JP6817103B2 - 緩衝器の製造方法および該製造方法に用いられるパンチ - Google Patents

Description

本発明は、ピストンロッドのストロークに対する作動流体の流れを制御して減衰力を発生する緩衝器の製造方法および該製造方法に用いられるパンチに関する。

例えば、特許文献１には、シリンダとセパレータチューブとの間に環状通路が形成され、該環状通路とシリンダ上室とがシリンダの側壁に設けられた連通路で連通される複筒型流体圧緩衝器が開示されている。概して連通路は、シリンダの素材のパイプ材（以下「パイプ材」と称する）をプレス加工することにより形成される。

特開２０１４−１９０４９９号公報

ところで、プレス工程でパイプ材の内面にばりが生じると、そのばりを除去する工程が増えるため生産性が低下する。そこで従来、パイプ材の内側に配置したパンチとパイプ材の外側に配置したダイとの間でパイプ材の側壁をプレス加工することにより（以下「内面プレス加工」と称する）、連通路を形成することが行われていた。内面プレス加工では、パンチがパイプ材の内側から外側へ向かってストロークするので、ばりは、パイプ材の外面にばりを生じさせることができる。しかしながら、パイプ材の側壁を貫いたパンチが当該パイプ材の外側から内側へストロークする過程で、パンチとパイプ材の穴（連通路）のせん断面とが擦れてパンチによりせん断面がだれ側（パイプ材の内面側）に引き摺り出され、その結果、ばりがパイプ材（シリンダ）の内面に生じることが問題であった。

本発明の目的は、生産性を向上させることが可能な緩衝器の製造方法および該製造方法に用いられるパンチを提供することにある。

本発明は、作動流体が封入されたシリンダと、該シリンダの外周に嵌合された外筒と、前記シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、前記シリンダの側壁に設けられ、シリンダ内外を連通させる連通路と、該連通路の軸方向両側に設けられ、前記シリンダと前記外筒との間をシールする一対のシール部材とを備えた緩衝器の製造方法であって、前記シリンダの素材であるパイプ材の板厚よりも長いストレート状の刃先部を有し、該刃先部からつば部に向かって縮径された逆テーパ部を有するパンチを前記パイプ材の内側に配置する工程と、前記パンチを前記パイプ材の内側から外側へストロークさせて前記パイプ材の側壁に前記連通路を内面プレス加工する工程と、を有することを特徴とする。

また、本発明は、前記緩衝器の製造方法に用いられるパンチであって、切れ刃部とつば部とを備え、前記切れ刃部は、前記シリンダの素材であるパイプ材の板厚よりも長いストレート状の刃先部と、該刃先部から前記つば部に向かって縮径された逆テーパ部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、緩衝器の生産性を向上させることができる。

本実施形態に係る緩衝器の軸平面による断面図である。 本実施形態に係る内面プレス装置の金型周辺の概念図である。 本実施形態に係るパンチの平面図である。 本実施形態に係る製造方法の説明図である。 本実施形態に係る製造方法の説明図である。

本発明の一実施形態を添付した図を参照して説明する。以下の説明において、図１における上方向（上側）および下方向（下側）を本実施形態に係る緩衝器１においての上方向（上側）および下方向（下側）とする。

図１に示されるように、当該緩衝器１は、シリンダ２の外側にアウタチューブ３（外筒）が設けられた複筒型の減衰力調整式油圧緩衝器である。シリンダ２とアウタチューブ３との間にはリザーバ４が形成される。シリンダ２内には、ピストン５が摺動可能に嵌装される。ピストン５は、シリンダ２内をシリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとの２室に画分する。ピストン５には、ピストンロッド６の一端がナット７により固定される。ピストンロッド６の他端側は、シリンダ上室２Ａを通過し、さらにシリンダ２およびアウタチューブ３の上端部に装着されたロッドガイド８およびオイルシール９に挿通されてシリンダ２外へ延出する。

シリンダ２の下端部には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを画分するベースバルブ１０が設けられる。ピストン５には、シリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとを連通する伸び側通路１１および縮み側通路１２が設けられる。縮み側通路１２には、シリンダ下室２Ｂからシリンダ上室２Ａへの油液（作動流体）の流通のみを許容する逆止弁１３が設けられる。伸び側通路１１には、シリンダ上室２Ａの油液の圧力が設定圧力に達したときに開弁し、この圧力をシリンダ下室２Ｂへリリーフするディスクバルブ１４が設けられる。

ベースバルブ１０には、シリンダ下室２Ｂとリザーバ４とを連通する通路１５，１６が設けられる。通路１５には、リザーバ４からシリンダ下室２Ｂへの油液の流通のみを許容する逆止弁１７が設けられる。通路１６には、シリンダ下室２Ｂの油液の圧力が所定圧力に達したときに開弁し、この圧力をリザーバ４へリリーフするディスクバルブ１８が設けられる。なお、シリンダ２内には作動流体として油液が封入され、リザーバ４内には作動流体として油液およびガスが封入される。

シリンダ２には、上下両端部に配置されたシール部材１９，１９を介してセパレータチューブ２０が外嵌される。シリンダ２とセパレータチューブ２０との間には、環状通路２１が形成される。環状通路２１は、シリンダ２の上端部近傍の側壁に設けられた連通路２２によりシリンダ上室２Ａに連通される。換言すると、連通路２２の軸方向両側には、シリンダ２とアウタチューブ３（外筒）との間をシールする一対のシール部材１９，１９が設けられる。

セパレータチューブ２０の下部には、側方（図１における右方向）に突出する円筒形の枝管２３が形成される。アウタチューブ３の側壁には、枝管２３に対して同心に配置されて枝管２３よりも大径の開口２４が形成される。また、アウタチューブ３の側壁（外周面）には、開口２４を囲むように配置された円筒形のハウジング２５が溶接により接合される。該ハウジング２５内には、減衰力調整機構２６が収容される。

減衰力調整機構２６は、基端側（シリンダ２側）がリザーバ４と環状通路２１との間に位置し、かつ、先端側（シリンダ２から離間する側）がアウタチューブ３から径方向外側（図１における右方向）へ突出する。減衰力調整機構２６は、環状通路２１からリザーバ４への油液の流れを制御する減衰弁２７を備え、該減衰弁２７の開弁圧を減衰力可変アクチュエータとして適用されるソレノイド２８で調整することにより、減衰力が可変に調整される。

以下、上述した緩衝器１の製造方法を説明する。ここでは、シリンダ２の側壁に連通路２２を形成する工程を説明する。なお、以下の説明において、シリンダ２の素材であるパイプ材（本実施形態では「ＳＴＫＭ１２Ｂ」）を「パイプ材３１」と称し、該パイプ材３１に加工された実質の連通路２２である穴を「穴３２」と称する。

図２は、パイプ材３１の内面３１Ａから穴３２を内面プレス加工するのに用いられる内面プレス装置の金型周辺の概念図である。内面プレス装置は、パイプ材３１の外側に配置されるダイ３３と、パイプ材３１の内側に配置されるパンチ４１とを有する。パンチ４１は、芯金３４の先端部に装着され、ダイ３３のダイ穴３８に対して同心（同軸上）に配置される。芯金３４は、ホルダ３５に固定される基部３６と、該基部３６から水平に延びる軸部３７とを有する。

図３に示されるように、パンチ４１は、軸直角平面による断面が円形に形成された軸状の切れ刃部４２と、内面プレス装置の芯金３４（図２参照）に固定されるつば部４３とを有する。該つば部４３は、切れ刃部４２側が円柱形に形成され、反対側（図３における上側）が円錐台形に形成される。なお、パンチ４１の材質は、工具鋼（本実施形態では「ＨＡＰ４０」）である。また、つば部４３には、芯金３４に対する回り止めのための面取部（図示省略）が形成される。

切れ刃部４２は、刃先４４が形成されたストレート状の刃先部４５と、該刃先部４５からつば部４３に向かって縮径された逆テーパ部４６とを有する。刃先部４５の軸方向長さＬ１、逆テーパ部４６の軸方向長さＬ２、および逆テーパ部４６の逆テーパ角度θ（パンチ４１の中心線に対する逆テーパ部４６の傾斜角度）は、当該刃先部４５の外径Ｄ１（穴３２の直径）、パイプ材３１の材質および板厚、ならびにパンチ４１とダイ３３とのクリアランス等に基づき決定される。例えば、板厚１．４ｍｍのパイプ材３１に直径５ｍｍの穴３２を内面プレス加工するとき、刃先部４５の軸方向長さＬ１を２．０ｍｍ、逆テーパ部４６の逆テーパ角度θを０．５°に設定すればよい。

前述した内面プレス装置を用いてパイプ材３１に穴３２を加工するには、パンチ４１が装着された芯金３４をパイプ材３１の内側に挿入させるようにして、当該内面プレス装置にパイプ材３１をセットする（図２および図４（Ａ）参照）。この状態では、パイプ材３１の内側に配置されたパンチ４１の刃先４４とパイプ材３１の外側に配置されたダイ３３のダイ穴３８とが、パイプ材３１の側壁を介して対向している。

この状態で、ホルダ３５を駆動して芯金３４を図２における下方向へ変位させて、パンチ４１をパイプ材３１の内側から外側へストロークさせる。これにより、ダイ３３とパンチ４１との間で内面プレス加工（穴あけ加工）が行われ（図４（Ｂ）および図５（Ａ）参照）、パイプ材２の側壁に穴３２が形成される。次に、ホルダ３５を駆動して芯金３４を図２における上方向へ変位させて、パンチ４１をパイプ材３１の外側から内側へストロークさせる。これにより、パンチ４１が穴３２から引き抜かれ（図４（Ｂ）および図５（Ｂ）参照）、パンチ４１が図４（Ａ）の初期位置に戻ることで一連の内面プレス加工が終了する（図４（Ｄ）および図５（Ｃ）参照）。

ここで、逆テーパ部を持たない従来のパンチを用いてパイプ材に穴を内面プレス加工する、換言すると、切れ刃部が略全長にわたって同一径のパンチを用いてパイプ材に穴を内面プレス加工する場合、パンチの戻しストローク時（図４（Ｃ）および図５（Ｂ）参照）、すなわち、パンチを穴から引き抜く過程で、穴（切断面）のせん断面とパンチの外周面とが擦れて当該穴のせん断面がパンチにより穴のだれ側（パイプ材の内面側）に引き摺り出されると、ばりが穴のだれ側に生じる、換言すると、ばりがパイプ材の内面に生じる。この場合、ばり除去工程が発生し、緩衝器の生産性が低下することが問題となる。

そこで、本実施形態では、刃先部４５からつば部４３に向かって縮径する逆テーパ部４６が形成されたパンチ４１を用いてパイプ材３１に穴３２を内面プレス加工することにより、パンチ４１の戻しストローク時に穴３２のせん断面に接触させるパンチ４１の軸方向長さ（本実施形態では刃先部４５の軸方向長さＬ１）を最小限に止め、当該せん断面がパンチ４１により穴３２のだれ側に引き摺りだされないようにした。これにより、ばり４７（図５（Ｃ）参照）がパイプ材３１の内面３１Ａに生じることを防ぐことができる。

本実施形態の作用効果を説明する。
本実施形態は、作動流体が封入されたシリンダと、該シリンダの外周に嵌合された外筒と、シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端がピストンに連結され、他端がシリンダの外部に延出されたピストンロッドと、シリンダの側壁に設けられ、シリンダ内外を連通させる連通路と、該連通路の軸方向両側に設けられ、シリンダと外筒との間をシールする一対のシール部材とを備えた緩衝器の製造方法であって、刃先からつば部に向かって縮径された逆テーパ部を有するパンチをシリンダの素材であるパイプ材の内側に配置する工程と、パンチをパイプ材の内側から外側へストロークさせてパイプ材の側壁に連通路を内面プレス加工する工程と、を有する。

本実施形態によれば、パンチをパイプ材の内側から外側へストロークさせてパイプ材に連通路を形成した後の当該パンチの戻しストローク時に、連通路（切断面）のせん断面とのパンチの接触面積を最小限に止めることが可能であり、当該せん断面がパンチにより連通路（切断面）のだれ側に引き摺りだされるのを防ぐことができる。これにより、ばりがパイプ材の内面に発生することが抑止され、内面プレス加工後のパイプ材内面のばり除去工程を無くすことができる。その結果、本実施形態の製造方法を適用することで、緩衝器の生産性を向上させることができる。

本実施形態では、刃先４４が形成されたストレート状の刃先部４５を設けてパンチ４１を構成したが、切れ刃部４２にストレート状の刃先部４５を設けずに、切れ刃部４２の全長にわたって逆テーパ部４６を形成してもよい。換言すると、切れ刃部４２を刃先４４からつば部４３に向かって縮径される逆テーパ状に形成してパンチ４１を構成することができる。
本実施形態では、パイプ材３１に内面プレス加工される穴３２の形状、およびパンチ４１の刃先４４の形状を円形としたが、例えば、当該穴３２および刃先４４の形状を多角形とすることができる。この場合、パンチ４１の各側面を当該パンチ４１の中心線に対して傾斜させることで逆テーパ部４６を形成する。

１ 緩衝器、２ シリンダ、３ アウタチューブ（外筒）、５ ピストン、６ ピストンロッド、１９ シール部材、２２ 連通路、３１ パイプ材、３３ ダイ、４１ パンチ、４３ つば部、４４ 刃先、４６ 逆テーパ部

Claims (3)

1. 作動流体が封入されたシリンダと、該シリンダの外周に嵌合された外筒と、前記シリンダ内に摺動可能に嵌装されたピストンと、一端が前記ピストンに連結され、他端が前記シリンダの外部に延出されたピストンロッドと、前記シリンダの側壁に設けられ、シリンダ内外を連通させる連通路と、該連通路の軸方向両側に設けられ、前記シリンダと前記外筒との間をシールする一対のシール部材とを備えた緩衝器の製造方法であって、
   前記シリンダの素材であるパイプ材の板厚よりも長いストレート状の刃先部を有し、該刃先部からつば部に向かって縮径された逆テーパ部を有するパンチを前記パイプ材の内側に配置する工程と、
   前記パンチを前記パイプ材の内側から外側へストロークさせて前記パイプ材の側壁に前記連通路を内面プレス加工する工程と、
   を有することを特徴とする緩衝器の製造方法。
2. 前記連通路は、前記パイプ材の外側に配置されたダイと内面プレス加工装置の芯金に固定された前記パンチとの間で加工されることを特徴とする請求項１に記載の緩衝器の製造方法。
3. 請求項１，２に記載の緩衝器の製造方法に用いられるパンチであって、
   切れ刃部とつば部とを備え、
   前記切れ刃部は、前記シリンダの素材であるパイプ材の板厚よりも長いストレート状の刃先部と、該刃先部から前記つば部に向かって縮径された逆テーパ部と、を有することを特徴とするパンチ。

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