斜板式液圧回転機のスリッパシューの製造方法およびスリッパシューの製造装置
【課題】 潤滑性とシール性をバランス良く両立し得るとともに、製造原価を節減する。
【解決手段】 スリッパシュー１に対し、ある距離に設置されたショットピーニングまたはショットブラスト用のノズル２７より、メディアと呼ばれる硬質粒子２８を圧縮空気によって噴射し、スリッパシュー１の摺動面１ｓに衝突させ、圧縮変形させることで凹状受圧面７が形成される。すなわち、空気と硬質粒子２８の混相流２９を高速で摺動面１ｓに衝突させることによって、凹状受圧面７を加工する。このとき、凹状受圧面７が形成されるだけでなく、凹状受圧面７表面に微小な凹状打痕（ディンプル）が形成される。
【解決手段】 スリッパシュー１に対し、ある距離に設置されたショットピーニングまたはショットブラスト用のノズル２７より、メディアと呼ばれる硬質粒子２８を圧縮空気によって噴射し、スリッパシュー１の摺動面１ｓに衝突させ、圧縮変形させることで凹状受圧面７が形成される。すなわち、空気と硬質粒子２８の混相流２９を高速で摺動面１ｓに衝突させることによって、凹状受圧面７を加工する。このとき、凹状受圧面７が形成されるだけでなく、凹状受圧面７表面に微小な凹状打痕（ディンプル）が形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、斜板式液圧回転機におけるピストンのスリッパシューの摺動面に凹状受圧面を形成する方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アキシャルピストン型の油圧ポンプ、油圧モータに代表される斜板式液圧回転機は、回転軸と一体に回転するように、回転軸周囲に配置された複数のシリンダを有し、各シリンダのシリンダボア内に挿嵌されたピストンは、その突出端が斜板によって往復駆動される。そして、ピストンの突出端と斜板の間には、スリッパシューが配設され、ピストンを円滑にガイドしつつ、往復駆動し得る。
【０００３】
このような液圧回転機を油圧ポンプとして用いる場合には、例えば原動機によって回転軸を回転駆動すると、シリンダブロックが回転軸と一体に回転することにより各シリンダボア内をピストンが往復動するように摺動変位し、ピストンの吸入行程ではシリンダボアに油液（作動油）を吸入しつつ、吐出行程ではシリンダボア内で加圧した圧油液を外部に吐出するものである。
【０００４】
その際、斜板の表面側に形成した平滑な摺動面は、各ピストンの突出端側に設けた複数のスリッパシューが高速で円軌道を描くように摺動接触する。
【０００５】
スリッパシュー上には、斜板と摺動接触するシールランド部が形成されており、シールランド部の中央には、油溜まり部が設けられる。そして回転軸による回転駆動時には、シールランド部と斜板との間に、油圧によって微小潤滑隙間が形成され、微小潤滑隙間を通って、油溜まり部に油液が圧送、貯留されることで油膜が形成される。これによって、斜板とスリッパシューとの摺動面の潤滑性、シール性が確保され、スリッパシューは静圧軸受として機能する。
【０００６】
シールランド部と斜板との摺動面に形成される微小潤滑隙間は、油溜まり部から斜板にかかる受圧面積（静圧部の面積）に比例して決まり、受圧面積が過大であると微小隙間も過大となり、潤滑性は高いがシール性が損なわれ、油圧ポンプとしての効率が低下する。
【０００７】
逆に、受圧面積が過小であると、潤滑性能が低下し、回転軸の極低速回転時や起動時において、焼きつきや摩耗による耐用寿命低下といった問題が発生する。
【０００８】
潤滑性とシール性をバランス良く両立させると同時に斜板とスリッパシューとの間の接触面積低減を実現するため、スリッパシュー摺動面上に凹状の受圧面を形成することで受圧面積を拡大し、この凹状受圧面の形状を変化させることで必要充分な微小潤滑隙間の確保を可能とする方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００９】
なお、シールランド部および静圧ポケットはバイトやエンドミルなどを用いた切削加工によって加工形成されている（特許文献２および特許文献３参照）。
【００１０】
このとき、シールランド部と静圧ポケットの形状寸法は、ピストンの直径などの幾つかの代表寸法、および斜板式液圧回転機が使用される圧力負荷領域に合わせて最適化されていなければ適正な潤滑効果を得ることができないということが知られている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許 第３４７４７９６号
【特許文献２】特許 第２５４７６３号
【特許文献３】特開２０００−２５７５４９号公報
【特許文献４】特開２００６−１７０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
シールランド部および静圧ポケットは、高い寸法精度が要求されるが、加工難易度が非常に高く、加工のための段取り作業にも多くの時間と労力を要するため、製造原価が高価であった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）請求項１の発明による斜板式液圧回転機に用いられるピストンスリッパシューの製造方法は、粒子噴射装置から前記スリッパシューの摺動面に硬質粒子を衝突させて前記スリッパシューの摺動面に凹状受圧面を形成する凹状受圧面形成工程と、前記凹状受圧面形成工程に先立って、前記スリッパシューの軸心を前記粒子噴射装置の粒子噴射軸心に軸合せる芯出し工程とを有し、前記凹状受圧面形成工程では、前記粒子噴射装置と前記スリッパシューとの相対位置関係を固定としたまま硬質粒子を前記摺動面に衝突させることを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項1のピストンスリッパシューの製造方法において、前記凹状受圧面形成工程は、前記粒子噴射装置から圧縮粒子を噴射して前記凹状受圧面を球面状に形成するか、または、前記粒子噴射装置から圧縮旋回粒子を噴射して前記凹状受圧面を円筒平底凹部に形成することを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項１または２のスリッパシューの製造方法において、前記スリッパシューの摺動面をラップ加工して平坦面を形成する工程と、前記スリッパシューを治具にセットして軸合わせを行う工程と、前記粒子噴射装置から粒子を前記平坦面に向けて噴射する工程と、粒子噴射終了後、前記スリッパシューに付着する粒子をエアブローで除去する工程とを順番に行うことを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項の製造方法でスリッパシューを製造する製造装置であって、前記粒子噴射装置と、前記粒子噴射装置の粒子噴射軸と軸合わせされた前記治具とを備えることを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、請求項4のスリッパシューの製造装置において、前記粒子噴射装置の粒子噴射面は、前記スリッパシューの摺動面から一定距離に配置され、前記粒子噴射装置は、流体と硬質粒子の混相流を噴射するものであり、前記凹状受圧面を、硬質粒子照射領域中心部が最も深く、外側に向かうにつれて浅くなる凹状の略球面状に形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、摺動面に凹状受圧面を有するスリッパシューを低コストに製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】斜板式アキシャルピストンポンプの断面図である。
【図２】本発明における第１の実施の形態による凹状受圧面形成方法を示した模式図である。
【図３】本発明における第１の実施の形態よって形成された凹状受圧面の表面形状の拡大図である。
【図４】図２の受圧面形成のために噴射される硬質粒子の密度分布を示す図である。
【図５】図２に示したスリッパシューが吸入負圧によって変形した状態を示す模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態のスリッパシューを製造する製造方法の第１の実施形態を示すフローチャートである。
【図７】図６の製造方法における、スリッパシューの治具へのセット状態を示す縦断面図である。
【図８】図６の製造方法の変形例を示すフローチャートである。
【図９】図８の製造方法において、スリッパシューの治具へのセット状態を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態において、マスキングによる凹状受圧面および平坦部の形成方法を示した模式図である。
【図１１】図１０に示す方法によって形成された凹状受圧面および平坦部の正面図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態において、他の板状遮蔽物による凹状受圧面および平坦部の形成方法を示した模式図である。
【図１３】本発明に係る製造方法の第２の実施形態を示すフローチャートである。
【図１４】図１３の製造方法におけるスリッパシューに対する遮蔽部材セット状態を示す縦断面図である。
【図１５】図１３の製造方法におけるスリッパシューの治具へのセット状態を示す縦断面図である。
【図１６】図１３の製造方法の変形例を示すフローチャートである。
【図１７】図１６の製造方法において、スリッパシューに対する遮蔽部材セット状態を示す縦断面図である。
【図１８】図１６の製造方法におけるスリッパシューの治具へのセット状態を示す縦断面図である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態において、硬質粒子の噴射気流が旋回気流である場合に形成される静圧ポケット形状の模式図である。
【図２０】コアンダスパイラルフロー発生機構を有した噴射ノズルの断面図である。
【図２１】図１９の凹状受圧面の表面形状の拡大図である。
【図２２】図２１に示すスリッパシューが過大圧力負荷によって変形した状態を示す模式図である。
【図２３】本発明の第４の実施の形態において、マスキングによる静圧ポケットおよび平坦部の形成方法を示した模式図である。
【図２４】図２３に示す方法によって形成された静圧ポケットおよび平坦部の外観図である。
【図２５】本発明の第４の実施の形態において、他の板状遮蔽物による凹状受圧面および平坦部の形成方法を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
−第１の実施の形態−
以下、本発明の第１の実施の形態による製造方法で製造されるスリッパシューを、液圧回転機としての可変容量型斜板式アキシャルピストンポンプに適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００１７】
［スリッパシュー］
図１〜図４は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、８は液圧回転機としての可変容量型斜板式アキシャルピストンポンプ（以下、油圧ポンプ８という）で、油圧ポンプ８は、ケーシング９、回転軸１０、シリンダブロック１１、複数のピストン５、スリッパシュー１、斜板２、および弁板１２を備える。
【００１８】
図１に示すように、ケーシング９は、筒状のケーシング本体１３と、ケーシング本体１３の両端を閉塞するフロントケーシング１４およびリヤケーシング１５とを備え、油圧ポンプ８の外殻を構成する。リヤケーシング１５には、一対の給排通路１６Ａ、１６Ｂが設けられ、給排通路１６Ａ、１６Ｂは、作動油の吸込側、吐出側の配管（いずれも図示せず）等に接続される。
【００１９】
回転軸１０は、フロントケーシング１４に装着された軸受１７と、リヤケーシング１５に装着された軸受１８とによって回転自在に支承されつつ、ケーシング９内に配置されている。回転軸１０には、フロントケーシング１４から軸方向に突出する連結部１０Ａが設けられ、例えばディーゼルエンジン等の駆動源（図示せず）に連結される。これによって、回転軸１０は駆動源によって回転駆動される。
【００２０】
シリンダブロック１１は、回転軸１０の外周にスプライン結合され、回転軸１０と一体に回転する。シリンダブロック１１は、その一端面１１Ａが後述の斜板２に対向して配置され、他端面１１Ｂが後述の弁板１２に摺接する。
【００２１】
シリンダブロック１１には、それぞれが回転軸１０と平行な中心軸を有する、複数のシリンダボア１９が形成され、各シリンダボア１９は、回転軸１０を中心にした円周上に、一定間隔で配列されている。シリンダボア１９は、端面１１Ａ側の端部から端面１１Ｂ側の端部に向かって穿たれ、その底部にはシリンダポート２０Ａが穿設されている。シリンダポート２０Ａは端面１１Ｂにおいて開口しており、弁板１２によって開閉される。弁板１２がシリンダポート２０Ａを開放したときには、シリンダポート２０Ａは、リヤケーシング１５に形成された給排通路１６Ａまたは１６Ｂに連通される。
【００２２】
各シリンダボア１９にはピストン５が軸方向摺動可能に挿嵌され、ピストン５は、シリンダブロック１１の回転に伴って、斜板２上を周回しつつ、斜板２によって案内されて、シリンダボア１９内を往復動する。ピストン５がシリンダポート２０Ａから後退するとき、シリンダポート２０Ａを通じて、シリンダボア１９内に油液（作動油）が吸込まれ、一方、ピストン５がシリンダポート２０Ａ方向に進出するとき、油液を高圧の圧油として、シリンダポート２０Ａから吐出する。
【００２３】
各ピストン５の端面１１Ａ側の端部にはスリッパシュー１が揺動可能に装着され、スリッパシュー１は、斜板２の凹部に嵌入された環状の平滑板２２に摺接している。回転軸１０には、各スリッパシュー１に対応した孔２１Ａを有する円板状のシュー押え２１が固着され、スリッパシュー１は、斜板２側から孔２１Ａ内に挿入され、シュー押え２１によって、摺動面２２Ｂに常に摺接するように保持されている。
【００２４】
スリッパシュー１は、平滑板２２に摺接するシールランド部３と、ピストン５に回転自在に組み付けられるボールジョイント部１Ｂとを有し、シールランド部３とボールジョイント部１Ｂとの間には、円柱状の中間部１Ｃが設けられている。
【００２５】
フロントケーシング１４には斜板支持体２３が設けられ、斜板支持体２３は、回転軸１０を包囲するように斜板２の裏面側に固定されている。斜板支持体２３には、回転軸１０の半径方向に離間した一対の傾転摺動面２３Ａが設けられ、傾転摺動面２３Ａは、斜板２を傾転可能に支持するために、凹湾曲状の円弧面として形成されている。
【００２６】
斜板２は、斜板本体２４と、斜板本体２４の表面側に固定して設けられた平滑板２２とを有する。斜板２の中央部には、回転軸１０が隙間をもって挿通される軸挿通穴２２Ａ、２４Ａが穿設されている。斜板本体２４は、その裏面、すなわちフロントケーシング１４側の背面２４Ｂが、斜板支持体２３の傾転摺動面２３Ａによって、傾転可能に支持されている。
【００２７】
平滑板２２は、シリンダブロック１１と対向する摺動面２２Ｂにおいてスリッパシュー１に摺接しつつ、スリッパシュー１を案内し、ピストン５を往復動させる。
【００２８】
弁板１２は、シリンダブロック１１の端面１１Ｂに摺接して、シリンダブロック１１を回転可能に支持している。弁板１２には、眉形状をなす一対の給排ポートが形成され、これら給排ポートは、給排通路１６Ａ、１６Ｂと連通している。
【００２９】
弁板１２の給排ポートは、シリンダブロック１１の回転時に、各シリンダボア１９のシリンダポート１９Ａと間欠的に連通し、例えば一方の給排通路１６Ａから各シリンダボア１９に吸込んだ油液（作動油）をピストン５により加圧させると共に、各シリンダボア１９内で高圧状態となった圧油を他方の給排通路１６Ｂから吐出させる。
【００３０】
シリンダブロック１１には、端面１１Ａから突出する、一対の傾転アクチュエータ２５，２６が設けられ、アクチュエータ２５，２６は斜板２を傾転駆動する。アクチュエータ２５，２６には、外部から傾転制御圧が給排され、この圧力に応じて斜板２の傾転角を制御する。ピストン５のストローク長は斜板２の傾転角に応じて自由に調節される。
【００３１】
次に、第１の実施の形態の油圧ポンプ８の作動について説明する。
駆動源によって回転軸１０を回転駆動すると、ケーシング９内でシリンダブロック１１が回転軸１０と一体に回転される。これにより、斜板２（平滑板２２）の摺動面２２Ｂに沿って各ピストン５がシリンダボア１９内で往復動を繰り返す。
【００３２】
シリンダブロック１１が１回転する間に、各ピストン５はシリンダボア１９内を上死点から下死点に向けて摺動変位する吸入行程と、下死点から上死点に向けて摺動変位する吐出行程とを繰り返す。ピストン５の吸入行程では、例えば給排通路１６Ａからシリンダボア１９内に作動油を吸込み、ピストン５の吐出行程では、ピストン５がシリンダボア１９内の油液を高圧の圧油として給排通路１６Ｂから吐出する。
【００３３】
油圧ポンプ８の作動中には、スリッパシュー１は、摺動面２２Ｂに沿って円軌道を描くように摺動変位を続けるため、両者の焼きつきや摩耗による耐用寿命低下を防止するため、潤滑性とシール性とをバランス良く両立させるような受圧面を形成する必要がある。
【００３４】
このため、本実施の形態による斜板式液圧回転機のスリッパシュー１では、図２に示すような凹状受圧面７を設けている。この凹状受圧面７は次のように形成される。スリッパシュー１に対し、ある距離に設置されたショットピーニングまたはショットブラスト用粒子噴射装置のノズル２７より、メディアと呼ばれる硬質粒子２８を圧縮空気によって噴射し、スリッパシュー１の摺動面１ｓに衝突させ、摺動面１ｓを圧縮変形させることで凹状受圧面７が形成される。この明細書では、第1の実施形態におけるノズル２７から噴射される粒子を圧縮粒子と呼ぶ。
【００３５】
すなわち、空気と硬質粒子２８の混相流２９を高速で摺動面１ｓに衝突させることによって、凹状受圧面７を加工する。このとき、図３に示すように、凹状受圧面７が形成されるだけでなく、凹状受圧面７表面に微小な凹状打痕（ディンプル）が形成される。
なお混相流における空気は、他の気体あるいはその他の流体とすることも可能である。
【００３６】
図４に示すように、混相流２９における硬質粒子２８の密度分布は、中心軸上で最も高く、外側に向かうにつれて低くなり、ノズル２７の噴出口２７Ａからの距離が長くなるほど、密度分布範囲は放射状に拡がる。図４では模式的に、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の３段階の濃淡で示しているが、密度分布は連続的である。
【００３７】
混相流２９がスリッパシュー１の表面に到達すると、噴射領域中心部に最も多く硬質粒子２８が衝突するため、圧縮変形量が最大となり、外側に向かうにつれて硬質粒子２８の衝突数が減少するため、圧縮変形量が減少し、最終的に略球形の凹状受圧面形状７が形成される。
【００３８】
図３に示すように、凹状受圧面７の表面には、硬質粒子２８の衝突によるディンプル３０が形成され、ディンプル３０は油液（作動油）保持機能を奏する。これによって、スリッパシュー１の潤滑性能が高められる。
【００３９】
斜板式アキシャルピストンポンプ特有の挙動として、ピストンが上死点から下死点に移動する際、外部より油液が流入するのではなく、自吸する状態になるため、斜板２とスリッパシュー１との間で負圧が発生する。このとき、図５に示すように、油液の吸入負圧によってスリッパシュー１が変形し、凹状受圧面７が斜板２と固体接触し、平面と吸盤とによる吸着現象のような状態に陥る可能性がある。
【００４０】
従来の斜板式アキシャルピストンポンプ、モータにおけるスリッパシューは、一般に、摺動面が、リン青銅や鉛青銅などの比較的軟質な銅合金を用いて形成され、斜板摺動面との間に相対硬度差をもたせ、摺動なじみを促進することで、円滑な摺動状態を定常的に実現し、且つ突発的に発生する高負荷による斜板とスリッパシューとの間の焼きつき現象を、自身が積極的に変形または摩耗することで回避させる。
【００４１】
そのため、上記吸着現象によって斜板とスリッパシューが固体接触した状態で摺動動作を行った場合、軟質な銅合金材料の表面が塑性流動、異常摩耗してしまう可能性があった。
【００４２】
これに対して、本実施の形態によるスリッパシュー１は、図５に示すように、斜板２とスリッパシュー１との間の吸着現象によってスリッパシュー１が変形し、斜板２と凹状受圧面７が接触した場合にも、ディンプル３０の油溜まり効果によって、完全吸着状態を免れることができ、円滑な摺動状態を維持することが可能となる。
【００４３】
スリッパシュー１への凹状受圧面７形成のためのショットピーニングまたはショットブラストのメディア噴射条件として、メディア粒径、メディア材質、噴射圧力、噴射距離、ノズル噴出口径、照射時間の６種類が挙げられる。
【００４４】
上記照射条件のうち、メディア粒径およびメディア材質と形成される凹状受圧面７の形状との関係をみてみると、メディア粒径を大きく、メディア材質を高硬度且つ比重の大きいものにすることで、照射対象面への硬質粒子の衝突エネルギーが大きくなり、圧縮変形量が増大することで、形成される凹状受圧面７の凹部深さをより大きくすることができる。噴射圧力条件についても、高圧になるほど硬質粒子の衝突エネルギーが増大するため、同様に凹部深さを大きくすることができる。
【００４５】
また、噴射距離、即ちノズル噴出口と噴射（照射）対象面との距離が長くなるほど、噴流２９の拡がりは大きくなるため、照射対象面での粒子衝突面積が大きくなり、凹状受圧面７の直径を大きくすることができる。ノズル噴出口径についても、口径が大きくなるほど、噴流の拡がりは大きくなるため、同様に凹状受圧面の直径を大きくすることができる。
【００４６】
さらに、照射対象面に対する硬質粒子の照射時間を長くすることで、粒子衝突領域において硬質粒子の衝突数が多い中心部付近では、硬質粒子２８の衝突による加工硬化によって表面硬度が最大値に近づいていき、次第に圧縮変形量としては飽和傾向となるが、硬質粒子の衝突数が少ない外側の部分においてはその間も圧縮変形が進むため、結果的に形成される凹状受圧面７の輪郭形状、主にその曲率が変化する。
【００４７】
これら６種類の噴射条件を目的に合わせて適宜調整することで、形成される凹状受圧面形状を自在に変化させることができる。
【００４８】
［製造方法］
次にスリッパシュー１の製造方法の第１の実施の形態を、図６のフローチャートに基づいて説明する。第１の実施の形態では、スリッパシュー１をピストン５にカシメ加工で組み付ける前に凹状受圧面を形成する。
【００４９】
ステップＳ９０１：まず、スリッパシュー１の原形を作成する。原形は、鋼製の本体の端面に青銅等の摺動材を焼結して形成される。
【００５０】
ステップＳ９０２：ステップＳ９０１に続いて、スリッパシュー１の原形をラッピング加工する。
【００５１】
ステップＳ９０３：図７に示すように、ステップＳ９０２でラッピング加工された原形１ｐを、治具１００にセットする。治具１００には、原形１ｐの中間部１Ｃが略隙なく嵌入される収容部１０２が設けられ、収容部１０２の開放端には、ノズル２７に対向する支持面１０４が形成されている。中間部１Ｃの外径をｄ、収容部１０２の内径をＤとするとき、ｄはＤよりもわずかに小さい。
【００５２】
原形１ｐは、中間部１Ｃを収容部１０２に嵌入させつつ、シールランド部３を支持面１０４で支持することによって、ノズル２７と同軸（中心軸をＣＬで示す。）に、かつ、ノズル２７に対して所定の距離ｈに位置決めされる。ノズル２７の端面２７Ａの位置は、原形１の加工面との距離がｈになるように、支持面１０４からの距離がＨになるように設定されている。また、ノズル２７の軸心と治具１００の軸心は予め所定の精度で芯出しされ、両軸心は同軸上に配列されている。
【００５３】
このように、ノズル２７の中心軸をスリッパシュー１の中心軸と一致させることによって、凹状受圧面７の中心をスリッパシュー摺動面１ｓの中央部とすることができる。実際に油液による圧力が作用した場合、正常且つ最適な油圧バランス（静圧バランス）を保つことが可能となる。
【００５４】
ステップＳ９０４：ステップＳ９０３に続いて、ノズル２７から空気と硬質粒子２８との混相流を噴射し、凹状受圧面７を形成し、スリッパシュー１を形成する。
【００５５】
ステップＳ９０５：ステップＳ９０４に続いて、エアブローによりスリッパシュー１に付着した硬質粒子２８を除去する。混相流２９として噴射された硬質粒子２８、および、エアブローで除去された硬質粒子２８は、回収し、分級して、破損した硬質粒子２８を除去した後に、再利用する。
【００５６】
ステップＳ９０６：ステップＳ９０５に続いて、カシメ加工によって、ボールジョイント部１Ｂをピストン５に組み付ける。
【００５７】
なお、スリッパシュー１をピストン５にカシメ加工で組み付けた後に、ショットピーニングを行う場合には、図８に示すフローチャートの工程および図９の支持状態により加工を行う。図中、図６、図７と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００５８】
ステップＳ１１０１：まず、ステップＳ９０１と同様に、スリッパシュー１の原形を作成する。
【００５９】
ステップＳ１１０２：ステップＳ９０２と同様に、原形１ｐにラッピング加工を施す。
【００６０】
ステップＳ１１０３：ステップＳ１１０２に続いて、ラッピング加工した原形１ｐのボールジョイント部１Ｂをピストン５に組み付ける。
【００６１】
ステップＳ１１０４：図９に示すように、ピストン５に組み付けた原形１ｐを、ピストン５とともに治具１００にセットする。治具１００には、ピストン５が略隙なく嵌入される収容部１０２が設けられ、収容部１０２の開放端には、ノズル２７に対向する支持面１０４が形成されている。ピストン５の外径をｄｐ、収容部１０２の内径をＤとするとき、ｄｐはＤよりもわずかに小さい。
このように、ピストン５に組み付けた状態では、必ずしもスリッパシュー１によって軸合わせを行う必要はなく、ピストン５による軸合わせも可能である。
【００６２】
原形１ｐは、ノズル２７と同軸に、かつ、ノズル２７に対して所定の距離ｈに位置決めされる。
【００６３】
ステップＳ１１０５：ステップＳ９０４と同様に、ショットピーニングにより、凹状受圧面７を形成する。
【００６４】
ステップＳ１１０６：ステップＳ９０５と同様に、エアブローによりスリッパシュー１に付着した硬質粒子２８を除去する。
【００６５】
このように、第１の実施の形態におけるスリッパシュー摺動面加工方法では、硬質粒子噴射装置と、粒子噴射装置の粒子噴射軸と軸合わせされた治具とを備えるスリッパシューの加工装置を使用する。そして、粒子噴射装置の粒子噴射面は、スリッパシューの摺動面から一定距離に配置され、粒子噴射装置は、流体と硬質粒子の混相流を噴射する。このような加工装置によれば、凹状受圧面を、硬質粒子照射領域中心部が最も深く、外側に向かうにつれて浅くなる凹状の略球面状に形成することができる。
【００６６】
したがって、従来の切削加工で必要であったツール移動動作や、それを行なうための複雑なＮＣプログラム、被削物の把握固定や精密位置出しなどを必要としないため、加工装置自体を簡素で安価、且つツール移動やワーク位置調整などの複雑な可動機構を有さない。メンテナンス性から見ても非常に堅牢なものとすることができる。
【００６７】
また、硬質粒子の衝突によって形成された凹状受圧面７の最表面は、加工硬化によって表面硬度が上昇し、耐摩耗性が向上する。従って、斜板２と凹状受圧面７の固体接触状態での摺動においても、凹状受圧面７を形成する銅合金材表面の塑性流動、異常摩耗を防止し、油溜まり部４の損傷閉塞を防止することが可能となる。
【００６８】
−第２の実施の形態−
次に、図１０〜図１２を参照して、本発明の第２の実施の形態による製造方法で製造されるスリッパシューを説明する。図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００６９】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態で示した硬質粒子の衝突領域の一部を、図１０に示すマスキング３１で覆うことによって、硬質粒子２８の衝突による圧縮変形を妨げ、凹状受圧面７上に局部的に平坦部３２を残すことが可能となる。
【００７０】
図１１に示すように、スリッパシュー１上の油溜まり部４を中心として、凹状受圧面７の外径よりも小さく、その同心円上に存在する略円環状平坦部３２を形成することで、斜板２とスリッパシュー１との間に吸着現象が生じた場合にも、凹状受圧面７上に斜板との接触面が追加形成される。これによって、スリッパシュー１の変形を抑制することができ、斜板２とスリッパシュー１との固体接触を防止することが可能となる。
【００７１】
マスキング３１に用いる被覆材料としては、硬質粒子の衝突エネルギーを十分に吸収し、マスキング直下のスリッパシュー１表面に伝えない緩衝性能と、連続的な硬質粒子の衝突によって破損、剥離することのない強度と、噴射加工終了時までその効果を維持できるような耐久性とを有するものが好ましく、例えば耐摩耗性樹脂被膜などを使用して良好な結果を得ている。
【００７２】
さらに、図１２に示すように、硬質粒子衝突の阻止手段（マスキング３３）を、噴射対象領域のみを切り抜いた形の板状遮蔽物としてもよい。このとき、板状遮蔽物３３の材質としては、照射する硬質粒子２８よりも遙かに高硬度で、かつ高耐摩耗性で、粒子衝突による削食に対して強い耐ブラストエロージョン性に優れる材質であることが望ましい。このような材料としては、例えば、工具鋼、超硬材等を用いることができる。
［製造方法］
【００７３】
次にスリッパシュー１の製造方法の第２の実施の形態を、図１３のフローチャートおよび図１４、図１５に基づいて説明する。図中、製造方法の第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００７４】
ステップＳ１３０１：まず、ステップＳ９０１と同様に原形１ｐを作成する。
【００７５】
ステップＳ１３０２：ステップＳ９０２と同様に、原形１ｐをラッピング加工する。
【００７６】
ステップＳ１３０３：図１４に示すように、原形１ｐにマスキング３３をセットする。マスキング３３には嵌合部３３Ａが形成され、嵌合部３３Ａにおいて、原形１ｐのシールランド部３に嵌合する。これによって、マスキング３３は原形１ｐに対して同軸に設定される。
【００７７】
ステップＳ１３０４：図１５に示すように、マスキング３３がセットされた原形１ｐを治具１００にセットする。ステップＳ９０３と同様に、治具１００にセットすることによって、原形１ｐはノズル２７に対して、位置合わせされる。
【００７８】
ステップＳ１３０５：ステップＳ９０５と同様にショットピーニングによって凹状受圧面７を形成する。但し、マスキング３３をセットしたことによって、凹状受圧面７には平坦部３２（図１１）が形成される。
【００７９】
ステップＳ１３０６：ステップＳ９０５と同様に、エアブローにより硬質粒子２８を除去する。
【００８０】
ステップＳ１３０７：ステップＳ９０６と同様に、カシメ加工によって、ボールジョイント部１Ｂをピストン５に組み付ける。
【００８１】
なお、スリッパシュー１をピストン５にカシメ加工で組み付けた後に、ショットピーニングを行う場合には、図１６に示すフローチャートの工程および図１７、図１８のセット状態により加工を行う。図中、第１の実施の形態の製造方法と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００８２】
ステップＳ１６０１：まず、ステップＳ１１０１と同様に、スリッパシュー１の原形を作成する。
【００８３】
ステップＳ１６０２：ステップＳ１１０２と同様に、原形１ｐにラッピング加工を施す。
【００８４】
ステップＳ１６０３：ステップＳ１１０３と同様に、ラッピング加工した原形１ｐのボールジョイント部１Ｂをピストン５に組み付ける。
【００８５】
ステップＳ１６０４：ステップＳ１３０３と同様に、原形１ｐにマスキング３３をセットする。（図１７）
【００８６】
ステップＳ１６０５：図１８に示すように、ステップＳ１３０４と同様に、マスキング３３がセットされた原形１ｐを、ピストン５とともに治具１００にセットする。
【００８７】
ステップＳ１６０６：ステップＳ１３０５と同様に、ショットピーニングにより、凹状受圧面７を形成する。
【００８８】
ステップＳ１６０７：ステップＳ１３０６と同様に、エアブローによりスリッパシュー１に付着した硬質粒子２８を除去する。
【００８９】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態の効果に加えて、凹状受圧面７に略円環状平坦部３２を形成することで、吸着現象が生じた場合にも、接触面が追加形成されて、スリッパシュー１の変形を抑制でき、斜板２とスリッパシュー１との固体接触を防止するという効果を奏する。
マスキング３１，３３に替えて、樹脂テープ等を使用することも可能である。
【００９０】
−第３の実施の形態−
次に、図１９〜図２２を参照して、本発明の第３の実施の形態による製造方法で製造されるスリッパシューを説明する。第１の実施の形態では、混相流の噴流４０は、ノズル２７の中心軸に略沿った流れであったが、第３の実施の形態は、噴流４０を、ノズル２７中心軸回りの旋回流としている。図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００９１】
図１９に示すように、スリッパシュー１は、第１の実施の形態と同様、スリッパシュー１に対して所定位置に配置されたノズル２７により噴射される混相流によって、ショットピーニングまたはショットブラストの加工が施される。
但し、第１の実施の形態と異なり、混相流の噴流４０は混相流の中心軸に沿って収束する形の旋回流である。これによって、第１の実施の形態に比較して、より狭小領域に硬質粒子２８を集中することが可能であり、より尖鋭な加工を行うことができる。
図１９の凹状受圧面７は、尖鋭な加工特性によって、周縁に略直角の隅部が形成されている。
【００９２】
図２０に示すように、旋回流の混相流４０は、「コアンダスリット」と呼ばれる環状細隙から空気を流入する粒子噴射用ノズルによって生成される。
【００９３】
図２０において、粒子噴射用ノズルは空気と硬質粒子２８との混相流Ｍを送給する吸入管４２と、噴流４０を噴射する流路管（ノズル）２７とを備え、吸入管４２は流路管２７の基端部２７Ｂに所定長挿入されている。基端部２７Ｂはチャンバ４５内に収容されており、基端部２７Ｂとチャンバ内面との隙間はコアンダスリット４４になっている。
【００９４】
チャンバ４５は、基端部２７Ｂ周囲に形成された環状空間であり、チャンバ４５には、流路管２７の半径方向外側から、チャンバ４５内に圧縮空気Ａを送給する送入管４１が設けられている。また、基端部２７Ｂ内面には傾斜面部４３が形成されている。
送入管４１から送給された圧縮空気Ａは、コアンダスリット４４から吸入管４２周囲に流入し、さらに傾斜面部４３に案内されて、基端部２７Ｂ内に円滑に流入する。コアンダスリット４４からの流入に際して、圧縮空気Ａは混相流Ｍの中心軸回り速度成分を得る。これによって旋回する噴流（旋回流）４０が生成される。
【００９５】
この旋回流は「コアンダスパイラルフロー」と呼ばれ、噴射気流中心軸に沿って旋回しながら収束する特徴を持っており、その発生原理や流体力学的特性は特許文献２等によって確認されている。
【００９６】
上記旋回流発生機構を有した噴射ノズルを用い、予め平坦に仕上げられたスリッパシュー１の摺動面１ｓに対して硬質粒子１０を旋回気流１２によって噴射衝突させることで、スリッパシュー１の摺動面１ｓが尖鋭に、削食または圧縮変形加工され、加工領域全域が均一な深さの円形凹状の凹状受圧面７が形成される。
これによって、第１の実施の形態に比較して、同一直径の凹状受圧面７において、より大きな容量を確保し得る。
【００９７】
図２１に示すように、凹状受圧面７の表面には、硬質粒子衝突によるディンプル３０が形成され、第１の実施の形態と同様、潤滑性能が高められる。
【００９８】
これによって、図２２に示すように、突発的な過大圧力負荷の発生によって斜板２表面と凹状受圧面７が変形接触した場合にも、ディンプル３０に油液が保持されていることにより、完全固体接触状態を免れることができ、円滑な摺動状態を維持することが可能となる。
【００９９】
ここに、第１の実施の形態同様、ショットピーニングおよびショットブラストの照射条件として、メディア粒径、メディア材質、噴射圧力、噴射距離、ノズル噴出口径、照射時間の６種類が挙げられるが、これらのパラメータを目的に合わせて適宜調整することで、硬質粒子の照射面積、硬質粒子の衝突エネルギー、照射気流中の硬質粒子密度を変化させ、形成される凹状受圧面７の深さおよび直径寸法を自在に変化させることが可能となる。
【０１００】
第３の実施の形態のスリッパシュー１は、第１の実施の形態と同様の図６の工程において、ショットピーニング加工（ステップＳ９０４）を旋回流の噴流４０に置き換えた工程によって加工し得る。
【０１０１】
さらに、第３の実施の形態のスリッパシュー１を、ピストン５に組み付けた後に加工する場合には、第１の実施の形態と同様の図８の工程において、ショットピーニング加工（ステップＳ１１０５）を旋回流の噴流４０に置き換えた工程によって加工し得る。
【０１０２】
第３の実施の形態によれば、粒子噴射装置から圧縮旋回粒子を噴射して凹状受圧面を円筒平底凹部に形成する。この第３の実施の形態は、第１の実施の形態の効果に加え、スリッパシュー１がより尖鋭な形状を有し、またより尖鋭な形状に加工し得るという効果を奏する。
【０１０３】
−第４の実施の形態−
次に、図２３〜図２５を参照して、本発明の第４の実施の形態による製造方法で製造されるスリッパシューを説明する。図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【０１０４】
第４の実施の形態における製造方法では、第２の実施の形態と同様のマスキング３１を用い、第３の実施の形態と同様の旋回流４０によりショットピーニングを行う。すなわち、図２３に示すように、硬質粒子２８の衝突領域の一部をマスキング３１で遮蔽された状態でショットピーニングを行う。これにより、第３の実施の形態で説明したスリッパシューの尖鋭な凹状受圧面７上に、第２の実施の形態と同様に局部的に平坦部３２を残すことが可能となる。
【０１０５】
図２４に示すように、スリッパシュー１上の凹状受圧面７を中心とし、凹状受圧面７の外径よりも小さく、その同心円上に存在する略円環状の平坦部３２を形成することで、第２の実施の形態と同様、スリッパシュー１の変形を抑制することができる。
【０１０６】
図２５に示すように、第２の実施の形態と同様に、硬質粒子２８衝突の阻止手段を、照射対象領域のみを切り抜いた形の板状遮蔽物３３としてもよい。
【０１０７】
第４の実施の形態は、第１、第３の実施の形態両者の効果を奏する。
【０１０８】
第１〜第４の実施の形態の特徴的な作用効果をまとめると以下のとおりである。
【０１０９】
（１）図２に示すように、スリッパシュー１に対し、空気と硬質粒子２８の混相流２９を高速で摺動面１ｓに衝突させることによって、凹状受圧面７を加工する。このとき、凹状受圧面７が形成されるだけでなく、図３に示すように、凹状受圧面７の表面にはディンプル３０が形成され、油液（作動油）保持機能を奏することができる。これによって、スリッパシュー１の潤滑性能が高められ、斜板２とスリッパシュー１との間の吸着現象によってスリッパシュー１が変形し、斜板２と凹状受圧面７が接触した場合にも、円滑な摺動状態を維持することが可能となる。
【０１１０】
（２）スリッパシュー１への凹状受圧面７の形成のためのショットピーニングまたはショットブラストのメディア噴射条件として、メディア粒径、メディア材質、噴射圧力、噴射距離、ノズル噴出口径、照射時間の６種類が挙げられるが、これらの噴射条件を目的に合わせて適宜調整することで、形成される凹状受圧面形状を自在に変化させることができる。
【０１１１】
（３）図７に示すように、凹状受圧面７の中心をスリッパシュー摺動面１ｓの中央部とすることによって、実際に油液による圧力が作用した場合、正常且つ最適な油圧バランス（静圧バランス）を保つことが可能となる。
【０１１２】
（４）ノズル２７とスリッパシュー１の相対位置関係を固定したまま硬質粒子をスリッパシュー１の摺動面に衝突させ、凹状受圧面７を形成するようにした。したがって、従来の切削加工で必要であったツール移動動作や、それを行なうための複雑なＮＣプログラム、被削物の把握固定や精密位置出しなどを必要としないため、加工装置自体を簡素で安価、且つツール移動やワーク位置調整などの複雑な可動機構を有さない、メンテナンス性から見ても非常に堅牢なものとすることができる。
【０１１３】
（５）硬質粒子の衝突によって形成された凹状受圧面７の最表面は、加工硬化によって表面硬度が上昇し、耐摩耗性が向上する。従って、斜板２と凹状受圧面７の固体接触状態での摺動においても、凹状受圧面７を形成する銅合金材表面の塑性流動、異常摩耗を防止し、油溜まり部４の損傷閉塞を防止することが可能となる。
【０１１４】
（６）図１１に示すように、スリッパシュー１上の油溜まり部４を中心として、凹状受圧面７の外径よりも小さく、その同心円上に存在する略円環状平坦部３２を形成することで、斜板２とスリッパシュー１との間に吸着現象が生じた場合にも、凹状受圧面７上に斜板との接触面が追加形成される。これによって、スリッパシュー１の変形を抑制することができ、斜板２とスリッパシュー１との固体接触を防止することが可能となる。
【０１１５】
（７）図１９に示すように、混相流の噴流４０を旋回流としてより尖鋭な加工を行うことによって、凹状受圧面には、略直角の隅部が形成される。これによって、同一直径の凹状受圧面７において、より大きな容量を確保し得る。
【０１１６】
本発明は、上述した実施の形態に限定されない。すなわち、粒子噴射装置とスリッパシューとの軸を合わせ、粒子噴射装置とスリッパシューとの相対位置関係を固定したまま、硬質粒子をスリッパシュー摺動面に衝突させて凹状受圧面を形成する方法および装置であれば、すべて本発明の製造方法および製造装置に相当する。
【符号の説明】
【０１１７】
１０ スリッパシュー １ｓ 摺動受圧面
７ 凹状受圧面 ２７ ノズル
２８ 硬質粒子 ２９、４０ 噴流
３０ ディンプル ３１、３３ マスキング
３２ 平坦部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、斜板式液圧回転機におけるピストンのスリッパシューの摺動面に凹状受圧面を形成する方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アキシャルピストン型の油圧ポンプ、油圧モータに代表される斜板式液圧回転機は、回転軸と一体に回転するように、回転軸周囲に配置された複数のシリンダを有し、各シリンダのシリンダボア内に挿嵌されたピストンは、その突出端が斜板によって往復駆動される。そして、ピストンの突出端と斜板の間には、スリッパシューが配設され、ピストンを円滑にガイドしつつ、往復駆動し得る。
【０００３】
このような液圧回転機を油圧ポンプとして用いる場合には、例えば原動機によって回転軸を回転駆動すると、シリンダブロックが回転軸と一体に回転することにより各シリンダボア内をピストンが往復動するように摺動変位し、ピストンの吸入行程ではシリンダボアに油液（作動油）を吸入しつつ、吐出行程ではシリンダボア内で加圧した圧油液を外部に吐出するものである。
【０００４】
その際、斜板の表面側に形成した平滑な摺動面は、各ピストンの突出端側に設けた複数のスリッパシューが高速で円軌道を描くように摺動接触する。
【０００５】
スリッパシュー上には、斜板と摺動接触するシールランド部が形成されており、シールランド部の中央には、油溜まり部が設けられる。そして回転軸による回転駆動時には、シールランド部と斜板との間に、油圧によって微小潤滑隙間が形成され、微小潤滑隙間を通って、油溜まり部に油液が圧送、貯留されることで油膜が形成される。これによって、斜板とスリッパシューとの摺動面の潤滑性、シール性が確保され、スリッパシューは静圧軸受として機能する。
【０００６】
シールランド部と斜板との摺動面に形成される微小潤滑隙間は、油溜まり部から斜板にかかる受圧面積（静圧部の面積）に比例して決まり、受圧面積が過大であると微小隙間も過大となり、潤滑性は高いがシール性が損なわれ、油圧ポンプとしての効率が低下する。
【０００７】
逆に、受圧面積が過小であると、潤滑性能が低下し、回転軸の極低速回転時や起動時において、焼きつきや摩耗による耐用寿命低下といった問題が発生する。
【０００８】
潤滑性とシール性をバランス良く両立させると同時に斜板とスリッパシューとの間の接触面積低減を実現するため、スリッパシュー摺動面上に凹状の受圧面を形成することで受圧面積を拡大し、この凹状受圧面の形状を変化させることで必要充分な微小潤滑隙間の確保を可能とする方法が知られている（特許文献１参照）。
【０００９】
なお、シールランド部および静圧ポケットはバイトやエンドミルなどを用いた切削加工によって加工形成されている（特許文献２および特許文献３参照）。
【００１０】
このとき、シールランド部と静圧ポケットの形状寸法は、ピストンの直径などの幾つかの代表寸法、および斜板式液圧回転機が使用される圧力負荷領域に合わせて最適化されていなければ適正な潤滑効果を得ることができないということが知られている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特許 第３４７４７９６号
【特許文献２】特許 第２５４７６３号
【特許文献３】特開２０００−２５７５４９号公報
【特許文献４】特開２００６−１７０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
シールランド部および静圧ポケットは、高い寸法精度が要求されるが、加工難易度が非常に高く、加工のための段取り作業にも多くの時間と労力を要するため、製造原価が高価であった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
（１）請求項１の発明による斜板式液圧回転機に用いられるピストンスリッパシューの製造方法は、粒子噴射装置から前記スリッパシューの摺動面に硬質粒子を衝突させて前記スリッパシューの摺動面に凹状受圧面を形成する凹状受圧面形成工程と、前記凹状受圧面形成工程に先立って、前記スリッパシューの軸心を前記粒子噴射装置の粒子噴射軸心に軸合せる芯出し工程とを有し、前記凹状受圧面形成工程では、前記粒子噴射装置と前記スリッパシューとの相対位置関係を固定としたまま硬質粒子を前記摺動面に衝突させることを特徴とする。
（２）請求項２の発明は、請求項1のピストンスリッパシューの製造方法において、前記凹状受圧面形成工程は、前記粒子噴射装置から圧縮粒子を噴射して前記凹状受圧面を球面状に形成するか、または、前記粒子噴射装置から圧縮旋回粒子を噴射して前記凹状受圧面を円筒平底凹部に形成することを特徴とする。
（３）請求項３の発明は、請求項１または２のスリッパシューの製造方法において、前記スリッパシューの摺動面をラップ加工して平坦面を形成する工程と、前記スリッパシューを治具にセットして軸合わせを行う工程と、前記粒子噴射装置から粒子を前記平坦面に向けて噴射する工程と、粒子噴射終了後、前記スリッパシューに付着する粒子をエアブローで除去する工程とを順番に行うことを特徴とする。
（４）請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項の製造方法でスリッパシューを製造する製造装置であって、前記粒子噴射装置と、前記粒子噴射装置の粒子噴射軸と軸合わせされた前記治具とを備えることを特徴とする。
（５）請求項５の発明は、請求項4のスリッパシューの製造装置において、前記粒子噴射装置の粒子噴射面は、前記スリッパシューの摺動面から一定距離に配置され、前記粒子噴射装置は、流体と硬質粒子の混相流を噴射するものであり、前記凹状受圧面を、硬質粒子照射領域中心部が最も深く、外側に向かうにつれて浅くなる凹状の略球面状に形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、摺動面に凹状受圧面を有するスリッパシューを低コストに製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】斜板式アキシャルピストンポンプの断面図である。
【図２】本発明における第１の実施の形態による凹状受圧面形成方法を示した模式図である。
【図３】本発明における第１の実施の形態よって形成された凹状受圧面の表面形状の拡大図である。
【図４】図２の受圧面形成のために噴射される硬質粒子の密度分布を示す図である。
【図５】図２に示したスリッパシューが吸入負圧によって変形した状態を示す模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態のスリッパシューを製造する製造方法の第１の実施形態を示すフローチャートである。
【図７】図６の製造方法における、スリッパシューの治具へのセット状態を示す縦断面図である。
【図８】図６の製造方法の変形例を示すフローチャートである。
【図９】図８の製造方法において、スリッパシューの治具へのセット状態を示す縦断面図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態において、マスキングによる凹状受圧面および平坦部の形成方法を示した模式図である。
【図１１】図１０に示す方法によって形成された凹状受圧面および平坦部の正面図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態において、他の板状遮蔽物による凹状受圧面および平坦部の形成方法を示した模式図である。
【図１３】本発明に係る製造方法の第２の実施形態を示すフローチャートである。
【図１４】図１３の製造方法におけるスリッパシューに対する遮蔽部材セット状態を示す縦断面図である。
【図１５】図１３の製造方法におけるスリッパシューの治具へのセット状態を示す縦断面図である。
【図１６】図１３の製造方法の変形例を示すフローチャートである。
【図１７】図１６の製造方法において、スリッパシューに対する遮蔽部材セット状態を示す縦断面図である。
【図１８】図１６の製造方法におけるスリッパシューの治具へのセット状態を示す縦断面図である。
【図１９】本発明の第３の実施の形態において、硬質粒子の噴射気流が旋回気流である場合に形成される静圧ポケット形状の模式図である。
【図２０】コアンダスパイラルフロー発生機構を有した噴射ノズルの断面図である。
【図２１】図１９の凹状受圧面の表面形状の拡大図である。
【図２２】図２１に示すスリッパシューが過大圧力負荷によって変形した状態を示す模式図である。
【図２３】本発明の第４の実施の形態において、マスキングによる静圧ポケットおよび平坦部の形成方法を示した模式図である。
【図２４】図２３に示す方法によって形成された静圧ポケットおよび平坦部の外観図である。
【図２５】本発明の第４の実施の形態において、他の板状遮蔽物による凹状受圧面および平坦部の形成方法を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
−第１の実施の形態−
以下、本発明の第１の実施の形態による製造方法で製造されるスリッパシューを、液圧回転機としての可変容量型斜板式アキシャルピストンポンプに適用した場合を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００１７】
［スリッパシュー］
図１〜図４は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、８は液圧回転機としての可変容量型斜板式アキシャルピストンポンプ（以下、油圧ポンプ８という）で、油圧ポンプ８は、ケーシング９、回転軸１０、シリンダブロック１１、複数のピストン５、スリッパシュー１、斜板２、および弁板１２を備える。
【００１８】
図１に示すように、ケーシング９は、筒状のケーシング本体１３と、ケーシング本体１３の両端を閉塞するフロントケーシング１４およびリヤケーシング１５とを備え、油圧ポンプ８の外殻を構成する。リヤケーシング１５には、一対の給排通路１６Ａ、１６Ｂが設けられ、給排通路１６Ａ、１６Ｂは、作動油の吸込側、吐出側の配管（いずれも図示せず）等に接続される。
【００１９】
回転軸１０は、フロントケーシング１４に装着された軸受１７と、リヤケーシング１５に装着された軸受１８とによって回転自在に支承されつつ、ケーシング９内に配置されている。回転軸１０には、フロントケーシング１４から軸方向に突出する連結部１０Ａが設けられ、例えばディーゼルエンジン等の駆動源（図示せず）に連結される。これによって、回転軸１０は駆動源によって回転駆動される。
【００２０】
シリンダブロック１１は、回転軸１０の外周にスプライン結合され、回転軸１０と一体に回転する。シリンダブロック１１は、その一端面１１Ａが後述の斜板２に対向して配置され、他端面１１Ｂが後述の弁板１２に摺接する。
【００２１】
シリンダブロック１１には、それぞれが回転軸１０と平行な中心軸を有する、複数のシリンダボア１９が形成され、各シリンダボア１９は、回転軸１０を中心にした円周上に、一定間隔で配列されている。シリンダボア１９は、端面１１Ａ側の端部から端面１１Ｂ側の端部に向かって穿たれ、その底部にはシリンダポート２０Ａが穿設されている。シリンダポート２０Ａは端面１１Ｂにおいて開口しており、弁板１２によって開閉される。弁板１２がシリンダポート２０Ａを開放したときには、シリンダポート２０Ａは、リヤケーシング１５に形成された給排通路１６Ａまたは１６Ｂに連通される。
【００２２】
各シリンダボア１９にはピストン５が軸方向摺動可能に挿嵌され、ピストン５は、シリンダブロック１１の回転に伴って、斜板２上を周回しつつ、斜板２によって案内されて、シリンダボア１９内を往復動する。ピストン５がシリンダポート２０Ａから後退するとき、シリンダポート２０Ａを通じて、シリンダボア１９内に油液（作動油）が吸込まれ、一方、ピストン５がシリンダポート２０Ａ方向に進出するとき、油液を高圧の圧油として、シリンダポート２０Ａから吐出する。
【００２３】
各ピストン５の端面１１Ａ側の端部にはスリッパシュー１が揺動可能に装着され、スリッパシュー１は、斜板２の凹部に嵌入された環状の平滑板２２に摺接している。回転軸１０には、各スリッパシュー１に対応した孔２１Ａを有する円板状のシュー押え２１が固着され、スリッパシュー１は、斜板２側から孔２１Ａ内に挿入され、シュー押え２１によって、摺動面２２Ｂに常に摺接するように保持されている。
【００２４】
スリッパシュー１は、平滑板２２に摺接するシールランド部３と、ピストン５に回転自在に組み付けられるボールジョイント部１Ｂとを有し、シールランド部３とボールジョイント部１Ｂとの間には、円柱状の中間部１Ｃが設けられている。
【００２５】
フロントケーシング１４には斜板支持体２３が設けられ、斜板支持体２３は、回転軸１０を包囲するように斜板２の裏面側に固定されている。斜板支持体２３には、回転軸１０の半径方向に離間した一対の傾転摺動面２３Ａが設けられ、傾転摺動面２３Ａは、斜板２を傾転可能に支持するために、凹湾曲状の円弧面として形成されている。
【００２６】
斜板２は、斜板本体２４と、斜板本体２４の表面側に固定して設けられた平滑板２２とを有する。斜板２の中央部には、回転軸１０が隙間をもって挿通される軸挿通穴２２Ａ、２４Ａが穿設されている。斜板本体２４は、その裏面、すなわちフロントケーシング１４側の背面２４Ｂが、斜板支持体２３の傾転摺動面２３Ａによって、傾転可能に支持されている。
【００２７】
平滑板２２は、シリンダブロック１１と対向する摺動面２２Ｂにおいてスリッパシュー１に摺接しつつ、スリッパシュー１を案内し、ピストン５を往復動させる。
【００２８】
弁板１２は、シリンダブロック１１の端面１１Ｂに摺接して、シリンダブロック１１を回転可能に支持している。弁板１２には、眉形状をなす一対の給排ポートが形成され、これら給排ポートは、給排通路１６Ａ、１６Ｂと連通している。
【００２９】
弁板１２の給排ポートは、シリンダブロック１１の回転時に、各シリンダボア１９のシリンダポート１９Ａと間欠的に連通し、例えば一方の給排通路１６Ａから各シリンダボア１９に吸込んだ油液（作動油）をピストン５により加圧させると共に、各シリンダボア１９内で高圧状態となった圧油を他方の給排通路１６Ｂから吐出させる。
【００３０】
シリンダブロック１１には、端面１１Ａから突出する、一対の傾転アクチュエータ２５，２６が設けられ、アクチュエータ２５，２６は斜板２を傾転駆動する。アクチュエータ２５，２６には、外部から傾転制御圧が給排され、この圧力に応じて斜板２の傾転角を制御する。ピストン５のストローク長は斜板２の傾転角に応じて自由に調節される。
【００３１】
次に、第１の実施の形態の油圧ポンプ８の作動について説明する。
駆動源によって回転軸１０を回転駆動すると、ケーシング９内でシリンダブロック１１が回転軸１０と一体に回転される。これにより、斜板２（平滑板２２）の摺動面２２Ｂに沿って各ピストン５がシリンダボア１９内で往復動を繰り返す。
【００３２】
シリンダブロック１１が１回転する間に、各ピストン５はシリンダボア１９内を上死点から下死点に向けて摺動変位する吸入行程と、下死点から上死点に向けて摺動変位する吐出行程とを繰り返す。ピストン５の吸入行程では、例えば給排通路１６Ａからシリンダボア１９内に作動油を吸込み、ピストン５の吐出行程では、ピストン５がシリンダボア１９内の油液を高圧の圧油として給排通路１６Ｂから吐出する。
【００３３】
油圧ポンプ８の作動中には、スリッパシュー１は、摺動面２２Ｂに沿って円軌道を描くように摺動変位を続けるため、両者の焼きつきや摩耗による耐用寿命低下を防止するため、潤滑性とシール性とをバランス良く両立させるような受圧面を形成する必要がある。
【００３４】
このため、本実施の形態による斜板式液圧回転機のスリッパシュー１では、図２に示すような凹状受圧面７を設けている。この凹状受圧面７は次のように形成される。スリッパシュー１に対し、ある距離に設置されたショットピーニングまたはショットブラスト用粒子噴射装置のノズル２７より、メディアと呼ばれる硬質粒子２８を圧縮空気によって噴射し、スリッパシュー１の摺動面１ｓに衝突させ、摺動面１ｓを圧縮変形させることで凹状受圧面７が形成される。この明細書では、第1の実施形態におけるノズル２７から噴射される粒子を圧縮粒子と呼ぶ。
【００３５】
すなわち、空気と硬質粒子２８の混相流２９を高速で摺動面１ｓに衝突させることによって、凹状受圧面７を加工する。このとき、図３に示すように、凹状受圧面７が形成されるだけでなく、凹状受圧面７表面に微小な凹状打痕（ディンプル）が形成される。
なお混相流における空気は、他の気体あるいはその他の流体とすることも可能である。
【００３６】
図４に示すように、混相流２９における硬質粒子２８の密度分布は、中心軸上で最も高く、外側に向かうにつれて低くなり、ノズル２７の噴出口２７Ａからの距離が長くなるほど、密度分布範囲は放射状に拡がる。図４では模式的に、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３の３段階の濃淡で示しているが、密度分布は連続的である。
【００３７】
混相流２９がスリッパシュー１の表面に到達すると、噴射領域中心部に最も多く硬質粒子２８が衝突するため、圧縮変形量が最大となり、外側に向かうにつれて硬質粒子２８の衝突数が減少するため、圧縮変形量が減少し、最終的に略球形の凹状受圧面形状７が形成される。
【００３８】
図３に示すように、凹状受圧面７の表面には、硬質粒子２８の衝突によるディンプル３０が形成され、ディンプル３０は油液（作動油）保持機能を奏する。これによって、スリッパシュー１の潤滑性能が高められる。
【００３９】
斜板式アキシャルピストンポンプ特有の挙動として、ピストンが上死点から下死点に移動する際、外部より油液が流入するのではなく、自吸する状態になるため、斜板２とスリッパシュー１との間で負圧が発生する。このとき、図５に示すように、油液の吸入負圧によってスリッパシュー１が変形し、凹状受圧面７が斜板２と固体接触し、平面と吸盤とによる吸着現象のような状態に陥る可能性がある。
【００４０】
従来の斜板式アキシャルピストンポンプ、モータにおけるスリッパシューは、一般に、摺動面が、リン青銅や鉛青銅などの比較的軟質な銅合金を用いて形成され、斜板摺動面との間に相対硬度差をもたせ、摺動なじみを促進することで、円滑な摺動状態を定常的に実現し、且つ突発的に発生する高負荷による斜板とスリッパシューとの間の焼きつき現象を、自身が積極的に変形または摩耗することで回避させる。
【００４１】
そのため、上記吸着現象によって斜板とスリッパシューが固体接触した状態で摺動動作を行った場合、軟質な銅合金材料の表面が塑性流動、異常摩耗してしまう可能性があった。
【００４２】
これに対して、本実施の形態によるスリッパシュー１は、図５に示すように、斜板２とスリッパシュー１との間の吸着現象によってスリッパシュー１が変形し、斜板２と凹状受圧面７が接触した場合にも、ディンプル３０の油溜まり効果によって、完全吸着状態を免れることができ、円滑な摺動状態を維持することが可能となる。
【００４３】
スリッパシュー１への凹状受圧面７形成のためのショットピーニングまたはショットブラストのメディア噴射条件として、メディア粒径、メディア材質、噴射圧力、噴射距離、ノズル噴出口径、照射時間の６種類が挙げられる。
【００４４】
上記照射条件のうち、メディア粒径およびメディア材質と形成される凹状受圧面７の形状との関係をみてみると、メディア粒径を大きく、メディア材質を高硬度且つ比重の大きいものにすることで、照射対象面への硬質粒子の衝突エネルギーが大きくなり、圧縮変形量が増大することで、形成される凹状受圧面７の凹部深さをより大きくすることができる。噴射圧力条件についても、高圧になるほど硬質粒子の衝突エネルギーが増大するため、同様に凹部深さを大きくすることができる。
【００４５】
また、噴射距離、即ちノズル噴出口と噴射（照射）対象面との距離が長くなるほど、噴流２９の拡がりは大きくなるため、照射対象面での粒子衝突面積が大きくなり、凹状受圧面７の直径を大きくすることができる。ノズル噴出口径についても、口径が大きくなるほど、噴流の拡がりは大きくなるため、同様に凹状受圧面の直径を大きくすることができる。
【００４６】
さらに、照射対象面に対する硬質粒子の照射時間を長くすることで、粒子衝突領域において硬質粒子の衝突数が多い中心部付近では、硬質粒子２８の衝突による加工硬化によって表面硬度が最大値に近づいていき、次第に圧縮変形量としては飽和傾向となるが、硬質粒子の衝突数が少ない外側の部分においてはその間も圧縮変形が進むため、結果的に形成される凹状受圧面７の輪郭形状、主にその曲率が変化する。
【００４７】
これら６種類の噴射条件を目的に合わせて適宜調整することで、形成される凹状受圧面形状を自在に変化させることができる。
【００４８】
［製造方法］
次にスリッパシュー１の製造方法の第１の実施の形態を、図６のフローチャートに基づいて説明する。第１の実施の形態では、スリッパシュー１をピストン５にカシメ加工で組み付ける前に凹状受圧面を形成する。
【００４９】
ステップＳ９０１：まず、スリッパシュー１の原形を作成する。原形は、鋼製の本体の端面に青銅等の摺動材を焼結して形成される。
【００５０】
ステップＳ９０２：ステップＳ９０１に続いて、スリッパシュー１の原形をラッピング加工する。
【００５１】
ステップＳ９０３：図７に示すように、ステップＳ９０２でラッピング加工された原形１ｐを、治具１００にセットする。治具１００には、原形１ｐの中間部１Ｃが略隙なく嵌入される収容部１０２が設けられ、収容部１０２の開放端には、ノズル２７に対向する支持面１０４が形成されている。中間部１Ｃの外径をｄ、収容部１０２の内径をＤとするとき、ｄはＤよりもわずかに小さい。
【００５２】
原形１ｐは、中間部１Ｃを収容部１０２に嵌入させつつ、シールランド部３を支持面１０４で支持することによって、ノズル２７と同軸（中心軸をＣＬで示す。）に、かつ、ノズル２７に対して所定の距離ｈに位置決めされる。ノズル２７の端面２７Ａの位置は、原形１の加工面との距離がｈになるように、支持面１０４からの距離がＨになるように設定されている。また、ノズル２７の軸心と治具１００の軸心は予め所定の精度で芯出しされ、両軸心は同軸上に配列されている。
【００５３】
このように、ノズル２７の中心軸をスリッパシュー１の中心軸と一致させることによって、凹状受圧面７の中心をスリッパシュー摺動面１ｓの中央部とすることができる。実際に油液による圧力が作用した場合、正常且つ最適な油圧バランス（静圧バランス）を保つことが可能となる。
【００５４】
ステップＳ９０４：ステップＳ９０３に続いて、ノズル２７から空気と硬質粒子２８との混相流を噴射し、凹状受圧面７を形成し、スリッパシュー１を形成する。
【００５５】
ステップＳ９０５：ステップＳ９０４に続いて、エアブローによりスリッパシュー１に付着した硬質粒子２８を除去する。混相流２９として噴射された硬質粒子２８、および、エアブローで除去された硬質粒子２８は、回収し、分級して、破損した硬質粒子２８を除去した後に、再利用する。
【００５６】
ステップＳ９０６：ステップＳ９０５に続いて、カシメ加工によって、ボールジョイント部１Ｂをピストン５に組み付ける。
【００５７】
なお、スリッパシュー１をピストン５にカシメ加工で組み付けた後に、ショットピーニングを行う場合には、図８に示すフローチャートの工程および図９の支持状態により加工を行う。図中、図６、図７と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００５８】
ステップＳ１１０１：まず、ステップＳ９０１と同様に、スリッパシュー１の原形を作成する。
【００５９】
ステップＳ１１０２：ステップＳ９０２と同様に、原形１ｐにラッピング加工を施す。
【００６０】
ステップＳ１１０３：ステップＳ１１０２に続いて、ラッピング加工した原形１ｐのボールジョイント部１Ｂをピストン５に組み付ける。
【００６１】
ステップＳ１１０４：図９に示すように、ピストン５に組み付けた原形１ｐを、ピストン５とともに治具１００にセットする。治具１００には、ピストン５が略隙なく嵌入される収容部１０２が設けられ、収容部１０２の開放端には、ノズル２７に対向する支持面１０４が形成されている。ピストン５の外径をｄｐ、収容部１０２の内径をＤとするとき、ｄｐはＤよりもわずかに小さい。
このように、ピストン５に組み付けた状態では、必ずしもスリッパシュー１によって軸合わせを行う必要はなく、ピストン５による軸合わせも可能である。
【００６２】
原形１ｐは、ノズル２７と同軸に、かつ、ノズル２７に対して所定の距離ｈに位置決めされる。
【００６３】
ステップＳ１１０５：ステップＳ９０４と同様に、ショットピーニングにより、凹状受圧面７を形成する。
【００６４】
ステップＳ１１０６：ステップＳ９０５と同様に、エアブローによりスリッパシュー１に付着した硬質粒子２８を除去する。
【００６５】
このように、第１の実施の形態におけるスリッパシュー摺動面加工方法では、硬質粒子噴射装置と、粒子噴射装置の粒子噴射軸と軸合わせされた治具とを備えるスリッパシューの加工装置を使用する。そして、粒子噴射装置の粒子噴射面は、スリッパシューの摺動面から一定距離に配置され、粒子噴射装置は、流体と硬質粒子の混相流を噴射する。このような加工装置によれば、凹状受圧面を、硬質粒子照射領域中心部が最も深く、外側に向かうにつれて浅くなる凹状の略球面状に形成することができる。
【００６６】
したがって、従来の切削加工で必要であったツール移動動作や、それを行なうための複雑なＮＣプログラム、被削物の把握固定や精密位置出しなどを必要としないため、加工装置自体を簡素で安価、且つツール移動やワーク位置調整などの複雑な可動機構を有さない。メンテナンス性から見ても非常に堅牢なものとすることができる。
【００６７】
また、硬質粒子の衝突によって形成された凹状受圧面７の最表面は、加工硬化によって表面硬度が上昇し、耐摩耗性が向上する。従って、斜板２と凹状受圧面７の固体接触状態での摺動においても、凹状受圧面７を形成する銅合金材表面の塑性流動、異常摩耗を防止し、油溜まり部４の損傷閉塞を防止することが可能となる。
【００６８】
−第２の実施の形態−
次に、図１０〜図１２を参照して、本発明の第２の実施の形態による製造方法で製造されるスリッパシューを説明する。図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００６９】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態で示した硬質粒子の衝突領域の一部を、図１０に示すマスキング３１で覆うことによって、硬質粒子２８の衝突による圧縮変形を妨げ、凹状受圧面７上に局部的に平坦部３２を残すことが可能となる。
【００７０】
図１１に示すように、スリッパシュー１上の油溜まり部４を中心として、凹状受圧面７の外径よりも小さく、その同心円上に存在する略円環状平坦部３２を形成することで、斜板２とスリッパシュー１との間に吸着現象が生じた場合にも、凹状受圧面７上に斜板との接触面が追加形成される。これによって、スリッパシュー１の変形を抑制することができ、斜板２とスリッパシュー１との固体接触を防止することが可能となる。
【００７１】
マスキング３１に用いる被覆材料としては、硬質粒子の衝突エネルギーを十分に吸収し、マスキング直下のスリッパシュー１表面に伝えない緩衝性能と、連続的な硬質粒子の衝突によって破損、剥離することのない強度と、噴射加工終了時までその効果を維持できるような耐久性とを有するものが好ましく、例えば耐摩耗性樹脂被膜などを使用して良好な結果を得ている。
【００７２】
さらに、図１２に示すように、硬質粒子衝突の阻止手段（マスキング３３）を、噴射対象領域のみを切り抜いた形の板状遮蔽物としてもよい。このとき、板状遮蔽物３３の材質としては、照射する硬質粒子２８よりも遙かに高硬度で、かつ高耐摩耗性で、粒子衝突による削食に対して強い耐ブラストエロージョン性に優れる材質であることが望ましい。このような材料としては、例えば、工具鋼、超硬材等を用いることができる。
［製造方法］
【００７３】
次にスリッパシュー１の製造方法の第２の実施の形態を、図１３のフローチャートおよび図１４、図１５に基づいて説明する。図中、製造方法の第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００７４】
ステップＳ１３０１：まず、ステップＳ９０１と同様に原形１ｐを作成する。
【００７５】
ステップＳ１３０２：ステップＳ９０２と同様に、原形１ｐをラッピング加工する。
【００７６】
ステップＳ１３０３：図１４に示すように、原形１ｐにマスキング３３をセットする。マスキング３３には嵌合部３３Ａが形成され、嵌合部３３Ａにおいて、原形１ｐのシールランド部３に嵌合する。これによって、マスキング３３は原形１ｐに対して同軸に設定される。
【００７７】
ステップＳ１３０４：図１５に示すように、マスキング３３がセットされた原形１ｐを治具１００にセットする。ステップＳ９０３と同様に、治具１００にセットすることによって、原形１ｐはノズル２７に対して、位置合わせされる。
【００７８】
ステップＳ１３０５：ステップＳ９０５と同様にショットピーニングによって凹状受圧面７を形成する。但し、マスキング３３をセットしたことによって、凹状受圧面７には平坦部３２（図１１）が形成される。
【００７９】
ステップＳ１３０６：ステップＳ９０５と同様に、エアブローにより硬質粒子２８を除去する。
【００８０】
ステップＳ１３０７：ステップＳ９０６と同様に、カシメ加工によって、ボールジョイント部１Ｂをピストン５に組み付ける。
【００８１】
なお、スリッパシュー１をピストン５にカシメ加工で組み付けた後に、ショットピーニングを行う場合には、図１６に示すフローチャートの工程および図１７、図１８のセット状態により加工を行う。図中、第１の実施の形態の製造方法と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００８２】
ステップＳ１６０１：まず、ステップＳ１１０１と同様に、スリッパシュー１の原形を作成する。
【００８３】
ステップＳ１６０２：ステップＳ１１０２と同様に、原形１ｐにラッピング加工を施す。
【００８４】
ステップＳ１６０３：ステップＳ１１０３と同様に、ラッピング加工した原形１ｐのボールジョイント部１Ｂをピストン５に組み付ける。
【００８５】
ステップＳ１６０４：ステップＳ１３０３と同様に、原形１ｐにマスキング３３をセットする。（図１７）
【００８６】
ステップＳ１６０５：図１８に示すように、ステップＳ１３０４と同様に、マスキング３３がセットされた原形１ｐを、ピストン５とともに治具１００にセットする。
【００８７】
ステップＳ１６０６：ステップＳ１３０５と同様に、ショットピーニングにより、凹状受圧面７を形成する。
【００８８】
ステップＳ１６０７：ステップＳ１３０６と同様に、エアブローによりスリッパシュー１に付着した硬質粒子２８を除去する。
【００８９】
第２の実施の形態は、第１の実施の形態の効果に加えて、凹状受圧面７に略円環状平坦部３２を形成することで、吸着現象が生じた場合にも、接触面が追加形成されて、スリッパシュー１の変形を抑制でき、斜板２とスリッパシュー１との固体接触を防止するという効果を奏する。
マスキング３１，３３に替えて、樹脂テープ等を使用することも可能である。
【００９０】
−第３の実施の形態−
次に、図１９〜図２２を参照して、本発明の第３の実施の形態による製造方法で製造されるスリッパシューを説明する。第１の実施の形態では、混相流の噴流４０は、ノズル２７の中心軸に略沿った流れであったが、第３の実施の形態は、噴流４０を、ノズル２７中心軸回りの旋回流としている。図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【００９１】
図１９に示すように、スリッパシュー１は、第１の実施の形態と同様、スリッパシュー１に対して所定位置に配置されたノズル２７により噴射される混相流によって、ショットピーニングまたはショットブラストの加工が施される。
但し、第１の実施の形態と異なり、混相流の噴流４０は混相流の中心軸に沿って収束する形の旋回流である。これによって、第１の実施の形態に比較して、より狭小領域に硬質粒子２８を集中することが可能であり、より尖鋭な加工を行うことができる。
図１９の凹状受圧面７は、尖鋭な加工特性によって、周縁に略直角の隅部が形成されている。
【００９２】
図２０に示すように、旋回流の混相流４０は、「コアンダスリット」と呼ばれる環状細隙から空気を流入する粒子噴射用ノズルによって生成される。
【００９３】
図２０において、粒子噴射用ノズルは空気と硬質粒子２８との混相流Ｍを送給する吸入管４２と、噴流４０を噴射する流路管（ノズル）２７とを備え、吸入管４２は流路管２７の基端部２７Ｂに所定長挿入されている。基端部２７Ｂはチャンバ４５内に収容されており、基端部２７Ｂとチャンバ内面との隙間はコアンダスリット４４になっている。
【００９４】
チャンバ４５は、基端部２７Ｂ周囲に形成された環状空間であり、チャンバ４５には、流路管２７の半径方向外側から、チャンバ４５内に圧縮空気Ａを送給する送入管４１が設けられている。また、基端部２７Ｂ内面には傾斜面部４３が形成されている。
送入管４１から送給された圧縮空気Ａは、コアンダスリット４４から吸入管４２周囲に流入し、さらに傾斜面部４３に案内されて、基端部２７Ｂ内に円滑に流入する。コアンダスリット４４からの流入に際して、圧縮空気Ａは混相流Ｍの中心軸回り速度成分を得る。これによって旋回する噴流（旋回流）４０が生成される。
【００９５】
この旋回流は「コアンダスパイラルフロー」と呼ばれ、噴射気流中心軸に沿って旋回しながら収束する特徴を持っており、その発生原理や流体力学的特性は特許文献２等によって確認されている。
【００９６】
上記旋回流発生機構を有した噴射ノズルを用い、予め平坦に仕上げられたスリッパシュー１の摺動面１ｓに対して硬質粒子１０を旋回気流１２によって噴射衝突させることで、スリッパシュー１の摺動面１ｓが尖鋭に、削食または圧縮変形加工され、加工領域全域が均一な深さの円形凹状の凹状受圧面７が形成される。
これによって、第１の実施の形態に比較して、同一直径の凹状受圧面７において、より大きな容量を確保し得る。
【００９７】
図２１に示すように、凹状受圧面７の表面には、硬質粒子衝突によるディンプル３０が形成され、第１の実施の形態と同様、潤滑性能が高められる。
【００９８】
これによって、図２２に示すように、突発的な過大圧力負荷の発生によって斜板２表面と凹状受圧面７が変形接触した場合にも、ディンプル３０に油液が保持されていることにより、完全固体接触状態を免れることができ、円滑な摺動状態を維持することが可能となる。
【００９９】
ここに、第１の実施の形態同様、ショットピーニングおよびショットブラストの照射条件として、メディア粒径、メディア材質、噴射圧力、噴射距離、ノズル噴出口径、照射時間の６種類が挙げられるが、これらのパラメータを目的に合わせて適宜調整することで、硬質粒子の照射面積、硬質粒子の衝突エネルギー、照射気流中の硬質粒子密度を変化させ、形成される凹状受圧面７の深さおよび直径寸法を自在に変化させることが可能となる。
【０１００】
第３の実施の形態のスリッパシュー１は、第１の実施の形態と同様の図６の工程において、ショットピーニング加工（ステップＳ９０４）を旋回流の噴流４０に置き換えた工程によって加工し得る。
【０１０１】
さらに、第３の実施の形態のスリッパシュー１を、ピストン５に組み付けた後に加工する場合には、第１の実施の形態と同様の図８の工程において、ショットピーニング加工（ステップＳ１１０５）を旋回流の噴流４０に置き換えた工程によって加工し得る。
【０１０２】
第３の実施の形態によれば、粒子噴射装置から圧縮旋回粒子を噴射して凹状受圧面を円筒平底凹部に形成する。この第３の実施の形態は、第１の実施の形態の効果に加え、スリッパシュー１がより尖鋭な形状を有し、またより尖鋭な形状に加工し得るという効果を奏する。
【０１０３】
−第４の実施の形態−
次に、図２３〜図２５を参照して、本発明の第４の実施の形態による製造方法で製造されるスリッパシューを説明する。図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一符号を付し、説明を省略する。
【０１０４】
第４の実施の形態における製造方法では、第２の実施の形態と同様のマスキング３１を用い、第３の実施の形態と同様の旋回流４０によりショットピーニングを行う。すなわち、図２３に示すように、硬質粒子２８の衝突領域の一部をマスキング３１で遮蔽された状態でショットピーニングを行う。これにより、第３の実施の形態で説明したスリッパシューの尖鋭な凹状受圧面７上に、第２の実施の形態と同様に局部的に平坦部３２を残すことが可能となる。
【０１０５】
図２４に示すように、スリッパシュー１上の凹状受圧面７を中心とし、凹状受圧面７の外径よりも小さく、その同心円上に存在する略円環状の平坦部３２を形成することで、第２の実施の形態と同様、スリッパシュー１の変形を抑制することができる。
【０１０６】
図２５に示すように、第２の実施の形態と同様に、硬質粒子２８衝突の阻止手段を、照射対象領域のみを切り抜いた形の板状遮蔽物３３としてもよい。
【０１０７】
第４の実施の形態は、第１、第３の実施の形態両者の効果を奏する。
【０１０８】
第１〜第４の実施の形態の特徴的な作用効果をまとめると以下のとおりである。
【０１０９】
（１）図２に示すように、スリッパシュー１に対し、空気と硬質粒子２８の混相流２９を高速で摺動面１ｓに衝突させることによって、凹状受圧面７を加工する。このとき、凹状受圧面７が形成されるだけでなく、図３に示すように、凹状受圧面７の表面にはディンプル３０が形成され、油液（作動油）保持機能を奏することができる。これによって、スリッパシュー１の潤滑性能が高められ、斜板２とスリッパシュー１との間の吸着現象によってスリッパシュー１が変形し、斜板２と凹状受圧面７が接触した場合にも、円滑な摺動状態を維持することが可能となる。
【０１１０】
（２）スリッパシュー１への凹状受圧面７の形成のためのショットピーニングまたはショットブラストのメディア噴射条件として、メディア粒径、メディア材質、噴射圧力、噴射距離、ノズル噴出口径、照射時間の６種類が挙げられるが、これらの噴射条件を目的に合わせて適宜調整することで、形成される凹状受圧面形状を自在に変化させることができる。
【０１１１】
（３）図７に示すように、凹状受圧面７の中心をスリッパシュー摺動面１ｓの中央部とすることによって、実際に油液による圧力が作用した場合、正常且つ最適な油圧バランス（静圧バランス）を保つことが可能となる。
【０１１２】
（４）ノズル２７とスリッパシュー１の相対位置関係を固定したまま硬質粒子をスリッパシュー１の摺動面に衝突させ、凹状受圧面７を形成するようにした。したがって、従来の切削加工で必要であったツール移動動作や、それを行なうための複雑なＮＣプログラム、被削物の把握固定や精密位置出しなどを必要としないため、加工装置自体を簡素で安価、且つツール移動やワーク位置調整などの複雑な可動機構を有さない、メンテナンス性から見ても非常に堅牢なものとすることができる。
【０１１３】
（５）硬質粒子の衝突によって形成された凹状受圧面７の最表面は、加工硬化によって表面硬度が上昇し、耐摩耗性が向上する。従って、斜板２と凹状受圧面７の固体接触状態での摺動においても、凹状受圧面７を形成する銅合金材表面の塑性流動、異常摩耗を防止し、油溜まり部４の損傷閉塞を防止することが可能となる。
【０１１４】
（６）図１１に示すように、スリッパシュー１上の油溜まり部４を中心として、凹状受圧面７の外径よりも小さく、その同心円上に存在する略円環状平坦部３２を形成することで、斜板２とスリッパシュー１との間に吸着現象が生じた場合にも、凹状受圧面７上に斜板との接触面が追加形成される。これによって、スリッパシュー１の変形を抑制することができ、斜板２とスリッパシュー１との固体接触を防止することが可能となる。
【０１１５】
（７）図１９に示すように、混相流の噴流４０を旋回流としてより尖鋭な加工を行うことによって、凹状受圧面には、略直角の隅部が形成される。これによって、同一直径の凹状受圧面７において、より大きな容量を確保し得る。
【０１１６】
本発明は、上述した実施の形態に限定されない。すなわち、粒子噴射装置とスリッパシューとの軸を合わせ、粒子噴射装置とスリッパシューとの相対位置関係を固定したまま、硬質粒子をスリッパシュー摺動面に衝突させて凹状受圧面を形成する方法および装置であれば、すべて本発明の製造方法および製造装置に相当する。
【符号の説明】
【０１１７】
１０ スリッパシュー １ｓ 摺動受圧面
７ 凹状受圧面 ２７ ノズル
２８ 硬質粒子 ２９、４０ 噴流
３０ ディンプル ３１、３３ マスキング
３２ 平坦部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
斜板式液圧回転機に用いられるピストンスリッパシューの製造方法において、
粒子噴射装置から前記スリッパシューの摺動面に硬質粒子を衝突させて前記スリッパシューの摺動面に凹状受圧面を形成する凹状受圧面形成工程と、
前記凹状受圧面形成工程に先立って、前記スリッパシューの軸心を前記粒子噴射装置の粒子噴射軸心に軸合せる芯出し工程とを有し、
前記凹状受圧面形成工程では、前記粒子噴射装置と前記スリッパシューとの相対位置関係を固定としたまま硬質粒子を前記摺動面に衝突させることを特徴とするスリッパシューの製造方法。
【請求項２】
請求項1のスリッパシューの製造方法において、
前記凹状受圧面形成工程は、前記粒子噴射装置から圧縮粒子を噴射して前記凹状受圧面を球面状に形成するか、または、前記粒子噴射装置から圧縮旋回粒子を噴射して前記凹状受圧面を円筒平底凹部に形成することを特徴とするスリッパシューの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２のスリッパシューの製造方法において、
前記スリッパシューの摺動面をラップ加工して平坦面を形成する工程と、
前記スリッパシューを治具にセットして軸合わせを行う工程と、
前記粒子噴射装置から粒子を前記平坦面に向けて噴射する工程と、
粒子噴射終了後、前記スリッパシューに付着する粒子をエアブローで除去する工程とを順番に行うことを特徴とするスリッパシューの製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項の製造方法でスリッパシューを製造する製造装置であって、
前記粒子噴射装置と、
前記粒子噴射装置の粒子噴射軸と軸合わせされた前記治具とを備えることを特徴とするスリッパシューの製造装置。
【請求項５】
請求項4のスリッパシューの製造装置において、
前記粒子噴射装置の粒子噴射面は、前記スリッパシューの摺動面から一定距離に配置され、前記粒子噴射装置は、流体と硬質粒子の混相流を噴射するものであり、前記凹状受圧面を、硬質粒子照射領域中心部が最も深く、外側に向かうにつれて浅くなる凹状の略球面状に形成することを特徴とするスリッパシューの製造装置。
【請求項１】
斜板式液圧回転機に用いられるピストンスリッパシューの製造方法において、
粒子噴射装置から前記スリッパシューの摺動面に硬質粒子を衝突させて前記スリッパシューの摺動面に凹状受圧面を形成する凹状受圧面形成工程と、
前記凹状受圧面形成工程に先立って、前記スリッパシューの軸心を前記粒子噴射装置の粒子噴射軸心に軸合せる芯出し工程とを有し、
前記凹状受圧面形成工程では、前記粒子噴射装置と前記スリッパシューとの相対位置関係を固定としたまま硬質粒子を前記摺動面に衝突させることを特徴とするスリッパシューの製造方法。
【請求項２】
請求項1のスリッパシューの製造方法において、
前記凹状受圧面形成工程は、前記粒子噴射装置から圧縮粒子を噴射して前記凹状受圧面を球面状に形成するか、または、前記粒子噴射装置から圧縮旋回粒子を噴射して前記凹状受圧面を円筒平底凹部に形成することを特徴とするスリッパシューの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２のスリッパシューの製造方法において、
前記スリッパシューの摺動面をラップ加工して平坦面を形成する工程と、
前記スリッパシューを治具にセットして軸合わせを行う工程と、
前記粒子噴射装置から粒子を前記平坦面に向けて噴射する工程と、
粒子噴射終了後、前記スリッパシューに付着する粒子をエアブローで除去する工程とを順番に行うことを特徴とするスリッパシューの製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項の製造方法でスリッパシューを製造する製造装置であって、
前記粒子噴射装置と、
前記粒子噴射装置の粒子噴射軸と軸合わせされた前記治具とを備えることを特徴とするスリッパシューの製造装置。
【請求項５】
請求項4のスリッパシューの製造装置において、
前記粒子噴射装置の粒子噴射面は、前記スリッパシューの摺動面から一定距離に配置され、前記粒子噴射装置は、流体と硬質粒子の混相流を噴射するものであり、前記凹状受圧面を、硬質粒子照射領域中心部が最も深く、外側に向かうにつれて浅くなる凹状の略球面状に形成することを特徴とするスリッパシューの製造装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【公開番号】特開２０１０−２２２９７９（Ｐ２０１０−２２２９７９Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−６８０５７（Ｐ２００９−６８０５７）
【出願日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１９日（２００９．３．１９）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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