KR102094044B1

KR102094044B1 - 지관 형성 튜브, 완충기 및 이들의 제조 방법

Info

Publication number: KR102094044B1
Application number: KR1020130098564A
Authority: KR
Inventors: 마코토 니시무라; 다카유키 오노
Original assignee: 히다치 오토모티브 시스템즈 가부시키가이샤
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2013-08-20
Publication date: 2020-03-26
Also published as: US9169888B2; JP2014057997A; CN103629289B; JP6108876B2; US20140048364A1; DE102013216123A1; CN103629289A; KR20140024231A

Abstract

본 발명에 따른 완충기에서는, 오일액이 봉입된 실린더 내에, 피스톤 로드(6)가 연결된 피스톤(5)을 삽입하여, 피스톤(5)의 이동에 의해서 생기는 오일액의 흐름을 감쇠력 발생 기구(25)에 의해 제어하여 감쇠력을 발생시킨다. 실린더(2)의 외주에 세퍼레이터 튜브(20)를 마련하고, 세퍼레이터 튜브(20)의 원통형의 측벽에 일체로 형성된 지관(45)을 통하여 감쇠력 발생 기구(25)에 오일액을 유통시킨다. 세퍼레이터 튜브(20)의 원통형의 측벽에 버링 가공에 의해 지관(45)을 형성한다. 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽의 원주 방향에 있어서 지관(45)의 기부의 양측부를 내측으로부터 압박하여 직경 방향 외측을 향해 내주면을 움푹 들어가게 한 오목부를 형성한다. 이에 따라, 지관(45)의 기부의 인장의 잔류 응력이 해소되어 내압성 및 피로 강도가 높아진다.

Description

지관 형성 튜브, 완충기 및 이들의 제조 방법{TUBE WITH BRANCH PIPE, SHOCK ABSORBER AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}

피스톤 로드의 스트로크에 대하여, 실린더 내의 작동 유체의 흐름을 제어함으로써 감쇠력을 발생시키는 완충기와, 완충기에 이용할 수 있는 지관 형성 튜브, 그리고 이들의 제조 방법에 관한 것이다.

예컨대 일본 특허공개 평성11-159563호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 자동차 등의 차량의 서스펜션 장치에 장착되는 통형의 완충기는, 실린더와, 그 주위를 덮는 외통과의 사이에 원통형 부재(세퍼레이터 튜브)를 배치하여 삼중(三重) 통 구조로 되어 있다. 실린더와 원통형 부재의 사이에 환형 통로가 형성되어 있다. 또한, 원통형 부재의 측벽을 직경 방향 외측으로 원통형으로 돌출시켜 환형 통로에 연통되는 지관을 일체로 형성하여, 원통형 부재를 지관 형성 튜브로 하고 있다.

상기 일본 특허공개 평성11-159563호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 원통형 부재의 측벽에 지관을 일체로 형성하여 작동 유체의 통로로 하는 완충기에서는, 원통형 부재 및 지관은, 고압으로 되는 작동 유체에 대하여 충분한 내압성(耐壓性)을 확보할 필요가 있다. 또한, 원통형 부재는, 피스톤 로드의 신축의 행정 변화에 따른 압력 변동에 의해서 반복하여 하중을 받기 때문에, 충분한 피로 강도가 요구된다. 그리고, 이러한 강도적인 요구를 충족시키면서, 경량화를 위해 판 두께를 얇게 할 것이 요구되고 있다.

본 발명은, 완충기에 사용할 수 있는 지관 형성 튜브의 내압성 및 피로 강도를 높여, 그 박육화(薄肉化)를 가능하게 하는 것을 목적으로 한다.

상기한 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은, 원통형의 측벽을 갖는 튜브와, 이 튜브의 측벽에 일체로 형성되어 직경 방향 외측으로 돌출하는 대략 원통형의 지관을 구비한 지관 형성 튜브의 제조 방법으로서,

상기 튜브의 원통형의 측벽에 파일럿 구멍을 형성하는 천공 공정과,

상기 튜브의 원통형의 측벽의 상기 파일럿 구멍의 주위를 직경 방향 외측으로 돌출시켜 상기 지관을 형성하는 버링 공정과,

상기 지관의 기부(基部) 부근을 압박하여, 상기 버링 공정에 의해서 상기 지관의 기부에 생긴 잔류 응력을 압축 방향으로 변화시키는 잔류 응력 변경 공정을 포함하는 지관 형성 튜브의 제조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명은, 원통형의 측벽을 갖는 튜브와, 이 튜브의 측벽에 일체로 형성되어 직경 방향 외측으로 돌출하는 대략 원통형의 지관을 구비한 지관 형성 튜브, 이것을 이용한 완충기 및 이들의 제조 방법으로서,

상기 지관 형성 튜브의 제조 공정은,

상기 파일럿 구멍의 주위를 직경 방향 외측으로 돌출시켜 상기 지관을 형성하는 버링 공정과,

상기 튜브의 원통형의 측벽의 원주 방향에 있어서 상기 지관의 기부의 양측부를 내측으로부터 압박하는 압박 공정을 포함하는 지관 형성 튜브의 제조 방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 완충기의 종단면도이다.
도 2는 도 1의 완충기의 배플 플레이트가 부착된 세퍼레이터 튜브의 지관 부분을 확대하여 도시하는 종단면도이다.
도 3은 도 2에 도시하는 배플 플레이트가 부착된 세퍼레이터 튜브의 지관 부분의 정면도이다.
도 4는 도 2에 도시하는 세퍼레이터 튜브의 지관 부분을 확대하여 도시하는 종단면도이다.
도 5는 도 2에 도시하는 세퍼레이터 튜브의 지관 부분을 확대하여 도시하는 정면도이다.
도 6은 도 2에 도시하는 세퍼레이터 튜브의 지관 부분의 횡단면도이다.
도 7은 도 2에 도시하는 세퍼레이터 튜브의 종단면에 있어서의 지관 부분을 내면에서 본 도면이다.
도 8은 도 2에 도시하는 세퍼레이터 튜브의 지관 부분을 형성하는 버링 형(型)에 있어서, 세퍼레이터 튜브를 세팅한 상태를 도시하는 종단면도이다.
도 9는 도 8에 도시하는 버링 형에 있어서, 세퍼레이터 튜브의 지관을 버링 가공한 상태를 도시하는 종단면도이다.
도 10은 도 2에 도시하는 세퍼레이터 튜브의 지관을 형성하는 버링 펀치를 일부 파단하여 도시하는 측면도이다.
도 11은 도 10에 도시하는 버링 펀치의 정면도이다.
도 12는 도 10에 도시하는 버링 펀치의 배면도이다.
도 13은 도 2에 도시하는 세퍼레이터 튜브의 지관을 형성하는 버링 다이의 종단면도이다.
도 14는 도 13에 도시하는 버링 다이의 하면도이다.
도 15는 도 2에 도시하는 세퍼레이터 튜브의 버링 및 압박 가공 후의 지관 부분의 측면 사진이다.
도 16은 도 2에 도시하는 세퍼레이터 튜브의 버링 및 압박 가공 후의 지관 부분의 종단면의 파단면 사진이다.
도 17은 도 2에 도시하는 세퍼레이터 튜브의 버링 및 압박 가공 후의 지관 부분의 횡단면의 파단면 사진이다.
도 18은 도 2에 도시하는 세퍼레이터 튜브의 버링 및 압박 가공 후의 지관 부분을 비스듬히 바라본 사진이다.
도 19는 버링 가공만을 행하고 압박 가공을 행하지 않는 경우의 세퍼레이터 튜브의 지관 부분의 측면 사진이다.
도 20은 도 1에 도시하는 완충기에 있어서, 지관에 삽입되는 연결관의 변형예를 도시하는 지관 부분의 종단면도이다.
도 21은 본 발명의 다른 실시형태에 따른 세퍼레이터 튜브의 지관 부분을 파단하여 도시하는 사시도이다.
도 22는 도 21에 도시하는 세퍼레이터 튜브의 지관 부분을 파단하여 도시하는 내면측의 사시도이다.
도 23은 도 21에 도시하는 세퍼레이터 튜브의 압박 가공 전의 지관 부분을 파단하여 도시하는 내면측의 사시도이다.
도 24는 도 21에 도시하는 세퍼레이터 튜브의 지관의 기부를 압박 가공하기 위한 다이의 종단면도이다.
도 25는 도 24에 도시하는 다이의 하면도이다.
도 26은 도 21에 도시하는 세퍼레이터 튜브의 지관의 기부를 압박 가공하는 공정을 도시하는 세퍼레이터 튜브 및 펀치의 종단면도이다.
도 27은 세퍼레이터 튜브의 지관의 기부의 피로 파괴의 기점을 도시하는 종단면의 파단면 사진이다.

이하에 설명하는 본 발명의 실시형태는, 전술한 발명이 해결하고자 하는 과제의 란(欄)이나 발명의 효과의 란에 기재한 내용에 그치지 않고, 그 밖에도 여러 가지 과제를 해결하여 효과를 발휘할 수 있는 것이다. 이하의 실시형태가 해결할 수 있는 주된 과제를 전술한 란에 기재한 내용도 포함시켜 다음에 열거한다.

〔감쇠력의 증대〕

요즘 완충기에는 한층 더 감쇠력의 증대가 요구되고 있다. 이것은, 롤링이나 피칭 등 차체가 한쪽으로 기우는 것 같은 거동을 보였을 때, 완충기의 감쇠력을 크게 함으로써 차체의 거동을 억제하여, 안정된 주행을 실현할 수 있기 때문이다. 그러나, 감쇠력을 증대시키면, 실린더 내부 압력이 높아져, 리저버와 실린더 내부의 차압이 커지기 때문에, 원통형 부재와 지관의 연결부에 응력이 집중하여, 내압성이 나빠진다고 하는 과제가 있다.

〔특성 개선〕

앞서 제시한 일본 특허공개 평성11-159563호 공보에 기재되어 있는 것과 같이, 리저버 내에는 오일액 및 가스가 봉입되어 있다. 감쇠력 발생 기구로부터 리저버에 유입되는 오일액의 분류(噴流)에 의해서 리저버 내의 오일액의 액면 부근에 소용돌이나 기포가 발생하여, 에어레이션이 발생한다고 하는 과제가 있다. 에어레이션이 발생하면 안정된 감쇠력을 얻을 수 없기 때문에, 이 과제를 해결하여 감쇠 특성을 개선할 것이 요구되고 있다. 그래서, 오일액이 감쇠력 발생 기구로부터 리저버에 유입되는 유입구 부근에 배플 플레이트를 배치하여, 분류의 발생을 억제하는 것을 고려할 수 있지만, 배플 플레이트의 고정에는, 조립성 향상 및 오염물의 발생의 방지를 이유로, 용접을 이용하지 않을 것이 요망되고 있다. 그래서, 지관을 이용하여, 배플 플레이트를 구속하는 것을 고려했지만, 이를 위해서는 지관의 축 길이를 더욱 연장할 필요가 있다.

〔경량화〕

자동차에 부착되는 부품은, 연비 성능 향상 등을 위해, 조금이라도 경량화할 것이 요구된다. 특히, 전술한 실린더, 원통형 부재로서의 세퍼레이터 튜브 및 이들의 외주를 덮는 외통을 갖는 삼중 통 구조의 완충기에서는, 단통식 및 복통식의 완충기에 비하여 중량이 무거워지기 때문에 경량화의 요구가 크다. 여기서 외통은 스트럿으로서 이용하는 경우, 피스톤 로드에 작용하는 횡력을 지지하기 때문에, 박육화에는 한계가 있다. 한편, 횡력이 직접 작용하지 않는 세퍼레이터 튜브는 어느 정도 박육화가 가능하지만, 고압으로 되는 작동 유체에 대하여 충분한 내압성을 확보할 필요가 있다. 또한, 세퍼레이터 튜브는, 피스톤 로드의 신축의 행정 변화에 따른 압력 변동에 의해서 반복하여 하중을 받기 때문에, 충분한 피로 강도를 확보할 필요가 있다. 또한, 두께가 얇은 부재에 지관을 형성하면, 지관 부분의 두께는 더욱 얇아져, 내압성 및 피로 강도를 확보하기가 곤란하게 된다. 세퍼레이터 튜브의 두께를 얇게 하면서 충분한 내압성 및 피로 강도를 확보한 지관을 형성한다고 하는 서로 상충 관계에 있는 문제를 해결하는 것은 큰 과제로 되어 있다.

이하, 본 발명에 따른 각 실시형태에 관해서 도면을 참조하여 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 완충기(1)는, 통형의 감쇠력 조정식 유압 완충기이며, 실린더(2)의 외측에 외통(3)을 설치한 복통 구조로 되어 있다. 실린더(2)와 외통(3)의 사이에는 환형 리저버(4)가 형성되어 있다. 실린더(2) 내에는, 피스톤(5)이 미끄럼 이동 가능하게 끼워지고, 이 피스톤(5)에 의해서 실린더(2) 내부가 실린더 상실(上室)(2A)과 실린더 하실(下室)(2B)의 2실로 구획되어 있다. 피스톤(5)에는, 피스톤 로드(6)의 일단이 너트(7)에 의해서 연결되어 있다. 피스톤 로드(6)의 타단 측은, 실린더 상실(2A)을 지나, 실린더(2) 및 외통(3)의 상단부에 장착된 로드 가이드(8) 및 오일 시일(9)에 삽입 관통되어, 실린더(2)의 외부로 뻗어 나와 있다. 실린더(2)의 하단부에는, 실린더 하실(2B)과 리저버(4)를 구획하는 베이스 밸브(10)가 설치되어 있다.

피스톤(5)에는, 실린더 상/하실(2A, 2B) 사이를 연통시키는 통로(11, 12)가 마련되어 있다. 그리고, 통로(12)에는, 실린더 하실(2B) 측에서 실린더 상실(2A) 측으로의 유체의 유통만을 허용하는 체크 밸브(13)가 설치되어 있다. 또한, 통로(11)에는, 실린더 상실(2A) 측의 유체의 압력이 소정 압력에 달했을 때 밸브 개방하여, 이것을 실린더 하실(2B) 측으로 릴리프하는 디스크 밸브(14)가 설치되어 있다.

베이스 밸브(10)에는, 실린더 하실(2B)과 리저버(4)를 연통시키는 통로(15, 16)가 마련되어 있다. 그리고, 통로(15)에는, 리저버(4) 측에서 실린더 하실(2B) 측으로의 유체의 유통만을 허용하는 체크 밸브(17)가 설치되어 있다. 또한, 통로(16)에는, 실린더 하실(2B) 측의 유체의 압력이 소정 압력에 달했을 때 밸브 개방하여, 이것을 리저버(4) 측으로 릴리프하는 디스크 밸브(18)가 설치되어 있다. 실린더(2) 내에는 작동 유체로서 오일액이 봉입되고, 리저버(4) 내에는 오일액 및 가스가 봉입되어 있다.

실린더(2)에는, 상하 양단부에 시일 부재(19)를 사이에 두고 지관 형성 튜브인 세퍼레이터 튜브(20)가 외측에 끼워져 있다. 실린더(2)의 측벽과 그 외주에 설치된 세퍼레이터 튜브(20)의 원통형의 측벽과의 사이에 환형 통로(21)가 형성되어 있다. 환형 통로(21)는, 실린더(2)의 상단부 부근의 측벽에 마련된 통로(22)에 의해서 실린더 상실(2A)에 연통되어 있다. 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽의 하부에는, 소직경의 대략 원통형의 지관(45)이 돌출되어 있다. 이 지관(45)은, 환형 통로(21)에 연통되는 통로인 접속구(23)를 갖는다. 또한, 외통(3)의 측벽에는, 지관(45)과 대략 동심으로 대직경의 유입구(24)가 개구된 상태로 형성되어 있다. 외통(3)의 측벽의 유입구(24)에, 감쇠력 발생 기구(25)가 부착되어 있다.

감쇠력 발생 기구(25)는, 외통의 유입구(24)에 부착된 원통형의 케이스(26)를 구비한다. 원통형의 케이스(26) 내에는, 파일럿형(배압형)의 메인 밸브(27)와, 메인 밸브(27)의 밸브 개방 압력을 제어하는 솔레노이드 구동의 압력 제어 밸브인 파일럿 밸브(28)가 설치되어 있다. 또한, 파일럿 밸브(28)의 하류 측에는, 페일시에 작동하는 페일 밸브(29)가 설치되어 있다. 그리고, 지관(45)의 접속구(23)에는, 입구 통로를 형성하는 연결관(30)이 액밀(液密)하게 삽입되어 있다. 접속구(23)로부터 연결관(30)에 오일액을 도입하고, 메인 밸브(27), 파일럿 밸브(28) 및 페일 밸브(29)를 통과하여 케이스(26)로 둘러싸인 실(26A)에 유통시킨다. 실(26A) 내의 오일액은, 케이스(26)의 단부의 통로(31)와, 외통(3)의 유입구(24)를 통과하여 리저버(4)로 유입된다.

이때, 메인 밸브(27)의 밸브 개방 전에는, 파일럿 밸브(28)에 의해서 오일액의 흐름을 제어하여 감쇠력을 발생한다. 메인 밸브(27)의 밸브 개방시에는, 주로 메인 밸브(27)에 의해서 감쇠력을 발생한다. 또한, 파일럿 밸브(28) 상류 측의 오일액의 일부를 메인 밸브(27)의 배부(背部)의 배압실(32)에 도입하여, 그 내부 압력을 메인 밸브(27)의 밸브 폐쇄 방향으로 작용시킨다. 리드선(41)을 통해 솔레노이드(40)에 통전하는 전류에 의해 파일럿 밸브(28)의 제어 압력을 조정함으로써, 감쇠력을 조정할 수 있고, 그 결과 배압실의 내부 압력이 변화되어 메인 밸브(27)의 밸브 개방 압력 및 개방도를 조정할 수 있다. 또한, 페일 밸브(29)는, 신호 대기로 차를 정지하고 있을 때나 만일 솔레노이드(40)에의 통전이 차단되었을 때 밸브 폐쇄되어, 상시(常時) 개방으로 된 파일럿 밸브(28) 대신에 오일액의 흐름을 제한함으로써, 감쇠력의 과도한 저하를 방지하여 적절한 감쇠력을 유지하도록 되어 있다.

리저버(4) 내에는, 격벽 부재로서 배플 플레이트(33)가 배치되어 있다. 배플 플레이트(33)는, 세퍼레이터 튜브(20)의 외주면 중 외통(3)의 유입구(24)에 대향하는 부위에 부착되어 있다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 배플 플레이트(33)는 세퍼레이터 튜브(20)의 외주면을 따라서 만곡하여 설치되어 있다. 배플 플레이트(33)는 도면 상에서(이하, 동일), 상부가 반원형이고, 그 반원의 직경 부분에서 아래쪽으로 연장되는 하부가 직사각형인 판형 부재로 되어 있다.

배플 플레이트(33)에는, 세퍼레이터 튜브(20)의 지관(45)을 삽입하는 구속부로서의 개구부(36)가 마련되어 있다. 배플 플레이트(33)는, 개구부(36)에 삽입한 세퍼레이터 튜브(20)의 지관(45)에 이붙이 와셔(44)를 끼워 넣음으로써 고정되어, 세퍼레이터 튜브(20)에 부착되어 있다.

이붙이 와셔(44)는, 환형 스프링 부재의 내주부에, 방사형으로 연장되는 복수의 클로부(44A)를 일체로 형성한 것으로, 방사형의 클로부(44A)가 휘어짐으로써 지관(45)을 압입할 수 있다. 그리고, 일단 압입된 후에는, 쐐기 효과에 의해서 빠지기 어렵게 되도록 되어 있다. 배플 플레이트(33)에는, 그 상부 및 측부의 주연부를 따라서, 대략 U자형으로 배치된 탄성 시일 부재인 고무제의 격벽 부재(43)가 소부(燒付)에 의해 고착되어 있다. 격벽 부재(43)는, 단면 형상이 대략 삼각형이며, 그 삼각형의 밑변이 배플 플레이트(33)의 본체에 고착되고, 그 삼각형의 꼭대기부가 외통(3)의 내주면에 압박되어, 배플 플레이트(33)와 외통(3) 사이의 시일성을 높이며, 소음의 발생을 억제하고 있다.

이어서, 도 4 내지 도 6을 참조하여, 세퍼레이터 튜브(20)의 지관(45)이 형성된 부분의 형상에 관해서 상세히 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 세퍼레이터 튜브(20)가 구성하는 원통형의 측벽에는, 대략 원통형의 지관(45)이 일체로 형성되어 있다. 지관(45)은, 환형 통로(21)에 연통되는 접속구(23)가 되는 원형의 개구부의 주위가 직경 방향 외측으로 돌출되어 구성되어 있다. 지관(45)은, 외주부가 끝이 가늘어진 테이퍼면(45A)으로 되어 있다. 테이퍼면(45A)의 테이퍼각 θ1은 16°전후로 되어 있다. 한편, 지관(45)을 드로잉 가공 등의 소성 변형에 의해서 형성한 경우, 이 테이퍼면(45A)은, 축 방향 단면의 외경 부분은 엄밀하게는 약간 오목한 곡면으로 되어 있다.

지관(45)의 테이퍼면(45A)과 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽과의 결합부(46)의 외주부는, 반경 R1의 라운딩 처리가 행하여져 매끄럽게 만곡되어 있다.

결합부(46)의 외주부의 라운딩의 반경 R1은, 세퍼레이터 튜브(20)의 직경이 40 ㎜~45 ㎜ 정도이고, 접속구(23)의 내경 D가 12 ㎜ 정도일 때, 1.5 ㎜ 정도로 하면 된다. 또한, 결합부(46)의 내주부도 라운딩 처리가 행하여져 매끄럽게 만곡되고, 그 판 두께 T1이 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽의 판 두께 T0와 대략 같게 되어 있다.

본 발명에서는, 이 지관(45)의 축 방향에 있어서, 내주 및 외주가 만곡되어 있는 부분을 만곡부(51)라고 정의한다. 또한, 이 지관(45)의 축 방향에 있어서 만곡부(51)에서부터 선단까지를 통부(52)라고 정의한다.

지관(45)의 선단의 외주부는, 테이퍼져 있지 않은, 즉 축 방향을 따라서 내외경이 일정한 원통부(45B)로 되어 있다. 따라서, 통부(52)는, 기단 측의 외주부가 테이퍼면(45A)으로 되어 있는 부분의 외경이 작아지는 비율보다, 선단 측의 원통부(45B)에 있어서의 외경이 작아지는 비율[원통부(45B)에서는 0이 된다]은 작게 되어 있다. 한편, 이 원통부(45B)에, 기단 측의 테이퍼면(45A)보다도 외경이 작아지는 비율이 작은 테이퍼를 부여하더라도 좋다.

접속구(23)를 형성하는 지관(45)의 내주면은, 테이퍼져 있지 않은, 즉 축 방향을 따라서 내경이 일정한 원통면(45C)으로 되어 있다. 이 원통면의 축 방향 길이는, 3.5 ㎜~4 ㎜ 정도로 되어 있다. 지관(45)의 선단의 내측 둘레 가장자리부에는, 테이퍼각 θ2로 테이퍼형으로 모따기된 모따기부(47)가 형성되어 있다. 지관(45)의 선단면(48)은 평탄면으로 되어 있다.

또한, 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽과, 원통부(45B)와 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽을 잇는 접선이 이루는 각 θ3은, 배플 플레이트(33)의 개구부(36)를 지관(45)에 삽입할 때의 조립성의 향상, 나아가서는 빠짐 방지를 위해 90°로 하고 있다.

또한, 도 5 내지 도 7에 도시한 바와 같이, 세퍼레이터 튜브(20)의 지관(45)이 돌출되는 원통형의 측벽의 원주 방향에 있어서의 지관(45)의 기부[결합부(46)]의 양측부에는, 직경 방향으로 외측으로 팽출하는 볼록부(60)가 형성되어 있다.

세퍼레이터 튜브(2)를 내면에서 본 도 7에서는, 볼록부(60)에 대응하는 세퍼레이터 튜브(2)의 내벽부는 오목부로서 나타내어져 있다.

볼록부(60)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 그 폭이 지관(45)의 기부에서는 지관(45)의 직경과 같은 정도가 되도록 곡률 반경이 크게 되어 있다. 그리고, 볼록부(60)는, 지관(45)에서 멀어짐에 따라서 곡률 반경이 작아지는 만곡된 윤곽 형상을 갖고 있다.

상기한 바와 같이 볼록부(60)를 형성함으로써, 지관(45)의 기부와 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽[볼록부(60)]과의 경계는, 측면에서 보아 지관(45)의 전체 둘레에 걸쳐 대략 일정한 대략 직선형으로 되어 있다(도 15 참조). 한편, 볼록부(60)를 마련하지 않는 경우, 지관(45)의 기부와 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽과의 경계는, 측면에서 보아 만곡형으로 된다(도 19 참조).

지관(45)은, 세퍼레이터 튜브(20)의 원통형의 측벽을 버링 가공함으로써 형성한다. 지관(45)을 버링 가공에 의해서 형성하면, 세퍼레이터 튜브(20)의 원통형 측벽의 내면의 축 방향에 있어서의 지관(45)의 기부의 양측(도 16의 A부 참조)에 인장의 잔류 응력이 생긴다.

세퍼레이터 튜브(20)의 원통형 측벽의 원주 방향에 있어서의 지관(45)의 기부의 양측을(도 5 참조), 세퍼레이터 튜브(20)의 내측으로부터 압박하여 직경 방향 외측으로 팽출시킴으로써 볼록부(60)를 형성한다. 이에 따라, 소성 유동에 의해서 압축 응력이 생겨, 버링 가공에 의해 생긴 인장의 잔류 응력이 저감, 해소되거나, 혹은 압축의 잔류 응력으로 전환되어 있다.

한편, 볼록부(60)는 측벽에서 팽출시키는 구성인 것이 바람직하지만, 눈에 띄게 팽출되어 있지 않더라도, 소성 유동에 의해 압축 응력이 생겨, 버링 가공에 의해 생긴 인장의 잔류 응력이 저감되거나, 혹은 압축의 잔류 응력으로 전환되어 있으면 된다. 또한, 볼록부(60)가 생겨 있지 않더라도, 세퍼레이터 튜브(20)의 내주면을 움푹 들어가게 하여 이 내주면에 오목부를 형성하면 된다.

이어서, 세퍼레이터 튜브(20)의 원통면에, 지관(45) 및 볼록부(60)를 일체로 형성하는 공정에 관해서 설명한다.

지관(45) 및 볼록부(60)는, 도 8 및 도 9에 도시하는 버링 형(61)에 의해, 도 10 내지 도 12에 도시하는 버링 펀치(62)와, 도 13 및 도 14에 도시하는 버링 다이(63)를 이용하여, 세퍼레이터 튜브(20)를 버링 가공함으로써 형성할 수 있다.

버링 형(61)은, 상형(上型)인 버링 다이(63)와, 하형(下型)(64)과, 버링 다이(63)와 하형(64)을 개폐 가능하게 안내하는 가이드 포스트(65)와, 버링 펀치(62)와, 버링 펀치(62)가 부착되어 버링 펀치(62)를 구동하는 맨드릴(66)과, 버링 다이(63)(상형) 및 하형(64)에 세팅된 세퍼레이터 튜브(20)를 위치 결정하는 위치 결정 핀(67)을 구비한다.

도 10 내지 도 12에 도시한 바와 같이, 버링 펀치(62)는 선단부에 라운딩이 행하여진 대략 원기둥형의 지관 형성부(68)와, 지관 형성부(68)의 기단부에 일체로 형성되어 직경 방향으로 직경이 팽창된 엠보스 형성부(69)를 구비하여, 측면에서 보아(도 10 참조) 대략 볼록 형상으로 되어 있다.

엠보스 형성부(69)는 평면에서 보아(도 11 참조), 대략 코너가 둥근 마름모꼴이며, 짧은 대각선이 지관 형성부(68)의 직경보다 약간 길게 되어 있다. 또한, 엠보스형성부(69)는, 그 기단 측으로부터 지관 형성부(54)를 향해 서서히 축경(縮徑)되어 지관 형성부(68)의 기부에 매끄럽게 연속되어 있다.

도 13 및 도 14에 도시한 바와 같이, 버링 다이(63)는, 세퍼레이터 튜브(20)의 원통형의 측벽을 수용하는 단면 형상이 대략 반원형인 오목부(70)를 갖고 있다. 대략 반원형의 오목부(70)는, 꼭대기부가 외주 측으로 뻗어 나오며 평탄하게 형성되고, 버링 펀치(62)의 엠보스 형성부(69)에 대향하여, 후술하는 바와 같이 볼록부(60)를 형성하기 위한 평탄부(71)가 마련되어 있다. 평탄부(71)의 중앙부에, 버링 펀치(62)의 지관 형성부(68)가 삽입되는 다이 구멍(72)이 형성되어 있다.

하형(64)에는, 세퍼레이터 튜브(20)의 원통형의 측벽을 수용하는 단면 형상이 반원형인 오목부(75)가 형성되어 있다. 그리고, 버링 다이(63)(상형)의 오목부(70)와 하형(64)의 오목부(75)에 의해서, 세퍼레이터 튜브(20)의 원통형의 측벽을 유지한다.

맨드릴(66)은, 버링 다이(52) 및 하형(64)의 오목부(70, 75)에 의해 형성된 단면 형상이 대략 원형인 공간 내에 배치되고, 버링 펀치(62)를 소정의 가공력으로 구동하여 다이 구멍(72)에 삽입한다.

이어서, 버링 형(61)에 의해서 세퍼레이터 튜브(20)에 지관(45)을 형성하는 행정에 관해서 설명한다.

세퍼레이터 튜브(20)의 원통형의 측벽에, 세퍼레이터 튜브(20)의 축 방향이 대직경, 둘레 방향이 소직경으로 되는 적당한 치수의 타원의 파일럿 구멍(73)을 절삭 혹은 펀치 등에 의해 형성한다(천공 공정).

이어서, 도 8에 도시한 바와 같이, 세퍼레이터 튜브(20)를 버링 다이(63)의 오목부(70)에 세팅하고, 상형인 버링 다이(63)와 하형(64)을 형체결하여 세퍼레이터 튜브(20)를 고정한다. 이때, 다이 구멍(72)을 통과하여 오목부(70) 안으로 돌출시킨 위치 결정 핀(67)의 선단부를, 파일럿 구멍(73)에 삽입, 감합시킨다. 이에 따라, 세퍼레이터 튜브(20)를 위치 결정한다. 고정된 세퍼레이터 튜브(20) 내에서, 맨드릴(66)에 장착된 버링 펀치(62)를 파일럿 구멍(73) 및 다이 구멍(72)에 대향시킨다.

도 9에 도시한 바와 같이, 맨드릴(66)을 이동시켜 버링 펀치(62)의 선단부로, 세퍼레이터 튜브(20)의 원통형 측벽의 일부를 내측으로부터 압박하고, 파일럿 구멍(73)을 밀어 넓히면서, 다이 구멍(72)에 밀어 넣어, 다이 구멍(72)과 버링 펀치(62)의 지관 형성부(68)와의 사이에서 지관(45)을 형성한다(버링 가공 공정). 이때, 버링 펀치(62) 및 다이 구멍(72)의 형상, 가압의 타이밍을 적절하게 설정함으로써, 테이퍼면(45A), 원통부(45B), 원통면(45C)을 원하는 형상으로 형성한다.

세퍼레이터 튜브(20)의 두께를 유효하게 이용하여 지관(45)을 형성하기 위해, 실린더(2) 내의 액압에 의해서 생기는 응력을 가장 받는 결합부(46)의 두께는 충분히 확보하도록, 결합부(46)의 내주 및 외주는 만곡되는 만곡부(51)로 하여, 세퍼레이터 튜브(20)의 두께 T0와 대략 같은 두께 T1로 한다. 결합부(46)로부터는 연속하여 내주 측은 원통형의 원통면(45C), 외주 측은 테이퍼면(45A)을 형성한다. 테이퍼면(45A)의 부분은, 결합부(46)의 두께보다도 얇게 되어 있다.

그리고, 지관(45)은, 선단 측을 향함에 따라서 두께를 더 감소시켜 간다. 즉, 지관(45)은, 외경이 기단 측인 결합부(46)에서부터 선단 측을 향하는 방향으로 작아지고, 내경은 기단 측에서부터 선단 측을 향해 동일 직경으로 되도록 하고 있다.

그리고, 감쇠력 발생 기구(25)의 입구 통로를 형성하는 연결관(30)이 접속구(23)에 삽입되면, 연결관(30)의 외주에 마련된 환형 시일인 시일 부재(50)가 통부(52)의 내주와 접촉한다. 이와 같이 하여, 시일 부재(50)와 통부(52)의 내주와의 사이가 시일됨으로써, 시일 부재(50)와 통부(52)의 내주와의 사이에서, 실린더(2) 측에서부터 선단 측을 향해 압력 구배가 생긴다.

이에 따라, 통부(52)의 시일부의 지관(45)의 선단 측에는 높은 액압이 작용하지 않아, 액압에 의해서 생기는 응력이 저감되기 때문에, 통부(52)의 두께는 얇더라도 좋다.

요컨대, 결합부(46)의 두께는, 액압에 의해서 생기는 응력에 견디는 두께이어야 하고, 통부(52)의 시일 부재(50)의 외측은, 연결관(30)을 유지하기 위한 두께를 가지면 된다.

세퍼레이터 튜브(20)의 원통형의 측벽을 다이 구멍(72)에 밀어 넣어 지관(45)을 형성할 때, 세퍼레이터 튜브(20)의 원통형 측벽의 내면의 축 방향에 있어서 지관(45)의 기부의 양측부(도 16의 A부)에는 인장의 잔류 응력이 생긴다.

그리고, 버링 공정 중, 즉 버링 펀치(62)의 지관 형성부(68)가 세퍼레이터 튜브(20)의 원통형의 측벽을 다이 구멍(72)에 밀어 넣는 과정에서, 버링 펀치(62)의 엠보스 형성부(69)가, 세퍼레이터 튜브(20)의 원통형 측벽의 내면의 원주 방향에 있어서 지관(45)의 기부의 양측부에 접촉한다.

그리고, 세퍼레이터 튜브(20)의 만곡형의 측벽이 내측으로부터 압박되어, 버링 다이(63)의 평탄부(71)를 향해 팽출됨으로써, 이 팽출 부분이 볼록부(60)로서 형성된다(압박 공정, 잔류 응력 변경 공정).

이에 따라, 세퍼레이터 튜브(20)의 원통형 측벽의 내면의 원주 방향에 있어서 지관(45)의 기부의 양측부(도 17의 B부)로부터, 축 방향에 있어서의 지관(45)의 양측부(도 16의 A부)를 향해 재료의 소성 유동이 생긴다. 그 결과, 지관(45)의 버링 가공시에 전술한 A부에 생기는 인장의 잔류 응력이 저감 또는 해소되거나, 혹은 압축의 잔류 응력으로 전환된다. 한편, 도면에서, 부호 C는 버링 펀치(62)의 엠보스 형성부(69)의 압박에 의한 압흔(壓痕)을 나타내고 있다.

이와 같이 하여, 세퍼레이터 튜브(20)의 원통형 측벽의 원주 방향에 있어서 지관(45)의 기부의 양측부에 볼록부(60)가 형성된다. 그리고, 이에 따라, 지관(45)의 기부, 즉 지관(45)과 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽과의 경계는, 도 15에 도시한 바와 같이 측면에서 보아 대략 직선형으로 된다. 이에 비하여, 도 19에 도시한 바와 같이, 볼록부를 형성하지 않는 경우, 지관(45)의 기부와 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽과의 경계는, 측면에서 보아 곡선형으로 된다. 이것은 볼록부(60)를 형성함으로써, 압축에 의한 소성 유동이 생겨 지관(45)의 기부의 둘레 길이가 짧아지는 것을 나타내고 있다. 이에 따라, 지관(45)의 버링 가공에 의해서 전술한 A부에 생기는 인장의 잔류 응력을 경감하거나, 혹은 압축의 잔류 응력으로 전환할 수 있다.

이때, 볼록부(60)의 형성에 의한 소성 유동에 의해, 인장의 잔류 응력의 저감, 해소 및 압축의 잔류 응력으로의 전환은, 볼록부(60)의 가공량, 즉 볼록부(60)의 팽출량보다도 버링 펀치(62)의 엠보스 형성부(69)와 버링 다이(63)의 가공력에 의존한다. 본 실시형태에서는, 세퍼레이터 튜브(20)는, 구조용 강관 STKM12B의 인발관(인장 강도 TS=400 ㎫ 정도, 연신율 EL=50% 정도, 완전 소둔품)으로, 판 두께 1.8 ㎜~2.0 ㎜ 정도, 외경 40.6 ㎜~45 ㎜로 하고 있고, 이 조건에서는 가공력은 25 kN 정도가 바람직하다. 한편, 외통(3)은 구조용 강관 STKM13A, 판 두께는 3.0 ㎜이고, 실린더(2)는 구조용 강관 STKM12B, 판 두께는 1.6 ㎜이다.

이상과 같이 구성한 본 실시형태의 작용에 관해서 이어서 설명한다.

완충기(1)는, 피스톤 로드(6) 측을 위쪽으로, 베이스 밸브(10) 측을 아래쪽으로 향하게 하여 차량의 서스펜션 장치의 스프링 위(차체 측), 스프링 아래(차륜 측) 사이 등의 상대 이동 가능한 부재 사이에 장착되고, 리드선(41)이 제어 장치에 접속된다.

피스톤 로드(6)의 신장 행정시에는, 실린더(2) 내의 피스톤(5)의 이동에 의해서, 피스톤(5)의 체크 밸브(13)가 닫히고, 디스크 밸브(14)의 밸브 개방 이전에는, 실린더 상실(2A) 측의 유체가 가압되어, 통로(22) 및 환형 통로(21)를 지나, 세퍼레이터 튜브(20)의 접속구(23)로부터 감쇠력 발생 기구(25)의 입구 통로(30)로 유입된다. 그리고, 입구 통로(30)로부터 유입된 유체는, 메인 밸브(27), 파일럿 밸브(28) 및 페일 밸브(29)를 지나 케이스(26)로 둘러싸인 실(26A)로 흐르고, 또한 케이스(26)의 단부의 통로(31) 및 외통(3)의 유입구(24)를 지나 리저버(4)로 유입된다.

이때, 피스톤(5)이 이동한 만큼의 유체가 리저버(4)로부터 베이스 밸브(10)의 체크 밸브(17)를 열어 실린더 하실(2B)로 유입된다. 한편, 실린더 상실(2A)의 압력이 피스톤(5)의 디스크 밸브(14)의 밸브 개방 압력에 달하면, 디스크 밸브(14)가 열려, 실린더 상실(2A)의 압력을 실린더 하실(2B)로 릴리프함으로써, 실린더 상실(2A)의 과도한 압력의 상승을 방지한다.

피스톤 로드(6)의 수축 행정시에는, 실린더(2) 내의 피스톤(5)의 이동에 의해서, 피스톤(5)의 체크 밸브(13)가 열리고, 베이스 밸브(10)의 통로(15)의 체크 밸브(17)가 닫히며, 디스크 밸브(18)의 밸브 개방 전에는, 피스톤 하실(2B)의 유체가 실린더 상실(2A)로 유입되어, 피스톤 로드(6)가 실린더(2) 내에 침입한 만큼의 유체가 실린더 상실(2A)로부터, 상기 신장 행정시와 같은 경로를 통해 리저버(4)로 흐른다. 한편, 실린더 하실(2B) 내의 압력이 베이스 밸브(10)의 디스크 밸브(18)의 밸브 개방 압력에 달하면, 디스크 밸브(18)가 열려, 실린더 하실(2B)의 압력을 리저버(4)에 릴리프함으로써, 실린더 하실(2B)의 과도한 압력의 상승을 방지한다.

이에 따라, 피스톤 로드(6)의 신축 행정시 모두, 감쇠력 발생 기구(25)에 있어서, 메인 밸브(27)의 밸브 개방 전(피스톤 속도 저속 영역)에는 파일럿 밸브(28)에 의해 감쇠력이 발생하고, 메인 밸브(27)의 밸브 개방 후(피스톤 속도 고속 영역)에는 그 개방도에 따라서 감쇠력이 발생한다. 그리고, 솔레노이드(40)에의 통전 전류에 의해 파일럿 밸브(28)의 제어 압력을 조정함으로써 감쇠력을 조정할 수 있고, 그 결과 배압실(32)의 내부 압력이 변화되어 메인 밸브(27)의 밸브 개방 압력 및 개방도를 조정할 수 있다. 또한, 차가 신호로 정차했을 때나, 만일 솔레노이드(40)에의 통전이 차단된 경우에는, 페일 밸브(29)가 밸브 폐쇄하여, 상시 개방으로 된 파일럿 밸브 대신에 오일액의 흐름을 제한함으로써, 감쇠력의 과도한 저하를 방지하여 적절한 감쇠력을 유지할 수 있다.

배플 플레이트(33)를 설치함으로써, 감쇠력 발생 기구(25)로부터 통로(31) 및 외통(3)의 유입구(24)를 지나 리저버(4) 내로 오일액이 유입되는 부위가, 배플 플레이트(33)의 격벽 부재(43)에 의해서 리저버(4) 내의 오일액의 액면(S)으로부터 격리된다.

이에 따라, 감쇠력 발생 기구(25)로부터 통로(31) 및 외통(3)의 유입구(24)를 지나 리저버(4) 내로 유입되는 오일액 중, 사용 상태에서 리저버(4) 내 위쪽으로의 오일액의 흐름을 규제한다.

따라서, 유입구(24)를 지나 리저버(4) 내로 유입되는 오일액의 분류에 의해서 액면(S)의 부근에 소용돌이 및 기포가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 리저버(4) 내의 가스가 오일액 속으로 녹아 들어가는 것을 억제하여, 에어레이션 및 캐비테이션이 발생하기 어렵게 하여, 안정된 감쇠력을 얻을 수 있다.

또한, 배플 플레이트(33)에 의해, 감쇠력 발생 기구(25)에서부터 리저버(4) 내로 유입되는 오일액의 유로 면적의 급격한 확대가 완화되기 때문에, 리저버(4)에의 유입에 의한 오일액의 유속의 급격한 상승을 완화시켜 소용돌이의 발생을 억제할 수 있다. 그 결과, 소용돌이의 발생에 따라 기포가 발생하는 것과 오일액 속에 가스가 녹아 들어가는 것을 억제하여, 에어레이션 및 캐비테이션이 발생하기 어렵게 되고, 안정된 감쇠력을 얻을 수 있다.

세퍼레이터 튜브(20)의 접속구(23)를 형성하는 지관(45)은, 외주부에 테이퍼면(45A)이 형성되어 있다. 또한, 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽과의 결합부(46)의 외주부 및 내주부가 매끄럽게 만곡되어, 결합부(46)의 판 두께 T1이 세퍼레이터 튜브(20) 측벽의 판 두께 T0와 대략 같게 되어 있다. 이 때문에, 결합부(46)의 강도가 높아지고, 환형 통로(21)와 리저버(4)의 차압에 의해서 결합부(46)에 생기는 응력이 저감되며, 그 결과 작동 유체에 대한 내압성을 높일 수 있어, 세퍼레이터 튜브(20)의 박육화에 의한 경량화가 가능하게 된다.

접속구(23)를 형성하는 지관(45)의 내주면은, 테이퍼져 있지 않은 원통면(45C)으로 되어 있다. 이 때문에, 감쇠력 발생 기구(25)의 입구 통로를 형성하는 연결관(30)이 삽입되었을 때, 필요한 시일성을 확보하여 오일액의 누설을 방지할 수 있다.

지관(45)의 선단의 내측 둘레 가장자리부에 모따기부(47)를 형성함으로써, 조립시에 연결관(30)을 용이하게 삽입할 수 있다.

지관(45)의 선단 외주부에 테이퍼져 있지 않은 원통부(45B)를 형성함으로써, 배플 플레이트(33)를 이붙이 와셔(44)에 의해서 지관(45)에 부착할 때, 이붙이 와셔(44)의 클로부(44A)가 원통부(45B)에 결합됨으로써, 충분한 유지력을 얻을 수 있다.

본 실시형태에서는, 지관(45)의 외주부를 끝이 가늘어진 테이퍼면(45A)으로 함으로써, 드로잉 가공시 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽과의 결합부(46)의 판 두께 T1의 감소를 억제할 수 있어, 판 두께 T1을 세퍼레이터 튜브(20) 측벽의 판 두께 T0와 대략 같게 할 수 있다. 이때, 지관(45)의 선단부의 판 두께는 얇아지는데, 이 부분은, 감쇠력 발생 기구(25)의 연결관(30)이 접속구(23)에 삽입되어, 이들 접합부가 시일 부재(50)에 의해 시일된다.

이에 따라, 시일 부재(50)의 실린더 측 접촉점에서 지관(45)의 선단 측의 접촉점을 향해 압력 구배를 가져서, 작용하는 압력이 작아지고, 선단 측의 시일과 접촉하지 않는 부분은, 높은 압력이 작용하지 않기 때문에, 중량을 증가시키지 않고서, 고압에 견딜 수 있는 세퍼레이터 튜브(20)를 얻을 수 있다.

한편, 본 실시형태에서는, 통부(52)의 외측의 테이퍼면(45A)을 하나의 테이퍼면으로 했지만, 지관(45)의 축 길이를 길게 하는 경우, 시일의 압력 구배를 고려하여, 선단 측의 외경이 작아지는 비율을 작게 하도록 복수의 테이퍼면으로 하여도 좋고, 나아가서는 이들 복수의 테이퍼면을 완만하게 이은 곡면으로 하여도 좋다. 또한, 지관(45)의 축 길이가 짧아도 되는 경우는, 선단의 원통부(45B)는 마련하지 않더라도 좋다.

본 실시형태에서 시일 부재(50)는 연결관(30)의 외주를 전부 덮는 구성으로 하고 있지만, 예컨대 도 20에 도시한 바와 같이, 연결관(30)에 형성한 외주 홈에 시일 부재(50)를 마련하도록 하더라도 좋다. 이와 같이 구성한 경우라도, 고압이 작용하는 시일 부재(50)보다도 기단 측은 두께가 두껍게 되어 있기 때문에, 내압성을 확보할 수 있다.

완충기(1)가 작동하면, 세퍼레이터 튜브(20)의 내부에 고압의 오일액의 압력이 작용하여, 큰 인장의 응력이 생긴다. 이 때문에, 세퍼레이터 튜브(20)의 내면의 지관(45)의 기부가 인장의 잔류 응력 상태이면, 완충기(1)의 작동에 의한 높은 오일액의 압력이 세퍼레이터 튜브(20)에 반복하여 작용했을 때, 지관(45)의 기부가 피로 파괴되기 쉬워진다. 이에 비하여, 세퍼레이터 튜브(20)에 볼록부(60)를 형성함으로써, 지관(45)의 기부의 인장의 잔류 응력을 저감 또는 해소하거나, 혹은 압축의 잔류 응력으로 전환할 수 있어, 세퍼레이터 튜브(20)의 내압성 및 피로 강도를 높일 수 있다. 이에 따라, 세퍼레이터 튜브(20)를 한층 더 박육화할 수 있게 된다. 세퍼레이터 튜브(20)를 박육화함으로써, 전술한 지관(45)의 형성을 포함하는 세퍼레이터 튜브(20)의 기계 가공이 용이해져, 생산성을 높일 수 있다. 또한, 질화 처리 등의 표면 처리에 의해 피로 강도를 높이는 경우에 비하여, 가공 설비가 간소하기 때문에, 제조 비용도 저렴하다.

본 실시형태에서는, 전술한 조건으로 세퍼레이터 튜브(20)에 지관(45) 및 볼록부(60)를 형성함으로써, 2 ㎫~10 ㎫×5 ㎐의 고압을 반복하여 작용시키는 피로 시험에 있어서, 200만 회의 내구성 요구에 대하여 1000만 회 이상의 내구성의 시험 결과를 얻을 수 있었다. 동일 조건으로 볼록부(60)를 형성하지 않는 경우, 200만 회 정도의 반복 하중에서 피로 파괴가 생겼다.

한편, 종래 기술에서 세퍼레이터 튜브의 원통형의 측벽에 지관을 일체로 형성하는 경우, 세퍼레이터 튜브의 측벽에 평탄부를 형성하고, 평탄부에 원형의 파일럿 구멍을 뚫어 형성하여 버링 가공을 행하는 기술이 알려져 있다(미국 특허 제5353898호 참조).

이에 따라, 파일럿 구멍이 원형이어도 되어, 가공시의 힘을 원주 방향으로 균일하게 할 수 있기 때문에 가공성을 높일 수 있지만, 이 경우 높은 오일액의 압력에 의해 평탄부에 걸리는 하중이 커지고, 또한 지관과 평탄부의 결합부에 응력이 집중하기 쉬워져, 내압성이 저하된다고 하는 문제가 생긴다. 또한, 버링 가공에 의해, 지관의 기부의 내면에 전체 둘레에 걸쳐 인장의 잔류 응력이 생기기 때문에, 여전히 피로 파괴의 문제가 있어, 본 발명의 과제를 해결하지 못한다.

이어서, 본 발명의 다른 실시형태에 관해서 도 21 내지 도 27을 참조하여 설명한다.

본 실시형태에 따른 완충기는, 전술한 도 1 내지 도 20에 도시하는 실시형태에 대하여, 세퍼레이터 튜브(20)의 지관(45)의 기부가 다른 것 이외에는 같은 구조이므로, 이하의 설명에서는, 전술한 실시형태에 대하여 같은 부분에는 동일한 참조 부호를 이용하고, 다른 부분에 관해서만 상세히 설명한다.

도 21 및 도 22는, 본 실시형태에 따른 완충기(1)의 세퍼레이터 튜브(20)의 지관(45)의 부분을 세퍼레이터 튜브(20)의 축에 직교하여 지관(45)의 중심을 지나는 평면으로 파단하여 나타내는 것으로, 도 21은 지관(45)의 외측으로부터의 사시도이고, 도 22는 내측으로부터의 사시도이다.

도 21 및 도 22에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에 따른 완충기의 세퍼레이터 튜브(20)에서는, 지관(45)의 기부[결합부(46)]의 양측에 볼록부(60)가 형성되어 있지 않다. 따라서, 지관(45)의 기부와 세퍼레이터 튜브(20)의 원통형의 측벽과의 경계는, 도 19에 도시하는 바와 같이 만곡형으로 되어 있다. 지관(45)은, 세퍼레이터 튜브(20)의 원통형의 측벽을 버링 가공함으로써 형성되고, 버링 가공 후, 지관(45)의 기부의 내측을 압박 가공하여 압박 가공부(80)가 마련된다.

압박 가공부(80)는, 세퍼레이터 튜브(20)의 축 방향을 따라서 지관(45)의 기부의 양측의 2곳에 배치되어 있다(도 21 및 도 22에는 한쪽만 도시되어 있다). 압박 가공부(80)의 압박 가공은, 세퍼레이터 튜브(20)의 내측으로부터 지관(45)의 기부를 압박하여 소성 변형을 생기게 함으로써, 버링 가공에 의해서 지관(45)의 기부에 생긴 잔류 응력을 압축 방향으로 변경하는 잔류 응력 변경 가공이다. 여기서, 잔류 응력을 압축 방향으로 변경한다는 것은, 인장의 잔류 응력을 압축의 잔류 응력으로 전환하거나, 혹은 인장의 잔류 응력을 해소 또는 경감하고, 나아가서는 압축의 잔류 응력을 더 압축 방향으로 유도하는 것을 포함한다. 도 27을 참조해 보면, 압박 가공부(80)는, 지관(45)의 기부의 피로 파괴의 기점이 되는 부분(E)의 근방을 압박함으로써 형성된다. 한편, 도 27에서, 부호 F는 피로 파괴에 의한 최종 파단부를 나타낸다. 또한, 압박 가공부(80)는, 응력 집중을 피하기 위해서, 바람직하게는 각진 부분이 없는 매끄러운 만곡면으로 한다.

이와 같이 지관(45)의 기부에 압박 가공부(80)를 형성함으로써, 상기 실시형태와 마찬가지로, 지관(45)의 기부의 인장의 잔류 응력을 저감 또는 해소하거나, 혹은 압축의 잔류 응력으로 전환하거나, 또는 압축의 잔류 응력을 더 압축 방향으로 유도할 수 있어, 세퍼레이터 튜브(20)의 내압성 및 피로 강도를 높일 수 있다. 그리고, 볼록부(60)를 마련한 상기 실시형태의 것과 동등한 피로 강도를 얻을 수 있다. 이에 따라, 볼록부(60)를 마련한 상기 실시형태와 마찬가지로, 세퍼레이터 튜브(20)를 한층 더 박육화할 수 있게 되어, 세퍼레이터 튜브(20)의 기계 가공의 용이화에 따른 생산성의 향상, 질화 처리 등의 표면 처리의 불필요화에 따른 가공 설비의 간소화에 의해, 완충기의 제조 비용을 저감할 수 있다.

이어서, 지관(45)의 기부에 압박 가공부(80)를 형성하는 공정에 관해서 설명한다.

도 8 및 도 9에 도시하는 버링 형(61)에 있어서, 버링 다이(63) 및 버링 펀치(62) 대신에, 도 24 및 도 25에 도시하는 버링 다이(81) 및 이것에 대응하는 버링 펀치(도시하지 않음)를 이용하여, 우선 세퍼레이터 튜브(20)에 볼록부(60)를 마련하지 않고, 도 23에 도시한 바와 같이 지관(45)만을 형성한다. 도 24 및 도 25에 도시한 바와 같이, 버링 다이(81)는, 도 13 및 도 14에 도시하는 버링 다이(63)에 대하여, 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽을 수용하는 오목부(70)에 볼록부(60)를 형성하기 위한 평탄부(71)가 마련되어 있지 않은 것 이외에는 대략 동일한 형상으로 되어 있다. 또한, 버링 다이(81)에 대응하는 버링 펀치는, 도 10 내지 도 12에 도시하는 버링 펀치(62)에 대하여, 볼록부(60)를 형성하기 위한 엠보스 형성부(69)가 마련되어 있지 않은 것 이외에는 대략 동일한 형상으로 되어 있다.

그리고, 버링 다이(81) 및 이것에 대응하는 버링 펀치를 이용하여 버링 형(61)에 의해서 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽을 버링 가공하여, 볼록부(60)를 마련하지 않고서 지관(45)을 형성한다.

버링 가공 후, 도 26에 도시한 바와 같이, 세퍼레이터 튜브(20)의 측벽 및 지관(45)의 외측을 버링 다이(81)로 지지하고, 압박 가공부(80)를 형성하는 압박 펀치(82)를 장착한 맨드릴(83)을 세퍼레이터 튜브(20) 내에 삽입한다. 압박 펀치(82)에는, 세퍼레이터 튜브(20)의 축 방향을 따라서 지관(45)의 기부의 양측의 2곳에 대향하는 한 쌍의 펀치(84)가 마련되어 있다. 한 쌍의 펀치(84)는, 외주면이 원기둥면으로 되어 있고, 지관(45)의 기부의 피로 파괴의 기점이 되는 부분(E)(도 27 참조)에 대향하도록 경사져 배치되어 있다. 그리고, 맨드릴(83)을 이동하여 펀치(83)의 원기둥면을 지관(45)의 기부의 내면에 압박하여 압박 가공부(80)를 형성한다. 이와 같이 하여, 지관(45)의 기부의 피로 파괴의 기점이 되는 부분(E)의 근방을 압박하여 압박 가공부(80)를 형성한다.

한편, 본 실시형태에서는, 압박 가공부(80)는, 지관(45)의 기부의 2곳에 형성되어 있지만, 1곳, 3곳 이상 혹은 전체 둘레에 걸쳐 형성되더라도 좋다. 즉, 압박 가공부(80)는, 실제의 사용 상태에 따라서 반복 하중에 의한 피로 파괴가 생기기 쉬운 부위에 대하여, 피로 파괴의 원인이 되는 잔류 응력을 인장 측에서 압축 측의 잔류 응력으로 전환하거나, 혹은 인장의 잔류 응력을 저감, 또는 해소하고, 나아가서는 잔류 응력이 압축 측이라도 더 압축 측으로 유도할 수 있는 부위라면, 어느 부위에 배치하더라도 좋다.

예컨대, 도 1에 도시한 바와 같이, 지관(45)이 세퍼레이터 튜브(20)의 축 방향의 일단부에 가까운 위치에 배치되어 있는 경우, 지관(45)까지의 거리가 긴 타단부 측의 지관(45)의 기부에 생기는 응력이 커지기 때문에, 이 부위의 1곳에만 압박 가공부(80)를 마련하도록 하더라도 좋다. 한편, 지관(45)이 세퍼레이터 튜브(20)의 축 방향의 중앙부 부근에 배치되어 있는 경우, 압박 가공부(80)를 세퍼레이터 튜브(20)의 축 방향을 따라서 지관(45)의 기부의 양측의 2곳에 형성하거나, 혹은 기부의 전체 둘레에 걸쳐 형성하더라도 좋다. 또한, 전술한 도 1 내지 도 20에 도시하는 실시형태에 있어서, 세퍼레이터 튜브(20)의 지관(45)의 기부에 볼록부(60)를 형성한 후, 또한 압박 가공부(80)를 형성하여, 인장의 잔류 응력을 압축 방향으로 개선하도록 하더라도 좋다. 혹은, 전술한 예에서는, 압박 가공부(80)는, 지관(45)의 기부의 내측을 압박함으로써 형성되어 있지만, 피로 파괴의 기점이 되는 부분(E)에 생기는 인장의 잔류 응력을 압축 방향으로 개선할 수 있으면, 지관(45)의 기부의 외측을 압박함으로써 형성하더라도 좋다.

상기 각 실시예에 따르면, 지관 형성 튜브의 내압성 및 피로 강도를 높일 수 있어, 그 박육화가 가능하게 된다.

앞에서 본 발명의 예시적인 실시형태 몇몇 만을 상세히 설명하였지만, 당업자는 본 발명의 신규한 교시사항 및 장점을 실질적으로 벗어나지 않고서도, 상기 예시적인 실시형태에 대하여 많은 변형을 실시할 수 있음을 쉽게 이해할 것이다. 따라서, 이러한 모든 변형은 본 발명의 범위 내에 포함될 것이다.

본 출원은 35 U.S.C. 119조에 의거 2012년 8월 20일자로 출원된 일본 특허 출원 제2012-181933호와 2013년 2월 28일자로 출원된 일본 특허 출원 제2013-039558호를 우선권으로 주장한다.

2012년 8월 20일자로 출원된 일본 특허 출원 제2012-181933호와 2013년 2월 28일자로 출원된 일본 특허 출원 제2013-039558호의 상세한 설명, 청구범위, 도면 및 요약서를 비롯한 모든 내용은 그 전체가 본원에 참조로 인용되어 있다.

Claims

원통형의 측벽을 갖는 튜브와, 이 튜브의 측벽에 일체로 형성되어 직경 방향 외측으로 돌출하는 원통형의 지관을 구비한 지관 형성 튜브의 제조 방법으로서,
상기 튜브의 원통형의 측벽에 파일럿 구멍을 형성하는 천공 공정과,
상기 튜브의 원통형의 측벽의 상기 파일럿 구멍의 주위를 직경 방향 외측으로 돌출시켜 상기 지관을 형성하는 버링 공정과,
상기 튜브의 원통형의 측벽의 원주 방향 또는 축 방향 중 어느 한 쪽의 상기 지관의 기부 부근을 내주면 또는 외주면으로부터 압박하여, 상기 지관의 기부에 압박 가공부를 형성함으로써 소성 스트레인을 발생시키고, 상기 튜브의 원통형의 측벽의 원주 방향 또는 축 방향 중 다른 쪽의 상기 지관의 기부 중 상기 압박 가공부가 형성되어 있지 않은 부위의 잔류 응력을 압축 방향으로 변화시키는 잔류 응력 변경 공정
을 포함하는 것을 특징으로 하는 지관 형성 튜브의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 잔류 응력 변경 공정은, 상기 튜브의 축 방향을 따른 상기 지관의 기부의 적어도 한쪽을 압박하는 것을 특징으로 하는 지관 형성 튜브의 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 잔류 응력 변경 공정은, 상기 튜브의 원통형의 측벽의 원주 방향에 있어서 상기 지관의 기부의 양측부를 압박하는 것을 특징으로 하는 지관 형성 튜브의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 버링 공정 중에 상기 잔류 응력 변경 공정의 압박을 행하는 것을 특징으로 하는 지관 형성 튜브의 제조 방법.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잔류 응력 변경 공정은, 상기 지관의 기부를 내측으로부터 압박하여 상기 내주면에 오목부를 형성하는 것을 특징으로 하는 지관 형성 튜브의 제조 방법.
작동 유체가 봉입된 실린더와,
상기 실린더 내에 삽입된 피스톤과,
상기 피스톤에 연결되어 상기 실린더의 외부로 뻗어 나온 피스톤 로드와,
상기 실린더의 외주에 마련된 외통과,
상기 실린더의 외주 둘레에 마련되며, 상기 실린더 내부와 연통되는 환형 통로를 형성하는 원통형의 측벽을 갖는 세퍼레이터 튜브와,
상기 실린더와 상기 외통 사이에 있어서 상기 세퍼레이터 튜브의 외측에 형성되어 작동 유체 및 가스가 봉입된 리저버와,
상기 세퍼레이터 튜브의 원통형의 측벽에 일체로 형성되어 직경 방향 외측으로 돌출하며 상기 환형 통로에 연통되는 통로를 형성하는 원통형의 지관을 구비하는 완충기의 제조 방법으로서,
상기 세퍼레이터 튜브의 원통형의 측벽에 파일럿 구멍을 형성하는 천공 공정과,
상기 세퍼레이터 튜브의 원통형의 측벽의 상기 파일럿 구멍의 주위를 직경 방향 외측으로 돌출시켜 상기 지관을 형성하는 버링 공정과,
상기 세퍼레이터 튜브의 원통형의 측벽의 원주 방향에 있어서 상기 지관의 기부의 양측부를 내측으로부터 압박하는 압박 공정
을 포함하고, 상기 세퍼레이터 튜브의 원통형의 측벽의 축 방향에 있어서 상기 지관의 기부의 잔류 응력을 압축 방향으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 완충기의 제조 방법.
제6항에 있어서, 상기 압박 공정은, 상기 지관의 기부의 양측부를 내측으로부터 직경 방향 외측을 향하여 압박하여 상기 지관의 내주면에 오목부를 형성하고,
상기 버링 공정 중에 또는 상기 버링 공정 후에 상기 압박 공정을 행하는 것을 특징으로 하는 완충기의 제조 방법.
제6항 또는 제7항에 있어서, 상기 압박 공정은, 상기 버링 공정에 의해 상기 지관의 기부에 발생한 잔류 응력을 압축 방향으로 변화시키는 소성 스트레인을 발생시키는 압박 가공부를 형성하는 것을 특징으로 하는 완충기의 제조 방법.
원통형의 측벽을 갖는 튜브와, 이 튜브의 측벽에 일체로 형성되어 직경 방향 외측으로 원통형으로 돌출하는 지관을 구비하고, 내부에 압력 유체가 흐르는 지관 형성 튜브로서,
상기 지관은, 상기 튜브의 원통형의 측벽을 직경 방향 외측으로 돌출시킴으로써 형성되고, 상기 튜브의 원통형의 측벽의 원주 방향에 있어서 상기 지관의 기부의 양측부에, 상기 튜브의 측벽을 내측으로부터 압박하여 직경 방향 외측을 향하여 내주면을 움푹 들어가게 한 오목부가 형성되며, 상기 튜브의 원통형의 측벽의 축 방향에 있어서 상기 지관의 기부의 잔류 응력이 압축 측으로 변화되어 있는 것을 특징으로 하는 지관 형성 튜브.
작동 유체가 봉입된 실린더와,
상기 실린더 내에 삽입된 피스톤과,
상기 피스톤에 연결되어 상기 실린더의 외부로 뻗어 나온 피스톤 로드와,
상기 실린더의 외주에 마련된 외통과,
상기 실린더의 외주 둘레에 마련되며, 상기 실린더 내부와 연통되는 환형 통로를 형성하는 원통형의 측벽을 갖는 세퍼레이터 튜브와,
상기 실린더와 상기 외통 사이에 있어서 상기 세퍼레이터 튜브의 외측에 형성되어 작동 유체 및 가스가 봉입된 리저버와,
상기 세퍼레이터 튜브의 원통형의 측벽에 일체로 형성되어 직경 방향 외측으로 돌출하며 상기 환형 통로에 연통되는 통로를 형성하는 원통형의 지관을 구비하는 완충기로서,
상기 지관은, 상기 세퍼레이터 튜브의 원통형의 측벽을 직경 방향 외측으로 돌출시킴으로써 형성되고, 상기 세퍼레이터 튜브의 원통형의 측벽의 원주 방향에 있어서 상기 지관의 기부의 양측부에, 상기 세퍼레이터 튜브의 측벽을 내측으로부터 압박하여 직경 방향 외측을 향하여 내주면을 움푹 들어가게 한 오목부가 형성되며, 상기 세퍼레이터 튜브의 원통형의 측벽의 축 방향에 있어서 상기 지관의 기부의 잔류 응력이 압축 측으로 변화되어 있는 것을 특징으로 하는 완충기.