CN102822574B - 缸体装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种缸体装置，其可保持良好的连接状态。该装置包括：筒状的缸体（11）、配置于缸体（11）端部侧的端部部件（12）、将嵌合于端部部件（12）内周侧的缸体外周侧和端部部件（12）的一端焊接固定的焊接部（13）。沿缸体（11）端部的周向，交替设有与端部部件（12）的接触部（60）连接的抵接部（21）和缺口部（20），缺口部（20）形成为将焊接部（13）与缸体（11）或端部部件（12）的内周侧空间部（67）连通的连通路（69）。

Description

缸体装置

技术领域

本发明涉及缸体装置。

本发明基于2010年4月28日在日本提出的特愿2010-103760号申请主张优先权，在此引用其内容。

背景技术

缸体装置具有在筒状的外筒上焊接端部部件而构成的形式（参照例如专利文献1）。

现有技术文献

专利文献1：（日本）特开2009-287752号公报

发明内容

然而，一旦焊接时在焊接部产生气孔，就有可能无法维持良好的连接状态。

因此，本发明的目的在于提供一种能够维持良好连接状态的缸体装置。

为达到上述目的，本发明提供一种缸体装置，包括：筒状的外筒；嵌合于所述外筒的端部侧的端部部件；通过绕整周焊接将所述端部部件与所述外筒的嵌合部分固定的焊接部；在所述外筒或所述端部部件的至少一方的所述嵌合部分，沿周向交替设有与另一方相接的抵接部和缺口部，所述缺口部形成为将所述焊接部与所述外筒的内部空间连通的连通路，所述端部部件具有筒状的嵌合部，所述外筒嵌合于所述嵌合部的内周侧，在所述外筒的端部形成有所述缺口部，所述端部部件的所述嵌合部具有：在其开口端侧与所述外筒之间形成有间隙的大径部；在底部侧限定与所述外筒的径向位置的小径部；所述端部部件的大径部与所述外筒的所述缺口部沿轴向重叠。

根据本发明，缸体装置可以维持良好的连接状态。

附图说明

图1是表示本发明第一实施方式的缸体装置的侧剖面图。

图2A是本发明第一实施方式的缸体装置中缸体的侧剖面图。

图2B是本发明第一实施方式的缸体装置中缸体的底面图。

图3A是本发明第一实施方式的缸体装置用铆接工具的俯视图。

图3B是本发明第一实施方式的缸体装置用铆接工具的侧剖面图。

图4是表示本发明第一实施方式的缸体装置要部的部分剖面放大图。

图5A是本发明第二实施方式的缸体装置的顶视图。

图5B是本发明第二实施方式的缸体装置的侧剖面图。

图6是图5A的部分放大图。

图7是本发明第二实施方式的缸体装置用铆接装置的侧剖面图。

图8A是图7的铆接装置用铆接工具的侧剖面图。

图8B是图7的铆接装置用铆接工具的底面图。

附图标记说明 

11缸体（外筒）；12缸套（端部部件）；13焊接部；20缺口部；21抵接部；60接触部；67内周侧空间；69连通路。

具体实施方式

以下根据附图说明本发明第一实施方式的缸体装置。

第一实施方式的缸体装置，如流体压力缓冲器；如图1所示，该缸体装置包括：作为筒状的金属制外筒的缸体11；设置于缸体11端部的作为端部部件的金属制缸套12；将缸体11和缸套12通过绕整周进行电弧焊来焊接的焊接部13。该缸体11使用的是无缝钢管或焊接钢管等管材，将其切断使用，这在成本方面很有效果。另外，金属制缸套以经过切削加工的棒材或管材制成。

缸体11如图2A和图2B所示，内周面14形成为具有端部内周侧在整周上倒角的倒角部15的形状，外周面16为一定的直径。

从这一缸体11的缸套12一侧（图2A的下侧）的端面18向轴向凹陷的缺口部20沿缸体11的周向等间隔形成在数个位置（具体为六个位置）。在沿缸体11的周向被均等配置的缺口部20和相邻的缺 口部20之间，分别设有形成端面18的抵接部21。其结果是，在缸体11的缸套12一侧的端部侧，这些缺口部20和抵接部21被沿周向交替设置。

缺口部20由沿缸体11的圆周方向连续排列的成对的平面24构成。这些成对的平面24彼此的边界线26处于缸体11的外周面16上，位于从端面18朝向缸体11的轴向来看间距最远的位置，圆周方向两侧随着向端面18逐渐靠近而对称地倾斜。因此，缺口部20在缸体11的圆周方向的中央位置凹陷得最为明显，从径向角度看成V字型。

此外，缺口部20的成对的平面24相互间的边界线26不是向缸体11的外径侧而是向内径侧沿缸体11的轴向朝端面18靠近而倾斜。而且，缺口部20的各平面24与端面18的边界线27在缸体11的圆周向不是向外径侧而是向内径侧向中央的边界线26靠近而倾斜。

多个缺口部20使用如图3A及图3B所示的铆接工具31通过压力加工而成。铆接工具31包括：平板状基板部32；从基板部32的厚度方向一侧的一面向厚度方向突出的正四棱椎状的数处（具体为六处）铆接突出部33。

如图3A所示，基板部32从厚度方向看，呈现正六角形所有的角部形成均等的倒角35的形状。而且在基板部32上，在中央形成在厚度方向贯通的孔部36。

多个铆接突出部33具有四处同样的二等边三角形的平面37，在以基板部32的中心线为中心的同一个配置圆C上配置各自的顶点40，多个铆接突出部33沿该配置圆C的圆周方向在基板部32上等间隔地形成。多个铆接突出部33的顶点40分别配置在连接基板部32的中心和倒角35的周向中央的连接线上，因而倒角35和铆接突出部33在铆接工具31周向的相位一致。而且多个铆接突出部33分别以在连接基板部32的中心和倒角35的周向中央的连接线上配置相差180度的两处棱线41的角度，而在基板部32上形成。上述配置圆C的直径如图2B所示，比缸体11的外径即外周面16的外径要大。 

这样，在使该铆接工具31的中心和缸体11的中心保持一致的状态下，使铆接工具31向缸体11加压，直至基板部32沿轴向与端面 18抵接，上述多个铆接突出部33以此从端面18以规定深度咬入缸体11。其结果是，在缸体11的轴向端部形成上述数个缺口部20。在通过该铆接进行塑性变形时，铆接突出部33在初期咬入缸体11的端面18的外径侧，逐渐向内径侧扩展。为此，在将塑性变形所产生的余料向缸体11的内周侧挤压的同时，形成缺口部20。

如图1所示，缸套12整体为筒状，包括：将缸体11嵌合在内侧的大致圆筒状的嵌合部45；从嵌合部45的轴向一侧向径向内侧突出的台阶部46、以及比从台阶部46中央向与嵌合部45相反方向延伸出的嵌合部45直径小的大致圆筒状的筒状部47。该嵌合部45的壁厚比缸体11的壁厚要厚，比缸体11的刚性强。 

如图4所示，在嵌合部45的内周侧，从与筒状部47相反的一侧依次形成：作为大径部的插入内周面50，该大径部沿嵌合部45的轴向延伸，比缸体11外周面16直径稍大；从插入内周面50的筒状部47侧的端缘部向径向内侧扩展的圆环状台阶面51；作为小径部的压入内周面52，该小径部沿嵌合部45的轴向延伸，比缸体11的外周面16直径小与压入部分相应的量。插入内周面50和压入内周面52的中心线保持一致。

另外，即便缸体11未被压入压入内周面52，如果缸体11和缸套12在设计公差范围内能够决定径向的位置，仅公差部分处于间隙配合状态也可以。

台阶部46包括：在嵌合部45侧从压入内周面52的与插入内周面50相反侧的端缘部向径向内侧扩展的圆环状的触及面55；从该触及面55的内周缘向与嵌合部45相反侧呈锥形延伸出的锥形面56；从锥形面56的内周缘向径向内侧扩展的圆环状的平坦面57。

缸体11在其外周面16以过盈配合量压入该缸套12的压入内周面52，而且缸体11被压至其端面18触及缸套12的触及面（突当面）55。缸套12构成嵌合部45和台阶部46的边界部分与缸体11的端部侧相接触的接触部60，该接触部包含内周侧的压入内周面52和触及面（突当面）55。而且，缸体11的端部侧的缺口部20之间的抵接部21在构成其外周面16和端面18的部分与接触部60接触。在上述压 入状态下，缸体11在外周面16与缸套12的插入内周面50之间形成圆筒状空间部63。

在此，缸体11的缺口部20上最深的成对平面24之间的边界线26的外周面16侧的端部，距端面18的距离比压入内周面55的轴向长度即台阶面51和触及面（突当面）55间的距离长。因此如上所述，缸体11在端面18触及缸套12的触及面（突当面）55的状态下，缺口部20的缸体11的外周面16侧的一部分在缸体11的轴向上处在比台阶面51更靠近插入内周面50的位置。因此，缸套12的插入内周面50和缸体11的缺口部20在轴向上产生重叠。为此，在台阶面51和缺口部20的一部分形成向上述空间部63开口的开口部64。其结果是，空间部63通过该开口部64与缺口部20和触及面（突当面）55之间的空间部65连通。这些空间部63、开口部64和空间部65构成缸体11和缸套12的内周侧空间部67以及连通路69。连通路69是从缸体11的外周面16与缸套12的嵌合部45的筒状部47相反侧的端面68之间向外部连通的连通路。

而且，处于这种压入状态的缸套12和缸体11要被进一步焊接。通过该焊接，缸体11的外周面16和缸套12的端面68紧密接合在一起，形成焊接部13。该焊接部13在缸体11和缸套12的整个周边形成。换言之，焊接部13将嵌合在缸套12内周侧的缸体11的外周侧与缸套12的一端通过电弧焊加以固定。这时，由于上述连通路69与焊接部13、缸体11和缸套12的内周侧空间部67相连通，因而焊接时在焊接部13产生的气体和空间部63内膨胀的空气（气体）通过该连通路69释放，排放到缸体11和缸套12的内周侧空间部67。连通路69具有第一连通路和第二连通路。第一连通路将缺口部20的一端与焊接部13连通，为缸体11的外周面16和缸套12的插入内周面50之间的空间部63。第二连通路为缺口部20和触及面（突当面）55之间的空间部65，使该第一连通路与缸体11和缸套12的内周侧空间部67连通。

另外，关于上述缸体装置，活塞（图示省略）可滑动地嵌合在缸体11的内侧。由于这一嵌合，一端固定在活塞上的活塞杆（图示省 略）从缸体11的与缸套12相反侧的端部向外部伸出。而且，筒状部47上连接有配管，通过外部泵的供排使活塞杆伸缩。

根据上述第一实施方式，沿缸体11的端部侧周向，交替设有与缸套12的接触部60相连接的抵接部21和缺口部20，以此形成将缺口部与焊接部13、缸体11、缸套12的内周侧空间部67连通的连通路69。为此，焊接时在焊接部13产生的气体通过此连通路69向缸体11和缸套12的内周侧空间部67排放。因此，焊接时即便不设定脱气时间，也能够抑制气孔的产生，从而可以进行高速电弧焊，既提高了生产效率，又能保持良好的连接状态。

而且，因为缸体11的端部与缸套12的嵌合部45的内周侧嵌合，特别是在缸体装置为高压容器时，可以使缸体11的耐压强度提高。

另外，由于缺口部20通过塑性变形而成，不会产生切削带来的粉尘，因而可以很容易地避免污染等问题的出现。而且，由于多个缺口部20可以同时加工，生产效率高。此外，也可以通过切削形成缺口部20，但是有必要进行清洗等，以防止粉尘的残留。

还有，缺口部20塑性变形时，因材料被挤向缸体11的内周侧，余料不会妨碍缸体与缸套12的嵌合，也就没有必要将余料去除。因此，既能降低生产成本，又能避免去除余料所带来的污染等问题的出现。尤其是对铆接工具31的形状下了功夫，以此将余料挤向缸体11的内周侧，可以使生产效率得以提高。

因缺口部沿周向均等配置，抵接部21也沿周向均等配置，压入时的压力平衡变得良好。因此，也就能够容易地将抵接部21压入缸套12的压入内周面52。

而且，在本实施方式中，形成为缸体11的端部有倒角15的形状，但也可以没有倒角15。不过，如果形成倒角15，可以通过压力加工使倒角15塑性变形，因而能够控制缸体11形成缺口部20时的压力，实现加工装置的小型化。

另外，在第一实施方式中，在将缸体11的端部侧的抵接部21压入缸套12内周侧的压入内周面52的同时又触及到了触及面（突当面）55，但也是可以仅仅压入到压入内周面52而不触及触及面（突 当面）55，也可以单单触及触及面（突当面）而不压入到压入内周面52。

而且，若将缺口部20的开口部64延伸至焊接部13、使缸体11和缸套12处于间隙配合状态，可以仅设置插入内周面50而不设置压入内周面52。

进而，缺口部20也可以不设置在缸体11的端部，而是设置在触及面（突当面）55。

下面结合图5A至图8B就第二实施方式作出说明。

第二实施方式的缸体装置，例如为车辆用减震器。在图5A和图5B中，表示的是其下端部。该减震器包括：筒状的金属缸体101；配置在缸体101端部的作为端部部材的金属制缸套102；将缸体101和缸套102通过电弧焊而焊接在一起的焊接部103。在缸套102的下端，通过焊接安装有用于安装在车辆等上的环状的环部件104。

在缸体101内封入油液。设置产生衰减力的衰减阀的活塞（图示省略）可滑动地嵌合在该缸体101内。活塞杆（图示省略）的一端与该活塞相连。活塞杆的另一端从缸体101的缸套102的相反方向贯通杆导向件（图示省略）、密封件（图示省略），而向外部延伸。而且，在活塞与缸套102之间配有自由油塞，在与缸套102之间形成30个大气压程度的高压气室。据此，构成了单管减震器。

缸体101为管体。该管体用的是将无缝钢管或焊接钢管等管材切割而成的部件，在成本方面效果很好。作为缸体101，也可以使用仅端部直径缩小或扩大的管材、或中间部分经过变形加工的管材。

金属制缸套102经压力加工而成。

缸套102的缸体101侧（图5B的上侧）的端面105侧设有直径缩小的缩径部106，形成为易于插入缸体101的形状。

在缸套102的端面105侧的外周，沿周向等间隔在数个位置（具体为八个位置）形成呈V字型凹陷的缺口部107，缺口部107各个V字的顶点与内周方向相对。这样，在缸套102的周向均等配置的相邻的缺口部107的外周面，成为与缸体101的内周面相接的抵接部108。

因此，缸体101和缸套102在其嵌合部分，沿周向交替形成抵接 部108和缺口部107（非抵接部）。

另外，如图6所示，缺口部107的周向两侧，在对缺口部进行铆接加工成形时，形成其部分材料向径向外侧膨胀的膨胀部109。其结果是，缸体101与缸套102嵌合时，缸套102的刚性优于缸体101，因而缸体101发生微小的变形，与膨胀部109的周向缺口部107相反一侧也形成非抵接部110。因此，抵接部108的周向两端成为微小的非抵接部110。

另外，根据缸体101与缸套102的刚性以及形成缺口部107时的加工方法，也可以不产生非抵接部110。

缺口部107是由沿缸套102的圆周方向连续排列的一对三角形平面组成，从端面105沿轴向越远越浅地形成倾斜。因此，缺口部107无论从径向还是从轴向看，均呈V字型。

此外，缺口部107也不一定要延伸至端面105。

下面就所述缸体的制造方法及制造装置进行说明。

首先，通过压力加工形成缸套102，在其下端焊接环部件104。其次，在使多个缺口部107成形的工序中，使用图7所示的铆接装置115。

铆接装置115是在基架116的上方设置缸体装置117的通用压力装置。

在缸体装置117的缸杆118的前端固定安装部件119。安装部件119的下表面用螺栓121固定圆形的引导缸套102内周部的导向部120。而且，在导向部120外周，通过用螺栓123Ａ固定环状的压紧部件124安装环状的加工工具122。123B为定位销。

如图8A及图8B所示，在环状的加工工具122周围形成了设有插入螺栓123A的螺栓孔125A和插入定位销123B的销孔125B的凸缘部126。在内周面127上沿周向等间隔地形成了八处加工突起128。

安装部件119的垂直下方设有承载缸套102的模具130。

该铆接装置115在将缸套102承载在模具120的状态下，通过缸体装置117使加工工具122向下方移动，在缸套107上形成缺口部107。加工工具122向下方的移动距离可以通过缸体装置117的行程 来控制，也可以通过检测模具130的上端面与加工工具122的接触来控制。

将如此加工出来的缸套102压入缸体101内，对缸体101端部绕整周进行电弧焊。据此，制造出缸体件（シリンダアツシ）。

此后，插入活塞等内部部件，在缸体101的开口处安装导杆等，缸体装置就制造完成。

根据上述第二实施方式，沿缸套102的端部侧周向交替设有与缸体101相接的抵接部108和缺口部107，由此形成了缺口部107与焊接部103、缸体101以及缸套102内周侧空间部114连通的连通路，因而即使焊接时在焊接部产生的气体，即从熔化的金属产生的气体，或缸体101和缸套102压入部的少量残留的气体因焊接的热量而膨胀，也会通过缺口部107向内周侧空间部114释放。因此，焊接时即便不设定脱气的时间，也能够抑制气泡的产生，从而可以进行高速电弧焊。既提高了生产效率，又能保持良好的连接状态。

而且，由于缺口部107因塑性变形而成，不会产生切削带来的粉尘，因而可以很容易地避免污染等问题的出现。也可以通过切削形成缺口部107，但是有必要进行清洗等，以防止粉尘的残留。

如图6所示，在铆接缺口部107时，该部分的材料向径向外侧膨胀，形成膨胀部109，这种情况下，与膨胀部109的缺口部107相反的一侧也形成非抵接部110，因此连通缸体101以及缸套102的内周空间部114的连通路的面积会增加。

缺口部107沿周向均等配置，因此抵接部108也沿周向均等配置，压入时的压力平衡变得良好。为此，能够容易地将抵接部108压入缸套102的外周。

而且，在第二实施方式中，其形状是缸套102端部具有缩径部106，但也可以没有缩径部106。但如果形成缩径部106，可通过压力加工使缩径部106发生塑性变形，因而能够抑制在缸体101形成缺口部107时的压力力度，从而实现加工装置的小型化。

此外，在第二实施形态中，缺口部107设置在缸套102上，但也可以设置在缸体101的内周。

适用本发明的缸体装置不限于上述流体压力缓冲器及单管式减震器，也可用于双管式油压缓冲器等缸体装置。特别是对于高压气体作用于缸套部分这一类型的缸体装置，本发明十分有效。例如，用于悬架装置的带自动调平功能的油压缓冲器、用于调整车身高度的缸体装置及用于稳定器的缸体装置等本发明十分合适。

另外，在上述各实施形态中，例举了电弧焊，但本发明还可以用于产生气孔的焊接，如其他的气体焊接等。

工业实用性 

本发明的缸体装置，即使焊接时不设定脱气时间，也能抑制气孔产生；因此，高速焊接成为可能，生产效率得以提高，同时又能维持良好的连接状态。

Claims (5)

1.一种缸体装置，包括：筒状的外筒；嵌合于所述外筒的端部侧的端部部件；通过绕整周焊接而固定所述端部部件与所述外筒的嵌合部分的焊接部；

该缸体装置的特征在于，

所述端部部件具有筒状的嵌合部，所述外筒嵌合于嵌合部的内周侧，

所述端部部件的所述嵌合部具有：在其开口端侧与所述外筒之间形成有空间部的大径部，和在底部侧限定与所述外筒的径向位置的小径部，

在所述外筒的端部，沿周向交替设有与所述端部部件相接的抵接部和缺口部，

所述缺口部与所述空间部一起形成将所述焊接部与所述外筒的内部空间连通的连通路，

所述端部部件的大径部与所述外筒的所述缺口部沿轴向重叠。

2.如权利要求1所述的缸体装置，其特征在于，所述外筒的外周面以过盈配合量压入所述小径部。

3.如权利要求2所述的缸体装置，其特征在于，在所述端部部件的所述嵌合部的内周侧形成有：

插入内周面，其作为所述大径部沿所述嵌合部的轴向延伸，且与所述外筒的外周面相比直径大；

圆环状的台阶面，其从所述插入内周面向径向内侧扩展；

压入内周面，其作为所述小径部沿所述嵌合部的轴向延伸，且与所述外筒的外周面相比直径小于压入部分相应的量；

圆环状的突当面，其从所述压入内周面的与所述插入内周面相反侧的端缘部向径向内侧扩展；

直到所述抵接部与所述突当面触及为止所述外筒压入到所述压入内周面。

4.如权利要求3所述的缸体装置，其特征在于，所述缺口部的一部分在所述外筒的轴向上位于比所述台阶面靠近所述插入内周面侧的位置而使所述空间部与所述外筒的内部空间连通。

5.如权利要求1所述的缸体装置，其特征在于，所述缺口部将塑性变 形所产生的余料向所述外筒的内周侧挤压的同时形成。