專利名稱：斜軸式液壓回轉(zhuǎn)機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在例如建筑機(jī)械、其它的一般機(jī)械中作為液壓泵、液壓馬達(dá)使用的斜軸式液壓回轉(zhuǎn)機(jī)。
背景技術(shù)：
一般地，在建筑機(jī)械或一般機(jī)械的領(lǐng)域，作為液壓泵或液壓馬達(dá)使用的液壓回轉(zhuǎn)機(jī)，公知有固定容量型或可變?nèi)萘啃偷男陛S式液壓回轉(zhuǎn)機(jī)。這種現(xiàn)有技術(shù)的斜軸式液壓回轉(zhuǎn)機(jī)，包括殼體；可旋轉(zhuǎn)地設(shè)于該殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸；以與該旋轉(zhuǎn)軸一起旋轉(zhuǎn)的方式可旋轉(zhuǎn)地設(shè)于上述殼體內(nèi)并形成有沿周向分離而沿軸向延伸的多個缸孔的液壓缸體；以及，軸向的一側(cè)支撐于上述旋轉(zhuǎn)軸而另一側(cè)可滑動地嵌插于該液壓缸體的各缸孔內(nèi)并伴隨該液壓缸體的旋轉(zhuǎn)在各缸孔內(nèi)往復(fù)運動的多個活塞。 另一方面，斜軸式液壓回轉(zhuǎn)機(jī)，具備沿液壓缸體的旋轉(zhuǎn)軸中心形成的中心孔；嵌合于液壓缸體的中心孔進(jìn)行該液壓缸體的定心的中心軸；位于軸向的另一側(cè)并設(shè)于殼體與液壓缸體之間且形成有與上述各缸孔連通的給排口(低壓口、高壓口)的閥片；以及，設(shè)于上述中心軸與液壓缸體之間，將液壓缸體向上述閥片施力的彈簧。另一方面，在位于上述殼體內(nèi)的旋轉(zhuǎn)軸的基端側(cè)端部一體地設(shè)置驅(qū)動盤，在該驅(qū)動盤上可擺動地連結(jié)有從上述液壓缸體關(guān)出的各活塞的關(guān)出側(cè)纟而部與中心軸的關(guān)出側(cè)立而部(專利文獻(xiàn)I)。這種斜軸式液壓回轉(zhuǎn)機(jī)，在例如作為液壓馬達(dá)使用時，若通過高壓口將來自外部的壓力油依次供給各缸孔內(nèi)，則各活塞的突出側(cè)端部順次推壓驅(qū)動盤。由此，產(chǎn)生以上述驅(qū)動盤的旋轉(zhuǎn)軸為中心的旋轉(zhuǎn)力，將該旋轉(zhuǎn)力作為馬達(dá)輸出而輸出?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2008-101581號公報發(fā)明的概要然而，在上述的現(xiàn)有技術(shù)中，使用鑄件、鋼材料等形成液壓缸體的母材，在母材的表面?zhèn)仍O(shè)有例如實施了氮化系的熱處理的氮化處理層。該氮化處理層例如由擴(kuò)散層與化合物層構(gòu)成?？墒牵诨钊鶑?fù)運動期間，伴隨各缸孔的入口部周緣(開口部周緣)與活塞接觸，在液壓缸體與活塞的接觸部位產(chǎn)生摩損痕。若這樣的磨損發(fā)展，則如前所述有時化合物層從由擴(kuò)散層與化合物層構(gòu)成的氮化處理層剝離。其結(jié)果，在液壓缸體與活塞的接觸部位存在擔(dān)心產(chǎn)生咬住、熱粘等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題而提出的，目的在于提供一種斜軸式液壓回轉(zhuǎn)機(jī)，能夠抑制在液壓缸體的各缸孔與活塞的接觸部位的磨損，防止發(fā)生咬住、熱粘等。
(I)為了解決上述的課題，本發(fā)明適用于斜軸式液壓回轉(zhuǎn)機(jī)，具備筒狀的殼體；旋轉(zhuǎn)自如地設(shè)于該殼體的旋轉(zhuǎn)軸；以與該旋轉(zhuǎn)軸一體旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)于上述殼體內(nèi)并具有在周向分離且沿軸向延伸的多個缸孔的液壓缸體；以及，軸向的一側(cè)擺動自如地支撐于上述旋轉(zhuǎn)軸而另一側(cè)能往復(fù)運動地嵌插于上述液壓缸體的各缸孔的多個錐形活塞。并且，本發(fā)明采用的結(jié)構(gòu)的特征在于，在上述液壓缸體上包含上述各缸孔形成實施氮化系的處理的氮化處理層，在該氮化處理層的表面?zhèn)刃纬捎闪姿徨i覆蓋膜構(gòu)成的化學(xué)生成覆蓋膜。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在缸孔的周壁(表面)側(cè)以覆蓋氮化處理層的方式形成由磷酸錳覆蓋膜構(gòu)成的化學(xué)生成覆蓋膜。磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜與在缸孔內(nèi)滑動位移的錐形活塞的形狀盡快地適應(yīng)。其結(jié)果，能夠降低缸孔與活塞的接觸部位的表面壓力，能夠?qū)崿F(xiàn)磨損的降低化。另一方面，通過將磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜預(yù)先形成為與其磨損量相同程度以上的膜厚，從而能夠防止磨損到達(dá)氮化處理層中化合物層與擴(kuò)散層的分界面附近，能夠抑制形 成于液壓缸體的氮化處理層因磨損而受到損傷。并且，通過形成氮化處理層，在其表面進(jìn)行磷酸錳的化學(xué)生成處理，從而能夠在增加了表面積的狀態(tài)下形成化學(xué)生成覆蓋膜，因此變得更容易附著化學(xué)生成覆蓋膜。而且，由于磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜與在缸孔內(nèi)滑動位移的錐形活塞的形狀盡快地適應(yīng)，從而能夠抑制在缸孔的開口部周緣與錐形活塞的接觸區(qū)域產(chǎn)生偏置。因此，能夠抑制缸孔的開口部周緣與錐形活塞的接觸區(qū)域擴(kuò)大，能夠抑制伴隨接觸區(qū)域擴(kuò)大的發(fā)熱量增大。因而，能夠降低缸孔的開口部周緣與錐形活塞的咬住、熱粘等的危險，能夠提高作為斜軸式液壓回轉(zhuǎn)機(jī)的可靠性。(2)根據(jù)本發(fā)明，形成于上述液壓缸體的上述氮化處理層由形成于母材的表面?zhèn)鹊臄U(kuò)散層和形成于該擴(kuò)散層的表面?zhèn)鹊幕衔飳訕?gòu)成，由上述磷酸錳覆蓋膜構(gòu)成的化學(xué)生成覆蓋膜形成于上述化合物層的表面?zhèn)取Ｓ纱?，磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜能夠與在缸孔內(nèi)滑動位移的錐形活塞的形狀盡快地適應(yīng)，降低缸孔與活塞的接觸部位的磨損。(3)根據(jù)本發(fā)明，形成于上述液壓缸體的上述氮化處理層由形成于母材的表面?zhèn)鹊臄U(kuò)散層和形成于該擴(kuò)散層的表面?zhèn)鹊幕衔飳訕?gòu)成，在上述液壓缸體的缸孔上以用研磨手段除去上述氮化處理層中的上述化合物層的狀態(tài)形成由上述磷酸錳覆蓋膜構(gòu)成的上述化學(xué)生成覆蓋膜。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，通過用研磨手段除去氮化處理層中位于表面?zhèn)鹊幕衔飳?，從而例如在液壓缸體反復(fù)進(jìn)行正向的旋轉(zhuǎn)與反向的旋轉(zhuǎn)時，即使在缸孔的開口部周緣與錐形活塞的接觸部位產(chǎn)生沖擊載荷，也能夠消除伴隨此的上述化合物層的剝離，能夠降低咬住、熱粘等的發(fā)生。另外，能夠在缸孔的開口部周緣將磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜以穩(wěn)定的狀態(tài)確保并殘留。而且，在用研磨手段除去上述化合物層之后，通過預(yù)先形成與開口部周緣的磨損量相同程度以上的化學(xué)生成覆蓋膜，從而能夠抑制形成于液壓缸體的氮化處理層因磨損而受到損傷。因此，能夠抑制在缸孔的開口部周緣滑動面的粗糙度變差，能夠良好地確?；钊幕瑒犹匦浴?( 4 )根據(jù)本發(fā)明，在上述錐形活塞上設(shè)有實施氮化系處理而形成的氮化處理層、和形成于該氮化處理層的表面?zhèn)鹊难趸采w膜。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在錐形活塞的表面?zhèn)瘸说幚韺又?，還形成氧化覆蓋膜，因此能夠制作由該氧化覆蓋膜進(jìn)行耐咬住性良好的表面處理的錐形活塞，即使對液壓缸體也能夠有效地降低在各缸孔的開口部周緣的磨損。由此，能夠抑制形成于液壓缸體的氮化處理層因磨損而受到損傷。而且，即使在缸孔的開口部周緣與錐形活塞的接觸部位的表面壓力過大，或者產(chǎn)生油膜斷開等的條件下，通過在錐形活塞的表面中最表面?zhèn)刃纬裳趸采w膜層，從而能夠防止咬住、熱粘等的發(fā)生。


圖I是表示本發(fā)明第一實施方式的斜軸式液壓馬達(dá)的縱剖視圖。圖2是作為單體表示圖I中的液壓缸體的放大剖視圖。圖3是作為單體放大表示圖I中的錐形活塞的局部剖視主視圖。圖4是從圖I中的箭頭IV - IV方向放大觀察向液壓缸體的各缸孔內(nèi)嵌插多個活塞的狀態(tài)的剖視圖。 圖5是放大表示形成于圖4中的缸孔的開口部周緣的磨損形狀的液壓缸體的局部放大圖。圖6是放大表示形成于比較例的缸孔的開口部周緣的磨損形狀的液壓缸體的局部放大圖。圖7是表示對液壓缸體的表面處理的各工序的流程圖。圖8是表示對錐形活塞的表面處理的各工序的流程圖。圖9是表示包含形成于缸孔的周壁面的化學(xué)生成覆蓋膜的表面處理層等的圖2中的箭頭IX部的放大剖視圖。圖10是在形成表面處理層之前的狀態(tài)表示缸孔的周壁面等的在與圖9同樣的位置的放大剖視圖。圖11是表示在缸孔的周壁面形成氮化處理層的狀態(tài)的在與圖9同樣的位置的放大剖視圖。圖12是表示包含形成于錐形活塞的外周面?zhèn)鹊难趸采w膜的表面處理層等的圖3中的箭頭所示的XD部的放大剖視圖。圖13是在形成表面處理層之前的狀態(tài)下表示錐形活塞的外周面等的在與圖12同樣的位置的放大剖視圖。圖14是表示在錐形活塞的外周面?zhèn)刃纬傻幚韺拥臓顟B(tài)的在與圖12同樣的位置的放大剖視圖。圖15是用與試驗時間的關(guān)系表示缸孔的開口周緣部的表面粗糙度的變化的特性線圖。圖16是用與試驗時間的關(guān)系表示缸孔的開口周緣部的磨損量的特性線圖。圖17是表示第二實施方式的液壓缸體的表面處理工序的流程圖。圖18是表示在缸孔的周壁面形成氮化處理層的狀態(tài)的在與圖9同樣的位置的放大剖視圖。圖19是表示從圖18中的氮化處理層除去化合物層的狀態(tài)的放大剖視圖。圖20是表示在除去化合物層后的氮化處理層上形成化學(xué)生成覆蓋膜的狀態(tài)的在與圖18同樣的位置的放大剖視圖。
具體實施例方式以下，以將本發(fā)明的實施方式的斜軸式液壓回轉(zhuǎn)機(jī)適用于固定容量型斜軸式液壓馬達(dá)的情況為例，參照附圖詳細(xì)說明。圖I至圖16表示本發(fā)明的斜軸式液壓回轉(zhuǎn)機(jī)的第一實施方式。圖中，I為作為斜軸式液壓回轉(zhuǎn)機(jī)的代表例的液壓馬達(dá)的殼體。該殼體I由做成長度方向中間彎曲的筒形狀的殼體本體2與后述的頭部殼體3構(gòu)成。殼體本體2由位于軸向一側(cè)的一側(cè)筒部2A、和軸向另一側(cè)的另一側(cè)筒部2B構(gòu)成，一側(cè)筒部2A與另一側(cè)筒部2B的中間部位彎曲。在殼體本體2的一側(cè)筒部2A上，在其軸向一側(cè)的端部形成有軸插通孔2C。3是固定于殼體本體2的另一側(cè)筒部2B側(cè)端面(頭側(cè)端面)的頭部殼體,在該頭部殼體3上形成有一對給排通路(均未圖示)。這些給排通路中高壓側(cè)的給排通路將從液壓泵 (未圖示)吐出的壓力油經(jīng)由后述的閥片13的給排口 13B供給各缸孔8內(nèi)。低壓側(cè)的給排通路從后述的閥片13的給排口 13C側(cè)向油箱(未圖示)排出回流油。4表示設(shè)于殼體本體2的一側(cè)筒部2A的旋轉(zhuǎn)軸，該旋轉(zhuǎn)軸4構(gòu)成該液壓馬達(dá)的輸出軸。旋轉(zhuǎn)軸4通過軸承旋轉(zhuǎn)自如地支撐于殼體本體2的一側(cè)筒部2A內(nèi)。旋轉(zhuǎn)軸4的一端側(cè)通過軸插通孔2C向殼體本體2的外部突出。另一方面，旋轉(zhuǎn)軸4的另一端側(cè)在殼體本體2的一側(cè)筒部2A向另一側(cè)筒部2B延伸，在其端部一體地設(shè)有與該旋轉(zhuǎn)軸4 一體地旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動盤5。該驅(qū)動盤5配置在殼體本體2的一側(cè)筒部2A與另一側(cè)筒部2B的邊界部附近的位置。在驅(qū)動盤5上分別設(shè)有位于另一側(cè)端面的中心側(cè)的中心側(cè)的凹球面部5A和位于該凹球面部5A的徑向外側(cè)并沿周向相互分離的旋轉(zhuǎn)傳動用的多個凹球面部5B。這里，中心側(cè)的凹球面部5A能滑動地連結(jié)后述的中心軸9的球形部9A。在多個凹球面部5B上分別能擺動地連結(jié)后述的各錐形活塞10的球形部10B。6表不能旋轉(zhuǎn)地設(shè)于殼體I內(nèi)的液壓缸體,該液壓缸體6是通過后述的中心軸9、各錐形活塞10與驅(qū)動盤5連結(jié)并與旋轉(zhuǎn)軸4 一體進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的部件。液壓缸體6形成為壁厚的圓筒狀，在其中心部沿旋轉(zhuǎn)中心軸0-0穿設(shè)有供后述的中心軸9能滑動地嵌插的中心孔7。另外，在液壓缸體6穿設(shè)有以中心孔7為中心在周向以一定間隔分離并在軸向延伸的多根(通常為5根、7根或9根等奇數(shù)根)的缸孔8。液壓缸體6是通過對使用例如鑄鐵或鑄鋼等的鐵系材料形成的后述的母材16作為表面處理實施如后述的氮化處理和磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜處理來構(gòu)成的。液壓缸體6中頭部殼體3 —側(cè)的端面成為與后述的閥片13滑動接觸的凹彎曲面狀的滑動面6A。在液壓缸體6的滑動面6A與各缸孔8之間形成有在滑動面6A —側(cè)與閥片13連通、斷開的多個缸口 8A (僅圖示I個)。如圖2所示，各缸孔8具有開口部周緣8B，該開口部周緣8B也是用于將后述的錐形活塞10插入缸孔8內(nèi)的入口部周緣。9是為了進(jìn)行液壓缸體6的定心而嵌插于中心孔7而設(shè)置的中心軸。如圖I所示，該中心軸9 一端側(cè)成為球形部9A，另一端側(cè)形成有有底狀的彈簧收容孔9B。中心軸9的球形部9A能滑動地嵌合于形成在驅(qū)動盤5的中心側(cè)的凹球面部5A。另一方面，在中心軸9的彈簧收容孔9B內(nèi)配設(shè)有后述的彈簧14。
10為能往復(fù)運動地嵌插于液壓缸體6的各缸孔8內(nèi)的多個錐形活塞。如圖3所示，這些錐形活塞10包括從一端側(cè)向另一端側(cè)擴(kuò)徑為錐形狀而形成的錐形軸部IOA ;—體地形成于該錐形軸部IOA的一端(小徑部)側(cè)的球形部IOB ;形成于錐形軸部IOA的另一端(大徑部)側(cè)的活塞部IOC ;以及從該活塞部IOC側(cè)的端部向球形部IOB側(cè)在錐形活塞10內(nèi)沿軸向延伸的油孔10D。錐形活塞10的活塞部IOC側(cè)能滑動地嵌插于缸孔8內(nèi)。在活塞部IOC的外周側(cè)，為了確保與缸孔8之間的密封性，安裝有由活塞環(huán)構(gòu)成的兩個密封部件11、12。錐形活塞10的球形部IOB能擺動(滑動)地連結(jié)于驅(qū)動盤5的凹球面部5B內(nèi)，，供給到缸孔8內(nèi)的壓力油的一部分成為潤滑油并從油孔IOD側(cè)補(bǔ)給到兩者的滑動面上。13為設(shè)于殼體I的頭部殼體3與液壓缸體6之間的閥片,該閥片13的與液壓缸體6面對的一側(cè)面成為凸彎曲狀的切換面13A，另一側(cè)面成為平坦面，固定于頭部殼體3。液壓缸體6通過使其滑動面6A相對于閥片13的切換面13A滑動接觸并旋轉(zhuǎn)，從而對各缸孔 8的壓力油的供給、排出如下述進(jìn)行。S卩，如圖4所示，在閥片13上沿周向形成有構(gòu)成眉形狀的一對給排口 13B、13C。這些給排口 13B、13C與形成于頭部殼體3的上述一對給排通路連通。給排口 13B、13C是伴隨液壓缸體6的旋轉(zhuǎn)而與各缸孔8的缸口 8A間歇性連通的部件。此時，例如成為高壓側(cè)的一側(cè)的給排口 13B與上述一對的給排通路中的高壓側(cè)的給排通路連接，將從液壓泵(未圖示)排出的壓力油供給到各缸孔8內(nèi)。另一方面，成為低壓側(cè)的另一側(cè)的給排口 13C與上述一對的給排通路中的低壓側(cè)的給排通路連接，將從各缸孔8排出的回流油向油箱(未圖示)側(cè)排出的部件。14是設(shè)于中心軸9與液壓缸體6之間的彈簧，該彈簧14配置于中心軸9的彈簧收容孔9B內(nèi)，總是將液壓缸體6向閥片13的切換面13A加力。由此，液壓缸體6是在使其滑動面6緊貼在閥片13的切換面13A的狀態(tài)下相對于閥片13在正向或逆向相對旋轉(zhuǎn)的部件。接著，對在液壓缸體6與錐形活塞10上實施的各個表面處理層進(jìn)行敘述。15是形成于液壓缸體6的表面處理層。該表面處理層15以包含中心孔7及多個缸孔8地整體覆蓋液壓缸體6的表面?zhèn)鹊姆绞叫纬伞Ｈ鐖D9所示，表面處理層15由通過對使用例如鑄鐵或鑄鋼等鐵系材料形成的液壓缸體6的母材16實施后述的氮化系的熱處理而形成的氮化處理層17與后述的化學(xué)生成覆蓋膜18。這里，如圖9、圖11所示，氮化處理層17由形成于母材16的表面?zhèn)鹊臄U(kuò)散層17A、和以覆蓋該擴(kuò)散層17A的表面?zhèn)鹊姆绞叫纬傻幕衔飳?7B構(gòu)成。其中化合物層17B形成為比擴(kuò)散層17A硬的層，化合物層17B的厚度為10 20iim左右。18是以覆蓋氮化處理層17的化合物層17B的方式形成的化學(xué)生成覆蓋膜。該化學(xué)生成覆蓋膜18是通過例如浸潰(浸泡)等處理手段在化合物層17B的表面?zhèn)刃纬闪姿徨i覆蓋膜的部分。磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜18其相對于錐形活塞10等的滑動部件的初期適應(yīng)性優(yōu)良，其膜厚設(shè)定為例如10 20pm以上的厚度。而且，磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜18會與在缸孔8內(nèi)滑動位移的錐形活塞10的表面形狀盡快地適應(yīng)，降低缸孔8與錐形活塞10的接觸部位的表面壓力，降低磨損。接著，20為形成于錐形活塞10的表面處理層。該表面處理層20以整體覆蓋錐形活塞10的錐形軸部10A、球形部IOB及活塞部IOC的表面?zhèn)鹊姆绞叫纬?。如圖12所示，表面處理層20由通過對錐形活塞10的母材10'實施后述的氮化系的熱處理而形成的氮化處理層21與后述的氧化覆蓋膜22構(gòu)成。這里，錐形活塞10的氮化處理層21也與液壓缸體6的氮化處理層17同樣，由擴(kuò)散層2IA與化合物層2IB構(gòu)成。22為以覆蓋氮化處理層21的化合物層21B的方式形成的氧化覆蓋膜。該氧化覆蓋膜22通過使例如500°C以上的過熱水蒸氣附著在化合物層21B的表面?zhèn)?，從而形成氧化鐵(Fe3O4)的表面層。氧化覆蓋膜22在錐形活塞10的最表面?zhèn)刃纬芍旅芊€(wěn)定的層，提高錐形活塞10的耐氧化性、耐腐蝕性及耐磨損性等。由于第一實施方式的斜軸式液壓馬達(dá)具有如上述的結(jié)構(gòu)，因此以下對其動作進(jìn)行說明。在驅(qū)動液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸4時，將從液壓泵(未圖示)排出的壓力油經(jīng)由形成于頭部殼體3的高壓側(cè)的給排通路、閥片13的給排口 13B依次向各缸孔8內(nèi)供給，以此時的液 壓力使各錐形活塞10從缸孔8向驅(qū)動盤5側(cè)依次伸長。另一方面，來自各缸孔8的回流油伴隨著各錐形活塞10沿向缸孔8內(nèi)縮小的方向位移而從低壓側(cè)的給排口 13C、給排通路向油箱側(cè)排出。此時，在上述油壓依次供給的各缸孔8內(nèi)，成為嵌插于內(nèi)部的錐形活塞10的突出側(cè)端部的球形部IOB被依次推壓到驅(qū)動盤5的凹球面部5B側(cè)。由此，在驅(qū)動盤5上產(chǎn)生以旋轉(zhuǎn)軸4為中心的旋轉(zhuǎn)力，該旋轉(zhuǎn)力從旋轉(zhuǎn)軸4的前端側(cè)作為馬達(dá)輸出而輸出。在液壓馬達(dá)旋轉(zhuǎn)時，通過各錐形活塞10與缸孔8的內(nèi)周壁和開口部周緣8B接觸，從而旋轉(zhuǎn)力傳遞到液壓缸體6，液壓缸體6與驅(qū)動盤5會同步旋轉(zhuǎn)。此時，存在各錐形活塞10中的一根活塞10與一個缸孔8的內(nèi)周壁和開口部周緣SB接觸的區(qū)域。作為該區(qū)域，可例舉插通錐形活塞10的缸孔8與低壓側(cè)的給排口 13C連通時的一定區(qū)間(圖4中所示的低壓側(cè)的接觸區(qū)域A);和與高壓側(cè)的給排口 13B連通時的一定區(qū)間(高壓側(cè)的接觸區(qū)域B)。即，嵌插于液壓缸體6的各缸孔8內(nèi)設(shè)置的多個錐形活塞10,在液壓缸體6旋轉(zhuǎn)一周期間，在圖4中所示的低壓側(cè)的接觸區(qū)域A與高壓側(cè)的接觸區(qū)域B中與缸孔8的內(nèi)周壁和開口部周緣8B。由此，進(jìn)行從錐形活塞10向液壓缸體6的旋轉(zhuǎn)力的傳遞，液壓缸體6與驅(qū)動盤5同步旋轉(zhuǎn)。這里，根據(jù)圖6說明現(xiàn)有技術(shù)的比較例。在該比較例中，在液壓缸體6'的各缸孔
8,上僅形成有氮化處理層。因此，在液壓缸體6'的各缸孔8'的開口部周緣SB'形成磨損痕23'。若這樣的磨損發(fā)展，則在沒有形成化學(xué)生成覆蓋膜的比較例的情況下，在形成于缸孔8，的由擴(kuò)散層與化合物層構(gòu)成的氮化處理層中，有時表面?zhèn)鹊幕衔飳觿冸x，在缸孔8'的開口部周緣8B'側(cè)有可能產(chǎn)生咬住、熱粘等。另一方面，在現(xiàn)有技術(shù)中，從上述氮化處理層預(yù)先將化合物層用例如珩磨加工等手段除去，有時形成耐咬住性、耐熱粘性良好的珩磨面。可是，即使在這種情況下，若上述磨損痕23'達(dá)到10 左右的深度，則有時上述珩磨面因磨損而消失。在這種狀態(tài)下，若磨損進(jìn)一步發(fā)展，則開口部周緣SB'的表面粗糙度變差，錐形活塞的滑動性降低，而容易發(fā)生咬住、熱粘等。而且，在現(xiàn)有技術(shù)的情況下，由于缸孔8'與錐形活塞的形狀的偏差，有時在缸孔8'的開口部周緣SB'與錐形活塞的接觸區(qū)域產(chǎn)生偏置。若產(chǎn)生這種偏置，則伴隨兩者的滑動接觸的發(fā)熱量增加，發(fā)生咬住、熱粘等的可能性變高。因此，在第一實施方式中，做成按照圖7所示的順序進(jìn)行液壓缸體6的表面處理的結(jié)構(gòu)。此時，如圖10所示，準(zhǔn)備使用鐵系材料形成的液壓缸體6的母材16。接著，對液壓缸體6的母材16實施氮化系的熱處理。由此，如圖11所示，形成由擴(kuò)散層17A與化合物層17B構(gòu)成的氮化處理層17 (圖7中的步驟I)。接著，在步驟2的化學(xué)生成覆蓋膜處理中，在例如加熱熔融磷酸錳的浴槽(未圖示)中，使液壓缸體6的母材16浸潰(浸泡)規(guī)定時間。通過這種浸潰處理，在化合物層17B的表面?zhèn)刃纬闪姿徨i的化學(xué)生成覆蓋膜18。如圖9所示，由該化學(xué)生成覆蓋膜18以從外側(cè)在整個面被覆氮化處理層17的化合物層17B的方式覆蓋。
另一方面，在第一實施方式中，對錐形活塞10也按照圖8所示的順序進(jìn)行表面處理。此時，如圖13所示，預(yù)先準(zhǔn)備使用鐵系材料等形成的錐形活塞10的母材10'。接著，對錐形活塞10的母材10'實施氮化系的熱處理。由此，如圖14所示，形成由擴(kuò)散層21A與化合物層21B構(gòu)成的氮化處理層21 (圖8中的步驟11)。接著，在步驟12的氧化覆蓋膜處理中，使例如500°C以上的過熱水蒸氣附著在化合物層21B的表面?zhèn)?。由此，形成由氧化鐵(Fe3O4)的表面層構(gòu)成的氧化覆蓋膜22。如圖12所示，由該氧化覆蓋膜22以從外側(cè)在整個面被覆氮化處理層21的化合物層21B的方式覆蓋。并且，根據(jù)第一實施方式，做成如下結(jié)構(gòu)以在液壓缸體6的表面?zhèn)?、特別是缸孔8的周壁(表面)側(cè)覆蓋氮化處理層17的方式形成由磷酸錳覆蓋膜構(gòu)成的化學(xué)生成覆蓋膜
18。因此，在表面處理層15中位于最外側(cè)的磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜18能夠與在缸孔8內(nèi)滑動位移的錐形活塞10的外形狀盡快地適應(yīng)(々t々)，發(fā)揮初期適應(yīng)效果。其結(jié)果，能夠降低缸孔8與錐形活塞10的接觸部位的表面壓力，能夠?qū)崿F(xiàn)磨損的降低化。另一方面，通過預(yù)先將磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜18形成為與磨損量同程度以上的膜厚，從而能夠防止磨損達(dá)到氮化處理層17中的化合物層17B與擴(kuò)散層17A的分界面附近。即、此時只是磨損磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜18，在此以上磨損不會發(fā)展，因此能夠抑制形成于液壓缸體6的氮化處理層17因磨損而受到損傷。因此，如圖5所示，在液壓缸體6的各缸孔8中，即使在其開口部周緣8B形成磨損痕23的場合，也能夠防止這些磨損痕23深深地到達(dá)氮化處理層17的化合物層17B與擴(kuò)散層17A的界面附近。其結(jié)果，通過形成磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜18，從而能夠抑制形成于液壓缸體6的氮化處理層17因磨損而受到損傷。并且，通過在氮化處理后的表面狀態(tài)進(jìn)行磷酸錳處理，從而能夠在表面積增加的狀態(tài)下形成化學(xué)生成覆蓋膜18，因此更容易附著化學(xué)生成覆蓋膜18。這里，本發(fā)明者等在液壓缸體6的缸孔8內(nèi)嵌插錐形活塞10并反復(fù)滑動試驗，進(jìn)行計測缸孔8的開口部周緣SB的表面粗糙度即、平均表面粗糙度(Ra)的試驗。其結(jié)果，如圖15中所示的特性線24那樣，在第一實施方式的液壓缸體6的缸孔8中，開口部周緣8B的平均表面粗糙度(Ra)伴隨滑動試驗的經(jīng)過時間而降低，能夠獲得穩(wěn)定的表面粗糙度。S卩、在形成于液壓缸體6的缸孔8的表面處理層15中位于最外側(cè)的磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜18與在缸孔8內(nèi)滑動位移的錐形活塞10的外形狀適應(yīng)。因此，開口部周緣SB的平均表面粗糙度(Ra)隨著繼續(xù)滑動試驗而降低。磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜18在與錐形活塞10的外形狀適應(yīng)后，開口部周緣SB成為良好的表面粗糙度，在該狀態(tài)下能夠確認(rèn)表面粗糙度穩(wěn)定。另一方面，在例如圖6所示的比較例的情況下，不具有磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜等。因此，如圖15中的特性線25那樣，確認(rèn)了在缸孔8'的開口部周緣SB'中，表面粗糙度即、平均表面粗糙度(Ra)隨時間的經(jīng)過而變差，磨損逐漸發(fā)展。接著，計測缸孔8的開口部周緣SB的磨損量進(jìn)行調(diào)查。其結(jié)果，如圖16中特性線26所示,能夠確認(rèn)開口部周緣8B的磨損量抑制為比深度尺寸h還少的量。即，以與尺寸h相等的膜厚形成磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜18。由此，能夠抑制形成于液壓缸體6的氮化處理層17因磨損受到不良影響，能夠由磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜18保護(hù)氮化處理層17。與此相對，在圖6所示的比較例的情況下，不具有磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜等。因此，如圖16中所示的特性線27那樣，在缸孔8'的開口部周緣SB'中，確認(rèn)了磨損量隨時間的經(jīng)過而增加，磨損大大地超越深度尺寸h地發(fā)展。
另一方面，在第一實施方式中，做成如下結(jié)構(gòu)在錐形活塞10的表面?zhèn)瘸说幚韺?1之外，還形成氧化覆蓋膜22。因此，能夠制作由氧化覆蓋膜22做成耐咬住性的良好的表面處理的錐形活塞10。并且，能夠有效地降低液壓缸體6的磨損即在各缸孔8的開口部周緣8B中的磨損。這樣，將進(jìn)行了氧化覆蓋膜22的表面處理的錐形活塞10嵌插于液壓缸體6的缸孔8并進(jìn)行滑動試驗。此時，如圖16中所示的特性線28那樣，能夠降低在開口部周緣SB的磨損。即，確認(rèn)了 進(jìn)行了氧化覆蓋膜22的表面處理的錐形活塞10與沒有進(jìn)行氧化覆蓋膜22的表面處理的場合(特性線26)比較，能夠進(jìn)一步降低磨損。由此，能夠抑制形成于液壓缸體6的氮化處理層17因磨損而受到損傷，能夠降低咬住、熱粘等的發(fā)生。并且，在錐形活塞10的表面中的最表面?zhèn)刃纬捎醒趸采w膜22的層。由此，即使在缸孔8的開口部周緣SB與錐形活塞10的接觸部位的表面壓力過大，或者產(chǎn)生油膜斷開(油膜切&)等的條件下，也能夠防止咬住、熱粘等的發(fā)生。因而，根據(jù)第一實施方式，能夠抑制在液壓缸體6的各缸孔8與錐形活塞10的接觸部位的磨損。而且，與在缸孔8內(nèi)滑動位移的錐形活塞10的外形形狀相符地使磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜18盡快地適應(yīng)。由此，能夠抑制在缸孔8的開口部周緣SB與錐形活塞10的接觸區(qū)域產(chǎn)生偏置。因此，能夠抑制缸孔8的開口部周緣8B與維形活塞10的接觸區(qū)域擴(kuò)大，能夠抑制伴隨接觸區(qū)域擴(kuò)大的發(fā)熱量增大，能夠提高作為斜軸式液壓馬達(dá)(液壓回轉(zhuǎn)機(jī))的可靠性。圖17 圖20表示本發(fā)明的第二實施方式的斜軸式液壓回轉(zhuǎn)機(jī)。第二實施方式的特征在于，采用如下結(jié)構(gòu)用研磨手段除去氮化處理層中位于表面?zhèn)鹊幕衔飳?，在該狀態(tài)下在表面?zhèn)刃纬苫瘜W(xué)生成覆蓋膜。另外，在本實施方式中，在與上述的第一實施方式的相同的構(gòu)成要件上標(biāo)注相同符號，省略其說明。在第二實施方式中，做成如下結(jié)構(gòu)按照圖17所示的順序進(jìn)行液壓缸體6的表面處理。此時,如圖20所不,形成于液壓缸體6的表面?zhèn)鹊谋砻嫣幚韺?1與第一實施方式同樣，由氮化處理層17與后述的化學(xué)生成覆蓋膜32構(gòu)成。S卩，如圖18所示，對液壓缸體6的母材16實施氮化系的熱處理。由此，與第一實施方式同樣，形成由擴(kuò)散層17A與化合物層17B構(gòu)成的氮化處理層17 (圖17中的步驟31)。
可是，在第二實施方式中，追加步驟32的除去處理來進(jìn)行。由此，使用珩磨加工等研磨手段除去氮化處理層17中位于表面?zhèn)鹊幕衔飳?7B。由此，如圖19所示，在母材16的表面?zhèn)?，氮化處理?7的擴(kuò)散層17A在外側(cè)露出。接著，在該狀態(tài)下在步驟33的化學(xué)生成覆蓋膜處理中，在例如加熱熔融磷酸錳的浴槽(未圖示)中，使液壓缸體6的母材16在規(guī)定時間內(nèi)浸潰。通過這種浸潰(浸泡)處理，如圖20所示，使磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜32形成在擴(kuò)散層17A的表面?zhèn)龋稍摶瘜W(xué)生成覆蓋膜32以從外側(cè)整面地被覆氮化處理層17的擴(kuò)散層17A的方式覆蓋。并且，在這樣構(gòu)成的第二實施方式中，通過在液壓缸體6的表面?zhèn)刃纬捎傻幚韺?7與磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜32構(gòu)成的表面處理層31，能夠獲得與上述的第一實施方式同樣的作用效果。特別地，在第二實施方式中，通過用研磨手段除去氮化處理層17中位于表面?zhèn)鹊幕衔飳?7B，起到如下效果。即，在液壓馬達(dá)的情況下，頻繁地切換旋轉(zhuǎn)軸4的旋轉(zhuǎn)方向。這樣，在液壓缸體6反復(fù)進(jìn)行正向的旋轉(zhuǎn)與反向的旋轉(zhuǎn)時，即使在缸孔8的開口部周緣8B與錐形活塞10的接觸部位發(fā)生沖擊載荷，也能夠消除與之相伴的化合物層17B的剝離。由此，能夠防止兩者的接觸部位的咬住、熱粘等的發(fā)生，并且，能夠預(yù)先在缸孔8的開口部周緣SB將磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜32以穩(wěn)定的狀態(tài)確保并留存。而且，在用研磨手段除去上述化合物層17B之后，預(yù)先形成與開口部周緣SB的磨損量相同程度以上的化學(xué)生成覆蓋膜32。由此，能夠抑制形成于液壓缸體6的氮化處理層17的擴(kuò)散層17A因磨損而受到損傷。因此，能夠抑制在缸孔8的開口部周緣SB滑動面的粗糙度變差，能良好地保持錐形活塞10的滑動特性。另外，在上述各實施方式中，作為斜軸式液壓回轉(zhuǎn)機(jī)以斜軸式固定容量型的液壓 馬達(dá)為例進(jìn)行了說明?？墒?，本發(fā)明不限于此，例如也可以適用于斜軸式可變?nèi)萘啃偷囊簤厚R達(dá)。而且，也可以適用于斜軸式固定容量型或可變?nèi)萘啃偷囊簤罕?。這種場合，將一對給排口中低壓側(cè)的口作為吸入口，將高壓側(cè)的口作為排出口。而且，在第一實施方式中，以由氮化處理層21與氧化覆蓋膜22構(gòu)成形成于錐形活塞10的表面處理層20的情況為例進(jìn)行了說明?？墒?，本發(fā)明不限于此，例如也可以僅由氮化處理層構(gòu)成錐形活塞10的表面處理層。另一方面，關(guān)于錐形活塞，為了提高表面的硬度，也可以采用實施氮化系的處理以外的熱處理的結(jié)構(gòu)。符號說明I 一殼體,2 一殼體本體,2A--側(cè)筒部,2B —另一側(cè)筒部，3 —頭部殼體，4 一旋轉(zhuǎn)
軸，5 —驅(qū)動盤，6 —液壓缸體，7 —中心孔，8 —缸孔，8B —開口部周緣，9 一中心軸，10 —錐形活塞，13 —閥片，13B、13C —給排口，15、20、31 一表面處理層，17、21 —氮化處理層，17A、21A 一擴(kuò)散層，17B、21B —化合物層，18,32 一化學(xué)生成覆蓋膜(磷酸錳覆蓋膜)，22 —氧化覆蓋膜。
權(quán)利要求
1.一種斜軸式液壓回轉(zhuǎn)機(jī)，具備筒狀的殼體(I);旋轉(zhuǎn)自如地設(shè)于該殼體(I)的旋轉(zhuǎn)軸(4);以與該旋轉(zhuǎn)軸(4) 一體旋轉(zhuǎn)的方式設(shè)于上述殼體(I)內(nèi)并具有在周向分離且沿軸向延伸的多個缸孔(8)的液壓缸體(6);以及，軸向的一側(cè)擺動自如地支撐于上述旋轉(zhuǎn)軸(4)而另一側(cè)能往復(fù)運動地嵌插于上述液壓缸體(6)的各缸孔(8)的多個錐形活塞(10)，其特征在于， 在上述液壓缸體(6)上包含上述各缸孔(8)形成實施氮化系的處理的氮化處理層(17)， 在該氮化處理層(17)的表面?zhèn)刃纬捎闪姿徨i覆蓋膜構(gòu)成的化學(xué)生成覆蓋膜(18、32)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的斜軸式液壓回轉(zhuǎn)機(jī)，其特征在于， 形成于上述液壓缸體(6)的上述氮化處理層(17)由形成于母材的表面?zhèn)鹊臄U(kuò)散層(17A)和形成于該擴(kuò)散層(17A)的表面?zhèn)鹊幕衔飳?17B)構(gòu)成，由上述磷酸錳覆蓋膜構(gòu)成的化學(xué)生成覆蓋膜(18)形成于上述化合物層(17B)的表面?zhèn)取?br> 3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的斜軸式液壓回轉(zhuǎn)機(jī)，其特征在于， 形成于上述液壓缸體(6)的上述氮化處理層(17)由形成于母材的表面?zhèn)鹊臄U(kuò)散層(17A)和形成于該擴(kuò)散層(17A)的表面?zhèn)鹊幕衔飳?17B)構(gòu)成，在上述液壓缸體(6)的缸孔(8)上以用研磨手段除去上述氮化處理層(17)中的上述化合物層(17B)的狀態(tài)形成由上述磷酸錳覆蓋膜構(gòu)成的上述化學(xué)生成覆蓋膜(32 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的斜軸式液壓回轉(zhuǎn)機(jī)，其特征在于， 在上述錐形活塞(10)上設(shè)有實施氮化系的處理形成的氮化處理層(21)、和形成于該氮化處理層(21)的表面?zhèn)鹊难趸采w膜(22)。
全文摘要
本發(fā)明提供斜軸式液壓回轉(zhuǎn)機(jī)，在液壓缸體(6)的表面?zhèn)纫园行目?7)及多個缸孔(8)覆蓋整體的方式形成表面處理層(15)。表面處理層(15)由對使用鑄鐵或鑄鋼等鐵系材料形成的液壓缸體(6)的母材(16)實施氮化系的熱處理形成的氮化處理層(17)、和磷酸錳的化學(xué)生成覆蓋膜(18)構(gòu)成?；瘜W(xué)生成覆蓋膜(18)在氮化處理層(17)的表面?zhèn)刃纬闪姿徨i的化學(xué)生成覆蓋膜。該化學(xué)生成覆蓋膜(18)在對錐形活塞(10)等的滑動部件的初期適應(yīng)性方面優(yōu)良。由此，能夠抑制在液壓缸體(6)的各缸孔(8)與錐形活塞(10)的接觸部位的磨損。
文檔編號F04B53/16GK102812245SQ201180014548
公開日2012年12月5日 申請日期2011年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月23日
發(fā)明者沼口和弘, 新留隆志, 坪高弘, 奧野直之 申請人:日立建機(jī)株式會社