(57)【要約】【課題】  生産性を向上させると共に、傾転調節用シリンダの摺動面の耐焼付き性及び耐摩耗性を高めることができるようにすること。【解決手段】  回転軸と共に回転するシリンダブロックに複数のピストンを周方向に配置して設け、各ピストンの先端部が斜板に沿って摺動すると共に、ピストンが往復運動し、斜板は回転軸に対して傾転可能に斜板支持部に支持され、更に、斜板の傾転角度θを変更するための傾転調節用駆動部４７を備え、傾転調節用駆動部４７は、傾転調節用の大径及び小径シリンダ室４２、４３と、このシリンダ室４２、４３内を摺動移動して斜板の傾転角度θを変更するための傾転調節用の大径及び小径ピストンとを有し、そのシリンダ室４２、４３の内周面４２ａ、４３ａにおける傾転調節用のピストンとの摺動面は、レーザ光を使用して焼入れされた焼入れ部４８、・・・を有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸と共に回転するシリンダブロックに複数のピストンを周方向に配置して設け、前記各ピストンの先端部が斜板の板面に沿って摺動すると共に、前記ピストンが往復運動し、前記斜板は回転軸に対して傾転可能に斜板支持部に支持され、更に、前記斜板の傾転角度を変更するための傾転調節用駆動部を備える斜板式液圧回転機において、
前記傾転調節用駆動部は、傾転調節用シリンダと、この傾転調節用シリンダ内を摺動移動して前記斜板の傾転角度を変更するための傾転調節用ピストンとを有し、
前記傾転調節用シリンダの内面における前記傾転調節用ピストンとの摺動面は、レーザ光を使用して部分的に焼入れされた焼入れ部を有することを特徴とする斜板式液圧回転機。
【請求項２】
前記焼入れ部は、前記傾転調節用シリンダの軸心を中心とする円環状に形成され、その一部に焼入れが施されていない隙間が形成され、
前記隙間は、この隙間を隔てて互いに対向する前記焼入れ部の各端部の焼入れ効果が減じられない程度の寸法、又はそれ以上の寸法であることを特徴とする請求項１記載の斜板式液圧回転機。
【請求項３】
前記焼入れ部は、前記傾転調節用シリンダの軸心方向に沿って、互いに所定の間隔を隔てて複数形成されていると共に、これら互いに隣合う前記焼入れ部の間に存在する非焼入れ部によって円環状の溝部が形成されていることを特徴とする請求項２記載の斜板式液圧回転機。
【請求項４】
互いに隣り合って形成された前記円環状の焼入れ部のうちの一方の前記焼入れ部に形成された前記隙間、及び他方の前記焼入れ部に形成された前記隙間は、当該焼入れ部の円周方向に互いに約９０°以上離隔していることを特徴とする請求項２又は３記載の斜板式液圧回転機。
【請求項５】
前記焼入れ部は、前記傾転調節用シリンダの軸心を中心とする螺旋状に形成され、
前記螺旋状の焼入れ部の環状部分の互いに隣合う間隔は、焼入れ効果が減じられない程度の寸法、又はそれ以上の寸法であることを特徴とする請求項１記載の斜板式液圧回転機。
【請求項６】
前記傾転調節用シリンダの内面における前記傾転調節用ピストンとの摺動面に対する前記焼入れ部の面積率が、５０〜９０％であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の斜板式液圧回転機。
【請求項７】
モータ又はポンプとして使用されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の斜板式液圧回転機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液圧モータ又は液圧ポンプとして使用される斜板式液圧回転機であって、斜板が回転軸に対して傾転可能に斜板支持部に支持され、この斜板の傾転角度が傾転調節用駆動部によって制御される斜板式液圧回転機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に斜板式ピストンポンプは、斜板の背面（凸面）が円弧状に突出すると共に、斜板支持部には円弧状の支持面（凹面）が形成され、この支持面によって、斜板の円弧状の突出背面を傾転自在に支持している。そして、斜板を傾転させることにより、斜板の回転軸に対する傾転角度を変更することができ、これによって、作動油の吐出量を調節できる構成となっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
具体的には、このピストンポンプは、ケーシング内に配置されたシリンダブロックにピストンを周方向に複数備え、回転軸の回転に伴ってシリンダブロックが回転するように構成されている。そして、シリンダブロックが回転すると、ピストンは、その先端部が斜板に沿って案内されながら往復運動して、作動油を吸入して吐出することができる。その際、斜板の傾転角度を大きくすると、ピストンのストロークが大きくなって作動油の吐出量が増大する。その逆に、傾転角度を小さくすると、ピストンのストロークが小さくなって作動油の吐出量が減少するようになっている。
【０００４】
そして、このように、斜板の傾転角度を増減変更するために傾転調節用駆動部が設けられている。この傾転調節用駆動部は、傾転調節用シリンダと、この傾転調節用シリンダ内を摺動移動して、斜板の傾転角度を変更するための傾転調節用ピストンを有している。
【０００５】
この傾転調節用駆動部では、搭載機器からの制御指令により傾転調節用ピストンの位置を変更して、斜板の傾転角度を変更することができる。従って、この斜板式ピストンポンプの動作中は、例えば機器が使用する作動油量にあわせて、絶えず作動油の吐出量を制御するために、この傾転調節用ピストンは、絶えず往復摺動している。同様に、この斜板式ピストンポンプがモータとして動作中は、例えば搭載機器からの指令によって変更される回転軸の回転数に制御するために、この傾転調節用ピストンが絶えず往復摺動している。
【０００６】
そして、この傾転調節用駆動部の傾転調節用ピストンには、斜板との位置関係によって、その軸方向に対して直交する方向に分力（横分力）が掛かる場合があり、これによって、傾転調節用シリンダの内面に高面圧が掛かった状態で、傾転調節用ピストンが往復摺動することがある。そうすると、傾転調節用シリンダと傾転調節用ピストンとの界面にある潤滑油膜が切れやすくなるため、両者の摺動面には、耐焼付き性及び耐摩耗性が要求されることとなる。
【０００７】
そこで従来は、鋳鉄からなる傾転調節用シリンダに対して窒素を侵入又は浸透拡散して表面を硬化させるガス軟窒化処理を施すことにより、耐焼付き性及び耐摩耗性を付与している。
【特許文献１】特開平１１−５０９５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、傾転調節用シリンダに対する耐焼付き性及び耐摩耗性の付与は、傾転調節用ピストンとの摺動面にのみ行えばよいにも拘らず、ガス軟窒化により表面処理を行う場合には、処理の都合から部品全体をガス軟窒化することとなり、量産のためには大型設備が必要となる。また、ガス軟窒化では部品全体が高温（約５７０℃）に加熱されるため、加熱変形を起こさないよう処理前に歪取りの焼鈍を行う必要も生じる。更に、ガス軟窒化では作業性を考慮して数量をまとめてバッチ処理するため、生産リードタイムが長くなってしまう問題があり、そのために、このガス軟窒化処理を、ピストンポンプの生産ライン上で行うことが困難である。そして、ガス軟窒化の際には部品表面が、或る程度清浄にされていないと処理が安定しないため、部品の前洗浄処理が必要となる。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、生産性を向上させると共に、傾転調節用シリンダの摺動面の耐焼付き性及び耐摩耗性を高めることができる斜板式液圧回転機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る斜板式液圧回転機は、回転軸と共に回転するシリンダブロックに複数のピストンを周方向に配置して設け、前記各ピストンの先端部が斜板の板面に沿って摺動すると共に、前記ピストンが往復運動し、前記斜板は回転軸に対して傾転可能に斜板支持部に支持され、更に、前記斜板の傾転角度を変更するための傾転調節用駆動部を備える斜板式液圧回転機において、前記傾転調節用駆動部は、傾転調節用シリンダと、この傾転調節用シリンダ内を摺動移動して前記斜板の傾転角度を変更するための傾転調節用ピストンとを有し、前記傾転調節用シリンダの内面における前記傾転調節用ピストンとの摺動面は、レーザ光を使用して部分的に焼入れされた焼入れ部を有することを特徴とするものである。
【００１１】
この発明に係る斜板式液圧回転機によると、レーザ光の高指向性を利用して部分的に形成された焼入れ部が熱膨張で凸状となることで、非焼入れ部との間で凹部及び凸部を形成することができる。これによって、傾転調節用シリンダと傾転調節用ピストンとのなじみ性及び摺動特性が向上し、耐焼付き性を高めることができる。しかも、傾転調節用シリンダの内面における傾転調節用ピストンとの摺動面のみをレーザ光で焼入れすればよく、比較的小さい設備で短時間で耐摩耗性を付与することができる。更に、硬化深さの浅い部分焼入れをすることができるので、加熱変形を起こしにくく、仕上げ加工を省くことができる。また、レーザ焼入れによれば、大気中で処理可能であり冷却液を使用せずに済むので、クリーンな作業環境を提供できる。そして、焼入れ表面はレーザ光の吸収率が一定であればよいので、ガス軟窒化処理の場合のように、部品表面の清浄度にあまり気を使う必要もなくなる。以上より、斜板式液圧回転機の生産ラインにのせてインライン処理を行うことが可能となり、生産性を大幅に向上させると共に、傾転調節用シリンダの摺動面の耐焼付き性及び耐摩耗性を高めることができる。
【００１２】
そして、本発明に係る斜板式液圧回転機において、前記焼入れ部は、前記傾転調節用シリンダの軸心を中心とする円環状に形成され、その一部に焼入れが施されていない隙間が形成され、前記隙間は、この隙間を隔てて互いに対向する前記焼入れ部の各端部の焼入れ効果が減じられない程度の寸法、又はそれ以上の寸法とすることができる。
【００１３】
このように、円環状の焼入れ部をレーザ光で形成するときに、焼入れ処理の開始部分と終了部分とが互いに重なり合わないようにすると、焼入れ処理の開始部分、及び終了部分において、焼入れによる硬度を保持することができ、必要とされる耐焼付き性及び耐摩耗性を確保することができる。そして、焼入れの開始部分、及び終了部分が必要な硬度に形成されることを保ちながら、その隙間を小さくするように焼入れ処理を行うことによって、その隙間部分の密封性を向上させることができる。
【００１４】
つまり、焼入れ処理の開始部分と終了部分とが互いに重なり合うようにした場合は、重なり合う部分が焼戻しされて硬度が低下する恐れがある。更に、焼入れによって、焼入れ部が組織変態による膨張で凸状となるが、焼入れ処理の開始部分と終了部分の互いに重なり合う部分は、焼入れを２回行うこととなるので、その盛り上がりの程度にばらつきが生じる。そして、この重なり合う部分の盛り上がりのばらつきは、傾転調節用ピストンの滑らかな摺動移動を阻害する要因となる。
【００１５】
また、円環状の焼入れ部を、傾転調節用シリンダの軸心に対して垂直な面内に形成することによって、傾転調節用ピストンが傾転調節用シリンダ内を摺動移動するときに生じる焼入れ部による摺動抵抗が、傾転調節用ピストンの外周面の各位置に略均等に掛かることとなる。よって、傾転調節用ピストンを、傾転調節用シリンダに対して片当たりしないように摺動移動させることができる。
【００１６】
また、本発明に係る斜板式液圧回転機において、前記焼入れ部は、前記傾転調節用シリンダの軸心方向に沿って、互いに所定の間隔を隔てて複数形成されていると共に、これら互いに隣合う前記焼入れ部の間に存在する非焼入れ部によって円環状の溝部が形成されているものとすることができる。
【００１７】
このようにすると、焼入れ部である円環状の２つの突条の間に、非焼入れ部である円環状の溝部を形成することができ、この２つの焼入れ部及び１つの非焼入れ部は、潤滑油を漏れないように保持することができる。これによって、傾転調節用シリンダと傾転調節用ピストンとの間の界面の全周に亘って油膜を形成することができる。その結果、斜板との関係で生じる横分力によって、傾転調節用ピストンが傾転調節用シリンダに対して片当たりするときでも、傾転調節用シリンダの内周面の全周に亘って油膜切れの発生を抑制することができ、傾転調節用ピストンを傾転調節用シリンダ内で円滑に摺動移動させることができる。
【００１８】
更に、本発明に係る斜板式液圧回転機において、互いに隣り合って形成された前記円環状の焼入れ部のうちの一方の前記焼入れ部に形成された前記隙間、及び他方の前記焼入れ部に形成された前記隙間は、当該焼入れ部の円周方向に互いに約９０°以上離隔しているものとすることができる。
【００１９】
このようにすると、互いに隣り合って形成された円環状の焼入れ部のそれぞれに形成されている隙間どうしの、当該焼入れ部の円周方向の間隔を約９０°以上離隔させることができる。これによって、潤滑油及び作動液の漏れ距離を長くすることができ、潤滑油及び作動液の漏れを抑制できる。
【００２０】
そして、本発明に係る斜板式液圧回転機において、前記焼入れ部は、前記傾転調節用シリンダの軸心を中心とする螺旋状に形成され、前記螺旋状の焼入れ部の環状部分の互いに隣合う間隔は、焼入れ効果が減じられない程度の寸法、又はそれ以上の寸法とすることができる。
【００２１】
このように焼入れ部を螺旋状に形成すると、レーザ光による焼入れを連続して行うことができる時間を長くすることができ、焼入れ処理を能率よく行うことができる。そして、焼入れ部どうしの間に形成された非焼入れ部である螺旋状の溝部に潤滑油を溜めることができる。更に、螺旋状の溝部の両端開口部間の距離を長くすることができるので、潤滑油及び作動液の漏れ距離を比較的長くすることができる。そして、螺旋状の焼入れ部の環状部分の互いに隣合う間隔は、焼入れ効果が減じられない程度の寸法、又はそれ以上の寸法とすることによって、所定の焼入れ効果を得ることができる。これ以外は、上記発明と同様に作用する。
【００２２】
また、本発明に係る斜板式液圧回転機において、前記傾転調節用シリンダの内面における前記傾転調節用ピストンとの摺動面に対する前記焼入れ部の面積率が、５０〜９０％とすることができる。
【００２３】
当該摺動面に対する焼入れ部の面積率を５０〜９０％とすることによって、実用的な耐焼付き性及び耐磨耗性を確保できると共に、非焼入れ部である溝部に実用的な量の潤滑油を溜めることができる。そして、焼入れ部の面積率を５０％未満とすると、実用的な耐焼付き性及び耐磨耗性を確保することが困難であり、焼入れ部の面積率が９０％を超えると、実用的な量の潤滑油を溜めることが困難となる。
【００２４】
また、本発明に係る斜板式液圧回転機において、モータ又はポンプとして使用されるものとすることができる。本発明の斜板式液圧回転機は、例えば油圧式等の液圧式のモータ又はポンプとして使用することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明に係る斜板式液圧回転機によると、傾転調節用シリンダの内面における傾転調節用ピストンとの摺動面を、レーザ光で部分的に焼入れして焼入れ部を形成した構成としたので、斜板式液圧回転機の生産性を大幅に向上させると共に、傾転調節用シリンダの摺動面の耐焼付き性及び耐摩耗性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明に係る斜板式液圧回転機の第１実施形態を、図１、図２、及び図４を参照して説明する。この斜板式液圧回転機１は、例えば油圧モータとして使用できるし、油圧ポンプとしても使用できるものである。ただし、第１実施形態では、斜板式液圧回転機１を、油圧モータとして使用するときを例にして説明する。
【００２７】
図１は、第１実施形態に係る斜板式液圧回転機１の縦断面図である。図１に示すように、斜板式液圧回転機１は、略筒状のケーシング本体２を備えている。このケーシング本体２の右側の開口は、バルブカバー３によって閉じられており、このバルブカバー３には、供給路３ａ及び排出路（図示せず）が形成されている。そして、ケーシング本体２の左側の開口は、斜板支持部４によって閉じられている。
【００２８】
ケーシング本体２内には、回転軸（駆動軸）５が左右方向に略水平に配置され、この回転軸５は、軸受６、７を介して回動自在にバルブカバー３及び斜板支持部４に設けられている。そして、軸受７は、斜板支持部４に内嵌され、この軸受７の外側には押え材８が取り付けられている。
【００２９】
回転軸５には、シリンダブロック９がスプライン結合され、このシリンダブロック９は、回転軸５と共に一体的に回転するようになっている。
【００３０】
シリンダブロック９には、回転軸５の回動軸線Ｌを中心として周方向に等間隔を隔てて複数のピストン室９ａが凹設されている。各ピストン室９ａは、回動軸線Ｌに平行しており、それぞれの内側にピストン１０が収納されている。
【００３１】
そして、ピストン室９ａから突出する各ピストン１０の先端部１０ａは、球状に形成され、それぞれがシュー１３に形成された嵌合凹部１３ａに回動自在に装着されている。また、シリンダブロック９の左側の先端には、シュー１３の受け座１１が外嵌されている。この受け座１１は、球面ブッシュである。
【００３２】
また、シュー１３の嵌合凹部１３ａと反対側の当接面１３ｂには、シュープレート４１を介して斜板１２が配置され、シュー１３に対してシリンダブロック９側から押え板１４を嵌め込むことで、シュー１３を斜板１２側に押し付けている。
【００３３】
シュープレート４１は、シュー１３の当接面１３ｂと当接する滑面２６ａを有し、シリンダブロック９が回転すると、シュー１３は滑面２６ａに沿って案内されて回転し、ピストン１０が回動軸線Ｌ方向に往復運動する。
【００３４】
斜板１２のシュープレート４１と反対側の面には、円弧状の凸面３２が設けられており、その凸面３２は、斜板支持部４に形成された円弧状の凹面２２に摺動自在に支持されている。また、斜板１２には、回転軸５が挿通される挿通孔２７が形成されている。
【００３５】
更に、図１に示すように、バルブカバー３の内面側には、シリンダブロック９と摺動接触するバルブプレート２５が取り付けられている。バルブプレート２５には、供給ポート２５ａと排出ポート２５ｂが形成され、シリンダブロック９の回転角度位置に応じて、シリンダブロック９のピストン室９ａに連通する油通路９ｂが、供給ポート２５ａ或いは排出ポート２５ｂに連通される。バルブカバー３には、バルブプレート２５の供給ポート２５ａに連通して外側面に開口する供給路３ａが形成されていると共に、排出ポート２５ｂに連通して外側面に開口する排出路（図示せず）が形成されている。
【００３６】
また、図１に示すように、ケーシング本体２の上部には、傾転調節用駆動部４７が設けられている。この傾転調節用駆動部４７は、傾転調節用大径シリンダ室（以下、単に「大径シリンダ室」と言うこともある。）４２、及び傾転調節用小径シリンダ室（以下、単に「小径シリンダ室」と言うこともある。）４３を備えている。これら大径シリンダ室４２、及び小径シリンダ室４３は、同軸上に配置され、左右に互いに対向して設けられている。そして、大径シリンダ室４２には、傾転調節用大径ピストン（以下、単に「大径ピストン」と言うこともある。）４４が収容され、小径シリンダ室４３には、傾転調節用小径ピストン（以下、単に「小径ピストン」と言うこともある。）４５が収容されている。
【００３７】
そして、大径ピストン４４は、斜板１２に向かう側の端部に傾転調節用シュー４６が装着され、この傾転調節用シュー４６を介して斜板１２の上部に形成されている一方の当接面に当接している。
【００３８】
この傾転調節用シュー４６は、大径ピストン４４に装着する側の端部４６ａが球状に形成され、この球状の端部４６ａが、大径ピストン４４の端部に形成された嵌合凹部４４ａに回動自在に装着されている。そして、傾転調節用シュー４６の斜板１２と当接する側の端部は、平坦面として形成され、この平坦面が斜板１２の上部に形成された一方の当接面に面接触している。
【００３９】
同様に、傾転調節用小径ピストン４５は、斜板１２に向かう側の端部に傾転調節用シュー４６が装着され、この傾転調節用シュー４６を介して斜板１２の上部に形成されている他方の当接面に当接している。
【００４０】
この傾転調節用シュー４６は、傾転調節用小径ピストン４５に装着する側の端部４６ａが球状に形成され、この球状の端部４６ａが、傾転調節用小径ピストン４５の端部に形成された嵌合凹部４５ａに回動自在に装着されている。そして、傾転調節用シュー４６の斜板１２と当接する側の端部は、平坦面として形成され、この平坦面が斜板１２の上部に形成された他方の当接面に面接触している。
【００４１】
傾転調節用駆動部４７によると、例えば小径シリンダ室４３に常圧の作動油を供給した状態で、レギュレータ（図示せず）により大径シリンダ室４２に供給する作動油の圧力を増減させることによって、傾転調節用大径ピストン４４及び小径ピストン４５を左右の所望の方向に、所望の距離だけスライドさせることができる。このようにして、斜板１２の回動軸線Ｌに対する傾転角度θを変更することができる。このとき、斜板１２の凸面３２が斜板支持部４の凹面２２に案内されて、斜板１２が所定の軸心を中心にして、図１に示す仰角方向Ｇに回動する。
【００４２】
そして、これら傾転調節用シュー４６、４６によると、傾転調節用大径及び小径ピストン４４、４５を左右方向にスライドさせたときに、それぞれが装着している嵌合凹部４４ａ、４５ａ内で回動することによって、それぞれの傾転調節用シュー４６、４６の各端部は、斜板１２の各当接面と面接触している状態が維持される。よって、傾転調節用大径及び小径ピストン４４、４５を、大径及び小径シリンダ室４２、４３に対して片当たりすることを抑制するようにして摺動移動させることができる。
【００４３】
次に、図２（ａ）、（ｂ）を参照して、焼入れ部４８、４８、・・・を説明する。これら焼入れ部４８、４８、・・・は、傾転調節用駆動部４７が備える大径及び小径シリンダ室４２、４３のそれぞれの内周面４２ａ、４３ａに形成されている。そして、これら大径及び小径シリンダ室４２、４３が形成されているケーシング本体２は、例えば鋳鉄で形成されている。
【００４４】
まず、図２（ａ）を参照して、大径シリンダ室４２の内周面４２ａに形成されている焼入れ部４８、・・・を説明する。焼入れ部４８、・・・は、大径シリンダ室４２の内周面４２ａにおける傾転調節用大径ピストン４４との摺動面に複数形成されている。
【００４５】
これら焼入れ部４８、・・・は、炭酸ガスレーザ、ＹＡＧレーザ、固体レーザ、或いは半導体レーザ等のレーザ照射装置（図示せず）を使用して、大径ピストン４４の摺動方向に直交する円周方向にレーザ光を縞状に照射することで、焼入れ部４８、・・・を縞状に形成してある。この焼入れによって、焼入れ部４８が組織変態による膨張で凸状となり、非焼入れ部４９、・・・との間で凹凸が形成されている。
【００４６】
つまり、図２（ａ）に示すように、それぞれの焼入れ部４８、・・・は、大径シリンダ室４２の軸心を中心とする円環状に形成され、その一部の例えば１箇所に焼入れが施されていない隙間５０が形成されている。そして、隙間５０は、この隙間５０を隔てて互いに対向するこの焼入れ部４８の各端部４８ａ、４８ｂの焼入れ効果が減じられない程度の寸法、又はそれ以上の寸法に規定されている。また、これら各円環状の焼入れ部４８、・・・は、大径シリンダ室４２の軸心に対して略垂直な面内に形成してある。
【００４７】
更に、各焼入れ部４８、・・・は、大径シリンダ室４２の軸心方向に沿って、互いに所定の間隔（例えば各焼入れ部４８の横幅の寸法よりも少し狭い間隔）を隔てて複数形成されていると共に、これら互いに隣合う焼入れ部４８と４８との間に存在する非焼入れ部４９によって、円環状の溝部が形成されている。
【００４８】
そして、互いに隣り合って形成された円環状の焼入れ部４８と４８のうちの一方の焼入れ部４８に形成された隙間５０、及び他方の焼入れ部４８に形成された隙間５０は、焼入れ部４８の円周方向に互いに約１８０°離隔して形成されている。
【００４９】
ただし、図２（ａ）に示すように、大径シリンダ室４２の内周面４２ａには、油孔５１が形成されており、この油孔５１を避けるように焼入れ部４８が形成されている。例えば隙間５０に油孔５１が形成されている。この油孔５１は、大径シリンダ室４２内に潤滑油を供給するためのものである。
【００５０】
また、図２（ｂ）は、小径シリンダ室４３の内周面４３ａに形成されている焼入れ部４８、・・・を示す。この小径シリンダ室４３の内周面４３ａに形成されている多数の焼入れ部４８、・・・は、大径シリンダ室４２の内周面４２ａに形成されている多数の焼入れ部４８、・・・と同等のものであるので、同等部分を同一の図面符号で示し、それらの説明を省略する。
【００５１】
次に、上記のように構成された斜板式液圧回転機１を、例えば油圧モータとして使用するときの動作を、図１を参照して説明する。まず、作動油である圧油を供給路３ａに通してピストン室９ａに供給すると、ピストン１０は、ピストン室９ａから押し出されながら斜板１２に案内されて下方に移動し、これによって、回転軸５を所定方向に回転駆動することができる。そして、別のピストン１０は、上方に移動しながら斜板１２に案内されてピストン室９ａに押し込まれ、ピストン室９ａ内の作動油が排出路から排出される。このようにして、回転軸５を所定方向に連続して回転駆動することができる。
【００５２】
また、図１に示す傾転調節用駆動部４７によると、傾転調節用大径ピストン４４及び小径ピストン４５を、作動油によって左右方向にスライドさせることによって、斜板１２の回動軸線Ｌに対する傾転角度θを変更することができる。これによって、ピストン１０のストローク量を変更することができ、回転軸５の回転速度を調整することができる。
【００５３】
なお、斜板式液圧回転機１を、油圧ポンプとして使用するときは、図示しない別の回転駆動装置によって回転軸５を回転駆動する。すると、回転軸５の回転に伴ってシリンダブロック９が回転して、各ピストン１０はその先端部１０ａが斜板１２に沿って案内されながら往復運動して、作動油が各ピストン室９ａから順次排出される。このようにして、作動油を吐出することができる。
【００５４】
次に、図２（ａ）、（ｂ）を参照して、傾転調節用駆動部４７が備える大径及び小径シリンダ室４２、４３のそれぞれの内周面４２ａ、４３ａに形成されている焼入れ部４８、・・・の作用を説明する。上記のように、レーザ光の高指向性を利用して部分的に形成された焼入れ部４８、・・・は、熱膨張によって凸状となるので、非焼入れ部４９、・・・との間で凸部及び凹部を形成することができる。ただし、図には表れていない。これによって、大径及び小径シリンダ室４２、４３のそれぞれの内周面４２ａ、４３ａと、それぞれと対応する傾転調節用大径ピストン４４及び小径ピストン４５とのなじみ性及び摺動特性が向上し、耐焼付き性を高めることができる。なお、焼入れ部４８の凸部と、非焼入れ部４９の凹部との高低差は、例えば５〜２０μｍである。
【００５５】
しかも、傾転調節用の大径及び小径シリンダ室４２、４３のそれぞれの内周面４２ａ、４３ａにおいて、傾転調節用の大径及び小径ピストン４４、４５との摺動面のみをレーザ光で焼入れすればよく、比較的小さい設備で短時間で耐摩耗性を付与することができる。更に、硬化深さの浅い部分焼入れをすることができるので、加熱変形を起こしにくく、仕上げ加工を省くことができる。また、レーザ焼入れによれば、大気中で処理可能であり冷却液を使用せずに済むので、クリーンな作業環境を提供できる。そして、焼入れ表面はレーザ光の吸収率が一定であればよいので、ガス軟窒化処理の場合のように、部品表面の清浄度にあまり気を使う必要もなくなる。以上より、斜板式液圧回転機１の生産ラインにのせてインライン処理を行うことが可能となり、生産性を大幅に向上させると共に、傾転調節用の大径及び小径シリンダ室４２、４３の摺動面の耐焼付き性及び耐摩耗性を高めることができる。なお、焼入れ部４８の硬化深さは、例えば０．２〜０．５ｍｍである。そして、この焼入れ部４８の硬化深さは、０．２ｍｍ未満とすると、実用的な耐摩耗性を得難くなる。そして、０．５ｍｍを超えるようにすると、加熱によって焼入れ表面が粗くなり、ピストンの必要とされる摺動特性を得難くなる。
【００５６】
そして、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、円環状の焼入れ部４８をレーザ光で形成するときに、焼入れ処理の開始部分（例えば端部４８ａ）と終了部分（例えば端部４８ｂ）との間に隙間５０を形成して、両者が互いに重なり合わないようにしてある。これによって、焼入れ処理の開始部分４８ａ、及び終了部分４８ｂにおいて、焼入れによる硬度を保持することができ、必要とされる耐焼付き性及び耐摩耗性を確保することができる。そして、焼入れの開始部分４８ａ、及び終了部分４８ｂが必要な硬度に形成されることを保ちながら、その隙間５０を小さくするように焼入れ処理を行うことによって、その隙間５０部分の密封性を向上させることができる。
【００５７】
つまり、焼入れ処理の開始部分４８ａと終了部分４８ｂとが互いに重なり合うようにした場合は、重なり合う部分が焼き鈍しされて硬度が低下する恐れがあり、焼入れ効果が減じられることがある。
【００５８】
更に、焼入れによって、焼入れ部４８が組織変態による膨張で凸状となるが、焼入れ処理の開始部分４８ａと終了部分４８ｂの互いに重なり合う部分は、焼入れを２回行うこととなるので、その盛り上がりの程度にばらつきが生じる。そして、この重なり合う部分の盛り上がりのばらつきは、傾転調節用の大径及び小径ピストン４４、４５の滑らかな摺動移動を阻害する要因となる。
【００５９】
そして、円環状の焼入れ部４８、・・・を、大径及び小径シリンダ室４２、４３の軸心に対して垂直な面内に形成することによって、傾転調節用の大径及び小径ピストン４４、４５が傾転調節用の大径及び小径シリンダ室４２、４３内を摺動移動するときに生じる焼入れ部４８、・・・による摺動抵抗が、大径及び小径ピストン４４、４５の外周面の各位置に略均等に掛かることとなる。よって、大径及び小径ピストン４４、４５を、大径及び小径シリンダ室４２、４３に対して片当たりしないように摺動移動させることができる。
【００６０】
また、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、焼入れ部４８、４８である円環状の２つの突条の間に、非焼入れ部４９である円環状の１つの溝部が形成されるようにすると、この２つの焼入れ部４８、４８及び１つの非焼入れ部４９は、潤滑油を漏れないように保持することができる。これによって、大径及び小径シリンダ室４２、４３と、大径及び小径ピストン４４、４５との間の界面の全周に亘って油膜を形成することができる。その結果、斜板１２との関係で生じる横分力によって、大径及び小径ピストン４４、４５が大径及び小径シリンダ室４２、４３の内周面４２ａ、４３ａに対して片当たりするときでも、大径及び小径シリンダ室４２、４３の内周面４２ａ、４３ａの全周に亘って油膜切れの発生を抑制することができ、大径及び小径ピストン４４、４５を大径及び小径シリンダ室４２、４３内で円滑に摺動移動させることができる。
【００６１】
ここで、非焼入れ部４９の横幅は、互いに隣合う焼入れ部４８の焼入れ効果が減じられない程度の寸法に規定されている。
【００６２】
更に、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、互いに隣り合って形成された円環状の焼入れ部４８、・・・のそれぞれに形成されている隙間５０どうしの、当該焼入れ部４８の円周方向の間隔が、約１８０°離隔している。これによって、潤滑油及び作動油の漏れ距離を比較的長くすることができ、潤滑油及び作動油の漏れを抑制できる。
【００６３】
次に、本発明に係る斜板式液圧回転機の第２実施形態を、図３（ａ）を参照して説明する。ただし、図３（ａ）は、第２実施形態の傾転調節用の大径及び小径シリンダ室４２、４３の各内周面４２ａ、４３ａに形成されている焼入れ部４８、・・・を、模式的、かつ立体的に表したものであり、大径及び小径シリンダ室４２、４３を省略している。
【００６４】
この図３（ａ）に示す第２実施形態の傾転調節用の大径及び小径シリンダ室４２、４３の各内周面４２ａ、４３ａに形成されている焼入れ部４８、・・・と、図２（ａ）、（ｂ）に示す第１実施形態の傾転調節用の大径及び小径シリンダ室４２、４３の各内周面４２ａ、４３ａに形成されている焼入れ部４８、・・・とが相違しているところは、焼入れ部４８、・・・のパターンの配置を変えているところである。これ以外は同等であるので、それらの説明を省略する。
【００６５】
つまり、図３（ａ）に示す第２実施形態の焼入れ部４８、・・・は、互いに隣り合って形成された円環状の焼入れ部４８、・・・のそれぞれに形成されている隙間５０どうしの、当該焼入れ部４８の円周方向の間隔が、約９０°離隔している。このようにしても、潤滑油及び作動油の漏れ距離を比較的長くすることができ、潤滑油及び作動油の漏れを低減できる。
【００６６】
次に、本発明に係る斜板式液圧回転機の第３実施形態を、図３（ｂ）を参照して説明する。ただし、図３（ｂ）は、第３実施形態の傾転調節用の大径及び小径シリンダ室４２、４３の各内周面４２ａ、４３ａに形成されている焼入れ部５３を、模式的、かつ立体的に表したものであり、大径及び小径シリンダ室４２、４３を省略している。
【００６７】
この図３（ｂ）に示す第３実施形態の傾転調節用の大径及び小径シリンダ室４２、４３の各内周面４２ａ、４３ａに形成されている焼入れ部５３と、図２（ａ）、（ｂ）に示す第１実施形態の傾転調節用の大径及び小径シリンダ室４２、４３の各内周面４２ａ、４３ａに形成されている焼入れ部４８、・・・とが相違しているところは、焼入れ部のパターン形状を変えているところである。これ以外は同等であるので、それらの説明を省略する。
【００６８】
つまり、図３（ｂ）に示す第３実施形態の焼入れ部５３は、大径及び小径シリンダ室４２、４３の軸心を中心とする螺旋状に形成されている。そして、この螺旋状の焼入れ部５３の環状部分の横幅、及びこの環状部分の互いに隣合う間隔（非焼入れ部４９の横幅）は、この焼入れ部５３の焼入れ効果が減じられない程度の寸法、又はそれ以上の寸法に規定されている。
【００６９】
このように焼入れ部５３を螺旋状に形成すると、レーザ光による焼入れを連続して行うことができる時間を、第１実施形態と比較して長くすることができ、焼入れ処理を能率よく行うことができる。そして、焼入れ部５３どうしの間に形成された非焼入れ部４９である螺旋状の溝部に潤滑油を溜めることができる。更に、螺旋状の溝部の両端開口部５４と５５との間の距離を長くすることができるので、油漏れの距離を比較的長くすることができる。
【００７０】
そして、螺旋状の焼入れ部５３の環状部分の互いに隣合う間隔は、焼入れ効果が減じられない程度の寸法、又はそれ以上の寸法とすることによって、実用に耐え得る焼入れ効果を得ることができる。
【００７１】
次に、図４を説明する。図４は、図２（ｂ）に示す第１実施形態に係る傾転調節用小径シリンダ室４３の内周面４３ａにおける入口上部の耐久試験結果を示す図である。この図４に示す「●」は、内周面４３ａに硬化処理を施していないもの（標準）の試験結果であり、「■」は、内周面４３ａにガス軟窒化処理を施したものの試験結果である。そして、「◆」は、内周面４３ａにレーザ焼入れ処理（面積率６０％）を施したものの試験結果である。縦軸は、磨耗量δ（μｍ）であり、横軸は、傾転調節用小径ピストン４５を、スライドさせてその方向を切り換えた回数Ｎ（×１０4）である。
【００７２】
また、これらの耐久試験に使用した傾転調節用小径シリンダ室のそれぞれの材質は、鋳鉄（ＦＣＶ４２０）である。そして、ガス軟窒化処理及びレーザ焼入れ処理によって形成されたそれぞれの焼入れ部の硬化層の厚みは、０．１〜０．２ｍｍ、０．２〜０．３ｍｍである。
【００７３】
図４から分かるように、内周面４３ａにレーザ焼入れ処理を施したもの「◆」は、ガス軟窒化処理を施したもの「■」と、同程度の耐摩耗性を有していることが分かる。そして、レーザ焼入れ処理を施したもの「◆」は、硬化処理を施していないもの（標準）「●」と比較して、耐摩耗性が優れていることは明らかである。
【００７４】
ただし、上記第１及び第２実施形態では、図２（ａ）、（ｂ）等に示すように、１つの焼入れ部４８に対して１つの隙間５０を形成したが、これに代えて、２つ以上の隙間５０を形成してもよい。
【００７５】
そして、上記第１及び第２実施形態では、図２（ａ）、（ｂ）等に示すように、互いに隣り合って形成された円環状の焼入れ部４８、４８のうちの一方の焼入れ部４８に形成された隙間５０、及び他方の焼入れ部４８に形成された隙間５０は、この焼入れ部４８の円周方向に互いに約１８０°、及び約９０°離隔して形成したものを例に挙げたが、これ以外の角度で離隔するように形成してもよい。
【００７６】
また、隙間５０どうしを離隔させる円周方向の角度は、約９０°以上とすることが好ましい。このようにすると、潤滑油や作動油の漏れ距離を比較的長くすることができる。
【００７７】
更に、上記各実施形態では、図２（ａ）、（ｂ）等に示すように、焼入れ部４８、５３が形成されている面積率を約６０％としたが、これ以外の面積率で焼入れ部４８、５３を形成してもよいが、例えば、耐焼付き性及び耐摩耗性を確保するためには、５０％以上が必要であり、好ましくは、６０〜９０％とするのがよい。
【００７８】
なお、この面積率とは、焼入れ部４８が形成されている面積と、大径、又は小径シリンダ室４２、４３の各内周面４２ａ、４３ａにおける大径又は小径ピストン４４、４５との摺動面の面積との比率である。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上のように、本発明に係る斜板式液圧回転機は、生産性を向上させると共に、傾転調節用シリンダの摺動面の耐焼付き性及び耐摩耗性を高めることができる優れた効果を有し、このような斜板式液圧回転機に適用するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る斜板式液圧回転機の縦断面図である。
【図２】（ａ）は同第１実施形態に係る斜板式液圧回転機が備える傾転調節用大径シリンダ室に形成された焼入れ部を示す斜視図、（ｂ）は、同斜板式液圧回転機が備える傾転調節用小径シリンダ室に形成された焼入れ部を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は同発明の第２実施形態に係る斜板式液圧回転機が備える傾転調節用の大径及び小径シリンダ室に形成された焼入れ部を模式的に示す斜視図、（ｂ）は同発明の第３実施形態に係る斜板式液圧回転機が備える傾転調節用の大径及び小径シリンダ室に形成された焼入れ部を模式的に示す斜視図である。
【図４】同第１実施形態に係る斜板式液圧回転機が備える傾転調節用小径シリンダ室の耐久試験結果を示す図である。
【符号の説明】
【００８１】
１  斜板式液圧回転機
２  ケーシング本体
３  バルブカバー
３ａ  供給路
４  斜板支持部
５  回転軸
６、７  軸受
８  押え板
９  シリンダブロック
９ａ  ピストン室
９ｂ  油通路
１０  ピストン
１０ａ  先端部
１１  受け座
１２  斜板
１３  シュー
１３ａ  嵌合凹部
１３ｂ  当接面
１４  押え板
２２  凹面
２５  バルブプレート
２５ａ  供給ポート
２５ｂ  排出ポート
２６ａ  滑面
２７  挿通孔
３２  凸面
４１  シュープレート
４２  傾転調節用大径シリンダ室
４２ａ  内周面
４３  傾転調節用小径シリンダ室
４３ａ  内周面
４４  傾転調節用大径ピストン
４４ａ  嵌合凹部
４５  傾転調節用小径ピストン
４５ａ  嵌合凹部
４６  傾転調節用シュー
４６ａ  端部
４７  傾転調節用駆動部
４８  焼入れ部
４８ａ、４８ｂ  端部
４９  非焼入れ部
５０  隙間
５１  油孔
５３  焼入れ部
５４、５５  開口部
Ｌ  回転軸線
【図１】
2010024900.tif 000003
【図２】
2010024900.tif 000004
【図３】
2010024900.tif 000005
【図４】
2010024900.tif 000006