专利名称：气门室和树脂制气缸盖罩的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种其上安装用于控制给内燃机的可变气门驱动机构(可变配气机构)的液压(油压)供应和从该内燃机的可变气门驱动机构的液压排放的油压控制阀(液压油控制阀，OCV)的气门室，以及一种具有这种气门室的树脂制气缸盖罩。
背景技术：
在液压操作的可变气门驱动机构提供用作内燃机的正时链轮和正时带轮的情况中，从油压控制阀至可变气门驱动机构的液压供应/排放油路通常经由凸轮轴形成。
在这种情况中，例如，已提出一种构造，其中，油压控制阀安装到气缸盖罩的内表面上，该油压控制阀经由凸轮盖中的油路和凸轮轴中的油路控制液压的供应和排放。
然而，根据如上所述的油压控制阀容纳在气缸盖罩内部的构造，该气缸盖罩的高度增大用于容纳该油压控制阀所需要的空间。这不希望地增大了内燃机的尺寸。因此，已提出一种技术，其中，油压控制阀容纳在安装在气缸盖罩上以覆盖形成在该气缸盖罩的上部壁中的孔的气门室内(例如，参见日本专利No.3525709)。
若为了减轻重量而用树脂形成如上所述构造的气缸盖罩和气门室，由于树脂的刚性通常比金属低，在将气缸盖罩安装到气缸盖上时该气缸盖罩会扭曲或变形。这反过来会影响气门室。
由于这种扭曲或变形，安装有油压控制阀的安装部的尺寸精度降低。因此，油压控制阀不能准确地安装到安装部上或者油压控制阀会发生故障。
发明内容
因此，本发明目的是提供一种防止安装有油压控制阀的安装部变形的树脂制气缸盖罩和气门室。
为实现前述及其它目的且根据本发明意图，提供了一种允许安装油压控制阀的气门室。该油压控制阀具有孔口且控制给内燃机的可变气门驱动机构的液压供应和从该内燃机的可变气门驱动机构的液压排放。该气门室安装到由树脂形成的气缸盖罩本体上。该气门室包括安装部、套筒、油路连接部和接合部。安装部由树脂形成且是气门室的要安装油压控制阀的那一部分。套筒埋设在安装部内，且具有允许油压控制阀容纳在其中的内部空间以及油孔。每个油孔选择性地与容纳在套筒的内部空间中的油压控制阀的孔口中的一个孔口连通。该套筒由刚性高于形成安装部的树脂的材料形成。油路连接部由树脂形成。该油路连接部具有中间油路。每个中间油路连通套筒的油孔中的一个油孔与形成在内燃机的凸轮盖中的凸轮盖油路中的相应一个凸轮盖油路，以选择性地给可变气门驱动机构供应液压和从可变气门驱动机构排放液压。接合部由树脂形成且设在气门室的位于安装部与油路连接部之间的一部分的外周处或者设在油路连接部的外周处。该接合部与罩本体接合以将气门室安装到罩本体上。
本发明还提供一种具有气缸盖罩本体和前述气门室的树脂制气缸盖罩。树脂制气缸盖罩本体由树脂形成且具有开口部。该气门室通过将油路连接部插入开口部并使接合部与围绕开口部的罩本体接合而安装到罩本体上，以封闭该罩本体的开口部。
结合附图从以下用例子方式说明本发明原理的叙述，本发明的其它方面和优点将变得明显。
结合附图参考以下对当前优选实施例的说明，可最好地理解本发明及其目的和优点，其中
图1是示出根据本发明第一实施例的树脂制气缸盖罩的安装有OCV的一部分及其附近的纵向截面图；图2是示出图1所示树脂制气缸盖罩的在安装OCV之前的一部分及其附近以及OCV的纵向截面图；图3(A)是示出图1所示气缸盖罩的气门室的俯视图；图3(B)是示出图3(A)所示气门室的正视图；图3(C)是示出图3(A)所示气门室的底视图；图3(D)是示出图3(A)所示气门室的透视图；图3(E)是示出图3(A)所示气门室的左视图；图3(F)是示出图3(A)所示气门室的右视图；图4(A)是示出图1所示气缸盖罩的套筒的透视图；图4(B)是示出图4(A)所示套筒的正视图；图4(C)是示出图4(A)所示套筒的左视图；图4(D)是示出图4(A)所示套筒的右视图；图4(E)是示出图4(A)所示套筒的后视图；图5是示出根据本发明第二实施例的气门室及其附近的纵向截面图；以及图6是示出在将套筒安装到该安装部上之前的图5所示气门室及其附近以及该套筒的纵向截面图。
具体实施例方式
现在将参照图1至4(E)说明本发明的第一实施例。图1示出根据第一实施例的树脂制气缸盖罩2的安装有OCV6的一部分及其附近。图2示出树脂制气缸盖罩2的在安装OCV6之前的一部分及其附近以及OCV6。
如图1所示，气缸盖罩2包括树脂制气缸盖罩本体3和气门室4。气门室4与罩本体3分开地形成且安装到罩本体3上。气门室4用树脂一体成形为如图3(A)至3(F)所示的形状。
气门室4具有作为接合部的板状法兰部10。用树脂形成为基本圆筒形的树脂制安装部12位于法兰部10的顶面上。套筒14埋设在形成树脂制安装部12的树脂内，且OCV插入端14a向外侧敞开。当用树脂一体形成气门室4时，套筒14通过嵌件成型(镶嵌造型)与树脂制安装部12一体成形。
套筒14如图4(A)至4(E)所示是圆筒形的，且由热膨胀系数与在图1和2中所示的OCV6的滑柱式壳体7相同的材料形成。更具体地说，套筒14由铝基合金形成。套筒14也可由与OCV6的滑柱式壳体7完全相同的金属材料形成。
套筒14包括油孔18，20，22，24，26，它们形成在与形成在OCV6的滑柱式壳体7上的五个孔口7a，7b，7c，7d，7e对应的位置处。油孔18，20，22，24，26与作为安装孔16的套筒14的内部空间连通。锥形面28形成在套筒14的OCV插入端14a处以便于OCV6的安装。在图1和2中，由于油孔18，20，22位于已被切除的一部分上，所以油孔18，20，22在套筒14上用虚线示出。
在嵌件成型之前，给套筒14的外周面14b涂覆底漆。因此，套筒14由于该底漆而与通过嵌件成型形成的气门室4的树脂制安装部12的树脂牢固粘结。在嵌件成型过程中，滑销设在模具内以与形成在套筒14中的油孔18至26连续。这样，还可在气门室4内形成与油孔18至26连通的油路。
三个油路部38，40，42形成在树脂制安装部12的外周部上。在气门室4的上述油路中，三条油路38a，40a，42a分别形成在油路部38，40，42中。油路38a，40a，42a分别与套筒14的三个油孔18，20，22连通。作为供应油路部的中间油路部40具有作为供应油路且经由管和其它油路而与气缸盖44的液压供应通路连通的油路40a。由此，液压供应给套筒14内部的OCV6。作为位于中间油路40两侧的排放油路部的油路部38，42包括作为排放油路的油路38a，42a。由此，液压直接从OCV6排放到树脂制气缸盖罩2的内部。
此外，在气门室4的上述油路中，中间油路46，48与套筒14的油孔24，26连通。中间油路46，48形成在树脂制油路连接部50中。中间油路46，48允许液压在OCV6与可变气门驱动机构之间供应和排放，该可变气门驱动机构是可变气门正时机构(可变配气相位机构)30(参见图1和2)。O形环52围绕中间油路46，48的开口位于树脂制油路连接部50的底面下方，且在树脂制油路连接部50抵靠凸轮盖54的顶面时用作密封件。
螺栓拧入孔12b形成在树脂制安装部12的OCV插入端12a内。如图1所示，当OCV6的滑柱式壳体7容纳在套筒14的安装孔16内时，设在OCV6上的托架6b的螺栓孔6c位于螺栓拧入孔12b的前面。由此，通过经由螺栓孔6c将螺栓紧固到螺栓拧入孔12b内，OCV6被紧固到气门室4上。
通过首先将套筒14设在用于注塑成形的模具内，然后用树脂一体成形法兰部10、树脂制安装部12和树脂制油路连接部50，来形成如上所述构造的气门室4。
通过如图2所示将树脂制油路连接部50插入树脂制气缸盖罩本体3的开口部3a内、然后通过在开口部3a的外周进行焊接而将法兰部10接合到树脂制气缸盖罩本体3的顶面上，来使如上所述构造的气门室4安装到树脂制气缸盖罩本体3上。结果，树脂制气缸盖罩本体3的开口部3a完全封闭。
图3(C)中的虚线代表当法兰部10焊接到树脂制气缸盖罩本体3上时树脂制气缸盖罩本体3的开口部3a相对于气门室4的法兰部10的布置。在树脂制气缸盖罩本体3与法兰部10相互重叠的法兰部10的区域10a中的开口部3a的整个外周处焊接法兰部10。因此，排放油路38a，42a可将液压油排放到树脂制气缸盖罩2的内部。中间供应油路部40的供应油路40a与气缸盖罩本体3中的供应通路连通，从而允许液压油供应给OCV6。
当树脂制气缸盖罩2安装到气缸盖44上时，树脂制气缸盖罩本体3的开口部3a直接位于作为凸轮盖中最靠近可变气门正时机构30定位的那个凸轮盖54的正上方。因此，当树脂制气缸盖罩2如图2所示用螺栓紧固到气缸盖44上时，树脂制油路连接部50的中间油路46，48分别与凸轮盖54的凸轮盖油路54a，54b连通。
OCV6的滑柱式壳体7如图2所示从套筒14的OCV插入端14a插入如上所述构成的树脂制气缸盖罩2内，使得滑柱式壳体7容纳在套筒14的安装孔16内。套筒14的安装孔16以高精度形成，使得滑柱式壳体7与套筒14之间的间隙恒定。因为套筒14由刚性远远高于形成树脂制安装部12的树脂的金属材料形成，所以即使在嵌件成型之后树脂被扭曲、当树脂制气缸盖罩2紧固到气缸盖44上时树脂发生变形、或者随后导致热变形，也能充分维持安装孔16的尺寸精度。因此，滑柱式壳体7易于被插入至安装孔16中的预定位置，且OCV6按照适当方式安装到树脂制安装部12上，如图1所示。O形环7f设在滑柱式壳体7的基部处，以防止从滑柱式壳体7与套筒14之间的间隙漏出的些微液压油被排放到树脂制气缸盖罩2的外部。然后，用螺栓紧固托架6b，完成OCV6的安装。
OCV6如上所述安装，且电子控制单元(ECU)58根据发动机的运转状态控制给OCV6的电磁线圈部6a的励磁电流。由此，从供应油路40a供应给滑柱式壳体7的孔口7b的液压被供应给油孔24，26中的一个油孔，并从油孔24，26中的另一个油孔排出。这样，利用中间油路46，48、凸轮盖油路54a，54b以及位于凸轮轴60中的两条油路60a，60b，液压供应给可变气门正时机构30并从可变气门正时机构30排出。例如，当液压经由其中一条通路即经由中间油路48、凸轮盖油路54b和油路60b供应给可变气门正时机构30且液压经由另一条通路即中间油路46、凸轮盖油路54a和油路60a排出时，可变气门正时机构30就延迟。于是，凸轮轴60相对于正时链轮62的转动相位延迟，从而延迟气门正时。
相反，当液压经由中间油路46、凸轮盖油路54a和油路60a供应给可变气门正时机构30且经由中间油路48、凸轮盖油路54b和油路60b排出时，可变气门正时机构30就提前。于是，凸轮轴60相对于正时链轮62的转动相位提前，从而提前气门正时。
第一实施例具有以下优点。
(a)气门室4在法兰部10处与气缸盖罩本体3接合以将气缸盖罩2形成为一整体。法兰部10设置在气门室4的位于树脂制安装部12与树脂制油路连接部50之间的中间部的外周处。
因此，若在气门室4与气缸盖罩本体3一体成形之后将它们安装到气缸盖44上时气缸盖罩本体3扭曲或变形，则该扭曲或变形会从法兰部10传递给位于树脂制安装部12与树脂制油路连接部50之间的中间部。
因此，气缸盖罩本体3的扭曲或变形不会显著影响树脂制安装部12的形状。
此外，由刚性高于形成树脂制安装部12的树脂的材料形成的套筒14被埋设在树脂制安装部12中。套筒14的内部空间形成容纳OCV6的安装孔16。
因此，即使气缸盖罩本体3的扭曲或变形被略微传递给树脂制安装部12，具有高刚性的套筒14也会阻止该扭曲或变形影响套筒14中的安装孔16的形状。
如上所述，将第一实施例的气门室4应用于树脂制气缸盖罩2能够防止会导致OCV6安装不良或者发生故障的安装部12的变形。
(b)法兰部10形成在气门室4的位于树脂制安装部12与树脂制油路连接部50之间的中间部的整个外周处。因此，气门室4在(气密)密闭状态下与气缸盖罩本体3接合，且气缸盖罩本体3的开口部3a完全封闭。此外，气缸盖罩本体3的扭曲或变形几乎全部被板状法兰部10吸收。因此，传递给树脂制安装部12的扭曲或变形量减少，并且进一步减小对套筒14的安装孔16的形状的影响。这有助于减轻套筒14的重量，例如减小套筒14的厚度。
此外，由于法兰部10和气缸盖罩本体3都由树脂形成，法兰部10易于通过焊接与气缸盖罩本体3接合。
(c)气门室4是通过用同一种树脂一体成形除套筒14以外的树脂制安装部12、树脂制油路连接部50和法兰部10而形成的。套筒14在一体成形气门室4的同时通过嵌件成型埋设并固定在树脂制安装部12内。因此，易于形成与套筒14一体成形的气门室4。
(d)由于套筒14是金属，所以尤其是可对安装孔16进行高精度机械加工。因此，OCV6能正确安装到安装孔16上。
(e)由于通过分开地制造树脂制气缸盖罩本体3和气门室4来形成气缸盖罩2，树脂制气缸盖罩本体3和气门室4中每一个的形状得以简化。这便于制造用于注塑成形的模具。
套筒14预先埋设在树脂制安装部12中的气门室，尤其是套筒14通过嵌件成型埋设在其中的气门室4与树脂制气缸盖罩本体3接合。因此，用于埋设套筒14的过程不会复杂化。
这是因为，若在气门室4与树脂制气缸盖罩本体3接合之后将套筒14埋设在树脂制安装部12内，套筒14所要埋设的部分在接合过程中会发生变形。
(f)气门室4位于凸轮盖中最靠近可变气门正时机构30的那个凸轮盖54的正上方。因此，OCV6利用非常短的油路控制给可变气门正时机构30的液压供应和从可变气门正时机构30的液压排放。这进一步加快压力响应速度，并改进可变气门正时机构30的控制响应。
现在将参照图5和6说明本发明的第二实施例。图5示出根据第二实施例的安装到树脂制气缸盖罩本体103上的气门室104。除了套筒114与树脂制安装部108的安装结构以外，第二实施例具有与第一实施例相同的构造。
在第二实施例中，内螺纹部108a在采用模具一体成形气门室104的树脂制部分的过程中形成在树脂制安装部108的内周面上。或者，内螺纹部108a不是在一体成形过程中形成的，而是在一体成形之后通过在树脂制安装部108的内周面上进行螺纹切削而形成的。
外螺纹部114b形成在套筒114的外周面上。套筒114拧到内螺纹部108a上且埋设在树脂制安装部108内。当套筒114拧到树脂制安装部108上时，排放油路138a、供应油路140a、排放油路142a、中间油路132，134分别与套筒114的油孔118，120，122，124，126对准。在图5和6中，由于油路138a，140a，142a和油孔118，120，122位于已被切除的一部分上，所以油路138a，140a，142a和油孔118，120，122用虚线示出。
当套筒114拧到树脂制安装部108上时，位于树脂制安装部108的开口端的周缘处的O形环108b抵靠套筒114的法兰114a。结果，密封了外螺纹部114b与内螺纹部108a之间的接合部。为便于理解，图6中仅示出了O形环108b以及树脂制油路连接部136的O形环146的切割面。
套筒114可仅通过螺纹连接而固定到树脂制安装部108上，但是套筒114也可在给外螺纹部114b或内螺纹部108a涂覆密封材料或粘合剂之后拧到树脂制安装部108上。在这种情况中，不需要采用O形环108b。
在如上所述完成气门室104之后，气门室104按照与第一实施例相同的方式在法兰部110处与树脂制气缸盖罩本体103接合以完成树脂制气缸盖罩102。然后，将树脂制气缸盖罩102安装到气缸盖上。随后，OCV容纳在套筒114中的安装孔116中，且OCV的托架被紧固到气门室104上。
第二实施例具有以下优点。
(a)由于气门室104和套筒114通过将它们拧到一起而一体成形，尽管套筒114由不同于气门室104的材料形成，气门室104和套筒114仍然以可靠的方式固定。
对于这种构造，同样具备第一实施例的优点(a)至(f)。
这些实施例可进行如下修正。
在第一实施例中，套筒14通过嵌件成型埋设在树脂制安装部12内；在第二实施例中，套筒114经由螺纹连接或者机械紧固埋设在树脂制安装部108内。然而，套筒14，114可在用粘合剂将其粘附在树脂制安装部12，108上的状态下埋设在树脂制安装部12，108内。
此外，在执行嵌件成型的情况中，粘合剂例如环氧树脂基粘合剂可涂覆在套筒14，114的外周面14b上以代替底漆，或者粘合剂可在嵌件成型之前涂覆在底漆上，以使该粘合剂与树脂制安装部12，108的树脂牢固粘结。
在上述每个实施例中，气门室4，104的法兰部10，110通过焊接与树脂制气缸盖罩本体3，103接合，然而法兰部10，110还可利用粘合剂与本体3，103接合。或者，气门室4，104的法兰部10，110通过焊接且采用粘合剂与树脂制气缸盖罩本体3，103接合。密封材料可涂覆在法兰部10，110与树脂制气缸盖罩本体3，103之间以使法兰部10，110与气缸盖罩本体3，103的开口部3a的整个或部分周向接合。
在上述每个实施例中，法兰部10，110设置在气门室4，104的位于树脂制安装部12，108与树脂制油路连接部之间的中间部处，然而也可位于树脂制油路连接部50，136的外周处。这进一步减小气缸盖罩本体的扭曲或变形对树脂制安装部的影响。
可变气门正时机构30可以是其它可变气门驱动机构例如可变气门升程机构。
权利要求
1.一种允许安装油压控制阀的气门室，所述油压控制阀具有孔口且控制给内燃机的可变气门驱动机构的液压供应和从所述内燃机的可变气门驱动机构的液压排放，所述气门室安装到由树脂形成的气缸盖罩本体上，所述气门室的特征在于包括由树脂形成的安装部，所述安装部是所述气门室的要安装所述油压控制阀的那一部分；埋设在所述安装部中的套筒，所述套筒具有允许所述油压控制阀容纳在其中的内部空间以及油孔，其中，每个油孔选择性地与容纳在所述套筒的内部空间中的所述油压控制阀的孔口中的一个孔口连通，所述套筒由刚性高于形成所述安装部的树脂的材料形成；由树脂形成的油路连接部，所述油路连接部具有中间油路，每个所述中间油路连通所述套筒的油孔中的一个油孔与形成在所述内燃机的凸轮盖中的凸轮盖油路中的相应一个凸轮盖油路，以选择性地给所述可变气门驱动机构供应液压和从所述可变气门驱动机构排放液压；以及由树脂形成的接合部，所述接合部设置在所述气门室的位于所述安装部与所述油路连接部之间的一部分的外周处或者设置在所述油路连接部的外周处，所述接合部与所述罩本体接合以将所述气门室安装到所述罩本体上。
2.根据权利要求1所述的气门室，其特征在于，所述接合部是沿所述气门室的位于所述安装部与所述油路连接部之间的一部分的整个外周设置的法兰。
3.根据权利要求1所述的气门室，其特征在于，所述安装部、所述油路连接部和所述接合部是用同一种树脂一体成形的。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的气门室，其特征在于，所述套筒是通过其在所述安装部上的嵌件成型而埋设在所述安装部中的。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的气门室，其特征在于，所述套筒是在利用粘合剂将其粘附在所述安装部上的状态下埋设在所述安装部位中的。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的气门室，其特征在于，所述套筒是在将其机械地紧固到所述安装部上的状态下埋设在所述安装部中的。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的气门室，其特征在于，所述接合部通过焊接或粘合剂与所述罩本体接合。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的气门室，其特征在于，所述套筒由金属制成。
9.一种树脂制气缸盖罩，其特征在于包括由树脂形成的气缸盖罩本体，所述罩本体具有开口部；和根据权利要求1至3中任一项所述的气门室，所述气门室通过将所述油路连接部插入所述开口部并使所述接合部与围绕所述开口部的所述罩本体接合而安装到所述罩本体上，以封闭所述罩本体的开口部。
10.根据权利要求9所述的气门室，其特征在于，所述气门室利用预先埋设在所述安装部中的所述套筒而接合并安装到所述气缸盖罩本体上。
11.根据权利要求9所述的气门室，其特征在于，所述凸轮盖是多个凸轮盖中最靠近所述可变气门驱动机构定位的一个凸轮盖，所述气门室位于所述凸轮盖中的所述一个凸轮盖的基本正上方。
全文摘要
本发明涉及气门室和树脂制气缸盖罩。该气门室包括安装部和套筒。该气门室安装到由树脂形成的气缸盖罩本体上。安装部由树脂形成且是该气门室的要安装油压控制阀的那一部分。套筒埋设在安装部内，且具有允许油压控制阀容纳在其中的内部空间以及油孔。每个油孔选择性地与容纳在套筒的内部空间中的油压控制阀的孔口中的一个孔口连通。套筒由刚性高于形成安装部的树脂的材料形成。因此，该气门室防止安装部变形。
文档编号F01L1/34GK1721680SQ20051008076
公开日2006年1月18日 申请日期2005年7月5日 优先权日2004年7月14日
发明者吉岛一也, 加藤秀实, 大崎明宏, 长谷川直广 申请人:丰田自动车株式会社