KR20040014449A - 접착제로 결합된 밸브 커버 실린더 헤드 조립체 - Google Patents

접착제로 결합된 밸브 커버 실린더 헤드 조립체 Download PDF

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KR20040014449A
KR20040014449A KR10-2003-7009460A KR20037009460A KR20040014449A KR 20040014449 A KR20040014449 A KR 20040014449A KR 20037009460 A KR20037009460 A KR 20037009460A KR 20040014449 A KR20040014449 A KR 20040014449A
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KR10-2003-7009460A
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존스바트알.
니키포리악유진제이.
뱅크데이빗에이치.
라마나탄라비
렉텐왈드데이빗데블유.
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다우 글로벌 테크놀로지스 인크.
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Abstract

밸브 커버(21)를 포함하는 밸브 커버 조립체이며, 밸브 커버는 정합 표면(25)에 배치된 접착제(22)의 연속 비드를 갖는 내연 기관의 실린더 헤드(20)에 부착되도록 적용된 정합 표면(26)을 갖는다. 정합 표면(26) 및 밸브 커버(21)의 정합 표면(26)에 맞춰지도록 적용된 정합 표면(25)을 갖는 하나 이상의 실린더 헤드(20)를 갖고 하나 이상의 밸브 커버를 포함하는 엔진 조립체이며, 각 밸브 커버(21)는 실린더 헤드에 접착제로 결합된다. 밸브 커버(21)를 실린더 헤드(20)에 결합하기 위한 방법이며, a) 실린더 헤드(25)의 정합 표면과 정합되도록 적용된 정합 표면을 갖는 밸브 커버(21) 또는 실린더 헤드(20)에 밸브 커버(26) 또는 실린더 헤드(25)의 정합 표면 상에 접착제(22)의 연속 비드 또는 막을 적용시키는 단계와, b) 접착제의 연속 비드 또는 막이 밸브 커버(26) 및 실린더 헤드(25)의 정합 표면 사이에 배치되도록 밸브 커버(26)의 정합 표면을 실린더 헤드(25)의 정합 표면과 접촉시키는 단계와, c) 밸브 커버와 실린더 헤드의 정합 표면사이에서 영구 결합을 형성하도록 접착제를 경화시키는 단계를 포함하고, 접착제는 밸브 커버(21)와 실린더 헤드(20) 사이에 시일을 형성한다.

Description

접착제로 결합된 밸브 커버 실린더 헤드 조립체 {ADHESIVELY BONDED VALVE COVER CYLINDER HEAD ASSEMBLY}
본 출원은 2001년 1월 18일에 출원된 미국 가출원 제60/262,570호에 우선권을 주장한다.
자동차 및 트럭 엔진은 밸브 및 내부 부품을 다양한 외부 오염물로부터 보호하고 적절한 배치로 엔진 내부에 엔진 오일 및 연소 가스를 보유하도록 설계된 커버로 덮혀진 밸브 트레인 부품을 일반적으로 갖는다. 이러한 커버는 밸브 커버, 로커 커버 및 캠 커버로서 다양하게 언급된다. 일반적으로 이러한 밸브 커버는 금속, 마그네슘 또는 알루미늄과 같은, 금속 재료로 만들어진다. 최근에, 비용 및 중량을 감소시키기 위해, 밸브 커버는 고온의 후드 밑 환경을 견딜 수 있는 열경화성 플라스틱 재료 또는 열가소성 재료로 만들어지는 데, 예를 들면 미국 특허 제5,492,086호, 미국 특허 제5,375,569호, 미국 특허 제5,746,168호 및 미국 특허 제5,363,759호를 참조한다. 일반적으로 밸브 커버는 실린더 헤드에 밸브 커버를볼트 결합함으로써 엔진에 부착된다. 외부 환경으로부터 내연 기관 부품을 시일하고 엔진 오일 및 연소 가스를 보유하기 위해, 개스킷은 밸브 커버와 실린더 헤드 사이에 배치된다.
몇몇 플라스틱 재료는 고온 및 고압에 노출될 경우, 크리프하는 것이 잘 알려져 있다. 이는 특히 열가소성 기재 밸브 커버가 제 위치에 단단히 볼트 결합된 경우, 밸브 커버로서 열가소성 재료를 사용하는 데 문제점을 일으킨다. 일반적으로, 기계적인 패스너는 밸브 커버 및 개스킷을 압축하는 데 사용되고 이러한 크리프에 원인이 될 수 있다. 미국 특허 제5,365,901호는 이러한 문제점을 해결하기 위한 수단을 개시한다. 상기 특허는 실린더 헤드에 볼트 결합된 플랜지로서 낮은 크리프 재료를 사용하는 것을 개시하고, 밸브 커버는 기계적으로 또는 화학적으로 플렌지에 고정된다.
일반적인 밸브 커버가 갖는 문제점은 엔진에서 밸브 커버의 조립체가 볼트 및 나사 볼트 구멍 등과 같은 노동 집약적이고 비싼 기계적 고정 장치를 요구한다는 점이다. 또한 나사 볼트 구멍을 사용하는 것은 상당한 가공 및 비용을 요구한다. 또한, 조립체의 일반적인 수단은 밸브 커버와 실린더 헤드 사이에서 시일하는 캐스킷을 사용하도록 요구한다. 이것은 매우 상당한 노동력을 필요로 한다. 또한, 캐스킷은 엔진 성능에 영향을 주고 비싼 수리를 요구하는 누출을 일으키는 노후화로 크리프 또는 크랙이 생기는 경향이 있다.
볼트 및 나사 볼트 구멍과 같은 비싼 기계적인 고정 수단 및 개스킷이 필요없이 엔진에 고정 가능한 밸브 커버가 요구된다. 더욱 요구되는 것은 캐스킷 및비싼 기계적인 고정 수단이 필요없이 부착되는, 엔진의 실린더 헤드에 부착되는 밸브 커버를 갖는 엔진 조립체이다. 또한 필요한 것은 개스킷 및 비싼 기계적 고정 수단에 대한 필요없이 엔진의 실린더 헤드에 밸브 커버를 부착하기 위한 방법이다. 여기에서 사용된 바와 같이, 비싼 기계적 고정 수단은 값비싼 부품, 상당한 양의 노동력, 비싼 가공 또는 이 조합을 필요하는 실린더 헤드에 밸브 커버를 부착하는 기계적인 수단을 말한다.
본 발명은 정합 표면의 주위에 배치된 접착체의 연속 비드를 갖고 내연 기관의 실린더 헤드에 부착되도록 적용된 정합 표면을 갖는 밸브 커버를 포함하는 밸브 커버 조립체이다. 바람직하게 밸브 커버는 제 위치에 밸브 커버를 고정하는 주된 역할을 하도록 적용된 볼트 구멍을 갖지 않는다. 바람직하게, 접착제는 제 위치에 밸브 커버를 고정하도록 적용된 경화성 접착제이다.
다른 실시예에서 바람직하게 본 발명은 제 위치에 하나 이상의 밸브 커버를 고정하도록 적용되는 볼트 구멍을 갖지 않는 하나 이상의 밸브 커버 및 하나 이상의 실린더 헤드를 포함하는 엔진 조립체이고, 각 밸브 커버는 정합 표면을 갖고, 각 실린더 헤드는 밸브 커버의 정합 표면에 맞춰지도록 적용된 정합 표면을 가지며, 각 밸브 커버는 그러한 정합 표면을 따라 실린더 헤드에 접착제로 결합된다. 접착제의 연속층은 각 밸브 커버의 정합 표면과 각 밸브 커버가 결합되는 실린더 헤드 사이에 배치된다. 접착제의 연속층은 각 밸브 커버의 정합 표면과 실린더 헤드사이에서 시일을 형성한다.
그러나 다른 실시예에서, 본 발명은 밸브 커버를 실린더 헤드에 결합시키기위한 방법이며,
a) 정합되도록 적용된 정합 표면을 실린더 헤드 또는 밸브 커버 중 하나에 대하여 실린더 헤드 또는 밸브 커버의 정합 표면 상에 접착제의 연속 비드를 적용시키는 단계와,
b) 접착제의 연속 비드가 밸브 커버와 실린더 헤드의 정합 표면과 사이에 배치되도록 실린더 헤드의 정합 표면과 밸브 커버의 정합 표면을 접촉시키는 단계와,
c) 밸브 커버와 실린더 헤드 사이에 시일을 형성하고 밸브 커버 및 실린더 헤드의 정합 표면 사이에서 영구 접착을 형성하도록 접착제를 경화시키는 단계를 포함한다.
본 발명은 비싼 기계적 부착 수단에 대한 필요, 개스킷 및/또는 각 밸브 커버 또는 실린더 헤드 중 하나에 정합 표면을 특별히 준비할 필요없이 엔진에 밸브 커버를 조립하는 수단을 제공한다. 본 발명은 엔진을 조립하는 데 요구되는 노동량을 상당히 감소시키면서 엔진의 조립을 가능하게 한다. 또한, 본 발명은 제 위치에 고정하기 위해 각 개스킷 또는 밸브 커버 상에 압축력을 가할 필요없이 엔진의 조립을 가능하게 한다.
본 발명은 밸브 커버가 접착제에 의해 실린더 헤드에 결합된 내연 기관을 위한 밸브 커버 조립체에 관한 것이다. 또한 본 발명은 그 위에 접착된 경화성 접착제를 갖고 이 조립체 내에서 사용하기 위한 밸브 커버에 관한 것이다.
도1은 통상적인 밸브 커버 실린더 헤드 조립체의 분해도이다.
도2는 본 발명의 밸브 커버 실린더 헤드 조립체의 분해도이다.
도3은 밸브 커버 및 실린더 헤드 조립체의 분해 단면도이다.
도4는 밸브 커버 실린더 헤드 조립체의 분해되지 않은 단면도이다.
도5는 포트를 갖는 밸브를 도시한 도면이다.
도6은 도5의 밸브 커버의 포트에 대한 시일 뚜껑의 단면도이다.
도7은 도5에서 도시된 밸브 커버에 포트를 위한 시일 뚜껑을 부착하기 위한 다른 방법을 도시한 도면이다.
도8은 두 부분의 밸브 커버를 도시한 도면이다.
도9는 두 부분의 밸브 커버 및 엔진 헤드의 분해도이다.
도10은 접착제를 사용하여 실린더 헤드에 부착된 두 부분의 밸브 커버를 도시한 도면이다.
여기서 사용되는 바와 같이, 밸브 커버는 밸브 커버, 캠 커버, 로커 커버 및 실린더 헤드 커버 등의 용어를 포함한다. 밸브 커버는 실린더 및 내연 기관 부품이 외부 요소에 노출됨으로써 손상되는 것을 방지하고, 엔진 내에 엔진 오일 및 배출 가스를 보유하는 실린더 헤드 상에 위치된 커버를 칭한다. 본 발명에서 사용되는 밸브 커버는 원하는 작동을 수행하도록 임의의 형태 및 크기를 가질 수 있다. 밸브 커버는 밸브 커버에 대해 일반적으로 사용되는 예를 들면, 금속, 플라스틱 또는 플라스틱 기재 합성물인 임의의 통상적인 재료로부터 만들어질 수 있다. 바람직한 금속은 강철, 알루미늄 및 마그네슘을 포함한다. 플라스틱 기재 재료는 열경화성 플라스틱 및 열가소성 재료일 수 있다. 플라스틱 기재 재료는 유리 섬유와 같이 일반적인 강화 재료로 강화될 수 있다. 유용한 열경화성 재료 중에는 에폭시, 폴리에스테르, 디비닐벤젠 및 디시클로펜타디엔 수지에 기재한 것이 있다. 바람직한 열경화성 재료 중에는 폴리부틸렌, 테레프탈레이트, 폴리에테리미드, 폴리페닐렌, 에테르/폴리아미드 수지, 폴리에테르 설폰 수지, 폴리에테르 에테르 케톤 수지, 액체 크리스탈 폴리머, 폴리아릴설폰 수지, 폴리아미드이미드수지. 폴리프탈리미드 수지, 나일론 6,6 및 나일론 6 폴리아미드 수지, 폴리프로필렌, 신디오태틱 폴리스테렌 및 그 혼합물이 있다. 바람직하게, 열가소성 재료는 신디오타틱 폴리스티렌과 나일론 6.6 또는 나일론 6의 혼합물이 있다. "개선된 특성을 갖는 강화된 폴리머 혼합물"을 명칭으로 한 2001년 1월 24일에 출원된 미국 특허 출원 제60/263,954호에 개시된 바와 같은 것이 여기에 참조된다. 유리 섬유, 미네랄 및 충격 완화제와 같은 일반적인 첨가물이 수지 내에 포함될 수도 있다. 특성과 비용 성능 관점의 균형으로부터 바람직한 열경화성 수지는 나일론 6,6 및 나일론 6 폴리아미드 수지, 신디오타틱 폴리스티렌 및 그 혼합물이다. 플라스틱 재료가 일반적으로 금속보다 가볍고 금속에 비해 더 큰 설계 유연성을 제공하므로, 밸브 커버를 제조하는 데 유용한 재료의 종류에는 플라스틱 재료가 바람직하다.
밸브 커버는 접착제 합성물을 사용하여 실린더 헤드에 접착된다. 경화 후 차량 엔진의 사용 조건에 견딜 수 있는 임의의 접착제가 사용될 수 있다. 바람직하게 그러한 접착제는 138 ℃(280 ℉), 바람직하게는 143 ℃(290 ℉), 더욱 바람직하게는 160 ℃(320 ℉), 가장 바람직하게는 191 ℃(375 ℉)까지의 온도에서 분해되거나 분리되지 않는다.
또한, 접착제는 내연 기관이 내부적으로 도달하는 상기 언급한 온도 및 압력에서 탄화수소 재료, 엔진 오일, 칼슘 염화물, 브레이크 유체, 글리콜 냉각제 및 앞유리 워셔 솔벤트에 노출되는 것을 견딜 수 있어야 한다. 접착제는 밸브 커버를 만드는 데 사용되는 재료 및 주철, 알루미늄 및 마그네슘과 같은 실린더 헤드를 만드는 재료와 접착할 수 있어야 한다. 사용된 접착제는 보통 작동 조건 중 제 위치에 밸브 커버를 고정하도록 충분한 결합 강도를 갖는 접착제인 구조성 접착제이다. 바람직하게는, ASTM D3165-91에 따른 랩 전단(Lap Shear) 모드 또는 ASTM D638형 4에 따른 인장 모드로 측정된 결합 강도가 1724 kPa(250 psi) 이상이고, 더욱 바람직하게는 3447 kPa(500 psi) 이상이고, 가장 바람직하게는 6895 kPa(1000 psi) 이상이다. 사용된 접착제는 열경화, 화염 경화, 자외선 경화, 화학적 경화, 솔벤트 로스(solvent loss) 및 습기 경화를 포함하는 알려진 다양한 메카니즘을 통해 경화될 수 있다. 다른 실시예에서 접착제는 접착제가 경화를 시작하게 하도록 독립된 작용을 요구하는 경화성 접착제일 수도 있다. 일 실시예에서, 이것은 파열될 필요가 있는 캡슐로 된 경화제를 사용함으로써 달성된다. 다른 실시예에서 이것은 접착제를 주위 조건에 노출시키도록 보호 코팅을 제거함으로써 달성된다. 경화는 접착제를 열, 화염 또는 자외선 광원 또는 전단력에 노출시킴으로써 시작될 수 있다. 바람직하게 접착제는 고온 에폭시 수지, 폴리아미드, 하이브리드 폴리아미드/에폭시 수지 접착제, 실리콘, 플루오로실리콘, 알칼보레인 초기 알카리 접착제 시스템 또는 에폭시 노볼락/니트릴 고무 접착제이다. 고온 접착제는 경화될 경우 기판으로부터 분해되거나 분리됨이 없이 상기 언급한 온도에 대한 노출을 견딜 수 있는 접착제를 의미한다.
밸브 커버는 그 기능을 수행하기에 적합한 임의의 방식으로 설계될 수 있다. 본 발명에 유용한 밸브 커버는 두 정합 표면이 접착제의 도움으로 그 사이에 기밀한 시일을 형성할 수 있도록 실린더 헤드의 정합 표면과 정합되게 적용된 정합 표면을 갖는다. 정합 표면의 임의의 적절한 설계가 사용될 수 있다. 예를 들면, 두 정합 표면은 정합된 표면을 따라 모두가 편평할 수도 있고, 그것은 랩 조인트, 스카프 조인트 또는 홈 내의 설부 조인트 등을 형성할 수도 있다.
일 실시예에서, 본 발명은 접착제의 연속 비드 또는 막을 정합 표면 상에 배치한 밸브 커버이다. 여기에서 사용된 바와 같이 접착제의 연속적인 비드 또는 막은 정합 표면 주위에 배치된 접착제 비드 또는 막을 의미하고 접착제 비드 또는 막의 단부는 접착제 비드 또는 막의 시작점과 연결한다. 경화시 접착제의 연속적인 비드 및 막은 밸브 커버와 실린더 헤드 사이에서 공기 및 액체 기밀 시일을 형성할 수 있다. 이러한 기능은 밸브 커버와 실린더 헤드 사이에서 시일 수단으로서 접착제 비드 또는 막이 개스킷을 대체하게 한다. 접착제는 밸브 커버가 실린더 헤드와 접촉될 수 있는 바로 인접 위치 내에서 밸브 커버에 적용될 수도 있거나, 밸브 커버 및 실린더 헤드가 접촉될 수 있는 위치로부터 떨어진 위치에서 적용될 수도 있다. 여기서 사용된 바와 같이 "떨어짐"은 시간 및 위치 중 하나 또는 모두를 칭한다. 접착제가 실린더 헤드와 접촉되는 위치로부터 떨어진 밸브 커버에 적용되는 실시예에서는 경화성 접착제가 사용되야만 한다.
일 실시예에서 밸브 커버는 접착제가 경화될 때까지 실린더 헤드 상의 제 위치에 밸브 커버를 고정하도록 적용된 일체의 기계적 고정 수단을 포함할 수 있다. 여기에서 사용된 바와 같이, 이러한 일체의 기계적 고정 수단은 접착제가 경화하는 동안 상대적으로 짧은 시간의 기간 동안 밸브 커버 및 실린더 헤드를 함께 고정하는 단순한 수단이다. 이러한 수단은 엔진의 작동 중 부품을 함께 고정하도록 설계되지 않는다. 고정 수단은 밸브 커버, 실린더 헤드 또는 그 모든 부품을 일체화하는 것을 의미한다. 그러한 고정 수단의 예는 일체화 스프링 클립, 스냅 맞춤 기구, 스크류 및 볼트를 포함한다. 이러한 고정 수단은 밸브 커버 및 실린더 헤드 인터페이스에 따라 전략적으로 위치되거나, 전체 실린더 헤드 밸브 커버 인터페이스에 따라 위치될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 기계적 고정 수단은 스냅 맞춤 수단이다. 바람직하게, 기계적 고정 수단은 밸브 커버 및 실린더 헤드의 내부에 위치되고, 내부는 엔진 및 밸브 커버의 내부를 칭한다. 고정 수단은 엔진의 외부로부터 보여질 수 없으므로 이것이 바람직하다. 다른 실시예에서, 밸브 커버는 실린더 헤드와 적절한 관계로 그 정합 표면을 따라 밸브 커버를 안내하거나 밸브 커버를 고정하도록 적용된 레그 또는 돌출부를 그 정합 표면으로부터 돌출시킬 수 있다. 몇몇 실시예에서, 실린더 헤드는 적절한 정렬로 밸브 커버 및 실린더 헤드를고정하는 데 도움이 되는 레그 또는 돌출부와 작용하도록 적용된 대응 오목부 또는 홈을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 볼트 및 볼트 구멍은 정렬 목적과 같이, 부착 목적을 제외한 목적 또는 밸브 커버에 다른 아이템을 부착하기 위해 밸브 내에 포함될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 그러한 볼트 또는 스크류는 실린더 헤드 내에 정합하는 암나사 리셉터클을 가질 수도 있다. 그러한 볼트 또는 스크류의 주된 기능은 밸브 커버에 주위 아이템을 부착하는 것이다. 몇몇 실시예에서, 밸브 커버는 포트를 시일하도록 설계된 밸브 커버 내의 포트 상에 장착된 개스킷을 갖는다. 이러한 몇몇 실시예에서, 포트는 밸브 커버 영역 내부에 점화 플러그 또는 코일과 같은 주위 아이템을 삽입하는 데 사용된다. 주위 부품을 수리하거나 교체하는 데 접근이 요구될 경우, 개스킷이 경화된 접착제 시일보다 쉽게 제거되고 위치되므로 개스킷이 사용된다. 볼트 또는 스크류가 포트 내 제 위치에 주위 아이템을 고정하는 데 사용될 수 있다. 그러한 볼트 또는 스크류는 밸브 커버 상에 포트를 시일하는 캐스킷 상에 압축력을 제공할 수 있다.
다른 실시예에서, 본 발명은 엔진 조립체이며, 여기에서 설명된 바와 같은 밸브 커버는 밸브 커버와 실린더 헤드 사이에 배치된 접착제로 실린더 헤드에 결합된다. 접착제는 밸브 커버와 실린더 헤드 사이의 전체적인 연결을 따라 시일을 형성하도록 연속 비드 또는 필름의 형태이다. 접착제 결합 및 플라스틱 밸브 커버의 사용함으로써 이러한 엔진 조립체는 다른 부품 및 기능이 밸브 커버 및 엔진 조립체에서 통합될 수 있도록 다양한 기능적 방법으로 밸브 커버의 사용을 가능하게 한다.
본 발명의 밸브 커버는 실린더 헤드에 접근하게 하는 하나 이상의 포트를 더 포함할 수도 있다. 포트는 접근하기 위해 제공된 밸브 커버 내의 개구이다. 적절히 기능하도록, 각각의 포트는 접근 포트를 덮고 시일하기 위한 수단을 가져야만 한다. 바람직한 실시예에서 포트는 엔진의 작동 중 밸브 커버를 통해 가스 및 액체의 전달을 막거나 상당하게 감소시키도록 밸브 커버를 시일하는 커버로 덮혀진다. 중요하게는, 감소된 전달은 시일이 존재하지 않는 경우, 전달될 대부분의 가스 및 액체가 전달되지 않는 것을 의미한다. 포트는 원하는 접근을 제공하고 작동 중 밸브 커버를 시일을 할 수 있는 임의의 형상 또는 크기일 수 있다. 포트는 밸브 커버의 전체 상부를 포함하며, 포트의 커버는 밸브 커버의 상부이다. 이러한 실시예에서 상부는 커버와 밸브 커버의 잔여부 사이에서 시일을 형성하게 하는 임의의 수단을 사용하여 밸브 커버의 잔여부에 부착된다. 일 실시예에서 포트 또는 커버는 포트 또는 커버 주위에 숫형 릿지를 갖고 커버 또는 포트의 다른쪽은 릿지에 대응하고 릿지가 홈과 결합될 경우 시일을 형성하는 암형 홈을 갖는다. 숫형 릿지 및 암형 홈은 시일을 보장하도록 홈 내에 릿지를 로크하거나 보유하기 위한 수단을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 하나 이상의 포트는 보다 작을 수 있고, 커버는 원하는 바대로 포트를 시일하는 임의의 종류의 커버일 수 있다. 일 실시예에서, 밸브 커버는 각 실린더에 대해 포트를 가질 수 있다. 커버는 캡상의 스크류에 대해 숫형 리셉터클를 갖고 포트 상의 정합하는 나사부를 갖는 캡상에 스크류의 암부를 포함할 수 있다. 또한 커버에 정합하고 정합하는 홈을 갖는 커버가 돌출부 내에 홈을 비틀어 고정함으로써 포트에 부착되게 하는 장치와 같이, 임의의부착 수단에 의해 포트에 시일 방식으로 캡은 부착될 수 있다. 스크류형 캡 또는 로킹 캡 상에 트위스트의 경우, 포트는 예를 들면 숫형 스크류 탑 또는 로킹 장치의 형태로, 커버의 부착을 촉진하도록 밸브 커버로부터 돌출하는 것이 바람직하다. 대안으로 밸브 커버는 커버가 내부로 스크류되는 암형 나사부를 갖는 하나 이상의 리세스 영역을 포함한다.
또한 밸브 커버의 포트 상의 커버 또는 밸브 커버는 엔진과 작용할 수 있는 다른 기능의 장치를 통합한다. 밸브 커버 상에 위치되고 필요한 기능을 수행할 수 있는 임의의 장치는 밸브 커버 또는 포트의 커버 상에 위치될 수도 있다. 밸브 커버 또는 포트 커버 내부에서 통합될 수도 있는 장치의 예는 코일, pcv(포지티브 크랭크 케이스 환기 장치) 시스템, 연료 레일 및 연료 분사기를 포함한다. 코일, pcv 시스템 및 연료 분사기의 경우, 포트 및 결합 장치 또는 각 실린더를 위해 밸브 커버에 부착된 결합 장치인 것이 바람직하다. 포트 커버는 밸브 커버가 노출되는 조건을 취급할 수 있는 임의의 재료로 만들어 질 수 있다. 바람직하게, 밸브 커버 및 포트 커버는 동일한 재료로 만들어진다.
엔진 조립체의 준비에서, 연속 비드 또는 막을 형성하도록 정합 표면과 통상적으로 방식으로 접착제를 접촉시킴으로써 접착제는 밸브 커버 또는 실린더 헤드에 적용된다. 접착제는 표면상에 코팅, 돌출 또는 브러쉬될 수도 있다. 바람직하게 접착제는 밸브 커버의 정합 표면에 적용된다. 바람직한 실시예에서 접착제는 밸브 커버의 정합 표면을 따라 연속 비드 또는 막으로서 적용된다. 접착제는 실린더 헤드와 밸브 커버를 접촉시키기 전 바로 적용될 수 있거나 밸브 커버가 실린더 헤드에 결합된 위치로부터 떨어진 위치에서 또는 결합 작용에 대해 보다 이른 시간에 적용될 수 있다. 접착제가 밸브 커버 및 실린더 헤드를 접촉시키는 것보다 바로 앞서 적용되는 실시예에서, 상기 한정된 성능 기준을 만족시키는 임의의 접착제가 사용될 수도 있다. 접착제가 떨어진 위치 또는 떨어진 시간에 적용되는 실시예에서, 적당한 경화성 접착제가 사용될 수도 있다. 경화성 접착제는 경화할 조건에 노출됨으로써 밸브 커버를 실린더 헤드에 결합시키고 그 사이에 시일을 형성한다. 그러한 조건은 밸브 커버와 실린더 헤드를 접촉시키기 전 또는 그러한 접촉 이후에 적용될 수 있다. 어떤 조작이 접착제를 경화하는 데 사용될 수 있고 언제 수행되야 하는 지를 적절히 결정하는 것은 본 기술 분야의 평균 레벨의 숙련도 내에서 가능하다. 일 실시예에서, 조작은 차량의 조립체나 차량의 운행에 있어서 고유한 조작일 수 있다.
다른 실시예에서 밸브 커버는 내연 기관의 작동시에 고유한 소음이 엔진 격실에서 새는 것을 방지하도록 설계된 전체 음파 처리 시스템을 포함할 수도 있다. 일실시예서 밸브 커버는 두 부품을 포함할 수 있는 데, 하나가 외부 쉘이고 다른 하나가 내부 쉘이며, 내부 쉘은 둘 사이에 틈이 있게 외부 쉘 내부에 위치되도록 적용된다. 틈은 임의의 음파를 약화시킴으로써 엔진 외부로 들릴 수 있는 소음을 감소시키는 공기를 단순히 포함할 수도 있다. 대안으로 재생 양모 패드, 비방직 매트, 엘라스토머 재료 또는 발포 재료와 같이 방음 재료로 채워질 수 있다. 다른 실시예에서 밸브 커버는 엘라스토머 또는 발포체와 같은 소음을 감소시키는 재료를 그 내부 표면에 결합시킬 수도 있다.
다른 실시예에서 본 발명의 밸브 커버는 탄화수소에 대한 밸브 커버의 장벽 성능 특성을 개선시키도록 기능하는 코팅 또는 막을 외부 또는 내부 상에 포함할 수 있다. 그러한 막의 코팅은 차량으로부터 나오는 탄화수소 방출을 감소시킬 수 있다. 밸브 커버를 통한 탄화수소의 전달을 막는 임의의 코팅 또는 막이 사용될 수도 있다. 바람직한 코팅은 여기서 참고로 설명한 미국 특허 제5,298,587호, 미국 특허 제5,320,875호, 미국 특허 제5,433,786호 및 미국 특허 5,494,712호에 설명된 바와 같이 탄소-실리카 기재 플라즈마 증착 코팅이다.
본 발명을 설명하기 위한 도면이 아래에 설명된다. 도면은 본 발명을 설명하는 데 이해를 돕기 위해 제공되며 여기서 청구항의 범위를 한정하는 목적은 아니다. 도1은 통상적인 밸브 커버 실린더 헤드 조립체의 분해도를 도시한다. 상기 도면은 세 개의 주 부품, 실린더 헤드(10), 개스킷(11) 및 밸브 커버(12)를 도시한다. 도1은 개스킷(11)이 밸브 커버와 실린더 헤드(10) 사이에 배치된 것을 도시한다. 실린더 헤드(10)는 실린더 헤드(10) 내의 볼트(14) 및 볼트 구멍(13)이 그 사이에 배치된 개스킷(11)과 함께 밸브 커버(12)를 제 위치에 고정시키는 방식으로, 복수의 볼트(14)를 수용하기 위해 적용된 복수의 가공된 볼트 구멍(13)을 갖는다. 가공된 볼트 구멍(13)은 제 위치에 볼트(14)를 고정하는 가공된 나사부를 갖는다. 밸브 커버(12) 및 개스킷(11)은 실린더 헤드(10)의 가공된 볼트 구멍(13)과 나란한 복수의 볼트 구멍(17 및 18 각각)을 갖는다. 볼트(14)는 밸브 커버(12) 및 개스킷(11)의 볼트 구멍(17 및 18)을 통과하기 전 스페이서(15) 및 워셔(16)를 통과하고, 실린더 헤드(10)의 나사 가공된 볼트 구멍 내부로 나사 결합된다. 이 도면으로부터 도시된 바와 같이, 많은 수의 볼트(14)가 실린더 헤드(10) 상에 이러한 밸브 커버(12)를 부착하기 위해 요구된다. 볼트(14)는 시일을 강화하도록 개스킷을 압축하도록 기능한다. 실린더 헤드(10) 및 밸브 커버(12)의 조립체는 상당한 가공 및 노동을 요구한다.
도2는 밸브 커버 실린더 헤드 조립체의 분해도를 도시한다. 상기 도면은 그 사이에 위치된 접착제(22)의 연속 비드를 갖는 실린더 헤드(20) 및 밸브 커버(21)를 도시한다. 밸브 커버(21)는 접착제 비드(22)가 경화하는 동안 실린더 헤드(20) 상의 제 위치에 밸브 커버(21)를 고정하도록 적용된 일체식 스냅 맞춤 클립(23)을 갖는다. 실린더 헤드(20)는 클립을 수용하는 스냅 맞춤 클립과 정합하고 제 위치에 밸브 커버(21)를 보유하도록 기능하는 정합 오목부(24)를 갖는다. 또한 밸브 커버의 상응하는 정합 표면(도시 생략)과 정합하도록 적용된 실린더 헤드(25)의 정합 표면이 도면에서 도시된다.
도3은 밸브 커버(21) 및 실린더 헤드(20) 조립체의 분해 단면도를 도시한다. 실린더 헤드(20), 밸브 커버(21) 및 그 사이에 위치된 접착제 비드(22)의 단면이 도시된다. 접착제 비드(22)는 실린더 헤드(25)의 정합 표면과 밸브 커버(26)의 정합 표면 사이에 위치된다. 실린더 헤드(20)는 밸브 커버(21)의 스냅 맞춤 클립(23)과 정합하도록 적용된 오목부(24)를 갖는다.
도4는 밸브 커버(21) 및 실린더 헤드(20) 조립체의 분해되지 않은 단면도를 도시한다. 실린더 헤드(25)의 정합 표면 및 밸브 커버(26)의 정합 표면을 따라 접착제의 연속 비드에 의해 접착제로 결합된 밸브 커버(21)를 갖는 실린더 헤드(20)가 도시된다. 또한 제 위치에 스냅 맞춤 클립(23)을 고정하도록 적용된 오목부(24)에 의해 밸브 커버(21)와 일체화되고 실린더 헤드(20)와 결합된 스냅 맞춤 클립(23)이 도시된다. 스냅 맞춤 클립(23)은 밸브 커버(20) 및 실린더 헤드(20) 조립체 내부에 위치된다. 이것은 미관상 바람직하다.
도5는 기립된 립이 밸브 커버를 시일하는 시일 뚜껑(33)과 작용하도록 설계된 기립된 립(32)을 갖고 포트(31)를 갖는 밸브 커버(30)를 도시한다. 도6은 기립된 립(32) 및 상응하는 시일 뚜껑(33)의 단면도를 도시한다. 또한 포트(31)가 도시된다. 도6은 시일 뚜껑(33)상에 숫형 돌출부(35)를 수용하기 위해 적용된 립(32)의 외부 상에 암형 오목부(34)를 갖는 스냅식 맞춤 시일을 도시한다. 오목부(34) 및 돌출부(35)는 립(32)의 전체 원주 및 시일 뚜껑 주위에 위치되고 립(32)과 시일 캡(33)사이의 시일을 형성하도록 함께 끼워 맞춰서, 외부로부터 밸브 커버(30)의 내부를 시일한다. 도7은 밸브 커버(30)에 시일 뚜껑(33)을 부착하는 다른 방법을 도시한다. 립(32)은 시일 캡(33)의 숫형 나사선(36)을 수용하도록 적용된 암나사선(37)을 갖는다. 립(32) 상의 시일 뚜껑(33)을 나사 결합함으로써 외부로부터 밸브 커버(30)의 포트(31)를 시일하게 한다.
도8은 상부(41)가 폐쇄된 엔진 부품에 접근하게 하도록 하부(42)로부터 떨어진 두 부분의 밸브 커버(40)를 도시한다. 도9는 두 부분의 밸브 커버(40) 및 엔진 헤드(43)의 분해도를 도시한다. 밸브 커버(40)의 상부(41)의 전체 주위에 위치되고, 밸브 커버(40)의 하부(42)의 숫형 돌출부를 수용하도록 적용된 암형 개구(45)를 갖는 밸브 커버(40)의 상부(41)가 도시된다. 숫형 돌출부(44)는 밸브 커버(40)의 하부(42)의 주위를 연장한다. 암형 개구(45)는 밸브 커버(42)의 하부의 숫형 돌출부(44) 상에 수직한 돌출부(47)를 수용하도록 적용된 암형 개구(45)의 오목부에 대해 수직한 오목부(46)를 갖는다. 수직한 돌출부(47)는 숫형 돌출부(44)의 방향에 대해 수직이다. 오목부(46) 및 수직한 돌출부(47)는 밸브 커버(40)의 하부(42)에 대해 밸브 커버(40)의 상부(41)를 고정하도록 작용한다. 또한 접착제가 적용된 영역(47)이 도시된다. 도10은 접착제를 사용하여 엔진 헤드(43)에 접착된 두 부분의 밸브 커버(40)를 도시한다. 또한 도10은 조립된 밸브 커버(40)의 상부(41) 및 하부(42)를 도시하고, 하부(42)의 숫형 돌출부(44)는 상부(41)의 암형 개구(45) 내부에 위치되고 암형 개구(45)의 오목부(46)에 위치된 숫형 돌출부(44)의 수직 돌출부(47)에 의해 고정된다.

Claims (12)

  1. 밸브 커버의 정합 표면 주위에 배치된 접착제의 연속 비드를 갖고 내연 기관의 실린더 헤드에 부착되도록 적용된 정합 표면을 갖는 밸브 커버를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 커버 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 밸브 커버는 밸브 커버를 실린더 헤드에 고정시키는 주된 기능을 갖는 볼트 구멍을 갖지 않는 것을 특징으로 하는 밸브 커버 조립체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 접착제는 경화성 접착제인 것을 특징으로 하는 밸브 커버 조립체.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브 커버는 플라스틱 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 밸브 커버 조립체.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브 커버는 접착제가 경화하는 동안 실린더 헤드 상의 제 위치에 밸브 커버를 고정하기 위한 하나 이상의 일체화 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 커버 조립체.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 밸브 커버는 밸브 커버의 제거없이 실린더 헤드에 접근하도록 적용된 하나 이상의 접근 포트 및 하나 이상의 접근 포트를 커버하고 시일하기 위한 하나 이상의 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 커버 조립체.
  7. 제9항에 있어서, 하나 이상의 접근 포트를 커버하고 시일하기 위한 하나 이상의 수단은 코일, pcv 시스템 부품, 연료 레일 등을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 커버 조립체.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 밸브 커버 및 밸브 커버의 정합 표면에 맞추어 지도록 적용된 정합 표면을 갖는 하나 이상의 실린더 헤드를 포함하는 엔진 조립체이며,
    각 밸브 커버는 실린더 헤드에 접착제로 접착되고, 접착제의 연속층은 각 밸브 커버의 정합 표면과 각 밸브 커버가 접착되는 실린더 헤드 사이에 배치되고, 접착제의 연속층은 정합 표면이 접촉하는 각 밸브 커버와 실린더 헤드 쌍 사이에서 가스 및 액체의 전달이 상당히 감소되고 방지되도록 각 밸브 커버 및 실린더 헤드 쌍의 정합 표면 사이에서 시일을 형성하는 것을 특징으로 하는 엔진 조립체.
  9. 실린더 헤드에 밸브 커버를 결합하기 위한 방법이며,
    a) 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 실린더 헤드의 정합 표면과 정합되도록 적용되는 정합 표면을 갖는 밸브 커버 또는 실린더 헤드에 밸브 커버 또는실린더 헤드의 전체 정합 표면을 따르는 접착제의 연속 비드 또는 막을 적용시키는 단계와,
    b) 접착제의 연속 비드 또는 막이 밸브 커버와 실린더 헤드의 정합 표면 사이에 배치되도록 밸브 커버의 정합 표면을 실린더 헤드의 정합 표면과 접촉시키는 단계와,
    c) 밸브 커버와 실린더 헤드의 정합 표면사이에서 영구 결합을 형성하도록 접착제를 경화시키는 단계를 포함하고,
    접착제는 밸브 커버와 실린더 헤드 사이에 시일을 형성하는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 접착제는 경화성 접착제이고, 접착제 비드는 밸브 커버가 실린더 헤드에 접촉하는 위치로부터 떨어진 위치에서 밸브 커버 정합 표면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 밸브 커버로부터 제거될 수 있는 시일 뚜껑을 갖는 하나 이상의 포트를 갖는 플라스틱 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 밸브 커버.
  12. 제11항에 있어서, 각 시일 뚜껑은 그에 pcv 시스템 부품, 코일 또는 연료 레일을 부착하고, 밸브 커버 및 시일 뚜껑(들)이 조립될 경우 pcv 시스템 부품, 코일 또는 연료 레일은 밸브 커버 내부에 위치되는 것을 특징으로 하는 밸브 커버.
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