WO2017146085A1

WO2017146085A1 - シリンダ装置

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Publication number: WO2017146085A1
Application number: PCT/JP2017/006534
Authority: WO
Inventors: 雄治中山; 裕一小林; 泰司上野
Original assignee: 日立オートモティブシステムズ株式会社
Priority date: 2016-02-24
Filing date: 2017-02-22
Publication date: 2017-08-31
Also published as: JP2019070392A

Abstract

部品点数を増大することなく、熱膨張差によるロッドガイドの緩みを防止し、組立作業性を向上できるようにする。　シリンダ装置は、作動流体が封入される内筒と；内筒よりも外周側に配置された外筒であって、該外筒と該内筒との間にリザーバを形成する外筒と；内筒内に摺動可能に挿入されるピストンと；内筒の一端に形成された一端開口部に挿入される筒状のロッドガイドと；ピストンに連結される一端と、ロッドガイド内に挿入される他端と、を有し、前記内筒の外部へ延出するピストンロッドとを備える。内筒には、ピストンが該内筒上を摺動する範囲を除いた位置に、軸方向に弾性的にたわみ変形することが可能なたわみ変形部が一体的に形成される。

Description

シリンダ装置

　本発明は、例えば４輪自動車等の車両に搭載され、車両の振動を緩衝するのに好適に用いられるシリンダ装置に関する。

　自動車等の車両に設けられるシリンダ装置としての油圧緩衝器は、二重筒構造をなす内筒と外筒を有し、前記内筒内には、ピストンが嵌装されている。また、内筒の一端開口部には、外筒の一端開口部側を径方向の内向きにかしめることにより、筒状のロッドガイドが設けられている。さらに、ロッドガイドには、ピストンロッドが挿通され、その他端はピストンに連結されている。

　昨今の自動車は、二酸化炭素の排出量を削減するために燃料消費率の向上が望まれている。これに伴い、自動車メーカでは、車体を軽量化して燃料消費率の向上を図っている。このために、自動車に搭載される油圧緩衝器についても、軽量化が望まれている。

　油圧緩衝器を軽量化するためには、内筒を鉄鋼材によって形成し、外筒を軽量なアルミニウム合金によって形成することが考えられる。しかし、鉄鋼材とアルミニウム合金とでは、鉄鋼材よりもアルミニウム合金の方が熱膨張係数が高くなっている。即ち、油圧緩衝器の温度が上昇すると、鉄鋼材からなる内筒よりもアルミニウム合金からなる外筒の方が大きく熱膨張することになる。この結果、内筒の一端開口部と外筒のかしめ部との間に挟まれたロッドガイドは、緩んでがたつく虞がある。そこで、内筒と外筒を異種金属で形成した油圧緩衝器には、ロッドガイドの緩みを防止するために、内筒とロッドガイドとの間に、軸方向に負荷を与えた状態で皿ばねを配置したものがある（例えば、特許文献１参照）。

米国特許第５４４１１３２号明細書

　特許文献１に記載された油圧緩衝器は、内筒と外筒との間に挟まれたロッドガイドが緩まないように、内筒とロッドガイドとの間に別部材からなる皿ばねを配置している。従って、油圧緩衝器を構成する部品点数が増大するから、組立作業性が悪くなるという問題がある。

　本発明の目的は、部品点数を増大することなく、熱膨張差によるロッドガイドの緩みを防止でき、組立作業性を向上できるようにしたシリンダ装置を提供することにある。

　本発明の一実施形態によるシリンダ装置は、作動流体が封入される内筒と、前記内筒の外周側に配置され該内筒との間にリザーバを形成する外筒と、前記内筒内に摺動可能に嵌装されるピストンと、前記内筒の一端開口部に挿入されて設けられる筒状のロッドガイドと、軸方向の一端側が前記ピストンに連結され他端側が前記ロッドガイドに挿通されて前記内筒の外部へ延ばされるピストンロッドと、を備えてなるシリンダ装置であって、前記内筒には、前記ピストンが摺動する範囲を除いた位置に、軸方向に弾性的にたわみ変形が可能なたわみ変形部を一体に形成したことを特徴としている。作動流体が封入される内筒と、内筒よりも外周側に配置された外筒であって、外筒と内筒との間にリザーバを形成する外筒と、内筒内に摺動可能に挿入されるピストンと、内筒の一端に形成された一端開口部に挿入される筒状のロッドガイドとを備える。シリンダ装置は、さらに、前記ピストンに連結される一端と、前記ロッドガイド内に挿入される他端と、を有するピストンロッドを備える。ピストンロッドは、内筒の外部へ延出する。内筒には、ピストンが内筒上を摺動する範囲を除いた位置に、軸方向に弾性的にたわみ変形することが可能なたわみ変形部が一体的に形成される。

　本発明の一実施形態によれば、部品点数を増大することなく、熱膨張差によるロッドガイドの緩みを防止でき、組立作業性を向上することができる。

本発明の第１の実施の形態による油圧緩衝器を示す断面図である。図１中の内筒の上側部分とロッドガイドを拡大して示す断面図である。内筒と外筒の材質および熱膨張に関する特性を表示した説明図である。一側拡径部の突出寸法と変形寸法との関係を示す特性線図である。本発明の第２の実施の形態による一側拡径部を備えた内筒とロッドガイドを図２と同様位置から見た断面図である。一側拡径部の角度と変形寸法との関係を示す特性線図である。

　以下、本発明の実施の形態では、シリンダ装置の代表例として油圧緩衝器を例に挙げ、添付図面に従って詳細に説明する。

　図１ないし図４は本発明の第１の実施の形態を示している。図１において、油圧緩衝器１は、シリンダ装置の代表例を構成するものである。油圧緩衝器１は、後述の内筒２、外筒３、ピストン５、ロッドガイド６、ピストンロッド８、一側拡径部１４、他側拡径部１５を含んで構成されている。

　内筒２は、シリンダを構成するもので、後述の外筒３内に同軸をなして（同心円上に）設けられている。図３に示すように、内筒２は、例えば、円筒状の鉄鋼材料によって形成されている。内筒２は、軸方向の上側に位置する一端開口部２Ａが後述のロッドガイド６に嵌合されている。一方、内筒２の軸方向の下側に位置する他端開口部２Ｂは、後述のボトムバルブ１０に嵌合されている。

　ここで、内筒２の一端開口部２Ａ側は、後述する一側拡径部１４よりも軸方向の端部側、即ち、内筒２の上側位置が円筒部としての一側円筒部２Ｃとなっている。この一側円筒部２Ｃは、例えば軸方向寸法が４ｍｍ程度に設定され、ロッドガイド６に嵌合する円筒部として形成されている。一側円筒部２Ｃは、軸方向に沿って一定の内径および外径を有している。一方、内筒２の他端開口部２Ｂ側は、後述する他側拡径部１５よりも軸方向の端部側、即ち、内筒２の下側位置が、一側円筒部２Ｃと同様な円筒部からなる他側円筒部２Ｄとなっている。他側円筒部２Ｄは、軸方向に沿って一定の内径および外径を有している。さらに、内筒２は、一側拡径部１４を挟んで一側円筒部２Ｃと反対側、他側拡径部１５を挟んで他側円筒部２Ｄと反対側、即ち、一側拡径部１４と他側拡径部１５との間が他の円筒部としての中間円筒部２Ｅとなっている。なお、各円筒部２Ｃ，２Ｄの軸方向寸法は、４ｍｍに限らず、油圧緩衝器１の大きさ、仕様によって適宜に設定されるものである。また、内筒２の厚さ寸法は、本実施の形態では１ｍｍに設定されている。しかし、内筒２の厚さ寸法は、油圧緩衝器１の大きさ、仕様によって適宜に設定されるものであり、例えば１ｍｍから１．６ｍｍ程度に設定される。

　内筒２の中間円筒部２Ｅは、その内周面に後述のピストン５が摺動可能に嵌装されている。この場合、内筒２内でピストン５が移動可能な上限位置は、ピストンロッド８に設けたストッパ９がロッドガイド６に当接する位置となっている。一方、内筒２内でピストン５が移動可能な下限位置は、ピストンロッド８の突出側（上側）に設けられたバンプラバーが外筒３の上部に設けられたバンプラバー受（いずれも図示せず）に当接する位置となっている。即ち、ピストン５の摺動範囲は、前述した上限位置と下限位置との間に設定されている。

　そして、内筒２には、ピストン５の摺動範囲から外れた位置に、後述の各拡径部１４，１５が形成されている。さらに、自由状態での内筒２の軸方向の長さ寸法は、外筒３が大きく熱膨張した場合でも、内筒２と外筒３との間にロッドガイド６等を確実に保持できる寸法に設定されている。即ち、内筒２は、軸方向に圧縮荷重が掛けられることにより、内筒２と外筒３との熱膨張差の分だけ縮められた状態で外筒３内に配設されている。

　外筒３は、前記内筒２の外周側に配置され、該内筒２との間にリザーバ室Ａを形成するものである。外筒３は、円筒体として形成され、軸方向の一端側（上端側）が開口し、他端側（下端側）がボトムキャップ３Ａによって閉塞されている。このボトムキャップ３Ａの下部には、例えば車両の車輪側に取付けられる取付アイ４が固着されている。

　外筒３の開口端側には、径方向内側に屈曲してかしめ部３Ｂが設けられ、該かしめ部３Ｂは、内筒２の一端開口部２Ａとの間で、後述するロッドガイド６、シール部材７等を挟んで固定（保持）している。

　ここで、外筒３のかしめ部３Ｂは、外筒３の開口端側を径方向内側に倒すように絞り込む加工方法を用いてかしめ加工されている。このかしめ加工では、ロッドガイド６等を内筒２に向けて押し込んだ状態、即ち、内筒２に対し、予め設定された軸方向の負荷（例えば、７．８～２０ｋＮ）を付与した状態でかしめ部３Ｂを形成している。

　内筒２と外筒３との間には、環状のリザーバ室Ａが形成され、このリザーバ室Ａ内には、作動流体と共にガスが封入されている。このガスは、大気圧状態の空気であってもよく、また圧縮された窒素ガス等の気体を用いてもよい。リザーバ室Ａ内のガスは、後述のピストンロッド８の縮小（縮み行程）時に当該ピストンロッド８の進入体積分を補償すべく圧縮される。

　ピストン５は、内筒２内に摺動可能に嵌装されている。このピストン５は、内筒２内をロッド側油室Ｂとボトム側油室Ｃとの２室に区画している。ピストン５には、ロッド側油室Ｂとボトム側油室Ｃとを連通可能とする油路５Ａ，５Ｂがそれぞれ複数個、周方向に離間して形成されている（それぞれ１本のみ図示）。

　ここで、ピストン５の下端面には、伸長側のディスクバルブ５Ｃが設けられている。この伸長側のディスクバルブ５Ｃは、ピストンロッド８の伸長行程でピストン５が上向きに摺動変位するときに、油路５Ａを流通する作動流体に抵抗を与えるものである。一方、ピストン５の上端面には、縮小側のディスクバルブ５Ｄが設けられている。この縮小側のディスクバルブ５Ｄは、ピストンロッド８の縮小行程でピストン５が下向きに摺動変位するときに、油路５Ｂを流通する作動流体に抵抗を与えるものである。

　ロッドガイド６は、内筒２の一端開口部２Ａに挿入されて設けられている。具体的には、ロッドガイド６は、内筒２の一端開口部２Ａ上に配設された状態で、外筒３の開口側にかしめ部３Ｂを設けることにより、内筒２の一端開口部２Ａと外筒３のかしめ部３Ｂとの間で軸方向に固定されている。

　ロッドガイド６は、上側に位置して外筒３の内周側に挿嵌される大径部６Ａと、該大径部６Ａの下側に位置して内筒２の一側円筒部２Ｃ内に挿嵌される小径部６Ｂとにより段付円筒体として形成されている。小径部６Ｂの内周側は、後述のピストンロッド８を軸方向に摺動可能に案内するガイド部６Ｃとなっている。これにより、ロッドガイド６は、内筒２と外筒３の上側部分を同軸位置に位置決めしている。

　小径部６Ｂの外周面６Ｂ１には、内筒２の一側円筒部２Ｃが一端開口部２Ａ側から外嵌される。この場合、内筒２の一側円筒部２Ｃは、一端開口部２Ａが大径部６Ａの下面６Ａ１に当接することにより、このロッドガイド６を下側から保持することができる。

　シール部材７は、外筒３とピストンロッド８との間を覆うようにロッドガイド６の上側に設けられている。シール部材７は、内部の作動流体が外部に流出しないように、また外部の塵埃、雨水等が内部に流入しないように、外筒３とピストンロッド８との間を封止するものである。シール部材７は、その外周側がロッドガイド６と一緒に外筒３のかしめ部３Ｂによってかしめ固定されている。

　ピストンロッド８は、軸方向の一端側となる下側がピストン５に連結され、他端側となる上側がロッドガイド６のガイド部６Ｃに挿通されて内筒２の外部へ延びている。ピストンロッド８の他端部は、例えば自動車の車体側に取付けられるねじ部８Ａとなっている。ここで、ピストンロッド８には、内筒２内でピストン５の上側に位置してストッパ（リバウンドストッパ）９が取付けられている。このストッパ９は、ピストンロッド８が大きく伸長したときにロッドガイド６に当接することにより、それ以上の伸長を規制するものである。

　ボトムバルブ１０は、ボトム部材を構成するもので、内筒２の他端開口部２Ｂと外筒３のボトムキャップ３Ａとの間に設けられている。ボトムバルブ１０は、内筒２とボトムキャップ３Ａとの間でリザーバ室Ａとボトム側油室Ｃとを画成するバルブボディ１１と、該バルブボディ１１の下面側に設けられた縮小側のディスクバルブ１２と、バルブボディ１１の上面側に設けられた伸び側の逆止弁１３とにより構成されている。

　バルブボディ１１は、下側に位置してボトムキャップ３Ａ内に同軸に配置された大径な円筒体からなる大径部１１Ａと、該大径部１１Ａの上側に位置して内筒２の他側円筒部２Ｄ内に挿嵌される小径部１１Ｂとにより段付円筒体として形成されている。バルブボディ１１には、リザーバ室Ａとボトム側油室Ｃとを連通可能とする油路１１Ｃ，１１Ｄが形成されている。

　小径部１１Ｂの外周面１１Ｂ１には、内筒２の他側円筒部２Ｄが他端開口部２Ｂ側から外嵌される。この場合、内筒２の他側円筒部２Ｄは、他端開口部２Ｂが大径部１１Ａの上面１１Ａ１に当接することにより、バルブボディ１１上に保持された状態となる。

　縮小側のディスクバルブ１２は、ピストンロッド８の縮小行程でピストン５が下向きに摺動変位するときに、ボトム側油室Ｃ内の圧力がリリーフ設定圧を越えると開弁し、このときのボトム側油室Ｃ内の圧力を油路１１Ｃを介してリザーバ室Ａ側にリリーフする。

　伸び側の逆止弁１３は、ピストンロッド８の伸長行程でピストン５が上向きに摺動変位するときに開弁し、これ以外のときには閉弁する。この逆止弁１３は、リザーバ室Ａ内の油液がボトム側油室Ｃに向けて油路１１Ｄ内を流通するのを許し、これとは逆向きに油液が流れるのを阻止するものである。

　次に、本発明の特徴部分となる一側拡径部１４、他側拡径部１５の構成について詳細に述べる。

　一側拡径部１４は、軸方向に弾性的にたわみ変形が可能なたわみ変形部を構成するもので、内筒２と一体に形成されている。一側拡径部１４は、内筒２の一端開口部２Ａ側の一部を全周に亘って径方向の外側に弾性変形可能に折り曲げて形成される拡径部である。この場合、一側拡径部１４は、内筒２の内周面に回転するローラを押付けることにより、内筒２の一部を拡径させるローリング加工、ビーディング加工と呼ばれる加工方法を用いて形成されている。

　一側拡径部１４は、ロッドガイド６の近傍となる内筒２の一端開口部２Ａ側に内筒２と連続（接続）して形成されている。具体的には、一側拡径部１４は、内筒２のうち、ピストン５が摺動する範囲を除いた位置、即ち、内筒２の一側円筒部２Ｃと中間円筒部２Ｅとの間に設けられている。

　図２に示すように、一側拡径部１４は、内筒２の一側円筒部２Ｃの下端からテーパ状に拡径した第１のテーパ面１４Ａと、該第１のテーパ面１４Ａの周縁部、即ち、頂部１４Ｂから逆テーパ状に縮径して内筒２の中間円筒部２Ｅの上端に達した第２のテーパ面１４Ｃとにより形成されている。これにより、一側拡径部１４は、縦断面で略三角形状に突出して形成されている。

　ここで、一側拡径部１４に関する各部の寸法について、一般的な油圧緩衝器の各部の寸法に基づいた場合の一例を述べる。

　まず、本実施の形態では、内筒２の材料として鉄鋼材料を用いている。具体的な材料の一例を述べると、図３に示すように、内筒２は、機械構造用炭素鋼鋼管（ＳＴＫＭ１２Ｂ－ＥＣ）によって形成されている。内筒２は、その全長が２０℃で３３２ｍｍに形成されている。この場合、機械構造用炭素鋼鋼管は、熱膨張係数が１１．７×１０－６／℃となっているから、内筒２が温度上昇し、例えば１２０℃まで高温になると、その全長が３３２．３８８ｍｍとなり、０．３８８ｍｍ伸びることになる。

　機械構造用炭素鋼鋼管からなる内筒２の一部として形成された一側拡径部１４は、内筒２に対する角度αが約４５度となるように傾斜している。また、一側拡径部１４の径方向の突出寸法（折り曲げによって形成された溝部の深さ寸法）ａは、２ｍｍ以上に設定されている。これは、図４に示す特性線１６のように、一側拡径部１４の径方向の突出寸法ａは、約２ｍｍを超える辺りから、内筒２の軸方向の変形寸法が急激に大きくなるためである。例えば、一側拡径部１４は、内筒２の軸方向に約２０ｋＮの圧縮荷重を加えたときに、０．１ｍｍ以上の大きな変形寸法を得ることができる。

　さらに、一側拡径部１４は、当該一側拡径部１４が軸方向に最も縮小した場合でも、ロッドガイド６の小径部６Ｂの外周面６Ｂ１、即ち、下面６Ｂ２から内筒２の中間円筒部２Ｅが離間する位置に配置されている。これにより、ロッドガイド６と中間円筒部２Ｅとの接触による摩耗や損傷、異音の発生等を防止することができる。

　他側拡径部１５は、一側拡径部１４と共にたわみ変形を構成するもので、内筒２と一体に形成されている。他側拡径部１５は、ボトムバルブ１０の近傍となる内筒２の他端開口部２Ｂ側に内筒２と連続（接続）して形成されている。他側拡径部１５は、内筒２の他側円筒部２Ｄと中間円筒部２Ｅとの間に設けられている。

　図１に示すように、他側拡径部１５は、一側拡径部１４と同様に、第１のテーパ面１５Ａ、頂部１５Ｂ、第２のテーパ面１５Ｃからなり、各部の寸法はほぼ同一となっている。さらに、他側拡径部１５は、当該他側拡径部１５が軸方向に最も縮小した場合でも、ボトムバルブ１０の小径部１１Ｂの外周面１１Ｂ１から内筒２の中間円筒部２Ｅが離間する位置に配置されている。

　次に、油圧緩衝器１の組立手順の一部である外筒３による固定作業について説明する。

　外筒３内に内筒２を挿入し、内筒２の他側円筒部２Ｄをボトムバルブ１０のバルブボディ１１の小径部１１Ｂに嵌合する。この状態で、ピストン５等が取付けられたピストンロッド８を一端開口部２Ａ側から挿入する。このときに、一側拡径部１４は、径方向の外側に突出して形成しているから、ピストン５の挿入に邪魔になることはない。

　内筒２内にピストン５、ピストンロッド８等を挿入したら、ロッドガイド６、シール部材７をピストンロッド８の外周側に配置し、ロッドガイド６等を内筒２、外筒３側に移動させる。これにより、ロッドガイド６の小径部６Ｂを内筒２の一側円筒部２Ｃに挿入し、大径部６Ａを外筒３内に挿入した後、外筒３のかしめ部３Ｂによってロッドガイド６、シール部材７を内筒２と外筒３との間に固定する。

　上述したかしめ加工時には、ロッドガイド６等を内筒２に向けて押し込むことにより、一側拡径部１４と他側拡径部１５を縮み側に弾性変形させ、内筒２と外筒３との熱膨張差を、各拡径部１４，１５によって吸収するようにしている。

　第１の実施の形態による油圧緩衝器１は、上述の如き構成を有するもので、次に、その作動について説明する。

　ピストンロッド８のねじ部８Ａを自動車の車体側に取付け、外筒３の取付アイ４を車軸（いずれも図示せず）側に取付ける。これにより、自動車の走行時に振動が発生した場合には、ピストンロッド８が内筒２、外筒３から軸方向に縮小、伸長するときに、ピストン５の各ディスクバルブ５Ｃ，５Ｄによって縮小側、伸長側の減衰力が発生され、車両の上，下振動を減衰するように緩衝することができる。

　ここで、図３に示すように、油圧緩衝器１を構成する内筒２は、前述したように機械構造用炭素鋼鋼管（ＳＴＫＭ１２Ｂ－ＥＣ）によって形成されている。一方、外筒３は、例えばアルミニウム合金（ＪＩＳ６０６１）によって形成されている。このアルミニウム合金は、熱膨張係数が２３×１０－６／℃となっており、外筒３は、その全長が２０℃で３５１ｍｍに形成され、１２０℃では、全長が３５１．８０７ｍｍまで伸びる。従って、外筒３は、０．８０７ｍｍ伸びることになり、内筒２よりも０．４１９ｍｍ大きく伸びることになる。

　ここで、油圧緩衝器１は、エンジン、ブレーキ等の熱、ピストン５の摩擦熱等によって温度上昇する。本実施の形態では、油圧緩衝器１を軽量化するために、内筒２を機械構造用炭素鋼鋼管によって形成し、外筒３をアルミニウム合金によって形成している。この場合、機械構造用炭素鋼鋼管よりもアルミニウム合金の方が熱膨張係数が高くなっているから、油圧緩衝器１の温度が上昇すると、内筒２よりも外筒３の方が大きく熱膨張（軸方向に伸長）することになる。従って、内筒２の一端開口部２Ａと外筒３のかしめ部３Ｂとの間隔が広がることになるから、内筒２と外筒３との間に挟まれたロッドガイド６、シール部材７は、緩んでがたつく虞がある。

　そこで、従来技術として述べた特許文献１によるものでは、内筒とロッドガイドとの間に２枚の皿ばねを対面して配置している。各皿ばねは、組立時に弾性変形させた状態で組付けることにより、熱膨張によって内筒と外筒との間に生じる間隔の広がりを吸収し、ロッドガイドの緩みを防止することができる。この特許文献１では、別部材からなる皿ばねを内筒とロッドガイドとの間に組付けているから、部品点数が増大して組立作業性が低下してしまう。

　然るに、本実施の形態によれば、内筒２には、ピストン５が摺動する範囲を除いた位置に、軸方向に弾性的にたわみ変形が可能なたわみ変形部としての一側拡径部１４、他側拡径部１５を一体に形成している。

　従って、各拡径部１４，１５は、組立時に内筒２を軸方向に弾性的にたわみ変形させた状態で組付けることにより、熱膨張によって内筒２と外筒３との間に生じる間隔の広がりを吸収でき、ロッドガイド６等の緩みを防止することができる。

　特に、本実施の形態では、一側拡径部１４と他側拡径部１５を内筒２と一体に形成している。この結果、部品点数が増大することもなく、油圧緩衝器１を組立てることができ、組立作業性を向上することができる。

　一側拡径部１４と他側拡径部１５は、ピストン５が摺動する範囲を除いた位置に設けているから、各拡径部１４，１５によってピストン５の動作を妨げることがなく、このピストン５を円滑に動作させることができる。しかも、内筒２の一端開口部２Ａ側に一側拡径部１４を設け、他端開口部２Ｂ側に他側拡径部１５を設ける構成としているから、２個の拡径部１４，１５によって大きな変形寸法を得ることができる。

　一方で、内筒２の軸方向の両端に一側拡径部１４と他側拡径部１５を配置した構成では、内筒２の軸方向の片方に２個の拡径部１４，１５を設けた場合に比較し、応力の集中を防止でき、ピストン５の摺動範囲を広く確保することができる。

　たわみ変形部として一側拡径部１４と他側拡径部１５は、内筒２の一部を径方向の外側に弾性変形可能に折り曲げて形成している。これにより、各拡径部１４，１５に邪魔されることなく内筒２内にピストン５を挿入することができる。しかも、各拡径部１４，１５は、ローリング加工、ビーディング加工と呼ばれるローラを用いた加工方法で形成することができるから、高価な金型等を用いることなく、安価に形成することができる。また、内筒２の一部を径方向の外側に折り曲げて形成した各拡径部１４，１５は、折り曲げる角度、深さ寸法（突出寸法）等を適宜に設定することにより、所望の変形寸法を容易に得ることができる。

　一側拡径部１４は、ロッドガイド６の近傍となる内筒２の一端開口部２Ａ側に形成している。これにより、ピストンロッド８が伸長してピストン５が移動した場合でも、一側拡径部１４がピストン５に干渉するのを防止することができる。

　また、他側拡径部１５は、ボトムバルブ１０の近傍となる内筒２の他端開口部２Ｂ側に形成されている。これにより、ピストンロッド８が縮小してピストン５が移動した場合でも、他側拡径部１５がピストン５に干渉するのを防止することができる。

　内筒２の一端開口部２Ａには、ロッドガイド６の小径部６Ｂに嵌合する一側円筒部２Ｃを有しているから、一側拡径部１４を、一端開口部２Ａから距離をもった位置に一側円筒部２Ｃに接続して形成することができる。これにより、内筒２の一部を押出す（張出す）ローリング加工、ビーディング加工によって一側拡径部１４を加工する場合でも、形状を安定させることができ、寸法精度、耐久性等を向上することができる。これにより、一側拡径部１４をロッドガイド６に対して正確かつ容易に取付けることができ、生産性や信頼性を向上することができる。一方、他側拡径部１５も、一側拡径部１４と同様に、他端開口部２Ｂから距離をもった位置に他側円筒部２Ｄに接続して形成することができ、寸法精度、耐久性、生産性、信頼性等を向上することができる。

　さらに、内筒２は、各拡径部１４，１５よりも軸方向の端部側に位置して各円筒部２Ｃ，２Ｄを有すると共に、前記各拡径部１４，１５を挟んで各円筒部２Ｃ，２Ｄと反対側に他の円筒部としての中間円筒部２Ｅを有している。この上で、中間円筒部２Ｅは、ロッドガイド６およびボトムバルブ１０から離間した位置に配置している。これにより、ロッドガイド６、ボトムバルブ１０と中間円筒部２Ｅとが接触して摩耗や損傷するのを防止できるから、摩耗粉等の異物の発生を抑制して耐久性等を向上することができる。また、ロッドガイド６、ボトムバルブ１０と中間円筒部２Ｅとの接触による異音の発生を防止することができる。

　次に、図５および図６は本発明の第２の実施の形態を示している。本実施の形態の特徴は、たわみ変形部を内筒の一端開口部を径方向の外側に斜めに折り曲げた鍔状体として形成したことにある。なお、本実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成要素に同一符号を付し、その説明を省略するものとする。

　図５において、第２の実施の形態による内筒２１は、第１の実施の形態による内筒２とほぼ同様に、円筒状の鉄鋼材料、例えば、機械構造用炭素鋼鋼管（ＳＴＫＭ１２Ｂ－ＥＣ）によって形成されている。また、内筒２１は、軸方向の上側に位置する一端開口部２１Ａ側がロッドガイド６の小径部６Ｂに嵌合されている。しかし、第２の実施の形態による内筒２１は、一端開口部２１Ａに後述の一側拡径部２２が形成されている点で、第１の実施の形態による内筒２と相違している。

　一側拡径部２２は、軸方向に弾性的にたわみ変形が可能なたわみ変形部を構成している。一側拡径部２２は、内筒２１の一端開口部２１Ａを径方向の外側に斜めに折り曲げた鍔状体（フレア状体）として形成されている。

　一側拡径部２２に関する各部の寸法について述べると、一側拡径部２２は、内筒２１から径方向に延びた突出寸法ｃが約３ｍｍに設定されている。この上で、図６に示す特性線２３のように、内筒２１に対する角度βは、６０度を切る辺りから、内筒２１の軸方向の変形寸法が大きくなるため、６０度程度に設定されている。

　かくして、このように構成された第２の実施の形態においても、前述した第１の実施の形態とほぼ同様の作用、効果を得ることができる。特に、第２の実施の形態によれば、一側拡径部２２は、内筒２１の一端開口部２１Ａを径方向の外側に折り曲げるだけで容易に形成することができる。

　なお、第１の実施の形態では、内筒２の両端側に一側拡径部１４と他側拡径部１５を設けた場合を例に挙げて説明している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、内筒２に対し、一側拡径部１４と他側拡径部１５のいずれか一方だけを設ける構成としてもよい。

　第１の実施の形態では、一側拡径部１４と他側拡径部１５は、縦断面で略三角形状に突出して形成した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば、拡径部を縦断面で半円弧形状、四角形状等の他の形状をしてもよい。

　第１の実施の形態では、一側拡径部１４を、第１のテーパ面１４Ａがロッドガイド６の小径部６Ｂの外周面６Ｂ１から離間した位置に配置した場合を例示している。しかし、本発明はこれに限らず、例えば、ロッドガイド６と中間円筒部２Ｅとが接触しなければ、一側拡径部１４を、第１のテーパ面１４Ａがロッドガイド６の小径部６Ｂの外周面６Ｂ１に達する位置に配置する構成としてもよい。この構成は、他側拡径部１５に対しても、同様に適用することができる。

　第１の実施の形態では、内筒２を機械構造用炭素鋼鋼管（ＳＴＫＭ１２Ｂ－ＥＣ）によって形成し、外筒３をアルミニウム合金（ＪＩＳ６０６１）によって形成した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、内筒２を機械構造用炭素鋼鋼管（ＳＴＫＭ１２Ｂ－ＥＣ）以外の材料によって形成し、外筒３をアルミニウム合金（ＪＩＳ６０６１）以外の材料によって形成してもよい。この構成は、第２の実施の形態にも同様に適用することができる。

　第２の実施の形態では、内筒２１の一端開口部２１Ａに一側拡径部２２を設けた場合を例示している。しかし、本発明はこれに限るものではなく、内筒の他端側に拡径部を設ける構成としてもよい。また、内筒の両端側に拡径部を設ける構成としてもよい。

　各実施の形態では、４輪自動車の各車輪側に取付ける油圧緩衝器１をシリンダ装置の代表例として説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば２輪車に用いる油圧緩衝器であってもよく、車以外の種々の機械、建築物等に用いる緩衝器に用いてもよいものである。

　以上説明した実施形態に基づくシリンダ装置として、例えば、以下に述べる態様のものが考えられる。

　シリンダ装置の第１の態様としては、作動流体が封入される内筒と、前記内筒よりも外周側に配置された外筒であって、該外筒と該内筒との間にリザーバを形成する外筒と、前記内筒内に摺動可能に挿入されるピストンと、前記内筒の一端に形成された一端開口部に挿入される筒状のロッドガイドと、前記ピストンに連結される一端と、前記ロッドガイド内に挿入される他端と、を有し、前記内筒の外部へ延出するピストンロッドと、を備え、前記内筒には、前記ピストンが該内筒上を摺動する範囲を除いた位置に、軸方向に弾性的にたわみ変形することが可能なたわみ変形部が一体的に形成される。

　第２の態様としては、第１の態様において、前記たわみ変形部は、前記内筒の一部を径方向の外側に弾性変形可能に折り曲げることによって形成される拡径部である。

　第３の態様としては、第２の態様において、前記拡径部は、前記ロッドガイドの近傍において前記内筒の前記一端開口部側に形成される。

　第４の態様としては、第２の態様において、前記内筒の前記一端と反対側の他端に形成された他端開口部には、ボトム部材が設けられ、前記拡径部は、前記ボトム部材の近傍において前記内筒の前記他端開口部側に形成される。

　第５の態様としては、第２の態様において、前記内筒の前記一端開口部は、前記ロッドガイドに嵌合する第１の円筒部を有し、前記拡径部は、前記第１の円筒部に連続して形成される。

　第６の態様としては、第４の態様において、前記内筒の前記他端開口部は、前記ボトム部材に嵌合する第２の円筒部を有し、前記拡径部は、前記第２の円筒部に連続して形成される。

　第７の態様としては、第５の態様において、前記第１の円筒部は、前記拡径部よりも軸方向の前記ロッドガイド側に位置し、前記内筒は、前記拡径部に対して前記第１の円筒部と反対側に第３の円筒部を有し、前記第３の円筒部は、前記ロッドガイドから軸方向に離間した位置に配置される。

　第８の態様としては、第６の態様において、前記第２の円筒部は、前記拡径部よりも軸方向の前記ボトム部材側に位置し、前記内筒は、前記拡径部に対して前記第２の円筒部と反対側に第３の円筒部を有し、前記第３の円筒部は、前記ボトム部材から軸方向に離間した位置に配置される。

　以上、本発明のいくつかの実施形態について説明してきたが、上述した発明の実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその均等物が含まれる。また、上述した課題の少なくとも一部を解決できる範囲、または、効果の少なくとも一部を奏する範囲において、特許請求の範囲および明細書に記載された各構成要素の任意の組み合わせ、または、省略が可能である。

　本願は、２０１６年２月２４日出願の日本特許出願番号２０１６－０３３３６０号に基づく優先権を主張する。２０１６年２月２４日出願の日本特許出願番号２０１６－０３３３６０号の明細書、特許請求の範囲、図面及び要約書を含む全ての開示内容は、参照により全体として本願に組み込まれる。

　１　油圧緩衝器（シリンダ装置）、　２，２１　内筒、　２Ａ，２１Ａ　一端開口部、　２Ｂ　他端開口部、　２Ｃ　一側円筒部（第１の円筒部）、　２Ｄ　他側円筒部（第２の円筒部）、　２Ｅ　中間円筒部（第３の円筒部）、　３　外筒、　３Ｂ　かしめ部、　５　ピストン、　６　ロッドガイド、　８　ピストンロッド、　１０　ボトムバルブ（ボトム部材）、　１４，２２　一側拡径部（たわみ変形部）、　１５　他側拡径部（たわみ変形部）、　Ａ　リザーバ室

Claims

　シリンダ装置であって、
　作動流体が封入される内筒と、
　前記内筒よりも外周側に配置された外筒であって、該外筒と該内筒との間にリザーバを形成する外筒と、
　前記内筒内に摺動可能に挿入されるピストンと、
　前記内筒の一端に形成された一端開口部に挿入される筒状のロッドガイドと、
　前記ピストンに連結される一端と、前記ロッドガイド内に挿入される他端と、を有し、前記内筒の外部へ延出するピストンロッドと、
　を備え、
　前記内筒には、前記ピストンが該内筒上を摺動する範囲を除いた位置に、軸方向に弾性的にたわみ変形することが可能なたわみ変形部が一体的に形成された
　シリンダ装置。
　請求項１に記載のシリンダ装置であって、
　前記たわみ変形部は、前記内筒の一部を径方向の外側に弾性変形可能に折り曲げることによって形成される拡径部である
　シリンダ装置。
　請求項２に記載のシリンダ装置であって、
　前記拡径部は、前記ロッドガイドの近傍において前記内筒の前記一端開口部側に形成される
　シリンダ装置。
　請求項２に記載のシリンダ装置であって、
　前記内筒の前記一端と反対側の他端に形成された他端開口部には、ボトム部材が設けられ、
　前記拡径部は、前記ボトム部材の近傍において前記内筒の前記他端開口部側に形成される
　シリンダ装置。
　請求項２に記載のシリンダ装置であって、
　前記内筒の前記一端開口部は、前記ロッドガイドに嵌合する第１の円筒部を有し、
　前記拡径部は、前記第１の円筒部に連続して形成される
　シリンダ装置。
　請求項４に記載のシリンダ装置であって、
　前記内筒の前記他端開口部は、前記ボトム部材に嵌合する第２の円筒部を有し、
　前記拡径部は、前記第２の円筒部に連続して形成される
　シリンダ装置。
　請求項５に記載のシリンダ装置であって、
　前記第１の円筒部は、前記拡径部よりも軸方向の前記ロッドガイド側に位置し、
　前記内筒は、前記拡径部に対して前記第１の円筒部と反対側に第３の円筒部を有し、
　前記第３の円筒部は、前記ロッドガイドから軸方向に離間した位置に配置される
　シリンダ装置。
　請求項６に記載のシリンダ装置であって、
　前記第２の円筒部は、前記拡径部よりも軸方向の前記ボトム部材側に位置し、
　前記内筒は、前記拡径部に対して前記第２の円筒部と反対側に第３の円筒部を有し、
　前記第３の円筒部は、前記ボトム部材から軸方向に離間した位置に配置される
　シリンダ装置。