JP2016050608A

JP2016050608A - シリンダ装置

Info

Publication number: JP2016050608A
Application number: JP2014175583A
Authority: JP
Inventors: 直也坂本; Naoya Sakamoto
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2016-04-11

Abstract

【課題】保護カバーのピストンロッドへの取付強度を向上させることができるシリンダ装置の提供。【解決手段】シリンダと、シリンダから伸縮可能に延出しシリンダ側の大径部２５とシリンダとは反対側の小径部２６とを有するロッド本体２１と、大径部２５と小径部２６とで形成される段部２７に最内径部にて取り付けられてロッド本体２１およびシリンダを覆う金属製の保護カバー１４と、を有し、保護カバー１４の最内径部には、段部２７に密着する平板部４８が設けられており、平板部４８を、ロッド本体２１の段部２７と、ロッド本体２１の小径部２６に取り付けられる取付部材２２とで軸方向に挟持する。【選択図】図５

Description

本発明は、シリンダ装置に関する。

シリンダ装置には、シリンダから伸縮可能に延出するロッドに保護カバーを取り付けたものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−５１２５０号公報

ところで、シリンダ装置において、保護カバーのピストンロッドへの取付強度を向上させることが望まれている。

したがって、本発明は、保護カバーのピストンロッドへの取付強度を向上させることができるシリンダ装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、保護カバーの最内径部に、ロッド本体の段部に密着する平板部を設け、該平板部を、前記ロッド本体の前記段部と、該ロッド本体の小径部に取り付けられる取付部材とで軸方向に挟持する構成とした。

本発明によれば、保護カバーのピストンロッドへの取付強度を向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るシリンダ装置を示す正面図である。本発明の一実施形態に係るシリンダ装置を示す平面図である。本発明の一実施形態に係るシリンダ装置を示す要部の分解図である。本発明の一実施形態に係るシリンダ装置のカバーキャップを示す平面図である。本発明の一実施形態に係るシリンダ装置を示す要部の断面図である。

本発明の一実施形態に係るシリンダ装置を図面を参照して以下に説明する。

まず、図１および図２を参照して本実施形態に係るシリンダ装置１１の全体構成について説明する。図１に示すように、本実施形態に係るシリンダ装置１１は、流体としての液体あるいは気体が封入される略円筒状のシリンダ１２と、このシリンダ１２の中心軸上に配置されるとともにシリンダ１２の軸方向の一端の図示略の開口部から外部へ突出するピストンロッド１３と、このピストンロッド１３の外部突出部分に固定されてピストンロッド１３およびシリンダ１２の図示略の開口部側を覆う有蓋円筒状の図１および図２に示す保護カバー１４とを有している。

図１に示すピストンロッド１３のシリンダ１２内に配置される一端には図示略のピストンが固定されており、このピストンがシリンダ１２内を二室に区画する。ピストンは、ピストンロッド１３の移動にともないこれと一体にシリンダ１２の内部を摺動して二室の容積を変化させ、その際に生じる流体の流通抵抗で減衰力を発生させる。具体的に、このシリンダ装置１１は、自動車用サスペンションを構成する緩衝器となっており、車両の車体側と車輪側とが相対的に振動すると、ピストンロッド１３がシリンダ１２に対する突出長さを変化させることになり、その結果、ピストンロッド１３に固定された図示略のピストンが、シリンダ１２の内部を摺動して二室の容積を変化させ、その際に生じる流体の流通抵抗で上記振動に対して減衰力を発生させる。シリンダ１２のピストンロッド１３の突出側とは反対側の端部には、筒状の取付アイ１５が取り付けられている。

シリンダ装置１１は、例えば、ピストンロッド１３が車体側へ取り付けられることになり、シリンダ１２が取付アイ１５を介して車輪側へ取り付けられる。これにより、シリンダ装置１１は、車輪の車体に対するストロークを減衰させる。なお、上記とは逆に、シリンダ１２を車体側に取り付け、ピストンロッド１３を車輪側に取り付けても良い。また、その場合には、シリンダ１２のピストンロッド１３の突出側の端部に取付アイ１５を取付け、ピストンロッド１３の突出側の反対側の端部には、取付部材２２を設けるようにしても良い。

ピストンロッド１３は、シリンダ１２から伸縮可能に延出する金属製の図３に示すロッド本体２１と、ロッド本体２１に取り付けられる金属製の取付部材２２とを有している。

ロッド本体２１は、図１に示すシリンダ１２に対し進入退出を繰り返す部分が、図３に示すロッド本体２１の中心軸線を中心とする円柱状の大径部２５となっており、この大径部２５は、ロッド本体２１において常にシリンダ１２の外に位置する部分まで延びている。大径部２５は、ロッド本体２１の中心軸線を中心とする一定径の円筒面状の外周面２５ａを有している。

ロッド本体２１には、大径部２５の図１に示すシリンダ１２とは反対側に、図３に示すロッド本体２１の中心軸線を中心とする円柱状の小径部２６が形成されている。小径部２６は大径部２５よりも外径が小径となっている。小径部２６は、ロッド本体２１の中心軸線を中心とする一定径の円筒面状の外周面２６ａを有している。よって、大径部２５および小径部２６は同軸状に形成されている。

大径部２５は、小径部２６側の端部に径方向に沿う径方向面２５ｂを有しており、径方向面２５ｂは、外周面２５ａ，２６ａを結ぶように形成されている。この径方向面２５ｂは、ロッド本体２１の中心軸線を中心とする円環状をなしており、ロッド本体２１の中心軸線に直交する面内に配置されている。

これら大径部２５および小径部２６が、互いの境界側にロッド本体２１の中心軸線を中心とする円環状の段部２７を形成している。よって、外周面２５ａ、径方向面２５ｂおよび外周面２６ａも段部２７の一部となっている。

図３に示すように、取付部材２２が取り付けられる前の状態にあるとき、ロッド本体２１には、小径部２６のシリンダ１２とは反対側に小径部２６よりも突出する突当部２８が形成されている。

取付部材２２には、円柱状の中間軸部３１と、中間軸部３１の軸方向の一端から径方向外方に延出する円環状のフランジ部３２と、中間軸部３１の軸方向の他端から軸方向に延びる図１に示すネジ軸部３３とを有している、これら中間軸部３１、フランジ部３２およびネジ軸部３３は、中心軸線を一致させており、この中心軸線が取付部材２２の中心軸線となっている。よって、中間軸部３１とフランジ部３２とネジ軸部３３とは同軸状に形成されている。

図３に示すように、フランジ部３２は、中間軸部３１よりも大径であり、中間軸部３１よりも遠い側から順に、端面３２ａと、テーパ面３２ｂと、円筒面３２ｃと、円環面３２ｄとを有している。端面３２ａは、取付部材２２の中心軸線を中心とする円形状をなしており、取付部材２２の中心軸線に対し直交する平面内に配置されている。テーパ面３２ｂは、端面３２ａの外周縁部からテーパ状をなして径方向外方かつ軸方向の中間軸部３１側に延出しており、取付部材２２の中心軸線を中心とするテーパ状をなしている。円筒面３２ｃは、テーパ面３２ｂの端面３２ａとは反対側の端縁部から軸方向の中間軸部３１の方向に延出しており、取付部材２２の中心軸線を中心とする円筒面となっている。円環面３２ｄは、円筒面３２ｃの軸方向の中間軸部３１側の端縁部から径方向内方に中間軸部３１まで延出しており、取付部材２２の中心軸線を中心とする円環状をなしている。

端面３２ａの外径つまりテーパ面３２ｂの内径は、ロッド本体２１の小径部２６の外周面２６ａの直径よりも大きくなっており、ロッド本体２１の大径部２５の外周面２５ａの直径よりも大きくなっている。

保護カバー１４は、円筒状の金属製のカバー本体４１と、カバー本体４１の軸方向の一端側に取り付けられる金属製のカバーキャップ４２とを有している。カバーキャップ４２は、その最も外径側にあって円筒状をなす円筒状部４５と、円筒状部４５の軸方向の一端縁部から径方向内方に延出する円環状の中間板部４６と、中間板部４６の円筒状部４５とは反対側の内周縁部から径方向内方に、径方向内側ほど軸方向に円筒状部４５から離れるように傾斜して延出するテーパ筒状部４７と、テーパ筒状部４７の中間板部４６とは反対側の内周縁部から径方向内方に延出する円環状の平板部４８とを有している。これら円筒状部４５、中間板部４６、テーパ筒状部４７および平板部４８は、中心軸線を一致させて同軸状に形成されており、この中心軸線がカバーキャップ４２の中心軸線となっている。

カバーキャップ４２は、カバー本体４１に中心軸線を一致させて同軸状に固定されることになり、その際に、中間板部４６、テーパ筒状部４７および平板部４８を、カバー本体４１よりも軸方向外側に配置しつつ円筒状部４５をカバー本体４１内に嵌合させて取り付けられる。このようにして、カバー本体４１にカバーキャップ４２が取り付けられて保護カバー１４が形成される。この保護カバー１４はその最も内径側に位置する最内径部が平板部４８となっている。図４に示すように、この平板部４８の内周部には、径方向外方に凹む切欠部４９が周方向に等間隔をあけて複数カ所（具体的には３カ所）形成されている。切欠部４９は平板部４８を板厚方向に貫通している。

図３に示すように、保護カバー１４の最内径部となる平板部４８は、カバーキャップ４２の中心軸線つまり保護カバー１４の中心軸線に直交する平面内に配置される軸方向外側の外端面４８ａと、保護カバー１４の中心軸線に直交する平面内に配置される軸方向内側の内端面４８ｂと、これら外端面４８ａおよび内端面４８ｂの内周縁部同士を結ぶ内周面４８ｃとを有している。図４に示すように、内周面４８ｃは、カバーキャップ４２の中心軸線を中心とする円筒面４８ｄと円筒面４８ｄよりも径方向外方に凹む複数カ所（具体的には３カ所）の凹面４９ａとを有しており、これら凹面４９ａのそれぞれが切欠部４９を形成している。

図３に示すように、保護カバー１４をピストンロッド１３に取り付ける際には、保護カバー１４を図１に示すシリンダ１２およびこれから突出する図３に示すロッド本体２１に被せるようにして、ロッド本体２１の小径部２６の外周面２６ａを保護カバー１４の平板部４８の円筒面４８ｄに圧入により嵌合させる。このとき、保護カバー１４の平板部４８の内端面４８ｂが大径部２５の径方向面２５ｂつまり段部２７に当接する。この状態で、取付部材２２をロッド本体２１に互いの中心軸線を一致させながら溶接する。つまり、フランジ部３２の端面３２ａをロッド本体２１の突当部２８に突き当てて軸方向に加圧しながらプロジェクション溶接を行う。

すると、ロッド本体２１の主に突当部２８が溶けて、図５に示すようにロッド本体２１とフランジ部３２とが溶着し、その際に溶けた主に突当部２８の余肉の一部が保護カバー１４の図４に示す平板部４８の複数の切欠部４９内に入り込んで固化することになる。また、上記のプロジェクション溶接によって、図５に示すように、保護カバー１４の平板部４８の内端面４８ｂが、ロッド本体２１の段部２７の径方向面２５ｂに押し当てられて溶着し、外端面４８ａが取付部材２２のフランジ部３２の端面３２ａに押し当てられて溶着し、平板部４８の内周面４８ｃが小径部２６の外周面２６ａに溶着する。つまり、保護カバー１４の平板部４８が溶接によりロッド本体２１の段部２７および取付部材２２のフランジ部３２に固定される。このように溶接された状態で、径方向面２５ｂは全面的に隙間なく内端面４８ｂに密着し、端面３２ａも全面的に隙間なく小径部２６および外端面４８ａに密着し、内周面４８ｃも少なくとも円筒面４８ｄが全面的に隙間なく外周面２６ａに密着する。

以上により、保護カバー１４の平板部４８を、ロッド本体２１の段部２７と、ロッド本体２１の小径部２６に取り付けられる取付部材２２とが軸方向に挟持する状態となり、平板部４８は段部２７に密着する状態となる。また、プロジェクション溶接により溶けた主に突当部２８の一部が保護カバー１４の複数の切欠部４９内に入り込んで固化することになり、これにより、保護カバー１４のピストンロッド１３に対する回転を強固に規制する状態になる。

このようにして、ピストンロッド１３のロッド本体２１および取付部材２２の両方に溶接により固定された保護カバー１４は、大径部２５と小径部２６とで形成される段部２７に、最内径部である平板部４８にて取り付けられてピストンロッド１３のロッド本体２１およびシリンダ１２を覆う状態となる。

なお、以上においては、カバー本体４１にカバーキャップ４２を取り付けて保護カバー１４とした状態でこの保護カバー１４をピストンロッド１３に接合する場合を例にとり説明したが、カバー本体４１を取り付ける前のカバーキャップ４２をピストンロッド１３に上記のように接合してから、このカバーキャップ４２にカバー本体４１を取り付けても良い。

上記した特許文献１には、取付部材のロッド本体への突き合わせ端側にフランジ部を形成し、このフランジ部にキャップ体の平坦部を重ね合わせてプロジェクション溶接により両者を接合する技術が記載されている。また、特許文献１には、ロッド本体の先端の段部にキャップ体のテーパ筒状部を嵌合し、この状態でロッド本体の先端と取付部材の後端の頭部とを溶接して、ロッド本体、キャップ体および取付部材を一体化する技術が開示されている。

フランジ部にキャップ体の平坦部を重ね合わせて溶接するのでは十分な接合強度が得られない可能性がある。また、ロッド本体の段部にキャップ体のテーパ筒状部を嵌合して溶接すると、テーパ筒状部とロッド本体の段部との間に隙間が生じてしまう可能性があり、十分な接合強度が得られない可能性がある。また、強度的にロッド本体の段部の径差を小さくしたいという要求があり、この要求を満たそうとすると、キャップ体の段部に重なる面積が減ってしまう。この点からも十分な接合強度が得られない可能性がある。

これに対し、本実施形態は、保護カバー１４の最内径部に、段部２７の径方向面２５ｂおよび外周面２６ａに密着する平板部４８を設け、この平板部４８を、ロッド本体２１の段部２７と、取付部材２２とで軸方向に挟持する接合構造にしている。よって、保護カバー１４と段部２７との間の隙間の発生を抑制でき、また、ロッド本体２１の強度向上のため段部２７の径差（大径部２５と小径部２６との径差）を小さくしても、保護カバー１４の段部２７の径方向面２５ｂに重なる面積を確保でき、加えて、平板部４８を軸方向両側から挟持することができる。したがって、保護カバー１４のピストンロッド１３への取付強度を向上させることができ、これらの取付部分の耐久性を向上させることができる。よって、例えば、金属製の保護カバー１４でシリンダ１２のより広範囲を覆うことによって保護カバー１４の重量が増大してしまうことがあっても、保護カバー１４とピストンロッド１３とを、長期間、良好な取付状態に維持できる。特に、保護カバー１４の段部２７の径方向面２５ｂに重なる面積を確保できることから、保護カバー１４をピストンロッド１３へ溶着した際の断面係数を大きくでき、取付強度や共振耐久性を向上できる。

また、本実施形態は、保護カバー１４の平板部４８に複数の切欠部４９が形成されているため、上記のように保護カバー１４がロッド本体２１および取付部材２２に溶接により固定される際に、ロッド本体２１および取付部材２２の少なくともいずれか一方の溶けた余肉が複数の切欠部４９に入り込むことになる。よって、回転方向に比較的大きな入力があっても保護カバー１４のピストンロッド１３への固定状態を維持できる。ここで、切欠部４９としては、平板部４８の内周面４８ｃを周方向位置によって内径が異なる形状にできれば上記形状に限らず種々の形状を採用することができる。また、平板部４８に切欠部４９を形成するのではなく穴部を形成して、この穴部に溶接時に溶けた余肉を入り込ませるようにしても良い。

本実施形態は、シリンダと、該シリンダから伸縮可能に延出し前記シリンダ側の大径部と前記シリンダとは反対側の小径部とを有するロッド本体と、前記大径部と前記小径部とで形成される段部に最内径部にて取り付けられて前記ロッド本体および前記シリンダを覆う金属製の保護カバーと、を有するシリンダ装置であって、前記保護カバーの前記最内径部には、前記段部に密着する平板部が設けられており、該平板部を、前記ロッド本体の前記段部と、前記ロッド本体の前記小径部に取り付けられる取付部材とで軸方向に挟持している。よって、保護カバーと段部との間の隙間の発生を抑制でき、また、段部の径差を小さくしても保護カバーの段部に重なる面積を確保でき、加えて、平板部を軸方向両側から挟持することができる。したがって、保護カバーのピストンロッドへの取付強度を向上させることができる。

また、前記平板部には、切欠部または穴部が形成されており、前記保護カバーが前記段部に溶接により固定されているため、溶接時に溶けた余肉が切欠部に入り込むことで、回転方向に比較的大きな入力があっても保護カバーのピストンロッドへの固定状態を維持できる。

なお、上記実施の形態では、シリンダ装置として、自動車用サスペンションに用いられる流体圧（空気圧、液圧）の緩衝器を例に説明したが、これに限らず、自動車、洗濯機、建物の制振装置に用いられる液圧緩衝器や摩擦ダンパ等に本発明を適用してもよい。

１１シリンダ装置
１２シリンダ
１４保護カバー
２１ロッド本体
２２取付部材
２５大径部
２６小径部
２７段部
４８平板部（最内径部）
４９切欠部

Claims

シリンダと、
該シリンダから伸縮可能に延出し前記シリンダ側の大径部と前記シリンダとは反対側の小径部とを有するロッド本体と、
前記大径部と前記小径部とで形成される段部に最内径部にて取り付けられて前記ロッド本体および前記シリンダを覆う金属製の保護カバーと、を有するシリンダ装置であって、
前記保護カバーの前記最内径部には、前記段部に密着する平板部が設けられており、
該平板部を、前記ロッド本体の前記段部と、前記ロッド本体の前記小径部に取り付けられる取付部材とで軸方向に挟持することを特徴とするシリンダ装置。
前記平板部には、切欠部または穴部が形成されており、
前記保護カバーが前記段部に溶接により固定されることを特徴とする請求項１記載のシリンダ装置。