JP2015209788A - 内燃機関の流量制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】下流側に配置された内燃機関の潤滑部位へと供給される潤滑油の量を制限しながらも、当該内燃機関が高回転数になった際の冷却性能の向上を図ることが可能な内燃機関の流量制御弁を提供する。
【解決手段】オイルポンプからの潤滑油が供給される第一ポート１１２、潤滑油を潤滑部位へと吐出する第二ポート１１３、及び第二ポート１１３と同じ油圧が付与される第二油室が形成される弁本体１１０と、摺動位置に応じて第一ポート１１２の開口面積を調節可能であり、第二油室の油圧によって前記開口面積が小さくなる左方に付勢されるスプール１２０と、スプール１２０を右方へと付勢するスプリング１３０と、スプール１２０と同一方向に摺動可能に配置され、スプール１２０が左方に所定の位置まで摺動した際に、当該スプール１２０と当接するストッパ部１４２と、ストッパ部１４２を右方へと付勢するスプリング１４４と、を具備した。
【選択図】図１０

Description

本発明は、潤滑油の流量を制御する内燃機関の流量制御弁の技術に関する。

従来、内燃機関（エンジン）の潤滑部位へと潤滑油を供給するための技術は公知となっている。例えば、特許文献１に記載の如くである。

特許文献１には、ターボチャージャのコンプレッサホイールとタービンホイールとを連結したシャフトを回転可能に支持する軸受部へと潤滑油を供給するための技術が開示されている。具体的には、特許文献１には、オイルポンプにより圧送される潤滑油を軸受部へと供給するための供給油路（ターボチャージャ用給油通路）と、軸受部から潤滑油を排出するための戻り油路（戻り管路）と、軸受部を迂回するように供給油路と戻り油路とを連通するドレン油路（ドレーン通路）と、ドレン油路の中途部に設けられる圧力調整弁と、を具備する機構が記載されている。

このような構成において、オイルポンプの吐出圧力（ひいては供給油路内の圧力）が高くなった場合には、圧力調整弁が開いて供給油路内の潤滑油をドレン油路に逃がすことで、供給油路内の圧力を所定圧力以下になるように調整している。これによって、潤滑油が軸受部へ過剰に供給されるのを防止することができる。

しかしながら、このような構成においては、オイルポンプは軸受部に供給される潤滑油だけでなく、圧力調整弁を介して逃がされることになる潤滑油も含めた多量の潤滑油を圧送するため、当該オイルポンプの仕事に無駄がある点で不利であった。

そこで、特許文献２においては、供給油路の中途部に流量制御弁を設け、当該流量制御弁によって供給油路の流路を絞ることで、軸受部へと供給される潤滑油の流量を調整する技術が提案されている。当該技術によれば、流量制御弁は、オイルポンプの吐出圧力が高くなる（すなわち、エンジンの回転数が高くなる）のに応じて供給油路の流路を絞ることができる。従って、エンジンが高回転数で回転している状態であっても、供給油路を流通する潤滑油の量を略一定に制限することができる。これによって、過剰な潤滑油が軸受部へ供給されるのを防止しながら、オイルポンプの仕事の低減を図ることが可能となる。

しかしながら当該技術では、ターボチャージャのシャフトの回転数はエンジンの回転数に応じて増加するにもかかわらず、供給油路を流通する潤滑油（すなわち、軸受部に供給される潤滑油）の量は略一定に制限される。このため、エンジンが高回転数になった際に、軸受部へ供給される潤滑油の量が不足し、当該潤滑油による軸受部の冷却性能が不足するおそれがある点で不利であった。

特開平８−９３４９０号公報 特願２０１３−４９７０７号

本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、下流側に配置された内燃機関の潤滑部位へと供給される潤滑油の量を制限しながらも、当該内燃機関が高回転数になった際の冷却性能の向上を図ることが可能な内燃機関の流量制御弁を提供することである。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、内燃機関の回転に応じて駆動されるオイルポンプからの潤滑油が供給される供給口、潤滑油を前記内燃機関の潤滑部位へと吐出する吐出口、及び前記吐出口と同じ油圧が付与される油室が形成されるハウジングと、前記ハウジングに対して摺動可能に配置されると共に、摺動位置に応じて前記供給口の開口面積を調節可能であり、前記油室の油圧によって前記供給口の開口面積が小さくなる第一の方向に付勢されるスプールと、前記スプールを、前記供給口の開口面積が大きくなる第二の方向へと付勢する第一のスプリングと、前記スプールの摺動方向と同一方向に摺動可能に配置され、前記スプールが前記第一の方向に所定の位置まで摺動した際に、当該スプールと当接するストッパと、前記ストッパを、前記第二の方向へと付勢する第二のスプリングと、を具備したものである。

請求項２においては、前記第一のスプリングを、当該第一のスプリングを挟んで前記スプールと反対側から支持する支持部材をさらに具備し、前記ストッパは前記支持部材に対して摺動可能に配置されるものである。

請求項３においては、前記潤滑部位はターボチャージャであるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、下流側に配置された内燃機関の潤滑部位へと供給される潤滑油の量を制限しながらも、当該内燃機関が高回転数になった際の冷却性能の向上を図ることができる。
すなわち、内燃機関が低回転数であり、油室の油圧が低い場合には、当該油圧に応じてスプールを摺動させて供給口の開口面積を小さくすることで、吐出口から吐出される潤滑油の量を制限することができる。一方、内燃機関が高回転数になり、油室の油圧が高くなると、スプールの摺動をストッパによって規制することで、開口面積の減少を停止させる。これによって、オイルポンプからの潤滑油の供給量の増加に伴って吐出口から吐出される潤滑油の量も増加するようになるため、下流側に配置された内燃機関の潤滑部位の冷却性能の向上を図ることができる。

また、内燃機関がさらに高回転数になり、油室の油圧が高くなると、ストッパがスプールと共に摺動するため、再び油室の油圧に応じて供給口の開口面積を小さくすることができる。これによって、内燃機関がさらに高回転数になった場合に過剰な潤滑油が当該内燃機関の潤滑部位に供給されるのを防止することができる。

請求項２においては、流量制御弁の構造を簡素化することができる。

請求項３においては、ターボチャージャへと供給される潤滑油の量を制限しながらも、内燃機関が高回転数になった際の冷却性能の向上を図ることができる。

流量制御弁を具備する潤滑油供給機構の全体的な構成を示した模式図。 ターボチャージャの構成を示した側面断面図。 図２におけるＡ−Ａ断面図。 図３における流量制御弁の拡大図。 図４におけるＢ−Ｂ断面図。 流量制御弁の左端部近傍の拡大図。 流量制御弁による潤滑油量の制限の様子を示した図。 スプールが左方へ摺動する様子を示した流量制御弁の拡大図。 スプールの摺動がストッパ部によって規制される様子を示した流量制御弁の拡大図。 スプールがストッパ部を押しながら左方へ摺動する様子を示した流量制御弁の拡大図。 流量制御弁の変形例を示した図。

以下では、図中に示した矢印に従って、上下方向、前後方向及び左右方向を定義する。

まず、図１を用いて、本発明の一実施形態に係る流量制御弁５０を具備する潤滑油供給機構１全体の構成の概略を説明する。

潤滑油供給機構１は、図示せぬエンジンの潤滑部位であるターボチャージャ５（より詳細には、当該ターボチャージャ５の軸受部４１）へと潤滑油を供給するためのものである。潤滑油供給機構１は、主としてオイルパン２、圧送油路３、オイルポンプ４、ターボチャージャ５（より詳細には、当該ターボチャージャ５のうち潤滑油が流通する経路を成す部分）及び戻り油路６により構成される。

オイルパン２は、エンジン（内燃機関）に設けられて潤滑油を貯溜するものである。オイルパン２には１本の圧送油路３の一端が接続される。圧送油路３の一端には、オイルストレーナ３ａが設けられる。当該圧送油路３の他端は、ターボチャージャ５（より詳細には、後述するベアリングハウジング４０の供給油路４２）に接続される。圧送油路３の中途部には、前記エンジンの回転に応じて駆動される（前記エンジンの回転数の増減に応じて潤滑油の吐出量が増減する）オイルポンプ４が設けられる。また、圧送油路３の中途部（オイルポンプ４よりも下流側）にはオイルフィルタ７が設けられる。

ターボチャージャ５においては、コンプレッサホイール２０とタービンホイール３０とがシャフト１０によって連結される。当該シャフト１０はベアリングハウジング４０の軸受部４１において回転可能に支持される。

ベアリングハウジング４０には供給油路４２及び排出油路４３が形成される。供給油路４２の一端（外側の端部）は前述の通り圧送油路３の他端に接続され、供給油路４２の他端（内側の端部）は軸受部４１に接続される。供給油路４２の中途部には流量制御弁５０が設けられる。排出油路４３の一端（内側の端部）は軸受部４１に接続され、排出油路４３の他端（外側の端部）は戻り油路６の一端に接続される。当該戻り油路６の他端はオイルパン２に接続される。

このように構成された潤滑油供給機構１において、前記エンジンの回転に応じてオイルポンプ４が駆動すると、当該オイルポンプ４によってオイルパン２内の潤滑油が圧送油路３を介してターボチャージャ５へと圧送される。当該潤滑油は、流量制御弁５０によって適宜流量を調整されながら供給油路４２を介してベアリングハウジング４０の軸受部４１へと案内される。当該軸受部４１を潤滑した潤滑油は、排出油路４３及び戻り油路６を介してオイルパン２へと戻される。

なお、本実施形態においては特に言及しないが、オイルポンプ４によって圧送された潤滑油は、図示せぬ他の油路を介して前記エンジンの各部（その他の潤滑部位）へも供給され、当該エンジンの各部を適宜潤滑する。

次に、図２及び図３を用いて、ターボチャージャ５の構成について説明する。

ターボチャージャ５は、前記エンジンのシリンダに圧縮空気を送り込むためのものである。ターボチャージャ５は、主としてシャフト１０、コンプレッサホイール２０、タービンホイール３０、ベアリングハウジング４０、流量制御弁５０、すべり軸受６０、スラストカラー７０及びスラスト軸受９０を具備する。

シャフト１０は、後述するコンプレッサホイール２０とタービンホイール３０とを連結するものである。シャフト１０は、その長手方向（軸線方向）を前後方向へ向けて配置される。

コンプレッサホイール２０は、複数の羽根を有し、回転駆動されることによって空気を圧縮するものである。コンプレッサホイール２０は、シャフト１０の後端部に固定される。

タービンホイール３０は、複数の羽根を有し、前記エンジンからの排気を受けて回転することで駆動力を発生させるものである。タービンホイール３０は、シャフト１０の前端部に一体的に形成される。

ベアリングハウジング４０は、シャフト１０を間接的に回転可能に支持する略箱状の部材である。ベアリングハウジング４０の下部には、オイルパイプアッシ４０ａが設けられる。

ベアリングハウジング４０は、略箱状の部材である。ベアリングハウジング４０の底面は平ら（平面）に形成される。

オイルパイプアッシ４０ａは、略板状の部材とパイプからなる部材である。オイルパイプアッシ４０ａの上面（フランジ部）は平ら（平面）に形成される。オイルパイプアッシ４０ａは、その上面をガスケットを介してベアリングハウジング４０の底面と当接させた状態で、ボルト等によってベアリングハウジング４０に固定される。当該オイルパイプアッシ４０ａによって、圧送油路３及び戻り油路６の一部が形成される。

また、ベアリングハウジング４０には、軸受部４１、供給油路４２及び排出油路４３が形成される。

軸受部４１は、シャフト１０を間接的に回転可能に支持する部分である。軸受部４１は円形断面を有し、ベアリングハウジング４０を前後方向に貫通するように形成される。

供給油路４２は、圧送油路３を介して供給される潤滑油を軸受部４１へと案内するためのものである。すなわち、圧送油路３及び供給油路４２によって、オイルポンプ４から圧送される潤滑油を軸受部４１へと案内するための油路が形成される。供給油路４２は、ベアリングハウジング４０の下面から上方に向かって形成される。供給油路４２の一端（下端）は圧送油路３の他端に接続される（図２及び図３参照）。供給油路４２の他端（上端）は、前後に分岐されて軸受部４１の前端部及び後端部にそれぞれ接続される。

なお、供給油路４２の中途部には、後述する流量制御弁５０が設けられる。よって、説明の便宜上、以下では供給油路４２のうち一端（下端）から当該流量制御弁５０までの部分を第一供給油路４２ａと、供給油路４２のうち当該流量制御弁５０から他端（上端）までの部分を第二供給油路４２ｂと、それぞれ記す。

排出油路４３は、潤滑油を軸受部４１から排出するためのものである。排出油路４３は、供給油路４２の左方において、ベアリングハウジング４０の下面から上方に向かって形成される。排出油路４３の一端（上端）は適宜に分岐されて軸受部４１の前端部、後端部及び前後中途部にそれぞれ接続される。排出油路４３の他端（下端）は戻り油路６の一端に接続される（図２及び図３参照）。排出油路４３内の圧力は大気圧となるように開放されている。

流量制御弁５０は、供給油路４２を流通する潤滑油の圧力に基づいて当該潤滑油の流路の開口面積を変更することによって当該潤滑油の流量を調整するものである。流量制御弁５０は、供給油路４２の中途部に設けられる。流量制御弁５０は、その長手方向（軸線方向）を左右方向へ向けて配置される。
なお、流量制御弁５０の詳細な構成については後述する。

すべり軸受６０は、シャフト１０を回転可能に支持する略円筒状の軸受である。すべり軸受６０は、ベアリングハウジング４０の軸受部４１の前端部及び後端部（第二供給油路４２ｂと対向する部分）にそれぞれ配置される。当該すべり軸受６０にはシャフト１０が挿通される。

スラストカラー７０は略円筒状に形成され、前後方向に向けて配置される。スラストカラー７０にはシャフト１０が挿通される。スラストカラー７０は、シャフト１０に対して相対回転不能となるように固定される。スラストカラー７０の前後中途部にはスラスト軸受９０が外嵌される。スラスト軸受９０は、軸受部４１の後方においてベアリングハウジング４０と接するように配置される。このようにして、スラスト軸受９０はシャフト１０に加わる軸線方向の荷重を受けることになる。

次に、図４から図６までを用いて、流量制御弁５０の構成について説明する。

流量制御弁５０は、主として弁本体１１０、スプール１２０、スプリング１３０及び調圧部材１４０を具備する。

図４及び図５に示す弁本体１１０は、本発明に係るハウジングの実施の一形態であり、略円筒状の部材である。弁本体１１０は、その長手方向を左右方向に向けて、ベアリングハウジング４０の内部に配置される。この際、弁本体１１０は、供給油路４２及び排出油路４３に亘るように配置される。弁本体１１０には、摺動部１１１、第一ポート１１２、第二ポート１１３、連通油路１１４、貫通孔１１５及びめねじ部１１６が形成される。

摺動部１１１は、弁本体１１０の内部を左右方向に貫通するように形成される孔である。摺動部１１１は円形断面を有するように形成される。摺動部１１１の右端部は、適宜閉塞部材によって閉塞される。

第一ポート１１２は、本発明に係る供給口の実施の一形態であり、摺動部１１１と弁本体１１０の外部とを連通するように形成される孔である。第一ポート１１２は、ベアリングハウジング４０の第一供給油路４２ａと対向する位置に形成される。

第二ポート１１３は、本発明に係る吐出口の実施の一形態であり、摺動部１１１と弁本体１１０の外部とを連通するように形成される孔である。第二ポート１１３は、ベアリングハウジング４０の第二供給油路４２ｂと対向する位置に形成される。

連通油路１１４は、摺動部１１１の左右中途部と右端部近傍とを、弁本体１１０の外部を介して連通するものである。連通油路１１４は、第一連通油路１１４ａ、第二連通油路１１４ｂ及び第三連通油路１１４ｃにより構成される。

第一連通油路１１４ａは、弁本体１１０の左右中途部において摺動部１１１と弁本体１１０の外部とを連通するように形成されるものである。第一連通油路１１４ａは、第一ポート１１２よりも左方に位置するように形成される。

第二連通油路１１４ｂは、弁本体１１０の外周面に形成される溝である。第二連通油路１１４ｂは、第一連通油路１１４ａの外側端部から、弁本体１１０の右端部近傍まで延設される。

第三連通油路１１４ｃは、弁本体１１０の右端部近傍において摺動部１１１と弁本体１１０の外部（第二連通油路１１４ｂの右端部近傍）とを連通するように形成されるものである。第三連通油路１１４ｃは、第一ポート１１２よりも右方に位置するように形成される。

貫通孔１１５は、弁本体１１０を上下方向に貫通する孔である。貫通孔１１５は、円形断面を有するように形成される。貫通孔１１５は、ベアリングハウジング４０の排出油路４３上に位置するように形成される。

めねじ部１１６は、弁本体１１０の左端部近傍に形成される。めねじ部１１６は、摺動部１１１と同一軸線上の孔の内側にねじを切ることで形成される。

スプール１２０は、流量制御弁５０を流通する潤滑油の流路を適宜に絞るためのものである。スプール１２０は略円柱状の部材である。スプール１２０は、その長手方向を左右方向に向けて、弁本体１１０の摺動部１１１の内部に配置される。より詳細には、スプール１２０は、弁本体１１０の摺動部１１１の右端部近傍から左右中途部（貫通孔１１５）に亘って配置される。スプール１２０には、第一拡径部１２１及び第二拡径部１２２が形成される。

第一拡径部１２１は、その径が他の部分よりも大きくなるように形成される部分である。第一拡径部１２１は、スプール１２０の左端部近傍に形成される。第一拡径部１２１の径（外径）は、弁本体１１０の摺動部１１１の径（内径）と略同一となるように形成される。

第二拡径部１２２は、その径が他の部分よりも大きくなるように形成される部分である。第二拡径部１２２は、スプール１２０の右端部近傍に、第一拡径部１２１と所定距離だけ離間して形成される。第二拡径部１２２は、弁本体１１０の第一連通油路１１４ａよりも右方かつ第三連通油路１１４ｃよりも左方に位置するように形成される。第二拡径部１２２の径（外径）は、弁本体１１０の摺動部１１１の径（内径）と略同一となるように形成される。

また、第二拡径部１２２は、弁本体１１０の第一ポート１１２の一部と対向する位置に形成される。すなわち、第一ポート１１２は、第二拡径部１２２によってその一部が閉塞された（絞られた）状態になる。

このように構成されたスプール１２０の第一拡径部１２１及び第二拡径部１２２が弁本体１１０の摺動部１１１に対して左右方向に摺動可能に接することにより、当該スプール１２０が弁本体１１０の摺動部１１１の内部において左右方向に摺動可能となるように配置される。また、スプール１２０が左右方向に摺動することによって、弁本体１１０の第一ポート１１２の第二拡径部１２２による閉塞具合（絞り具合）が変化する。すなわち、当該第一ポート１１２の開口面積が変更される。

また、スプール１２０の第一拡径部１２１、第二拡径部１２２及び弁本体１１０の摺動部１１１によって囲まれた部分に、潤滑油が満たされる第一油室Ｒ１が形成される。また、スプール１２０の第二拡径部１２２及び弁本体１１０の摺動部１１１によって囲まれた部分に、潤滑油が満たされる第二油室Ｒ２が形成される。第二油室Ｒ２は、本発明に係る油室の実施の一形態である。

第一油室Ｒ１と第二油室Ｒ２とは、スプール１２０の第二拡径部１２２によって区画されると共に、連通油路１１４によって接続されることになる。

スプリング１３０は、本発明に係る第一のスプリングの実施の一形態であり、スプール１２０の左方（スプール１２０と後述する調圧部材１４０との間）に配置され、当該スプール１２０を所定の力で右方に向かって付勢するものである。

図６に示す調圧部材１４０は、スプリング１３０を左方から支持すると共に、流量制御弁５０を流通する潤滑油の流量を調整するためのものである。調圧部材１４０は、スプリング１３０の左方（スプリング１３０を挟んでスプール１２０と反対側）に配置される。調圧部材１４０は、主として本体部１４１、ストッパ部１４２、閉塞部１４３及びスプリング１４４を具備する。

本体部１４１は、本発明に係る支持部材の実施の一形態であり、略円筒状に形成される部材である。本体部１４１は、その長手方向を左右方向に向けて配置される。本体部１４１には、主として貫通孔１４１ａ、縮径部１４１ｂ及びおねじ部１４１ｃが形成される。

貫通孔１４１ａは、本体部１４１の内部を左右方向に貫通するように形成される孔である。貫通孔１４１ａは円形断面を有するように形成される。

縮径部１４１ｂは、他の部分よりも貫通孔１４１ａの径が小さくなるように形成された部分である。縮径部１４１ｂは、本体部１４１の内周面（貫通孔１４１ａ）の右端部に形成される。

おねじ部１４１ｃは、本体部１４１の外周面の左端部から右端部近傍に亘って形成される。おねじ部１４１ｃを弁本体１１０のめねじ部１１６にねじ込むことで、本体部１４１が弁本体１１０に固定される。また、おねじ部１４１ｃをめねじ部１１６の任意の位置までねじ込むことで、調圧部材１４０の左右方向の位置を任意に調節することができる。

ストッパ部１４２は、本発明に係るストッパの実施の一形態であり、スプール１２０と当接することで、当該スプール１２０の左方向への摺動を規制するためのものである。ストッパ部１４２は略円柱状に形成される。ストッパ部１４２は、その長手方向を左右方向に向けて配置される。ストッパ部１４２の外径は、本体部１４１の縮径部１４１ｂの内径及びスプール１２０の左端部の外径と略同一となるように形成される。ストッパ部１４２は本体部１４１の貫通孔１４１ａに挿入され、当該本体部１４１の縮径部１４１ｂによって摺動可能に支持される。ストッパ部１４２には、主として拡径部１４２ａ及び受け部１４２ｂが形成される。

拡径部１４２ａは、他の部分よりもストッパ部１４２の外径が大きくなるように形成された部分である。拡径部１４２ａは、ストッパ部１４２の外周面の左端部に形成される。拡径部１４２ａは、本体部１４１の縮径部１４１ｂの左方に位置するように配置される。拡径部１４２ａが縮径部１４１ｂと当接することによって、ストッパ部１４２の右方への摺動が所定の位置で規制される。

受け部１４２ｂは、ストッパ部１４２の左端部から右方へ向かって形成される凹部である。受け部１４２ｂは円形断面を有するように形成される。

閉塞部１４３は、本体部１４１の貫通孔１４１ａの右端部を閉塞するためのものである。閉塞部１４３は略円柱状に形成される。閉塞部１４３は、本体部１４１の貫通孔１４１ａの右端部に嵌め込まれることにより、当該貫通孔１４１ａの右端部を閉塞する。閉塞部１４３には、主として受け部１４３ａが形成される。

受け部１４３ａは、閉塞部１４３の右端部から左方へ向かって形成される凹部である。受け部１４３ａは円形断面を有するように形成される。

スプリング１４４は、本発明に係る第二のスプリングの実施の一形態であり、ストッパ部１４２を所定の力で右方に向かって付勢するものである。スプリング１４４は、ストッパ部１４２と閉塞部１４３との間に配置される。スプリング１４４の右端はストッパ部１４２の受け部１４２ｂに収容されると共に、スプリング１４４の左端は閉塞部１４３の受け部１４３ａに収容される。これによって、スプリング１４４が位置決めされる。ストッパ部１４２に外部から力が加えられていない場合、スプリング１４４の付勢力によって当該ストッパ部１４２は最も右方（拡径部１４２ａが縮径部１４１ｂに当接する位置）まで摺動した状態に保持される。

このように構成された調圧部材１４０において、スプリング１３０の左端が本体部１４１の右端面によって受けられる。当該スプリング１３０の右端はスプール１２０の第一拡径部１２１の左端面によって受けられる。このようにして、スプリング１３０はスプール１２０を右方に向かって付勢する。この際、スプリング１３０の右端部にはスプール１２０の左端部が挿通されると共に、スプリング１３０の左端部にはストッパ部１４２の右端部が挿通される。これによって、スプリング１３０の姿勢が崩れないように保持されている。

次に、図１から図４までを用いて、潤滑油の供給態様（潤滑油が軸受部４１に供給された後、排出される様子）について具体的に説明する。

前述の如く、オイルポンプ４（図１参照）によって圧送された潤滑油は、ベアリングハウジング４０の第一供給油路４２ａ及び弁本体１１０の第一ポート１１２を介して第一油室Ｒ１内へと供給される（図４参照）。当該第一油室Ｒ１内の潤滑油は、第二ポート１１３から吐出されてベアリングハウジング４０の第二供給油路４２ｂへと供給される。この際、第二ポート１１３を流通する潤滑油の流量は、第一油室Ｒ１内の圧力と排出油路４３内の圧力（大気圧）との差（差圧）に応じて変化する。

第二供給油路４２ｂへと供給された潤滑油は、当該第二供給油路４２ｂに案内されてベアリングハウジング４０の軸受部４１へと供給される（図２及び図３参照）。軸受部４１へと供給された潤滑油は、当該軸受部４１（特に、すべり軸受６０）を潤滑した後、当該軸受部４１の前端部、後端部及び前後中途部から排出油路４３へと流出する。当該潤滑油は、排出油路４３及び戻り油路６を介してオイルパン２へと戻される（図１参照）。

次に、図４から図１０までを用いて、流量制御弁５０によって軸受部４１へと供給される潤滑油の流量が調整される様子について説明する。

前記エンジンが始動し、その回転数（エンジン回転数）が上昇すると、オイルポンプ４の回転数が上昇し、流量制御弁５０の第一ポート１１２へと供給される潤滑油の量（すなわち、流量制御弁５０へと供給される潤滑油の圧力）も増加する。流量制御弁５０へと供給される潤滑油の圧力を、以下では供給油圧Ｐと記す。供給油圧Ｐ（すなわち、エンジン回転数）が低い場合（図７における供給油圧Ｐが０からＰ１まで）には、スプリング１３０によってスプール１２０が右方へと押され、第一ポート１１２の開口面積は広く確保されている（図６参照）。このため、エンジン回転数の増加に伴って流量制御弁５０の下流側へと供給される潤滑油の量が上昇し、当該流量制御弁５０の下流側の油圧も上昇する。流量制御弁５０の下流側（すなわち、ベアリングハウジング４０の軸受部４１）へと供給される潤滑油の量を、以下では潤滑油量Ｖと記す。

ここで、流量制御弁５０の下流側の油圧は、第二ポート１１３、第一油室Ｒ１及び連通油路１１４を介して第二油室Ｒ２にも付与されている（図４及び図５参照）。さらに供給油圧Ｐが増加し（図７における供給油圧ＰがＰ１からＰ２まで）、流量制御弁５０の下流側の油圧（すなわち、第二油室Ｒ２内の油圧）が高くなると、第二油室Ｒ２内の油圧によってスプール１２０が左方へと付勢される力が、スプリング１３０によってスプール１２０が右方へと付勢される力よりも大きくなる。これによって、スプール１２０が左方へと摺動されることになり（図８参照）、第一ポート１１２の開口面積が小さく絞られる。

このように、供給油圧Ｐが所定の値（Ｐ１）以上に増加すると、当該供給油圧Ｐの増加に伴って第一ポート１１２の開口面積が小さくなる。このため、供給油圧Ｐが所定の値（Ｐ１）以上に増加しても、潤滑油量Ｖはほとんど増加しなくなる。このようにして、流量制御弁５０の下流側（軸受部４１）へと供給される潤滑油量Ｖを調整（制限）することができる。これによって、当該軸受部４１への過剰な潤滑油の供給を防止することができる。軸受部４１への潤滑油の供給量を削減することで、当該軸受部４１における摩擦損失の低減を図ることができる。

前記エンジン回転数がさらに増加し、供給油圧Ｐがさらに（Ｐ２以上に）増加した時点で（図７参照）、スプール１２０の左端が調圧部材１４０のストッパ部１４２の右端と当接する（図９参照）。当該ストッパ部１４２はスプリング１４４によって右方に向かって付勢されているため、スプール１２０はそれ以上左方に摺動することができない。この状態では、供給油圧Ｐが増加しても、第一ポート１１２の開口面積がそれ以上絞られることはない。従って、供給油圧Ｐが所定の値（Ｐ２）以上に増加すると、当該供給油圧Ｐの増加に伴って潤滑油量Ｖも増加する。

ここで、前記エンジン回転数が増加するとターボチャージャ５のシャフト１０も高速で回転するため、当該シャフト１０が支持される軸受部４１における発熱量が増加する。そこで、上述の如く供給油圧Ｐが所定の値（Ｐ２）以上に増加した際に、潤滑油量Ｖを増加させることで、潤滑油による軸受部４１の冷却性能を向上させることができ、ひいては当該軸受部４１における焼き付きの発生を防止することができる。

前記エンジン回転数がさらに増加し、供給油圧Ｐがさらに（Ｐ３以上に）増加すると（図７参照）、第二油室Ｒ２内の油圧によってスプール１２０が左方へと付勢される力が、スプリング１３０及びスプリング１４４によってスプール１２０が右方へと付勢される力よりも大きくなる。これによって、スプール１２０が左方へと摺動されることになる（図１０参照）。この際、ストッパ部１４２は、スプール１２０によって左方（本体部１４１内）へと押し込まれる。これによって、第一ポート１１２の開口面積がさらに小さく絞られる。

このように、供給油圧Ｐが所定の値（Ｐ３）以上に増加すると、潤滑油量Ｖの増加に伴って第一ポート１１２の開口面積が小さくなる。このため、供給油圧Ｐが所定の値（Ｐ３）以上に増加しても、潤滑油量Ｖはほとんど増加しなくなる。このようにして、流量制御弁５０の下流側（軸受部４１）へと供給される潤滑油量Ｖを調整（制限）することができる。これによって、前記エンジン回転数が高い場合（供給油圧ＰがＰ３以上）において、軸受部４１を冷却するために必要な潤滑油量Ｖ（Ｖ１）を確保しながらも、当該軸受部４１への過剰な潤滑油の供給を防止することができる。

なお、上記供給油圧Ｐの所定の値（Ｐ１、Ｐ２及びＰ３）は、調圧部材１４０（本体部１４１）の左右方向の位置を変更したり、スプリング１３０又はスプリング１４４を特性の異なるものに変更したりすることで任意に設定することができる。
また図７には、上述のような流量制御弁５０による潤滑油量Ｖの制限（第一ポート１１２の開口面積の調整）が行われなかったと想定した場合の潤滑油量Ｖを、破線で示している。

以上の如く、本実施形態に係るエンジン（内燃機関）の流量制御弁５０は、前記エンジンの回転に応じて駆動されるオイルポンプ４からの潤滑油が供給される第一ポート１１２（供給口）、潤滑油を前記エンジンの潤滑部位（ターボチャージャ５）へと吐出する第二ポート１１３（吐出口）、及び第二ポート１１３と同じ油圧が付与される第二油室Ｒ２（油室）が形成される弁本体１１０（ハウジング）と、弁本体１１０に対して摺動可能に配置されると共に、摺動位置に応じて第一ポート１１２の開口面積を調節可能であり、第二油室Ｒ２の油圧によって第一ポート１１２の開口面積が小さくなる左方（第一の方向）に付勢されるスプール１２０と、スプール１２０を、第一ポート１１２の開口面積が大きくなる右方（第二の方向）へと付勢するスプリング１３０（第一のスプリング）と、スプール１２０の摺動方向と同一方向に摺動可能に配置され、スプール１２０が左方に所定の位置まで摺動した際に、当該スプール１２０と当接するストッパ部１４２（ストッパ）と、ストッパ部１４２を、右方へと付勢するスプリング１４４（第二のスプリング）と、を具備するものである。

このように構成することにより、下流側に配置されたターボチャージャ５の軸受部４１へと供給される潤滑油の量を制限しながらも、前記エンジンが高回転数になった際の冷却性能の向上を図ることができる。
すなわち、エンジンが低回転数であり、第二油室Ｒ２の油圧が低い場合には、当該油圧に応じてスプール１２０を摺動させて第一ポート１１２の開口面積を小さくすることで、第二ポート１１３から吐出される潤滑油の量を制限することができる。一方、前記エンジンが高回転数になり、第二油室Ｒ２の油圧が高くなると、スプール１２０の摺動をストッパ部１４２によって規制することで、開口面積の減少を停止させる。これによって、オイルポンプ４からの潤滑油の供給量の増加に伴って第二ポート１１３から吐出される潤滑油の量も増加するようになるため、下流側に配置されたターボチャージャ５の軸受部４１の冷却性能の向上を図ることができる。
また、エンジンがさらに高回転数になり、第二油室Ｒ２の油圧が高くなると、ストッパ部１４２がスプール１２０と共に摺動するため、再び第二油室Ｒ２の油圧に応じて第一ポート１１２の開口面積を小さくすることができる。これによって、エンジンがさらに高回転数になった場合に過剰な潤滑油がターボチャージャ５の軸受部４１に供給されるのを防止することができる。

また、本実施形態に係る流量制御弁５０は、スプリング１３０を、当該スプリング１３０を挟んでスプール１２０と反対側から支持する本体部１４１（支持部材）をさらに具備し、ストッパ部１４２は本体部１４１に対して摺動可能に配置されるものである。
このように構成することにより、流量制御弁５０の構造を簡素化することができる。
すなわち、本体部１４１とストッパ部１４２を一体的に構成することができ、部品管理や組み付け作業を容易に行うことができる。

また、本実施形態に係る潤滑部位はターボチャージャ５である。
このように構成することにより、ターボチャージャ５へと供給される潤滑油の量を制限しながらも、エンジンが高回転数になった際の冷却性能の向上を図ることができる。

なお、本実施形態においては、流量制御弁５０は、エンジンの潤滑部位であるターボチャージャ５の上流側に配置され、流量制御弁５０の第二ポート１１３から吐出された潤滑油が当該ターボチャージャ５の軸受部４１へと供給されるものとしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、流量制御弁５０は、ターボチャージャ５に限らず、その他のエンジンの潤滑部位（潤滑油を必要とする各部）の上流側に配置することが可能である。

また、本発明に係る流量制御弁は、本実施形態に係る流量制御弁５０の構成に限るものではなく、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲でその構成（形状等）を任意に変更することが可能である。

例えば図１１に示すように、ストッパ部１４２の右端部に、当該ストッパ部１４２の左右中途部１４２ｃよりも外径の小さい縮径部１４２ｄを形成し、左右中途部１４２ｃの右端面によってスプリング１３０の左端を受ける構成とすることも可能である。このように、本体部１４１ではなくストッパ部１４２によってスプリング１３０を左方から受ける（支持する）ことも可能である。

１ 潤滑油供給機構
４ オイルポンプ
５ ターボチャージャ（潤滑部位）
１０ シャフト
２０ コンプレッサホイール
３０ タービンホイール
４０ ベアリングハウジング
４１ 軸受部
４２ 供給油路
４３ 排出油路
５０ 流量制御弁
１１０ 弁本体（ハウジング）
１１２ 第一ポート（供給口）
１１３ 第二ポート（吐出口）
１２０ スプール
１３０ スプリング（第一のスプリング）
１４０ 調圧部材
１４１ 本体部
１４２ ストッパ部（ストッパ）
１４４ スプリング（第二のスプリング）

Claims (3)

1. 内燃機関の回転に応じて駆動されるオイルポンプからの潤滑油が供給される供給口、潤滑油を前記内燃機関の潤滑部位へと吐出する吐出口、及び前記吐出口と同じ油圧が付与される油室が形成されるハウジングと、
   前記ハウジングに対して摺動可能に配置されると共に、摺動位置に応じて前記供給口の開口面積を調節可能であり、前記油室の油圧によって前記供給口の開口面積が小さくなる第一の方向に付勢されるスプールと、
   前記スプールを、前記供給口の開口面積が大きくなる第二の方向へと付勢する第一のスプリングと、
   前記スプールの摺動方向と同一方向に摺動可能に配置され、前記スプールが前記第一の方向に所定の位置まで摺動した際に、当該スプールと当接するストッパと、
   前記ストッパを、前記第二の方向へと付勢する第二のスプリングと、
   を具備する内燃機関の流量制御弁。
2. 前記第一のスプリングを、当該第一のスプリングを挟んで前記スプールと反対側から支持する支持部材をさらに具備し、
   前記ストッパは前記支持部材に対して摺動可能に配置される、
   請求項１に記載の内燃機関の流量制御弁。
3. 前記潤滑部位はターボチャージャである、
   請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の流量制御弁。

Images