JPS6287620A

JPS6287620A - ロ−タリピストンエンジンのロ−タの製造方法

Info

Publication number: JPS6287620A
Application number: JP22736185A
Authority: JP
Inventors: Masafumi Kiko; 寄高　政史; Fujio Kamioka; 上岡　富士夫; Yukio Yamamoto; 幸男山本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-10-11
Filing date: 1985-10-11
Publication date: 1987-04-22

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ロータ、特にアル
ミニウム合金製のロータの製造方法に関する。

（従　　来　　技　　術）ロータリピストンエンジンにおいて、繭形の内周面を有
するケーシング内を遊星回転運動する略三角形状のロー
タには、各頂辺に沿って形成されてアペックスシールが
装着されるアペックスシール溝と、両側面における各頂
角部に形成されてコーナーシールが装着されるコーナー
シール溝と、両側面における周辺部に形成されてサイド
シールが装着されるサイドシール溝とが設【プられるが
、これらの溝は、ロータの回転時に各シールを介して大
きな力が作用するため、或はシールと溶接するために内
面が摩耗し易く、従って合溝の周辺部は耐摩耗性に優れ
ている必要がある。特に、上記ロータの軽量化ないし高
回転化を図るために用いられるアルミニウム合金製のロ
ータにおいては、上記の如ぎ摩耗が茗しく、これを防止
するために合溝の周辺部の耐摩耗性をどのようにして確
保すれば良いかが問題となる。

そこで、例えば実開昭４９−４２３０３号公報に示され
ているように、ロータにおけるアペックスシール溝が形
成される各頂辺部と、サイドシール溝及びコーナーシー
ル溝が形成される両側面の周辺部とを、鋳鉄でなる一体
フレームとして形成すると共に、この一体フレームをア
ルミニウム合金で鋳ぐるむことによりアルミニウム合金
製のロータを作製することが提案されている。これによ
れば、上記鋳鉄製の一体フレームに、アペックスシール
溝、コーナーシール溝及びサイドシール溝が夫々形成さ
れるため、所要の耐摩耗性が確保されて多溝の摩耗が防
止されることになる。

しかし、上記公報に開示されたものは、一体フレーム（
多溝の形成部）が重量の大きな鋳鉄で形成されるために
ロータの軽量化を図ることが困難となり、またロータの
回転時には上記鋳鉄製のフレームとアルミニウム合金と
の接合部に大きな応力が作用するため或は両者の熱膨張
率が異なるために、上記接合部の密着性が低下して該接
合部に剥離が生じる可能性がある。

（発　　明　　の　　目　　的）本発明は、ロータリピストンエンジンにおけるアルミニ
ウム合金製のロータに関する上記のような実情に対処す
るもので、アペックスシール溝が形成される各頂辺部と
サイドシール溝及びコーナーシール溝が形成される両側
面の周辺部とを構成する一体的なフレーム状枠体を形成
し、且つこのフレーム状枠体をアルミニウム合金で鋳ぐ
るむことによりロータを作製する場合において、上記フ
レーム状枠体とアルミニウム合金とが良好にＷ！着して
両者の接合部が剥離することがなく、且つ多溝の周辺に
十分な耐摩耗性が確保されて溝の摩耗が防止され、しか
も十分に軽量化されたアルミニウム合金製ロータを得る
ことを目的とする。

（発　　明　　の　　構　　成）上記目的達成のため、本発明に係るロータリピストンエ
ンジンのロータの製造方法は次のように構成したことを
特徴とする。

即ち、アペックスシール溝部とサイドシール溝部とを有
するフレーム状枠体をニッケルの発泡体で形成し、次に
このフレーム状枠体をダイカスト法や溶湯鍛造法等の高
圧鋳造法を用いてアルミニウム合金で鋳ぐるむことによ
りロータの中間製品を形成する。そして、この中間製品
について所定の熱処理を行う。

このような方法によれば、上記ニッケル発泡体でなるフ
レーム状枠体を高圧鋳造法によりアルミニウム合金で鋳
くるむ際に、該フレーム状枠体における多数の空孔内に
上記アルミニウム合金の溶湯が充填される。また、この
ようにして鋳ぐるみ成形されたロータの中間製品に、例
えばＴ６処理と称せられる溶体化処理と人工時効硬化処
理との連続処理等の熱処理を施すことにより、アルミニ
ウム合金が硬化されるばかりでなく、上記ニッケル発泡
体とアルミニウム合金との境界面、特に該発泡体の空孔
に充填されているアルミニウム合金の周囲にニッケルと
アルミニウムとでなる高硬度の合金層（金属間化合物）
が形成される。そして、このような状態で、上記フレー
ム状枠体のアペックスシール溝部及びサイドシール溝部
に夫々アペックスシール溝、サイドシール溝及びコーナ
ーシール溝を形成すれば、多溝の内面に上記高硬度の合
金層が現れることになる。

（発　　明　　の　　効　　果）以上のように本発明に係るロータリピストンエンジンの
ロータの製造方法によれば、アペックスシール溝部とサ
イドシール溝部とを有するフレーム状枠体をニッケルの
発泡体で形成し、且つ該発泡体における多数の空孔内に
アルミニウム合金を充填させるようにしたから、鋳鉄製
フレームを用いる場合に比較してロータの軽量化が図ら
れると共に、ニッケル発泡体とアルミニウム合金との接
合強度ないしＷ！着性が向上されて両者の接合部に剥離
が生じるといった不具合が回避されることになる。更に
、最終行程として熱処理を施すことにより、ニッケル発
泡体とアルミニウム合金との境界面にニッケルとアルミ
ニウムとでなる高硬度の合金層が形成され、且つアペッ
クスシール溝、コーナーシール溝及びサイドシール溝を
加工した際にこの高硬度の合金層が多溝の内面に現れ、
これにより溝の周辺の耐摩耗性が確保されて該溝内面の
摩耗が防止される。このようにして、本発明によれば、
枠体と該枠体を鋳ぐるんでいるアルミニウム合金との剥
離がなく、且つ各シール溝の耐摩耗性が確保され、しか
も十分に軽量化されたアルミニウム合金製ロータが実現
されることになる。

（実　　施　　例）以下、本発明に係るロータリピストンエンジンにおける
ロータの製造方法の実施例について説明する。

先ず、第１工程として第１〜３図に示すようにロータの
各頂辺部を構成してアペックスシール溝が形成される３
本のアペックスシール溝形成部材１・・・１（これらの
形成部材１・・・１０両端面にはコーナーシール溝が夫
々形成される）と、ロータの両側面における周辺部を構
成してサイドシール溝が形成される６本のサイドシール
溝形成部材２・・・２とを夫々ニッケルの発泡体で形成
すると共に、これらの各部材１・・・１，２・・・２を
連結させてフレーム状枠体３を作製する。その場合に、
上記各部材１・・・１，２・・・２にニッケルの発泡体
）は、例えば粒状のウレタン樹脂を黒鉛で被覆すると共
に、これを所定形状の型内に充填させた状態でニッケル
メッキを施し、然る侵、上記ウレタン樹脂を焼失させる
ことにより得られ、またこのようにして得られた各部材
１・・・１．２・・・２を、例えばロウ何は等によって
結合させることにより上記フレーム状枠体３が作製され
る。

次に、第２工程として、上記のようにして作製されたフ
レーム状枠体３を所定形状を有する金型内にセットし、
然る後、ダイカスト法や溶湯鍛造法等の高圧鋳造法を用
いて上記金型内にアルミニウム合金（組成例、ｓ；　　
：１ａ％、Ｃｕ：３％、Ｍｏ：０．４％、Ｎｉ　　：０
．１８％、Ｓｂ：０゜１６％、Ｍｎ　：０．１４％、Ｆ
ｅ　：Ｑ、１４％、Ｔｉ　　：０．０９％、残：Ａｉ）
の溶湯を鋳込み、該合金で上記枠体３を鋳ぐるむことに
より、第４図に示すようなロータの中間製品４を得る。

ここで、上記フレーム状枠体３を高圧鋳造法によりアル
ミニウム合金で鋳ぐるむことにより、該枠体３における
多数の空孔内にアルミニウム合金の溶湯が充填されるこ
とになる。そして、上記中間製品４の各頂辺部４ａ・・
・４ａは、上記のようにして空孔内にアルミニウム合金
が充填されたアペックスシール溝形成部材１′・・・１
′によって構成され、また該ロータ４の両側面における
周辺部４ｂ・・・４ｂは、同じく空孔内にアルミニウム
合金が充填されたサイドシール溝形成部材２′・・・２
′によって構成され、その他の部分５はアルミニウム合
金で構成される。

更に、このようにして作製されたロータの中間製品４に
対して、第３工程として溶体化処理（約り２０℃×４時
間）と人工時効硬化処理（約り７０℃×８時間）とを連
続して行うＴ６処理と称せられる熱処理を施す。このよ
うな熱処理が施されることによって、中間製品４におけ
るアルミニウム合金部５が硬化されると共に、第５図に
示すように上記アペックスシール溝形成部材１′・・・
１′（サイドシール溝形成部材２′・・・２′も同様）
においては、ニッケル発泡体１ａとアルミニウム合金１
ｂ・・・１ｂとの境界面に、ニッケルとアルミニウムと
でなる高硬度の合金層（金属間化合物）６・・・６が形
成される。そして、上記の如く熱処理が施された後、第
６図に示すように、アペックスシール溝形成部材１′・
・・１′の頂辺に沿ってアペックスシール溝７・・・７
が、また該部材１′・・・１′の両端面にコーナーシー
ルｌｌｌ８・・・８が夫々形成されると共に、サイドシ
ール溝形成部材２′・・・２′の外側面にサイドシール
溝９・・・９が夫々形成され、また所定の薇械加工が施
されて最終製品としてのアルミニウム合金製のロータ本
体１０が得られることになる。その場合に、上記８溝７
・・・７，８・・・８．９・・・９の内面には、上記ニ
ッケルとアルミニウムとでなる高硬度の合金層６・・・
６が現れることになる。

このようにして得られたロータ本体１０は、第１〜３図
に示すフレーム状枠体３が多数の空孔を有するニッケル
の発泡体で形成されているので、鋳鉄製フレームを使用
する場合に比較して軽量化されると共に、上記フレーム
状枠体３にお【プる多数の空孔内にアルミニウム合金が
充填されているので、該枠体３とアルミニウム合金との
接合強度ないし密着性が向上されて、両者の剥離が防止
される。更に、アペックスシール溝７・・・７、コーナ
ーシール溝８・・・８、サイドシール溝９・・・９の内
面には高硬度の合金層が現れるため、これらの溝７・・
・７，８・・・８．９・・・９の周辺の耐摩耗性が向上
されることになる。また、上記フレーム状枠体３の素材
であるニッケルはアルミニウム合金と比較して、熱膨張
率が小さいため、該枠体３によってロータ全体の熱膨張
が抑制されることになる。

尚、上記実施例においては、ロータの中間製品４に熱処
理を施した後に各シール溝７・・・７，８・・・８．９
・・・９を形成するようにしたが、これとは逆に各シー
ル溝７・・・７，８・・・８，９・・・９を形成した後
に熱処理を施すようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明方法の実施例を示すもので、第１図はこの
実施例で使用されるフレーム状枠体の斜視図、第２図は
該枠体の正面図、第３図は該枠体の側面図、第４図は該
枠体がアルミニウム合金で鋳ぐるまれてなるロータの中
間製品を示す斜視図、第５図は該中間製品に熱処理を施
した後の金属組織の概略を示す拡大図、第６図は多溝が
形成されたロータ本体の斜視図である。１．１′・・・アペックスシール溝形成部材、２゜２′
・・・サイドシール溝形成部材、３・・・フレーム状枠
体、４・・・中間製品、６・・・ニッケル−アルミニウ
ム合金層。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ロータリピストンエンジンにおけるアルミニウム
合金製のロータの製造方法であって、アペックスシール
溝部とサイドシール溝部とを有するフレーム状枠体をニ
ッケルの発泡体で形成し、次にこのフレーム状枠体を、
該枠体における多数の空孔内に溶湯が充填されるように
高圧鋳造法によつてアルミニウム合金で鋳ぐるむことに
よりロータの中間製品を形成し、然る後、この中間製品
を加熱処理することにより、上記ニッケル発泡体とアル
ミニウム合金との境界面にニッケル−アルミニウム合金
層を形成することを特徴とするロータリピストンエンジ
ンのロータの製造方法。