JP5481268B2 - シリンダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダ装置に関する。

シリンダ装置には、筒状のシリンダに端部部材を溶接するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９−２８７７５２号公報

ところで、溶接時に溶接部にブローホールを生じると、良好な接合状態を維持できない可能性がある。

したがって、本発明は、良好な接合状態を維持可能な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、シリンダの端部側に、周方向に、端部部材の接触部に接する当接部と切欠部とを交互に設け、前記切欠部が、溶接部と、前記シリンダまたは前記端部部材の内周側空間部とを連通する連通路を形成し、前記切欠部は前記端部部材の前記シリンダ外周側よりも大径な部分と軸方向にラップしている。

本発明によれば、良好な接合状態を維持することができる。

本発明の一実施形態に係るシリンダ装置を示す側断面図である。 本発明の一実施形態に係るシリンダ装置のシリンダを示すもので、（ａ）は側断面図、（ｂ）は下面図である。 本発明の一実施形態に係るシリンダ装置用の加締め工具を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は側断面図である。 本発明の一実施形態に係るシリンダ装置の要部を示す部分拡大断面図である。

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。

本実施形態に係るシリンダ装置は、例えば流体圧緩衝器であり、図１に示すように、筒状の金属製のシリンダ１１と、シリンダ１１の端部側に配される金属製のキャップ（端部部材）１２と、これらを溶接する溶接部１３とを有している。

シリンダ１１は、図２に示すように、内周面１４が、端部に面取り１５を有する形状をなしており、外周面１６は一定径となっている。このシリンダ１１のキャップ１２側（図２（ａ）の下側）の最端部に、キャップ１２側の端面１８から軸方向に凹む切欠部２０がシリンダ１１の周方向に等間隔で複数カ所（具体的には６カ所）形成されている。このようにシリンダ１１の周方向に均等に配置された切欠部２０の隣り合うもの同士の間には、それぞれ、端面１８を形成する当接部２１が形成されている。その結果、シリンダ１１のキャップ１２側の端部側には、これら切欠部２０と当接部２１とが周方向に交互に設けられている。

切欠部２０は、シリンダ１１の円周方向に連続する一対の平面２４からなっており、これら一対の平面２４は、互いの境界線２６が端面１８から最もシリンダ１１の軸方向に離れ、円周方向両側が徐々に端面１８に近づくように対称に傾斜している。よって、切欠部２０は、シリンダ１１の円周方向の中央位置が最も凹むように、径方向から見てＶ字状をなしている。

しかも、切欠部２０は、一対の平面２４同士の境界線２６が、全長にわたって端面１８からシリンダ１１の軸方向に離間するとともに、シリンダ１１における外径側よりも内径側を、シリンダ１１の軸方向にて端面１８に近づけるように傾斜している。また、切欠部２０は、各平面２４の端面１８との境界線２７が、シリンダ１１の円周方向において、外径側よりも内径側が中央の境界線２６に近づくように傾斜している。

複数の切欠部２０は、図３に示す加締め工具３１を用いたプレス加工で形成される。加締め工具３１は、平板状のベース板部３２と、ベース板部３２の板厚方向一側の面から板厚方向に突出する正四角錐形状の複数カ所（具体的には６カ所）の加締め突起部３３とを有している。

ベース板部３２は、図３（ａ）に示すように、板厚方向から見て、正六角形のすべての角部に均等に面取り３５を形成した形状をなしている。また、ベース板部３２には、中央に、板厚方向に貫通する穴部３６が形成されている。

複数の加締め突起部３３は、同じ二等辺三角形状の平面３７を四カ所有しており、ベース板部３２の中心線を中心とする同一の配置円Ｃ上にそれぞれの頂点４０を配置するようにして、この配置円Ｃの円周方向に等間隔でベース板部３２に形成されている。複数の加締め突起部３３は、それぞれ、ベース板部３２の中心線と面取り３５の周方向の中央とを結ぶ線上に頂点４０を配置しており、よって、面取り３５と加締め突起部３３とは加締め工具３１の周方向の位相を合わせている。しかも、複数の加締め突起部３３は、それぞれ、ベース板部３２の中心線と面取り３５の周方向の中央とを結ぶ線上に１８０度異なる二カ所の稜線４１を配置する角度でベース板部３２に形成されている。上記した配置円Ｃの直径は、図２（ｂ）に示すようにシリンダ１１の外径つまり外周面１６の径よりも大きくなっている。

そして、この加締め工具３１の中心と、シリンダ１１の中心とを一致させた状態で、加締め工具３１をシリンダ１１に対して軸方向にベース板部３２が端面１８に当接するまでプレスすることで、上記した複数の加締め突起部３３がシリンダ１１に端面１８から所定深さ食い込み、その結果、上記した複数の切欠部２０がシリンダ１１の軸方向の端部に形成されることになる。この加締めによる塑性変形時において、加締め突起部３３は、初期にはシリンダ１１の端面１８の外径側に食い込み、徐々に内径側に食い込みを広げることになるため、塑性変形により生じる余肉をシリンダ１１の内周側に逃がしながら切欠部２０を形成することになる。

キャップ１２は、図１に示すように、全体として筒状をなしており、シリンダ１１を内側に嵌合させる略円筒状の嵌合部４５と、嵌合部４５の軸方向一側から径方向内側に突出する段部４６と、段部４６の中央から嵌合部４５とは反対側に延出する、嵌合部４５よりも小径の略円筒状の筒状部４７とを有している。

図４に示すように、嵌合部４５の内周側には、筒状部４７とは反対側から順に、シリンダ１１の外周面１６よりも若干大径で嵌合部４５の軸方向に沿う挿通内周面５０と、挿通内周面５０の筒状部４７側の端縁部から径方向内側に広がる円環状の段面５１と、シリンダ１１の外周面１６よりも圧入代分だけ小径で嵌合部４５の軸方向に沿う圧入内周面５２とが形成されている。挿通内周面５０と圧入内周面５２とは中心線を一致させている。

段部４６は、その嵌合部４５側に、圧入内周面５２の挿通内周面５０とは反対側の端縁部から径方向内側に広がる円環状の突当面５５と、この突当面５５の内周縁から嵌合部４５とは反対側に先細をなして延出するテーパ面５６と、テーパ面５６の内周縁から径方向内側に広がる円環状の平坦面５７とが形成されている。

このようなキャップ１２の圧入内周面５２に、シリンダ１１がその外周面１６において締め代をもって圧入されることになり、しかも、シリンダ１１は、その端面１８がキャップ１２の突当面５５に突き当たるまで圧入される。キャップ１２は、内周側の圧入内周面５２および突当面５５を含む、嵌合部４５と段部４６との境界部分が、シリンダ１１の端部側に接触する接触部６０を構成している。そして、シリンダ１１の端部側の切欠部２０の間の当接部２１が、その外周面１６と端面１８とを構成する部分において接触部６０に接触する。上記した圧入状態で、シリンダ１１は、外周面１６が、キャップ１２の挿通内周面５０との間に円筒状の空間部６３を形成することになる。

ここで、シリンダ１１の切欠部２０における最も深い、平面２４間の境界線２６の外周面１６側の端部は、端面１８からの距離が、圧入内周面５２の軸方向長さ、つまり段面５１と突当面５５との間の距離より長くなっている。よって、上記のようにシリンダ１１が端面１８をキャップ１２の突当面５５に突き当てた状態で、シリンダ１１の軸方向において切欠部２０のシリンダ１１の外周面１６側の一部が段面５１よりも挿通内周面５０側に位置することになる。よって、段面５１と切欠部２０の一部とで、上記した空間部６３に開口する開口部６４を形成する。その結果、この開口部６４を介して、空間部６３が、切欠部２０と突当面５５との間の空間部６５に連通することになる。これら空間部６３、開口部６４および空間部６５が、シリンダ１１およびキャップ１２の内周側空間部６７を、シリンダ１１の外周面１６とキャップ１２の嵌合部４５の筒状部４７とは反対側の端面６８との間から外部に連通させる連通路６９を構成している。

そして、このように圧入状態にあるキャップ１２とシリンダ１１とがさらに溶接されることになる。この溶接によって、シリンダ１１の外周面１６とキャップ１２の端面６８とに密着して溶接部１３が形成され、このような溶接部１３がシリンダ１１およびキャップ１２の全周にわたって形成されることになる。言い換えれば、溶接部１３は、キャップ１２の内周側に嵌合されたシリンダ１１の外周側とキャップ１２の一端とを溶接にて固定する。このとき、上記した連通路６９が、溶接部１３と、シリンダ１１およびキャップ１２の内周側空間部６７とを連通しているため、溶接時に溶接部１３側で発生するガスが、この連通路６９を逃げ道として通過してシリンダ１１およびキャップ１２の内周側空間部６７に放出されることになる。ここで、連通路６９は、シリンダ１１の外周面１６とキャップ１２の挿通内周面５０との間の空間部６３が、切欠部２０の一端と溶接部１３とを連通する第１の連通路となっており、切欠部２０と突当面５５との間の空間部６５が、この第１の連通路を、シリンダ１１およびキャップ１２の内周側空間部６７に連通させる第２の連通路となっている。

なお、上記したシリンダ装置は、シリンダ１１の内側に図示略のピストンが摺動可能に嵌合されることになり、ピストンに一端が固定された図示略のピストンロッドがキャップ１２の筒状部４７の内側を通って外部に延出することになる。

以上に述べた本実施形態によれば、シリンダ１１の端部側に、周方向に、キャップ１２の接触部６０に接する当接部２１と切欠部２０とを交互に設けることで、切欠部２０が、溶接部１３と、シリンダ１１およびキャップ１２の内周側空間部６７とを連通する連通路６９を形成することになるため、溶接時に溶接部１３側で発生するガスが、この連通路６９を介してシリンダ１１およびキャップ１２の内周側空間部６７に放出されることになる。したがって、溶接時にガス抜き時間を設けなくても、ブローホールの発生を抑えることができるため、生産効率を向上した上で、良好な接合状態を維持することができる。

また、シリンダ１１の端部をキャップ１２の嵌合部４５の内周側に嵌合させるので、シリンダ装置が特に高圧容器である場合に耐圧強度を向上させることができる。

また、切欠部２０は、塑性変形により形成されるため、切削による切り粉が発生しないことから、容易にコンタミネーション等の問題を回避することができる。切削で切欠部２０を形成しても良いが、その際には切り粉が残留しないように十分管理する必要がある。

また、切欠部２０の塑性変形時にシリンダ１１の内周側に肉が逃がされるため、余肉がキャップ１２との嵌合の邪魔にならず、余肉を除去する必要がなくなる。よって、製造コストを低減することができるとともに、余肉除去によるコンタミネーション等の問題を回避することができる。さらに、余肉をシリンダ１１の内周側に逃がす形状とすることを、加締め工具３１の形状を工夫することにより行っているので、生産性を向上させることができる。

切欠部２０が周方向に均等に配置されているため、当接部２１も周方向に均等に配置されることになり、圧入時の圧力バランスが良好となる。よって、当接部２１を容易にキャップ１２の圧入内周面５２に圧入できることになる。
また、本実施の形態では、シリンダ１１の端部に面取り１５を有する形状としたが、面取り１５はなくてもよい。しかし、面取り１５を形成したほうが、シリンダ１１にプレスにより塑性変形させて切欠部２０を設ける形成する際のプレス力を抑えることができ、加工装置の小型化を図ることができる。

なお、以上の実施形態においては、シリンダ１１の端部側の当接部２１を、キャップ１２の内周側の圧入内周面５２に圧入しつつ突当面５５に突き当てるようにしたが、突当面５５に突き当てずに圧入内周面５２に圧入するのみであっても良く、圧入内周面５２に圧入せずに突当面５５に突き当てるのみであっても良い。

１１ シリンダ
１２ キャップ（端部部材）
１３ 溶接部
２０ 切欠部
２１ 当接部
６０ 接触部
６７ 内周側空間部
６９ 連通路

Claims (3)

1. 筒状のシリンダと、
   前記シリンダの端部側に配され筒状の嵌合部を有する端部部材と、
   前記端部部材の前記嵌合部の内周側に嵌合された前記シリンダの外周側と前記端部部材の一端とを溶接にて固定する溶接部とを有するシリンダ装置であって、
   前記端部部材は、内周側に、前記シリンダの端部側に接触する接触部と、前記シリンダ外周側よりも大径な部分を有し、
   前記シリンダの端部側に、周方向に、前記接触部に接する当接部と切欠部とを交互に設け、
   前記切欠部が、前記溶接部と、前記シリンダまたは前記端部部材の内周側空間部とを連通する連通路を形成し、前記切欠部は前記端部部材の大径な部分と軸方向にラップしていることを特徴とするシリンダ装置。
2. 前記切欠部は、塑性変形により形成され、前記塑性変形時に前記シリンダの内周側に肉が逃がされることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
3. 前記切欠部が周方向に均等に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシリンダ装置。

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