CN109790895A

CN109790895A - 缸装置

Info

Publication number: CN109790895A
Application number: CN201780057689.3A
Authority: CN
Inventors: 村田贵夫; 笛木一宪; 塚本卓也
Original assignee: FUJIKURA RUBBER INDUSTRY Co Ltd; Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: FUJIKURA RUBBER INDUSTRY Co Ltd; KYB Corp; Fujikura Composites Inc
Priority date: 2016-09-21
Filing date: 2017-09-06
Publication date: 2019-05-21
Also published as: JPWO2018056057A1; US20190203797A1; WO2018056057A1; DE112017004737T5; JP6600417B2

Abstract

减震器(100)的活塞杆(3)具有由纤维材料和树脂材料形成的管材(30)和设于管材(30)的端部的连结构件(31、35)。管材(30)具有未被实施切断纤维材料的加工的内周面(30b)，连结构件(31、35)具有接合部(33、37)，该接合部(33、37)插入内周面(30b)并借助粘接剂接合于管材(30)。

Description

缸装置

技术领域

本发明涉及一种缸装置。

背景技术

在JPH04－110241U中公开了一种缸装置，该缸装置包括滑动自如地插入缸体的活塞和连结于活塞的活塞杆。该缸装置的活塞杆为了轻量化而由纤维强化塑料形成。

发明内容

在此，对于由纤维强化塑料形成的构件而言，通常来讲，若纤维的一部分通过切削加工等被切断，则强度会下降。在JPH04－110241U所记载的缸装置中，为了在构成活塞杆的管材的端部形成螺纹部而实施切削加工。因此，管材的端部的纤维通过切削加工被切断，有活塞杆的强度下降的可能。

本发明的目的在于提高活塞杆的强度。

根据本发明的某一技术方案，缸装置包括：缸体，其封入有工作流体；活塞，其滑动自如地插入所述缸体；以及活塞杆，其进退自如地插入所述缸体，并结合于所述活塞，所述活塞杆具有：圆筒构件，其由纤维材料和树脂材料形成；以及连结构件，其设于所述圆筒构件的端部，所述圆筒构件具有未被实施切断所述纤维材料的加工的内周面，所述连结构件具有接合部，该接合部插入所述内周面并借助粘接剂接合于所述圆筒构件。

附图说明

图1是本发明的实施方式的缸装置的局部剖视图。

图2是图1的II部的放大图。

图3是用于对本发明的实施方式的缸装置的连结构件和圆筒构件之间的间隙进行说明的图。

图4是本发明的实施方式的变形例的缸装置的放大图。

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。

参照图1和图2说明本发明的实施方式的缸装置。

在本实施方式中，对缸装置是减震器100的情况进行说明。减震器100例如是安装在车辆(未图示)的车身和车轴之间的、用于产生阻尼力而抑制车身的振动的装置。

如图1所示，减震器100包括：缸体1；环状的活塞2，其滑动自如地插入缸体1，并将缸体1内划分为伸侧室60和压侧室70；以及活塞杆3，其进退自如地插入缸体1，并结合于活塞2。在伸侧室60和压侧室70中封入有作为工作流体的工作油。

此外，减震器100是具备自由活塞4的单筒型减震器，该自由活塞4滑动自如地插入缸体1并在缸体1内划分出气室80。在自由活塞4的外周设有用于保持气室80的气密性的密封构件4a。

在缸体1的伸侧室60侧的端部嵌装有环状的杆引导件6，该杆引导件6借助设于其内周的衬套5将活塞杆3支承为滑动自如。杆引导件6与设于缸体1的内周的挡圈7抵接而被限定轴向上的位置。

在杆引导件6的与伸侧室60相反的一侧设有用于防止工作油泄漏到外部的油封8。

杆引导件6和油封8利用将缸体1的端部向内侧弯折的弯边加工(日文：かしめ加工)而固定于缸体1。

缸体1的气室80侧的端部被盖构件(未图示)封闭。此外，如图1所示，在缸体1的气室80侧的端部设有用于将减震器100安装于车辆的安装构件1a。另外，也可以不设置盖构件，而是利用塑性加工来封闭缸体1的气室80侧的端部。

在减震器100收缩而活塞杆3进入缸体1时，气室80的气体被压缩与活塞杆3的进入的体积相应的量，并且自由活塞4向气室80侧移动。在减震器100伸长而活塞杆3自缸体1退出时，气室80的气体膨胀与活塞杆3的退出的体积相应的量，并且自由活塞4向压侧室70侧移动。由此，补偿了减震器100工作时的缸体1内的容积变化。

活塞杆3具有：作为圆筒构件的管材30；作为连结构件的第1连结构件31，其设于管材30的端部并连结管材30和活塞2；以及作为连结构件的第2连结构件35，其设于管材30的端部并连结管材30和未图示的外部构件。第1连结构件31和第2连结构件35借助粘接剂接合于管材30。第1连结构件31以抵接于管材30的一端面30c的状态接合于管材30，第2连结构件35以抵接于管材30的另一端面30d的状态接合于管材30。

管材30由碳纤维强化塑料(carbon fiber reinforced plastic，CFRP)形成为具有外周面30a和内周面30b的圆筒状。碳纤维强化塑料是使用碳纤维作为强化材料的纤维强化塑料(fiber reinforced plastics，FRP)的一种，其是通过利用环氧树脂、聚酯树脂等树脂材料加固碳纤维而形成的。作为强化材料，也可以使用玻璃纤维、芳纶。通过由纤维强化塑料形成管材30，能够提高活塞杆3的强度。此外，在使用碳纤维作为强化材料的情况下，管材30的强度进一步上升，因此能够进行薄壁化等来使管材30轻量化。

第1连结构件31是由金属形成的圆柱状构件，其具有：接合部33，该接合部33插入并接合于未被实施切断纤维材料的加工的管材30的内周面30b；以及结合部32，该结合部32结合于活塞2。在结合部32的顶端设有供螺母9螺纹结合的外螺纹32a。关于接合部33的形状，见后述。

第2连结构件35与第1连结构件31同样地是由金属形成的圆柱状构件，其具有：接合部37，该接合部37插入并接合于未被实施切断纤维材料的加工的管材30的内周面30b；以及结合部36，该结合部36结合于外部构件。在结合部36的顶端设有当该结合部36结合于外部构件时所利用的外螺纹36a。接合部37的形状与第1连结构件31的接合部33的形状相同。

这样，活塞杆3是通过将第1连结构件31和第2连结构件35插入并接合于除了切断两端的加工以外未被实施例如切削加工这样的切断纤维材料的加工的管材30而形成的。因此，没有通过切削加工等来切断管材30的纤维，因此能够提高活塞杆3的强度。

另外优选的是，在管材30的内周面30b实施不切断管材30的纤维的程度的抛丸加工等表面加工处理。通过增大管材30的内周面30b的表面粗糙度，能够增加粘接剂的接触面积，提高接合强度。

对活塞杆3的表面、特别是管材30的外周面30a施加未图示的镀层。通过在管材30的外周面30a设置镀层，管材30的外周面30a与油封8的接触性上升，能够确保密封性。

将镀层直接施加于管材30。由于管材30由碳纤维强化塑料形成，因此具有一定程度的导电性。因此，对管材30施加易于包覆的铜镀层。然后，对包含被包覆了铜镀层的管材30的活塞杆3整体施加铬镀层。镀层并不限定于直接施加于管材30的方式，也可以设为用金属管覆盖活塞杆3并对该金属管施加铬镀层的结构。

活塞2具有连通伸侧室60和压侧室70的通路2a、2b。在活塞2的伸侧室60侧配设有阻尼阀10，该阻尼阀10具有多个环状的叶片阀。此外，在活塞2的压侧室70侧配设有阻尼阀11，该阻尼阀11具有多个环状的叶片阀。活塞2、阻尼阀10以及阻尼阀11利用螺母9固定于第1连结构件31的结合部32。

阻尼阀10在减震器100收缩时利用伸侧室60和压侧室70之间的压力差开阀而打开通路2a，并且对从压侧室70通过通路2a向伸侧室60移动的工作油的流动施加阻力。此外，在减震器100伸长时，封闭通路2a。

阻尼阀11在减震器100伸长时开阀而打开通路2b，并且对从伸侧室60通过通路2b向压侧室70移动的工作油的流动施加阻力。此外，在减震器100收缩时，封闭通路2b。

也就是说，阻尼阀10是减震器100收缩时的阻尼力产生元件，阻尼阀11是减震器100伸长时的阻尼力产生元件。

接着，参照图2说明第1连结构件31的接合部33。图2是放大地表示由在图1中用II表示的圆包围的部分的图。

第1连结构件31的接合部33具有：锥形部33a，其外径朝向接合部33的端部去而逐渐变小；凸缘部33b，其设于比锥形部33a靠端部侧的位置且该凸缘部33b的直径大于锥形部33a的最小外径；以及台阶部33c，其连接锥形部33a的最大外径部和结合部32。凸缘部33b的外径和锥形部33a的最大外径被设定为小于管材30的内径。台阶部33c由与第1连结构件31的中心轴线垂直的平面形成。

如图2所示，在具有上述形状的接合部33的第1连结构件31插入管材30时，成为管材30的一端面30c与台阶部33c抵接的状态。在该状态下，由管材30的内周面30b、锥形部33a的外周面以及凸缘部33b划定保持空间34。在保持空间34保持有未图示的粘接剂。

管材30的内周面30b与锥形部33a的外周面借助被保持在保持空间34的粘接剂而接合，作为其结果，管材30与第1连结构件31结合。对于粘接剂而言，使用粘度比较高的糖浆状或者糊状的环氧树脂类的粘接剂。

在此，通常来讲，存在于构件之间的粘接剂的量过多过少，粘接剂的粘接力都会下降。也就是说，为了提高管材30与第1连结构件31的接合强度，需要在管材30的内周面30b和第1连结构件31的接合部33之间设置可保持最适合的厚度的粘接剂的间隙。

但是，若在管材30的内周面30b和第1连结构件31的接合部33之间设有间隙，则在向管材30插入第1连结构件31时，第1连结构件31易于相对于管材30发生偏心。具体地讲，若第1连结构件31相对于管材30发生偏心，则在某个部分会成为管材30的内周面30b和第1连结构件31的接合部33之间几乎没有间隙的状态，此外，在某个部分管材30的内周面30b和第1连结构件31的接合部33之间的间隙的大小会成为大于最适合粘接的间隙的大小。因此，在整周的范围内确保最适合粘接的间隙变得困难。这样，在例如只是将插入管材30的接合部33设为单纯的圆筒状，在管材30的内周面30b和第1连结构件31的接合部33之间仅仅设置间隙的情况下，存在于内周面30b和接合部33之间的粘接剂的厚度会在接合部33的周向上产生偏差。其结果，管材30与第1连结构件31的接合强度有可能无法达到足够的强度。

相对于此，通过在接合部33设置锥形部33a，能够提高管材30与第1连结构件31的接合强度。

在此，参照图3对在接合部33设有锥形部33a的情况下形成在管材30和第1连结构件31之间的间隙进行说明。图3是表示第1连结构件31相对于管材30偏心地插入的状态的概略图。

如图3所示，在管材30的轴心O1和第1连结构件31的轴心O2偏离的情况下，内周面30b与锥形部33a的外周面之间的间隔在周向上发生变化。并且，由于接合部33形成为锥形状，因此内周面30b与锥形部33a的外周面之间的间隔在轴向上发生变化，并随着从凸缘部33b侧朝向台阶部33c去而变窄。

因此，在管材30与第1连结构件31之间的间隔比较宽的图3的右侧，在靠近台阶部33c的部分，内周面30b与锥形部33a的外周面之间的间隔成为粘接剂的最适合的厚度G1。另一方面，在管材30与第1连结构件31之间的间隔比较窄的图3的左侧，在靠近凸缘部33b的部分，内周面30b与锥形部33a的外周面之间的间隔成为粘接剂的最适合的厚度G1。

这样，即使在管材30和第1连结构件31之间设有间隙，管材30的轴心O1和第1连结构件31的轴心O2偏离的情况下，内周面30b与锥形部33a的外周面之间的间隔也会在形成有锥形部33a的轴向上的范围内的某个部位成为接合强度最强的最适合的厚度G1。也就是说，如图3中虚线所示那样，粘接剂的厚度成为最适合的厚度G1的部分相对于轴心O1、O2倾斜地形成在整周的范围内。因此，管材30和第1连结构件31在整周的范围内利用最适合的厚度G1的粘接剂牢固地接合。

此外，由于在未被实施切削加工等的内周面30b存在一些凹凸，因此即使管材30的轴心O1和第1连结构件31的轴心O2不偏离，也存在内周面30b与锥形部33a的外周面之间的间隔在周向上不恒定的情况。即使在该情况下，粘接剂的厚度也在形成有锥形部33a的轴向上的范围内的某个部位成为接合强度最强的最适合的厚度G1，粘接剂的厚度成为最适合的厚度G1的部分形成在整周的范围内。因而，管材30和第1连结构件31在整周的范围内利用最适合的厚度G1的粘接剂牢固地接合。

若增大锥形部33a的角度，则内周面30b与锥形部33a的外周面之间的间隔在轴向上变化的比例变大，导致形成有最适合的厚度的粘接剂的轴向上的范围变小。因此，优选的是，尽可能地减小锥形部33a的角度。

接着，对管材30与第1连结构件31的接合方法进行说明。

首先，在锥形部33a的整个区域的范围内涂布糖浆状或者糊状的粘接剂。由于涂布的粘接剂的粘度较高，且与锥形部33a相邻地设有凸缘部33b和台阶部33c，因此抑制了粘接剂从锥形部33a流下。

接着，将涂布有粘接剂的第1连结构件31插入管材30。优选的是，在前工序中在锥形部33a涂布粘接剂至此时能利用管材30的一端面30c刮掉粘接剂的一部分的程度。

然后，将第1连结构件31插入到台阶部33c抵接于管材30的一端面30c为止。其结果，保持空间34被粘接剂填满，在形成有锥形部33a的轴向上的范围内的某个部位，粘接剂的厚度成为接合强度最强的最适合的厚度。通过具有该最适合的厚度的粘接剂固化，管材30和第1连结构件31牢固地接合。

在将第1连结构件31插入管材30的过程中，一部分粘接剂附着于一端面30c、内周面30b，并沿着锥形部33a向台阶部33c侧移动。由于靠近台阶部33c的保持空间34的径向上的宽度较窄，因此靠近台阶部33c的保持空间34被移动来的粘接剂可靠地填满。因此，优选的是，设定锥形部33a的靠近台阶部33c的部位的角度、直径，以使粘接剂的厚度成为最适合的厚度。

由于第2连结构件35具有与第1连结构件31相同的形状，因此该第2连结构件35利用与第1连结构件31相同的方法抵接而接合于管材30的另一端面30d。

根据以上的实施方式，起到以下所示的效果。

减震器100的活塞杆3是通过将第1连结构件31和第2连结构件35插入并接合于未被实施除切断两端的加工以外的切断纤维材料的加工的管材30而形成的。由于没有通过切削加工等来切断管材30的纤维，因此能够提高活塞杆3的强度。

此外，由于在第1连结构件31的接合部33设有锥形部33a，因此成为具有接合强度最强的厚度的粘接剂在整周的范围内介于内周面30b和锥形部33a的外周面之间的状态。因此，能够将第1连结构件31和第2连结构件35牢固地接合于未被实施切削加工等的内周面30b。

接着，参照图4说明本发明的实施方式的减震器100的变形例。图4是与图2对应的部分的放大剖视图。

在上述实施方式中，锥形部33a的外径的大小以一定的比例进行变化。取而代之，也可以将锥形部33d形成为朝向径向外侧鼓起。

在变形例中，内周面30b与锥形部33a的外周面之间的间隔在轴向上变化的比例在台阶部33c侧变小。因此，在台阶部33c的附近设有内周面30b与锥形部33a的外周面之间的间隔不怎么发生变化的区域。其结果，与上述实施方式相比，能够在轴向上扩大厚度最适合的粘接剂的范围。这样，在变形例中，由于扩大了厚度最适合的粘接剂的范围，因此能够进一步提高管材30与第1连结构件31的接合强度。

由于其他的结构和功能与上述实施方式相同，因此省略其说明。在变形例中，也起到与上述实施方式的效果相同的效果。

以下，归纳说明本发明的实施方式的结构、作用以及效果。

减震器100包括：缸体1，其封入有工作油；活塞2，其滑动自如地插入缸体1；以及活塞杆3，其进退自如地插入缸体1，并结合于活塞2，活塞杆3具有：管材30，其由纤维材料和树脂材料形成；以及连结构件31、35，其设于管材30的端部，管材30具有未被实施切断纤维材料的加工的内周面30b，连结构件31、35具有接合部33、37，该接合部33、37插入内周面30b，并借助粘接剂接合于管材30。

在该结构中，活塞杆3是通过将连结构件31、35的接合部33、37插入并接合于具有未被实施切削加工这样的切断纤维材料的加工的内周面30b的管材30而形成的。这样，由于没有通过切削加工等来切断管材30的纤维，因此能够提高活塞杆3的强度。

此外，接合部33具有锥形部33a、33d，该锥形部33a、33d形成为外径随着朝向接合部33的端部去而逐渐变小的锥形状，粘接剂保持在管材30的内周面30b和锥形部33a、33d的外周面之间。

在该结构中，在接合部33设有锥形部33a，内周面30b与锥形部33a的外周面之间的间隔在轴向上发生变化。因此，介于内周面30b和锥形部33a的外周面之间的粘接剂的厚度在轴向上的某个部位成为接合强度最强的厚度G1，粘接剂的厚度成为最适合的厚度G1的部分形成在整周的范围内。因此，即使在管材30和第1连结构件31之间设有间隙的情况下，管材30和第1连结构件31也利用粘接剂牢固地接合。此外，即使在因未被实施切削加工等而在内周面30b存在凹凸的情况下，由于粘接剂的厚度成为最适合的厚度G1的部分形成在整周的范围内，因此管材30和第1连结构件31也利用粘接剂牢固地接合。

此外，接合部33还具有凸缘部33b，该凸缘部33b设于比锥形部33a、33d靠端部侧的位置且该凸缘部33b的直径大于锥形部33a、33d的最小外径，粘接剂保持在由管材30的内周面30b、锥形部33a、33d的外周面以及凸缘部33b包围的保持空间34内。

在该结构中，通过与锥形部33a相邻地设有凸缘部33b，抑制了涂布在锥形部33a的粘接剂从锥形部33a流下。并且，在接合部33插入管材30后也利用凸缘部33b抑制了粘接剂流出。因此，保持空间34易于被粘接剂填满，能够利用粘接剂可靠地进行接合。此外，由于不必注意粘接剂的涂布状态，因此能够提高使用粘接剂进行的组装作业的作业性。

此外，锥形部33d朝向径向外侧鼓起地形成。

在该结构中，在台阶部33c的附近设有内周面30b与锥形部33a的外周面之间的间隔在轴向上变化的比例比较小的区域。因此，能够在轴向上扩大厚度最适合的粘接剂的范围。其结果，能够进一步提高管材30与第1连结构件31的接合强度。

此外，纤维材料含有碳纤维。

在该结构中，使用碳纤维作为形成管材30的纤维材料。因此，能够提高活塞杆3的强度并且能够实现轻量化。

此外，第1连结构件31具有结合于活塞2的结合部32。

在该结构中，活塞2借助第1连结构件31的结合部32结合于活塞杆3。通过这样在第1连结构件31设置将活塞2和活塞杆3结合的部位，从而不必另外设置用于使活塞2和活塞杆3结合的构件，因此简化了减震器100的结构并且能够降低制造成本。

此外，连结构件31、35设于管材30的两端部。

在该结构中，在管材30的两端部设有第1连结构件31和第2连结构件35。也就是说，活塞杆3是通过分别在具有未被实施切断纤维材料的加工的内周面30b的管材30的两端部结合第1连结构件31和第2连结构件35而形成的。这样，由于活塞杆3是在没有通过切削加工等来切断管材30的纤维的前提下形成的，因此能够提高活塞杆3的整体的强度。

以上，说明了本发明的实施方式。但上述实施方式只表示本发明的应用例的一部分，并不是将本发明的保护范围限定于上述实施方式的具体例的意思。

例如，在上述实施方式中，作为缸装置，例示了减震器100，但作为缸装置，只要具备活塞杆就可以是任何的缸装置，例如也可以是致动器。此外，在上述实施方式中，作为缸装置，例示了杆自缸体的一端突出的单杆型的缸装置，但缸装置也可以是杆自缸体的两端突出的双杆型的缸装置。

此外，在上述实施方式中，管材30的内部空间被第1连结构件31和第2连结构件35封闭。也可以替代该结构，而在第1连结构件31和第2连结构件35形成与管材30的内部空间连通的连通孔，利用管材30的内部空间作为供工作流体流通的流路。

此外，在上述实施方式中，使用工作油作为工作液，但也可以使用水等其他的液体。

本申请主张基于2016年9月21日向日本国专利局提出申请的日本特愿2016－184243号的优先权，通过参照将该申请的全部内容编入本说明书中。

Claims

1.一种缸装置，其中，

该缸装置包括：

缸体，其封入有工作流体；

活塞，其滑动自如地插入所述缸体；以及

活塞杆，其进退自如地插入所述缸体，并结合于所述活塞，

所述活塞杆具有：

圆筒构件，其由纤维材料和树脂材料形成；以及

连结构件，其设于所述圆筒构件的端部，

所述圆筒构件具有未被实施切断所述纤维材料的加工的内周面，

所述连结构件具有接合部，该接合部插入所述内周面并借助粘接剂接合于所述圆筒构件。

2.根据权利要求1所述的缸装置，其中，

所述接合部具有锥形部，该锥形部形成为外径随着朝向所述接合部的端部去而逐渐变小的锥形状，

所述粘接剂保持在所述圆筒构件的所述内周面和所述锥形部的外周面之间。

3.根据权利要求2所述的缸装置，其中，

所述接合部还具有凸缘部，该凸缘部设于比所述锥形部靠所述端部侧的位置且该凸缘部的直径大于所述锥形部的最小外径，

所述粘接剂保持在由所述圆筒构件的所述内周面、所述锥形部的所述外周面以及所述凸缘部包围的空间内。

4.根据权利要求2所述的缸装置，其中，

所述锥形部朝向径向外侧鼓起地形成。

5.根据权利要求1所述的缸装置，其中，

所述纤维材料含有碳纤维。

6.根据权利要求1所述的缸装置，其中，

所述连结构件还具有结合于所述活塞的结合部。

7.根据权利要求1所述的缸装置，其中，

所述连结构件设于所述圆筒构件的两端部。