変更される。

【００１１】また、電磁式アクチュエータ１０２が、あ
るデューティ比（例えば５０％近傍）で制御されると、
バルブスプール１０５はそのランド１０５αを以てＡポ
ート１０６β、Ｂポート１０６γを閉塞する位置に変位
される。従って、第１及び第２の油圧室とタンクポート
１０６α、及び同第１及び第２の油圧室とリザーバポー
ト１０６δとの接続量がそれぞれ０％となり、ＶＶＴス
プール１０５は進角側又は遅角側のいずれにも変位され
ず（移動速度がゼロとなり）、その位置で保持される。

【００１２】さて、上記のように構成されてなるＯＣＶ
１０１は、例えば図８に破線で示すような特性を有す
る。すなわち、電磁式アクチュエータ１０２に供給され
る電流量に応じてデューティ比が変更され、結果として
Ａポート１０６βを流れる作動油の流量が変動する。例
えば、電流量が「０」のときには、Ａポート１０６βを
流れる作動油の流量はマイナス側に最大となり、電流量
が最大のときには、Ａポート１０６βを流れる作動油の
流量はプラス側に最大となる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、上記
のようなＯＣＶ１０１において、前記バルブスプール１
０５を中立位置近傍で制御させようとする場合に、当該
位置での制御をより微妙に行いたいという要請がある。
しかしながら、上記従来技術において、バルブスプール
１０５の中立位置近傍での制御性を向上させようとした
場合には、ＯＣＶ１０１全体の制御性を向上させる必要
性が生じ、その結果コストが著しく上昇してしまうおそ
れがあった。

【００１４】また、上記従来技術において、電流量に対
するバルブスプール１０５の発生軸力の関係はリニアな
ものである（図７参照）。これに対し、バルブスプール
１０５の中立位置近傍での上記関係のリニアリティを無
くし、部分的に微妙な制御を行うことも考えられる。し
かし、この場合にも著しく制御内容及びシステムが複雑
なものとなり、コストの上昇を招いてしまう。

【００１５】本発明は前述した事情に鑑みてなされたも
のであって、その目的は、バルブスプールランドの吐出
ポートに対する相対位置関係によって吐出ポートの開度
を調整し、当該調整によって導入ポートから導入された
流体の吐出ポートへの流通量を制御するスプール弁装置
において、コストの上昇を招くことなくバルブスプール
の中立位置近傍での制御性の向上を図ることの可能なス
プール弁装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明においては、流体圧力源から導かれる流体を導
入するための導入ポート及び前記流体を吐出するための
吐出ポートを有するケーシングと、前記ケーシング内に
移動可能に収容され、前記導入ポートに対応するよう位
置しうる環状凹部及び該環状凹部の側部に設けられたラ
ンドを有するバルブスプールとを備え、前記ランドの前
記吐出ポートに対する相対位置関係によって前記吐出ポ
ートの開度を調整し、当該調整によって前記導入ポート
から導入された流体の前記吐出ポートへの流通量を制御
するスプール弁装置において、前記環状凹部には、当該
環状凹部を第１の環状凹部と第２の環状凹部とに区画す
るべく、前記ランドよりも突出量の小さな環状凸部を設
けたことをその要旨としている。

【００１７】上記の構成によれば、流体圧力源から導か
れる流体は、ケーシングの導入ポートより導入され、ケ
ーシング内に移動可能に収容されたバルブスプールの環
状凹部を経た後、ケーシングの吐出ポートより吐出され
る。バルブスプールが移動することにより、環状凹部の
側部に設けられたランドの、吐出ポートに対する相対位
置関係が変わり、その位置関係によって吐出ポートの開
度が調整され、もって流体の吐出ポートへの流通量が制
御される。

【００１８】さて、本発明では、環状凹部に設けられ
た、前記ランドよりも突出量の小さな環状凸部の存在に
より、当該環状凹部が第１の環状凹部と第２の環状凹部
とに区画される。このため、バルブスプールが変位した
ときには、変位した側の第１の環状凹部（又は第２の環
状凹部）内の圧力は、他方の側の第２の環状凹部（又は
第１の環状凹部）内の圧力よりも低くなる。この圧力差
によって、バルブスプールは、変位方向とは逆方向の力
を受けることとなる。従って、この力の発生により、バ
ルブスプールの中立位置付近での軸力変化に対するスプ
ール変位量の利得が小さいものとなる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
形態について図面を参照して説明する。図２はガソリン
エンジン（以下、エンジンとする）１を示す概略構成図
である。シリンダブロック２には、シリンダボア３が形
成されており、また、シリンダブロック２の外周面を流
動する冷却水の温度を検出する水温センサ６３が配設さ
れている。シリンダボア３内には、クランクシャフト４
にロッド５を介して支持されたピストン６が配置されて
いる。燃焼室７はシリンダボア３に形成され、シリンダ
ブロック２の上面にはシリンダボア３を覆うシリンダヘ
ッド８が固定されている。点火プラグ９は燃焼室７に臨
むようにして装着されている。吸気通路１０は吸気ポー
ト１０αを介して燃焼室７に接続され、燃焼室７から排
気ポート１１αを介して排気通路１１に連通されてい
る。

【００２０】吸気バルブ１２及び排気バルブ１３は、吸
気ポート１０α及び排気ポート１１αにそれぞれ設けら
れている。吸気側カムシャフト１４及び排気側カムシャ
フト１５は、それぞれシリンダヘッド８とベアリングキ
ャップ１６との間で回転可能に支持されている。そし
て、吸気バルブ１２及び排気バルブ１３は、吸気側カム
シャフト１４及び排気側カムシャフト１５の回転によ
り、図示しないカムを介して開閉動作される。また、回
転体としての吸気側タイミングプーリ１７及び排気側タ
イミングプーリ１８は、各カムシャフト１４、１５の一
端にそれぞれ設けられている。更に、各タイミングプー
リ１７、１８は、タイミングベルト１９を介してクラン
クシャフト４に駆動連結されている。

【００２１】従って、エンジン１の運転時には、クラン
クシャフト４からタイミングベルト１９及び各タイミン
グプーリ１７、１８を介して各カムシャフト１４、１５
に回転動力が伝達され、吸気バルブ１２及び排気バルブ
１３が開閉駆動される。また、これら吸気バルブ１２及
び排気バルブ１３は、クランクシャフト４の回転に同期
して、即ち吸気行程、圧縮行程、爆発・膨張行程及び排
気行程の一連の四行程に同期して、所定の開閉タイミン
グで駆動される。

【００２２】エアクリーナ２０は吸気通路１０の入口側
に設けられている。また、燃料噴射用のインジェクタ２
１は、吸気ポート１０αの近傍に設けられている。そし
て、吸気通路１０にはエアクリーナ２０を通じて外気が
取り込まれる。また、その外気の取り込みと同時にイン
ジェクタ２１から燃料が噴射されることにより、外気と
燃料との混合気が吸入行程における吸気バルブ１２の開
放に同期して燃焼室７に吸入される。

【００２３】更に、燃焼室７に吸入された混合気が点火
プラグ９の作動により爆発・燃焼され、これによりピス
トン６及びロッド５を介してクランクシャフト４が回転
されてエンジン１の駆動力が得られる。そして、燃焼後
の排気ガスは、排気行程における排気バルブ１３の開き
に同期して、燃焼室７から排気ポート１１α及び排気通
路１１を介して外部へ排出される。

【００２４】触媒コンバータ２２は排気通路１１の途中
に設けられ、内蔵する三元触媒により排気ガスを浄化す
る。また、スロットルバルブ２３は吸気通路１０の途中
に設けられ、アクセルペダル２４の操作に連動して開閉
される。このスロットルバルブ２３が開閉されることに
より、吸気通路１０への吸入空気量が調節される。アイ
ドルスイッチ６２はアクセルペダル２４に設けられ、ア
クセルペダル２４が操作されていない場合（スロットル
バルブ２３が全閉状態）にはアイドル信号ＩＤＬを出力
する。サージタンク２５はスロットルバルブ２３の下流
側に設けられ、吸気脈動を平滑化する。吸気圧センサ６
０は、サージタンク２５に連通して設けられ、吸気圧Ｐ
Ｍを検出する。

【００２５】点火プラグ９は、ディストリビュータ２６
を介してイグナイタ２７に接続されている。イグナイタ
２７は高電圧を出力し、ディストリビュータ２６はその
高電圧をクランクシャフト４の回転角（クランク角）に
同期して点火プラグ９に印加する。この点火プラグ９の
点火タイミングは、イグナイタ２７からの高電圧の出力
タイミングにより決定される。

【００２６】ディストリビュータ２６は図示しないロー
タを有し、同ロータは排気側カムシャフト１５に連結さ
れてクランクシャフト４の回転に同期して回転される。
回転数センサ６１はディストリビュータ２６に取り付け
られ、ロータの回転からエンジン回転数ＮＥを検出す
る。また、気筒判別センサ５６はディストリビュータ２
６に取り付けられ、そのロータの回転に応じてクランク
シャフト４の回転基準位置を所定の割合で検出する。ク
ランク角センサ５７はクランクシャフトの近傍に設けら
れ、気筒判別センサ５６によるクランクシャフト４の回
転基準位置信号の検出タイミングを基に、クランクシャ
フト４の回転角度を検出する。カム角センサ５８は吸気
側カムシャフト１４の近傍に配設され、同カムシャフト
１４のカム角度を検出する。エンジン１には図示しない
自動変速機が連結されており、シフトポジションセンサ
５９（図３に示す）はこの変速機のシフトレバーの位置
（シフトポジションＳＰ）を検出する。

【００２７】そして、可変バルブタイミング機構（以
下、ＶＶＴとする）３０は、吸気側カムシャフト１４と
吸気側タイミングプーリ１７との間に介在され、吸気バ
ルブ１２の開閉タイミングを変更する。以下、同ＶＶＴ
３０及びその周辺構成について説明する。

【００２８】図３に示すように、円筒状のスリーブ３１
は、吸気側カムシャフト１４の先端部に外嵌されてお
り、中空ボルト３２及びピン３３により一体回転可能に
取り付けられている。ヘリカルスプライン３１αはスリ
ーブ３１の外周面に形成されている。

【００２９】吸気側タイミングプーリ１７は、吸気側カ
ムシャフト１４の前部外周に外嵌され、同カムシャフト
１４のフランジ部１４αとスリーブ３１との間に配置さ
れている。ハウジング３４はタイミングプーリ１７の前
側面においてカムシャフト１４の先端部を包囲するよう
にして取着され、このハウジング３４の内周面とタイミ
ングプーリ１７の前側面とにより囲まれた空間が環状空
間Ｋをなしている。ヘリカルスプライン３４αは同ハウ
ジング３４の内周面に形成されている。

【００３０】ＶＶＴスプール３５は環状空間Ｋ内におい
て、カムシャフト１４の軸線方向に移動可能に配置され
ている。即ち、円筒状をなすＶＶＴスプール３５には、
その内外周面にそれぞれ内側及び外側ヘリカルスプライ
ン３５α，３５βが形成されている。そして、同ＶＶＴ
スプール３５はスリーブ３１とハウジング３４との間に
介在され、その内側ヘリカルスプライン３５αはスリー
ブ３１のヘリカルスプライン３１αに、外側ヘリカルス
プライン３５βはハウジング３４のヘリカルスプライン
３４αにそれぞれ噛合される。従って、吸気側タイミン
グプーリ１７に伝達されたクランクシャフト４の回転力
は、ＶＶＴスプール３５及びスリーブ３１を介して吸気
側カムシャフト１４に伝達される。

【００３１】ＶＶＴスプール３５の外周面にはフランジ
部３５γが形成され、同フランジ部３５γが有するシー
ル部材３５δにより、環状空間Ｋが区画されている。そ
して、そのフランジ部３５γによるシール部分から前方
側（図面左側）の空間が進角側圧力室３６、後方側（同
右側）の空間が遅角側圧力室３７となっている。

【００３２】第１及び第２油圧供給孔１６α，１６βは
ベアリングキャップ１６に形成されている。また、第１
及び第２油圧供給通路１４β，１４γは吸気側カムシャ
フト１４に形成され、同第１油圧供給通路１４βは中空
ボルト３２を介して第１油圧供給孔１６αと進角側圧力
室３６とを接続し、また、第２油圧供給通路１４γは第
２油圧供給孔１６βと遅角側圧力室３７とを接続してい
る。

【００３３】流体圧力源としてのオイルポンプ３８をは
じめ、オイルパン３９及びオイルフィルタ４０等は、エ
ンジン１の潤滑系が兼ねるものであり、第１及び第２油
圧供給孔１６α，１６βは、スプール弁装置としての電
磁制御式のオイルコントロールバルブ（以下、ＯＣＶと
する）４１を介してこれらオイルポンプ３８、オイルパ
ン３９及びオイルフィルタ４０等に接続されている。図
１，３に示すように、このＯＣＶ４１は、電磁式アクチ
ュエータ４２及びコイルスプリング４３によって駆動さ
れるプランジャ４４がバルブスプール４５を軸方向に往
復移動させることにより、作動油の流れ方向を切り換え
る４ポート方向制御弁である。そして、電磁式アクチュ
エータ４２がデューティ制御されることによって、後述
するポートの開度が調整され、各圧力室３６、３７に供
給する油圧の大きさが調整される。

【００３４】すなわち、ＯＣＶ４１のケーシング４６
は、タンクポート４６α、Ａポート４６β、Ｂポート４
６γ及びリザーバポート４６δを有している。そして、
タンクポート４６αは、オイルポンプ３８を介してオイ
ルパン３９と接続されており、Ａポート４６βは第１油
圧供給孔１６αと、Ｂポート４６γは第２油圧供給孔１
６βとそれぞれ接続されている。また、リザーバポート
４６δは、オイルパン３９と連通されている。

【００３５】バルブスプール４５は円筒状の弁体であ
り、２つのポート４６β，４６γ間における作動油の流
れを封止する４つのランド４５αと、２つのポート４６
β，４６γ間を連通し、作動油の流れを許容する環状凹
部としてのセンターパセージ４５βと、同センターパセ
ージ４５βの両側に位置する２つのサイドパセージ４５
γとを有している。

【００３６】これらの構成を備えるＶＶＴ３０では、図
５に示すように、電磁式アクチュエータ４２が最大励磁
電流（デューティ比＝１００％）により励磁され、バル
ブスプール４５がコイルスプリング４３に抗して図面左
方に移動された場合には、センターパセージ４５βはタ
ンクポート４６αとＡポート４６βとを連通し、第１油
圧供給孔１６αに作動油が供給される。そして、第１油
圧供給孔１６αに供給された作動油は、第１油圧供給路
１４βを介して進角側圧力室３６に供給され、ＶＶＴス
プール３５の先端側に油圧が印加される。このとき、こ
の第１油圧供給孔１６αとタンクポート４６αとの接続
量は最大（１００％）となる。

【００３７】これと同時に、図中右側のサイドパセージ
４５γは、Ｂポート４６γとリザーバポート４６δとを
連通し、遅角側圧力室３７内の作動油は、第２油圧供給
路１４γ、第２油圧供給孔１６β及びＯＣＶ４１のＢポ
ート４６γを介してオイルパン３９に排出される。この
とき、この第２油圧供給孔１６βとリザーバポート４６
δとの接続量は最大（１００％）となる。

【００３８】従って、ＶＶＴスプール３５は、先端側に
印加された油圧によって後端側（図３の右方）に回動し
ながら最大速度で移動され、スリーブ３１を介して吸気
側カムシャフト１４に捻じりが付与される。この結果、
吸気側タイミングプーリ１７（クランクシャフト４）に
対する吸気側カムシャフト１４の相対回転位相が変更さ
れ、同カムシャフト１４は最遅角位置から最進角位置に
向けて回転し、吸気バルブ１２の開弁タイミングが進角
される。なお、ＶＶＴスプール３５は吸気側タイミング
プーリ１７に当接することによりそれ以上の移動が規制
され、同ＶＶＴスプール３５がこの当接位置（最進角位
置）に変位された状態において吸気バルブ１２の開弁タ
イミングが最も早くなる。

【００３９】一方、電磁式アクチュエータ４２が消励
（デューティ比＝０％）された場合には、図４に示すよ
うに、コイルスプリング４３の付勢力によりバルブスプ
ール４５が図面右側に移動される。すると、センターパ
セージ４５βはタンクポート４６αとＢポート４６γと
を連通し、第２油圧供給孔１６βに作動油が供給され
る。そして、第２油圧供給孔１６βに供給された作動油
は、第２油圧供給通路１４γを介して遅角側圧力室３７
に供給され、ＶＶＴスプール３５の後端側に油圧が印加
される。このとき、この第２油圧供給孔１６βとタンク
ポート４６αとの接続量は最大（１００％）となる。こ
れと同時に、図中左側のサイドパセージ４５γは、Ａポ
ート４６βとリザーバポート４６δとを連通し、進角側
圧力室３６内の作動油は、第１油圧供給路１４β、第１
油圧供給孔１６α及びＯＣＶ４１のＡポート４６β、リ
ザーバポート４６δを介して、オイルパン３９に排出さ
れる。このとき、この第１油圧供給孔１６αとリザーバ
ポート４６δとの接続量は最大（１００％）となる。

【００４０】従って、ＶＶＴスプール３５は、後端側に
印加された油圧によって先端側（図３の左方）に回動し
ながら最大速度で移動され、スリーブ３１を介して吸気
側カムシャフト１４に逆向きの捻じりが付与される。こ
の結果、吸気側タイミングプーリ１７（クランクシャフ
ト４）に対する吸気側カムシャフト１４の回転位相が変
更され、同カムシャフト１４は最進角位置から最遅角位
置に向けて回転し、吸気バルブ１２の開弁タイミングが
遅角される。なお、ＶＶＴスプール３５はプーリ１７の
ハウジング３４に当接することによりそれ以上の移動が
規制され、同ＶＶＴスプール３５がこの当接位置（最遅
角位置）に変位された状態において吸気バルブ１２の開
弁タイミングが最も遅くなる。

【００４１】上記のように、電磁式アクチュエータ４２
を制御するデューティ比を０％〜１００％の間で変更す
ることにより、ＶＶＴスプール３５のストロークが変更
される。従って、第１及び第２油圧供給孔１６α，１６
βとタンクポート４６αとの接続量、及び第１及び第２
油圧供給孔１６α，１６βとリザーバポート４６δとの
接続量が０％〜１００％の間で変更され、ＶＶＴスプー
ル３５の最進角側或いは最遅角側への移動速度が変更さ
れる。

【００４２】ここで、電磁式アクチュエータ４２が、あ
るデューティ比（例えば５０％近傍）にて制御される
と、バルブスプール４５はそのランド４５αを以てＡポ
ート４６β、Ｂポート４６γを閉塞する位置（中立位
置）に変位される。従って、第１及び第２油圧供給孔１
６α，１６βとタンクポート４６α、及び同第１及び第
２油圧供給孔１６α，１６βとリザーバポート４６δと
の接続量がそれぞれほぼ０％となり、ＶＶＴスプール３
５は進角側又は遅角側のいずれにも変位されず（移動速
度がゼロとなり）、その位置で保持される。

【００４３】このように、上記のＶＶＴ３０はＯＣＶ４
１がデューティ制御されることにより、つまり、電磁式
アクチュエータ４２に供給される電流量が適宜に調整さ
れることにより好適に制御される。実際には、この電流
量の制御は、電子制御装置（ＥＣＵ）により実行され
る。より詳しく説明すると、ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（中
央演算処理装置）、各種プログラムを記憶したＲＯＭ
（読み出し専用のメモリ）及び各種情報等を一時的に記
憶するＲＡＭ（読み書き可能なメモリ）等により構成さ
れている。

【００４４】そして、上述した気筒判別センサ５６、ク
ランク角センサ５７、カム角センサ５８、シフトポジシ
ョンセンサ５９、吸気圧センサ６０、回転数センサ６
１、アイドルスイッチ６２、及び水温センサ６３等の各
種センサは、外部入力回路を介してＣＰＵに接続されて
いる。また、ＯＣＶ４１（電磁式アクチュエータ４２）
をはじめ、インジェクタ２１及びイグナイタ２７等は外
部出力回路を介してＣＰＵに接続されている。そして、
ＣＰＵは各種センサ等からの信号に基づき、ＲＯＭ内に
格納された制御プログラムに従い、ＯＣＶ４１等を好適
に制御するのである。なお、本実施の形態では、ＥＣＵ
５０による制御内容に特徴があるわけではないので、こ
こでの当該制御内容についての説明は省略することとす
る。

【００４５】さて、次に、本実施の形態における特徴部
分について説明する。図１に示すように、センターパセ
ージ４５βのほぼ中央部には、前記各ランド４５αより
も突出量の小さな環状凸部４７が一体的に設けられてい
る。そして、当該環状凸部４７により、前記センターパ
セージ４５βが、第１の環状凹部としての第１のセンタ
ーパセージ４８と、第２の環状凹部としての第２のセン
ターパセージ４９とに区画されている。

【００４６】次に、上記のように構成されてなる本実施
の形態の作用及び効果について説明する。図６は、上述
したＯＣＶ４１を模式的に示す図であって、バルブスプ
ール４５が、ほぼ中立位置にあって、そこから幾分図中
右側に変位した状態を示す図である。同図に示すよう
に、バルブスプール４５が中立状態からほんの少し変位
したときには、変位した側（右側）の第２のセンターパ
セージ４９内の圧力は、他方の側（左側）の第１のセン
ターパセージ４８内の圧力よりも低くなる。この圧力差
は、第１のセンターパセージ４８から第２のセンターパ
セージ４９の方へ作動油が幾分流れることにより生じる
ものである。そして、この圧力差によって、バルブスプ
ール４５は、変位方向（右方向）とは逆方向（左方向）
の力を受けることとなる。

【００４７】なお、上記説明では、バルブスプール４５
が、ほぼ中立位置にあって、そこから幾分図中右側に変
位した場合について説明したが、幾分図中左側に変位し
た場合についても全く同様のことがいえる。

【００４８】従って、このような圧力差に起因する力の
発生により、図７に示すように、バルブスプール４５の
中立位置付近での軸力変化に対するスプール変位量の利
得が小さいものとなる。換言すれば、バルブスプール４
５の中立位置近傍においては、図８に示すように、バル
ブスプール４５を若干量移動させようとした場合に（若
干量流量を「０」近傍で変化させようとした場合に）、
従来に比べて多くの電流を電磁式アクチュエータ４２に
供給してやる必要が生じることとなる。そのため、バル
ブスプール４５の中立位置近傍において、微妙な制御を
行うことが可能となり、ひいては、当該位置における制
御性の向上を図ることができる。

【００４９】また、上記の作用効果を導き出すために、
本実施の形態では、単にセンターパセージ４５βを、第
１のセンターパセージ４８と第２のセンターパセージ４
９とに区画するべく環状凸部４７を設けるだけの構成と
した。従って、さほどのコストの上昇を招くことなく上
記効果を奏せしめることができる。

【００５０】尚、本発明は上記実施の形態に限定される
ものではなく、例えば次の如く構成してもよい。（１）前記実施の形態では、環状凸部４７をセンターパ
セージ４５βのほぼ中央部に設ける構成としたが、左方
又は右方に偏らせて設けるようにしてもよい。特に、タ
ンクポート４６αと、Ａポート４６β又はＢポート４６
γとの間に予め定常的な差圧が存在していることが明ら
かな場合には、上述した差圧に基づき力が発生すること
により、定常的な差圧を打ち消すことができる。

【００５１】（２）前記実施の形態では、環状凸部４７
を１か所のみ設ける構成としたが、複数箇所に設ける構
成としてもよい。（３）前記実施の形態では、４ポート方向制御弁たるＯ
ＣＶ４１を採用する構成としたが、ＯＣＶ自体の構成は
何ら限定されるものではない。

【００５２】（４）前記実施の形態では、スプール弁装
置として、ＶＶＴ３０用のＯＣＶ４１を採用したが、そ
の外の分野に適用することもできる。例えば、自動車の
オートマチックトランスミッションに組み込まれてなる
スプール弁装置や、パワーステアリングのプレッシャコ
ントロールバルブ等に適用することもできる。

【００５３】特許請求の範囲の請求項に記載されないも
のであって、上記実施の形態から把握できる技術的思想
について以下にその効果とともに記載する。（ａ）請求項１に記載のスプール弁装置において、前記
環状凸部は、前記環状凹部を非均等に区分するべく設け
られていることを特徴とする。このような構成とするこ
とにより、導入ポートと吐出ポートとの間に差圧がある
ことが明らかな場合にその差圧を打ち消すことができる
という効果を奏する。

【００５４】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
バルブスプールランドの吐出ポートに対する相対位置関
係によって吐出ポートの開度を調整し、当該調整によっ
て導入ポートから導入された流体の吐出ポートへの流通
量を制御するスプール弁装置において、コストの上昇を
招くことなくバルブスプールの中立位置近傍での制御性
の向上を図ることができるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施の形態におけるＯＣＶを示す構成図であ
る。

【図２】ＶＶＴを搭載したエンジンを示す構成図であ
る。

【図３】ＯＣＶを含むＶＶＴの構成を示す図である。

【図４】ＯＣＶのバルブスプールが移動した状態を示す
図である。

【図５】ＯＣＶのバルブスプールが移動した状態を示す
図である。

【図６】ＯＣＶの作用を説明する模式図である。

【図７】電流量に対する発生軸力及びバルブスプールの
変位量の関係を示すグラフである。

【図８】電流量に対する作動油の流量の関係を示すグラ
フである。

【図９】従来技術におけるＯＣＶの構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

３８…流体圧力源としてのオイルポンプ、４１…スプー
ル弁装置としてのオイルコントロールバルブ（ＯＣ
Ｖ）、４５…バルブスプール、４５α…ランド、４５β
…環状凹部としてのセンターパセージ、４６…ケーシン
グ、４６α…導入ポートとしてのタンクポート、４６β
…吐出ポートとしてのＡポート、４６γ…吐出ポートと
してのＢポート、４７…環状凸部、４８…第１の環状凹
部としての第１のセンターパセージ、４９…第２の環状
凹部としての第２のセンターパセージ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】流体圧力源から導かれる流体を導入する
ための導入ポート及び前記流体を吐出するための吐出ポ
ートを有するケーシングと、前記ケーシング内に移動可能に収容され、前記導入ポー
トに対応するよう位置しうる環状凹部及び該環状凹部の
側部に設けられたランドを有するバルブスプールとを備
え、前記ランドの前記吐出ポートに対する相対位置関係
によって前記吐出ポートの開度を調整し、当該調整によ
って前記導入ポートから導入された流体の前記吐出ポー
トへの流通量を制御するスプール弁装置において、前記環状凹部には、当該環状凹部を第１の環状凹部と第
２の環状凹部とに区画するべく、前記ランドよりも突出
量の小さな環状凸部を設けたことを特徴とするスプール
弁装置。