(57)【要約】【課題】  仕切り板の製品内でのガタを大幅に改善して製品品質の向上を図る。【解決手段】  吸気ポート１４用の仕切り板１００（タンブル板）は、シリンダヘッドの吸気ポートを形成する吸気ポート成形用砂中子（ポート中子）２００に予め設置され、シリンダヘッドの鋳造成形時に鋳包まれて、吸気ポートを複数のポートに仕切る。この仕切り板は、溶湯に鋳包まれる両側縁部Ｔｃに対して表面処理を施して、両側縁部を、吸気ポート内を仕切る仕切り部１０３の面粗さよりも大きい面粗さに粗面化してある。【選択図】  図５
2005120997.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダヘッドの吸気ポートを形成する吸気ポート成形用砂中子に予め設置され、シリンダヘッドの鋳造成形時に鋳包まれて、シリンダヘッドの吸気ポートを複数のポートに仕切る吸気ポート用の仕切り板において、
溶湯に鋳包まれる両側縁部に対して表面処理を施して、前記両側縁部を、前記吸気ポート内を仕切る仕切り部の面粗さよりも大きい面粗さに粗面化したことを特徴とする吸気ポート用の仕切り板。
【請求項２】
前記表面処理は、前記仕切り部にマスキング手段を設けて施され、
前記マスキング手段は、マスキング材または前記吸気ポート成形用砂中子を造型している中子砂から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の吸気ポート用の仕切り板。
【請求項３】
前記両側縁部は、溶湯の凝固を促進する促進部材をさらに含み、当該促進部材の表面が粗面化されていることを特徴とする請求項１に記載の吸気ポート用の仕切り板。
【請求項４】
シリンダヘッドを鋳造成形する鋳造型内に設置して、シリンダヘッドの吸気ポートを形成する吸気ポート成形用砂中子において、
請求項１〜３のいずれか１つに記載の吸気ポート用の仕切り板が、その両側縁部を溶湯に鋳包まれるように外部に突出して、予め設置されていることを特徴とする吸気ポート成形用砂中子。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１つに記載の吸気ポート用の仕切り板が、その両側縁部が溶湯に鋳包まれて吸気ポートに設置されてなり、
前記両側縁部の面粗さにより、前記吸気ポートに対する前記仕切り板のガタの発生を抑制したことを特徴とするシリンダヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気ポート用の仕切り板、吸気ポート成形用砂中子およびシリンダヘッドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近の内燃機関のシリンダには、シリンダヘッドの吸気ポート内に、タンブル板とも指称される仕切り板を設けたものがある。吸気ポートの吸気側端部に配置された気流制御弁を制御することにより、吸気ポートからシリンダボアに導入される吸気を仕切り板によって偏流させ、シリンダボア内で生じるタンブル流（縦渦流）を強化し、燃費の向上などを図るようにしている（特許文献１を参照）。
【０００３】
なお、本明細書では、仕切り板において、空気や燃料ガスの吸気が流入してくる側を「吸気側」、その反対側、つまりシリンダボア側を「シリンダ側」と称することとする。
【０００４】
シリンダヘッドを鋳造成形する場合には、金属製の仕切り板を吸気ポート成形用砂中子内に設置し、中子から突出した仕切り板の両側縁部を鋳包み成形することが一般的である。鋳造後のシリンダヘッドにおいては、仕切り板の両側縁部は、シリンダヘッドに対して溶着させていない。溶着させた場合には、エンジンとして使用したときに受ける繰返しの熱衝撃と振動とにより、仕切り板の疲労破壊を招く虞があるためである。このように仕切り板の鋳包み部つまり両側縁部がシリンダヘッドに対して溶着していないので、鋳造完了後の製品としてのシリンダヘッドにおいて、仕切り板に製品内でのガタが生じる虞がある。
【０００５】
また、コスト的な観点から、仕切り板にプレス品を用いることがある。プレス品は、プレス加工を適正に行うために面粗さが比較的小さい板材が使用されており、その上、プレス加工時の潤滑油膜などによって表面が汚れている。このようなプレス品からなる仕切り板を鋳包み成形したときには、シリンダヘッドに対する仕切り板のグリップ力が低く、仕切り板に製品内でのガタが生じやすくなる。
【特許文献１】特表２００１−１９３４６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、仕切り板の製品内でのガタを大幅に改善して製品品質の向上を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成する本発明は、シリンダヘッドの吸気ポートを形成する吸気ポート成形用砂中子に予め設置され、シリンダヘッドの鋳造成形時に鋳包まれて、シリンダヘッドの吸気ポートを複数のポートに仕切る吸気ポート用の仕切り板において、
溶湯に鋳包まれる両側縁部に対して表面処理を施して、前記両側縁部を、前記吸気ポート内を仕切る仕切り部の面粗さよりも大きい面粗さに粗面化したことを特徴とする吸気ポート用の仕切り板である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、溶湯に鋳包まれる両側縁部に対して表面処理を施すことにより、両側縁部の表面に残存する汚れが除去されるとともに、両側縁部の面粗さが大きくされているので、仕切り板の両側縁部をシリンダヘッドに対して溶着させない状態であっても、両側縁部の吸気ポートに対する仕切り板のグリップ力を大きくでき、製品内でのガタを大幅に改善して製品品質の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
（第１の実施形態）
まず、本発明の前提となる、吸気ポート１４用の仕切り板１００を有するシリンダヘッド１０について説明する。なお、以下の説明では、吸気ポート１４用の仕切り板１００を、「タンブル板１００」とも称する。
【００１１】
図１は、エンジンのシリンダヘッド１０を示す概略断面図、図２は、吸気ポート１４の軸直角断面図、図３は、シリンダヘッド１０での気流状態を示す概略図、図４は、図３の概略平面図である。
【００１２】
図１および図３を参照して、シリンダヘッド１０は、シリンダブロック１１の上部に設けられ、インテークマニホールド１２からの空気や燃料ガスからなる吸気流をシリンダボア１３内に導入する吸気ポート１４と、シリンダボア１３内で燃焼した後の排ガスを排出する排気ポート１５を有している。なお、図示のエンジンは、１気筒４バルブであり、吸気弁１６および排気弁１７が２つずつ設けられている。
【００１３】
吸気ポート１４内には、吸気側（図３の外端側）からシリンダ側に向かって流れる吸気の流れ方向（白抜き矢印）に沿ってタンブル板１００が設けられている。タンブル板１００の吸気側には、図３および図４に示すように、制御弁１８が設けられたインテークマニホールド１２が接続されている。吸気ポート１４は、タンブル板１００により、上部ポート１４ｕと下部ポート１４ｄに仕切られることになり、制御弁１８により下部ポート１４ｄを閉じると、吸気は、増速されて上部ポート１４ｕ内を流れ、シリンダボア１３内で強力なタンブル流（縦渦流）を形成することになる。
【００１４】
吸気ポート１４は、シリンダ側の通路が大きく屈曲しており、タンブル板１００のシリンダ側端部Ｔａの位置がバラ付くと、気流の特性が変化し、タンブル流の発生状況に大きく影響することになるので、シリンダ側端部Ｔａの位置は、きわめて重要な位置となる。一方、タンブル板１００の吸気側端部Ｔｂの位置は、吸気を分岐する側であり、しかも制御弁１８が設けられる部分であることから、その位置がバラ付いても、気流の特性に変化をもたらすことはなく、一般的には、シリンダ側端部Ｔａの位置程精度よく設定する必要はない。
【００１５】
鋳造完了後の製品としてのシリンダヘッド１０において、タンブル板１００に製品内でのガタがないことも重要である。エンジンとして使用したときに、タンブル流の乱れを招くとともに、音振の原因となるからでる。タンブル板１００の両側縁部Ｔｃを、シリンダヘッド１０に対して溶着できれば、タンブル板１００のガタを回避できるものの、溶着させた場合には、タンブル板１００の疲労破壊を招くという新たな問題が生じるため、両側縁部Ｔｃをシリンダヘッド１０に対して溶着させることはできない。また、コスト的な観点から、タンブル板にプレス品を用いることがあるが、プレス工程での潤滑油膜やその他の汚れが両側縁部Ｔｃに付着していることがあり、これら表面汚れが両側縁部Ｔｃとシリンダヘッド１０壁部との間の隙間を助長させる要因となる。このため、タンブル板のガタつきが長手方向および上下方向に発生し、１／１０ｍｍ程度の隙間が生じることがある。
【００１６】
そこで、第１の実施形態では、シリンダヘッド１０を鋳造成形するに当り、両側縁部Ｔｃを粗面化して、表面の汚れも同時に除去する構成とし、両側縁部Ｔｃをシリンダヘッドに対して溶着させない構造でも、タンブル板１００のグリップ力を大きくできるようにしている。
【００１７】
図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、第１の実施形態に係るタンブル板１００を示す平面図、側面図および側縁部Ｔｃの概略拡大図である。
【００１８】
本実施形態に係るタンブル板１００は、シリンダヘッド１０の吸気ポート１４を形成する後述の吸気ポート成形用砂中子２００（図７を参照）に予め設置され、シリンダヘッド１０の鋳造成形時に鋳包まれて、シリンダヘッド１０の吸気ポート１４を複数のポート（上部ポート１４ｕと下部ポート１４ｄ）に仕切るものである。このタンブル板１００は、概説すれば、図５（Ｃ）に示すように、溶湯に鋳包まれる両側縁部Ｔｃに対して表面処理を施して、両側縁部Ｔｃを、吸気ポート１４内を仕切る仕切り部１０３の面粗さよりも大きい面粗さに粗面化してある。表面処理による粗面化は、両側縁部Ｔｃにおける側端面１０１および厚み方向の端面１０２に対して行われている。なお、以下の説明では、タンブル板１００が予め設置された吸気ポート成形用砂中子２００を、「ポート中子２００」とも称し、また、粗面化された部分を、「粗面化部１３０」とも称する。
【００１９】
詳述すると、タンブル板１００は、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、薄肉の略矩形形状を有し、シリンダヘッド１０の鋳造成形時に溶湯に鋳包まれることになる両側縁部Ｔｃと、両側縁部Ｔｃに連続するとともに吸気ポート１４内で吸気の流れの上流側に配置されることになる吸気側端部Ｔｂと、両側縁部Ｔｃに連続するとともに吸気の流れの下流側に配置されることになるシリンダ側端部Ｔａと、を備えている。両側縁部Ｔｃよりも内方部分が、吸気ポート１４内を仕切る仕切り部１０３となる。
【００２０】
タンブル板１００の材質は、リサイクル性を考慮してアルミニウム合金を使用することが好ましい。
【００２１】
タンブル板１００の板厚は、吸気ポート１４内を流通する吸気の抵抗にならないように薄肉であることが望ましいが、タンブル板１００の材質がアルミニウム合金の場合には、シリンダヘッド１０鋳造品を熱処理する際の熱変形を防止する必要を考慮し、約１．５ｍｍ以上であることが望ましい。
【００２２】
両側縁部Ｔｃに対して表面処理を施すことにより、両側縁部Ｔｃを粗面化して粗面化部１３０としてあるが、両側縁部Ｔｃの面粗さは、仕切り部１０３の面粗さよりも大きくすることが好ましい（図５（Ｃ）参照）。タンブル流の乱れを防止しつつ、タンブル板１００のガタつきを抑制するためである。
【００２３】
両側縁部Ｔｃを粗面化する表面処理法は、特に限定されないが、機械的なブラスト処理や、化学的な腐食処理を挙げることができる。ブラスト処理には、サンドショットブラストや、スチールショットブラストが含まれ、腐食処理には、水酸化ナトリウムによる腐食処理が含まれる。
【００２４】
タンブル板１００の吸気側端部Ｔｂに面取りを施してもよい。シリンダヘッド１０鋳造成形後の後加工で、インテークマニホールド１２が接続されるシリンダヘッド１０端面をカッタなどで機械加工する場合があるが、このような場合にタンブル板１００の吸気側端部Ｔｂの切除をより滑らかに行うことができ、加工時のかえりバリの発生を抑制できるからである。
【００２５】
タンブル板１００の製造方法は特に限定されないが、同品質のものを簡便かつ安価に作製する観点から、プレス成形によりタンブル板１００を作製することが好ましい。プレス工程での潤滑油膜やその他の汚れが両側縁部Ｔｃに付着している場合もあるが、本実施形態では、プレス工程以降に実施されるタンブル板１００に対する表面処理により、両側縁部Ｔｃの表面汚れも同時に除去されることになる。表面汚れがなくなるため、プレス品をタンブル板１００に使用しても、両側縁部Ｔｃとシリンダヘッド１０との間の隙間を助長させる要因が排除される。
【００２６】
図６（Ａ）（Ｂ）は、表面処理をどの工程で実施するかについての説明に供する図であり、図６（Ａ）は、ポート中子２００を造型する前に両側縁部Ｔｃに対して表面処理を施す場合を示し、図６（Ｂ）は、ポート中子２００を造型した後に両側縁部Ｔｃに対して表面処理を施す場合を示している。
【００２７】
両側縁部Ｔｃを粗面化する表面処理は、図６（Ａ）に示すように、ポート中子２００を造型する前に実施したり、図６（Ｂ）に示すように、ポート中子２００を造型した後に実施したりすることができる。
【００２８】
いずれの場合であっても、表面処理は、仕切り部１０３にマスキング手段１３１を設けて施すのが好ましい。仕切り部１０３の小さな面粗さつまり平滑性が損なわれず、タンブル流の乱れを防止できるとともに、鋳包み部である両側縁部Ｔｃのみの面粗さを拡大して、タンブル板１００のガタつきを抑制できるからである。
【００２９】
ここで、マスキング手段１３１としては、マスキング材１３２またはポート中子２００を造型している中子砂２１０から構成することができる。  
【００３０】
すなわち、図６（Ａ）に示すように、ポート中子２００を造型する前に表面処理を実施する場合には、マスキング手段１３１としてのマスキング材１３２により仕切り部１０３をマスキングして、両側縁部Ｔｃのみに表面処理を実施することができる。例えば、マスキング材１３２を仕切り部１０３に配置し、両側縁部Ｔｃを露呈させた状態でショットブラスト処理を実施すると、仕切り部１０３では性能上必要となる面粗さを確保しつつ、両側縁部Ｔｃの面粗さを拡大できる。サンドショットブラストや、スチールショットブラストなどの表面処理をタンブル板１００全体に施すと、仕切り部１０３の面粗さが粗くなり過ぎて、タンブル流が乱れる可能性があるため、上記のようにマスキング材１３２を用いて部分的に表面処理することが有効である。
【００３１】
また、図６（Ｂ）に示すように、ポート中子２００を造型した後に表面処理を実施する場合には、そもそも、ポート中子２００から外部に突出している両側縁部Ｔｃのみにしか表面処理を施すことができない。このため、マスキング手段１３１としては、ポート中子２００を造型している中子砂２１０自体となる。この場合であっても、マスキング手段１３１としての中子砂２１０により仕切り部１０３をマスキングして、両側縁部Ｔｃのみに表面処理を実施することができる。例えば、水酸化ナトリウム溶液などの腐食液を刷毛などで両側縁部Ｔｃに塗布する腐食処理を実施すると、仕切り部１０３では性能上必要となる面粗さを確保しつつ、両側縁部Ｔｃの面粗さを拡大できる。この場合の表面処理手法にあっては、表面処理に用いる腐食液の使用量を削減でき、さらには、ポート中子２００成形時の余熱によって両側縁部Ｔｃの腐食反応が促進するため、表面処理に要する時間を短縮できるという利点もある。
【００３２】
図７（Ａ）（Ｂ）は、第１の実施形態のタンブル板１００が予め設置された、ポート中子２００を示す平面図および側面図である。また、図８は、ポート中子２００を造型する型３００を示す概略断面図、図９は、ポート中子２００を造型する型３００を破断してタンブル板１００を露呈した状態で示す平面図である。なお、以下の説明では、ポート中子２００を造型する型３００を、「中子型３００」とも称する。
【００３３】
シリンダヘッド１０を鋳造成形する際には、まず、図８に示される中子型３００を用いて、図７に示されるポート中子２００が造型される。
【００３４】
ポート中子２００は、シリンダヘッド１０を鋳造成形する鋳造型４００内に設置して（図１０を参照）、シリンダヘッド１０の吸気ポート１４を形成するものである。このポート中子２００は、上述したタンブル板１００が、その粗面化部１３０とされた両側縁部Ｔｃを溶湯に鋳包まれるように外部に突出して、予め設置されている。
【００３５】
外部に突出したタンブル板１００の両側縁部Ｔｃは、溶湯に鋳包まれたときの保持をより確実にする部分である。鋳包み代は、特に限定されるものではないが、例えば、約２ｍｍに設定されている。
【００３６】
前記中子型３００は、中子用上型３０１や中子用下型３０２などからなる複数の部分型から構成されている。これら部分型を突き合わせると、その内部には、ポート中子２００を形成するためのキャビティ３０３が形成される。このキャビティ３０３内に、中子砂を吹き込み、押し固めてポート中子２００を成形する。
【００３７】
図９に示すように、中子型３００に予めタンブル板１００を載置した状態で、中子砂を吹き込み、ポート中子２００を成形する。このタンブル板１００は、中子型３００内でズレないように位置決めされ、中子型３００の型合わせ面に形成された座にセットされている。つまり、中子用下型３０２のキャビティ周縁に載置された状態で保持されている。
【００３８】
中子型３００内で成形されたポート中子２００は、中子用上型３０１や中子用下型３０２などの部分型を図８中矢印で示す分割方向に分割することにより、中子型３００から取り出される。なお、図８中符号２０１は巾木を示している。
【００３９】
図１０は、シリンダヘッド１０を鋳造成形する鋳造型４００内にポート中子２００を設置した状態を示す断面図である。
【００４０】
図１０に示すように、ポート中子２００は、シリンダヘッド１０を成形するための鋳造型４００に組み込まれる。鋳造型４００は、上型４０１、下型４０２およびサイド型４０３からなり、ポート中子２００を下型４０２とサイド型４０３の間で支持し、上型４０１で覆うと、内部にシリンダヘッド１０を成形するためのキャビティ４０４が形成される。なお、図中の符号「４０５」は、ウォータージャケット成形用の中子である。鋳造法は、例えば、低圧鋳造法（ＬＰＤＣ）が採用される。
【００４１】
この状態で、湯口（図示せず）からキャビティ４０４内に、アルミニウム合金、その他の金属からなる溶湯を注湯すると、タンブル板１００は、その両側縁部Ｔｃが鋳包まれていき、溶湯が凝固すると、その両側縁部Ｔｃの全体が固定され、図１に示すようなシリンダヘッド１０が形成される。
【００４２】
本実施形態では、タンブル板１００の溶湯に鋳包まれる両側縁部Ｔｃに対して表面処理を施すことにより、プレス品であるタンブル板１００の両側縁部Ｔｃは、その表面に残存する汚れが除去されるとともに、仕切り部１０３の面粗さよりも大きい面粗さの粗面化部１３０とされている。このため、タンブル板１００の両側縁部Ｔｃをシリンダヘッド１０に対して溶着させない状態であっても、粗面化された両側縁部Ｔｃは凝固された溶湯との間の微小な噛み合い部が多数形成される結果、タンブル板１００のグリップ力が大きくなり、タンブル板１００の固定が確実なものとなる。これにより、鋳造完了後の製品としてのシリンダヘッド１０において、吸気ポート１４に対するタンブル板１００のガタの発生が抑制される。
【００４３】
上述したように、本実施形態によれば、タンブル板１００の両側縁部Ｔｃをシリンダヘッド１０に対して溶着させない状態であっても、精度良く鋳包まれることになる。したがって、タンブル板１００の製品内でのガタを大幅に改善して製品品質の向上を図ることができる。
【００４４】
図１１（Ａ）は、両側縁部Ｔｃを粗面化する表面処理として、スチールショットブラスト、サンドショットブラストおよび水酸化ナトリウムによる腐食を実施した場合の表面粗さを、無処理つまりプレス品表面の表面粗さとともに示すグラフ、図１１（Ｂ）は、両側縁部Ｔｃを粗面化する表面処理として、スチールショットブラスト、サンドショットブラストおよび水酸化ナトリウムによる腐食を実施した場合のタンブル板１００のガタつき発生率を、無処理つまりプレス品のままのタンブル板１００のガタつき発生率とともに示すグラフである。なお、図１１（Ａ）において、表面粗さは、算術平均粗さＲａ（μｍ）で示される。
【００４５】
図１１（Ａ）に示されるように、表面粗さは処理方法で異なり、スチールショットブラストが粗面化に効果的な手段であることがわかる。図１１（Ｂ）に示されるように、タンブル板１００のガタつき発生率は、両側縁部Ｔｃの面粗さに依存しており、表面粗さが粗い方がタンブル板１００のガタつきを効果的に防止できることがわかる。いずれの表面処理方法でも、プレス品に対して、大幅にガタつきが低減している。特に、スチールショットブラストで表面処理した場合には、ガタの発生は見られなかった。
【００４６】
（第２の実施形態）
図１２（Ａ）（Ｂ）は、第２の実施形態のタンブル板１００ｂが予め設置された、ポート中子２００ｂを示す平面図および側面図である。
【００４７】
第２の実施形態のタンブル板１００ｂにあっては、両側縁部Ｔｃは、溶湯の凝固を促進する促進部材１３３をさらに含み、当該促進部材１３３の表面が粗面化されている点で、第１の実施形態と相違している。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【００４８】
前述したように、タンブル板１００ｂのシリンダ側端部Ｔａの位置はタンブル流の発生状況に大きく影響することから重要な位置である。
【００４９】
第２の実施形態では、シリンダヘッド１０を鋳造成形するに当り、タンブル板１００ｂのシリンダ側端部Ｔａの位置は位置固定的に、吸気側端部Ｔｂの位置は比較的自由な構成とし、注湯時にタンブル板１００ｂが熱的影響を受けても、吸気側端部Ｔｂ側でこれを吸収できるようにしている。
【００５０】
前記促進部材１３３は、両側縁部Ｔｃにおける側端面１０１のうち一部分に限定して設けられており、本実施形態では、当該一部分は、シリンダ側端部Ｔａ寄りとしてある。促進部材１３３は、両側縁部Ｔｃにおける側端面１０１に形成した凹部１３４より構成されている。この凹部１３４は、その内側面が表面処理されて、粗面化部１３０とされている。図示例の凹部１３４は、半円弧形状を有している。促進部材１３３をなす凹部１３４は、タンブル板１００ｂに要求される位置精度、タンブル板１００ｂの熱膨張量などを考慮して、そのくぼみ形状の大きさ、数、設置位置、設置密度を変化させ得ることはいうまでもない。
【００５１】
なお、説明の便宜上、タンブル板１００ｂの両側縁部Ｔｃのうち、促進部材１３３が設けられた一部分を「凝固促進部分ａ」とも称し、促進部材１３３が設けられていない他の部分を「非設置部分ｂ」とも称する。
【００５２】
促進部材１３３は、当該促進部材１３３が設けられた一部分（凝固促進部分ａ）の近傍における溶湯の凝固を、他の部分（非設置部分ｂ）の近傍における溶湯の凝固よりも促進することによって、吸気ポート１４に対するタンブル板１００ｂの位置を規制するためのものである。
【００５３】
このような促進部材１３３が設けられたタンブル板１００ｂを予め設置したポート中子２００ｂを、鋳造型４００に組込み、キャビティ４０４に注湯すると、タンブル板１００ｂは、その両側縁部Ｔｃが鋳包まれていき、溶湯が凝固すると、その両側縁部Ｔｃの全体が固定される。
【００５４】
ここで、両側縁部Ｔｃのうちシリンダ側端部Ｔａ寄りの凝固促進部分ａは、非設置部分ｂに比べると、凹部１３４の存在により、単位長さあたりの溶湯との接触面積が大きくなっている。このため、タンブル板１００ｂの両側縁部Ｔｃが鋳包まれるときには、凝固促進部分ａの近傍における溶湯は、非設置部分ｂの近傍における溶湯に比べて相対的に急冷され、溶湯の凝固が促進される。さらに、凹部１３４の存在により、溶湯が通過する際の通路抵抗も増すことから、凝固促進部分ａの近傍における溶湯は、非設置部分ｂの近傍における溶湯に比べて相対的に滞留しやすく、溶湯の凝固が促進される。
【００５５】
促進部材１３３による溶湯を急冷する作用と溶湯を滞留させる作用とがあいまって、凝固促進部分ａの近傍における溶湯の凝固が、非設置部分ｂの近傍における溶湯の凝固よりも促進される。これにより、両側縁部Ｔｃは、その凝固促進部分ａが非設置部分ｂよりも先に固定され、吸気ポート１４に対するタンブル板１００ｂの位置が規制される。また、凹部１３４の存在により、タンブル板１００ｂが半凝固状態下の溶湯中で移動しようとする際の抵抗も増している。この観点からも、タンブル板１００ｂは移動し難く、タンブル板１００ｂの位置ズレが防止される。本実施形態では、両側縁部Ｔｃは、そのシリンダ側端部Ｔａ寄りの部分が、吸気側端部Ｔｂ寄りの部分よりも先に固定されるため、吸気ポート１４に対するシリンダ側端部Ｔａの位置ズレを防止することができる。
【００５６】
また、凝固促進部分ａの近傍における溶湯の凝固が促進され、さらには、促進部材１３３はその表面に残存する汚れが除去されるとともに粗面化部１３０とされているため、タンブル板１００の両側縁部Ｔｃをシリンダヘッド１０に対して溶着させない状態であっても、両側縁部Ｔｃの側端面１０１および厚み方向の端面１０２のみならず粗面化された促進部材１３３においても凝固された溶湯との間の微小な噛み合い部が多数形成される結果、タンブル板１００のグリップ力がさらに大きくなり、タンブル板１００の固定がより一層確実なものとなる。これにより、鋳造完了後の製品としてのシリンダヘッド１０において、吸気ポート１４に対するタンブル板１００ｂのガタの発生がより一層抑制される。
【００５７】
さらに、両側縁部Ｔｃのうち凝固促進部分ａが先に固定され、非設置部分ｂは凝固促進部分ａよりも相対的に遅く固定される。このため、溶湯の熱によりタンブル板１００ｂが熱膨張する方向を、溶湯が凝固し始めた凝固促進部分ａから溶湯が未凝固のままである非設置部分ｂに向かう一方向に限定ないし制御することが可能となる。本実施形態では、タンブル板１００ｂはそのシリンダ側端部Ｔａの側が先に固定されることから、タンブル板１００ｂが熱膨張する方向を、吸気側端部Ｔｂに向かう方向に限定できる。タンブル板１００ｂの熱膨張が、膨張しやすい吸気側端部Ｔｂに集約されるため、ポート中子２００ｂがシリンダ側端部Ｔａによって加圧されることがない。このため、ポート中子２００ｂに、吸気ポート１４の形状を成形するために重要な領域で、亀裂や破損などが生じることはない。
【００５８】
仮に、タンブル板１００ｂの熱膨張が大きい場合でも、ポート中子２００ｂは吸気側端部Ｔｂによって加圧されることから、ポート中子２００ｂに発生する割れを巾木２０１側に誘導ないし誘発させることができる。このポート中子２００ｂの割れに起因するバリは、鋳造完了後の製品としてのシリンダヘッド１０の内部ではなく、製品形状外に発生することになる。したがって、後のバリ取り作業を容易に実施することができる。
【００５９】
上述したように、第２の実施形態によれば、タンブル板１００ｂは、熱膨張しても、重要な位置であるシリンダ側端部Ｔａの位置が保持された状態で精度良く鋳包まれることになる。したがって、第１の実施形態と同様のタンブル板１００ｂのガタつき防止という効果に加えて、タンブル板１００ｂの位置精度およびポート中子２００ｂの折れ、を総合的に改善することができる。
【００６０】
なお、吸気ポート１４の構造や燃料噴射装置のタイプなどによっては、タンブル板１００の吸気側端部Ｔｂの位置精度を高めることが要請される場合がある。このような場合には、溶湯の凝固を促進する促進部材１３３を吸気側端部Ｔｂ寄りに設ければ、吸気側端部Ｔｂの位置精度を高めることもできる。また、促進部材１３３は、両側縁部Ｔｃにおける厚み方向の端面１０２に設けることもできる。さらに、促進部材１３３は、溶湯の凝固を促進する限りにおいて適宜の構造・形状を採用することができ、例えば、凸部、凹凸部、貫通孔などでもよい。
【００６１】
（その他の変形例）
タンブル板１００のガタの発生の原因となる、側縁部Ｔｃとシリンダヘッド１０壁部との間の隙間が側縁部Ｔｃの長手方向に沿う特定の範囲に生じるような場合にあっては、側縁部Ｔｃのうち前記特定の範囲に対応する一部分だけを粗面化してもよい。また、側縁部Ｔｃの全体を粗面化する一方、前記特定の範囲に対応する一部分の面粗さをさらに粗くしてもよい。面粗さを長手方向に沿って異ならせるためには、ショットを投射する時間や塗布した腐食液を放置する時間つまり表面処理時間を長手方向に沿って変えたり、ショットの径や投射量、腐食液濃度などを長手方向に沿って変えたりすればよい。また、面粗さを長手方向に沿って異ならせるに当たっては、２つの面粗さだけに変化させる形態の他、３つ以上の面粗さに段階的に変化させる形態、あるいは、連続的に変化させる形態のいずれをも採用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、シリンダヘッドの吸気ポートにおけるタンブル板のガタつきを改善する用途に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】エンジンのシリンダヘッドを示す概略断面図である。
【図２】吸気ポートの軸直角断面図である。
【図３】シリンダヘッドでの気流状態を示す概略図である。
【図４】図３の概略平面図である。
【図５】図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）は、第１の実施形態に係るタンブル板を示す平面図、側面図および側縁部の概略拡大図である。
【図６】図６（Ａ）（Ｂ）は、表面処理をどの工程で実施するかについての説明に供する図であり、図６（Ａ）は、ポート中子を造型する前に両側縁部に対して表面処理を施す場合を示し、図６（Ｂ）は、ポート中子を造型した後に両側縁部に対して表面処理を施す場合を示している。
【図７】図７（Ａ）（Ｂ）は、第１の実施形態のタンブル板が予め設置された、ポート中子を示す平面図および側面図である。
【図８】ポート中子を造型する型を示す概略断面図である。
【図９】ポート中子を造型する型を破断してタンブル板を露呈した状態で示す平面図である。
【図１０】シリンダヘッドを鋳造成形する鋳造型内にポート中子を設置した状態を示す断面図である。
【図１１】図１１（Ａ）は、両側縁部を粗面化する表面処理として、スチールショットブラスト、サンドショットブラストおよび水酸化ナトリウムによる腐食を実施した場合の表面粗さを、無処理つまりプレス品表面の表面粗さとともに示すグラフ、図１１（Ｂ）は、両側縁部を粗面化する表面処理として、スチールショットブラスト、サンドショットブラストおよび水酸化ナトリウムによる腐食を実施した場合のタンブル板のガタつき発生率を、無処理つまりプレス品のままのタンブル板のガタつき発生率とともに示すグラフである。
【図１２】図１２（Ａ）（Ｂ）は、第２の実施形態のタンブル板が予め設置された、ポート中子を示す平面図および側面図である。
【符号の説明】
【００６４】
１０      シリンダヘッド、
１４      吸気ポート、
１００    タンブル板（仕切り板）、
１０３    仕切り部、
１３０    粗面化部、
１３１    マスキング手段、
１３２    マスキング材（マスキング手段）、
１３３    溶湯の凝固を促進する促進部材、
１３４    凹部（促進部材）、
２００    ポート中子（吸気ポート成形用砂中子）、
２１０    ポート中子を造型している中子砂（マスキング手段）、
３００    中子型、
４００    鋳造型、
Ｔａ      シリンダ側端部、
Ｔｂ      吸気側端部、
Ｔｃ      側縁部。
【図１】
2005120997.tif 000003
【図２】
2005120997.tif 000004
【図３】
2005120997.tif 000005
【図４】
2005120997.tif 000006
【図５】
2005120997.tif 000007
【図６】
2005120997.tif 000008
【図７】
2005120997.tif 000009
【図８】
2005120997.tif 000010
【図９】
2005120997.tif 000011
【図１０】
2005120997.tif 000012
【図１１】
2005120997.tif 000013
【図１２】
2005120997.tif 000014