JPS6037283B2 - rotary piston engine - Google Patents

rotary piston engine

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Publication number
JPS6037283B2
JPS6037283B2 JP52089543A JP8954377A JPS6037283B2 JP S6037283 B2 JPS6037283 B2 JP S6037283B2 JP 52089543 A JP52089543 A JP 52089543A JP 8954377 A JP8954377 A JP 8954377A JP S6037283 B2 JPS6037283 B2 JP S6037283B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oil seal
iron
housing
side housing
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP52089543A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5423813A (en
Inventor
強 森下
照男 角南
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Matsuda KK
Original Assignee
Matsuda KK
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsuda KK filed Critical Matsuda KK
Priority to JP52089543A priority Critical patent/JPS6037283B2/en
Publication of JPS5423813A publication Critical patent/JPS5423813A/en
Publication of JPS6037283B2 publication Critical patent/JPS6037283B2/en
Expired legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Rotary Pumps (AREA)
  • Pistons, Piston Rings, And Cylinders (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(産業上の利用分野) この発明はロータリピストンェンジン、特にリップ部を
改良したオイルシールを備えたロータリピストンエンジ
ンに関する。 (従来の技術) サイドハウジングとロータハウジングとで囲まれたケー
シング中をロータが遊星回転運動するように構成された
ロータリピストンェンジンにおいて、ロータ側面に隊挿
されるオィルシ−ルは、第1図に示すようにロータ1側
面に削設されたオイルシール溝2内にスプリング3のば
ね力によって出没自在に鉄挿され、オイルシール4に形
成したりップ部5がサイドハウジング6の側面に摺動す
ることによってロ.ータ1とサイドハウジング6との両
側面間のシール性を保持するものである。 なお第1図において、7はオイルシール4に形成した○
リング溝8内に装着した○リングである。従来、上記オ
イルシール4の耐摩耗性を確保するために、オイルシー
ル4のリップ部5に高硬度クロムメッキ9を施していた
が(特公昭45一21641号公報参照)、クロムメッ
キ9のみでは十分な耐摩耗性が得られないのでオイルシ
ール4を構成する基材4aにも高耐摩耗性の高ホウ素高
リン鋳鉄を使用していた。それでもなお耐摩耗性は十分
とはいえず、その結果、オイル消費量が比較的に多力1
つた。オイルシール4には、上記サイドハウジング6面
に対する追随性、すなわちエンジンの回転中にサイドハ
ウジング6面の凹凸等の変化にオイルシール4のリップ
部5が追随する性能が葉求される。 このオイルシール4の追随性を得るためには、オイルシ
ールの構造および寸法面からの改良と、オイルシールの
材質面における改良とが考えられるが、前者の構造およ
び寸法面の改良は機構的に制約されておってその変更は
実際上困難である。従ってオイルシールの材質面におけ
る改良が検討され、オイルシールの基村として弾性に富
む低ヤング率のものを使用する一方、上記基村の弾性と
は相反する耐摩耗性の優れた高硬度材料をリップ部に使
用することが考えられる。上記目的のために先に本出願
人は、鉄系材料からなるオイルシールのリップ部に、C
3.0〜6.%、C。4〜12%、WI〜6%、PO‐
5〜2.0%と、Mo,Nb及びTaのうち少なくとも
1種を6〜43%含有する鉄基合金であって、Mo,W
及びFeの複合炭化物が面積率で30〜80%晶出ない
し析出しており、かつMo2C,N比及びTaCのうち
少なくとも1種の炭化物が面積率で6〜40%鉄基合金
の属部に分散している組織を有する嫌結合金からなるチ
ップ材を熔着させたロータリピストンェンジンのオイル
シールについて提案した(特願昭51一64292号(
特公昭56一52986号公報))。 上記提案のオイルシールの鉄基材としては、ヤング率が
22×1ぴ
(Industrial Application Field) The present invention relates to a rotary piston engine, and particularly to a rotary piston engine equipped with an oil seal having an improved lip portion. (Prior Art) In a rotary piston engine configured such that the rotor rotates planetarily in a casing surrounded by a side housing and a rotor housing, an oil seal inserted into the side surface of the rotor is shown in FIG. As shown, an iron is inserted into an oil seal groove 2 cut into the side surface of the rotor 1 so as to be able to protrude and retract freely by the spring force of a spring 3, and a lip portion 5 formed on the oil seal 4 slides on the side surface of the side housing 6. b. This is to maintain sealing performance between both sides of the motor 1 and the side housing 6. In addition, in FIG. 1, 7 is the circle formed on the oil seal 4.
This is a ◯ ring installed in the ring groove 8. Conventionally, in order to ensure the wear resistance of the oil seal 4, the lip portion 5 of the oil seal 4 has been coated with high-hardness chrome plating 9 (see Japanese Patent Publication No. 45-21641). Since sufficient wear resistance cannot be obtained, high boron and high phosphorus cast iron with high wear resistance is also used for the base material 4a constituting the oil seal 4. However, wear resistance is still not sufficient, and as a result, oil consumption is relatively high.
Ivy. The oil seal 4 is required to have the ability to follow the surface of the side housing 6, that is, the ability of the lip portion 5 of the oil seal 4 to follow changes in the unevenness of the surface of the side housing 6 during rotation of the engine. In order to obtain this followability of the oil seal 4, it is possible to improve the structure and dimensions of the oil seal and to improve the material of the oil seal, but the former improvement in structure and dimensions is mechanically It is difficult to change because of the restrictions. Therefore, improvements in the material aspect of oil seals have been considered, and while a material with high elasticity and a low Young's modulus is used as the base material of the oil seal, a high hardness material with excellent wear resistance, which is contrary to the elasticity of the base material described above, has been used. It is conceivable to use it for the lip part. For the above-mentioned purpose, the applicant previously developed a C
3.0-6. %,C. 4-12%, WI-6%, PO-
5 to 2.0%, and 6 to 43% of at least one of Mo, Nb, and Ta, the iron-based alloy containing Mo, W
Composite carbide of We proposed an oil seal for a rotary piston engine in which a chip material made of an anti-bond metal with a dispersed structure is welded (Japanese Patent Application No. 51-64292).
Special Publication No. 56-52986)). The iron base material of the oil seal proposed above has a Young's modulus of 22×1 pitch.

【9/側2以下、例えば普通鋼(21×1び
k9′肋2)、普通鋳鉄(12×1ぴk9/側2)、鉄
系焼結合金(13×】ぴkg/側2)を使用するもので
ある。上記のチップ材の組織は、2つの特徴を有するも
のとなる。 それは圧粉体中に配合したMoC,N比及びTaCのう
ち少なくとも一種の炭化物は、溶浸焼絵が完了した時点
では、暁結合金組織中における金属部(金属部と複合炭
化物との境界部も含む)のみに略元の形態のまま残留し
ていること、および(Fe・Mo・W)mCnの形態で
晶出ないし析出される複合炭化物の形状が塊状となるこ
とである。この発明はチップ部の炭化物の種類及び面積
率によりオイルシール自身の摩耗を最小限に抑えると共
にサイドハウジング面に対し傷をつけず焼き付かないと
いう相矛盾する性能をも同時に充足したものである。特
に追随性の良さに助けられてチップ材が多少高硬度であ
ってもサイドハウジング面を損傷することがないためオ
イルシール性能は長期にわたり高性能に維持することが
できるものである。しかるに上記提案の発明は、サイド
ハウジングが通常の鉄系素材をもって形成されているた
め、サイドハウジングの内表面の耐摩耗性が劣るという
問題があった。(発明が解決しようとする問題点) 鉄系素材に欧窒化処理を施した部材は、その表面にFe
−C−N系化合物からなる化合物層と、この化合物層の
下層に拡散層とが形成され、上記化合物層と拡散層とは
共に硬度が高く、耐摩耗性が優れていることは周知であ
る。 そこで上記鉄系素材軟窒化処理を施した部材をもってサ
イドハウジングを形成し、このサイドハウジングに対し
て上記の複合合金からなるリップ部を有するオイルシー
ルを使用したとき、リップ部の複合合金の摩耗量は、サ
イドハウジングの化合物層に対しては多く、化合物層が
摩滅したのち露出した拡散層に対しては少ないのである
。しかるに、上記サイドハウジングに対して硬質クロム
メッキ層のみからなるリップを有するオイルシールを使
用したときは、上記複合合金とは反対に、硬質クロムメ
ッキ層の摩耗量は、サイドハウジングの化合物層に対し
ては少なく、拡散層に対しては急激に多くなるのである
。(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、上記の複合合金をリップ部とするオイル
シールについて引続き研究したところ、第2図に示すよ
うに上記複合合金からなるチップ材10を熔着したりッ
プ部5を有する環状のオイルシール4の内周面に硬質ク
ロムメッキ層9を設け、チップ材10と硬質クロムメッ
キ層9とが欧秦化処理したサイドハウジング6面に同時
に接触摺動するようにすれば、その耐摩耗性が相乗的に
更に向上することを知ったのである。 すなわちこの発明は、サイドハウジングないしインタメ
デイエーシハウジングとロータハウジングとで囲まれた
ケーシング中をロー夕が遊星回転運動するように構成さ
れたロータリピストンェンジンにおいて、サイドハウジ
ングないしインタメディェートハウジングの内表面が軟
峯化処理によって形成されるFe−C−N系化合物から
なる化合物層とその下層に拡散層を有するものであり、
一方、ロータ側面に削設されたオイルシール構内に出没
自在に鉄挿されるオイルシールが、そのリップ部に、C
3〜6.5重量%(以下%と略す)、Co4〜12%、
WI〜6%、PO.5〜2.0%とMo,Nb及びTa
のうち少なくとも1種を6〜43%含有する鉄基合金で
あって、Mo,W及びFeの複合炭化物が面積率で30
〜80%晶出ないし析出しており、かつMoC,N比及
びTaCのうち少なくとも1種の炭化物が面積率で6〜
40%鉄基合金組織の金属部に・ 分散している組織を
有する焼結合金からなるチップ材を落着するとともに、
該チップ材に上記サイドハウジングに対してチップ材と
同時に接触超動するよう硬質クロムメッキ層を設けたも
のであることを特徴とするロータリピストンェンジンで
ある。 この発明のサイドハウジングに使用する鉄系素材は、ガ
ス軟窒化処理やタフトラィド等の軟窒化処理によって、
その表面にFe−C−N系化合物層と、その下層に拡散
層とが形成されるような鉄系素材であって、鋳鉄や鋼で
ある。 具体的にはFCH−1,FCH−2,FCD−45,F
CD−5申等の鋳鉄、SACM1,SCR4,S5&等
の鋼、マンガンクロム鋼錆鋼品の2なし、し4種、クロ
ムモリブデン鋼鏡鋼品の1及び3種等が好ましいのであ
る。上記鋳鉄のうち、片状黒鉛鉄は特に好ましいもので
あり、その表面の黒鉛には軟窒化処理による化合物層が
強固に密着されず、また黒鉛自体も脱炭現象を生じて脆
くなり更に欧窒化処理時に熱膨張と収縮により鋳鉄母村
と黒鉛とが遊離し易くなり、その結果、表面研磨加工を
施した場合に黒鉛表面に形成されている化合物層の一部
ないし多くが破損脱落し、その部分に大きな穴が形成さ
れることになる。このようにして形成された穴は、摺動
面における潤滑油の補給基地となり、潤滑性を向上させ
ることになる。上記のサイドハウジングを表面研磨加工
したときに形成される穴部の深さ及び数は、鋳鉄中に含
まれる黒鉛の量と形態とによって左右されるが、その他
、軟窒化処理と表面研磨加工処理の条件や程度によって
影響される。サイドハウジングに施す軟窒化処理は周知
の方法によって行なわれる。例えばガス軟窒化処理は、
浸炭性変性ガス(炭化水素系ガス)とアンモニアガスか
らなる雰囲気中で500〜59び0、1〜6時間加熱す
る方法である。また、タフトラィド法は、KCN十KC
NOまたはNaCN十NaCNOを主剤とし、これに促
進剤として炭酸バリウムや炭酸ナトリウムを加えて塩裕
中で500〜5900C、1〜6時間加熱する方法であ
る。鉄系素材に軟窒化処理を施すには、鋳鉄の場合は軟
窒化処理前にその少なくとも摺動面を研磨加工して所定
の表面仕上げをすることが好ましい。 上記軟窒化処理によってサイドハウジングの表面に形成
される化合物層及び拡散層の厚みは、鉄系素材の材質、
軟窒化処理条件等によって異なるが、通常、化合物層の
厚みは7〜10ミクロン、拡散層の厚みは200〜30
0ミクロンであり、またピッカーズ硬度(Hv)は80
0〜1000である。次にチップ材の組成を個々に説明
する。Cは3〜6.5%であって、炭化物を生成して耐
摩耗性を得るに欠くことのできない元素で3%未満では
炭化物の生成量が少〈なって耐摩耗性が不足し、オイル
シール性能の低下が箸るしくなる。 また、6.5%を超えると黒鉛が析出し、湯流れが悪化
し、耐摩耗性も劣下するので好ましくない。Coは、4
〜12%であって、鉄基地中に固溶して基地の勤性を向
上し、かつ、炭化物と基地との結合を強めて、加工時に
炭化物等が欠落するのを防止する。4%未満ではその効
果は不十分であり、12%を超えると炭化物に対して金
属部分が多くなり過ぎ耐摩耗性を低下するので好ましく
ない。 Wは、1〜6%であって炭素と化合して複合炭化物を生
成し、耐摩耗性を向上する元素で、1%未満では効果が
不十分で、逆に6%を超えると級性が低下し加工時に欠
損を生じ好ましくない。 Pは、0.5〜2%であって溶浸金属の融点を下げ、か
つ溶浸金属と圧粉体との濡れ性を向上するために必要で
あり、焼結完了時においてはステタ十ィトを生成して耐
摩耗性を向上し、かつ相手材を傷つけにくい性質を付与
するので好ましい。0.5%未満ではその効果が不十分
で、逆に2%を超えるとチップ材の耐摩耗性を低下させ
るので好ましくない。 Mo,WおよびFeの複合炭化物は、この発明のオイル
シールに耐摩耗性、耐焼付き性を付与するもので、面積
率30%禾満ではその効果が不十分で、逆に80%を超
えると脆くなり、加工時に欠損を生じる外、加工性が著
しく悪化するので好ましくない。 以上に述べた元素の外に鉄合金中にVやCrが10%以
下程度なら混入しても差程支障なく使用することができ
る。 Mo2C,NbCおよびTaCの炭化物は、上記鉄合金
中に生成する複合炭化物よりも硬度が高く、シール自身
の耐摩耗性の向上に最も効果のあるものである。 また多数存在する炭化物の中からMo2C,N比及びT
aCの三者を選定したのは上旨鉄合金と濡れ性がよく、
かつサイドハウジングを傷つけない硬度を有するもので
なければならないからである。 これらの炭化物の添加量が6%禾満では耐摩耗性の向上
効果が十分得られず.また40%を超えると全炭化物量
が多くなり過ぎて脆くなり、チップ先端が加工時等に欠
損するようになるので好ましくない。また鉄合金中に生
成される複合炭化物と添加される炭化物との総量は面積
率にして36〜86%の範囲内になるようにすることが
好ましい。この発明におけるオイルシールは、鉄系基材
の表面に上記のチップ材を熔着したのち、所定の形状、
寸法に成形加工し、この環状のオイルシールの内周面に
電解メッキ法によって硬質クロムメッキ層を形成したも
のである。 硬質クロムメッキ層の厚みは20〜300ミクロンが好
ましく、20ミクロン未満では所望の耐摩耗性が得難く
、また300ミクロンを越えてもその効果が飽和し経済
的にも無駄である。硬質クロムメッキ層の硬度Hvは7
00〜1000であることが好ましい。(作 用) この発明は、内表面が軟窒化処理されたサイドハウジン
グないしインタメデイエートハウジングに、ロータ側面
に削設されたオイルシール溝内に出没自在に鉄挿された
オイルシールのリップ部に熔着された上言己複合合金か
らなるチップ材と、該チップ材に設けた硬質クロムメッ
キ層とが同時に綾舷摺動するものであり、摺動初期は上
記ハウジングの化合物層と硬質クロムメッキ層との相性
がよいためリップ部の摩擦は少なく、一方化合物層が摩
滅して拡散層が露出した際に上記複合合金と拡散層との
相性がよいためリップ部の摩耗を少なくできるものであ
る。 (実施例) オイルシールの基材としてS4&(E=21×1ぴk9
/柵2JIS規格)を用いて成形した外径127側、内
径117側、高さ6肌のりングの上面に幅3.5柳、深
さ1.仇肋の溝を設け、この溝内に下記成分の鉄合金粉
末、炭化物粉末、(いずれも150メッシュ以下)を圧
粉圧力3t/c虎で充填した後、非酸化性雰囲気中で1
150〜1160qoで15分間加熱して上記圧粉体を
基材に完全に融着した。 この複合材を○リング溝を有する所定の形状に研削加工
し、更にリング内周面に厚さ0.15肌の硬質クロムメ
ッキ層を設けた。得られたオイルシールの寸法は外径1
26肋、内蓬11劫肋、高さ5.7柵であった。上記チ
ップ材の成分は、C5.0%、Co7.7%Mol.9
%、W3.9%。Pl.1%、Nb18%、残余Feで
あって、Mo,W,Feの炭化物が面積率で40%析出
しており、その硬度Hvは770であった。また硬質ク
ロムメッキ層の硬度Hvは950である。上記に得られ
たオイルシールのリップ部を、第3図に示すようにモー
タMで時計針方向に回転される円板6a面に荷重5.5
k9で圧接し、圧俵部における円板6aの円速度を5.
2h/秒としてリップ部の摩耗幅(肋)を測定した。第
4図は、上記円板6aの材質が鋳鉄であってその表面に
ガス数窒化処理(条件570qo、4時間)を施したも
のである場合におけるリップ部の摩耗幅と試験時間(時
間)との関係を表わし、比較例を併記したグラフである
。 実線(0印)はクロムメッキ層の厚みを変えた実施例、
鎖線(×印)は複合合金のみの比較例、点線(△印)は
リップ部にクロムメッキ層のみを設けた比較例である。
点線(△印)のAはクロムメッキ層の厚みを0.1柳、
Bはクロムメッキ層の厚みを0.15柳としたものであ
り、A,Bの屈曲点a,bは円板6aの化合物層を摩滅
して露出し始めた点を示している。また鎖線(×印)で
示すようにリップ部が複合合金のみの比較例では、相手
材である円板6aの化合物層により摩耗量が多く、しか
も化合物層が摩滅して拡散層が露出しても摩耗粉によっ
て摩耗が促進されている。上記第4図でわかるようにこ
の発明のものは、チップ材とクロムメッキ層とが同時に
円板面に接触沼動することによって耐摩耗性が相乗的に
向上している。 (発明の効果) 上記に説明したようにこの発明によれば、サイドハウジ
ングないしインタメデイヱートハウジングの内表面に軟
窒化処理によって形成される化合物層および拡散層およ
び拡散層により、上記ハウジング自身の耐摩耗性が向上
するとともに、オイルシールのリップ部は上記複合合金
と硬クロムメッキ層とが同時に上記ハウジングの内表面
に接触摺動するように構成されているため、摺動初期は
上記ハウジングの化合物層と相性のよい硬質クロムメッ
キ層により耐摩耗性が向上し、一方化合物層が摩滅して
拡散層が露出した際でも拡散層と上記複合合金との相性
がよいため耐摩耗性が向上する。 従って長期にわたって良好な耐摩耗性を示しオイルシー
ルのシール性が向上してオイル消費を軽減できるという
実用上優れた効果を有する。
[9/side 2 or less, for example, ordinary steel (21 x 1 k9' ribs 2), ordinary cast iron (12 x 1 k9/side 2), iron-based sintered alloy (13 x] pkg/side 2) It is what you use. The structure of the above chip material has two characteristics. This is because at least one type of carbide among MoC, N ratio, and TaC blended into the green compact is present in the metal part (the boundary between the metal part and the composite carbide) in the Akatsuki alloy structure when the infiltration pyrography is completed. ) remains in substantially its original form, and the composite carbide crystallized or precipitated in the form of (Fe.Mo.W)mCn has a lumpy shape. This invention simultaneously satisfies the contradictory performance of minimizing the wear of the oil seal itself through the type and area ratio of the carbide in the tip portion, and at the same time, does not damage or seize the side housing surface. In particular, thanks to the good followability, the side housing surface is not damaged even if the chip material is somewhat hard, so the oil seal performance can be maintained at high performance over a long period of time. However, the above proposed invention has a problem in that the inner surface of the side housing has poor wear resistance because the side housing is made of a normal iron-based material. (Problem to be solved by the invention) A member made of iron-based material subjected to nitriding treatment has Fe on its surface.
It is well known that a compound layer made of a -C-N compound and a diffusion layer are formed below this compound layer, and that both the compound layer and the diffusion layer have high hardness and excellent wear resistance. . Therefore, when a side housing is formed from a member made of the above-mentioned iron-based material subjected to nitrocarburizing treatment, and an oil seal having a lip section made of the above-mentioned composite alloy is used for this side housing, the amount of wear of the composite alloy of the lip section is is large for the compound layer of the side housing, and small for the diffusion layer exposed after the compound layer is worn away. However, when an oil seal with a lip consisting only of a hard chrome plating layer is used for the side housing, contrary to the above composite alloy, the amount of wear of the hard chrome plating layer is smaller than that of the compound layer of the side housing. However, it increases rapidly for the diffusion layer. (Means for Solving the Problems) The present inventors continued their research on oil seals having lip portions made of the above composite alloy, and as shown in FIG. A hard chrome plating layer 9 is provided on the inner circumferential surface of the annular oil seal 4 having a sealing lip portion 5, and the tip material 10 and the hard chrome plating layer 9 simultaneously contact the 6 surfaces of the side housing which has been subjected to the European Qinization process. They learned that if they were made to slide, their wear resistance would further improve synergistically. That is, the present invention provides a rotary piston engine in which a rotor rotates planetarily in a casing surrounded by a side housing or an intermediate housing and a rotor housing. The inner surface has a compound layer made of a Fe-C-N-based compound formed by softening treatment and a diffusion layer below the compound layer,
On the other hand, the oil seal, which is removably inserted into the oil seal compound cut into the side surface of the rotor, has a C in its lip.
3 to 6.5% by weight (hereinafter abbreviated as %), Co4 to 12%,
WI~6%, PO. 5-2.0% and Mo, Nb and Ta
An iron-based alloy containing 6 to 43% of at least one of the following, wherein the composite carbide of Mo, W and Fe has an area ratio of 30
~80% crystallized or precipitated, and the area ratio of at least one carbide among MoC, N ratio, and TaC is 6~80%.
A chip material made of a sintered alloy having a dispersed structure is deposited on the metal part of the 40% iron-based alloy structure, and
This rotary piston engine is characterized in that the chip material is provided with a hard chromium plating layer so that the chip material contacts and moves simultaneously with the side housing. The iron-based material used for the side housing of this invention is subjected to soft nitriding treatment such as gas soft nitriding treatment or Tufftride.
It is an iron-based material, such as cast iron or steel, on which a Fe--C--N compound layer and a diffusion layer are formed below. Specifically, FCH-1, FCH-2, FCD-45, F
Preferably, cast iron such as CD-5, steel such as SACM1, SCR4, S5&, etc., manganese chromium steel, rust type 2, type 4, and chromium molybdenum mirror steel, type 1 and 3 are preferable. Among the above-mentioned cast irons, flake graphite iron is particularly preferable because the compound layer due to the soft nitriding treatment does not adhere firmly to the graphite on its surface, and the graphite itself also undergoes decarburization and becomes brittle and further becomes nitrided. During treatment, the cast iron matrix and graphite tend to separate due to thermal expansion and contraction, and as a result, when surface polishing is performed, part or most of the compound layer formed on the graphite surface breaks and falls off. A large hole will be formed in the area. The holes formed in this way serve as a supply base for lubricating oil on the sliding surface, improving lubricity. The depth and number of holes formed when the above-mentioned side housing is surface polished depends on the amount and form of graphite contained in the cast iron, but other treatments include soft nitriding and surface polishing. It is influenced by the conditions and degree of The soft nitriding treatment applied to the side housing is performed by a well-known method. For example, gas nitrocarburizing treatment
This is a method of heating in an atmosphere consisting of a carburizing modified gas (hydrocarbon gas) and ammonia gas for 500 to 590 ℃ and 0 to 1 to 6 hours. In addition, the tufftride method is KCN1KC
This is a method in which NO or NaCN and NaCNO are used as main ingredients, barium carbonate or sodium carbonate is added as a promoter, and the mixture is heated at 500 to 5900 C for 1 to 6 hours in a salt bath. In order to perform nitrocarburizing treatment on an iron-based material, in the case of cast iron, it is preferable to polish at least the sliding surface of the cast iron to give a predetermined surface finish before the nitrocarburizing treatment. The thickness of the compound layer and diffusion layer formed on the surface of the side housing by the soft nitriding treatment is determined by the thickness of the iron-based material,
The thickness of the compound layer is usually 7 to 10 microns, and the thickness of the diffusion layer is 200 to 30 microns, although it varies depending on the nitrocarburizing treatment conditions.
0 micron, and Pickers hardness (Hv) is 80
It is 0-1000. Next, the compositions of the chip materials will be explained individually. C is an element in the range of 3 to 6.5%, which is indispensable for producing carbides and obtaining wear resistance.If it is less than 3%, the amount of carbides produced is small, resulting in insufficient wear resistance, and the oil The decrease in sealing performance becomes noticeable. Moreover, if it exceeds 6.5%, graphite will precipitate, the flow of the metal will deteriorate, and the wear resistance will also deteriorate, which is not preferable. Co is 4
~12%, solid solution in the iron base improves the hardness of the base, and strengthens the bond between the carbide and the base to prevent carbide etc. from being lost during processing. If it is less than 4%, the effect is insufficient, and if it exceeds 12%, the metal portion becomes too large compared to the carbide, which reduces wear resistance, which is not preferable. W is an element that combines with carbon to form composite carbides at a concentration of 1 to 6% and improves wear resistance.If it is less than 1%, the effect is insufficient, and on the other hand, if it exceeds 6%, the quality deteriorates. This is undesirable as it causes defects during processing. P is 0.5 to 2% and is necessary to lower the melting point of the infiltrated metal and to improve the wettability between the infiltrated metal and the green compact. This is preferable because it improves abrasion resistance by forming scratches and imparts properties that prevent damage to the mating material. If it is less than 0.5%, the effect will be insufficient, and if it exceeds 2%, it will reduce the wear resistance of the chip material, which is not preferable. The composite carbide of Mo, W and Fe imparts wear resistance and seizure resistance to the oil seal of the present invention, and its effect is insufficient when the area ratio is 30%, and on the other hand, when it exceeds 80%. This is not preferable because it becomes brittle and causes defects during processing, and the workability is significantly deteriorated. In addition to the above-mentioned elements, V and Cr can be mixed into the iron alloy in an amount of about 10% or less and can be used without any problem. The carbides of Mo2C, NbC, and TaC have higher hardness than the composite carbides produced in the above-mentioned iron alloy, and are most effective in improving the wear resistance of the seal itself. In addition, among the many carbides that exist, Mo2C, N ratio and T
The three materials selected for aC were the superior iron alloy and the good wettability.
This is because it must also have a hardness that will not damage the side housing. If the amount of these carbides added is less than 6%, a sufficient effect of improving wear resistance cannot be obtained. Moreover, if it exceeds 40%, the total amount of carbides becomes too large and becomes brittle, leading to chipping at the tip end during machining, which is not preferable. Further, it is preferable that the total amount of the composite carbide produced in the iron alloy and the carbide added is within the range of 36 to 86% in terms of area ratio. The oil seal in this invention is produced by welding the above-mentioned chip material to the surface of an iron-based base material, and then forming the oil seal into a predetermined shape.
A hard chrome plating layer is formed on the inner peripheral surface of this annular oil seal by electrolytic plating. The thickness of the hard chromium plating layer is preferably 20 to 300 microns; if it is less than 20 microns, it is difficult to obtain the desired wear resistance, and if it exceeds 300 microns, the effect is saturated and it is economically wasteful. Hardness Hv of hard chrome plating layer is 7
It is preferable that it is 00-1000. (Function) This invention applies to a lip portion of an oil seal that is retractably inserted into an oil seal groove cut into the side surface of a rotor in a side housing or an intermediate housing whose inner surface is nitrocarburized. The welded chip material made of the above-mentioned composite alloy and the hard chrome plating layer provided on the chip material slide at the same time, and at the initial stage of sliding, the compound layer of the housing and the hard chrome plating layer slide together. Since the composite alloy has good compatibility with the layer, there is less friction at the lip part, and when the compound layer is worn away and the diffusion layer is exposed, the abrasion of the lip part can be reduced due to the good compatibility between the composite alloy and the diffusion layer. . (Example) S4 & (E = 21 x 1 pik9) as the base material of the oil seal
/ fence 2 JIS standard) on the outer diameter 127 side, inner diameter 117 side, height 6 skin ring on the top surface of the ring, width 3.5 willow, depth 1. After creating a groove for the ribs and filling the groove with iron alloy powder and carbide powder (both 150 mesh or less) having the following components at a compaction pressure of 3t/c, the
The green compact was completely fused to the base material by heating at 150 to 1160 qo for 15 minutes. This composite material was ground into a predetermined shape with a ring groove, and a hard chrome plating layer with a thickness of 0.15 mm was further provided on the inner peripheral surface of the ring. The dimensions of the obtained oil seal are outer diameter 1
It had 26 ribs, 11 inner ribs, and 5.7 fences in height. The components of the chip material are C5.0%, Co7.7%Mol. 9
%, W3.9%. Pl. 1% Nb, 18% residual Fe, and carbides of Mo, W, and Fe were precipitated in an area ratio of 40%, and the hardness Hv was 770. Further, the hardness Hv of the hard chromium plating layer is 950. As shown in FIG.
The circular velocity of the disk 6a at the pressure bale portion is set to 5.
The wear width (rib) of the lip portion was measured at 2 h/sec. Figure 4 shows the wear width of the lip portion and the test time (hours) when the material of the disc 6a is cast iron and its surface has been subjected to gas number nitriding treatment (conditions 570qo, 4 hours). This is a graph showing the relationship between the two and also includes a comparative example. The solid line (0 mark) is an example in which the thickness of the chrome plating layer was changed,
The chain line (x mark) is a comparative example using only a composite alloy, and the dotted line (△ mark) is a comparative example in which only a chrome plating layer is provided on the lip portion.
Dotted line (△ mark) A indicates the thickness of the chrome plating layer is 0.1 Yanagi,
In B, the thickness of the chromium plating layer is 0.15 mm, and the bending points a and b in A and B indicate the points where the compound layer of the disk 6a is worn away and begins to be exposed. In addition, as shown by the chain line (x), in the comparative example where the lip portion is made of only a composite alloy, the amount of wear is large due to the compound layer of the mating disc 6a, and the compound layer is worn away and the diffusion layer is exposed. Wear is also accelerated by wear particles. As can be seen from FIG. 4, the wear resistance of the present invention is synergistically improved because the chip material and the chromium plating layer come into contact with the disk surface at the same time. (Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, the compound layer, the diffusion layer, and the diffusion layer formed on the inner surface of the side housing or the intermediate housing by the soft nitriding treatment make the housing itself In addition to improving the abrasion resistance of the oil seal, the lip portion of the oil seal is configured so that the composite alloy and the hard chrome plating layer slide in contact with the inner surface of the housing at the same time. A hard chrome plating layer that is compatible with the compound layer improves wear resistance, and even when the compound layer wears away and the diffusion layer is exposed, the diffusion layer and the composite alloy have good compatibility, improving wear resistance. do. Therefore, it exhibits good wear resistance over a long period of time, improves the sealing performance of the oil seal, and has excellent practical effects in that oil consumption can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はオイルシール装置を説明する垂直断面図、第2
図はこの発明におけるオイルシールの断面図、第3図は
摩耗性測定方法の正面図、第4図は摩耗幅と時間との関
係を示す測定結果のグラフである。 1…ロー夕、2…オイルシール溝、4…オイルシール、
5…リップ部、6…サイドハウジング、9…硬質クロム
メッキ層、10・・・チップ材。 第1図第2図 第3図 第4図
Figure 1 is a vertical sectional view explaining the oil seal device, Figure 2 is a vertical sectional view explaining the oil seal device;
The figure is a sectional view of an oil seal according to the present invention, FIG. 3 is a front view of a method for measuring abrasion properties, and FIG. 4 is a graph of measurement results showing the relationship between abrasion width and time. 1...Lower, 2...Oil seal groove, 4...Oil seal,
5... Lip portion, 6... Side housing, 9... Hard chrome plating layer, 10... Chip material. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 サイドハウジングないしインタメデイエートハウジ
ングとロータハウジングとで囲まれたケーシング中をロ
ータが遊星回転運動するように構成されたロータリピス
トンエンジンにおいて、サイドハウジングないしインタ
メデイエートハウジングの内表面が軟窒化処理によつて
形成されるFe−C−N系化合物からなる化合物層とそ
の下層に拡散層を有するものであり、一方、ロータ側面
に削設されたオイルシール溝内に出没自在に嵌挿された
オイルシールがそのリツプ部に、C3〜6.5重量%(
以下%と略す)、Co4〜12%、W1〜6%、P0.
5〜2.0%とMo、Nb及びTaのうち少なくとも1
種を6〜43%含有する鉄基合金であつて、Mo、W及
びFeの複合炭化物が面積率で30〜80%晶出ないし
析出しており、かつMo_2C、NbC及びTaCのう
ち少なくとも1種の炭化物が面積率で6〜40%鉄基合
金組織の金属部に分散している組織を有する焼結合金か
らなるチツプ材を溶着するとともに、該チツプ材に上記
サイドハウジングに対してチツプ材と同時に接触摺動す
るよう硬質クロムメツキ層を設けたものであることを特
徴とするロータリピストンエンジン。
1. In a rotary piston engine configured such that a rotor rotates planetarily in a casing surrounded by a side housing or intermediate housing and a rotor housing, the inner surface of the side housing or intermediate housing is subjected to nitrocarburizing treatment. It has a compound layer made of a Fe-C-N-based compound formed by this process, and a diffusion layer below that layer, and an oil seal groove that is retractably inserted into an oil seal groove cut into the side surface of the rotor. The seal contains C3 to 6.5% by weight (
(hereinafter abbreviated as %), Co4-12%, W1-6%, P0.
5 to 2.0% and at least one of Mo, Nb and Ta
An iron-based alloy containing 6 to 43% of seeds, in which composite carbides of Mo, W and Fe are crystallized or precipitated in an area ratio of 30 to 80%, and at least one of Mo_2C, NbC and TaC. A chip material made of a sintered alloy having a structure in which carbides of 6 to 40% by area are dispersed in the metal part of an iron-based alloy structure is welded, and a chip material and a chip material are welded to the side housing. A rotary piston engine characterized by having a hard chrome plating layer so that the piston contacts and slides at the same time.
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