JPH04136428A - ロータリエンジンのハウジング構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ロータリエンジンのハウジング構造に関し、
とりわけ、ロータのアペックスシールおよびロータハウ
ジングのロータ摺動面をそれぞれセラミックで形成する
ようにしたロータリエンジンのハウジング構造に関する
。

（従来の技術） ロータリエンジンは一般に知られるように、ロータハウ
ジングと、その両側に配置されて一体に固定されるサイ
ドハウジングとで構成されるケーシング内を、略正三角
形状を呈するのロータが摺接しつつ遊星回転運動し、こ
のロータとケーシングとにより区画される作動室は該ロ
ータの回転に伴って移動しつつ、吸気、圧縮、爆発、膨
脹、排気の各行程を順次繰返すようになっている。

前記ロータリエンジンは、例えば、実開昭６１−１３７
８０１号公報に開示されるように、トロコイド曲面とし
て形成されたロータ摺動面と前記ロータとの間は、この
ロータの各頂部に設けられるアペックスシールによって
シールされ、前記作動室の気密性が保たれるようになっ
ている。

ところで、近年にあってはエンジンの各部に軽量かつ高
硬度のセラミックを利用することが提案されているが、
ロータリエンジンにあっても、前記アペックスシールを
セラミックで形成することにより、耐磨耗性に優れたエ
ンジンを提供することができる。

一方、前記ロータハウジングのロータ摺動面は従来クロ
ム加工して耐磨耗性の向上が図られていたが、このロー
タ摺動面をもセラミックで形成することにより、耐磨耗
性を更に向上できるものと考えられる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、アペックスシールをセラミックで形成し
たロータリエンジンにおいて、ロータ摺動面をもセラミ
ックで形成すると、互いに摺接されるアペックスシール
とロータ摺動面とは共に硬度が著しく高いものであるた
め、両者間の馴染み性が悪く、ロータ摺動面に僅かでも
規定許容値を超える精度誤差がある場合には、その部分
のシール性が悪化されて燃焼ガス洩れを発生し、出力が
著しく低下されてしまうと共に、油膜切れを発生して焼
き付きを発生する虞れがあるという課題があった。

そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、アペック
スシールおよびロータ摺動面をそれぞれセラミックで形
成した場合にも、これら両者の馴染み性を確保してシー
ル性を向上できるロータリエンジンのハウジング構造を
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） かかる目的を達成するために本発明は、ロータのアペッ
クスシールをセラミックで形成したエンジンにおいて、
前記アペックスシールが摺動するロータハウジングのロ
ータ摺動面にセラミック層を形成すると共に、このセラ
ミック層の表面を粗面加工する構成とする。

（作用） 以上の構成により本発明のロータリエンジンのハウジン
グ構造にあっては、ロータハウジングのロータ摺動面に
形成されたセラミック層の表面を粗面加工したので、エ
ンジン作動に伴ってロータが回転されると、アペックス
シールが粗面加工された前記ロータ摺動面を摺動して、
この粗面加工により形成された微細な凹凸部を研磨して
馴染み性が向上され、延いては、シール性の向上が達成
される。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。

第１図から第４図は本発明にかかるロークリエンジンの
ハウジング構造の一実施例を示し、第１図はロータリエ
ンジン１０の一部を省略した横断面図、第２図はロータ
１２の１つの頂部を拡大して示す要部分解斜視図、第３
図はロータハウジング１６とアペックスシール１４との
初期の関係を示す要部拡大断面図、第４図はロータハウ
ジング１６とアペックスシール１４との馴染み状態を示
す要部拡大断面図である。

前記ロータ１２は、略正三角形状に形成された各−辺が
ベリトロコイド曲線の内包路線として形成され、かつ、
前記ロータハウジング１６は、ロータ摺動面１６ａが２
節ペリトロコイド曲線として形成され、このロータ摺動
面１６ａに前記ロータ１２の各頂部がそれぞれ摺接され
るようになっている。

前記アペックスシール１４は前記ロータ１２の各頂部に
取り付けられ、このアペックスシール１４を介して作動
室１８間をシールするようになっており、本実施例では
このアペックスシール１４は軽量かつ耐磨耗性に優れた
セラミックをもって形成されている。

前記ロータ１２はロータ摺動面１６ａに摺接した状態で
、前記作動室１８の各容積を変化させつつ回転されるが
、このとき、ロータ１２は偏心軸２０のまわりを遊星回
転運動し、このときの回転が偏心軸２０を介して外部に
取り出される。

ところで、前記アペックスシール１４は第２図に示すよ
うに、ロータ１２の各頂部に形成された溝部２２に挿入
され、アペックスシールばね２６を介して外径方向、つ
まり、ロータ摺動面１６ｇに向かって押圧付勢される。

尚、第２図中、２８はサイドハウジングとの間をシール
するサイドシール、３０は前記アペックスシールの一端
部に設けられるサイドピース、３２はサイドシール２８
を外方に押圧付勢するサイドシールばね、３４はコーナ
ーシール、３６はコーナーシールばねである。

また、前記第１図に示したように前記ロータハウジング
１６には、吸気ポート３８．排気ポート４０および第１
点火プラグ取付穴４２．第２点火プラグ取付穴４４．第
３点火プラグ取付穴４６がそれぞれロータ摺動面１６ａ
に開口して形成されている。

そして、ロータ１２の回転（回転方向Ｘ）に伴って、吸
気ポート３８から導入された混合気は作動室１８で圧縮
されて、前記第１．第２．第３点火プラグ取付穴４２，
４４．４６にそれぞれ取り付けられた図外の点火プラグ
を介して着火され、そして、燃焼ガスは排気ポート４０
から排出されるようになっている。

また、前記第１．第２．第３点火プラグ取付穴４２．４
４．４６はロータ１２の回転方向に沿って順次配置され
、これら各取付穴４２，４４．４６は焼き入れされてそ
の強度が増大されると共に、第１点火プラグ取付穴４２
と第２点火プラグ取付穴４４との間の距離１、は、第２
点火プラグ取付穴４４と第３点火プラグ取付穴４６との
間の距離１２より大きく設定されている。

そして、前記第１．第２点火プラグ取付穴４２゜４４に
取り付けられた点火プラグよりも、前記第３点火プラグ
取付穴４６に取り付けられた点火プラグを遅れてスパー
クさせ、この後者の点火プラグにより燃え残った燃料を
完全に燃焼させて、未燃ガスが排出されるのを防止する
。

また、前記第３点火プラグ取付穴４６はロータ１２の回
転方向に対して最も後方となるため、この第３点火プラ
グ取付穴４６の開口径を小径として、カーボンが多量に
侵入されて付着されるのを防止しである。

ところで、本実施例では第３図に示すように、ロータハ
ウジング１６のロータ摺動面１６ａにセラミック層５０
を溶射により形成し、かつ、このセラミック層５０の表
面にショツトブラストによる粗面加工を行い、微細な凹
凸面５２を予め形成しである。

ここで、上記粗面加工による表面粗さＲａ　　（ＪＩＳ
　　Ｂ　　０６０１の規定に基づく中心線平均粗さ）は
、本実施例ではＲａ＝１．Ｏｔｍ程度に設定されている
。またこの際、粗面の最大山部と最大谷部との凹凸差Δ
ｈが４１１１１１以下になるとアペックスシール１４と
干渉する虞が生じ、またその差が１０μｓ以上になると
ガス洩れ量が限界値を超えてしまう虞が生じるので、そ
の差Δｈは４１１１Ｒ〜１０μｓの間（４虜≦Δｈ≦１
０μｓ）に収めるようにするのが好ましく、本実施例で
は８虜程度に設定されている。

以上の構成により本実施例のロータリエンジンのハウジ
ング構造にあっては、互いに摺接されるアペックスシー
ル１４とロータ摺動面１６ａとがそれぞれ同じセラミッ
クにより形成されることになり、かつ、ロータ摺動面１
６ａに形成されたセラミック層５０表面は粗面加工され
ているため、この状態でエンジン１０を作動してロータ
を回転させると、前記アペックスシール１４がアペック
スシールばね２６の押圧力をもって、粗面加工された凹
凸面５２を摺動する。

すると、前記アペックスシール１４は凹凸面５２の突起
部５２ｇ先端に当接されて、その接触面積が著しく減少
された状態となるため、当該突起部５２ａ先端との間の
面圧が著しく高くなっており、この突起部５２ａはアペ
ックスシール１４によって面圧の高い部分から徐々に研
磨される。

つまり、アペックスシール１４とセラミック層１６ａと
の間の馴染み性が著しく向上し、第４図に示すように前
記凹凸面５２が研磨され尽くした状態では、アペックス
シール１４とセラミック層５０との間に高い気密性を保
持させることができる。

尚、前記凹凸面５０が研磨され尽くされると、アペック
スシール１４とセラミック層５０との間の面圧が低下さ
れるため、それ以後においては研磨が促進されることは
なく、セラミックが本来有する高硬度の特性が生かされ
て、耐久性が著しく向上される。

また、前記セラミック層５０の凹凸面５２は、エンジン
１０の作動に伴うアペックスシール１４の摺動で研磨さ
れるため、セラミック層５０の表面はエンジン作動状態
、つまり、ロータハウジング１６が熱変形した状態でア
ペックスシール１４との馴染み性が発揮され、実際のエ
ンジン作動状態でのシール性が著しく向上される。

（発明の効果） 以上説明したように本発明のロータリエンジンのハウジ
ング構造にあっては、ロータのアペックスシールをセラ
ミックで形成すると共に、ロタハウジングのロータ摺動
面にセラミック層を形成し、このセラミック層の表面を
粗面加工したので、エンジン作動に伴うロータ回転によ
り、アペックスシールで前記粗面加工された微細な凹凸
面を研磨して、これらアペックスシールとロータハウジ
ングのセラミック層との馴染み性を著しく向上すること
ができる。

従って、ロータとロータ摺動面との間のシール性が著し
く向上され、しかも、このシール性はエンジンの作動状
態で最も向上されるため、燃焼ガス洩れを防止して出力
の大幅な向上を達成できると共に、油膜切れを防止して
焼き付きを防止することができるという優れた効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のロータリエンジンの／＼ウジング構造
の一実施例を一部を省略して示す横断面図、第２図は本
発明の一実施例においてロータの頂部を拡大して示す要
部分解斜視図、第３図は本発明の一実施例においてロー
ツノ１ウジングとアペックスシールとの初期の関係を示
す要部拡大断面図、第４図は本発明の一実施例において
ローツノ１ウジングとアペックスシールとの馴染み状態
を示す要部拡大断面図である。 １０・・・・・・ロータリエンジン １２・・・・・・ロータ １４・・・・・・アペックスシール １６・・・・・・ロータハウジング １６ａ・・・ロータ摺動面 １８・・・・・・作動室 ２０・・・・・・偏心軸 ５０・・・・・・セラミック層 ５２・・・・・・凹凸面 ５２ａ・・・突起部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ロータのアペックスシールをセラミックで形成したエン
   ジンにおいて、 前記アペックスシールが摺動するロータハウジングのロ
   ータ摺動面にセラミック層を形成すると共に、このセラ
   ミック層の表面を粗面加工したことを特徴とするロータ
   リエンジンのハウジング構造。