JP5013255B2 - Cylinder device and manufacturing method thereof - Google Patents
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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。 The present invention relates to a cylinder device such as a hydraulic shock absorber, a gas spring, and a hydraulic cylinder, and a manufacturing method thereof.
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。 For example, a hydraulic shock absorber for an automobile is usually interposed between a vehicle body and an axle using a bolt-shaped mounting member provided at the tip of the piston rod and an annular mounting eye provided at the bottom of the outer tube. Is done. In this case, the mounting eye is often directly connected to the bottom of the outer tube, but may be connected to the bottom of the outer tube via a bar-like member in relation to the peripheral device. Therefore, in this case, the whole including the rod-shaped member and the mounting eye is a hydraulic shock absorber (cylinder device).
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。 Conventionally, the connecting structure between the rod-shaped member and the mounting eye in the above-described cylinder device has been a structure in which the outer peripheral surface of the mounting eye is welded by arc welding with high welding strength. However, in such a joining structure, arc welding is performed in a state where the end surface of the rod-shaped member is abutted against the outer peripheral surface (curved surface) of the annular mounting eye, that is, in a line contact state, so that the penetration depth of the rod-shaped member is It varies greatly in the circumferential direction, and it has been extremely difficult to obtain a weld bead having a uniform size (thickness). Further, due to the instability of the weld bead in the circumferential direction described above, there is a problem that depending on the part, the periphery of the weld bead becomes a stress concentration part (edge) and causes a decrease in fatigue strength. For example, although the weld strength of the welded portion is sufficient, the mounting eye itself may crack in the radial direction from the periphery of the weld bead, resulting in fatigue failure.
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。
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。
However, in the technique described in Patent Document 1, since the outer peripheral surface of the ring-shaped member 1 is simply the
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。 The present invention has been made in view of the above-described technical background, and the problem is that it is possible to stably form a uniform weld bead in the circumferential direction without causing a decrease in strength. An object of the present invention is to provide a cylinder device and a manufacturing method thereof.
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、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、前記棒状部材は前記アウタチューブよりも小径であって前記棒状部材の他端は凸面形状とし、前記取付アイの内側は円形とし、外側は前記棒状部材の他端との接合部を一般部よりも厚くするため厚肉部を部分的に形成すると共に、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、前記平坦面のみを接合面として前記棒状部材の他端を前記取付アイの前記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することを特徴とする。 In order to solve the above problems, a cylinder device according to the present invention includes an outer tube, a rod-like member having one end joined to the bottom of the outer tube, and an annular mounting eye joined to the other end of the rod-like member. The rod-shaped member and the mounting eye are arc-welded with the outer peripheral surface of the mounting eye as a joint, and the rod-shaped member has a smaller diameter than the outer tube and has the other end of the rod-shaped member. is a convex shape, said inner mounting eye is circular, with the outer generally portion forming a thick portion for thickness Ku partially than the junction between the other end of the rod-like member, the thick portion wherein subjected to bonding with the rod-like member to form a flat surface, the flat surface only the other end an open welding an annular gap formed by abutting on the flat surface of the mounting eye of the rod-like member as a bonding surface Ahead Characterized in that it can use this in.
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。 In the cylinder device configured as described above, a flat surface formed on the outer peripheral surface of the mounting eye is used as a joint portion with the rod-shaped member, so that a welding beat having a uniform size in the circumferential direction of the rod-shaped member can be stably provided. Can be formed. Further, since the flat surface is formed in the thick part provided in the mounting eye, the strength is not weakened.
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。 In this cylinder apparatus, it can be set as the structure which has arrange | positioned the connection part which thickness increases continuously from a general part to the thick part side between the general part and the thick part of the said attachment eye. In this case, the stress concentration portion is not formed on the mounting eye, so that the anxiety in terms of fatigue strength is reliably eliminated.
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、前記平坦面のみを接合面とし、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を溶接開先として利用してアーク溶接を行うことを特徴とする。
The method for manufacturing a cylinder device according to the present invention for solving the above-described problem is a method for manufacturing the cylinder device according to
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。 In the method of manufacturing the perform cylinder device, a utilizing arc welding an annular gap formed by abutting the other end of the bar-like member formed into a convex shape on the flat surface of the mounting eye as welding groove As a result, the bonding interface between the rod-shaped member and the mounting eye is greatly enlarged, and the bonding strength is sufficient.
本製造方法においては、上記棒状部材の凸面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。
In this manufacturing method, by performing the projection welding in a state that had abutting convex shape of the connecting end of said rod member on the flat surface of the mounting eye, after preliminarily bonding the mounting eye and rod-shaped member Further, arc welding may be performed in an annular gap formed between the two. In this case, the subsequent arc welding can be performed easily and with high accuracy by preliminarily joining the rod-shaped member and the mounting eye by projection welding.
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。 According to the cylinder device and the manufacturing method thereof according to the present invention, it is possible to stably form a uniform weld bead in the circumferential direction without causing strength instability. It is possible to realize a highly reliable device and is extremely useful as a cylinder device that receives a high load.
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。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
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。
FIG. 1 shows the overall structure of a cylinder device according to the present invention. The cylinder device includes a rod-
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。
In this embodiment, the other end (joining end) of the rod-
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。
The
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。
In the cylinder device configured as described above, since the
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。
Particularly in the present embodiment, a connecting
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。
The rod-
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。
Further, by providing the
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。
In the above embodiment, the
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
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