JPH0476225A - 相対移動装置 - Google Patents

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、ターボチャージャ等のように高温下で近接し
て相対的に移動する可動部材と固定部材とをもつ相対移
動装置に関し、詳しくは、固定部材と可動部材との間隙
を運転中に実質的に無くすことができる相対移動装置に
関する。

［従来の技術］ 従来の相対移動装置として、例えば第８図に示す自動車
用ターボチャージャを例にとり説明する。

このターボチャージャは、可動部材としてターボロータ
１００とインペラー２００とをもち、固定部材としてタ
ーボハウジング１０１とコンプレッサハウジング２０１
とをもつものである。かかるターボチャージャは、ター
ボロータ１００かエンジン（図示せず）の排気エネルキ
によって回転してシャフト３００を回転させ、シャフト
３００の回転によってインペラー２００が回転してエン
ジンに空気を過給する作用を行なうものである。このよ
うにターボロータ１００とターボハウジング１０１及び
インペラー２００とコンプレッサハウジング２０１は、
ターボチャージャの運転時にそれぞれ高温下で近接して
相対移動運動をする。

かかるターボチャージャでは、ターボロータ１００とタ
ーボハウジング１０１との間隙Ｃ１００ヤインペラ−２
００とコンプレッサハウジング２０１との間隙Ｃ２００
をなるべく小さくすれば、ターボチャージャの効率か上
がることが知られている。しかし、これらの間隙Ｃ１０
０，Ｃ２００を小さくすると、シャフト３００の製造時
におけるわずかな偏心や振動等によって、運転時にタボ
ロータ１００がターボハウジング１０１と接触又は衝突
したり、インペラー２００かコンプレッサハウジング２
０１と接触又は衝突したりするため、ターボロータ１０
０やインペラー２００が破損する可能性かあった。この
ため、従来のターボチャージャにあっては、ターボロー
タ１００とタボハウジング’１０１との間隙Ｃ１００を
約０゜６〜０．８ｍｍ、インペラー２００とコンプレッ
サハウジング２０１との間隙Ｃ２００を約０．３〜Ｑ、
５ｍｍとする必要があり、効率上不十分であった。

このように相対移動装置におっては、可動部材と固定部
材との間隙をなるべく小さくして効率の改善かでき、か
つ可動部材の破損を防止できる技術の開発が望まれてい
る。

本出願人は、従来、以下の提案をした。この提案は、前
記ターボチャージャにより説明すると、インペラー２０
０とコンプレッサハウシング２０１との間隙Ｃ２００に
おけるコンプレッサハウジング２０１側に軟質金属と樹
脂又はグラファイトとが混合された皮膜層を溶射によっ
て形成するものである。この皮膜層は、シャフト３００
の偏心等でインペラー２００かコンプレッサハウジング
２０１と接触等することにより容易に削り取られるため
、皮膜層が削り取られた後、インペラー２００とコンプ
レッサハウジング２０１との間隙を実質的に無くすこと
ができる。なお、これによりインペラー２００か破損さ
れることはない。

また、ターボロータ１００とターボハウジング１０１と
の間隙Ｃ１００については、上記インペラー２００とコ
ンプレッサハウジング２０１との場合と同様、ターボハ
ウジング１０１に被削性の優れた材料を溶射によって被
覆し、これにより間隙を小さくしようとする提案がある
（特開昭６２１６８９２６号公報）。ここに使用される
皮膜層は、８００〜９００　’Ｃ程度の高温で被削性に
優れかつ脱落しにくいものである。例えば、航空機のジ
ェットエンジン（ガスタービンエンジン）で使用される
タービンブレードとタービンケーシングとの間隙の皮膜
層とされる特開昭５６−８７６０３号公報開示の材料が
採用される。この公報記載の材料は、セラミック、ベン
トナイト、流紋岩等の非金属物質からなる芯部と、この
芯部を包囲し、４〜８重量％のＣｒ及び２〜６重量％の
Ａを含むＮ　ｉ　ＣｒＡ　１合金とからなる粉末であり
、この粉末を熱噴霧することにより皮膜層が形成される
。また、米国特許Ｎｏ、４２６９９０３では、セラミッ
クシールに係る発明として、２０〜３３％の気孔率をも
つポーラスな安定化ジルコニア層を被覆する技術を開示
している。この技術も基本的に上記発明と同様であり、
この技術によっても相対移動装置における可動部材と固
定部材との間隙をポーラスな安定化ジルコニア層の被削
性でＯに近づけることができる。

［発明が解決しようとする課題］ 近年、自動車業界ではエンジンの高出力化の傾向があり
、これに伴ってターボチャージャ等の過給機の担う役割
も増大している。一方、上記過給機の大型化は、燃費、
コスト等の問題から望ましくない。このため、小型で高
効率の過給機の開発が切望されている。

しかし、上記従来の技術で開示された皮膜層はいずれも
、主として航空機のガスタービンのように大型の相対移
動装置を適用対象とすべく創作された材料により形成さ
れてあり、自動車用ターボチャージャのように小型の相
対移動装置にはそのまま適用できないことが明らかとな
った。

かかる理由は、次のように考えられる。すなわち、上記
従来の皮膜層が適用対象としている航空機用ガスタービ
ンのタービンブレードの断面は２〜５ｍと厚く、そのタ
ービンブレードの先端で皮膜層が切削される。これに対
し、自動車用ターボチャージャのターボロータの断面は
、０．６〜０６８ｍと薄い。従って、厚居タービングレ
ードの方が薄いターボロータよりも熱を発散しにくいた
め、航空機用ガスタービンの方か自動車用ターボロータ
より高温環境になる場合か条苗、航空機用カスタービン
の皮膜層は被削性以上に耐高温酸化性に注意が払われる
必要かある。このため、自動車用ターボチャージャのタ
ーボロータは航空機用ガスタービのタービンブレードと
比較して皮膜層によって摩耗されやすいと考えられる。

また、航空機用ガスタービンのタービンケーシングの直
径は１〜３ｍであり、一方向動車用タボチャージャのタ
ーボハウジングのシュラウド部内径は３〜７　ｃｍとは
るかに小さい。従って、摩耗がたとえ０．２〜０．４ｍ
としても全体の径に対するその割合は、航空機用カスタ
ービンのそれよりも自動車用ターボチャージャのそれの
方がはるかに大きく、その影響も大きい。

つまり、従来の各皮膜層は、耐高温酸化性に特に注意を
払い、被削性を二の次に考慮して航空機用カスタービン
に合致するように創作されたため、自動車用ターボチャ
ージャには適用しにくいものであることがわかる。そし
て、自動車用ターボチャージャに適用される皮膜層は、
航空機用カスタビンで一般的なその皮膜層よりもざらに
被削されやすく、相手材を摩耗させないものでなければ
ならないことがわかる。

本発明は、上記従来の困難性に鑑みてなされたものであ
って、従来よりも被削性が好適な皮膜層を備えた自動車
用ターボチャージャ相対移動装置を提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明の相対移動装置は、高温下で近接して相対的に移
動する可動部材と固定部材とをもち、該固定部材の該可
動部材と近接する部分には該可動部材によって被削され
ることにより該可動部材と該固定部材との間隙を実質的
に無くす皮膜層が溶射により形成された相対移動装置で
あって、前記皮膜層は、アルミニウムを２〜７重量％含
むニッケルアルミニウム合金よりなる母材と、六方晶窒
化ホウ素粉末又はマイカ粉末の少なくとも一方からなる
被削助剤とからなり、Ｊ体積％以上の該被削助剤と、該
被削助剤との合計量が１５〜５０体積％の気孔とを含む
ことを特徴とするものである。

本発明における相対移動装置は、自動車用タホチャージ
ャ等のように高温下で近接して相対的に移動する可動部
材と固定部材とをもつものである。例えば、ターボチャ
ージャを相対移動装置とすれば、インペラーやターボロ
ータか可動部材に該当し、コンプレッサハウジングやタ
ーボハウジングが固定部材に該当する。また、可動部材
と固定部材との相対移動は回転移動でも直線移動でもよ
い。

固定部材の可動部材と近接する部分は、可動部材によっ
て被削されることにより可動部材と固定部材との間隙を
実質的に無くす皮膜層が溶射により形成されている。皮
膜層は、母材と被削助剤と気孔からなる。

母材はニッケルアルミニウム（ＮｉＡｌ＞合金からなる
。ＮｉＡ１合金としては、アルミニウム（Ａ１）を２〜
７重＠（Ｗｔ）％含むものを用いる。Ａ１が２ｗｔ％未
満であれば皮膜層か酸化しやすく、耐久性に劣り、Ａ１
か７Ｗ↑％を越えると皮膜層の硬度が過剰に高くなる。

被削助剤は六方晶（以下、略す。）窒化ホウ素（ＢＮ＞
粉末又はマイカ粉末の少なくとも一方からなる。皮膜層
中、被削助剤はヱ体積（ｖｏ　ｌ　）％以上含まれる。

被削助剤が７ＶＯ１％未満では、被削助剤かＮｉＡ１合
金中に分散しにくく、高温条件下でＮｉＡ１合金同士か
結合して被削性が低下する。また、皮膜層中、気孔が被
削助剤との合計量で１５〜５Ｑｖｏ　１％含まれる。気
孔が被削助剤との合計量で’ｌ　５ｖｏ　１％未満では
被削性が充分ではなく、気孔が被削助剤との合計量で５
０ｖｏ１％を越えると強度が低下して皮膜層が脱落しや
すい。

この皮膜層は、母材と被削助剤とからなるアブレーダブ
ル材料を溶射することにより形成することができる。こ
のアブレーダブル材料は、被削助剤粉末にＮｉＡ１合金
を被覆した二重構造粉末であってもよく、被削助剤粉末
とＮｉＡ１合金粉末との混合粉末であってもよい。溶射
の方法としては、プラズマジェット溶剣法、火炎溶射法
を採用することができる。

［作用］ 本発明の相対移動装置は、固定部材の可動部材と近接す
る部分にＮｉＡ１合金、被削助剤及び気孔からなる皮膜
層を具備している。かかる皮膜層では、ＡＩにより硬度
及び摩耗量が調節され、被削助剤及び気孔により被削性
が確保される。また、この皮膜層では、被削助剤がＮｉ
Ａｌ合金中に分散し、高温条件下でＮｉＡ１合金同士が
結合することによる被削性の低下を防止する。

［実施例］ 以下、本発明をターボチャージャに具体化した実施例１
．２．３．４を比較例１．２とともに説明する。

（実施例１〉 このターボチャージャは、第１図に部分断面図を示すよ
うに、前記従来のもの（第８図参照）と基本的に同一の
ものであり、ターボハウジング８１と、シャフト８０に
連結されたターボロータ８２とを備えたものである。こ
のターボチャージャは、ターボハウジング８１のターボ
ロータ８２と近接する部分（シュラウド部）Ｐに、皮膜
層８５を具備している。

この皮膜層８５は、次のように得られたものである。す
なわち、ＮｉＡ１合金としてのｆｌ−４ｗｔ％Ａ１合金
粉末（粒径１０〜１００μＴｒ１．）と、ＢＮ粉末（粒
径５〜５０μ′ｒｒＬ）とを用意し、Ｎ−４ｗｔ％Ａ１
合金粉末６０ｖｏ　１％及びＢＮ粉末２０ＶＯ１％を調
合・混合し、アブレーダブル材料とした。このアブレー
ダブル材料を部分Ｐにプラズマ溶射し、（１７ｍの厚さ
に皮膜層８５を形成シタ。次イテ、■ｎｃｏｎｅ　ｌ　
７１３Ｃからなるターボロータ８２を組付け、ターボハ
ウジング８１とターボロータ８２との間隙が実質的にＯ
になるよう平均厚さが約０．６２＃まで皮膜層８５に機
械加工を施した。この皮膜層８５の気孔率は１１ｖｏ１
％であった。こうして実施例１のターボチャージャを作
成した。

（実施例２） この夕〜ボチャージャは基本的には実施例１のターボチ
ャージャと同一のものであるが、ＮｉＡ合金としてＮｉ
−７ｗ１％Ａ１合金粉末（粒径１０〜１００ｔ、ｌ′ｒ
ｒＬ）を用い、Ｎｉ−７ｗｔ％Ａ合金粉末８５ｖｏ　１
％及びＢＮ粉末１４ＶＯ１％でアブレーダブル材料を調
整した点が異なる。このターボチャージャにおける皮膜
層の気孔率は８ｖｏ１％であった。こうして実施例２の
ターボチャージャを作成した。

（実施例３） このターボチャージャは基本的には実施例１のターボチ
ャージャと同一のものであるが、Ｎ４ｗｔ％Ａ１合金粉
末９２ＶＯ１％及びマイカ粉末８ｖｏ　１％でアブレー
ダブル材料を調整した点が異なる。このターボチャージ
ャにおける皮膜層の気孔率は１０ｖｏ＋％であった。こ
うして実施例３のターボチャージャを作成した。

（実施例４） このターボチャージャは基本的には実施例１のターボチ
ャージャと同一のものであるが、ＮｉＡ合金としてＮｉ
−７ｗ１％Ａ１合金粉末（粒径１０〜１００μＴｒＬ）
を用い、Ｎｉ−７ｗｔ％Ａ合金粉末８８ｖＯ１％及びマ
イカ粉末１２ＶＯ％でアブレーダブル材料を調整した点
が異なる。

このターボチャージャにおける皮膜層の気孔率は１５ｖ
ｏ１％であった。こうして実施例４のタボチャージャを
作成した。

（比較例１） このターボチャージャは基本的には実施例１のターボチ
ャージャと同一のものであるが、特開昭５６−８７６０
３号公報開示のＮｉ−５Ｗ↑％Ｃｒ−４，５ｗｔ％Ａ１
合金とベントナイトとからなるアブレーダブル材料（粒
径６３〜１２５μｍ）を用意し、このアブレーダブル材
料を０２−０２Ｈ２火炎溶射することにより皮膜層を形
成した点が異なる。このターボチャージャにおける皮膜
層ではＮｉＣｒＡ１合金中にベントナイトが点在してい
た。こうして比較例１のターボチャージャを作成した。

（比較例２） このターボチャージャは基本的には実施例１のターボチ
ャージャと同一のものであるが、米国特許Ｎｏ、４２６
９９０３号公報開示のＺｒＯ２・８Ｗ↑％Ｙ２０３から
なるアブレーダブル材料（粒径１０〜７４μｍ＞を用意
、し、このアブレーブル材料をプラズマ溶射することに
より皮膜層を形成した点が異なる。このターボチャージ
ャにおける皮膜層の気孔率は２６．４ｖｏ１％でめった
。こうして比較例２のターボチャージャを作成した。

（評価） ガス温度ｓ　ｏ　ｏ　’ｃ、１０万ｒｐｍ、６０分間の
条件で運転を行ない、各ターボチャージャにおける皮膜
層により摩耗されたターボロータの重量減少量（ｍｃｉ
）及び外径寸法（＃）を測定した。

重量減少量の結果を第２図に示す。第２図かられかるよ
うに、実施例１〜４のターボチャージャにお【ブる皮膜
層は、いずれもターボロータの重量減少量が許容範囲で
ある０〜１０ｍＣｌ内に止どまっている。また、実施例
１〜４のターボチャージャでは、ターボロータにより摩
耗された後の皮膜層の表面が従来のものより非常に滑か
になっていた。一方、比較例１．２のターボチャージャ
における皮膜層は、いずれもターボロータの重量減少量
が許容範囲を大きく上回っている。

また、実施例１〜４のターボチャージャにおける皮膜層
では、ターボロータの外径がほとんど減少しなかった。

一方、比較例１のターボチャージャにおける皮膜層では
０．２５＃も減少し、比較例２のターボチャージャにお
ける皮膜層では０゜３８ｍも減少した。

次に、実施例１〜４及び比較例１．２のターボチャージ
ャを用いて、ロータ回転数１０万ｒｐｍの条件下で単体
性能の評価として総合効率（％）を測定した。この結果
、皮膜層のないターボチャジャの効率と比較して比較例
１が２．４ポイント、比較例２か２．７ポイントそれぞ
れ上昇したのに対し、実施例１が４．４ポイント、実施
例２が３．９ポイント、実施例３か４．１ポイント、実
施例４が３．９ポイントそれぞれ上昇していた。

つまり、実施例１〜４のり〜ボチャージャは比較例１．
２のものと比較して平均１ポイント以上も効率が上がっ
ていた。これは、実施例１〜４のタボチャージャでは、
被削後の皮膜層が滑かであるため、ガスが滞りなく流れ
るようになったためでおると考えられる。なお、被削後
の皮膜層が滑かな理由は、おそらく金属成分の硬度が軟
かいことに起因すると思われる。

したがって、実施例１〜４のターボチャージャは、比較
例１．２のターボチャージャと比較して、たとえシャフ
ト８０が偏心していてターボロータ８２が運転時に皮膜
層８５に接触又は衝突しても、ターボハウジング８１の
皮膜層８５がターボロータ８２によって容易に被削され
るものであり、自動車用ターボチャージャに適している
ことがわかる。

また、比較例１．２のターボチャージャは、わずか６０
分間の試験によってもターボロータか摩耗しているため
、上記公報記載の材料により形成される皮膜層は、相手
攻撃性か大きすぎ、自動車用ターボチャージャに適さな
いことがわかる。

［試験例］ 以下、本発明における皮膜層の組成を決定するために行
なった試験１〜４について説明する。

（試験１） 以下に示すサンプル１〜５の金属成分と、被削助剤とし
てのＢＮとからなるアブレーダブル材料を用いて皮膜層
を形成し、各皮膜層の摩耗性の評価を行なった。各アブ
レーダブル材料はいずれも金属成分と被削助剤とを体積
比２：３で機械的に混合したものであり、これらを用い
て０２−Ｃ２Ｈ２火炎溶射により円柱状テストピース素
材の外周に皮膜層を形成し、テストピースとした。

サンプル１−Ｎ＋　−２０ｗｔ％Ｃｒ−４ｗｔ％Ａサン
プル２−Ｎ＋−５ｗｔ％Ｃｒ−４，５Ｗ↑％Ｉ サンプル３・・・Ｎｉ−４Ｗ↑％へ サンプル４・Ｎ　ｌ−１４ｗｔ％Ｃｒ−５ｗｔ％Ｆｅ　
　　３．５ｗｔ％Ａ サンプル５　・Ｆ　ｅ　−６０Ｗ　ｔ％Ｃｒ−８ｗｔ％
Ｃ各テストゴテストピースにおいて、ＢＮと気孔との合
計量（うちＢＮのみの量）は以下の通りでおった。

サンプル１　・３８０１％（１５，２０ｖｏ１％）サン
プル２・４２ＶＯ１％（１７，２２ｖｏ１％）サンプル
３＝−３９ｖｏ１％（１６，３８ｖｏ１％）サンプル４
・４４ｖｏ１％（２１，１２ｖｏ１％）サンプル５−４
９ｖｏ１％（１９，１１ｖｏ１％）相手材としてターボ
ロータと同材質のＩ　ｎｃ。

ｎｅ　ｔ　７１３ｃからなり、厚さが０．８８のチップ
を用意した。そして、第３図に示すように、各テストピ
ース１をモータにより回転数１１００Ｏｒｐで図中の矢
印の方向に回転させつつ、１分間チップ２を面負荷１５
００／ｍｍ２の荷重で押付けた後のチップ２の重量減少
量（ｍｑ＞及び皮膜層の被削深さ（＃）を測定した。結
果を第４図に示す。

第４図かられかるように、サンプル３のアブレダブル材
料からなる皮膜層は、サンプル１．２．４．５のアブレ
ーダブル材料からなる皮膜層と比較して、チップの重量
減少量か少なく、かつ皮膜層の被削深さか深いため、優
れていることがわかる。

また、以下に示すように、各サンプル１〜５のアブレー
ダブル材料からなる皮膜層の硬度を測定した。測定は５
ｋｇの荷重によるビッカース硬さにより求めた。

サンプルト・・ＨＶ７７、’１ サンプル２・・・Ｈｖ４８．９ サンプル３・・・Ｈｖ２３．９ サンプル４・・・ＨＶ８４．０ サンプル５・Ｈｖ１８１．２ 各皮膜層は、全てＢＮを含むポーラスなものであったた
め、金属成分のみによる皮膜層と比較して大幅に低い値
となっている。しかし、特にサンプル３のアブレーダブ
ル材料からなる皮膜層は、他のサンプル］、２．４．５
のアブレーダブル材料からなる皮膜層と比較して、極め
て低い値であることがわかる。このため、サンプル３の
アブレダブル材料は、サンプル１．２．４．５のアブレ
ーダブル材料と比較して、優れていることがわかる。

（試験２） ＮｉＡ１合金中のＡ１量の適正範囲を検討するため、以
下に示すサンプル６〜１１の金属成分と、被削助剤とし
てのＢＮとからなるアブレーダブル材料を用いて皮膜層
を形成し、各皮膜層の摩耗評価を行なった。試験は上記
試験１と同様の方法により行なった。

サンプル６・・・Ｎｉ−１ｗｔ％Ａ サンプル７・・・Ｎｉ−２ｗｔ％Ａ１ サンプル８・・・Ｎｉ−４ｗｔ％Ａ１ サンプル９・・・Ｎｉ−７ｗｔ％Ａ サンプル１０・・・ｆｌ−１０ｗｔ％Ａサンプル１１・
・・Ｎ１−１５Ｗ↑％Ａ１各テストピースの皮膜層にお
いて、ＢＮと気孔との合計量（うちＢＮのみの量）は以
下の通りであった。

サンプル６・・・３４Ｖ０１％（１３，９４０１％）サ
ンプル７・・・３４ｖｏ　１％（１４，９６ｖｏ　１％
〉サンプル８・・・３８ｖｏ　１％（１５，２０Ｖ○１
％）サンプル９＝・４０ｖｏ１％（１７，６０ｖｏ　１
％）サンプル１０・・・３９ｖｏ　１％（１８，３３ｖ
ｏ　１％） サンプル１１・３９ＶＯＩ％（１６−３８ｖ。

％） そして、各テストピース毎にチップの重量減少量（ｍｑ
）及び皮膜層の被削深さ（ｓ）を上記試験１と同様に測
定した。結果を第５図に示す。

第５図かられかるように、皮膜層を構成するＮｉＡ１合
金のＡ１量が少ないもの程チップの重量減少量は小さく
、皮膜層の被削深さが大きくて良好な結果が得られるこ
とがわかる。これは、ＮＡ１合金中のＡｌｌが増加する
と、Ａ１がＮｉと金属間化合物であるＮｉＡｌ、Ｎｉ３
Ａｌ、ＮｉＡｌ３等を形成し、皮膜層自体の硬度が大幅
に大きくなるからでおる。

（試験３） 前記サンプル１．２．６〜１１のアブレーダブル材料を
用いて試験１と同様に皮膜層を形成し、各皮膜層の高温
酸化試験を行なった。高温酸化試験はそｔＬぞｔｌ、２
００℃で１０１１．６００℃で１０時間、８００　’Ｃ
で１０時間の３種類の高温酸化試験を実施した評価は酸
化試験後の重量増加率（％）で行なった。結果を第６図
に示す。

第６図より、Ａ１量は少ない方が酸化しやすいことがわ
かる。また、サンプル６とサンプル７との間には耐高温
酸化性に大きな差があることがわかる。一般に、自動車
用ターボチャージャのタボハウジング内は、運転中に排
気ガスが通過し、還元雰囲気となっているので、耐高温
酸化性に特に重大な関心を払う必要はないが、耐久性向
上の観点から耐高温酸化性を併せもつことが好ましい。

このため、Ａ１量は、試験２の摩耗評価をも考え併せ、
２〜７ｗｔ％が好ましいことがわかる。

（試験４） 皮膜層中における被削助剤及び気孔の適正範囲を検討す
るため、ＢＮと気孔との合計量（うちＢＮのみの量）を
以下に示すサンプル１２〜２０て変化させた。金属成分
としてはＮ　ｉ　−４ｗ↑％Ａ、被削助剤としてはＢＮ
を用いて皮膜層を形成した。

サンプル１２・・・’１１ｖｏ１％（５ｖｏ１％）サン
プル１３・　１５ＶＯ１％（１０ｖｏ１％）サンプル１
４・１９ＶＯ１％（４ｖｏ　１％）サンプル１５・・・
２９ｖｏ　１％（７０１％）サンプル１６・３０ｖｏ１
％（１１ｖｏ１％）サンプル１７−３０ｖｏ１％（２１
ＶＯＩ％）サンプル１８・３４ｖｏ１％（５ｖｏ　１％
）サンプル１９−ｉ４．９　ｖ　ｏ　１％（２７ＶＯ１
％）サンプル２０・６１ｖｏ１％（３１ｖｏ１％）そし
て、各テストピース毎に溶射したままのものと、溶射後
８５０’Ｃの炉内に１０時間放置したものとを用いて、
チップの重量減少！（ｍｇ＞及び皮膜層の被削深さ（ｍ
）を上記試験１と同様に測定した。結果を第７図に示す
。

第７図から、チップの重量減少量は、ＢＮと気孔との合
計量にほとんど関係なく、少ないことがわかる。

また、皮膜層の被削深さは、溶射後すぐに評価したもの
では、ＢＮと気孔との合計量が高いものほど、大きくな
っていることがわかる。しかし、ＢＮと気孔との合計量
が５Ｑｖｏ　１％を越えたサンプル２０では、剥離を生
じてしまった。この原因は、ＢＮと気孔との合計量が６
０Ｖ０１％を越えることにより、皮膜層の強度が極端に
低下したためと考えられる。一方、溶射後８５０℃に保
持してから評価したものは、ＢＮ量が７ｖｏ　１％に満
たない皮膜層の被削性が悪くなっている。この理由は、
ＢＮはＮｉＡ１粒子間に存在し、ＮｉＡ１粒子同士の結
合を抑制していると考えられるが８５０℃、１０時間保
持により、皮膜層中のＮｉＡ１粒子間に拡散結合が生じ
、ＮｉＡ１粒子が脱落しにくくなっているからであると
考えられる。

よって、気孔量が多くてもＢＮ量が極端に少なくなれば
、ターボチャージャの使用温度に長時間保持された後で
皮膜層が摩耗されにくくなってしまう恐れかあることが
わかる。

従って、皮膜層中のＢＮと気孔との合計量は、１５〜５
Ｑｖｏ　１％がよく、ＢＮ量は少なくとも７ｖｏ１％以
上必要であることがわかる。

なお、上記試験１〜４では被削助剤としてＢＮを採用し
たが、マイカ粉末に置換しても全く同様の結果が得られ
た。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明の相対移動装置では、皮膜
層が、Ａ１を２〜７ｗｔ％含むＮ＋Ａ合金よりなる母材
と、ＢＮ粉末又はマイカ粉末の少なくとも一方からなる
被削助剤とからなり、ヱｖｏ１％以上の該被削助剤と、
該被削助剤との合計量が１５〜５０ｖｏ　１％の気孔と
を含むため、その皮膜層の優れた被削性の下で、可動部
材と固定部材との間隙を実質的に無くすことができる。

したがって、この相対移動装置を例えば自動車用ターボ
チャージャに適用すれば、小型で高効率のターボチャー
ジャとすることができるため、自動車業界の要望を実現
することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の一実施例に係り、第１図は
タボチャージャの部分断面図、第２図は実施例と比較例
とにおけるターボロータの重量減少量を示すグラフであ
る。第３図及び第４図は試験１に係り、第３図は試験方
法を示す斜視図、第４図は各サンプル毎のチップの重量
減少間及び皮膜層の被削深さを示すグラフである。第５
図は試験２に係る各サンプル毎のチップの重量減少間及
び皮膜層の被削深さを示すグラフである。第６図は試験
３に係る各サンプル毎の温度と重量増加率とを示すグラ
フである。第７図は試験４に係る各サンプル毎のチップ
の重量減少間及び皮膜層の被削深さを示すグラフである
。第８図は従来のタボチャージャの断面図である。 ８２・・・ターボロータ（可動部材〉 ８１・・・ターボハウジング（固定部材）Ｐ・・・近接
する部分 ８５・・・皮膜層 ８５・・・皮膜層 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高温下で近接して相対的に移動する可動部材と固
   定部材とをもち、該固定部材の該可動部材と近接する部
   分には該可動部材によって被削されることにより該可動
   部材と該固定部材との間隙を実質的に無くす皮膜層が溶
   射により形成された相対移動装置であって、前記皮膜層
   は、アルミニウムを２〜７重量％含むニッケルアルミニ
   ウム合金よりなる母材と、六方晶窒化ホウ素粉末又はマ
   イカ粉末の少なくとも一方からなる被削助剤とからなり
   、￥７￥体積％以上の該被削助剤と、該被削助剤との合
   計量が１５〜５０体積％の気孔とを含むことを特徴とす
   る相対移動装置。