JPS60537B2 - ロ−タリピストンエンジン用ロ−タの製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はロータリピストンェンジン用ロータの製造法
に関するものである。

ロータリピストソェンジンは、第１図および第２図に示
すように、トロコィド状の内周面を有するロータハウジ
ング１とその両側に密接して一体的に固定されたサイド
ハウジング２とから形成された空所３内を、三角形状の
ロータ４がその頂辺を上記ロータハウジング１の内周面
に摺接させながら遊星回転運動して、吸入、圧縮、爆発
、膨張および排出の各行程を順次行なわせるようにした
ものである。

なお、５はロータ４の側面４ａに装着されたサイドシー
ル、６はｏータ４の各頂辺に装着されたアベックスシー
ル、７は点火プラグ、８はサイドハウジング２に開□す
る吸気ボート、９はロータハウジング１に設けた排気ボ
ート、１０は両端部が上記サイドハウジング２に支承さ
れロータ４に形成した内歯に函合されて回転する偏心髄
である。上記構造のロータリピストソェンジンにおいて
、ロー夕４の側面４ａとサイドハウジング２面との間に
間隙が形成され、この間隙は、偏心軸１０のたわみや軸
受けにおけるクリアランスなどによって、ロータ４が、
特に周速の大きいサイドシール５外側部が、サイドハウ
ジング２内面と金属接触するのを防止するため、またエ
ンジン各部のアンバランスな熱膨張下においても十分な
ロータ４の回転可能クリアランスを保持するために欠く
ことができないものである。

そしてロータ側面４ａとサイドハウジング２面とサイド
シール５とによって囲まれ一方が作動室に運通して形成
された空隙１１を、通常△Ｈ部と称しており、△日部の
間隙は４００ｖ程度である。ところがこの△日部は、ガ
ス流が小さく、かつサイドハウジング２およびロータ４
の両側壁から冷却されて温度も比較的低いため、燃焼室
に面する△Ｈ部において火炎が伝播しにくく、未燃焼ガ
スが発生しがちであり、そのため排気ガス中に炭化水素
などの未燃焼成分を増加させるとともに、サイドシール
５のガス洩れを増加させ「その結果エンジンの出力やオ
イルシールの耐久性を低下させるのである。そこでこの
出願人は先に、上記△Ｈ部における欠点を除去するもの
として、ロータ側面４ａのサイドシール５外側部に、鱗
片状アルミニウムおよび二硫化モリブデンを分散させた
ェポキシ樹脂を層厚３０仏以上に焼付けたロータリピス
トンェンジンのロー夕を提案した（特願昭５４−３３１
３号明細書（特公昭５９−７０１１号公報）参照）。こ
の先願の発明は、ロータ側面４ａのサイドシール５外側
部に層厚３０Ａ以上のェポキシ樹脂層４ｂを設けて上記
△Ｈ部の間隙を小さくすることによって、排気ガス中の
未燃焼炭化水素を従来のものより２０〜２５％減少させ
ることができ、また上記ェポキシ樹脂層は、上記の鱗片
状アルミニウムおよび二硫化モリブデンを分散させるこ
とによって、耐摩耗性を有し、かつ焼付きを生じないな
どの優れた効果を有している。しかるに、上記の構造に
おいて、△日部の間隙を小さくするためには上記樹脂層
を厚くしなければならないが、上記の先願発明において
は塗布層の厚みを均一に塗布することが困難であり、そ
のためロータ側面に形成された樹脂層を研削加工してそ
の厚みを修正する必要がある。

また塗布層が厚いのでその乾燥に長い時間を要する。さ
らにロータ側面に塗布するときの上記ェポキシ樹脂液は
流動性であるため、樹脂液をロータの片面ずつにしか塗
布することができないので樹脂層の形成に手数がかかる
。さらにまた樹脂液を塗布する際に、流動性の樹脂液が
サイドシール溝に流入して硬化されることがあるのでサ
イドシールの装着作業や機能に支障をきたす。さらにま
た樹脂液は長時間放置すると硬化するので、樹脂液や樹
脂液供給装置の管理が厄介であるなどの欠点を有してい
る。この発明は、上記先顔発明の欠点を解消し、ロータ
側面のサイドシール外側部に上記被覆層を容易に設ける
ことができ、その結果ロータの加工生産性を向上するこ
とができるようになったロータリピストンェンジン用ロ
ータの製造法を提供するものである。

すなわちこの発明は、不織布の両面に熱硬化性樹脂層を
形成し、その少なくとも一方の熱硬化性樹脂層に鱗片状
アルミニウム２０〜４の重量％および二硫化モリブデン
１０〜３５重量％を分散させるとともに、片面の熱硬化
性樹脂層にのみ常温酸着性を付与してなる被覆層シート
を使用し「上記鱗片状アルミニウムおよび二硫化モリブ
デンを分散した熱硬化性樹脂層が外面となるように常温
接着性を付与した熱硬化性樹脂をロータリピストンヱン
ジンのロータ側面にサイドシール外側部に接着し、しか
るのち上記熱硬化性樹脂層を加熱硬化させ、上記ロータ
側面に形成した被覆層によってロータ側面とサイドハウ
ジングとの間隙が小さくなるようにしたことを特徴とす
るロータリピストンェンジン用ロータの製造法である。

この発明のロータの製造順序の一例を第３〜４図によっ
て説明する。｛１｝ レーヨンまたはカーボン繊維など
からなる厚さ約５０払の不織布１２の片面１２ａに、鱗
片状アルミニウム１３ａおよび二硫化モリブデン１３ｂ
を分散させた二液型ェポキシ樹脂液をナイフコータなど
で塗布し、次いで６０ｑｏで乾燥してその表面が粘着性
でない程度の二液型ェポキシ樹脂層１３（耐摩耗性樹脂
層）を形成する。

‘２１ 次いで、上記不織布１２の他面１２ｂに、一液
型ェポキシ樹脂液を塗布して常温接着性を有する厚さ約
５０仏の一液型ェボキシ樹脂層１４（接着性樹脂層）を
形成し、このとき上記一液型ェポキシ樹脂層１４の外面
１４ａに機型紙１５を圧着する。かくして二液型ェポキ
シ樹脂層１３、不織布１２、一液型ェポキシ樹脂層１４
および離型紙１５を順次積層した積層シート１６を得る
。なお、上記一液型ェポキシ樹脂層は約２６０ｑ０の耐
熱性を有し、上記しーョン不織布は２６０〜３００ｑｏ
の耐熱性を有している。【３｝ 該積層シート１６から
、第４図に示すようなロータ側面４ａのサイドシール外
側部の形状に相当する円弧状片１７を打ち抜く。‘４’
この円弧状片１７から離型紙１５を剥離したのち、上記
一液型ェポキシ樹脂層１４の面１４ａをロータの両側面
４ａ，４ａに重ね合わせ約５ｋ９′地の圧力をもって貼
着して上記二液型ェポキシ樹脂層１３を表面とする被覆
層１８を形成する。

‘５｝ 次いでこの被覆層１８を１８０ｏｏ、３０分間
加熱して耐摩耗性樹脂層および接着性樹脂層のェポキシ
樹脂を硬化させて被覆層１８の接着を完了し所望のロー
タが得られる。

上記二液型ェボキシ樹脂は、サイドハウジングと衝合時
目らが摩耗してサイドハウジングを傷けないこと、弾性
で緩衝作用のあること、塗布性、接着性が良いことなど
の性質を有している。

このェポキシ樹脂に鱗片状アルミニウムを分散させるこ
とによって、被覆層の熱伝達性を向上しロータを介して
熱放出を促進する。またこの被覆層中の鱗片状アルミニ
ウムのそれ自体の耐熱性によって被覆層の耐熱性が向上
する。すなわち高負荷時でも通常ロータの被覆層の部分
は、ロータやサイドハウジングにて冷却され直接燃焼炎
にさらされない部分であり、このための未燃焼ガス発生
の原因になっているものであるが、なんらかの異常原因
により瞬間的に表面部が高温となっても、この鱗片状ア
ルミニウムによって鱗片状アルミニウムの裏側の耐熱性
のあまり高くないェポキシ樹脂や不織布を保護して被覆
層の耐熱性を向上させる。またこの鱗片状アルミニウム
の分散によってサイドハウジングと衝合時の切断強度が
向上される。また二液型ェポキシ樹脂に二硫化モリブデ
ンを分散させることによってサイドハウジングと衝合時
の暁付き防止効果および樹脂層自体の耐摩耗性が向上さ
れるのである。上記二液型ェポキシ樹脂層中の鱗片状ア
ルミニウムの含有量は２０〜４の重量％、二硫化モリブ
デンの含有量は１０〜３５重量％であり、鱗片状アルミ
ニウムおよび二硫化モリブデンが、上記含有量の下限値
未満では、上記のそれぞれの所望の効果が得られず、ま
た上記含有量の上限値を越えてもその効果が更に向上す
るものではなく、却ってェポキシ樹脂層の接着性、弾性
などが低下する。

不織布は、その厚さが５０〜１５０仏であることが好ま
しい。

厚さが５０山禾満であると不織布の製作が困難であると
共に上記積層シートの形状支持性が失なわれ、また１５
０仏を越えると被覆層の厚みが厚くなって△Ｈ部が小さ
くなり過ぎるので好ましくない。上記の説明においては
、熱硬化性樹脂としてェポキシ系樹脂を使用したが、ェ
ポキシ系樹脂の代わりもこ「 フェノール系樹脂等を使
用することができる。

また〜上記の説明においては、不織布の表面に耐摩耗性
樹脂層、裏面に接着性樹脂層を有する被覆層が形成され
たものであるが、耐摩耗性樹脂層を不織布の両面に形成
し、この耐摩耗性樹脂層のいずれか片面のみに接着性樹
脂層を形成したものでもよい。

上記被覆層の全層厚は、△日部の間隙が４００仏程度で
ある関係上、１３０仏程度が好ましい。

そしてこの発明においては、被覆層は不織布および接着
性樹脂層の厚みがあるので、その分だけ鱗片状アルミニ
ウム、二硫化モリブデンを含有した耐摩耗性樹脂層の厚
みを小さくすることができる。なお、被覆層の作動側端
面の耐熱性について説明する。この部分はロータやサイ
ドハウジングにて冷却され、直接に炎に触れない部分で
あり、耐摩耗性樹脂層および接着性樹脂層は十分な耐熱
性を有するとともに、不織布がレーヨンの場合には、作
動室側端面の表面部は変色はしても分解されることはな
く、また表面部に続く内部はロータを通しての熱放出に
よって冷却されているため、十分な耐熱性を有している
。このことは後述する実験例の耐熱試験によって明らか
である。次に、この発明の方法による主要な効果を列記
する。

‘ィ｝ 不織布は、被覆層に弾力性を付与し、外層に高
応力を受けたとき収縮して応力緩和作用を生じ、外層の
摺動による摩耗が軽減される。

｛〇｝ 不織布に、樹脂液が含浸されるので、その塗布
性、接着性が向上される。

し一 耐摩耗性樹脂層の厚みは小さくてよいので、層厚
の精度（土１０ｒ以下）が向上し、硬化後に層厚を修正
加工する必要がない。

９ 被覆層シートをロータ側面に接着することによって
ロータの被覆層を形成するので、ロータの両側面に同時
に被覆層を形成することができ、ロータの生産効率が向
上される。

■ 耐摩耗性樹脂層の厚みは大きくないので、従来のロ
ータ面に被覆層を塗布するものに比べて、乾燥時間が短
か〈、またピンホールの発生がない。

Ｎ ロータ面に被覆層を接着させるものであるから、樹
脂液がロータのサイドシール溝に侵入することがない。

（ト’積層シートは別の場所で一括して製造できるので
樹脂の管理が容易である。次にこの発明の方法によって
得られたロー夕の実験例について説明する。

実験例 上記に説明した製造工程において、シリコーン系ェポキ
シ樹脂に鱗片状アルミニウムを混合した市販品（商品名
サントモＤＨＸＭ−１、三井物産化工機販売社製）に二
硫化モリブデンを配合し、鱗片状アルミニウム２の重量
％、二硫化モリブデン２５重量％を分散させたェポキシ
樹脂液を厚さ５０山のレーヨン不織布の片面に塗布、乾
燥して厚さ３０仏の耐摩耗性樹脂層を形成し、次いで上
記不織布の裏面に約５０ムの常温接着性樹脂層を形成し
、常温接着性樹脂層の表面に離型紙を圧着して積層シー
トを得た。

この積層シートからロー夕側面のサイドシール外側部に
相当する形状の円弧状片を切り抜き、離型紙を剥がして
常温接着性樹脂をロー夕のサイドシール外側部に圧着し
、次いで１８０℃、３０分間加熱して焼付けることによ
り、上記サイドシール外側部に厚さ１３０仏の被覆層を
形成した。上記のようにして得られた２個のロータを、
単室容積５７３ｃｃの２ロータ型ロータリピストンェン
ジンに取付け、エンジン回転数７００仇ｐｍの全負荷運
転を１０畑時間行なったのち、下記の排気ガス中の未燃
焼炭化水素量の測定、および分解検査を行なつた。

排気ガス中の未燃焼炭化水素量は、エンジン回転数２０
０仇ｐｍ、平均有効圧４ｋｇ／の、空燃比１６の条件下
で測定したところ、この発明のロータでは２．３夕／ｍ
ｉｎであったが、被覆層を設けていない従来のものでは
３．０タ′ｍｊｎであって、この発明のものは、従来の
ものに比べて排気ガス中の禾燃焼炭化水素量が２０〜２
５％減少していた。

またエンジンを分解して被覆層の層厚を測定したところ
、当初１３０仏の被覆層は上記エンジンのならし運転し
たのちは約１１０仏となって、耐摩耗性樹脂層の厚みは
当初より約２０ｒ摩耗していた。

次いで前記実験例の被覆層（厚さ１３０仏）の耐熱性を
試験した。耐熱性試験は、上記のロータリピストンェン
ジンを用いて、エンジン回転数３５０仇ｐｍの無負荷運
転から７００仇ｐｍの全負荷運転に１の砂間で上昇させ
、この全負荷運転を４館秒間続けたのち、３５０仇ｐｍ
の無負荷運転に１栃趣、間で低下させる工程を１サイク
ルとして、６０００サイクル（１０現時間）の試験を行
なった。試験の結果、被覆層の不織布、耐摩耗性樹脂層
、接着性樹脂層にはほとんど熱劣化がなく、剥離も生じ
ていなかった。また別の試験方法として、長さ３仇吻、
幅１５側の鋳鉄板に上記被覆層を厚さ１３０仏に形成し
た試料を多数用意し、この試料を加熱器内で約３分間か
けて２５０午０に加熱したのち、約２０℃の水に浸潰し
て冷却する工程を１サイクルとして、１０００サイクル
繰返した。さらに上記試験法にて加熱器における加熱温
度を３００午○とし、かつ３００サイクル繰返した以外
は同様に試験した。２５０午０に加熱後水冷した試料の
被覆層の耐摩耗性樹脂層は、ほとんど変色もなく、被覆
層は剥離していなかったが、一方３００ｑｏに加熱水冷
した試料の被覆層の耐摩耗性樹脂層は若干の変色はみら
れたが、樹脂層は同機に剥離していなかった。

【図面の簡単な説明】

第１図はロータリピストンェンジンの正面図、第２図は
ロータのサイドシール姿部の垂直切断側面図、第３図は
積層シートの分解断面図、第４図は積層シートの平面図
、第５図は被覆層の拡大切断側面図である。 ４：ロータ、５：サイドシール、１２：不織布、１３：
耐摩耗性ェポキシ樹脂層、１３ａ：鱗片状アルミニウム
、１３ｂ：二硫化モリブデン、１４：接着性ェポキシ樹
脂層。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 不織布の両面に熱硬化性樹脂を形成し、その少なく
   とも一方の熱硬化性樹脂層に鱗片状アルミニウム２０〜
   ４０重量％および二硫化モリブデン１０〜３５重量％を
   分散させるとともに、片面の熱硬化性樹脂層にのみ常温
   接着性を付与してなる被覆層シートを使用し、上記鱗片
   状アルミニウムおよび二硫化モリブデンを分散した熱硬
   化性樹脂層がロータの表面を形成するように常温接着性
   を付与した熱硬化性樹脂層をロータリピストンエンジン
   のロータ側面のサイドシール外側部に接着し、しかるの
   ち上記熱硬化性樹脂層を加熱硬化させ、ロータ側面に形
   成した被覆層によってロータとサイドハウジングとの間
   隙が小さくなるようにしたことを特徴とするロータリピ
   ストンエンジン用ロータの製造法。