ロータリーエンジンのアペックスシールとハウジングサイド面のシール性について

このQ&Aのポイント
  • ロータリーエンジンのアペックスシールとハウジングサイド面の間のシール性について疑問があります。
  • アペックスシールを大量生産する際、寸法のばらつきを逆手に取って最適のクリアランスが得られる長さ寸法のアペックスシールを選んで取り付けることが行われています。
  • しかし、熱膨張による寸法の変化がある場合、アペックスシールとハウジングのサイド面の間に隙間が生じてしまう可能性があります。しかし、実際にはどのようにしてローターハウジングのトコロイド面とサイド面のシール性を確保しているのでしょうか?
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アペックスシールとハウジングサイド面との間のシール

 マツダ等のロータリーエンジンのシールに関する疑問ですが、ロータリーエンジンのアペックスシールとローターハウジングのサイド面との間は、サイドシールや、レプシロエンジンのピストンリングとは異なり、弾力を利用してシール材を面に押し当てている訳ではないため、隙間を0にする事は出来ないと思うのですが、ローターハウジングのトコロイド面とサイド面が突合わさっている角部のシール性は、一体どの様にして確保しているのでしょうか?  以下のサイト 【参考URL】  http://www.makers-7.co.jp/s-spec_engine/s-spec03.htm において、アペックスシールを大量生産したした際に、寸法のばらつきが発生する事を逆手に取って、個々のハウジング(こちらも寸法にばらつきあり)に対して、最適のクリアランスが得られる長さ寸法を持つアペックスシールを選んで取り付ける、という事が行われているらしい事は判りました。  しかし、大抵の物質には温度が上昇すると熱膨張を起こす性質があります。  鋼材の熱膨張係数は0.000012/K程度ありますし、13B~13Jのローター幅は80mmらしいので、ハウジング内の高温部(例えばスパークプラグ付近)と低温部(例えば吸気ポート付近)の間に、仮に100℃の温度差があれば、ハウジング内側の厚さ方向の寸法は0.096mmも差が生じる計算になります。(100℃というのは特に根拠もなく仮定した値であり、エンジン内部の温度差はもっと大きなものになるのではないかと想像しております)  ハウジング内側の厚さ方向の寸法が場所によって異なるのであれば、組付けるアペックスシールは、アペックスシールがハウジングの低温部を通過する際に、「その時のアペックスシールの温度における」アペックスシールの長さ寸法が、低温部におけるハウジング内側の厚さ方向の寸法以下でなければ、ローターは回転する事が出来無い筈です。  そして、低温部におけるハウジング内側の厚さ方向の寸法に合わせて、組付けるアペックスシールを選定すれば、「アペックスシールがハウジングの高温部を通過する際のアペックスシールの温度(ハウジング温度とは異なる)における」アペックスシールの長さ寸法は、高温部におけるハウジング内側の厚さ方向の寸法よりも、短くなると思われますから、アペックスシールとハウジングのサイド面との間には、隙間が生じてシールが出来ない様に思えるのですが、実際にはどの様にしてローターハウジングのトコロイド面とサイド面が突合わさっている角部のシール性を確保しているのでしょうか?

質問者が選んだベストアンサー

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  • ga21265
  • ベストアンサー率34% (114/326)
回答No.2

アペックスシールの両端に直角三角形のコーナーシールが入ってます。 直角部分がローターハウジングとサイドハウジングの合わせ部に来るように 組み込んで、摩耗すると斜めの部分がスライドしてシール性を確保します。

kagakusuki
質問者

お礼

 御回答頂き有難う御座います。  ga21265様の御蔭で、大分理解を進める事が出来、感謝致します。  ですが、未だ少し解らない点が御座います。  その構造ですと、アペックスシールが「製作時の誤差や熱膨張によって、2枚のサイド面の間隔が最も広くなっている箇所」以外の場所を通過する際には、サイド面の間隔が狭くなっている分だけ、コーナーシールが「アペックスシールが存在している方向」へと押し込まれる(コーナーシールはアペックスシールと斜辺で接しているため、結局、斜め内側向きに押し込まれる事になります)ため、摩耗して台形の形になっているコーナーシールが、トコロイド面に当っている部分に、隙間が生じる様に思われるのですが、そのシール性の確保はどの様になっているのでしょうか?  もしかしますと、その隙間が生じるのは、最高温度・最高圧力の領域からは外れた位相においてであるため、隙間の開口面積が狭い事と、圧力が低下している事が合わさって、漏洩するガス量が少なくなる上に、ガス温度が低下して、焼き付き等の問題が少なくなるため、コーナーシールとトコロイド面との間に生じる隙間は、問題にはならないと考えられているのでしょうか?

その他の回答 (3)

  • ga21265
  • ベストアンサー率34% (114/326)
回答No.4

NO.2です。 私の回答は昔(’60年代後半)にマツダ(当時は東洋工業)が出してた ロータリーエンジンの一般向け解説書の受け売りです。 最近はシール個数も形状も変わってるんですね。 いや~、このQ&Aは勉強になります。 シール部からの漏れですが、全く問題にはならないと思います。 レシプロでもブローバイガスはエアクリーナに入れてるんですから ロータリーで隣の燃焼室に入っても影響は無いはずです。

kagakusuki
質問者

お礼

 再度の御回答有難う御座います。  やはり、コーナーシールの先端程度の僅かな隙間は問題とはならないのですね。  ga21265様を始めとする回答者の方々の御蔭で、疑問が氷解致しました。  感謝致します。

  • 0405
  • ベストアンサー率29% (19/64)
回答No.3

No2の方が書かれている通りですが、私が見た事がある限りでは 3角形の部品は片側だけでした。 下記サイトの写真が参考になると思います。 http://ogaron.exblog.jp/tags/%E3%82%A2%E3%83%9A%E3%83%83%E3%82%AF%E3%82%B9%E3%82%B7%E3%83%BC%E3%83%AB/ 実際組み付け時はスプリングが入ります。下記サイトの5番目の写真のように http://blogs.yahoo.co.jp/old_seibishi/40025128.html

kagakusuki
質問者

お礼

 御回答頂き有難う御座います。  私もANo.2様の御回答を拝見させて頂い後、インターネットで「コーナーシール ロータリーエンジン」をキーワードに大雑把に検索致しましたが、0405様に御紹介頂いたサイトは見て居りませんでした。  別のサイトにおいて、コーナーシールとアペックスシールが並べて置かれている画像を見て、仕組みを概ね理解する事は出来て居りましたが、実際に組付けた処の画像を見ますと、角Rが非常に小さく、如何に精度良く組み合わせる事が出来るかが良く判り、大変参考になりました。

  • rgm79quel
  • ベストアンサー率17% (1578/9190)
回答No.1

当たり前のことを さも大げさに書いているようにしか見えません。 この程度で大げさに表現していては シム調整など出来ません。 温間時の寸法を前提に冷間で寸法を合わせるのは メカにとっては常識であり、基本です。

kagakusuki
質問者

お礼

 御回答有難う御座います。  折角御回答頂いた処申し訳御座いませんが、rgm79quel様は質問の内容を誤解して居られる様です。 >温間時の寸法を前提に冷間で寸法を合わせるのメカにとっては常識であり、基本です。 という事が常識であるのは判って居ります。  私が知りたい事は、それによって隙間が生じるであろうと思われるにも関わらず、どの様にしてシール性を確保しているのかという事なのです。

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