[发明专利]滚子式摇臂

说明书

提供滚子式摇臂，在四冲程内燃机的摇臂式气门传动机构中，所述滚子式摇臂减少摩擦。在四冲程内燃机的摇臂式气门传动机构中，作为构成的部件之一的摇臂由主体(110)、滚子轴(120)以及被滚子轴(120)支承的内圈滚子(130)和外圈滚子(140)这两个滚子合计四个部件构成，在滑移的同时进行滑动的方式的摇臂中，内圈滚子由树脂材料构成，减少滑动的摩擦。并且，与内圈滚子的滑动方向平行地配置强化纤维，使得摩擦进一步减少。

技术领域

本发明涉及内燃机的摇臂式气门传动机构，特别是涉及可提高摩擦性能的滑动式滚子摇臂的结构。

背景技术

在四冲程内燃机的气门传动机构中，将用于使吸排气门打开/关闭的凸轮轴的提升动作分类成：将使用挺杆(tappet)来传递的方式称为直击式，将使用摇臂来传递的方式称为摇臂式。挺杆与摇臂两者被设置在凸轮轴与吸排气门之间，在气门打开时，一边克服气门弹簧反作用力一边进行提升，在气门关闭时，一边被气门弹簧压回一边进行运动，始终产生将其与气门传动系统的惯性力合成后的负载。

近年来，以提高燃料效率为目的而多采用在摇臂上设置有滚子的结构。该滚子式摇臂由被称为主干的主体、与凸轮轴滑动的外圈滚子、支承外圈滚子的轴、在轴与外圈滚子之间称为滚动件(コロ)的小径实心轴或称为内圈的中空滚子共计四个部件构成。将使用了前者的滚动件的方式归为滚动式，将采用了后者的内圈滚子的方式归为滑动式。

图1(A)中示出了滑动式的摇臂的概略立体图，图1(B)中示出了滚动式的摇臂的概略立体图。但是，这里省略了摇臂的主体。滑动式的摇臂10具有滚子轴12、可旋转地被安装于滚子轴12的内圈滚子14和可旋转地被安装在内圈滚子14的外周面上的外圈滚子16。滚动式的摇臂20具有滚子轴22、可旋转地被安装于滚子轴22的外周的多个滚针24和可旋转地被安装在滚针24的外周上的滚子26。

图2是示出被设置在凸轮轴的凸轮与吸排气门的阀杆之间的滚动式摇臂的一个示例的图。摇臂包括将图1(B)所示的滚子26保持成可旋转的主体30，主体30的一个端部32被枢轴部34支承，另一端部36与吸排气门的阀杆37的帽38抵接，在帽38的下方安装有对摇臂的端部36施力的气门弹簧39。这样，滚子26与凸轮40抵接，凸轮40的旋转运动被传递到主体30，另一端部36随着凸轮40的旋转而使吸排气门上下移动。滑动式摇臂也与之同样地被使用。图2A示出了摇臂被液压式间隙调节器支承的其它示例。如该图所示，摇臂的一端部32与顶部为半球状的柱塞52抵接，柱塞52被间隙调节器50支承。间隙调节器50将柱塞52支承成可沿轴向滑动。专利文献1、2中公开了这样的间隙调节器式摇臂，可借助间隙调节器将润滑油容易地供给到滚子轴的润滑油孔中。

滚动式在发动机运转时滚动件滚动的状态下被使用，因此，与滑动式相比，摩擦性能良好。但是，滚动件与轴或外圈成为接近线接触的滑动状态。特别是，由于滚动件的外径小、与轴成为凸圆弧彼此的接触，因此，根据赫兹接触理论，滚子与轴的面压变高。

另一方面，在滑动式中，利用外圈滚子的内周的面与内圈滚子的外周的面、内圈滚子的内周的面与滚子轴的外周的面支承凸轮轴的提升负载。面压最高的内圈滚子和滚子轴构成为，与滚动件相比，内圈滚子的内径大，与滚子轴成为凹圆弧与凸圆弧的接触，因此，与滚动式相比，在面压低的状态下被使用。在各滑动面存在间隙，由于滑动的同时进行相对运动，因此，特别是在低旋转区域中成为边界润滑状态，摩擦性能变差。

为了提高燃料效率，需要减少这些滑动部的摩擦。此外，为了确保长期地顺畅地传递提升动作的功能，需要这些滑动部不磨损及不烧结。在这样的以往的摇臂中公开了抑制磨损(专利文献3)或高效率地供给润滑油(专利文献4、5)的技术。此外，公开了通过在内圈滚子的周面上加工润滑性覆膜来防止损伤及烧结的技术(专利文献6)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-1906号公报

专利文献2：日本特开2012-154226号公报