特許 6593732 回転機械用羽根車、コンプレッサ、過給機、及び回転機械用羽根車の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6593732

(24)【登録日】2019年10月4日

(45)【発行日】2019年10月23日

(54)【発明の名称】回転機械用羽根車、コンプレッサ、過給機、及び回転機械用羽根車の製造方法

(51)【国際特許分類】

   F02B 39/00 20060101AFI20191010BHJP

   F04D 29/28 20060101ALI20191010BHJP

   F04D 29/02 20060101ALI20191010BHJP

【ＦＩ】

   F02B39/00 U

   F02B39/00 Q

   F02B39/00 T

   F04D29/28 Q

   F04D29/02

【請求項の数】14

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2018-520278(P2018-520278)

(86)(22)【出願日】2016年6月1日

(86)【国際出願番号】JP2016066201

(87)【国際公開番号】WO2017208390

(87)【国際公開日】20171207

【審査請求日】2018年9月21日

(73)【特許権者】

【識別番号】316015888

【氏名又は名称】三菱重工エンジン＆ターボチャージャ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(74)【代理人】

【識別番号】100162868

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 英輔

(74)【代理人】

【識別番号】100161702

【弁理士】

【氏名又は名称】橋本 宏之

(74)【代理人】

【識別番号】100189348

【弁理士】

【氏名又は名称】古都 智

(74)【代理人】

【識別番号】100196689

【弁理士】

【氏名又は名称】鎌田 康一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100210572

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 太一

(72)【発明者】

【氏名】新井 貴

【審査官】 北村 亮

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１４−１６３３４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００８−５１９９３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平８−３９４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−２３０５４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−２０２９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平９−３０３２８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００５／００５６０１３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第５５４５２６８（ＵＳ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第１８０９９０７（ＥＰ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｂ ３９／００

Ｆ０４Ｄ ２９／０２

Ｆ０４Ｄ ２９／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

表面から一定の深さまで配置された表面部を含み、かつＡｌ又はＡｌ合金によって構成される羽根車本体と、
前記羽根車本体の表面を覆うＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜と、
を有し、
前記表面部は、第１の圧縮残留応力を有しており、
前記第１の圧縮残留応力の絶対値は、３００ＭＰａ以上であり、
前記羽根車本体の表面を基準としたときの前記表面部の深さは、０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ未満であり、
前記羽根車本体は、翼入口付け根部及び翼出口付け根部を含み、
前記翼入口付け根部及び前記翼出口付け根部は、前記表面部を有することを特徴とする回転機械用羽根車。

【請求項2】

前記Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜は、第２の圧縮残留応力を有することを特徴とする請求項１記載の回転機械用羽根車。

【請求項5】

前記Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜に含まれるＰの濃度は、５重量％以上１０重量％以下であることを特徴とする請求項１または２記載の回転機械用羽根車。

【請求項6】

前記Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜の硬さは、５００ＨＶ以上７００ＨＶ以下であることを特徴とする請求項１、２、５のうち、いずれか１項記載の回転機械用羽根車。

【請求項7】

前記Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜の厚さは、１５μｍ以上６０μｍ以下であることを特徴とする請求項１、２、５、６のうち、いずれか１項記載の回転機械用羽根車。

【請求項8】

前記羽根車本体は、過給機用の羽根車本体であることを特徴とする請求項１、２、５〜７のうち、いずれか１項記載の回転機械用羽根車。

【請求項9】

請求項１、２、５〜８のうち、いずれか１項記載の回転機械用羽根車を含むことを特徴とするコンプレッサ。

【請求項10】

請求項９記載のコンプレッサと、
前記コンプレッサを駆動させるタービンと、
を含むことを特徴とする過給機。

【請求項11】

前記コンプレッサは、内燃機関の吸気路に設けられており、
前記タービンは、前記内燃機関からの排気ガスによって駆動されるように構成されており、
前記コンプレッサの上流側において、前記排気ガスの一部は、前記吸気路に循環されるように構成することを特徴とする請求項１０記載の過給機。

【請求項12】

Ａｌ又はＡｌ合金によって構成される羽根車本体の表面を表面処理することで、該表面から一定の深さまで配置され、第１の圧縮残留応力を有する表面部を形成する表面部形成工程と、
前記表面部形成工程後に、無電解めっき法により、前記羽根車本体の表面を覆うＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜を形成するめっき皮膜形成工程と、
を含み、
前記表面部形成工程では、ガラスビーズを投射材として用いて、前記投射材を０．１〜０．４５ＭＰａに噴射圧で投射させることで、前記羽根本体を構成する翼入口付け根部及び翼出口付け根部に前記表面部を形成することを特徴とする回転機械用羽根車の製造方法。

【請求項13】

前記表面部形成工程では、前記表面処理として、ショットピーニング処理または超音波ピーニング処理を用いることを特徴とする請求項１２記載の回転機械用羽根車の製造方法。

【請求項14】

前記めっき皮膜形成工程では、前記Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜が第２の圧縮残留応力を有するように、前記無電解めっき法を行うことを特徴とする請求項１２または１３記載の回転機械用羽根車の製造方法。

【請求項15】

前記表面部形成工程では、前記第１の圧縮残留応力の絶対値が３００ＭＰａ以上になるとともに、前記羽根車本体の表面を基準としたときの前記表面部の深さが０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ未満となるように、前記表面処理を行うことを特徴とする請求項１２ないし１４のうち、いずれか１項記載の回転機械用羽根車の製造方法。

【請求項16】

前記めっき皮膜形成工程では、厚さが１５μｍ以上６０μｍ以下、Ｐの濃度が５重量％以上１０重量％以下で、かつ硬さが５００ＨＶ以上７００ＨＶ以下となるように、前記Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜を形成することを特徴とする請求項１２ないし１５のうち、いずれか１項記載の回転機械用羽根車の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転機械用羽根車、回転機械用羽根車を備えたコンプレッサ、回転機械用羽根車を備えた過給機、回転機械用羽根車の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、自動車用内燃機関、特にディーゼルエンジンなどでは、排気再循環（ＥＧＲ）システムが多く採用されている。ＥＧＲシステムを採用した内燃機関に設けられた過給機のコンプレッサには、排気ガスの一部が導入されるため、コンプレッサ羽根車に排気ガス中に含まれる液滴などによるエロージョン（浸食）が発生しやすい。
このため、耐エロージョン対策及び耐食性対策として、ＡｌやＡｌ合金等で製造されたコンプレッサ羽根車にＮｉ−Ｐ系めっきを施工することが行われている。

【0003】

特許文献１には、ＥＧＲシステムを採用した舶用ディーゼル機関に設けられた過給機のコンプレッサ羽根車に、耐エロージョン性及び耐コロージョン（腐食）性を向上させるため、無電解Ｎｉ−Ｐ系合金めっきを施工することが開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１４−１６３３４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、過給機のコンプレッサ羽根車（回転機械用羽根車のうちの１つ）には、高速回転で発生する遠心力による応力と、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜とＡｌ合金との熱伸び差による応力と、が発生する。
このため、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜には耐エロージョン性だけでなく、耐き裂性（疲労強度）及び耐剥離性（界面強度）も要求される。

【0006】

しかし、安価な汎用品であるＮｉ−Ｐ系無電解めっき液を用いて、コンプレッサ羽根車の表面にＮｉ−Ｐ系めっき皮膜を形成した場合、Ｎｉ−Ｐ系めっき皮膜にき裂が発生すると、該き裂が基材である羽根車本体に進展して、コンプレッサ羽根車の疲労強度が大幅に低下してしまう恐れがあった。

【0007】

特に、ターボチャージャーに使用されるコンプレッサ羽根車の場合、ターボチャージャー運転時のターボ回転数変動に伴う遠心応力と熱応力とが繰り返し付与されると、早い段階でＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜に割れが発生する恐れがあり、羽根（翼）疲労寿命が低下する可能性があった。

【0008】

本発明者らは、本発明に至る前の検討段階において、上記コンプレッサ羽根車の疲労強度を抑制する観点から、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜の膜質や構造等が所定条件を満たすようなＮｉ−Ｐ系無電解めっき液を使用するという考えに至った。
しかしながら、このようなＮｉ−Ｐ系無電解めっき液を用いて、上述した問題を解決する場合、頻繁に新しいＮｉ−Ｐ系無電解めっき液に交換する必要があるとともに、めっき施工条件を厳格に管理する必要があった。
このため、コストが増加するとともに、生産性が低下してしまうという新たな問題が発生する恐れがあった。

【0009】

そこで、本発明は、回転機械用羽根車のコストの上昇を抑制し、かつ回転機械用羽根車の生産性の低下を抑制した上で、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜に発生するき裂が羽根車本体（基材）に進展することを抑制可能な回転機械用羽根車、コンプレッサ、過給機、及び回転機械用羽根車の製造方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の第１の態様に係る回転機械用羽根車は、表面から一定の深さまで配置された表面部を含み、かつＡｌ又はＡｌ合金によって構成される羽根車本体と、前記羽根車本体の表面を覆うＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜と、を有し、前記表面部は、第１の圧縮残留応力を有する。

【0011】

このような構成とされた回転機械用羽根車は、羽根車本体の表面部が第１の圧縮残留応力を有するため、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜にき裂が発生した際に、き裂が羽根車本体に進展することを抑制可能となる。
これにより、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜の膜質や構造等が所定条件を満たすようなＮｉ−Ｐ系無電解めっき液（市販されていない独自のめっき液）を用いて、上述した問題を解決する場合、頻繁に新しいＮｉ−Ｐ系無電解めっき液に交換する必要やめっき施工条件を厳格に管理する必要がなくなる。
つまり、安価な汎用のＮｉ−Ｐ系無電解めっき液を使用することが可能となるので、回転機械用羽根車のコストの上昇を抑制し、かつ回転機械用羽根車の生産性の低下を抑制した上で、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜に発生するき裂が羽根車本体に進展することを抑制できる。

【0012】

また、本発明の第２の態様に係る回転機械用羽根車において、前記Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜は、第２の圧縮残留応力をしてもよい。

【0013】

このような構成とすることで、Ｎｉ−Ｐ系無電界めっき皮膜にき裂が生ずることを抑制できると共に、仮にＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜にき裂が発生した際に、該き裂が広がることを抑制することが可能となる。これにより、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜に発生するき裂が羽根車本体に進展することを抑制できる。

【0014】

また、本発明の第３の態様に係る回転機械用羽根車において、前記第１の圧縮残留応力の絶対値は、３００ＭＰａ以上であり、前記羽根車本体の表面を基準としたときの前記表面部の深さは、０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ未満であってもよい。

【0015】

このように、第１の圧縮残留応力の絶対値を３００ＭＰａ以上とすることで、回転機械用羽根車をターボチャージャーに適用した場合において、回転機械用羽根車の羽根（翼）疲労寿命を十分に得ることができる。
また、表面部の深さを０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ未満とすることで、回転機械用羽根車をターボチャージャーに適用した場合において、羽根（翼）変形量を許容範囲内にすることができる。

【0016】

また、本発明の第４の態様に係る回転機械用羽根車において、前記羽根車本体は、翼入口付け根部及び翼出口付け根部を含み、前記翼入口付け根部及び前記翼出口付け根部は、前記表面部を有してもよい。

【0017】

このように、羽根車本体の翼入口付け根部及び翼出口付け根部が表面部を有することで、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜にき裂が発生しやすい翼入口付け根部及び翼出口付け根部の破損を抑制することができる。

【0018】

また、本発明の第５の態様に係る回転機械用羽根車において、前記Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜に含まれるＰの濃度は、５重量％以上１０重量％以下であってもよい。

【0019】

このように、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜に含まれるＰの濃度は、５重量％以上１０重量％以下とすることで、高いビッカース硬さを得ることが可能になるとともに、高い耐き裂性を得ることが可能となる。
これにより、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜にき裂が発生することを抑制できる。

【0020】

また、本発明の第６の態様に係る回転機械用羽根車において、前記Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜の硬さは、５００ＨＶ以上７００ＨＶ以下であってもよい。

【0021】

例えば、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜の硬さが５００ＨＶ未満であると、耐エロージョン性を十分に得られない恐れがある。また、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜の硬さが５００ＨＶよりも大きいと、十分な耐き裂性を得られない恐れがある。
したがって、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜の硬さを５００ＨＶ以上７００ＨＶ以下とすることにより、十分な耐エロージョン性及び耐き裂性を得ることができる。

【0022】

また、本発明の第７の態様に係る回転機械用羽根車において、前記Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜の厚さは、１５μｍ以上６０μｍ以下であってもよい。

【0023】

例えば、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜の厚さが１５μｍ未満であると、十分な耐エロージョン性及び耐き裂性を得られない恐れがある。また、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜の厚さが６０μｍよりも大きいと、無電解めっき処理に要する時間が長くなり、コストが高くなる恐れがある。
したがって、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜の厚さは、１５μｍ以上６０μｍ以下とすることで、コストを抑制した上で、十分な耐エロージョン性及び耐き裂性を得ることができる。

【0024】

また、本発明の第８の態様に係る回転機械用羽根車において、前記羽根車本体は、過給機用の羽根車本体であってもよい。

【0025】

このように、羽根車本体を、羽根車を高速回転する過給機のコンプレッサ羽根車として用いることで、過給機の耐エロージョン性を向上できると共に、き裂の進展を抑制でき、過給機の長寿命化を図ることができる。

【0026】

また、本発明の第９の態様に係るコンプレッサにおいて、請求項１ないし８のうち、いずれか１項記載の回転機械用羽根車を含んでもよい。

【0027】

このような構成とすることで、コンプレッサが高い耐エロージョン性及びき裂抑制機能を有する回転機械用羽根車を含むことになるため、コンプレッサの長寿命化を図ることができる。

【0028】

また、本発明の第１０の態様に係る過給機において、請求項９記載のコンプレッサと、前記コンプレッサを駆動させるタービンと、を含んでもよい。

【0029】

このような構成とすることで、過給機が高い耐エロージョン性及びき裂抑制機能を有する回転機械用羽根車を含むことになるため、過給機の長寿命化を図ることができる。

【0030】

また、本発明の第１１の態様に係る過給機において、前記コンプレッサは、内燃機関の吸気路に設けられており、前記タービンは、前記内燃機関からの排気ガスによって駆動されるように構成されており、前記コンプレッサの上流側において、前記排気ガスの一部は、前記吸気路に循環されるように構成してもよい。

【0031】

このような構成とすることで、過給機が高い耐エロージョン性及びき裂抑制機能を有するコンプレッサを有することになるため、高速回転に長期間耐え得る長寿命な過給機を実現できる。

【0032】

また、本発明の第１２の態様に係る回転機械用羽根車の製造方法において、Ａｌ又はＡｌ合金によって構成される羽根車本体の表面を表面処理することで、該表面から一定の深さまで配置され、第１の圧縮残留応力を有する表面部を形成する表面部形成工程と、前記表面部形成工程後に、無電解めっき法により、前記羽根車本体の表面を覆うＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜を形成するめっき皮膜形成工程と、を含む。

【0033】

このように、第１の圧縮残留応力を有する表面部を形成後に、無電解めっき法により、羽根車本体の表面を覆うＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜を形成することで、羽根車本体の表面部が第１の圧縮残留応力を有するため、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜にき裂が発生した際に、き裂が羽根車本体に進展することを抑制可能となる。
これにより、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜の膜質や構造等が所定条件を満たすようなＮｉ−Ｐ系無電解めっき液（市販されていない独自のめっき液）を用いて、上述した問題を解決する場合、頻繁に新しいＮｉ−Ｐ系無電解めっき液に交換する必要やめっき施工条件を厳格に管理する必要がなくなる。
つまり、安価な汎用のＮｉ−Ｐ系無電解めっき液を使用することが可能となるので、回転機械用羽根車のコストの上昇を抑制し、かつ回転機械用羽根車の生産性の低下を抑制した上で、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜に発生するき裂が羽根車本体に進展することを抑制できる。

【0034】

また、本発明の第１３の態様に係る回転機械用羽根車の製造方法において、前記表面部形成工程では、前記表面処理として、ショットピーニング処理または超音波ピーニング処理を用いてもよい。

【0035】

このように、表面処理として、ショットピーニング処理または超音波ピーニング処理を用いることで、コストの低減、及び羽根車本体の変形を抑制することができる。

【0036】

また、本発明の第１４の態様に係る回転機械用羽根車の製造方法において、前記めっき皮膜形成工程では、前記Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜が第２の圧縮残留応力を有するように、前記無電解めっき法を行ってもよい。

【0037】

このように、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜が第２の圧縮残留応力を有するように無電解めっき法を行うことで、Ｎｉ−Ｐ系無電界めっき皮膜にき裂が生ずることを抑制できると共に、仮にＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜にき裂が発生した際に、該き裂が広がることを抑制することが可能となる。これにより、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜に発生するき裂が羽根車本体に進展することを抑制できる。

【0038】

また、本発明の第１５の態様に係る回転機械用羽根車の製造方法において、前記表面部形成工程では、前記第１の圧縮残留応力の絶対値が３００ＭＰａ以上になるとともに、前記羽根車本体の表面を基準としたときの前記表面部の深さが０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ未満となるように、前記表面処理を行ってもよい。

【0039】

このように、第１の圧縮残留応力の絶対値を３００ＭＰａ以上とすることで、回転機械用羽根車をターボチャージャーに適用した場合において、回転機械用羽根車の羽根（翼）疲労寿命を十分に得ることができる。
また、表面部の深さを０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ未満とすることで、回転機械用羽根車をターボチャージャーに適用した場合において、羽根（翼）変形量を許容範囲内にすることができる。

【0040】

また、本発明の第１６の態様に係る回転機械用羽根車の製造方法において、前記めっき皮膜形成工程では、厚さが１５μｍ以上６０μｍ以下、Ｐの濃度が５重量％以上１０重量％以下で、かつ硬さが５００ＨＶ以上７００ＨＶ以下となるように、前記Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜を形成してもよい。

【0041】

このように、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜の厚さを１５μｍ以上６０μｍ以下とすることで、コストを抑制した上で、十分な耐エロージョン性及び耐き裂性を得ることができる。
また、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜に含まれるＰの濃度は、５重量％以上１０重量％以下とすることで、高いビッカース硬さを得ることが可能になるとともに、高い耐き裂性を得ることが可能となる。
これにより、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜にき裂が発生することを抑制できる。
さらに、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜の硬さを５００ＨＶ以上７００ＨＶ以下とすることにより、十分な耐エロージョン性及び耐き裂性を得ることができる。

【発明の効果】

【0042】

本発明によれば、回転機械用羽根車のコストの上昇を抑制し、かつ回転機械用羽根車の生産性の低下を抑制した上で、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜に発生するき裂が羽根車本体に進展することを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0043】

【図1】本発明の第１の実施形態に係る回転機械用羽根車を模式的に示す部分断面図である。

【図2】図１に示す回転機械用羽根車をＡ−Ａ線で切断した断面図である。

【図3】第１の実施形態の回転機械用羽根車の製造方法を説明するためのフローチャートである。

【図4】本発明の第２の実施形態に係る過給機を説明するための系統図である。

【図5】実験例１の羽根車本体Ｂ１〜Ｂ４表面部における残留応力の分布を示す図（グラフ）である。

【図6】ターボチャージャーの必要な翼疲労寿命を１００としたときの実験例１の回転機械用羽根車Ｃ１〜Ｃ４の翼疲労寿命を示す図（グラフ）である。

【図7】実験例２の羽根車本体Ｅ１〜Ｅ３の表面部における残留応力の分布を示す図（グラフ）である。

【図8】ターボチャージャーの必要な翼疲労寿命を１００としたときの実験例２の回転機械用羽根車Ｆ１〜Ｆ３の翼疲労寿命を示す図（グラフ）である。

【図9】実験例３の羽根車本体Ｇ１，Ｇ２の表面部における残留応力の分布を示す図（グラフ）である。

【図10】ショットピーニング処理前後の実験例３の羽根車本体Ｇ１，Ｇ２の寸法変化量を示す図（グラフ）である。

【図11】コンプレッサホイールＨ１，Ｉ２〜Ｉ５の残留応力を示す図（グラフ）である。

【図12】ターボチャージャーの必要な寿命を１００としたときの翼疲労寿命としたときのコンプレッサホイールＨ１，Ｉ２〜Ｉ５の翼疲労寿命を示す図（グラフ）である。

【発明を実施するための形態】

【0044】

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意
味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。

【0045】

〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１の実施形態に係る回転機械用羽根車を模式的に示す部分断面図である。図１では、リブ１１及び回転軸挿入部１２のみを断面で図示する。また、図１に示す矢印は、吸気の流れる方向を示している。
図２は、図１に示す回転機械用羽根車をＡ−Ａ線で切断した断面図である。図２において、Ｐ１を付した矢印は第１の圧縮残留応力（以下、「第１の圧縮残留応力Ｐ１」という）、Ｐ２を付した矢印は第２の圧縮残留応力（以下、「第２の圧縮残留応力Ｐ２」という）をそれぞれ模式的に示している。
また、図２において、Ｍは羽根車本体２１の表面２１ａに設けられたＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３の厚さ（以下、「厚さＭ」という）、Ｄは羽根車本体２１の表面２１ａを基準としたときの表面部分２７の深さ（以下、「深さＤ」という）をそれぞれ示している。図２において、図１と同一構成部分には、同一符号を付す。

【0046】

図１及び図２を参照するに、第１の実施形態の回転機械用羽根車１０は、円盤状のリブ１１と、回転軸挿入部１２と、貫通穴１３と、複数の翼１５（羽根）と、を有しており、さらに翼入口付け根部１７及び翼出口付け根部１８を有する。
回転軸挿入部１２は、リブ１１の中央からリブ１１に対して直交する一方向に突出している。回転軸挿入部１２は、リブ１１から離間するにつれて、径が小さくなるように構成されている。回転軸挿入部１２は、リブ１１と一体に構成されている。

【0047】

貫通穴１３は、リブ１１及び回転軸挿入部１２の中央を貫通するように設けられている。貫通穴１３には、回転軸（図示せず）が挿入される。回転機械用羽根車１０は、該回転軸を中心に回転する。
複数の翼１５は、リブ１１及び回転軸挿入部１２の周囲に所定の間隔で配置されている。複数の翼１５は、リブ１１及び回転軸挿入部１２と一体に構成されている。

【0048】

上記構成とされた回転機械用羽根車１０は、羽根車本体２１と、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３と、を有する。
羽根車本体２１は、Ａｌ又はＡｌ合金によって構成されている。羽根車本体２１は、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３が形成される表面２１ａを有する。
羽根車本体２１は、羽根車本体２１の表面２１ａから一定の深さＤまで配置された表面部２７と、表面部２７の内側に配置された中央部２６と、を有する。
表面部２７は、第１の圧縮残留応力Ｐ１を有する。一方、中央部２６は、第１の圧縮残留応力Ｐ１を有していない。表面部２７及び中央部２６は、一体に構成されている。

【0049】

このように、羽根車本体２１の表面部２７が第１の圧縮残留応力Ｐ１を有することで、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３にき裂２４が発生した際に、き裂２４が羽根車本体２１に進展することを抑制可能となる。
これにより、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３の膜質や構造等が所定条件を満たすようなＮｉ−Ｐ系無電解めっき液（市販されていない独自のめっき液）を用いて、頻繁に新しいＮｉ−Ｐ系無電解めっき液に交換する必要やめっき施工条件を厳格に管理する必要がなくなる。
つまり、安価な汎用のＮｉ−Ｐ系無電解めっき液を使用することが可能となるので、回転機械用羽根車１０のコストの上昇を抑制し、かつ回転機械用羽根車１０の生産性の低下を抑制した上で、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３に発生するき裂２４が羽根車本体２１に進展することを抑制できる。

【0050】

第１の圧縮残留応力Ｐ１の絶対値は、例えば、３００ＭＰａ以上とすることが好ましい。
このように、第１の圧縮残留応力Ｐ１の絶対値を３００ＭＰａ以上とすることにより、回転機械用羽根車１０をターボチャージャーに適用した場合において、回転機械用羽根車１０の翼（羽根）疲労寿命を十分に得ることができる。

【0051】

また、表面部２７の深さＤは、例えば、０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ未満とすることが好ましい。
このように、表面部２７の深さＤを０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ未満とすることで、回転機械用羽根車１０をターボチャージャーに適用した場合において、翼（羽根）変形量を許容範囲内にすることができる。

【0052】

また、少なくとも羽根車本体２１の翼入口付け根部１７及び翼出口付け根部１８が表面部２７を有することが好ましい。
このように、羽根車本体２１の翼入口付け根部１７及び翼出口付け根部１８が表面部２７を有することで、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３にき裂２４が発生しやすい翼入口付け根部１７及び翼出口付け根部１８の破損を抑制することができる。

【0053】

Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３は、羽根車本体２１の表面２１ａを覆うように設けられている。
Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３は、第２の圧縮残留応力Ｐ２を有してもよい。

【0054】

このように、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３が第２の圧縮残留応力Ｐ２を有することで、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３にき裂２４が発生した際に、き裂２４が深さ方向に広がることを抑制可能となる。
これにより、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３に発生するき裂２４が羽根車本体２１に進展することを抑制できる。

【0055】

Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３に含まれるＰの濃度は、例えば、５重量％以上１０重量％以下にすることが好ましい。
このように、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜に含まれるＰの濃度を５重量％以上１０重量％以下とすることで、高いビッカース硬さを得ることが可能になるとともに、高い耐き裂性を得ることが可能となる。
これにより、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３にき裂２４が発生することを抑制できる。

【0056】

Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３の硬さは、例えば、５００ＨＶ以上７００ＨＶ以下の範囲内にするとよい。
Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３の硬さが５００ＨＶ未満であると、耐エロージョン性を十分に得られない恐れがある。また、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３の硬さが７００ＨＶよりも大きいと、十分な耐き裂性を得られない恐れがある。
したがって、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３の硬さを５００ＨＶ以上７００ＨＶ以下とすることにより、十分な耐エロージョン性及び耐き裂性を得ることができる。

【0057】

Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３の厚さＭは、例えば、１５μｍ以上６０μｍ以下の範囲内にすることが好ましい。
Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３の厚さＭが１５μｍ未満であると、十分な耐エロージョン性及び耐き裂性を得られない恐れがある。また、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３の厚さＭが６０μｍよりも大きいと、無電解めっき処理に要する時間が長くなり、コストが高くなる恐れがある。
したがって、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３の厚さＭは、１５μｍ以上６０μｍ以下とすることで、コストを抑制した上で、十分な耐エロージョン性及び耐き裂性を得ることができる。

【0058】

第１の実施形態の回転機械用羽根車１０によれば、上述したように、回転機械用羽根車１０コストの上昇を抑制し、かつ回転機械用羽根車１０生産性の低下を抑制した上で、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３に発生するき裂２４が羽根車本体２１に進展することを抑制できる。

【0059】

図３は、第１の実施形態の回転機械用羽根車の製造方法を説明するためのフローチャートである。
図１〜図３を参照して、第１の実施形態の回転機械用羽根車の製造方法について説明する。
第１の実施形態の回転機械用羽根車の製造方法は、Ａｌ又はＡｌ合金によって構成される羽根車本体２１の表面２１ａを表面処理することで、表面２１ａから一定の深さＤまで配置され、第１の圧縮残留応力Ｐ１を有する表面部２７を形成する表面部形成工程（図３に示すＳ１）と、表面部形成工程後に、無電解めっき法により、羽根車本体２１の表面２１ａを覆うＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３を形成するめっき皮膜形成工程（図３に示すＳ２）と、を含む。

【0060】

表面部形成工程では、表面処理として、例えば、ショットピーニング処理または超音波ピーニング処理を用いることが好ましい。
表面部２７に第１の圧縮残留応力Ｐ１を付与する表面処理方法としては、各種ピーニング処理法やコールドワーク法（冷間加工法）等があるが、遠心圧縮機に適用されるような複雑な形状とされた羽根車本体２１に対してコールドワーク法を施すこととは困難であるため、ピーニング処理法が好ましい。

【0061】

ピーニング処理法としては、例えば、ショットピーニング法、レーザピーニング法、ウォータジェットピーニング法、キャビテーションピーニング法、超音波ピーニング法等の手法がある。
レーザピーニング法は、対象物表面に黒体塗料を塗る必要があるため、コストが上昇してしまうため、あまり好ましくない。

【0062】

一方、キャビテーションピーニング法やウォータジェットピーニング法は、対象物表面に付与される衝撃圧が大きいため、複雑な形状とされた羽根車本体２１が変形する恐れがあるため、あまり好ましくない。

【0063】

したがって、表面処理として、ショットピーニング処理または超音波ピーニング処理を用いることで、回転機械用羽根車１０のコストの低減できるとともに、羽根車本体２１の変形を抑制することができる。

【0064】

めっき皮膜形成工程では、例えば、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３が第２の圧縮残留応力Ｐ２を有するように、無電解めっき法を行うとよい。

【0065】

このように、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３が第２の圧縮残留応力Ｐ１を有するように無電解めっき法を行うことで、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３にき裂２４が発生した際に、き裂２４が広がることを抑制することが可能となる。これにより、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３に発生するき裂２４が羽根車本体２１に進展することを抑制できる。

【0066】

なお、安価な汎用品のＮｉ−Ｐ系無電解めっき液には、第２の圧縮残留応力Ｐ２を有するように、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３を形成可能なものがある。

【0067】

表面部形成工程では、例えば、第１の圧縮残留応力Ｐ１の絶対値が３００ＭＰａ以上になるとともに、羽根車本体２１の表面２１ａを基準としたときの表面部２７の深さが０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ未満となるように、表面処理を行ってもよい。

【0068】

このように、第１の圧縮残留応力Ｐ１の絶対値を３００ＭＰａ以上とすることで、回転機械用羽根車１０をターボチャージャーに適用した場合において、回転機械用羽根車１０の羽根（翼）疲労寿命を十分に得ることができる。
また、表面部２７の深さを０．２ｍｍ以上０．４ｍｍ未満とすることで、回転機械用羽根車１０をターボチャージャーに適用した場合において、翼（羽根）変形量を許容範囲内にすることができる。

【0069】

また、めっき皮膜形成工程では、例えば、厚さが１５μｍ以上６０μｍ以下、Ｐの濃度が５重量％以上１０重量％以下で、かつ硬さが５００ＨＶ以上７００ＨＶ以下となるように、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３を形成してもよい。

【0070】

このように、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３の厚さＭを１５μｍ以上６０μｍ以下とすることで、コストを抑制した上で、十分な耐エロージョン性及び耐き裂性を得ることができる。

【0071】

また、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３に含まれるＰの濃度を５重量％以上１０重量％以下とすることで、高いビッカース硬さを得ることが可能になるとともに、高い耐き裂性を得ることが可能となる。
これにより、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３にき裂２４が発生することを抑制できる。

【0072】

さらに、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３の硬さを５００ＨＶ以上７００ＨＶ以下とすることにより、十分な耐エロージョン性及び耐き裂性を得ることができる。

【0073】

第１の実施形態の回転機械用羽根車の製造方法によれば、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３の膜質や構造等が所定条件を満たすようなＮｉ−Ｐ系無電解めっき液（市販されていない独自のめっき液）を用いて、頻繁に新しいＮｉ−Ｐ系無電解めっき液に交換する必要やめっき施工条件を厳格に管理する必要がなくなる。
つまり、安価な汎用のＮｉ−Ｐ系無電解めっき液を使用することが可能となるので、回転機械用羽根車１０のコストの上昇を抑制し、かつ回転機械用羽根車１０の生産性の低下を抑制した上で、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜２３に発生するき裂２４が羽根車本体２１に進展することを抑制できる。

【0074】

〔第２の実施形態〕
図４は、本発明の第２の実施形態に係る過給機を説明するための系統図である。図４では、説明の便宜上、過給機３１の周囲に設けられた構成も図示する。図４において、ａは吸気（以下、「吸気ａ」という）、ｅは排気ガス（以下、「排気ガスｅ」という）をそれぞれ示している。また、図４において、実線の矢印は、吸気ａの移動方向を示しており、点線の矢印は、排気ガスｅの移動方向を示している。さらに、図４において、図１に示す構造体と同一構成部分には、同一符号を付す。

【0075】

図４を参照するに、第２の実施形態に係る過給機３１は、車両用内燃機関、例えば、ＥＧＲシステムを採用したディーゼルエンジン３３に適用される。
過給機３１は、排気ガスｅによって回転する排気タービン３４と、回転軸３６と、回転軸３６を介して排気タービン３４と連動するコンプレッサ３７と、を有する。排気ガスｅの一部は、コンプレッサ３７の上流側に位置する吸気路４１に循環される。

【0076】

排気タービン３４は、ディーゼルエンジン３３と接続された排気路３９と接続されている。回転軸３６は、図１に示す貫通穴１３に挿入されることで、回転機械用羽根車１０に固定されている。
コンプレッサ３７は、図１及び図２で説明した回転機械用羽根車１０を有する。コンプレッサ３７は、吸気路４１と接続されている。コンプレッサ３７は、吸気ａをディーゼルエンジン３３に供給する。

【0077】

第２の実施形態のコンプレッサ３７によれば、図１及び図２に示す高い耐エロージョン性及びき裂抑制機能を有する回転機械用羽根車１０を含むことになるため、コンプレッサ３７の長寿命化を図ることができる。

【0078】

高圧ＥＧＲシステム４４は、排気タービン３４の上流で排気路３９から分岐し、コンプレッサ３７の下流側の吸気路４１に接続された高圧ＥＧＲ路４６を有する。
高圧ＥＧＲシステム４４において、ディーゼルエンジン３３から排出され
た排気ｅの一部は、高圧ＥＧＲ路４６を介して、ディーゼルエンジン３３の入口側で吸気路４１に戻される。
高圧ＥＧＲ路４６には、ＥＧＲクーラ４８及びＥＧＲバルブ４９が設けられている。

【0079】

低圧ＥＧＲシステム５１は、排気タービン３４の下流側で排気路３９から分岐し、コンプレッサ３７の上流側の吸気路４１に接続された低圧ＥＧＲ路５３を有する。
低圧ＥＧＲシステム５１において、ディーゼルエンジン３３から排出された排気ガスｅの一部は、低圧ＥＧＲ路５３を介してコンプレッサ３７の入口側の吸気路４１に戻される。
低圧ＥＧＲ路５３には、ＥＧＲクーラ５５及びＥＧＲバルブ５６が設けられている。

【0080】

エアクリーナ５８は、コンプレッサ３７の上流に位置する吸気路４１が設けられている。インタクーラ５９は、コンプレッサ３７の下流側に位置する吸気路４１に設けられている。

【0081】

排気バイパス路６２は、排気タービン３４をバイパスさせるためのラインであり、排気タービン３４を跨ぐように、排気路３９と接続されている。
ウェイストバルブ６３は、排気バイパス路６２に設けられている。ウェイストバルブ６３は、ウェイストバルブ６３の開度を調整するアクチュエータ６３ａを有する。

【0082】

ＤＰＦフィルタ６５は、排気タービン３４の下流側に位置する排気路３９に設けられている。ＤＰＦフィルタ６５は、排気ガスｅ中に含まれる粒子状物質を捕捉する。
酸化触媒６７は、ＤＰＦフィルタ６５の下流側に位置する排気路３９に設けられている。酸化触媒６７は、排気中のＮＯ_ｘをＮＯ_２に酸化し、ＮＯ_２の酸化作用でＤＰＦフィルタ６５に捕捉された粒子状物質を燃焼させる。

【0083】

第２の実施形態の過給機３１によれば、コンプレッサ３７と、コンプレッサ３７を駆動させる排気タービン３４と、を含むことで、過給機３１が高い耐エロージョン性及びき裂抑制機能を有する回転機械用羽根車１０を含むことになるため、過給機３１の長寿命化を図ることができる。

【0084】

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲内に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

【0085】

以下、実験例について説明するが、本発明は、下記実験例に限定されない。

【0086】

（実験例１）
実験例１では、図１に示す羽根車本体２１として、実機のＡｌ合金製の未使用のコンプレッサホイールを４つ準備し、各コンプレッサホイールの表面に対して異なる条件でショットピーニング処理を行った。
ショットピーニング処理では、直径の平均が１５０μｍのガラスビーズを投射材として用い、０．１〜０．４５ＭＰａの噴射圧で投射した。投射時間は、１０秒とした。

【0087】

実験例１では、図２に示す表面部２７の深さが約０．２ｍｍとなり、かつ表面部２７の残留応力の絶対値が異なるように、上記ショットピーニング処理を行った。
上記ショットピーニング処理後に、Ｘ線残留応力測定装置を用いて、各コンプレッサホイールの表面部のうち、図１に示す翼入口付け根部１７及び翼出口付け根部１８の深さ方向の残留応力を測定した。この結果を図５に示す。

【0088】

以下、説明の便宜上、深さが０ｍｍのときの残留応力が−１００ＭＰａの羽根車本体２１を羽根車本体Ｂ１、深さが０ｍｍのときの残留応力が−２００ＭＰａの羽根車本体２１を羽根車本体Ｂ２、深さが０ｍｍのときの残留応力が−３００ＭＰａの羽根車本体２１を羽根車本体Ｂ３、深さが０ｍｍのときの残留応力が−３５０ＭＰａの羽根車本体２１を羽根車本体Ｂ４という。
羽根車本体Ｂ１〜Ｂ４は、ショットピーニング処理後の羽根車本体である。

【0089】

図５は、実験例１の羽根車本体Ｂ１〜Ｂ４表面部における残留応力の分布を示す図（グラフ）である。なお、図５では、羽根車本体２１の表面２１ａを基準としたときの深さを示す。また、図５に示す残留応力は、翼入口付け根部１７の残留応力と、翼出口付け根部１８の残留応力と、を平均化した残留応力である。残留応力が０よりも小さいということは、圧縮応力が残留していることを意味し、残留応力が０よりも大きい場合には、引張応力が残留していることを意味している。

【0090】

次に、市販の安価な汎用品である中高Ｐタイプの無電界Ｎｉ−Ｐめっき液を用いた無電解めっき法により、羽根車本体Ｂ１〜Ｂ４の表面に厚さ２０μｍのＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜を形成した。
無電解めっき時の条件としては、一般的なアルミニウム合金に対するめっき処理条件を用いた。
以下、説明の便宜上、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜が形成された羽根車本体Ｂ１を回転機械用羽根車Ｃ１、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜が形成された羽根車本体Ｂ２を回転機械用羽根車Ｃ２、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜が形成された羽根車本体Ｂ３を回転機械用羽根車Ｃ３、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜が形成された羽根車本体Ｂ４を回転機械用羽根車Ｃ４という。

【0091】

次いで、回転機械用羽根車Ｃ１〜Ｃ４を用いて、翼疲労寿命試験を行った。試験装置としては、ターボチャージャ運転試験設備を用いた。このとき、ターボチャージャの回転数を最大回転数から低回転数に急激に変化させることを繰り返し、羽根車が破損するまでの回数を計測した。この結果を図６に示す。

【0092】

図６は、ターボチャージャーの必要な翼疲労寿命を１００としたときの実験例１の回転機械用羽根車Ｃ１〜Ｃ４の翼疲労寿命を示す図（グラフ）である。
図６では、横軸に回転機械用羽根車の種類、縦軸にターボチャージャーの必要な翼疲労寿命を１００としたときの回転機械用羽根車Ｃ１〜Ｃ４の翼疲労寿命をそれぞれ示す。
なお、図６では、翼疲労寿命が１００以上のものは全て１００として図示している。

【0093】

図５及び図６の結果から、表面部２７の深さが０．２ｍｍの場合において、ターボチャージャーの必要な翼疲労寿命を満たすためには、残留応力が−３００ＭＰａ以上（言い換えれば、圧縮残留応力が３００ＭＰａ以上）必要であることが分かった。

【0094】

（実験例２）
実験例２では、図１に示す羽根車本体２１として、実験例１で使用した実機のコンプレッサホイールと同様な未使用のコンプレッサホイールを３つ準備し、実験例１と同じ装置を用いたショットピーニング処理を行い、噴射圧のみを変更することで、図２に示す表面部２７の深さを異ならせ、かつ翼入口付け根部１７及び翼出口付け根部１８の表面部２７の表面における平均の残留応力を−３００ＭＰａとした。

【0095】

以下、説明の便宜上、表面部２７の深さが０．１ｍｍの羽根車本体２１を羽根車本体Ｅ１、表面部２７の深さが０．２ｍｍの羽根車本体２１を羽根車本体Ｅ２、表面部２７の深さが０．４ｍｍの羽根車本体２１を羽根車本体Ｅ３という。羽根車本体Ｅ１〜Ｅ３は、ショットピーニング処理後の羽根車本体である。

【0096】

次いで、実験例１で使用したＸ線残留応力測定装置を用いて、羽根車本体Ｅ１〜Ｅ３の翼入口付け根部１７及び翼出口付け根部１８の表面部２７における深さ方向の残留応力を測定した。この結果を図７に示す。
図７は、実験例２の羽根車本体Ｅ１〜Ｅ３の表面部における残留応力の分布を示す図（グラフ）である。なお、図７では、羽根車本体２１の表面２１ａを基準としたときの深さを示す。また、図７に示す残留応力は、翼入口付け根部１７の残留応力と、翼出口付け根部１８の残留応力と、を平均化した残留応力である。

【0097】

次に、実験例１で使用しためっき液と同じＮｉ−Ｐ系無電解めっき液、及び同じめっき条件を用いた無電解めっき法により、羽根車本体Ｅ１〜Ｅ３の表面に厚さ２０μｍのＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜を形成した。
以下、説明の便宜上、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜が形成された羽根車本体Ｅ１を回転機械用羽根車Ｆ１、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜が形成された羽根車本体Ｅ２を回転機械用羽根車Ｆ２、Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜が形成された羽根車本体Ｅ３を回転機械用羽根車Ｆ３という。

【0098】

次いで、実験例１と同じ試験装置を用いて、回転機械用羽根車Ｆ１〜Ｆ３の翼疲労寿命試験を行った。この結果を図８に示す。

【0099】

図８は、ターボチャージャーの必要な翼疲労寿命を１００としたときの実験例２の回転機械用羽根車Ｆ１〜Ｆ３の翼疲労寿命を示す図（グラフ）である。
図８では、横軸に回転機械用羽根車の種類、縦軸にターボチャージャーの必要な翼疲労寿命を１００としたときの回転機械用羽根車Ｆ１〜Ｆ３の翼疲労寿命をそれぞれ示す。
なお、図８では、翼疲労寿命が１００以上のものは全て１００として図示している。

【0100】

図７及び図８の結果から、ターボチャージャーの必要な翼疲労寿命を満たすためには、表面部２７の深さが０．２ｍｍ以上必要であることが分かった。

【0101】

（実験例３）
実験例３では、図１に示す羽根車本体２１として、実験例１で使用した実機のコンプレッサホイールと同様な未使用のコンプレッサホイールを２つ準備し、ショットピーニング処理前の寸法を取得した。
次いで、実験例１と同じ装置を用いたショットピーニング処理を行い、噴射圧のみを変更することで、図２に示す表面部２７の深さを異ならせ、かつ翼入口付け根部１７及び翼出口付け根部１８の表面部２７の表面における平均の残留応力を−３００ＭＰａとした。

【0102】

以下、説明の便宜上、表面部２７の深さが０．２ｍｍの羽根車本体２１を羽根車本体Ｇ１、表面部２７の深さが０．４ｍｍの羽根車本体２１を羽根車本体Ｇ２という。羽根車本体Ｇ１，Ｇ２は、ショットピーニング処理後の羽根車本体である。

【0103】

次いで、ショットピーニング処理前に寸法測定した場所と同じ場所に対応する羽根車本体Ｇ１，Ｇ２の寸法を取得し、ショットピーニング処理前後の羽根車本体の寸法変化量を求めた。寸法変化量は、ショットピーニング処理前後に非接触の三次元計測装置を用いて計測した。
この結果を図１０に示す。

【0104】

図１０は、ショットピーニング処理前後の実験例３の羽根車本体Ｇ１，Ｇ２の翼の寸法変化量を示す図（グラフ）である。
図１０では、横軸に羽根車本体の種類、縦軸にショットピーニング処理前後の羽根車本体Ｇ１，Ｇ２の翼の寸法変化量を示す。
なお、図１０では、寸法変化量が１００以下の場合、羽根車本体の翼がターボチャージャーの設計許容値を満たすと判断し、寸法変化量が１００以上の場合、羽根車本体の翼がターボチャージャーの設計許容量を満たしていないと判断する。

【0105】

図９及び図１０の結果から、羽根車本体の翼の寸法変化量がターボチャージャーの設計許容量を満たすためには、図１に示す表面部２７の深さを０．４ｍｍ未満にする必要があることが分かった。
なお、羽根車本体Ｇ２の翼は、ショットピーニング処理時の投射材の衝突圧力が高いため、翼の変形が確認された。

【0106】

（実験例４）
実験例４では、図１に示す羽根車本体２１として、実験例１で使用した実機のコンプレッサホイールと同様な未使用のコンプレッサホイールを５つ準備した。
５つのコンプレッサホイールに対して、実験例１と同じ装置を用いたショットピーニング処理を行なった。これにより、表面部２７の深さ０．２ｍｍで、かつ表面の残留応力が−２００ＭＰａとされた５つのコンプレッサホイールを作成した。

【0107】

以下、説明の便宜上、上記表面部２７を有する５つのコンプレッサホイールを、コンプレッサホイールＨ１〜Ｈ５という。
実験例１で使用したものと同じＸ線残留応力測定装置を用いて、コンプレッサホイールＨ１の表面部２７の残留応力を測定した結果を図１１に示す。図１１には、後述するコンプレッサホイールＩ２〜Ｉ５を構成するＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜の残留応力の測定結果も合わせて図示する。
図１１は、コンプレッサホイールＨ１，Ｉ２〜Ｉ５の残留応力を示す図（グラフ）である。

【0108】

次いで、めっき液の種類を変えて、無電解めっき法により、４つのコンプレッサホイールＨ２〜Ｈ５の表面に、厚さ２０μｍのＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜を形成することで、めっき皮膜付きコンプレッサホイール（以下、コンプレッサホイールＩ２〜Ｉ５）という）を作製した。
コンプレッサホイールＩ２のＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜は、添加剤によりめっき皮膜内の皮膜応力を「‐１００ＭＰａ」に調整した中高Ｐタイプの無電界めっき液を用いて形成した。コンプレッサホイールＩ３のＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜は、添加剤によりめっき皮膜内の皮膜応力を「‐２００ＭＰａ」に調整した中高Ｐタイプの無電界めっき液を用いて形成した。コンプレッサホイールＩ４のＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜は、添加剤によりめっき皮膜内の皮膜応力を「＋１００ＭＰａ」に調整した中高Ｐタイプの無電界めっき液を用いて形成した。
コンプレッサホイールＩ５のＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜は、添加剤によりめっき皮膜内の皮膜応力を「＋２００ＭＰａ」に調整した中高Ｐタイプの無電界めっき液を用いて形成した。

【0109】

その後、上記Ｘ線残留応力測定装置を用いて、実験例１と同様な手法により、コンプレッサホイールＩ２〜Ｉ５を構成するＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜の残留応力の測定を行った。この結果を図１１に示す。

【0110】

次いで、回転数を変動させる試験装置を用いて、コンプレッサホイールＨ１，Ｉ２〜Ｉ５の回転数変動試験を行った。
回転数変動試験では、一定時間最大回転数を維持させるステップと、回転数を最小回転数とするステップと、を繰り返し行った。

【0111】

その後、実験例１と同様な手法により、ターボチャージャーの必要な寿命を１００としたときの翼疲労寿命を求めた。この結果を図１２に示す。
図１２は、ターボチャージャーの必要な寿命を１００としたときの翼疲労寿命としたときのコンプレッサホイールＨ１，Ｉ２〜Ｉ５の翼疲労寿命を示す図（グラフ）である。

【0112】

図１１を参照するに、コンプレッサホイールＩ２，Ｉ３を構成するＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜は、圧縮残留応力を有していることが分かった。また、コンプレッサホイールＩ４，Ｉ５を構成するＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜は、引張残留応力を有していることが分かった。
そして、図１１及び図１２から、コンプレッサホイールをターボチャージャーに適用する場合、コンプレッサホイールに形成するＮｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜は、引張残留応力ではなく、圧縮残留応力を有する必要があることが確認できた。

【産業上の利用可能性】

【0113】

本発明は、回転機械用羽根車、回転機械用羽根車を備えたコンプレッサ、回転機械用羽根車を備えた過給機、回転機械用羽根車の製造方法に適用可能である。

【符号の説明】

【0114】

１０ 回転機械用羽根車
１１ リブ
１２ 回転軸挿入部
１３ 貫通穴
１５ 翼
１７ 翼入口付け根部
１８ 翼出口付け根部
２１ 羽根車本体
２１ａ，２３ａ 表面
２３ Ｎｉ−Ｐ系無電解めっき皮膜
２４ き裂
２６ 中央部
２７ 表面部
３１ 過給機
３３ ディーゼルエンジン
３４ 排気タービン
３６ 回転軸
３７ コンプレッサ
３９ 排気路
４１ 吸気路
４４ 高圧ＥＧＲシステム
４６ 高圧ＥＧＲ路
４８ ＥＧＲクーラ
４９ ＥＧＲバルブ
５１ 低圧ＥＧＲシステム
５３ 低圧ＥＧＲ路
５５ ＥＧＲクーラ
５６ ＥＧＲバルブ
５８ エアクリーナ
５９ インタクーラ
６２ 排気バイパス路
６３ ウェイストバルブ
６３ａ アクチュエータ
６５ ＤＰＦフィルタ
６７ 酸化触媒
Ｄ 深さ
ｅ 排気ガス
Ｍ 厚さ
Ｐ１ 第１の圧縮残留応力
Ｐ２ 第２の圧縮残留応力

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】