WO1993012330A1 - Moteur rotatif - Google Patents

Description

明細書 ロータ リエンジン

技 m分野

本発明は、 内燃機関、 特にロータ リエンジンに鬨する 。

背景技術

自動車等に用いられるロータ リエンジンは、 ロータハウ ジングと 、 このロータハウジングを両側から挟むよ う に配 設されたサイ ドハウジング及びイ ンターメデ ィエイ トハウ ジングと 、 ロータハウジング内に回転自在に収容された口 ータ と 、 サイ ドハウジング及びイ ンターメデ ィ エイ トノヽゥ ジングに対面する σ—夕の両側面にそれぞれ形成されたサ ィ ドシール溝と 、 サイ ドシール溝に収められたサイ ド シー ルと 、 ロータの頂部に設けられたアベッ クスシールと を具 備している。

そ して π—タ リエンジンのサイ ド シールにおいては、 サ ィ ドシール溝から突出 した部位の端面が当該端面に対面す るサイ ド ノヽゥジン及びイ ンターメデ ィ エイ ト ノヽウ ジングに サイ ドシール溝に収められたスプ リ ングに付勢されて摺動 自在に当接され、 これによ りエンジン作動室に対する第一 次気密が達成され、 ロータ軸心側の側面が当該側面に対面 するサイ ドシール搆の側壁面に、 ガス圧等に付勢されて摺 動自在に当接され、 これによ りエンジン作動室に対する第 二次気密が達成されている 。

と ころでサイ ドシールは、 その長さが長く 、 且つその各 部位のロータ中心からの距離が異なるため、 各部位におけ る摺動抵抗及び慣性力の大きさ 、 方向がいずれも異なって いる 。 このためサイ ドシールは不自然な姿勢でサイ ドシー ル溝の側壁面と接触してお り 、 その上、 サイ ドシールとサ イ ドシール溝の側壁面との接触摩擦抵抗は大き く （摩擦係 数で 0 . 1 〜 0 . 3 と考え られる ） 、 エンジン作動室から のガス圧によ りサイ ドシール溝の側壁面に押し付けられた とき 、 サイ ドシール溝内でガス圧によ り持ち上げ力を受け ても、 サイ ドシールの挙動は悪く 、 サイ ドハウジングへの 沿いが十分に形成されない。 このため高温ガスがサイ ドシ ールとサイ ドハウジングとの隙間から吹き出 して口一タ リ エンジンの過熟、 π—ダオイルシールの損傷を惹き起こす。 そしてこのロータ リエンジンの過熱が原因となり ロータ リ エンジンの変形、 すなわちサイ ドハウジングの変形を起こ し、 これによ り更にガス漏れを起すと いう悪循環を生じさ せる こと となる。

また特に、 サイ ドシールから漏出 した燧焼ガスは吸気側 に回 り込んで新吸気ガスと混じって吸気され、 ミス着火の 原因となり 、 出力の低下を起こさせる。 本発明は前記諸点に鑑みてなされたものであって 、 その 目的とする と ころは、 サイ ドシールのサイ ド シール清内で のサイ ドノヽウ ジング、 イ ンターメディ エイ 卜ノヽウ ジングの 摺動面への移動性を増加させ、 これによ りサイ ドシールの 端面とサイ ドハウジング、 イ ンターメディエイ トハウジン グの摺動面と に隙間が生じるのをなく し、 第二次気密性を 劣化させる こ となしに、 第一次気密をよ り確実に達成し得 るロータ リエンジンを提供する こ と にある 。 発明の開示

本発明によれば前記目的は、 ロータハウジングと 、 この ロータハウジングを両側から挟むよ う に配設されたサイ ド ノヽウジング及びイ ンターメディ エイ トノヽウジングと 、 ロー タハウジング内に回転自在に収容されたロータ と 、 サイ ド ノヽウジング及びィ ンターメディ エイ ト ノヽウジングに対面す るロータの両側面にそれぞれ形成されたサイ ドシール瀵と サイ ドシール溝に収められたサイ ドシールと 、 このサイ ド シールをサイ ドハウジング及びイ ンターメデ ィ エイ トノヽゥ ジングに押圧するスプリ ングと 、 サイ ドシール清の側壁面 とサイ ドシールとの間であって且つサイ ドシールに沿って 収められた線状ローラ と を具備するロータ リエン ジンによ つて達成される。

また本発明によれば前記目的は、 サイ ドハウジングと 、 π一タノヽウジングと 、 このロータハウジング内に回転自在 に収容されたロータと 、 サイ ドハウジングに対面する Π— 夕の側面に形成されたサイ ドシール溝と 、 サイ ドシール溝 に収められたサイ ドシールと 、 このサイ ドシールをサイ ド ノヽウジングに向かって付勢するスプリ ングと 、 サイ ドシー ル搆の側壁面とサイ ドシールとの間であって且つサイ ドシ ールに沿って収められた少なく と も一本の線状ローラ と を 具備するロータ リエンジンによつて達成される 。

本発明の一つでは、 サイ ドシールのロータ軸心側の側面 には、 清が形成されてお り 、 この溝に線状ローラが収めら れてお り 、 他の例では、 サイ ドシールのロータ軸心側の側 面には、 段部が形成されてお り 、 この段部の凹所に線状口 一ラが収められている 。

また本発明では、 サイ ドシールのロータ軸心側の部位に 対面するサイ ドシール溝の側壁面に、 線状ローラが接する 薄鐧板が取り付けられても よ く 、 この薄鋼板には、 線状口 ーラが収められる溝が形成されていても よい。

本発明では、 線状ローラは一本でもよいが、 並列に複数 本配されていても よく 、 又は直列に複数本配されていても よい。 線状ローラが並列に複数本且つ直列に複数本配され る場合、 隣接する二列の線状 π—ラ列において対向する線 状ローラの端部の位置を互いに異ならせる と 、 気密性の低 下を防止し得る。 本発明のロ ータ リエンジンでは、 サイ ドシール清に収め られたサイ ドシールは、 スプリ ングに付勢されて 、 その端 面がサイ ドハウジングに摺動自在に当接される ， そ してサ ィ ドシールは、 線状ローラ とサイ ド シール;！の側壁面との 線接触又は転がり接触によ り 、 軽く 敏速に挙動してサイ ド ノヽウジング、 イ ンターメディエ イ ト ノヽウジングの摺動面の 沿いが確実に行われ、 十分な気密性が確保される 。

以上のよ う に本発明によれば、 サイ ドシールとサイ ドハ ウジング及びイ ンターメデ ィ エイ トハウ ジングの摺動面と の沿いを よ く し、 燃焼ガス等の漏出を確実に防ぎ得て第一 次気密を常に確実に保つこ とができ 、 エンジンの過熟、 ミ ス着火等をなく し、 出力を向上させるこ とができ る 。

次に本発明を、 図面に示す具体例に基づいて更に詳細に 説明する 。 これによ り本発明の前記目的及び特徴並びに他 の目的及び特徴がよ り明瞭となるであろ う 。 なお本発明は これら具体例に何等限定されないのである 。 図面の箇単な説明

図 1 は本発明の好ま しい一具体例の断面図、

図 2は図 1 に示すロータ等の側面図、

図 3は図 2 に示す I I I 一 I I I 線断面図、

図 4は図 2 に示す線状ローラ とサイ ドシールとの詳細斜 視図、 図 5は本発明の好ま しい他の具体例の断面図、

11 6は図 5 に示すロータ等の側面図、

図 7は図 6 に示す V I I — V I I 線断面図、

図 8は本発明の好ま しい他の具体例のロータの側面図、 図 9は本発明の好ま しい更に他の具体例の一部断面図、 図 1 0は本発明の好ま しい更に他の具体例の断面図、 図 1 1 は図 1 0 に示す線状ローラ及びサイ ドシール等の 詳細断面説明図、

図 1 2は本発明の好ま しい更に他の具体例の断面図、 図 1 3は本発明の好ま しい他の具体例の線状ローラ とサ ィ ドシールとの詳細斜視図である。 具体例

図 1から図 4において、 本例のロータ リエンジン 1 は、 サイ ドハウジング 2 と 、 イ ンターメディ エイ トハウジング 1 2 と、 ロータノヽウジング 3 と、 ロータノヽウジング 3 内に 回転自在に収容されたロータ 4 と 、 サイ ドハウジング 2及 びイ ンターメディ エイ トハウジング 1 2に対面するロータ 4の雨側面 5及び 2 5 に形成された弓形状のサイ ドシール 搆 6 と 、 サイ ドシール搆 6 のそれぞれに収められたサイ ド シール 7 と、 サイ ドシール 7 をサイ ドハウジング 2及びィ ンターメディエイ ト ノヽウジング 1 2 に向かって付勢するス プリ ング 8 と 、 サイ ドシール溝 6の側壁面 9 とサイ ドシー ル 7 との間であって且つサイ ド シール 7 に沿って収められ た少なく と も一本の、 本例では並列に 3本の可撓性の線状 π—ラ 1 0 と を具備している 。 サイ ドハウジング 2及びィ ンターメディ エイ 卜 ノヽウジング 1 2はロータノヽウジング 3 を両側から挟むよ う に して配設されている 。

なお、 サイ ドシール搆 6 、 サイ ドシール 7等については サイ ド ノヽゥジング 2側と イ ンターメディ エ イ ト ノヽウジング 1 2側とはほぽ同様に形成されてお り 、 以下の説明ではサ イ ドハウジング 2側について詳述し、 イ ンターメディ エイ ト ノヽウジング 1 2側については図示する こ と とする。

本例のサイ ドシール 7のロータ軸心 0側の側面には、 清 2 1 が形成されてお り 、 サイ ドシール 7のそれぞれの清 2 1 に 3本の線状ローラ 1 0が収められている 。 ロータ 4は ロータべァリ ング 2 2 を介して偏心シャ フ ト 2 3 に取 り付 けられてお り 、 その各項部にはロータハウジング 3の内面 に摺動自在に当接するァペ ッ ク スシール 2 4が設けられて いる 。 サイ ド シール; 6は各ァペ ッ クス シール 2 4 の近く まで伸びてロータ 4の側面 5 に 3条設けられてお り 、 各サ ィ ドシール搆 6 にサイ ドシール 7が収められている （側面 5 に対向するロータ 4の側面 2 5 も同じである ） 。

各サイ ドシール 7の耩 2 1 に収められた線状ローラ 1 0 は断面形状が円形であ り 、 本例では上述のよ う に各 3本配 されているが、 これに限定されず、 1 本でも或いは 2本又 は 4本以上の多数本であっても良い。 線状ローラ 1 0は本 例では、 ばね鋼、 ステンレス鋼又はベア リ ング鋼等からな る鍋線から形成されているが、 他の材料かち形成されてい ても良い。 線状ローラ 1 0の直径は一つの例では 0 · 2 m mから 1 . O m m、 好ま しくは 0 . 2 m mから 0 . 5 m m の間から選択される。

また本具体例のロータ リエンジン 1 において、 ロータ 4 には内歯歯車 3 1 が取 り付けられてお り 、 内齒歯車 3 1 は 固定外歯歯車 3 2 に嚙み合ってお り 、 傷心シャ フ ト 2 3 に はメ イ ンベア リ ング 3 3が被着されてお り 、 ロータ 4 の側 面 5及び 2 5に設けられた環状の 2本の溝 3 4及び 3 5 に はそれぞれオイルシール装置 3 6及び 3 7が装着されてい る。

このよ う に形成されたロータ リエンジン 1 では、 サイ ド シール瀵 6から突出したサイ ドシール 7 の端面 4 1がサイ ドハウジング 2に、 サイ ドシール溝 6に収められたスァ！ ング 8に付勢されて摺動自在に当接され、 これによ りェン ジン作動室に対する第一次気密が達成されている 。 またサ ィ ドシール 7の軸心〇側の側面に形成された凹所 2 1 の線 状ローラ 1 0が当該側面に対面するサイ ドシール搆 6 の側 壁面 9に、 エンジン作動室のガス圧等に付勢されて摺動自 在に当接され、 これによ りエンジン作動室に対する第二次 気密が達成されている 。 そ して本例のロータ リエンジン 1 では、 線状ローラ 1 0 が側壁面 9 に当接されているため、 何等かの原因でサイ ド シール 7がサイ ド シール溝 6 内で A方向に微小変位して も 線状ローラ 1 0の回転若し くは線状ローラ 1 0 の側壁面 9 への線接触によ る転が り摩擦又は低摺動摩擦によ り容易に 元に復帰され、 第一次気密が常に確実に保たれる こ と とな る 。 また換言すれば、 スプリ ング 8は小さ いスプリ ング力 でも ってサイ ドシール 7の端面 4 1 をサイ ドノヽゥジング 2 に摺動自在に且つ所望の気密性をも って 当接させる こ とが でき る 。 従ってロータ リエンジン 1 では、 エンジン作動室 からのガスの漏出を確実に防止し得、 その結果エンジン効 率を高め得る 。

また本発明では、 図 5から図 7 に示すよ う にロータ リエ ンジン 5 1 を形成して も よ い。 すなわちロータ リエンジン 5 1 では、 サイ ド シール 7の軸心 0側の部位に対面するサ ィ ドシール耩 6の側壁面 9 に、 線状ローラ 1 0が接する薄 鋼板 5 2が固着して取 り付けられてなる 。 このよ う に薄鋼 板 5 2に線状ローラ 1 0が接するよ う にする と 、 線状ロー ラ 1 0が直接サイ ドシール耩 6の側壁面 9 に接するこ とが なく なり 、 線状ローラ 1 0 によ り側壁面 9 に凹み等の傷が 付く こ と を防止得る結果、 サイ ドシール 7の A方向に関す る元の位置への復帰を更に好ま しく 行い得る 。 薄鋼板 5 2 の厚みと しては、 例えば 0 . 0 5 m mから 0 . 3 m m 、 好 ま しくは 0 . 0 5 m mから 0 . 1 m mを提示し得る。 また 薄鋼板 5 2はばね鋼、 ステンレス鐧等線状 D—ラ 1 0 と同 様の材料から形成される。

前記では 3本並列に装着された線状ローラ 1 0 を用いて ロータ リエンジンを構成したが、 各線状ローラ 1 0 を分断 してこれを並列に配しても よい。 すなわち図 8に示すよ う に、 部位 6 1 で互いに端部が対面されて直列に複数本、 本 例では 2本装着された線状ローラ 6 2及び 6 3 を複数列、 例えば前述の例と同様に 3列サイ ドシール 7の溝 2 1 に配 してロータ リエンジンを形成しても よい。 このよ う に各サ ィ ドシール 7の搆 2 1 に複数の線状ローラを直列に配する と、 各線状ローラの回転が容易とな り 、 これによ つて もサ ィ ドシール 7の A方向に関する元の位置への復帰を更に好 ま しく行い得る 。

また図 9に示すよ う に軸心 O側の側面に、 段部 6 6が形 成されたサイ ドシール 6 5 を用い、 段部 6 6 の凹所 6 7に 線状ローラ 1 0 を配して本発明の ータ リエンジンを形成 して もよい。 本例では段部 6 6 とスプリ ング 8 との間に 4 本の線状ローラ 1 0が収められてお り 、 段部 6 6 とスプリ ング 8 と によ り 4本の線状ローラ 1 0が A方向に関して保 持されている 。

前記の例では線状ローラ 1 0 を 3本又は 4本設けたが、 図 1 0及び図 1 1 に示すよ う にサイ ドシール 7の溝 2 1 に 2本の線状ローラ 1 0 を配してロータ リエン ジンを形成し ても よ い。

更に、 図 5から図 7 に示す σ—タ リエンジン 5 1 では、 サイ ドシール 7の清 2 1 に線状 α—ラ 1 0 を配して線状 D ーラ 1 0 を Α方向に関して保持したが、 図 1 2に示すよ う に、 搆を有しない板状のサイ ド シール 7 1 をサイ ドシール 搆 6 に配し、 サイ ドシール瀵 6 の側壁面 9 に固着して取り 付けられた薄鋼板 7 3 に、 線状ローラ 1 0が収められる搆 7 4 を形成し、 薄鋼板 7 3の清 7 4 において線状ローラ 1 0 を A方向に関して移動しないよ う に且つそれ自体は回転 自在となるよ う に保持し、 スプ リ ング 8によ りサイ ド シー ル 7 1 の端面 7 2 をサイ ドハウジング 2 に当接させる よ う にして本発明のロータ リエンジンを形成して も よ い。

また図 8に示す例では、 3列に並置された直列の線状口 ーラ 6 2及び 6 3 をそれぞれ同一長さで形成し、 端部が対 面される 3個の部位 6 1 が同一となるよ う に、 換言すれば 重なる よ う にしたが、 図 1 3に示すよ う に、 それぞれ異な る長さの線状ローラ 8 1 、 8 2 、 8 4 、 8 5 、 8 7及び 8 8 を準備し、 線状ローラ 8 1 と 8 2 と を 、 線状ローラ 8 4 と 8 5 と を、 そ して線状ローラ 8 7 と 8 8 と をそれぞれ直 列に配し、 これらの 3列をサイ ドシール 7の溝に並置し、 線状ローラ 8 1 及び 8 2において対向する端部の位置 8 3 と線状ローラ 8 4及び 8 5 において対向する端部の位置 8 6 と を、 線状ローラ 8 4及び 8 5の列において対向する端 部の位置 8 6 と線状ローラ 8 7及び 8 8の列において対向 する端部の位置 8 9 と を、 それぞれ互いに異ならせる よ う にしても よい。 このよ う に隣接する 2列の線状ローラ列に おいて対向する端部の位置を互いに異ならせる と 、 対向す る端部の隙間を通るエンジン作動室からのガスの漏出を更 に少なく し得る。 なお、 端部の位置は本例のものに限定さ れず、 ガスの漏出を最小にする観点から最適な位置にすれ ばよい。

Claims

請求の範囲

( 1 ) ロータノヽウジングと 、 このロータノヽウ ジングを 両側から挟むよ う に配設されたサイ ドハウジング及びイ ン タ一メディエ イ ト ノヽウジングと 、 ロータノヽウ ジング内に回 転自在に収容されたロータ と 、 サイ ドハウジング及びイ ン ターメディエイ トハウジングに対面する ロータの両側面に それぞれ形成されたサイ ドシール瀵と 、 サイ ドシール溝に 収められたサイ ド シールと 、 このサイ ド シールをサイ ドハ ウジング及びイ ンターメデ ィ エイ トハウジングに押圧する スァリ ングと 、 サイ ドシール溝の側壁面とサイ ド シールと の間であって且つサイ ドシールに沿って収められた線状口 一ラ と を具備するロータ リエン ジン 。

( 2 ) サイ ドシールのロータ軸心側の側面には、 溝が 形成されてお り 、 この溝に線状 D—ラが収められている請 求の範囲 （ 1 ) に記載のロータ リエンジン。

( 3 ) サイ ドシールのロータ軸心側の側面には、 段部 が形成されてお り 、 こ の段部の凹所に線状ローラが収めら れている請求の範囲 （ 1 ) に記載のロータ リエンジン。

( 4 ) サイ ドシールのロータ軸心側の部位に対面する サイ ドシール溝の側壁面には、 線状ローラが接する薄鋼板 が取 り付けられている請求の範囲 （ 1 ) から （ 3 ) のいず れか一項に記載のロータ リエン ジン 。 Π

( 5 ) 薄鋼板には、 線状ローラが収められる溝が形成 されている請求の範囲 （ 4 ) に記載のロータ リエンジン。

( 6 ) 線状ローラが並列に複数本配されている請求の 範囲 （ 1 ) から （ 5 ) のいずれか一項に記載のロータ リエ ンジン。

( 7 ) 線状ローラが直列に複数本配されている請求の 範囲 （ 1 ) から （ 6 ) のいずれか一項に記載のロータ リエ ンジン。

( 8 ) 線状 π—ラが並列に複数本且つ直列に複数本配 されてお り 、 隣接する二列の線状ローラ列において対向す る線状ローラの端部の位置は、 互いに異なっている請求の 範囲 （ 1 ) から （ 5 ) のいずれか一項に記載のロータ リエ ンジン。

( ) サイ ド ノヽゥジングと 、 ロータノヽウジングと 、 こ のロータハウジング内に回転自在に収容されたロータと 、 サイ ドハウジングに対面するロータの側面に形成されたサ ィ ドシール溝と 、 サイ ドシール搆に収められたサイ ド シー ルと 、 このサイ ドシールをサイ ドハウジングに向かって付 勢するスプリ ングと、 サイ ドシール溝の側壁面とサイ ドシ ールとの間であって且つサイ ドシールに沿って収められた 少なく と も一本の線状ローラと を具備するロータ リエンジ ン。

( 1 0 ) サイ ドシールのロータ軸心側の側面には、 溝 が形成されてお り 、 この溝に線状ローラが収められて いる 請求の範囲 （ 9 ) に記載のロータ リエンジン 。

( 1 1 ) サイ ドシールのロータ軸心側の側面には、 段 部が形成されてお り 、 この段部の凹所に線状ローラが収め られている請求の範囲 （ 9 ) に記載の口一タ リエンジン。

( 1 2 ) サイ ドシールのロータ軸心側の部位に対面す るサイ ド シール溝の側壁面には、 線状ローラが接する薄鋼 板が取 り付けられている請求の範囲 （ 9 ) から （ 1 1 ) の いずれか一項に記載のロータ リエンジン 。

( 1 3 ) 薄鋼板には、 線状ローラが収められる清が形 成されている請求の範囲 ( 1 2 ) に記載のロータ リエンジ ン。

( 1 4 ) 線状ローラが並列に複数本配されている請求 の範囲 （ 9 ) から （ 1 3 ) のいずれか一項に記載のロータ リエンジン。

( 1 5 ) 線状ローラが直列に複数本配されている請求 の範囲 ( 9 ) から （ 1 4 ) のいずれか一項に記載のロータ リエンジン。

( 1 6 ) 線状 o—ラが並列に複数本且つ直列に複数本 配されてお り 、 隣接する二列の線状ローラ列において対向 する線状ローラの端部の位置は、 互いに異なって いる請求 の範囲 （ 9 ) から （ 1 3 ) のいずれか一項に記載のロータ リエンジン。