(57)【要約】【課題】ハウジングの軸孔の壁面や軸孔に挿通されている支持軸の表面におけるデポジットの堆積を十分に抑制することができる可変ノズルターボチャージャを提供すること。【解決手段】可変ノズルターボチャージャ１は、タービンインペラ１０を収納するハウジング２０、複数の可動ノズルベーン３１を有する可変ノズル３０、可動ノズルベーン３１を操作する操作機構４０、支持軸５０及び外部接続部６０を備える。支持軸５０はハウジング２０の軸孔２５に挿通されて、ハウジング２０の内側の第１端部５１が操作機構４０に接続される。支持軸５０及びハウジング２０において両者が互いに当接する部分（支持軸５０の外周面５０ａ、軸受ブッシュ５３の内側壁面５３ａ）にダイヤモンドライクカーボン又はダイヤモンドを含む保護層７０が形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タービンインペラと、
該タービンインペラを収納するとともに、上記タービンインペラにガスを導くためのガス流路を形成するハウジングと、
上記ガス流路に配設された複数の可動ノズルベーンからなる可変ノズルと、
上記ハウジング内に形成された操作機構室に収納されているとともに、上記可動ノズルベーンを操作する操作機構と、
上記ハウジングに形成された軸孔に挿通されて上記ハウジングの内外に跨って配設されているとともに、上記ハウジングの内側に位置する第１端部が上記操作機構に接続されている支持軸と、
上記ハウジングの外側に位置する上記支持軸の第２端部に接続されている外部接続部と、
を備え、
上記支持軸及び上記ハウジングにおいて両者が互いに当接する部分の少なくとも一方には、ダイヤモンドライクカーボン又はダイヤモンドを含む保護層が形成されていることを特徴とする可変ノズルターボチャージャ。
【請求項２】
上記外部接続部及び上記ハウジングにおいて両者が互いに当接する部分の少なくとも一方に、上記保護層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の可変ノズルターボチャージャ。
【請求項３】
上記保護層はダイヤモンドライクカーボンからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の可変ノズルターボチャージャ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変ノズルターボチャージャに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、可変ノズルターボチャージャにおいては、ハウジングの内側のガス流路上に配設された可動ノズルベーンはハウジング内に設けられた操作機構によって操作されている。当該操作機構は、ハウジングに形成された軸孔に挿通された支持軸を介して、ハウジングの外部から操作可能となっている。
【０００３】
一方、ディーゼルエンジンでは、排ガスから粒状物質を取り除くために、ＤＰＦ（Diesel
particulate filter、ディーゼル微粒子捕集フィルター）が使用されることがある。この場合には、当該粒状物質の堆積に起因するＤＰＦの目詰まりによる機能低下を防止するために、酸化触媒を用いて排ガス中の窒素酸化物の一部を二酸化窒素にして、当該二酸化窒素により粒状物質を燃焼させることが行われている。そして、当該酸化触媒の活性化のために酸化触媒を所定温度に維持する必要があることから、排ガス中に燃料の一部を噴射して、燃料を含む排ガスを燃焼させて得られた熱エネルギーにより、当該触媒を上記所定温度に維持することが行われている。
【０００４】
そして、ディーゼルエンジンにおいて、可変ノズルターボチャージャを使用する場合には、排ガス中に噴射された燃料や排ガス中のすすが、ハウジングに形成された軸孔の壁面と支持軸との間などにデポジットとして堆積することがある。このように堆積したデポジットは支持軸の動きを妨げて、操作機構による可動ノズルベーンの円滑な動作を妨げることとなる。特許文献１に開示の構成では、軸孔の壁面と支持軸との間に排ガスが滞留することを抑制することにより、デポジットの堆積を低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−２２３１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示の構成では、軸孔の壁面や支持軸の表面にデポジットが付着するおそれがあり、デポジットの堆積を十分に抑制するには改善の余地がある。
【０００７】
本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、ハウジングの軸孔の壁面や軸孔に挿通されている支持軸の表面にデポジットが付着することを防止して、デポジットの堆積を十分に抑制することができる可変ノズルターボチャージャを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一態様は、タービンインペラと、
該タービンインペラを収納するとともに、上記タービンインペラにガスを導くためのガス流路を形成するハウジングと、
上記ガス流路に配設された複数の可動ノズルベーンからなる可変ノズルと、
上記ハウジング内に形成された操作機構室に収納されているとともに、上記可動ノズルベーンを操作する操作機構と、
上記ハウジングに形成された軸孔に挿通されて上記ハウジングの内外に跨って配設されているとともに、上記ハウジングの内側に位置する第１端部が上記操作機構に接続されている支持軸と、
上記ハウジングの外側に位置する上記支持軸の第２端部に接続されている外部接続部と、
を備え、
上記支持軸及び上記ハウジングにおいて両者が互いに当接する部分の少なくとも一方には、ダイヤモンドライクカーボン又はダイヤモンドを含む保護層が形成されていることを特徴とする可変ノズルターボチャージャにある。
【発明の効果】
【０００９】
上記可変ノズルターボチャージャにおいては、支持軸及びハウジングにおける両者の当接部の少なくとも一方には、ダイヤモンドライクカーボン又はダイヤモンドを含む保護層が形成されている。ダイヤモンドライクカーボン又はダイヤモンドを含む保護層は、硬質であって、表面平滑性、離型性、耐摩耗性、耐焼き付き性、科学的安定性等に優れているため、デポジットの付着が効果的に防止され、ハウジングの軸孔の壁面と支持軸との間におけるデポジットの堆積を十分に抑制することができる。
【００１０】
以上のごとく、本発明によれば、ハウジングの軸孔の壁面や軸孔に挿通されている支持軸の表面にデポジットが付着することを防止して、デポジットの堆積を十分に抑制することができる可変ノズルターボチャージャを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１における、可変ノズルターボチャージャの断面図。
【図２】実施例１における、操作機構の背面図。
【図３】図１における、支持軸近傍の拡大図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の可変ノズルターボチャージャは、内燃機関が搭載された車両に使用することができる。特に、ディーゼルエンジンが搭載された車両に好適に使用することができる。
【００１３】
上記保護層の形成は、例えば、熱ＣＶＤやプラズマＣＶＤなどの化学気相成長法の他、真空蒸着法、イオンプレーティング、スパッタリング、イオン注入法などの物理気相成長法によって、ダイヤモンドライクカーボン又はダイヤモンドを含む膜を形成することにより行うことができる。例えば、ダイヤモンドを含む保護層を形成する場合には、フッ素樹脂を基材としてダイヤモンド粉末を分散させて膜状に成形したいわゆるダイヤモンドコートにより保護層を形成することができる。
【００１４】
上記外部接続部及び上記ハウジングにおいて両者が互いに当接する部分の少なくとも一方に、ダイヤモンドライクカーボン又はダイヤモンドを含む保護層が形成されていることとすることが好ましい。この場合には、上記外部接続部及び上記ハウジングにおける両者が互いに当接する部分においてデポジットの付着が防止されて、デポジットの堆積を抑制することができる。
【００１５】
上記保護層はダイヤモンドライクカーボンからなることとすることができる。この場合には、ダイヤモンドからなる保護層（いわゆるダイヤモンドコート）よりもさらに表面平滑性に優れた保護層を形成しやすいため、デポジットの付着を一層防止することができ、デポジットの堆積を一層抑制することができる。また、ダイヤモンドライクカーボンからなる保護層は、ダイヤモンドコートによる保護層よりも安価に形成できるため、コスト面でも有利となる。
【実施例】
【００１６】
（実施例１）
本例の実施例に係る可変ノズルターボチャージャ１につき、図１〜図３を用いて説明する。
本例の可変ノズルターボチャージャ１は、図１に示すように、タービンインペラ１０、ハウジング２０、可変ノズル３０、操作機構４０、支持軸５０及び外部接続部６０を備える。
ハウジング２０は、タービンインペラ１０を収納するとともに、タービンインペラ１０にガスを導くためのガス流路２１を形成している。
可変ノズル３０は、ガス流路２１に配設された複数の可動ノズルベーン３１からなる。
操作機構４０は、ハウジング２０内に形成された操作機構室２４に収納されているとともに、可動ノズルベーン３１を操作するように構成されている。
支持軸５０は、ハウジング２０に形成された軸孔２５に挿通されてハウジング２０の内外に跨って配設されているとともに、ハウジング２０の内側に位置する第１端部５１が操作機構４０に接続されている。
外部接続部６０は、ハウジング２０の外側に位置する支持軸５０の第２端部５２に接続されている。
そして、図１、図３に示すように、支持軸５０及びハウジング２０における両者が互いに当接する部分（支持軸５０の外周面５０ａ、軸受ブッシュ５３の内側壁面５３ａ）の少なくとも一方（本例では両方）に、ダイヤモンドライクカーボンからなる保護層７０が形成されている。
【００１７】
以下、本例の可変ノズルターボチャージャ１について、詳述する。
図１に示すように、ハウジング２０は、タービンハウジング２０ａと、軸受ハウジング２０ｂを有する。タービンハウジング２０ａには、タービンインペラ１０が収納されている。そして、タービンインペラ１０の周方向外側に、排ガスが供給されるスクロール室２２と、スクロール室２２に供給された排ガスをタービンインペラ１０側に流通させるノズル部２３とが形成されている。軸受ハウジング２０ｂには、タービンインペラ１０に接続されたシャフト１１が軸支されている。
【００１８】
ノズル部２３には、可変ノズル３０を構成する複数の可動ノズルベーン３１が配設されている。複数の可動ノズルベーン３１は、それぞれに一体化されたベーン操作軸３２を介してノズル部２３の壁面の一部をなすノズルバックプレート２６に保持されている。図２に示すように、複数の可動ノズルベーン３１は、円環状に等角度間隔に配列している。そして、隣接する可動ノズルベーン３１の間隙は、ガスが流通する可変ガス流路３３を形成している。
【００１９】
図１に示すように、ノズルバックプレート２６の背面側には、操作機構室２４が形成されている。操作機構室２４には操作機構４０が収納されている。操作機構４０は、軸受ハウジング２０ｂに形成された軸孔２５に挿通された支持軸５０におけるハウジング２０の内側に位置する第１端部５１に接続されている。そして、支持軸５０におけるハウジング２０の外側に位置する第２端部５２には、外部接続部６０が接続されている。外部接続部６０には、アクチュエータ６１が接続されている。これにより、アクチュエータ６１からの操作力が出力されると、外部接続部６０及び支持軸５０を通じて操作機構４０に入力される。そして、操作機構４０が操作力の入力に応じてベーン操作軸３２を回転させることにより、可動ノズルベーン３１が操作される。
【００２０】
操作機構４０は、具体的には、図２に示すように、内側入力レバー４１、リングプレート４２及び開閉操作レバー４３を備える。内側入力レバー４１は、支持軸５０の第１端部５１に固定された基端部４１ｂと、基端部４１ｂの反対側の端部に位置する二股の回動端部４１ａとを有する。リングプレート４２は環状に形成されており、ノズルバックプレート２６の背面側に配設されている。リングプレート４２には、内側入力レバー４１の回動端部４１ａに係合する入力ピン４４が設けられているとともに、可動ノズルベーン３１と同数の開閉操作ピン４５が等角度間隔に設けられている。開閉操作レバー４３は、可動ノズルベーン３１と同数備えられている。各開閉操作レバー４３はそれぞれ、可動ノズルベーン３１のベーン操作軸３２に固定された基端部４３ｂと、基端部４３ｂの反対側の端部に位置するとともに開閉操作ピン４５に係合する二股の係合端部４３ａとを有する。
【００２１】
図３に示すように、軸受ハウジング２０ｂの軸孔２５には操作機構４０に接続された支持軸５０が挿通されているとともに、支持軸５０と軸孔２５の壁面との間には略円筒状の軸受ブッシュ５３が設けられている。支持軸５０の第１端部５１はハウジング２０内側の操作機構室２４内に位置しており、支持軸５０の第２端部５２はハウジング２０の外側に位置している。支持軸５０の第１端部５１には上述のように内側入力レバー４１が接続されており、支持軸５０の第２端部５２には支持軸５０を回動操作する外部接続部６０が接続されている。外部接続部６０には、外部接続部６０を回動させる操作力を付与するアクチュエータ６１が接続されている。
【００２２】
アクチュエータ６１から外部接続部６０に操作力が付与されて、外部接続部６０が回動されると、支持軸５０が回動して内側入力レバー４１を介してリングプレート４２が周方向に回動する。これに伴って各開閉操作ピン４５が各開閉操作レバー４３の係合端部４３ａを押圧して、基端部４３ｂを中心に回動することとなる。その結果、基端部４３ｂに固定されたベーン操作軸３２とともに可動ノズルベーン３１が回動する。これにより、隣接する可動ノズルベーン３１間に形成された可変ガス流路３３が開放又は閉塞して、可変ノズル３０を通過する排ガス量が調節されることとなる。
【００２３】
図３に示すように、本例では、軸受ブッシュ５３は軸孔２５に圧入されており、軸受ブッシュ５３はハウジング２０と一体化されて、ハウジング２０の一部となっている。これにより、ハウジング２０の一部である軸受ブッシュ５３の内側壁面５３ａと、支持軸５０の外周面５０ａとが互いに当接している。そして、支持軸５０及びハウジング２０において両者が互いに当接する部分、すなわち、軸受ブッシュ５３の内側壁面５３ａと、支持軸５０の外周面５０ａとに、保護層７０が形成されている。保護層７０は内側壁面５３ａ及び外周面５０ａの全域にダイヤモンドライクカーボンを蒸着して形成された薄膜からなる。保護層７０の膜厚は特に限定されず、支持軸５０が軸受ブッシュ５３内に軸受可能な範囲で適宜設定できる。
【００２４】
また、軸受ブッシュ５３の端部のうち、ハウジング２０の外側に位置する外側端部５３ｂと、支持軸５０の第２端部５２に接続された外部接続部６０のうち、外側端部５３ｂに対向する対向部６０ａとが互いに当接している。そして、外部接続部６０及びハウジング２０において両者が互いに当接する部分、すなわち、外部接続部６０の対向面６０ａと、軸受ブッシュ５３の支持軸５０の外側端部５３ｂとに、保護層７１が形成されている。保護層７１は対向面６０ａ及び外側端部５３ｂにダイヤモンドライクカーボンを蒸着して形成された薄膜からなる。保護層７０と同様に保護層７１の膜厚は特に限定されず、外部接続部６０が軸受ブッシュ５３に対して摺動可能な範囲で適宜設定できる。
【００２５】
なお、ダイヤモンドライクカーボンからなる保護層７０、７１の形成容易性や定着性を考慮して、保護層７０、７１を形成する前に下地層を形成し、当該下地層の上に保護層７０を形成してもよい。下地層は、支持軸５０や軸受ブッシュ５３（ハウジング２０）の材質などを考慮して適宜選択できる。なお、保護層７０、７１は、ダイヤモンドライクカーボンにフッ素、ケイ素などの油と接触角を大きくすることができる元素を含有させたものにより形成することが好ましい。保護層７０、７１において油との接触角が大きくなるため、デポジットの付着防止効果が一層向上するからである。ダイヤモンドライクカーボンからなる保護層７０、７１は、ＰＩＧプラズマＣＶＤ法によって形成することが好ましい。この場合には、保護層７０、７１の表面粗さＲａを数ｎｍ程度まで小さくできるため、表面平滑性に一層優れた保護層７０、７１を形成することができる。
【００２６】
次に、本例の可変ノズルターボチャージャにおける作用効果について、詳述する。
可変ノズルターボチャージャ１においては、支持軸５０及びハウジング２０における両者が互いに当接する部分の両方、すなわち、支持軸５０の外周面５０ａと、軸受ブッシュ５３の内側壁面５３ａとに、保護層７０が形成されている。保護層７０はダイヤモンドライクカーボン又はダイヤモンドを含んでおり、本例ではダイヤモンドカーボンからなる。そのため、保護層７０は硬質であって、表面平滑性、離型性、耐摩耗性、耐焼き付き性、科学的安定性等に優れているため、デポジットの付着が効果的に防止され、ハウジング２０における軸孔２５の壁面２５ａ（軸受ブッシュ５３の内側壁面５３ａ）と支持軸５０の外周面５０ａとの間におけるデポジットの堆積を十分に抑制することができる。
【００２７】
なお、支持軸５０の外周面５０ａ又は軸受ブッシュ５３の内側壁面５３ａのうち、いずれか一方にのみ上記保護層７０を形成することとしてもよい。この場合には、両者のうち、保護層７０を形成していない方にはデポジットが付着するおそれがあるが、保護層７０を設けた方にはデポジットが付着することが防止されるため、デポジットの堆積を低減できる。
【００２８】
また、本例では、外部接続部６０及びハウジング２０において両者が互いに当接する部分の両方、すなわち、外部接続部６０の対向面６０ａと、軸受ブッシュ５３の支持軸５０の外側端部５３ｂとに、ダイヤモンドライクカーボンからなる保護層７１が形成されている。これにより、外部接続部６０及びハウジング２０における両者の当接部においてデポジットの付着が防止されて、デポジットの堆積を抑制することができる。
【００２９】
なお、外部接続部６０の対向面６０ａと、軸受ブッシュ５３の支持軸５０の外側端部５３ｂのうち、いずれか一方にのみ上記保護層７１を設けることとしてもよい。この場合には、両者のうち、保護層７１を設けていない方にはデポジットが付着するおそれがあるが、保護層７１を設けた方にはデポジットが付着することが防止されるため、デポジットの堆積を低減できる。
【００３０】
支持軸５０と軸孔２５の壁面２５ａとの間に軸受ブッシュ５３を設けないこととしてもよい。この場合には、軸孔２５の壁面２５ａとハウジング２０における支持軸５０の外周面５０ａとが互いに当接することとなるとともに、壁面２５ａ及び外周面５０ａにダイヤモンドライクカーボンからなる保護層７０を形成することができる。ハウジング２０における軸孔２５の周囲の外側壁面のうち、外部接続部６０の対向部６０ａに対向する部分と、対向部６０ａとが互いに当接することとなり、これらの部分に、ダイヤモンドライクカーボンからなる保護層７１を形成することができる。これらによって、各当接部においてデポジットの付着が防止されて、デポジットの堆積を抑制することができる。
【００３１】
本例では、保護層７０、７１はダイヤモンドライクカーボンからなる。これにより、ダイヤモンドからなる保護層（いわゆるダイヤモンドコート）よりもさらに表面平滑性に優れた保護層を形成しやすいため、デポジットの付着を一層防止することができ、デポジットの堆積を一層抑制することができる。また、ダイヤモンドライクカーボンからなる保護層７０、７１は、ダイヤモンドコートによる保護層よりも安価に形成できるため、コスト面で有利となる。
【００３２】
本例では、ダイヤモンドライクカーボンからなる保護層７０、７１を採用したが、これに替えて、ダイヤモンドを含む保護層（いわゆるダイヤモンドコート）を採用してもよい。この場合には、ダイヤモンドライクカーボンからなる保護層７０、７１に比べて、表面平滑性が劣ったり、コスト高となったりする場合があるものの、高い表面平滑性、離型性、耐摩耗性、耐焼き付き性、科学的安定性等を有する保護層が得られるため、デポジットが付着することを防止して、デポジットの堆積を抑制することができる。
【００３３】
以上のごとく、可変ノズルターボチャージャ１によれば、ハウジング２０の軸孔２５の壁面２５ａ（軸受ブッシュ５３の内側壁面５３ａ）や軸孔２５に挿通されている支持軸５０の外周面５０ａにデポジットが付着することを防止して、デポジットの堆積を十分に抑制することができる。
【符号の説明】
【００３４】
１  可変ノズルターボチャージャ
１０  タービンインペラ
２０  ハウジング
２０ａ  タービンハウジング
２０ｂ  軸受けハウジング
２１  ガス流路
２４  操作機構室
２５  軸孔
３０  可変ノズル
３１  可動ノズルベーン
４０  操作機構
５０  支持軸
６０  外部接続部
７０、７１  保護層
【図１】
2015222032.tif 000003
【図２】
2015222032.tif 000004
【図３】
2015222032.tif 000005