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JPH0144881B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0144881B2
JPH0144881B2 JP57129377A JP12937782A JPH0144881B2 JP H0144881 B2 JPH0144881 B2 JP H0144881B2 JP 57129377 A JP57129377 A JP 57129377A JP 12937782 A JP12937782 A JP 12937782A JP H0144881 B2 JPH0144881 B2 JP H0144881B2
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JP
Japan
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seal
split ring
housing
sliding plate
conical
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JP57129377A
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JPS5920501A (ja
Inventor
Mitsuhiro Kanao
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Individual
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Publication date
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Priority to US06/515,319 priority patent/US4548560A/en
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Publication of JPH0144881B2 publication Critical patent/JPH0144881B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C21/00—Component parts, details or accessories not provided for in groups F01C1/00 - F01C20/00
    • F01C21/08—Rotary pistons
    • F01C21/0809—Construction of vanes or vane holders
    • F01C21/0818—Vane tracking; control therefor
    • F01C21/0827—Vane tracking; control therefor by mechanical means
    • F01C21/0836—Vane tracking; control therefor by mechanical means comprising guiding means, e.g. cams, rollers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01C—ROTARY-PISTON OR OSCILLATING-PISTON MACHINES OR ENGINES
    • F01C19/00—Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
    • F01C19/02—Radially-movable sealings for working fluids
    • F01C19/04—Radially-movable sealings for working fluids of rigid material

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は主として仕切摺動板式ロータリー機関
のシール装置に関するものであり、摺動板で構成
されたロータリー機関の主として摺動板のシー
ル・アペツクスシール・サイドハウジングのシー
ルからなるシール装置を装備する目的にある。
こゝで先ず摺動板式ロータリー機関の原理につい
て説明する。エピトロコイド形ハウジング内でロ
ータの中心の空洞部に位置するように摺動板基定
運動用カム装置の二葉カムを固定し、この二葉カ
ムを介してローター内を摺動板が放射状に往復摺
動するロータリー機関のハウジングの一部に混合
気用自動弁、圧縮比調節ねじを持つ混合気充填室
からなる混合気の交換装置を設け、ローターと共
に回転する摺動板が半月形気筒内を摺動回転する
ことによつて生ずる圧縮混合気を混合気用自動弁
によつて混合気充填室に充填させ、充填した混合
気をローター軸に付けられた二揚程カム、押し
棒、揺りテコ、給気弁からなる給気弁装置の給気
弁によつて右半分の半月形燃焼室に送り込み、給
気弁を閉じると共に点火栓、点火装置によつて燃
焼膨張させ続いて排気口により排気ガスを排出す
るような構成でなる内燃ロータリー機関（特開昭
59−20527号公報）である。
在来ロータリー機関のシール装置としてバンケ
ルエンジンがある。このエンジンの重要シールで
あるアペツクスシールとエピトロコイド形ハウジ
ング壁面との当り面はほぼ点接触であり気密効果
は充分でなく且油膜の維持はすこぶる困難であり
焼付防止のために多量の潤滑油の供給が必要とな
る。そのためアペツクスシールでかき落されるセ
ンターハウジングの潤滑油は多量に排気口より逸
散することになる。又ハウジング壁面にチヤータ
ーマーク（振動損傷）が生じ易くその対策として
硬質クロームメツキ等をほどこすことが必要とな
る。
そこでトツプハウジング面には面接触で構成す
るアペツクスシールが必要であり、面接触にする
には揺動する構造のアペツクスシールとしなけれ
ばならないのである。
次にサイドハウジングと摺動板を持つローター
サイドの隙間を少なくするためにはローター径と
同径のサイドシールを必要とするのであるがバン
ケル機関に設けられているような断面が角形で分
割されているサイドシールを設けることは極めて
困難であり、分割され大きく移動する摺動板と隣
接させて不安定なサイドシールを設け摺動板の円
滑な作動を得ることは困難である。従つてサイド
ハウジング側にサイドシールを設けることになる
のである。
現在摺動板式ロータリーエンジンと称されるも
のはないようであり、エンジン構成もバンケルエ
ンジンと大きく異なるためシール装置もほとんど
新らしい技術構成にしなければならない。
先ずシール作用を検討してみるとシールを定着
するためのばね力のその多くはシール背面に空間
を持たせガス圧をシール背面に先行して導入させ
る目的を持つ、そしてシール背面に受けるガス圧
力と気密面に侵入しようとするガス圧と相殺され
静動を問わずガス圧に応じた弱い密着力のシール
効果となる。
本発明のシール装置を図面によつて説明するに
当りハウジング、ローター、摺動板、二葉形カム
が相互関係で作動構成している摺動板形ロータリ
ー機関のシールは必然的にそれぞれの部品のシー
ルも相互関係で構成するシールが必要となるので
シール装置として第１図より第６図までの図面に
より奏合説明とする。
先ず本発明のアペツクスシールはエピトロコイ
ド形ハウジング１とアペツクスシール２との当り
面を面接触させるためにアペツクスシールの当り
面はエピトロコイド形ハウジングが持つ大きな円
弧R1とほぼ同円弧とする。一方このアペツクス
シールを受けている摺動板３とアペツクスシール
との当り面は摺動板に半径r1形窪みを設け、アペ
ツクスシールも摺動板の半径r1とほぼ同半径で作
りエピトロコイド形ハウジング円弧R1と摺動板
半径r1の窪みとの間に生ずる空間に円弧R2、円弧
r2と異なる円弧で構成された半月形のアペツクス
シール２を挿入する。このアペツクスシールの作
動はエピトロコイド形ハウジング１の円弧R1面
にそつて摺動すると共に摺動板の半径r1の窪み面
とアペツクスシールの円弧r2側は小さな揺動運動
を含む僅かな右廻り左廻りと複雑な運動をしなが
らr1r2面の部分的な当り面のシールを行う。
その作用原理を第１図によつて説明する。板ば
ね４でエピトロコイド形ハウジング１に常に軽く
圧着されることによりアペツクスシール２におよ
ぼすガス圧P1は先行したガス圧P2となつて半径r1
の窪み面上をガス圧で圧迫する一方ガス圧P1は
円弧R1R2面間のほぼ密着状態で流動抵抗の多い
隙間にP3となつて侵入ようとする。しかしその
圧力差は隙間が広くて先行する流動抵抗の少ない
ガス圧が常に勝り各アール面積を考えても常に
P2＞P3となりP2−P3＝Pxの相殺された圧力関係
でエピトロコイド形円弧R1面をガス圧力に応じ
た無理のないガスシール力の面接触状態で圧着摺
動する。この弱い圧着状態は給油により接触面に
適度な油膜層を保持することになる。又摺動板３
とアペツクスシール２の間隙にかゝるガス圧はガ
スの入口部分が最大となり奥はほぼ密着状態とな
る。この密着状態は入口部分からアペツクスシー
ル２の全体にかかるガス圧力とローター１３と共
に回転する摺動板３の重量及び遠心力によつて異
なる。
これ等のアペツクスシールが面接触状態及び油
膜層を保持することは実施摺動板式ロータリー機
関に設置したアペツクスシールの均等な摩耗状態
により確認された。
そしてこれ等のアペツクスシール２と摺動板３
を適当な遊隙を保つて運行させるためには摺動板
基定運動用二葉カム５が必要となる。カムの形成
は楕円形センターハウジング１の形成にそつて運
行する摺動板の支点６が画くことによつて生ずる
二葉形軌跡となる。この二葉形カム（繭形カム）
５はロータリーエンジンの中心部分の出力軸方向
に設けられ、出力軸の無い側のサイドハウジング
７の中心壁面に固定される。
次に半月形アペツクスシール２のコーナーには
アペツクスシールの側面の形状と同形状の第４
図、第５図に示すような半月変形円錐形窪み８1
を掘りこの窪みに適合した変形円錐形割りリング
９を嵌合させ円錐部分の斜面８2を介して９の割
りリングが持つ個有のばね張力によつてシールの
円錐部分を介して浮上させ、出力軸側のサイドハ
ウジング１０の壁面に軽く圧着される。エンジン
の運転により発生したガス圧は円弧r1r2側に付け
られた割れ目部分より侵入し先行されるガス圧と
なつて変形円錐形割りリング９の摺動面とサイド
ハウジング１０とのシールを行う。次に摺動板の
コーナーシールはアペツクスシールのコーナーシ
ールとほぼ同原理の構成を持つシールにする。摺
動板の側面のシールを必要とする部分にＵ字円錐
形窪み１１1を掘り、このＵ字円錐形窪みにＵ字
円錐形リング１２を嵌合させＵ字円錐形リング個
有のばね張力によつてシールの円錐部分の斜面１
１2を介して浮上させてアペツクスコーナーシー
ルと同様の効果をはかる。
次にローター１３のコーナーシールはサイドハ
ウジング１０にローター外径とほぱ同径の円形角
溝１４を掘り込む。この溝に静嵌合でなる割りリ
ング１５を挿入する。この割りリングはローター
外径より僅かに小さく作られておりロータリー機
関の運転に当りローターが熱膨張してこの割りリ
ングがケーシング側面ラインよりケーシング側に
押し込められたままの状態であつてもほぱ支障は
なく動的なシールは続行される。そしてこの割り
リング１５の割れ目には放射線方向に対し割りパ
イプ１７用の穴１６を穿ちこの穴径に適合した割
りパイプ１７を挿入する。この割りパイプ１７は
リング用溝巾ｂに滑合できる程度の長さを持ち割
りパイプ１７の拡張力によつて割りリング１５を
拡張させると共に割りリングの割れ目部分のシー
ルをする。そして割りリング１５のハウジング側
面には割りリング径にそつてＶ型のガス導入溝１
８が付してありサイドハウジングに設けられたガ
ス導入口１９より侵入するガス圧によつて割りパ
イプ付割りリングを浮上させローターのサイドシ
ールとする。この場合ガス導入溝に設けられた板
ばね２０は常に割りリング１５をローター側面に
弱い力で圧着すると共に先行するガス圧を割りリ
ングの背面リング溝側に導入する重要な役目を果
すのである。そしてガス導入口１９は圧力条件が
異なるため圧縮行程用と燃焼行程用と二つに分離
され、圧縮ガス導入口１９ａと燃焼ガス導入口１
９ｂとの二つに分別される。従つて割りリングに
付けられるＶ溝も圧縮ガス用Ｖ溝１８ａと燃焼ガ
ス用Ｖ溝１８ｂとの二つに分別される。これ等二
つのＶ溝は圧縮ガス用Ｖ溝が吸入行程側に延長さ
れ、燃焼ガス用Ｖ溝は排気行程側に延長され両方
の延長部分は適当に行き止りとする。次に圧縮行
程室と燃焼行程室を仕切るための仕切り部２１は
エンジン運転に支障のない限り極めて少ない遊隙
とするのであるが遊隙がある限り運転中多少のガ
ス漏れはさけられない。しかし混合気圧縮も燃焼
も圧力の差はあれ共に圧であつて圧縮、燃焼相方
の圧力は一部相殺されることになる。そして特に
高い燃焼ガス圧の圧縮行程室への漏れはエンジン
の支障とはならないが混合気圧縮末期の燃焼室へ
の混合気の漏れは未燃の排ガスとなるので対策と
してシールを設けた方が得策である。そこで仕切
り部２１にメカニズムシールを付けてもよいので
あるがアペツクスシールとメカニズムシールとの
断続的な摺動板は騒音の原因となる。更にメカニ
ズムシールがローター１３の外周に圧着されるこ
とによる機械損失は大きいので直接機素の無いエ
ヤーシールが得策なので別ポンプで作られた圧縮
空気を仕切部２１に付けられた２２の溝（例Ｖ形
溝）より連続又は行程の圧力条件に応じてエヤー
シール必要時点で断続的に６Kg／cm2前後の圧縮空
気の吹き込みを行い圧縮行程末期における混合気
の燃焼室への流れ防止を行うと共に燃焼に当つて
不利な条件を持つ細峡部２３の未燃焼部分に圧縮
空気を充当させれば未燃焼部分を少なくするだけ
でなく酸素供給による燃焼効率の向上が計れるこ
とになる。そして若しエヤーの供給を断つたとし
てもこの部分に付けられた溝はラビリンスパツキ
ンの役目をすることになる。これ等のシールを内
燃ロータリー機関の必要部分に設けることにより
燃焼による急激な温度変化にともなう各部品の熱
膨張収縮と急激な圧力変化に耐えることのできる
内燃ロータリー機関のシールシステムとなる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明のアペツクスシールの作動説明
図である。第２図は内燃ロータリー機関に本発明
のシールシステムを装備した正面図である。第３
図は第２図の側面図である。第４図は第３図のシ
ール部分の拡大図である。図中の矢印は主として
ガスの挙動を示す。第５図は第２図のシール部分
の拡大図である。図中の矢印はガスの挙動を示
す。第６図は第４図中のＢ―B′断面図である。
図中の矢印はガスの挙動を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ 内燃ロータリー機関のシールに於て、楕円形
    エピトロコイド形ハウジング１の内壁面を回転摺
    動する摺動板３の半径r1の窪み面とセンターハウ
    ジング１の内壁面との間に円弧R2円弧r2と異なる
    円弧で構成された半月形のアペツクスシール２を
    挿入し、このアペツクスシールは常時センターハ
    ウジング１の壁面に板ばね４で密着させ、機関の
    運転中はガス圧によつてセンターハウジング１の
    壁面には面接触し、一方摺動板の半形r1の窪み面
    には片寄りの面接触で構成されたアペツクスシー
    ルと、アペツクスシール２の側面に円錐形窪み８
    １を掘りこの窪みとほぼ同形状の変形円錐形割り
    リング９を嵌合させ、ガス圧により円錐部分の斜
    面８2を介してサイドハウジング１０に浮上密着
    させてアペツクスシールのコーナーシールとし、
    半径r1の窪み面付き摺動板の側面のシールを必要
    とする部分にＵ字円錐形窪み１１1を掘りこの窪
    みとほぼ同形状のＵ字形円錐割りリング１２を嵌
    合させガス圧により円錐部分の斜面１１2を介し
    てサイドハウジング１０に浮上密着してなる摺動
    板サイドのシールと、割りリングの割れ目部分に
    設けられた割りパイプ１７は割りリング１５を拡
    張させ割りリング１５の外周部分をシールすると
    共に割りパイプ１７自身も割りリング１５の割れ
    目部分をシールするようにした割りリング１５を
    サイドハウジング１０に設けサイドハウジング１
    ０に付けられた圧縮ガス導入口１９ａ燃焼ガス導
    入口１９ｂと圧縮ガス用Ｖ溝１８ａ・燃焼ガス用
    Ｖ溝１８ｂに侵入するガス圧によつて割りパイプ
    １７付き割りリング１５を浮上させローター側面
    と密着してなるシールと、仕切り部２１の遊隙を
    エヤー溝２２より圧縮空気で充当させた仕切り部
    ２１のエヤーシールで奏合構成されたロータリー
    内燃機関のシール装置。
JP57129377A 1982-07-23 1982-07-23 ロ−タリ−機関のシ−ルシステム Granted JPS5920501A (ja)

Priority Applications (2)

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JP57129377A JPS5920501A (ja) 1982-07-23 1982-07-23 ロ−タリ−機関のシ−ルシステム
US06/515,319 US4548560A (en) 1982-07-23 1983-07-19 Seal system in rotary engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57129377A JPS5920501A (ja) 1982-07-23 1982-07-23 ロ−タリ−機関のシ−ルシステム

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Publication Number Publication Date
JPS5920501A JPS5920501A (ja) 1984-02-02
JPH0144881B2 true JPH0144881B2 (ja) 1989-10-02

Family

ID=15008072

Family Applications (1)

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JP57129377A Granted JPS5920501A (ja) 1982-07-23 1982-07-23 ロ−タリ−機関のシ−ルシステム

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