专利名称：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/排放油路形成在凸轮轴内。
如上所述，由于液压需要供应给形成在凸轮轴中的多个油路中的一个，已经提出一种构造，其中，油压控制阀安装到气缸盖罩的内表面上，液压从该油压控制阀经由形成在凸轮盖中的油路供应给凸轮轴中的油路。
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)。
对于这种构造，由于油压控制阀与凸轮盖之间的距离增大，具有用于使该油压控制阀内的油路与该凸轮盖内的油路连通的油路的中间件附加地设在该油压控制阀与该凸轮盖之间。在这种情况中，从油压控制阀延伸至可变气门驱动机构的液压供应/排放油路由气门室、中间件、凸轮盖和凸轮轴形成。
然而，根据日本专利No.3525709的构造，需要采用大量部件。此外，由于需要执行金属机械加工，所以需要以高精度对气门室和中间件以及油压控制阀进行机械加工。尤其，由于气门室与中间件之间的安装以及该气门室与油压控制阀之间的安装必须是油密性的，所以需要在至少两个安装部位处以高精度对该气门室进行机械加工。此外，由于单个气门室在两个安装部位处进行机械加工，在其中一个安装部位处的机械加工过程会导致另一安装部位由于切削抗力而发生变形。因此，包括中间件的油压控制阀的安装准确性降低。此外，由于多次在狭窄范围内执行高精度金属加工，异物例如碎屑可能残留在气门室上。
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，异物例如碎屑将不会残留。然而，在将气缸盖罩安装到气缸盖上时，由于树脂的刚性较低，该气缸盖罩会发生变形。这反过来会影响气门室。在这种情况中，尽管以高精度对两个安装部位进行机械加工，但由于将气缸盖罩安装到气缸盖上时导致的变形，该安装部位的尺寸精度还是会降低且油压控制阀不能准确地安装到气门室上。
发明内容
因此，本发明目的是提供一种维持油压控制阀的高度可靠安装而无需大量高精度机械加工步骤并防止安装部位变形的树脂制气缸盖罩。
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树脂制气缸盖罩。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。树脂制气缸盖罩包括安装部位和套筒。该安装部位由树脂形成且是该气缸盖罩的要安装油压控制阀的那一部分。套筒埋设在安装部位中。套筒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该安装部位的树脂的材料形成。
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气缸盖罩的安装有OCV的安装部位附近的纵向截面图；图2是示出图1所示气缸盖罩的在安装OCV之前的安装部位附近以及OCV的纵向截面图；图3(A)是示出图1所示气缸盖罩的套筒的透视图；图3(B)是示出图3(A)所示套筒的正视图；图3(C)是示出图3(A)所示套筒的左视图；图3(D)是示出图3(A)所示套筒的右视图；图3(E)是示出图3(A)所示套筒的后视图；图4是示出根据第二实施例的气缸盖罩的安装部位附近的纵向截面图，其中，套筒拧(螺纹连接)到该安装部位上；图5是示出在套筒安装到该安装部位上之前的图4所示气缸盖罩的安装部位附近以及该套筒的纵向截面图；图6是示出根据本发明第三实施例的气缸盖罩的安装有OCV的安装部位附近的纵向截面图；图7是示出在安装OCV之前的图6所示气缸盖罩的安装部位附近以及OCV的纵向截面图；图8(A)是示出图6所示气缸盖罩的气门室的俯视图；图8(B)是示出图8(A)所示气门室的正视图；图8(C)是示出图8(A)所示气门室的底视图；图8(D)是示出图8(A)所示气门室的透视图；图8(E)是示出图8(A)所示气门室的左视图；图8(F)是示出图8(A)所示气门室的右视图；以及图9是示出根据本发明的一变型例的气缸盖罩的安装部位附近的纵向截面图，其中，套筒拧到气门室上。
具体实施例方式
现在将参照图1至3(E)说明本发明的第一实施例。图1示出采用根据第一实施例的气缸盖罩2的发动机的一部分。更具体地说，图1示出气缸盖罩2的安装部位6附近。安装部位6是气缸盖罩2的要安装OCV4的那一部分。图2示出在安装OCV4之前的气缸盖罩2的安装部位6附近以及OCV4。
气缸盖罩2用树脂一体成形。在一体成形气缸盖罩2时，套筒8设在模具内以通过嵌件成型(镶嵌造型)而覆盖以树脂。因此，套筒8与气缸盖罩2一体成形。在一体成形状态下，套筒8的OCV插入端8a向气缸盖罩2的外部敞开，且套筒8的相反端8b向气缸盖罩2的内部敞开。
套筒8如图3(A)至3(E)所示是圆筒形的，且由热膨胀系数与如图1和2中所示的作为OCV4的本体的滑柱式壳体5相同的材料形成。更具体地说，套筒8由铝基合金形成。套筒8也可由与OCV4的滑柱式壳体5完全相同的金属材料形成。
套筒8包括油孔12，14，16，18，20，它们形成在与形成在OCV4的滑柱式壳体5上的五个孔口5a，5b，5c，5d，5e对应的位置处。油孔12，14，16，18，20与作为安装孔10的套筒8的内部空间连通。锥形面22形成在套筒8的OCV插入端8a处以便于OCV4的安装。在图1和2中，由于油孔12，14，16位于已被切除的一部分上，所以油孔12，14，16在套筒8上用虚线示出。
在嵌件成型之前，给套筒8的外周面8c涂覆底漆。由此，在其中嵌件成型有套筒8的气缸盖罩2中，套筒8由于该底漆而与树脂牢固粘结。在嵌件成型过程中，滑销设在模具内以与形成在套筒8内的油孔12至20连续。这样，还可在气缸盖罩2内形成与油孔12至20连通的油路。在气缸盖罩2的油路之间，中间油路26，28与可变气门驱动机构连通，在第一实施例中，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)24。中间油路26，28形成在气缸盖罩2的接触部30内。
接触部30用树脂在气缸盖罩2的底面处与安装部位6一体成形，以连接安装部位6与凸轮盖32。当用螺栓将气缸盖罩2紧固到气缸盖34上时，接触部30的底端抵靠凸轮盖32的顶面32a，且中间油路26，28与形成在凸轮盖32内的凸轮盖油路36，38连通。在安装部位30与凸轮盖32之间的接合部处，在中间油路26，28和凸轮盖油路36，38的周围设置近似8字形的O形环39用作油密封件。
OCV4的滑柱式壳体5如图2所示从套筒8的OCV插入端8a插入如上所述构成的气缸盖罩2内，使滑柱式壳体5容纳在套筒8的安装孔10内。套筒8的安装孔10以高精度形成，使得一定间隙形成在滑柱式壳体5与套筒8之间。因为套筒8由刚性远远高于形成气缸盖罩2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、当气缸盖罩2紧固到气缸盖34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10的尺寸精度。因此，滑柱式壳体5易于被插入至安装孔10内的预定位置，且OCV4按照适当方式安装到安装部位6上，如图1所示。O形环5f设在滑柱式壳体5的基部处，以防止从滑柱式壳体5与套筒8之间的间隙漏出的些微液压油被排放到气缸盖罩2的外部。另外，托架4b位于OCV4上。托架4b具有其内可插入螺栓的螺栓孔4c。于是，螺栓可紧固到位于安装部位6附近的螺纹孔内以阻止OCV4脱落和转动。
OCV4如上所述安装，且ECU(电子控制单元)40根据发动机的运转状态控制给OCV4的电磁线圈部的励磁电流。由此，供应给滑柱式壳体5的孔口5b的液压被供应给油孔18，20中的一个油孔，并从油孔18，20中的另一个油孔排出。这样，利用中间油路26，28、凸轮盖油路36，38以及位于凸轮轴42中的两条油路44，46，液压供应给可变气门正时机构24和从可变气门正时机构24排出。例如，当液压经由其中一条通路即经由中间油路26、凸轮盖油路36和油路44供应给可变气门正时机构24且液压经由另一条通路即中间油路28、凸轮盖油路38和油路46从可变气门正时机构24排出时，可变气门正时机构24就延迟。于是，凸轮轴42相对于正时链轮48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28、凸轮盖油路38和油路46供应给可变气门正时机构24且经由中间油路26、凸轮盖油路36和油路44排出时，可变气门正时机构24就提前。于是，凸轮轴42相对于正时链轮48的转动相位提前，从而提前气门正时。
接触部30所抵靠的凸轮盖32是凸轮盖中用于最靠近可变气门正时机构24设置的凸轮轴42的一个凸轮盖。因此，与接触部30抵靠另一凸轮盖的情况相比，凸轮轴42中的油路44，46是最短的。套筒8的插入位置即气缸盖罩2的埋设套筒8的部分位于凸轮盖32的基本正上方。因此，接触部30的纵向长度最短，接触部30内的中间油路26，28也最短。
第一实施例具有以下优点。
(a)根据第一实施例的气缸盖罩2，需要高精度机械加工的一部分是套筒8的其内容纳OCV4的安装孔10。其它部分不需要像机械加工安装孔10所要求那样的高精度机械加工。因此，高精度金属加工仅执行少数几次，且机械加工过程中的负荷减小。此外，消除了大量机械加工部之间的影响，并消除了切削抗力对安装孔10的尺寸精度的影响。
当气缸盖罩2紧固到气缸盖34上时，树脂制气缸盖罩2会变形，或者气缸盖罩2会由于蠕变而变形。然而，由刚性高于树脂的金属形成的套筒8，或者更具体地说，由铝基合金形成的套筒8抵抗这种变形以维持安装孔10的尺寸精度。
因此，气缸盖罩2维持OCV4的高度可靠安装而不需要执行大量高精度机械加工步骤，并防止安装部位6变形。
(b)气缸盖罩2包括与安装部位6一体成形的接触部30。形成在接触部30中的中间油路26，28使油孔18，20与凸轮盖油路36，38连通。结果，ECU40可利用OCV4控制给可变气门正时机构24的液压供应和从可变气门正时机构24的液压排放。
如上所述，由于气缸盖罩2经由接触部30与凸轮盖32直接接触，所以OCV4利用油路与可变气门正时机构24连通。由此，不需要其它部件例如日本专利No.3525709的中间件。结果，制造成本降低而不会不必要地增大部件数量。
(c)如上所述，液压被供应给的凸轮盖32是凸轮盖中的最靠近可变气门正时机构24定位的一个凸轮盖。此外，套筒8被埋设在气缸盖罩2的位于凸轮盖32基本正上方的那一部分。因此，OCV4利用非常短的油路控制给可变气门正时机构24的液压供应和从可变气门正时机构24的液压排放。这还进一步增大了压力响应速度，并改进了由ECU40控制的可变气门正时机构24的控制响应。
(d)此外，由刚性高于树脂的材料形成的套筒8在可变气门正时机构24附近埋设在气缸盖罩2内。因此，气缸盖罩2的在可变气门正时机构24附近的一部分处刚性增强，由此抑制振动噪音。尤其是，可变气门正时机构24是提供正时链轮48的一部分，发动机的驱动力经由正时链传递给该正时链轮48。因此，振动噪音得到有效地抑制。
(e)由于套筒8和OCV4(滑柱式壳体5)具有基本相同的热膨胀系数，防止由于热影响导致套筒8与滑柱式壳体5之间的间隙发生变化。从而，维持OCV4的高度可靠安装。此外，由于该间隙不会在安装OCV4之后的使用过程中受到热影响，OCV4以稳定的方式控制液压。
(f)套筒8通过嵌件成型埋设并固定在气缸盖罩2内。在嵌件成型之前，底漆涂覆在由金属形成的套筒8的外周面8c上。按照这种方式，套筒8埋设在气缸盖罩2内，并与气缸盖罩2牢固地粘结。由此，尽管套筒8由不同于气缸盖罩2的材料形成，但套筒8被牢靠地固定在气缸盖罩2上。
现在将参照图4和5说明本发明的第二实施例。图4和5示出根据第二实施例的气缸盖罩102的安装部位106附近，其中，套筒108拧到安装部位106上。除了套筒108和安装部位106的安装结构以外，第二实施例的气缸盖罩102具有与第一实施例的气缸盖罩2相同的构造。
在第二实施例中，内螺纹部106a在气缸盖罩102的一体成形过程中或者在该一体成形之后利用螺纹切削如图5所示形成在安装部位106的内周面上。套筒108具有形成在其外周面上且拧到内螺纹部106a上的外螺纹部108c。此时，调节拧入量和转动相位，使得形成在气缸盖罩102中的三条油路和形成在接触部130中的中间油路126，128与套筒108的油孔112，114，116，118，120对准。在图4和5中，由于油孔112，114，116位于已被切除的一部分上，所以油孔112，114，116在套筒108上用虚线示出。
当套筒108拧入安装部位106时，位于安装部位106的开口端的周缘处的O形环106b抵靠套筒108的法兰108a。结果，密封了外螺纹部108c与内螺纹部106a之间的接合部。为便于理解，图5中仅示出O形环106b的切割面。
套筒108可仅通过螺纹连接而固定到安装部位106上，但是套筒108也可在给外螺纹部108c或内螺纹部106a涂覆密封材料或粘合剂之后拧到安装部位106上。在这种情况中，不需要采用O形环106b。
这样，与套筒108成一体的气缸盖罩102安装到气缸盖34上。随后，OCV安装到套筒108中的安装孔110中，且OCV的托架固定到气缸盖罩102上。
第二实施例具有以下优点。
(a)由于气缸盖罩102和套筒108通过将它们拧到一起而一体成形，尽管套筒108由不同于气缸盖罩102的材料形成，气缸盖罩102和套筒108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(e)。
现在将参照图6至8(F)说明本发明的第三实施例。图6示出根据第三实施例的安装有OCV204的气缸盖罩202的安装部位206附近。图7示出在安装OCV204之前的气缸盖罩202的安装部位206附近以及OCV204。在第三实施例中，安装部位206未与气缸盖罩202一体成形，而是形成在预先与气缸盖罩202分开地成形的树脂制气门室207(其相当于树脂组件)上。换句话说，气缸盖罩202包括用作安装部位206的气门室207和气缸盖罩202的气门室207之外的一部分的罩本体。气门室207与罩本体分开地形成且安装到该罩本体上。
气门室207用树脂一体成形为如图8(A)至8(F)所示的形状。形状与第一实施例的套筒8相同的金属套筒208通过嵌件成型固定在气门室207上。气门室207具有板状法兰部240。用树脂形成为基本圆筒形的安装部位206位于法兰部240的顶面上。套筒208埋设并固定在形成安装部位206的树脂内，且OCV插入端208a朝向外部敞开。
液压油供应/排放部242形成在安装部位206的外周部上。三条油路242a，242b，242c形成为穿过液压油供应/排放部242。油路242a，242b，242c与位于安装部位206内部的套筒208的三个油孔212，214，216连通。液压油供应/排放部242的末端进一步延伸，以给形成在气缸盖罩202中的油路供应液压油和从形成在气缸盖罩202中的油路排放液压油。在靠近OCV插入端208a的端部上，螺栓拧入孔243形成在液压油供应/排放部242中。如图6所示，在OCV204的滑柱式壳体205容纳在套筒208的安装孔210内的状态下，设在OCV204上的托架204b的螺栓孔204c位于螺栓拧入孔243的前面。由此，通过经由螺栓孔204c将螺栓紧固到螺栓拧入孔243内，OCV204被紧固到气门室207上。
块状接触部230形成在法兰部240的底面上。中间油路226，228形成在接触部230内。中间油路226，228与位于安装部位206中的套筒208内的向下形成的油孔218，220连通。O形环239(仅示出在图8(C)中)环绕中间油路226，228的开口部设在接触部230的底面上，以在接触部230抵靠凸轮盖32的顶面时密封该开口部。
气缸盖罩202具有位于最靠近可变气门正时机构24定位的凸轮盖32正上方的开口部202a。如上所述构成的气门室207的法兰部240预先通过焊接与气缸盖罩202的开口部202a的周围区域接合。这样，开口部202a由气门室207完全封闭。
经由焊接与气门室207一体成形的气缸盖罩202用螺栓紧固到气缸盖34上，如图7所示。当气缸盖罩202安装到气缸盖34上时，接触部230的中间油路226，228与凸轮盖32的凸轮盖油路36，38连通。由于液压油供应/排放部242的油路242a，242b，242c还与气缸盖罩202的油路连通，ECU40可通过驱动OCV204来选择性地延迟或提前凸轮轴42相对于正时链轮48的转动相位。
第三实施例具有以下优点。
(a)根据这种分开成形的气门室207通过焊接与气缸盖罩202一体成形的构造，气缸盖罩202和套筒208通过所焊接的气门室207而一体成形。结果，尽管套筒208由不同于气门室207和气缸盖罩202的材料形成，气缸盖罩202仍然以可靠的方式固定在套筒208上。
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。
在第三实施例中，可采用第二实施例的螺纹结构将套筒308固定在气门室307的安装部位306上，如图9所示。在这种情况中，法兰部340通过焊接与气缸盖罩302接合。对于这种构造，同样具备第二实施例的优点(a)。
除了嵌件成型或者螺纹连接以外，套筒可在用粘合剂将其粘附在安装部位上的状态下埋设在该安装部位内。在这种情况中，可预先在粘合剂下方涂覆底漆。
或者，在嵌件成型过程中，粘合剂例如环氧树脂可涂覆在套筒的外周面上以代替底漆，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牢固粘结。
在如第三实施例所述或者如图9所示设置气门室207，307的情况中，法兰部240，340通过焊接与气缸盖罩202，302接合，但是也可采用其它接合方法。例如，采用粘合剂。
在第一和第二实施例中，所安装的OCV的取向是水平的，如图中所示。然而，OCV的取向可以是OCV的末端即与电磁线圈相对的一端向下倾斜。当OCV的末端向下倾斜时，从套筒与滑柱式壳体之间漏出的些微液压油能更可靠地排入气缸盖罩内。
在如图6-9所示采用气门室的情况中，与气缸盖罩内部连通的孔可形成在安装部位的其内设置套筒的内部空间的最内端处。在这种情况中，从套筒与滑柱式壳体之间漏出的些微液压油可排入气缸盖罩内部。另外，通过向下倾斜OCV的末端，泄漏的液压油能更可靠地排入气缸盖罩内。
可通过相对于气缸盖罩简单地倾斜OCV来倾斜OCV，但也可通过在将气缸盖罩安装到气缸盖上时倾斜该气缸盖罩来倾斜OCV。
可变气门正时机构24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树脂制气缸盖罩，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，所述气缸盖罩的特征在于包括由树脂形成的安装部位，所述安装部位是所述气缸盖罩的要安装所述油压控制阀的那一部分；和埋设在所述安装部位中的套筒，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；以及所述套筒由刚性高于形成所述安装部位的树脂的材料形成。
2.根据权利要求1所述的气缸盖罩，其特征在于，所述气缸盖罩包括所述气缸盖罩的所述安装部位之外的一部分的罩本体，所述安装部位与所述罩本体分开地形成并且安装在所述罩本体上。
3.根据权利要求1所述的气缸盖罩，其特征在于，所述套筒由金属制成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的气缸盖罩，其特征在于，所述气缸盖罩还包括与所述安装部位一体成形的接触部，其中，所述接触部抵靠所述气缸盖的凸轮盖，其中，用于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的油路形成在所述凸轮盖中，将所述套筒的油孔中的一个油孔与所述凸轮盖的油路中的相应一个油路连通的每一个中间油路形成在所述接触部中，所述油压控制阀控制经由所述接触部的中间油路给所述可变气门驱动机构的液压供应和从所述可变气门驱动机构的液压排放。
5.根据权利要求4所述的气缸盖罩，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，所述套筒埋设在所述气缸盖罩的位于所述凸轮盖中的所述一个凸轮盖的基本正上方的一部分中。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的气缸盖罩，其特征在于，所述套筒具有与所述油压控制阀的本体基本相同的热膨胀系数。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的气缸盖罩，其特征在于，所述套筒是通过其在所述安装部位上的嵌件成型而埋设在所述安装部位中的。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的气缸盖罩，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位上的状态下埋设在所述安装部位中的。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的气缸盖罩，其特征在于，所述套筒和所述安装部位都具有螺纹，所述套筒是在利用所述螺纹将其拧在所述安装部位上的状态下埋设在所述安装部位中的。
全文摘要
本发明涉及树脂制气缸盖罩。该树脂制气缸盖罩包括安装部位和套筒。该安装部位由树脂形成且是该气缸盖罩的要安装油压控制阀的那一部分。套筒埋设在安装部位中。套筒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。套筒由刚性高于该形成安装部位的树脂的材料形成。因此，气缸盖罩维持油压控制阀的高度可靠安装而无需大量高精度机械加工步骤，并防止安装部位变形。
文档编号F01L1/34GK1721681SQ20051008076
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5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