JPS6069203A - ロ−タリ−エンジンのロ−タ周辺の為のシ−ル機構 - 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】 本発明は一般に一対のロータを有するロータリーエンジ
ン、特に、エンジンの内周面と封止保合する、ロータリ
ーエンジンのロータの周辺上に配置されたシール機構に
関する。

本発明は、封止ストリップがロータの軸に対して平行に
伸び、この封止ス）　ＩＪツブが、この封止ストリップ
の長手方向に伸びる軸のまわりでロータに対して回転可
能なシール機構に関連する。この封止ス）　ＩＪツブは
ロータの外周の限られた領域でエンジンの内周（封止）
面と相手ロータとに接触する為のものである。

ロータリーエンジンの公知のラジアルシールは、ロータ
リーピストンの長手方向の溝又は軸に平行な溝の中に配
置され且つエンジンの７１ウリングのスライド又は走行
軌道に対して径方向で外方へ押当てられる封止ストリッ
プから構成されている。

この封止ス）　ＩＪツブの望ましい封止接触を達成する
為に、成る場合にはスプリングが使用されている。更に
、封止されるべきスペースからのガスの（第　３　頁） 圧力も利用される。

ロータリーピストンと一緒に行なわれる封止ストリップ
のロータリー運動から生じる、封止ストリップに対して
作用する遠心力は封止ストリップに対して望ましくない
高圧をもたらし、それに伴なう摩耗を生じさせる事があ
り、ロータリーエンジンの最大回転速度が制限される事
がある。

この様なラジアルシールは通常は、不連続箇所や中断箇
所の無い連続的に伸びるスライド軌道又は相対する封止
部の場合にしか利用出来ない。何故ならば、もし不連続
箇所や中断箇所があると封止ストリップは破損したり或
いはその溝から押し出されてしまうからである。この様
な公知のラジアルシールの利用面での制約が周知のロー
タリーエンジンの様々のタイプのそれ以上の発達と使用
を妨げていた。

上記の事はと如わけ、複数のロータを持ち、ピストンベ
アリングが固定される様に配置され、従って遠心荷重を
受けないので回転速度が、ラジアルシールの構造を無視
すれば、ロータリーピストンの材料の強さだけによって
制約されるロータリーエンジンに対してあてはまる。例
えば米国特許第３，９９０．４１０号明細書によって知
られているロータリーエンジンの場合の様に封止ストリ
ップがエンジンのハウジングの内周面と他のロータの表
面と交互に封止接触をしなければガらないとき、ロータ
リーエンジンの１つ以上のロータの相互作用の際には特
別な困難が生じる。この公知のシール構造の場合、封止
ス）　ＩＪツブが相対する封止部から外れて持上げられ
る時にはストップ部材が、ロータから封止ストリップが
押出されるのを防止するが、封止ストリップは遠心力に
よって常に押され続けている。その上、封止ス）　ＩＪ
ッゾの封止接触はロータの径方向にしか可能ではない。

本発明は上記した公知のシール機構を改良したもので、
封止ストリップはロータリーエンジンハウジングの内周
面及び相手ロータ（以下「相対する封止面」と云う）に
対して限られた力で押当てられ、この力は制御可能で且
つシール機構の比較的簡単な構成によって作り出す事が
出来るのみな（第　５　頁） らす、封止ス）　ＩＪツブを不連続であったり中断され
ている相対面に沿って案内する事の出来るロータリーエ
ンジンのロータ周辺の為のシール機構を提供する事であ
る。

本発明に係るロータリーエンジンのロータの周辺の為の
シール機構は、相互に係合して回転する一対のロータの
回転軸と平行に伸び且つエンジンハウジングの内周面と
相手ロータの外周面とに接するようロータの外周部に封
止ストリップを有するロータリーエンジンのだめのシー
ル機構において、ロータ内にその一端が固定されてロー
タに穿設されたボアの内周面と間隔をおいて挿設された
可撓性棒状部材の他端に、該ロータの外周部に設けた凹
部の底面と少くとも一側面及びエンジンハウジングの内
周面とに間隙をおいて回転可能に取付けられ且つその外
方向の一端部に封止頂部を有する封止ス）　ＩＪツブと
、該間隙に流入した流体圧が該封止ス）　ＩＪツブの底
面、上面及び−側面とに働くように封止ストリップの少
くとも他側面側に設けられた封止部材とから成ることを
要旨とする（第　６　頁） ものである。

封止されるべき流体の圧力が、例えば、封止ストリップ
とロータとの間の間隙において作用するよう表面領域を
特定の寸法に限定する事によって、封止ス）　ＩＪツブ
は、封止ス）　ＩＪツブに働く遠心力を考慮に入れた場
合でも、望ましい力と方向で相対する封止部と接触する
様に押当てることができる。

相対する封止面に対する封止ス）　ＩＪツブの接触圧力
を制限する事が出来る事によって、部品の単線抵抗を低
くし且つ摩耗を減らす事が可能となる。

更に、例えば封止ストリップがエンジンハウジングにお
ける相対する封止部から、中断部分又は空所を通って、
エンジンハウジングにおける次の封止部或いは複数のロ
ータを持つロータリーエンジンの逆回転ロータにおける
相対する封止部まで、動かねばならない場合には、相対
する様々な封止面間での運動が容易となる。

本発明の好ましい実施例では、封止ストリップが、封止
ス）　ＩＪツブの重心に沿って或いは封止ス（第　７頁
） トリップの断面領域の重心を通って伸びている軸のまわ
りで枢軸回転自在になるようにロータ又は、少なくとも
、ロータと接続されたストリップサポートに支えられて
いるので、遠心力は封止ストリップの枢軸回転運動に対
して何の影響も与えず遠心力と平衡している。この場合
、封止ストリップは、シール機構によって封止されるべ
きエンジンの流体の圧力のみによって相対する封止部に
接触する様に押当てられ、その圧力は封止ス）　ＩＪツ
ブの先に述べられた限定された表面領域に対して働く。

封止ス）　ＩＪツブの長手方向の不均等な接触圧力を生
じさせ、不均等な摩耗をひき起す恐れのある遠心力に起
因する封止ス）　ＩＪツブの曲がりを防止する為に、本
発明の別の好ましい実施例では、封止ストリップの長手
方向に配設された少なくとも２つのストリップサポート
が設けられている。

とりわけ逆回転ロータについて缶封止作用を行なう為に
望ましい、ロータの接融方向への封止ストリップの運動
性を更に高める為に、本発明の好ましい実施例ではスト
リップサポートは、封止ストリップをその外方端部に回
転可能に取付けている可撓性棒状部材から成り、その内
方端部が少なくとも本質的に接線方向の運動をするよう
に固有運動可能にロータに取付けられている。可撓性棒
状部材の固有の移動性は、棒状部材を棒状部材の外方端
部で回転可能に支持された封止ス）　ＩＪツブを持つ引
伸ばされた可撓性のシャフトにより作る事によって、と
りわけ簡単なやり方で獲得される。

米国特許第３．９０４，３３２号明細誓から知られてい
る様に、回転不可能な封止ストリップでは、ストリップ
サポートは、封止ス）　ＩＪツブに作用する遠心力を部
分的に補償する事が出来るカウンターウェイト（平衡重
り）の付いたレバ一部材として作る事が出来る。

封止ストリップが相対する封止部に沿って移動してゆく
際に、封止ス）　ＩＪツブの過度の回転運動を防止する
為に、封止ストリップの回転運動を望ましい程度に制限
するストップ部材の様な手段を備える事が出来る。これ
によって、封止ストリツ（第　９　頁） プが、相対する封止面区間を通過した後、後続の相対す
る封止面に対して動いた時にも、望ましくない程に高い
衝撃力が封止ストリップに働くのを防止する事が出来る
。刺止ストリップは、ロータリーピストンの最大牛後と
相対する封止面の位置との間の間隙の幅の幾何学的不正
確さを考慮に入れた時に、封止ストリップの封止部分が
常に必要分圧力で接触するのに必要な程度だけ回転可能
であれば良いのである。

図面を通じて同様の部分には同じ参照番号が用いられて
いる。第１〜４図には反対方向に回転するピストンロー
タ２と封止ロッキング・ロータ３を持つロータリーピス
トンエンジンが示されている。このロータリーピストン
エンジンはハウジング１を持ち、この中でロータ２及び
３が、それぞれ互いに平行に伸びる軸４及び５のまわシ
を回転する。ロータ２及び３０回転方向は矢印によって
示されている。

第１〜４図はロータの４つの作動位置を表わしており、
エンジンの作動中に２つのロータの間の（第１０頁） 空間が連続的に形を変えながら最大容積から最小容積ま
で変化してゆく様子を示している。

エンジンのロータ間の空間は流体によって満たされ、圧
縮が行なわれる空間は第１〜４図の交叉したハツチング
によって示され、一方、流体の膨張が行なわれる空間は
点を打つ事によって示されている。

ピストンロータ２の外周面６とロツキンロータ３の外周
面７はエンジンのハウジング１の内周面８及び９に沿っ
てそれぞれの円形の軌道の上を運動する。第１〜４図に
おいてロータの周辺の矢印で示された箇所で、ロータと
ハウジングの内周面との間にシールが必要で、又、ロー
タの幾つかの位置で、ロータ３の歯の間隙の隅１１がロ
ータ２の歯の側面ｌＯに対して封止されねばならない所
には、ロータ自体の間にシールが必要である。矢印の方
向は接触圧力の要求される方向を示している。

主として径方向に向けられた接触圧力は主として接線方
向に向けられた圧力とともに起る。その上、第１〜４図
は、各々のロータのそれぞれの封（第１１頁） 止ストリップは特定の区間、相対する封止部と接触せず
、その後封止ス）　ＩＪツブはハウジングの内周面又は
相手ロータの封止面と当接しなければならない事を示し
ている。

ロータリーエンジンのシールの要求は本発明に係るシー
ル機構によって満たされ得る。何故なら、このシール機
構は、封止面に沿って、封止部分が遠心力によって過度
の力で外方へ向って動く事がない事を保証する事が出来
るからである。

第５〜８図に示されている実施例では、ひき伸ばされた
細身のシャフト５が封止ストリップサポートとしての可
撓性棒状部材として用いられ、ロータ３のボアτを通っ
て伸びている。これらの各各のボア部の直径はその中を
通って伸びているシャフト５の直径よりも幾分大きく作
られているので、シャツ）２５はボアυの中で自転車の
車輪のスポークの曲げに類似した曲げを経験する事が出
来る。谷シャフト５の外方端部には生球又は半円筒形の
ヘッド部局が作られており、これによって封止ストリッ
プ１２はロータ３の外周隅部に設けた溝１５のような凹
部に配置されるよう、保持又は支持される。シャフト５
に相対向するヘッド部あの表面（第９図）は半球形又は
半円筒形に作られており、この形状と、封止ストリップ
１２の中の受け側の凹み１２′の対応する形状の為に、
封止ス）　ＩＪツブ１２は球形又は円筒形の表面の中心
３１のまわりを回転出来る。

シャフト５の外方端部と封止ス）　ＩＪツブとの間に、
例えば、シャフトの外方端部の上又は封止ストリップの
上に取付けられた軸と、この軸を取巻いている別の部材
の中にあけられたボアとによる、他のタイプの関節接続
装置を備える事も可能である。

又、封止ストリップ１２とロータ３との間には、この間
を封止する封止部材１４が設けられ、封止部材１４は流
体の圧力により浮動して封止ストリップ１２の移動によ
っても封止効果を損わないようにしている。更に、シャ
フト６０代わシに帝（ストラップ）を用いる事も可能で
あり、この場合には封止ストリップ１２との接続はスト
ラップヒンジと似（第１３頁） たやり方で行なわれる。

封止ストリップサポートとしてのシャフト５がボア部の
内部で曲がる事が出来るために、シャフトのヘッド部局
、従って又このシャフトのヘッド部によって保持されて
いる封止ストリップ１２はロータ２．３に対して接線方
向に運動する事が出来、その為に径方向にも接線方向に
も働く事が出来る。

封止ストリップ１２に対して働く遠心力はシャフト乙に
よって吸収されるので、封止ストリップサポートは平衡
重りを必要としない。ロータ２及び３の中心に相対して
いるシャフト６の内方端部ハ、シャフトの直径に応じた
直径を持つボアｎと連続しているボア部の中へ挿入され
て固定される。

第９図は、シール機構の他の実施例で、径方向及び接線
方向のシール機構であって、この実施例と前述の実施例
との最も重要な違いは、シャフト状の封止ス）ＩＪツブ
サポートによって可能にされている封止ストリップ１２
の接線方向の運動が、封止ストリップの外周に設けたロ
ータ２の軸方向の溝部の側壁との封止接触の為に利用さ
れている点（第１４頁） にある。この溝部は封止ストリップよりも幾らか大きな
横断面を有しており、従って封止ス）　ＩＪツブと、溝
部の底面と両側面との間に間隙間がおかれ、封止される
べき流体がこれらの空間（ト）の中へ侵入する。その結
果、封止ストリップは、溝部の中でピストンリングと同
様の働きによって、流体が流入する溝のそれぞれの側壁
から流体の圧力によって持上げられ、流体が流出する溝
の側壁に対して押当てられる。封止ストリップ１２の頂
部１３け封止ストリップ１２の下側にある流体の働きに
よって、ハウジング内周面８に押当てられるので、内周
面８に対する封止ス）　ＩＪツブの頂部１３の当接は回
転中心点３１を中心とする封止ス）　ＩＪツブの回転運
動によって容易に行われる。

第９図に於いて点を打たれた影の部分は圧力が増加しつ
つある、刺止されるべき流体を示している。ロータリー
エンジンの作動中、圧力は第９図の例の点を打たれた影
の部分によって示されている様に、封止ス）　ＩＪツブ
１２の一方側から反対側へ向って変化してゆくから、第
９図の実施例の封止（第１５頁） ス）　ＩＪツブ１２は、往復の揺動運動を行なうもので
ある。

第９図にもとづ〈実施例では、例えばドイツ国特許第１
，１４８，８２４号公報に述べられている様に、半球形
の横断面を持つ封止部材３２及びおがロータの溝２９の
側面の中に配置され、封止境界と接続されている。

第９図及び１０図はシール機構の他の実施例を示してい
る。

第９図はより高いガス圧力が、ロータ２の封止ストリッ
プの頂部１３に面している封止ス）　ＩＪツブ１２の側
（即ち、本例の場合には左側で、圧縮行程と云うことが
できる）にある時の封止ストリップ１２と封止部材３３
の位置を示している。流体の圧力により撓んだシャフト
５により封止ストリップ１２は、右側の封止部材３３に
押当てられ、ここで封止作用を行う。一方爆発行程にお
いてシャフト５が反対側に撓むと左側の封止部材３２に
刺止ス）　ＩＪツブ１２が押当てられ、ここで封止作用
を行う。

【図面の簡単な説明】

特開昭ＧＯ−６９２０３（５） 第１図〜４図は本発明を使用したロータリーエンジンの
様々な作動位置を示し且つ本発明のシール機構の適用例
を示す横断面略図、第５図は本発明にもとづく、径方向
と接線方向に働く封止ストリップの好ましい実施例に於
いてロータの１部を通して切られた径方向の断面図、第
６図は第５図にもとづ〈実施例の中に用いられている封
止ストリップサポートの一部切断側面図、第７図は第６
図にもとづ〈実施例の四−夕部分を通る軸方向の断面図
、第８図は第７図の線ｕ−■による横断面図、第９図は
本発明の別の実施例のロータ部分を通る径方向の拡大断
面図、である。 １・・・ハウシング、２・・・ピストンロータ、３・・
・目ツキング・ロータ、４．５・・・軸、６・・・外周
面、７・・・外周面、８．９・・・内周面、１０・・・
外周面、１２・・・封止ス）　ＩＪツブ、１４・・・封
止部材、１５・・・溝、５・・・引伸ばされた細身のシ
ャフト、邪・・・シャフトのヘッド部、刀・・・ロータ
内のボア、あ・・・シャフト固定用のボア、四・・・溝
、（資）・・・間隙、３１・・・回転中心軸、３２、お
・・・封止部材。 Ｆｉｇ、Ｉ Ｆｉｇ、３ Ｆｉｇ、２ Ｆｉｇ、４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 相互に係合して回転する一対のロータの回転軸と平行に
   伸び且つエンジンハウジングの内周面と相手ロータの外
   周面とに接するようロータの外周部に封止ストリップを
   有するロータリーエンジンのためのシール機構において
   、ロータ内にその一端が固定されてロータに穿設された
   ボア＠の内周面と間隔をおいて挿設された可撓性棒状部
   材（ハ）の他端に、該ロータの外周部に設けた凹部の底
   面と少くとも一側面及びエンジンハウジングの内周面と
   に間隙をおいて回転可能に取付けられ且つその外方向の
   一端部に封止頂部α謙を有する封止ス）　ＩＪツブｔ１
   ３と、該間隙に流入した流体圧が該封止ストリップの底
   面、上面及び−１１１１面とに働くように封止ス）　Ｉ
   Ｊツゾの少くとも他側面側に設けられた封止部材とから
   成るシール機構。 （第　２　頁）