CN103306929B - 液压旋转机械及液压旋转机械的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够使缸体与活塞的滑动面的耐磨性及润滑性进一步提高的液压旋转机械及其制造方法。液压旋转机械(1)由壳体(2)、旋转轴(3)、缸体(4)、各活塞(5)、滑瓦(6)、斜板(7)、以及阀板(8)等构成。在穿设于缸体(4)上的缸孔(15)与穿设于缸体(4)上的缸孔(15)中的、成为与活塞(5)的滑动面的表面侧上形成氮扩散层(30)和氮化合物层(31)，该氮扩散层(30)形成在缸体(4)的由钢铁材料构成的母材(34)侧，该氮化合物层(31)形成在该氮扩散层(30)上，然后，将氮扩散层(30)及氮化合物层(31)的表面侧的一部分除去，形成氮化合物层(31)被除去而露出的氮扩散层(30)、和在凹面内部残留有氮化合物层的凹形状的氮化合物层(32)。

Description

液压旋转机械及液压旋转机械的制造方法

技术领域

本发明涉及液压泵和液压马达等的液压旋转机械及其制造方法，更具体地说，涉及一种与构成液压旋转机械的缸体中的缸孔(cylinderbore、缸膛)和活塞的滑动部分有关的液压旋转机械及其制造方法。

背景技术

以液压泵和液压马达为代表的液压驱动机器由很多滑动部件构成。它们的滑动面根据因高滑动面压力而造成的润滑油膜断裂、因控制液压的变动而造成的滑动接触状态的不稳定化等的影响，而具有滑动面彼此之间产生烧结和一部分异常磨损等的风险。因此，构成滑动部的滑动部件几乎都是由钢铁材料制造的。

尤其是，作为液压泵、液压马达等液压驱动机器的代表性构成部件的、缸体的缸孔的滑动面，因基于与作为滑动对象的活塞的不全面接触而进行的滑动，所以特别容易发生磨损和烧结现象，强烈希望这种情况能够得到改善。

在专利文献1中，为了防止在缸孔的滑动面上因活塞的不全面接触而在高表面压力滑动接触部位上产生磨损，相对于通过切削加工而粗加工形成的作为缸体及其滑动面的缸孔实施渗氮热处理，以提高其滑动面硬度，而且为了实现与活塞部件的μm级的嵌合精度，在精磨工序中将通过渗氮热处理形成的氮化合物层除去而精加工。

另外，已知有在缸孔的滑动面上设置滑动性烧结型铜合金套管，来避免因烧结而造成的两滑动面的粘合的方法(例如参照专利文献2)、和通过切削加工和激光加工来形成槽或凹痕等的凹形状并将其作为油槽而发挥作用，由此防止油膜断裂的方法(例如参照专利文献3)等。

在先技术文献

专利文献1：日本特开平6-159230号公报

专利文献2：日本特开平10-196552号公报

专利文献3：日本特开2010-196612号公报

但是，在专利文献1中具有如下问题：由于缸孔的滑动面是平滑的面，所以在其与活塞的高表面压力接触点上，润滑油膜在缸孔与活塞之间会被截断，因此，会产生基于缸孔与活塞固体接触而发生的磨损和烧结现象。

另外，在专利文献2中具有如下问题：由于需要对用于烧结铜合金的铜合金成分和烧结工序中的冷却温度管理严格地进行管理，所以，除了制造工序变得复杂外，由于铜合金材料价格高，所以会导致成本大幅度提高。

另外，在专利文献3中具有如下问题：为了相对于如缸体的缸孔那样的形状进行凹形状加工，工件的找位和加工工具的加工轨迹会变得复杂，因此，需要高价的多轴加工设备，且加工时间会变长。而且，在凹形状因滑动而磨损了的情况下，与平滑磨削面的情况相同地，会发生由于油膜断裂而造成的烧结。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种能够使缸孔与活塞的滑动面的耐磨性及润滑性进一步提高的液压旋转机械及其制造方法。

为了达成上述目的，第一发明提供一种液压旋转机械，包括：筒状的壳体；能够旋转地设置在壳体内的旋转轴；缸体，以与该旋转轴一体旋转的方式设置在所述壳体内，且以在圆周方向上分离的方式穿设有沿轴方向延伸的多个缸孔；以能够往复运动的方式插嵌在缸体的各缸孔内的多个活塞；和阀板，位于所述缸体与所述壳体之间而设置在所述壳体内，且形成有与所述各缸孔连通的供排口，所述液压旋转机械的特征在于，在所述缸孔和所述活塞滑动的滑动面的任意一方的至少一部分表面上具有：氮扩散层，所述氮扩散层形成在所述缸孔和所述活塞的至少一方的母材侧，且其表面侧的一部分被除去而在所述滑动面侧露出；和氮化合物层，所述氮化合物层形成在该氮扩散层上，且在表面侧具有凹形状。

根据该第一发明，与单纯在氮扩散层上形成微小凹形状的情况相比，即使在高表面压力滑动环境下，通过残留在凹形状的凹部分内的硬质的氮化合物层的存在，也能够使发挥油槽效果的凹形状部不易磨损，能够更长时间地防止油膜断裂。因此，与以往的液压旋转机械相比，能够抑制润滑油膜在缸孔与活塞的滑动面上被截断，能够谋求耐磨性及润滑性能的进一步提高，并能实现液压旋转机械的长寿命化。

另外，为了达成上述目的，第二发明提供一种液压旋转机械的制造方法，所述液压旋转机械包括：筒状的壳体；能够旋转地设置在壳体内的旋转轴；缸体，以与该旋转轴一体旋转的方式设置在所述壳体内，且以在圆周方向上分离的方式穿设有沿轴方向延伸的多个缸孔；以能够往复运动的方式插嵌在缸体的各缸孔内的多个活塞；和阀板，位于所述缸体与所述壳体之间而设置在所述壳体内，且形成有与所述各缸孔连通的供排口，所述制造方法的特征在于，具有：在所述缸孔和所述活塞的至少任意一方的母材的至少一部分表面上，通过压缩塑性加工而形成凹形状的工序；通过实施渗氮表面处理，在形成有所述凹形状的表面上形成氮化合物层的工序；和通过切削或磨削加工而将所述氮化合物层的一部分除去的工序，使在所述压缩塑性加工工序中形成的所述凹形状的深度成为，与通过所述渗氮表面处理形成的氮化合物层的厚度相比更厚的深度，使所述氮化合物层的除去深度成为，不超过所述凹形状深度的厚度。

根据该第二发明，通过使发挥油槽效果的凹形状具有氮化合物层，而能够形成不易磨损且能更长时间地防止油膜断裂的滑动面结构，并能够谋求耐磨性及润滑性能的提高。另外，由于能够用于形成凹形状的方法为压缩塑性加工，所以与切削加工和激光加工的情况相比，在加工后的表面上减少毛刺和喷溅等异常突起，还能通过简单的加工装置和工具以短时间形成凹形状。进一步地，由于在压缩塑性加工工序中形成的凹形状的深度超过通过后工序即渗氮表面处理而形成的氮化合物层的厚度，且通过切削或磨削形成的氮化合物层的除去深度超过氮化合物层的厚度，且不超过凹形状深度，所以，能够实现缸孔内径与活塞外形的嵌合精度，并且能够形成具有高耐磨性的油槽形状，还能进一步提高润滑性能。

另外，第三发明是在第二发明中，作为所述压缩塑性加工，使用使硬质颗粒以高速向所述表面撞击的喷丸处理或喷丸硬化。

根据该第三发明，能够使用比通过切削加工和激光加工进行的凹形状形成工序更简单的设备以短时间进行加工。

另外，第四发明是在第二发明中，作为所述压缩塑性加工，使用将具有凸形状的碾压模具按压至所述表面上的碾压压缩加工。

根据该第四发明，如基于硬质颗粒的高速撞击而进行的加工那样地，不会发生硬质颗粒在被加工面即缸孔的滑动面上静电附着残留和嵌入残留的情况，在实施后工序的渗氮表面处理时，也能使表面均匀地硬化。

另外，第五发明是在第四发明中，所使用的所述碾压模具具有，相对于所述活塞的往复运动方向而具有各向异性的凸形状。

根据该第五发明，通过形成具有各向异性的凹形状，能够在凹形状中以与活塞的运动方向配合地产生油的流动，同时能够进行顺畅的活塞的往复运动。

发明效果

根据本发明的液压旋转机械，与以往相比，能够使液压旋转机械中的缸孔与活塞的滑动面的耐磨性及润滑性进一步提高，因此，能够谋求液压旋转机械的长寿命化。

另外，根据本发明的液压旋转机械的制造方法，与以往相比，能够使液压旋转机械中的缸孔与活塞的滑动面的耐磨性及润滑性进一步提高，因此，能够制造谋求长寿命化的液压旋转机械。

附图说明

图1是本发明的液压旋转机械的第一实施方式的纵剖视图。

图2表示构成图1所示的本发明的液压旋转机械的第一实施方式的缸体的制造工序，图2(a)是用截面表示缸体的一部分的纵剖视图，图2(b)是放大表示图2(a)的A部的剖视图。

图3表示构成本发明的液压旋转机械的第一实施方式的缸体的制造工序，图3(a)是用截面表示缸体的一部分的纵剖视图，图3(b)是放大表示图3(a)的A部的剖视图。

图4表示构成本发明的液压旋转机械的第一实施方式的缸体的制造工序，图4(a)是用截面表示缸体的一部分的纵剖视图，图4(b)是放大表示图4(a)的A部的剖视图。

图5表示构成本发明的液压旋转机械的第二实施方式的缸体的制造工序，图5(a)是用截面表示缸体的一部分的纵剖视图，图5(b)是放大表示图5(a)的A部的剖视图。

图6表示构成本发明的液压旋转机械的第二实施方式的缸体的制造工序，图6(a)是用截面表示缸体的一部分的纵剖视图，图6(b)是放大表示图6(a)的A部的剖视图。

图7表示构成本发明的液压旋转机械的第二实施方式的缸体的制造工序，图7(a)是用截面表示缸体的一部分的纵剖视图，图7(b)是放大表示图7(a)的A部的剖视图，图7(c)是放大表示图7(a)的B部的剖视图。

图8表示构成本发明的液压旋转机械的第二实施方式的缸体的制造工序，图8(a)是用截面表示缸体的一部分的纵剖视图，图8(b)是放大表示图8(a)的A部的剖视图。

图9表示构成本发明的液压旋转机械的第三实施方式的缸体的制造工序，图9(a)是用截面表示缸体的一部分的纵剖视图，图9(b)是放大表示图9(a)的A部的剖视图。

图10表示构成本发明的液压旋转机械的第三实施方式的缸体的制造工序，图10(a)是用截面表示缸体的一部分的纵剖视图，图10(b)是放大表示图10(a)的A部的剖视图，图10(c)是放大表示图10(a)的B部的剖视图。

附图标记说明

1 液压旋转机械

2 壳体

3 旋转轴

4、44a、44b、44c、54a、54b 缸体

5、57 活塞

6 滑瓦(slipper shoe)

7 斜板

8 阀板

9 壳体主体

10 前壳体

11 后壳体

12A、12B 供排通路

13、14 轴承

15、45a、45b、45c、55a、55b 缸孔

16 液压缸口

17 滑瓦按压件

18 平滑板

18A 轴穿插孔

18B 滑动面

19 斜板支承体

20 倾转滑动面

21 斜板主体

22A、22B 供排口

23、24 倾转致动器

30、40、50 氮扩散层

31、41、51 氮化合物层

32、42、52 凹形状的氮化合物层

33、43a、43b₁、43b₂、43c 微小凹形状

34、46、56a、56b 母材

60 喷嘴

61 喷射口

62 硬质颗粒

63、64 碾压模具。

具体实施方式

以下，根据附图对本发明的液压旋转机械及其制造方法的实施方式进行说明。

<第一实施方式>

根据图1～图4，对本发明的液压旋转机械及其制造方法的第一实施方式进行说明。此外，在图1～图4中，作为液压旋转机械列举了适用于可变容量型斜板式轴向活塞泵的情况来进行说明。

图1中，作为液压旋转机械的可变容量型斜板式轴向活塞泵1大致由壳体2、旋转轴3、缸体4、各活塞5、滑瓦6、斜板7、以及阀板8等构成。

如图1所示，壳体2由筒状的壳体主体9、将壳体主体9的两端侧分别封闭的前壳体10和后壳体11构成。而且，在后壳体11上设有一对供排通路12A、12B。这些供排通路12A、12B与工作液压油的吸入侧和排出侧的配管(均为图示)等连接。

旋转轴3以能够在壳体2内旋转的方式经由轴承13、14支承在前壳体10和后壳体11上。而且，旋转轴3的一方端3A(图1的右侧)从前壳体10沿轴方向突出，并且例如与柴油发动机等的原动机(未图示)连结。

缸体4是以能够经由旋转轴3在壳体2内旋转的方式设置的，花键结合在旋转轴3的外周侧上，并与旋转轴3一体旋转。而且，缸体4的一方的端面与后述的斜板7相对地配置，另一方的端面与后述的阀板8滑动接触。

在缸体4上，以在缸体4的相同方向上隔开间隔的方式沿缸体4的轴线方向穿设有多个缸孔15。各缸孔15在另一端侧形成有液压缸口16。这些液压缸口16经由后述的阀板8而相对于后壳体11的供排通路12A、12B间歇性地连通、遮断。

活塞5以能够滑动的方式插嵌在缸体4的各缸孔15内。各活塞5随着缸体4的旋转而在各自的缸孔15内往复运动，随之，各活塞5将油液(工作液压油)从后述的阀板8吸入至各缸孔15内，并将其作为高压的液压油而排出。

在各活塞5上，在从缸孔15突出的突出端侧以能够分别摆动的方式设有后述的滑瓦6。滑瓦6通过滑瓦按压件17以与后述的斜板7(平滑板18)的滑动面18B滑动接触的方式支承。

滑瓦6以能够摆动的方式设在各活塞5的突出端侧。滑瓦6相对于后述的斜板7的平滑板18而保持在通过来自活塞5的推压力(压力)经由滑瓦按压件17等被推压的状态下。各滑瓦6在该状态下通过与旋转轴3、缸体4及活塞5一起旋转，而以描画出环状的圆轨道的方式在后述的平滑板18上滑动位移。

斜板支承体19设置在壳体2的前壳体10上，如图1所示，斜板支承体19相对于旋转轴3的周围而配置在斜板7的背面侧，并固定在壳体2的前壳体10上。而且，在斜板支承体19上，隔着旋转轴3设置有左右(或上下)分离的一对倾转滑动面20。为了能够倾转地支承斜板7，倾转滑动面20作为凹弯曲状的圆弧面而形成。

斜板7以能够倾转的方式设置在壳体2内，斜板7由斜板主体21、和固定设置在斜板主体21的表面侧的平滑板18而构成。另外，在斜板7(斜板主体21、平滑板18)的中央部，穿设有供旋转轴3带着间隔地穿插的轴穿插孔18A。而且，斜板主体21以使其里面(背面)侧能够经由斜板支承体19的倾转滑动面20倾转的方式安装在前壳体10侧。

另外，斜板7的平滑板18具有使与缸体4相对的面斜着倾斜的环状的滑动面18B，各滑瓦6在该滑动面18B上滑动接触。即，滑瓦6以在斜板7(平滑板18)的滑动面18B上描画出圆轨道的方式滑动位移，由此，活塞5在缸孔15内往复运动。

阀板8位于壳体2内，并设在后壳体11与缸体4之间。阀板8与缸体4的端面滑动接触，并以能够与旋转轴3一起旋转的方式支承缸体4。另外，在阀板8上，形成有呈圆弧状的一对供排口22A、22B。这些供排口22A、22B与后壳体11的供排通路12A、12B连通。

而且，阀板8的供排口在缸体4的旋转时与各缸孔15的液压缸口16间歇地连通，具有例如使从一方的供排通路12A吸入到各缸孔15内的油液(工作液压油)通过活塞5加压，并且使在各缸孔15内成为高压状态的液压油从另一方的供排通路12B排出的功能。

倾转致动器23、24以对斜板7进行倾转驱动的方式相对于壳体主体9设有一对。驱动器23、24通过从外部供给或排出有倾转控制压，而根据该压力可变地控制斜板7的倾转角。而且，在缸孔15内滑动位移的活塞5的冲程长度与该斜板7的倾转角对应地增减。

接着，在图2中，对构成本发明的液压旋转机械的第一实施方式的缸体4的缸孔15与活塞5的滑动面的结构进行说明。

图2表示构成图1所示的本发明的液压旋转机械的第一实施方式的缸体的制造工序，图2(a)是用截面表示缸体的一部分的纵剖视图，图2(b)是放大表示图2(a)的A部的剖视图。

如图2(a)、(b)所示，首先在穿设于本发明的液压旋转机械的第一实施方式的液压旋转机械1的缸体4上的缸孔15中的、成为与活塞5的滑动面的表面侧上形成氮扩散层30和氮化合物层31，该氮扩散层30如图2(b)的双点划线所示地形成在缸体4的由钢铁材料构成的母材34侧，该氮化合物层31如图2(b)的双点划线所示地形成在该氮扩散层30上，然后，将氮扩散层30及氮化合物层31的表面侧的一部分除去，形成氮化合物层31被除去而露出的氮扩散层30、和在凹面内部残留有氮化合物层的凹形状的氮化合物层32。

在此，本发明的氮化合物层31是指，在对作为母材的钢铁材料进行渗氮表面处理时，形成在其最上层表面上的、由高硬度的氮化合物构成的层。另外，本发明的氮扩散层30是指，在对作为母材的钢铁材料进行渗氮表面处理时，在形成于其最上层表面上的氮化合物层的正下方形成的、使氮通过扩散而侵入到钢铁材料中而形成的层。

接着，根据图1～图4，对如上所述构成的本发明的液压旋转机械的第一实施方式的制造方法进行说明。

图3表示构成本发明的液压旋转机械的第一实施方式的缸体的制造工序，图3(a)是用截面表示缸体的一部分的纵剖视图，图3(b)是放大表示图3(a)的A部的剖视图。图4表示构成本发明的液压旋转机械的第一实施方式的缸体的制造工序，图4(a)是用截面表示缸体的一部分的纵剖视图，图4(b)是放大表示图4(a)的A部的剖视图。

首先，通过切削加工对作为原材料的钢铁材料进行切削，形成缸体的外形，继而，对所形成的缸体的规定位置进行穿凿，而形成缸孔15。

然后，对所形成的缸孔15的表面进行喷丸硬化(shot peening)，在表面上形成微小凹形状33。

具体地说，如图3(a)所示，将自由旋转的喷嘴60***至缸孔15内，一边使该喷嘴60旋转，并且从缸孔15的下止点侧到上止点侧反复上下移动，一边通过压缩空气流使硬质颗粒62从喷射口61喷射出，而使其撞击到缸孔15的表面上。由此，在缸孔15的表面上形成如图3(b)所示的微小凹形状33(压缩塑性加工工序)。

接着，在喷丸硬化之后，将缸体4置于含氮的环境(例如氨等)下并进行加热(渗氮热处理)。由此，如图4(a)、(b)所示，在形成有微小凹形状33的缸孔15的表面上形成氮扩散层30而使母材34的表层区域的硬度上升，同时在表面上形成硬质的氮化合物层31(氮化合物层形成工序)。该渗氮热处理的条件采用一般的条件即可。

接着，通过磨削加工将氮化合物层31加工除去，以使形成有氮化合物层31的缸孔15的内径满足与作为滑动对象的活塞5的嵌合公差。这时，如图2(a)、(b)所示，在磨削加工后的缸孔15中的成为与活塞5的滑动面的表面上，在氮化合物层31正下方的氮扩散层30露出，并且使凹形状的氮化合物层32存在的条件下进行磨削加工(氮化合物层除去工序)。

由此，选择压缩塑性加工的条件，以使通过前述的压缩塑性加工得到的微小凹形状33的凹部的深度、与通过作为后工序的渗氮热处理而形成的氮化合物层31的厚度相比较深。

而且，选择磨削条件，以使通过磨削加工得到的氮化合物层31的磨削除去深度超过氮化合物层31的厚度，且不超过凹形状的氮化合物层32的凹部深度。

对本发明的液压旋转机械的第一实施方式的动作进行说明。

首先，当通过未图示的发动机等原动机旋转驱动旋转轴3时，缸体4在壳体2内与旋转轴3一体旋转。由此，各自的活塞5沿着斜板7(平滑板18)的滑动面18B在缸体4的各缸孔15内反复进行往复运动。

由此，在缸体4旋转一次的过程中，各活塞5在缸孔15内反复进行从上止点朝向下止点滑动位移的吸入行程、和从下止点朝向上止点滑动位移的排出行程。而且，在活塞5的吸入行程中，例如从供排通路12A将工作液压油吸入至缸孔15内，在活塞5的排出行程中，活塞5使缸孔15内的油液作为高压的液压油从供排通路12B侧排出。

上述动作中，除了与斜板7的连结结构外，活塞5还在缸孔15的端部和里侧这两点上进行不全面接触并滑动。但是，由于具有在缸孔15的表面上形成的氮化合物层31被除去而露出的氮扩散层30、和凹形状的氮化合物层32，所以通过由该凹形状的氮化合物层32所保持的油而抑制油膜断裂，并抑制磨损和烧结。另外，凹形状的氮化合物层32为高硬度，因此，具有非常抗磨损，使滑动面长时间存在，且即使长时间使用也十分耐用的优点。进一步地，在滑动面的表面上存在高硬度的氮扩散层30，能够充分确保其耐磨性，其结果是，能够谋求液压旋转机械的长寿命化。

另外，能够通过凹形状形成工序、渗氮表面处理工序和氮化合物层除去工序来制造，无需使用高价的铜合金，也无需高价的多轴加工设备，能够廉价且容易地制造。

另外，对于用于形成微小凹形状的加工，使用的是喷丸硬化，因此，与通过切削加工和激光加工来形成微小凹形状的情况相比，能够在加工后的表面上减少毛刺和喷溅等的异常突起，还能通过简单的加工装置和工具，以短时间在缸孔15的滑动面上形成微小凹形状。

此外，在上述本发明的液压旋转机械的第一实施方式中，凹形状的氮化合物层32、和通过使氮化合物层31被除去而露出的氮扩散层30也可以不形成在缸孔15的整个表面上，只要至少形成在成为与活塞5的滑动面的一部分表面上即可。该一部分表面优选为，随着缸体4的旋转、活塞5在缸孔15内部受到偏载荷而进行不全面接触的缸孔15的端部和里侧这两点、和其周边。

另外，压缩塑性加工工序也可以代替喷丸硬化而进行喷丸处理(shot blast)，只要能够在本加工工序后的缸孔15的表面上形成微小凹形状即可。

另外，用于形成氮化合物层31的氮化合物层形成工序中的处理并不限于上述那样的的含氮环境下的热处理，例如能够使用盐浴氮化和等离子氮化等公知的氮化处理(渗氮表面处理)。

另外，氮化合物层除去工序除了磨削以外，还能使用切削。

<第二实施方式>

根据图5及图6，对本发明的液压旋转机械及其制造方法的第二实施方式进行说明。此外，在图5及图6中，作为液压旋转机械列举了适用于可变容量型斜板式轴向活塞泵的情况来进行说明。

第二实施方式中的液压旋转机械中，除了缸孔45a中的与活塞的滑动面结构以外的结构与第一实施方式的液压旋转机械大致相同，省略具体说明。

图5表示构成本发明的液压旋转机械的第二实施方式的缸体的制造工序，图5(a)是用截面表示缸体的一部分的纵剖视图，图5(b)是放大表示图5(a)的A部的剖视图。

如图5(a)、(b)所示，首先在穿设于本发明的液压旋转机械的第二实施方式的液压旋转机械的缸体44a上的缸孔45a中的、成为与活塞的滑动面的表面上形成氮扩散层40和氮化合物层41，该氮扩散层40如图5(b)的双点划线所示地形成在缸体44a的由钢铁材料构成的母材46侧，该氮化合物层41如图5(b)的双点划线所示地形成在该氮扩散层40上，然后，将氮扩散层40及氮化合物层41的表面侧的一部分除去，形成氮化合物层41被除去而露出的氮扩散层40、和在凹面内部残留有氮化合物层的凹形状的氮化合物层42。

缸体44a具有这种缸孔45a，参照图6，对具有该缸体44a的液压旋转机械的制造方法进行以下说明。

图6表示构成本发明的液压旋转机械的第二实施方式的缸体的制造工序，图6(a)是用截面表示缸体的一部分的纵剖视图，图6(b)是放大表示图6(a)的A部的剖视图。

本实施方式的液压旋转机械的制造方法的特征在于，将在缸孔45a与活塞的滑动面上形成微小凹形状的压缩塑性加工工序作为滚花(knurling)加工(压花(roulette)加工)。关于其他工序，由于与本发明的液压旋转机械的制造方法的第一实施方式相同，所以省略具体说明。

当对形成在缸体44a中的缸孔45a的表面进行滚花加工时，如图6(a)所示，将碾压模具63***到缸孔45a内，该碾压模具63配置有与应形成的微小凹形状相同的锥形的凸形状，在将该***的碾压模具63按压在缸孔45a的表面上的状态下，使缸体44a在加工对象缸孔45a的中心轴上旋转。由此，如图6(b)所示，在缸孔45a的表面上形成微小凹形状43a。

接着，通过渗氮热处理形成氮化合物层41，然后，在磨削加工后的缸孔45a的与活塞的滑动面上，以使氮化合物层41正下方的氮扩散层40露出，并且使凹形状的氮化合物层42存在的深度，对形成有氮化合物层41的缸孔45a的内径进行氮化合物层的除去工序。

在第二实施方式的液压旋转机械及其制造方法中，获得的效果也与第一实施方式的液压旋转机械及其制造方法的情况大致相同。进一步地，在本实施方式的液压旋转机械的制造方法中，针对缸孔45a的与活塞的滑动表面进行的压缩塑性加工方法是，对配置有与想要形成的微小凹形状相同的凸形状的碾压模具63进行按压的滚花，因此，相对于基于第一实施方式那样的喷丸硬化的情况，具有如下优点，即，不会发生硬质颗粒在被加工面即缸孔的滑动面上静电附着残留和嵌入残留等不良情况，并即使在实施后工序的渗氮表面处理时，也能获得均质的表面硬化的效果。

另外，可以自由地选择形成微小凹形状43a的位置，根据仅在不全面接触频繁的位置上形成微小凹形状43a等使用状况，可以进行适当的选择，并可以与各种规格的液压旋转机械对应。

另外，能够通过选择碾压模具的形状而自由地选择压痕形状。

此外，在本实施方式中，压缩碾压加工也可以不进行滚花(压花加工)而进行抛光(burnishing)(碾压加工)。

另外，当进行缸体的缸孔的压缩塑性加工工序的滚花加工时，也可以仅在缸体的与活塞不全面接触的两点的高表面压力滑动接触部位的滑动范围内，选择性地形成微小凹形状。以下，根据图7对该方式进行说明。

图7表示构成本发明的液压旋转机械的第二实施方式的缸体的制造工序，图7(a)是用截面表示缸体的一部分的纵剖视图，图7(b)是放大表示图7(a)的A部的剖视图，图7(c)是放大表示图7(a)的B部的剖视图。

在图7(a)中，在穿设于缸体44b上的缸孔45b中的与活塞的滑动面上，与各自的滑动区域的滑动速度、滑动表面压力、润滑状态配合地，如图7(b)所示，缸孔45b的上止点侧的微小凹形状43b₁使凹形状深度较深，如图7(c)所示，使缸孔45b的下止点侧的微小凹形状43b₂的深度与微小凹形状43b₁相比成为较浅的形状。

这种选择性的微小凹形状43b₁、43b₂例如是在滚花加工时，通过改变形成微小凹形状43b₁时的按压力和形成微小凹形状43b₂时的按压力，或者使用凸形状不同的碾压模具而形成的。

这样在两处以上选择性地形成微小凹形状43b₁、43b₂，然后进行通过渗氮表面处理而实现的氮化合物层形成工序及氮化合物层除去工序，首先在穿设于缸体44b上的缸孔45b中的成为与活塞的滑动面的表面上形成氮扩散层和氮化合物层，该氮扩散层形成在缸体44b的由钢铁材料构成的母材46侧，该氮化合物层形成在该氮扩散层上，然后，将氮扩散层及氮化合物层的表面侧的一部分除去，形成氮化合物层被除去而露出的氮扩散层、和在凹面内部残留有氮化合物层的凹形状的氮化合物层，由此，可以制造具有如下的缸孔与活塞的滑动面的液压旋转机械，该滑动面具有与使用状态对应的更高的润滑效果。

进一步地，如图8所示，也能在碾压模具64上使用具有各向异性的凸形状，并使具有氮化合物层的凹形状的氮化合物层具有各向异性。以下，根据图8对该方式进行说明。

图8表示构成本发明的液压旋转机械的第二实施方式的缸体的制造工序，图8(a)是用截面表示缸体的一部分的纵剖视图，图8(b)是放大表示图8(a)的A部的剖视图。

如图8(a)所示，当对所形成的缸孔45c的表面进行滚花加工时，使其高度从缸孔45c的上止点侧到下止点侧的范围内变高，将碾压模具64***到缸孔45c内，该碾压模具64配置有与应形成的微小凹形状相同的三角锥形的凸形状，在将该***的碾压模具64按压在缸孔45c的表面上的状态下，使缸体44c在加工对象缸孔45c的中心轴上旋转。由此，如图8(b)所示，在缸孔45c的表面上形成微小凹形状43c。

使用上述碾压模具64形成微小凹形状43c，然后进行通过渗氮表面处理实现的氮化合物层形成工序及氮化合物层除去工序，首先在穿设于缸体44c上的缸孔45c中的成为与活塞的滑动面的表面上形成氮扩散层和氮化合物层，该氮扩散层形成在缸体44c的由钢铁材料构成的母材46侧，该氮化合物层形成在该氮扩散层上，然后，将氮扩散层及氮化合物层的表面侧的一部分除去，形成氮化合物层被除去而露出的氮扩散层、和在凹面内部残留有氮化合物层的凹形状的氮化合物层，由此，能够在微小凹形状中，以与活塞的运动方向配合的方式产生油的流动。

例如，如图8(b)所示，如果是朝向缸孔45c的上止点侧使宽度变窄且使深度变浅的形状的话，则能够产生从缸孔45c的下止点侧朝向上止点侧的油的流动。因此，在产生负压且润滑膜易于断裂的时刻、即将油引入时，能够通过所产生的油的流动来抑制润滑膜的断裂，还能支持向活塞的上止点侧的移动，实现活塞顺畅的往复运动。尤其适于在斜板式活塞泵中形成具有这种各向异性的凹形状的氮化合物层。

<第三实施方式>

根据图9及图10，对本发明的液压旋转机械及其制造方法的第三实施方式进行说明。此外，在图9及图10中，作为液压旋转机械列举了适用于可变容量型斜板式轴向活塞泵的情况来进行说明。

本发明的液压旋转机械及其制造方法的第一实施方式及第二实施方式的方案是，在缸孔上的成为与活塞的滑动面的表面侧形成氮扩散层和氮化合物层，该氮扩散层形成在缸孔的母材侧，该氮化合物层形成在该氮扩散层上，然后，将氮扩散层及氮化合物层的表面侧的一部分除去，形成氮化合物层被除去而露出的氮扩散层、和在凹面内部残留有氮化合物层的凹形状的氮化合物层。相对于此，本发明的液压旋转机械及其制造方法的第三实施方式的方案是，在活塞57中的与缸孔55a的滑动面、活塞57中的与缸孔55b的滑动面以及缸孔55b中的与活塞57的滑动面的两滑动面上形成氮扩散层和氮化合物层，该氮扩散层形成在缸孔的母材侧，该氮化合物层形成在该氮扩散层上，然后，将氮扩散层及氮化合物层的表面侧的一部分除去，形成氮化合物层被除去而露出的氮扩散层、和在凹面内部残留有氮化合物层的凹形状的氮化合物层。本实施方式的液压旋转机械的除了活塞和缸孔以外的结构与第一及第二实施方式的液压旋转机械大致相同，省略具体说明。

图9表示构成本发明的液压旋转机械的第三实施方式的缸体的制造工序，图9(a)是用截面表示缸体的一部分的纵剖视图，图9(b)是放大表示图9(a)的A部的剖视图。

图9(a)、(b)中，首先在构成本发明的液压旋转机械的第三实施方式的活塞57中的、成为与缸孔55a的滑动面的表面上形成氮扩散层50和氮化合物层51，该氮扩散层50如图9(b)的双点划线所示地形成在活塞57的由钢铁材料构成的母材56a侧，该氮化合物层51如图9(b)的双点划线所示地形成在该氮扩散层50上，然后，将氮扩散层50及氮化合物层51的表面侧的一部分除去，形成氮化合物层51被除去而露出的氮扩散层50、和在凹面内部残留有氮化合物层的凹形状的氮化合物层52。

接着，根据图9对如上所述构成的液压旋转机械的制造方法进行说明。

首先，通过切削加工对作为原材料的钢铁材料进行切削，形成活塞57的外形。包括该切削及穿凿加工工序在内的自此之前的工序与第一实施方式中的液压旋转机械1的制造方法大致相同。因此，省略具体说明。

然后，针对所形成的活塞57的表面，通过喷丸硬化、喷丸处理、滚花加工等方法，在表面上形成微小凹形状。

接着，对形成微小凹形状后的活塞57进行公知的渗氮表面处理，形成氮化合物层51。

接着，以使形成有氮化合物层51的活塞57的表面满足与缸体54a上的滑动对象即缸孔55a的嵌合公差的方式，在磨削加工后的活塞57的与缸孔55a的滑动面上，以使氮化合物层51正下方的氮扩散层50露出，并且使凹形状的氮化合物层52存在的深度，通过磨削加工而将氮化合物层51加工除去。

之后的工序与第一实施方式中的液压旋转机械的制造方法相同，因此省略具体说明。

在第三实施方式的液压旋转机械及其制造方法中，获得的效果也与第一实施方式的液压旋转机械及其制造方法的情况大致相同。但是，本实施方式的液压旋转机械中，由于在活塞57中的成为与缸孔55a的滑动面的表面上，形成有氮化合物层51被除去而露出的氮扩散层50、和在凹面内部残留有氮化合物层的凹形状的氮化合物层52，所以与形成在缸孔侧的情况相比，能够更容易地实施，还能进一步降低液压旋转机械的生产成本。

另外，本实施方式的液压旋转机械并不限于图9所示的仅在活塞57的表面侧形成有凹形状的氮化合物层，如图10所示，也能在活塞57的表面侧与缸孔55b的表面侧同时形成有凹形状的氮化合物层。以下，根据图10对该方式进行说明。

图10表示构成本发明的液压旋转机械的第三实施方式的缸体的制造工序，图10(a)是用截面表示缸体的一部分的纵剖视图，图10(b)是放大表示图10(a)的A部的剖视图，图10(c)是放大表示图10(a)的B部的剖视图。

图10(a)中，首先在本发明的液压旋转机械的第三实施方式的液压旋转机械的活塞57中的、成为与缸孔55a的滑动面的表面上形成氮扩散层50和氮化合物层51，该氮扩散层50如图10(b)的双点划线所示地形成在活塞57的由钢铁材料构成的母材56a侧，该氮化合物层51如图10(b)的双点划线所示地形成在该氮扩散层50上，然后，将氮扩散层50及氮化合物层51的表面侧的一部分除去，形成氮化合物层51被除去而露出的氮扩散层50、和在凹面内部残留有氮化合物层的凹形状的氮化合物层52。

在此基础上，如图10(c)所示，首先在缸孔55a中的成为与活塞57的滑动面的表面上形成氮扩散层50和氮化合物层51，该氮扩散层50如图10(c)的双点划线所示地形成在缸孔55a的由钢铁材料构成的母材56b侧，该氮化合物层51如图10(c)的双点划线所示地形成在该氮扩散层50上，然后，将氮扩散层50及氮化合物层51的表面侧的一部分除去，形成氮化合物层51被除去而露出的氮扩散层50、和在凹面内部残留有氮化合物层的凹形状的氮化合物层52。

<其他>

此外，在上述各实施方式中，作为液压旋转机械列举了可变容量型斜板式液压泵来进行说明，但本发明并不限于此，例如能够适用于可变容量型斜板式的液压马达，以及固定容量型的斜板式液压泵、液压马达等斜板式液压旋转机械，进一步地还可以适用于斜轴式的液压旋转机械。

Claims (6)

1.一种液压旋转机械，包括：筒状的壳体；能够旋转地设置在壳体内的旋转轴；缸体，以与该旋转轴一体旋转的方式设置在所述壳体内，且以在圆周方向上分离的方式穿设有沿轴方向延伸的多个缸孔；以能够往复运动的方式插嵌在缸体的各缸孔内的多个活塞；和阀板，位于所述缸体与所述壳体之间而设置在所述壳体内，且形成有与所述各缸孔连通的供排口，所述液压旋转机械的特征在于，

在所述缸孔和所述活塞滑动的滑动面的任意一方的至少一部分表面上具有：氮扩散层，所述氮扩散层形成在所述缸孔和所述活塞的至少一方的母材侧，且其表面侧的一部分被除去而在所述滑动面侧露出；和氮化合物层，所述氮化合物层形成在该氮扩散层上，且在表面侧具有凹形状。

2.一种液压旋转机械的制造方法，所述液压旋转机械包括：筒状的壳体；能够旋转地设置在壳体内的旋转轴；缸体，以与该旋转轴一体旋转的方式设置在所述壳体内，且以在圆周方向上分离的方式穿设有沿轴方向延伸的多个缸孔；以能够往复运动的方式插嵌在缸体的各缸孔内的多个活塞；和阀板，位于所述缸体与所述壳体之间而设置在所述壳体内，且形成有与所述各缸孔连通的供排口，所述制造方法的特征在于，具有以下工序：

在所述缸孔和所述活塞的至少任意一方的母材的至少一部分表面上，通过压缩塑性加工而形成凹形状的工序；

通过实施渗氮表面处理，在形成有所述凹形状的表面上形成氮扩散层并在该氮扩散层上形成氮化合物层的工序；和

通过切削或磨削加工而将所述氮扩散层的一部分和所述氮化合物层的一部分除去的工序，

使在所述压缩塑性加工工序中形成的所述凹形状的深度，成为与通过所述渗氮表面处理形成的氮化合物层的厚度相比更厚的深度，

使所述氮化合物层的除去深度成为不超过所述凹形状深度的厚度。

3.根据权利要求2所述的液压旋转机械的制造方法，其特征在于，作为所述压缩塑性加工，使用使硬质颗粒以高速向所述表面撞击的喷丸处理。

4.根据权利要求2所述的液压旋转机械的制造方法，其特征在于，作为所述压缩塑性加工，使用将具有凸形状的碾压模具按压至所述表面上的碾压压缩加工。

5.根据权利要求4所述的液压旋转机械的制造方法，其特征在于，所使用的所述碾压模具具有，相对于所述活塞的往复运动方向而具有各向异性的凸形状。

6.根据权利要求3所述的液压旋转机械的制造方法，其特征在于，所述喷丸处理是指喷丸硬化。