[0046] 但是,在本文中,辊32设置成使得辊中心线CR与基座凸轮中心线CB重合,并且设置有凸轮凸角30,并且凸轮凸角30设置成使得基座凸轮中心线CB偏离于挺杆中心线CT,从而偏移量X具有大于0的值(0
[0047] (1-3.油道的结构)
[0048] 下面,将使用图1(a)和图2(b)描述根据本实施方式的凸轮结构10中的油道34。油道34是这样的通道,即,流经凸轮轴20的空心内部的油通过该通道被供应至辊32的滑动部。油道34设置成使得在凸轮凸角30被安装在凸轮轴20上的状态下,凸轮轴20的空心内部与形成在基座凸轮31中的切去部31n连通。换言之,构成油道34的部分分别预先形成在凸轮轴20和基座凸轮31中,并且单个通道(即,油道34)通过将凸轮凸角30安装在凸轮轴20上形成。
[0049] 油道34具有流道横截面面积不同的两个部分。一个部分是用于限制待被供应给辊32的油的流速的节流部34a,并且另一部分是用于存储油的油储存部34b。节流部34a设置在凸轮轴20中,并且油储存部34b设置在基座凸轮31中。
[0050] 节流部34a形成为穿过凸轮轴20的外周面的通孔,其一端通向凸轮轴20的空心内部,并且另一端通向凸轮轴20的外周面。节流部34a设置在凸轮轴20的空心内部的一侧(油道34的上游侧)上、而非设置在油储存部34b的一侧上,并且该节流部用作从凸轮轴20的空心内部供应至辊32的油首先流入的一部分。节流部34a的流道横截面面积小于油储存部34b的横截面面积。节流部34a的流道横截面面积小于通孔部44的截面面积,其中通过该通孔部来润滑凸轮轴20与支撑部40之间的上述接触部。
[0051] 另一方面,油储存部34b的一端通向切去部31n的相对面31f,并且其另一端通向凸轮轴安装孔31h。换言之,油储存部34b形成为从凸轮轴安装孔31h通到切去部31n的相对面31f的通孔。油储存部34b是这样的部分,即,已穿过节流部34a的油流入该部分中、并且油从该部分
泄漏到辊32的侧部。油储存部34b还是这样的部分,即,由于油的
粘度而没有泄漏到辊32的侧部的油存储在该部分中。当凸轮凸角30安装在凸轮轴20上时,该安装被执行以使得节流部34a与油储存部34b连通以形成单个油道34。
[0052] (2.作用和操作)
[0053] 首先,将使用图3描述具有凸轮结构10的阀机构1的操作。如图3中所示,当凸轮轴20在由箭头C表示的方向上以与发动机的曲柄轴同步的方式转动时,凸轮凸角30与凸轮轴
20一起转动。此时,尽管基座凸轮31的基圆部31a与挺杆顶面11a相对(即,在图3中所示的状态之前),如上所述,在基圆部31a与挺杆顶面11a之间设置有间隙,从而基圆部31a没有对挺杆11施加压力。因此,阀2没有打开或关闭,而是通过弹簧13的弹力保持处于完全关闭状态。
[0054] 当凸轮凸角30进一步转动、并且当挺杆顶面11a变得远离于基座凸轮31的基圆部31a且开始与阀升程部31b接触时,挺杆11被阀升程部31b按压。因此,阀2与挺杆11一起被向下按压并且克服弹簧13的弹力开始打开(阀升程开始上升)。
[0055] 此时,如图1(a)中所示,阀升程部31b的宽度方向上的中心部在偏离于挺杆顶面11a的中心P的位置处与挺杆顶面11a接触。因此,在凸轮轴20转动时,挺杆11围绕挺杆中心线CT转动。使用该构造,防止阀升程部31b与挺杆顶面11a之间的接触点的位置始终在同一位置。
[0056] 如图3中所示,当凸轮凸角30进一步转动时、并且当挺杆顶面11a停止与阀升程部31b接触并开始与辊32接触时,辊32在由附图中的箭头D表示的方向上在挺杆顶面11a上转动的同时被移动。换言之,辊32按压挺杆11。因此,阀2克服弹簧13的弹力被进一步被按压,阀升程的量增大并且最终变成最大值。此时,如图1(a)和图1(b)中所示,辊32的圆柱形部
32a始终与挺杆顶面11a的中心P接触,因此,轴向方向上不产生推力载荷。
[0057] 与上述描述相反,在阀升程的量已变成最大之后,挺杆顶面11a停止与辊32接触并且开始与阀升程部31b接触,由此阀2由弹簧13的弹力被向上按压并且开始关闭(阀升程开始下降)。此外,当挺杆顶面11a停止与阀升程部31b接触并且变得靠近于基圆部31a时,不对挺杆11施加压力,并且阀2完全关闭。阀机构1在凸轮轴20的转动过程中重复这种操作。
[0058] 下面,将使用图4(a)至图4(c)描述对凸轮结构10中的辊32的滑动部的润滑。如图4(a)中所示,在机油压力较高的情况下,通过油泵强制供给的油如附图中空心箭头表示地流过凸轮轴20的空心内部、并且如箭头表示地通过油道34被供应至切去部31n。供应至切去部31n的油在凸轮凸角30与挺杆顶面11a之间形成油膜(未示出)、并且还在辊32的滑动部上形成油膜F。
[0059] 换言之,当辊32开始与挺杆顶面11a接触时,辊32转动,因此,如图4(b)中所示地,被供应至切去部31n的油通过由辊32的转动获得的楔效应被吸取到辊32的内周面与辊轴33的外周面之间的空间中。因此,油膜F形成在辊32的内周面与辊轴33的外周面之间的空间中,并且通过油膜F减少了辊32的滑动部处的摩擦。
[0060] 因为具有较小流道横截面面积的节流部34a设置在油道34的上游侧上(在凸轮轴20的空心内部的一侧上),所以油的流速通过节流部34a而被限制。因此,在油泵的容量相对较大并且机油的压力相对较高的情况下,可防止大量的油被供应给辊32的侧部,并且可防止油压力下降,由此合适量的油可被供应给切去部31n。此外,没有泄漏到切去部31n中的油存储在位于节流部34a的下游侧上的油储存部34b中。
[0061] 在发动机的转动速度非常低并且机油的压力较低的情况下(例如,在
怠速操作或者启动期间),有效地使用存储在油储存部34b中的油。如图4(c)中所示,即使在机油压力较低的情况下,通过油泵强制供给的油如通过附图中空心箭头表示地流过凸轮轴20的空心内部,但不能穿过油道34的节流部34a。
[0062] 因此,在这种情况下,当辊32与挺杆11接触时(即,当切去部31n位于油储存部34b下方时),存储在油储存部34b中的油泄漏到切去部31n。然后,油膜F通过图4(b)所示的楔效应以类似于上述的方式形成在辊32的滑动部上,由此,减少了滑动部处的摩擦。
[0063] 此外,油膜还通过从切去部31n泄漏出到挺杆顶面11a的油形成在挺杆顶面11a上。换言之,不管机油压力的
波动存在与否,油储存部34b都用作
缓冲器(用于平滑波动的装置),以用于实现充分和稳定的油供应。特别地,因为凸轮结构10中的辊32设置有圆柱形部
32a,所以在发生未对准情况下,挺杆顶面11a与辊32之间的油膜可变得非常薄。但是,因为提供油储存部34b,所以可防止发生油短缺的情形。
[0064] (3.优点)
[0065] 因此,使用根据本实施方式的凸轮结构10,因为设置了具有恒定直径的圆柱形部32a的辊32、并且圆柱形部设置成与挺杆顶面的中心接触,所以当辊32与挺杆顶面11a接触时可防止在辊32的轴向方向上产生任何推力载荷。因此,减少了辊32的摩擦,由此可抑制辊
32的磨损并且可提高燃料经济性。此外,可减少用于在低转速范围驱动凸轮的扭矩。
[0066] 此外,因为基座凸轮31的宽度方向上的中心部设置成使得在偏离于挺杆顶面11a的中心P的位置处与挺杆11接触,所以挺杆11可围绕挺杆中心线CT转动。因此,可减少凸轮凸角30与挺杆11之间的摩擦,并且可避免挺杆顶面11a上的油膜耗尽。此外,可防止当凸轮凸角30与挺杆顶面11a在同一位置处连续接触时由摩擦产生的不均匀磨损。
[0067] 此外,因为球形凸面部形成在挺杆11的顶面11a上,所以可防止在未对准的情况下凸轮凸角30的边缘(拐角部)与挺杆顶面11a之间的接触,由此可抑制顶面11a处的表面压力上升。
[0068] 此外,因为切去部31n形成在基座凸轮31的宽度方向上的中心部处,并且设置在切去部31n中的辊32的轴向方向上的中心部与基座凸轮31的宽度方向上的中心部重合,所以,形成在辊32与所述一对轭状部31y和31y之间的间隙可相等。因此,防止了用于润滑辊32的油偏离到任一侧,并且防止了油短缺,由此可使得对辊32的润滑出色。
[0069] 更进一步,因为凸轮凸角30的阀升程部31b的上升部分31b1和下降部分31b2形成为具有相同的凸轮轮廓,所以可在无需考虑其安装方向的情况下安装凸轮凸角30。换言之,因为凸轮凸角30的前和后侧均具有相同形状,所以凸轮凸角30可安装在凸轮轴20上,而不考虑其方向。因此,没有必要对凸轮凸角30的前面和后面进行区分工作,并且可减少工作的人工用时。此外,因为可消除在凸轮凸角30的安装方向上犯错误的
风险,所以可提高该机构的生产率。
[0070] 此外,在凸轮结构10中,因为用于允许凸轮轴20的空心内部与基座凸轮31的切去部31n之间连通的油道34的节流部34a可限制待被供应至辊32的一侧的油的流速,所以可防止机油压力下降。因此,可减少用于驱动油泵的工作,并且可进一步提高燃料经济性。
[0071] 此外,因为油道34设置有节流部34a,所以在发动机的转动速度较低并且机油压力较低的情况下(例如,在怠速操作或者启动期间),通过凸轮轴20的空心内部流动的油在一些情况下不能流入油道34(不能穿过节流部34a)。但是,在根据本实施方式的凸轮结构10中,油可存储在油道34的油储存部34b中。因此,即使当油压力如上所述地较低时,油也可从油储存部34b被供应至切去部31n。因此,即使当机油压力较低时,也可减少在辊32的滑动部处的摩擦。
[0072] 而且,因为在凸轮结构10中圆柱形部32a设置在辊32的与挺杆顶面11a接触的部分处,所以在发生未对准的情况下,挺杆顶面11a与辊32之间的油膜可变得非常薄。但是,因为油储存部34b设置在油道34中,所以可防止油短缺,并且可减少挺杆顶面11a处的摩擦。
[0073] 此外,因为流道横截面面积不同的节流部34a和油储存部34b分别形成在凸轮轴20和基座凸轮31中,所以在通过压配合等将凸轮凸角30安装在凸轮轴20上时,可保证油的流动性,而无需考虑凸轮轴20在轴向方向上的尺寸
精度的程度。换言之,可实现组装可操作性的改善和润滑性能的改善。此外,因为节流部34a和油储存部34b分别形成在凸轮轴20和基座凸轮31中,所以可容易地加工它们。
[0074] 特别地,在本实施方式中,油储存部34b是形成在基座凸轮31中的通孔,以便通向凸轮轴安装孔31h和切去部31n。此外,节流部34a是穿过凸轮轴20的外周面的通孔。而且,因为这两个通孔组合以形成单个油道34,所以方便了用于形成通孔的处理,并且可抑制用于形成油道34的人工用时。
[0075] 此外,因为用于将油供应至位于凸轮轴20的外周面与支撑部40的内周面之间的接触部的通孔部44设置在安装有凸轮轴20的支撑部40的部分处,所以油经由通孔部44被供应至凸轮轴20与支撑部40之间的接触部。尽管凸轮轴20与支撑部40紧密接触,但是通过使得通孔部44的流道横截面面积大于节流部34a的流道横截面面积,可确保减少凸轮轴20与支撑部40之间的接触部处的摩擦。此外,因为凸轮轴20与支撑部40之间的接触力度高于辊32的滑动部处的接触力度,所以几乎不发生油泄漏,并且使机油压力几乎不下降。
[0076] 因为在本实施方式中,辊32形成为具有圆柱形部32a和凸面部32b的部分凸面形状,所以在发生未对准的情况下,可更加确保防止由辊32的边缘引起的对挺杆顶面11a的损坏。
[0077] (4.变型)
[0078] 尽管上面已经描述了根据本发明的实施方式,但是本发明并不局限于上述实施方式,并且在不背离本发明的主旨范围内可做出各种修改。
[0079] (4-1.油道的变型)
[0080] 例如,上述实施方式中所描述的设置在凸轮结构10中的油道34可修改为图5(a)和图5(b)中所示的这种构造。
[0081] 图5(a)中所示的油道35配备有节流部35a和油储存部35b,该节流部用于限制待被供应至辊32的油的流速,并且该油储存部用于存储油,并且油道还配备有用于将油供应至节流部35a的油供应部分35c。节流部35a和油供应部分35c设置在凸轮轴20中,并且油储存部35b设置在基座凸轮31中。因为油储存部35b与油储存部34b相同,所以省略其描述。
[0082] 油供应部分35c形成为穿过凸轮轴20的外周面的通孔,通孔的一端通向凸轮轴20的空心内部,并且通孔的另一端通向凸轮轴20的外周面。油供应部分35c设置在凸轮轴20的空心内部的侧部(油道35的最上游侧)上,而非设置在节流部35a和油储存部35b的侧部上。待从凸轮轴20的空心内部供应至辊32的侧部的油首先流入油供应部分35c中。油供应部分
35c的尺寸是任意的,优选地等于或者稍微大于稍后描述的节流部35a的凹槽宽度。此外,油供应部分35c在圆周方向上的位置也是任意的,由此油供应部分35c可在无需考虑凸轮凸角
30的方向的情况下形成。
[0083] 节流部35a是凹槽,该凹槽形成为在凸轮轴20的至少位于油供应部分35c与油储存部35b之间的范围内的外周面中凹入。节流部35a被构造为围绕凸轮轴20的外周面形成的环形凹槽。凹槽的尺寸(凹槽的宽度及其相距凸轮轴20的外周面的深度)对应于节流部35a的流道横截面面积,并且凹槽的尺寸被设定成小于油储存部35b的流道横截面面积。
[0084] 油供应部分35c通过在与节流器部分35a的部分重合的位置处钻孔而形成。在凸轮轴20与凸轮凸角30的组装过程中,它们被组装成使得形成在凸轮轴20的外周面上的用作凹槽的节流部35a变得与油储存部35b重合,并且使得由油供应部分35c、节流部35a以及油储存部35b形成单个油道35。
[0085] 换言之,从上游侧(凸轮轴20的空心内部的一侧)按照油供应部分35c、节流部35a以及油储存部35b的顺序来设置根据本变型的凸轮结构10的油道35。流过凸轮轴20的空心内部的油穿过油供应部分35c并且流入节流部35a中。油的流速由凸轮轴20的外周面上的节流部35a限制,并且油流入油储存部35b中。然后,油从油储存部35b被供应至切去部31n,并且油膜形成在辊32的滑动部上。
[0086] 因此,通过根据本变型的凸轮结构10可获得类似于上述实施方式的优点。此外,因为节流部35a是在凸轮轴20的外周面中凹入的凹槽,所以与节流部34a形成为通孔的上述实施方式的情况相比较,形成有节流部35a的在转动方向上的位置不需要与凸轮凸角30的方向对准。此外,因为油供应部分35c在转动方向上的位置可被任意地设定,所以对油道35的加工可更加容易。
[0087] 节流部35a可仅至少在油供应部分35c与油储存部35b之间的区域中形成,并且节流部还可形成在基座凸轮31中、而非凸轮凸角30的外周面。换言之,至少在油供应部分35c与油储存部35b之间的区域中,节流部35a还可被构造为在凸轮轴安装孔31h中凹入的凹槽,该凸轮轴安装孔形成在基座凸轮31中。即使在如上所述构造的油道35中,也可获得类似于上述优点的优点。
[0088] 此外,图5(b)中所示的油道36配备有用于限制待被供应至辊32的侧部的油的流速的节流部36a、用于存储油的油储存部36b、以及用于将油供应至节流部36a的油供应部分36c。油供应部分36c设置在凸轮轴20中,并且节流部36a和油储存部36b设置在基座凸轮31中。
[0089] 类似于图5(a)中所示的油供应部分35c,油供应部分36c形成为穿过凸轮轴20的外周面的通孔,通孔的一端通向凸轮轴20的空心内部并,并且通孔的另一端通向凸轮轴20的外周面。油供应部分36c设置在凸轮轴20的空心内部的侧部(油道36的最上游侧)上、而非设置在节流部36a和油储存部36b的侧部上。待从凸轮轴20的空心内部供应至辊32的侧部的油首先流入油供应部分36c中。油供应部分36c的流道横截面面积大于节流部36a(随后描述)的流道横截面面积。
[0090] 节流部36a和油储存部36b两者均形成在基座凸轮31中,从而形成单个通孔。换言之,形成在基座凸轮31中的通孔(通孔的一端通向凸轮轴安装孔31h,并且通孔的另一端通向切去部31n)是由在通孔的纵向方向上的具有不同直径的两个孔组成的阶梯孔。节流部36a是所述阶梯孔的两个孔中的一个孔,该孔被定位在凸轮轴20的空心内部的一侧上并且通向凸轮轴安装孔31h。
[0091] 油储存部36b被定位成比节流部36a更靠近于辊32的侧部,该油储存部的流道横截面面积大于节流部36a的流道横截面面积,并且通向切去部31n。在凸轮轴20与凸轮凸角30的组装过程中,对准它们在转动方向上的位置,使得油供应部分36c与节流部36a连通。换言之,执行该组装,使得由油供应部分36c、节流部36a和油储存部36b形成单个油道36。
[0092] 换言之,从上游侧(凸轮轴20的空心内部的侧部)按照油供应部分36c、节流部36a以及油储存部36b的顺序来设置根据本变型的凸轮结构10的油道36。流过凸轮轴20的空心内部的油穿过油供应部分36c并且流入节流部36a中。油的流速由节流部36a限制,并且油流入油储存部36b中。然后,油从油储存部36b被供应至切去部31n,并且油膜形成在辊32的滑动部上。
[0093] 因此,通过根据本变型的凸轮结构10可获得类似于上述实施方式的优点。而且,仅通过额外地加工基座凸轮31以提供阶梯孔,即可将传统的凸轮结构改造成凸轮结构10。因此,可减少凸轮结构的制造成本。而且,在根据本变型的油道36中,因为节流部36a设置在凸轮凸角30中,所以节流部36a的流道长度可被设定成不同于凸轮轴20的外周面的厚度。换言之,可调整由节流部36a限制的油的节流量。
[0094] (4-2.其他)
[0095] 在上述实施方式中,作为实例描述了具有部分凸面形状的辊32。但是,辊可仅设置有至少圆柱形部32a。换言之,也可使用在轴向方向上具有恒定直径的辊。即使在不具有凸面部32b的辊中,在发生未对准的情况下,也可通过挺杆顶面11a的凸面部来防止辊的边缘与挺杆顶面11a接触。
[0096] 此外,在上述实施方式中,作为实例描述了这样的构造,即,在该构造中,形成在基座凸轮31中的切去部31n被定位在阀升程部31b的末端部分31c的在宽度方向上的中间部的中心处。但是,切去部31n的位置并不局限于中心,而是切去部31n可被设置成偏离于中心。此外,尽管作为实例描述了基座凸轮31(在该基座凸轮中,切去部31n形成在从阀升程部31b的末端部分31c至基圆部31a的一部分的范围中),但是,也可通过仅切去阀升程部31b来提供切去部31n。此外,切去部31n的相对面31f的形状并不局限于上述形状,而是也可为扁平平面形状。
[0097] 此外,基座凸轮31的上升部分31b1和下降部分31b2不需要形成为具有相同的凸轮轮廓,并且可根据各个发动机的规格来适当地设定它们的特定形状(其升程量及其操作角度)。此外,辊32的尺寸和辊32从基座凸轮31中突出的量并不局限于附图中示出的那样,并且可适当地设定。
[0098] 此外,尽管在上述实施方式中辊32的在轴向方向上的中心部设置成与基座凸轮31的在宽度方向上的中心部重合、并且它们在偏离于挺杆顶面11a的中心P的位置处彼此接触,但是辊中心线CR也可从基座凸轮中心线CB移位(CR≠CB)。此外,设置在切去部31n的宽度方向上的两侧上的一对轭状部31y和31y可形成为具有相同的宽度。
[0099] 更进一步,尽管在上述实施方式中描述了凸轮结构10(在该凸轮结构中,辊32相对于被固定到基座凸轮31的辊轴33转动),但是,也可使用这样的凸轮结构,即,在该凸轮结构中,辊32被固定到辊轴33并且辊轴33相对于基座凸轮31转动。而且,辊32可相对于辊轴33转动,并且辊轴33也可相对于基座凸轮31转动。即使在这些情况下,油也可被供应至切去部31n,由此油膜形成在辊32的滑动部上,并且可减少滑动部处的摩擦。
[0100] 根据本发明的一方面,因为辊设置有具有恒定直径的圆柱形部、并且圆柱形部设置成与挺杆顶面的中心接触,所以在辊与挺杆顶面接触时可防止在辊的轴向方向上产生任何推力载荷。因此,减少了辊的摩擦,由此可抑制辊的磨损,并且可提高燃料经济性。此外,可减少用于在低转速范围中驱动凸轮的扭矩。
[0101] 根据本发明的一方面,因为基座凸轮的在宽度方向上的中心部设置成在偏离于挺杆顶面的中心的位置处与挺杆接触,所以挺杆可围绕穿过挺杆中心的轴线转动。因此,可减少凸轮凸角与挺杆之间的摩擦,并且可避免挺杆顶面上的油膜耗尽。此外,可防止当凸轮凸角连续接触同一位置时由摩擦产生的不均匀磨损。
[0102] 根据本发明的一方面,因为球形凸面部形成在挺杆的顶面上,所以在未对准的情况下,可防止凸轮凸角的边缘(拐角部)与挺杆顶面之间的接触,由此可抑制顶面处的表面压力上升。