WO2011135955A1 - シリンダ装置 - Google Patents

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WO2011135955A1
WO2011135955A1 PCT/JP2011/057635 JP2011057635W WO2011135955A1 WO 2011135955 A1 WO2011135955 A1 WO 2011135955A1 JP 2011057635 W JP2011057635 W JP 2011057635W WO 2011135955 A1 WO2011135955 A1 WO 2011135955A1
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cylinder
cap
end member
cylinder device
notch
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勲 吉岡
徳久 木村
和芳 神部
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a cylinder device.
  • the present invention claims priority based on Japanese Patent Application No. 2010-103760 filed in Japan on April 28, 2010, the contents of which are incorporated herein by reference.
  • an object of the present invention is to provide a cylinder device capable of maintaining a good joined state.
  • the present invention includes a cylindrical outer cylinder, an end member fitted to the end side of the outer cylinder, and a fitting portion between the end member and the outer cylinder.
  • a cylinder device having a welding portion fixed by welding over the entire circumference, wherein at least one of the fitting portions of the outer cylinder or the end member is in contact with the other in the circumferential direction And cutouts are provided alternately, and the cutouts form a communication path that connects the welded part and the internal space of the outer cylinder.
  • a good bonded state can be maintained.
  • FIG. 5A It is a sectional side view of the crimping apparatus for cylinder apparatuses which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. It is a sectional side view of the crimping tool for the crimping apparatus of FIG. It is a bottom view of the crimping tool for the crimping apparatus of FIG.
  • the cylinder device is, for example, a fluid pressure shock absorber, and is arranged on a cylinder 11 as a cylindrical metal outer cylinder and on the end side of the cylinder 11 as shown in FIG. It has the metal cap 12 as an end member, and the welding part 13 which welded these by arc welding over the perimeter. It is effective in terms of cost to use a cylinder 11 obtained by cutting a pipe material such as a drawn steel pipe or a welded steel pipe. Moreover, a metal cap is manufactured by cutting a bar or a pipe.
  • the cylinder 11 has a shape in which the inner peripheral surface 14 has a chamfered portion 15 that is chamfered over the entire inner peripheral side of the end portion, and the outer peripheral surface 16 has a constant diameter. It has become.
  • Notches 20 that are recessed in the axial direction from the end surface 18 on the cap 12 side (lower side in FIG. 2A) of the cylinder 11 are formed at a plurality of positions (specifically, six positions) at equal intervals in the circumferential direction of the cylinder 11. .
  • the contact part 21 which forms the end surface 18 is provided, respectively.
  • the cutout portions 20 and the contact portions 21 are alternately provided in the circumferential direction on the end portion side of the cylinder 11 on the cap 12 side.
  • the notch 20 is composed of a pair of flat surfaces 24 that are continuous in the circumferential direction of the cylinder 11.
  • the pair of planes 24 are located at positions where the boundary line 26 of the cylinder 11 is farthest from the end surface 18 in the axial direction of the cylinder 11 on the outer peripheral surface 16 of the cylinder 11, so that both sides in the circumferential direction gradually approach the end surface 18. It is inclined symmetrically. Therefore, the notch 20 is V-shaped when viewed from the radial direction so that the center position in the circumferential direction of the cylinder 11 is recessed most.
  • the notch 20 is inclined such that the boundary line 26 between the pair of flat surfaces 24 is closer to the end face 18 in the axial direction of the cylinder 11 on the inner diameter side than the outer diameter side in the cylinder 11. Further, the notch 20 is inclined such that the boundary line 27 with the end surface 18 of each plane 24 is closer to the central boundary line 26 on the inner diameter side than the outer diameter side in the circumferential direction of the cylinder 11.
  • the plurality of notches 20 are formed by press working using the caulking tool 31 shown in FIGS. 3A and 3B.
  • the caulking tool 31 includes a plate-shaped base plate portion 32 and a plurality of regular pyramid-shaped multiple portions (specifically, six locations) protruding in the plate thickness direction from the surface of the base plate portion 32 on one side in the plate thickness direction. And a fastening projection 33.
  • the base plate portion 32 has a shape in which chamfers 35 are uniformly formed at all corner portions of a regular hexagon as viewed from the plate thickness direction.
  • the base plate portion 32 is formed with a hole portion 36 penetrating in the thickness direction in the center.
  • the plurality of caulking protrusions 33 have four planes 37 having the same isosceles triangle shape, and each vertex 40 is arranged on the same arrangement circle C centering on the center line of the base plate part 32. In this way, the base plate portion 32 is formed at equal intervals in the circumferential direction of the arrangement circle C.
  • Each of the plurality of caulking protrusions 33 has an apex 40 arranged on a line connecting the center line of the base plate part 32 and the center of the chamfer 35 in the circumferential direction. The phase of the caulking tool 31 in the circumferential direction is matched.
  • each of the plurality of caulking protrusions 33 has an angle at which two ridge lines 41 different by 180 degrees are arranged on a line connecting the center line of the base plate part 32 and the center of the chamfer 35 in the circumferential direction. 32 is formed.
  • the diameter of the arrangement circle C described above is larger than the outer diameter of the cylinder 11, that is, the diameter of the outer peripheral surface 16, as shown in FIG. 2B.
  • the caulking tool 31 is pressed against the cylinder 11 in the axial direction until the base plate portion 32 abuts against the end face 18 with the center of the caulking tool 31 and the center of the cylinder 11 aligned.
  • the plurality of caulking protrusions 33 described above bite into the cylinder 11 from the end face 18 to a predetermined depth.
  • the plurality of notches 20 described above are formed at the end of the cylinder 11 in the axial direction.
  • the caulking protrusion 33 initially bites into the outer diameter side of the end surface 18 of the cylinder 11 and gradually bites into the inner diameter side. For this reason, the notch portion 20 is formed while letting surplus space generated by plastic deformation escape to the inner peripheral side of the cylinder 11.
  • the cap 12 has a cylindrical shape as a whole, a substantially cylindrical fitting portion 45 that fits the cylinder 11 inside, and a radial direction from one axial direction of the fitting portion 45. It has a stepped portion 46 projecting inward, and a substantially cylindrical tubular portion 47 having a smaller diameter than the fitting portion 45 extending from the center of the stepped portion 46 to the opposite side of the fitting portion 45.
  • the thickness of the fitting portion 45 is thicker than that of the cylinder 11 and is higher in rigidity than the cylinder 11.
  • the diameter is slightly larger than the outer peripheral surface 16 of the cylinder 11 in the order from the side opposite to the cylindrical portion 47, and the axial direction of the fitting portion 45.
  • the insertion inner peripheral surface 50 as a large diameter portion, the annular step surface 51 extending radially inward from the end portion of the insertion inner peripheral surface 50 on the tubular portion 47 side, and the outer peripheral surface 16 of the cylinder 11 are press-fitted.
  • a press-fit inner peripheral surface 52 is formed as a small-diameter portion along the axial direction of the fitting portion 45 with a small diameter.
  • the insertion inner peripheral surface 50 and the press-fitting inner peripheral surface 52 have the same center line. Even if the cylinder 11 is not press-fitted into the press-fitting inner peripheral surface 52, only the tolerance may be loosely fitted as long as the cylinder 11 and the cap 12 can be positioned in the radial direction within the design tolerance.
  • the stepped portion 46 has an annular abutting surface 55 extending radially inward from an end edge of the press-fitting inner peripheral surface 52 on the side opposite to the insertion inner peripheral surface 50, and the abutting surface 55.
  • a tapered surface 56 that tapers from the inner peripheral edge of the tapered portion 56 to the opposite side to the fitting portion 45 and an annular flat surface 57 that extends radially inward from the inner peripheral edge of the tapered surface 56 are formed.
  • the cylinder 11 is press-fitted into the press-fitting inner peripheral surface 52 of the cap 12 at the outer peripheral surface 16 until the end surface 18 abuts the abutting surface 55 of the cap 12. Press fit.
  • the cap 12 includes a contact portion 60 in which a boundary portion between the fitting portion 45 and the step portion 46, which includes the inner peripheral press-fitting inner peripheral surface 52 and the abutting surface 55, contacts the end portion side of the cylinder 11. Yes.
  • the abutting portion 21 between the notches 20 on the end side of the cylinder 11 contacts the contact portion 60 at a portion constituting the outer peripheral surface 16 and the end surface 18.
  • the cylinder 11 forms a cylindrical space 63 between the outer peripheral surface 16 and the insertion inner peripheral surface 50 of the cap 12.
  • the end portion on the outer peripheral surface 16 side of the boundary line 26 between the pair of deepest flat surfaces 24 in the notch portion 20 of the cylinder 11 has a distance from the end surface 18 that is the axial length of the press-fitted inner peripheral surface 52, that is, The distance is longer than the distance between the step surface 51 and the abutting surface 55. Therefore, in the state where the cylinder 11 is in contact with the abutting surface 55 of the cap 12 as described above, a part of the notch 20 on the outer peripheral surface 16 side of the cylinder 11 in the axial direction of the cylinder 11 is more than the step surface 51. Is also located on the insertion inner peripheral surface 50 side.
  • the insertion inner peripheral surface 50 of the cap 12 and the cutout portion 20 of the cylinder 11 overlap in the axial direction.
  • the step surface 51 and a part of the notch 20 form an opening 64 that opens into the space 63 described above.
  • the space 63 communicates with the space 65 between the notch 20 and the abutting surface 55 through the opening 64.
  • the space 63, the opening 64, and the space 65 constitute an inner circumferential space 67 and a communication path 69 of the cylinder 11 and the cap 12.
  • the communication passage 69 is a communication passage that communicates with the outside from between the outer peripheral surface 16 of the cylinder 11 and the end surface 68 on the opposite side of the tubular portion 47 of the fitting portion 45 of the cap 12.
  • the cap 12 and the cylinder 11 which are in the press-fit state in this way are further welded.
  • the welded portion 13 is formed in close contact with the outer peripheral surface 16 of the cylinder 11 and the end surface 68 of the cap 12, and such a welded portion 13 is formed over the entire circumference of the cylinder 11 and the cap 12.
  • the welding part 13 fixes the outer peripheral side of the cylinder 11 fitted to the inner peripheral side of the cap 12 and one end of the cap 12 by arc welding.
  • the above-described communication passage 69 communicates the welded portion 13 with the inner circumferential space portion 67 of the cylinder 11 and the cap 12, the gas generated in the welded portion 13 side during welding and the space portion 63 are communicated.
  • a certain expanded air (gas) passes through the communication passage 69 as a escape path and is discharged to the inner circumferential space 67 of the cylinder 11 and the cap 12.
  • the communication path 69 includes a first communication path and a second communication path.
  • the first communication path is a space 63 between the one end of the notch 20 and the welded portion 13 and between the outer peripheral surface 16 of the cylinder 11 and the inserted inner peripheral surface 50 of the cap 12.
  • the second communication path is a space 65 between the notch 20 and the abutment surface 55, and the first communication path is communicated with the cylinder 11 and the inner circumferential space 67 of the cap 12.
  • a piston (not shown) is slidably fitted inside the cylinder 11.
  • a piston rod (not shown) whose one end is fixed to the piston extends to the outside from the end of the cylinder 11 opposite to the cap 12.
  • a pipe is coupled to the cylindrical portion 47, and the piston rod is expanded and contracted by supplying and discharging from an external pump.
  • the notch portions 21 and the notch portions 20 that are in contact with the contact portion 60 of the cap 12 are alternately provided in the circumferential direction on the end side of the cylinder 11.
  • 20 forms the communication path 69 which connects the welding part 13 and the cylinder 11 and the inner peripheral space part 67 of the cap 12.
  • the gas generated on the welded part 13 side during welding is released to the inner circumferential side space 67 of the cylinder 11 and the cap 12 through the communication path 69. Therefore, since it is possible to suppress the occurrence of blowholes without providing a degassing time during welding, it is possible to perform arc welding at high speed, improve production efficiency, and maintain a good joined state. it can.
  • the pressure resistance of the cylinder 11 can be improved when the cylinder device is a high-pressure vessel.
  • the cutout portion 20 is formed by plastic deformation, no chips are generated by cutting, so that problems such as contamination can be easily avoided. Moreover, since the several notch part 20 can be processed simultaneously, productivity is good. In addition, although the notch part 20 may be formed by cutting, it is necessary to implement washing
  • the meat is released to the inner peripheral side of the cylinder 11 when the notch 20 is plastically deformed, the surplus does not interfere with the fitting with the cap 12, and it is not necessary to remove the surplus. Therefore, it is possible to reduce the manufacturing cost and avoid problems such as contamination due to the removal of surplus. Furthermore, since it is made by making the shape of the caulking tool 31 into the shape which escapes surplus to the inner peripheral side of the cylinder 11, productivity can be improved.
  • the contact portions 21 are also arranged uniformly in the circumferential direction, and the pressure balance during press-fitting is good. Therefore, the contact portion 21 can be easily press-fitted into the press-fitting inner peripheral surface 52 of the cap 12.
  • the end portion of the cylinder 11 has a chamfer 15, but the chamfer 15 may be omitted. However, if the chamfer 15 is formed, the chamfer 15 can be plastically deformed by pressing. Therefore, the pressing force when the notch 20 is formed in the cylinder 11 can be suppressed, and the processing apparatus can be downsized. it can.
  • the abutting portion 21 on the end side of the cylinder 11 is abutted against the abutting surface 55 while being press-fitted into the press-fitting inner peripheral surface 52 on the inner peripheral side of the cap 12. It may be merely press-fitted into the press-fitting inner peripheral surface 52 without being abutted against the abutting surface 55, or may be merely abutted against the abutting surface 55 without being press-fitted into the press-fitted inner peripheral surface 52. Further, if the opening 64 of the notch 20 is extended to the welded portion 13 so that the cylinder 11 and the cap 12 are loosely fitted, only the insertion inner peripheral surface 50 is provided, and the press-fitting inner peripheral surface 52 may not be provided. Further, the notch 20 may be provided on the abutting surface 55 without being provided at the end of the cylinder 11.
  • the cylinder device according to the second embodiment is, for example, a shock absorber for a vehicle.
  • 5A and 5B show the lower end thereof.
  • This shock absorber has a cylindrical metal cylinder 101, a metal cap 102 as an end member disposed on the end side of the cylinder 101, and a welded portion 103 where these are welded by arc welding. is doing.
  • An annular ring 104 for attachment to a vehicle or the like is attached to the lower end of the cap 102 by welding.
  • Oil oil is sealed in the cylinder 101.
  • a piston (not shown) provided with a damping valve for generating a damping force is slidably fitted.
  • One end of a piston rod (not shown) is connected to the piston.
  • the other end of the piston rod extends from the opposite side of the cap 102 of the cylinder 101 to the outside through a rod guide (not shown) and a seal (not shown).
  • a free piston is disposed between the piston and the cap 102, and a high-pressure gas chamber of about 30 atm is formed between the piston 102 and the cap 102.
  • the shock absorber of a monotube is comprised.
  • the cylinder 101 is a tubular body. It is effective in terms of cost to use a pipe obtained by cutting a pipe material such as a drawn steel pipe or a welded steel pipe. Further, as the cylinder 101, a pipe whose diameter is enlarged or reduced only at the end, or a deformed intermediate part can be used.
  • the metal cap 102 is manufactured by press working.
  • An end face 105 side of the cap 102 on the cylinder 101 side (upper side in FIG. 5B) is provided with a throttle portion 106 that is narrowed down to a small diameter, so that the cylinder 101 can be easily inserted.
  • a plurality of notches 107 recessed in a V shape are formed at equal intervals in the circumferential direction (specifically, eight locations). Opposing in the circumferential direction.
  • the outer peripheral surface between the adjacent notch portions 107 arranged evenly in the circumferential direction of the cap 102 serves as an abutting portion 108 that abuts on the inner peripheral surface of the cylinder 101.
  • the cylinder 101 and the cap 102 are alternately formed with contact portions 108 and notches 107 (non-contact portions) in the circumferential direction at the fitting portion.
  • the notch 107 is composed of a pair of triangular planes 111 that are continuous in the circumferential direction of the cap 102, and is inclined so as to gradually become shallower from the end face 105 in the axial direction. Therefore, the notch 107 has a V shape when viewed from the radial direction or the axial direction. Note that the notch 107 does not have to extend to the end face 105.
  • the caulking device 115 is a general-purpose press device in which a cylinder device 117 is provided on the upper portion of the base 116.
  • An attachment member 119 is fixed to the tip of the rod 118 of the cylinder device 117.
  • a guide portion 120 that is circular and guides the inner peripheral portion of the cap 102 is fixed to the lower surface of the mounting member 119 with a bolt 121.
  • An annular processing jig 122 is attached to the outer periphery of the guide portion 120 by fixing an annular holding member 124 with a bolt 123A. 123B is a positioning pin.
  • the annular processing jig 122 has a flange portion 126 provided with a bolt hole 125A into which a bolt 123A is inserted and a pin hole 125B into which a positioning pin 123B is inserted. Is formed. Eight processing projections 128 are formed on the inner peripheral surface 127 at equal intervals in the circumferential direction. A die 130 for placing the cap 102 is provided vertically below the mounting member 119.
  • the processing jig 122 is moved downward by the cylinder device 117 in a state where the cap 102 is placed on the die 120, and the notch 107 is formed in the cap 102.
  • the downward movement distance of the processing jig 122 may be controlled by controlling the stroke of the cylinder device 117, or by detecting that the upper end surface of the die 130 is in contact with the processing jig 122. Also good.
  • the cap 102 processed in this way is press-fitted into the cylinder 101, and arc welding is performed over the entire circumference of the end of the cylinder 101. Thereby, a cylinder assembly is manufactured. Thereafter, an internal machine component such as a piston is inserted, and a rod guide or the like is attached to the opening of the cylinder 101 to manufacture a cylinder device.
  • the notches 107 are welded by alternately providing the contact portions 108 and the notches 107 in contact with the cylinder 101 in the circumferential direction on the end portion side of the cap 102. 103 and a communication path that connects the cylinder 101 and the inner circumferential space 114 of the cap 102, gas generated on the welded portion 103 side during welding, that is, gas generated from molten metal, cylinder 101 and the cap 102 Even if the gas slightly remaining in the press-fitted portion expands due to the heat of welding, the gas is discharged to the inner circumferential space portion 114 through the notch portion 107. Therefore, since it is possible to suppress the occurrence of blowholes without providing a degassing time during welding, it is possible to perform arc welding at high speed, improve production efficiency, and maintain a good joined state. it can.
  • the cutout portion 107 is formed by plastic deformation, chips from cutting are not generated, so that problems such as contamination can be easily avoided.
  • the cutout 107 may be formed by cutting, it is necessary to carry out cleaning or the like so that no chips remain.
  • the bulge portion 109 is opposite to the cutout portion 107. Since the non-contact portion 110 is also formed, the area of the communication path that connects the cylinder 101 and the inner circumferential space portion 114 of the cap 102 is increased.
  • the contact portions 108 are also arranged uniformly in the circumferential direction, and the pressure balance during press-fitting is good. Therefore, the contact portion 108 can be easily press-fitted into the outer periphery of the cap 102.
  • the cap portion 102 has an aperture 106 at the end, but the aperture 106 may not be provided. However, if the narrowed portion 106 is formed, the narrowed portion 106 can be plastically deformed by pressing, so that the pressing force when the notched portion 107 is formed in the cylinder 101 can be suppressed, and the processing apparatus can be downsized. be able to.
  • the cap 102 is provided with the notch 107, but may be provided on the inner periphery of the cylinder 101.
  • the cylinder device to which the present invention is applied is not limited to the fluid pressure shock absorber and the monotube shock absorber, and can be used for a cylinder device such as a twin tube hydraulic shock absorber.
  • the present invention is effective for a cylinder device in which a high-pressure gas acts on the cap portion.
  • it is suitable for a hydraulic shock absorber with a self-leveling function used for a suspension, a cylinder device for adjusting a vehicle height, a cylinder device for a stabilizer, and the like.
  • an example of arc welding has been shown.
  • the present invention can be used for other gas welding, for example, as long as it is a welding in which blow holes are generated.
  • the cylinder device of the present invention can suppress the generation of blow holes without providing a degassing time during welding, high-speed welding is possible, production efficiency can be improved, and good bonding can be achieved. The state can be maintained.

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Abstract

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に関し、筒状のシリンダ(11)と、シリンダ(11)の端部側に配される端部部材(12)と、端部部材(12)の内周側に嵌合されたシリンダ(11)の外周側と端部部材(12)の一端とを溶接にて固定する溶接部(13)とを有し、シリンダ(11)の端部側周方向に、端部部材(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、切欠部(20)が、溶接部(13)と、シリンダ(11)または端部部材(12)の内周側空間部(67)とを連通する連通路(69)を形成する。

Description

シリンダ装置
 本発明は、シリンダ装置に関する。
 本発明は、2010年4月28日に、日本に出願された特願2010-103760号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 シリンダ装置には、筒状の外筒に端部部材を溶接して構成される形式がある(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が生じると、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、筒状の外筒と、前記外筒の端部側に嵌合される端部部材と、前記端部部材と前記外筒との嵌合部分を全周に渡って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、前記外筒または前記端部部材の前記嵌合部分の少なくとも一方には、周方向に他方と当接する当接部と切欠部とを交互に設け、前記切欠部が、前記溶接部と前記外筒の内部空間とを連通する連通路を形成する。
 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。
本発明の第1の実施形態に係るシリンダ装置を示す側断面図である。 本発明の第1の実施形態に係るシリンダ装置におけるシリンダの側断面図である。 本発明の第1の実施形態に係るシリンダ装置におけるシリンダの下面図である。 本発明の第1の実施形態に係るシリンダ装置用の加締め工具の平面図である。 本発明の第1の実施形態に係るシリンダ装置用の加締め工具の側断面図である。 本発明の第1の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。 本発明の第2の実施形態に係るシリンダ装置における上面図である。 本発明の第2の実施形態に係るシリンダ装置における側断面図である。 図5Aの部分拡大図である。 本発明の第2の実施形態に係るシリンダ装置用の加締め装置の側断面図である。 図7の加締め装置用の加締め工具の側断面図である。 図7の加締め装置用の加締め工具の下面図である。
 本発明の第1の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。
 第1の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、筒状の金属製の外筒としてのシリンダ11と、シリンダ11の端部側に配される端部部材としての金属製のキャップ12と、これらを全周に亘ってアーク溶接で溶接した溶接部13とを有している。このシリンダ11は、引抜鋼管や溶接鋼管等のパイプ材を切断したものを用いることがコストの面で有効である。また、金属製のキャップは、棒材またはパイプを切削加工することにより製造される。
 シリンダ11は、図2Aおよび図2Bに示すように、内周面14が、端部の内周側を全周に亘り面取りした面取り部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2Aの下側)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の隣り合う切欠部20の間には、それぞれ、端面18を形成する当接部21が設けられている。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からなっている。これら一対の平面24は、互いの境界線26がシリンダ11の外周面16において、端面18からシリンダ11の軸方向に最も離間する位置にあり、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、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に近づく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3Aおよび図3B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3A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上に形成されている。上記した配置円Cの直径は、図2B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む。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。そのため、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。
 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。この嵌合部45の肉厚は、シリンダ11の肉厚より厚くなっており、シリンダ11より剛性が高い。
 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の軸方向に沿う大径部としての挿通内周面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よりも圧入分だけ小径で嵌合部45の軸方向に沿う小径部としての圧入内周面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。
 なお、圧入内周面52にシリンダ11は圧入されなくとも、シリンダ11とキャップ12が設計公差内に径方向の位置決めができれば、公差分のみ遊嵌状態であってもよい。
 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。
 ここで、シリンダ11の切欠部20における最も深い一対の平面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。よって、キャップ12の挿通内周面50とシリンダ11の切欠部20は、軸方向に重複する。そのため、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および連通路69を構成している。連通路69は、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である。
 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。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の一端とをアーク溶接にて固定する。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側で発生するガスや空間部63にある膨張した空気(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。連通路69は、第1の連通路および第2の連通路を備える。第1の連通路は、切欠部20の一端と溶接部13とを連通し、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である。第2の連通路は、切欠部20と突当面55との間の空間部65であり、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。
 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。この嵌合により、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、シリンダ11のキャップ12と反対側の端部から外部に延出する。そして、筒状部47には、配管が結合され、外部のポンプから給排することによりピストンロッドを伸縮させる。
 以上に述べた第1の実施形態によれば、シリンダ11の端部側の周方向に、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。このため、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。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、高速でのアーク溶接が可能となり、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、シリンダ11の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。また、複数の切欠部20を同時に加工できるので、生産性が良い。なお、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、洗浄等を実施する必要がある。
 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。
 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を形成すれば、面取り15をプレスにより塑性変形させることができるので、切欠部20をシリンダ11に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、第1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。
 また、切欠部20の開口部64を溶接部13まで延ばし、シリンダ11とキャップ12を遊嵌状態とすれば、挿通内周面50のみを設け、圧入内周面52を設けなくともよい。
 さらに、切欠部20をシリンダ11の端部に設けずに、突当面55に設けても良い。
 次に第2の実施形態を図5Aから図8Bに示し説明する。
 第2の実施形態に係るシリンダ装置は、例えば、車両用のショックアブソーバ (shock absorber) である。図5Aおよび図5Bに、その下端部を示す。このショックアブソーバは、筒状の金属製のシリンダ101と、シリンダ101の端部側に配される端部部材としての金属製のキャップ102と、これらをアーク溶接で溶接した溶接部103とを有している。キャップ102の下端には、車両等に取り付けるための環状のリング104が溶接により取り付けられている。
 シリンダ101内には、油液が封入されている。このシリンダ101内には、減衰力を発生する減衰バルブが設けられたピストン(図示略)が摺動可能に嵌合されている。このピストンには、ピストンロッド(図示略)の一端が接続されている。ピストンロッドの他端は、シリンダ101のキャップ102の反対側からロッドガイド(図示略)、シール(図示略)を貫通して、外部に延出される。また、ピストンとキャップ102の間には、フリーピストンが配置され、キャップ102との間に30気圧程度の高圧のガス室を形成している。これにより、モノチューブのショックアブソーバを構成している。
 シリンダ101は、管体である。この管体は、引抜鋼管や溶接鋼管等のパイプ材を切断したものを用いることがコスト的に有効である。また、シリンダ101として端部のみ拡径または縮径したパイプや、中間部を変形加工したものを用いることも出来る。
 金属製のキャップ102は、プレス加工で製造される。
 キャップ102のシリンダ101側(図5Bの上側)の端面105側は、小径に絞り込まれた絞り部106が設けられており、シリンダ101を挿入しやすい形状となっている。
 キャップ102の端面105側の外周には、V字に凹む切欠部107が周方向に等間隔で複数カ所(具体的には8カ所)形成され、切欠部107のそれぞれのV字の頂点が内周方向に対向している。このようにキャップ102の周方向に均等に配置された隣り合う切欠部107間の外周面は、シリンダ101の内周面と当接する当接部108となる。
 よって、シリンダ101とキャップ102は、その嵌合部分において、周方向に当接部108と切欠部107(非当接部)が交互に形成される。
 なお、図6に示すように、切欠部107の周方向両側は、切欠部107を加締め加工により成形した際に、その部分の肉が径方向外側に膨らむ膨らみ部109が形成される。この結果、シリンダ101にキャップ102を嵌合した際に、キャップ102の剛性がシリンダ101より高いため、シリンダ101が僅かに変形し、膨らみ部109の周方向の切欠部107と反対側にも非当接部110が形成される。よって、当接部108の周方向両端は僅かな非当接部110となっている。
 なお、シリンダ101とキャップ102の剛性や切欠部107を形成する際の加工方法によって、非当接部110を生じさせないことも可能である。
 切欠部107は、キャップ102の円周方向に連続する一対の三角形の平面111からなっており、端面105から軸方向に離れるに従い徐々浅くなるように傾斜している。よって、切欠部107は、径方向から見ても、軸方向から見てもV字状をなしている。
 なお、切欠部107は、端面105まで延ばさなくてもよい。
 次に、前記シリンダ装置の製造方法及び製造装置について、説明する。
 先ず、キャップ102をプレス加工により形成し、下端にリング104を溶接する。次に
複数の切欠部107を成形する工程では、図7に示す加締め装置115を用いる。
 加締め装置115は、ベース116の上部にシリンダ装置117が設けられた汎用的なプレス装置である。
 シリンダ装置117のロッド118の先端には、取付部材119が固定されている。取付部材119の下面には、円形でキャップ102の内周部をガイドするガイド部120がボルト121により固定されている。また、ガイド部120の外周には、環状の加工治具122が、環状の抑え部材124をボルト123Aで固定することで取り付けられている。123Bは、位置決めピンである。
 環状の加工治具122は、図8Aおよび図8Bに示すように、その周囲にボルト123Aが挿入されるボルト穴125Aと、位置決めピン123Bが挿入されるピン穴125Bが設けられたフランジ部126が形成されている。内周面127には、周方向等間隔に加工突起128が8個形成されている。
 取付部材119の鉛直下方には、キャップ102を載せるダイ130が設けられている。
 この加締め装置115は、ダイ120にキャップ102を載せた状態で、シリンダ装置117により加工治具122を下方に移動させ、キャップ102に切欠部107を形成する。加工治具122の下方への移動距離は、シリンダ装置117のストロークを制御してもよく、また、ダイ130の上端面と加工治具122とが接触したことを検知することで、制御してもよい。
 このように加工されたキャップ102をシリンダ101内に圧入し、シリンダ101の端部の全周に亘り、アーク溶接を行う。これにより、シリンダアッシを製造する。
 その後、ピストン等の内機部品を挿入し、シリンダ101の開口にロッドガイド等を取り付けることで、シリンダ装置が製造される。
 以上に述べた第2の実施形態によれば、キャップ102の端部側の周方向に、シリンダ101と接する当接部108と切欠部107とを交互に設けることで、切欠部107が溶接部103と、シリンダ101およびキャップ102の内周側空間部114とを連通する連通路となるため、溶接時に溶接部103側で発生するガス、すなわち、溶けた金属から発するガスやシリンダ101とキャップ102の圧入部に僅かに残るガスが溶接の熱により膨張しても、この切欠部107を介して内周側空間部114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、高速でのアーク溶接が可能となり、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、切欠部107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107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、洗浄等を実施する必要がある。
 また、図6に示すように、切欠部107を加締めた際にその部分の肉が径方向外側に盛り上がって膨らみ部109が形成された場合は、膨らみ部109の切欠部107と反対側にも非当接部110が形成されるので、シリンダ101およびキャップ102の内周側空間部114とを連通する連通路の面積が増加される。
 切欠部107が周方向に均等に配置されているため、当接部108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108を容易にキャップ102の外周に圧入できる。
 また、第2の実施形態では、キャップ102の端部に絞り部106を有する形状としたが、絞り部106はなくてもよい。しかし、絞り部106を形成すれば、絞り部106をプレスにより塑性変形させることができるので、切欠部107をシリンダ101に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、第2の実施形態では、キャップ102に切欠部107を設けたが、シリンダ101の内周に設けても良い。
 なお、本発明を適用するシリンダ装置は、上記流体圧緩衝器やモノチューブショックアブソーバに限らず、ツインチューブの油圧緩衝器等のシリンダ装置に用いることができる。特に、キャップ部分に高圧のガスが作用するタイプのシリンダ装置に本発明は有効である。例えば、サスペンションに用いられるセルフレベリング機能付き油圧緩衝器や、車高調整用のシリンダ装置や、スタビライザ(stabilizer)用シリンダ装置等に好的である。
 なお、上記各実施の形態では、アーク溶接の例を示したが、本発明は、ブローホールが発生する溶接であれば、例えば他のガス溶接等にも利用可能である。
 本発明のシリンダ装置は、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、高速での溶接が可能となり、生産効率を向上することができると共に、良好な接合状態を維持することができる。
 11 シリンダ(外筒) 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 (9)

  1.  筒状の外筒と、
     前記外筒の端部側に嵌合される端部部材と、
     前記端部部材と前記外筒との嵌合部分を全周に亘って溶接によって固定する溶接部とを有するシリンダ装置であって、
     前記外筒または前記端部部材の前記嵌合部分の少なくとも一方には、周方向に他方と当接する当接部と切欠部とを交互に設け、
     前記切欠部が、前記溶接部と前記外筒の内部空間とを連通する連通路を形成するシリンダ装置。
  2. 前記端部部材は筒状の嵌合部を有し、前記嵌合部の内周側に前記外筒を嵌合させた請求項1に記載のシリンダ装置。
  3. 前記外筒の端部に前記切欠部を形成した請求項2に記載のシリンダ装置。
  4.  前記端部部材の前記嵌合部には、その開口端側に前記外筒との間に隙間を形成する大径部と、底部側に前記外筒との径方向の位置決めを行う小径部とを有する請求項3に記載のシリンダ装置。
  5.  前記端部部材の大径部と前記外筒の前記切欠部は、軸方向に重複している請求項4に記載のシリンダ装置。
  6. 前記端部部材は筒状の嵌合部を有し、前記嵌合部の外周側に前記外筒を嵌合させた請求項1に記載のシリンダ装置。
  7. 前記端部部材の前記嵌合部の外周囲に前記切欠部を形成した請求項6に記載のシリンダ装置。
  8. 前記切欠部は、前記嵌合部の前記開口端まで延びるように形成した請求項7に記載のシリンダ装置。
  9.  前記切欠部は、塑性変形により形成される請求項1乃至8に記載のシリンダ装置。
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