專(zhuān)利名稱(chēng)：氣缸裝置及其制造方法、減震器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及氣缸裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
在撐桿式的氣缸裝置中，為防止與車(chē)輛的周?chē)考l(fā)生干涉，針對(duì)在外筒設(shè)置凹陷的結(jié)構(gòu)，例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)1中公開(kāi)。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 (日本)特開(kāi)平5163860號(hào)公報(bào)在外筒上進(jìn)行凹陷等的加工時(shí)，有時(shí)外筒上產(chǎn)生變形。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供使用提高了精度的外筒的氣缸裝置。為了解決上述課題，其特征在于，在設(shè)有從徑向一方凹陷的凹部的圓筒狀的外筒側(cè)面，在與所述凹部沿徑向相對(duì)的位置設(shè)有殘留應(yīng)力調(diào)節(jié)部，所述殘留應(yīng)力調(diào)節(jié)部的殘留應(yīng)力值與其周?chē)臍埩魬?yīng)力值相比更接近所述凹部的殘留應(yīng)力值。本發(fā)明可以提供使用已提高精度的外筒的氣缸裝置。


圖1是表示使用本實(shí)施方式的壓潰模對(duì)基套進(jìn)行壓潰加工狀態(tài)的圖，是基套的軸剖面的剖面圖。圖2是圖1的A-A剖面圖。圖3是表示在上?；蛳履Ｐ纬傻牡谝淮盎虻诙暗膱D。圖4是基套的凹部及包含壓痕的面的軸剖面圖。圖5是表示在基套形成的凹部的立體圖。圖6是表示在基套形成的彎曲抑制模的壓痕的立體圖。圖7是采用本實(shí)施方式的氣缸裝置的剖面圖。標(biāo)記說(shuō)明1-外筒(基套)；4-約束模；5-心軸；6-壓模；7-彎曲抑制模；14-下承受模(心軸的平面)；17-第一窗；18-第二窗。
具體實(shí)施例方式參照附圖對(duì)本發(fā)明的一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。下面，首先對(duì)本實(shí)施方式的課題進(jìn)行詳述。在撐桿式懸架中，將支撐軸和載荷輸入軸的偏差量設(shè)定得盡量小，對(duì)于提高車(chē)輛的乘坐舒適度是有利的。為了將支撐軸和載荷輸入軸的偏差量設(shè)定得小，只要使支撐軸立起(豎立)即可，但構(gòu)成支撐軸的氣缸裝置和輪胎之間的干涉成為問(wèn)題。于是，為避免與輪胎的干涉，已知有在外筒、在此稱(chēng)為基套的部件上形成有避開(kāi)輪胎的凹部的氣缸裝置。但是，在撐桿式懸架中，為提升衰減力特性，而存在如下傾向，即，雙管型氣缸裝置的與活塞滑動(dòng)的內(nèi)管的內(nèi)徑變大。隨之，存在基套與內(nèi)管之間形成的貯存室的間隙、即基套與內(nèi)管的間隙變小的傾向，針對(duì)基套上形成的凹部要求嚴(yán)格的加工精度。在形成凹部時(shí)，由于從徑向外側(cè)利用模具進(jìn)行加壓，無(wú)法保證加工精度，因此，需要在內(nèi)周插入心軸，從外徑方向用較大的力進(jìn)行壓制加工。但是，在基套側(cè)面形成凹部時(shí)，由于凹部帶來(lái)的殘留應(yīng)力的變化，會(huì)使基套產(chǎn)生翹起(圓筒的中心軸彎曲)。因此，在本實(shí)施方式中，采用利用嚴(yán)格的加工精度在外筒形成凹部的加工方法的一個(gè)例子和使用該外筒的氣缸裝置的一個(gè)例子進(jìn)行說(shuō)明。首先，圖7表示采用本實(shí)施方式的氣缸裝置100的整體剖面圖。氣缸裝置100大致包括形成外筒的基套1 ；作為內(nèi)筒的內(nèi)管101，所述內(nèi)管101與所述基套1同軸地配置于基套1內(nèi)；在該內(nèi)管內(nèi)滑動(dòng)的活塞102 ；以及活塞桿103，所述活塞桿103 —端與活塞102連接，另一端從基套1的一端貫通具有密封件104的導(dǎo)桿105并突出。在基套1內(nèi)部封入有作為工作流體的油液和氣體。此外，工作流體可以?xún)H為空氣或氮等的氣體，也可以為含添加劑的水等液體。在基套1外周嵌合有設(shè)置與車(chē)輛之間的懸架用的彈簧的彈簧座107。此外，在基套 1下端側(cè)安裝有托架108，所述托架108安裝車(chē)輪的主軸。在活塞102設(shè)置有產(chǎn)生衰減力的衰減閥109?；钊麠U103的另一端的前端部形成有經(jīng)由支架安裝于車(chē)身的螺栓部110。在基套1外周設(shè)置有安裝到車(chē)身時(shí)避免與車(chē)輪干涉的凹部2，此外，在基套1的與凹部2沿徑向相對(duì)的位置形成有作為本發(fā)明的殘留應(yīng)力調(diào)節(jié)部的壓痕21。該壓痕21從外形上看，與該壓痕21的周?chē)?11沒(méi)任何差別，在施加的壓力高的情況下，在壓痕21的外周?chē)軌虺霈F(xiàn)臺(tái)階差。但是，在噴涂的狀態(tài)下，壓痕21的存在是不會(huì)察覺(jué)的程度。此外，在上述說(shuō)明中，說(shuō)明了為避免對(duì)車(chē)輪的干涉而設(shè)置有凹部2的例子，但為避開(kāi)制動(dòng)管、傳感器、懸架臂或穩(wěn)定器，也可以在同一位置或不同位置設(shè)置凹部2。此外，形狀也設(shè)為與避開(kāi)部件形狀相一致的形狀。下面，對(duì)構(gòu)成撐桿式懸架的撐桿的減震器(氣缸裝置)的加工方法進(jìn)行說(shuō)明。更詳細(xì)而言，對(duì)在雙管型油壓緩沖器的基套1上加工用于避免與輪胎干涉的凹部2的情況進(jìn)行說(shuō)明。使用圖1、2對(duì)用于在氣缸裝置100的基套1上形成凹部2的壓潰加工所使用的壓潰模3進(jìn)行說(shuō)明。該壓潰模3具有約束模4、心軸5、壓模6及彎曲抑制模7。約束模4被分割為上模8和下模9，利用該一對(duì)模8、9，來(lái)約束基套1的被約束部la、即基套1的軸向中央部分的外徑(外周面)。此外，在上模8的對(duì)合面8a形成有與位于基套1的被約束部 Ia的圖1及圖2中的外徑上側(cè)的部分對(duì)應(yīng)的半分割內(nèi)圓筒形狀的約束面10。此外，在下模 9的對(duì)合面9a形成有與位于基套1的被約束部Ia的圖1及圖2中的外徑下側(cè)的部分對(duì)應(yīng)的半分割內(nèi)圓筒形狀的約束面11。約束模4形成如下結(jié)構(gòu)，即，在由上模8的約束面10和下模9的約束面11夾持基套1的被約束部Ia的狀態(tài)下，擰緊各緊固螺栓12使上模8和下模9結(jié)合，由此，環(huán)繞全周與基套1的被約束部Ia的外徑(外周面)接觸而進(jìn)行約束。此外，在擰緊各緊固螺栓12 之前的狀態(tài)下，通過(guò)在上模8的對(duì)合面8a和下模9的對(duì)合面9a之間設(shè)置適當(dāng)?shù)木o固余量 (間隙)，能夠牢固地約束基套1的外徑。此外，附圖為試制等的少量生產(chǎn)用模，所以使用螺栓12，但是在大量生產(chǎn)的情況下，也可以利用油壓等使上模8與下模9在分離接合方向上能夠移動(dòng)地設(shè)置，并利用該油壓來(lái)約束管。 如圖2所示，心軸5形成為柱狀，具有如下剖面形狀，即，位于上側(cè)的部分的軸直角方向左右兩側(cè)(圖2中的左右兩側(cè))和位于下側(cè)的底部fe、與由約束模4進(jìn)行約束的基套 1的被約束部Ia的內(nèi)徑(內(nèi)周面)抵接的剖面形狀。此外，心軸5在將朝向軸向(圖1中的左右方向)中央上方的部分向軸直角方向切開(kāi)而形成的模安裝部13、安裝用于承受壓模 6的載荷的下承受模14(心軸5的平面)。此外，心軸5由設(shè)置在約束模4的下模9前后 (圖1中的左右)的心軸引導(dǎo)件15支承其兩端部。心軸引導(dǎo)件15具有滑動(dòng)部15A，其設(shè)置成相對(duì)于下模9沿上下方向可相對(duì)移動(dòng)。此外，在插入基套1的心軸5的兩端面安裝有阻止心軸5相對(duì)于基套1及約束模4的相對(duì)移動(dòng)的阻擋件16。此外，在基套1和心軸5之間沿圖2中的左右設(shè)置有間隙。該間隙是為了在從基套1拔出心軸5時(shí)容易拔出而設(shè)置的。
約束模4具有矩形的第一窗17 (參照?qǐng)D幻，所述第一窗17的一側(cè)(上側(cè))在上模 8的上表面中央開(kāi)口，另一側(cè)(下側(cè))在上模8的約束面10開(kāi)口。在該第一窗17向上下方向可滑動(dòng)地插入經(jīng)由基套1的側(cè)壁與下承受模14相對(duì)的壓模6。此外，約束模4具有矩形的第二窗18，所述第二窗18的一側(cè)(上側(cè))在下模9的約束面11開(kāi)口，另一側(cè)(下側(cè)) 在下模9的下表面中央開(kāi)口。在該第二窗18相對(duì)于下模9向上下方向可相對(duì)移動(dòng)地插入經(jīng)由在內(nèi)部插入的心軸5的基套1與壓模6相對(duì)的彎曲抑制模7。此外，下模9在抑制模7 的基部7a上通過(guò)彈簧7b在上下方向支承，也可以承受。彎曲抑制模7具有基部7a，所述基部7a的上表面與約束模4的下模9的下表面以規(guī)定間隔對(duì)面。在彎曲抑制模7的基部7a的四角分別豎立設(shè)置有引導(dǎo)支柱19。各引導(dǎo)支柱19可相對(duì)移動(dòng)地插入設(shè)置于約束模4下模9的對(duì)應(yīng)的各引導(dǎo)孔20。由此，約束模4在圖 1及圖2所示的基套1被該約束模4約束的狀態(tài)下，相對(duì)于彎曲抑制模7向上下方向可移動(dòng)地被浮動(dòng)支承。此外，也可以在各引導(dǎo)孔20分別設(shè)置引導(dǎo)套筒(套管)，在各引導(dǎo)套筒插入各引導(dǎo)支柱19而構(gòu)成壓潰模3。由此，降低約束模4相對(duì)于各引導(dǎo)支柱19的滑動(dòng)阻力，能夠使約束模4向上下方向更圓滑地移動(dòng)。而且，壓潰模3設(shè)定成，使壓模6的除了成型面的錐形部6A外的實(shí)際的面積(以下稱(chēng)為壓模6的加工有效面積)與彎曲抑制模7的支承面的實(shí)際的面積(以下稱(chēng)為彎曲抑制模7的支承面積)大致相等。由此，作用于基套1的壓模6的加工力F和來(lái)自彎曲抑制模7的反作用力R成為相同的大小。因此，在本實(shí)施方式中，利用壓模6的壓潰加工在基套 1形成的凹部2(參照?qǐng)D幻所產(chǎn)生的應(yīng)力、與在壓潰加工時(shí)由彎曲抑制模7承受的加工力的反作用力而在基套1的凹部2的相反側(cè)(沿基套1的周向180°的位置)上形成的彎曲抑制模7的壓痕21 (參照?qǐng)D6)產(chǎn)生的殘留應(yīng)力大致相等。其結(jié)果，在基套1的直徑方向(圖 4中的上下方向)兩側(cè)產(chǎn)生殘留應(yīng)力接近均等，從而抑制圖4所示的基套1的彎曲。此外， 在實(shí)際的制品中，對(duì)制品邊進(jìn)行檢測(cè)邊微調(diào)節(jié)壓模6的實(shí)際的面積及加工力F，可成型彎曲小的管。下面，對(duì)本實(shí)施方式的作用進(jìn)行說(shuō)明。首先，由上模8的約束面10和下模9的約束面11夾持在內(nèi)部插入有心軸5的基套1的被約束部la，擰緊各緊固螺栓12使上模8和下模9結(jié)合。由此，利用約束模4牢固地約束基套1的被約束部Ia的外徑(外周面)。此外，通過(guò)在由一對(duì)心軸引導(dǎo)件15支承的心軸5的兩端部分別安裝阻擋件16，能夠相對(duì)于約
5束模4定位心軸5。如圖2所示，在由約束模4約束基套1的狀態(tài)下，壓模6和彎曲抑制模 7隔著基套1而上下相對(duì)，進(jìn)而，彎曲抑制模7與基套1的位于被約束部Ia的外徑下側(cè)的部分抵接，由彎曲抑制模7浮動(dòng)支承約束模4。在該狀態(tài)下，基套1的位于被約束部Ia的外徑上側(cè)的部分一邊由形成于心軸5平面的受壓部支承，一邊利用壓模6以20 30頓(ton)的加工力F局部地進(jìn)行壓潰加工，在基套1成型出形成有圖5所示的矩形平面的壓痕的凹部2。與此同時(shí)，在基套1的凹部2的相反側(cè)、即彎曲抑制模7進(jìn)行抵接的部分，利用彎曲抑制模7承受的壓模6的加工力F的反作用力R，形成如圖6所示的彎曲抑制模7的壓痕21。因此，在本實(shí)施方式中，利用約束模 4牢固地約束基套1的外徑(外周面)，并且，使壓模6的加工有效面積與彎曲抑制模7的支承面積形成為相等，進(jìn)而，通過(guò)將壓潰加工采用冷加工，可以使與壓模6的加工力F相等大小的反作用力R(R = 20 30ton)從彎曲抑制模7向基套1作用。由此，可以將基套1的凹部2(參照?qǐng)D5)所產(chǎn)生的殘留應(yīng)力和形成于凹部2的相反側(cè)的壓痕21 (參照?qǐng)D6)所產(chǎn)生的殘留應(yīng)力變更為相等的方向。在上述實(shí)施方式中，由于通過(guò)冷鍛加工，因此在加工中幾乎不會(huì)受到熱帶來(lái)的應(yīng)力變化的影響。在此，對(duì)實(shí)際測(cè)定應(yīng)力的結(jié)果進(jìn)行說(shuō)明。作為基套1，將由機(jī)械構(gòu)造用碳鋼鋼管 (STKM13A)構(gòu)成的外徑60mm、厚度3mm、長(zhǎng)度370mm的電焊鋼管利用上述的加工方法進(jìn)行加工后，對(duì)于軸向的應(yīng)力利用X射線(xiàn)衍射法進(jìn)行了測(cè)定。其結(jié)果表示出，壓痕21的周?chē)?111的應(yīng)力為96MPa，凹部2的應(yīng)力為_(kāi)83MPa ^MPa。與此相對(duì)，表示出壓痕21的應(yīng)力為-16MPa 32MPa。從其結(jié)果可以看出，與沒(méi)有加工的部分相比，凹部2及壓痕21的應(yīng)力變?yōu)閴嚎s側(cè)的應(yīng)力。其結(jié)果，翹起是僅為0. 05mm的極小的結(jié)果。這樣，根據(jù)本發(fā)明，可以使基套1的直徑方向(圖4中的上下方向)兩側(cè)產(chǎn)生的殘留應(yīng)力接近均等，能夠有效地抑制如圖4所示的基套1的彎曲。而且，在使用這樣成型的基套1的氣缸裝置的制造時(shí)，首先，將基套1的一端側(cè)通過(guò)焊接底蓋或者封閉加工等而進(jìn)行堵塞，在內(nèi)部插入內(nèi)管101。之后，在內(nèi)部充入油液后，在活塞桿103安裝活塞102，貫通密封件104、導(dǎo)桿105，組裝成活塞桿裝配件，將該活塞桿裝配件插入基套1及內(nèi)管102，并通過(guò)將基套1的另一端側(cè)鉚接，制造成作為氣缸裝置100的機(jī)動(dòng)車(chē)用減震器。該實(shí)施方式具有如下效果。根據(jù)本實(shí)施方式，利用約束模4牢固地約束插入有心軸5的基套1的外徑(外周面)，在該狀態(tài)下，將位于基套1上側(cè)的部分通過(guò)壓模6局部地進(jìn)行壓潰加工(冷鍛加工)， 在基套1形成凹部2，同時(shí)，在位于基套1的外徑下側(cè)的部分即凹部2的相反側(cè)，利用彎曲抑制模7承受的壓模6的加工力的反作用力形成彎曲抑制模7的壓痕21。因此，通過(guò)由約束模4牢固地約束基套1的外徑，使得壓模6的加工力F不會(huì)作用于基套1的彈性變形等，此外，由于使壓模6的加工有效面積和彎曲抑制模7的受壓面積形成為相等，從而能夠?qū)⒆饔糜诨?的壓模6的加工力F和來(lái)自彎曲抑制模7的反作用力 R設(shè)為相等的大小。由此，能夠使基套1的凹部2產(chǎn)生的殘留應(yīng)力和凹部2的相反側(cè)形成的壓痕21產(chǎn)生的殘留應(yīng)力大致相等(現(xiàn)實(shí)中不會(huì)相等)。其結(jié)果，可以使基套1的直徑方向兩側(cè)產(chǎn)生的殘留應(yīng)力接近均等，可以有效地抑制基套1的彎曲。
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此外，在本實(shí)施方式中，以在基套上設(shè)置凹陷時(shí)的加工方法為例進(jìn)行了說(shuō)明，但不限定于此，也適合作為設(shè)置例如彈簧座固定部或在托架安裝時(shí)所需的基套上設(shè)置的凸部時(shí)的加工方法。此時(shí)，在心軸5的下支承模9上形成凸部，在壓模6上設(shè)置凹陷。這樣，也能夠?qū)崿F(xiàn)本實(shí)施方式所述的效果。此外，本發(fā)明的氣缸裝置也可以適用于在內(nèi)部設(shè)置有滾珠絲杠及線(xiàn)性電動(dòng)機(jī)的電磁懸架的氣缸裝置。
權(quán)利要求
1.一種氣缸裝置，具有圓筒狀的外筒，其特征在于，在所述外筒的側(cè)面設(shè)有從徑向一方凹陷的凹部，在與所述凹部沿徑向相對(duì)的位置設(shè)有殘留應(yīng)力調(diào)節(jié)部，所述殘留應(yīng)力調(diào)節(jié)部的殘留應(yīng)力值與其周?chē)臍埩魬?yīng)力值相比更接近所述凹部的殘留應(yīng)力值。
2.如權(quán)利要求1所述的氣缸裝置，其特征在于，所述外筒的殘留應(yīng)力調(diào)節(jié)部至少其內(nèi)周面相對(duì)于其周?chē)膱A筒部實(shí)質(zhì)上沒(méi)有變形。
3.如權(quán)利要求1所述的氣缸裝置，其特征在于，所述外筒的殘留應(yīng)力調(diào)節(jié)部其外周面相對(duì)于其周?chē)膱A筒部實(shí)質(zhì)上沒(méi)有變形。
4.如權(quán)利要求1所述的氣缸裝置，其特征在于，所述外筒的形成所述凹部的部分的形狀與所述外筒的形成所述殘留應(yīng)力調(diào)節(jié)部的部分的形狀實(shí)質(zhì)上為相同形狀。
5.如權(quán)利要求1所述的氣缸裝置，其特征在于，所述殘留應(yīng)力調(diào)節(jié)部的軸向的殘留應(yīng)力值與其周?chē)妮S向的殘留應(yīng)力值相比是更位于壓縮側(cè)的值。
6.一種氣缸裝置的制造方法，所述氣缸裝置具有圓筒狀的外筒，在所述外筒的側(cè)面設(shè)有從徑向一方凹陷的凹部，所述氣缸裝置的制造方法的特征在于，所述外筒的所述凹部如下進(jìn)行成型，即，將在軸向的一部分具有加工承受面的柱狀的心軸插入外筒的內(nèi)側(cè)，從徑向外側(cè)利用壓模推壓在與所述心軸的加工承受面相對(duì)的位置， 并且，利用設(shè)于與所述壓模相對(duì)的位置的彎曲抑制模進(jìn)行推壓，由此，利用所述壓模對(duì)所述外筒進(jìn)行壓潰加工，而成型所述外筒的所述凹部。
7.如權(quán)利要求6所述的氣缸裝置的制造方法，其特征在于，在從與所述外筒的所述壓模的移動(dòng)方向正交的方向沿徑向約束外徑的狀態(tài)下進(jìn)行所述壓潰加工。
8.如權(quán)利要求6所述的氣缸裝置的制造方法，其特征在于，所述外筒的利用所述壓模加工的部分的形狀、與利用所述彎曲抑制模推壓的所述外筒的推壓部分實(shí)質(zhì)上為相同形狀。
9.如權(quán)利要求6所述的氣缸裝置的制造方法，其特征在于，所述約束模被分割成一個(gè)模和另一個(gè)模，所述另一個(gè)模的所述約束模和所述彎曲抑制模被在其相互之間以沿所述壓模的移動(dòng)方向延伸的方式配置的引導(dǎo)支柱所限制位置。
10.如權(quán)利要求6所述的氣缸裝置的制造方法，其特征在于，所述彎曲抑制模具有與所述外筒的側(cè)面同徑的加工面。
全文摘要
本發(fā)明涉及氣缸裝置的加工方法，抑制加工時(shí)的殘留應(yīng)力引起的基套彎曲。利用約束模(4)牢固約束插入心軸(5)的基套(1)的外徑，將位于基套(1)上側(cè)的部分利用壓模(6)局部地進(jìn)行壓潰加工(冷鍛加工)，在基套(1)成型凹部(2)，同時(shí)在位于基套(1)外徑下側(cè)的部分，利用彎曲抑制模(7)承受的壓模(6)的加工力(F)的反作用力(R)形成彎曲抑制模(7)的壓痕(21)。由此，能夠使基套(1)的凹部(2)產(chǎn)生的殘留應(yīng)力和凹部(2)相反側(cè)形成的壓痕(21)產(chǎn)生的殘留應(yīng)力相等。其結(jié)果，可以使基套(1)的直徑方向兩側(cè)產(chǎn)生的殘留應(yīng)力均等，從而能夠有效地抑制基套(1)的彎曲。
文檔編號(hào)F16F9/32GK102345698SQ20101029913
公開(kāi)日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2010年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月30日
發(fā)明者西村誠(chéng) 申請(qǐng)人:日立汽車(chē)系統(tǒng)株式會(huì)社