JPS62206233A - Rotary piston engine - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、サイドハウジングの摺接面上を摺動する鋳鉄
製シール部材の耐摩耗性を向上させたロータリピストン
エンジンに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a rotary piston engine in which the wear resistance of a cast iron seal member that slides on the sliding surface of a side housing is improved.
（従来の技術）
ロータリピストンエンジンにおいて、鋳鉄製サイドハウ
ジングの摺接面にガス軟窒化処理を施すとともに、鋳鉄
製オイルシールのリップ部にＣｒメッキを施したものは
公知（特公昭５８−９２４１号公報参ＩＩＩ）である。(Prior Art) In a rotary piston engine, it is known that the sliding surface of the cast iron side housing is subjected to gas soft nitriding treatment, and the lip of the cast iron oil seal is Cr plated (Japanese Patent Publication No. 58-9241). Publication reference III).
さらに、近年、ロータリピストンエンジンの軽量化を目
的として、サイドハウジングなＡＱ合金製にすることが
提案されている。その場合、高温・高圧下でのＡＱ合金
製サイドハウジングの耐摩耗性を高める手段として、ガ
ス軟窒化処理は不適当なので、摺接面に溶射により、高
温でも安定で、かつ硬いＣｒ５ｃｓ＊ ＷＣ等の炭化物
層を形成することが考えられる。しかしながら、リップ
部にＣｒメッキを施した従来の鋳鉄製オイルシールは、
前記炭化物層に対する摺動特性が悪い、このため、高温
・高圧下における鋳鉄製シール部材の耐摩耗性が優れず
、また、焼付きが生じるので、ロータリピストンエンジ
ンの高出力化の妨げになるという問題点があった。Furthermore, in recent years, for the purpose of reducing the weight of rotary piston engines, it has been proposed that the side housing be made of AQ alloy. In that case, gas nitrocarburizing treatment is not suitable as a means to increase the wear resistance of the AQ alloy side housing under high temperature and high pressure, so thermal spraying is applied to the sliding contact surface to make Cr5cs* WC, etc., which is stable and hard even at high temperatures. It is conceivable that a carbide layer of However, the conventional cast iron oil seal with Cr plating on the lip part,
The sliding properties against the carbide layer are poor, and as a result, the cast iron seal member does not have excellent wear resistance under high temperature and high pressure, and seizure occurs, which hinders the ability to increase the output of rotary piston engines. There was a problem.
（発明の目的）
本発明は、前記従来の問題点に鑑みなされたもので、サ
イドハウジングがＡＱ合金製であっても、高温・高圧下
での鋳鉄製シール部材の耐摩耗性が優れ、銃付きの生じ
ることのないロータリピストンエンジンを提供すること
を目的とする６（発明の構成）
前記目的を達成するために、本発明によるロータリピス
トンエンジンは、サイドハウジングの摺接面に炭化物層
を設けるとともに、該摺接面上を摺動するオイルシール
等の鋳鉄製シール部材の摺動面にチル層を形成したこと
を特徴としている。(Object of the Invention) The present invention was made in view of the above-mentioned conventional problems, and even if the side housing is made of AQ alloy, the cast iron seal member has excellent wear resistance under high temperature and high pressure, and Aim of the present invention is to provide a rotary piston engine that does not cause any sticking.6 (Structure of the invention) In order to achieve the above object, the rotary piston engine according to the present invention provides a carbide layer on the sliding surface of the side housing. Additionally, a chill layer is formed on the sliding surface of a cast iron seal member such as an oil seal that slides on the sliding surface.
（実施例） 本発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described based on the drawings.
第１図において、Ａはロータリピストンエンジンであっ
て、トロコイド状内周面１ａを有するロータハウジング
１とその両側に配置されて一体に固定されたＡ１合金製
のサイドハウジング２．２とで構成されるケーシング３
内を、多角形状のロータ４が遊星回転運動し、該ロータ
４の回転によってケーシング３内に画成される３つの作
動室５゜５．５に吸気、圧縮、爆発、膨張および排気の
各行程を順に行わせるものである。上記ロータ４の各頂
部には上記トロコイド面１ａに摺接して作動室５の気密
を保つアペックスシール６が装着されている。７はロー
タ４を支承する偏心軸である。In FIG. 1, A is a rotary piston engine, which is composed of a rotor housing 1 having a trochoidal inner circumferential surface 1a and side housings 2.2 made of A1 alloy and integrally fixed to each other and arranged on both sides of the rotor housing 1. casing 3
A polygonal rotor 4 rotates planetarily inside the casing 3, and the rotation of the rotor 4 causes each stroke of intake, compression, explosion, expansion, and exhaust into three working chambers 5°5.5 defined within the casing 3. These steps are performed in order. Apex seals 6 are mounted on each top of the rotor 4 to keep the working chamber 5 airtight by slidingly contacting the trochoidal surface 1a. 7 is an eccentric shaft that supports the rotor 4.
前記ロータ４の側面には、偏心軸７側から順に、環状の
インナオイルシール８、アウタオイルシール９および弓
形のサイドシール１０が装着されている。アペックスシ
ール６とサイドシール１０の結合部には、コーナーシー
ル１１が装着されている。オイルシール８，９は、サイ
ドハウジング２に摺接してオイルが作動室５に漏れるの
を防止している。サイドシール１０．コーナーシール１
１は、サイドハウジング２に摺接して作動室５の気密を
保っている。An annular inner oil seal 8, an outer oil seal 9, and an arcuate side seal 10 are attached to the side surface of the rotor 4 in this order from the eccentric shaft 7 side. A corner seal 11 is attached to the joint between the apex seal 6 and the side seal 10. The oil seals 8 and 9 are in sliding contact with the side housing 2 to prevent oil from leaking into the working chamber 5. Side seal 10. corner seal 1
1 is in sliding contact with the side housing 2 to keep the working chamber 5 airtight.
本発明は、オイルシール８，９、サイドシール１０およ
びコーナーシール１１の何れにも適用されるが、以下、
特に優れた耐摩耗性の要求されるオイルシール８，９、
サイドシールｌＯについて、第２図ないし第４図を参照
しつつ説明する。The present invention is applicable to any of the oil seals 8, 9, side seals 10, and corner seals 11, but below:
Oil seals 8, 9, which require particularly excellent wear resistance,
The side seal IO will be explained with reference to FIGS. 2 to 4.
第２図に示すように、サイドハウジング２の摺接面には
炭化物層１２が設けられている。炭化物層１２は、Ｈｖ
１３００程度の硬度を持ち、高温下でも安定で、かつ耐
摩耗性の良好なＣｒ、Ｃ，。As shown in FIG. 2, a carbide layer 12 is provided on the sliding surface of the side housing 2. The carbide layer 12 has Hv
Cr, C, has a hardness of about 1300, is stable even at high temperatures, and has good wear resistance.
ＷＣ，ＴｉＣ等の炭化物を、サイドハウジング２の摺接
面に、プラズマ溶射、爆発溶射等の方法によりコーティ
ングした後、ダイヤモンド砥石等にて表面を所定の粗さ
まで仕上げることによって形成される。表面粗さはＲａ
０．５μ以下にするのが好ましい。Ｒａ０．５μを超え
ると、サイドシール１０等の摩耗が激しくなるからであ
る。また、仕上後の炭化物層１２の厚さは、５０μ以上
であればサイドハウジング２の耐摩耗性の向上に有効で
あるが、通常、炭化物層１２の密着性、同層１２により
もたらされる断熱性を考慮して、好ましくは１００〜１
５０μ程度とす、るのがよい。It is formed by coating the sliding contact surface of the side housing 2 with a carbide such as WC or TiC by a method such as plasma spraying or explosive spraying, and then finishing the surface to a predetermined roughness using a diamond grindstone or the like. Surface roughness is Ra
It is preferable that the thickness be 0.5μ or less. This is because if Ra exceeds 0.5μ, the side seal 10 etc. will be severely worn. Furthermore, if the thickness of the carbide layer 12 after finishing is 50μ or more, it is effective for improving the wear resistance of the side housing 2, but usually the adhesion of the carbide layer 12 and the heat insulation provided by the layer 12 are Considering, preferably 100 to 1
It is recommended that the thickness be about 50μ.
前記ロータ４の側面にはシール溝１３，１４゜１５が設
けられている。インナオイルシール８は、シール溝１３
に装着されるが、同シール８の底には波状のバネ１６が
敷かれており、バネ１６によってインナオイルシール８
はサイドハウジング２に向かつて付勢されている６同様
に、シール溝１４に装着されるアウタオイルシール９は
バネ１７によって、また、シール溝１５に装着されるサ
イドシール１０はバネ１８によって、それぞれサイドハ
ウジング２に向かつて付勢されている。インナオイルシ
ール８の外周にはＯリング１９が、また、アウタオイル
シール９の内周にはＯリング２０がそれぞれ挿入されて
おり、オイルがシール溝１３．１４の底部を通って漏れ
るのを防いでいる。Seal grooves 13, 14 and 15 are provided on the side surface of the rotor 4. The inner oil seal 8 has a seal groove 13
A wavy spring 16 is placed at the bottom of the seal 8, and the spring 16 holds the inner oil seal 8.
Similarly, the outer oil seal 9 installed in the seal groove 14 is urged toward the side housing 2 by the spring 17, and the side seal 10 installed in the seal groove 15 is urged by the spring 18. It is biased toward the side housing 2. An O-ring 19 is inserted into the outer periphery of the inner oil seal 8, and an O-ring 20 is inserted into the inner periphery of the outer oil seal 9 to prevent oil from leaking through the bottom of the seal groove 13, 14. I'm here.
なお、第２図において、２１は鋼板、２２はその表面に
設けられたＣｒ−Ｍｏ合金メッキ層であり、ロータハウ
ジングｌのトロコイド状内周面１ａを形成している。In addition, in FIG. 2, 21 is a steel plate, 22 is a Cr-Mo alloy plating layer provided on the surface thereof, and forms the trochoidal inner circumferential surface 1a of the rotor housing l.
前記オイルシール８，９は鋳鉄製であり、摺接部、すな
わちリップ部のみはチル化されて、それぞれチル層２３
．２４が形成されている。アウタオイルシール９のチル
層２４については第３図に詳しく示している。The oil seals 8 and 9 are made of cast iron, and only the sliding contact portions, that is, the lip portions are chilled, and each has a chill layer 23.
．． 24 is formed. The chill layer 24 of the outer oil seal 9 is shown in detail in FIG.
前記サイドシールｌＯも鋳鉄製であり、第４図に詳しく
示すように、摺接部のみがチル化されてチルＭ２５が形
成されている。The side seal IO is also made of cast iron, and as shown in detail in FIG. 4, only the sliding contact portion is chilled to form a chill M25.
これら鋳鉄製シール部材８．９．１０は、−例として、
Ｃ，、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓを含有する鋳鉄に、炭化物安
定元素としてＣｒ、Ｂ、Ｖ、Ｎｉ。These cast iron sealing elements 8.9.10 are - for example:
Cast iron containing C, Si, Mn, P, and S, and Cr, B, V, and Ni as carbide stabilizing elements.
Ｃｕ等を添加した合金鋳鉄を母材とすることができる。The base material can be alloyed cast iron to which Cu or the like is added.
下記第１表は、このような合金鋳鉄の組成を示す。Table 1 below shows the composition of such alloyed cast iron.
第 １ 表
このように、燐化鉄を晶出させる目的で、Ｐを１．０％
鮭＜添加した鋳鉄を使用することもある。Table 1 As shown above, for the purpose of crystallizing iron phosphide, P was added to 1.0%.
Sometimes cast iron with salmon added is used.
前記チル層２３，２４．２５は、何れも母材である合金
鋳鉄を、高エネルギー密度の熱源（レーザービーム、′
Ｆ！子ビーム等）により再溶融チル化させ、その後、加
工を施して形成したものである。The chill layers 23, 24, 25 are made by heating alloy cast iron, which is a base material, with a high energy density heat source (laser beam,
F! It is formed by remelting and chilling it using a secondary beam, etc.), and then processing it.
チル層２３，２４．２５は、）Ｉｖ５５０以上の硬度を
持つことが好ましい、なぜなら、Ｈｖ ５５０未満だと
、チル層２３，２４．２５の摩耗が激しくなるからであ
る。また、加工後のチル層の厚さは、１００μ以上であ
れば鋳鉄製シール部材８゜９．１０の耐摩耗性の向上に
有利であるが、通常、１５０〜２５０μ程度とする６
以下、第５図に示すようなビンオンディスク式の試験機
３０を用いて、オイルシールがサイドハウジングを摺動
する状態を再現して行った摩耗試験について説明する。It is preferable that the chill layers 23, 24.25 have a hardness of 550 or higher. If the hardness is less than 550 Hv, the chill layers 23, 24.25 will be severely worn. In addition, if the thickness of the chill layer after processing is 100μ or more, it is advantageous for improving the wear resistance of the cast iron seal member, but it is usually about 150 to 250μ. A wear test conducted using a bottle-on-disk type tester 30 as shown in FIG. 5 to reproduce the state in which an oil seal slides on a side housing will be described.
発明者は、サイドハウジングを模して、ＡＱ合金製のデ
ィスク３１の表面３１ａに炭化物層を形成した。下記第
２表の「炭化物層」の欄は、各試験例に用いたディスク
の材質と、Ｒａで表した表面粗さを示す、ｒ材質」の欄
に示したＣｒ、Ｃ，は、７５重量％のＣｒ、Ｃ，と２５
重量％のＮｉＣｒからなる合金を略記したものである。The inventor formed a carbide layer on the surface 31a of the disk 31 made of AQ alloy, imitating the side housing. The "Carbide layer" column in Table 2 below shows the material of the disk used in each test example and the surface roughness expressed in Ra. %Cr, C, and 25
This is an abbreviation of an alloy consisting of % by weight of NiCr.
また、同種のｒＷＣＪは、８８重量％のＷＣと１２重量
％のＣ。Moreover, the same type of rWCJ has 88% WC and 12% C by weight.
からなる合金を略記したものである。This is an abbreviation of the alloy consisting of.
次に、発明者は、重量％で示す組成がＣ：３．６％、Ｓ
ｉ：２．２％、Ｍｎ：０．６％、Ｐ：０．３％、Ｓ：
０．０９％、Ｂ：０．４５％、残部がＦｅの合金鋳鉄を
用いて、インナオイルシール８を模したビン３２を作成
し、リップ部３３にチル層を形成した（第６図参照）。Next, the inventor found that the composition expressed in weight percent was C: 3.6%, S:
i: 2.2%, Mn: 0.6%, P: 0.3%, S:
A bottle 32 imitating the inner oil seal 8 was made using alloyed cast iron containing 0.09% B, 0.45% B, and the balance Fe, and a chill layer was formed on the lip portion 33 (see Fig. 6). .
下記第２表の「チル層」の欄には、各試験例に用いたビ
ンのチル層の硬さと厚み（すなわち、試験前のリップ部
３３の幅Ｘ）を示す。The "chill layer" column of Table 2 below shows the hardness and thickness of the chill layer of the bottle used in each test example (that is, the width X of the lip portion 33 before the test).
このようなビン３２を、ディスク３１の表面３１ａに押
圧しつつ、ディスク３１を高速で回転させ、リップ部３
３の摩耗の程度を調べた。試験条件は次の通りである。While pressing such a bottle 32 against the surface 31a of the disk 31, the disk 31 is rotated at high speed, and the lip portion 3 is rotated at high speed.
The degree of wear of No. 3 was examined. The test conditions are as follows.
押付荷重：４．５ｋｇ
ディスク周速（ビンの相対速度） ： ５ ｍ／ｓｅｅ
潤滑油：灯油とタービン油を２：１の割合で混合したも
の
試験時間：１２０分
、試験結果は、下記第２表の「リップ摩耗幅ｊの欄に示
す、ここで、リップ摩耗幅とは、摩耗によって広がった
ビン３２のリップ部３３の幅Ｘのことである。Pressing load: 4.5 kg Disc circumferential speed (relative speed of bottle): 5 m/see
Lubricating oil: A mixture of kerosene and turbine oil at a ratio of 2:1.Test time: 120 minutes.The test results are shown in the "Lip wear width j" column of Table 2 below.Here, what is the lip wear width? , the width X of the lip portion 33 of the bottle 32 that has widened due to wear.
第 ２ 表
試験結果は概ね良好である。しかしながら、リップ摩耗
幅の許容基準を厳しくして５００μ以下とした場合、試
験例１，２．３は該基準を満たす優れた耐摩耗性を示す
一方、試験例４，５．６は該基準を満たしていない。そ
の理由は、試験例４では、炭化物層の表面粗さが粗すぎ
ることによる。The test results in Table 2 are generally good. However, when the tolerance standard for lip wear width is made stricter to 500μ or less, Test Examples 1 and 2.3 show excellent wear resistance that meets the standard, while Test Examples 4 and 5.6 meet the standard. not filled. The reason is that in Test Example 4, the surface roughness of the carbide layer was too rough.
また、試験ｆＩＡ５では、チル層の硬さが低すぎること
による。また、試験例６では、チル層の厚みが薄すぎる
ことによる。In addition, in test fIA5, the hardness of the chill layer was too low. Further, in Test Example 6, the thickness of the chill layer was too thin.
したがって、ロータリピストンエンジンにおける炭化物
層、チル層の組合せは、試験例１，２゜３に示されるよ
うな数値の組合せとすることが好ましい。Therefore, it is preferable that the combination of the carbide layer and the chill layer in the rotary piston engine is a combination of numerical values as shown in Test Examples 1 and 2.3.
（効果）
本発明のロータリピストンエンジンによれば、サイドハ
ウジングをＡＱ合金製にするとともに。(Effects) According to the rotary piston engine of the present invention, the side housing is made of AQ alloy.
サイドハウジングの摺接部に、高温・高圧下でも安定し
た耐摩耗性を有する炭化物層を設けた場合において、鋳
鉄製シー、層部材の摺動面に、前記炭化物層に対して良
い摺動特性を示すチル層を設けたので、鋳鉄製シール部
材の耐摩耗性が向上し、焼付きが生じないという優れた
効果が得られる。When a carbide layer that has stable wear resistance even under high temperature and high pressure is provided on the sliding contact part of the side housing, the sliding surface of the cast iron seat and layer member has good sliding properties against the carbide layer. Since the chill layer is provided, the wear resistance of the cast iron seal member is improved, and an excellent effect of preventing seizure can be obtained.
したがって、ロータリピストンエンジンの高出力化の達
成に寄与することができる。Therefore, it can contribute to achieving high output of the rotary piston engine.
第１図〜第４図は本発明の実施例を示し、第１図はロー
タリピストンエンジンの縦断面図、第２図は第１図の■
−■線に沿う拡大断面図、第３図はアウタオイルシール
の拡大断面図、第４図はサイドシールの拡大断面図であ
る。第５図はビンオンディスク式の摩耗試験機の概略を
示す正面図、第６図は試験に／Ｉｉいるピンの正面図で
ある。
Ａ・・・・・・ロータリピストンエンジン、２・・・・
・・サイドハウジング、４・・・・・・ロータ、８・・
・・・・インナオイルシール、９・・・・・・アウタオ
イルシール、１０・・・・・・サイドシール、１２・・
・・・・炭化物層、２３，２４゜２５・・・・・・チル
層。
第１図
亮５図 も６図
晃２＠1 to 4 show embodiments of the present invention, FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a rotary piston engine, and FIG.
FIG. 3 is an enlarged sectional view of the outer oil seal, and FIG. 4 is an enlarged sectional view of the side seal. FIG. 5 is a front view schematically showing a bottle-on-disk type abrasion tester, and FIG. 6 is a front view of the pin used in the test. A...Rotary piston engine, 2...
...Side housing, 4...Rotor, 8...
...Inner oil seal, 9...Outer oil seal, 10...Side seal, 12...
...Carbide layer, 23,24°25...Chill layer. Figure 1 Ryo 5 Figure 6 Akira 2 @
Claims (1)
ともに、該摺接面上を摺動するオイルシール等の鋳鉄製
シール部材の摺動面にチル層を形成したことを特徴とす
るロータリピストンエンジン。(1) A rotary piston characterized in that a carbide layer is provided on the sliding surface of the side housing, and a chill layer is formed on the sliding surface of a cast iron seal member such as an oil seal that slides on the sliding surface. engine.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4920786A JPS62206233A (en) | 1986-03-05 | 1986-03-05 | Rotary piston engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4920786A JPS62206233A (en) | 1986-03-05 | 1986-03-05 | Rotary piston engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62206233A true JPS62206233A (en) | 1987-09-10 |
Family
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP4920786A Pending JPS62206233A (en) | 1986-03-05 | 1986-03-05 | Rotary piston engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62206233A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106762113A (en) * | 2016-12-23 | 2017-05-31 | 中国南方航空工业(集团)有限公司 | Inhale fiery formula rotary engine and unmanned plane |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS614962A (en) * | 1984-06-19 | 1986-01-10 | ワ−ナ−−ランバ−ト・コンパニ− | Method of detecting drug inducing thrombocytopenia |
-
1986
- 1986-03-05 JP JP4920786A patent/JPS62206233A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS614962A (en) * | 1984-06-19 | 1986-01-10 | ワ−ナ−−ランバ−ト・コンパニ− | Method of detecting drug inducing thrombocytopenia |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106762113A (en) * | 2016-12-23 | 2017-05-31 | 中国南方航空工业(集团)有限公司 | Inhale fiery formula rotary engine and unmanned plane |
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