JP6950649B2 - 内燃機関のシール構造 - Google Patents

Description

本開示は、内燃機関のシール構造に関する。

従来、ロータリエンジンにおいて、回転軸と共に回転可能に設置された第１ロータおよび第２ロータそれぞれの基部の間の気密性を保つ、リング状のシール材が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開平６−２５５９号公報

上記文献には、リング状のシール材を第１ロータと第２ロータとの合わせ面に配置するとともに、ロータとハウジングとの間に多数のシール材を使用して、気密性を保とうとする構成が記載されている。シール材とピストン本体との間にシールできていない部位が存在するため、この部位からのガス漏れが発生する可能性がある。

本開示では、シール性を向上できる、内燃機関のシール構造が提供される。

本開示に従うと、ハウジングと、ハウジング内に回転可能に支持される第１ピストン部材と、ハウジング内に回転可能に支持される第２ピストン部材と、を含む内燃機関において、第１ピストン部材と第２ピストン部材との対向面間をシールするシール構造が提供される。ハウジング、第１ピストン部材および第２ピストン部材によって、燃料を燃焼させるための燃焼室が形成されている。第２ピストン部材は、燃焼室の周方向の壁面を構成する壁面部材を有している。シール構造は、リングシールと、ピストンシールと、コーナーシールとを備えている。リングシールは、燃焼室の内周部をシールする。リングシールは、環状に形成されている。ピストンシールは、周方向に隣り合う２つの燃焼室間をシールする。ピストンシールは、壁面部材に保持されている。コーナーシールは、壁面部材の径方向内側の端部において第２ピストン部材に保持されている。コーナーシールは、第１ピストン部材に接触するシール面を有している。コーナーシールには、シール面の一部分が窪んだ凹部が形成されている。凹部内にリングシールが配置されている。コーナーシールには、ピストンシールが差し込まれる差込部が形成されている。

リングシールとピストンシールとの交差部にコーナーシールを配置して、シールの切れ目を発生させない構成とすることにより、シール構造のシール性を向上することができる。したがって、燃焼室からのガスの漏れ量を低減することができる。

上記のシール構造において、リングシールは、周方向の１箇所に合口部を有している。シール構造は、合口部と係合してリングシールの周方向への移動を規制する合口固定構造を備えている。合口部の周方向における位置決めがなされ、周方向における合口部の配置が適切な位置に維持されることで、燃焼室から合口部を通ってガスが内周側へ漏れることを抑制することができる。

上記のシール構造において、合口固定構造をコーナーシールが有している。このようにすれば、コーナーシールとは別に合口固定構造のためのスペースを必要とすることがなく、省スペース化を実現することができる。

上記のシール構造において、周方向における壁面部材の厚み内に合口部が配置されている。燃焼室の壁面を構成する壁面部材と同じ周方向位置に合口部を配置することで、燃焼室から合口部を通ってガスが内周側へ漏れることを抑制することができる。

上記のシール構造は、複数のリングシールを備えている。このようにすれば、シール性をより向上できるので、燃焼室から内周側へのガス漏れをより確実に抑制することができる。

本開示に係る内燃機関のシール構造に従えば、シール性を向上することができる。

実施形態の内燃機関の構成を示す斜視図である。 エンジン内部に設けられるピストン部材の構成の一例を示す図である。 燃焼室およびエンジンの動作を説明するための模式図である。 第１ピストン部材および第２ピストン部材の断面図である。 第２ピストン部材およびシール構造の斜視図である。 図５に示す領域ＶＩの拡大図である。 第１のコーナーシールの斜視図である。 第２のコーナーシールの斜視図である。 第３のコーナーシールの斜視図である。 第３のコーナーシールの変形例の斜視図である。 複数のリングシールを備えるシール構造の斜視図である。

以下、図面を参照しつつ、実施形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号が付されている。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。

＜エンジン２の概略構成＞
図１は、実施形態の内燃機関の構成を示す斜視図である。実施形態の内燃機関は、回転ピストン型のエンジン２である。エンジン２の燃料には、たとえば、ガスやガソリンや軽油等が用いられる。エンジン２は、ハウジング４と、吸気管６と、排気管８と、インジェクタ１０と、スロットルモータ１４と、第１出力軸１６と、第２出力軸１８とを含む。

吸気管６の一方端は、ハウジング４の吸気ポート（図示せず）に接続される。吸気管６の他方端には、たとえば、エアクリーナ（図示せず）が接続される。エアクリーナは、エンジン２の外部から吸入される空気から異物を除去する。エンジン２の作動中において、吸気管６には、エアクリーナから吸入された空気が流通する。吸気管６を流通する空気は、ハウジング４の吸気ポートに流通する。

吸気管６には、吸気管６を流通する空気の流量を制限するスロットルバルブが設けられている。スロットルモータ１４は、スロットルバルブの開度を調整する。

インジェクタ１０は、吸気管６のスロットルバルブよりも上流側に設けられ、燃料（たとえば、ガス）を吸気管６内に噴射する。噴射された燃料は、吸気管６内で空気と混合されてハウジング４の吸気ポートに流通する。

ハウジング４の外周部分は、図１に示すように円筒形状によって形成されており、その内周部分も円筒形状に形成されている。ハウジング４は、その内部に、第１出力軸１６に接続される第１ピストン部材と、第２出力軸１８に接続される第２ピストン部材とを収納する。

排気管８の一方端は、ハウジング４の排気ポート（図示せず）に接続される。排気管８の他方端には、たとえば、排気処理装置（図示せず）が接続される。エンジン２の作動中において、ハウジング４内での燃焼により生じた排気は、ハウジング４の排気ポートから排気管８に流通する。排気管に流通する排気は、排気処理装置によって浄化されて、エンジン２の外部に排出される。

第１出力軸１６および第２出力軸１８は、いずれもハウジング４内での燃料の燃焼によって回転する。第１出力軸１６および第２出力軸１８は、たとえば、モータジェネレータ（図示せず）の回転軸に接続される。このモータジェネレータは、たとえば、三相交流回転電機である。

＜エンジン２の内部構造＞
図２は、エンジン２内部に設けられるピストン部材の構成の一例を示す図である。図２を参照して、エンジン２の内部構造の一例について説明する。

図２に示すように、ハウジング４内には、第１ピストン部材２４と、第２ピストン部材２８とが組み合わされて収納される。第１ピストン部材２４は、第１回転体２４ａと、第１壁面部材２４ｂとを含む。第２ピストン部材２８は、第２回転体２８ａと、第２壁面部材２８ｂとを含む。

第１ピストン部材２４と、第２ピストン部材２８とは、ハウジング４によって回転可能に支持されている。第１回転体２４ａと第２回転体２８ａとは、図２中に一点鎖線で図示される回転中心ＡＸが一致している。第１回転体２４ａと第２回転体２８ａとは、回転中心ＡＸを中心に回転可能である。第１回転体２４ａと第２回転体２８ａとは、第１回転体２４ａの一方の端面と第２回転体２８ａの一方の端面とが軸方向に対向するように設けられる。

なお本明細書中の説明では、回転中心ＡＸと平行な方向を軸方向と称し、回転中心ＡＸを中心とする円周に沿う方向を周方向と称し、回転中心ＡＸと直交する方向を径方向と称する。径方向において、回転中心ＡＸに近い側を内側と称し、回転中心ＡＸから離れる側を外側と称する。

第１回転体２４ａは、その回転中心ＡＸを含む断面に斜面部分２４ｃを有するように形成される。第２回転体２８ａは、その回転中心ＡＸを含む断面に斜面部分２８ｃを有するように形成される。これにより、第１回転体２４ａと第２回転体２８ａとが組み合わされた状態において、第１回転体２４ａと第２回転体２８ａとの間には、Ｖ字形状の断面を有する凹部が周方向に形成される。

第１壁面部材２４ｂは、第１回転体２４ａの斜面部分２４ｃから、径方向外側に向けて延在し、第２回転体２８ａの斜面部分２８ｃに向けて軸方向に延在するように、設けられている。第１壁面部材２４ｂは、２つの三角形の板状部材によって構成される。第１壁面部材２４ｂの２つの三角形の板状部材は、回転中心ＡＸについて互いに対称となる位置に配置されている。

第２壁面部材２８ｂは、第２回転体２８ａの斜面部分２８ｃから、径方向外側に向けて延在し、第１回転体２４ａの斜面部分２４ｃに向けて軸方向に延在するように、設けられている。第２壁面部材２８ｂは、上述の第１壁面部材２４ｂを構成する板状部材と同形状となる、２つの三角形の板状部材によって構成される。第２壁面部材２８ｂの２つの三角形の板状部材は、回転中心ＡＸについて互いに対称となる位置に配置されている。図２には、第２壁面部材２８ｂの２つの板状部材のうちの一方のみが図示されている。

第１壁面部材２４ｂおよび第２壁面部材２８ｂの三角形の板状部材は、いずれも、第１ピストン部材２４と第２ピストン部材２８がハウジング４に収納されている状態において第１回転体２４ａと第２回転体２８ａとの間のＶ字形状の凹部とハウジング４の内周面とによって形成される三角形の断面形状に合致するように、形成される。

第１壁面部材２４ｂは、三角形の一辺において、第１回転体２４ａの斜面部分２４ｃに固定されている。第１壁面部材２４ｂの三角形の一辺は、ハウジング４の内周面に対向している。第１壁面部材２４ｂの三角形の一辺は、第２回転体２８ａの斜面部分２８ｃに対向している。

第２壁面部材２８ｂは、三角形の一辺において、第２回転体２８ａの斜面部分２８ｃに固定されている。第２壁面部材２８ｂの三角形の一辺は、ハウジング４の内周面に対向している。第２壁面部材２８ｂの三角形の一辺は、第１回転体２４ａの斜面部分２４ｃに対向している。

第１回転体２４ａには、回転中心が一致するように第１出力軸１６が接続される。第１回転体２４ａとハウジング４との間には、ワンウェイクラッチ２２が設けられる。ワンウェイクラッチ２２は、第１回転体２４ａのハウジング４内における予め定められた回転方向へのみ回転を許容し、予め定められた回転方向とは逆方向への回転を抑制する。

第２回転体２８ａには、回転中心が一致するように第２出力軸１８が接続される。第２回転体２８ａとハウジング４との間には、ワンウェイクラッチ２６が設けられる。ワンウェイクラッチ２６は、第２回転体２８ａのハウジング４内における予め定められた回転方向へのみ回転を許容し、予め定められた回転方向とは逆方向への回転を抑制する。

第１壁面部材２４ｂおよび第２壁面部材２８ｂは、三角形の板状形状に限られず、たとえば円板形状など、任意の形状を有してもよい。

＜燃焼室＞
図３は、燃焼室Ａ〜Ｄおよびエンジン２の動作を説明するための模式図である。図３には、ハウジング４の中央部分（たとえば、第１回転体２４ａと第２回転体２８ａとの当接部分）における、回転中心ＡＸに直交する断面が模式的に示される。図３に示すように、ハウジング４内には、ハウジング４、第１ピストン部材２４および第２ピストン部材２８によって、燃料を燃焼させるための４つの燃焼室Ａ〜Ｄが形成される。

燃焼室Ａ〜Ｄは、各々、ハウジング４の内周面と、第１ピストン部材２４の第１壁面部材２４ｂおよび斜面部分２４ｃと、第２ピストン部材２８の第２壁面部材２８ｂおよび斜面部分２８ｃとによって、規定されている。第１壁面部材２４ｂおよび第２壁面部材２８ｂは、燃焼室Ａ〜Ｄの周方向の壁面を構成している。周方向に隣り合う２つの燃焼室は、第１壁面部材２４ｂおよび第２壁面部材２８ｂによって仕切られている。

図２に示されるワンウェイクラッチ２２，２６は、図３においては、第１ピストン部材２４と第２ピストン部材２８との反時計回りの回転を抑制し、時計回りの回転を許容する。

図３に示される燃焼室Ａでは、圧縮された空気と燃料との混合気が自着火によって着火する膨張行程となる。すなわち、燃焼室Ａで燃料が燃焼すると、第１ピストン部材２４の反時計回りの移動がワンウェイクラッチ２２によって抑制されるため、第１ピストン部材２４の回転位置が維持されつつ、第２ピストン部材２８のみが破線矢印の方向に回転し、燃焼室Ａ内の気体の膨張とともに燃焼室Ａの容積が増加する。

図３に示される燃焼室Ｂでは、膨張した排気が排気管８から排出される排気行程となる。すなわち、燃焼室Ａでの燃料の燃焼によって、第２ピストン部材２８が破線矢印の方向に回転すると、第１ピストン部材２４の回転位置が維持されるため、燃焼室Ｂの容積が減少する。このとき、燃焼室Ｂは、排気管８と連通している。そのため、燃焼室Ｂ内の排気は、燃焼室Ｂの容積の減少とともに、排気管８に排出されていく。

図３に示される燃焼室Ｃでは、吸気管６から空気と燃料との混合気が吸入される吸気行程となる。すなわち、燃焼室Ａでの燃料の燃焼によって、第２ピストン部材２８が破線矢印の方向に回転すると、第１ピストン部材２４の回転位置が維持されるため、燃焼室Ｃの容積が増加する。このとき、燃焼室Ｃは、第２ピストン部材２８が破線矢印の方向に回転する途中で、吸気管６と連通する。そのため、燃焼室Ｃの容積の増加とともに、吸気管６から混合気が燃焼室Ｃ内に吸入される。

図３に示される燃焼室Ｄでは、吸気管６から吸入された混合気が圧縮される圧縮行程となる。すなわち、燃焼室Ａでの燃料の燃焼によって、第２ピストン部材２８が破線矢印の方向に回転すると、第１ピストン部材２４の回転位置が維持されるため、燃焼室Ｄの容積が減少する。このとき、燃焼室Ｄは、吸気管６および排気管８のいずれにも連通していないため、燃焼室Ｄの容積の減少によって燃焼室Ｄ内の混合気が圧縮される。

そして、燃焼室Ｄ内の圧力が上昇することによって第１ピストン部材２４に時計回りの力が作用すると、第１ピストン部材２４が回転し、第１ピストン部材２４と第２ピストン部材２８との位置関係が入れ替わることとなる。

このようにして、燃焼室Ａ〜Ｄのうちのいずれかで燃焼する毎に、第１ピストン部材２４と第２ピストン部材２８とが交互に回転することによって、エンジン２が動作する。

＜シール構造＞
以下、第１ピストン部材２４と第２ピストン部材２８との対向面間をシールするシール構造について説明する。図４は、第１ピストン部材２４および第２ピストン部材２８の断面図である。図４には、図２に示す回転中心ＡＸを含み第２ピストン部材２８の第２壁面部材２８ｂを通る、第１ピストン部材２４および第２ピストン部材２８の断面が図示されている。図４においては、図中の左右方向が軸方向である。

第１ピストン部材２４と第２ピストン部材２８とは、軸方向に並んで配置されている。第１ピストン部材２４と第２ピストン部材２８とは、軸受１００を介して連結されており、互いに相対回転可能に構成されている。第１ピストン部材２４には、潤滑油路２４１が形成されている。第２ピストン部材２８には、潤滑油路２８１が形成されている。潤滑油路２４１と潤滑油路２８１とは連通している。

図５は、第２ピストン部材２８およびシール構造の斜視図である。図５には、図４に含まれる構成のうち、第１ピストン部材２４を除く構成の斜視図が示されている。図６は、図５に示す領域ＶＩの拡大図である。図４〜６に示されるように、第１ピストン部材２４と第２ピストン部材２８との間の気密性を保つシール構造は、リングシール４０と、ピストンシール５０，１５０と、コーナーシール６０，１６０とを含んでいる。

リングシール４０は、周方向の１箇所に合口部を有する環状の形状を有している。リングシール４０は、斜面部分２８ｃよりも径方向の内側に配置されている。リングシール４０は、第２壁面部材２８ｂよりも径方向の内側に配置されている。したがってリングシール４０は、燃焼室Ａ〜Ｄよりも径方向の内側に配置されており、燃焼室Ａ〜Ｄの内周部をシールしている。リングシール４０は、燃焼室Ａ〜Ｄから内周側へのガスの漏れを抑制している。

リングシール４０は、第２ピストン部材２８に保持されている。第２ピストン部材２８には環状溝２８４が形成されており、環状溝２８４内にリングシール４０が収容されている。リングシール４０は、第１ピストン部材２４に接触するシール面４１を有している。第１ピストン部材２４と第２ピストン部材２８との相対回転に伴い、シール面４１は第１ピストン部材２４に対して摺動する。

リングシール４０は、ばね部４３を有している。ばね部４３は環状溝２８４の底面に接触しており、リングシール４０を環状溝２８４の外部へ向けて付勢している。これにより、リングシール４０のシール面４１の第１ピストン部材２４への密着性が確保されている。

ピストンシール５０は、第２ピストン部材２８の第２壁面部材２８ｂに保持されている。第２壁面部材２８ｂには収容溝２８５，２８８が形成されており、収容溝２８５，２８８内にピストンシール５０が収容されている。収容溝２８５は、第２壁面部材２８ｂの、第１ピストン部材２４の斜面部分２４ｃに対向する縁に形成されている。収容溝２８８は、第２壁面部材２８ｂの、ハウジング４の内周面に対向する外周縁に形成されている。

ピストンシール５０は、第１ピストン部材２４の斜面部分２４ｃに接触するシール面５１を有している。第１ピストン部材２４と第２ピストン部材２８との相対回転に伴い、シール面５１は第１ピストン部材２４に対して摺動する。ピストンシール５０は、ハウジング４の内周面に接触するシール面８１を有している。ハウジング４内で第２ピストン部材２８が回転することに伴い、シール面８１はハウジング４に対して摺動する。

ピストンシール５０は、第２ピストン部材２８の第２壁面部材２８ｂと第１ピストン部材２４の斜面部分２４ｃとの間をシールしており、かつ、第２ピストン部材２８の第２壁面部材２８ｂとハウジング４との間をシールしている。ピストンシール５０は、周方向に隣り合う２つの燃焼室間をシールしており、燃焼室Ａ〜Ｄのうちの１の燃焼室から当該１の燃焼室の隣の燃焼室へのガスの漏れを抑制している。

ピストンシール１５０は、ピストンシール５０と同様の構造を有している。ピストンシール１５０は、図５には図示しない第１ピストン部材２４の第１壁面部材２４ｂに保持されている。ピストンシール１５０は、第２ピストン部材２８の斜面部分２８ｃに接触するシール面と、ハウジングに接触するシール面とを有している。ピストンシール１５０は、第１ピストン部材２４の第１壁面部材２４ｂと第２ピストン部材２８の斜面部分２８ｃとの間、および第１壁面部材２４ｂとハウジング４との間をシールしている。ピストンシール１５０は、周方向に隣り合う２つの燃焼室間をシールしており、燃焼室Ａ〜Ｄのうちの１の燃焼室から当該１の燃焼室の隣の燃焼室へのガスの漏れを抑制している。

コーナーシール６０は、リングシール４０とピストンシール５０との交差部に配置されている。コーナーシール６０は、第２ピストン部材２８に保持されている。第２ピストン部材２８には収容凹部２８６が形成されており、収容凹部２８６内にコーナーシール６０が収容されている。収容凹部２８６は、第２壁面部材２８ｂの径方向内側の端部に形成されている。したがってコーナーシール６０は、第２壁面部材２８ｂの径方向内側の端部において、第２ピストン部材２８に保持されている。

図７は、第１のコーナーシールとしてのコーナーシール６０の斜視図である。コーナーシール６０は、シール面６１を有している。シール面６１は、第１ピストン部材２４に接触する。第１ピストン部材２４と第２ピストン部材２８との相対回転に伴い、シール面６１は第１ピストン部材２４に対して摺動する。収容凹部２８６の底面にはばね部材７３が設けられており、ばね部材７３はコーナーシール６０を収容凹部２８６の外部へ向けて付勢している。これにより、シール面６１の第１ピストン部材２４への密着性が確保されている。

コーナーシール６０には、シール面６１の一部分が窪んだ凹部６５が形成されている。リングシール４０は、その一部が凹部６５内に配置されて、コーナーシール６０と係合している。コーナーシール６０には、差込部６４が形成されている。ピストンシール５０は、差込部６４に差し込まれて、コーナーシール６０と係合している。コーナーシール６０は、リングシール４０とピストンシール５０とを接続して、シールの切れ目を発生させないようにする。

凹部６５の延びる方向と差込部６４の延びる方向とは、略直交している。コーナーシール６０が第２ピストン部材２８に保持された状態で、凹部６５は、周方向に延びている。コーナーシール６０が第２ピストン部材２８に保持された状態で、差込部６４は、径方向に延びている。

コーナーシール１６０は、リングシール４０とピストンシール１５０との交差部に配置されている。コーナーシール１６０は、第１ピストン部材２４に保持されている。第１ピストン部材２４の第１壁面部材２４ｂの径方向内側の端部には、収容凹部が形成されており、この収容凹部内にコーナーシール１６０が収容されている。したがってコーナーシール１６０は、第１壁面部材２４ｂの径方向内側の端部において、第１ピストン部材２４に保持されている。

図８は、第２のコーナーシールとしての、コーナーシール１６０の斜視図である。コーナーシール１６０は、シール面１６１を有している。シール面１６１は、第２ピストン部材２８に接触する。第１ピストン部材２４と第２ピストン部材２８との相対回転に伴い、シール面１６１は第２ピストン部材２８に対して摺動する。コーナーシール１６０にはばね部材１７３が設けられており、ばね部材１７３はコーナーシール６０を第２ピストン部材２８へ向けて付勢している。これにより、シール面１６１の第２ピストン部材２８への密着性が確保されている。

コーナーシール１６０には、シール面１６１の一部分が窪んだ凹部１６５が形成されている。リングシール４０は、その一部が凹部１６５内に配置されて、コーナーシール１６０と係合している。コーナーシール１６０には、差込部１６４が形成されている。ピストンシール１５０は、差込部１６４に差し込まれて、コーナーシール１６０と係合している。コーナーシール１６０は、リングシール４０とピストンシール１５０とを接続して、シールの切れ目を発生させないようにする。

図４，５に戻って、軸方向においてピストンシール５０に隣り合って、コーナーシール９０が設けられている。ばね部材９３は、コーナーシール９０を径方向外側へ付勢しており、コーナーシール９０をハウジング４の内周面へ密着させている。

＜合口固定構造＞
図９は、第３のコーナーシールとしての、凹部６５内にピン６７を有するコーナーシール６０の斜視図である。図９に示されるように、リングシール４０の周方向の１箇所には、合口部４２が設けられている。合口部４２は、有端環状のリングシール４０の端部同士が周方向に対向する部分であり、リングシール４０の不連続箇所を形成している。合口部４２は、リングシール４０の切れ目部分である。リングシール４０は、合口部４２において切断されている。リングシール４０の周方向における一方の端部と他方の端部とが、周方向に空隙をもって向き合って、合口部４２を形成している。有端環状のリングシール４０の両端部は、離間している。

合口部４２が設けられていることにより、リングシール４０の径が拡大および縮小可能とされている。リングシール４０には、径方向外側からガス圧がかかるので、リングシール４０が環状溝２８４の内周側の面に貼り付くことでシール機能を発揮できる。合口部４２を有するリングシール４０は、環状溝２８４の内周側の面に貼り付くことができ、これにより燃焼室Ａ〜Ｄから内周側へのガスの漏れが抑制されている。

図９に示されるコーナーシール６０は、凹部６５内にピン６７を有している。ピン６７は、凹部６５の底面から凹部６５の開口へ向かって突出している。ピン６７は、リングシール４０の合口部４２に係合している。リングシール４０の両端部の間の空隙に、ピン６７が配置されている。リングシール４０の一対の端部の両方が、ピン６７に対向している。リングシール４０の一対の端部は、ピン６７を間に挟んで向き合って配置されている。ピン６７は、合口部４２と係合してリングシール４０の周方向への移動を規制する合口固定構造としての機能を有している。シール構造は、複数のコーナーシール６０を含んでおり、複数のコーナーシール６０のうちの一つが合口固定構造を有するように、構成されている。

上述した通り、コーナーシール６０は、第２ピストン部材２８の第２壁面部材２８ｂの径方向内側の端部に配置されている。合口固定構造を成すピン６７は、第２壁面部材２８ｂと同じ周方向位置に配置されている。合口部４２を形成するリングシール４０の端部は、コーナーシール６０に形成された凹部６５内に配置されている。合口部４２は、周方向における第２壁面部材２８ｂの厚み内に配置されている。

図１０は、第３のコーナーシールの変形例としての、凹部６５内に二面幅６８を有するコーナーシール６０の斜視図である。図１０に示されるコーナーシール６０は、凹部６５が一箇所途切れた二面幅６８を有している。二面幅６８は、リングシール４０の合口部４２に係合している。図９に示されるピン６７と同様に、二面幅６８は、合口部４２と係合してリングシール４０の周方向への移動を規制する合口固定構造としての機能を有している。

図９，１０では、コーナーシール６０が合口固定構造を有する例について説明したが、合口固定構造は、必ずしもコーナーシール６０に設けられなくてもよい。たとえば、コーナーシール１６０がピンまたは二面幅などの合口固定構造として機能し得る構成を有していてもよい。リングシール４０を収容する環状溝２８４の、周方向における第２壁面部材２８ｂまたは第１壁面部材２４ｂの厚み内に、ピンまたは二面幅などが形成されてもよい。

または、リングシール４０の周方向の位置決めをするための別の構造を設けて、周方向における第２壁面部材２８ｂまたは第１壁面部材２４ｂの厚み内に合口部４２を配置するように、シール構造を構成してもよい。たとえば、リングシール４０のシール面４１と反対側の環状溝２８４の底面と対向する面が凸部を有し、この凸部を受けて凸部と嵌合する凹部が環状溝２８４の底面に形成されてもよい。この場合、凸部と凹部とは、周方向における第２壁面部材２８ｂまたは第１壁面部材２４ｂの厚み内から外れた位置に、配置されていてもよい。

＜変形例＞
図１１は、複数のリングシール４０，４６を備えるシール構造の斜視図である。これまでの説明においては、シール構造が１つのリングシール４０を備えている例について説明した。シール構造は、複数のリングシールを備えていてもよい。図１１に示す変形例では、上述したリングシール４０よりも径方向内側に、第２のリングシール４６が配置されている。コーナーシール６０には、凹部６５に加えて、シール面６１の一部分が窪んだ凹部６６が形成されている。リングシール４６は、凹部６６内に配置されて、コーナーシール６０と係合している。コーナーシール６０には、複数のリングシール４０，４６を受けるための複数の凹部６５，６６が形成されている。

＜作用および効果＞
次に、上述した実施形態の作用および効果について説明する。

実施形態のシール構造は、図５に示されるように、リングシール４０と、ピストンシール５０と、コーナーシール６０とを備えている。図６に示されるように、コーナーシール６０は、第１ピストン部材２４に接触するシール面６１を有している。コーナーシール６０には、シール面６１の一部分が窪んだ凹部６５が形成されている。凹部６５内に、リングシール４０が配置されている。コーナーシール６０には、ピストンシール５０が差し込まれる差込部６４が形成されている。

燃焼室の内周部をシールするリングシール４０と、周方向に隣り合う２つの燃焼室間をシールするピストンシール５０との交差部に、コーナーシール６０が設けられている。リングシール４０の一部が凹部６５内に配置されており、ピストンシール５０の端部が差込部６４に差し込まれており、リングシール４０とピストンシール５０との交差部にシールの切れ目を発生させない構成とされている。これにより、シール構造のシール性を向上することができ、各燃焼室からのガスの漏れ量を低減することができる。

図９，１０に示すように、リングシール４０は、周方向の１箇所に合口部４２を有している。シール構造は、合口部４２と係合するピン６７または二面幅６８を備えている。ピン６７または二面幅６８が、リングシール４０の周方向への移動を規制する合口固定構造として機能することで、合口部４２の周方向における位置決めがなされる。周方向における合口部４２の配置を適切な位置に維持することで、燃焼室から合口部４２を通ってガスが内周側へ漏れることを抑制することができる。

図９，１０に示されるように、ピン６７または二面幅６８はコーナーシール６０に設けられている。合口固定構造は、第２ピストン部材２８に形成された環状溝２８４内に設けられてもよいが、合口固定構造をコーナーシール６０が有している構造とすることにより、コーナーシール６０とは別に合口固定構造のためのスペースを必要とすることがない。したがって、省スペース化を実現することができる。

図５に示されるように、コーナーシール６０は、第２壁面部材２８ｂの径方向内側の端部において、第２ピストン部材２８に保持されている。したがって合口部４２は、周方向における第２壁面部材２８ｂの厚み内に配置されている。燃焼室の壁面を構成する第２壁面部材２８ｂと同じ周方向位置に合口部４２を配置することで、燃焼室から合口部４２を通ってガスが内周側へ漏れることを抑制することができる。

図１１に示されるように、シール構造は、複数のリングシールを備えていてもよい。このようにすれば、シール性をより向上できるので、燃焼室から内周側へのガス漏れをより確実に抑制することができる。

以上のように実施形態について説明を行なったが、今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

２ エンジン、４ ハウジング、２４ 第１ピストン部材、２４ｂ 第１壁面部材、２８ 第２ピストン部材、２８ｂ 第２壁面部材、４０，４６ リングシール、４１，５１，６１，８１，１６１ シール面、４２ 合口部、４３ ばね部、５０，１５０ ピストンシール、６０，９０，１６０ コーナーシール、６４，１６４ 差込部、６５，６６，１６５ 凹部、７３，９３，１７３ ばね部材、１００ 軸受、２４１，２８１ 潤滑油路、２８４ 環状溝、２８５，２８８ 収容溝、２８６ 収容凹部、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 燃焼室、ＡＸ 回転中心。

Claims (5)

1. ハウジングと、前記ハウジング内に回転可能に支持される第１ピストン部材と、前記ハウジング内に回転可能に支持される第２ピストン部材と、を含み、前記ハウジング、前記第１ピストン部材および前記第２ピストン部材によって燃料を燃焼させるための燃焼室が形成され、前記第２ピストン部材は前記燃焼室の周方向の壁面を構成する壁面部材を有する、内燃機関において、前記第１ピストン部材と前記第２ピストン部材との対向面間をシールするシール構造であって、
   前記燃焼室の内周部をシールする環状のリングシールと、
   前記壁面部材に保持され、周方向に隣り合う２つの前記燃焼室間をシールする、ピストンシールと、
   前記壁面部材の径方向内側の端部において前記第２ピストン部材に保持され、前記第１ピストン部材に接触するシール面を有する、コーナーシールとを備え、
   前記コーナーシールには、前記シール面の一部分が窪んだ凹部が形成されており、前記凹部内に前記リングシールが配置されており、
   前記コーナーシールには、前記ピストンシールが差し込まれる差込部が形成されている、内燃機関のシール構造。
2. 前記リングシールは、周方向の１箇所に合口部を有し、
   前記合口部と係合して前記リングシールの周方向への移動を規制する合口固定構造を備える、請求項１に記載のシール構造。
3. 前記合口固定構造を前記コーナーシールが有する、請求項２に記載のシール構造。
4. 周方向における前記壁面部材の厚み内に前記合口部が配置されている、請求項２または３に記載のシール構造。
5. 複数の前記リングシールを備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシール構造。

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