JP2016089633A - 流量制御弁 - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑油の温度変化に応じて潤滑油の供給量の調節を行うことが可能な流量制御弁を提供する。【解決手段】ターボチャージャの軸受部へと潤滑油を供給する供給油路に設けられる流量制御弁５０であって、内部を潤滑油が流通する弁本体１１０と、弁本体１１０に対して摺動することで当該弁本体１１０を流通する潤滑油の流路面積を調節可能であり、弁本体１１０を流通する潤滑油の油圧によって左方に向かって付勢されるスプール１２０と、スプール１２０を右方に向かって付勢する第一スプリング１４０と、形状記憶合金で形成され、温度に応じて伸縮可能であると共に、スプール１２０をに向かって付勢する第二スプリング１６０と、を具備した。【選択図】図４

Description

本発明は、ターボチャージャの軸受部へと潤滑油を供給する潤滑油供給油路に設けられる流量制御弁の技術に関する。

従来、ターボチャージャの軸受部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、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節している。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節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、温度変化による潤滑油の動粘度の変化が考慮されていなかった。具体的には、潤滑油の温度によって当該潤滑油の動粘度が変化した場合には、軸受部へと供給される潤滑油の量（供給量）が変化する。これに対し、特許文献２の技術では、当該潤滑油の温度変化に応じて潤滑油の供給量の調節を行うことができなかった。

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、潤滑油の温度変化に応じて軸受部へと供給される潤滑油の量の調節を行うことが可能な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、ターボチャージャの軸受部へと潤滑油を供給する潤滑油供給油路に設けられる流量制御弁であって、内部を潤滑油が流通するハウジングと、前記ハウジングに対して摺動することで当該ハウジングを流通する潤滑油の流路面積を調節可能であり、前記ハウジングを流通する潤滑油の油圧によって摺動方向一側に向かって付勢されるスプールと、前記スプールを当該スプールの摺動方向他側に向かって付勢する第一のコイルスプリングと、形状記憶合金で形成され、温度に応じて伸縮可能であると共に、前記スプールを前記摺動方向一側又は前記摺動方向他側のいずれか一方に向かって付勢する第二のコイルスプリングと、を具備するものである。

請求項２においては、前記第二のコイルスプリングは、前記スプールの摺動方向に沿って前記第一のコイルスプリングと隣り合うように配置され、前記スプールを前記摺動方向一側に向かって付勢するものである。

請求項３においては、前記第二のコイルスプリングは、少なくとも一部が前記第一のコイルスプリングの径方向内側又は外側に配置され、前記スプールを前記摺動方向一側に向かって付勢するものである。

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、潤滑油の温度変化に応じて潤滑油の供給量の調節を行うことができる。

請求項２においては、簡素な構成で、潤滑油の温度変化に応じて潤滑油の供給量の調節を行うことができる。

請求項３においては、流量制御弁の小型化（スプールの摺動方向に沿った長さの短縮化）を図ることができる。

本発明の第一実施形態に係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。 第一実施形態に係る流量制御弁を示した正面断面図。 図４におけるＢ−Ｂ断面図。 （ａ）供給油圧と潤滑油量との関係を示した図。（ｂ）第一実施形態に係る第二スプリングの温度の違いに基づく潤滑油量の変化を示した図。 スプールが左方に摺動する様子を示した正面断面図。 第二実施形態に係る流量制御弁を示した正面断面図。 第二実施形態に係る第二スプリングの温度の違いに基づく潤滑油量の変化を示した図。 第三実施形態に係る流量制御弁を示した正面断面図。

以下では、図中の矢印Ｕ、矢印Ｄ、矢印Ｆ、矢印Ｂ、矢印Ｌ及び矢印Ｒで示した方向を、それぞれ上方向、下方向、前方向、後方向、左方向及び右方向と定義して説明を行う。

まず、図１を用いて、本発明の第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全体の構成を説明する。

潤滑油供給機構１は、図示せぬエンジンに設けられたターボチャージャ６（より詳細には、当該ターボチャージャ６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、オイルフィルタ５、ターボチャージャ６（より詳細には、当該ターボチャージャ６のうち潤滑油が流通する経路を成す部分）及び戻り油路７により構成される。

オイルパン２は、潤滑油を貯溜するものである。

圧送油路３は、オイルパン２に貯溜された潤滑油をターボチャージャ６へと案内するものである。圧送油路３の一端は、オイルパン２に接続される。当該圧送油路３の一端には、オイルストレーナ３ａが設けられる。圧送油路３の他端は、ターボチャージャ６（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。

オイルポンプ４は、潤滑油を圧送するものである。オイルポンプ４は、圧送油路３の中途部に設けられる。オイルポンプ４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、オイルポンプ４から吐出される潤滑油の量（吐出量）が増減する。

オイルフィルタ５は、潤滑油中の異物を取り除くものである。オイルフィルタ５は、圧送油路３の中途部（オイルポンプ４よりも下流側）に設けられる。

ターボチャージャ６は、前記エンジンのシリンダに圧縮空気を送り込むものである。ターボチャージャ６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）は後述する戻り油路７の一端に接続される。
なお、ターボチャージャ６の具体的な構成については後述する。

戻り油路７は、ターボチャージャ６から排出される潤滑油をオイルパン２へと案内するものである。戻り油路７の一端は、ターボチャージャ６（より詳細には、ベアリングハウジング４０の排出油路４３）に接続される。戻り油路７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６へと圧送される。さらに当該潤滑油は、流量制御弁５０によって適宜流量を調節されながら、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７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６の構成について説明する。

ターボチャージャ６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６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の底面は平ら（平面状）に形成される。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。

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（平板状）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７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。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、それぞれ称する。

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７の一端に接続される。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面積（流路面積）を変更することによって当該潤滑油の流量を調節するものである。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及び図５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、調圧部材１３０、第一スプリング１４０、閉塞部材１５０及び第二スプリング１６０を具備する。

弁本体１１０は、内部を潤滑油が流通可能な部材である。弁本体１１０は、略円筒状に形成される。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。

第一ポート１１２は、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、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が形成された部分）に亘って配置される。スプール１２０には、第一拡径部１２１、第二拡径部１２２、左側突出部１２３及び右側突出部１２４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。

左側突出部１２３は、略円柱状に形成される部分である。左側突出部１２３は、第一拡径部１２１の左端面から左方に向けて突出するように形成される。左側突出部１２３の径は、第一拡径部１２１の径よりも小さくなるように形成される。

右側突出部１２４は、略円柱状に形成される部分である。右側突出部１２４は、第二拡径部１２２の右端面から右方に向けて突出するように形成される。右側突出部１２４の径は、第二拡径部１２２の径よりも小さくなるように形成される。

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（第一ポート１１２を流通する潤滑油の流路面積）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。

調圧部材１３０は、後述する第一スプリング１４０を左方から支持すると共に、当該第一スプリング１４０によってスプール１２０に加えられる付勢力を調節するためのものである。調圧部材１３０は、スプール１２０の左方に配置される。調圧部材１３０には、本体部１３１及び突出部１３２が形成される。

本体部１３１は、略円柱状に形成される部分である。本体部１３１は、その長手方向を左右方向に向けて配置される。本体部１３１には、その外周面の左端部から右端部近傍に亘ってねじ（おねじ）が形成される。

突出部１３２は、略円柱状に形成される部分である。突出部１３２は、本体部１３１の右端面から右方に向けて突出するように形成される。突出部１３２の径は、本体部１３１の径よりも小さくなるように形成される。

このように構成された調圧部材１３０は、本体部１３１が弁本体１１０のめねじ部１１６にねじ込まれることで、当該弁本体１１０に固定される。また、本体部１３１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１３０の左右方向の位置を任意に調節することができる。

第一スプリング１４０は、圧縮されることで弾性エネルギーを蓄積する圧縮コイルスプリングである。第一スプリング１４０は、スプール１２０と調圧部材１３０との間に配置される。

具体的には、第一スプリング１４０の左端は、調圧部材１３０の本体部１３１の右端面によって受けられる。第一スプリング１４０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、第一スプリング１４０はスプール１２０を右方に向かって所定の力で付勢する。この際、第一スプリング１４０の右端部にはスプール１２０の左側突出部１２３が挿通されると共に、第一スプリング１４０の左端部には調圧部材１３０の突出部１３２が挿通される。これによって、第一スプリング１４０の姿勢が崩れないように保持されている。

閉塞部材１５０は、摺動部１１１の右端部を閉塞すると共に、後述する第二スプリング１６０を右方から支持するものである。閉塞部材１５０は、その板面を左右方向に向けた略円板状に形成される。閉塞部材１５０は、スプール１２０の右方に配置される。閉塞部材１５０には、突出部１５１が形成される。

突出部１５１は、略円柱状に形成される部分である。突出部１５１は、閉塞部材１５０の左端面から左方に向けて突出するように形成される。突出部１５１の径は、閉塞部材１５０の径よりも小さくなるように形成される。

このように構成された閉塞部材１５０は、弁本体１１０の摺動部１１１の右端部に嵌め込まれることで、当該弁本体１１０に固定される。このようにして、当該摺動部１１１の右端部は閉塞部材１５０によって閉塞される。

第二スプリング１６０は、圧縮されることで弾性エネルギーを蓄積する圧縮コイルスプリングである。第二スプリング１６０は、スプール１２０と閉塞部材１５０との間に配置される。

具体的には、第二スプリング１６０の右端は、閉塞部材１５０の左端面によって受けられる。第二スプリング１６０の左端は、スプール１２０の第二拡径部１２２の右端面によって受けられる。このようにして、第二スプリング１６０はスプール１２０を左方に向かって所定の力で付勢する。この際、第二スプリング１６０の左端部にはスプール１２０の右側突出部１２４が挿通されると共に、第二スプリング１６０の右端部には閉塞部材１５０の突出部１５１が挿通される。これによって、第二スプリング１６０の姿勢が崩れないように保持されている。

第二スプリング１６０は形状記憶合金によって形成され、温度に応じて伸縮する。具体的には、第二スプリング１６０は、温度の上昇に伴って伸長する。このため、第二スプリング１６０がスプール１２０を付勢する力（付勢力）は、温度に応じて変化する。具体的には、第二スプリング１６０の温度が低温になるほど、当該第二スプリング１６０がスプール１２０を左方に付勢する付勢力は小さくなる。また、第二スプリング１６０の温度が高温になるほど、当該第二スプリング１６０がスプール１２０を左方に付勢する付勢力は大きくなる。

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７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７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節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と称する。供給油圧Ｐ（すなわち、エンジン回転数）が低い場合（図６（ａ）における供給油圧Ｐが０からＰ１までの範囲）には、第一スプリング１４０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４参照）。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と称する。

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）。すなわち、第二油室Ｒ２内の油圧によってスプール１２０は左方へと付勢されている。また、スプール１２０は、第二スプリング１６０によっても左方へと付勢されている。

供給油圧Ｐがさらに増加し（図６（ａ）における供給油圧ＰがＰ１以上の範囲）、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内の油圧及び第二スプリング１６０によってスプール１２０が左方へと付勢される力が、第一スプリング１４０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７参照）、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を調節（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。

次に、図４及び図６（ｂ）を用いて、第二スプリング１６０の温度に応じた潤滑油量Ｖの変化について説明する。

第二スプリング１６０の温度は、流量制御弁５０を流通する潤滑油の温度に応じて変化する。例えば、前記エンジンが始動した直後においては、潤滑油の温度は比較的低いため、第二スプリング１６０の温度も比較的低くなる。一方、前記エンジンが始動して時間が経過するにつれて、当該エンジンの各部を潤滑する潤滑油の温度は上昇する。当該潤滑油の熱によって、第二スプリング１６０の温度も上昇する。

図６（ｂ）には、第二スプリング１６０の温度がＴ１である場合の供給油圧Ｐと潤滑油量Ｖとの関係（図６（ｂ）の実線Ｌ１）、及び第二スプリング１６０の温度がＴ２である場合の供給油圧Ｐと潤滑油量Ｖとの関係（図６（ｂ）の一点鎖線Ｌ２）を示している。ここで、温度Ｔ１は温度Ｔ２よりも低いものとする。

第二スプリング１６０の温度が高い場合に比べて、第二スプリング１６０の温度が低い場合には、当該第二スプリング１６０の付勢力は小さくなる。すなわち、温度が低いほど、第二スプリング１６０がスプール１２０を左方へと付勢する力は小さくなる。従って、第二スプリング１６０の温度が高い場合（図６（ｂ）の一点鎖線Ｌ２）に比べて、第二スプリング１６０の温度が低い場合（図６（ｂ）の実線Ｌ１）の方が、スプール１２０を左方へと摺動させるために大きい供給油圧Ｐが必要になる。

具体的には、第二スプリング１６０の温度が高い場合（一点鎖線Ｌ２）には、供給油圧ＰがＰ２に達した時点でスプール１２０が摺動し、潤滑油量Ｖが制限され始める。これに対し、第二スプリング１６０の温度が低い場合（実線Ｌ１）には、供給油圧ＰがＰ２よりも高いＰ３に達した時点で潤滑油量Ｖが制限され始める。

このように、第一実施形態においては、第二スプリング１６０の温度が低い場合、すなわち潤滑油の温度が低く、当該潤滑油の動粘度が高い場合には、供給油圧Ｐが比較的高くなるまで潤滑油量Ｖが制限されることがない。これによって、潤滑油の動粘度が高く、軸受部４１へと供給される潤滑油の量が減少（不足）するおそれがある場合には、潤滑油が当該軸受部４１へと供給され易くなる。従って、軸受部４１における焼き付き等の不具合の発生を抑制することができる。

一方、第二スプリング１６０の温度が高い場合、すなわち潤滑油の温度が高く、当該潤滑油の動粘度が低い場合には、比較的低い供給油圧Ｐで潤滑油量Ｖが制限され始める。これによって、軸受部４１に過剰な潤滑油が供給されるのを防止することができる。

なお、調圧部材１３０の左右方向の位置を変更して第一スプリング１４０によってスプール１２０に加えられる付勢力を調節したり、第一スプリング１４０又は第二スプリング１６０を特性の異なるものに変更したりすることで、スプール１２０が摺動され始める（潤滑油量Ｖが制限され始める）供給油圧Ｐの値を任意に調節することができる。

また、図６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の開口面積の調節）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、本実施形態に係る流量制御弁５０は、ターボチャージャ６の軸受部４１へと潤滑油を供給する供給油路４２（潤滑油供給油路）に設けられる流量制御弁５０であって、内部を潤滑油が流通する弁本体１１０（ハウジング）と、弁本体１１０に対して摺動することで当該弁本体１１０を流通する潤滑油の流路面積を調節可能であり、弁本体１１０を流通する潤滑油の油圧によって左方（摺動方向一側）に向かって付勢されるスプール１２０と、スプール１２０を右方（当該スプール１２０の摺動方向他側）に向かって付勢する第一スプリング１４０（第一のコイルスプリング）と、形状記憶合金で形成され、温度に応じて伸縮可能であると共に、スプール１２０を左方（スプール１２０の摺動方向一側）に向かって付勢する第二スプリング１６０（第二のコイルスプリング）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、潤滑油の温度変化に応じて軸受部４１へと供給される潤滑油の量（潤滑油量Ｖ）の調節を行うことができる。

なお、本実施形態に係る圧送油路３及び供給油路４２は、本発明に係る潤滑油供給油路の実施の一形態である。
また、本実施形態に係る弁本体１１０は、本発明に係るハウジングの実施の一形態である。
また、本実施形態に係る第一スプリング１４０は、本発明に係る第一のコイルスプリングの実施の一形態である。
また、本実施形態に係る第二スプリング１６０は、本発明に係る第二のコイルスプリングの実施の一形態である。

以下では、図８及び図９を用いて、第二実施形態に係る流量制御弁５０Ａについて説明する。

まず、図８を用いて、流量制御弁５０Ａの構成について説明する。
なお、流量制御弁５０Ａが、第一実施形態に係る流量制御弁５０（図４参照）と主に異なる点は、形状記憶合金によって形成された第二スプリング１６０Ａが、スプール１２０の右側ではなく左側（左端部近傍）に配置されている点である。よって以下では、主に当該相違点に関する構成について説明を行い、第一実施形態と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略する。

第二実施形態に係る流量制御弁５０Ａは、第一実施形態に係る第一スプリング１４０及び第二スプリング１６０（図４参照）に代えて、第一スプリング１４０Ａ及び第二スプリング１６０Ａを具備する。

第一スプリング１４０Ａは、圧縮されることで弾性エネルギーを蓄積する圧縮コイルスプリングである。第一スプリング１４０Ａは、スプール１２０と調圧部材１３０との間に配置される。

具体的には、第一スプリング１４０Ａの左端は、調圧部材１３０の本体部１３１の右端面によって受けられる。第一スプリング１４０Ａの右端は、後述する第二スプリング１６０Ａを介してスプール１２０の第一拡径部１２１によって受けられる。このようにして、第一スプリング１４０Ａはスプール１２０を右方に向かって所定の力で付勢する。この際、第一スプリング１４０Ａの右端部にはスプール１２０の左側突出部１２３が挿通されると共に、第一スプリング１４０Ａの左端部には調圧部材１３０の突出部１３２が挿通される。これによって、第一スプリング１４０Ａの姿勢が崩れないように保持されている。

第二スプリング１６０Ａは、圧縮されることで弾性エネルギーを蓄積する圧縮コイルスプリングである。第二スプリング１６０Ａの径は、第一スプリング１４０Ａの径と略同一になるように形成される。第二スプリング１６０Ａは、スプール１２０（第一拡径部１２１）と第一スプリング１４０Ａとの間に配置される。このようにして、第二スプリング１６０Ａはスプール１２０を右方に向かって所定の力で付勢する。この際、第二スプリング１６０Ａには、スプール１２０の左側突出部１２３が挿通される。これによって、第二スプリング１６０Ａの姿勢が崩れないように保持されている。

第二スプリング１６０Ａは形状記憶合金によって形成され、温度に応じて伸縮する。具体的には、第二スプリング１６０Ａは、温度の上昇に伴って伸長する。このため、第二スプリング１６０Ａがスプール１２０を付勢する力（付勢力）は、温度に応じて変化する。具体的には、第二スプリング１６０Ａの温度が低温になるほど、当該第二スプリング１６０Ａがスプール１２０を右方に付勢する付勢力は小さくなる。また、第二スプリング１６０Ａの温度が高温になるほど、当該第二スプリング１６０Ａがスプール１２０を右方に付勢する付勢力は大きくなる。

以上のように、第二実施形態に係る流量制御弁５０Ａにおいては、第一スプリング１４０Ａと第二スプリング１６０Ａとが長手方向（左右方向）に沿って隣り合うように、一直線上に並べて配置（いわゆる、直列配置）される。当該第一スプリング１４０Ａ及び第二スプリング１６０Ａによって、スプール１２０は右方へと付勢される。

このように構成された流量制御弁５０Ａによって、第一実施形態と同様に、軸受部４１へと供給される潤滑油の流量が調節される（図６（ａ）参照）。

次に、図８及び図９を用いて、第二スプリング１６０Ａの温度の違いに基づく潤滑油量Ｖの変化について説明する。

図９には、第二スプリング１６０Ａの温度がＴ３である場合の供給油圧Ｐと潤滑油量Ｖとの関係（図９の実線Ｌ３）、及び第二スプリング１６０Ａの温度がＴ４である場合の供給油圧Ｐと潤滑油量Ｖとの関係（図９の一点鎖線Ｌ４）を示している。ここで、温度Ｔ３は温度Ｔ４よりも低いものとする。

第二スプリング１６０Ａの温度が高い場合に比べて、当該第二スプリング１６０Ａの温度が低い場合には、当該第二スプリング１６０Ａの付勢力は小さくなる。すなわち、温度が低いほど、第二スプリング１６０Ａがスプール１２０を右方へと付勢する力は小さくなる。従って、第二スプリング１６０Ａの温度が低い場合（図９の実線Ｌ３）に比べて、第二スプリング１６０Ａの温度が高い場合（図９の一点鎖線Ｌ４）の方が、スプール１２０を左方へと摺動させるために大きい供給油圧Ｐが必要になる。

具体的には、第二スプリング１６０Ａの温度が低い場合（実線Ｌ３）には、供給油圧ＰがＰ４に達した時点でスプール１２０が摺動し、潤滑油量Ｖが制限され始める。これに対し、第二スプリング１６０Ａの温度が高い場合（一点鎖線Ｌ４）には、供給油圧ＰがＰ４よりも高いＰ５に達した時点で潤滑油量Ｖが制限され始める。

このように、第二実施形態においては、第二スプリング１６０Ａの温度が低い場合、すなわち潤滑油の温度が低く、当該潤滑油の動粘度が高い場合には、比較的早い段階（比較的低い供給油圧Ｐ）で潤滑油量Ｖが制限され始めることになる。潤滑油量Ｖが制限される（第一ポート１１２の開口面積が絞られる）と、第一ポート１１２を流通する潤滑油の温度上昇が促される。これによって、前記エンジンの暖機運転が行われる際の、潤滑油の温度上昇を促進させることができる。

また、温度が低い（すなわち、動粘度が高い）潤滑油が軸受部４１に供給されると、当該軸受部４１における摩擦損失が増加する。しかしながら、本実施形態においては、潤滑油の温度が低い場合には、流量制御弁５０によって軸受部４１に供給される潤滑油の流量が制限される。このため、当該軸受部４１における摩擦損失を低減することができ、ひいては燃費の向上を図ることができる。

一方、第二スプリング１６０Ａの温度が高くなった場合、すなわち潤滑油の温度が高くなり、当該潤滑油の動粘度が低くなった場合には、供給油圧Ｐが比較的高くなるまで潤滑油量Ｖが制限されることがない。これによって、潤滑油の温度上昇を過剰に促すのを防止することができる。

以上の如く、本実施形態に係る第二スプリング１６０Ａ（第二のコイルスプリング）は、スプール１２０の摺動方向に沿って第一スプリング１４０Ａと隣り合うように配置され、スプール１２０を右方（前記摺動方向一側）に向かって付勢するものである。
このように構成することにより、簡素な構成で、潤滑油の温度変化に応じて潤滑油の供給量の調節を行うことができる。

なお、本実施形態に係る第一スプリング１４０Ａは、本発明に係る第一のコイルスプリングの実施の一形態である。
また、本実施形態に係る第二スプリング１６０Ａは、本発明に係る第二のコイルスプリングの実施の一形態である。

以下では、図１０を用いて、第三実施形態に係る流量制御弁５０Ｂについて説明する。

まず、図１０を用いて、流量制御弁５０Ｂの構成について説明する。
なお、流量制御弁５０Ｂが、第二実施形態に係る流量制御弁５０Ａ（図８参照）と主に異なる点は、形状記憶合金によって形成された第二スプリング１６０Ｂが、第一スプリング１４０Ｂの内側に配置されている点である。よって以下では、主に当該相違点に関する構成について説明を行い、第二実施形態と同様の構成については同様の符号を付して説明を省略する。

第三実施形態に係る流量制御弁５０Ｂは、第二実施形態に係るスプール１２０、調圧部材１３０、第一スプリング１４０Ａ及び第二スプリング１６０Ａに代えて、スプール１２０Ｂ、調圧部材１３０Ｂ、第一スプリング１４０Ｂ及び第二スプリング１６０Ｂを具備する。

スプール１２０Ｂ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１２０Ｂには、第二実施形態に係るスプール１２０と同様に、第一拡径部１２１及び第二拡径部１２２が形成される。またスプール１２０Ｂには、第一突出部１２３Ｂ及び第二突出部１２４Ｂが形成される。

第一突出部１２３Ｂは、略円柱状に形成される部分である。第一突出部１２３Ｂは、第一拡径部１２１の左端面から左方に向けて突出するように形成される。第一突出部１２３Ｂの径は、第一拡径部１２１の径よりも小さくなるように形成される。

第二突出部１２４Ｂは、略円柱状に形成される部分である。第二突出部１２４Ｂは、第一突出部１２３Ｂの左端面から左方に向けて突出するように形成される。第二突出部１２４Ｂの径は、第一突出部１２３Ｂの径よりも小さくなるように形成される。

調圧部材１３０Ｂは、後述する第一スプリング１４０Ｂ及び第二スプリング１６０Ｂを左方から支持すると共に、当該第一スプリング１４０Ｂ及び第二スプリング１６０Ｂによってスプール１２０に加えられる付勢力を調節するためのものである。調圧部材１３０Ｂには、第二実施形態に係る調圧部材１３０と同様に、本体部１３１が形成される。また調圧部材１３０Ｂには、第一突出部１３２Ｂ及び第二突出部１３３Ｂが形成される。

第一突出部１３２Ｂは、略円柱状に形成される部分である。第一突出部１３２Ｂは、本体部１３１の右端面から右方に向けて突出するように形成される。第一突出部１３２Ｂの径は、本体部１３１の径よりも小さくなるように形成される。また第一突出部１３２Ｂの径は、スプール１２０Ｂの第一突出部１２３Ｂの径と略同一になるように形成される。

第二突出部１３３Ｂは、略円柱状に形成される部分である。第二突出部１３３Ｂは、第一突出部１３２Ｂの右端面から右方に向けて突出するように形成される。第二突出部１３３Ｂの径は、第一突出部１３２Ｂの径よりも小さくなるように形成される。また第二突出部１３３Ｂの径は、スプール１２０Ｂの第二突出部１２４Ｂの径と略同一になるように形成される。

第一スプリング１４０Ｂは、圧縮されることで弾性エネルギーを蓄積する圧縮コイルスプリングである。第一スプリング１４０Ｂは、スプール１２０Ｂと調圧部材１３０Ｂとの間に配置される。

具体的には、第一スプリング１４０Ｂの左端は、調圧部材１３０Ｂの本体部１３１の右端面によって受けられる。第一スプリング１４０Ｂの右端は、スプール１２０Ｂ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、第一スプリング１４０Ｂはスプール１２０Ｂを右方に向かって所定の力で付勢する。この際、第一スプリング１４０Ｂの右端部にはスプール１２０Ｂの第一突出部１２３Ｂが挿通されると共に、第一スプリング１４０Ｂの左端部には調圧部材１３０Ｂの第一突出部１３２Ｂが挿通される。これによって、第一スプリング１４０Ｂの姿勢が崩れないように保持されている。

第二スプリング１６０Ｂは、圧縮されることで弾性エネルギーを蓄積する圧縮コイルスプリングである。第二スプリング１６０Ｂの径（外径）は、第一スプリング１４０Ｂの径（内径）よりも小さくなるように形成される。第二スプリング１６０Ｂは、スプール１２０Ｂと調圧部材１３０Ｂとの間において、第一スプリング１４０Ｂの径方向内側に挿入された状態で配置される

具体的には、第二スプリング１６０Ｂの左端は、調圧部材１３０Ｂの第一突出部１３２Ｂの右端面によって受けられる。当該第二スプリング１６０Ｂの右端は、スプール１２０Ｂの第一突出部１２３Ｂの左端面によって受けられる。このようにして、第二スプリング１６０Ｂは、スプール１２０Ｂを右方に向かって所定の力で付勢する。この際、第二スプリング１６０Ｂの右端部にはスプール１２０の第二突出部１２４Ｂが挿通されると共に、第二スプリング１６０Ｂの左端部には調圧部材１３０の第二突出部１３３Ｂが挿通される。これによって、第二スプリング１６０Ｂの姿勢が崩れないように保持されている。

第二スプリング１６０Ｂは形状記憶合金によって形成され、温度に応じて伸縮する。具体的には、第二スプリング１６０Ｂは、温度の上昇に伴って伸長する。このため、第二スプリング１６０Ｂがスプール１２０Ｂを付勢する力（付勢力）は、温度に応じて変化する。具体的には、第二スプリング１６０Ｂの温度が低温になるほど、当該第二スプリング１６０Ｂがスプール１２０Ｂを右方に付勢する付勢力は小さくなる。また、第二スプリング１６０Ｂの温度が高温になるほど、当該第二スプリング１６０Ｂがスプール１２０Ｂを右方に付勢する付勢力は大きくなる。

以上のように、第三実施形態に係る流量制御弁５０Ｂにおいては、第二スプリング１６０Ｂは、第一スプリング１４０Ｂの径方向内側に位置するように配置（いわゆる、並列配置）される。当該第一スプリング１４０Ｂ及び第二スプリング１６０Ｂによって、スプール１２０は右方へと付勢される。

このように構成された流量制御弁５０Ｂによって、第一実施形態及び第二実施形態と同様に、軸受部４１へと供給される潤滑油の流量が調節される（図６（ａ）参照）。

また、このように構成された流量制御弁５０Ｂによって、第二実施形態と同様に、第二スプリング１６０Ｂの温度に応じて潤滑油量Ｖが調節される（図９参照）。

以上の如く、本実施形態に係る第二スプリング１６０Ｂ（第二のコイルスプリング）は、第一スプリング１４０Ｂの径方向内側に配置され、スプール１２０Ｂを右方（前記摺動方向一側）に向かって付勢するものである。
このように構成することにより、流量制御弁５０Ｂの小型化（スプール１２０Ｂの摺動方向に沿った長さの短縮化）を図ることができる。

なお、本実施形態に係る第一スプリング１４０Ｂは、本発明に係る第一のコイルスプリングの実施の一形態である。
また、本実施形態に係る第二スプリング１６０Ｂは、本発明に係る第二のコイルスプリングの実施の一形態である。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は上記構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内で種々の変更が可能である。

例えば、本発明に係る第二のコイルスプリングは、第一実施形態に係る第二スプリング１６０（図４参照）のようにスプール１２０の右方に配置することも、第二実施形態に係る第二スプリング１６０Ａ（図８参照）等のようにスプール１２０の左方に配置することも可能である。すなわち、本発明に係る第二のコイルスプリングは、スプールを摺動方向一側に向かって付勢するように配置することも、摺動方向他側に向かって付勢するように配置することも可能である。

また、第二実施形態に係る第二スプリング１６０Ａ（図８参照）は、第一スプリング１４０Ａの右側に配置されるものとしたが、第一スプリング１４０の左側に配置することも可能である。

また、第三実施形態に係る第二スプリング１６０Ｂ（図１０参照）は、全体が第一スプリング１４０Ｂの径方向内側に挿入された状態で配置されるものとしたが、一部だけが第一スプリング１４０Ｂの径方向内側に挿入された状態で配置されるものでも良い。

また、第三実施形態に係る第二スプリング１６０Ｂ（図１０参照）は、第一スプリング１４０Ｂの径方向内側に挿入された状態で配置されるものとしたが、第一スプリング１４０Ｂの径方向外側に配置される（第一スプリング１４０Ｂが第二スプリング１６０Ｂの径方向内側に配置される）ものでも良い。

また、本発明に係る流量制御弁は、ターボチャージャへと潤滑油を案内する潤滑油供給油路に設けられていれば良く、第一実施形態に係る流量制御弁５０のように供給油路４２に設けられるものに限るものではない。例えば、本発明に係る流量制御弁は、ターボチャージャ６のベアリングハウジング４０に接続された圧送油路３に設けられる構成とすることも可能である。

４２ 供給油路（潤滑油供給油路）
５０ 流量制御弁
１１０ 弁本体（ハウジング）
１２０ スプール
１３０ 調圧部材
１４０ 第一スプリング（第一のコイルスプリング）
１５０ 閉塞部材
１６０ 第二スプリング（第二のコイルスプリング）

Claims (3)

1. ターボチャージャの軸受部へと潤滑油を供給する潤滑油供給油路に設けられる流量制御弁であって、
   内部を潤滑油が流通するハウジングと、
   前記ハウジングに対して摺動することで当該ハウジングを流通する潤滑油の流路面積を調節可能であり、前記ハウジングを流通する潤滑油の油圧によって摺動方向一側に向かって付勢されるスプールと、
   前記スプールを当該スプールの摺動方向他側に向かって付勢する第一のコイルスプリングと、
   形状記憶合金で形成され、温度に応じて伸縮可能であると共に、前記スプールを前記摺動方向一側又は前記摺動方向他側のいずれか一方に向かって付勢する第二のコイルスプリングと、
   を具備する流量制御弁。
2. 前記第二のコイルスプリングは、
   前記スプールの摺動方向に沿って前記第一のコイルスプリングと隣り合うように配置され、前記スプールを前記摺動方向一側に向かって付勢する、
   請求項１に記載の流量制御弁。
3. 前記第二のコイルスプリングは、
   少なくとも一部が前記第一のコイルスプリングの径方向内側又は外側に配置され、前記スプールを前記摺動方向一側に向かって付勢する、
   請求項１に記載の流量制御弁。

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