JPS6285134A - ロ−タリピストンエンジンのロ−タ - 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、ロータリピストンエンジンの９アルミニウム
合金製ロータに関する。

（従来技術） ロータリピストンエンジンのロータは一般的に鋳鉄製の
ものが使用されているが、近年アルミニウム合金製のロ
ータも（２案され始めている。

ロータをアルミニウム合金製と覆−れば、１−］−タの
軽量化が図られ、その結果ロータのレスボ〕／スの向上
、エキピント１ノツクシＮ・７１〜への負荷軽減等が図
られ、高速回転可能、比出力の向上舌部々の効果が期待
できるが、他方アルミニウム合金”１１のロータは鋳鉄
製のロータに比べて強度、耐摩耗性が低く、また熱負荷
によって軟化し、へたり易いという問題を有する。

上記問題は、特に、常時シール部材との間Ｃ当接、１占
動か操り返されるアペックスシール？？４、−］−ナシ
ール？１１１ｉ、サイドシール溝等の各種シー１し溝部
にａ３いて顕著で市り、例えばレーシングカーＩ１１の
アルミニウム合金製ロータの場合、長期間運転によって
その様な溝部特にアペックスシール溝部が摩耗し、変形
し、シール性が低下してしまう等の恐れがおる。

このため、例えば特公昭５６−３６２８８Ｐｊ公報に児
られる様に、ロータ本体の頂部に、アペックスシール溝
が形成された耐摩耗性材から成るシール溝部材（溝保衾
体）を鋳包心ことにより上記問題を解決しようとする提
案が行なわれている。

しかしながら、この様に耐摩耗性材等の別材利から成る
シール溝部材をアルミニウム合金から成るロータ本体に
接合して成るロータにおいては、該シール溝部材周辺の
アルミニウム合金部分（シール溝部材接合面外周のロー
タ本体部分）が繰返し応力を受（プ、従って長期間運転
しているうちに該部分が接合面から疲労による亀裂を生
じ、その結果シール溝部材とロータ本体との接合強度が
低下するという問題がある。

（発明の目的） 本発明の目的は、上記事情に鑑み、アルミニウム合金）
Ｊの［］−夕本体に別＋Ａ　ｒｌから戊ろシール溝部材
を接合して成るロータであって、シール溝部において優
れた耐摩耗性をイアすると共に、シール満部材外周のロ
ータ本体部分が高い疲労強度８有し、かつ両省の接合が
強固に行なわれてなるロータ１ノビストンエンジンのロ
ータを提供することにある。

（発明の構成） 本発明に係るロータは、上記目的を達成するため、アル
ミニウム合金から成るロータ本体と、該ロータ本体のシ
ール溝が位置すべき部分に接合された該シール溝を有】
−るシール溝部材とを備えて成り、該シール溝部材はニ
レジスト鋳鉄等の耐摩耗性材料から成ると共に、該シー
ル溝部材の外周（接合面外周）（こ位置するロータ本体
部分の組織が微細化されていることを特徴とする。

（発明の効果） 本発明に係るロータは、上記の如く、アルミニウム合金
製ロータ本体のシール溝が位置すべき部分に、該シール
溝が形成された耐摩耗性材料製のシール溝部材を接合し
て成るものであるので、上記シール溝は十分な耐摩耗性
を有し、長期間運転によるシール溝の摩耗を抑制するこ
とができる。

また、上記シール溝部材の接合面の外周に位置する上記
ロータ本体部分のｌ１ｌｉ織が微細化されているので、
該部分の疲労強度が向上し、該部分の疲労強度の向上に
より接合面からの亀裂を防止でき、よって両者の強固な
接合を確保することができる。

（実　施　例） 以下、図面を参照しながら本発明の実施例について説明
する。

第１図は本発明に係るロータの一実施例を示す斜視図で
あり、この実施例は、ロータ本体のシール満が位置する
部分のうち特にアペックスシール溝か位置する部分に、
該アペックスシール溝が形成されたシール溝部材を接合
して成るものでおる。

図示のロータ１０は、アルミニウム合金から成るロータ
本体１２と、該本体１？の各頂部に形成されるアペック
スシール溝１４が位置すべき部分に接合されたシール溝
部材１６とで構成されている。なあ、図中にＢいて１８
はコーナシール溝、？Ｏはサイドシール溝、２２はオイ
ルシール溝、２４はエキセンＩヘリツクシャフト孔、２
６は燃焼室である。

第２図は第１図に示すシール溝部材１６を示ず斜視図で
ある。このシール溝部材１６は耐１ｆ粍性材料から成り
、アペックスシール溝が位置すべきロータ本体部分に（
と合される関係上該アペックスシール溝１４が形成され
ており、さらに、本実施例にＪ５けるロータは第１図に
示す如くアペックスシール溝の両’Ｅ　Ｍにコーナシー
ル溝１８が形成され、かつ該コーナシール溝１８にはサ
イドシール溝２０の端部が開口ぜしめられている関係上
、シール溝部材１６の両端面１．１　Ｇｌコーナシール
溝１８とサイドシール溝２０の端部が形成されている。

上記耐摩耗性材料としては、ロータ水体１？のアルミニ
ウム合金よりも耐摩耗性の優れている祠′１′４で必れ
ぽどの様４工ものでも良いが、例えばニレジスト鋳鉄や
、各種嶽ｔｌｔ（例えばアルミナ繊維、ＳＩＣ繊帷１ボ
ロン繊維、カーボン繊維等）ヤ）各種粒子等の補強材を
アルミニウム合金等の金属中に分散混入させて成る複合
金、屈材料等を使用ずろことができる。

なお、第２図にＪ′３けるシール溝部材の］−ナシール
溝１８およびサイドシール溝２０は必−ザ形成されなけ
ればならないものではなく、ロータ本体１？の態様如何
によっては例えば第３図に承り様にシール溝２０が形成
されていないシール溝部材１６を使用することも可能で
ある。

かかるシール溝部材１６は、第１図に示す如く、ロータ
本体１２のアペックスシール溝１４が位置すべき部分に
接合されて成り、かつ、該シール溝部材１６の外周（該
シール溝部材１６のロータ本体との接合面の外周）に位
置するロータ本体部分１２ａ（第１図中点々を付した部
分）は、その組織が微細化されて成る。

ロータ本体１２とシール溝部材１６との接合はどの様な
方法によっても良く、かつシール溝部材１６の外周に位
置するロータ本体部分１２ａの組織微細化もどの様な方
法で行なっても良い。なお、組織の微細化は、一般に該
当部分を溶融し、急冷凝固さぜることによって実軸する
ことが゛て−きろ６゜以下、上記ロータの製造り法の一
見体例について詳細に説明する。

まず、ニレジス１ル鋳鉄番こより前述の如きシール溝部
材１６を作製覆る。次に、ロータ本体１２をアルミニウ
ム合金鋳造し、この鋳造の際に上記シール溝部材１６を
鋳包みする。叩も、ロータ本体１２の鋳造金型内の所定
場所に予め１記シ一ル満部材を配設した上で該金型内に
アルミニウム合金溶湯を注渇し、ロータ本体１２の鋳造
と同時にシール溝部材１６を鋳包みする。

なお、上記ニレジスト鋳鉄およびアルミニウム合金の組
成は以下の通りである。

ニレジスト鋳鉄 ＣＳｉ　　Ｍｎ　　Ｎｉ　　Ｃｒ　　Ｆｅ２．５１．５
１．０１８．０１．８残（ｗｔ％）アルミニウム合金 Ｓｉ　　Ｃｕ　　ＭＱ　　Ｍｎ　　Ｆｅ　　Ｎｉ　　５
ｂ１０．０　３．０　０．４　０．３　０．１４　０．
１８　０．１６Ｔ１　　△１ ０．０９　　　残　　（ｗｔ？も） 次に、上記の如くシール溝部材１６を鋳包みしたら、シ
ール溝部材１６とロータ本体１２との接合部を溶融接合
させる、即ち、上記鋳包みのみでは両者１２．１６の接
合面は今だ十分に接合されておらず、従って両者１２．
１６の接合部を溶融ざぜ、両者の接合面を十分に接合せ
しめる。この溶融接合は接合面へのレーザビームや電子
ビーム照射により行ない、かつ、その際に溶融したロー
タ本体側のアルミニウム合金部分（前記シール溝部材外
周に位置するロータ本体部分）１２ａを急速凝固させる
ことにより、該部分１２ａの組織を微細化させる。なお
、該部分１２ａは、アルミニウムの熱伝導性が極めて大
きいことと、接合部に比較してロータ本体の質量かはる
かに大きいこととにより即座に冷却されるので、特に急
速冷却するための手段を講じる必要はない。

第４図は上記レーザビームにより溶融接合する状態を示
す斜視図であり、図示の如くロータの燃焼下側表面１０
ａｉの接合線３０ａと）Ｊイｉ−側表面１０ｂ上の接合
線３０Ｊにレーザ“ビーム３２８走査せしめること（こ
よって溶融接合が行なわれる。

上記接合線３Ｏａ上への走査は、例えば第５図ｔこ承り
様に、ロータ１０をチャック３４で把持し、レーザビー
ム３２を接合線３０ａに沿って矢印△に沿って移動させ
、１つの接合線３０ａ上のレーザビーム走査が柊ったら
チャック３４を介してロータを所定角度回転させて次の
接合ｖ！ｉ！３０ａトをレーザビーム走査し、全ての接
合線が終了したら、次に第６図に示す如くロータ１０８
ターンチー１ル３６上に代置し、接合１３０ｂに沿って
レーザビーム３２／ｒ移動ざ１！て該接合線３０ｂをレ
ーザじ一ム走査し、それが柊ったらターンテーブル３６
を回転させて次の接合線３０ｂをレーザビーム走査する
ようにすれば良い。なＪ３、第５図中３８はＣ０２レー
ザ光源、４０はミラー、４２は集束レンズで市る。

上記の如き処理を行なうことにより、ロータ１０のシー
ル溝部材１６近１力の平面図である第７図（ａ＞、該第
７図＜ａ＞のち側面図である第７図（ｂ）、１　ｔ−ヒ
第７図（ａ）のＶｕ（Ｃ）　　ＶＩ（ｃ）ＩＱ断面図で
ある第７図（Ｃ）１こ示１ｊ′様に、シール渦部（４１
６の外周にイＩＩるロータ本体部分１２ａの組織が微細
化される。

以上説明した様に、本発明に係るロータは耐摩耗性材料
から成るシール溝部材を備えて成るので、シール溝は優
れた耐摩耗性を有し、長期間運転によるシール溝摩耗の
問題が解消される。

また、シール溝部材外周に位置づ−るロータ本体部分の
アルミニウム合金はその組織が微細化されて成うので、
該部分の疲労強度が向上せしめられ、それ（こよ−）て
操り返し応力に起因する亀裂の問題も解消され、かつ十
分な接合部１食を確保づることかできる。

なＪ′３、本発明はその要旨を越えない範囲において種
々の変形１仮様を取り得、従って上記実施例に限定され
るものではない。特に、上記実施例はいずれらシール溝
としてアペックスシール溝を対象とするものであったが
、他のシール溝、例えばサイドシール溝等を対象とする
ものでおっても良い。

【図面の簡単な説明】

第１［？ＩＩ；を本弁明に係るロータの一実嶋例を示す
ｉ：ｌ視図、第２図は第１図中のシール溝部材を示す斜
視図、第３３図はシール溝部材の仙の実施例を示す斜視
図、第４図へ一第６図はレーリ“ビーム照Ｑ＝Ｊにより
溶融接合ゴ゛る状態を示づ図Ｃあり、第４図は斜視図、
第５図ｃｔ′３よび第６図はそれぞれ燃焼至側り−タ表
向Ｊ３よびサイＦ側口−９表面の接合部を照射する状態
を示す側面図、第７図（ａ＞はロータのシール溝部材近
傍を示す平面図、第７図（ｂ）は第７図（ａ　）の右側
面図、第７図（ｃ　）　ｉｔ第７図（ａ）のＶｑ（ｃ）
　　−υＸ＜Ｃ＞線断面図である。 １２・・・ロータ本体　　　　１４・・・シール溝１６
・・・シール溝部材 １２ａ・・・シール溝部材外周に位置する［］−夕木本
体部 分１　図 第２　図 第５〔Ａ 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルミニウム合金から成るロータ本体を備え、該ロータ
   本体のシール溝が位置すべき部分には該シール溝を有す
   る耐摩耗性材料から成るシール溝部材が接合され、かつ
   、上記シール溝部材の外周に位置する上記ロータ本体部
   分の組織が微細化されて成ることを特徴とするロータリ
   ピストンエンジンのロータ。