CN101351623A - 臂式气门传动装置的摇臂、摇臂轴、阀盖、调节螺杆、枢轴轴承构件及阀 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够抑制磨损和点蚀等、谋求长寿命化的臂式气门传动装置的摇臂、摇臂轴、阀盖、调节螺杆、枢轴轴承构件及阀。本发明是在这些构件的与其他构件的接触部随机设置无数个微小凹形状的凹坑。设置了凹坑的面的表面粗糙度参数Ryni在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内。Sk值为－1.6以下。从而，接触面实现高的油膜形成能力，即使在低粘度、稀薄润滑下、在油膜厚度极薄的条件下也能够获得长寿命。
Description
技术领域
本发明涉及一种臂式气门传动装置的摇臂、摇臂轴、阀盖、调节螺杆、枢轴轴承构件及阀。
背景技术
在采用了随着凸轮旋转而使吸收阀或排气阀开闭这种摇臂的臂式气门传动装置中，有在摆动自如地支承的摇臂上方配置凸轮轴的边缘枢轴型和在摇臂下方配置凸轮轴的中心枢轴型。
边缘枢轴型是利用设置在凸轮轴上的凸轮压低摇臂而将阀开放，中心枢轴型是利用设置在凸轮轴上的凸轮推高摇臂一端部而用摇臂另一端部将阀开放。
即，中心枢轴型中，摇臂由摇臂轴枢轴支承，能够环绕摇臂轴轴心摆动。从而，摇臂和摇臂轴滑动接触。因而，优选是使接触面不产生磨损。
以往为了改善耐久性，是对摇臂与摇臂轴之间的滑动部分供给润滑油(专利文献1)。
另外，边缘枢轴型的情况中，有时是在阀的阀杆部的前端部配置与摇臂抵接的阀盖。作为这种阀盖必须耐久性优异。因而，以往是要改善耐久性(专利文献2)。
所述专利文献2所述的阀盖中，使压接摇臂的阀盖的每个部位在每次压接摇臂时稍微在周方向产生偏移，同时使用高速工具钢钢材。
并且，在摇臂上附设调节螺杆，中心枢轴型中是调节螺杆与阀滑动接触，边缘枢轴型中是与枢轴轴承构件滑动接触。为此，优选是使接触面上不产生磨损。
以往为了改善耐久性，是在螺杆和承载它的插座的卡合部之间夹有润滑构件(专利文献3)。
所述专利文献3中所述的结构中，润滑油构件使用例如发动机油，在螺杆和插座的卡合部中填充油。另外，该专利文献3中也揭示，螺杆和插座的某一方使用实施了表面硬化处理的合金钢。
另外，边缘枢轴型的情况中，由于摇臂的阀座部和阀滑动接触，从而阀座部必须耐久性优异。因而，以往是要改善耐久性(专利文献4)。
所述专利文献4所述的摇臂中，在其与阀的接触部上形成类金刚石碳膜。另外，设定类金刚石碳膜表面粗糙度Ry(最大高度μm)为3.2以下，同时设定类金刚石碳膜的厚度为1.0～5.0μm，密接性为40N以上。
专利文献1：特开平7-150921号公报
专利文献2：特开2001-152817号公报
专利文献3：特开平8-35408号公报
专利文献4：特开2002-97906号公报
不过，所述专利文献1所述的结构中，为了优先对摇臂与摇臂轴之间的滑动部分供给润滑油，从而，必须具备退油通路和设置在该退油通路上的阀装置，成为一种复杂的构成。而且存在当产生断绝润滑油时，在接触部产生磨损和点蚀等这样的问题。
另外，由于阀盖不与阀杆部的前端抵接而是与摇臂抵接，因此存在的问题是容易因滑动接触而产生磨损、点蚀，即使如所述专利文献2所述，使阀盖的每个部位在每次压接时都稍微产生偏移，或使用高速工具钢钢材等，有时也由于无法充分供给润滑油，因而不能充分抑制摩损和点蚀等。
另外，在如所述专利文献3填充润滑构件的结构中，必须形成一种不会使润滑构件向外部流出的结构，另外，装配时填充润滑构件的作业也是必须的。因而，成本高，同时如果润滑构件消失就会产生螺杆和插座的卡合部(接触面)的磨损。另外，即使采用实施了表面效应处理的合金钢，有时也不能充分抑制接触面的磨损和点蚀等。
另外，由于阀座部滑动接触，从而存在容易产生磨损、点蚀的问题，即使如所述专利文献4所述形成类金刚石碳膜，有时也由于无法充分供给润滑油，因而不能充分抑制摩损和点蚀等。
发明内容
本发明的课题在于提供一种能够抑制磨损和点蚀等、谋求长寿命化的摇臂、摇臂轴、阀盖、调节螺杆、枢轴轴承构件及阀。
为了解决上述课题，本发明的摇臂，用于进行阀的开闭，其特征在于，至少在与摇臂轴的接触部随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Ryni在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内，且Sk值为-1.6以下。
或者，本发明的摇臂轴，支承用于进行阀的开闭的摇臂，其特征在于，至少在与摇臂的接触部随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Ryni在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内，且Sk值为-1.6以下。
或者，本发明的阀盖，配置在阀的前端部，与摇臂抵接，其特征在于，在与阀的接触部和与摇臂的接触部的至少一方上随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Ryni在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内，且Sk值为-1.6以下。
或者，本发明的调节螺杆，安装在用于进行阀的开闭的摇臂上，其特征在于，至少在与其他构件的接触面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Ryni在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内，且Sk值为-1.6以下。在此，其他构件是阀或枢轴轴承构件。
或者，本发明的枢轴轴承构件，承载安装在用于进行阀的开闭的摇臂上的调节螺杆，其特征在于，在与调节螺杆的接触面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Ryni在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内，且Sk值为-1.6以下。
或者，本发明的臂式气门传动装置的摇臂，利用阀座部承载阀的前端部，其特征在于，至少在阀座部的承载面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Ryni在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内，且Sk值为-1.6以下。
或者，本发明的臂式气门传动装置的阀，前端部与摇臂抵接，其特征在于，至少在前端部的臂接触面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Ryni在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内，且Sk值为-1.6以下。
所谓参数Ryni是每基准长度的最大高度的平均值、即是从粗糙度曲线上沿其平均线方向抽取基准长度，沿粗糙度曲线的纵倍率方向测定该抽取部分的山顶线和谷底线的间隔所得的值(ISO 4287：1997)。
另外，所谓参数Sk指的是粗糙度曲线的变形度(偏度(skewness))(ISO 4287：1997)，是获知凹凸分布的非对称性的基准统计量。高斯分布那样的对称分布中Sk值接近0，削除了凹凸的凸部时取负值，反之取正值。
如上所述，本发明中，通过规定设置了凹坑的面(接触部)的表面粗糙度参数Ryni在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内，从而即使在稀薄润滑下也能够防止油膜断开，即使在油膜厚度极薄的条件下也能够获得长寿命。另外，通过将接触面的Sk值在宽度方向、圆周方向均设为-1.6以下，从而微小凹形状的凹坑成为蓄油池，即使被压缩，油向滑动方向、直角方向的泄漏也少，油膜形成优异，发挥极大抑制表面损伤的效果。
另外，为了解决上述问题，本发明的摇臂，用于进行阀的开闭，其特征在于，至少在与摇臂轴的接触部随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的平均面积在30～100μm2的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
或者，本发明的摇臂轴，支承用于进行阀的开闭的摇臂，其特征在于，至少在与摇臂的接触部随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的平均面积在30～100μm2的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
或者，本发明的阀盖，配置在阀的前端部，与摇臂抵接，其特征在于，在与阀的接触部和与摇臂的接触部的至少一方上随机设置无数个微小凹形状的凹坑，所述凹坑的平均面积在30～100μm2的范围内，且Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
或者，本发明的调节螺杆，安装在用于进行阀的开闭的摇臂上，其特征在于，至少在与其他构件的接触面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的平均面积在30～100μm2的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。此时，所谓其他构件也是阀或枢轴轴承构件。
或者，本发明的枢轴轴承构件，承载安装在用于进行阀的开闭的摇臂上的调节螺杆，其特征在于，在与调节螺杆的接触面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的平均面积在30～100μm2的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
或者，本发明的臂式气门传动装置的摇臂，利用阀座部承载阀的前端部，其特征在于，至少在阀座部的承载面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，所述凹坑的平均面积在30～100μm2的范围内，且Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
或者，本发明的臂式气门传动装置的阀，前端部与摇臂抵接，其特征在于，至少在前端部的臂接触面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，所述凹坑的平均面积在30～100μm2的范围内，Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
如上所述，本发明中，通过规定接触面(接触部)的凹坑的平均面积在30～100μm2的范围内，同时设定设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内，从而能够提高油膜形成能力，因而即使在稀薄润滑下、在油膜厚度极薄的条件下也能够获得长寿命。
另外，为了解决上述课题，本发明的摇臂，用于进行阀的开闭，其特征在于，至少在与摇臂轴的接触部随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的面积率在5～20％的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
或者，本发明的摇臂轴，支承用于进行阀的开闭的摇臂，其特征在于，至少在与摇臂的接触部随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的面积率在5～20％的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
或者，本发明的阀盖，配置在阀的前端部，与摇臂抵接，其特征在于，在与阀的接触部和与摇臂的接触部的至少一方上随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的面积率在5～20％的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
或者，本发明的调节螺杆，安装在用于进行阀的开闭的摇臂上，其特征在于，至少在与其他构件的接触面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的面积率在5～20％的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。此时，所谓其他构件也是阀或枢轴轴承构件。
或者，本发明的枢轴轴承构件，承载安装在用于进行阀的开闭的摇臂上的调节螺杆，其特征在于，在与调节螺杆的接触面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的面积率在5～20％的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
或者，本发明的臂式气门传动装置的摇臂，利用阀座部承载阀的前端部，其特征在于，至少在阀座部的承载面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的面积率在5～20％的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
或者，本发明的臂式气门传动装置的阀，前端部与摇臂抵接，其特征在于，至少在前端部的臂接触面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的面积率在5～20％的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
如上所述，本发明中，通过规定接触部的设置了凹坑的面上的凹坑的面积率在5～20％的范围内，同时设定设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内，从而能够提高油膜形成能力，因而即使在稀薄润滑下、在油膜厚度极薄的条件下也能够获得长寿命。
发明效果
如以上，根据本发明，通过随机设置无数个微小凹形状的凹坑，从而使接触面(接触部)成为微小粗面，容易形成油膜。而且，由于该凹坑成为蓄油池，因而能可靠地进行滑动面的油膜形成。因而，可降低温度上升，同时能够缓和接触面上的金属接触、或者缓和作用于接触的接触部间的压力，能够抑制磨损和点蚀等，即使在低粘度、稀薄润滑下、在油膜厚度极薄的条件下也能够获得长寿命。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的内燃机的气门传动装置的简略图。
图2是本发明的第二实施方式的内燃机的气门传动装置的简略图。
图3是本发明的第三实施方式的内燃机的气门传动装置的简略图。
图4是针状滚柱轴承的剖视图。
图5是寿命试验中使用的针状滚柱轴承的剖视图。
图6是表示试验轴承A中的精加工面状况的粗糙度曲线图。
图7是表示试验轴承B中的精加工面状况的粗糙度曲线图。
图8是表示试验轴承C及D中的精加工面状况的粗糙度曲线图。
图9是试验装置的局部剖视图。
图10是表示寿命试验结果的曲线。
图11是正齿轮试验机的局部立体图。
图中，51-摇臂，54-阀，55-调节螺杆，56-枢轴轴承构件，61-连结片(阀座部)，62-阀杆部，68-阀盖，81-摇臂，85-调节螺杆，86-摇臂轴。
具体实施方式
以下，根据附图说明本发明的实施方式。
图1表示利用摇臂进行阀开闭的内燃机的气门传动机构。该第一实施方式的气门传动机构具备摇臂51、在摇臂51上所附设的辊52上方配置的凸轮53等，依靠所述摇臂51的摆动开闭阀54。该气门传动机构为边缘枢轴型。
在摇臂51的中央部支承有所述辊52的轴部52a。另外，在摇臂51的一端部(与阀相反的一侧)附设调节螺杆55。该调节螺杆55由支承构件(枢轴轴承构件)56承载。即，调节螺杆55具有半球面状的凸曲部57，该凸曲部57与枢轴轴承56的凹曲面58嵌合。还有，调节螺杆55其轴部59与摇臂51的一端部(与阀相反的一侧)螺合，在从摇臂51一端部的上端突出的突出部上螺合着螺母50，进行定位。另外，在摇臂51的另一端部(阀侧)设有狭缝60，狭缝60经由连结片61连结。
阀54具备阀杆部62和外嵌在阀杆部62上的弹性构件63。在阀杆部62的小径部64上嵌合着隔离件65，同时在该隔离件65上外嵌有支承构件66。利用该支承构件66承载弹性构件63的上端63a。另外，弹性构件63的下端63b由固定部67承载。
并且，阀杆部62的前端部(上端部)与连结片61抵接。即，阀杆部62的上端部71和连结片61的下表面73接触。还有，连结片61的下表面73作成凸曲面。
如前所述构成的气门传动机构中，通过凸轮53旋转，从而压下摇臂51，基于该压下，而将与连结片61抵接的阀杆部62向下方压下，使阀54成为开放状态。另外，若通过凸轮53旋转，解除基于凸轮53的摇臂51的压下力，则在弹性构件63产生的弹力作用下，阀杆部62上升，阀54成为闭状态。
此时，调节螺杆55的凸曲部57和枢轴轴承构件56的凹曲面部58滑动接触。
另外，如前所述，阀杆部62的上端面71和连结片61的下表面73接触。从而，阀杆部62的上端面71成为与摇臂51侧接触的臂接触面，作为摇臂51的阀座部的连结片61的下表面73成为与阀54侧接触的承载面。
为此，本发明中，在枢轴轴承构件56的凹曲面(接触面)58和调节螺杆55的凸曲部(接触面)57的至少一方上随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Ryni设定在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内，且Sk值设定为-1.6以下。
另外，本发明中，在阀54的臂接触面及摇臂51的承载面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Ryni设定在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内，且Sk值设定为-1.6以下。
或者是所述凹坑的平均面积在30～100μm2的范围内，且Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
或者是设置了所述凹坑的面上的凹坑的面积率在5～20％的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
还有，作为用于获得如前所述的微小粗面的表面加工处理，利用特殊的滚磨就能够获得要求的精加工面，不过并不限定于此，也可以采用例如喷丸等。
如上所述，本发明中，通过规定设置了凹坑的面(接触部)的表面粗糙度参数Ryni在0.4μm以上、1.0μm以下的范围内，从而即使在稀薄润滑下也能够防止油膜断开，即使在油膜厚度极薄的条件下也能够获得长寿命。另外，通过将接触部的Sk值在宽度方向、圆周方向均设为-1.6以下，从而微小凹形状的凹坑成为蓄油池，即使被压缩，油向滑动方向、直角方向的泄漏也少，油膜形成优异，发挥极大抑制表面损伤的效果。
或者，通过规定接触部的凹坑的平均面积在30～100μm2的范围内，同时设定设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内，从而能够提高油膜形成能力，因而即使在稀薄润滑下、在油膜厚度极薄的条件下也能够获得长寿命。
或者，通过规定接触部的设置了凹坑的面上的凹坑的面积率在5～20％的范围内，同时设定设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内，从而能够提高油膜形成能力，因而即使在稀薄润滑下、在油膜厚度极薄的条件下也能够获得长寿命。
从而，本发明的调节螺杆、枢轴轴承构件、摇臂及阀，即使在低粘度、稀薄润滑下、在油膜厚度极薄的条件下也能够获得长寿命。
那么，即使对枢轴轴承构件56的凹曲面(接触面)58和调节螺杆55的凸曲部(接触面)57的至少一方实施满足本发明表面性状的表面处理，也能够充分获得长寿命等的效果，不过，对双方的接触面均实施满足本发明表面性状的表面处理，更有效果。还有，可以对调节螺杆55整体或枢轴轴承构件56整体实施满足本发明表面性状的表面处理。
同样，即使对阀54的臂接触面及摇臂51的承载面的某一方实施满足本发明表面性状的表面处理，也能够充分获得长寿命等的效果，不过，对阀54的臂接触面及摇臂51的承载面双方均实施满足本发明表面性状的表面处理，更有效果。
接下来，利用图2表示本发明的第二实施方式。该气门传动机构与第一实施方式同样是边缘枢轴型，在阀杆部62的前端部(上端部)装有阀盖68，该阀盖68与连结片61抵接。即，阀盖68由具有上壁68a的短筒体构成，覆盖在阀杆部62的前端部(上端部)。从而，阀盖68的上壁68a的内表面70和阀杆部62的上端面71接触。另外，上壁68a上外表面72和连结片61的下表面73接触。还有，其他构成与图1所示的气门传动机构同样，附以与图1相同的符号，省略其说明。
该第二实施方式的气门传动机构中，通过凸轮53旋转，从而压下摇臂51，基于该压下，而通过与连结片61抵接的阀盖68将阀杆部62向下方压下，使阀54成为开放状态。另外，若通过凸轮53旋转，解除基于凸轮53的摇臂51的压下力，则在弹性构件63产生的弹力作用下，阀杆部62上升，阀54成为闭状态。
此时，如前所述，阀盖68的上壁68a的内表面70和阀杆部62的上端面71接触，同时，上壁68a上外表面72和连结片61的下表面73接触。从而，作为阀盖68，上壁68a的内表面70成为与阀侧接触的接触部，在上壁68a上外表面72成为与摇臂51侧接触的接触部。
为此，本发明中，在与阀54的接触部和与摇臂51的接触部的至少一方上随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Ryni设定在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内，且Sk值设定为-1.6以下。
或者是所述凹坑的平均面积在30～100μm2的范围内，且Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
或者是设置了所述凹坑的面上的凹坑的面积率在5～20％的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
还有，作为用于获得如前所述的微小粗面的表面加工处理，利用特殊的滚磨就能够获得要求的精加工面，不过并不限定于此，也可以采用例如喷丸等。
从而，该第二实施方式的气门传动装置中的阀盖，与所述第一实施方式的调节螺杆、枢轴轴承构件、摇臂及阀同样，即使在低粘度、稀薄润滑下、在油膜厚度极薄的条件下也能够获得长寿命。
那么，即使对与阀54的接触部和与摇臂51的接触部的至少一方实施满足本发明表面性状的表面处理，也能够充分获得长寿命等的效果，不过，对双方的接触部均实施满足本发明表面性状的表面处理，更有效果。
接下来，图3表示第三实施方式。该气门传动机构为中心枢轴型。该气门传动机构具备摇臂81、在摇臂81上所附设的辊82下方配置的凸轮83等，依靠所述摇臂81的摆动开闭阀54。还有，阀54与所述图1所示的阀54同样，因此附以与图1相同的符号，省略其说明。
摇臂81正面看大致为ヘ字状，在其中央部贯通插有摇臂轴86，在其一端部(与阀相反一侧的端部)81a附设辊82，在另一端部(阀侧端部)81b附设调节螺杆85。调节螺杆85与设置在摇臂81的另一端部81b的螺纹孔螺合，在从摇臂81的另一端部81b的上端突出的突出部上螺合着螺母87，进行定位。
如前所述构成的气门传动机构中，通过凸轮83旋转，从而推高摇臂81的一端部81a，基于该推高，而将与调节螺杆85的下表面85a抵接的阀杆部62向下方压下，使阀54成为开放状态。另外，若通过凸轮83旋转，解除基于凸轮83的摇臂81的推高力，则在弹性构件63产生的弹力作用下，阀杆部62上升，阀54成为闭状态。
即，摇臂81环绕摇臂轴轴心摆动，摇臂81的轴插入孔90的内周面和与该内周面对应的摇臂轴的外周面滑动接触。
另外，此时，调节螺杆85的下端面85a和阀杆部62的上端面71滑动接触。
为此，本发明中，在摇臂81的轴插入孔90的内周面和与该内周面对应的摇臂轴86的外周面某一方的接触部(接触面)随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Ryni设定在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内，且Sk值设定为-1.6以下。
另外，在调节螺杆85的下端面(接触面)85a随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Ryni设定在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内，且Sk值设定为-1.6以下。
或者是所述凹坑的平均面积在30～100μm2的范围内，且Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
或者是设置了所述凹坑的面上的凹坑的面积率在5～20％的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
从而，该第三实施方式的摇臂81和摇臂轴86，与所述第一实施方式的调节螺杆、枢轴轴承构件、摇臂及阀同样，即使在低粘度、稀薄润滑下、在油膜厚度极薄的条件下也能够获得长寿命。
另外，该第三实施方式的调节螺杆85的下端面(接触面)85a与所述第一实施方式的枢轴轴承构件56的凹曲面(接触面)58和调节螺杆55的凸曲部(接触面)57等同样，即使在低粘度、稀薄润滑下、在油膜厚度极薄的条件下也能够获得长寿命。
那么，即使对摇臂81的轴插入孔90的内周面和与该内周面对应的摇臂轴的外周面某一方实施满足本发明表面性状的表面处理，也能够充分获得长寿命等的效果。不过，对两面(两接触部)均实施满足本发明表面性状的表面处理，更有效果。
实施例1
为了表示本发明的有用性，进行了滚动轴承的寿命评价和齿轮的寿命评价。滚动轴承是与内环(对方轴)外环(外圈)滚动接触及滑动接触，齿轮的齿面是与对方侧的齿面滚动接触及滑动接触，其接触是基于摇臂和摇臂轴的接触状态、阀盖的接触状、调节螺杆和枢轴轴承构件的接触状态及阀座部与阀的接触状态形成的方式。从而认为，摇臂、摇臂轴、阀盖、调节螺杆、阀座部及阀的评价能够以滚动轴承和齿轮的寿命评价进行评价。以下，表示参数Ryni、Rymax、Sk、Rqni的测定方法、条件的一个例子。当测定由这些参数表示的表面性状时，以一处的测定值作为代表值也值得依赖，不过，测定例如在直径方向对置的二处为好。
参数计算规格：JIS B 0601：1994(サ-フコムJIS 1994)
截止类别：高斯(ガゥシァン)
测定长度：5λ
截止波长：0.25mm
测定倍率：×10000
测定速度：0.30mm/s
测定部位：对象物中央部
测定数：2
测定装置：表面粗糙度测定器サ-フコム1400A(东京精密株式会社)
另外，进行凹坑的定量测定时，将对象物表面放大，能够利用市场上销售的图像解析系统根据其图像进行定量化。再有，如果采用特开2001-183124中所揭示的表面性状检查方法及表面性状检查装置，则能够稳定地高精度地进行测定。该表面性状检查方法是对具有曲率的检查表面照射光、用照相机拍摄检查表面、测定用该照相机拍摄的检查表面的图像的亮度，根据由该测定的亮度的明部和暗部的对比形成的明暗图案，对检查表面的表面性状进行检查，通过使光与照相机的光轴方向一致来进行照射，使所测定的图像的亮度分布表示峰值的位置与照相机的光轴上一致这样定位检查表面，从而抑制由检查表面的曲率引起的暗影(亮度分布)。另外，关于使光与照相机的光轴方向一致来进行照射、所测定的图像的亮度分布，是在将相当于该亮度分布表示峰值的位置的检测表面的部位作为原点、以曲率的对称轴作为一个轴的正交二维坐标中，分别用近似函数近似沿着正交的各坐标轴的一维亮度分布，利用这些近似函数，以亮度分布的峰值作为基准值，修正相当于坐标各位置的测定的图像的亮度，以去除图像的亮度分布，根据该修正的亮度的明暗图案检查检查表面的表面性状，从而能够用没有暗影的明暗图案检测表面性状。测定条件如下。另外，测定凹坑的面积率、平均面积的情况与上述参数同样，以一处的测定值作为代表值也值得依赖，不过，例如测定二处为好。
面积率：观察视野范围内小于2值化阈值((明部的亮度+暗部的亮度)/2)的像素(黑)所占的比例
平均面积：黑的面积的合计/总数
观察视野：826μm×620μm
测定部位：对象物中央部
测定数：2
图4表示供试滚动轴承的一例，该滚动轴承10是外圈13中装入了针状滚柱12作为滚动体的针状滚动轴承，用针状滚柱12支承对方轴14。制作对针状滚柱表面实施了精加工面不同的表面处理的多种针状滚柱轴承，进行寿命试验，关于其结果进行说明。寿命试验中所采用的针状滚柱轴承如图5所示，是外径Dr＝33mm、内径dr＝25mm、针状滚柱12的直径D1＝4mm、长度L＝25.8mm、使用了15根针状滚柱的带保持器15的轴承。作为试验轴承制作了表面粗糙度精加工不同的3种针状滚柱。即，磨削后实施了超精加工的轴承A(比较例)和随机形成无数微小凹形状凹坑的轴承B(比较例)、轴承C(参考例)、轴承D(参考例)。图6～图8表示各试验轴承的针状滚柱上的精加工面状况。具体地说，分别是图6表示轴承A的表面粗糙度，图7表示轴承B的表面粗糙度，图8表示轴承C及轴承D的表面粗糙度。另外，表1表示各试验轴承的表面精加工面的特性值参数一览。还有，关于轴方向粗糙度Rqni(L)和周方向粗糙度Rqni(C)的比Rqni(L/C)，轴承B、C及D是1.0以下，轴承A是1.5左右的值。另外，结晶粒度的测定根据JIS G0551钢的奥氏体结晶粒度试验方法进行。
[表1]
| 轴承 | Rqni(μm) | SK | Ryni(μm) | Rymax(μm) | 面积率(％) | 平均面积(μm2) | Rqni(L/C) | 结晶粒度 |
| A(比较例) | 0.01～0.03 | -0.8～0.9 | 0.1～0.2 | 0.1～0.3 | - | - | - | 9 |
| B(比较例) | 0.10～0.20 | -5.0～-2.0 | 1.1～1.5 | 1.1～2.0 | 24～40 | 105～150 | ≤1.5 | 11 |
| C(参考例) | 0.05～0.09 | -4.9～-1.6 | 0.4～1.0 | 0.4～1.0 | 5～20 | 30～100 | ≤1.5 | 9 |
| D(参考例) | 0.05～0.09 | -4.9～-1.6 | 0.4～1.0 | 0.4～1.0 | 5～20 | 30～100 | ≤1.5 | 11 |
使用的试验装置为图9中概略图所示的径向负载试验机16，在旋转轴17的两侧安装试验轴承10，施加旋转和负载进行试验。试验中使用的内环(对方轴)的精加工是研磨精加工的Ra0.10～0.16μm。外环(外圈)也通用。试验条件如以下。
轴承径向负载：19613N(2000kgf)
转速：4000min-1
润滑剂：クリセク油H8(试验条件下为2cst)
图10表示在油膜参数Λ＝0.13下的寿命试验结果。该图的纵轴表示寿命时间(h)。如该图所示，轴承A为78h，轴承B为82h，与之相对，轴承C为105h，轴承D为121h。由该数据所表明，针状滚柱表面实施了表面处理以满足本发明的表面形状的轴承C及轴承D即使在油膜参数Λ＝0.13这样的低粘度、异常稀薄的严酷润滑条件下也能够获得长寿命效果。因而，在上述数值范围内设定接触部的本发明的摇臂、摇臂轴、阀盖、调节螺杆、阀座部及阀能够获得高的长寿命效果。
实施例2
接下来，使用图11所示的正齿轮疲劳试验机，实施齿轮的点蚀试验，评价点蚀强度。图11中，驱动侧齿轮31(齿数29枚)和从动侧齿轮32(齿数30枚)安装在各自的旋转轴33、34的一侧，驱动侧的轴33由没有图示的马达驱动。另外，形成利用安装在驱动侧的轴33上的负载杆35及重锤36加载扭矩的结构。驱动侧齿轮31按照有无本发明的表面处理准备2种。试验条件等的详情如表2。
[表2]
| 试验机 | 正齿轮疲劳试验机 |
| 驱动侧齿轮 | 外径φ79、内径φ35、齿宽8.2SCr420(渗碳处理)齿数29枚 |
| 从动侧齿轮 | 外径φ79、内径φ35、齿宽15SCr420(渗碳处理)齿数30枚 |
| 转速 | 3500min-1 |
| 扭矩 | 186N·m(19kgf·m) |
| 润滑油温度 | 80℃ |
| 润滑油 | ATF油 |
表3、表4及表5表示齿轮点蚀试验的数据。分别是表3表示驱动侧及从动侧任意一个齿轮均没有实施表面处理时(a)的结果(比较例)，表4表示使用驱动侧齿轮的齿面上实施了表面处理以满足本发明表面性状的齿轮时(b)的结果(实施例)，表5表示使用驱动侧齿轮及从动侧齿轮的齿面上均实施了表面处理以满足本发明表面性状的齿轮时(c)的结果(实施例)。由此可确认，与(a)的情况相比，在(b)的情况中点蚀寿命提高了2倍以上，在(c)的情况中提高了3倍以上。
[表3]
(a)
[表4]
(b)
[表5]
(c)
Claims (21)
1.一种摇臂，用于进行阀的开闭，其特征在于，
至少在与摇臂轴的接触部随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Ryni在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内，且Sk值为-1.6以下。
2.一种摇臂，用于进行阀的开闭，其特征在于，
至少在与摇臂轴的接触部随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的平均面积在30～100μm2的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
3.一种摇臂，用于进行阀的开闭，其特征在于，
至少在与摇臂轴的接触部随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的面积率在5～20％的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
4.一种摇臂轴，支承用于进行阀的开闭的摇臂，其特征在于，
至少在与摇臂的接触部随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Ryni在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内，且Sk值为-1.6以下。
5.一种摇臂轴，支承用于进行阀的开闭的摇臂，其特征在于，
至少在与摇臂的接触部随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的平均面积在30～100μm2的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
6.一种摇臂轴，支承用于进行阀的开闭的摇臂，其特征在于，
至少在与摇臂的接触部随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的面积率在5～20％的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
7.一种阀盖，配置在阀的前端部，与摇臂抵接，其特征在于，
在与阀的接触部和与摇臂的接触部的至少一方上随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Ryni在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内，且Sk值为-1.6以下。
8.一种阀盖，配置在阀的前端部，与摇臂抵接，其特征在于，
在与阀的接触部和与摇臂的接触部的至少一方上随机设置无数个微小凹形状的凹坑，所述凹坑的平均面积在30～100μm2的范围内，且Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
9.一种阀盖，配置在阀的前端部，与摇臂抵接，其特征在于，
在与阀的接触部和与摇臂的接触部的至少一方上随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的面积率在5～20％的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
10.一种调节螺杆，安装在用于进行阀的开闭的摇臂上，其特征在于，
至少在与其他构件的接触面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Ryni在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内，且Sk值为-1.6以下。
11.一种调节螺杆，安装在用于进行阀的开闭的摇臂上，其特征在于，
至少在与其他构件的接触面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的平均面积在30～100μm2的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
12.一种调节螺杆，安装在用于进行阀的开闭的摇臂上，其特征在于，
至少在与其他构件的接触面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的面积率在5～20％的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
13.一种枢轴轴承构件，承载安装在用于进行阀的开闭的摇臂上的调节螺杆，其特征在于，
在与调节螺杆的接触面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Ryni在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内，且Sk值为-1.6以下。
14.一种枢轴轴承构件，承载安装在用于进行阀的开闭的摇臂上的调节螺杆，其特征在于，
在与调节螺杆的接触面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的平均面积在30～100μm2的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
15.一种枢轴轴承构件，承载安装在用于进行阀的开闭的摇臂上的调节螺杆，其特征在于，
在与调节螺杆的接触面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的面积率在5～20％的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
16.一种臂式气门传动装置的摇臂，利用阀座部承载阀的前端部，其特征在于，
至少在阀座部的承载面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Ryni在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内，且Sk值为-1.6以下。
17.一种臂式气门传动装置的摇臂，利用阀座部承载阀的前端部，其特征在于，
至少在阀座部的承载面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，所述凹坑的平均面积在30～100μm2的范围内，且Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
18.一种臂式气门传动装置的摇臂，利用阀座部承载阀的前端部，其特征在于，
至少在阀座部的承载面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的面积率在5～20％的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
19.一种臂式气门传动装置的阀，前端部与摇臂抵接，其特征在于，
至少在前端部的臂接触面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Ryni在0.4μm≤Ryni≤1.0μm的范围内，且Sk值为-1.6以下。
20.一种臂式气门传动装置的阀，前端部与摇臂抵接，其特征在于，
至少在前端部的臂接触面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，所述凹坑的平均面积在30～100μm2的范围内，且Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
21.一种臂式气门传动装置的阀，前端部与摇臂抵接，其特征在于，
至少在前端部的臂接触面随机设置无数个微小凹形状的凹坑，设置了所述凹坑的面上的凹坑的面积率在5～20％的范围内，且设置了所述凹坑的面的表面粗糙度参数Rymax在0.4～1.0μm的范围内。
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