JPS589241B2 - ロ−タリピストンエンジン - Google Patents

ロ−タリピストンエンジン

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JPS589241B2
JPS589241B2 JP52069002A JP6900277A JPS589241B2 JP S589241 B2 JPS589241 B2 JP S589241B2 JP 52069002 A JP52069002 A JP 52069002A JP 6900277 A JP6900277 A JP 6900277A JP S589241 B2 JPS589241 B2 JP S589241B2
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JP
Japan
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side housing
oil
seals
oil seal
rotary piston
Prior art date
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Expired
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JP52069002A
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English (en)
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JPS543607A (en
Inventor
各和誠市
山田俊生
山縣一郎
服部敏彦
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Toyo Kogyo Co Ltd
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Publication date
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Priority to US05/913,337 priority patent/US4225294A/en
Priority to DE2825434A priority patent/DE2825434C3/de
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Publication of JPS589241B2 publication Critical patent/JPS589241B2/ja
Expired legal-status Critical Current

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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
    • F01C19/00—Sealing arrangements in rotary-piston machines or engines
    • F01C19/08—Axially-movable sealings for working fluids
    • 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
    • F01C21/10—Outer members for co-operation with rotary pistons; Casings
    • F01C21/104—Stators; Members defining the outer boundaries of the working chamber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49229—Prime mover or fluid pump making
    • Y10T29/49297—Seal or packing making

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)
  • Solid-Phase Diffusion Into Metallic Material Surfaces (AREA)
  • Sealing With Elastic Sealing Lips (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はロータリピストンエンジン、特にサイドハウジ
ング（多ロータ型式の場合のインターメ？イエイトハウ
ジングを含む）とオイルシ一トの組み合せに係るもので
ある。
従来ロークリピストンエンジンのサイドハウジングは鋳
鉄（ＦＣＨ−２）で製造されており、この鋳鉄面をロー
タに装着された各種のシール、すなわちオイルシール，
サイドシール，コーナーシール，アベックスシールがそ
れぞれ高速摺動ずるようになっている。
これら各種シール類の中でサイドハウジングとの間で最
も厳しい特性を要求されるのはオイルシールである。
これは他のシールがガスシールであること等からサイド
ハウジングと面接触するように構成されているのに対し
、オイルシールはオイルを掻き落とす特性を得るために
線接触すなわちシールのエッジでサイドハウジング面を
引掻くように構成されているからである。
従来実用されているオイルシール１は第１図に示すよう
に高燐高硼素鋳鉄製のリング状基材２の内周面に硬質ク
ロムメツキ３を施したものであるが、このものでは耐摩
耗性が不足し、シールのリップ部４の当り巾（リップ巾
）ｔが増大してシール機能すなわちオイル保持性が劣化
し、エンジンとしてのオイル消費量を増大させる欠点を
生じていた。
一般にオイル消費量はリップ巾の増大に伴ない急激に増
大する比例関係にあることからオイル消費量が増大しな
いようにするにはシールのリップ巾の増大を防止すれば
よく、この観点からオイルシールの改良は従来から種々
試みられてきた。
その結果成功した例として、オイルシールのリップ部に
炭化物を５０容量係以上含有する高硬度焼結チップを融
着したものが提案されている。
このものによれば第３図に示す如く高燐高硼素鋳鉄にク
ロムメッキを施したもの（比較例１）の示す摩耗特性曲
線に比べ焼結チップ品（比較例２）の示す摩耗特性曲線
の方が耐摩耗性が著しく向上していることが判る。
発明者等はこの結果に満足せず、より優れた耐摩耗性を
示すオイルシールを研究の結果、従来悪いと思われてい
た高燐高硼素鋳鉄にクロムメッキを施したものと特定の
サイドハウジング表面を組み合せた時、予想外の非常に
優れた耐摩耗性を発揮する事実を知見し、この知見に基
づき完成したのが本発明である。
本発明は、ロータリピストンエンジンにおいて、鉄系材
からなる素材表面に軟窒化処理によって形成されたＦｅ
−Ｃ−Ｎ系化合物層を有するサイドハウジングと、鋳鉄
製で、ロー夕の両側部に凹設したリング溝中に出没自在
に嵌装され、そのリップ部に硬質クロムメッキが施され
ているオイルシールとを組み合せたことを特徴とするも
のである，本発明に係るサイドハウジングを製造する方
法は、鋳鉄や鋳鋼等の鉄系材で造形された素材の必要個
所を研削加工等によって機械仕上して所定の寸法精度に
した後、ガス軟窒化やタフトライド処理等の軟窒化処理
を施し、表面にＦｅ−Ｃ−Ｎ系化合物層を形成せしめ、
その後該化合物層の少くともオイルシールと摺動ずる部
分を研磨し、所定の表面粗さに仕上げる工程を経て製造
されるものである。
こうして製造されたサイドハウジングは最表面にＦ−Ｃ
−Ｎ系化合物層を有し、その下層に拡散層を有する表面
被膜組織を有するものとなる。
特にオイルシールと摺動する部分は化合物層の層厚が１
．０μ以上でその表面粗さが０．３〜１．５μの範囲内
になるように研磨される。
つぎに、サイドハウジングに要求される特性について述
べる。
−耐摩耗性、潤滑性について一 サイドハウジングはオイルシール，サイドシール，アベ
ックスシールおよびコーナーシールと高温高速で摺動し
た時にサイドハウジング自身が摩耗しなく、かつ傷つか
ないことと合わせて相手シール材をも摩耗させないもの
でなければならない。
周知の通りガス軟窒化法やタフトライド法のような軟窒
化法によって形成される化合物層はＦｅ−Ｃ−Ｎ系化合
物であり高硬度であるが、反面表面形状が非常に凹凸に
富んでおり、これをそのままサイドハウジングとして使
用した場合には、エンジンのアイドリング運転を長時間
持続した場合にオイルシールのリップを著しく摩耗せし
める欠点がある。
これは低速回転時に凹凸面が削られ、かつ削られた化合
物粒子が摺動面内に保持され砥石粒の働きをすることに
よるものとみられる。
しかしながら表面粗さは少ない程良いというものではな
い。
すなわちサイドハウジング内表面は燃焼室壁面と各種シ
ールとの摺動面を兼ねているため、表面粗さが小さ過ぎ
ると摺動面にあるべき油膜が焼失してなくなり、摺動時
に潤滑性が不足して焼き付きを起こしたり異常摩耗を起
こしたりするおそれがあるからである。
この問題点に対し我々は、軟窒化層表面に本来ある徴細
な凹凸を適度に残すことによって油保持性すなわち潤滑
性を確保するようにしたものである。
したがって、サイドハウジング表面の化合物層表面の粗
さは耐摩耗性と潤滑性を共に満足する程度であることが
必要である。
このような要求から種々実験の結果、表面粗さは０．３
〜１５μの範囲内にあることが必要であることを見い出
した。
これは０．３μ未満では表面における油保持性に欠け、
十分な潤滑性が得られず、逆に１５μを超えるとオイル
シールのクロムメッキを摩耗させ、耐摩耗性に悪影響を
及ぼすからである。
また、化合物層の層厚については摩耗に対する耐久性の
面から最低１μは必要である。
すなわち、自動車用のエンジンであれば、一応の目安で
ある１０万施走行に十分耐えるだけのものであることが
要求されているからである。
一方オイルシールは従来と同様のものでよく、高燐高硼
素鋳鉄（商品名ターカロイ・・山本ピストンリングＫ−
Ｋ）の内周面に硬質クロムメッキを厚さ０．１〜２．Ｏ
ｍｒｎ施し、このクロムメッキ部分がサイドハウジング
に接触するようにオイルシールの摺動面を幾分傾斜させ
ている。
（第１図２参照）以上に詳記したサイドハウジングとオ
イルシールは後記する試験例に示すように非常に優れた
耐摩耗性を発揮する。
その程度は上記したサイドハウジングと前記した硬質焼
結チップを融着したオイルシールを組み合せたものより
も大きく優れている。
このことは単にオイルシールとしてｆＪ従来焼結チップ
を融着したものが優れていたが、サイドハウジング表面
が軟窒化されたものにおいてはその優劣関係が逆転する
ことを表している。
このことは軟窒化したサイドハウジングとクロムメッキ
とが特に相性が良いことによってもたらされるものと考
えられる。
摩耗試験 第１図に示すような断面形状を有し、外径１３０ｍｒｒ
ｔ ，内径１２４ｍｍ，高さ６． ０ ｍｍのリング状
オイルシールであって、その基材１が高燐高硼素鋳鉄製
で、その内側面にクロムメツキ２を厚み０．１５ｍｍ施
したものを分断し、長さ１０ｍｍのテストビースを作製
した。
一方第２図に示す試験装置を作製し、回転円盤３をサイ
ドハウジングと同一材料である鋳鉄（ＦＣＨ−２ Ｊ
ＩＳ）で鋳造し、その表面にガス軟窒化処理（処理条件
等は汎用されている範囲であればよい）を施し、さらに
その摺動面を研磨して表面粗さを１〜５μとした。
図中６は前述したテストビースであり、スプリング７で
付勢されている。
以上のように構成された試験装置を、摺動部の相対速度
５． ２ ｍ／ ｓ ＋荷重（スプリング７による押圧
力）５．５ｋｇ，潤滑なしの条件で運転しテストピース
の摩耗量を測定した。
その結果を第３図に示す。
尚、比較例として、オイルシールには前述した焼結チッ
プを融着したもの，サイドハウジングとしてはガス軟窒
化を施していない鋳鉄素地のままのものの２例を上記テ
ストビースや回転円盤と同様に設置し試験した結果を示
す。
図中比較例１が従来実用されている高燐高硼素鋳鉄にク
ロムメッキを施したオイルシールと無処理の鋳鉄製サイ
ドハウジングに対応させたもの、比較例２が比較例１と
同一のサイドハウジング材と焼結チップ融着オイルシー
ルの組み合せに対応するもの、比較例３が焼結チップ融
着オイルシールとガス軟窒化を施したサイドハウジング
の組み合せに対応するものである。
この結果から明らかな通り、本発明実施例品は非常に優
れた耐摩耗性を発揮していることが判る。
特に従来耐摩耗性不足として否定される傾向にあったク
ロムメッキを施したオイルシールが、相手材がガス軟窒
化され、所定の表面粗さに仕上げられている場合に限り
極端に向上していることが判る。
これ程耐摩耗性が向上する理由は、相性が特に良いもの
と説明する外ないものである。
以上に述べた通り、本発明におけるオイルシールとサイ
ドハウジングの組み合せは実用的に優れたものであり、
実エンジンにおける走行試験では２０万ｈの走行にも十
分な耐久性を発揮するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図はオイルシールの構造を示す一部切断面図であり
、第２図は摩耗試験装置の模式図であり、第３図は摩耗
試験における結果を示すものである。 １・・・・・・オイルシール、２・・・・・・基材、３
・・・・・・クロムメッキ、４・・・・・・リッフ部。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ ロータハウジングとサイドハウジングとで形成され
    た空隙内をロータが遊星回転運動するようになっている
    ロータリピストンエンジンにおいて、鉄系材からなる素
    材表面に軟窒化処理によって形成されたＦｅ−Ｃ−Ｎ系
    化合物層を有するサイドハウジングと、鋳鉄製で、ロー
    夕の両側部に凹設したリング溝中に出没自在に嵌装され
    、そのリップ部に硬質クロムメッキが施されているオイ
    ルシールとを組み合せたことを特徴とするロータリピス
    トンエンジン。
JP52069002A 1977-06-10 1977-06-10 ロ−タリピストンエンジン Expired JPS589241B2 (ja)

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US05/913,337 US4225294A (en) 1977-06-10 1978-06-07 Oil seal means for rotary piston engines including a nitrided and ground surface
DE2825434A DE2825434C3 (de) 1977-06-10 1978-06-09 Rotationskolbenmaschine

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JPS543607A JPS543607A (en) 1979-01-11
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Also Published As

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DE2825434A1 (de) 1978-12-14
DE2825434C3 (de) 1980-08-28
JPS543607A (en) 1979-01-11
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