JP2004036711A - Sealing device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sealing device 1 for a rotary engine capable of preventing a twist and a cut from occurring on a seal ring 5 without impairing the assemblage of the seal ring 5 and follow-up capability of a metal ring oil seal 2 in the sealing device 1 installed in the rotor 11 of the rotary engine and sealing a clearance between the rotor 11 and a side housing 13. <P>SOLUTION: This sealing device comprises the metal ring oil seal 2 installed in an installation groove 12 provided in the rotor 11 and fitted closely to the side housing 13, a spring means 3 pressing the metal ring oil seal 2 against the side housing 13, and the seal ring 5 of a rubber-like elastic material installed in the groove provided in the side face of the metal ring oil seal 2 and fitted closely to the rotor 11. The cross sectional shape of the seal ring 5 is formed such that the side of the groove 4 seated on a groove bottom part is formed in a rectangular shape in cross section along a groove shape and formed so as to provide a flat seating surface 5c. The side thereof in close-contact with the rotor 11 is formed in an arc shape in cross section mainly by an O-ring. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、密封装置に係り、更に詳しくは、ロータリエンジンにおけるロータに装着されてロータとサイドハウジングとの間をシールする密封装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来からロータリエンジンにおいては、ロータおよびサイドハウジング間からエンジンオイルが漏れることがないように密封装置が装着使用されており、従来の密封装置はその主たるシール部品として、ロータに設けた装着溝に装着されてサイドハウジングの表面に密接する金属環オイルシールを備えている。また、サイドハウジングの表面の加工精度が余り良くない場合に金属環オイルシールがサイドハウジングの表面に追従するよう金属環オイルシールをサイドハウジングに押し付ける板バネが設けられており、更に、金属環オイルシールおよびロータ間からオイルが漏れることがないよう、金属環オイルシールの側面に設けた溝に装着されてロータの装着溝内面に密接するゴム状弾性材製のOリングが設けられている。
【0003】
上記従来の密封装置において、Oリングは、金属環オイルシールの側面に設けた溝内に固定的に設置されるべきであるが、実際には回転運動の際につられてOリングも回転してしまい、そのためにOリングに円周方向の引っ張り荷重が作用する。また、エンジンの振動やサイドハウジングへの追従のために金属環オイルシールは軸方向に往復運動するが、このときOリングには、その断面形状が円形であることから捩れ荷重が作用する。Oリングに捩れが生じると引っ張り強度が極端に低下する傾向がある。
【0004】
この引っ張りと捩れ、更に近年におけるロータ回転の高速化に伴って従来の密封装置においてはOリングに切れが発生することがあり、よってこれを原因としてシール性が低下する不都合がある。
【0005】
また、上記Oリングの捩れを防止するには、その断面形状を円形からX字形または矩形に変更することが考えられるが、断面X字形のシールリング(Xリング)には、複数のリップが備えられているために、組込み作業性が余り良くない不都合があり、断面矩形のシールリング(角リング)には、ロータに対する接触面積が大きく摩擦抵抗が大きいために、上記板バネによる金属環オイルシールのサイドハウジングへの追従性が悪化すると云う不都合がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の点に鑑みて、上記シールリングの組込み作業性や金属環オイルシールの追従性を損なうことなく、シールリングに捩れや切れが発生するのを防止することができるロータリエンジン用密封装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の請求項1による密封装置は、ロータリエンジンにおけるロータに装着されて前記ロータとサイドハウジングとの間をシールする密封装置において、前記ロータに設けた装着溝に装着されて前記サイドハウジングに密接する金属環オイルシールと、前記金属環オイルシールを前記サイドハウジングに押し付けるバネ手段と、前記金属環オイルシールの側面に設けた溝に装着されて前記ロータに密接するゴム状弾性材製のシールリングとを有し、前記シールリングの断面形状が、前記溝の溝底部に着座する側は前記溝形状に沿った断面矩形状ないし略矩形状であって平坦な着座面を有する形状であり、前記ロータに密接する側はOリングを基調とした断面円弧形状ないし略円弧形状であることを特徴とするものである。
【0008】
また、本発明の請求項2による密封装置は、上記した請求項1の密封装置において、平坦な着座面の着座幅を拡大する突起状の拡大部がシールリングの側面に設けられていることを特徴とするものである。
【0009】
また、本発明の請求項3による密封装置は、上記した請求項1または2の密封装置において、シールリングの挿入荷重を低減する溝状の凹部が前記シールリングの着座面に設けられていることを特徴とするものである。
【0010】
上記構成を備えた本発明の請求項1による密封装置においては、シールリングの断面形状が溝の溝底部に着座する側において溝形状に沿った断面矩形状ないし略矩形状であって平坦な着座面を有する形状とされているために、シールリングの着座姿勢を安定化させて、シールリングに捩れが発生するのを防止することが可能となる。
【0011】
またその一方で、シールリングの断面形状がロータに密接する側においてはOリングを基調とした断面円弧形状ないし略円弧形状とされているために、シールリングのロータに対する接触面積が大きくなって摩擦抵抗が大きくなるのを防止することが可能となる。
【0012】
またこれに加えて、上記構成を備えた本発明の請求項2による密封装置においては、平坦な着座面の着座幅を拡大する突起状の拡大部がシールリングの側面に設けられているために、シールリングの着座姿勢を一層安定化させて捩れ防止に効果があり、また、シールリングを装着する溝の幅が比較的広い場合においてもシールリングのロータに密接する側の幅を比較的狭く設定することが可能となるために、この点からもシールリングのロータに対する接触面積が大きくなって摩擦抵抗が大きくなるのを抑えることが可能となる。
【0013】
また、上記構成を備えた本発明の請求項3による密封装置においては、シールリングの挿入荷重を低減する溝状の凹部がシールリングの着座面に設けられているために、シールリングが装着時に弾性変形し易くなり、よってシールリングを溝に装着し易くなる。
【0014】
尚、本件出願には、以下の技術的事項が含まれる。
【0015】
すなわち、上記目的(高負荷耐久性の向上など)を達成するため、本件出願が提案する一の密封装置は以下の内容を備えている。
【0016】
▲1▼ 当該密封装置は、ロータリエンジンのロータに装着される金属環オイルシール(O/S)と組み合わされるシールを有する密封装置である。
▲2▼ 当該密封装置は、シール機能が適切となるOリングを基調にして断面形状がシール面側はOリングの半断面(半円)を有し、非シール側の残り半分は溝形状に沿った矩形となったロータリエンジンのシールとして使用するリング状シール(ゴム製)を有する密封装置である。
▲3▼ 当該密封装置は、断面D形のシールリングを有する密封装置であり、また断面T形のシールリング(溝幅が広い場合)を有する密封装置である。
▲4▼ 上記▲2▼ないし▲3▼の実施形態としては、用途に適するゴム材料の単素材製で、シール機能より最適なOリングを設定(仮想)し、これを基に断面形状を、シール(運動)側はOリング半円をそのままとし、非シール(非運動)側のもう半分は溝形状に沿った矩形とし、例えば断面をD形にする。また溝幅が広い場合、D形だと摩擦が大きくなり、金属環オイルシールのハウジングへの追従性が悪くなるので、断面をT形にする。
▲5▼ 上記▲2▼ないし▲4▼の構成によれば、Oリングと対比して同等のシール機能と摩擦特性を有し、捩れることなく、かつ断面形状が大きいので全体強度が大きくなり、切れ抗力が大きくなる。
【0017】
▲6▼ また当該密封装置は、シール機能が適切となるOリングを基調にして断面形状がシール面側はOリングの半断面(半円)を有し、非シール側の残り半分は溝形状に沿った矩形とし、かつ非シール側に三角形状の切欠を設けることで、シール面での荷重を軽減(挿入荷重低減)する形状としたロータリエンジンのシールとして使用するリング状シール(ゴム製)を有する密封装置である。
▲7▼ 上記▲6▼の実施形態としては、用途に適するゴム材料の単素材製で、シール機能より最適なOリングを設定(仮想)し、これを基に断面形状を、シール(運動)側はOリング半円をそのままとし、非シール(非運動)側のもう半分は溝形状に沿った矩形とし、かつ切欠を設ける。
▲8▼ 上記▲7▼の構成によれば、Oリングと対比して同等のシール機能と摩擦特性を有し、捩れることなく、かつ断面形状が大きいので全体強度が大きくなり、切れ抗力が大きくなる。また、切欠があるために弾性変形し易くなり、挿入荷重が減る。
【0018】
▲9▼ DリングやTリングは従来から使われているが、シールリングに捩れおよび引っ張りが同時に作用する所に使われたことはない。本発明では、捩れの防止のみでなく、捩れおよび引っ張りによる切れの防止というロータリエンジン特有の課題を解決することができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
【0020】
図1は、本発明の実施例に係る密封装置を装着するロータリエンジンにおけるロータ11を示しており、このロータ11の端面部11aに環状の装着溝12が設けられている。当該実施例に係る密封装置はこの装着溝12に装着されてロータ11の端面部11aとこれに対向するサイドハウジング13(図2または図3参照)の表面13aとの間をシールするものである。符号14は偏心軸(出力軸)を示している。
【0021】
第一実施例・・・
図2は、本発明の第一実施例に係る密封装置1の断面を示しており、当該密封装置1は以下のように構成されている。
【0022】
すなわち先ず、上記ロータ11の装着溝12に装着されてサイドハウジング13の表面13aに摺動自在に密接する金属環オイルシール(金属製オイルシールとも称する)2が設けられており、この金属環オイルシール2の溝底側に、この金属環オイルシール2を軸方向一方(図上上方)に押圧してサイドハウジング13の表面13aに弾性的に押し付けるバネ手段としての板バネ3が設けられている。また、金属環オイルシール2の側面であって内周面に環状の溝4が設けられており、この溝4に、ロータ11における装着溝12の内面12aに摺動自在に密接して金属環オイルシール2およびロータ11間をシールするゴム状弾性材製のシールリング5が設けられている。
【0023】
上記金属環オイルシール2は、その環状本体2aの一端部に、サイドハウジング13の表面13aに摺動自在に密接する環状のシールリップ2bを一体成形したものであり、環状本体2aの側面であって内周面にシールリング5を装着するための上記溝4が形成されている。上記板バネ3は、環状の平板を波打ち状に成形したものである。
【0024】
また、上記シールリング5は、溝4の溝底部に着座する着座部5aに、ロータ11における装着溝12の内面12aに摺動自在に密接する摺動部5bを一体成形したものであり、前者の着座部5aの断面形状は、溝形状に沿った断面矩形状ないし略矩形状であって平坦な着座面5cを有する形状とされており、後者の摺動部5bの断面形状は、Oリングを基調とした断面円弧状(半円形)ないし略円弧形状(略半円形)とされている。着座面5cはシールリング5の外周面に円筒面として形成されている。
【0025】
上記構成の密封装置1は、エンジン内の潤滑用オイルがロータ11およびサイドハウジング12間の間隙を伝って図上矢印方向に漏洩しないようにこれをシールするものであって、上記構成により以下の作用効果を奏する点に特徴を有している。
【0026】
すなわち、シールリング5の断面形状に関して、着座部5aの断面形状が溝形状に沿った断面矩形状ないし略矩形状であって平坦な着座面5cを有する形状とされているために、エンジンの振動やサイドハウジング13への追従のために金属環オイルシール2が軸方向に往復運動してもシールリング5の着座姿勢が安定し、シールリング5に従来のOリングのような捩れが発生することがない。したがって、引っ張りおよび捩れの複合作用によってシールリング5に切れが発生するのを防止することができ、シール性を向上させることができる。
【0027】
またその一方で、シールリング5における摺動部5bの断面形状がOリングを基調とした断面円弧形状ないし略円弧形状とされているために、従来の角リングのようにロータ11に対する接触面積が大きくなって摩擦抵抗が大きくなることがない。したがって、板バネ3の弾性付勢による金属環オイルシール2のサイドハウジング13への追従性が悪化するのを防止することができ、シール性を向上させることができる。
【0028】
また、上記構成により着座部5aおよび摺動部5bを一体に備えるシールリング5の断面形状が総じてリップを備えないスクィーズ状とされることから、従来のXリングのようにシールリング5の組込み作業性が悪化するのを防止することができる。
【0029】
上記構成の密封装置1は、その構成を以下のように付加または変更することが可能である。
【0030】
第二実施例・・・
図3および図4に示すように、シールリング5の側面(軸方向端面)に、着座面5cの着座幅(軸方向幅)を拡大するための突起状の拡大部5dを設ける。図では、シールリング5の両側面にそれぞれ、環状を呈する突起状の拡大部5dが一体成形されており、これにより着座面5cの着座幅が拡大されている。
【0031】
そして、このようにシールリング5の側面に着座面5cの着座幅を拡大する拡大部5dを設けると、シールリング5の着座姿勢が一層安定するために、シールリング5に捩れが発生するのを一層有効に防止することができる。また、シールリング5を装着する溝4の幅(軸方向幅)が比較的広い場合であってもシールリング5の摺動部5bの幅(軸方向幅)を比較的狭く設定することが可能となるために、この点からもシールリング5のロータ11に対する接触面積が大きくなって摩擦抵抗が大きくなるのを抑えることができる。
【0032】
尚、図4においては、自由状態におけるシールリング5の高さをx、拡大部5dの高さをy、シールリング5の幅をz、組付状態における溝4の深さをA、溝4の幅をBとして、
x=1.2A
y=0.5x
z=0.9B
B≒2A
をそれぞれ充足するように各寸法が設定されている。また、図4で、リング径の中心は上下左右何れの場合もある。
【0033】
第三実施例・・・
図5に示すように、シールリング5の側面(軸方向端面)に、着座面5cの着座幅(軸方向幅)を拡大するための突起状の拡大部5dを設け、かつ着座面5cに、シールリング5の挿入荷重を低減するための溝状の凹部5eを設ける。図では、シールリング5の両側面にそれぞれ環状を呈する突起状の拡大部5dが一体成形されて着座面5cの着座幅が拡大されており、かつ凹部5eが断面三角形ないし略三角形のものとして形成されている。
【0034】
そして、このようにシールリング5の側面に着座面5cの着座幅を拡大する拡大部5dを設けると、シールリング5の着座姿勢が一層安定するために、シールリング5に捩れが発生するのを一層有効に防止することができ、またシールリング5を装着する溝4の幅(軸方向幅)が比較的広い場合であってもシールリング5の摺動部5bの幅(軸方向幅)を比較的狭く設定することが可能となるためにこの点からもシールリング5のロータ11に対する接触面積が大きくなって摩擦抵抗が大きくなるのを抑えることができる。また、着座面5cにシールリング5の挿入荷重を低減する溝状の凹部5eを設けたことによりシールリング5が弾性変形し易くなるために、シールリング5の挿入荷重を低減させることができ、よってその組込み作業性を向上させることができる。凹部5eの幅(軸方向幅)は摺動部5bの幅と同等かまたは摺動部5bの幅よりも大きく形成するのが望ましい。また、図5のシールリング5はその形状からして、断面円形のシールリング本体5fに一対の着座用脚部5gを設けたものと云うこともできる。
【0035】
【発明の効果】
本発明は、以下の効果を奏する。
【0036】
すなわち、上記構成を備えた本発明の請求項1による密封装置においては、シールリングの断面形状が溝の溝底部に着座する側において溝形状に沿った断面矩形状ないし略矩形状であって平坦な着座面を有する形状とされているために、シールリングの着座姿勢を安定化させることができ、シールリングに従来のOリングのような捩れが発生するのを防止することができる。したがって、引っ張りおよび捩れの複合作用によってシールリングに切れが発生するのを防止することができ、これによりシール性を向上させることができる。
【0037】
またその一方で、シールリングの断面形状がロータに密接する側においてはOリングを基調とした断面円弧形状ないし略円弧形状とされているために、従来の角リングのようにロータに対する接触面積が大きくなって摩擦抵抗が大きくなるのを防止することができる。したがって、バネ手段による金属環オイルシールのサイドハウジングへの追従性が悪化するのを防止することができ、これによりシール性を向上させることができる。
【0038】
また、上記構成によりシールリングの断面形状が総じてリップを備えないスクィーズ状の断面形状とされることから、従来のXリングのようにシールリングの組込み作業性が悪化するのを防止することができる。
【0039】
またこれに加えて、上記構成を備えた本発明の請求項2による密封装置においては、平坦な着座面の着座幅を拡大するための突起状の拡大部がシールリングの側面に設けられているために、シールリングの着座姿勢を一層安定化させることができ、シールリングに捩れが発生するのを一層有効に防止することができる。また、シールリングを装着する溝の幅が比較的広い場合においてもシールリングのロータに密接する側の幅を比較的狭く設定することが可能となるために、この点からもシールリングのロータに対する接触面積が大きくなって摩擦抵抗が大きくなるのを抑えることができる。
【0040】
また、上記構成を備えた本発明の請求項3による密封装置においては、シールリングの挿入荷重を低減するための溝状の凹部がシールリングの着座面に設けられているために、シールリングが装着時に弾性変形し易くなり、シールリングを溝に装着し易くなる。したがって、シールリングの組込み作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例に係る密封装置を装着するロータの説明図
【図2】本発明の第一実施例に係る密封装置の半裁断面図
【図3】本発明の第二実施例に係る密封装置の半裁断面図
【図4】同密封装置におけるシールリングの拡大断面図(端面図)
【図5】本発明の第三実施例に係る密封装置におけるシールリングの断面図(端面図)
【符号の説明】
1 密封装置
2 金属環オイルシール
2a 環状本体
2b シールリップ
3 板バネ(バネ手段)
4 溝
5 シールリング
5a 着座部
5b 摺動部
5c 着座面
5d 拡大部
5e 凹部
5f シールリング本体
5g 着座用脚部
11 ロータ
11a 端面部
12 装着溝
12a 内面
13 サイドハウジング
13a 表面
14 偏心軸
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a sealing device, and more particularly, to a sealing device that is mounted on a rotor in a rotary engine and seals between the rotor and a side housing.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in rotary engines, a sealing device has been used to prevent engine oil from leaking from between the rotor and the side housing, and the conventional sealing device is mounted in a mounting groove provided in the rotor as a main sealing part. It has a metal ring oil seal that is in close contact with the surface of the side housing. Further, a plate spring is provided which presses the metal ring oil seal against the side housing so that the metal ring oil seal follows the surface of the side housing when the processing accuracy of the surface of the side housing is not so good. In order to prevent oil from leaking between the seal and the rotor, an O-ring made of a rubber-like elastic material is provided which is mounted in a groove provided on the side surface of the metal ring oil seal and is in close contact with the inner surface of the mounting groove of the rotor.
[0003]
In the above conventional sealing device, the O-ring should be fixedly installed in a groove provided on the side surface of the metal ring oil seal, but actually, the O-ring is also rotated by the rotation movement. As a result, a circumferential tensile load acts on the O-ring. In addition, the metal ring oil seal reciprocates in the axial direction due to the vibration of the engine and the follow-up of the side housing. At this time, a torsional load is applied to the O-ring due to its circular cross-sectional shape. When the O-ring is twisted, the tensile strength tends to decrease extremely.
[0004]
The O-ring may be cut in the conventional sealing device due to the pulling and torsion, and the recent increase in the rotation speed of the rotor, and therefore, there is a disadvantage that the sealing performance is reduced due to this.
[0005]
In order to prevent the O-ring from being twisted, it is conceivable to change the cross-sectional shape from a circle to an X-shape or a rectangle. However, a seal ring (X-ring) having an X-shaped cross-section has a plurality of lips. The seal ring (square ring) having a rectangular cross section has a large contact area with the rotor and a large frictional resistance. However, there is an inconvenience that the followability to the side housing is deteriorated.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
In view of the above, the present invention provides a seal for a rotary engine that can prevent the seal ring from being twisted or cut without impairing the workability of assembling the seal ring and the followability of the metal ring oil seal. It is intended to provide a device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a sealing device according to claim 1 of the present invention is a sealing device that is mounted on a rotor in a rotary engine and seals between the rotor and a side housing. A metal ring oil seal that is in close contact with the side housing; a spring means for pressing the metal ring oil seal against the side housing; and a rubber that is mounted in a groove provided in a side surface of the metal ring oil seal and is in close contact with the rotor. A sealing ring made of a resilient material, wherein the cross-sectional shape of the seal ring is such that the side seated on the groove bottom of the groove has a rectangular or substantially rectangular cross-section along the groove shape and a flat seating surface. Wherein the side close to the rotor has an arc shape or a substantially arc shape in cross section based on an O-ring. A.
[0008]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the sealing device according to the first aspect, wherein a projection-like enlarged portion for enlarging the seating width of the flat seating surface is provided on a side surface of the seal ring. It is a feature.
[0009]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the sealing device according to the first or second aspect, wherein a groove-shaped concave portion for reducing an insertion load of the seal ring is provided on a seating surface of the seal ring. It is characterized by the following.
[0010]
In the sealing device according to the first aspect of the present invention having the above-described structure, the cross-sectional shape of the seal ring is rectangular or substantially rectangular along the groove shape on the side that is seated on the groove bottom of the groove, and the seat is flat. Because of the shape having the surface, the seating posture of the seal ring can be stabilized, and the seal ring can be prevented from being twisted.
[0011]
On the other hand, the cross-sectional shape of the seal ring on the side that is in close contact with the rotor has an arc-shaped or substantially arc-shaped cross-section based on the O-ring. It is possible to prevent the resistance from increasing.
[0012]
In addition to this, in the sealing device according to the second aspect of the present invention having the above-described configuration, since the projection-like enlarged portion that enlarges the seating width of the flat seating surface is provided on the side surface of the seal ring. In addition, the seating posture of the seal ring is further stabilized, which is effective in preventing torsion. In addition, even when the width of the groove in which the seal ring is mounted is relatively wide, the width of the side of the seal ring in close contact with the rotor is relatively narrow. Since the setting can be performed, it is possible to suppress an increase in the contact area of the seal ring with the rotor and an increase in the frictional resistance.
[0013]
Further, in the sealing device according to the third aspect of the present invention having the above-described configuration, since the groove-shaped concave portion for reducing the insertion load of the seal ring is provided on the seating surface of the seal ring, the seal ring is mounted when the seal ring is mounted. It becomes easy to be elastically deformed, so that it becomes easy to mount the seal ring in the groove.
[0014]
The present application includes the following technical matters.
[0015]
That is, in order to achieve the above object (improvement of high load durability, etc.), one sealing device proposed by the present application has the following contents.
[0016]
(1) The sealing device is a sealing device having a seal combined with a metal ring oil seal (O / S) mounted on a rotor of a rotary engine.
{Circle around (2)} The sealing device has a half cross-section (semicircle) of the O-ring on the sealing surface side and a groove-shaped half on the non-sealing side based on the O-ring having an appropriate sealing function. This is a sealing device having a ring-shaped seal (made of rubber) used as a seal of a rotary engine having a rectangular shape along the axis.
{Circle around (3)} The sealing device is a sealing device having a seal ring having a D-shaped cross section and a sealing device having a seal ring having a T-shaped cross section (when the groove width is wide).
{Circle around (4)} In the above embodiments {circle around (2)} and {circle around (3)}, an O-ring made of a single rubber material suitable for the purpose is set (virtually) to have an optimum O-ring from the sealing function, and the cross-sectional shape is set based on this The seal (moving) side has the O-ring semicircle as it is, and the other half of the non-sealing (non-moving) side has a rectangular shape along the groove shape, for example, a D-shaped cross section. When the groove width is wide, the D-shaped section increases the friction, and the followability of the metal ring oil seal to the housing deteriorates.
(5) According to the above (2) to (4), the seal has the same sealing function and friction characteristics as the O-ring, does not twist, and has a large cross-sectional shape, so that the overall strength increases. , The cutting drag increases.
[0017]
{Circle around (6)} In the sealing device, the sealing surface side has a half cross-section (semicircle) of the O-ring, and the other half of the non-sealing side has a groove shape, based on the O-ring having an appropriate sealing function. A ring-shaped seal (made of rubber) used as a seal for a rotary engine that has a shape that reduces the load on the seal surface (reduces the insertion load) by providing a rectangular notch along the triangle and providing a triangular notch on the non-seal side. It is a sealing device which has.
{Circle around (7)} In the embodiment of the above paragraph {circle around (6)}, a single rubber material suitable for the application is used, and an optimal O-ring is set (virtual) from the sealing function, and based on this, the cross-sectional shape is changed to a seal (movement). On the side, the O-ring semicircle is left as it is, and the other half on the non-seal (non-moving) side is rectangular along the groove shape and is provided with notches.
(8) According to the configuration of (7), the seal has the same sealing function and friction characteristics as those of the O-ring, does not twist, and has a large cross-sectional shape. growing. In addition, the notch facilitates elastic deformation and reduces the insertion load.
[0018]
{Circle around (9)} D-rings and T-rings have been used in the past, but they have never been used where the torsion and tension act simultaneously on the seal ring. According to the present invention, it is possible to solve not only the problem of preventing twisting but also the problem unique to a rotary engine, such as prevention of cutting due to twisting and pulling.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
FIG. 1 shows a rotor 11 in a rotary engine to which a sealing device according to an embodiment of the present invention is mounted, and an annular mounting groove 12 is provided in an end face portion 11a of the rotor 11. The sealing device according to the present embodiment is mounted in the mounting groove 12 to seal between the end face portion 11a of the rotor 11 and the surface 13a of the side housing 13 (see FIG. 2 or 3) opposed thereto. . Reference numeral 14 denotes an eccentric shaft (output shaft).
[0021]
First embodiment ...
FIG. 2 shows a cross section of the sealing device 1 according to the first embodiment of the present invention, and the sealing device 1 is configured as follows.
[0022]
That is, first, a metal ring oil seal (also referred to as a metal oil seal) 2 that is mounted in the mounting groove 12 of the rotor 11 and slidably contacts the surface 13a of the side housing 13 is provided. A leaf spring 3 is provided on the groove bottom side of the seal 2 as a spring means for pressing the metal ring oil seal 2 in one axial direction (upward in the drawing) to elastically press the metal ring oil seal 2 against the surface 13 a of the side housing 13. . An annular groove 4 is provided on a side surface and an inner peripheral surface of the metal ring oil seal 2, and the groove 4 is slidably contacted with the inner surface 12a of the mounting groove 12 of the rotor 11 so as to be slidable. A seal ring 5 made of a rubber-like elastic material for sealing between the oil seal 2 and the rotor 11 is provided.
[0023]
The metal ring oil seal 2 is formed by integrally molding an annular seal lip 2b slidably in close contact with the surface 13a of the side housing 13 at one end of the annular body 2a. The groove 4 for mounting the seal ring 5 is formed on the inner peripheral surface. The leaf spring 3 is formed by waving an annular flat plate.
[0024]
The seal ring 5 is formed by integrally molding a sliding portion 5b slidably in close contact with the inner surface 12a of the mounting groove 12 of the rotor 11 on a seating portion 5a seated on the groove bottom of the groove 4. The cross-sectional shape of the seating portion 5a is rectangular or substantially rectangular along the groove shape and has a flat seating surface 5c, and the cross-sectional shape of the latter sliding portion 5b is an O-ring. The cross-sectional shape is an arc shape (semicircle) or a substantially arc shape (substantially semicircle) based on the above. The seating surface 5c is formed on the outer peripheral surface of the seal ring 5 as a cylindrical surface.
[0025]
The sealing device 1 having the above structure seals the lubricating oil in the engine so as not to leak in the direction of the arrow in the figure through the gap between the rotor 11 and the side housing 12. It is characterized in that it has an operational effect.
[0026]
That is, regarding the cross-sectional shape of the seal ring 5, the cross-sectional shape of the seat portion 5a is rectangular or substantially rectangular in cross section along the groove shape and has a flat seating surface 5c. Even when the metal ring oil seal 2 reciprocates in the axial direction to follow the side housing 13 or the side housing 13, the seating posture of the seal ring 5 is stabilized, and the seal ring 5 is twisted like a conventional O-ring. There is no. Therefore, it is possible to prevent the seal ring 5 from being cut by the combined action of the pulling and the twisting, and it is possible to improve the sealing performance.
[0027]
On the other hand, since the cross-sectional shape of the sliding portion 5b in the seal ring 5 is an arc-shaped cross section or a substantially arc-shaped cross section based on an O-ring, the contact area with the rotor 11 as in a conventional square ring is reduced. It does not increase and the frictional resistance does not increase. Therefore, the followability of the metal ring oil seal 2 to the side housing 13 due to the elastic bias of the leaf spring 3 can be prevented from being deteriorated, and the sealing performance can be improved.
[0028]
Further, since the cross-sectional shape of the seal ring 5 integrally including the seating portion 5a and the sliding portion 5b has a squeezed shape without a lip due to the above-described configuration, assembling work of the seal ring 5 like a conventional X-ring. It is possible to prevent the property from deteriorating.
[0029]
The configuration of the sealing device 1 having the above configuration can be added or changed as follows.
[0030]
Second embodiment ...
As shown in FIGS. 3 and 4, on the side surface (axial end surface) of the seal ring 5, a protruding enlarged portion 5 d for increasing the seating width (axial width) of the seating surface 5 c is provided. In the figure, an annular protruding enlarged portion 5d is integrally formed on each of both side surfaces of the seal ring 5, thereby increasing the seating width of the seating surface 5c.
[0031]
When the enlarged portion 5d for enlarging the seating width of the seating surface 5c is provided on the side surface of the seal ring 5 as described above, since the seating posture of the seal ring 5 is further stabilized, twisting of the seal ring 5 is prevented. It can be prevented more effectively. Further, even when the width (axial width) of the groove 4 for mounting the seal ring 5 is relatively wide, the width (axial width) of the sliding portion 5b of the seal ring 5 can be set relatively small. Therefore, from this point as well, it is possible to suppress an increase in the contact area of the seal ring 5 with the rotor 11 and an increase in frictional resistance.
[0032]
In FIG. 4, the height of the seal ring 5 in the free state is x, the height of the enlarged portion 5d is y, the width of the seal ring 5 is z, the depth of the groove 4 in the assembled state is A, Let B be the width of
x = 1.2A
y = 0.5x
z = 0.9B
B @ 2A
Are set to satisfy the respective conditions. In FIG. 4, the center of the ring diameter may be any of the upper, lower, left and right.
[0033]
Third embodiment ...
As shown in FIG. 5, on the side surface (axial end surface) of the seal ring 5, a protruding enlarged portion 5 d for enlarging the seating width (axial width) of the seating surface 5 c is provided. A groove-shaped recess 5e for reducing the insertion load of the seal ring 5 is provided. In the figure, an annular protruding enlarged portion 5d is formed integrally on both side surfaces of the seal ring 5 to increase the seating width of the seating surface 5c, and the concave portion 5e is formed as a triangular or substantially triangular cross section. Have been.
[0034]
When the enlarged portion 5d for enlarging the seating width of the seating surface 5c is provided on the side surface of the seal ring 5 as described above, since the seating posture of the seal ring 5 is further stabilized, twisting of the seal ring 5 is prevented. Even if the width (axial width) of the groove 4 for mounting the seal ring 5 is relatively large, the width (axial width) of the sliding portion 5b of the seal ring 5 can be reduced. Since it is possible to set a relatively small value, it is possible to suppress an increase in the contact area of the seal ring 5 with the rotor 11 and an increase in frictional resistance. In addition, the provision of the groove-shaped concave portion 5e for reducing the insertion load of the seal ring 5 on the seating surface 5c facilitates the elastic deformation of the seal ring 5, so that the insertion load of the seal ring 5 can be reduced. Therefore, the assembling workability can be improved. It is desirable that the width (axial direction width) of the concave portion 5e is equal to or larger than the width of the sliding portion 5b. In addition, the seal ring 5 in FIG. 5 can be said to have a pair of seating legs 5g provided on a seal ring main body 5f having a circular section in view of its shape.
[0035]
【The invention's effect】
The present invention has the following effects.
[0036]
That is, in the sealing device according to the first aspect of the present invention having the above configuration, the cross-sectional shape of the seal ring is rectangular or substantially rectangular along the groove shape on the side that is seated on the groove bottom of the groove, and is flat. Since it has a shape having a suitable seating surface, the seating posture of the seal ring can be stabilized, and the seal ring can be prevented from being twisted like a conventional O-ring. Therefore, it is possible to prevent the seal ring from being cut due to the combined action of the pulling and the twisting, thereby improving the sealing performance.
[0037]
On the other hand, on the side where the cross-sectional shape of the seal ring is in close contact with the rotor, the cross-sectional shape or the substantially circular shape is based on the O-ring. It is possible to prevent the friction resistance from increasing due to the increase. Therefore, it is possible to prevent the followability of the metal ring oil seal to the side housing from being deteriorated by the spring means, thereby improving the sealability.
[0038]
In addition, since the seal ring has a squeezed cross-sectional shape having no lip due to the above-described configuration, it is possible to prevent deterioration in workability of assembling the seal ring as in the conventional X-ring. .
[0039]
In addition to this, in the sealing device according to the second aspect of the present invention having the above configuration, a protruding enlarged portion for enlarging the seating width of the flat seating surface is provided on the side surface of the seal ring. Therefore, the seating posture of the seal ring can be further stabilized, and the occurrence of twist in the seal ring can be more effectively prevented. Further, even when the width of the groove in which the seal ring is mounted is relatively wide, the width of the seal ring on the side close to the rotor can be set relatively narrow. An increase in the contact area and an increase in frictional resistance can be suppressed.
[0040]
Further, in the sealing device according to the third aspect of the present invention having the above configuration, since the groove-shaped concave portion for reducing the insertion load of the seal ring is provided on the seating surface of the seal ring, It becomes easy to elastically deform at the time of mounting, and it becomes easy to mount the seal ring in the groove. Therefore, the workability of assembling the seal ring can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory view of a rotor on which a sealing device according to an embodiment of the present invention is mounted. FIG. 2 is a half sectional view of a sealing device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 3 is a second embodiment of the present invention. FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view (end view) of a seal ring in the sealing device according to the first embodiment.
FIG. 5 is a sectional view (end view) of a seal ring in a sealing device according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sealing device 2 Metal ring oil seal 2a Annular main body 2b Seal lip 3 Leaf spring (spring means)
4 Groove 5 Seal ring 5a Seating portion 5b Sliding portion 5c Seating surface 5d Enlarged portion 5e Recess 5f Seal ring body 5g Seating leg 11 Rotor 11a End surface 12 Mounting groove 12a Inner surface 13 Side housing 13a Surface 14 Eccentric shaft

Claims (3)

ロータリエンジンにおけるロータ(11)に装着されて前記ロータ(11)とサイドハウジング(13)との間をシールする密封装置(1)において、
前記ロータ(11)に設けた装着溝(12)に装着されて前記サイドハウジング(13)に密接する金属環オイルシール(2)と、前記金属環オイルシール(2)を前記サイドハウジング(13)に押し付けるバネ手段(3)と、前記金属環オイルシール(2)の側面に設けた溝(4)に装着されて前記ロータ(11)に密接するゴム状弾性材製のシールリング(5)とを有し、
前記シールリング(5)の断面形状が、前記溝(4)の溝底部に着座する側は前記溝(4)形状に沿った断面矩形状ないし略矩形状であって平坦な着座面(5c)を有する形状であり、前記ロータ(11)に密接する側はOリングを基調とした断面円弧形状または略円弧形状であることを特徴とする密封装置。
In a sealing device (1) mounted on a rotor (11) of a rotary engine to seal between the rotor (11) and a side housing (13),
A metal ring oil seal (2) mounted in a mounting groove (12) provided in the rotor (11) and in close contact with the side housing (13); and a metal ring oil seal (2) mounted on the side housing (13). And a seal ring (5) made of a rubber-like elastic material, which is mounted in a groove (4) provided on a side surface of the metal ring oil seal (2) and is in close contact with the rotor (11). Has,
The cross-sectional shape of the seal ring (5) is such that the side of the groove (4) that is seated at the bottom of the groove has a rectangular or substantially rectangular cross section along the shape of the groove (4) and is a flat seating surface (5c). Wherein the side close to the rotor (11) has an arc-shaped cross section or a substantially arc shape based on an O-ring.
請求項1の密封装置において、
平坦な着座面(5c)の着座幅を拡大する突起状の拡大部(5d)がシールリング(5)の側面に設けられていることを特徴とする密封装置。
The sealing device according to claim 1,
A sealing device characterized in that a protruding enlarged portion (5d) for enlarging a seating width of a flat seating surface (5c) is provided on a side surface of a seal ring (5).
請求項1または2の密封装置において、
シールリング(5)の挿入荷重を低減する溝状の凹部(5e)が前記シールリング(5)の着座面(5c)に設けられていることを特徴とする密封装置。
The sealing device according to claim 1 or 2,
A sealing device, characterized in that a groove-shaped recess (5e) for reducing the insertion load of the seal ring (5) is provided on a seating surface (5c) of the seal ring (5).
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