液圧回転機
【課題】厳しい運転状況下でも十分な潤滑性を確保することができ、しかも、加工コストを抑制することもできる液圧回転機を提供する。
【解決手段】シリンダ１０の内周面１０Ｂには、ショットピーニング処理を施すことにより多数の第１凹陥部２１を形成する。この第１凹陥部２１は、その長さ方向一側が傾斜の緩やかな緩斜面２１Ａとなり、長さ方向他側が傾斜の急な急斜面２１Ｂとなるように形成する。さらに、各第１凹陥部２１内には、該各第１凹陥部２１に比較して小さな第２凹陥部２３を複数個形成する。これら各第２凹陥部２３の容積分、各第１凹陥部２１内全体に保持できる作動油の量を多くすることができ、十分な潤滑性を確保することができる。
【解決手段】シリンダ１０の内周面１０Ｂには、ショットピーニング処理を施すことにより多数の第１凹陥部２１を形成する。この第１凹陥部２１は、その長さ方向一側が傾斜の緩やかな緩斜面２１Ａとなり、長さ方向他側が傾斜の急な急斜面２１Ｂとなるように形成する。さらに、各第１凹陥部２１内には、該各第１凹陥部２１に比較して小さな第２凹陥部２３を複数個形成する。これら各第２凹陥部２３の容積分、各第１凹陥部２１内全体に保持できる作動油の量を多くすることができ、十分な潤滑性を確保することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばアキシャルピストン式、ラジアルピストン式の油圧ポンプ、油圧モータ等として好適に用いられる液圧回転機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、例えば油圧ショベル等の建設機械には、油圧機器の油圧源として用いられる油圧ポンプ、走行用または旋回用の駆動源として用いられる油圧モータ等の液圧回転機が搭載されている。これらの液圧回転機は、例えば斜板式、斜軸式またはラジアルピストン式の液圧回転機等により構成されている。
【０００３】
この種の従来技術による液圧回転機は、ケーシングと、該ケーシング内に回転可能に設けられた回転軸と、該回転軸と一体に回転するように前記ケーシング内に設けられ周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダを有するシリンダブロックと、該シリンダブロックの各シリンダ内に往復動可能に挿嵌された複数のピストンとにより大略構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、特許文献１による液圧回転機は、各シリンダの内周面と各ピストンの外周面とのうちの少なくとも一方の周面に、該周面を被加工面として多数の微小な凹陥部を形成している。この場合、これら各凹陥部は、その長さ方向一側が傾斜の緩やかな緩斜面となり、長さ方向他側が傾斜の急な急斜面となるように形成している。これにより、各凹陥部内に保持（貯溜）される作動油の油膜によって、シリンダの内周面とピストンの外周面との間でくさび膜効果（流体軸受としての機能）を発揮させることができる。この結果、ピストンの直進性を確保することができ、シリンダとピストンの耐摩耗性および耐かじり性を向上することができる。
【０００５】
一方、エンジンのシフトフォークの摺動部に、うねり幅が２００ないし４００μｍのうねりと０．５ないし２μｍのマイクロディンプルとを設けると共に、その表面を硬質皮膜により覆った構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−５１０７２号公報
【特許文献２】特開２００１−２８０４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１による従来技術では、例えばピストンが高速・高負荷で往復動するような厳しい運転状況下でも、シリンダとピストンとの間で良好な潤滑状態（潤滑性能）を確保できるようにするためには、各凹陥部の容積を大きくし、これら各凹陥部内で保持（貯溜）できる作動油の量を多くする（保油性を向上させる）ことが好ましい。一方、凹陥部内の作動油によるくさび膜効果を十分に発揮させるためには、ピストンの進行方向（荷重方向）に向けて凹陥部の深さを浅くすることが好ましい。このため、各凹陥部内に保持できる作動油の量を多くすべく、各凹陥部を単に深くするだけでは、これら各凹陥部内の作動油の油膜によるくさび膜効果が低下する虞がある。
【０００８】
一方、特許文献２による従来技術では、摺動部にマイクロディンプルを設ける構成としているが、このマイクロディンプルでは作動油を十分に保持することができない虞がある。しかも、摺動面は硬質皮膜で覆われているため、摺動面の面粗さ（面粗度）を高精度に規制しないと、相手部材の摩耗を増大させる虞がある。このため、硬質皮膜を形成することと面粗さを高度に規制することとが相まって、加工コストが過度に嵩むという問題もある。
【０００９】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、厳しい運転状況下でも十分な潤滑性を確保することができ、しかも、加工コストを抑制することもできる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】
本発明による液圧回転機は、ケーシングと、該ケーシング内に回転可能に設けられた回転軸と、該回転軸と一体に回転するように前記ケーシング内に設けられ周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダを有するシリンダブロックと、該シリンダブロックの各シリンダ内に往復動可能に挿嵌された複数のピストンとを備え、前記各シリンダの内周面と前記各ピストンの外周面とのうちの少なくとも一方の周面には、該周面を被加工面として多数の第１凹陥部を形成し、該各第１凹陥部は、その長さ方向一側が傾斜の緩やかな緩斜面となり、長さ方向他側が傾斜の急な急斜面として形成してなる。
【００１１】
そして、上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記各第１凹陥部内には、該各第１凹陥部に比較して小さな第２凹陥部を複数個形成する構成としたことにある。
【００１２】
請求項２の発明は、前記各第２凹陥部は、その長さ方向一側が傾斜の緩やかな緩斜面となり、長さ方向他側が傾斜の急な急斜面として形成したことにある。
【００１３】
請求項３の発明は、前記各第１凹陥部の長さ寸法は、５０μｍ以上で１００μｍ以下の範囲内に設定したことにある。
【００１４】
請求項４の発明は、前記各第２凹陥部の長さ寸法は、１０μｍ以上で２０μｍ以下の範囲内に設定したことにある。
【００１５】
請求項５の発明は、前記各第１凹陥部と各第２凹陥部は、それぞれショットピーニング処理を施すことにより形成したことにある。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、厳しい運転状況下でも十分な潤滑性を確保することができ、しかも、加工コストを抑制することもできる。
【００１７】
即ち、各第１凹陥部は、その長さ方向一側が傾斜の緩やかな緩斜面となり長さ方向他側が傾斜の急な急斜面として形成しているので、これら各第１凹陥部内に保持（貯溜）される作動油の油膜によって、シリンダの内周面とピストンの外周面との間でくさび膜効果（流体軸受としての機能）を発揮させることができる。しかも、各第１凹陥部内には、該各第１凹陥部に比較して小さな第２凹陥部を複数個形成する構成としているので、該各第２凹陥部の容積分、各第１凹陥部内全体に保持できる作動油の量を多くすることができる（保油性を向上できる）。
【００１８】
これにより、くさび膜効果（流体軸受としての負荷容量）を向上することと保油性を確保することとを高い次元で両立することができ、ピストンが高速・高負荷で往復動するような厳しい運転状況でも、良好な潤滑性（潤滑性能）を確保することができる。この結果、液圧回転機の負荷容量、耐久性を高めることができ、例えば液圧回転機が搭載される各種機器の性能の向上、信頼性の確保を図ることができる。
【００１９】
さらに、上述した従来技術のような硬質皮膜を形成しなくても、各第１凹陥部と各第２凹陥部とにより潤滑性を確保することができる。この場合、各第１凹陥部と各第２凹陥部は、例えばショットピーニング処理を施すことにより形成することができるため、硬質皮膜を形成する従来技術と比較して加工コストを抑制することができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、各第２凹陥部は、その長さ方向一側が傾斜の緩やかな緩斜面となり長さ方向他側が傾斜の急な急斜面として形成しているので、くさび膜効果をより一層高めることができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、各第１凹陥部の長さ寸法を５０μｍ以上で１００μｍ以下の範囲内に設定しているので、これら各第１凹陥部内に保持される作動油によって、十分なくさび膜効果を発揮することができる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、各第２凹陥部の長さ寸法を１０μｍ以上で２０μｍ以下の範囲内に設定しているので、第２凹陥部により得られる容積の増大と第１凹陥部により得られるくさび膜効果との関係を最適化することができる。
【００２３】
請求項５の発明によれば、各第１凹陥部と各第２凹陥部とをそれぞれショットピーニング処理を施すことにより形成するので、各第１凹陥部と各第２凹陥部とを低コストで形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態による斜板式の油圧ポンプを示す縦断面図である。
【図２】シリンダブロック、ピストン等を第１凹陥部と第２凹陥部とを誇張して示す図１中の（II）部の拡大断面図である。
【図３】シリンダ、ピストン等を第１凹陥部と第２凹陥部とを誇張して示す図２中の（III）部に相当する拡大断面図である。
【図４】シリンダの内周面を第１凹陥部と第２凹陥部とを誇張して示す図３中の矢示IV−IV方向からみた拡大図である。
【図５】シリンダの内周面に第１凹陥部を形成するためのショットピーニング加工を施している状態を誇張して示す図３と同方向からみた拡大断面図である。
【図６】シリンダの内周面に第２凹陥部を形成するためのショットピーニング加工を施している状態を誇張して示す図３と同方向からみた拡大断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態による第２凹陥部を形成するためのショットピーニング加工を施している状態を誇張して示す図６と同様な位置の拡大断面図である。
【図８】本発明の変形例によるシリンダ、ピストン等を第１凹陥部と第２凹陥部とを誇張して示す図３と同様な位置の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施の形態に適用される液圧回転機は、斜軸式液圧回転機、斜板式液圧回転機等のアキシャルピストン式液圧回転機、ラジアルピストン式液圧回転機があるが、以下、一例として、斜板式油圧ポンプを例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００２６】
ここで、図１ないし図６は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は液圧回転機としての斜板式油圧ポンプ（以下、油圧ポンプ１という）で、該油圧ポンプ１は、後述のケーシング２、回転軸６、シリンダブロック９、複数のピストン１１、シュー１３、弁板１２および斜板１４等により構成されている。
【００２７】
２は油圧ポンプ１の外殻をなす中空なケーシングで、該ケーシング２は、有底筒状に形成されたケーシング本体３と、該ケーシング本体３の開口部３Ａ側を施蓋する蓋体４と、ケーシング本体３の底部３Ｂ側に取付けられたフランジ部材５とにより大略構成されている。ここで、ケーシング本体３の底部３Ｂの中央部とフランジ部材５の中央部には、それぞれ軸挿通孔３Ｃ，５Ａが設けられている。また、ケーシング本体３の底部３Ｂには、後述する回転軸６の軸中心に対して傾斜した傾斜面３Ｄが形成されている。
【００２８】
一方、蓋体４の中心部には、軸挿通孔３Ｃ，５Ａと同心状に有底の軸収容穴４Ａが設けられている。また、蓋体４には、一対の給排通路４Ｂ（一方のみ図示）が設けられ、これらの給排通路４Ｂは、作動油の吸込側，吐出側の配管（いずれも図示せず）等に接続されている。
【００２９】
６はケーシング２内に回転可能に設けられた回転軸で、該回転軸６の一端側はケーシング本体３の軸挿通孔３Ｃとフランジ部材５の軸挿通孔５Ａとに挿通され、フランジ部材５の軸挿通孔５Ａに設けられた軸受７によって回転可能に支持されている。また、回転軸６の他端側は蓋体４の軸収容穴４Ａ内へと延び、該軸収容穴４Ａに設けられた軸受８によって回転可能に支持されている。
【００３０】
そして、回転軸６の軸方向の中間部には軸スプライン部（雄スプライン部）６Ａが設けられ、この軸スプライン部６Ａには、後述のシリンダブロック９、リテーナガイド１６が挿嵌（スプライン結合）されている。また、回転軸６は、フランジ部材５の軸挿通孔５Ａから軸方向に突出する突出端６Ｂ側が、例えばディーゼルエンジン等の原動機（図示せず）により回転駆動されるものである。
【００３１】
９は回転軸６と一体に回転するようにケーシング２内に設けられたシリンダブロック（ロータ）で、該シリンダブロック９は、全体として段付き円筒状に形成され、その内周側は回転軸６の軸スプライン部６Ａにスプライン結合されている。ここで、シリンダブロック９は、その一方の端面が後述の斜板１４に対向して配置され、他方の端面は後述の弁板１２に摺接するものである。そして、シリンダブロック９は、後述のシリンダ１０を有し、これら各シリンダ１０内には後述のピストン１１が挿嵌されている。
【００３２】
１０はシリンダブロック９に形成された複数（通常は奇数個）のシリンダで、該各シリンダ１０は、回転軸６を中心にしてシリンダブロック９の周方向に一定の間隔をもって離間し、夫々がシリンダブロック９の軸方向に延びるものである。そして、各シリンダ１０は、後述の斜板１４と対向する一端側がシリンダブロック９の端面に開口している。また、シリンダ１０の他端側には、シリンダポート１０Ａが形成され、これら各シリンダポート１０Ａは、後述の弁板１２の給排ポート１２Ａを介して蓋体４の給排通路４Ｂに対して間欠的に連通，遮断されるものである。さらに、各シリンダ１０の内周面１０Ｂには、後述の第１凹陥部２１と第２凹陥部２３が形成されている。
【００３３】
１１はシリンダブロック９の各シリンダ１０内に往復動可能に挿嵌された複数のピストン（２個のみ図示）で、これら各ピストン１１は、シリンダブロック９が一回転する間にシリンダ１０内を往復動するものである。ここで、各ピストン１１の軸方向の一端側はシリンダ１０から突出し、このシリンダ１０から突出したピストン１１の突出端部には後述のシュー１３が装着される構成となっている。そして、各ピストン１１は、往復動に伴って、後述の弁板１２側から各シリンダ１０内に作動油を吸込みつつ、これを高圧の圧油として吐出させるものである。
【００３４】
１２はケーシング２の蓋体４とシリンダブロック９との間に設けられた弁板で、該弁板１２は、シリンダブロック９の各シリンダ１０と間欠的に連通する一対の給排ポート１２Ａ（一方のみ図示）を有している。そして、弁板１２の各給排ポート１２Ａは、蓋体４に設けられた給排通路４Ｂに連通する構成となっている。
【００３５】
１３は各ピストン１１の突出端部に揺動可能に装着されたシューで、該各シュー１３は、ピストン１１によって後述する斜板１４の摺動面１４Ａに押付けられることにより、シリンダブロック９の回転に伴って当該摺動面１４Ａ上を環状の軌跡を描くように摺動するものである。
【００３６】
１４はシリンダブロック９と対向してケーシング２内に設けられた斜板を示している。この斜板１４は、その中心部に回転軸６を挿通した状態で、ケーシング本体３の底部３Ｂとシリンダブロック９との間に斜めに（底部３Ｂの傾斜面３Ｄに沿って傾斜した状態で）配置されている。そして、斜板１４は、シリンダブロック９と対向する面が摺動面１４Ａとなり、この摺動面１４Ａ上を各シュー１３が摺動する構成となっている。
【００３７】
１５は各シュー１３と各ピストン１１の突出端部との間に位置して回転軸６に挿通されたリテーナで、該リテーナ１５は、各シュー１３を斜板１４の摺動面１４Ａに当接させるものである。ここで、リテーナ１５は、全体として環状な板体からなり、その中心部には軸挿通孔１５Ａが形成され、該軸挿通孔１５Ａの内周面には後述するリテーナガイド１６の外周面が当接する構成となっている。また、リテーナ１５のうち軸挿通孔１５Ａの周囲には、一定の角度間隔をもって複数個のシュー保持孔１５Ｂ（１個のみ図示）が設けられ、該各シュー保持孔１５Ｂによって、各シュー１３を斜板１４の摺動面１４Ａに当接した状態に保持する構成となっている。
【００３８】
１６はリテーナ１５とシリンダブロック９との間に位置して回転軸６に挿嵌されたリテーナガイドで、該リテーナガイド１６は、リテーナ１５の内周面に当接する外周面を有し、この外周面によってリテーナ１５を斜板１４に向けて押圧するものである。ここで、リテーナガイド１６の内周側は、回転軸６の軸スプライン部６Ａに軸方向に移動可能にスプライン結合され、リテーナガイド１６とシリンダブロック９との間には、複数のばね（図示せず）が設けられている。そして、リテーナガイド１６は、シリンダブロック９と一体に回転しつつ、各ばねのばね力によりリテーナ１５を斜板１４に向けて常時押圧する構成となっている。
【００３９】
次に、シリンダ１０の内周面１０Ｂに形成された第１凹陥部２１と第２凹陥部２３について説明する。なお、これら第１凹陥部２１と第２凹陥部２３は、シリンダ１０の内周面１０Ｂに後述するショットピーニング処理を施すことにより微細な凹陥として形成されるものである。そこで、図２ないし図６（後述する図７および図８も同様）では、各第１凹陥部２１、各第２凹陥部２３、ショットピーニング処理に用いる硬質球状粒子（ショット材）２２，２４等の大きさ、形状を誇張して示している。
【００４０】
２１はシリンダ１０の内周面１０Ｂに略均一に形成された多数の第１凹陥部を示している。これら各第１凹陥部２１は、その長さ方向一側（シリンダポート１０Ａ側、ピストン１１の進行方向吐出側）が傾斜の緩やかな緩斜面２１Ａとなり、長さ方向他側（シリンダポート１０Ａと反対側、ピストン１１の進行方向吸込側）が傾斜の急な急斜面２１Ｂとなるように形成されている。
【００４１】
各第１凹陥部２１は、図３および図４に示すように、その長さ寸法Ａ1（シリンダ１０の長さ方向に関する寸法Ａ1）を５０μｍ以上で１００μｍ以下の範囲内に設定している。また、その幅寸法Ｂ1（シリンダ１０の周方向に関する寸法Ｂ1）は、１０μｍ以上で２０μｍ以下の範囲内に設定している。さらに、その深さ寸法Ｃ1（シリンダ１０の径方向に関する寸法Ｃ1）は、数μｍ程度（例えば３μｍ以上で８μｍ以下の範囲内）に設定している。
【００４２】
このために、第１凹陥部２１は、図５に示すように、各シリンダ１０の内周面１０Ｂを被加工面としてショットピーニング処理を施すことにより形成している。具体的には、各第１凹陥部２１は、図示しない噴射ノズルを用いて例えば金属製の硬質球状粒子（ショット材）２２を圧縮空気と共に高速で噴出させ、これらの硬質球状粒子２２をシリンダ１０の内周面１０Ｂに連続的に噴射して衝突させる。
【００４３】
このとき、硬質球状粒子２２は、例えば外径（直径）Ｄ1が１００μｍ以上で１ｍｍ以下のスチールショット材等を用いることができる。そして、このような硬質球状粒子２２をシリンダ１０の内周面１０Ｂに対し斜めに、例えば３０度以上６０度未満、より好ましくは略４５度の角度θ1をもって入射（衝突）させることにより、各第１凹陥部２１に緩斜面２１Ａと急斜面２１Ｂとが形成されるようにしている。
【００４４】
このように第１凹陥部２１は緩斜面２１Ａと急斜面２１Ｂとを有する構成としているので、これら各凹陥部２１内に保持（貯溜）される作動油の油膜にくさび膜効果（流体軸受としての機能）を発揮させることができる。これにより、ピストン１１の直進性を確保することができ、シリンダ１０とピストン１１の耐摩耗性および耐かじり性を向上することができる。
【００４５】
２３は各第１凹陥部２１内に複数個形成された第２凹陥部で、該各第２凹陥部２３は、各第１凹陥部２１に比較して小さなものである。具体的には、各第２凹陥部２３は、図３および図４に示すように、その長さ寸法Ａ2（シリンダ１０の長さ方向に関する寸法Ａ2）を１０μｍ以上で２０μｍ以下の範囲内に設定している。また、その幅寸法Ｂ2（シリンダ１０の周方向に関する寸法Ｂ2）は、２μｍ以上で４μｍ以下の範囲内に設定している。さらに、その深さ寸法Ｃ2（シリンダ１０の径方向に関する寸法Ｃ2）は、１μｍ以下（例えば０．５μｍ以上で１μｍ以下の範囲内）に設定している。
【００４６】
各第２凹陥部２３は、第１凹陥部２１と同様に、その長さ方向一側（シリンダポート１０Ａ側、ピストン１１の進行方向吐出側）が傾斜の緩やかな緩斜面２３Ａとなり、長さ方向他側（シリンダポート１０Ａとは反対側、ピストン１１の進行方向吸込側）が傾斜の急な急斜面２３Ｂとなるように形成されている。
【００４７】
このために、第２凹陥部２３は、各シリンダ１０の内周面１０Ｂに第１凹陥部２１を形成した後、図６に示すように、第１凹陥部２１を形成するための硬質球状粒子２２よりも小さい硬質球状粒子（ショット材）２４を用いて、各シリンダ１０の内周面１０Ｂにショットピーニング処理を施すことにより形成している。
【００４８】
硬質球状粒子２４は、例えば外径（直径）Ｄ2が１０μｍ以上で１００μｍ未満のステンレスショット材やガラスショット材等を用いることができる。そして、このような硬質球状粒子２４をシリンダ１０の内周面１０Ｂに対し斜めに、例えば第１凹陥部２１を形成する硬質球状粒子２２の衝突角度θ1と略同様に、３０度以上６０度未満、より好ましくは略４５度の角度θ2をもって入射（衝突）させることにより、各第２凹陥部２３に緩斜面２３Ａと急斜面２３Ｂとが形成されるようにしている。
【００４９】
このような第２凹陥部２３が複数個形成された各第１凹陥部２１は、各第２凹陥部２３の容積分、第１凹陥部２１内全体に保持（貯溜）される作動油の量を多くすることができる（保油性を向上できる）。これにより、作動油によるくさび膜効果（流体軸受としての負荷容量）を向上できると共に保油性を向上することができる。
【００５０】
次に、第１凹陥部２１と第２凹陥部２３を形成する工程を含むシリンダブロック９全体の製造工程（製造方法）について説明する。
【００５１】
シリンダブロック９は、例えば球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ材）等の鉄系材料からなるもので、まず、鋳造手段により、完成後のシリンダブロック９と略同形状の鋳物ブロック（図示せず）を形成する（鋳造工程）。そして、この鋳物ブロックに、必要な切削加工、研削加工を施してから（切削・研削工程）、続いて、ガス軟窒化処理等の熱処理を施す（熱処理工程）。これにより、所定寸法のシリンダブロック中間体９′を形成する。
【００５２】
このようにシリンダブロック中間体９′を形成したならば、シリンダブロック中間体９′のシリンダ１０の内周面１０Ｂに第１凹陥部２１と第２凹陥部２３を形成する。この場合、まず、図５に示すように、シリンダ１０の内周面１０Ｂに第１凹陥部２１を形成するためのショットピーニング処理を施す（第１ショットピーニング工程）。このショットピーニング処理は、外径Ｄ1の硬質球状粒子２２を、シリンダ１０の内周面１０Ｂに対し角度θ1をもって斜めに衝突させることにより行う。これにより、シリンダ１０の内周面１０Ｂに、緩斜面２１Ａと急斜面２１Ｂとを有する第１凹陥部２１が形成される。
【００５３】
このように第１凹陥部２１を形成したならば、図６に示すように、シリンダ１０の内周面１０Ｂに第２凹陥部２３を形成するためのショットピーニング処理を施す（第２ショットピーニング工程）。このショットピーニング処理は、外径Ｄ2の硬質球状粒子２４を、シリンダ１０の内周面１０Ｂに対し角度θ2をもって斜めに衝突させることにより行う。これにより、第１凹陥部２１内に、緩斜面２３Ａと急斜面２３Ｂとを有する第２凹陥部２３が形成され、シリンダブロック９が完成する。
【００５４】
本実施の形態による油圧ポンプ１は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００５５】
エンジン等の原動機によって回転軸６を回転駆動すると、ケーシング２内でシリンダブロック９が回転軸６と一体に回転される。これにより、斜板１４の摺動面１４Ａに沿って複数のシュー１３がリング状の円軌跡を描くように摺動変位し、これに伴って夫々のピストン１１がシリンダブロック９の各シリンダ１０内で往復動を繰返すようになる。
【００５６】
このため、シリンダブロック９が１回転する間に、各ピストン１１はシリンダ１０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返す。そして、ピストン１１の吸入行程では、例えば蓋体４の給排通路４Ｂ側からシリンダ１０内に作動油を吸込み、ピストン１１の吐出行程では、ピストン１１が各シリンダ１０内の油液を高圧の圧油として別の給排通路側から吐出させるものである。
【００５７】
ところで、ピストン１１がシリンダ１０内を往復動しているとき、シリンダ１０の内周面１０Ｂに形成された第２凹陥部２３を含む第１凹陥部２１内には、作動油が保持（貯溜）される。ここで、第１凹陥部２１は、その長さ方向一側が傾斜の緩やかな緩斜面２１Ａとなり長さ方向他側が傾斜の急な急斜面２１Ｂとして形成されているので、各第１凹陥部２１に保持される作動油の油膜によって、シリンダ１０の内周面１０とピストンの外周面との間でくさび膜効果（流体軸受としての機能）を発揮させることができる。これにより、ピストン１１の直進性を確保することができ、シリンダ１０とピストン１１の耐摩耗性および耐かじり性を向上することができる。
【００５８】
しかも、本実施の形態によれば、各第１凹陥部２１内には、該各第１凹陥部２１に比較して小さな第２凹陥部２３を複数個形成する構成としているので、該各第２凹陥部２３の容積分、各第１凹陥部２１内全体に保持できる作動油の量を多くすることができる（保油性を向上できる）。これにより、くさび膜効果（流体軸受としての負荷容量）を向上することと保油性を確保することとを高い次元で両立することができ、ピストン１０が高速・高負荷で往復動するような厳しい運転状況でも、良好な潤滑性（潤滑性能）を確保することができる。この結果、油圧ポンプ１の負荷容量、耐久性を高めることができ、例えば油圧ポンプ１が搭載される油圧ショベル等の各種機器の性能の向上、信頼性の確保を図ることができる。
【００５９】
さらに、本実施の形態によれば、従来技術のような硬質皮膜を形成しなくても、各第１凹陥部２１と各第２凹陥部２３とにより潤滑性を確保することができる。そして、これら各第１凹陥部２１と各第２凹陥部２３は、ショットピーニング処理を施すことにより低コストで形成することができるため、硬質皮膜を形成する従来技術と比較して加工コストを抑制することができる。
【００６０】
本実施の形態によれば、各第２凹陥部２３は、その長さ方向一側が傾斜の緩やかな緩斜面２３Ａとなり長さ方向他側が傾斜の急な急斜面２３Ｂとして形成しているので、くさび膜効果（流体軸受としての負荷容量）をより一層高めることができる。
【００６１】
本実施の形態によれば、各第１凹陥部２１の長さ寸法を５０μｍ以上で１００μｍ以下の範囲内に設定しているので、これら各第１凹陥部２１内に保持（貯溜）される作動油によって、十分なくさび膜効果を発揮することができる。
【００６２】
しかも、各第２凹陥部２３の長さ寸法は、１０μｍ以上で２０μｍ以下の範囲内に設定しているので、第２凹陥部２３により得られる容積の増大と第１凹陥部２１により得られるくさび膜効果との関係を最適化することができる。
【００６３】
次に、図７は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、第２凹陥部を形成する硬質球状粒子をシリンダの内周面に対し略直角に衝突させる構成としたことにある。なお、本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６４】
図中、３１は各第１凹陥部２１内に複数個形成された第２凹陥部で、該各第２凹陥部３１は、上述した第１の実施の形態の第２凹陥部２３に代えて、本実施の形態で形成されるものである。ここで、第２凹陥部３１は、各シリンダ１０の内周面１０Ｂに第１凹陥部２１を形成した後、硬質球状粒子（ショット材）２４を用いて各シリンダ１０の内周面１０Ｂにショットピーニング処理を施すことにより形成している。
【００６５】
硬質球状粒子２４は、例えば外径（直径）Ｄ2が１０μｍ以上で１００μｍ未満のステンレスショット材やガラスショット材等を用いることができる。そして、このような硬質球状粒子２４をシリンダ１０の内周面１０Ｂに対し略直角に、例えば７０度以上９０度以下、より好ましくは略９０度の角度θ3をもって入射（衝突）させることにより、各第１凹陥部２１内に各第２凹陥部２３が形成されるようにしている。
【００６６】
本実施の形態による油圧ポンプ１は、上述の如き第２凹陥部３１を第１凹陥部２１内に形成したもので、その基本的作用については、上述した第１の実施の形態によるものと格別差異はない。
【００６７】
特に、本実施の形態の場合は、硬質球状粒子２４をシリンダ１０の内周面１０Ｂに対し略直角に衝突させることにより第２凹陥部３１を形成する構成としているので、第２凹陥部３１を第１凹陥部２１内全体にわたって略均一に形成することができる。即ち、上述した第１の実施の形態の場合は、第１凹陥部２１を形成する硬質球状粒子２２と第２凹陥部２３を形成する硬質球状粒子２４とを、シリンダ１０の内周面１０Ｂに対し略同じ角度θ１，θ2（３０度以上６０度未満、より好ましくは略４５度）をもって入射（衝突）させることにより、第１凹陥部２１と第２凹陥部２３とを形成している。このため、第１の実施の形態の場合は、第２凹陥部２３が第１凹陥部２１の急斜面２１Ｂ側に多く形成される傾向となっている。
【００６８】
これに対し、本実施の形態の場合には、第１凹陥部２１を形成する硬質球状粒子２２を角度θ１（３０度以上６０度未満、より好ましくは略４５度）をもって入射（衝突）させるのに対し、第２凹陥部３１を形成する硬質球状粒子２４を角度θ3（７０度以上９０度以下、より好ましくは略９０度）をもって入射（衝突）させる構成としている。即ち、硬質球状粒子２２の衝突角度θ１に比べて硬質球状粒子２４の衝突角度θ3を急角度にする（互いの角度θ１とθ3とを異ならせる）ことにより、第２凹陥部３１を第１凹陥部２１内全体にわたって略均一に形成できるようにしている。これにより、各第１凹陥部２１内に形成される第２凹陥部３１の数を増大させることができ、その分（第２凹陥部３１の数が増大する分）、保油性をより一層高めることができる。
【００６９】
なお、上述した各実施の形態では、第１凹陥部２１と第２凹陥部２３，３１とをシリンダ１０の内周面１０Ｂに形成する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図８に示す変形例のように、シリンダ４１の内周面４１Ａには第１凹陥部と第２凹陥部とを形成せずに、ピストン４２の外周面４２Ａに第１凹陥部２１と第２凹陥部２３とを形成する構成としてもよい。また、図示は省略するが、シリンダの内周面とピストンの外周面との両方の周面に第１凹陥部と第２凹陥部とをそれぞれ形成する構成としてもよい。
【００７０】
また、上述した各実施の形態および変形例では、液圧回転機として固定容量型の斜板式油圧ポンプ１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば斜軸式油圧ポンプまたはラジアルピストン式油圧ポンプ等に適用してもよく、可変容量型の油圧ポンプに適用してもよい。また、可変容量型または固定容量型の油圧モータに対しても適用できるものである。
【００７１】
油圧モータに適用する場合には、第１凹陥部と第２凹陥部とを形成する緩斜面と急斜面の位置関係は、油圧ポンプの場合と反対にすることが好ましい。即ち、油圧モータの場合には、第１凹陥部と第２凹陥部は、その長さ方向一側（シリンダポートとは反対側、ピストンの進行方向圧油が供給される側）が傾斜の緩やかな緩斜面となり、長さ方向他側（シリンダポート側、ピストンの進行方向吐出側）が傾斜の急な急斜面となるように形成することが好ましい。
【符号の説明】
【００７２】
１ 油圧ポンプ（液圧回転機）
２ ケーシング
６ 回転軸
９ シリンダブロック
１０，４１ シリンダ
１０Ｂ，４１Ａ 内周面
１１，４２ ピストン
２１ 第１凹陥部
２１Ａ 緩斜面
２１Ｂ 急斜面
２３，３１ 第２凹陥部
２３Ａ 緩斜面
２３Ｂ 急斜面
４２Ａ 外周面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばアキシャルピストン式、ラジアルピストン式の油圧ポンプ、油圧モータ等として好適に用いられる液圧回転機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、例えば油圧ショベル等の建設機械には、油圧機器の油圧源として用いられる油圧ポンプ、走行用または旋回用の駆動源として用いられる油圧モータ等の液圧回転機が搭載されている。これらの液圧回転機は、例えば斜板式、斜軸式またはラジアルピストン式の液圧回転機等により構成されている。
【０００３】
この種の従来技術による液圧回転機は、ケーシングと、該ケーシング内に回転可能に設けられた回転軸と、該回転軸と一体に回転するように前記ケーシング内に設けられ周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダを有するシリンダブロックと、該シリンダブロックの各シリンダ内に往復動可能に挿嵌された複数のピストンとにより大略構成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
ここで、特許文献１による液圧回転機は、各シリンダの内周面と各ピストンの外周面とのうちの少なくとも一方の周面に、該周面を被加工面として多数の微小な凹陥部を形成している。この場合、これら各凹陥部は、その長さ方向一側が傾斜の緩やかな緩斜面となり、長さ方向他側が傾斜の急な急斜面となるように形成している。これにより、各凹陥部内に保持（貯溜）される作動油の油膜によって、シリンダの内周面とピストンの外周面との間でくさび膜効果（流体軸受としての機能）を発揮させることができる。この結果、ピストンの直進性を確保することができ、シリンダとピストンの耐摩耗性および耐かじり性を向上することができる。
【０００５】
一方、エンジンのシフトフォークの摺動部に、うねり幅が２００ないし４００μｍのうねりと０．５ないし２μｍのマイクロディンプルとを設けると共に、その表面を硬質皮膜により覆った構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−５１０７２号公報
【特許文献２】特開２００１−２８０４９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した特許文献１による従来技術では、例えばピストンが高速・高負荷で往復動するような厳しい運転状況下でも、シリンダとピストンとの間で良好な潤滑状態（潤滑性能）を確保できるようにするためには、各凹陥部の容積を大きくし、これら各凹陥部内で保持（貯溜）できる作動油の量を多くする（保油性を向上させる）ことが好ましい。一方、凹陥部内の作動油によるくさび膜効果を十分に発揮させるためには、ピストンの進行方向（荷重方向）に向けて凹陥部の深さを浅くすることが好ましい。このため、各凹陥部内に保持できる作動油の量を多くすべく、各凹陥部を単に深くするだけでは、これら各凹陥部内の作動油の油膜によるくさび膜効果が低下する虞がある。
【０００８】
一方、特許文献２による従来技術では、摺動部にマイクロディンプルを設ける構成としているが、このマイクロディンプルでは作動油を十分に保持することができない虞がある。しかも、摺動面は硬質皮膜で覆われているため、摺動面の面粗さ（面粗度）を高精度に規制しないと、相手部材の摩耗を増大させる虞がある。このため、硬質皮膜を形成することと面粗さを高度に規制することとが相まって、加工コストが過度に嵩むという問題もある。
【０００９】
本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、厳しい運転状況下でも十分な潤滑性を確保することができ、しかも、加工コストを抑制することもできる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】
本発明による液圧回転機は、ケーシングと、該ケーシング内に回転可能に設けられた回転軸と、該回転軸と一体に回転するように前記ケーシング内に設けられ周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダを有するシリンダブロックと、該シリンダブロックの各シリンダ内に往復動可能に挿嵌された複数のピストンとを備え、前記各シリンダの内周面と前記各ピストンの外周面とのうちの少なくとも一方の周面には、該周面を被加工面として多数の第１凹陥部を形成し、該各第１凹陥部は、その長さ方向一側が傾斜の緩やかな緩斜面となり、長さ方向他側が傾斜の急な急斜面として形成してなる。
【００１１】
そして、上述した課題を解決するために、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記各第１凹陥部内には、該各第１凹陥部に比較して小さな第２凹陥部を複数個形成する構成としたことにある。
【００１２】
請求項２の発明は、前記各第２凹陥部は、その長さ方向一側が傾斜の緩やかな緩斜面となり、長さ方向他側が傾斜の急な急斜面として形成したことにある。
【００１３】
請求項３の発明は、前記各第１凹陥部の長さ寸法は、５０μｍ以上で１００μｍ以下の範囲内に設定したことにある。
【００１４】
請求項４の発明は、前記各第２凹陥部の長さ寸法は、１０μｍ以上で２０μｍ以下の範囲内に設定したことにある。
【００１５】
請求項５の発明は、前記各第１凹陥部と各第２凹陥部は、それぞれショットピーニング処理を施すことにより形成したことにある。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１の発明によれば、厳しい運転状況下でも十分な潤滑性を確保することができ、しかも、加工コストを抑制することもできる。
【００１７】
即ち、各第１凹陥部は、その長さ方向一側が傾斜の緩やかな緩斜面となり長さ方向他側が傾斜の急な急斜面として形成しているので、これら各第１凹陥部内に保持（貯溜）される作動油の油膜によって、シリンダの内周面とピストンの外周面との間でくさび膜効果（流体軸受としての機能）を発揮させることができる。しかも、各第１凹陥部内には、該各第１凹陥部に比較して小さな第２凹陥部を複数個形成する構成としているので、該各第２凹陥部の容積分、各第１凹陥部内全体に保持できる作動油の量を多くすることができる（保油性を向上できる）。
【００１８】
これにより、くさび膜効果（流体軸受としての負荷容量）を向上することと保油性を確保することとを高い次元で両立することができ、ピストンが高速・高負荷で往復動するような厳しい運転状況でも、良好な潤滑性（潤滑性能）を確保することができる。この結果、液圧回転機の負荷容量、耐久性を高めることができ、例えば液圧回転機が搭載される各種機器の性能の向上、信頼性の確保を図ることができる。
【００１９】
さらに、上述した従来技術のような硬質皮膜を形成しなくても、各第１凹陥部と各第２凹陥部とにより潤滑性を確保することができる。この場合、各第１凹陥部と各第２凹陥部は、例えばショットピーニング処理を施すことにより形成することができるため、硬質皮膜を形成する従来技術と比較して加工コストを抑制することができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、各第２凹陥部は、その長さ方向一側が傾斜の緩やかな緩斜面となり長さ方向他側が傾斜の急な急斜面として形成しているので、くさび膜効果をより一層高めることができる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、各第１凹陥部の長さ寸法を５０μｍ以上で１００μｍ以下の範囲内に設定しているので、これら各第１凹陥部内に保持される作動油によって、十分なくさび膜効果を発揮することができる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、各第２凹陥部の長さ寸法を１０μｍ以上で２０μｍ以下の範囲内に設定しているので、第２凹陥部により得られる容積の増大と第１凹陥部により得られるくさび膜効果との関係を最適化することができる。
【００２３】
請求項５の発明によれば、各第１凹陥部と各第２凹陥部とをそれぞれショットピーニング処理を施すことにより形成するので、各第１凹陥部と各第２凹陥部とを低コストで形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１の実施の形態による斜板式の油圧ポンプを示す縦断面図である。
【図２】シリンダブロック、ピストン等を第１凹陥部と第２凹陥部とを誇張して示す図１中の（II）部の拡大断面図である。
【図３】シリンダ、ピストン等を第１凹陥部と第２凹陥部とを誇張して示す図２中の（III）部に相当する拡大断面図である。
【図４】シリンダの内周面を第１凹陥部と第２凹陥部とを誇張して示す図３中の矢示IV−IV方向からみた拡大図である。
【図５】シリンダの内周面に第１凹陥部を形成するためのショットピーニング加工を施している状態を誇張して示す図３と同方向からみた拡大断面図である。
【図６】シリンダの内周面に第２凹陥部を形成するためのショットピーニング加工を施している状態を誇張して示す図３と同方向からみた拡大断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態による第２凹陥部を形成するためのショットピーニング加工を施している状態を誇張して示す図６と同様な位置の拡大断面図である。
【図８】本発明の変形例によるシリンダ、ピストン等を第１凹陥部と第２凹陥部とを誇張して示す図３と同様な位置の拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明の実施の形態に適用される液圧回転機は、斜軸式液圧回転機、斜板式液圧回転機等のアキシャルピストン式液圧回転機、ラジアルピストン式液圧回転機があるが、以下、一例として、斜板式油圧ポンプを例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。
【００２６】
ここで、図１ないし図６は本発明の第１の実施の形態を示している。図中、１は液圧回転機としての斜板式油圧ポンプ（以下、油圧ポンプ１という）で、該油圧ポンプ１は、後述のケーシング２、回転軸６、シリンダブロック９、複数のピストン１１、シュー１３、弁板１２および斜板１４等により構成されている。
【００２７】
２は油圧ポンプ１の外殻をなす中空なケーシングで、該ケーシング２は、有底筒状に形成されたケーシング本体３と、該ケーシング本体３の開口部３Ａ側を施蓋する蓋体４と、ケーシング本体３の底部３Ｂ側に取付けられたフランジ部材５とにより大略構成されている。ここで、ケーシング本体３の底部３Ｂの中央部とフランジ部材５の中央部には、それぞれ軸挿通孔３Ｃ，５Ａが設けられている。また、ケーシング本体３の底部３Ｂには、後述する回転軸６の軸中心に対して傾斜した傾斜面３Ｄが形成されている。
【００２８】
一方、蓋体４の中心部には、軸挿通孔３Ｃ，５Ａと同心状に有底の軸収容穴４Ａが設けられている。また、蓋体４には、一対の給排通路４Ｂ（一方のみ図示）が設けられ、これらの給排通路４Ｂは、作動油の吸込側，吐出側の配管（いずれも図示せず）等に接続されている。
【００２９】
６はケーシング２内に回転可能に設けられた回転軸で、該回転軸６の一端側はケーシング本体３の軸挿通孔３Ｃとフランジ部材５の軸挿通孔５Ａとに挿通され、フランジ部材５の軸挿通孔５Ａに設けられた軸受７によって回転可能に支持されている。また、回転軸６の他端側は蓋体４の軸収容穴４Ａ内へと延び、該軸収容穴４Ａに設けられた軸受８によって回転可能に支持されている。
【００３０】
そして、回転軸６の軸方向の中間部には軸スプライン部（雄スプライン部）６Ａが設けられ、この軸スプライン部６Ａには、後述のシリンダブロック９、リテーナガイド１６が挿嵌（スプライン結合）されている。また、回転軸６は、フランジ部材５の軸挿通孔５Ａから軸方向に突出する突出端６Ｂ側が、例えばディーゼルエンジン等の原動機（図示せず）により回転駆動されるものである。
【００３１】
９は回転軸６と一体に回転するようにケーシング２内に設けられたシリンダブロック（ロータ）で、該シリンダブロック９は、全体として段付き円筒状に形成され、その内周側は回転軸６の軸スプライン部６Ａにスプライン結合されている。ここで、シリンダブロック９は、その一方の端面が後述の斜板１４に対向して配置され、他方の端面は後述の弁板１２に摺接するものである。そして、シリンダブロック９は、後述のシリンダ１０を有し、これら各シリンダ１０内には後述のピストン１１が挿嵌されている。
【００３２】
１０はシリンダブロック９に形成された複数（通常は奇数個）のシリンダで、該各シリンダ１０は、回転軸６を中心にしてシリンダブロック９の周方向に一定の間隔をもって離間し、夫々がシリンダブロック９の軸方向に延びるものである。そして、各シリンダ１０は、後述の斜板１４と対向する一端側がシリンダブロック９の端面に開口している。また、シリンダ１０の他端側には、シリンダポート１０Ａが形成され、これら各シリンダポート１０Ａは、後述の弁板１２の給排ポート１２Ａを介して蓋体４の給排通路４Ｂに対して間欠的に連通，遮断されるものである。さらに、各シリンダ１０の内周面１０Ｂには、後述の第１凹陥部２１と第２凹陥部２３が形成されている。
【００３３】
１１はシリンダブロック９の各シリンダ１０内に往復動可能に挿嵌された複数のピストン（２個のみ図示）で、これら各ピストン１１は、シリンダブロック９が一回転する間にシリンダ１０内を往復動するものである。ここで、各ピストン１１の軸方向の一端側はシリンダ１０から突出し、このシリンダ１０から突出したピストン１１の突出端部には後述のシュー１３が装着される構成となっている。そして、各ピストン１１は、往復動に伴って、後述の弁板１２側から各シリンダ１０内に作動油を吸込みつつ、これを高圧の圧油として吐出させるものである。
【００３４】
１２はケーシング２の蓋体４とシリンダブロック９との間に設けられた弁板で、該弁板１２は、シリンダブロック９の各シリンダ１０と間欠的に連通する一対の給排ポート１２Ａ（一方のみ図示）を有している。そして、弁板１２の各給排ポート１２Ａは、蓋体４に設けられた給排通路４Ｂに連通する構成となっている。
【００３５】
１３は各ピストン１１の突出端部に揺動可能に装着されたシューで、該各シュー１３は、ピストン１１によって後述する斜板１４の摺動面１４Ａに押付けられることにより、シリンダブロック９の回転に伴って当該摺動面１４Ａ上を環状の軌跡を描くように摺動するものである。
【００３６】
１４はシリンダブロック９と対向してケーシング２内に設けられた斜板を示している。この斜板１４は、その中心部に回転軸６を挿通した状態で、ケーシング本体３の底部３Ｂとシリンダブロック９との間に斜めに（底部３Ｂの傾斜面３Ｄに沿って傾斜した状態で）配置されている。そして、斜板１４は、シリンダブロック９と対向する面が摺動面１４Ａとなり、この摺動面１４Ａ上を各シュー１３が摺動する構成となっている。
【００３７】
１５は各シュー１３と各ピストン１１の突出端部との間に位置して回転軸６に挿通されたリテーナで、該リテーナ１５は、各シュー１３を斜板１４の摺動面１４Ａに当接させるものである。ここで、リテーナ１５は、全体として環状な板体からなり、その中心部には軸挿通孔１５Ａが形成され、該軸挿通孔１５Ａの内周面には後述するリテーナガイド１６の外周面が当接する構成となっている。また、リテーナ１５のうち軸挿通孔１５Ａの周囲には、一定の角度間隔をもって複数個のシュー保持孔１５Ｂ（１個のみ図示）が設けられ、該各シュー保持孔１５Ｂによって、各シュー１３を斜板１４の摺動面１４Ａに当接した状態に保持する構成となっている。
【００３８】
１６はリテーナ１５とシリンダブロック９との間に位置して回転軸６に挿嵌されたリテーナガイドで、該リテーナガイド１６は、リテーナ１５の内周面に当接する外周面を有し、この外周面によってリテーナ１５を斜板１４に向けて押圧するものである。ここで、リテーナガイド１６の内周側は、回転軸６の軸スプライン部６Ａに軸方向に移動可能にスプライン結合され、リテーナガイド１６とシリンダブロック９との間には、複数のばね（図示せず）が設けられている。そして、リテーナガイド１６は、シリンダブロック９と一体に回転しつつ、各ばねのばね力によりリテーナ１５を斜板１４に向けて常時押圧する構成となっている。
【００３９】
次に、シリンダ１０の内周面１０Ｂに形成された第１凹陥部２１と第２凹陥部２３について説明する。なお、これら第１凹陥部２１と第２凹陥部２３は、シリンダ１０の内周面１０Ｂに後述するショットピーニング処理を施すことにより微細な凹陥として形成されるものである。そこで、図２ないし図６（後述する図７および図８も同様）では、各第１凹陥部２１、各第２凹陥部２３、ショットピーニング処理に用いる硬質球状粒子（ショット材）２２，２４等の大きさ、形状を誇張して示している。
【００４０】
２１はシリンダ１０の内周面１０Ｂに略均一に形成された多数の第１凹陥部を示している。これら各第１凹陥部２１は、その長さ方向一側（シリンダポート１０Ａ側、ピストン１１の進行方向吐出側）が傾斜の緩やかな緩斜面２１Ａとなり、長さ方向他側（シリンダポート１０Ａと反対側、ピストン１１の進行方向吸込側）が傾斜の急な急斜面２１Ｂとなるように形成されている。
【００４１】
各第１凹陥部２１は、図３および図４に示すように、その長さ寸法Ａ1（シリンダ１０の長さ方向に関する寸法Ａ1）を５０μｍ以上で１００μｍ以下の範囲内に設定している。また、その幅寸法Ｂ1（シリンダ１０の周方向に関する寸法Ｂ1）は、１０μｍ以上で２０μｍ以下の範囲内に設定している。さらに、その深さ寸法Ｃ1（シリンダ１０の径方向に関する寸法Ｃ1）は、数μｍ程度（例えば３μｍ以上で８μｍ以下の範囲内）に設定している。
【００４２】
このために、第１凹陥部２１は、図５に示すように、各シリンダ１０の内周面１０Ｂを被加工面としてショットピーニング処理を施すことにより形成している。具体的には、各第１凹陥部２１は、図示しない噴射ノズルを用いて例えば金属製の硬質球状粒子（ショット材）２２を圧縮空気と共に高速で噴出させ、これらの硬質球状粒子２２をシリンダ１０の内周面１０Ｂに連続的に噴射して衝突させる。
【００４３】
このとき、硬質球状粒子２２は、例えば外径（直径）Ｄ1が１００μｍ以上で１ｍｍ以下のスチールショット材等を用いることができる。そして、このような硬質球状粒子２２をシリンダ１０の内周面１０Ｂに対し斜めに、例えば３０度以上６０度未満、より好ましくは略４５度の角度θ1をもって入射（衝突）させることにより、各第１凹陥部２１に緩斜面２１Ａと急斜面２１Ｂとが形成されるようにしている。
【００４４】
このように第１凹陥部２１は緩斜面２１Ａと急斜面２１Ｂとを有する構成としているので、これら各凹陥部２１内に保持（貯溜）される作動油の油膜にくさび膜効果（流体軸受としての機能）を発揮させることができる。これにより、ピストン１１の直進性を確保することができ、シリンダ１０とピストン１１の耐摩耗性および耐かじり性を向上することができる。
【００４５】
２３は各第１凹陥部２１内に複数個形成された第２凹陥部で、該各第２凹陥部２３は、各第１凹陥部２１に比較して小さなものである。具体的には、各第２凹陥部２３は、図３および図４に示すように、その長さ寸法Ａ2（シリンダ１０の長さ方向に関する寸法Ａ2）を１０μｍ以上で２０μｍ以下の範囲内に設定している。また、その幅寸法Ｂ2（シリンダ１０の周方向に関する寸法Ｂ2）は、２μｍ以上で４μｍ以下の範囲内に設定している。さらに、その深さ寸法Ｃ2（シリンダ１０の径方向に関する寸法Ｃ2）は、１μｍ以下（例えば０．５μｍ以上で１μｍ以下の範囲内）に設定している。
【００４６】
各第２凹陥部２３は、第１凹陥部２１と同様に、その長さ方向一側（シリンダポート１０Ａ側、ピストン１１の進行方向吐出側）が傾斜の緩やかな緩斜面２３Ａとなり、長さ方向他側（シリンダポート１０Ａとは反対側、ピストン１１の進行方向吸込側）が傾斜の急な急斜面２３Ｂとなるように形成されている。
【００４７】
このために、第２凹陥部２３は、各シリンダ１０の内周面１０Ｂに第１凹陥部２１を形成した後、図６に示すように、第１凹陥部２１を形成するための硬質球状粒子２２よりも小さい硬質球状粒子（ショット材）２４を用いて、各シリンダ１０の内周面１０Ｂにショットピーニング処理を施すことにより形成している。
【００４８】
硬質球状粒子２４は、例えば外径（直径）Ｄ2が１０μｍ以上で１００μｍ未満のステンレスショット材やガラスショット材等を用いることができる。そして、このような硬質球状粒子２４をシリンダ１０の内周面１０Ｂに対し斜めに、例えば第１凹陥部２１を形成する硬質球状粒子２２の衝突角度θ1と略同様に、３０度以上６０度未満、より好ましくは略４５度の角度θ2をもって入射（衝突）させることにより、各第２凹陥部２３に緩斜面２３Ａと急斜面２３Ｂとが形成されるようにしている。
【００４９】
このような第２凹陥部２３が複数個形成された各第１凹陥部２１は、各第２凹陥部２３の容積分、第１凹陥部２１内全体に保持（貯溜）される作動油の量を多くすることができる（保油性を向上できる）。これにより、作動油によるくさび膜効果（流体軸受としての負荷容量）を向上できると共に保油性を向上することができる。
【００５０】
次に、第１凹陥部２１と第２凹陥部２３を形成する工程を含むシリンダブロック９全体の製造工程（製造方法）について説明する。
【００５１】
シリンダブロック９は、例えば球状黒鉛鋳鉄（ＦＣＤ材）等の鉄系材料からなるもので、まず、鋳造手段により、完成後のシリンダブロック９と略同形状の鋳物ブロック（図示せず）を形成する（鋳造工程）。そして、この鋳物ブロックに、必要な切削加工、研削加工を施してから（切削・研削工程）、続いて、ガス軟窒化処理等の熱処理を施す（熱処理工程）。これにより、所定寸法のシリンダブロック中間体９′を形成する。
【００５２】
このようにシリンダブロック中間体９′を形成したならば、シリンダブロック中間体９′のシリンダ１０の内周面１０Ｂに第１凹陥部２１と第２凹陥部２３を形成する。この場合、まず、図５に示すように、シリンダ１０の内周面１０Ｂに第１凹陥部２１を形成するためのショットピーニング処理を施す（第１ショットピーニング工程）。このショットピーニング処理は、外径Ｄ1の硬質球状粒子２２を、シリンダ１０の内周面１０Ｂに対し角度θ1をもって斜めに衝突させることにより行う。これにより、シリンダ１０の内周面１０Ｂに、緩斜面２１Ａと急斜面２１Ｂとを有する第１凹陥部２１が形成される。
【００５３】
このように第１凹陥部２１を形成したならば、図６に示すように、シリンダ１０の内周面１０Ｂに第２凹陥部２３を形成するためのショットピーニング処理を施す（第２ショットピーニング工程）。このショットピーニング処理は、外径Ｄ2の硬質球状粒子２４を、シリンダ１０の内周面１０Ｂに対し角度θ2をもって斜めに衝突させることにより行う。これにより、第１凹陥部２１内に、緩斜面２３Ａと急斜面２３Ｂとを有する第２凹陥部２３が形成され、シリンダブロック９が完成する。
【００５４】
本実施の形態による油圧ポンプ１は、上述の如き構成を有するもので、次にその作動について説明する。
【００５５】
エンジン等の原動機によって回転軸６を回転駆動すると、ケーシング２内でシリンダブロック９が回転軸６と一体に回転される。これにより、斜板１４の摺動面１４Ａに沿って複数のシュー１３がリング状の円軌跡を描くように摺動変位し、これに伴って夫々のピストン１１がシリンダブロック９の各シリンダ１０内で往復動を繰返すようになる。
【００５６】
このため、シリンダブロック９が１回転する間に、各ピストン１１はシリンダ１０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返す。そして、ピストン１１の吸入行程では、例えば蓋体４の給排通路４Ｂ側からシリンダ１０内に作動油を吸込み、ピストン１１の吐出行程では、ピストン１１が各シリンダ１０内の油液を高圧の圧油として別の給排通路側から吐出させるものである。
【００５７】
ところで、ピストン１１がシリンダ１０内を往復動しているとき、シリンダ１０の内周面１０Ｂに形成された第２凹陥部２３を含む第１凹陥部２１内には、作動油が保持（貯溜）される。ここで、第１凹陥部２１は、その長さ方向一側が傾斜の緩やかな緩斜面２１Ａとなり長さ方向他側が傾斜の急な急斜面２１Ｂとして形成されているので、各第１凹陥部２１に保持される作動油の油膜によって、シリンダ１０の内周面１０とピストンの外周面との間でくさび膜効果（流体軸受としての機能）を発揮させることができる。これにより、ピストン１１の直進性を確保することができ、シリンダ１０とピストン１１の耐摩耗性および耐かじり性を向上することができる。
【００５８】
しかも、本実施の形態によれば、各第１凹陥部２１内には、該各第１凹陥部２１に比較して小さな第２凹陥部２３を複数個形成する構成としているので、該各第２凹陥部２３の容積分、各第１凹陥部２１内全体に保持できる作動油の量を多くすることができる（保油性を向上できる）。これにより、くさび膜効果（流体軸受としての負荷容量）を向上することと保油性を確保することとを高い次元で両立することができ、ピストン１０が高速・高負荷で往復動するような厳しい運転状況でも、良好な潤滑性（潤滑性能）を確保することができる。この結果、油圧ポンプ１の負荷容量、耐久性を高めることができ、例えば油圧ポンプ１が搭載される油圧ショベル等の各種機器の性能の向上、信頼性の確保を図ることができる。
【００５９】
さらに、本実施の形態によれば、従来技術のような硬質皮膜を形成しなくても、各第１凹陥部２１と各第２凹陥部２３とにより潤滑性を確保することができる。そして、これら各第１凹陥部２１と各第２凹陥部２３は、ショットピーニング処理を施すことにより低コストで形成することができるため、硬質皮膜を形成する従来技術と比較して加工コストを抑制することができる。
【００６０】
本実施の形態によれば、各第２凹陥部２３は、その長さ方向一側が傾斜の緩やかな緩斜面２３Ａとなり長さ方向他側が傾斜の急な急斜面２３Ｂとして形成しているので、くさび膜効果（流体軸受としての負荷容量）をより一層高めることができる。
【００６１】
本実施の形態によれば、各第１凹陥部２１の長さ寸法を５０μｍ以上で１００μｍ以下の範囲内に設定しているので、これら各第１凹陥部２１内に保持（貯溜）される作動油によって、十分なくさび膜効果を発揮することができる。
【００６２】
しかも、各第２凹陥部２３の長さ寸法は、１０μｍ以上で２０μｍ以下の範囲内に設定しているので、第２凹陥部２３により得られる容積の増大と第１凹陥部２１により得られるくさび膜効果との関係を最適化することができる。
【００６３】
次に、図７は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、第２凹陥部を形成する硬質球状粒子をシリンダの内周面に対し略直角に衝突させる構成としたことにある。なお、本実施の形態では、上述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００６４】
図中、３１は各第１凹陥部２１内に複数個形成された第２凹陥部で、該各第２凹陥部３１は、上述した第１の実施の形態の第２凹陥部２３に代えて、本実施の形態で形成されるものである。ここで、第２凹陥部３１は、各シリンダ１０の内周面１０Ｂに第１凹陥部２１を形成した後、硬質球状粒子（ショット材）２４を用いて各シリンダ１０の内周面１０Ｂにショットピーニング処理を施すことにより形成している。
【００６５】
硬質球状粒子２４は、例えば外径（直径）Ｄ2が１０μｍ以上で１００μｍ未満のステンレスショット材やガラスショット材等を用いることができる。そして、このような硬質球状粒子２４をシリンダ１０の内周面１０Ｂに対し略直角に、例えば７０度以上９０度以下、より好ましくは略９０度の角度θ3をもって入射（衝突）させることにより、各第１凹陥部２１内に各第２凹陥部２３が形成されるようにしている。
【００６６】
本実施の形態による油圧ポンプ１は、上述の如き第２凹陥部３１を第１凹陥部２１内に形成したもので、その基本的作用については、上述した第１の実施の形態によるものと格別差異はない。
【００６７】
特に、本実施の形態の場合は、硬質球状粒子２４をシリンダ１０の内周面１０Ｂに対し略直角に衝突させることにより第２凹陥部３１を形成する構成としているので、第２凹陥部３１を第１凹陥部２１内全体にわたって略均一に形成することができる。即ち、上述した第１の実施の形態の場合は、第１凹陥部２１を形成する硬質球状粒子２２と第２凹陥部２３を形成する硬質球状粒子２４とを、シリンダ１０の内周面１０Ｂに対し略同じ角度θ１，θ2（３０度以上６０度未満、より好ましくは略４５度）をもって入射（衝突）させることにより、第１凹陥部２１と第２凹陥部２３とを形成している。このため、第１の実施の形態の場合は、第２凹陥部２３が第１凹陥部２１の急斜面２１Ｂ側に多く形成される傾向となっている。
【００６８】
これに対し、本実施の形態の場合には、第１凹陥部２１を形成する硬質球状粒子２２を角度θ１（３０度以上６０度未満、より好ましくは略４５度）をもって入射（衝突）させるのに対し、第２凹陥部３１を形成する硬質球状粒子２４を角度θ3（７０度以上９０度以下、より好ましくは略９０度）をもって入射（衝突）させる構成としている。即ち、硬質球状粒子２２の衝突角度θ１に比べて硬質球状粒子２４の衝突角度θ3を急角度にする（互いの角度θ１とθ3とを異ならせる）ことにより、第２凹陥部３１を第１凹陥部２１内全体にわたって略均一に形成できるようにしている。これにより、各第１凹陥部２１内に形成される第２凹陥部３１の数を増大させることができ、その分（第２凹陥部３１の数が増大する分）、保油性をより一層高めることができる。
【００６９】
なお、上述した各実施の形態では、第１凹陥部２１と第２凹陥部２３，３１とをシリンダ１０の内周面１０Ｂに形成する構成とした場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば図８に示す変形例のように、シリンダ４１の内周面４１Ａには第１凹陥部と第２凹陥部とを形成せずに、ピストン４２の外周面４２Ａに第１凹陥部２１と第２凹陥部２３とを形成する構成としてもよい。また、図示は省略するが、シリンダの内周面とピストンの外周面との両方の周面に第１凹陥部と第２凹陥部とをそれぞれ形成する構成としてもよい。
【００７０】
また、上述した各実施の形態および変形例では、液圧回転機として固定容量型の斜板式油圧ポンプ１を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば斜軸式油圧ポンプまたはラジアルピストン式油圧ポンプ等に適用してもよく、可変容量型の油圧ポンプに適用してもよい。また、可変容量型または固定容量型の油圧モータに対しても適用できるものである。
【００７１】
油圧モータに適用する場合には、第１凹陥部と第２凹陥部とを形成する緩斜面と急斜面の位置関係は、油圧ポンプの場合と反対にすることが好ましい。即ち、油圧モータの場合には、第１凹陥部と第２凹陥部は、その長さ方向一側（シリンダポートとは反対側、ピストンの進行方向圧油が供給される側）が傾斜の緩やかな緩斜面となり、長さ方向他側（シリンダポート側、ピストンの進行方向吐出側）が傾斜の急な急斜面となるように形成することが好ましい。
【符号の説明】
【００７２】
１ 油圧ポンプ（液圧回転機）
２ ケーシング
６ 回転軸
９ シリンダブロック
１０，４１ シリンダ
１０Ｂ，４１Ａ 内周面
１１，４２ ピストン
２１ 第１凹陥部
２１Ａ 緩斜面
２１Ｂ 急斜面
２３，３１ 第２凹陥部
２３Ａ 緩斜面
２３Ｂ 急斜面
４２Ａ 外周面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーシングと、該ケーシング内に回転可能に設けられた回転軸と、該回転軸と一体に回転するように前記ケーシング内に設けられ周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダを有するシリンダブロックと、該シリンダブロックの各シリンダ内に往復動可能に挿嵌された複数のピストンとを備え、
前記各シリンダの内周面と前記各ピストンの外周面とのうちの少なくとも一方の周面には、該周面を被加工面として多数の第１凹陥部を形成し、
該各第１凹陥部は、その長さ方向一側が傾斜の緩やかな緩斜面となり、長さ方向他側が傾斜の急な急斜面として形成してなる液圧回転機において、
前記各第１凹陥部内には、該各第１凹陥部に比較して小さな第２凹陥部を複数個形成する構成としたことを特徴とする液圧回転機。
【請求項２】
前記各第２凹陥部は、その長さ方向一側が傾斜の緩やかな緩斜面となり、長さ方向他側が傾斜の急な急斜面として形成してなる請求項１に記載の液圧回転機。
【請求項３】
前記各第１凹陥部の長さ寸法は、５０μｍ以上で１００μｍ以下の範囲内に設定してなる請求項１または２に記載の液圧回転機。
【請求項４】
前記各第２凹陥部の長さ寸法は、１０μｍ以上で２０μｍ以下の範囲内に設定してなる請求項１，２または３に記載の液圧回転機。
【請求項５】
前記各第１凹陥部と各第２凹陥部は、それぞれショットピーニング処理を施すことにより形成してなる請求項１，２，３または４に記載の液圧回転機。
【請求項１】
ケーシングと、該ケーシング内に回転可能に設けられた回転軸と、該回転軸と一体に回転するように前記ケーシング内に設けられ周方向に離間して軸方向に延びる複数のシリンダを有するシリンダブロックと、該シリンダブロックの各シリンダ内に往復動可能に挿嵌された複数のピストンとを備え、
前記各シリンダの内周面と前記各ピストンの外周面とのうちの少なくとも一方の周面には、該周面を被加工面として多数の第１凹陥部を形成し、
該各第１凹陥部は、その長さ方向一側が傾斜の緩やかな緩斜面となり、長さ方向他側が傾斜の急な急斜面として形成してなる液圧回転機において、
前記各第１凹陥部内には、該各第１凹陥部に比較して小さな第２凹陥部を複数個形成する構成としたことを特徴とする液圧回転機。
【請求項２】
前記各第２凹陥部は、その長さ方向一側が傾斜の緩やかな緩斜面となり、長さ方向他側が傾斜の急な急斜面として形成してなる請求項１に記載の液圧回転機。
【請求項３】
前記各第１凹陥部の長さ寸法は、５０μｍ以上で１００μｍ以下の範囲内に設定してなる請求項１または２に記載の液圧回転機。
【請求項４】
前記各第２凹陥部の長さ寸法は、１０μｍ以上で２０μｍ以下の範囲内に設定してなる請求項１，２または３に記載の液圧回転機。
【請求項５】
前記各第１凹陥部と各第２凹陥部は、それぞれショットピーニング処理を施すことにより形成してなる請求項１，２，３または４に記載の液圧回転機。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１２−２５５４２１（Ｐ２０１２−２５５４２１Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３０１９８（Ｐ２０１１−１３０１９８）
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【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２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１０日（２０１１．６．１０）
【出願人】（０００００５５２２）日立建機株式会社 (2,611)
【Ｆターム（参考）】
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