斜轴式液压回转机 技术领域 本发明涉及在例如建筑机械、 其它的一般机械中作为液压泵、 液压马达使用的斜 轴式液压回转机。
背景技术 一般地， 在建筑机械或一般机械的领域， 作为液压泵或液压马达使用的液压回转 机， 公知有固定容量型或可变容量型的斜轴式液压回转机。
这种现有技术的斜轴式液压回转机， 包括 ： 壳体 ； 可旋转地设于该壳体内的旋转 轴； 以与该旋转轴一起旋转的方式可旋转地设于上述壳体内并形成有沿周向分离而沿轴向 延伸的多个缸孔的液压缸体 ； 以及， 轴向的一侧支撑于上述旋转轴而另一侧可滑动地嵌插 于该液压缸体的各缸孔内并伴随该液压缸体的旋转在各缸孔内往复运动的多个活塞。
另一方面， 斜轴式液压回转机， 具备 ： 沿液压缸体的旋转轴中心形成的中心孔 ； 嵌 合于液压缸体的中心孔进行该液压缸体的定心的中心轴 ； 位于轴向的另一侧并设于壳体与 液压缸体之间且形成有与上述各缸孔连通的给排口 （低压口、 高压口） 的阀片 ； 以及， 设于上 述中心轴与液压缸体之间， 将液压缸体向上述阀片施力的弹簧。
另一方面， 在位于上述壳体内的旋转轴的基端侧端部一体地设置驱动盘， 在该驱 动盘上可摆动地连结有从上述液压缸体突出的各活塞的突出侧端部与中心轴的突出侧端 部 （专利文献 1） 。
这种斜轴式液压回转机， 在例如作为液压马达使用时， 若通过高压口将来自外部 的压力油依次供给各缸孔内， 则各活塞的突出侧端部顺次推压驱动盘。 由此， 产生以上述驱 动盘的旋转轴为中心的旋转力， 将该旋转力作为马达输出而输出。
现有技术文献
专利文献
专利文献 1 ： 日本特开 2008-101581 号公报
发明的概要
然而， 在上述的现有技术中， 使用铸件、 钢材料等形成液压缸体的母材， 在母材的 表面侧设有例如实施了氮化系的热处理的氮化处理层。 该氮化处理层例如由扩散层与化合 物层构成。
可是， 在活塞往复运动期间， 伴随各缸孔的入口部周缘 （开口部周缘） 与活塞接触， 在液压缸体与活塞的接触部位产生摩损痕。若这样的磨损发展， 则如前所述有时化合物层 从由扩散层与化合物层构成的氮化处理层剥离。其结果， 在液压缸体与活塞的接触部位存 在担心产生咬住、 热粘等问题。
发明内容
本发明是鉴于上述现有技术的问题而提出的， 目的在于提供一种斜轴式液压回转 机， 能够抑制在液压缸体的各缸孔与活塞的接触部位的磨损， 防止发生咬住、 热粘等。
（1） 为了解决上述的课题， 本发明适用于斜轴式液压回转机， 具备 ： 筒状的壳体 ；旋转自如地设于该壳体的旋转轴 ； 以与该旋转轴一体旋转的方式设于上述壳体内并具有在 周向分离且沿轴向延伸的多个缸孔的液压缸体 ； 以及， 轴向的一侧摆动自如地支撑于上述 旋转轴而另一侧能往复运动地嵌插于上述液压缸体的各缸孔的多个锥形活塞。
并且， 本发明采用的结构的特征在于， 在上述液压缸体上包含上述各缸孔形成实 施氮化系的处理的氮化处理层， 在该氮化处理层的表面侧形成由磷酸锰覆盖膜构成的化学 生成覆盖膜。
根据这种结构， 在缸孔的周壁 （表面） 侧以覆盖氮化处理层的方式形成由磷酸锰覆 盖膜构成的化学生成覆盖膜。 磷酸锰的化学生成覆盖膜与在缸孔内滑动位移的锥形活塞的 形状尽快地适应。 其结果， 能够降低缸孔与活塞的接触部位的表面压力， 能够实现磨损的降 低化。另一方面， 通过将磷酸锰的化学生成覆盖膜预先形成为与其磨损量相同程度以上的 膜厚， 从而能够防止磨损到达氮化处理层中化合物层与扩散层的分界面附近， 能够抑制形 成于液压缸体的氮化处理层因磨损而受到损伤。 并且， 通过形成氮化处理层， 在其表面进行 磷酸锰的化学生成处理， 从而能够在增加了表面积的状态下形成化学生成覆盖膜， 因此变 得更容易附着化学生成覆盖膜。
而且， 由于磷酸锰的化学生成覆盖膜与在缸孔内滑动位移的锥形活塞的形状尽快 地适应， 从而能够抑制在缸孔的开口部周缘与锥形活塞的接触区域产生偏置。 因此， 能够抑 制缸孔的开口部周缘与锥形活塞的接触区域扩大， 能够抑制伴随接触区域扩大的发热量增 大。因而， 能够降低缸孔的开口部周缘与锥形活塞的咬住、 热粘等的危险， 能够提高作为斜 轴式液压回转机的可靠性。
（2） 根据本发明， 形成于上述液压缸体的上述氮化处理层由形成于母材的表面侧 的扩散层和形成于该扩散层的表面侧的化合物层构成， 由上述磷酸锰覆盖膜构成的化学生 成覆盖膜形成于上述化合物层的表面侧。由此， 磷酸锰的化学生成覆盖膜能够与在缸孔内 滑动位移的锥形活塞的形状尽快地适应， 降低缸孔与活塞的接触部位的磨损。
（3） 根据本发明， 形成于上述液压缸体的上述氮化处理层由形成于母材的表面侧 的扩散层和形成于该扩散层的表面侧的化合物层构成， 在上述液压缸体的缸孔上以用研磨 手段除去上述氮化处理层中的上述化合物层的状态形成由上述磷酸锰覆盖膜构成的上述 化学生成覆盖膜。
根据这种结构， 通过用研磨手段除去氮化处理层中位于表面侧的化合物层， 从而 例如在液压缸体反复进行正向的旋转与反向的旋转时， 即使在缸孔的开口部周缘与锥形活 塞的接触部位产生冲击载荷， 也能够消除伴随此的上述化合物层的剥离， 能够降低咬住、 热 粘等的发生。另外， 能够在缸孔的开口部周缘将磷酸锰的化学生成覆盖膜以稳定的状态确 保并残留。 而且， 在用研磨手段除去上述化合物层之后， 通过预先形成与开口部周缘的磨损 量相同程度以上的化学生成覆盖膜， 从而能够抑制形成于液压缸体的氮化处理层因磨损而 受到损伤。 因此， 能够抑制在缸孔的开口部周缘滑动面的粗糙度变差， 能够良好地确保活塞 的滑动特性。
（4） 根据本发明， 在上述锥形活塞上设有实施氮化系处理而形成的氮化处理层、 和 形成于该氮化处理层的表面侧的氧化覆盖膜。
根据这种结构， 在锥形活塞的表面侧除了氮化处理层之外， 还形成氧化覆盖膜， 因此能够制作由该氧化覆盖膜进行耐咬住性良好的表面处理的锥形活塞， 即使对液压缸体也 能够有效地降低在各缸孔的开口部周缘的磨损。由此， 能够抑制形成于液压缸体的氮化处 理层因磨损而受到损伤。而且， 即使在缸孔的开口部周缘与锥形活塞的接触部位的表面压 力过大， 或者产生油膜断开等的条件下， 通过在锥形活塞的表面中最表面侧形成氧化覆盖 膜层， 从而能够防止咬住、 热粘等的发生。 附图说明
图 1 是表示本发明第一实施方式的斜轴式液压马达的纵剖视图。
图 2 是作为单体表示图 1 中的液压缸体的放大剖视图。
图 3 是作为单体放大表示图 1 中的锥形活塞的局部剖视主视图。
图 4 是从图 1 中的箭头Ⅳ - Ⅳ方向放大观察向液压缸体的各缸孔内嵌插多个活塞 的状态的剖视图。
图 5 是放大表示形成于图 4 中的缸孔的开口部周缘的磨损形状的液压缸体的局部 放大图。
图 6 是放大表示形成于比较例的缸孔的开口部周缘的磨损形状的液压缸体的局 部放大图。 图 7 是表示对液压缸体的表面处理的各工序的流程图。
图 8 是表示对锥形活塞的表面处理的各工序的流程图。
图 9 是表示包含形成于缸孔的周壁面的化学生成覆盖膜的表面处理层等的图 2 中 的箭头Ⅸ部的放大剖视图。
图 10 是在形成表面处理层之前的状态表示缸孔的周壁面等的在与图 9 同样的位 置的放大剖视图。
图 11 是表示在缸孔的周壁面形成氮化处理层的状态的在与图 9 同样的位置的放 大剖视图。
图 12 是表示包含形成于锥形活塞的外周面侧的氧化覆盖膜的表面处理层等的图 3 中的箭头所示的Ⅻ部的放大剖视图。
图 13 是在形成表面处理层之前的状态下表示锥形活塞的外周面等的在与图 12 同 样的位置的放大剖视图。
图 14 是表示在锥形活塞的外周面侧形成氮化处理层的状态的在与图 12 同样的位 置的放大剖视图。
图 15 是用与试验时间的关系表示缸孔的开口周缘部的表面粗糙度的变化的特性 线图。
图 16 是用与试验时间的关系表示缸孔的开口周缘部的磨损量的特性线图。
图 17 是表示第二实施方式的液压缸体的表面处理工序的流程图。
图 18 是表示在缸孔的周壁面形成氮化处理层的状态的在与图 9 同样的位置的放 大剖视图。
图 19 是表示从图 18 中的氮化处理层除去化合物层的状态的放大剖视图。
图 20 是表示在除去化合物层后的氮化处理层上形成化学生成覆盖膜的状态的在 与图 18 同样的位置的放大剖视图。
具体实施方式
以下， 以将本发明的实施方式的斜轴式液压回转机适用于固定容量型斜轴式液压 马达的情况为例， 参照附图详细说明。
图 1 至图 16 表示本发明的斜轴式液压回转机的第一实施方式。
图中， 1 为作为斜轴式液压回转机的代表例的液压马达的壳体。 该壳体 1 由做成长 度方向中间弯曲的筒形状的壳体本体 2 与后述的头部壳体 3 构成。
壳体本体 2 由位于轴向一侧的一侧筒部 2A、 和轴向另一侧的另一侧筒部 2B 构成， 一侧筒部 2A 与另一侧筒部 2B 的中间部位弯曲。在壳体本体 2 的一侧筒部 2A 上， 在其轴向 一侧的端部形成有轴插通孔 2C。
3 是固定于壳体本体 2 的另一侧筒部 2B 侧端面 （头侧端面） 的头部壳体， 在该头部 壳体 3 上形成有一对给排通路 （均未图示） 。这些给排通路中高压侧的给排通路将从液压泵 （未图示） 吐出的压力油经由后述的阀片 13 的给排口 13B 供给各缸孔 8 内。低压侧的给排 通路从后述的阀片 13 的给排口 13C 侧向油箱 （未图示） 排出回流油。
4 表示设于壳体本体 2 的一侧筒部 2A 的旋转轴， 该旋转轴 4 构成该液压马达的输 出轴。旋转轴 4 通过轴承旋转自如地支撑于壳体本体 2 的一侧筒部 2A 内。旋转轴 4 的一 端侧通过轴插通孔 2C 向壳体本体 2 的外部突出。
另一方面， 旋转轴 4 的另一端侧在壳体本体 2 的一侧筒部 2A 向另一侧筒部 2B 延 伸， 在其端部一体地设有与该旋转轴 4 一体地旋转的驱动盘 5。 该驱动盘 5 配置在壳体本体 2 的一侧筒部 2A 与另一侧筒部 2B 的边界部附近的位置。在驱动盘 5 上分别设有位于另一 侧端面的中心侧的中心侧的凹球面部 5A 和位于该凹球面部 5A 的径向外侧并沿周向相互分 离的旋转传动用的多个凹球面部 5B。 这里， 中心侧的凹球面部 5A 能滑动地连结后述的中心 轴 9 的球形部 9A。在多个凹球面部 5B 上分别能摆动地连结后述的各锥形活塞 10 的球形部 10B。
6 表示能旋转地设于壳体 1 内的液压缸体， 该液压缸体 6 是通过后述的中心轴 9、 各锥形活塞 10 与驱动盘 5 连结并与旋转轴 4 一体进行旋转的部件。液压缸体 6 形成为壁 厚的圆筒状， 在其中心部沿旋转中心轴 O-O 穿设有供后述的中心轴 9 能滑动地嵌插的中心 孔 7。 另外， 在液压缸体 6 穿设有以中心孔 7 为中心在周向以一定间隔分离并在轴向延伸的 多根 （通常为 5 根、 7 根或 9 根等奇数根） 的缸孔 8。
液压缸体 6 是通过对使用例如铸铁或铸钢等的铁系材料形成的后述的母材 16 作 为表面处理实施如后述的氮化处理和磷酸锰的化学生成覆盖膜处理来构成的。液压缸体 6 中头部壳体 3 一侧的端面成为与后述的阀片 13 滑动接触的凹弯曲面状的滑动面 6A。
在液压缸体 6 的滑动面 6A 与各缸孔 8 之间形成有在滑动面 6A 一侧与阀片 13 连 通、 断开的多个缸口 8A（仅图示 1 个） 。如图 2 所示， 各缸孔 8 具有开口部周缘 8B， 该开口 部周缘 8B 也是用于将后述的锥形活塞 10 插入缸孔 8 内的入口部周缘。
9 是为了进行液压缸体 6 的定心而嵌插于中心孔 7 而设置的中心轴。如图 1 所示， 该中心轴 9 一端侧成为球形部 9A， 另一端侧形成有有底状的弹簧收容孔 9B。中心轴 9 的球 形部 9A 能滑动地嵌合于形成在驱动盘 5 的中心侧的凹球面部 5A。另一方面， 在中心轴 9 的 弹簧收容孔 9B 内配设有后述的弹簧 14。10 为能往复运动地嵌插于液压缸体 6 的各缸孔 8 内的多个锥形活塞。如图 3 所 示， 这些锥形活塞 10 包括 ： 从一端侧向另一端侧扩径为锥形状而形成的锥形轴部 10A ； 一体 地形成于该锥形轴部 10A 的一端 （小径部） 侧的球形部 10B ； 形成于锥形轴部 10A 的另一端 （大径部） 侧的活塞部 10C ； 以及从该活塞部 10C 侧的端部向球形部 10B 侧在锥形活塞 10 内 沿轴向延伸的油孔 10D。
锥形活塞 10 的活塞部 10C 侧能滑动地嵌插于缸孔 8 内。在活塞部 10C 的外周侧， 为了确保与缸孔 8 之间的密封性， 安装有由活塞环构成的两个密封部件 11、 12。锥形活塞 10 的球形部 10B 能摆动 （滑动） 地连结于驱动盘 5 的凹球面部 5B 内， ， 供给到缸孔 8 内的压 力油的一部分成为润滑油并从油孔 10D 侧补给到两者的滑动面上。
13 为设于壳体 1 的头部壳体 3 与液压缸体 6 之间的阀片， 该阀片 13 的与液压缸体 6 面对的一侧面成为凸弯曲状的切换面 13A， 另一侧面成为平坦面， 固定于头部壳体 3。液 压缸体 6 通过使其滑动面 6A 相对于阀片 13 的切换面 13A 滑动接触并旋转， 从而对各缸孔 8 的压力油的供给、 排出如下述进行。
即， 如图 4 所示， 在阀片 13 上沿周向形成有构成眉形状的一对给排口 13B、 13C。 这 些给排口 13B、 13C 与形成于头部壳体 3 的上述一对给排通路连通。给排口 13B、 13C 是伴随 液压缸体 6 的旋转而与各缸孔 8 的缸口 8A 间歇性连通的部件。 此时， 例如成为高压侧的一侧的给排口 13B 与上述一对的给排通路中的高压侧的 给排通路连接， 将从液压泵 （未图示） 排出的压力油供给到各缸孔 8 内。另一方面， 成为低压 侧的另一侧的给排口 13C 与上述一对的给排通路中的低压侧的给排通路连接， 将从各缸孔 8 排出的回流油向油箱 （未图示） 侧排出的部件。
14 是设于中心轴 9 与液压缸体 6 之间的弹簧， 该弹簧 14 配置于中心轴 9 的弹簧 收容孔 9B 内， 总是将液压缸体 6 向阀片 13 的切换面 13A 加力。由此， 液压缸体 6 是在使其 滑动面 6 紧贴在阀片 13 的切换面 13A 的状态下相对于阀片 13 在正向或逆向相对旋转的部 件。
接着， 对在液压缸体 6 与锥形活塞 10 上实施的各个表面处理层进行叙述。
15 是形成于液压缸体 6 的表面处理层。该表面处理层 15 以包含中心孔 7 及多个 缸孔 8 地整体覆盖液压缸体 6 的表面侧的方式形成。如图 9 所示， 表面处理层 15 由通过对 使用例如铸铁或铸钢等铁系材料形成的液压缸体 6 的母材 16 实施后述的氮化系的热处理 而形成的氮化处理层 17 与后述的化学生成覆盖膜 18。
这里， 如图 9、 图 11 所示， 氮化处理层 17 由形成于母材 16 的表面侧的扩散层 17A、 和以覆盖该扩散层 17A 的表面侧的方式形成的化合物层 17B 构成。其中化合物层 17B 形成 为比扩散层 17A 硬的层， 化合物层 17B 的厚度为 10 ～ 20μm 左右。
18 是以覆盖氮化处理层 17 的化合物层 17B 的方式形成的化学生成覆盖膜。该化 学生成覆盖膜 18 是通过例如浸渍 （浸泡） 等处理手段在化合物层 17B 的表面侧形成磷酸锰 覆盖膜的部分。磷酸锰的化学生成覆盖膜 18 其相对于锥形活塞 10 等的滑动部件的初期适 应性优良， 其膜厚设定为例如 10 ～ 20μm 以上的厚度。而且， 磷酸锰的化学生成覆盖膜 18 会与在缸孔 8 内滑动位移的锥形活塞 10 的表面形状尽快地适应， 降低缸孔 8 与锥形活塞 10 的接触部位的表面压力， 降低磨损。
接着， 20 为形成于锥形活塞 10 的表面处理层。该表面处理层 20 以整体覆盖锥形
活塞 10 的锥形轴部 10A、 球形部 10B 及活塞部 10C 的表面侧的方式形成。如图 12 所示， 表 面处理层 20 由通过对锥形活塞 10 的母材 10′实施后述的氮化系的热处理而形成的氮化处 理层 21 与后述的氧化覆盖膜 22 构成。这里， 锥形活塞 10 的氮化处理层 21 也与液压缸体 6 的氮化处理层 17 同样， 由扩散层 21A 与化合物层 21B 构成。
22 为以覆盖氮化处理层 21 的化合物层 21B 的方式形成的氧化覆盖膜。该氧化覆 盖膜 22 通过使例如 500℃以上的过热水蒸气附着在化合物层 21B 的表面侧， 从而形成氧化 铁 （Fe3O4） 的表面层。氧化覆盖膜 22 在锥形活塞 10 的最表面侧形成致密稳定的层， 提高锥 形活塞 10 的耐氧化性、 耐腐蚀性及耐磨损性等。
由于第一实施方式的斜轴式液压马达具有如上述的结构， 因此以下对其动作进行 说明。
在驱动液压马达的旋转轴 4 时， 将从液压泵 （未图示） 排出的压力油经由形成于头 部壳体 3 的高压侧的给排通路、 阀片 13 的给排口 13B 依次向各缸孔 8 内供给， 以此时的液 压力使各锥形活塞 10 从缸孔 8 向驱动盘 5 侧依次伸长。另一方面， 来自各缸孔 8 的回流油 伴随着各锥形活塞 10 沿向缸孔 8 内缩小的方向位移而从低压侧的给排口 13C、 给排通路向 油箱侧排出。 此时， 在上述油压依次供给的各缸孔 8 内， 成为嵌插于内部的锥形活塞 10 的突出 侧端部的球形部 10B 被依次推压到驱动盘 5 的凹球面部 5B 侧。由此， 在驱动盘 5 上产生以 旋转轴 4 为中心的旋转力， 该旋转力从旋转轴 4 的前端侧作为马达输出而输出。
在液压马达旋转时， 通过各锥形活塞 10 与缸孔 8 的内周壁和开口部周缘 8B 接触， 从而旋转力传递到液压缸体 6， 液压缸体 6 与驱动盘 5 会同步旋转。此时， 存在各锥形活塞 10 中的一根活塞 10 与一个缸孔 8 的内周壁和开口部周缘 8B 接触的区域。作为该区域， 可 例举 ： 插通锥形活塞 10 的缸孔 8 与低压侧的给排口 13C 连通时的一定区间 （图 4 中所示的 低压侧的接触区域 A） ； 和与高压侧的给排口 13B 连通时的一定区间 （高压侧的接触区域 B） 。
即， 嵌插于液压缸体 6 的各缸孔 8 内设置的多个锥形活塞 10， 在液压缸体 6 旋转一 周期间， 在图 4 中所示的低压侧的接触区域 A 与高压侧的接触区域 B 中与缸孔 8 的内周壁 和开口部周缘 8B。由此， 进行从锥形活塞 10 向液压缸体 6 的旋转力的传递， 液压缸体 6 与 驱动盘 5 同步旋转。
这里， 根据图 6 说明现有技术的比较例。在该比较例中， 在液压缸体 6′的各缸孔 8′上仅形成有氮化处理层。因此， 在液压缸体 6′的各缸孔 8′的开口部周缘 8B′形成磨 损痕 23′。 若这样的磨损发展， 则在没有形成化学生成覆盖膜的比较例的情况下， 在形成于 缸孔 8′的由扩散层与化合物层构成的氮化处理层中， 有时表面侧的化合物层剥离， 在缸孔 8′的开口部周缘 8B′侧有可能产生咬住、 热粘等。
另一方面， 在现有技术中， 从上述氮化处理层预先将化合物层用例如珩磨加工等 手段除去， 有时形成耐咬住性、 耐热粘性良好的珩磨面。 可是， 即使在这种情况下， 若上述磨 损痕 23′达到 10μm 左右的深度， 则有时上述珩磨面因磨损而消失。 在这种状态下， 若磨损 进一步发展， 则开口部周缘 8B′的表面粗糙度变差， 锥形活塞的滑动性降低， 而容易发生咬 住、 热粘等。
而且， 在现有技术的情况下， 由于缸孔 8′与锥形活塞的形状的偏差， 有时在缸孔 8′的开口部周缘 8B′与锥形活塞的接触区域产生偏置。 若产生这种偏置， 则伴随两者的滑
动接触的发热量增加， 发生咬住、 热粘等的可能性变高。
因此， 在第一实施方式中， 做成按照图 7 所示的顺序进行液压缸体 6 的表面处理的 结构。此时， 如图 10 所示， 准备使用铁系材料形成的液压缸体 6 的母材 16。接着， 对液压 缸体 6 的母材 16 实施氮化系的热处理。由此， 如图 11 所示， 形成由扩散层 17A 与化合物层 17B 构成的氮化处理层 17（图 7 中的步骤 1） 。
接着， 在步骤 2 的化学生成覆盖膜处理中， 在例如加热熔融磷酸锰的浴槽 （未图示） 中， 使液压缸体 6 的母材 16 浸渍 （浸泡） 规定时间。通过这种浸渍处理， 在化合物层 17B 的 表面侧形成磷酸锰的化学生成覆盖膜 18。 如图 9 所示， 由该化学生成覆盖膜 18 以从外侧在 整个面被覆氮化处理层 17 的化合物层 17B 的方式覆盖。
另一方面， 在第一实施方式中， 对锥形活塞 10 也按照图 8 所示的顺序进行表面处 理。此时， 如图 13 所示， 预先准备使用铁系材料等形成的锥形活塞 10 的母材 10′。接着， 对锥形活塞 10 的母材 10′实施氮化系的热处理。由此， 如图 14 所示， 形成由扩散层 21A 与 化合物层 21B 构成的氮化处理层 21（图 8 中的步骤 11） 。
接着， 在步骤 12 的氧化覆盖膜处理中， 使例如 500℃以上的过热水蒸气附着在化 合物层 21B 的表面侧。由此， 形成由氧化铁 （Fe3O4） 的表面层构成的氧化覆盖膜 22。如图 12 所示， 由该氧化覆盖膜 22 以从外侧在整个面被覆氮化处理层 21 的化合物层 21B 的方式 覆盖。 并且， 根据第一实施方式， 做成如下结构 ： 以在液压缸体 6 的表面侧、 特别是缸孔 8 的周壁 （表面） 侧覆盖氮化处理层 17 的方式形成由磷酸锰覆盖膜构成的化学生成覆盖膜 18。因此， 在表面处理层 15 中位于最外侧的磷酸锰的化学生成覆盖膜 18 能够与在缸孔 8 内滑动位移的锥形活塞 10 的外形状尽快地适应 （なじみ） ， 发挥初期适应效果。
其结果， 能够降低缸孔 8 与锥形活塞 10 的接触部位的表面压力， 能够实现磨损的 降低化。另一方面， 通过预先将磷酸锰的化学生成覆盖膜 18 形成为与磨损量同程度以上的 膜厚， 从而能够防止磨损达到氮化处理层 17 中的化合物层 17B 与扩散层 17A 的分界面附 近。即、 此时只是磨损磷酸锰的化学生成覆盖膜 18， 在此以上磨损不会发展， 因此能够抑制 形成于液压缸体 6 的氮化处理层 17 因磨损而受到损伤。
因此， 如图 5 所示， 在液压缸体 6 的各缸孔 8 中， 即使在其开口部周缘 8B 形成磨损 痕 23 的场合， 也能够防止这些磨损痕 23 深深地到达氮化处理层 17 的化合物层 17B 与扩散 层 17A 的界面附近。 其结果， 通过形成磷酸锰的化学生成覆盖膜 18， 从而能够抑制形成于液 压缸体 6 的氮化处理层 17 因磨损而受到损伤。并且， 通过在氮化处理后的表面状态进行磷 酸锰处理， 从而能够在表面积增加的状态下形成化学生成覆盖膜 18， 因此更容易附着化学 生成覆盖膜 18。
这里， 本发明者等在液压缸体 6 的缸孔 8 内嵌插锥形活塞 10 并反复滑动试验， 进 行计测缸孔 8 的开口部周缘 8B 的表面粗糙度即、 平均表面粗糙度 （Ra） 的试验。其结果， 如 图 15 中所示的特性线 24 那样， 在第一实施方式的液压缸体 6 的缸孔 8 中， 开口部周缘 8B 的平均表面粗糙度 （Ra） 伴随滑动试验的经过时间而降低， 能够获得稳定的表面粗糙度。
即、 在形成于液压缸体 6 的缸孔 8 的表面处理层 15 中位于最外侧的磷酸锰的化学 生成覆盖膜 18 与在缸孔 8 内滑动位移的锥形活塞 10 的外形状适应。因此， 开口部周缘 8B 的平均表面粗糙度 （Ra） 随着继续滑动试验而降低。磷酸锰的化学生成覆盖膜 18 在与锥形
活塞 10 的外形状适应后， 开口部周缘 8B 成为良好的表面粗糙度， 在该状态下能够确认表面 粗糙度稳定。
另一方面， 在例如图 6 所示的比较例的情况下， 不具有磷酸锰的化学生成覆盖膜 等。因此， 如图 15 中的特性线 25 那样， 确认了 ： 在缸孔 8′的开口部周缘 8B′中， 表面粗糙 度即、 平均表面粗糙度 （Ra） 随时间的经过而变差， 磨损逐渐发展。
接着， 计测缸孔 8 的开口部周缘 8B 的磨损量进行调查。其结果， 如图 16 中特性线 26 所示， 能够确认 ： 开口部周缘 8B 的磨损量抑制为比深度尺寸 h 还少的量。即， 以与尺寸 h 相等的膜厚形成磷酸锰的化学生成覆盖膜 18。由此， 能够抑制形成于液压缸体 6 的氮化处 理层 17 因磨损受到不良影响， 能够由磷酸锰的化学生成覆盖膜 18 保护氮化处理层 17。
与此相对， 在图 6 所示的比较例的情况下， 不具有磷酸锰的化学生成覆盖膜等。因 此， 如图 16 中所示的特性线 27 那样， 在缸孔 8′的开口部周缘 8B′中， 确认了 ： 磨损量随时 间的经过而增加， 磨损大大地超越深度尺寸 h 地发展。
另一方面， 在第一实施方式中， 做成如下结构 ： 在锥形活塞 10 的表面侧除了氮化 处理层 21 之外， 还形成氧化覆盖膜 22。 因此， 能够制作由氧化覆盖膜 22 做成耐咬住性的良 好的表面处理的锥形活塞 10。并且， 能够有效地降低液压缸体 6 的磨损即在各缸孔 8 的开 口部周缘 8B 中的磨损。
这样， 将进行了氧化覆盖膜 22 的表面处理的锥形活塞 10 嵌插于液压缸体 6 的缸 孔 8 并进行滑动试验。此时， 如图 16 中所示的特性线 28 那样， 能够降低在开口部周缘 8B 的磨损。即， 确认了 ： 进行了氧化覆盖膜 22 的表面处理的锥形活塞 10 与没有进行氧化覆盖 膜 22 的表面处理的场合 （特性线 26） 比较， 能够进一步降低磨损。
由此， 能够抑制形成于液压缸体 6 的氮化处理层 17 因磨损而受到损伤， 能够降低 咬住、 热粘等的发生。 并且， 在锥形活塞 10 的表面中的最表面侧形成有氧化覆盖膜 22 的层。 由此， 即使在缸孔 8 的开口部周缘 8B 与锥形活塞 10 的接触部位的表面压力过大， 或者产生 油膜断开 （油膜切れ） 等的条件下， 也能够防止咬住、 热粘等的发生。
因而， 根据第一实施方式， 能够抑制在液压缸体 6 的各缸孔 8 与锥形活塞 10 的接 触部位的磨损。而且， 与在缸孔 8 内滑动位移的锥形活塞 10 的外形形状相符地使磷酸锰的 化学生成覆盖膜 18 尽快地适应。由此， 能够抑制在缸孔 8 的开口部周缘 8B 与锥形活塞 10 的接触区域产生偏置。
因此， 能够抑制缸孔 8 的开口部周缘 8B 与锥形活塞 10 的接触区域扩大， 能够抑制 伴随接触区域扩大的发热量增大， 能够提高作为斜轴式液压马达 （液压回转机） 的可靠性。
图 17 ～图 20 表示本发明的第二实施方式的斜轴式液压回转机。
第二实施方式的特征在于， 采用如下结构 ： 用研磨手段除去氮化处理层中位于表 面侧的化合物层， 在该状态下在表面侧形成化学生成覆盖膜。另外， 在本实施方式中， 在与 上述的第一实施方式的相同的构成要件上标注相同符号， 省略其说明。
在第二实施方式中， 做成如下结构 ： 按照图 17 所示的顺序进行液压缸体 6 的表面 处理。此时， 如图 20 所示， 形成于液压缸体 6 的表面侧的表面处理层 31 与第一实施方式同 样， 由氮化处理层 17 与后述的化学生成覆盖膜 32 构成。即， 如图 18 所示， 对液压缸体 6 的 母材 16 实施氮化系的热处理。由此， 与第一实施方式同样， 形成由扩散层 17A 与化合物层 17B 构成的氮化处理层 17（图 17 中的步骤 31） 。可是， 在第二实施方式中， 追加步骤 32 的除去处理来进行。由此， 使用珩磨加工等 研磨手段除去氮化处理层 17 中位于表面侧的化合物层 17B。由此， 如图 19 所示， 在母材 16 的表面侧， 氮化处理层 17 的扩散层 17A 在外侧露出。
接着， 在该状态下在步骤 33 的化学生成覆盖膜处理中， 在例如加热熔融磷酸锰的 浴槽 （未图示） 中， 使液压缸体 6 的母材 16 在规定时间内浸渍。通过这种浸渍 （浸泡） 处理， 如图 20 所示， 使磷酸锰的化学生成覆盖膜 32 形成在扩散层 17A 的表面侧， 由该化学生成覆 盖膜 32 以从外侧整面地被覆氮化处理层 17 的扩散层 17A 的方式覆盖。
并且， 在这样构成的第二实施方式中， 通过在液压缸体 6 的表面侧形成由氮化处 理层 17 与磷酸锰的化学生成覆盖膜 32 构成的表面处理层 31， 能够获得与上述的第一实施 方式同样的作用效果。特别地， 在第二实施方式中， 通过用研磨手段除去氮化处理层 17 中 位于表面侧的化合物层 17B， 起到如下效果。
即， 在液压马达的情况下， 频繁地切换旋转轴 4 的旋转方向。这样， 在液压缸体 6 反复进行正向的旋转与反向的旋转时， 即使在缸孔 8 的开口部周缘 8B 与锥形活塞 10 的接 触部位发生冲击载荷， 也能够消除与之相伴的化合物层 17B 的剥离。由此， 能够防止两者的 接触部位的咬住、 热粘等的发生， 并且， 能够预先在缸孔 8 的开口部周缘 8B 将磷酸锰的化学 生成覆盖膜 32 以稳定的状态确保并留存。 而且， 在用研磨手段除去上述化合物层 17B 之后， 预先形成与开口部周缘 8B 的磨 损量相同程度以上的化学生成覆盖膜 32。由此， 能够抑制形成于液压缸体 6 的氮化处理层 17 的扩散层 17A 因磨损而受到损伤。因此， 能够抑制在缸孔 8 的开口部周缘 8B 滑动面的粗 糙度变差， 能良好地保持锥形活塞 10 的滑动特性。
另外， 在上述各实施方式中， 作为斜轴式液压回转机以斜轴式固定容量型的液压 马达为例进行了说明。 可是， 本发明不限于此， 例如也可以适用于斜轴式可变容量型的液压 马达。而且， 也可以适用于斜轴式固定容量型或可变容量型的液压泵。这种场合， 将一对给 排口中低压侧的口作为吸入口， 将高压侧的口作为排出口。
而且， 在第一实施方式中， 以由氮化处理层 21 与氧化覆盖膜 22 构成形成于锥形活 塞 10 的表面处理层 20 的情况为例进行了说明。可是， 本发明不限于此， 例如也可以仅由氮 化处理层构成锥形活塞 10 的表面处理层。另一方面， 关于锥形活塞， 为了提高表面的硬度， 也可以采用实施氮化系的处理以外的热处理的结构。
符号说明
1 －壳体， 2 －壳体本体， 2A －一侧筒部， 2B －另一侧筒部， 3 －头部壳体， 4 －旋转 轴， 5 －驱动盘， 6 －液压缸体， 7 －中心孔， 8 －缸孔， 8B －开口部周缘， 9 －中心轴， 10 －锥 形活塞， 13 －阀片， 13B、 13C －给排口， 15、 20、 31 －表面处理层， 17、 21 －氮化处理层， 17A、 21A －扩散层， 17B、 21B －化合物层， 18、 32 －化学生成覆盖膜 （磷酸锰覆盖膜） ， 22 －氧化覆 盖膜。