JP2009036272A - シリンダ装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】強度低下を招くことなく、一様な溶接ビードを円周方向に安定して形成することを可能にしたシリンダ装置を提供する。
【解決手段】アウタチューブ１０の底部に一端が接合される棒状部材１１と該棒状部材１１の他端に接合される環状の取付アイ１２とからなり、棒状部材１１と取付アイ１２とが、取付アイ１２の外周面を接合部ぬとしてアーク溶接されているシリンダ装置において、取付アイ１２の、棒状部材１１との接合部を一般部１２ａよりも厚い厚肉部１２ｂとして、この厚肉部１２ｂに平坦面１６を形成する。そして、棒状部材１１を取付アイ１２の平坦面１６に突き当ててアーク溶接により全周溶接を行い、溶接ビード１３を円周方向で一様な大きさとして、溶接ビード１５の周りから応力集中箇所を排除する。
【選択図】図１

Description

本発明は、油圧緩衝器、ガススプリング、液圧シリンダ等のシリンダ装置とその製造方法とに関する。

例えば、自動車用の油圧緩衝器は、通常、ピストンロッドの先端部に設けたボルト状取付部材とアウタチューブの底部に設けた環状の取付アイとを利用して車体と車軸との間に介装される。この場合、前記取付アイは、前記アウタチューブの底部に直結されることが多いが、周辺装置との関係で、棒状部材を介してアウタチューブの底部に連結されることもある。したがって、この場合は棒状部材と取付アイとを含めた全体が油圧緩衝器（シリンダ装置）となる。

ところで従来、上記したシリンダ装置における棒状部材と取付アイとの接合構造は、該取付アイの外周面を接合部として、溶接強度の高いアーク溶接により溶接される構造となっていた。しかし、このような接合構造では、環状の取付アイの外周面（曲面）に棒状部材の端面を突き当てた状態、すなわち線接触の状態でアーク溶接を行うため、溶込み深さが棒状部材の円周方向で大きくばらつき、一様な大きさ（厚さ）の溶接ビードを得ることが極めて困難となっていた。そして、前記した円周方向での溶接ビードの不安定さにより、部位によっては溶接ビードの周りが応力集中箇所（エッジ）となり、疲労強度の低下を招くという問題があった。例えば、溶接箇所の溶接強度は十分であるにもかかわらず、取付アイそのものに溶接ビード周辺から径方向に亀裂が生じ、疲労破壊に至る場合があった。

なお、圧縮機用ボールジョイント装置に関するものであるが、特許文献１には、図５に示すようにリング状部材１の外周面に平坦部２を形成し、棒状部材であるボールジョイント３を前記平坦部２に突き当てて電気抵抗溶接を行う技術が開示されている。
特開平２−８０１７５号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、リング状部材１の外周面を単に平坦部２としているため、該平坦部２を形成した部分の肉厚が他の一般部に比べて薄くなり、本願発明のように大きな負荷がかかるシリンダ装置の取付装置に適用した場合は、強度的な不安が残る。

本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、強度低下を招くことなく、一様な溶接ビードを円周方向に安定して形成することを可能にしたシリンダ装置およびその製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するための、本発明に係るシリンダ装置は、アウタチューブと、アウタチューブの底部に一端が接合される棒状部材と該棒状部材の他端に接合される環状の取付アイとからなり、前記棒状部材と前記取付アイとが、該取付アイの外周面を接合部としてアーク溶接されているシリンダ装置において、前記取付アイは、前記棒状部材との接合部を一般部よりも厚い厚肉部とすると共に、該厚肉部に前記棒状部材との接合に供する平坦面を形成していることを特徴とする。

このように構成したシリンダ装置においては、取付アイの外周面に形成した平坦面を棒状部材との接合部としているので、棒状部材の円周方向に一様な大きさの溶接ビートを安定して形成することができる。また、前記平坦面は取付アイに設けた厚肉部に形成されているので、強度的に弱体化することもない。

本シリンダ装置においては、上記取付アイの一般部と厚肉部との間に、一般部から厚肉部側へ連続的に肉厚が増加する連接部を配した構成とすることができる。この場合は、取付アイに応力集中箇所が形成されることがないので、疲労強度面での不安が確実に解消される。

上記課題を解決するための、本発明に係るシリンダ装置の製造方法は、請求項１又は２に記載のシリンダ装置を製造する方法であって、前記取付アイに対する接続端である棒状部材の他端を凸面形状またはコーン形状に形成し、前記棒状部材の他端を前記取付アイの平坦面に突き当て、この状態で該棒状部材の接続端と前記取付アイの平坦面との間に形成される環状隙間内でアーク溶接を行うことを特徴とする。

このように行うシリンダ装置の製造方法においては、凸面形状またはコーン形状に形成した棒状部材の他端を取付アイの平坦面に突き当てることにより形成される環状隙間を溶接開先として利用してアーク溶接を行うので、棒状部材と取付アイとの接合界面が大きく拡大し、接合強度は十分となる。

本製造方法においては、上記棒状部材の凸面形状またはコーン形状の接続端を前記取付アイの平坦面に突当てた状態でプロジェクション溶接を行って、該棒状部材と前記取付アイとを予備的に接合した後、両者の間に形成される環状隙間内でアーク溶接を行うようにしてもよい。この場合は、プロジェクション溶接によって棒状部材と取付アイとを予備的に接合することで、その後のアーク溶接を容易かつ高精度に行うことができる。

本発明に係るシリンダ装置およびその製造方法によれば、強度的な不安を招くことなく、一様な溶接ビードを円周方向に安定して形成することがきるので、疲労強度を含めて強度的な信頼性の高い装置を実現でき、高負荷を受けるシリンダ装置として極めて有用となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係るシリンダ装置の全体的構造を示したものである。本シリンダ装置は、油圧緩衝器のアウタチューブ１０の底部に一端が接合される棒状部材１１と該棒状部材１１の他端に接合される環状の取付アイ１２とからなっている。棒状部材１１と取付アイ１２とは、取付アイ１２の外周面を接合部としてアーク溶接されており、両者の間にはアーク溶接による溶接ビード１３が配設されている。なお、棒状部材１１は、その一端に設けたカップ形状の受け部１４をアウタチューブ１０の底部に嵌合させた状態で、その受け部１４の口縁部１４ａがアウタチューブ１０の外周面に対して全周溶接（アーク溶接）されるようになっている。

本実施形態において、上記取付アイ１２に接合される棒状部材１１の他端（接合端）には、図２に示されるように凸面形状の凸部１５が形成され、一方、この棒状部材１１に接合される取付アイ１２の接合部には、図３に示されるように平坦面１６が形成されている。アーク溶接に際しては、図４に示されるように、棒状部材１１の接合端の凸部１５が取付アイ１２の平坦面１６に突き当てられ、この状態で棒状部材１１と取付アイ１２との間に形成される環状隙間１７を利用してアーク溶接（全周溶接）が行われる。したがって、前記溶接ビード１３（図１）は、棒状部材１１の全周にわたって形成されている。

上記取付アイ１２はまた、棒状部材１１との接合部が、一般部１２ａより厚い厚肉部１２ｂとして構成されており、前記平坦面１６がこの厚肉部１２ｂ内に形成されている。厚肉部１２ａは、平坦面１６として、棒状部材１１との接合に必要とする面積Ｓ｛図３（Ａ）に点線ハッチングを付して示す｝を確保してもなお、一般部１２ａの肉厚ｔ１と同等以上の最小肉厚ｔ２（ｔ２≧ｔ１）が平坦面１６の底側に残るように、その肉厚が設定されている。また、この厚肉部１２ｂと一般部１２ａとの間の連接部１２ｃは、一般部１２ａから厚肉部１２ｂへかけて連続的に肉厚を増加させた形状となっており、さらに、厚肉部１２ｂと平坦面１６との接続角部には所定の大きさのアールＲが付けられている。

上記のように構成されたシリンダ装置装置においては、取付アイ１２の外周面に形成した平坦面１６を棒状部材１１との接合部としているので、棒状部材１１の円周方向に一様な大きさの溶接ビート１３を安定して形成することができる。これによって溶接ビード１３の周りから応力集中箇所（エッジ）が排除され、疲労強度の低下が抑えられる。また、棒状部材１１との接合に供する平坦面１６は、取付アイ１２の厚肉部１２ｂ内に形成されているので、取付アイ１２自体が強度的に弱体化することはなく、強度的な信頼性が高いものとなる。さらに、取付アイ１２は、棒状部材１１との接合部とその周辺のみを厚肉部１２ｂとしているので、アウタチューブ１０の軸に直交する方向の幅Ｗ｛図３（Ａ）｝が拡大することはなく、取付スペースに制限を受ける場合でも、油圧緩衝器を無理なく車体に取付けることができる。

本実施形態においては特に、取付アイ１２の一般部１２ａと厚肉部１２ｂとの間に、一般部１２ａから厚肉部１２ｂへかけて連続的に肉厚を増加させる連接部１２ｃを配しているので、溶接ビード１３の周辺から応力集中箇所が確実に排除され、結果として疲労強度面での不安が確実に解消される。

上記した棒状部材１１および取付アイ１２は、鍛造によって製造可能であるが、棒状部材１１の接合端の凸部１５と取付アイ１２の内径とは機械加工によって仕上げられる。本シリンダ装置の製造に際しては、前出図４に示したように、棒状部材１１の接続端の凸部１５を取付アイ１２の平坦面１６に突き当て、この状態で棒状部材１１と取付アイ１２との間に形成される環状隙間１７を利用してアーク溶接（全周溶接）を行うが、このとき、棒状部材１１の凸部１５の頂部と取付アイ１２の平坦面１６とをプロジェクション溶接して、両者を予備的に接合するようにしてもよい。この場合は、予備的な接合により棒状部材１１と取付アイ１２とが相互に位置固定されるので、その後のアーク溶接を容易にかつ高精度に行うことができる。

また、凸部１５を設けることにより、プロジェクション溶接に際し、次の課題も解決できる。すなわち、棒状部材１１の接合端を平面とした場合、取付アイ１２の平坦面１６に突き当てる方向がわずかでも傾くと、当たり方が不均一となる。そうすると、プロジェクション溶接は、当たっている部分が溶けることによって溶接されるため、溶接部が不均一となってしまう。しかし、凸部１５を設けることにより、わずかに傾いた場合でも、一点のみが溶融するので、均一な溶接部が形成されるのである。

なお、上記実施形態においては、棒状部材１１の接合端の凸部１５を凸面形状としたが、この凸部はコーン形状（錘形状）としてもよいことはもちろんである。

本実施形態に係るシリンダ装置の全体的構造を示す側面図である。 本シリンダ装置を構成する棒状部材の形状を一部断面として示す側面図である。 本シリンダ装置を構成する取付アイの形状を示したもので、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＸ−Ｘ矢視線に沿う断面図である。 本シリンダ装置を構成する棒状部材と取付アイとの接合前の位置決め状態を示す側面図である。 棒状部材とリング状部材との接合部における従来の接合構造を示す側面図である。

符号の説明

１０ アウタチューブ
１１ 棒状部材
１２ 取付アイ
１２ａ 取付アイの一般部
１２ｂ 取付アイの厚肉部
１２ｃ 取付アイの連接部
１３ 溶接ビード
１５ 棒状部材の凸面形状の凸部
１６ 取付アイの平坦面

Claims (4)

1. アウタチューブと、該アウタチューブの底部に一端が接合される棒状部材と該棒状部材の他端に接合される環状の取付アイとからなり、前記棒状部材と前記取付アイとが、該取付アイの外周面を接合部としてアーク溶接されているシリンダ装置において、前記取付アイは、前記棒状部材との接合部を一般部よりも厚い厚肉部とすると共に、該厚肉部に前記棒状部材との接合に供する平坦面を形成していることを特徴とするシリンダ装置。
2. 前記取付アイの一般部と厚肉部との間に、一般部から厚肉部側へ連続的に肉厚が増加する連接部を配したことを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
3. 請求項１又は２に記載のシリンダ装置を製造する方法であって、前記取付アイに対する接続端である棒状部材の他端を凸面形状またはコーン形状に形成し、前記棒状部材の他端を前記取付アイの平坦面に突き当て、この状態で該棒状部材の接続端と前記取付アイの平坦面との間に形成される環状隙間内でアーク溶接を行うことを特徴とするシリンダ装置の製造方法。
4. 前記棒状部材の凸面形状またはコーン形状の接続端を前記取付アイの平坦面に突当てた状態でプロジェクション溶接を行って、該棒状部材と前記取付アイとを予備的に接合した後、両者の間に形成される環状隙間内でアーク溶接を行うことを特徴とする請求項３に記載のシリンダ装置の製造方法。

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