JP6147655B2

JP6147655B2 - ターボチャージャの潤滑油供給機構

Info

Publication number: JP6147655B2
Application number: JP2013252795A
Authority: JP
Inventors: 正明小柳; マキ青木; 覚神原
Original assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Current assignee: Taiho Kogyo Co Ltd
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2013-12-06
Publication date: 2017-06-14
Anticipated expiration: 2033-12-06
Also published as: US20160040591A1; CN105051348A; EP2975238A1; CN105051348B; JP2014199050A; WO2014141886A1; EP2975238A4; US9896995B2

Description

本発明は、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ターボチャージャの潤滑油供給機構の技術に関する。

従来、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ターボチャージャの潤滑油供給機構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、図６に示すようなターボチャージャ９０５の潤滑油供給機構９０１が記載されている。この潤滑油供給機構９０１においては、オイルパン９０２に貯溜された潤滑油が、オイルポンプ９０４によって圧送油路９０３を介してターボチャージャ９０５のベアリングハウジング９４０へと供給される。

当該ベアリングハウジング９４０へと供給された潤滑油は、コンプレッサホイール９２０とタービンホイール９３０とを連結したシャフト９１０を回転可能に支持する軸受部９４１へと案内され、当該軸受部９４１を潤滑する。当該軸受部９４１を潤滑した潤滑油は、戻り油路９０６を介して再びオイルパン９０２へと戻される。

ここで、当該潤滑油供給機構９０１においては、圧送油路９０３に絞り９５１が設けられる。また、ベアリングハウジング９４０をバイパスするように、圧送油路９０３（より詳細には、圧送油路９０３における絞り９５１の上流側）と戻り油路９０６とを接続するドレン油路９０７が形成され、当該ドレン油路９０７に圧力調整弁９５２が設けられる。

このように構成された潤滑油供給機構９０１においては、絞り９５１によって軸受部９４１に供給される潤滑油の必要最低油量を確保すると共に、圧力調整弁９５２によって軸受部９４１に過剰な潤滑油が供給されるのを防止している。すなわち、オイルポンプ９０４の吐出圧力（ひいては、圧送油路９０３内の圧力）が高くなった場合には、圧力調整弁９５２が開いて圧送油路９０３内の潤滑油をドレン油路９０７に逃がすことで、圧送油路９０３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ベアリングハウジング９４０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、このような潤滑油供給機構９０１において、オイルポンプ９０４はベアリングハウジング９４０に供給される潤滑油だけでなく、圧力調整弁９５２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９０４の仕事に無駄がある点で不利であった。

特開平８−９３４９０号公報

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、過剰な潤滑油が軸受部へ供給されるのを防止しながらも、オイルポンプの仕事を低減することが可能なターボチャージャの潤滑油供給機構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、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ターボチャージャの潤滑油供給機構であって、オイルポンプから圧送される潤滑油を前記軸受部へと案内する供給油路と、前記供給油路に設けられ、当該供給油路を流通する潤滑油の圧力及びスプリングの付勢力に基づいて弁本体の内部に移動自在に設けられたスプールを押圧移動させ、当該潤滑油の流路を絞ることによって当該潤滑油の流量を調整する非電気式の流量制御弁と、大気圧になるように開放されると共に、潤滑油を前記軸受部から排出する排出油路と、を具備し、前記流量制御弁は、前記軸受部が形成されるベアリングハウジングの内部に設けられ、前記スプリングを配置するスプリング室を具備し、前記スプリング室は、前記排出油路と連通し、当該排出油路を流通する潤滑油が当該スプリング室を通過するように形成されるものである。

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、潤滑油を逃がすことなく、過剰な潤滑油が軸受部へ供給されるのを防止することができるため、オイルポンプの仕事を低減することができる。これによって、当該オイルポンプの小型化を図ることができる。

本発明の一実施形態に係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。（ａ）図３における流量制御弁の拡大図。（ｂ）Ｂ−Ｂ断面図。（ａ）第一油室内の圧力が上昇した状態を示した図。（ｂ）流量制御弁によって潤滑油の流路が絞られる様子を示した図。従来の潤滑油供給機構の全体的な構成を示した模式図。潤滑油量とフリクショントルクとの関係を示した図。本発明の変形例に係る潤滑油供給機構の全体的な構成を示した模式図。同じく、変形例に係るターボチャージャの正面断面図。（ａ）変形例に係る流量制御弁の拡大図。（ｂ）Ｃ−Ｃ断面図。（ａ）変形例において、第一油室内の圧力が上昇した状態を示した図。（ｂ）同じく、流量制御弁によって潤滑油の流路が絞られる様子を示した図。

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、後述するターボチャージャ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、図示せぬエンジン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。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オイルポンプ４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、オイルポンプ４によって圧送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。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１参照）。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、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１参照）。

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を絞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３及び図４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及びスプリング１３０を具備する。

弁本体１１０は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（供給油路４２の中途部）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及び連通油路１１４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の両端部は、適宜閉塞部材によって閉塞される。

第一ポート１１２は、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。第二ポート１１３の径は適宜に小さくなるように（絞られるように）形成される。

連通油路１１４は、摺動部１１１の左右中途部と左端部近傍とを、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よりも右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の左端部近傍まで延設される。

第三連通油路１１４ｃは、弁本体１１０の左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の左端部近傍）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よりも左方に位置するように形成される。

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。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の右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の左右中途部に、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よりも左方かつ第三連通油路１１４ｃよりも右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。

スプリング１３０は、スプール１２０の右方に配置され、当該スプール１２０を所定の力で左方に向かって付勢するものである。

このように構成された流量制御弁５０において、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。

次に、図１から図５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及び図５参照）。当該第一油室Ｒ１内の潤滑油は、第二ポート１１３を介し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内の圧力と第二供給油路４２ｂ内の圧力との差（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５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。

上述の如く、流量制御弁５０の第二ポート１１３を流通する潤滑油の流量（すなわち、軸受部４１へと供給される潤滑油の流量）は、第一油室Ｒ１内の圧力と第二供給油路４２ｂ内の圧力との差（差圧）に応じて変化する。従って、本実施形態に係る流量制御弁５０によって当該差圧が略一定となるように制御される。以下、具体的に説明する。

例えば、前記エンジンの回転数が上昇すると、オイルポンプ４の回転数も上昇し、流量制御弁５０の第一油室Ｒ１へと供給される潤滑油の量も増加する。この場合、第一油室Ｒ１内の圧力が上昇するため、当該第一油室Ｒ１の圧力と第二供給油路４２ｂの圧力との差（差圧）が大きくなる。従って、このままの状態では、図５（ａ）に示すように、第二ポート１１３を流通する潤滑油の流量が増加し、軸受部４１に過剰な潤滑油が供給されることになる。

しかし、本実施形態に係る流量制御弁５０においては、第一油室Ｒ１と第二油室Ｒ２とが連通油路１１４を介して接続されているため、第一油室Ｒ１内の圧力が第二油室Ｒ２内にも加わることになる。当該第二油室Ｒ２内の圧力が第一油室Ｒ１と同様に上昇すると、当該第二油室Ｒ２内の圧力によって、スプール１２０が右方へと押圧される。

第二油室Ｒ２内の圧力によってスプール１２０が右方へと押圧されると、図５（ｂ）に示すように、当該圧力による力とスプリング１３０による付勢力とがつりあう位置までスプール１２０が右方へと摺動する。

スプール１２０が右方へと摺動すると、当該スプール１２０の第二拡径部１２２によって第一ポート１１２（潤滑油の流路）がより絞られることになる。これによって、第一油室Ｒ１へと供給される潤滑油の量が減少し、当該第一油室Ｒ１内の圧力が低下する。

このように、第一油室Ｒ１内の圧力が上昇すると、流量制御弁５０によって潤滑油の流路が絞られ、当該第一油室Ｒ１内の圧力が減少するように調整される。これによって、第一油室Ｒ１の圧力と第二供給油路４２ｂの圧力との差（差圧）が略一定となるように調整することができる。

一方、第一油室Ｒ１内の圧力が減少し、第一油室Ｒ１の圧力と第二供給油路４２ｂの圧力との差（差圧）が小さくなった場合には、上記とは逆にスプリング１３０の付勢力によってスプール１２０が左方へと摺動する。これによって、第一油室Ｒ１へと供給される潤滑油の量が増加し、ひいては第一油室Ｒ１内の圧力を増加させることができる。

なお、スプリング１３０の付勢力を適宜選定することで、第一油室Ｒ１の圧力と第二供給油路４２ｂの圧力との差（差圧）を任意に設定することができ、ひいては軸受部４１に供給される潤滑油の量を任意に設定することができる。

以上の如く、本実施形態に係るターボチャージャ５の潤滑油供給機構１は、コンプレッサホイール２０とタービンホイール３０とを連結したシャフト１０を回転可能に支持する軸受部４１へと潤滑油を供給するターボチャージャ５の潤滑油供給機構１であって、オイルポンプ４から圧送される潤滑油を軸受部４１へと案内する供給油路４２と、供給油路４２に設けられ、当該供給油路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を絞ることによって当該潤滑油の流量を調整する流量制御弁５０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、潤滑油を逃がすことなく、過剰な潤滑油が軸受部４１へ供給されるのを防止することができるため、オイルポンプ４の仕事を低減することができる。これによって、当該オイルポンプ４の小型化を図ることができる。
また、流量制御弁５０自身によって潤滑油の流量を調整することができるため、別途制御装置等を設ける必要がなく、コストの削減を図ることができる。

また、流量制御弁５０は、軸受部４１が形成されるベアリングハウジング４０に設けられるものである。

このように構成することにより、流量制御弁５０をベアリングハウジング４０と一体的に取り扱うことができる。これによって、省スペース化や組み付け作業の容易化を図ることができる。

また、上述の如く、流量制御弁５０によって供給油路４２を流通する潤滑油の流路が絞られるため、シャフト１０とすべり軸受６０との摺動部分、すべり軸受６０と軸受部４１との摺動部分、スラストカラー７０とスラスト軸受９０との摺動部分の摺動摩擦熱により、潤滑油の温度が上昇する。潤滑油の温度が上昇すると、当該潤滑油の動粘度が低下するため、シャフト１０とすべり軸受６０との摺動部分、すべり軸受６０と軸受部４１との摺動部分、スラストカラー７０とスラスト軸受９０との摺動部分等におけるフリクショントルク（摩擦トルク）を減少させることができる。このフリクショントルクの減少の様子の具体例を、図７に示す。

図７には、オイルパン２に貯溜された潤滑油の温度がＴａ、Ｔｂ及びＴｃである場合（但し、Ｔａ＜Ｔｂ＜Ｔｃ）の、流量制御弁５０を流通する潤滑油量と、その下流側にある摺動部分におけるフリクショントルクと、の関係をそれぞれ示している。

通常は、潤滑油の温度が低いほど動粘度は増加するため、フリクショントルクも増加する。すなわち、潤滑油温度がＴａの場合には、潤滑油温度がＴｂやＴｃの場合に比べてフリクショントルクが高くなる。

しかし、流量制御弁５０によって潤滑油の流路が絞られる（図７において、潤滑油量が低下する）と、シャフト１０とすべり軸受６０との摺動部分、すべり軸受６０と軸受部４１との摺動部分、スラストカラー７０とスラスト軸受９０との摺動部分の摺動摩擦熱により、潤滑油の温度が上昇するため、摺動部におけるフリクショントルクが低下する。そして、潤滑油量がある程度まで減少すると、潤滑油温度がＴａ、Ｔｂ及びＴｃの場合で、フリクショントルクの差がほとんど無くなる（ほぼ同じ値になる）。

このように、流量制御弁５０を用いて潤滑油の流路を絞ることで、摺動部におけるフリクショントルクを減少させることができる。特に、図７に示すように、潤滑油の温度が低い場合（エンジン始動直後の暖機運転時等）であっても、潤滑油の温度が高い場合と同程度のフリクショントルクになる。これによって、通常であればフリクショントルクが高くなる潤滑油温度が低い場合であっても、当該フリクショントルクを低減することができる。また、オイルポンプ４の仕事を低減することができると共に、エンジンの燃費の向上も図ることができる。また、これと同時に、過剰な潤滑油が軸受部４１へ供給されるのを防止することもできる。

また、本実施形態に係る流量制御弁５０の弁本体１１０には、スプリング１３０を配置するためのスプリング室１１５（図４及び図５参照）が形成される。スプリング室１１５は、弁本体１１０を上下方向に貫通するように形成された貫通孔である。スプリング室１１５は、弁本体１１０の右端部近傍において、ベアリングハウジング４０に形成された排出油路４３と対向する位置に形成される。これによって、スプリング室１１５は排出油路４３と連通され、排出油路４３を流通する潤滑油はスプリング室１１５を通過することになる。このように構成されたスプリング室１１５に、スプリング１３０が配置されることになる。

ここで、上述の如く、流量制御弁５０においては、右からのスプリング１３０による付勢力と、左からの第二油室Ｒ２内の圧力による力とがつりあうようにスプール１２０が摺動し、潤滑油の流路を絞っている。したがって、右からスプリング１３０以外の力（圧力）が加わらないように、当該スプール１２０の右側の空間、すなわちスプリング室１１５内の圧力が大気圧になるように開放する必要がある。

本実施形態においては、スプリング室１１５を排出油路４３と連通させている。排出油路４３は潤滑油を排出するための油路であり、大気圧になるように開放されている。すなわち、本実施形態に係る流量制御弁５０では、スプリング室１１５内の圧力が大気圧になるように開放するための構造を設けるまでもなく、当該スプリング室１１５内の圧力が大気圧になっている。

このように、本実施形態に係る流量制御弁５０は、スプリング室１１５内の圧力が大気圧になるように開放するための構造（具体的には、当該スプリング室１１５と外部とを連通する構造や、流量制御弁５０からの潤滑油の漏れを防止（シール）するための構造等）を別途設ける必要がないため、ターボチャージャ５全体の小型化を図ることが可能になる。

なお、本実施形態においては、連通油路１１４は、弁本体１１０の外部を介して第一油室Ｒ１と第二油室Ｒ２とを連通するものとしたが、本発明はこれに限るものではない。すなわち、連通油路１１４は、第一油室Ｒ１と第二油室Ｒ２とを連通するものであれば、必ずしも弁本体１１０の外部を介する必要はない。例えば、弁本体１１０の内部に連通油路１１４を形成したり、スプール１２０に連通油路１１４を形成したりすることも可能である。

以下では、図８から図１１までを用いて、本発明の他の実施形態（変形例）について説明する。

本変形例においては、流量制御弁５０の第二ポート１１３の径は絞られることはなく、対向する供給油路４２（第二供給油路４２ｂ）の径と略同一の径になるように形成される。この場合、ベアリングハウジング４０（図２等参照）の軸受部４１におけるクリアランス（軸受部４１とすべり軸受６０とのクリアランスや、すべり軸受６０とシャフト１０とのクリアランス等）が絞りとして機能する。

本変形例の如く構成した場合、第二ポート１１３を流通する潤滑油の流量（すなわち、軸受部４１へと供給される潤滑油の流量）は、第一油室Ｒ１内の圧力と排出油路４３内の圧力との差（差圧）に応じて変化する。従って、本実施形態に係る流量制御弁５０によって当該差圧が略一定となるように制御される。以下、具体的に説明する。

例えば、前記エンジンの回転数が上昇すると、オイルポンプ４の回転数も上昇し、流量制御弁５０の第一油室Ｒ１へと供給される潤滑油の量も増加する。この場合、第一油室Ｒ１内の圧力が上昇するため、当該第一油室Ｒ１の圧力と排出油路４３の圧力との差（差圧）が大きくなる。従って、このままの状態では、図１１（ａ）に示すように、第二ポート１１３を流通する潤滑油の流量が増加し、軸受部４１に過剰な潤滑油が供給されることになる。

しかし、本変形例に係る流量制御弁５０においては、第一油室Ｒ１と第二油室Ｒ２とが連通油路１１４を介して接続されているため、第一油室Ｒ１内の圧力が第二油室Ｒ２内にも加わることになる。当該第二油室Ｒ２内の圧力が第一油室Ｒ１と同様に上昇すると、当該第二油室Ｒ２内の圧力によって、スプール１２０が右方へと押圧される。

第二油室Ｒ２内の圧力によってスプール１２０が右方へと押圧されると、図１１（ｂ）に示すように、当該圧力による力とスプリング１３０による付勢力とがつりあう位置までスプール１２０が右方へと摺動する。

このように、第一油室Ｒ１内の圧力が上昇すると、流量制御弁５０によって潤滑油の流路が絞られ、当該第一油室Ｒ１内の圧力が減少するように調整される。これによって、第一油室Ｒ１の圧力と排出油路４３の圧力との差（差圧）が略一定となるように調整することができる。

一方、第一油室Ｒ１内の圧力が減少し、第一油室Ｒ１の圧力と排出油路４３の圧力との差（差圧）が小さくなった場合には、上記とは逆にスプリング１３０の付勢力によってスプール１２０が左方へと摺動する。これによって、第一油室Ｒ１へと供給される潤滑油の量が増加し、ひいては第一油室Ｒ１内の圧力を増加させることができる。

なお、スプリング１３０の付勢力を適宜選定することで、第一油室Ｒ１の圧力と排出油路４３の圧力との差（差圧）を任意に設定することができ、ひいては軸受部４１に供給される潤滑油の量を任意に設定することができる。

また、図１に示したように、圧送油路３の一端にオイルストレーナ３ａを設けたり、圧送油路３の中途部（オイルポンプ４よりも下流側）にオイルフィルタ７を設けたり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
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
５０流量制御弁

Claims

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ターボチャージャの潤滑油供給機構であって、
オイルポンプから圧送される潤滑油を前記軸受部へと案内する供給油路と、
前記供給油路に設けられ、当該供給油路を流通する潤滑油の圧力及びスプリングの付勢力に基づいて弁本体の内部に移動自在に設けられたスプールを押圧移動させ、当該潤滑油の流路を絞ることによって当該潤滑油の流量を調整する非電気式の流量制御弁と、
大気圧になるように開放されると共に、潤滑油を前記軸受部から排出する排出油路と、
を具備し、
前記流量制御弁は、
前記軸受部が形成されるベアリングハウジングの内部に設けられ、
前記スプリングを配置するスプリング室を具備し、
前記スプリング室は、
前記排出油路と連通し、当該排出油路を流通する潤滑油が当該スプリング室を通過するように形成されることを特徴とする、
ターボチャージャの潤滑油供給機構。