專利名稱：搖臂用凸輪從動件及凸輪從動件裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機的可動閥機構(gòu)中使用的搖臂用凸輪從動件。
背景技術(shù)：
發(fā)動機的搖臂受到凸輪的旋轉(zhuǎn)運動而進行擺動，對吸氣閥及排氣閥進行開閉。已 知有如下的現(xiàn)有技術(shù)為了減少所述動作中的摩擦損失，通過無保持架形式的滾動軸承將 搖臂的一對腿部之間的外圈支承為旋轉(zhuǎn)自如，并使搖臂與凸輪進行滾動接觸。無保持架形式的滾動軸承能夠在高載荷用途中使用，但存在外圈端面及滾子端面 與搖臂的腿部接觸而產(chǎn)生咬住的情況。尤其是在搖臂為輕金屬制時，搖臂的磨損增大。而 且由于磨損產(chǎn)生的金屬粉會使?jié)L動軸承損傷。因此，以消除搖臂的磨損為目的，已知有日本實用新型注冊第2508561號公報(專 利文獻1)，日本實用新型注冊第2508562號公報(專利文獻2)，日本實公平6-25606號公 報(專利文獻幻所記載的情況。所述專利文獻1 3所記載的滾動軸承在搖臂與滾子端面之間配置板，來防止搖 臂的磨損。專利文獻1 日本實用新型注冊第2508561號公報專利文獻2 日本實用新型注冊第2508562號公報專利文獻3 日本實公平6-25606號公報然而，在上述以往那樣的外圈中，仍然會產(chǎn)生以下說明的問題。即，在板與外圈的 端面接觸時，由于潤滑油的粘性而使板與外圈無間隙地密接，因此無法順利地向滾動軸承 的內(nèi)部供給潤滑油，滾動軸承的壽命變短。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是鑒于上述的情況，提供一種能夠容易將潤滑油向軸承內(nèi)部供給的 搖臂用凸輪從動件及凸輪從動件裝置。為了實現(xiàn)該目的，本發(fā)明的搖臂用凸輪從動件具備外周面與凸輪抵接的圓筒形 狀的外圈；支承外圈的支承軸；配置在所述支承軸及外圈之間的環(huán)狀區(qū)域中的多個滾子； 形成為供支承軸貫通的環(huán)形狀的圓盤，與滾子的端面相面對，且外徑比外圈的內(nèi)徑小的側(cè) 板。并且，側(cè)板分別配置在滾子的兩端，在滾子的軸長為Lk、外圈的軸長為Lr、側(cè)板的厚度 為t時，滿足Lr < Lk+2t。根據(jù)所述本發(fā)明，由于具備形成為供支承軸貫通的環(huán)形狀的圓盤，與滾子的端面 相面對且外徑比外圈的內(nèi)徑小的側(cè)板，因此能夠防止?jié)L子端面的咬住引起的搖臂的磨損。 而且，在側(cè)板的外徑與外圈的內(nèi)徑之間確保沿徑向打開的環(huán)狀間隙，而能夠使?jié)櫥蛷脑?環(huán)狀間隙向滾子流入。并且，側(cè)板在外圈與搖臂之間確保沿軸向打開的間隙，而能夠有效地 使?jié)櫥蛷脑撻g隙流入。本發(fā)明并不局限于一種實施方式，但作為優(yōu)選的實施方式，在滾子的節(jié)圓直徑為P⑶且側(cè)板的外徑為Ds時，滿足P⑶< Ds。由此，能夠可靠地防止?jié)L子端面的咬住。優(yōu)選滾子的軸長Lk及外圈的軸長Lr滿足Lk < Lr，從而增大外圈內(nèi)周面與滾子的 接觸長度而能夠充分地確保外圈的軸承載荷。優(yōu)選側(cè)板的表面硬度在維氏硬度下為Hv550以上。由此，能夠防止側(cè)板與滾子接 觸時的側(cè)板的磨損。優(yōu)選側(cè)板的表面粗糙度為算術(shù)平均粗糙度RaO. 8 μ m以下，由此，在側(cè)板與輕金屬 制的搖臂接觸時能夠防止搖臂磨損的情況。優(yōu)選，外圈、支承軸及滾子全部具有富氮層，支承軸及滾子的至少一方的部件中的 富氮層的奧氏體晶粒被細化而超過晶粒度號碼的10號，并且該部件中的富氮層的殘留奧 氏體量為11體積％以上且25體積％以下，且該部件中的富氮層的含氮量為0. 1質(zhì)量％以 上且0. 7質(zhì)量％以下。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)凸輪從動件的長壽命化。優(yōu)選滾子的滾動面及滾子滾動的外圈的內(nèi)周面中的至少一方具有凸面加工部。由 此，在外圈偏于軸向一方且滾子的另一端從外圈的內(nèi)周面向另一方突出時，能夠防止邊緣 載荷作用而損傷的情況。另外，本發(fā)明的凸輪從動件裝置具備具有一對腿部的擺動部件；架設(shè)在一對腿 部之間的支承軸；由支承軸支承為旋轉(zhuǎn)自如，具有外周面、內(nèi)周面及端面，且外周面與凸輪 抵接的圓筒形狀的外圈；配置在支承軸及外圈之間的環(huán)狀區(qū)域中的多個滾子；形成為供支 承軸貫通的環(huán)形狀的圓盤，外徑比外圈的內(nèi)徑小，且配置在滾子的端面與腿部之間的側(cè)板。 并且，側(cè)板分別配置在滾子的兩端，在滾子的軸長為Lk、外圈的軸長為L、側(cè)板的厚度為t 時，滿足 Lr < Lk+2t。根據(jù)所述本發(fā)明，由于具備形成為供支承軸貫通的環(huán)形狀的圓盤，與滾子的端面 相面對且外徑比外圈的內(nèi)徑小的側(cè)板，因此能夠防止?jié)L子端面的咬住所引起的搖臂的磨 損。而且，在側(cè)板的外徑與外圈的內(nèi)徑之間確保沿徑向打開的間隙，而能夠使?jié)櫥蛷脑撻g 隙向滾子流入。并且，側(cè)板在外圈與搖臂之間確保沿軸向打開的間隙，能夠高效地使?jié)櫥?從該間隙流入。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，由于具備形成為供支承軸貫通的環(huán)形狀的圓盤，與滾子的端面相面 對且外徑比外圈的內(nèi)徑小的側(cè)板，因此能夠防止?jié)L子端面的咬住引起的搖臂的磨損，并且 在側(cè)板的外徑與外圈的內(nèi)徑之間確保沿徑向打開的間隙，而能夠使?jié)櫥蛷脑撻g隙向滾子 流入。并且，滾子的軸長Lk、外圈的軸長Lr、側(cè)板的厚度t滿足Lr < Lk+2t，因此側(cè)板在外 圈與搖臂之間確保沿軸向打開的間隙，從而能夠高效地使?jié)櫥蛷脑撻g隙流入。因此，凸輪 從動件的軸承壽命提高。而且，能夠減少凸輪從動件的軸承轉(zhuǎn)矩而實現(xiàn)內(nèi)燃機的運轉(zhuǎn)效率 的提高。


圖1是表示裝入有本發(fā)明的實施例的凸輪從動件的可動閥機構(gòu)的主視圖。圖2是表示本發(fā)明的第一實施例的剖視圖。圖3是表示本發(fā)明的第二實施例的剖視圖。圖4是表示本發(fā)明的第三實施例的剖視圖。
圖5是表示以往的比較品的剖視圖。
具體實施例方式以下，基于附圖所示的實施例，詳細說明本發(fā)明的實施方式。圖1是表示裝入有本發(fā)明的第一實施例的凸輪從動件的可動閥機構(gòu)的主視圖?？?動閥機構(gòu)1是機動車的發(fā)動機部件，具備由軸5支承為能夠擺動的搖臂2 ；配置在搖臂2 的一端，通過搖臂2的擺動而進行發(fā)動機燃燒室的吸排氣的閥3 ；配置在搖臂2的另一端的 支承軸6 ；由支承軸6的外周軸支承為旋轉(zhuǎn)自如的外圈11 ；固定在凸輪軸(未圖示)上且具 有偏心部如的凸輪4。上述結(jié)構(gòu)的可動閥機構(gòu)1將發(fā)動機的曲軸(未圖示)的旋轉(zhuǎn)經(jīng)由同步帶(未圖 示)向凸輪軸(未圖示)傳遞，而使凸輪4旋轉(zhuǎn)。并且，在凸輪4的偏心部如與外圈11的 外周面抵接時，搖臂2以軸5為中心擺動而將閥3向下壓。由此，進行發(fā)動機的吸排氣。此 時，外圈11伴隨凸輪4的旋轉(zhuǎn)而進行旋轉(zhuǎn)，因此能夠減少外圈11與凸輪4的抵接部分的摩 擦損失。搖臂2包含從其端部突出的腿部7且為輕金屬制，從而實現(xiàn)可動閥機構(gòu)1的輕量 化和燃料利用率的提高。圖2是放大表示對外圈11進行軸支承的凸輪從動件的剖視圖。支承軸6架設(shè)在 從搖臂2的端部突出而彼此相面對的一對腿部7之間。相互平行的腿部7、7的平坦的壁面 8、8彼此之間的區(qū)域中配設(shè)有中空圓筒形狀的外圈11、以支承軸6為內(nèi)圈并以外圈11為外 圈的滾子12。滾子12在中空圓筒形狀的外圈11的內(nèi)周面13與支承軸6的外周面之間的 環(huán)狀區(qū)域中配置多個，并在所述內(nèi)外周面上滾動。外圈11除了上述的外周面及內(nèi)周面13 之外，還具有端面14。成為兩端面14、14間的距離的外圈11的軸長可以與成為滾子12的兩端面15、15 間的距離的滾子12的軸長相同，也可以如后述的第二實施例那樣不相同。在腿部7與滾子12的端面15之間配置側(cè)板16。側(cè)板16是具備中心孔17的平坦 的環(huán)形狀的圓盤，支承軸6貫通中心孔17。側(cè)板16與各腿部7的壁面8相面對且與滾子端 面15相面對，從而避免滾子與腿部7的接觸。由此，防止輕金屬制的腿部7的磨損。如圖2所示，側(cè)板16的外徑Ds小于外圈11的內(nèi)徑Dr。因此，在側(cè)板16的外徑與 外圈11的內(nèi)周面13之間產(chǎn)生環(huán)狀間隙。優(yōu)選側(cè)板16的外徑Ds大于滾子12的節(jié)圓的直徑P⑶。由此，側(cè)板16的內(nèi)外徑差 增大且能夠容易成形。并且能夠可靠地防止?jié)L子端面15相對于壁面8的咬住。根據(jù)本實施例，可動閥機構(gòu)1的凸輪從動件由于具備與滾子12的端面15相面對 且外徑Ds比外圈11的內(nèi)徑Dr小的側(cè)板16，因此能夠在側(cè)板16與外圈11之間確保環(huán)狀間 隙，而使?jié)櫥蛷耐夥搅魅朐摥h(huán)狀間隙。因此，能夠順利地潤滑滾子12、內(nèi)周面13及支承軸 6的外周面，從而提高凸輪從動件的軸承壽命。優(yōu)選側(cè)板16的表面硬度在維氏硬度下為Hv550以上。由此，能夠防止側(cè)板16與 滾子12接觸時的側(cè)板16的磨損。另外優(yōu)選側(cè)板16的表面粗糙度為算術(shù)平均粗糙度RaO. 8μπι以下。由此，在輕金 屬制的搖臂2的腿部7與側(cè)板16接觸時，能夠防止腿部7磨損的情況。優(yōu)選外圈11、支承軸6及滾子12全部具有富氮層，支承軸6及滾子12的至少一方的部件中的富氮層的奧氏體晶粒被細化而超過晶粒度號碼的10號，并且該部件中的富氮 層的殘留奧氏體量為11體積％以上且25體積％以下，并且該部件中的富氮層的含氮量為 0. 1質(zhì)量％以上且0. 7質(zhì)量％以下。對于本實施例的凸輪從動件和以往的凸輪從動件，使用外圈旋轉(zhuǎn)型壽命試驗機進 行了比較試驗。試驗條件是以使作為試驗體的外圈與施加外力并進行旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動輥相接觸 的方式設(shè)置凸輪從動件，對外圈施加3000[N]的外力并使外圈每分鐘進行7000次旋轉(zhuǎn)，利 用100°C的發(fā)動機潤滑油以每分鐘20[ml]對外圈進行潤滑。現(xiàn)有例的比較品1的形狀如圖5的剖視圖所示，外圈G的內(nèi)徑側(cè)端面Gt比外徑側(cè) 端面凹陷形成，滾子K的端面Kt及內(nèi)徑側(cè)端面Gt共同平坦，滾子兩端面Kt、Kt間的軸 長與外圈內(nèi)徑側(cè)的兩端面Gt、Gt間的軸長相等。側(cè)板S的外徑大于外圈G的內(nèi)徑，在滾子 12未沿軸向向一側(cè)偏移時，側(cè)板S與外圈內(nèi)徑側(cè)端面Gt及滾子端面Kt進行接觸。另外比 較品2的形狀與圖2所示的發(fā)明品全部相同。在比較品1及比較品2中，如表1所示，對外圈、滾子、支承軸實施了標準熱處理。 具體來說，實施了如下的標準熱處理在RX氣體氛圍中，以加熱溫度840°C、保持時間20分 鐘進行加熱后，進行淬火，然后以180°C進行90分鐘回火。在發(fā)明品中，如表1所示，對外圈實施滲碳氮化的熱處理，對滾子及支承軸實施以 下所述的熱處理。具體來說，在RX氣體和氨氣的混合氣體氛圍中，以滲碳氮化處理溫度 850°C、保持時間150分鐘進行加熱后，從850°C開始進行一次淬火，接下來在比滲碳氮化處 理溫度低的800°C下加熱20分鐘而進行二次淬火，并實施了在180°C下進行90分鐘回火的 滲碳氮化+低溫二次的熱處理。此外，對發(fā)明品的外圈實施了如下的滲碳氮化的熱處理在RX氣體與氨氣的混合 氣體氛圍中，以加熱溫度850°C、保持時間150分鐘進行加熱后，從850°C開始進行淬火，然 后在180°C下進行90分鐘回火。[表 1]
權(quán)利要求
1.一種搖臂用凸輪從動件，具備外周面與凸輪抵接的圓筒形狀的外圈；支承所述外圈的支承軸；配置在所述支承軸及 外圈之間的環(huán)狀區(qū)域中的多個滾子；形成為供所述支承軸貫通的環(huán)形狀的圓盤，與所述滾 子的端面相面對，且外徑比所述外圈的內(nèi)徑小的側(cè)板，所述側(cè)板分別配置在所述滾子的兩端，在所述滾子的軸長為Lk、所述外圈的軸長為 Lr、所述側(cè)板的厚度為t時，滿足Lr < Lk+2t。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的搖臂用凸輪從動件，其中，在所述滾子的節(jié)圓直徑為PCD且所述側(cè)板的外徑為Ds時，滿足PCD < Ds。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的搖臂用凸輪從動件，其中，所述滾子的軸長Lk及所述外圈的軸長Lr還滿足Lk < Lr。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的搖臂用凸輪從動件，其中， 所述側(cè)板的表面硬度為Hv550以上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的搖臂用凸輪從動件，其中， 所述側(cè)板的表面粗糙度為算術(shù)平均粗糙度RaO. 8 μ m以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的搖臂用凸輪從動件，其中， 所述外圈、所述支承軸及所述滾子全部具有富氮層，支承軸及滾子的至少一方的部件中的所述富氮層的奧氏體晶粒被細化而超過晶粒度 號碼的10號，并且所述部件中的所述富氮層的殘留奧氏體量為11體積％以上且25體積％ 以下，且所述部件中的所述富氮層的含氮量為0. 1質(zhì)量％以上且0. 7質(zhì)量％以下。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的搖臂用凸輪從動件，其中，所述滾子的滾動面及所述滾子滾動的所述外圈的內(nèi)周面中的至少一方具有凸面加工部。
8.一種凸輪從動件裝置，具備 具有一對腿部的擺動部件； 架設(shè)在所述一對腿部之間的支承軸；由所述支承軸支承為旋轉(zhuǎn)自如，具有外周面、內(nèi)周面及端面，且所述外周面與凸輪抵接 的圓筒形狀的外圈；配置在所述支承軸及外圈之間的環(huán)狀區(qū)域中的多個滾子；形成為供所述支承軸貫通的環(huán)形狀的圓盤，外徑比所述外圈的內(nèi)徑小，且配置在所述 滾子的端面與所述腿部之間的側(cè)板，所述側(cè)板分別配置在所述滾子的兩端，在所述滾子的軸長為Lk、所述外圈的軸長為L、 所述側(cè)板的厚度為t時，滿足Lr < Lk+2t。
全文摘要
搖臂用凸輪從動件具備外周面與凸輪抵接的圓筒形狀的外圈(11)；對外圈(11)進行支承的支承軸(6)；配置在所述支承軸(6)及外圈(11)之間的環(huán)狀區(qū)域中的多個滾子(12)；供支承軸(6)貫通的環(huán)形狀的圓盤，即，與滾子(12)的端面(15)相面對且外徑Ds比外圈(11)的內(nèi)徑Dr小的側(cè)板(16)，其中，側(cè)板(16)分別配置在滾子(12)的兩端，滾子(12)的軸長為Lk、外圈的軸長為Lr且側(cè)板(16)的厚度為t時，滿足Lr＜Lk+2t。
文檔編號F01L1/18GK102132071SQ200980132670
公開日2011年7月20日 申請日期2009年7月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月21日
發(fā)明者片山昭彥, 長谷川壽貴, 阿部克史, 黑田優(yōu) 申請人:Ntn株式會社