JPS6131123Y2 - - Google Patents

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JPS6131123Y2
JPS6131123Y2 JP1978085553U JP8555378U JPS6131123Y2 JP S6131123 Y2 JPS6131123 Y2 JP S6131123Y2 JP 1978085553 U JP1978085553 U JP 1978085553U JP 8555378 U JP8555378 U JP 8555378U JP S6131123 Y2 JPS6131123 Y2 JP S6131123Y2
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L7/00—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements
    • F01L7/02—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves
    • F01L7/021—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements with cylindrical, sleeve, or part-annularly shaped valves with one rotary valve
    • F01L7/024—Cylindrical valves comprising radial inlet and axial outlet or axial inlet and radial outlet
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01L—CYCLICALLY OPERATING VALVES FOR MACHINES OR ENGINES
    • F01L7/00—Rotary or oscillatory slide valve-gear or valve arrangements
    • F01L7/16—Sealing or packing arrangements specially therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/34—Sealings between relatively-moving surfaces with slip-ring pressed against a more or less radial face on one member
    • F16J15/3436—Pressing means
    • F16J15/3452—Pressing means the pressing force resulting from the action of a spring
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/46—Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings
    • F16J15/48—Sealings with packing ring expanded or pressed into place by fluid pressure, e.g. inflatable packings influenced by the pressure within the member to be sealed
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K5/00—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary
    • F16K5/04—Plug valves; Taps or cocks comprising only cut-off apparatus having at least one of the sealing faces shaped as a more or less complete surface of a solid of revolution, the opening and closing movement being predominantly rotary with plugs having cylindrical surfaces; Packings therefor
    • F16K5/0457—Packings
    • F16K5/0464—Packings in the housing

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Fluid Mechanics (AREA)
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  • Valve-Gear Or Valve Arrangements (AREA)

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は内燃機関のロータリーバルブにおける
シール機構の改良に関する。
更に詳細には、ハウジングの燃焼室の開口部に
凹部を設け、この凹部に摺動自在に嵌装されたシ
ール部材をロータリーバルブの本体の開口部側へ
弾圧部材で弾圧押接する如くしたシール機造にお
いて、上記シール部材の底部と上記凹部の底部と
の間に空間を形成し、この空間内に、径方向外側
で閉塞され、径方向内側が燃焼室に開口する如く
上下に開放した断面略横Ｕ字型のリング状バネを
その径方向内側の上端面が上記シール部材の底部
に弾接し、且つ径方向内側の下端面が上記凹部の
底部に弾接するように嵌挿し、燃焼室内のガス圧
で上記リング状バネの径方向内側の上・下部の面
圧を高め、この上・下部が拡開して夫々シール部
材の底部と凹部の底部への押接力を高めつつ上記
シール部材のロータリーバルブの本体の開口部側
への押接力を高め、燃焼室内と外気とを区画し、
シール性を有効に向上させ、しかもこのシール性
が長期に亘つて安定する等の効果を発揮すること
ができるシール構造に関するものである。
第６図はロータリーバルブを示す縦断面図で、
１は内燃機関で、シリンダ２内のピストン３上に
は燃焼室５を一部に設けたシリンダヘツドである
ロータハウジング４が設けられ、ハウジング４に
はシリンダ２の軸方向と直交する方向に円筒状の
ローター収納部６が形成されている。この収納部
６が形成されている。この収納部６内にロータリ
ーバルブ本体７を嵌装し、本体７は円筒形状をな
し、内部にインレツトマニホールド８の吸入通路
８ａと連通接続し、これの一部をなす空間７ａ
と、エキゾーストマニホールド９の通路９ａと連
通接続し、上記空間７ａと区画され、且つこれの
内部を横断する如く設けられた排気連絡通路７ｂ
とを備え、夫々は本体７の同一円周上に位相をズ
ラせて設けた開口７ｃ，７ｄで燃焼室５と選択的
に連通する。そして本体７はスプロケツト７ｅ、
チエン７ｆでクランクシヤフト等により回転駆動
される。
以上のロータリーバルブの連通接続部のシール
は、図示ではハウジング４の燃焼室５上部に円形
の凹部１０を設け、凹部１０内にセラミツク、カ
ーボン等で成形したシール部材１１を嵌装し、シ
ール部材１１はリング状をなし、燃焼室５の上部
内径部、開口部７ｃ，７ｄと適合する径の開口部
１１ａを備える。このシール部材１１の部分は第
４図、第５図で示される如くこれ１１の底と凹部
１０の内底間にウエツブワツシヤ状のスプリング
１２を介装し、且つシール部材１１の外周に設け
たリング状溝１１ｂにはシールリング１３を介装
し、シール部材１１と凹部１０の内周壁間をシー
ルしている。
以上においては、シール部材１１はスプリング
１２でバルブ本体７の開口部７ｃ，７ｄの円周上
に弾接し、シールを行うものであるが、爆発行程
時、燃焼室５内の高圧ガスの作用でシール部材１
１は本体７外周に圧接される。ガスは第５図の矢
印で示す如く、スプリング１２の隙間から凹部１
０の内壁とシール部材１１外壁間に侵入し、リン
グ状溝１１ｂの隙間に侵入してシールリング１３
を凹部１０の内壁にガス圧により押接し、ガスの
漏洩を阻止せんとする。しかしながら凹部１０と
シール部材１１の内・外周壁間のシールを行うシ
ールリング１３はリング状溝１１ｂへの組付けの
過程で欠円状に成形せざるを得ず、これがためシ
ールリング１３の合せ目に隙間が発生し、ここか
らガスが漏洩し、高いシール性は得られ難い。又
シールリング１３を用いるため部品点数も増え、
更にシール部材にリング状溝を成形する等シール
部材の構造も複雑化せざるを得ない。
そこで本考案者等はロータリーバルブのシール
構造における上記した問題点に鑑み、これを有効
に解決すべく本考案をなしたものである。
本考案の目的とする処は、ハウジングの燃焼室
の開口部に凹部を設け、この凹部に摺動自在に嵌
装されたシール部材をロータリーバルブの本体の
開口部側へ弾圧部材で弾圧押接する如くしたシー
ル構造において、上記シール部材の底部と上記凹
部の底部との間に空間を形成し、この空間内に、
径方向外側で閉塞され、径方向内側が燃焼室に開
口する如く上下に開放した断面略横Ｕ字型のリン
グ状バネをその径方向内側の上端面が上記シール
部材の底部に弾接し、且つ径方向内側の下端面が
上記凹部の底部に弾接するように嵌挿し、燃焼室
内のガス圧で上記弾性部材の径方向内側の上・下
部の面圧を高め、この上・下部が拡開して夫々シ
ール部材の底部と凹部の底部への押接力を高めつ
つ上記シール部材のロータリーバルブの本体の開
口部側への押接力を高めるとともに、上記弾性部
材の径方向内側の上・下部で燃焼室内と外気とを
区画し、ガス圧を燃焼室側へ気密に封じ込めるよ
うにシールした内燃機関のロータリーバルブにお
けるシール構造を提供することにある。
更に本考案の目的とする処は、構造が簡単で、
且つシールリングを不要とし、部品点数の減少を
達成し得、シール部材の構造、成形の簡単化をも
図ることができるとともに、リング状バネとシー
ル部材及び凹部との夫々の押接における摩耗を抑
止してシール性の安定を長期に亘つて保証するこ
とができる内燃機関のロータリーバルブにおける
シール構造を提供することにある。
以下に本考案の好適一実施例を添付図面に基づ
いて詳述する。
第１図は弾性部材を皿バネとした場合を例示し
てガス圧による面圧作用を説明した図であり、第
２図は本実施例の要部のみを示す図である。
尚第１図と第２図において、ロータリーバルブ
及びその周辺部の構造は既述と同様であるため変
更を要しない部分は同一符号を用いる。
第１図において１０はハウジング４の燃焼室開
口部５ａに設けられ、これより大径の円形凹部
で、凹部１０内にはセラミツク、カーボンよりな
るリング状のシール部材１１が嵌装され、シール
部材１１の外径部１１ｃは凹部１０の内径１０ａ
より若干小径に形成され、シール部材１１には円
形の開口部１１ａを備え、この開口部１１ａは燃
焼室の上部開口部５ａと合致する。円形凹部１０
のリング状の内底部１０ｂとシール部材１１の底
部１１ｄの間にはリング状の皿バネ２０を縮装す
る。
皿バネ２０は上部が小径で下部が大径の末広が
りの断面形状で、リング状に成形され、シール部
材１１の底部１１ｄと凹部１０の内底部１０ｂと
の間に縮装された状態で、外径端２１が凹部１０
の内径部１０ａと内底部１０ｂとが交わるコーナ
ー部１０ｃに弾接し、内径端２２は、上記シール
部材１１の底部１１ｄの開口部１１ａに近い部分
に弾接する。この皿バネ２０の弾圧作用でシール
部材１１は上方へ弾圧され、上面１１ｅがロータ
リーバルブ本体７の外周に弾接しシール作用を行
うとともに、皿バネ２０の上下端２１，２２がリ
ング状のシール部材１１の底部１１ｄ、凹部１０
の内底部１０ｂに弾接することにより、これを境
界として開口５ａ，１１ａ側の空間Ｓと凹部１０
の外側の空間S1及びシール部材外径部１１ｃ、凹
部内径部１０ａとの間の隙間S2とを斜めに区画す
る。
以上において、燃焼時の高圧ガスは開口部５
ａ、凹部１０の空間Ｓ、開口部１１ａに作用し、
開口部１１ａが本体７で塞がれているため空間Ｓ
に作用する。この空間Ｓは外側の空間S1と皿バネ
２０で区画され、これの内・外端部２１，２２で
底部１０ｂ，１１ｄに弾接しているためガスの外
側の空間S1への漏洩は阻止される。そしてガス圧
は矢印で示す如く皿バネ２０の傾斜せる下面２３
に作用し、これを加圧する。このため底部１０ｂ
のコーナー部１０ｃ、底部１１ｄに接する端部２
１，２２の面圧は高まり、ガスの外側空間S1への
漏洩を防止するとともに、シール部材１１の上動
弾圧力は高まる。そして皿バネ２０はガス圧によ
つて外側の空間S1と内側の空間Ｓとの気密性を高
めてシールするため、隙間S2からのガスの漏洩は
防止され、従つて凹部内径部１０ａとシール部材
１１の外径部１１ｃとの間にシールリングを介装
する必要がない。
このガス圧による面圧作用を有効に利用してよ
り確実なシール効果を発揮するためには、径方向
外側で閉塞され、径方向内側が燃焼室に開口する
如く上下に開放したリング状の弾性部材をシール
部材１１の底部１１ｄと凹部１０の底部１０ｂ間
に嵌挿し、この弾性部材が上下に拡開するように
構成すればよい。
従つて、本考案に係る弾性部材は以下に詳述す
る如き形状とした。
第２図に示すようにシール部材１１の底部１１
ｄと凹部１０の内底部１０ｂ間に断面略横Ｕ字型
のリング状バネ５２０を嵌挿する。このリング状
バネ５２０の径方向内側は開放され、その内径部
の上下端部は彎曲して上下方向に夫々起立し、そ
の上下端面５２１，５２２が凹部内底部１０ｂと
シール部材の底部１１ｄに弾接している。従つて
これにより燃焼室内の内側の空間Ｓと外側の空間
S1とは区画され、ガス圧でバネ５２０は内側から
拡開され、弾接面５２１，５２２の面圧は高ま
り、内・外空間Ｓ，S1間の気密性を高め、且つシ
ール部材１１をロータリーバルブ７の外周に押接
する。
ところで本考案に係る断面略横Ｕ字型のリング
状バネ５２０は、その径方向内側の上下端面５２
１，５２２ともに平行な面を形成しており、且つ
シール部材１１の底部１１ｄと凹部１０の内底部
１０ｂとに夫々以上の如く押接力をもつて面接触
しているため、優れたシール効果を発揮すること
は勿論以下に述べる利点をも有する。
即ち内燃機関１のロータリーバルブ本体７の回
転状態であつてシール部材１１が振動するが、本
考案のリング状バネ５２０は上述の如くその径方
向内側の上下両端面５２１，５２２の夫々がシー
ル部材の底部１１ｄ及び凹部内底部１０ｂに対し
て弾接面を変えることなく、換言すればずれるこ
となく確実なる面接触をもつて弾接するため、バ
ネ５２０とシール部材の底部１１ｄ及び凹部内底
部１０ｂの相互間における摩耗の発生は抑止さ
れ、従つてシール性は長期に亘つて安定すること
となる。
尚第３図に示すように本考案のバネ５２０は、
バネ鋼等で蛇腹状に成形された管材３０を軸方向
と直角のＡ−Ａ，Ｂ−Ｂ線に沿つて切断すること
により得られる。
以上で明らから如く本考案によれば、燃焼ガス
圧で断面略横Ｕ字型のリング状バネは拡開し、シ
ール部材と凹部間の弾接面の面圧が高まり、以つ
て凹部とシール部材間の空間の区画、気密性を高
めてシール効果を向上せしめることができる。そ
して以上の如く区画をガス圧を利用して気密性を
高めつつ行うため、凹部内径部とシール部材外径
部間に従来介装していたシールリングは不要とな
り、従つてシールリング介装用の溝の形成も不要
となり、部品点数削減と構造の簡単化を実現す
る。更にリング状バネは断面略横Ｕ字型であるた
め、構造簡単であり、容易にして安価に得ること
ができる。特に斯る断面略横Ｕ字型のリング状バ
ネは、その径方向内側の上下両端面が夫々シール
部材の底部と凹部内底部とに確実なる面接触をも
つて弾接するため、バネとシール部材及び凹部の
夫々の相互間における摩耗の発生は抑止されるこ
ととなり、以つてシール性を長期に亘つて保証す
ることができる等多大の利点を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図はガス圧による弾性部材の面圧作用を説
明した断面図、第２図は本考案に係るシール構造
の要部の拡大縦断面図、第３図は断面略横Ｕ字型
のリング状バネの成形部材の縦断面図、第４図は
改良前のシール構造を示す図、第５図は同側断面
図、第６図はロータリーバルブの全体の縦断面図
である。 尚図面中４はハウジング、５は燃焼室、７はロ
ータリーバルブ、１０は凹部、１１はシール部
材、５２０は断面略横Ｕ字型のリング状バネ、５
２１，５２２はその径方向内側の上端面及び下端
面である。

Claims (1)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. ハウジングの燃焼室の開口部に凹部を設け、該
    凹部に摺動自在に嵌装されたシール部材をロータ
    リーバルブの本体の開口部側へ弾圧部材で弾圧押
    接する如くしたシール構造において、上記シール
    部材の底部と上記凹部の底部との間に空間を形成
    し、該空間内に、径方向外側を閉塞し、径方向内
    側を燃焼室に開口する如く上下に開放された断面
    略横Ｕ字型のリング状バネ５２０を嵌装し、且つ
    該バネはその径方向内側の上端面５２１を上記シ
    ール部材の底部に弾接し、径方向内側の下端面５
    ２２を上記凹部の底部に弾接させるとともに、燃
    焼室内の圧力上昇に伴つて上記径方向内側の上・
    下部拡開して燃焼室内と、外気とを区画シールす
    るように嵌挿したことを特徴とする内燃機関のロ
    ータリーバルブにおけるシール構造。
JP1978085553U 1978-06-22 1978-06-22 Expired JPS6131123Y2 (ja)

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