專利名稱：改善結(jié)構(gòu)以能夠增加極限載重的凸輪從動(dòng)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及凸輪和凸輪從動(dòng)件的極限載重改善結(jié)構(gòu)，特別涉及如下所述的凸輪從動(dòng)件改善借助于液體潤滑劑進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的凸輪和凸輪從動(dòng)件的潤滑特性，改善結(jié)構(gòu)以能夠增加凸輪和凸輪從動(dòng)件的極限載重。
背景技術(shù)：
一般來說，就發(fā)動(dòng)機(jī)而言，借助于曲軸的旋轉(zhuǎn)力來使凸輪軸旋轉(zhuǎn)，吸氣及排氣閥通過形成在上述凸輪軸上的凸輪而以一定時(shí)間間隔進(jìn)行上下往返運(yùn)動(dòng)并通過吸氣閥向燃燒室供給外部空氣，與此同時(shí)，向燃燒室噴射燃料氣體，從而使混合氣體壓縮及爆炸而通過排氣閥排出燃燒氣體，重復(fù)進(jìn)行如上所述的通過爆炸壓力而獲得動(dòng)力的過程。圖I示出一般的車輛的氣閥機(jī)構(gòu)的概略剖視圖。如上所述，將包括用于使吸氣及排氣閥工作的凸輪軸、凸輪、凸輪從動(dòng)件(或閥挺桿)、推桿、搖臂、閥彈簧、閥等一系列要素的單元稱為氣閥機(jī)構(gòu)。圖I示出現(xiàn)有技術(shù)的氣閥機(jī)構(gòu)，在凸輪軸(I)上沿著軸線隔開一定間隔形成有多個(gè)凸輪(2)，在以能夠上下滑動(dòng)的方式配備在發(fā)動(dòng)機(jī)主體塊(3)內(nèi)的推桿(4)的下端部具有凸輪從動(dòng)件(5)。另外，上述推桿(4)的上端部與搖臂(6)的一側(cè)樞軸連接，在上述搖臂(6)的另一側(cè)樞軸連接有閥(9)的上端部，該閥(9)提供于缸頭塊(7)的吸氣口或排氣口，并由閥彈簧(8)來彈性支撐。但是，就支撐載重并借助于液體潤滑劑而進(jìn)行相互間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)有技術(shù)的凸輪軸(I)的凸輪(2)和推桿(4)的凸輪從動(dòng)件(5)而言，不僅摩擦部分的面積非常小，而且還構(gòu)成線接觸，從而在上述凸輪(2)與上述凸輪從動(dòng)件(5)之間，在非常高的面壓下會(huì)產(chǎn)生很大的摩擦。因此，一般僅靠潤滑劑的油膜壓力則很難將兩個(gè)固體面完全分離，從而在混合了接觸和潤滑的混合潤滑或通過接觸和潤滑形成表面膜的邊界潤滑下進(jìn)行駕駛。一般在混合潤滑或邊界潤滑中，其摩擦特性不好而導(dǎo)致伴有很多的熱和磨損，因此在這樣的駕駛條件下長時(shí)間駕駛車輛時(shí)，有可能發(fā)生上述凸輪(2)與上述凸輪從動(dòng)件(5)的潤滑面的破損。另一方面，由流體潤滑理論可知，當(dāng)兩個(gè)表面平行時(shí)，即使兩個(gè)表面借助于液體潤滑劑進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在其潤滑劑內(nèi)也不產(chǎn)生流體動(dòng)壓。雖然也有例外的情況，但是流體動(dòng)壓一般在有油膜厚度隨滑動(dòng)方向減少的楔形效應(yīng)時(shí)產(chǎn)生。以動(dòng)壓推力軸承和軸頸軸承為例，推力軸承因組裝誤差而軸頸軸承因偏心率而發(fā)生該楔形效應(yīng)。但是，一般機(jī)械工件具有輕微的彎曲和表面糙度引起的表面彎曲。由此，即使兩個(gè)表面平行地進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，也仍局部地存在油膜厚度沿著滑動(dòng)方向減少的區(qū)域，在該區(qū)域上產(chǎn)生的油膜壓力改善兩個(gè)表面之間的潤滑性。相反，還存在油膜厚度沿著滑動(dòng)方向增加 的區(qū)域，但是在該區(qū)域上一般會(huì)產(chǎn)生氣泡而形成與周邊壓力類似的壓力。因此，當(dāng)在進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)表面中的至少一個(gè)表面上形成多個(gè)微細(xì)凹凸時(shí)，即使該兩個(gè)表面平行地進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在兩個(gè)面之間也產(chǎn)生流體動(dòng)壓，由此能夠改善潤滑性。除此以外，表面微細(xì)凹凸起到捕獲磨損粒子或微細(xì)油儲(chǔ)存站的作用，通過這些效果在各種領(lǐng)域中研究本技術(shù)。基于表面微細(xì)凹凸的摩擦及磨損減少技術(shù)的核心是以摩擦及磨損化為最小的方式確定凹凸的形狀、排列方法。但是，由于摩擦及磨損化為最小的凹凸的形狀、排列方法根據(jù)兩個(gè)面的接觸方式、載重、滑行速度等駕駛條件而受到很大的影響，因此在本技術(shù)的開發(fā)中存在很大的困難。例如，根據(jù)接觸部的形狀為線形狀、點(diǎn)形狀以及面形狀，用于使摩擦及磨損最小化的凹凸的形狀及排列方法變得不同。因此，關(guān)于用于減少摩擦及磨損的表面凹凸技術(shù)的開發(fā)，應(yīng)先確定對(duì)其工作環(huán)境或駕駛條件的定義，只能在所確定的工作環(huán)境或駕駛條件下開發(fā)凹凸形狀及排列。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)課題對(duì)此，本發(fā)明要解決如上所述的問題。通常，就支撐載重并借助于液體潤滑劑進(jìn)行相互的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的凸輪和凸輪從動(dòng)件而言，不僅摩擦部分的面積非常小，而且還形成線接觸，因此在上述凸輪與上述凸輪從動(dòng)件之間，在非常高的面壓下會(huì)產(chǎn)生很大的摩擦。由此，一般僅靠潤滑劑的油膜壓力則很難將兩個(gè)固體面完全分離，因此在混合潤滑或邊界潤滑下進(jìn)行駕駛。一般，在混合潤滑或邊界潤滑中，其摩擦特性并不好，會(huì)伴有很多的熱和磨損，當(dāng)在這樣的駕駛條件下長時(shí)間駕駛車輛時(shí)，有可能會(huì)產(chǎn)生上述凸輪與上述凸輪從動(dòng)件的潤滑面的破損。但是，如果在凸輪或凸輪從動(dòng)件中的至少一面上設(shè)置凹凸，則在該凹凸內(nèi)的液體潤滑劑改善潤滑狀態(tài)，起到減少在邊界面上產(chǎn)生的熱和磨損的作用。由此，能夠起到改善凸輪和凸輪從動(dòng)件的極限載重的效果。但是，如果形成過多的凹凸而使得沒有形成凹凸的摩擦部的面積變得過小，則摩擦部的面壓反而會(huì)增加，摩擦特性有可能惡化。另外，如果凹凸的形狀不合適，則其改善效果有可能微乎其微。作為參考，其適當(dāng)?shù)陌纪沟男螤钣锌赡軙?huì)根據(jù)作用于凸輪與凸輪從動(dòng)件之間的載重或潤滑劑的粘度而變得不同。因此，本發(fā)明想要提供當(dāng)借助于液體潤滑劑進(jìn)行相互的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的凸輪和凸輪從動(dòng)件在一定的駕駛條件范圍內(nèi)駕駛時(shí)，能夠大幅改善凸輪與凸輪從動(dòng)件之間的摩擦面所具有的極限載重的凹凸形狀。由此，本發(fā)明的目的在于，改善凸輪與凸輪從動(dòng)件的摩擦結(jié)構(gòu)，以改善借助于液體潤滑劑進(jìn)行相互的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的凸輪與凸輪從動(dòng)件之間的潤滑狀態(tài)，能夠減少在它們的邊界面產(chǎn)生的熱和磨損。本發(fā)明的另一目的在于，提供改善了結(jié)構(gòu)的凸輪從動(dòng)件，其當(dāng)借助于液體潤滑劑進(jìn)行相互的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的凸輪和凸輪從動(dòng)件在一定駕駛條件范圍內(nèi)駕駛時(shí)，能夠改善凸輪與凸輪從動(dòng)件之間的摩擦面所具有的極限載重。用于解決課題的手段為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供凸輪從動(dòng)件，其借助于液體潤滑劑進(jìn)行相對(duì)于凸輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，該凸輪從動(dòng)件的特征在于，在與所述凸輪相接的所述凸輪從動(dòng)件的接觸面形成有多個(gè)槽，所述接觸面的多個(gè)槽的深度為O. 005mnT0. 03mm。另外，本發(fā)明對(duì)于上述的本發(fā)明的一實(shí)施例進(jìn)一步提供以下具體的實(shí)施例。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其特征在于，所述接觸面的多個(gè)槽的深度為O.OImm^O. 03mm。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其特征在于，所述接觸面包括構(gòu)成格子圖案的多個(gè)槽，各所述槽的寬度為O. 05mnT0. 25mm。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其特征在于，所述接觸面包括構(gòu)成格子圖案的多個(gè)槽，所述槽之間的間隔為O. 5mnT2. 0mm。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其特征在于，所述接觸面包括構(gòu)成格子圖案的多個(gè)槽，在 所述液體潤滑劑的粘度為O. 02Pa. s以下的工作條件下，所述凸輪的按寬度的極限載重為30kgf/mm 以下。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其特征在于，所述接觸面包括多個(gè)圓形槽，各所述槽的直徑為 O. 05mm 0. 15mm。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其特征在于，所述接觸面包括多個(gè)圓形槽，所述槽之間的間隔為 O. 25mm 0. 50mm。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其特征在于，所述凸輪從動(dòng)件為挺桿(tappet)。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其特征在于，所述接觸面包括多個(gè)圓形槽，在所述液體潤滑劑的粘度為O. 02Pa. s以下的工作條件下，所述凸輪的按寬度的極限載重為24. 2kgf/mm以下。發(fā)明效果本發(fā)明在與凸輪相接的凸輪從動(dòng)件的接觸面提供格子圖案的多個(gè)槽或多個(gè)圓形槽，從而改善借助于液體潤滑劑進(jìn)行相互的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的凸輪與凸輪從動(dòng)件之間的潤滑狀態(tài)，能夠減少在它們的邊界面上產(chǎn)生的熱和磨損。另外，本發(fā)明在與凸輪相接的凸輪從動(dòng)件的接觸面提供格子圖案的多個(gè)槽或多個(gè)圓形槽，從而當(dāng)借助于液體潤滑劑進(jìn)行相互的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的凸輪和凸輪從動(dòng)件在一定駕駛條件范圍內(nèi)駕駛時(shí)，能夠?qū)⑼馆喤c凸輪從動(dòng)件之間的摩擦面所具有的極限載重增加約209^30%。


圖I是示出一般的車輛的氣閥機(jī)構(gòu)的概略剖視圖。圖2是現(xiàn)有技術(shù)的凸輪從動(dòng)件的概略俯視圖。圖3是本發(fā)明的第I實(shí)施例的改善了與凸輪之間的接觸面結(jié)構(gòu)的凸輪從動(dòng)件的概略俯視圖。圖4是示出本發(fā)明的第I實(shí)施例的凸輪從動(dòng)件的照片。圖5是示出本發(fā)明的第I實(shí)施例的凸輪從動(dòng)件的設(shè)計(jì)變量的圖。圖6是本發(fā)明的第2實(shí)施例的改善了與凸輪之間的接觸面結(jié)構(gòu)的凸輪從動(dòng)件的概略俯視圖。圖7是示出本發(fā)明的第2實(shí)施例的凸輪從動(dòng)件的照片。圖8是示出本發(fā)明的第2實(shí)施例的凸輪從動(dòng)件的設(shè)計(jì)變量的圖。
圖9是示出本發(fā)明的第3實(shí)施例的凸輪從動(dòng)件的照片。圖10是示出本發(fā)明的第3實(shí)施例的凸輪從動(dòng)件的設(shè)計(jì)變量的圖。
具體實(shí)施例方式以下，參照?qǐng)D3至圖5對(duì)本發(fā)明的第I實(shí)施例的凸輪從動(dòng)件進(jìn)行說明。圖3是本發(fā)明的第I實(shí)施例的改善了與凸輪之間的接觸面結(jié)構(gòu)的凸輪從動(dòng)件的概略俯視圖，圖4是示出本發(fā)明的第I實(shí)施例的凸輪從動(dòng)件的照片，圖5是示出本發(fā)明的第I實(shí)施例的凸輪從動(dòng)件的設(shè)計(jì)變量的圖。通常，就支撐載重并借助于液體潤滑劑進(jìn)行相互間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的凸輪和凸輪從動(dòng)件而言，不僅摩擦部分的面積非常小，而且還形成線接觸，因此在上述凸輪與上述凸輪從動(dòng)件之間，在非常高的面壓下會(huì)產(chǎn)生很大的摩擦。由此，一般僅靠潤滑劑的油膜壓力則很難將兩個(gè)固體面完全分離，因此在混合潤滑或邊界潤滑下進(jìn)行駕駛。一般，在混合潤滑或邊界潤滑中，其摩擦特性并不好，從而會(huì)伴有很多的熱和磨損，當(dāng)在這樣的駕駛條件下長時(shí)間駕駛車輛時(shí)，有可能會(huì)產(chǎn)生上述凸輪與上述凸輪從動(dòng)件的潤滑面的破損。但是，如果在凸輪或凸輪從動(dòng)件中的至少一面上設(shè)置凹凸，則處于該凹凸內(nèi)的液體潤滑劑會(huì)改善潤滑狀態(tài)，起到減少在邊界面上產(chǎn)生的熱和磨損的作用。由此，能夠起到改善凸輪和凸輪從動(dòng)件的極限載重的效果。但是，如果形成過多的凹凸而使得沒有形成凹凸的摩擦部的面積變得過小，則摩擦部的面壓反而會(huì)增加，摩擦特性有可能惡化。另外，如果凹凸的形狀不合適，則其改善效果有可能微乎其微。作為參考，其適當(dāng)?shù)陌纪沟男螤钣锌赡軙?huì)根據(jù)作用于凸輪與凸輪從動(dòng)件之間的載重或潤滑劑的粘度而變得不同。因此，本發(fā)明想要提供當(dāng)借助于液體潤滑劑進(jìn)行相互間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的凸輪和凸輪從動(dòng)件在一定的駕駛條件范圍下進(jìn)行駕駛時(shí)，能夠大幅地改善凸輪與凸輪從動(dòng)件之間的摩擦面所具有的極限載重的凹凸形狀。如圖3和圖4所示，本發(fā)明的凸輪和凸輪從動(dòng)件的極限載重改善結(jié)構(gòu)優(yōu)選以如下所述的方式構(gòu)成在支撐載重并借助于液體潤滑劑進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)的凸輪和凸輪從動(dòng)件中，在與上述凸輪相接的上述凸輪從動(dòng)件(10)的接觸面(11)提供多個(gè)槽(11a)，上述接觸面(11)的多個(gè)槽(Ila)的深度為O. OlmnTO. 03mm。其理由是，當(dāng)上述槽(Ila)的深度為
O.OlmnTO. 03mm時(shí)，油膜壓力產(chǎn)生效果被放大而使?jié)櫥纳菩Ч怀?。如上所述，包括多個(gè)槽(Ila)的接觸面(11)起到捕獲潤滑劑的功能，從而起到向凸輪與凸輪從動(dòng)件(10)之間的摩擦部上供給上述捕獲的潤滑劑的功能，減少在上述凸輪與上述凸輪從動(dòng)件(10)之間的邊界面的摩擦和熱產(chǎn)生，由此有利于增加極限載重。另外，本發(fā)明的凸輪和凸輪從動(dòng)件的極限載重改善結(jié)構(gòu)，可以在如上所述的基本結(jié)構(gòu)中進(jìn)一步限定以下的具體的實(shí)施例。首先，在本發(fā)明的凸輪和凸輪從動(dòng)件的極限載重改善結(jié)構(gòu)中，如圖5所示，格子圖案的槽(Ila)構(gòu)成為深度(d)、寬度(W)及間隔(i)。本發(fā)明通過格子圖案的多個(gè)槽(Ila)來改善凸輪(未圖示)與凸輪從動(dòng)件(10)之間的摩擦面的極限載重。作為一實(shí)施例，上述各槽(Ila)的寬度優(yōu)選為O. 05mnT0. 25mm。其理由是，當(dāng)上述槽(Ila)的寬度為O. 05mnT0. 25mm時(shí)，油膜壓力產(chǎn)生效果被放大而使?jié)櫥纳菩Ч怀觥?br> 作為一實(shí)施例,各上述槽(Ila)的間隔優(yōu)選為O. 5mnT2. 0mm。其理由是,在上述槽(Ila)的間隔為O. 5mnT2. Omm時(shí)，油膜壓力產(chǎn)生效果被放大而使?jié)櫥纳菩Ч怀?。作為一?shí)施例，上述接觸面(11)可以由格子圖案等各種樣子的多個(gè)槽(Ila)來構(gòu)成。作為一實(shí)施例，在上述液體 潤滑劑的粘度為O. 02Pa. s以下的工作條件下，上述凸輪的按寬度的載重優(yōu)選為30kgf/mm以下。其理由是，在上述接觸面(11)中，凸輪的按寬度的載重為30kgf/mm以下，在液體潤滑劑的粘度為O. 02Pa. s以下時(shí)，其效果得到了確認(rèn)。上述凸輪的按寬度的載重是通過閥彈簧(未圖示)而施加在凸輪與凸輪從動(dòng)件(10)之間的載重除以凸輪寬度的值。實(shí)施例以下獲知本發(fā)明提出的格子圖案的接觸面(11)的優(yōu)勢(shì)，為了使上述格子圖案的接觸面(11)優(yōu)化而執(zhí)行了如下表所示的極限載重實(shí)驗(yàn)。表I
權(quán)利要求
1.一種凸輪從動(dòng)件，其借助于液體潤滑劑進(jìn)行相對(duì)于凸輪的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，該凸輪從動(dòng)件的特征在于， 在與所述凸輪相接的所述凸輪從動(dòng)件(10)的接觸面(11)形成有多個(gè)槽(Ila)，所述接觸面(11)的多個(gè)槽(Ila)的深度(d, 40)為O. 005mnT0· 03mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的凸輪從動(dòng)件，其中， 所述接觸面(11)的多個(gè)槽(Ila)的深度(d，40)為O. OlmnTO. 03mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的凸輪從動(dòng)件，其中， 所述接觸面(11)包括構(gòu)成格子圖案的多個(gè)槽(11a)，各所述槽(Ila)的寬度(W)為.O. 05mm 0. 25mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的凸輪從動(dòng)件，其中， 所述接觸面(11)包括構(gòu)成格子圖案的多個(gè)槽(11a)，所述槽(Ila)之間的間隔⑴為.O. 5mm 2. Omnin
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的凸輪從動(dòng)件，其中， 所述接觸面(11)包括構(gòu)成格子圖案的多個(gè)槽(11a)，在所述液體潤滑劑的粘度為.O. 02Pa. s以下的工作條件下，所述凸輪的按寬度的極限載重為30kgf/mm以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的凸輪從動(dòng)件，其中， 所述接觸面(11)包括多個(gè)圓形槽(Ila)，各所述槽(Ila)的直徑(41)為.O. 05mm 0. 15mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的凸輪從動(dòng)件，其中， 所述接觸面(11)包括多個(gè)圓形槽(Ila)，所述槽(Ila)之間的間隔(42)為.O. 25mm 0. 50mmo
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的凸輪從動(dòng)件，其中， 所述凸輪從動(dòng)件(10)為挺桿(tappet)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的凸輪從動(dòng)件，其中， 所述接觸面(11)包括多個(gè)圓形槽(Ila)，在所述液體潤滑劑的粘度為O. 02Pa. s以下的工作條件下，所述凸輪的按寬度的極限載重為24. 2kgf/mm以下。
全文摘要
本發(fā)明公開改善結(jié)構(gòu)以能夠增加極限載重的凸輪從動(dòng)件。上述凸輪從動(dòng)件借助于液體潤滑劑來相對(duì)于凸輪進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng)，該凸輪從動(dòng)件的特征在于，在與上述凸輪相接的上述凸輪從動(dòng)件(10)的接觸面(11)提供多個(gè)槽(11a)，上述接觸面(11)的多個(gè)槽(11a)的深度(d，40)為0.005mm~0.03mm。本發(fā)明在與凸輪相接的凸輪從動(dòng)件的接觸面提供多個(gè)槽，改善借助于液體潤滑劑進(jìn)行相互間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的凸輪與凸輪從動(dòng)件之間的潤滑狀態(tài)，能夠減少在它們的邊界面上產(chǎn)生的熱和磨損。
文檔編號(hào)F01L1/16GK102667074SQ201080058189
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月21日
發(fā)明者宋根徹, 金圣基 申請(qǐng)人:斗山英維高株式會(huì)社