专利名称：用于轴构件的滑动支撑结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于轴构件的滑动支撑结构，并且更具体地，本发明涉及一种供内燃发动机等使用的用于轴构件的滑动支撑结构，该滑动支撑结构支撑施加在轴构件的滑动表面与支撑构件的滑动表面之间的波动载荷。
背景技术：
一般地，在用于轴构件的滑动支撑结构中，向可相对旋转的轴构件和支撑构件的滑动表面之间供给润滑油，以形成润滑油膜。然后，载荷由在润滑油膜中产生的油膜压力支撑，从而减小摩擦损失，防止轴构件和支撑构件的磨损及抱轴，并且由于缓冲功能而提供噪音抑制效果。已知随着滑动表面之间的润滑油膜的厚度增大或者随着润滑油量增加，这些有益效果也非常显著。为了增加这种滑动表面之间的润滑油的量，提出了用于在轴承的内周表面上沿周向方向彼此平行地形成大量细槽或线性标记的技术。例如，日本专利申请特开 No. 2006-329252 (JP-A-2006-329252)描述了一种在轴与轴承之间的旋转滑动结构，以减小因保持在轴与轴承之间的润滑油的剪切阻力造成的能量损失。在该旋转滑动结构中，在轴和轴承中的至少一个的旋转滑动表面上形成有周向槽，并且在每个槽的内表面上形成有斥油膜。另外，日本专利申请特开No. 2007-211956 (JP-A-2007-211956)描述了一种在润
滑油膜中充分地产生轴承支撑压力的轴承结构。在诸如立式混流泵的流体机械中的轴承结构中，下侧轴承构件的滑动表面与上侧轴承构件的滑动表面经由流体润滑层相对，上述滑动表面中的至少一个具有导致滑移流的斥油的第一区域和导致为零的滑移流或导致比第一区域的滑移流小的滑移流的亲油的第二区域，然后第一区域和第二区域沿滑动方向交替布置或者第一区域分散在第二区域中。应当指出，日本专利申请特开No. 2007-192330 (JP-A-2007-192330)和日本专利申请特开No. 2008-223942 (JP-A-2008-223942)描述的是滚动轴承而不是滑动轴承。在该滚动轴承中，在滚动轴承的内圈和外圈的滚道表面中的至少一个的滚动表面以及滚动元件的滚动表面上形成有沟槽，然后在沟槽上形成斥油膜。顺带地，在例如车辆用内燃发动机中使用的滑动支撑结构中，分别施加在轴构件和支撑构件上的载荷的大小和方向在轴构件或支撑构件的一个旋转期间或在一个工作周期期间波动。除非在对应于波动载荷中的最大波动载荷施加方向(下文中，这被称为载荷集中方向，并且对应于载荷集中方向的轴构件和支撑构件的滑动表面被称为载荷集中部分)形成的间隙中产生预定油膜压力，否则在这些部分处会发生所谓的油膜中断或类似情形，从而导致从流体润滑转变成轴构件部分地直接接触支撑构件的混合润滑或边界润滑。 这可能导致轴构件与支撑构件之间的摩擦损失增大，并通过扩张导致磨损、变热、抱轴等等。因此，通常采取措施以避免这种情形。例如，供给足量的润滑油，或者增大轴构件的直径和支撑构件的直径或增大支撑构件的宽度，使得轴构件与支撑构件之间的接触压力减小。
然而，这些措施导致滑动支撑结构的尺寸和成本增加，因此期望一种滑动支撑结构，其通过自身产生足够的油膜压力从而使得能够减少摩擦损失。应当指出，JP-A-2006-329252中所描述的位于轴与轴承之间的旋转滑动结构是用于减小由保持在轴与轴承之间的润滑油的剪切阻力造成的能量损失的技术，并且 JP-A-2006-329252没有描述存在载荷集中部分的情况。另外，JP-A-2007-211956中所描述的轴承结构为推力轴承型，其中载荷从上侧向下侧均勻地施加在上侧轴承构件和下侧轴承构件的滑动表面上，并且JP-A-2007-211956没有描述用于其滑动表面具有载荷集中的部分的旋转轴的轴承类型。
发明内容
本发明提供了一种用于轴构件的滑动支撑结构，即使当存在载荷集中部分时，该结构仍然在该部分产生足够的油膜压力，从而使得能够减少摩擦损失。本发明的一方面涉及一种滑动支撑结构。所述滑动支撑结构包括支撑构件；以及轴构件，所述轴构件相对于所述支撑构件相对地旋转，其中润滑油被供给到所述轴构件的滑动表面与所述支撑构件的滑动表面之间，所述支撑构件具有对应于所述轴构件与所述支撑构件之间的载荷集中部分的滑动表面部分，并且在所述滑动表面部分的在所述润滑油的流动方向上的上游侧和下游侧分别设置有斥油性高于所述滑动表面部分的滑动表面区域。此处，将参照图1至图2B说明与根据相关技术的滑动支撑结构相比，通过根据本发明此方面的滑动支撑结构在与载荷集中部分相对应的间隙中产生的油膜压力更大的原理。在图1中，A指示轴构件，B指示支撑轴构件A的圆筒形支撑构件，C指示供给到并置于轴构件A与支撑构件B之间的润滑油。此处，假定轴构件A在支撑构件B内沿由箭头指示的顺时针方向以相对速度V旋转，同时从图中的上方向下施加载荷W。这样，当轴构件 A的滑动表面与支撑构件B的滑动表面之间的间隙因施加在轴构件A上的载荷W而变窄时， 由于润滑油的粘性而阻止了润滑油C的排出，因此在润滑油膜中产生节流油膜压力。同时， 随着轴构件A旋转，粘性的润滑油C被汲入到轴构件A与支撑构件B之间，从而在润滑油膜中形成楔形油膜压力。如图中所示，油膜压力呈现出具有在轴构件A与支撑构件B之间的最小间隙部分(基本上在E与F之间，将图1中的载荷W的方向与支撑构件B的滑动表面之间的交点置于其间)的大致凸形的中心部分的压力分布。因此，轴构件A通过出现在轴构件A与支撑构件B之间的间隙中的油膜压力支撑在支撑构件B上。此处，在上述载荷W不波动——即，恒定载荷施加在轴构件A和支撑构件B上—— 的根据相关技术的滑动支撑结构中，最小间隙部分的尺寸也基本上保持恒定，因此随着轴构件A旋转，流经最小间隙部分的润滑油C具有图2A中所示的速度分布，并且流量也基本上保持恒定不变。而且，润滑油C因其粘性而趋于在最小间隙部分处停滞；然而，使润滑油 C与支撑构件B的滑动表面分离的力由于具有上述速度分布的流动而施加，从而在最小间隙部分下游(基本上在图1中的F和G之间)的润滑油膜中出现负压，从而导致气穴现象。顺带地，即使当上述载荷W波动并且图1中所示的最小间隙部分由最大载荷形成时，仍然出现和恒定载荷的情况一样的油膜压力。然而，在根据本发明此方面的用于轴构件的滑动支撑结构中，因为在滑动表面区域的在润滑油流动方向上的上游(基本上位于图1 中的D和E之间)和下游(基本上位于图1中的F和G之间)中设置有斥油性高于其它区域的区域，将对应于载荷集中部分的滑动表面部分(基本上位于图1中的E和F之间)设置在其间，因此在最小间隙部分处以及在最小间隙部分的在旋转方向、即润滑流动方向上的上游侧和下游侧的速度分布如图2B中所示。也就是说，在支撑构件B的滑动表面部分在上述润滑油流动方向上的上游的滑动表面区域中(基本上位于图1中的D和E之间)，在高斥油性区域与润滑油之间出现滑移，因此在与轴构件A接触的一侧的润滑油的速度与在与支撑构件B接触的一侧的润滑油的速度基本上相等，因此，间隙中的平均速度高，并且流量也通过扩张而增大。相比之下，在对应于载荷集中部分的滑动表面部分处(基本上位于图1 中的F和G之间)，保持润滑油的速度和润滑油的流量而没有使润滑油的速度或流量增大。 因此，由于流量平衡，在对应于载荷集中部分的间隙中产生高于相关技术的油膜压力。此时的压力分布在图1中用实线1 示出。另一方面，在支撑构件B的滑动表面部分在上述旋转方向或润滑油流动方向上的下游的滑动表面区域中(基本上位于图1中的F和G之间)，在高斥油性区域与润滑油之间出现滑移，由此有利于润滑油与支撑构件B的分离，从而抑制润滑油膜中负压的产生。因此，通过根据本发明此方面的用于轴构件的滑动支撑结构，当可相对旋转的轴构件与支撑构件之间的间隙由于它们之间的载荷集中而变窄时，润滑油膜中的润滑油流动受到斥油性高于其它区域的区域的控制，因此油膜压力增大，并且防止了油膜中负压的产生，其中该区域设置在对应于载荷集中部分的滑动表面部分在润滑油流动方向上的上游和下游的滑动表面区域中。所以，能够有效地减小因润滑油的粘滞曳力导致的摩擦损失。应当指出，在用于轴构件的滑动支撑结构的该方面中，所述滑动表面部分可受到非斥油处理从而形成为非斥油表面，并且所述滑动表面区域可受到斥油处理从而形成为斥油表面。根据上述方面，因为滑动表面形成为在非斥油表面与斥油表面之间没有台阶部， 因此能够进一步减小摩擦损失。在上述构造中，所述支撑构件的所述斥油表面可以形成在所述支撑构件的除两个轴向端部以外的部分。根据上述方面，因为从支撑构件的斥油表面朝支撑构件的两个轴向端部泄漏的润滑油的量减小，所以能够在获得等同的油膜压力的情况下减小支撑构件的轴向或宽度尺寸。此处，所述轴构件可以为曲轴或凸轮轴的主轴颈，所述支撑构件可以为轴颈轴承， 所述斥油表面可以形成在所述轴颈轴承的滑动表面上。在上述构造中，所述轴颈轴承的布置在所述斥油表面之间的所述滑动表面部分可以位于所述主轴颈与所述轴颈轴承之间的润滑油厚度最小的位置。应当指出，所述轴构件可以为活塞销，所述活塞销以全浮动的方式将活塞联接于连杆，所述支撑构件可以为所述活塞的销座，并且所述斥油表面可以形成在所述销座的滑动表面上。在这种情况下，所述销座的所述滑动表面的布置在所述斥油表面之间的所述滑动表面部分可以位于所述销座的所述滑动表面与包含所述活塞的中心轴线和所述销座的中心轴线的平面相交的位置。根据本发明此方面，当轴构件与支撑构件之间的间隙由于它们之间的载荷集中而变窄时，润滑油膜中的润滑油流动受到斥油性高于其它区域的区域的控制，因此油膜压力增大，并且防止了油膜中负压的产生，其中该区域设置在对应于轴构件和支撑构件中的至少一个的滑动表面的载荷集中部分的滑动表面部分在润滑油流动方向上的上游和下游的滑动表面区域中。所以，能够减小因润滑油的粘滞曳力导致的摩擦损失。
下文将参照附图描述本发明的特征、优点、以及技术和工业重要性，附图中相同的附图标记指示相同的元件，并且在附图中图1是概念性地示出在用于可相对旋转的轴构件和支撑构件的滑动支撑结构中的油膜压力产生原理的示意性截面图；图2A是在根据相关技术的用于旋转轴的滑动支撑结构中的最小间隙部分周围的润滑油的速度分布图；图2B是在根据本发明实施方式的用于旋转轴的滑动支撑结构中的最小间隙部分周围的润滑油的速度分布图；图3是根据本发明实施方式的在发动机曲轴中的用于旋转轴的滑动支撑结构的截面图；图4A是在图3中所示的实施方式中的轴承构件的第一实施方式的俯视图；图4B是该轴承构件的第一实施方式的侧视图；图5A是在图3中所示的实施方式中的轴承构件的第二实施方式的俯视图；图5B是该轴承构件的第二实施方式的侧视图；图6是根据本发明实施方式的在发动机活塞中的用于可相对旋转的轴构件和支撑构件的滑动支撑结构的侧视图；图7是在图6中所示的实施方式中的支撑构件的沿图6中的VII-VII线截取的截面图；图8A是示出根据本发明实施方式的在发动机活塞中的用于可相对旋转的轴构件和支撑构件的滑动支撑结构中的轴构件与支撑构件之间的关系的截面图；图8B是用于示出通过轴构件的旋转产生油膜压力的状态的曲线图；图8C是润滑油的速度分布图；图9A是根据本发明实施方式的发动机的气门挺杆的示意性主视图；图9B是气门挺杆的俯视图；图9C是气门挺杆的侧视图。
具体实施例方式下面，将参照附图详细描述本发明的实施方式。首先，将参照图3描述根据本发明实施方式的用于发动机曲轴的滑动支撑结构。 如图3所示，滑动支撑结构包括曲轴的主轴颈10和轴颈轴承12。主轴颈10充当旋转的轴构件。轴颈轴承12充当用于以可旋转的方式支撑主轴颈10的支撑构件或轴承构件。轴颈轴承12由上壳体1 和下壳体14b固定地保持。上壳体Ha形成在气缸体(未示出)中。 下壳体14b形成在轴承盖中并紧固于上壳体14a。应当指出，在本实施方式中，轴颈轴承12 同样由上轴颈轴承1 和下轴颈轴承12b形成。然后，主轴颈10和由上轴颈轴承1 和下轴颈轴承12b形成的轴颈轴承12被设置成在它们之间在整个圆周上具有预定间隙，并且润滑油经由油道(未示出)被供给到该间隙。然后，如图4A和图4B所示，在充当根据本实施方式的轴承构件的第一实施方式的轴颈轴承12中，在下轴颈轴承12b的内周的滑动表面上，对应于主轴颈10与下轴颈轴承 12b之间的载荷集中部分的滑动表面部分X具有非斥油表面或低斥油表面；而在沿主轴颈 10的旋转方向、即润滑油流动方向(在图4B中由箭头指出)处于滑动表面部分X的上游和下游的滑动表面区域私和％中形成斥油表面。应当指出，主轴颈10与下轴颈轴承12b之间的载荷集中部分指的是与波动载荷内的最大载荷施加在轴颈轴承12上的方向对应的部分，所述波动载荷在主轴颈10的一个旋转期间根据从驱动系统施加在曲轴上的载荷而变化。因此，主轴颈10在轴颈轴承12内沿该方向偏离中心，并且在滑动表面部分X处形成最小间隙部分，即，最小油膜厚度部分。应当指出，在曲轴的情况下，基于工作状态确定最小油膜厚度部分，因此该部分可提前估测。因此，在图4A和4B所示的实施方式中，具有非斥油表面或低斥油表面且对应于载荷集中部分的滑动表面部分X的中心设定为从下轴颈轴承12b的最低点朝主轴颈10的旋转方向(在图4B中由箭头指出)的下游侧偏离预定的角度(例如，30度至40度)。然后， 在主轴颈10的旋转方向上处于滑动表面部分X的上游的滑动表面区域私形成为从下轴颈轴承12b的右端到滑动表面部分X的起始端的斥油表面，并且在主轴颈10的旋转方向上处于滑动表面部分X的下游的滑动表面区域％形成为从滑动表面部分X的末端到下轴颈轴承12b的左端的斥油表面。将描述这样构造的本实施方式的操作。假定主轴颈10在经由油道(未示出)被供给润滑油的同时沿图中的顺时针方向旋转。供给的润滑油随着主轴颈10的旋转沿着斥油滑动表面区域私类似地沿顺时针方向流动通过形成在轴颈轴承12与主轴颈10之间的间隙。此时，如上所述，与主轴颈10接触的润滑油的速度和与下轴颈轴承12b的斥油滑动表面区域私接触的润滑油的速度基本上彼此相等，间隙中的平均速度高，并且通过扩张而使流量也增大。相比之下，在对应于载荷集中部分且具有非斥油表面或低斥油表面的滑动表面部分X处，保持润滑油的速度和润滑油的流量而不使润滑油的速度或流量增大，因此， 由于流量的平衡，与现有技术相比，在与载荷集中部分对应的滑动表面部分X处的间隙中产生的油膜压力1 较高(见图1)。主轴颈10由于高油膜压力1 而沿其径向方向升高。 因此，能够增大油膜的最小厚度，且能够减小主轴颈10的偏心量。另一方面，在下轴颈轴承12b的滑动表面部分X的在上述旋转方向上的下游侧，在斥油性滑动表面区域％与润滑油之间发生滑移，由此有利于润滑油与下轴颈轴承12b的分离，从而抑制了润滑油膜中负压的产生。该负压产生抑制功能能够减小对主轴颈10的旋转的粘滞曳力。下面，将参照图5A和5B描述充当支撑构件或轴承构件的轴颈轴承12的第二实施方式。该第二实施方式与第一实施方式的不同之处仅在于斥油表面设置在轴颈轴承12的除两个轴向端部以外的部分，因此相同的附图标记指示与第一实施方式的功能部分类似的功能部分，并省略重复描述。更确切地，图5A是下轴颈轴承12b的俯视图，图5B是下轴颈轴承12b的侧视图。 在第二实施方式中，具有斥油表面的滑动表面区域私和％在除两个轴向端部以外的部分相对于滑动表面部分X形成在主轴颈10的旋转方向或润滑油的流动方向上的上游侧和下游侧，其中滑动表面部分X与载荷集中部分对应且具有非斥油表面或低斥油表面。利用第二实施方式，减小了润滑油从下轴颈轴承12b的斥油滑动表面私和％朝两个轴向端部泄漏的量，使得能够在获得与第一实施方式的油膜压力相等的油膜压力的情况下减小轴颈轴承12的轴向尺寸或宽度。此处，当形成具有非斥油或低斥油表面的滑动表面部分X和具有斥油表面的滑动表面区域私和％时，可仅向滑动表面区域私和％应用高斥油性材料，而不对滑动表面部分X应用任何处理，或者可分别向滑动表面部分X和滑动表面区域私和％应用非斥油性或低斥油性材料和高斥油性材料。应当指出，高斥油性材料可以是氟烷基硅烷。例如，将乙醇、硅酸四乙基酯、氟烷基硅烷和盐酸溶液的混合溶液应用到滑动表面区域私和％，然后在常压炉中在大约200°C下烧制大约30分钟。这样，在轴颈轴承的基材(例如，铁)上牢固地形成硅烷醇基团(O-Si-O ； 玻璃层SiO2),并且在硅烷醇基团的末端、即表面形成有高斥油性Rf基团(氟)。于是，获得高斥油滑动表面。另外，非斥油性或低斥油性材料可以是从上述混合溶液中除去氟烷基硅烷后的混合溶液，并且在其被应用至滑动表面部分X之后类似地进行烧制。这样，在轴颈轴承的基材上仅形成硅烷醇基团(O-Si-O ；玻璃层SiO2)，从而可以获得非斥油或低斥油滑动表面。应当指出，当同时将非斥油性或低斥油性材料和高斥油性材料应用于相应的不同部分时，例如，将乙醇、硅酸四乙基酯、氟烷基硅烷和盐酸溶液的混合溶液及乙醇、硅酸四乙基酯和盐酸溶液的混合溶液应用于滚子表面的不同部分时，滚子表面上的混合溶液被转移至下轴颈轴承12b，然后进行烧制。这样，滑动表面可以形成，且在非斥油或低斥油表面与高斥油表面之间没有台阶。具体地，在高斥油性膜的表面上的Rf基团具有大约几个纳米的厚度，因此与两种膜共有的厚度为60至200nm的硅烷醇基团(O-Si-O)相比极薄，所以从宏观上看，两种膜在厚度上几乎没有差异，因此能够获得具有光滑的膜的滑动表面。这样，能够进一步减小摩擦损失。下面，将对根据本发明实施方式的用于活塞中的可相对旋转的轴构件和支撑构件的滑动支撑结构进行描述。如图6中所示，根据本实施方式的活塞100包括活塞环槽岸102、裙部104和活塞销座(以下称为销座)106。活塞环槽岸102具有多个外围沟槽，活塞环装配至外围沟槽。 裙部104和销座106位于活塞环槽岸102下方。稍后要描述的活塞销120装配至销座106。 销座106具有活塞销孔108，每个活塞销孔108具有基本上平行于曲轴的纵向方向的轴线。 然后，销座106与彼此平行地布置成垂直于活塞销孔108的轴线的侧壁110 —体形成，而侧壁110的两端与裙部104连续地形成。然后，上述活塞销120将活塞100联接至速杆122，使得活塞销120装配在连杆122 的小端孔中，连杆122的大端联接至曲轴的销，并且活塞销120的两个端部都装配于销座 106的活塞销孔108。
此处，在与活塞相关的实施方式中充当轴构件的活塞销120以所谓的全浮动方式联接至活塞100和连杆122，其中活塞销120能够相对于活塞100的销座106的活塞销孔 108和连杆122的小端孔旋转。然后，在本实施方式中，如图7所示，在充当支撑构件的销座106的活塞销孔108的滑动表面上形成斥油表面。更具体地，在销座106的活塞销孔108 中的每一个的滑动表面上，在包括位置106c的106b到106d的预定范围(见图8A)内的滑动表面部分形成为具有非斥油或低斥油表面的滑动表面部分X，其中在位置106c处，滑动表面与包括中心处的活塞100的中心轴线I^z和销座106的活塞销孔108的中心轴线I3X的平面相交；而位于滑动表面部分X两侧的106a至106b的范围内的滑动表面部分和106d至 106e的范围内的滑动表面部分分别形成为具有斥油表面的滑动表面部分私和％。将对与活塞相关的实施方式的操作进行说明。假定活塞100在润滑油被供给至销座106的活塞销孔108的同时上下往复运动。此时，当曲轴沿顺时针旋转时，在活塞100 的从曲轴的销的最低位置开始的上行行程的第二半部和在活塞100的从曲轴的销的最高位置开始的下行行程的第一半部，活塞销120沿逆时针方向相对于销座106旋转，并且在不同与以上行程的下行行程的第二半部和上行行程的第一半部，活塞销120沿顺时针方向旋转。此时，当活塞100向下移动时，由于燃烧压力导致的载荷作用在活塞100上，并且在活塞销120和销座106中，在包括位置106c的106b到106d的预定范围内的滑动表面部分成为载荷集中部分，其中在位置106c下，滑动表面与包括中心处的活塞100的中心轴线 Pz和销座106的活塞销孔108的中心轴线I3X的平面相交。应当指出，随着活塞100的上下往复运动，载荷集中部分相对于活塞销120的中心的径向位置相对于活塞销120波动。但是，载荷集中部分的径向位置在对应于活塞100的中心轴线內的径向位置106c处相对于销座106不变。此处，如图8A中所示，当假定活塞销120在活塞100的下行行程的第一半部沿逆时针方向旋转时，供给的润滑油随着活塞销120的旋转在活塞销120与销座106的活塞销孔108之间形成的间隙中类似地沿逆时针方向流动。此时，如图8C中所示，在与销座106的具有斥油表面的上游滑动表面部分私接触的一侧的润滑油的速度基本上等于在与活塞销 120接触的一侧的润滑油的速度，因此，间隙中的平均速度高，并且通过扩张流量也增大。相比之下，在对应于载荷集中部分且具有非斥油或低斥油表面的滑动表面部分X处，保持润滑油的速度和润滑油的流量而没有增大润滑油的速度或流量，因此，由于流量平衡，如图8B 中所示，可在与载荷集中部分对应的间隙中产生高于相关技术中的油膜压力Pa(虚线)的油膜压力1 (实线)。高油膜压力1 导致活塞销120径向向内移位，从而使得能够增大最小油膜厚度，因此能够改善活塞销120的防抱轴特性。另一方面，在上述旋转方向上的相对于每个销座106的具有非斥油或低斥油表面的滑动表面部分X的下游侧上，斥油滑动表面区域％与润滑油之间出现滑移，由此有利于润滑油与销座106的分离，于是抑制了润滑油膜中负压的产生。这种负压抑制功能能够减小对活塞销120的旋转的粘滞曳力，从而能够减小摩擦损失。另外，将参照图9A至图9C描述根据本发明实施方式的发动机的气门挺杆。这里，发动机的每个气门挺杆都是能够将凸轮的旋转运动转换成往复运动然后向气门传递动力的部件。每个气门挺杆例如具有在一侧具有封闭端的圆柱形状。如图9A所示，气门挺杆20的内底部与气门22的气门杆22A的端部相接触，气门挺杆20由与凸轮轴 24 一体形成的凸轮M驱动以打开气门22，凸轮轴M与曲轴的旋转同步地被驱动，并且气门挺杆20由气门弹簧沈推动以关闭气门22。此处，如图9C所示，通常，这些气门挺杆20 构造成使得凸轮24A的中心与气门挺杆20的中心偏离，并且每当凸轮24A接触气门挺杆20 从而提升气门22时，气门挺杆20 —点一点地转动以防止接触部的一侧式磨损。而在与发动机的气门挺杆相关的本实施方式中，在每个气门挺杆20的顶面20A的滑动表面上形成斥油表面。具体地，如图9B所示，在顶面20A的除中心部分以外的周边部分处形成具有环形斥油表面的滑动表面部分Y。另一方面，顶面20A的中心部分形成为具有基本呈圆形的非斥油或低斥油表面的滑动表面部分X。将对与发动机的气门挺杆20相关的实施方式的操作进行说明。假定在通过供油装置(未示出)向凸轮24A与气门挺杆20之间的接触部供给润滑油的同时凸轮轴M沿图中的逆时针方向旋转。此时，随着凸轮24A旋转，凸轮24A与气门挺杆20之间的接触部从接触开始位置经由最大提升位置又移动到接触终止位置，其中在接触开始位置，靠近凸轮24A 的基圆的减震部分接触气门挺杆20的顶面20A的周边部分；在最大提升位置，凸轮24A的提升部接触气门挺杆20的顶面20A的中心部分；在接触终止位置，靠近凸轮24A基圆的减震部分接触气门挺杆20的顶面20A的周边部分。因此，在气门挺杆20的情况下，施加最大载荷的最大提升位置、即气门挺杆20的顶面20A的中心部分成为载荷集中部分。供给到此处的润滑油随着凸轮轴M的旋转在形成于凸轮24A与气门挺杆20之间的间隙中类似地沿逆时针方向流动。此时，如上文所述，在接触凸轮24A的具有斥油表面的滑动表面部分Y的一侧的润滑油的速度基本上等于在接触气门挺杆20的一侧的润滑油的速度，因此间隙中的平均速度增大，并且通过扩张而使流量也增大。相比之下，在与载荷集中部分对应且具有非斥油或低斥油表面的滑动表面部分X处，保持润滑油的速度和润滑油的流量而不使润滑油的速度或流量增大。因此，由于流量平衡，在对应于载荷集中部分的间隙中产生比相关技术中的油膜压力高的油膜压力此。该高油膜压力1 能够增大凸轮24A 与气门挺杆20之间的间隙中的最小油膜厚度，从而导致从边界润滑向流体润滑的转变，由此使得能够减小凸轮24A与气门挺杆20之间的粘滞曳力，即减小它们之间的摩擦。因此， 凸轮24A与气门挺杆20之间的接触部、即滑动部分的磨损减小。另一方面，在沿上述旋转方向相对于气门挺杆20的具有非斥油或低斥油表面的滑动表面部分X的下游侧，在斥油滑动表面区域％与润滑油之间发生滑移，从而有利于润滑油与气门挺杆20的分离，于是抑制了润滑油膜中负压的产生。该负压产生抑制功能可减小对凸轮24A的旋转的粘滞曳力。应当注意，在上述与气门挺杆20相关的实施方式中，顶面20A的中心部分形成为具有基本呈圆形的非斥油或低斥油表面的滑动表面部分X，并且在顶面20A的除中心部分以外的周边部分处形成具有环形斥油表面的滑动表面部分Y。这可以以略微不同的方式实施，例如具有非斥油或低斥油表面的滑动表面部分X设置在与顶面20A的中心部分偏离的位置处等。这是因为，如上所述，凸轮24A的中心与气门挺杆20的中心偏离，并且气门挺杆 20 一点一点地转动，因此凸轮24A不一定以高载荷接触气门挺杆20的中心。
权利要求
1.一种滑动支撑结构，包括 支撑构件；以及轴构件，所述轴构件相对于所述支撑构件相对地旋转，其中 润滑油被供给到所述轴构件的滑动表面与所述支撑构件的滑动表面之间；并且所述支撑构件具有对应于所述轴构件与所述支撑构件之间的载荷集中部分的滑动表面部分，并且在所述滑动表面部分的在所述润滑油的流动方向上的上游侧和下游侧分别设置有斥油性高于所述滑动表面部分的滑动表面区域。
2.如权利要求1所述的滑动支撑结构，其中所述滑动表面部分受到非斥油处理从而形成为非斥油表面；并且所述滑动表面区域受到斥油处理从而形成为斥油表面。
3.如权利要求2所述的滑动支撑结构，其中，所述支撑构件的所述斥油表面形成在所述支撑构件的除两个轴向端部以外的部分。
4.如权利要求1至3中任一项所述的滑动支撑结构，其中 所述轴构件为曲轴的主轴颈；所述支撑构件为轴颈轴承；并且所述斥油表面形成在所述轴颈轴承的滑动表面上。
5.如权利要求1至3中任一项所述的滑动支撑结构，其中 所述轴构件为凸轮轴的主轴颈；所述支撑构件为轴颈轴承；并且所述斥油表面形成在所述轴颈轴承的滑动表面上。
6.如权利要求4或5所述的滑动支撑结构，其中，所述轴颈轴承的布置在所述斥油表面之间的所述滑动表面部分位于所述主轴颈与所述轴颈轴承之间的润滑油厚度最小的位置。
7.如权利要求1至3中任一项所述的滑动支撑结构，其中所述轴构件为活塞销，所述活塞销以全浮动的方式将活塞联接于连杆； 所述支撑构件为所述活塞的销座；并且所述斥油表面形成在所述销座的滑动表面上。
8.如权利要求7所述的滑动支撑结构，其中，所述销座的所述滑动表面的布置在所述斥油表面之间的所述滑动表面部分位于所述销座的所述滑动表面与包含所述活塞的中心轴线和所述销座的中心轴线的平面相交的位置处。
全文摘要
提供了一种滑动支撑结构，其包括支撑构件；以及轴构件，所述轴构件相对于所述支撑构件相对地旋转，其中润滑油被供给到所述轴构件的滑动表面与所述支撑构件的滑动表面之间，所述支撑构件具有对应于所述轴构件与所述支撑构件之间的载荷集中部分的滑动表面部分，并且在所述滑动表面部分的在所述润滑油的流动方向上的上游侧和下游侧分别设置有斥油性高于所述滑动表面部分的滑动表面区域。
文档编号F01L1/053GK102482952SQ201080038654
公开日2012年5月30日 申请日期2010年8月31日 优先权日2009年9月1日
发明者三田修三, 堀田滋, 宫崎昭二, 小山石直人, 小池龙治, 有泉义记, 村上元一, 疋田康弘, 芦原克宏 申请人:丰田自动车株式会社, 大丰工业株式会社