JP2009018692A - パワーシリンダのブラケット取付構造 - Google Patents

Abstract

【課題】シリンダチューブにブラケットを溶接した際のシリンダチューブの真円度の低下を防止し、前記シリンダチューブの内部に設けられたピストンの摺動抵抗の増大を抑制すると共に、前記シリンダチューブの内部からの油漏れを防止できるシリンダチューブのブラケット取付構造を提供する。
【解決手段】ブラケット６のシリンダ保持部１８に、前記シリンダ保持部１８の軸方向の両端縁まで延出して内方側へほぼコ字形状に形成された凸部２１を円周方向の１２０度の角度位置にほぼ等間隔に３箇所形成する。前記シリンダ保持部１８をシリンダチューブ２の軸方向の端縁より圧入し、該シリンダチューブ２の外周面と接触する前記凸部２１の内周面２１ａの軸方向の両端縁２１ｂを前記シリンダチューブ２の外周面２ｂに溶接する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のパワーステアリング装置に用いられるパワーシリンダを車体側に固定するためのパワーシリンダのブラケットに関するものであり、溶接後のシリンダチューブの真円度の低下を抑制できるようにしたパワーシリンダのブラケット取付構造に関するものである。

この種の従来のパワーシリンダのブラケット取付構造としては、例えば以下の特許文献１に記載されているものが本出願人から提供されている。

概略を説明すれば、特許文献１に記載のパワーシリンダのブラケット取付構造は、パワーシリンダのシリンダチューブの外周面に沿って、このシリンダチューブを抱着するように設けられ、ほぼ円筒状に形成されたシリンダ保持部と、該シリンダ保持部に一体的に設けられ、車体側連結部に接続される接続部と、前記シリンダ保持部の周壁に貫通形成された貫通窓とから主として構成されている。

前記シリンダ保持部は、内周面がほぼ全周にわたって前記シリンダチューブの外周面に圧着していると共に、前記貫通窓の軸方向の両外端縁以外の両外周縁の一部が前記シリンダチューブの外周面に溶接によって接合されている。
特開２００６−１６８５３３号公報（図１、図２）

しかしながら、前記従来のパワーシリンダのブラケット取付構造は、シリンダチューブにシリンダ保持部を組み付けた際に、前記シリンダ保持部の圧着力によって前記シリンダチューブの周壁に大きな応力が作用し、この状態にて前記シリンダ保持部における前記貫通窓の軸方向の両端縁以外の両外周縁の一部と前記シリンダチューブの外周面とを溶接すると、溶接時の高熱によって前記シリンダチューブの周壁が大きく塑性変形するおそれがある。

この結果、前記シリンダチューブ内を軸方向に摺動するピストンの摺動抵抗が大きくなって、前記ピストンのスムーズな移動が妨げられるばかりか、前記シリンダチューブの内部に設けられたシール部材のシール性が低下して、前記シリンダチューブの内部に充填された油が漏れてしまうおそれがある。

本発明は、前述した従来の技術的課題に鑑みて案出されたもので、前記ブラケット保持部の圧着によって前記シリンダチューブの周壁に作用する応力を低下させると共に、溶接時の高熱による前記シリンダチューブの周壁の塑性変形を少なくし、周方向でほぼ均一化させることによって前記シリンダチューブの真円度の低下を抑制することを目的としている。

本発明は、パワーシリンダのシリンダチューブの外周面に該シリンダチューブを抱持するように設けられ、ほぼ筒状に形成されたシリンダ保持部と、該シリンダ保持部の外周面に一体的に設けられ、車体側連結部に接続される接続部と、を備え、前記シリンダ保持部の周壁の一部に内方側へ突出した凸部を設け、該凸部の内面を前記シリンダチューブの外周面に接触させると共に、該凸部を前記リンダチューブの外周面に溶接によって接合したことを特徴としている。

この発明によれば、シリンダ保持部の一部に内方側へ突出した凸部を形成することによって、前記凸部の内面のみが前記シリンダチューブの外周面と接触すると共に、前記凸部が形成されていないシリンダ保持部の内周面は、前記シリンダチューブの外周面と離間する。つまり、前記シリンダチューブに前記シリンダ保持部が接触する接触面が少なくなるため、前記シリンダチューブに作用する応力を抑制することができる。また、前記凸部とシリンダチューブの外周面との接触面が少なくなることによって溶接部位が少なくなるため、溶接時の高熱によって起こる前記シリンダチューブの塑性変形が抑制できる。

請求項２に記載の発明は、前記凸部を、前記シリンダ保持部の円周方向のほぼ等間隔位置に複数設けたことを特徴としている。

この発明によれば、前記シリンダ保持部の各凸部とシリンダチューブの外周面との溶接時の高熱による前記シリンダチューブの変形が円周方向のほぼ等間隔に均一化されるため、前記シリンダチューブの真円度の低下を抑制できる。

請求項３に記載の発明は、前記各凸部を、プレス加工によって形成したことを特徴としている。

この発明によれば、プレス加工によって一体成形することによって、前記各凸部を容易に形成することができるため、コストの低減化と共に加工作業効率が向上する。

請求項４に記載の発明にあっては、前記シリンダ保持部に設けられた各凸部は、前記シリンダチューブに組み付ける前の状態で、前記各凸部の内面を結んで形成される仮想円の径が前記シリンダチューブの外径より小径となることを特徴としている。

この発明によれば、前記シリンダ保持部を前記シリンダチューブに組み付けた際に、前記シリンダ保持部の各凸部の内周面を、前記シリンダチューブの外周面に密着状態に接触させることができるため、前記各凸部とシリンダチューブを溶接する際の溶接不良をさらに抑制することができる。

請求項５に記載の発明にあっては、前記接続部は、前記シリンダ保持部と一体に形成され、外端に切り欠き部が設けられた延設部と、前記切り欠き部の内方に設けられ、内部に貫通孔が形成された筒状ブラケット部と、を備えたことを特徴としている。

この発明によれば、前記シリンダ保持部に延設部を介して筒状ブラケット部を一体に形成することによって、前記パワーシリンダを容易に車両に取付けることができるため、取付作業などの作業効率が向上する。

請求項６に記載の発明は、前記筒状ブラケット部の貫通孔の内部に弾性部材を設けたことを特徴としている。

この発明によれば、車両側から前記パワーシリンダへ伝達される振動を、前記弾性部材によって効果的に吸収できるため、前記パワーシリンダへの振動の伝達を抑制することができる。

請求項７に記載の発明は、前記シリンダチューブと前記各凸部の軸方向両外端縁を溶接したことを特徴としている。

この発明によれば、前記各凸部の軸方向両外端縁を溶接することによって、溶接熱による前記シリンダチューブの真円度の低下を抑制しつつ前記シリンダ保持部を前記シリンダチューブへより強固に固定できるため、前記ブラケットの取付強度を向上させることができる。

以下、本発明にかかるパワーシリンダのブラケットの取付構造を車両のパワーシリンダに適用した実施形態を図面に基づいて詳述する。

パワーシリンダ１は、図３に示すように、円筒状のシリンダチューブ２と、該シリンダチューブ２の外周側に設けられ、内部にピニオン軸３を収容するピニオンケース４と、該ピニオンケース４の外側に設けられたソレノイド弁５と、前記シリンダチューブ２の外周面に溶接によって接合されたブラケット６とから主として構成されている。

前記シリンダチューブ２は、図３及び図４に示すように、例えば鋼管材によって円筒状に形成され、内部にラック軸７が挿入されている。また、前記シリンダチューブ２の内部に一対の環状シール部材８，９が圧入され、この各環状シール部材８，９の内周面を、前記ラック軸７の外周面が摺動可能に接触している。

また、前記各環状シール部材８，９の間にピストン１０が設けられ、該ピストン１０は、内周面が前記ラック軸７の外周面に固定され、外周面が前記シリンダチューブ２の内周面と摺動可能に接触している。したがって、前記ピストン１０を介して前記各環状シール部材８，９の間に一対の油圧室１１，１２が形成されている。また、前記各油圧室１１，１２と連通するように前記シリンダチューブ２の外周に一対のポート１３，１４が設けられ、この各ポート１３，１４には図外のコントロールバルブへ繋がる各油路１５，１６がそれぞれ接続されている。

前記ピニオン軸３は、前記ピニオンケース４の内部に収容されており、前記ラック軸７と前記シリンダチューブ２内にてヘリカル歯車のように噛合い、前記ピニオン軸３が回転することによって、前記ラック軸７がシリンダチューブ２の軸方向に沿って移動すると共に、前記ピストン１０が連動して移動し、前記各油圧室１１，１２への作動油の流量を変化させるようになっている。

前記ソレノイド弁５には、前記各油圧室１１，１２に前記各ポート１３，１４を介して接続された前記各油路１５，１６と、車両の速度などの電気信号が送信される所定の部材としてハーネス１７がそれぞれ接続されている。このソレノイド弁５は、前記ハーネス１７を介して図外のコントロールユニットから送信された電気信号を受信し、前記各油圧室１１，１２への作動油の流量を制御することによって、前記ラック軸７の移動をアシストしている。

前記ブラケット６は、図２、図５及び図６に示すように、例えば鉄系金属によってほぼ筒状に形成されたシリンダ保持部１８と、該シリンダ保持部１８の外周面に一体に設けられた接続部１９とから構成されている。

前記シリンダ保持部１８は、図５及び図６に示すように、前記シリンダチューブ２の外径Ｄより若干大径に形成された本体部２０と、該本体部２０の一部から内方側に突出した複数の凸部２１と、前記シリンダ保持部１８の軸方向ほぼ中央付近の前記各接続部１９と対向する一側面に、ほぼ矩形状に開口形成された貫通窓２２とから構成されている。

前記各凸部２１は、プレス加工によって形成され、前記シリンダ保持部１８の軸方向に沿って両端縁にわたって延設されていると共に、前記シリンダ保持部１８の内方側へほぼコ字形状に突設されている。

また、前記各凸部２１は、前記シリンダ保持部１８の円周方向の１２０度の角度位置にほぼ等間隔に３箇所設けられており、前記シリンダ保持部１８に前記各凸部２１を形成した状態では、図６に示すように、前記各凸部２１の内周面２１ａを結んだ仮想円Ｋの径が、前記シリンダチューブ２の外径Ｄより若干小径に設定されている。

前記各接続部１９は、図１及び図２に示すように、前記シリンダ保持部１８の外周面より外方へ延設された一対の延設部２３と、この各延設部２３に保持される筒状ブラケット部２５とから構成されている。

前記各延設部２３は、図５，６の下部に位置する外端にほぼ円弧状に形成された一対の切り欠き部２４が形成され、この各切り欠き部２４と前記筒状ブラケット部２５の外周面が溶接によって接合されている。

前記筒状ブラケット部２５は、図２及び図３に示すように、鉄系金属によって円筒状に形成され、内方に軸方向に貫通した貫通孔２６が形成されており、該貫通孔２６の内部に弾性部材２７が圧入固定されている。

前記弾性部材２７は、図３及び図４に示すように、ゴム材によって円筒状に形成され、軸方向の長さが前記筒状ブラケット部２５より若干長く設定されている。また、円周内部のほぼ中心位置に軸方向に貫通したボルト挿通孔２８が形成されている。

したがって、前記パワーシリンダ１は、前記ボルト挿通孔２８に挿入された図示しないボルトなどを介して図外の車体連結部に連結されるようになっている。また、前記弾性部材２７によって、前記車体連結部に入力された振動が前記パワーシリンダ１に伝達されることを抑制すると共に、前記パワーシリンダ１に入力された振動が前記車体連結部に伝達されることを抑制している。

以下、前記シリンダチューブ２への前記ブラケット６の取付手順について説明する。

まず、前記ブラケット６のシリンダ保持部１８を前記シリンダチューブ２の軸方向の端縁より圧入する。前記シリンダ保持部１８を圧入後、該ブラケット６を前記シリンダチューブ２に周方向及び軸方向の位置決めを行い、前記ブラケット６を適正な位置に保持する。

このとき、前記ブラケット６は、図１に示すように、前記各凸部２１の内周面２１ａのみが前記シリンダチューブ２の外周面に密着状態に接触し、前記シリンダ保持部１８の各凸部２１が形成されていない本体部２０の内周面は前記シリンダチューブ２と離間した状態となっているため、前記シリンダ保持部１８を前記シリンダチューブ２に取り付けた状態での前記シリンダチューブ２の周壁に作用する応力は、前記各凸部２１の内周面２１ａとの接触部位のみに作用する。

したがって、前記シリンダ保持部１８の内周に位置する前記シリンダチューブ２の周壁に作用する応力を抑制すると共に、円周方向に分散させることができる。

次に、前記ブラケット６を前記シリンダチューブ２に溶接するわけであるが、このとき、図１に示すように、前記シリンダチューブ２の外周面と、該外周面と密着状態に接触する前記シリンダ保持部１８の各凸部２１の内周面２１ａに位置する軸方向の両端縁２１ｂとを溶接する。このため、溶接不良が防止されて前記ブラケット６を前記シリンダチューブ２に強固に固定させることができると共に、溶接時の高熱による前記シリンダチューブ２の周壁の塑性変形を抑制し、円周方向に均一化することができる。

したがって、前記ブラケット６を前記シリンダチューブ２に溶接した後の前記シリンダチューブ２の内径の真円度の低下を抑制することができる。このため、前記シリンダチューブ２の内部を摺動する前記ピストン１０の軸方向への移動を妨げることなく行うことができる。また、前記シリンダチューブ２の内部に圧入された前記各環状シール部材８，９のシール性の低下を防止し、前記各油圧室１１，１２からの作動油の漏れを防止できる。

また、前記シリンダチューブ２の周壁の塑性変形が円周方向に均一化することによって製品毎の真円度のバラツキが少なくなるため、前記製品毎の真円度の管理を容易に行うことができる。

本発明は、前実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、前記各凸部２１を前記シリンダ保持部１８の円周方向のほぼ等間隔に３箇所以上形成することも可能である。

また、前記各凸部２１を、前記シリンダ保持部１８の軸方向の両端縁に沿って延設せずに、前記両端縁のみに形成することも可能である。

さらに、パワーステアリング装置以外の機器類に適用することも可能である。

本発明のブラケットをシリンダチューブに溶接した状態を示す溶接部位の要部拡大図である。 本発明のブラケットをシリンダチューブに溶接した状態を示す正面図である。 本実施形態のパワーシリンダを示す全体図である。 本実施形態のシリンダチューブの内部を示す半断面図である。 本実施形態のブラケットを示す正面図である。 本実施形態のブラケットを示す側面図である。

符号の説明

１…パワーシリンダ
２…シリンダチューブ
２ａ…外周面
６…ブラケット
１８…シリンダ保持部
１９…接続部
２０…本体部
２１…凸部
２１ａ…内周面（内面）
２１ｂ…両端縁
２３…延設部
２４…切り欠き部
２５…筒状ブラケット部
２６…貫通孔
２７…弾性部材
Ｄ…外径
Ｋ…仮想円

Claims (7)

1. パワーシリンダのシリンダチューブの外周面に該シリンダチューブを抱持するように設けられ、ほぼ筒状に形成されたシリンダ保持部と、
   該シリンダ保持部の外周面に一体的に設けられ、車体側連結部に接続される接続部と、を備え、
   前記シリンダ保持部の周壁の一部に内方側へ突出した凸部を設け、該凸部の内面を前記シリンダチューブの外周面に接触させると共に、該凸部を前記リンダチューブの外周面に溶接によって接合したことを特徴とするパワーシリンダのブラケット取付構造。
2. 前記凸部を、前記シリンダ保持部の円周方向のほぼ等間隔位置に複数設けたことを特徴とする請求項１に記載のパワーシリンダのブラケット取付構造。
3. 前記各凸部を、プレス加工によって形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のパワーシリンダのブラケット取付構造。
4. 前記シリンダ保持部に設けられた各凸部は、前記シリンダチューブに組み付ける前の状態で、前記各凸部の内面を結んで形成される仮想円の径が前記シリンダチューブの外径より小径となることを特徴とする請求項１〜３に記載のパワーシリンダのブラケット取付構造。
5. 前記接続部は、前記シリンダ保持部と一体に形成され、外端に切り欠き部が設けられた延設部と、
   前記切り欠き部の内方に設けられ、内部に貫通孔が形成された筒状ブラケット部と、を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のパワーシリンダのブラケット取付構造。
6. 前記筒状ブラケット部の貫通孔の内部に弾性部材を設けたことを特徴とする請求項１または５に記載のパワーシリンダのブラケット取付構造。
7. 前記シリンダチューブと前記各凸部の軸方向両外端縁を溶接したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のパワーシリンダのブラケット取付構造。

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