JP6870000B2

JP6870000B2 - 密封部材

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Publication number: JP6870000B2
Application number: JP2018552548A
Authority: JP
Inventors: 雄一郎徳永; 壮敏板谷; 顯吉野
Original assignee: Eagle Industry Co Ltd
Current assignee: Eagle Industry Co Ltd
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2017-11-17
Publication date: 2021-05-12
Anticipated expiration: 2037-11-17
Also published as: CN109983201A; JPWO2018097064A1; US11143029B2; KR20190060858A; KR102203075B1; US20200063560A1; EP3546699A4; EP3546699B1; CN109983201B; EP3546699A1; WO2018097064A1

Description

本発明は、例えば、ロータリーエンジン用ロータ、ロータリーコンプレッサなどのように振れ回り運動しながら回転する回転体の側面をシールする密封部材に関する。

ロータリーエンジンは、ロータハウジング及びサイドハウジングからなるロータ収容室に、ほぼ三角形状のロータが収容され、三角形状のロータとロータハウジングとの間に３つの作動室が形成されるとともに、ロータは偏心軸の偏心輪に対して回転自在に支持される。また、ロータには、三角形状のロータの各頂点に取り付けられ３つの作動室の気密性を保つためのアペックスシール、三角形状のロータの側面の各辺に取り付けられロータとサイドハウジングとの間の気密性を保つためのサイドシール、アペックスシールとサイドシールのつなぎ目に取り付けられ作動室やサイドハウジングの気密性を保つためのコーナーシール、ロータの側面内周部とサイドハウジングとの間に設けられ、ロータの冷却に使用されたオイルが作動室に漏洩することを防止するオイルシールが設けられている。これら各種のシールは、ロータとロータハウジング及びサイドハウジングとの間を摺動しながら、密封している。（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１３−７２４２５号公報（第４−５ページ、図１−図６）

しかしながら、特許文献１の各種シールのうち、サイドシールは、三角形状のロータの各辺側面のほぼ全長に亘って取付けられるため、接触面積が大きく、さらにロータの外周側に取付けられるので摺動速度も大きいため、摺動損失が大きい。またサイドシールの摺動損失を低減するために、サイドシールの摺動面に潤滑溝を設けても、振れ回り運動しながら回転するロータは、１回転する間において摺動方向が変化するため潤滑溝に流体を取込むことができず、摺動損失を低減することができなかった。このように接触面積及び摺動速度が大きいサイドシールは、摺動損失が大きいだけでなく、摺動にともなう摩耗も大きいため、サイドシールのシール機能が低下し、ロータの圧縮時の圧力低下やブローバイガスの増加等によりエンジン効率が低下するという問題があった。

本発明は、ロータリーエンジンやロータリーコンプレッサのロータなどのようにハウジング内で振れ回り運動しながら回転する回転体の側面に設けられたサイドシールとサイドハウジングとの摺動損失を低減し、密封性能を向上させる密封部材を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本発明の密封部材は、
ハウジングによって区画された収容室内で振れ回り運動しながら回転する回転体と前記収容室の側方壁との間に設けられ、前記側方壁と摺動する摺動面を有する密封部材であって、
前記摺動面は、長手方向の一方の側に配設された第１潤滑機構と、長手方向の他方の側に配設され、前記第１潤滑機構と異なる摺動方向に対して潤滑性能を発揮する第２潤滑機構と、を備え、
前記第１潤滑機構及び前記第２潤滑機構は凹部からなり、
前記第１潤滑機構は前記回転体の径方向外側に向く第１開放部及び前記第１開放部よりも前記回転体の回転方向遅れ側に閉塞壁部を備え、
前記第２潤滑機構は前記回転体の径方向内側に向く第２開放部及び前記第２開放部よりも前記回転体の回転方向遅れ側に閉塞壁部を備えることを特徴としている。

この特徴によれば、振れ回り運動する回転体が１回転する間において密封部材と側方壁との摺動方向が変化しても、回転体の径方向外側に向く第１開放部及び第１開放部よりも回転体の回転方向遅れ側に閉塞壁部を備える第１潤滑機構、及び、回転体の径方向内側に向く第２開放部及び第２開放部よりも回転体の回転方向遅れ側に閉塞壁部を備える第２潤滑機構が、それぞれ異なる方向で潤滑性能を発揮するので、密封部材と側方壁との摺動損失を低減できるとともに、密封部材と側方壁の摩耗を低減して密封部材の密封性能を向上することができる。

前記課題を解決するために、本発明の密封部材は、
ハウジングによって区画された収容室内で振れ回り運動しながら回転する回転体と前記収容室の側方壁との間に設けられ、前記側方壁と摺動する摺動面を有する密封部材であって、
前記摺動面は、長手方向の一方の側に配設された第１潤滑機構と、長手方向の他方の側に配設され、前記第１潤滑機構と異なる摺動方向に対して潤滑性能を発揮する第２潤滑機構と、を備え、
前記第１潤滑機構及び前記第２潤滑機構は凹部からなり、
前記第１潤滑機構は前記回転体の径方向内側に向く第１開放部及び前記第１開放部よりも前記回転体の回転方向遅れ側に閉塞壁部を備え、
前記第２潤滑機構は前記回転体の径方向外側に向く第２開放部及び前記第２開放部よりも前記回転体の回転方向遅れ側に閉塞壁部を備えることを特徴としている。

この特徴によれば、振れ回り運動する回転体が１回転する間において密封部材と側方壁との摺動方向が変化しても、回転体の径方向内側に向く第１開放部及び第１開放部よりも回転体の回転方向遅れ側に閉塞壁部を備える第１潤滑機構、及び、回転体の径方向外側に向く第２開放部及び第２開放部よりも回転体の回転方向遅れ側に閉塞壁部を備える第２潤滑機構が、それぞれ異なる方向で潤滑性能を発揮するので、密封部材と側方壁との摺動損失を低減できるとともに、密封部材と側方壁の摩耗を低減して密封部材の密封性能を向上することができる。

前記課題を解決するために、本発明の密封部材は、
ハウジングによって区画された収容室内で振れ回り運動しながら回転する回転体と前記収容室の側方壁との間に設けられ、前記側方壁と摺動する摺動面を有する密封部材であって、
前記摺動面は、長手方向の一方の側に配設された第１潤滑機構と、長手方向の他方の側に配設され、前記第１潤滑機構と異なる摺動方向に対して潤滑性能を発揮する第２潤滑機構と、を備え、
前記第１潤滑機構及び前記第２潤滑機構はひし形の凹部からなることを特徴としている。

この特徴によれば、ひし形の凹部を有する潤滑機構によって、第１潤滑機構及び第２潤滑機構を容易に構成することができる。

本発明の密封部材は、
前記摺動面は、前記第１潤滑機構及び前記第２潤滑機構をそれぞれ複数備えることを特徴としている。

この特徴によれば、摺動面の長さが長い場合であっても、摺動面の位置に応じて潤滑性能の異なる第１潤滑機構及び第２潤滑機構をそれぞれ複数配設して、摺動損失を低減して、密封性能を向上することができる。

本発明に係る密封部材を備え、収容室内で振れ回り運動しながら回転する回転体を示す縦断面図である。収容室内で振れ回り運動しながら回転する回転体が１回転するときの密封部材の摺動面の速度分布を示す図である。実施例１に係る密封部材の摺動面に設けた潤滑機構を示す図である。（ａ）は図３のＡ−Ａ矢視図、（ｂ）は図３のＢ−Ｂ矢視図、（ｃ）は図３のＣ−Ｃ矢視図、（ｄ）は図３のＤ−Ｄ矢視図である。実施例２に係る密封部材の摺動面に設けた潤滑機構を示す図である。（ａ）は図５のＥ−Ｅ矢視図、（ｂ）は図５のＦ−Ｆ矢視図、（ｃ）は図５のＧ−Ｇ矢視図、（ｄ）は図５のＨ−Ｈ矢視図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置などは、特に明示的な記載がない限り、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１乃至図４を参照して、本発明に係る密封部材について説明する。なお、本実施例においては、本発明に係る密封部材としてローターリーエンジン用ロータの側面とサイドハンジングとの間をシールするサイドシールを例にして説明する。

図１において、ロータリーエンジン１は、２節ぺリトロコイド曲線形状の内周壁２ａを有するロータハウジング２及び該ロータハウジング２を軸方向両側から挟む一対のサイドハウジング３（本発明の側方壁）とから構成されるハウジングと、ロータハウジング２とサイドハウジング３によって区画される収容室４内に収容され、三角形状を有するロータ５（本発明の回転体）と、を備え、ロータ５の外周壁とトロコイド形状の内周壁２ａとによって区画された３つの作動室６を備える。

また、一対のサイドハウジング３のほぼ中央を貫通して偏心軸７が設けられており、ロータ５は、この偏心軸７の偏心輪７ａに嵌合され、偏心軸７の軸心に対して偏心した状態で回転自在に支持される。また、ロータ５の内側に設けられた内歯車８がサイドハウジング３側に設けられた固定歯車９と噛み合いによってロータ５は自転しながら、偏心軸７の周りを公転する。これにより作動室６の容積はロータ５の回転に伴って増減する。

三角形状のロータ５は、その各頂点に取付けられ内周壁２ａと摺動しながら３つの作動室６の気密性を保つためのアペックスシール１０、三角形状のロータ５の側面の各辺に取り付けられロータ５とサイドハウジング３との間の気密性を保つためのサイドシール１１（本発明に係る密封部材）、アペックスシール１０とサイドシール１１のつなぎ目に取り付けられ作動室６やサイドハウジング３の気密性を保つためのコーナーシール１２が設けられている。また、ロータ５の内径側には、ロータ５の内部空間を冷却する冷却用オイルが作動室６に漏洩することを防止するオイルシール１５が設けられる。これら各種のシールは、ロータとロータハウジング及びサイドハウジングとの間を密封しながら、ロータハウジング及びサイドハウジングと摺動している。なお、ロータ５の内部空間には、ロータ５を内部から冷却するための冷却用オイルが供給されるようになっており、該冷却オイルの一部によってアペックスシール１０、サイドシール１１及びコーナーシール１２は潤滑されるようになっている。

アペックスシール１０、サイドシール１１、コーナーシール１２及びオイルシール１５のうち、サイドシール１１は、三角形状のロータの各辺側面のほぼ全長に亘って取付けられるため、サイドハウジング３との接触面積が大きく、さらにロータの外周側に取付けられるので摺動速度も大きいため、摺動損失が大きい。またサイドシール１１の摺動損失を低減するために、サイドシール１１の摺動面に潤滑溝を設けても、振れ回り運動しながら回転するロータ５は、１回転する間においてサイドシール１１とサイドハウジング３との摺動方向が変化するため潤滑溝に流体を十分に取込むことができず、摺動損失を低減することができなかった。

図２にサイドシール１１の摺動面Ｓの長手方向に沿った摺動速度を示す。図２において、ロータ５が１回転するときの１つのサイドシール１１の摺動速度の変化を示すために、ロータ５を回転させる代わりに、ロータ５を固定してロータハウジング２とサイドハウジング３を反時計方向に１回転させたときの、摺動面の摺動速度の分布を示す。また、摺動面の中央部から上側ｓ１はロータの回転方向遅れ側（以下、「回転方向遅れ側ｓ１」と記す。）を示し、摺動面の中央部から下側ｓ２はロータの回転方向進み側（以下、「回転方向進み側ｓ２」と記す。）を示す。なお、図２はロータ５を固定してロータハウジング２とサイドハウジング３を反時計方向に回転させた場合を示すものであり、逆にロータハウジング２とサイドハウジング３を固定した場合には、ロータ５の回転方向は時計方向となる。

図２（ａ）はロータハウジング２の短軸Ｈ−Ｈと、ロータ５のアペックスシール１０とロータ５の中心を通る軸Ｒ−Ｒとが一致した位置でのサイドシール１１の摺動面Ｓの摺動速度の分布を示したものである。図２（ａ）における摺動面の摺動速度Ｖｓ１は、回転方向遅れ側ｓ１よりの回転方向進み側ｓ２における摺動速度が大きく、回転方向進み側ｓ２における摺動速度の方向は摺動面を内径側から外径側に向かう方向の速度が支配的となる。一方、回転方向遅れ側ｓ１における摺動速度は小さく、摺動速度の方向は摺動面の長手方向に沿った方向となる。

図２（ｂ）は、ロータハウジング２が図２（ａ）の位置から反時計方向に１２０°回転した位置でのサイドシール１１の摺動面Ｓの摺動速度の分布を示したものである。図２（ｂ）における摺動面の摺動速度Ｖｓ２は、摺動面の全長に亘ってほぼ等しい速度を示し、摺動速度の方向は、ほぼ摺動面の長手方向に沿った方向を有する。

図２（ｃ）は、ロータハウジング２が図２（ａ）の位置から反時計方向に２４０°回転した位置でのサイドシール１１の摺動面Ｓの摺動速度の分布を示したものである。図２（ｃ）における摺動面の摺動速度Ｖｓ３は、回転方向進み側ｓ２よりの回転方向遅れ側ｓ１における摺動速度が大きく、回転方向遅れ側ｓ１における摺動速度の方向は摺動面を外径側から内径側に向かう方向の速度が支配的となる。一方、回転方向進み側ｓ２における摺動速度は小さく、摺動速度の方向はほぼ摺動面Ｓの長手方向に沿った方向となる。

以上より、ロータ５が１回転する間のサイドシール１１の摺動面Ｓの摺動速度は、回転方向進み側ｓ２においては、回転位置に関わらず摺動面Ｓを内径側から外径側に向かう方向の速度が支配的となり、一方、回転方向遅れ側ｓ１においては、回転位置に関わらず摺動面Ｓを外径側から内径側に向かう方向の速度が支配的となる。そこで、本発明のサイドシール１１の摺動面Ｓには、摺動面Ｓの摺動速度の方向に合わせて潤滑機構を設け、摺動性を改善している。

以下、摺動面Ｓに第１潤滑機構２１、第２潤滑機構２２を備えたサイドシール１１について説明する。図３、図４に示すようにサイドシール１１は、断面形状が壁部１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄからなる矩形形状であり、平面視弓形の棒状部材である。サイドシール１１は、該サイドシール１１の厚さより浅いロータ５の溝部に嵌合されることによって、サイドシール１１とロータ５との間はシールされる。また、サイドシール１１の壁部１１ｂは摺動面Ｓとして機能し、摺動面Ｓは、長手方向の中央部から回転方向遅れ側ｓ１には径方向に開放する開放部２１ｅを有する第１潤滑機構２１を複数備え、長手方向の中央部から回転方向進み側ｓ２には、第１潤滑機構２１と逆方向に開放する開放部２２ｅを有する第２潤滑機構２２を複数備える。

図３及び図４に示すように、第１潤滑機構２１は平面視ひし形の底部２１ａを有する凹部からなり、該凹部を閉塞する閉塞壁部２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ及び凹部の径方向外側を開放する開放部２１ｅを有する。同じく第２潤滑機構２２は平面視ひし形の底部２２ａを有する凹部からなり、該凹部を閉塞する閉塞壁部２２ｂ、２２ｃ、２２ｄ及び開放部２１ｅと逆方向に、凹部の径方向内側を開放する開放部２２ｅを有する。なお、凹部の深さは、１μｍから１００μｍ程度に形成される。

図２に示すように、サイドシール１１の摺動面Ｓの中央部から回転方向遅れ側ｓ１側における摺動速度は、径方向外側から内側へ向かう方向の速度が支配的である。そこで、図３に示すように、摺動速度の方向に合わせて外径側に開放部２１ｅを有する第１潤滑機構２１を配設することによって、開放部２１ｅから第１潤滑機構２１内に流体は効率よく流れ込み、流れ込んだ流体は閉塞壁部２１ｂ、２１ｃ、２１ｄに堰き止められて昇圧し、昇圧した流体が摺動面Ｓに供給され、摺動面Ｓが潤滑されるようにした。一方、サイドシール１１の摺動面Ｓの中央部から進み側ｓ２における摺動速度は、径方向内側から外側へ向かう方向の速度が支配的となる。そこで、摺動速度の方向に合わせて内径側に開放部２２ｅを有する第２潤滑機構２２を配設することによって、開放部２２ｅから第２潤滑機構２２内に流体は効率よく流れ込み、流れ込んだ流体は閉塞壁部２２ｂ、２２ｃ、２２ｄに堰き止められ昇圧し、昇圧した流体が摺動面Ｓに供給され、摺動面Ｓが潤滑されるようにした。

また、第１潤滑機構２１の閉塞壁部２１ｂ、２１ｄは、開放部２１ｅに対して回転方向遅れ側に配置されるように角度θ１傾斜している。同じく、第２潤滑機構２２の閉塞壁部２２ｂ、２２ｄも、開放部２２ｅに対して回転方向遅れ側に配置されるように角度θ２傾斜している。なお、角度θ１及び角度θ２は、摺動面の摺動速度の径方向成分と周方向成分の大きさに基づいて決定される。これにより、傾斜していな場合に比較して、流体は第１潤滑機構２１、第２潤滑機構２２内に低損失で流れ込み、第１潤滑機構２１、第２潤滑機構２２内で昇圧した流体が摺動面Ｓに供給され、摺動面Ｓは効率よく潤滑されるので、サイドハウジング３とサイドシール１１との摺動摩擦が低減されるとともに、サイドハウジング３及びサイドシール１１の摩耗が低減してサイドシール１１の密封性能を向上することができる。

上記説明したように、振れ回り運動しながら回転するロータ５に設けられたサイドシール１１の摺動面Ｓにおける摺動速度の大きさ及び向きが変化する場合であっても、サイドシール１１の摺動面Ｓの長手方向中央部から回転方向進み側と遅れ側とに、それぞれ径方向の外側と内側とに開放する開放部２１ｅ、２２ｅを有する一群の第１潤滑機構２１、第２潤滑機構２２を備えることにより、開放部２１ｅ、２２ｅから第１潤滑機構２１、第２潤滑機構２２内に流体は効率よく流れ込み、第１潤滑機構２１、第２潤滑機構２２内で昇圧した流体が摺動面Ｓに供給され、摺動面Ｓを効率よく潤滑するので、サイドハウジング３とサイドシール１１との摺動摩擦が低減されるとともに、サイドハウジング３及びサイドシール１１の摩耗が低減してサイドシール１１の密封性能を向上することができる。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

例えば、前記実施例では、平面視にて傾斜した矩形形状の凹部として形成したが、これに限らず、平面視にてだ円形状の凹部又は傾斜した楕円形状の凹部として形成してもよい。

また、第１潤滑機構２１、第２潤滑機構２２の底部２１ａ、２２ａは、平坦な面として形成したが、これに限らない。たとえば、底部２１ａ、２２ａを開放部２１ｅ、２２ｅから閉塞壁部２１ｃ、２２ｃに向かって上り傾斜となる傾斜面としてもよい。これにより第１潤滑機構２１、第２潤滑機構２２内で流体をさらに昇圧することができるので、高温状態で流体潤滑膜が形成しにくい場合であっても、摺動面の潤滑状態を維持して摺動損失を低減できるとともに、摩耗を低減して密封性能を向上することができる。

また、上記実施形態では、摺動面Ｓの中央部の長手方向の長さは零の場合について例示した。しかし、中央部の長手方向の長さは零に限らない。例えば、上記実施形態では、摺動面Ｓの中央部から回転方向遅れ側ｓ１、回転方向進み側ｓ２において、支配的な摺動速度の方向をロータの回転位置に関わらずほぼ一つの方向に設定できた。しかし、摺動面Ｓの中央部における摺動速度の方向は、ロータの回転位置によって変動し、支配的な摺動速度の方向を一方向に設定することができない場合もある。この場合には、中央部に外径側に開口する第１潤滑機構と内径側に開口する第２潤滑機構とを並列あるいは交互に設けた第３潤滑機構を設けてもよい。そして、第３潤滑機構を備える中央部から一方の側に第１開放部を有する第１潤滑機構を設け、中央部から他方の側に第２開放部を有する第２潤滑機構を設け、摺動方向が変動する場合にも対応できるようにすることもできる。

また、上記実施例においては、回転方向進み側ｓ２の長手方向の長さと回転方向遅れ側ｓ１の長手方向の長さがほぼ等しい場合について例示したが、これに限らない。たとえば、摺動面の速度分布に応じて、回転方向進み側ｓ２の長手方向の長さを回転方向遅れ側ｓ１の長手方向の長さより長くしてもよいし、短くしてもよい。

また、上記実施例においては、回転方向進み側ｓ２においては摺動面Ｓを内径側から外径側に向かう方向の速度が支配的となり、回転方向遅れ側ｓ１においては摺動面Ｓを外径側から内径側に向かう方向の速度が支配的となる例を説明した。しかし、実施例と異なる回転体の振れ回り運動の方向と、回転体の回転方向との組合せによっては、回転方向進み側ｓ２においては摺動面Ｓを外径側から内径側に向かう方向の速度が支配的となり、回転方向遅れ側ｓ１においては摺動面Ｓを内径側から外径側に向かう方向の速度が支配的となる場合もある。したがって、サイドシール１１の摺動面Ｓの摺動速度の方向、摺動速度の大きさ及び摺動速度の分布状況に合わせて、外径側に開口する第１潤滑機構と内径側に開口する第２潤滑機構を設けることは云うまでもない。

次に、実施例２に係る密封部材について、図５及び図６を参照して説明する。実施例２に係るサイドシール１１は、第１潤滑機構の開口方向と第２潤滑機構の開口方向が、それぞれ実施例１と逆になっている点で相違する。なお、前記実施例と同一構成で重複する構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。

実施例２に係るサイドシール１１は、サイドシール１１の長手方向の中央部から回転方向遅れ側ｓ１に配設された第１潤滑機構３１と、サイドシール１１の長手方向の中央部から回転方向進み側ｓ２に配設された第２潤滑機構３２を備え、第１潤滑機構３１は径方向内側に開放された開放部３１ｅを有し、第２潤滑機構３２は径方向外側に開放された開放部３２ｅを有する。すなわち、第１潤滑機構３１の開放部３１ｅの開口方向と第２潤滑機構３２の開放部３２ｅの開口方向は互いに逆になっている。

図３及び図４に示すように、第１潤滑機構３１は平面視ひし形の底部３１ａを有する凹部からなり、該凹部の周囲を閉塞する閉塞壁部３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ及び凹部の径方向内側を開放する開放部３１ｅを有する。同じく第２潤滑機構３２は平面視ひし形の底部３２ａを有する凹部からなり、該凹部の周囲を閉塞する閉塞壁部３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ及び凹部を径方向外側に開放する開放部３２ｅを有する。また、第１潤滑機構３１の閉塞壁部３１ｂ、３１ｄは、開放部３１ｅに対して回転方向遅れ側に配置されるように角度θ３傾斜している。同じく、第２潤滑機構３２の閉塞壁部３２ｂ、３２ｄも、開放部３２ｅに対して回転方向遅れ側に配置されるように角度θ４傾斜している。なお、凹部の深さは、１μｍから１００μｍ程度に形成される。

図２にて説明したように、サイドシール１１の摺動面Ｓの中央部から回転方向遅れ側ｓ１側における摺動速度は、径方向外側から内側へ向かう方向の速度が支配的であり、一方、サイドシール１１の摺動面Ｓの中央部から進み側ｓ２における摺動速度は、径方向内側から外側へ向かう方向の速度が支配的となる。実施例２の第１潤滑機構３１の開放部３１ｅは径方向内側に開放され、第２潤滑機構３２の開放部３２ｅは径方向外側に開放されているので、摺動速度を直接利用して第１潤滑機構３１、第２潤滑機構３２内に流体を効率良く取り込むことができない。しかし、実施例２のサイドシール１１は、サイドシール１１の外側壁部１１ａ、内側壁部１１ｃによってかき取られた流体（オイル）がロータ５の回転により第１潤滑機構３１、第２潤滑機構３２内に運ばれ、第１潤滑機構３１、第２潤滑機構３２はサイドシール１１の摺動面Ｓを潤滑状態に保つことができる。以下、実施例２のサイドシール１１の作用効果について、図２、図５及び図６を参照して説明する。

図２（ａ）において、サイドシール１１の摺動面Ｓの摺動速度Ｖｓ１は、径方向外側へ向く速度が支配的となる。これにより、サイドハウジング３の壁面の流体（オイル）は主にサイドシール１１の内側壁部１１ｃによってかき取られる。そして、図２（ａ）から図２（ｂ）の状態へロータ５が回転する過程で、かき取られた流体はサイドシール１１の壁部１１ｃに沿って流れ、第１潤滑機構３１の開放部３１ｅから第１潤滑機構３１内に流れ込み、第１潤滑機構３１内からサイドシール１１の摺動面Ｓに流体が供給され、サイドシール１１の摺動面Ｓは流体潤滑状態を保つことができる。

また、図２（ｂ）に示す工程において、圧縮された燃料が爆発する。この爆発時には、サイドシール１１の摺動面Ｓはサイドハウジング３から浮き上がり、かき取られた流体がサイドシール１１の摺動面Ｓのほぼ全面に供給され、サイドシール１１の摺動面Ｓは流体潤滑状態を保つことができる。

つぎに、図２（ｃ）において、サイドシール１１の摺動面Ｓの摺動速度Ｖｓ１は、径方向外側から径方向内側に向かう方向の速度が支配的となる。これにより、サイドハウジング３の壁面の流体は主にサイドシール１１の外側壁部１１ａによってかき取られる。そして、図２（ｃ）から図２（ａ）の状態へロータ５が回転する過程で、かき取られた流体はサイドシール１１の壁部１１aに沿ってサイドシール１１の第２潤滑機構３２の開放部３２ｅから第２潤滑機構３２内に流れ込み、第２潤滑機構３２内からサイドシール１１の摺動面Ｓに流体が供給され、サイドシール１１の摺動面Ｓは流体潤滑状態を保つことができる。

サイドシール１１によってかき取られる流体量は多いので、サイドシール１１の摺動面Ｓを潤滑するために必要な流体量を十分に供給することができる。そして、サイドシール１１によってかき取られた流体はロータ５の回転により第１潤滑機構３１、第２潤滑機構３２内に十分に供給され、第１潤滑機構３１、第２潤滑機構３２はサイドシール１１の摺動面Ｓを潤滑状態に保つことができ、延いては、サイドハウジング３とサイドシール１１との摺動摩擦が低減されるとともに、サイドハウジング３及びサイドシール１１の摩耗が低減してサイドシール１１の密封性能を向上することができる。

上記実施例において、ローターリーエンジンのロータに使用されるサイドシールについて説明したが、ロータリーエンジンに限らず、ロータリーコンプレッサーに使用されるサイドシールであってもよい。

１ロータリーエンジン
２ロータハウジング
２ａ内周壁
３サイドハウジング（側方壁）
４収容室
５ロータ（回転体）
６作動室
７偏心軸
８内歯車
９固定歯車
１０アペックスシール
１１サイドシール（密封部材）
１１ａ壁部
１１ｂ壁部（摺動面Ｓ）
１１ｃ壁部
１１ｄ壁部
２１第１潤滑機構
２１ａ底部
２１ｂ閉塞壁部
２１ｃ閉塞壁部
２１ｄ閉塞壁部
２１ｅ開放部
２２第２潤滑機構
２２ａ底部
２２ｂ閉塞壁部
２２ｃ閉塞壁部
２２ｄ閉塞壁部
２２ｅ開放部
３１第１潤滑機構
３１ａ底部
３１ｂ閉塞壁部
３１ｃ閉塞壁部
３１ｄ閉塞壁部
３１ｅ開放部
３２第２潤滑機構
３２ａ底部
３２ｂ閉塞壁部
３２ｃ閉塞壁部
３２ｄ閉塞壁部
３２ｅ開放部
Ｓ摺動面

Claims

ハウジングによって区画された収容室内で振れ回り運動しながら回転する回転体と前記収容室の側方壁との間に設けられ、前記側方壁と摺動する摺動面を有する密封部材であって、
前記摺動面は、長手方向の一方の側に配設された第１潤滑機構と、長手方向の他方の側に配設され、前記第１潤滑機構と異なる摺動方向に対して潤滑性能を発揮する第２潤滑機構と、を備え、
前記第１潤滑機構及び前記第２潤滑機構は凹部からなり、
前記第１潤滑機構は前記回転体の径方向外側に向く第１開放部及び前記第１開放部よりも前記回転体の回転方向遅れ側に閉塞壁部を備え、
前記第２潤滑機構は前記回転体の径方向内側に向く第２開放部及び前記第２開放部よりも前記回転体の回転方向遅れ側に閉塞壁部を備えることを特徴とする密封部材。
ハウジングによって区画された収容室内で振れ回り運動しながら回転する回転体と前記収容室の側方壁との間に設けられ、前記側方壁と摺動する摺動面を有する密封部材であって、
前記摺動面は、長手方向の一方の側に配設された第１潤滑機構と、長手方向の他方の側に配設され、前記第１潤滑機構と異なる摺動方向に対して潤滑性能を発揮する第２潤滑機構と、を備え、
前記第１潤滑機構及び前記第２潤滑機構は凹部からなり、
前記第１潤滑機構は前記回転体の径方向内側に向く第１開放部及び前記第１開放部よりも前記回転体の回転方向遅れ側に閉塞壁部を備え、
前記第２潤滑機構は前記回転体の径方向外側に向く第２開放部及び前記第２開放部よりも前記回転体の回転方向遅れ側に閉塞壁部を備えることを特徴とする密封部材。
ハウジングによって区画された収容室内で振れ回り運動しながら回転する回転体と前記収容室の側方壁との間に設けられ、前記側方壁と摺動する摺動面を有する密封部材であって、
前記摺動面は、長手方向の一方の側に配設された第１潤滑機構と、長手方向の他方の側に配設され、前記第１潤滑機構と異なる摺動方向に対して潤滑性能を発揮する第２潤滑機構と、を備え、
前記第１潤滑機構及び前記第２潤滑機構はひし形の凹部からなることを特徴とする密封部材。
前記摺動面は、前記第１潤滑機構及び前記第２潤滑機構をそれぞれ複数備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の密封部材。