JP2002031040A - 液圧ピストンポンプ・モータ摺動部の表面処理構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 潤滑性が乏しく腐食性のある作動流体を用い
るに好適な液圧ピストンポンプ・モー夕摺動部の表面処
理構造を提供する。 【解決手段】 ピストン１（およびまたは、シュー２）
の材質を耐腐食性のステンレス鋼またはステンレス合金
とし、シリンダ内面との摺動部１０ａとピストン球部１
ａの摺動面１０ｂにＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ
Ｃａｒｂｏｎ）薄膜１１（シュー２では斜板３との摺
動面２ｂに薄膜１２ａ）をコーティングする。このＤＬ
Ｃ薄膜１１，１２ａは、炭素元素から構成され緻密なア
モルファス構造を有し、ＰＶＤ処理あるいはＣＶＤ処理
により厚さ1〜5μm程度で基材に付着させる。耐腐食性
のステンレス鋼またはステンレス合金を基材とするた
め、ＤＬＣ薄膜１１，１２ａのコーティングのない部分
が腐食性の作動流体にさらされても、錆の発生が防止で
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液圧ピストンポン
プ・モータ摺動部の表面処理構造に関するものであり、
特に、潤滑性が乏しく腐食性のある作動流体を用いる場
合に好適な液圧ピストンポンプ・モータ摺動部の表面処
理構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、斜板式の液圧ピストンポンプ・
モータとしては、図１1のように構成されている。図１1
において、駆動軸１０７により回転するシリンダブロッ
ク１０５には、同一円周上に等間隔に複数のシリンダ１
０５ｂが形成され、このシリンダ１０５ｂには軸方向に
往復動するピストン１０１が収装される。ピストン１０
１の先端にはピストン球部１０１ａが形成され、このピ
ストン球部１０１ａはシュー１０２に設けた球状穴１０
２ａに回動自在に嵌合している。シュー１０２は摺動面
１０２ｂにより斜板１０３に摺接しながらシリンダブロ
ック１０５とともに回転する。ピストン球部１０１ａお
よびシュー１０２の摺動面１０２ｂにはピストン１０１
内部の通路１０１ｃを介して作動液圧が導入され、シュ
ー１０２の球状穴１０２ａとピストン球部１０１ａとの
間およびシュー１０２の摺動面１０２ｂと斜板１０３と
の間には静圧軸受が形成され、両者間の固体接触面圧を
低減している。斜板１０３はシリンダブロック１０５の
回転中心に対して所定の角度で傾斜した状態で図示しな
いハウジングに、固定され、あるいは可変式では傾斜角
度がアクチュエータで変化するようにされ、シリンダブ
ロック１０５の背面は一対のポート１０４ｄ，１０４ｅ
をもつ弁板１０４に摺接するよう構成されている。

【０００３】駆動軸１０７によりシリンダブロック１０
５が回転すると、シュー１０２を介して斜板１０３と接
触するピストン１０１は、シリンダブロック１０５の一
回転に付き一往復し、例えば、弁板１０４の一方のポー
ト１０４ｅから作動液を吸い込み、他方のポート１０４
ｄから作動液を吐出する。

【０００４】このような斜板式の液圧ピストンポンプ・
モータにあっては、ピストン１０１の往復動に伴って以
下に述べる種々の作用力が働く。すなわち、図におい
て、今、ピストン１０１が伸び出した状態から圧縮方向
に動き始め、流体を吐出するときには、シリンダ１０５
ｂ内に吐出通路側の負荷に応じて高い流体圧力が発生す
る。この流体圧力によるピストン１０１軸方向の力をＦ
１とすると、ピストン１０１はこのＦ１によって斜板１
０３に強く押付けられ、斜板１０３はその摺動面に垂直
な方向の反力Ｆ２により力Ｆ１に対抗する。この力Ｆ２
の方向は斜板１０３の傾斜角度分ピストン１０１の往復
方向と異なるため、ピストン１０１を摺動させるシリン
ダ１０５ｂ内周面との間において、嵌合両端に往復方向
と垂直な偶力Ｆ３，Ｆ４を発生させる。この偶力Ｆ３，
Ｆ４はピストン１０１外周面とシリンダ１０５ｂ内周面
との間に摺動面圧を発生させ、両者間に焼付きおよび摩
耗を発生させる原因となる。

【０００５】このピストン摺動部の耐焼付き性、耐摩耗
性を改善する表面処理構造として、従来、例えば、実開
昭６４−１３２８０号公報に記載されたものがある。

【０００６】この従来例によれば、窒化処理等により高
硬度化した鋼製のピストンの摺動部に物理蒸着（ＰＶ
Ｄ）により超硬質物、例えば、炭化物ＳｉＣ等、窒化物
ＴｉＮ等、または酸化物Ａｌ₂Ｏ₃等をコーティングして
硬質皮膜とし、ピストンとシリンダ間の耐焼付き性、耐
摩耗性を改善したものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、作動流体として、潤滑性が乏しく腐食性のあ
る作動流体を用いる場合には、以下に述べる不具合を生
ずる。 １．ピストンの超硬質皮膜をコーティングしている摺動
部では超硬質皮膜自体が耐腐食性を有しているため、錆
は発生しない。しかし、摺動部以外のコーティングされ
ていないピストンの外表面も腐食性のある作動流体にさ
らされることから、錆の発生を防止し得ない。そして、
この錆が摺動部に入り込みコーティングした薄膜を剥離
させ、ポンプ・モータの動作不良を惹き起す問題点があ
った。 ２．更に、この超硬質皮膜はＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ
Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、物理的気相成長
法）処理によりピストン表面に付着させているが、内部
例えば穴の中や窪みの奥まで均一な厚さの薄膜を形成す
ることは難しい。したがって、部品全体を包み込むよう
耐腐食性のある超硬質皮膜を形成して腐食性のある作動
流体に適応させることは製造コストを高額とする問題点
があった。

【０００８】そこで本発明は、上記問題点に鑑みなされ
たもので、潤滑性が乏しく腐食性のある流体を作動流体
として用いる場合にあっても好適な液圧ピストンポンプ
・モー夕摺動部の表面処理構造を提供することを目的と
する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、軸回りに
回転自在に支持されたシリンダブロックと、シリンダブ
ロックに往復動自在に収装された複数のピストンと、前
記ピストンの先端を球面もしくは平面で摺接して支持す
るシューと、シリンダブロックの背面に摺接し一対のポ
ートを持つ弁板とを備えた液圧ピストンポンプ・モータ
において、液圧ピストンポンプ・モータの摺動部材をス
テンレス鋼もしくはステンレス合金により形成し、その
摺動面にＤＬＣ薄膜をコーティングしてなることを特徴
とする。

【００１０】第２の発明は、第１の発明において、前記
ピストンをピストン軸心と直交する面でシューに設けた
平滑面に当接させ、前記シリンダブロックの回転軸に対
して相対的に傾いた軸回りに回転するリング部材が前記
シューを球面支持し、前記シリンダブロックとリング部
材とを回転伝達機構により同期回転させるよう構成した
液圧ピストンポンプ・モータであることを特徴とする。

【００１１】第３の発明は、第１または第２の発明にお
いて、前記ステンレス鋼もしくはステンレス合金で形成
される摺動部材は、摺動面の少なくとも表面部が硬化処
理され、硬化処理された表面にＤＬＣ薄膜をコーティン
グしてなることを特徴とする。

【００１２】第４の発明は、第１ないし第３の発明のい
ずれか一つにおいて、前記ステンレス鋼もしくはステン
レス合金で形成される摺動部材は、摺動面にＣｒ、Ｓ
ｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗのうちの一種以
上あるいはこれらに炭素、窒素及び酸素のうちの少なく
とも1種の元素を含む中間層をコーティングし、その中
間層表面にＤＬＣ薄膜をコーティングしてなることを特
徴とする。

【００１３】第５の発明は、第４の発明において、前記
中間層は、その組成がＤＬＣ薄膜と同じ構成の組成を一
部含んでなり、ＤＬＣ組成の割合は前記ステンレス鋼も
しくはステンレス合金よりなる基材に近い側では中間層
の組成とし、ＤＬＣ薄膜に接近するにしたがい中間層の
組成の割合を減じＤＬＣ組成の割合を増加させるもので
あることを特徴とする。

【００１４】第６の発明は、第１ないし第５の発明のい
ずれか一つにおいて、前記摺動部材は、シリンダブロッ
クとシューに摺接するピストン、ピストンを支持するシ
ュー、シリンダブロックに摺接する弁板、弁板に摺接す
るシリンダブロックの内少なくともいずれか一つである
ことを特徴とする。

【００１５】第７の発明は、第２ないし第６の発明のい
ずれか一つにおいて、前記摺動部材は、リング部材と摺
接するシュー、軸回りの案内面に摺接するリング部材、
およびリング部材に背面より摺接するスラストプレート
の内少なくともいずれか一つであることを特徴とする。

【００１６】第８の発明は、第２ないし第７の発明のい
ずれか一つにおいて、前記回転伝達機構は、リング部材
側に結合された継ぎ手とシリンダブロック側に結合され
た継ぎ手とを連結して構成され、摺動部材は、この継ぎ
手を構成する部材であることを特徴とする。

【００１７】

【作用】したがって、第１の発明は、摺動部材の基材に
耐腐食性が得られるステンレス鋼またはステンレス合金
を用いるため、ＤＬＣ薄膜をコーティングしていない摺
動部材の表面が腐食性のある作動流体にさらされても錆
の発生を防止できる。

【００１８】また、摺動部材の摺動面にはＤＬＣ（Ｄｉ
ａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）薄膜がコーティ
ングされているため、滑り性が良く耐焼付き性および耐
摩耗性を向上できる。

【００１９】第２の発明では、ピストンをピストン軸心
と直交する面でシューに設けた平滑面に当接させ、シリ
ンダブロックの回転軸に対して相対的に傾いた軸回りに
回転するリング部材がシューを球面支持し、シリンダブ
ロックとリング部材とを回転伝達機構により同期回転さ
せるよう構成した液圧ピストンポンプ・モータの摺動部
材にＤＬＣ薄膜をコーティングすることにより、更に高
圧で作動させる場合にあっても低コストの高圧ポンプ・
モータとして利用することができる。

【００２０】第３の発明では、ＤＬＣ薄膜をコーティン
グする基材表面を硬化処理して、その弾性変形を抑えて
いるため、硬質のＤＬＣ薄膜に加わる変形を抑制して、
その割れや剥離を生じない強固な摺動面を形成でき、耐
焼付き性、耐磨耗性および低摩擦係数を得ることができ
る。

【００２１】第４の発明では、前記ＤＬＣ薄膜とピスト
ン基材との間にピストン基材と密着力の高い中間層を形
成しているため、ＤＬＣ薄膜の剥離を防止することがで
きる。即ち、ＤＬＣ薄膜の線膨張係数はステンレス基材
の線膨張係数よりも相対的に小さい。このため、摺動面
で摩擦熱が発生するとステンレス基材とＤＬＣ薄膜との
熱膨張差でＤＬＣ薄膜に割れが発生し、ひいては、ＤＬ
Ｃ薄膜が剥離する。しかし、この発明では中間層のステ
ンレス基材に対する密着力を高めているためＤＬＣ薄膜
に割れおよび剥離を防止できる。

【００２２】第５の発明では、中間層内にＤＬＣ薄膜と
同じ構成の組成がＤＬＣ薄膜から内層に向かって拡散し
ているので、中間層とＤＬＣ皮膜との間の密着力を増大
させ、全体的にＤＬＣ薄膜の剥離強度をさらに高くでき
る。

【００２３】第６の発明では、シリンダブロックとシュ
ーに摺接するピストンの摺動面にＤＬＣ薄膜をコーティ
ングした場合にはシリンダおよびシューとの滑り性が向
上し焼付け等を生じない。また、ピストンおよび斜板に
摺接するシューの摺動面にＤＬＣ薄膜をコーティングし
た場合にはピストンおよび斜板との滑り性が向上し焼付
けや異常摩耗を防止できる。さらに、シリンダブロック
に摺接する弁板、およびまたは、弁板に摺接するシリン
ダブロックにＤＬＣ薄膜をコーティングした場合にはシ
リンダブロックと弁板との滑り性が向上し焼付け等を生
じない。

【００２４】第７の発明では、リング部材と摺接するシ
ューにＤＬＣ薄膜をコーティングした場合にはリング部
材とシューとの滑り性が向上し焼付け等を生じない。ま
た、軸回りの案内面に摺接するリング部材、または、リ
ング部材に背面より摺接するスラストプレートにＤＬＣ
薄膜をコーティングした場合にはリング部材の滑り性が
向上し焼付け等を生じない。

【００２５】第８の発明では、２個の継ぎ手の摺動面に
ＤＬＣ薄膜をコーティングした場合には継ぎ手の係合部
の磨耗を防止できその耐久性を向上できる。

【００２６】

【発明の実施の態様】以下、本発明の実施態様を添付図
面に基づいて説明する。

【００２７】図１は、本発明の第１の実施態様を示し、
本発明の表面処理構造を液圧ピストンポンプ・モータの
摺動部材であるピストンおよびシューに適用した例であ
る。

【００２８】図１において、１はピストンを示し、先端
にはピストン球部１ａが一体に形成され、内部に基部１
ｂからピストン球部１ａに達する通路１ｃを有する。２
はピストン球部１ａを受入れる球状穴２ａと斜板３に接
する摺動面２ｂを有するシューで、摺動面２ｂは凹部２
ｃを有しこの凹部２ｃは通路２ｇにより球状穴２ａ底部
と連通している。そして、シュー２の球状穴２ａ内にピ
ストン１のピストン球部１ａを受入れた状態で球状穴２
ａの縁をかしめることで両者は組立てられる。そして、
シュー２の摺動面２ｂの凹部２ｃと斜板３との間に通路
１ｃおよび通路２ｇを介してシリンダ内圧を導入するこ
とで静圧軸受を形成して両者間の固体接触面圧を低減し
ている。

【００２９】前記ピストン１とシュー２との球状の連結
部の構成は上記例に限られず、例えば、図２に示す構造
も可能である。即ち、図２において、ピストン１の先端
に球状穴１ｅを形成すると共にシュー２に球状部２ｈを
一体に形成する。そして、ピストン１の球状穴１ｅ内に
シュー２の球状部２ｈを受入れた状態で球状穴１ｅの縁
をかしめることで両者は組立てられる。

【００３０】このピストン１の材質は、耐腐食性が得ら
れるステンレス鋼またはステンレス合金であり、図１で
は図示しないシリンダ内と摺動する摺動部１０ａとピス
トン球部１ａの摺動面１０ｂには基材表面の粗さを研磨
などによりできるだけ小さく滑らかにし、ＤＬＣ（Ｄｉ
ａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）薄膜１１をコー
ティングする。 また、シュー２の材質は、ピストン１
と同様に耐腐食性が得られるステンレス鋼またはステン
レス合金であり、その斜板３と接する摺動面２ｂには基
材表面の粗さを研磨等によりできるだけ小さく滑らかに
し、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏ
ｎ）薄膜１２ａをコーティングしている。

【００３１】図２では、ピストン１の図示しないシリン
ダ内と摺動する摺動部１０ａは、基材表面の粗さをでき
るだけ小さく滑らかにし、ＤＬＣ薄膜をコーティングす
る。また、シュー２の球部２ｈの摺動面２ｉも、表面の
粗さをできるだけ小さく滑らかとし、ＤＬＣ薄膜１２ｂ
をコーティングする。

【００３２】このＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ
Ｃａｒｂｏｎ）薄膜１１，１２ａ，１２ｂは、炭化物Ｓ
ｉＣ等、窒化物ＴｉＮ等、酸化物Ａｌ₂Ｏ₃等の超硬質皮
膜と比較して、硬度が高く低摩擦係数が得られ耐摩耗性
に優れ摺動特性に優れている。このＤＬＣ薄膜１１，１
２ａ，１２ｂはダイヤモンドやグラファイトと同様に炭
素元素から構成され緻密なアモルファス構造を有し、Ｐ
ＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔ
ｉｏｎ、物理的気相成長法）処理あるいはＣＶＤ（Ｃｈ
ｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ、化
学的気相成長法）処理により厚さ1〜5μm程度で基材に
付着させる。

【００３３】本例では、ピストン１およびシュー２の基
材として耐腐食性が得られるステンレス鋼またはステン
レス合金を用いており、ＤＬＣ薄膜１１，１２ａ，１２
ｂによるコーティングをしていない部分が腐食性のある
作動流体にさらされても、錆の発生が防止できる。

【００３４】しかも、本例のピストン１は、図示しない
シリンダ内を摺動する摺動部１０ａと、ピストン球部の
摺動面１０ｂあるいはシュー球部２ｈの摺動面２ｉには
ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）薄
膜１１，１２ｂがコーティングされているため、シリン
ダ内周面およびシュー２との滑り性が良い。したがっ
て、シリンダ内や球状部にブッシュ等を設けなくとも、
充分な滑り性を得られ、焼付く心配がない。

【００３５】また、本例のシュー２は、その斜板３と接
する摺動面２ｂにＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ
Ｃａｒｂｏｎ）薄膜１２ａがコーティングされているた
め、斜板３との滑り性が良い。したがって、前記静圧軸
受の機能が低下して両者間の固体接触面圧が高くなった
としてもシュー２の異常摩耗を生じさせない。前記静圧
軸受の機能が低下する場合とは、例えば、ピストン１が
吸込工程から吐出工程に移行するとき、および、吐出工
程から吸込行程に移行するとき、前記静圧軸受に導入し
ている液圧が急激に変化しシュー２と斜板３との接触状
態を不安定なものとなる場合がある。

【００３６】なお、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ
Ｃａｒｂｏｎ）薄膜１１，１２ａ，１２ｂをコーティ
ングする際、コーティングされるべき基材表面の粗さを
研磨等によりできるだけ小さく滑らかにするのは、ＤＬ
Ｃ薄膜１１，１２ａ，１２ｂの密着力を向上させるため
である。

【００３７】また、本例にあっては、ピストンの摺動面
１０ａ，１０ｂとシューの摺動面２ｂあるいは、ピスト
ン１の摺動面１０ａとシュー２の摺動面２ａ，２ｂの全
てにＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏ
ｎ）薄膜をコーティングした例を示したが、いずれか一
箇所のみでも実施でき、一箇所の実施のみでも本発明の
目的を達成できるものである。

【００３８】図３から図６に示す例は、摺動部材として
のシリンダブロックと弁板との摺動部に本発明を適用し
た例である。

【００３９】図３および図４において、４は弁板を示
し、図示しないシリンダブロックと接触する摺動面４ａ
には同一円周上に弁として機能する円弧状に延びる溝４
ｂ，４ｃが形成され、これらの溝４ｂ，４ｃはポート４
ｄ，４ｅによって弁板４の背面に通じている。なお、４
ｆは図示しない回転防止用ピンを受入れる貫通穴であ
る。

【００４０】この弁板４の材質を、耐腐食性が得られる
ステンレス鋼またはステンレス合金とし、シリンダブロ
ックと接する摺動面４ａには基材表面の粗さを研磨やラ
ップ加工などによりできるだけ小さく滑らかにし、ＤＬ
Ｃ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）薄膜１
３をコーティングしている。

【００４１】図５および図６において、５はシリンダブ
ロックを示し、前記弁板４の摺動面４ａと摺接する摺動
面５ａを有し、この摺動面５ａにはシリンダ５ｂに通じ
る通路５ｃが開口している。このシリンダブロック５の
材質を、耐腐食性が得られるステンレス鋼またはステン
レス合金とし、弁板４と接する摺動面５ａには基材表面
の粗さは研磨やラップ加工などによりできるだけ小さく
滑らかにし、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａ
ｒｂｏｎ）薄膜１４をコーティングしている。

【００４２】ところで、図３から図６に示す接触面は焼
付きを生じることがある。これを図１１により説明する
と、前記偶力Ｆ３，Ｆ４の反力として、各シリンダにＦ
５，Ｆ６が発生し、この反力Ｆ５，Ｆ６はシリンダブロ
ック１０５全体に回転モーメントＭを発生させ、この回
転モーメントＭはシリンダブロック１０５を傾けようと
し、弁板１０４とシリンダブロック１０５との摺動面圧
を図中上方で高く下方で低い不均一な状態とし、両者間
に焼付きを発生させる原因となっていた。しかし、本実
施態様にあっては、弁板４（およびまたはシリンダブロ
ック５）の摺動面４ａ，５ａにはＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎ
ｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）薄膜１３，１４がコーテ
ィングされているため、シリンダブロック５（もしくは
弁板４）との滑り性が良い。したがって、充分な滑り性
を得られ、焼付く心配がない。

【００４３】図３，４の例と図５，６の例とは、いずれ
か一方を実施すれば充分であるが、両例を共に実施すれ
ば、更に効果を上げることができる。

【００４４】本実施態様にあっては、弁板４（およびま
たはシリンダブロック５）の基材として耐腐食性が得ら
れるステンレス鋼またはステンレス合金を用いており、
ＤＬＣ薄膜をコーティングしていない弁板４の外表面、
例えば穴の中や背面等の部分が、腐食性のある作動流体
にさらされても、錆の発生を防止でき、錆による不具合
を発生させることはない。

【００４５】図７は、本発明の第３の実施態様を示し、
ＤＬＣ薄膜をコーティングするにあたって基材を硬化処
理した本発明の表面処理構造を液圧ピストンポンプ・モ
ータ摺動部材としてのピストンおよびシューの第１の実
施態様と同様の部位に適用した例である。

【００４６】図７において、ピストン１（およびまたは
シュー２）の材質は、基材全体の硬化処理または表面の
みの硬化処理が可能なステンレス鋼またはステンレス合
金であり、ＤＬＣ薄膜１１，１２ａをコーティングする
摺動面１０ａ，１０ｂ，２ｂに、先ず硬化処理２０を施
す。硬化処理２０の方法としては、焼入れ処理、固溶化
熱処理、析出硬化処理、窒化処理あるいは軟窒化処理等
がある。この硬化処理２０により摺動面１０ａ，１０
ｂ，２ｂの弾性変形を小さくし、その後にＤＬＣ薄膜１
１，１２ａをこの表面にコーティングした。

【００４７】硬化処理２０によって基材の表面に化合物
層が形成される場合には、この化合物層を研磨作業など
により取除くことで、ＤＬＣ薄膜１１，１２ａとの密着
力を向上させることができる。なお、コーティングを施
す基材表面の粗さは、できるだけ小さく滑らかに研磨す
る場合、ＤＬＣ薄膜１１，１２ａとの密着力を向上する
ことができる。

【００４８】この構成によれば、基材表面の弾性変形が
小さく抑えられるため、硬質で弾性変形の少ないＤＬＣ
薄膜１１，１２ａとのなじみ性がよく、基材の弾性変形
に伴うＤＬＣ皮膜１１，１２ａの割れや剥離が生ぜず、
より強固な摺動面を形成することができ、耐焼付き性、
耐磨耗性および低摩擦係数を得ることができる。

【００４９】本例の表面処理構造は、図２から図６に示
す摺動面２ｉ，４ａ，５ａにも適用でき、本発明は、図
２から図６に示す摺動面２ｉ，４ａ，５ａにこの表面処
理構造を適用したものも含まれる。

【００５０】図８および図９は、本発明の第４の実施態
様を示し、ＤＬＣ薄膜をコーティングするにあたって基
材とＤＬＣ薄膜との間に中間層を形成した表面処理構造
を液圧ピストンポンプ・モータのピストンに、第１の実
施態様と同様の部位に適用した例である。

【００５１】図８において、ピストン１は、耐腐食性が
得られるステンレス鋼またはステンレス合金を基材と
し、図示しないシリンダ内を摺動する摺動部１０ａと、
ピストン球部１ａの摺動面１０ｂには基材と密着力の高
い中間層２１をコーティングにより形成し、ＤＬＣ（Ｄ
ｉａｍｏｎｄ Ｌｉｋｅ Ｃａｒｂｏｎ）薄膜１１をコ
ーティングし、ステンレス基材上に中間層２１とＤＬＣ
薄膜１１とが積層構造をなすようにしたものである。中
間層２１の材質としてはＣｒ（クロム）・Ｓｉ（ケイ
素）、Ｔｉ（チタン）、Ｚｒ（ジルコニウム）・Ｇｅ
（ゲルマニウム）・Ｒｕ（ルテニウム）・Ｍｏ（モリブ
デン）・Ｗ（タングステン）の１種以上あるいはこれら
に炭素、窒素及び酸素のうちの少なくとも１種の元素を
含むものである。

【００５２】この中間層２１は、ステンレス基材と密着
力が高く、線膨張係数が大きいステンレス基材と相対的
に線膨張係数が小さいＤＬＣ薄膜１１の熱膨張差によっ
てＤＬＣ薄膜に発生する割れを密着力を高めて防止する
ものである。したがって、ＤＬＣ薄膜１１に割れが生じ
ると、引続いて剥離が生じ、この剥離により摩擦力が増
加し、さらに摩擦熱が増加し、さらに熱膨張するという
ＤＬＣ薄膜の割れ剥離という連鎖反応を生ずることを防
止でき、ＤＬＣ薄膜１１の耐久性の向上に対して非常に
効果がある。

【００５３】また、中間層２１を単一の組成の層とせ
ず、基材表面近傍で中間層の組成２１ａを多くし、外層
に移行するにつれその組成２１ａを徐々に少なくすると
共にＤＬＣ薄膜と同じ構成の組成２１ｂを徐々に増加さ
せ、最外表面近くとなる層では中間層の組成２１ａが少
なくＤＬＣ薄膜と同じ構成の組成２１ｂを多くする。図
９は、各組成割合の推移の一例である。このようにＤＬ
Ｃ薄膜と同じ構成の組成２１ｂと中間層２１と同じ構成
の組成２１ａの比率を傾斜するように構成すると、中間
層２１とＤＬＣ皮膜１１との間の密着力が増大し、全体
的に剥離に対して強くすることが出来る。

【００５４】なお、上記例において、中間層はステンレ
ス鋼またはステンレス合金からなる基材に直接コーティ
ングするよう記載しているが、図７に示す硬化処理を基
材に施した後、この中間層をコーティングすれば両実施
態様の作用効果が相乗しより効果を発揮する。

【００５５】本例の表面処理構造は、シュー２の摺動面
２ｂおよび図２から図６に示す摺動面２ｉ，４ａ，５ａ
にも適用でき、本発明は、シュー２の摺動面２ｂおよび
図２から図６に示す摺動面２ｉ，４ａ，５ａに本表面処
理構造を適用したものも含まれる。

【００５６】なお、上記実施態様は、何れも斜板式の液
圧ピストンポンプ・モータに適用するものについて説明
したが、シリンダブロックの同一円周上にピストンが配
置された斜軸式の液圧ピストンポンプ・モータの摺動部
にも同様に適用できる。

【００５７】図１０に示す実施態様は、特開平８−１５
１９７５号公報に記載された液圧ピストンポンプ・モー
タの摺動面に本発明を適用した例である。なお、同一部
品には同一符号を付して説明する。

【００５８】図１０において、両側壁６ａ，６ｂにより
閉じられたハウジング６内に、一方の側壁６ａを貫通・
保持された入力軸７（モータにあっては出力軸）により
回転駆動されるリング部材８と、複数のピストン１を摺
動自在に有し弁板４を介して他方の側壁６ｂに回転自在
に保持されるシリンダブロック５と、入力軸７の回転を
シリンダブロック５に伝える回転伝達機構９と、ピスト
ン１の突出端を前記リング部材８に保持させるシュー２
とから形成される。なお、前記入力軸７とシリンダブロ
ック５の回転軸とは相対的に傾けて形成している。

【００５９】前記ピストン１は、従来と同様シリンダ５
ｂと摺動する摺動面１０を有しシリンダ５ｂ内のスプリ
ング５ｄにより突出付勢され突出端はピストン１の軸と
直交する平面で形成された当接面１ｄでシュー２に接触
する。シュー２はピストン１の当接面１ｄと接触する平
滑面２ｄとリング部材８に設けた球面状のシュー受け部
８ａに球面接触するシュー摺動面２ｅとを有する。リン
グ部材８は外周がリング部材摺動面８ｂを介して一方の
側壁６ａに回転可能に保持されると共に、背面が一方の
側壁６ａ内に設けたスラストプレート６ｃにスラストプ
レート摺動面８ｃを介して接触している。前記弁板４は
その摺動面４ａによりシリンダブロック５に接触してい
る。前記回転伝達機構９は入力軸７端に設けたスプライ
ン９ａとシリンダブロック５端に設けたスプライン９ｂ
とに係合するスプラインヘッド９ｃ，９ｄを両端にもつ
中間軸９ｅを有し、入力軸７の回転を等速状態でシリン
ダブロック５に伝える。即ち、回転伝達機構９は両端に
継ぎ手をもつ構造となっている。そして、ピストン１の
当接面１ｄとシュー２の平滑面２ｄとの間、リング部材
８のシュー受け部８ａとシュー２のシュー摺動面２ｅと
の間、リング部材８のスラストプレート摺動面８ｃとス
ラストプレート６ｃとの間には、通路１ｃ，２ｆを介し
てシリンダ５ｂ内の作動液圧が導入されている。

【００６０】前記各摺動面、すなわち、ピストン１のシ
リンダ５ｂとの摺動面１０、ピストン１のシュー２ｄと
の摺動面１ｄ、弁板４のシリンダブロック５との摺動面
４ａ、シュー２のリング部材８との摺動面２ｅ、リング
部材８の側壁６ａとの摺動面８ｂ、スラストプレート６
ｃのリング部材８との摺動面８ｃ、あるいはこれらの摺
動面と摺接する相手側の摺動面、更にあるいはこれらの
摺動面の両方に、前記した各例の表面処理構造のいずれ
かにより、ＤＬＣ薄膜がコーティングされている。ま
た、回転伝達機構９の中間軸９ｅのスプラインヘッド９
ｃ，９ｄにも、即ち継ぎ手の摺動面に、前記した各例の
表面処理構造のいずれかにより、ＤＬＣ薄膜がコーティ
ングされている。

【００６１】この液圧ピストンポンプ・モータは、ピス
トン１とシュー２とがピストン１の軸に直角な当接面１
ｄと平滑面２ｄとにより接触しているため、ピストン１
には曲げモーメントが作用せず、ピストン１とシリンダ
５ｂとの間に発生する接触面圧と摺動摩擦力を低減して
機械効率を向上している。しかも、各摺動面にはＤＬＣ
薄膜がコーティングされているため、上記各摺動面の摺
動状態が更に改善され、作動液体として潤滑性の乏しい
作動液体に適用でき、更に高圧で作動させる場合にあっ
ても低コストの高圧ポンプ・モータとして利用すること
ができる。

【００６２】また、回転伝達機構の中間軸９ｅのスプラ
インヘッド９ｃ，９ｄにＤＬＣ薄膜がコーティングされ
ているため、変動を伴った回転で駆動される場合におい
ても、スプライン９ａ〜９ｄの摩耗を防止でき、その耐
久性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施態様を示す液圧ピストンポンプ
・モータ摺動部の表面処理構造の断面図である。

【図２】図１の変形例を示した断面図である。

【図３】本発明の一実施態様を弁板に適用した正面図で
ある。

【図４】図３のIV−IV断面図である。

【図５】本発明の一実施態様をシリンダブロックに適用
した正面図である。

【図６】図５のVI−VI断面図である。

【図７】本発明の他の実施態様を示す液圧ピストンポン
プ・モータ摺動部の表面処理構造の断面図である。

【図８】本発明の更に他の実施態様を示す液圧ピストン
ポンプ・モータ摺動部の表面処理構造の断面図である。

【図９】図８の変形態様を示すグラフである。

【図１０】本発明の表面処理構造を適用した液圧ピスト
ンポンプ・モータの断面図である。

【図１１】従来の液圧ピストンポンプ・モータの概略断
面図である。

【符号の説明】

１ ピストン ２ シュー ２ｂ，２ｅ，２ｉ，４ａ，５ａ，８ａ，８ｂ，８ｃ，１
０ａ，１０ｂ 摺動面 ３ 斜板 ４ 弁板 ５ シリンダブロック ６ ハウジング ７ 入力軸 ８ リング部材 ９ 回転伝達機構 １１，１２ａ，１２ｂ，１３，１４ ＤＬＣ薄膜 ２０ 硬化処理 ２１ 中間層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 隆 東京都港区浜松町二丁目４番１号 世界貿 易センタービル カヤバ工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3H070 AA01 BB05 BB06 CC07 CC27 DD09 DD28 DD32 DD69 EE02 EE03 3H071 AA03 BB01 CC26 CC27 DD01 DD06 DD11 EE02 EE03 3H084 AA07 AA16 BB06 BB09 CC12 CC33 CC70

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸回りに回転自在に支持されたシリンダ
   ブロックと、シリンダブロックに往復動自在に収装され
   た複数のピストンと、前記ピストンの先端を球面もしく
   は平面で摺接して支持するシューと、シリンダブロック
   の背面に摺接し一対のポートを持つ弁板とを備えた液圧
   ピストンポンプ・モータにおいて、 液圧ピストンポンプ・モータの摺動部材をステンレス鋼
   もしくはステンレス合金により形成し、その摺動面にＤ
   ＬＣ薄膜をコーティングしてなることを特徴とする液圧
   ピストンポンプ・モータ摺動部の表面処理構造。
2. 【請求項２】 前記ピストンをピストン軸心と直交する
   面でシューに設けた平滑面に当接させ、前記シリンダブ
   ロックの回転軸に対して相対的に傾いた軸回りに回転す
   るリング部材が前記シューを球面支持し、前記シリンダ
   ブロックとリング部材とを回転伝達機構により同期回転
   させるよう構成したことを特徴とする請求項１に記載の
   液圧ピストンポンプ・モータ摺動部の表面処理構造。
3. 【請求項３】 前記ステンレス鋼もしくはステンレス合
   金で形成される摺動部材は、摺動面の少なくとも表面部
   が硬化処理され、硬化処理された表面にＤＬＣ薄膜をコ
   ーティングしてなることを特徴とする請求項１または請
   求項２に記載の液圧ピストンポンプ・モータ摺動部の表
   面処理構造。
4. 【請求項４】 前記ステンレス鋼もしくはステンレス合
   金で形成される摺動部材は、摺動面にＣｒ、Ｓｉ、Ｔ
   ｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｒｕ、Ｍｏ、Ｗのうちの１種以上ある
   いはこれらに炭素、窒素及び酸素のうちの少なくとも1
   種の元素を含む中間層をコーティングし、その中間層表
   面にＤＬＣ薄膜をコーティングしてなることを特徴とす
   る請求項１ないし請求項３のいずれか一つに記載の液圧
   ピストンポンプ・モータ摺動部の表面処理構造。
5. 【請求項５】 前記中間層は、その組成がＤＬＣ薄膜と
   同じ構成の組成を一部含んでなり、ＤＬＣ組成の割合は
   前記ステンレス鋼もしくはステンレス合金よりなる基材
   に近い側では中間層の組成とし、ＤＬＣ薄膜に接近する
   にしたがい中間層の組成の割合を減じＤＬＣ組成の割合
   を増加させるものであることを特徴とする請求項４に記
   載の液圧ピストンポンプ・モータ摺動部の表面処理構
   造。
6. 【請求項６】 前記摺動部材は、シリンダブロックとシ
   ューに摺接するピストン、ピストンを支持するシュー、
   シリンダブロックに摺接する弁板、弁板に摺接するシリ
   ンダブロックの内少なくともいずれか一つであることを
   特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の液
   圧ピストンポンプ・モータ摺動部の表面処理構造。
7. 【請求項７】 前記摺動部材は、リング部材と摺接する
   シュー、軸回りの案内面に摺接するリング部材、および
   リング部材に背面より摺接するスラストプレートの内少
   なくともいずれか一つであることを特徴とする請求項２
   ないし６のいずれか一つに記載の液圧ピストンポンプ・
   モータ摺動部の表面処理構造。
8. 【請求項８】 前記回転伝達機構は、リング部材側に結
   合された継ぎ手とシリンダブロック側に結合された継ぎ
   手とを連結して構成され、摺動部材は、この継ぎ手を構
   成する部材であることを特徴とする請求項２ないし７の
   いずれか一つに記載の液圧ピストンポンプ・モータ摺動
   部の表面処理構造。