JP2006299893A - Partition plate for intake port, sand core for molding intake port and cylinder head - Google Patents

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達也 増田
Konomi Akaha
木の実 赤羽
Kenji Yageta
健次 八下田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent cracking of a core, while improving a product quality, by sufficiently restraining positional dislocation of a partition plate and looseness in a product. <P>SOLUTION: A tumble plate 100 has first and second body parts 111 and 121 divided in the flow direction of intake air in an intake port 14. The tumble plate also has a joining part 130 arranged between a plurality of mutual body parts and having clearance 131 for absorbing an elongation margin of the respective body parts, partition parts 112 and 122 formed of a part of the respective body parts and partitioning the inside of the intake port into a plurality of ports, and side insertingly casting parts 113 and 123 formed of both side edges of the respective body parts and insertingly casted in molten metal in casting molding of a cylinder head. A downstream side promoting part 114 for promoting solidification of the molten metal, is formed in a downstream side part among the side insertingly casting parts in the downstream side first body part. An upstream side promoting part 124 for promoting the solidification of the molten metal, is formed in an upstream side part among the side insertingly casting parts in the upstream side second body part. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

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。   The present invention relates to a partition plate for an intake port, a sand core for forming an intake port, and a cylinder head.

最近の内燃機関には、いわゆるデバイデットポートと呼ばれる機構を搭載したシリンダヘッドを有するものがある。この種のシリンダヘッドは、吸気ポート内を、タンブル板とも指称される仕切り板によって上下に仕切っている。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）。   Some recent internal combustion engines have a cylinder head equipped with a so-called divided port mechanism. In this type of cylinder head, the intake port is partitioned vertically by a partition plate also called a tumble plate. By controlling the airflow control valve arranged at the intake side end of the intake port, the intake air introduced from the intake port to the cylinder bore is drifted by the partition plate, and the tumble flow (longitudinal vortex flow) generated in the cylinder bore is strengthened, The fuel consumption is improved (see Patent Document 1).

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上流側を「吸気側」、その反対側、つまりシリンダボア側の下流側を「シリンダ側」と称することとする。   In the present specification, in the partition plate, the upstream side into which air or fuel gas intake flows is referred to as the “intake side”, and the opposite side, that is, the downstream side on the cylinder bore side is referred to as the “cylinder side”. .

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、仕切り板を鋳包み成形することが一般的である。シリンダヘッドの鋳造成形時には、吸気ポート成形用砂中子および仕切り板のそれぞれは、溶湯からの熱により温度が上昇し熱膨張する。ここで、仕切り板の熱膨張係数と、仕切り板を保持する中子砂の熱膨張係数との差は大きく、仕切り板は、中子砂に比べると熱膨張量が大きい。このため、仕切り板が中子砂を加圧ないし押し広げ、吸気ポート成形用砂中子に亀裂や破損を生じさせ、この亀裂から溶湯が染み出し、バリを作る虞がある。また、仕切り板の熱膨張により、シリンダヘッドの鋳造成形時に仕切り板の位置がズレる虞があり、さらには、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もある。   In the case of casting the cylinder head, it is common to place a metal partition plate in the intake port molding sand core and cast and mold the partition plate. During the casting of the cylinder head, each of the intake port molding sand core and the partition plate rises in temperature due to heat from the molten metal and expands thermally. Here, the difference between the thermal expansion coefficient of the partition plate and the thermal expansion coefficient of the core sand that holds the partition plate is large, and the partition plate has a larger amount of thermal expansion than the core sand. For this reason, the partition plate pressurizes or spreads the core sand, causing cracks and breakage in the sand core for forming the intake port, and there is a possibility that the molten metal oozes out from the crack and creates burrs. In addition, due to the thermal expansion of the partition plate, the position of the partition plate may be shifted during casting of the cylinder head. Further, in the cylinder head as a product after the completion of casting, the partition plate may be loose in the product. There is also.

このため、バリの発生箇所によっては後加工でのバリ取り作業が極めて面倒となるばかりでなく、仕切り板の位置ズレや製品内でのガタにより製品品質の低下をも招来することになる。したがって、仕切り板に対しては熱的影響を十分考慮しなければならない。   For this reason, depending on the location where the burrs are generated, not only the deburring work in post-processing is extremely troublesome, but also the quality of the product is deteriorated due to the displacement of the partition plate and the play in the product. Therefore, the thermal influence must be fully considered for the partition plate.

特許文献１に開示された仕切り板は、シリンダヘッドの鋳造成形時に仕切板を鋳包む際の熱膨張による変形対策として、波形状に形成されている。しかしながら、波形状の仕切り板は、吸気ポートの半径方向の熱膨張は吸収できても、軸線方向の熱膨張を吸収できない。このため、仕切り板と中子との熱膨張量差による中子の割れに起因するバリの発生箇所を限定することができず、また、仕切り板の位置ズレや製品内でのガタなどを十分に抑えることはできない。
特表２００１−１９３４６９号公報（段落番号００１１、００２０、００２２および図１、３、４参照） The partition plate disclosed in Patent Document 1 is formed in a corrugated shape as a countermeasure against deformation caused by thermal expansion when the partition plate is encased during casting of the cylinder head. However, the wave-shaped partition plate can absorb the thermal expansion in the radial direction of the intake port, but cannot absorb the thermal expansion in the axial direction. For this reason, it is not possible to limit the locations where burrs are generated due to the cracking of the core due to the difference in thermal expansion between the partition plate and the core, and the position of the partition plate and the play in the product are not sufficient. It cannot be suppressed to.
JP-T-2001-193469 (see paragraph numbers 0011, 0020, 0022 and FIGS. 1, 3, 4)

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、吸気ポートに対する仕切り板の位置ズレや製品内でのガタなどを十分に抑えて製品品質の向上を図り、さらには、中子の割れを防止することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and improves the product quality by sufficiently suppressing the positional deviation of the partition plate with respect to the intake port and the play in the product, and further prevents the cracking of the core. The purpose is to do.

上記目的を達成するための本発明は、シリンダヘッドの吸気ポートに配置される板形状をなし、前記吸気ポート内における吸気の流れ方向に分割された複数個の本体部と、
前記複数個の本体部同士の間に設けられ、前記各本体部の伸び代を吸収するための隙間を有する接合部と、
前記各本体部の一部から形成され、前記吸気ポート内を複数のポートに仕切る仕切り部と、
前記各本体部のうち前記吸気の流れ方向に対して交差する方向に位置する両側縁から形成され、前記シリンダヘッドの鋳造成形時に溶湯に鋳包まれる側方鋳包み部と、
前記吸気の流れ方向の最下流側に配置される前記本体部における前記側方鋳包み部のうち、前記吸気の流れ方向の下流側部分に形成され、溶湯の凝固を促進する下流側促進部と、
前記吸気の流れ方向の最上流側に配置される前記本体部における前記側方鋳包み部のうち、前記吸気の流れ方向の上流側部分に形成され、溶湯の凝固を促進する上流側促進部と、を有してなる吸気ポート用の仕切り板である。 To achieve the above object, the present invention has a plate shape arranged in the intake port of the cylinder head, and a plurality of main body portions divided in the flow direction of intake air in the intake port;
A joint portion provided between the plurality of main body portions, and having a gap for absorbing the extension of each main body portion;
A partition part that is formed from a part of each main body part and partitions the inside of the intake port into a plurality of ports;
A side cast-in part formed from both side edges located in a direction intersecting the flow direction of the intake air among the main body parts, and cast into the molten metal at the time of casting molding of the cylinder head,
Of the lateral cast-in part in the main body part arranged on the most downstream side in the flow direction of the intake air, a downstream side promotion part that is formed in a downstream part in the flow direction of the intake air and promotes solidification of the molten metal ,
Of the lateral cast-in part in the main body part arranged on the most upstream side in the intake flow direction, an upstream promotion part that is formed in an upstream part in the intake flow direction and promotes solidification of the molten metal; , A partition plate for an intake port.

また、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、
上記に記載の吸気ポート用の仕切り板が、前記仕切り部を中子砂内に位置させ、前記側方鋳包み部を中子砂から外部に露出させて、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である。 Also, in the sand core for forming the intake port for forming the intake port of the cylinder head, installed in the casting mold for casting the cylinder head,
The partition plate for an intake port described above is preliminarily installed with the partition portion positioned in the core sand and the side cast-in portion exposed to the outside from the core sand. It is a sand core for forming an intake port.

また、上記に記載の吸気ポート用の仕切り板が、前記側方鋳包み部が溶湯に鋳包まれて吸気ポートに設置されてなり、
前記下流側促進部により、当該下流側促進部が設けられた前記下流側部分の近傍における溶湯の凝固を、他の部分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、前記吸気ポートに対する、前記最下流側に配置される前記本体部の下流側位置を規制し、
前記上流側促進部により、当該上流側促進部が設けられた前記上流側部分の近傍における溶湯の凝固を、他の部分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、前記吸気ポートに対する、前記最上流側に配置される前記本体部の上流側位置を規制し、
前記各本体部の伸び代を、前記隙間を有する前記接合部において吸収してなるシリンダヘッドである。 In addition, the partition plate for the intake port described above is installed in the intake port by casting the side cast-in part in the molten metal,
By promoting the solidification of the molten metal in the vicinity of the downstream portion provided with the downstream promoting portion by the downstream promoting portion, rather than the solidification of the molten metal in the vicinity of the other portion, the intake port Regulating the downstream position of the main body portion arranged on the most downstream side,
By promoting the solidification of the molten metal in the vicinity of the upstream portion provided with the upstream promoting portion by the upstream promoting portion, compared with the solidification of the molten metal in the vicinity of the other portion, the intake port, Regulating the upstream position of the main body disposed on the most upstream side,
It is a cylinder head which absorbs the expansion allowance of each said main-body part in the said junction part which has the said clearance gap.

本発明によれば、下流側促進部が設けられた近傍における溶湯の凝固が、他の部分の近傍における溶湯の凝固よりも促進されるので、吸気ポートに対する最下流側に配置される本体部の下流側位置を規制することができ、上流側促進部が設けられた近傍における溶湯の凝固が、他の部分の近傍における溶湯の凝固よりも促進されるので、吸気ポートに対する最上流側に配置される本体部の上流側位置を規制することができ、仕切り板の位置ズレや製品内でのガタなどを十分に抑えて製品品質の向上を図ることができる。さらには、各本体部の伸び代を、隙間を有する接合部において吸収するので、溶湯の熱により仕切り板が熱膨張する方向を一方向に限定ないし制御することが可能となり、中子の割れを防止することができる。   According to the present invention, since the solidification of the molten metal in the vicinity where the downstream side promoting portion is provided is promoted more than the solidification of the molten metal in the vicinity of other portions, the main body portion disposed on the most downstream side with respect to the intake port Since the position of the downstream side can be regulated and the solidification of the molten metal in the vicinity where the upstream side promoting portion is provided is promoted more than the solidification of the molten metal in the vicinity of other parts, it is arranged on the most upstream side with respect to the intake port. The upstream position of the main body portion can be regulated, and the product quality can be improved by sufficiently suppressing the displacement of the partition plate and the play in the product. Furthermore, since the expansion allowance of each main body is absorbed by the joint having a gap, it becomes possible to limit or control the direction in which the partition plate is thermally expanded by the heat of the molten metal in one direction, and cracking the core Can be prevented.

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。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（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。 (First embodiment)
First, the cylinder head 10 having the partition plate 100 for the intake port 14 which is a premise of the present invention will be described. In the following description, the partition plate 100 for the intake port 14 is also referred to as a “tumble plate 100”.

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、エンジンでの気流状態を示す概略図、図４は、図１の４−４線に沿う概略断面図である。   1 is a schematic cross-sectional view showing a cylinder head 10 of the engine, FIG. 2 is a cross-sectional view perpendicular to the axis of an intake port 14, FIG. 3 is a schematic view showing an air flow state in the engine, and FIG. It is a schematic sectional drawing in alignment with -4 line.

図１〜図４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。吸気ポートは、その通路形状から、サイアミーズタイプと、分割タイプとに大別される。サイアミーズタイプは、インテークマニホールド１２側が１つで、燃焼室前で二股状に分岐する通路形状を有する。分割タイプは、インテークマニホールド１２側から燃焼室側に至るまで１本の通路形状を有する。図示例のエンジンは、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。また、吸気ポート１４は、分割タイプであり、１気筒に２個の吸気ポート１４が独立して設けられている。   1 to 4, a cylinder head 10 is provided at an upper portion of a cylinder block 11, and includes an intake port 14 for introducing an intake air flow including air and fuel gas from an intake manifold 12 into the cylinder bore 13, and a cylinder bore. 13 has an exhaust port 15 for discharging exhaust gas after burning in the interior. The intake port is roughly classified into a siamese type and a divided type according to the shape of the passage. The Siamese type has one intake manifold 12 side and a passage shape that branches into a bifurcated shape in front of the combustion chamber. The split type has a single passage shape from the intake manifold 12 side to the combustion chamber side. The engine in the illustrated example has one cylinder and four valves, and two intake valves 16 and two exhaust valves 17 are provided. The intake port 14 is a divided type, and two intake ports 14 are independently provided in one cylinder.

この吸気ポート１４は、いわゆるハイポート化されている。ハイポート化された吸気ポート１４は、シリンダヘッド１０の下面に対する傾斜角度が大きく、吸気側開口１４ａがシリンダヘッド１０壁面の上部近傍に開口している。吸気ポート１４のハイポート化は、吸気の流れ抵抗を少なくするため、あるいは、燃焼室内に燃料を直接噴射するインジェクタを吸気弁１６に近接して取り付ける場合にインジェクタと吸気ポート１４との干渉を回避するために採用される。直噴タイプのエンジンにあっては、当然ながら、空気からなる吸気流が吸気ポート１４を流れる。   The intake port 14 is a so-called high port. The intake port 14 having a high port has a large inclination angle with respect to the lower surface of the cylinder head 10, and the intake side opening 14 a is opened near the upper portion of the wall surface of the cylinder head 10. The high port of the intake port 14 avoids interference between the injector and the intake port 14 in order to reduce the flow resistance of the intake air or when an injector that directly injects fuel into the combustion chamber is installed close to the intake valve 16. Adopted to do. In a direct injection type engine, naturally, an intake air flow consisting of air flows through the intake port 14.

吸気ポート１４内には、吸気側開口１４ａ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は、独立した２個の吸気ポート１４のそれぞれに配置されている（図４を参照）。タンブル板１００の吸気側には、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。このタンブル流に点火すると、少ないガス量で理想的な燃焼パターンを得ることができる。   A tumble plate 100 is provided in the intake port 14 along the flow direction of intake air (white arrow) flowing from the intake side opening 14a toward the cylinder side. The tumble plate 100 is disposed in each of the two independent intake ports 14 (see FIG. 4). An intake manifold 12 provided with a control valve 18 is connected to the intake side of the tumble plate 100. The intake port 14 is divided into an upper port 14u and a lower port 14d by the tumble plate 100. When the lower port 14d is closed by the control valve 18, the intake air is accelerated and flows in the upper port 14u, and the cylinder bore A strong tumble flow (longitudinal vortex flow) will be formed within 13. When this tumble flow is ignited, an ideal combustion pattern can be obtained with a small amount of gas.

傾斜角度が小さいローポートの吸気ポートの場合には、吸気の流れ方向に沿うタンブル板の長さは約７０ｍｍであるが、ハイポート化された吸気ポート１４の場合には、タンブル板１００の長さは約１１５ｍｍと比較的長くなる。長いタンブル板１００は、シリンダヘッド１０を鋳造成形するときの熱膨張による伸び代の絶対量が、短いタンブル板に比べると大きくなる。したがって、長いタンブル板１００にあっては、熱的影響を十分に考慮する必要がある。   In the case of a low-port intake port with a small inclination angle, the length of the tumble plate along the intake flow direction is about 70 mm. However, in the case of the intake port 14 having a high port, the length of the tumble plate 100 is long. Is relatively long, about 115 mm. In the long tumble plate 100, the absolute amount of elongation due to thermal expansion when the cylinder head 10 is cast-molded is larger than that of the short tumble plate. Therefore, in the long tumble plate 100, it is necessary to fully consider the thermal influence.

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、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、その位置が多少バラ付いても、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の位置ほど精度よく設定する必要はない。しかしながら、上述したように、長いタンブル板１００は熱膨張による伸び代の絶対量が大きいことから、吸気側端部Ｔｂの位置のバラツキを無視することはできない。   In the intake port 14, the passage on the cylinder side is greatly bent, and if the position of the cylinder side end portion Ta of the tumble plate 100 varies, the characteristics of the air flow change, which greatly affects the generation state of the tumble flow. Therefore, the position of the cylinder side end portion Ta is an extremely important position. On the other hand, since the position of the intake side end portion Tb is a side where the intake air is branched and the control valve 18 is provided, even if the position varies slightly, it does not change the airflow characteristics. In general, it is not necessary to set as accurately as the position of the cylinder side end portion Ta. However, as described above, since the long tumble plate 100 has a large absolute amount of expansion allowance due to thermal expansion, variations in the position of the intake side end portion Tb cannot be ignored.

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、タンブル板１００を分割体とし、シリンダ側端部Ｔａおよび吸気側端部Ｔｂの両者の位置は位置固定的に、分割体同士が相互に向かい合う側の端部の位置は比較的自由な構成とし、注湯時にタンブル板１００が熱的影響を受けても、分割体同士の間でこれを吸収できるようにし、さらに、中子の割れを防止している。   Therefore, in the first embodiment, when the cylinder head 10 is cast and formed, the tumble plate 100 is used as a divided body, and the positions of both the cylinder side end portion Ta and the intake side end portion Tb are fixed, and the divided body. The positions of the end portions facing each other are relatively free so that even if the tumble plate 100 is thermally affected during pouring, it can be absorbed between the divided bodies, The child is prevented from cracking.

なお、鋳造成形されたシリンダヘッド１０は、必要とする機械的特性を付与するため、熱処理（Ｔ６処理（溶体化処理＋時効処理））が施される。溶体化処理は、組織を均一化するために行う処理であり、鋳造品はその表層に潤滑剤の成分が含まれていたりするので行われる。溶体化処理は、例えば、溶体化温度約５００℃において、３〜４時間実施される。   The cast-molded cylinder head 10 is subjected to heat treatment (T6 treatment (solution treatment + aging treatment)) in order to impart necessary mechanical characteristics. The solution treatment is a process performed to make the structure uniform, and the cast product includes a lubricant component in its surface layer. The solution treatment is performed, for example, at a solution temperature of about 500 ° C. for 3 to 4 hours.

次に、タンブル板１００の構成について説明する。   Next, the configuration of the tumble plate 100 will be described.

図５（Ａ）（Ｂ）は、第１の実施形態に係るタンブル板１００を示す平面図および側面図、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）の５Ｃ−５Ｃ線に沿う断面図である。   5A and 5B are a plan view and a side view showing the tumble plate 100 according to the first embodiment, and FIG. 5C is a sectional view taken along line 5C-5C in FIG. 5A. is there.

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８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。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」と略称する。   The tumble plate 100 is installed in advance in a later-described intake port molding sand core 200 (see FIG. 8) that forms the intake port 14 of the cylinder head 10, and is cast when the cylinder head 10 is cast. The ten intake ports 14 are partitioned into a plurality of ports (upper port 14u and lower port 14d). In the following description, the intake port molding sand core 200 on which the tumble plate 100 is installed in advance is abbreviated as “port core 200”.

図５を参照して、タンブル板１００は、吸気ポート１４内における吸気の流れ方向に分割された複数個（図示例では、２個）の第１と第２の本体部１１１、１２１を有している。第１と第２の本体部１１１、１２１は、シリンダヘッド１０の吸気ポート１４に配置される板形状を有している。第１本体部１１１が、吸気の流れ方向の最下流側に配置される本体部に相当し、シリンダ側端部Ｔａを備えている。また、第２本体部１２１が、吸気の流れ方向の最上流側に配置される本体部に相当し、吸気側端部Ｔｂを備えている。タンブル板１００はさらに、複数個の本体部１１１、１２１同士の間に設けられ、各本体部１１１、１２１の伸び代を吸収するための隙間１３１を有する接合部１３０と、各本体部１１１、１２１の一部から形成され、吸気ポート１４内を複数のポート（上部ポート１４ｕ、下部ポート１４ｄ）に仕切る仕切り部１１２、１２２と、各本体部１１１、１２１のうち吸気の流れ方向に対して交差する方向に位置する両側縁から形成され、シリンダヘッド１０の鋳造成形時に溶湯に鋳包まれる側方鋳包み部１１３、１２３と、第１本体部１１１における側方鋳包み部１１３のうち、吸気の流れ方向の下流側部分に形成され、溶湯の凝固を促進する下流側促進部１１４と、第２本体部１２１における側方鋳包み部１２３のうち、吸気の流れ方向の上流側部分に形成され、溶湯の凝固を促進する上流側促進部１２４と、を有している。   Referring to FIG. 5, the tumble plate 100 has a plurality of (two in the illustrated example) first and second main body portions 111 and 121 divided in the direction of intake air flow in the intake port 14. ing. The first and second main body portions 111 and 121 have a plate shape disposed in the intake port 14 of the cylinder head 10. The first main body 111 corresponds to a main body disposed on the most downstream side in the intake flow direction, and includes a cylinder side end Ta. The second main body 121 corresponds to the main body disposed on the most upstream side in the intake flow direction, and includes an intake-side end Tb. The tumble plate 100 is further provided between the plurality of main body portions 111 and 121, and a joint portion 130 having a gap 131 for absorbing the expansion allowance of the main body portions 111 and 121, and the main body portions 111 and 121. Of the main body 111 and 121 and intersects the flow direction of the intake air, and the partition portions 112 and 122 that divide the intake port 14 into a plurality of ports (upper port 14u and lower port 14d). Of the side cast-in portions 113 and 123 formed from both side edges positioned in the direction and cast into the molten metal when the cylinder head 10 is cast, and the side cast-in portions 113 in the first main body 111, the flow of intake air Of the downstream-side promotion part 114 that is formed in the downstream part of the direction and promotes the solidification of the molten metal, and the side cast-in part 123 in the second body part 121, Formed on the side portion has an upstream promoting portion 124 that promotes the coagulation of the molten metal, the.

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。   The material of the tumble plate 100 is preferably an aluminum alloy in consideration of recyclability.

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。   The thickness of the tumble plate 100 is preferably thin so as not to resist the intake air flowing through the intake port 14, but when the material of the tumble plate 100 is an aluminum alloy, the cast product of the cylinder head 10 is heat-treated. In consideration of the need to prevent thermal deformation at the time, the thickness is preferably about 1.5 mm or more.

前記第２本体部１２１の吸気側端部Ｔｂは、シリンダヘッド１０壁面の吸気側開口１４ａに臨んで配置される。   The intake side end Tb of the second main body 121 is disposed facing the intake side opening 14a of the wall surface of the cylinder head 10.

前記下流側促進部１１４は、側方鋳包み部１１３のうち一部分に限定して設けられ、下流側部分つまりシリンダ側端部Ｔａ寄りに設けられている。下流側促進部１１４は、側方鋳包み部１１３に形成された凹部１１５を有している。図示例の凹部１１５は、側方鋳包み部１１３の側面から内側に向けて窪んだ三角形形状を有している。   The downstream promoting portion 114 is provided only on a part of the side cast-in portion 113 and is provided near the downstream portion, that is, near the cylinder side end portion Ta. The downstream side promotion part 114 has the recessed part 115 formed in the side cast-in part 113. FIG. The recess 115 in the illustrated example has a triangular shape that is recessed inward from the side surface of the side cast-in part 113.

前記上流側促進部１２４も、側方鋳包み部１２３のうち一部分に限定して設けられ、上流側部分つまり吸気側端部Ｔｂ寄りに設けられている。上流側促進部１２４は、側方鋳包み部１２３に形成された凹部１２５を有している。図示例の凹部１２５は、側方鋳包み部１２３の側面から内側に向けて窪んだ三角形形状を有している。   The upstream side promotion portion 124 is also provided limited to a part of the side cast-in portion 123, and is provided near the upstream side portion, that is, the intake side end portion Tb. The upstream side promoting portion 124 has a recess 125 formed in the side cast-in portion 123. The recess 125 in the illustrated example has a triangular shape that is recessed inward from the side surface of the side cast-in part 123.

なお、側方鋳包み部１１３のうち下流側促進部１１４が設けられた一部分を「凝固促進部分ａ」とも称し、下流側促進部１１４が設けられていない他の部分を「平滑部分ｂ」とも称する。これと同様に、側方鋳包み部１２３のうち上流側促進部１２４が設けられた一部分を「凝固促進部分ａ」とも称し、上流側促進部１２４が設けられていない他の部分を「平滑部分ｂ」とも称する。   A part of the side cast-in part 113 provided with the downstream promotion part 114 is also referred to as “solidification promoting part a”, and the other part not provided with the downstream promotion part 114 is also referred to as “smooth part b”. Called. Similarly, a part of the side cast-in part 123 where the upstream side promoting part 124 is provided is also referred to as “solidification promoting part a”, and the other part where the upstream side promoting part 124 is not provided is referred to as “smooth part”. Also referred to as “b”.

シリンダ側端部Ｔａを、断面アール形状に形成してもよい。第１本体部１１１が熱膨張した際に、シリンダ側端部Ｔａからポート中子２００に対する応力集中を緩和でき、その結果、シリンダ側端部Ｔａの側における中子の割れの発生を抑制できるからである。   The cylinder side end portion Ta may be formed in a rounded cross-sectional shape. When the first main body portion 111 is thermally expanded, stress concentration from the cylinder side end portion Ta to the port core 200 can be alleviated, and as a result, generation of cracks in the core on the cylinder side end portion Ta side can be suppressed. It is.

吸気側端部Ｔｂは、面取りを施すことが好ましい。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。   The intake side end Tb is preferably chamfered. There is a case where the end face of the cylinder head 10 to which the intake manifold 12 is connected is machined by a cutter or the like in post-processing after the casting of the cylinder head 10 is cast. This is because the burrs can be suppressed more smoothly and the occurrence of burr during processing can be suppressed.

図５（Ｃ）を参照して、前記接合部１３０は、複数個の本体部１１１、１２１同士を接着剤１３２により拘束するとともに少なくともシリンダヘッド１０の鋳造成形時の熱によって接着剤１３２による拘束を解除する接着部１３３と、隙間１３１に充填されるとともにシリンダヘッド１０の鋳造成形後に施される熱処理（Ｔ６処理）によって除去される緩衝材１３４と、をさらに有している。   Referring to FIG. 5 (C), the joint portion 130 restrains the plurality of main body portions 111 and 121 with the adhesive 132 and at least restrains the adhesive head 132 with heat during casting of the cylinder head 10. It further has an adhesive portion 133 to be released, and a buffer material 134 that is filled in the gap 131 and removed by a heat treatment (T6 treatment) performed after the cylinder head 10 is cast.

タンブル板１００の鋳造工程における伸び代は、予め、測定されている。隙間１３１のクリアランスおよび緩衝材１３４は、測定された伸び代に見合った寸法に設定されている。第１と第２の本体部１１１、１２１を接着剤１３２により予め拘束し固定するのは、タンブル板１００を取り扱う際に第１と第２の本体部１１１、１２１が相対的にずれることを防止し、隙間１３１のクリアランスを所定の寸法に維持するためである。図示例では緩衝材１３４も接着剤１３２によって隙間１３１内に固定している。図示しない治具を用いて、第１と第２の本体部１１１、１２１、および緩衝材１３４が接着剤１３２を介して固定される。接着剤１３２は、部分的に塗布してもよいし、全体的に塗布してもよい。   The elongation margin in the casting process of the tumble plate 100 is measured in advance. The clearance of the gap 131 and the buffer material 134 are set to dimensions that correspond to the measured elongation allowance. The first and second main body portions 111 and 121 are previously restrained and fixed by the adhesive 132 to prevent the first and second main body portions 111 and 121 from being relatively displaced when the tumble plate 100 is handled. In order to maintain the clearance of the gap 131 at a predetermined size. In the illustrated example, the buffer material 134 is also fixed in the gap 131 by the adhesive 132. The first and second main body portions 111 and 121 and the buffer material 134 are fixed via an adhesive 132 using a jig (not shown). The adhesive 132 may be applied partially or entirely.

タンブル板１００は、ポート中子２００の造型時には約３００℃、シリンダヘッド１０の鋳造成形時には約５００℃〜７００℃の高温下にさらされる。使用する接着剤１３２は、ポート中子２００の造型時の熱によって分解されなくてもよく、少なくともシリンダヘッド１０の鋳造成形時の熱によって分解されて、第１と第２の本体部１１１、１２１、および緩衝材１３４の拘束を解除するものであれば足りる。シリンダヘッド１０の鋳造成形時において、第１本体部１１１および第２本体部１２１の熱膨張による伸びを阻害しなければよいからである。接着剤１３２は、上述したように少なくともシリンダヘッド１０の鋳造成形時の熱によって分解される限りにおいて、使用する種類は限定されない。例えば、エポキシ系またはフェノール系の接着剤、あるいは、これらの混合系の接着剤を挙げることができる。なお、例えばエポキシ系樹脂の分解温度は約４００℃である。第１と第２の本体部１１１、１２１同士を固定するための接着剤と、本体部１１１、１２１と緩衝材１３４とを固定するための接着剤とを、異ならせてもよい。本体部１１１、１２１と緩衝材１３４とを固定するための接着剤として、例えば、ポリビニル系やゴム系の接着剤を使用することができる。   The tumble plate 100 is exposed to a high temperature of about 300 ° C. when the port core 200 is formed and about 500 ° C. to 700 ° C. when the cylinder head 10 is cast. The adhesive 132 to be used may not be decomposed by the heat at the time of molding the port core 200, but at least by the heat at the time of casting the cylinder head 10, the first and second main body portions 111 and 121 are decomposed. , And any material that releases the restraint of the buffer material 134 is sufficient. This is because, when the cylinder head 10 is cast and formed, the first main body 111 and the second main body 121 need not be hindered from elongation due to thermal expansion. As long as the adhesive 132 is decomposed by heat at least when the cylinder head 10 is cast as described above, the type of the adhesive 132 used is not limited. For example, an epoxy-based or phenol-based adhesive or a mixed adhesive of these can be used. For example, the decomposition temperature of the epoxy resin is about 400 ° C. The adhesive for fixing the first and second main body portions 111 and 121 may be different from the adhesive for fixing the main body portions 111 and 121 and the buffer material 134. As an adhesive for fixing the main body portions 111 and 121 and the buffer material 134, for example, a polyvinyl or rubber adhesive can be used.

前記緩衝材１３４は、ポート中子２００の造型時に中子砂が隙間１３１に侵入することがないように、隙間１３１に充填されている。緩衝材１３４は、第１本体部１１１の上流側端部および第２本体部１２１の下流側端部が熱膨張により伸びたときに、圧縮変形される。緩衝材１３４は、シリンダヘッド１０の鋳造成形後に施される熱処理（Ｔ６処理）によって除去される限りにおいて、使用する種類は限定されないが、例えば、紙を挙げるこができる。複数枚の紙を積層した積層体、あるいは隙間１３１の寸法に合致した厚さの１枚の紙のいずれも緩衝材１３４に適用できる。紙は、溶湯に直接触れると焼失し、酸素供給がない場合は焼失せず、さらに、熱処理の実施により確実に除去できるので、緩衝材１３４の形成材料に適している。緩衝材の形成材料に蝋を使用した場合には、鋳造成形時に簡単に溶け出して隙間１３１が溶湯と置換されてしまい、第１と第２の本体部１１１、１２１の伸び代を接合部１３０において十分に吸収することができないので望ましくない。   The buffer material 134 is filled in the gap 131 so that the core sand does not enter the gap 131 when the port core 200 is formed. The cushioning material 134 is compressed and deformed when the upstream end of the first main body 111 and the downstream end of the second main body 121 extend due to thermal expansion. The type of buffer material 134 is not limited as long as it is removed by heat treatment (T6 treatment) performed after the cylinder head 10 is cast. For example, paper can be used. Any of a laminated body in which a plurality of papers are laminated, or a single paper having a thickness matching the size of the gap 131 can be applied to the cushioning material 134. Paper is burned out when it is in direct contact with the molten metal, and is not burned out in the absence of oxygen supply. Furthermore, the paper can be reliably removed by carrying out heat treatment, and is suitable as a material for forming the buffer material 134. When wax is used as the material for forming the cushioning material, it is easily melted during casting and the gap 131 is replaced with the molten metal, so that the extension allowance of the first and second main body portions 111 and 121 is used as the joint portion 130. In this case, it is not desirable because it cannot be sufficiently absorbed.

図６は、緩衝材１３４がシリンダヘッド１０の鋳造成形時およびその後に施される熱処理によって除去される説明に供する概念図であり、図６（Ａ１）（Ａ２）（Ａ３）は鋳造成形時を示し、図６（Ｂ１）（Ｂ２）は熱処理時を示している。   FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining that the cushioning material 134 is removed by casting of the cylinder head 10 and heat treatment performed thereafter, and FIGS. 6A1, 6A2 and 6A3 illustrate the time of casting. FIGS. 6B1 and 6B2 show the heat treatment.

第１と第２の本体部１１１、１２１、および緩衝材１３４を固定した接着剤１３２は、ポート中子２００の造型時の熱および／またはシリンダヘッド１０の鋳造成形時の溶湯の熱によって分解されて速やかに除去される。第１と第２の本体部１１１、１２１、および緩衝材１３４は、接着剤１３２による拘束が解除され、ポート中子２００の中子砂による拘束のみとなる（図６（Ａ１）（Ａ３））。   The adhesive 132 to which the first and second main body portions 111 and 121 and the buffer material 134 are fixed is decomposed by heat at the time of molding the port core 200 and / or heat of the molten metal at the time of casting the cylinder head 10. To be removed promptly. The first and second main body portions 111 and 121 and the buffer material 134 are released from the restriction by the adhesive 132, and are only restricted by the core sand of the port core 200 (FIGS. 6A1 and 6A3). .

シリンダヘッド１０の鋳造成形時において、緩衝材１３４は、溶湯に直接触れる部分は焼失するが、中子砂によって覆われた部分は酸素の供給がないため焼えることなく残存している（図６（Ａ１））。溶湯は、隙間１３１のうち緩衝材１３４が焼失した部分には侵入するが、残存する緩衝材１３４によってポート中子２００内にまで侵入することはない。第１本体部１１１の上流側端部および第２本体部１２１の下流側端部が熱膨張により伸びることによって、ポート中子２００内の緩衝材１３４は、寸法ｄ１から寸法ｄ２まで圧縮される（図６（Ａ１）（Ａ２））。これにより、第１と第２の本体部１１１、１２１の伸び代が吸収される。   When the cylinder head 10 is cast and molded, the cushioning material 134 burns away in the portion that directly contacts the molten metal, but the portion covered with the core sand remains without being burned because there is no supply of oxygen (FIG. 6). (A1)). The molten metal enters the portion of the gap 131 where the buffer material 134 is burned out, but does not enter the port core 200 due to the remaining buffer material 134. As the upstream end of the first main body 111 and the downstream end of the second main body 121 extend due to thermal expansion, the cushioning material 134 in the port core 200 is compressed from the dimension d1 to the dimension d2 ( FIG. 6 (A1) (A2)). Thereby, the expansion allowance of the 1st and 2nd main-body parts 111 and 121 is absorbed.

鋳造成形後に中子砂を除去し、熱処理（Ｔ６処理）を施すと、残存していた緩衝材１３４のすべては、溶体化処理（例えば、溶体化温度約５００℃において、３〜４時間）が実施されている間に酸素が供給されて焼失し、確実に除去される（図６（Ｂ１）（Ｂ２））。これにより、所望のシリンダヘッド１０ができる。   When core sand is removed after casting and heat treatment (T6 treatment) is performed, all of the remaining buffer material 134 is subjected to solution treatment (for example, at a solution temperature of about 500 ° C. for 3 to 4 hours). While being carried out, oxygen is supplied and burned out and reliably removed (FIG. 6 (B1) (B2)). Thereby, a desired cylinder head 10 is obtained.

図１の部分拡大図および図５を参照して、吸気の流れ方向に隣り合う一対の本体部のうち一方の本体部は、その端面から他方の本体部に向けて突出する突出片を有し、他方の本体部は、その端面から一方の本体部に向けて突出する突出片を有している。具体的には、第１と第２の本体部１１１、１２１のうち第１本体部１１１は、その端面から第２本体部１２１に向けて突出する突出片１１６を有し、第２本体部１２１は、その端面から第１本体部１１１に向けて突出する突出片１２６を有している。そして、接合部１３０は、第１と第２の本体部１１１、１２１における各板面（図１において斜めに示される上面および下面）との間で段差を生じないように突出片１１６、１２６同士が重なり合った重ね部１３５を有している。各突出片１１６、１２６の厚み寸法は、前記段差を生じないように設定されている。突出片１１６、１２６の間に接着剤１３２が塗布され、前述した接着部１３３が形成されている。重ね部１３５を設けることによって、上部ポート１４ｕと下部ポート１４ｄとの仕切りを確実に行うことができ、その結果、空気や燃料ガスの吸気の流量低下を防止することができる。この他にも、第１と第２の本体部１１１、１２１同士を接着剤１３２により強固に固定することができることから、タンブル板１００をより扱い易くできるという利点もある。   With reference to the partially enlarged view of FIG. 1 and FIG. 5, one body part of a pair of body parts adjacent to each other in the intake air flow direction has a projecting piece projecting from the end surface toward the other body part. The other body portion has a protruding piece that protrudes from the end surface toward the one body portion. Specifically, of the first and second main body portions 111 and 121, the first main body portion 111 has a protruding piece 116 that protrudes from its end surface toward the second main body portion 121, and the second main body portion 121. Has a projecting piece 126 projecting from its end face toward the first main body 111. Further, the joining portion 130 has the protruding pieces 116 and 126 so as not to cause a step between the plate surfaces of the first and second main body portions 111 and 121 (upper and lower surfaces shown obliquely in FIG. 1). Have overlapping portions 135 that overlap each other. The thickness dimension of each protruding piece 116, 126 is set so as not to cause the step. The adhesive 132 is applied between the protruding pieces 116 and 126, and the above-described adhesive portion 133 is formed. By providing the overlapping portion 135, the upper port 14u and the lower port 14d can be reliably partitioned, and as a result, a decrease in the flow rate of the intake air of air or fuel gas can be prevented. In addition, since the first and second main body portions 111 and 121 can be firmly fixed to each other with the adhesive 132, there is an advantage that the tumble plate 100 can be easily handled.

さらに、仕切られた複数のポート（上部ポート１４ｕ、下部ポート１４ｄ）のうち吸気を偏流させるポート（上部ポート１４ｕ）を基準にして、一対の本体部１１１、１２１のうち上部ポート１４ｕにおける吸気の流れ方向の上流側に配置される第２本体部１２１の突出片１２６は、下流側に配置される第１本体部１１１の突出片１１６よりも上部ポート１４ｕの側に位置していることが好ましい。   Furthermore, the flow of intake air in the upper port 14u of the pair of main body portions 111 and 121 with reference to the port (upper port 14u) that drifts intake air among the plurality of partitioned ports (upper port 14u, lower port 14d). It is preferable that the protruding piece 126 of the second main body portion 121 arranged on the upstream side in the direction is located on the upper port 14 u side than the protruding piece 116 of the first main body portion 111 arranged on the downstream side.

図７は、突出片１１６、１２６同士が重なり合った重ね部１３５近傍における吸気の流れを示す概念図であり、図７（Ａ）は本実施形態における吸気の流れを示し、図７（Ｂ）は突出片１１６ａ、１２６ａ同士が重なり合う方向を本実施形態とは逆にした対比例における吸気の流れを示している。   FIG. 7 is a conceptual diagram showing the flow of intake air in the vicinity of the overlapping portion 135 where the protruding pieces 116 and 126 overlap each other, FIG. 7A shows the flow of intake air in the present embodiment, and FIG. The flow of intake air is shown in a proportional manner in which the direction in which the protruding pieces 116a and 126a overlap is opposite to that of the present embodiment.

図７（Ｂ）に示される対比例のように、下流側の第１本体部１１１の突出片１１６ａを、上流側の第２本体部１２１の突出片１２６ａよりも上部ポート１４ｕの側に位置させた場合には、重ね部１３５に異物１３６が混入したり、突出片１１６ａ、１２６ａの厚み寸法がばらついたり、接着剤１３２の塗布量がばらついたりしたときに、突出片１１６ａが板面から突出し、吸気の流れの上流側を向いた段差面１３７が生じてしまう。この段差面１３７は吸気の流れ抵抗となるので圧力損失が大きくなり、タンブル流を生成するときの空気や燃料ガスの吸気の流れを乱してしまう。   As shown in FIG. 7B, the protruding piece 116a of the first body portion 111 on the downstream side is positioned closer to the upper port 14u than the protruding piece 126a of the second body portion 121 on the upstream side. In such a case, when the foreign material 136 is mixed into the overlapping portion 135, the thickness of the protruding pieces 116a and 126a varies, or the amount of the adhesive 132 applied varies, the protruding piece 116a protrudes from the plate surface, A step surface 137 that faces the upstream side of the intake air flow is generated. Since the step surface 137 becomes a flow resistance of the intake air, the pressure loss increases, and the flow of the intake air of air or fuel gas is disturbed when generating the tumble flow.

これに対して、図７（Ａ）に示される本実施形態のように、上流側の第２本体部１２１の突出片１２６を、下流側の第１本体部１１１の突出片１１６よりも上部ポート１４ｕの側に位置させた場合には、何らかの原因で突出片１２６が板面から突出しても、吸気の流れの下流側を向いた段差面１３８しか形成されず、突出片１２６の上面は吸気の流れのガイド面として十分に機能する。段差面１３８が吸気の流れ抵抗とならないため、圧力損失を低減し、安定したタンブル流を生成することができる。   On the other hand, as in the present embodiment shown in FIG. 7A, the protruding piece 126 of the upstream second main body 121 is connected to the upper port than the protruding piece 116 of the downstream first main body 111. In the case where the projection piece 126 protrudes from the plate surface for some reason, only the stepped surface 138 facing the downstream side of the flow of intake air is formed. Works well as a flow guide surface. Since the stepped surface 138 does not serve as an intake flow resistance, pressure loss can be reduced and a stable tumble flow can be generated.

タンブル板の鋳包み成形工法においては、吸気ポート成形用砂中子の中子砂がタンブル板を保持する力は比較的弱く、吸気ポート成形用砂中子に対するタンブル板の位置がズレやすい。その結果、シリンダヘッド１０の鋳造成形時に吸気ポート１４に対するタンブル板の位置ズレも生じやすい。   In the tumble plate casting method, the core for holding the tumble plate is relatively weak in the suction port forming sand core, and the position of the tumble plate relative to the intake port forming sand core is likely to shift. As a result, misalignment of the tumble plate with respect to the intake port 14 is likely to occur when the cylinder head 10 is cast.

そこで、本実施形態のタンブル板１００には、図５に示すように、ポート中子２００に対する位置ズレを防止するズレ防止手段１４０が設けられている。前記ズレ防止手段１４０は、シリンダ側端部Ｔａおよび吸気側端部Ｔｂに形成されるとともに中子砂内に位置することになる段差部１４１、１４２より構成されている。段差部１４１、１４２は、吸気の流れ方向に対して傾斜して形成されている。なお、段差部１４１、１４２は、タンブル板１００に要求されるポート中子２００への保持力、タンブル板１００に要求される位置精度などを考慮して、その長さや、吸気の流れ方向に対する傾斜角度などを変化させ得ることはいうまでもない。また、ズレ防止手段１４０は、シリンダ側端部Ｔａおよび吸気側端部Ｔｂのいずれか一方にのみ設けてもよい。   Therefore, the tumble plate 100 of the present embodiment is provided with a displacement prevention means 140 for preventing the displacement with respect to the port core 200 as shown in FIG. The deviation preventing means 140 is composed of step portions 141 and 142 that are formed at the cylinder side end Ta and the intake side end Tb and are located in the core sand. The step portions 141 and 142 are formed to be inclined with respect to the direction of intake air flow. The step portions 141 and 142 are inclined with respect to the length and the intake flow direction in consideration of the holding force to the port core 200 required for the tumble plate 100, the positional accuracy required for the tumble plate 100, and the like. Needless to say, the angle can be changed. Further, the deviation preventing means 140 may be provided only at one of the cylinder side end portion Ta and the intake side end portion Tb.

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。   Although the manufacturing method of the tumble plate 100 is not particularly limited, it is preferable to manufacture the tumble plate 100 by press molding from the viewpoint of easily and inexpensively manufacturing the tumble plate 100.

図８（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９は、ポート中子２００を造型する型３００を示す概略断面図、図１０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」と略称する。   FIGS. 8A and 8B are a plan view and a side view showing the port core 200 in which the tumble plate 100 of the first embodiment is installed in advance. FIG. 9 is a schematic sectional view showing a mold 300 for molding the port core 200. FIG. 10 is a plan view showing the tumble plate 100 exposed by breaking the mold 300 for molding the port core 200. is there. In the following description, the mold 300 for forming the port core 200 is abbreviated as “core mold 300”.

シリンダヘッド１０を鋳造成形する際には、まず、図９に示される中子型３００を用いて、図８に示されるポート中子２００が造型される。   When casting the cylinder head 10, first, the port core 200 shown in FIG. 8 is formed using the core mold 300 shown in FIG. 9.

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１１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、仕切り部１１２、１２２を中子砂２１０内に位置させ、側方鋳包み部１１３、１２３を中子砂２１０から外部に露出させて、予め設置されている。段差部１４１、１４２も中子砂２１０内に位置している。ポート中子２００は、吸気ポート１４の形状を成形する領域よりも外側に巾木２０１を有している。   The port core 200 is installed in a casting mold 400 for casting the cylinder head 10 (see FIG. 11) to form the intake port 14 of the cylinder head 10. In this port core 200, the above-described tumble plate 100 has the partition portions 112 and 122 positioned in the core sand 210, and the side cast-in portions 113 and 123 are exposed to the outside from the core sand 210. is set up. The step portions 141 and 142 are also located in the core sand 210. The port core 200 has a baseboard 201 outside the region where the shape of the intake port 14 is formed.

外部に露出した側方鋳包み部１１３、１２３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。側方鋳包み部１１３、１２３の鋳包み代は、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。   The side cast-in portions 113 and 123 exposed to the outside are portions that make the holding more reliable when cast into the molten metal. The cast-in allowance of the side cast-in portions 113 and 123 is not particularly limited, but is set to about 2 mm, for example.

鋳造後のシリンダヘッド１０においては、側方鋳包み部１１３、１２３は、シリンダヘッド１０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、タンブル板１００の疲労破壊を招く虞があるためである。タンブル板１００がシリンダヘッド１０に対して溶着していないので、シリンダヘッド１０から見ると、側方鋳包み部１１３、１２３の鋳包み部分は、切欠き形状となっている。このため、側方鋳包み部１１３、１２３の鋳包み代が大きすぎると、切欠き深さが深くなって当該切り欠き形状の部分に応力集中が生じ、シリンダヘッド１０の構造的強度を低下させる一要因となる。さらに、シリンダヘッド１０のウォータージャケット冷却性能を向上させるため、あるいは軽量化のために、部分的あるいは全体的にシリンダヘッド１０の肉厚を薄くしなければならない場合もある。したがって、側方鋳包み部１１３、１２３の鋳包み代はできるだけ小さいほうが好ましい。   In the cylinder head 10 after casting, the side cast-in portions 113 and 123 are not welded to the cylinder head 10. This is because, when welded, the tumble plate 100 may be fatigued due to repeated thermal shock and vibration received when used as an engine. Since the tumble plate 100 is not welded to the cylinder head 10, when viewed from the cylinder head 10, the cast-in portions of the side cast-in portions 113 and 123 have a notch shape. For this reason, when the casting allowance of the side cast-in portions 113 and 123 is too large, the notch depth becomes deep, stress concentration occurs in the notch-shaped portion, and the structural strength of the cylinder head 10 is reduced. One factor. Furthermore, in order to improve the water jacket cooling performance of the cylinder head 10 or to reduce the weight, the thickness of the cylinder head 10 may have to be partially or entirely reduced. Therefore, it is preferable that the casting allowance of the side cast-in portions 113 and 123 is as small as possible.

本実施形態では、下流側促進部１１４および上流側促進部１２４により溶湯の凝固を促進することにより、側方鋳包み部１１３、１２３における凝固促進部分ａが強固に固定されるため、側方鋳包み部１１３、１２３の鋳包み代を可及的に小さくすることが可能となる。したがって、切欠き深さが浅くなり、当該切り欠き形状の部分に応力集中が生じることが抑制され、シリンダヘッド１０の構造的強度を高めることができる。さらには、シリンダヘッド１０の肉厚を薄くすることによるエンジンの冷却性能の向上や軽量化にも寄与し得る。   In the present embodiment, by promoting the solidification of the molten metal by the downstream promoting portion 114 and the upstream promoting portion 124, the solidification promoting portion a in the lateral cast wrapping portions 113 and 123 is firmly fixed. It becomes possible to make the casting margin of the wrapping portions 113 and 123 as small as possible. Therefore, the notch depth becomes shallow, stress concentration is suppressed from occurring in the notch-shaped portion, and the structural strength of the cylinder head 10 can be increased. Furthermore, the thickness of the cylinder head 10 can be reduced, which can contribute to improvement in engine cooling performance and weight reduction.

図９に示すように、前記中子型３００は、中子用上型３０１、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２１０を吹き込み、押し固めてポート中子２００を成形する。   As shown in FIG. 9, the core mold 300 includes a plurality of partial molds including a core upper mold 301, a core lower mold 302, and the like. When these partial molds are brought into contact with each other, a cavity 303 for forming the port core 200 is formed therein. The core sand 210 is blown into the cavity 303 and pressed to form the port core 200.

図１０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２１０を吹き込み、ポート中子２００を成形する。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。   As shown in FIG. 10, core sand 210 is blown in a state in which tumble plate 100 is previously placed on core mold 300, and port core 200 is formed. The tumble plate 100 is positioned so as not to shift in the core mold 300, and is set on a seat formed on the mold-matching surface of the core mold 300. That is, it is held in a state of being placed on the peripheral edge of the cavity of the core lower mold 302.

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９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。   The port core 200 molded in the core mold 300 is obtained by dividing the partial molds such as the core upper mold 301 and the core lower mold 302 in the dividing direction indicated by the arrows in FIG. 300 is taken out.

上記のように造型したポート中子２００にあっては、段差部１４１、１４２が、中子砂２１０内に位置して配置されている。段差部１４１、１４２をこのように配置することにより、シリンダ側端部Ｔａの中子砂２１０への食い込み長さ、および、吸気側端部Ｔｂの中子砂２１０への食い込み長さが長くなる。中子砂２１０への食い込み長さが長くなることから、ポート中子２００に対するタンブル板１００の保持力が増加する。これにより、ポート中子２００に対するタンブル板１００の位置ズレを防止することができる。その結果、ポート中子２００から外部に突出する側方鋳包み部１１３、１２３の鋳包み代を確実に確保することができる。   In the port core 200 formed as described above, the stepped portions 141 and 142 are disposed in the core sand 210. By arranging the stepped portions 141 and 142 in this way, the biting length into the core sand 210 of the cylinder side end portion Ta and the biting length into the core sand 210 of the intake side end portion Tb are increased. . Since the length of biting into the core sand 210 is increased, the holding force of the tumble plate 100 against the port core 200 is increased. Thereby, the position shift of the tumble plate 100 with respect to the port core 200 can be prevented. As a result, the allowance for the side cast-in portions 113 and 123 protruding outward from the port core 200 can be ensured.

図１１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。   FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state in which the port core 200 is installed in a casting mold 400 for casting the cylinder head 10.

図１１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。   As shown in FIG. 11, the port core 200 is incorporated in a casting mold 400 for molding the cylinder head 10. The casting mold 400 includes an upper mold 401, a lower mold 402, and a side mold 403. When the port core 200 is supported between the lower mold 402 and the side mold 403 and covered with the upper mold 401, the cylinder head 10 is placed inside. A cavity 404 is formed for molding. In addition, the code | symbol "405" in a figure is a core for water jacket shaping | molding. As the casting method, for example, a low pressure casting method (LPDC) is adopted.

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、まず、第１と第２の本体部１１１、１２１、および緩衝材１３４を固定した接着剤１３２が、溶湯の熱によって分解されて速やかに除去される。第１と第２の本体部１１１、１２１、および緩衝材１３４は、接着剤１３２による拘束が解除され、ポート中子２００の中子砂２１０による拘束のみとなる。また、緩衝材１３４は、溶湯に直接触れる部分は焼失するが、中子砂２１０によって覆われた部分は酸素の供給がないため焼えることなく残存している。溶湯は、隙間１３１のうち緩衝材１３４が焼失した部分には侵入するが、残存する緩衝材１３４によってポート中子２００内にまで侵入することはない。   In this state, when a molten metal made of aluminum alloy or other metal is poured into the cavity 404 from the gate (not shown), first, the first and second main body portions 111 and 121 and the buffer material 134 are fixed. The adhesive 132 is decomposed by the heat of the molten metal and quickly removed. The first and second main body portions 111 and 121 and the buffer material 134 are released from the restriction by the adhesive 132 and are only restricted by the core sand 210 of the port core 200. Further, the buffer material 134 burns away at the portion that directly contacts the molten metal, but the portion covered with the core sand 210 remains without being burnt because there is no supply of oxygen. The molten metal enters the portion of the gap 131 where the buffer material 134 is burned out, but does not enter the port core 200 due to the remaining buffer material 134.

溶湯の注湯に伴い、図１に示すようなシリンダヘッド１０が形成されるが、この注湯時に、溶湯の熱によりポート中子２００に設けられたタンブル板１００が熱膨張することになる。   As the molten metal is poured, a cylinder head 10 as shown in FIG. 1 is formed. At the time of pouring, the tumble plate 100 provided in the port core 200 is thermally expanded by the heat of the molten metal.

本実施形態では、第１本体部１１１に関しては、側方鋳包み部１１３のうちシリンダ側端部Ｔａ寄りに、凹部１１５を有する下流側促進部１１４を設け、第２本体部１２１に関しては、側方鋳包み部１２３のうち吸気側端部Ｔｂ寄りに、凹部１２５を有する上流側促進部１２４を設けてある。これら促進部１１４、１２４は、当該促進部１１４、１２４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（平滑部分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１００の位置、特にシリンダ側端部Ｔａおよび吸気側端部Ｔｂの両方の位置を規制するためのものである。   In the present embodiment, with respect to the first main body 111, a downstream promoting portion 114 having a recess 115 is provided near the cylinder side end Ta in the side cast-in portion 113, and with respect to the second main body 121, An upstream side promoting portion 124 having a concave portion 125 is provided near the intake side end portion Tb of the cast-molded portion 123. These accelerating portions 114 and 124 promote the solidification of the molten metal in the vicinity of the portion where the accelerating portions 114 and 124 are provided (solidification promoting portion a) more than the solidification of the molten metal in the vicinity of the other portion (smooth portion b). By doing so, the position of the tumble plate 100 with respect to the intake port 14, in particular, the positions of both the cylinder side end portion Ta and the intake side end portion Tb are regulated.

このような促進部１１４、１２４が設けられたタンブル板１００を予め設置したポート中子２００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１００は、側方鋳包み部１１３、１２３が鋳包まれていき、溶湯が凝固すると、側方鋳包み部１１３、１２３の全体が固定される。   When the port core 200 in which the tumble plate 100 provided with such promoting portions 114 and 124 is installed in advance is assembled into the casting mold 400 and poured into the cavity 404, the tumble plate 100 is formed into the side cast-in portions 113, When 123 is cast and the molten metal is solidified, the entire lateral cast-in portions 113 and 123 are fixed.

ここで、各凝固促進部分ａは、平滑部分ｂに比べると、凹部１１５、１２５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、側方鋳包み部１１３、１２３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、平滑部分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１１５、１２５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、平滑部分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。   Here, each solidification promoting portion a has a larger contact area with the molten metal per unit length due to the presence of the concave portions 115 and 125 than the smooth portion b. For this reason, when the side cast-in portions 113 and 123 are cast, the molten metal in the vicinity of the solidification promoting portion a is relatively rapidly cooled as compared with the molten metal in the vicinity of the smooth portion b, and the solidification of the molten metal is promoted. . Furthermore, since the passage resistance when the molten metal passes increases due to the presence of the recesses 115 and 125, the molten metal in the vicinity of the solidification accelerating portion a tends to stay relatively as compared with the molten metal in the vicinity of the smooth portion b. Solidification of the molten metal is promoted.

促進部１１４、１２４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、平滑部分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、第１本体部１１１に関しては、シリンダ側端部Ｔａ寄りの部分が接合部１３０寄りの部分よりも先に固定されることから、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。一方、第２本体部１２１に関しては、吸気側端部Ｔｂ寄りの部分が接合部１３０寄りの部分よりも先に固定されることから、吸気ポート１４に対する吸気側端部Ｔｂの位置ズレを防止することができる。このようにして、吸気ポート１４に対するタンブル板１００の位置、特にシリンダ側端部Ｔａおよび吸気側端部Ｔｂの両方の位置が規制される。また、凹部１１５、１２５の存在により、タンブル板１００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１００は移動し難く、タンブル板１００の位置ズレが防止される。   The action of quenching the molten metal by the accelerating portions 114 and 124 and the action of retaining the molten metal are combined, and the solidification of the molten metal in the vicinity of the solidification accelerating portion a is promoted more than the solidification of the molten metal in the vicinity of the smooth portion b. As a result, with respect to the first main body portion 111, the portion near the cylinder side end portion Ta is fixed before the portion near the joint portion 130, thereby preventing displacement of the cylinder side end portion Ta with respect to the intake port 14. can do. On the other hand, with respect to the second main body 121, the portion near the intake side end portion Tb is fixed before the portion near the joint portion 130, so that the displacement of the intake side end portion Tb with respect to the intake port 14 is prevented. be able to. In this way, the position of the tumble plate 100 with respect to the intake port 14, in particular, the positions of both the cylinder side end portion Ta and the intake side end portion Tb are regulated. Further, due to the presence of the recesses 115 and 125, the resistance when the tumble plate 100 tries to move in the molten metal in a semi-solid state is increased. Also from this point of view, the tumble plate 100 is difficult to move, and displacement of the tumble plate 100 is prevented.

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ることから、側方鋳包み部１１３、１２３に砂やレジン膜などが多少残留しているような場合であっても、気密性が確実に保持されて、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、タンブル板１００に製品内でのガタを大巾に低減できる。   In addition, since the solidification of the molten metal in the vicinity of the solidification promoting portion a is promoted, even if sand or a resin film or the like remains in the side cast-in portions 113 and 123, the airtightness is improved. The tumble plate 100 is securely fixed by being securely held. Thereby, in the cylinder head 10 as a product after the completion of casting, the backlash in the product on the tumble plate 100 can be greatly reduced.

さらに、第１本体部１１１に関しては、シリンダ側端部Ｔａ寄りの部分が接合部１３０寄りの部分よりも先に固定されることから、溶湯の熱により第１本体部１１１が熱膨張する方向を、シリンダ側端部Ｔａから接合部１３０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。一方、第２本体部１２１に関しては、吸気側端部Ｔｂ寄りの部分が接合部１３０寄りの部分よりも先に固定されることから、溶湯の熱により第２本体部１２１が熱膨張する方向を、吸気側端部Ｔｂから接合部１３０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。タンブル板１００の熱膨張が、膨張しやすい接合部１３０の隙間１３１に集約される。隙間１３１内の緩衝材１３４が寸法ｄ１から寸法ｄ２まで圧縮され（図６（Ａ１）（Ａ２）を参照）、第１と第２の本体部１１１、１２１のそれぞれの伸び代が吸収される。ポート中子２００がシリンダ側端部Ｔａおよび吸気側端部Ｔｂによって加圧されることがないため、ポート中子２００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。   Further, regarding the first main body 111, the portion near the cylinder side end portion Ta is fixed before the portion near the joint 130, so that the direction of the first main body 111 is thermally expanded by the heat of the molten metal. Further, it is possible to limit or control in one direction from the cylinder side end portion Ta to the joint portion 130. On the other hand, with respect to the second main body 121, the portion near the intake side end Tb is fixed before the portion near the joint 130, so the direction in which the second main body 121 is thermally expanded by the heat of the molten metal. It is possible to limit or control in one direction from the intake side end Tb toward the joint 130. The thermal expansion of the tumble plate 100 is concentrated in the gap 131 of the joint 130 that easily expands. The cushioning material 134 in the gap 131 is compressed from the dimension d1 to the dimension d2 (see FIGS. 6A1 and 6A2), and the expansion allowances of the first and second main body portions 111 and 121 are absorbed. Since the port core 200 is not pressurized by the cylinder side end portion Ta and the intake side end portion Tb, the port core 200 is cracked or damaged in a region important for molding the shape of the intake port 14. Etc. will not occur.

シリンダ側端部Ｔａおよび吸気側端部Ｔｂの側が熱膨張によって伸びることがなく、ポート中子２００の割れの原因を根本的になくすことができる。したがって、吸気側端部Ｔｂの側にポート中子２００の割れを誘導ないし誘発するために、吸気側端部Ｔｂ側の中子砂２１０を盗んで空間部を形成する必要がない。このため、ポート中子２００の強度が低下せず、破損が生じにくい。したがって、製造工程におけるポート中子２００のハンドリング性が高まり、歩留まりも向上する。   The sides of the cylinder side end portion Ta and the intake side end portion Tb do not extend due to thermal expansion, and the cause of cracking of the port core 200 can be fundamentally eliminated. Therefore, in order to induce or induce cracking of the port core 200 on the intake side end portion Tb side, it is not necessary to steal the core sand 210 on the intake side end portion Tb side to form a space portion. For this reason, the strength of the port core 200 does not decrease, and breakage hardly occurs. Therefore, the handling property of the port core 200 in the manufacturing process is improved, and the yield is also improved.

また、タンブル板１００は、ズレ防止手段１４０によって、ポート中子２００に対する位置ズレが防止されているため、ポート中子２００を鋳造型４００に組み込んだときに、タンブル板１００を鋳造型４００内で設計上の正規の位置に配置することができる。これを通して、側方鋳包み部１１３、１２３が鋳包まれたときに、吸気ポート１４に対するタンブル板１００の位置を規制して、タンブル板１００をシリンダヘッド１０内で設計上の正規の位置に配置することが可能となる。   Further, since the tumble plate 100 is prevented from being displaced with respect to the port core 200 by the misalignment prevention means 140, when the port core 200 is incorporated in the casting mold 400, the tumble plate 100 is placed in the casting mold 400. It can be placed at a normal position in the design. Through this, when the side cast-in portions 113 and 123 are cast, the position of the tumble plate 100 with respect to the intake port 14 is regulated, and the tumble plate 100 is disposed in the design normal position in the cylinder head 10. It becomes possible to do.

鋳造成形後に中子砂２１０を除去し、熱処理（Ｔ６処理）を施すと、残存していた緩衝材１３４のすべては、溶体化処理が実施されている間に酸素が供給されて焼失し除去される（図６（Ｂ１）（Ｂ２）を参照）。これにより、所望のシリンダヘッド１０ができる。   When the core sand 210 is removed after casting and heat treatment (T6 treatment) is performed, all of the remaining buffer material 134 is burned and removed by supplying oxygen during the solution treatment. (See FIGS. 6B1 and B2). Thereby, a desired cylinder head 10 is obtained.

上述したように、本実施形態によれば、タンブル板１００は、熱膨張しても、シリンダ側端部Ｔａおよび吸気側端部Ｔｂ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、タンブル板１００の位置ズレや製品内でのガタなどを十分に抑えて製品品質の向上を図り、さらには、シリンダ側端部Ｔａおよび吸気側端部Ｔｂの側が熱膨張によって伸びることがないので、ポート中子２００の割れを確実に防止することができる。   As described above, according to this embodiment, even if the tumble plate 100 is thermally expanded, the tumble plate 100 is accurately cast in a state where the positions of the cylinder side end portion Ta and the intake side end portion Tb are maintained. . Therefore, the positional deviation of the tumble plate 100 and the play in the product are sufficiently suppressed to improve the product quality, and further, the cylinder side end portion Ta and the intake side end portion Tb side do not extend due to thermal expansion. Therefore, the crack of the port core 200 can be reliably prevented.

上流側の第２本体部１２１の突出片１２６を、下流側の第１本体部１１１の突出片１１６よりも上部ポート１４ｕの側に位置させてあるので、何らかの原因で突出片１２６が板面から突出しても、吸気の流れ抵抗とならないため、安定したタンブル流を生成することができる。   Since the protruding piece 126 of the upstream second main body portion 121 is positioned closer to the upper port 14u than the protruding piece 116 of the downstream first main body portion 111, the protruding piece 126 is removed from the plate surface for some reason. Even if it protrudes, it does not become the flow resistance of the intake air, so a stable tumble flow can be generated.

（第２の実施形態）
図１２（Ａ）（Ｂ）は、第２の実施形態に係るタンブル板１００ａを示す平面図および側面図である。なお、第１の実施形態と同様の部材については同じ符号を付し、その説明は省略する。 (Second Embodiment)
12A and 12B are a plan view and a side view showing a tumble plate 100a according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the member similar to 1st Embodiment, and the description is abbreviate | omitted.

第２の実施形態は、接合部１３０の形態を改変した点で、第１の実施形態と相違している。   The second embodiment is different from the first embodiment in that the form of the joint 130 is modified.

第２の実施形態のタンブル板１００ａにあっては、吸気の流れ方向に隣り合う一対の本体部のそれぞれは、当該一対の本体部における各板面（図１２（Ｂ）において左右の面）と直角な面に対して傾斜する傾斜端面を有している。具体的には、第１本体部１１１は、当該第１本体部１１１における板面と直角な面に対して傾斜する傾斜端面１１７を有し、第２本体部１２１は、当該第２本体部１２１における板面と直角な面に対して傾斜する傾斜端面１２７を有している。そして、接合部１３０は、第１と第２の本体部１１１、１２１における各板面との間で段差を生じないように傾斜端面１１７、１２７同士が略平行に向き合った重ね部１３９を有している。   In the tumble plate 100a of the second embodiment, each of the pair of main body portions adjacent to each other in the direction of intake air flow is the plate surfaces of the pair of main body portions (left and right surfaces in FIG. 12B). It has an inclined end surface that is inclined with respect to a perpendicular surface. Specifically, the first main body 111 has an inclined end surface 117 that is inclined with respect to a plane perpendicular to the plate surface of the first main body 111, and the second main body 121 is the second main body 121. The inclined end surface 127 is inclined with respect to a plane perpendicular to the plate surface. And the joining part 130 has the overlapping part 139 in which the inclined end faces 117 and 127 face each other substantially in parallel so as not to cause a step between the plate surfaces of the first and second main body parts 111 and 121. ing.

さらに、仕切られた複数のポート（上部ポート１４ｕ、下部ポート１４ｄ）のうち吸気を偏流させるポート（上部ポート１４ｕ）を基準にして、一対の本体部１１１、１２１のうち上部ポート１４ｕにおける吸気の流れ方向の上流側に配置される第２本体部１２１の傾斜端面１２７は、上部ポート１４ｕの側の端辺１２７ａが反対側の端辺１２７ｂよりも下流側に位置して傾斜していることが好ましい。傾斜端面１２７に合わせて、第１本体部１１１の傾斜端面１１７は、上部ポート１４ｕの側の端辺１１７ａが反対側の端辺１１７ｂよりも下流側に位置して傾斜している。   Furthermore, the flow of intake air in the upper port 14u of the pair of main body portions 111 and 121 with reference to the port (upper port 14u) that drifts intake air among the plurality of partitioned ports (upper port 14u, lower port 14d). It is preferable that the inclined end surface 127 of the second main body portion 121 disposed on the upstream side in the direction is inclined such that the end side 127a on the upper port 14u side is located on the downstream side with respect to the opposite end side 127b. . In accordance with the inclined end surface 127, the inclined end surface 117 of the first main body 111 is inclined such that the end side 117a on the upper port 14u side is located downstream of the opposite end side 117b.

このように構成すれば、接合部１３０の隙間１３１が製造ばらつきによって規定のクリアランスよりも小さくなった場合において、傾斜端面１１７、１２７同士が衝突しても、第２本体部１２１が滑って上部ポート１４ｕ側に移動した状態になる。したがって、第１の実施形態と同様に（図７（Ａ）を参照）、吸気の流れ抵抗とならないため、安定したタンブル流を生成することができる。   With this configuration, when the gap 131 of the joint portion 130 is smaller than the prescribed clearance due to manufacturing variations, even if the inclined end surfaces 117 and 127 collide with each other, the second main body portion 121 slips and the upper port It will be in the state which moved to 14u side. Therefore, as in the first embodiment (see FIG. 7A), since it does not become the flow resistance of the intake air, a stable tumble flow can be generated.

（その他の変形例）
凹部１１５、１２５を有する下流側と上流側の促進部１１４、１２４を示したが、本発明はこの場合に限定されるものではない。各促進部１１４、１２４は、溶湯の凝固を促進し得る限りにおいて適宜の構造を採用することができる。各促進部１１４、１２４は、例えば、凹部１１５、１２５、凸部、凹凸部および打ち抜き孔のうち少なくとも１つを有していればよく、これらを適宜組み合わせて混在させてもよい。凹部１１５、１２５などの形成個数も限定されない。また、凹部１１５、１２５などの形状は、三角形形状に限られず、半円弧形状、楕円形状、矩形形状、円形形状などの適宜の形状を採用し得る。異なる形状を組み合わせて混在させてもよい。大きさを、均一にしたり、異ならせたりしてもよい。 (Other variations)
Although the downstream side and the upstream side promotion parts 114 and 124 having the recesses 115 and 125 are shown, the present invention is not limited to this case. Each promotion part 114,124 can employ | adopt an appropriate structure, as long as it can accelerate | stimulate solidification of a molten metal. Each promotion part 114 and 124 should just have at least 1 among the recessed parts 115 and 125, a convex part, an uneven | corrugated | grooved part, and a punching hole, for example, and may mix these suitably. The number of formation of the recesses 115 and 125 is not limited. In addition, the shapes of the recesses 115 and 125 are not limited to a triangular shape, and may be an appropriate shape such as a semicircular arc shape, an elliptical shape, a rectangular shape, or a circular shape. Different shapes may be mixed and mixed. The size may be uniform or different.

下流側促進部１１４を形成する側方鋳包み部１１３の下流側部分は図示した範囲に限定されるものではなく、シリンダ側端部Ｔａの位置を規制する効果を得るために、形成する範囲を適宜改変できることは言うまでもない。同様に、上流側促進部１２４を形成する側方鋳包み部１２３の上流側部分は図示した範囲に限定されるものではなく、吸気側端部Ｔｂの位置を規制する効果を得るために、形成する範囲を適宜改変できることは言うまでもない。   The downstream side portion of the side cast-in part 113 that forms the downstream side promotion portion 114 is not limited to the illustrated range, and in order to obtain the effect of regulating the position of the cylinder side end portion Ta, the range to be formed is Needless to say, it can be appropriately modified. Similarly, the upstream side portion of the side cast-in part 123 that forms the upstream side promotion portion 124 is not limited to the illustrated range, and is formed to obtain the effect of regulating the position of the intake side end portion Tb. It goes without saying that the range to be changed can be appropriately changed.

側方鋳包み部１１３の長手方向の全体にわたって凹部などを形成しておき、その凹部などの大きさや形成密度などを長手方向に沿って変化させることによって、下流側部分が相対的に下流側促進部の機能を有するようにしてもよい。側方鋳包み部１２３についても同様に構成し、上流側部分が相対的に上流側促進部の機能を有するようにしてもよい。   By forming a recess or the like over the entire length of the side cast-in part 113 and changing the size, density, etc. of the recess along the longitudinal direction, the downstream part is relatively promoted on the downstream side. You may make it have the function of a part. The side cast-in part 123 may be configured in the same manner, and the upstream part may have a function of the upstream promotion part relatively.

分割タイプの吸気ポート１４を備えるシリンダヘッド１０に適合した実施形態について説明したが、本発明は、サイアミーズタイプの吸気ポート用のタンブル板にも適用できる。   Although the embodiment suitable for the cylinder head 10 including the split type intake port 14 has been described, the present invention can also be applied to a tumble plate for a siamese type intake port.

２分割された本体部１１１、１２１を備えるタンブル板１００を示したが、本発明は、３個以上に分割された本体部を備えるタンブル板にも適用できる。この場合、吸気の流れ方向の最上流側と最下流側とに配置される本体部を除く中間の本体部には、促進部１１４、１２４と同様の促進部を形成してもよいし、形成しなくてもよい。形成する場合には、側方鋳包み部の長手方向の全体、上流側部分、下流側部分あるいは中間部分など、形成位置を適宜選択できる。   Although the tumble plate 100 including the main body portions 111 and 121 divided into two parts is shown, the present invention can also be applied to a tumble plate including the main body portion divided into three or more. In this case, a promotion part similar to the promotion parts 114 and 124 may be formed on the intermediate body part excluding the body part arranged on the most upstream side and the most downstream side in the flow direction of the intake air. You don't have to. In the case of forming, it is possible to appropriately select the formation position such as the entire longitudinal cast portion, the upstream portion, the downstream portion, or the intermediate portion of the side cast-in portion.

接着剤１３２を塗布する形態を示したが、フィルム基材上に接着層を設けた接着フィルムを使用することもできる。この場合、接着層は、少なくともシリンダヘッド１０の鋳造成形時の熱によって本体部同士の拘束を解除することが必要であり、フィルム基材は、鋳造成形後に施される熱処理によって除去されることが必要である。   Although the form which applies the adhesive agent 132 was shown, the adhesive film which provided the contact bonding layer on the film base material can also be used. In this case, it is necessary for the adhesive layer to release the restraints between the main body portions by at least heat during casting of the cylinder head 10, and the film base material may be removed by a heat treatment applied after casting. is necessary.

エンジンのシリンダヘッドを示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the cylinder head of an engine. 吸気ポートの軸直角断面図である。It is a cross-sectional view perpendicular to the axis of the intake port. エンジンでの気流状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the airflow state in an engine. 図１の４−４線に沿う概略断面図である。It is a schematic sectional drawing in alignment with line 4-4 of FIG. 図５（Ａ）（Ｂ）は、第１の実施形態に係るタンブル板を示す平面図および側面図、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）の５Ｃ−５Ｃ線に沿う断面図である。5A and 5B are a plan view and a side view showing the tumble plate according to the first embodiment, and FIG. 5C is a cross-sectional view taken along line 5C-5C in FIG. 5A. . 図６は、緩衝材がシリンダヘッドの鋳造成形時およびその後に施される熱処理によって除去される説明に供する概念図であり、図６（Ａ１）（Ａ２）（Ａ３）は鋳造成形時を示し、図６（Ｂ１）（Ｂ２）は熱処理時を示している。FIG. 6 is a conceptual diagram for explaining that the cushioning material is removed by the heat treatment applied after the cylinder head is cast, and FIGS. 6 (A1), (A2), and (A3) show the time of casting. 6B1 and 6B2 show the heat treatment. 図７は、突出片同士が重なり合った重ね部近傍における吸気の流れを示す概念図であり、図７（Ａ）は本実施形態における吸気の流れを示し、図７（Ｂ）は突出片同士が重なり合う方向を本実施形態とは逆にした対比例における吸気の流れを示している。FIG. 7 is a conceptual diagram showing the flow of intake air in the vicinity of the overlapping portion where the protruding pieces overlap each other, FIG. 7A shows the flow of intake air in the present embodiment, and FIG. The flow of the intake air in the comparative example in which the overlapping direction is opposite to that of the present embodiment is shown. 図８（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。FIGS. 8A and 8B are a plan view and a side view showing a port core in which the tumble plate of the first embodiment is installed in advance. ポート中子を造型する型を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the type | mold which shape | molds a port core. 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。It is a top view shown in the state where the type which makes a port core was fractured, and the tumble board was exposed. 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。It is sectional drawing which shows the state which installed the port core in the casting die which cast-molds a cylinder head. 図１２（Ａ）（Ｂ）は、第２の実施形態に係るタンブル板を示す平面図および側面図である。12A and 12B are a plan view and a side view showing a tumble plate according to the second embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

１０ シリンダヘッド、
１４ 吸気ポート、
１４ａ 吸気側開口、
１４ｕ 上部ポート（吸気を偏流させるポート）、
１４ｄ 下部ポート、
１００、１００ａ タンブル板（仕切り板）、
１１１ 第１本体部（吸気の流れ方向の最下流側に配置される本体部）、
１１２ 仕切り部、
１１３ 側方鋳包み部、
１１４ 下流側促進部、
１１５ 凹部、
１１６ 突出片、
１１７ 傾斜端面、
１１７ａ 端辺（上部ポートの側の端辺）、
１１７ｂ 端辺（反対側の端辺）、
１２１ 第２本体部（吸気の流れ方向の最上流側に配置される本体部）、
１２２ 仕切り部、
１２３ 側方鋳包み部、
１２４ 上流側促進部、
１２５ 凹部、
１２６ 突出片、
１２７ 傾斜端面、
１２７ａ 端辺（上部ポートの側の端辺）、
１２７ｂ 端辺（反対側の端辺）、
１３０ 接合部、
１３１ 隙間、
１３２ 接着剤、
１３３ 接着部、
１３４ 緩衝材、
１３５ 重ね部、
１３７、１３８ 段差面、
１３９ 重ね部、
１４０ ズレ防止手段、
１４１、１４２ 段差部、
２００ ポート中子（吸気ポート成形用砂中子）、
２１０ 中子砂、
３００ 中子型、
４００ 鋳造型、
Ｔａ シリンダ側端部、
Ｔｂ 吸気側端部。 10 cylinder head,
14 intake port,
14a Inlet side opening,
14u upper port (port for drifting intake air),
14d lower port,
100, 100a tumble plate (partition plate),
111 first body part (a body part disposed on the most downstream side in the flow direction of intake air),
112 partition,
113 Lateral cast-in part,
114 downstream promotion part,
115 recesses,
116 protruding piece,
117 inclined end face,
117a edge (edge on the upper port side),
117b edge (opposite edge),
121 second body part (a body part disposed on the most upstream side in the flow direction of intake air),
122 partition,
123 Lateral cast-in part,
124 upstream promotion section,
125 recesses,
126 protruding piece,
127 inclined end face,
127a edge (edge on the side of the upper port),
127b edge (opposite edge),
130 joints,
131 gap,
132 adhesives,
133 bonding part,
134 cushioning material,
135 Overlap,
137, 138 Step surface,
139 Overlapping part,
140 Means for preventing displacement,
141, 142 steps,
200 port core (sand core for molding intake port),
210 core sand,
300 core type,
400 casting mold,
Ta cylinder side end,
Tb Inlet side end.

Claims (10)

シリンダヘッドの吸気ポートに配置される板形状をなし、前記吸気ポート内における吸気の流れ方向に分割された複数個の本体部と、
前記複数個の本体部同士の間に設けられ、前記各本体部の伸び代を吸収するための隙間を有する接合部と、
前記各本体部の一部から形成され、前記吸気ポート内を複数のポートに仕切る仕切り部と、
前記各本体部のうち前記吸気の流れ方向に対して交差する方向に位置する両側縁から形成され、前記シリンダヘッドの鋳造成形時に溶湯に鋳包まれる側方鋳包み部と、
前記吸気の流れ方向の最下流側に配置される前記本体部における前記側方鋳包み部のうち、前記吸気の流れ方向の下流側部分に形成され、溶湯の凝固を促進する下流側促進部と、
前記吸気の流れ方向の最上流側に配置される前記本体部における前記側方鋳包み部のうち、前記吸気の流れ方向の上流側部分に形成され、溶湯の凝固を促進する上流側促進部と、を有してなる吸気ポート用の仕切り板。 A plate shape arranged in the intake port of the cylinder head, and a plurality of main body parts divided in the flow direction of intake air in the intake port;
A joint portion provided between the plurality of main body portions, and having a gap for absorbing the extension of each main body portion;
A partition part that is formed from a part of each main body part and partitions the inside of the intake port into a plurality of ports;
A side cast-in part formed from both side edges located in a direction intersecting the flow direction of the intake air among the main body parts, and cast into the molten metal at the time of casting molding of the cylinder head,
Of the lateral cast-in part in the main body part arranged on the most downstream side in the intake air flow direction, a downstream promotion part formed on the downstream side part in the intake air flow direction and promoting solidification of the molten metal; ,
Of the lateral cast-in part in the main body part arranged on the most upstream side in the intake flow direction, an upstream promotion part that is formed in an upstream part in the intake flow direction and promotes solidification of the molten metal; A partition plate for an intake port. 前記下流側促進部は、凹部、凸部、凹凸部および打ち抜き孔のうち少なくとも１つを有し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。   The intake port partition plate according to claim 1, wherein the downstream side promoting portion has at least one of a concave portion, a convex portion, a concave and convex portion, and a punching hole. 前記上流側促進部は、凹部、凸部、凹凸部および打ち抜き孔のうち少なくとも１つを有し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。   The intake port partition plate according to claim 1, wherein the upstream side promoting portion has at least one of a concave portion, a convex portion, a concave and convex portion, and a punching hole. 前記接合部は、
前記複数個の本体部同士を接着剤により拘束するとともに少なくとも前記シリンダヘッドの鋳造成形時の熱によって前記接着剤による拘束を解除する接着部と、
前記隙間に充填されるとともに前記シリンダヘッドの鋳造成形後に施される熱処理によって除去される緩衝材と、をさらに有し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。 The joint is
An adhesive part that restrains the plurality of main body parts with an adhesive and releases the restraint by the adhesive by heat at the time of casting of the cylinder head; and
The intake port partition plate according to claim 1, further comprising a buffer material that is filled in the gap and is removed by a heat treatment performed after the cylinder head is cast. 前記吸気の流れ方向に隣り合う一対の前記本体部のうち一方の本体部は、その端面から他方の本体部に向けて突出する突出片を有し、
前記他方の本体部は、その端面から前記一方の本体部に向けて突出する突出片を有し、
前記接合部は、前記一対の本体部における各板面との間で段差を生じないように前記突出片同士が重なり合った重ね部を有し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。 One body part of the pair of body parts adjacent to each other in the flow direction of the intake air has a projecting piece projecting from the end surface toward the other body part,
The other body portion has a protruding piece that protrudes from an end surface thereof toward the one body portion,
2. The intake air according to claim 1, wherein the joint portion includes an overlapping portion in which the protruding pieces overlap each other so as not to cause a step between the plate surfaces of the pair of main body portions. Port divider. 仕切られた複数の前記ポートのうち吸気を偏流させるポートを基準にして、前記一対の本体部のうち前記ポートにおける吸気の流れ方向の上流側に配置される前記本体部の前記突出片は、下流側に配置される前記本体部の前記突出片よりも前記ポートの側に位置していることを特徴とする請求項５に記載の吸気ポート用の仕切り板。   The projecting piece of the main body portion arranged on the upstream side in the flow direction of the intake air in the pair of the pair of main body portions with respect to a port that drifts the intake air among the plurality of partitioned ports, 6. The intake port partition plate according to claim 5, wherein the intake port partition plate is located closer to the port than the projecting piece of the main body disposed on the side. 前記吸気の流れ方向に隣り合う一対の前記本体部のそれぞれは、当該一対の本体部における各板面と直角な面に対して傾斜する傾斜端面を有し、
前記接合部は、前記一対の本体部における前記各板面との間で段差を生じないように前記傾斜端面同士が略平行に向き合った重ね部を有し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。 Each of the pair of main body portions adjacent to each other in the flow direction of the intake air has an inclined end surface inclined with respect to a plane perpendicular to each plate surface in the pair of main body portions,
The said joint part has the overlap part in which the said inclined end surfaces faced substantially parallel so that a level | step difference might not be produced between each said plate surface in a pair of said main-body part. Partition plate for intake port as described in 4. 仕切られた複数の前記ポートのうち吸気を偏流させるポートを基準にして、前記一対の本体部のうち前記ポートにおける吸気の流れ方向の上流側に配置される前記本体部の前記傾斜端面は、前記ポートの側の端辺が反対側の端辺よりも下流側に位置して傾斜していることを特徴とする請求項７に記載の吸気ポート用の仕切り板。   The inclined end surface of the main body portion arranged on the upstream side in the flow direction of the intake air in the pair of the pair of main body portions with respect to a port that drifts the intake air among the plurality of partitioned ports, 8. The partition plate for an intake port according to claim 7, wherein an end of the port side is inclined at a position downstream of an end of the opposite side. 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１〜８のいずれか１つに記載の吸気ポート用の仕切り板が、前記仕切り部を中子砂内に位置させ、前記側方鋳包み部を中子砂から外部に露出させて、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。 In the intake port molding sand core that is installed in the casting mold for casting the cylinder head and forms the intake port of the cylinder head,
The partition plate for an intake port according to any one of claims 1 to 8, wherein the partition portion is positioned in the core sand, and the side cast-in portion is exposed to the outside from the core sand, A sand core for molding an intake port, which is previously installed. 請求項１〜８のいずれか１つに記載の吸気ポート用の仕切り板が、前記側方鋳包み部が溶湯に鋳包まれて吸気ポートに設置されてなり、
前記下流側促進部により、当該下流側促進部が設けられた前記下流側部分の近傍における溶湯の凝固を、他の部分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、前記吸気ポートに対する、前記最下流側に配置される前記本体部の下流側位置を規制し、
前記上流側促進部により、当該上流側促進部が設けられた前記上流側部分の近傍における溶湯の凝固を、他の部分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、前記吸気ポートに対する、前記最上流側に配置される前記本体部の上流側位置を規制し、
前記各本体部の伸び代を、前記隙間を有する前記接合部において吸収してなるシリンダヘッド。 The partition plate for an intake port according to any one of claims 1 to 8, wherein the side cast-in part is cast in a molten metal and installed in the intake port,
By promoting the solidification of the molten metal in the vicinity of the downstream portion provided with the downstream promoting portion by the downstream promoting portion, rather than the solidification of the molten metal in the vicinity of the other portion, the intake port Regulating the downstream position of the main body portion arranged on the most downstream side,
By promoting the solidification of the molten metal in the vicinity of the upstream portion provided with the upstream promoting portion by the upstream promoting portion, compared with the solidification of the molten metal in the vicinity of the other portion, the intake port, Regulating the upstream position of the main body disposed on the most upstream side,
A cylinder head formed by absorbing the expansion allowance of each main body at the joint having the gap.
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