(57)【要約】【課題】ナックルブラケットが取付けられた油圧緩衝器において、必要な強度、剛性及び耐久性を確保すると共に、低コスト化を可能とする。【解決手段】油圧緩衝器の外筒１の外周に、ナックルブラケット２の側面部の一側が開いた略Ｃ字形の断面形状の円筒部３を嵌合して、メカニカルクリンチによって結合する。このとき、円筒部３の開いた側面部の両端部に形成された一対の突合せ部を剥離強度の高いクリンチ部Ｃ１によって接合し、外筒１と円筒部３の側面部とをせん断強度の高いクリンチ部を含むクリンチ部Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４によって接合する。これにより、必要な強度、剛性及び耐久性を確保すると共に、生産性を高め、低コスト化が可能になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ部の外周に、ブラケットの略円筒状の円筒部が嵌合されて、メカニカルクリンチによって接合されたシリンダ装置であって、
前記円筒部は、側面部の一側が開いた略Ｃ字形の断面形状を有し、前記開いた側面部の少なくとも一部の両端部には、互いに突合わされた一対の突合せ部が形成され、該一対の突合せ部は、剥離強度を有する第１クリンチ部によって互いにメカニカルクリンチされ、また、前記シリンダ部と前記円筒部の側面部とは、せん断強度を有するクリンチ部を含む第２クリンチ部によってメカニカルクリンチされていることを特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】
前記円筒部の開いた側面部の両端部には、前記円筒部の径方向外側に平行に延ばされて、他の部品を挟持する一対の取付プレート部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項３】
前記突合せ部は、前記円筒部の軸方向端部に配置され、該円筒部の軸方向端部には、径方向外側に延びるフランジ部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシリンダ装置。
【請求項４】
前記シリンダ部の外周と前記円筒部との間に充填剤が充填されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のシリンダ装置。
【請求項５】
前記第１クリンチ部が食込み形状からなり、第２クリンチ部が少なくとも１つの皿面合せ形状を含むことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のシリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両のサスペンション装置に装着される筒型の油圧緩衝器等のシリンダ装置に関し、特にその外周部にナックル等の部品を取付けるためのブラケットが取付けられたシリンダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両のサスペンション装置に用いられるサスペンションストラットでは、筒型の油圧緩衝器の外筒（シリンダ部）の下端部外周にナックルブラケットが結合されており、このナックルブラケットに車軸を支持するナックルがボルト及びナットによって取付けられる。一般的に、油圧緩衝器の外筒とナックルブラケットとは、溶接によって結合されている。
【０００３】
しかしながら、この溶接による結合では、熱歪によって寸法精度が低下し、また、外筒の内面に生じる酸化スケール、溶接スパッタ等の異物が油液中に混入するといった問題を生じる虞があり、また、溶接作業の煩雑さも問題となっている。
【０００４】
そこで、従来、例えば特許文献１には、溶接によらず、メカニカルクリンチを利用して油圧緩衝器の外筒にナックルブラケットを取付け、このとき、せん断強度に優れた態様のメカニカルクリンチ及び剥離強度に優れた態様のメカニカルクリンチを適当な部位に配置することにより、上述の溶接の問題を解消すると共に、結合部に必要な強度及び剛性を確保する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３５３８１８号公報
【０００５】
そして、自動車等の車両のサスペンション装置に装着される油圧緩衝器等のシリンダ装置の分野では、上述のブラケットの結合構造における更なる品質の向上、合理化によるコストの低減が望まれている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、必要な強度、剛性及び耐久性を確保すると共に、低コスト化が可能なシリンダ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、請求項１に係る発明は、シリンダ部の外周に、ブラケットの略円筒状の円筒部が嵌合されて、メカニカルクリンチによって接合されたシリンダ装置であって、
前記円筒部は、側面部の一側が開いた略Ｃ字形の断面形状を有し、前記開いた側面部の少なくとも一部の両端部には、互いに突合わされた一対の突合せ部が形成され、該一対の突合せ部は、剥離強度を有する第１クリンチ部によって互いにメカニカルクリンチされ、また、前記シリンダ部と前記円筒部の側面部とは、せん断強度を有するクリンチ部を含む第２クリンチ部によってメカニカルクリンチされていることを特徴とする。
請求項２の発明に係るシリンダ装置は、上記請求項１の構成において、前記円筒部の開いた側面部の両端部には、前記円筒部の径方向外側に平行に延ばされて、他の部品を挟持する一対の取付プレート部が形成されていることを特徴とする。
請求項３の発明に係るシリンダ装置は上記請求項１又は２の構成において、前記突合せ部は、前記円筒部の軸方向端部に配置され、該円筒部の軸方向端部には、径方向外側に延びるフランジ部が形成されていることを特徴とする
請求項４の発明に係るシリンダ装置は、上記請求項１乃至３のいずれかの構成において、前記シリンダ部の外周と前記円筒部との間に充填剤が充填されていることを特徴とする。
請求項５の発明に係るシリンダ装置は、上記請求項１乃至４のいずれかの構成において、前記第１クリンチ部が食込み形状からなり、第２クリンチ部が少なくとも１つの皿面合せ形状を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明に係るシリンダ装置によれば、円筒部の開いた側面部を剥離強度を有する第１クリンチ部によって閉じ、シリンダ部と円筒部の側面部とをせん断強度を有する第２クリンチ部によって接合することにより、シリンダ部とブラケットとの結合強度及び剛性を高めることができる。このとき、容易に成型可能な側面部の一側が開いた略Ｃ字形の断面形状を有するブラケットを用いることができるので、製造コストを低減することができる。
請求項２の発明に係るシリンダ装置によれば、一対の取付プレート間に他の部品を取付けることができる。
請求項３の発明に係るシリンダ装置によれば、フランジ部によってブラケットの強度及び剛性を高めることができる。
請求項４の発明に係るシリンダ装置によれば、充填剤によってシリンダ部とブラケットとの隙間を塞ぐことができ、耐久性を高めることができる。
請求項５の発明に係るシリンダ装置によれば、第１クリンチ部は、食込み形状によって剥離強度を高めることができ、第２クリンチ部は、皿面合せ形状によってせん断強度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態に係るシリンダ装置は、自動車のサスペンションストラットを構成する筒型の油圧緩衝器である。この油圧緩衝器は、油液が封入されたシリンダ内に、ピストンロッドが連結されたピストンを摺動可能に嵌装し、シリンダの外周に外筒を設けて、シリンダと外筒との間にリザーバを形成した複筒式の油圧緩衝器である。そして、ピストンロッドの伸縮に対して、シリンダ内のピストンの摺動によって生じる油液の流れをオリフィス及びディスクバルブ等からなる減衰力発生機構によって制御して減衰力を発生させる。
【００１０】
図１乃至図５に示すように、本実施形態に係る油圧緩衝器（要部である外筒１のみを図示する）は、シリンダの外周部に配置される有底円筒状の外筒１の底部側の端部にナックルブラケット２が取付けられている。ナックルブラケット２は、外筒１の外周に嵌合する略円筒状の円筒部３と、円筒部３の側面部から径方向外側に平行に延びる一対の平板状の取付プレート部４とが一体に形成されている。
【００１１】
円筒部３は、側面部の一部が開いた略Ｃ字形の横断面形状を有しており、その両端部から一対の取付プレート部４が径方向外側へ折曲されて互いに平行に延ばされ、これにより、ナックルブラケット２は、全体として略Ｕ字形の横断面形状を有している（図４及び図５参照）。円筒部３の取付プレート部４の上部は、円周方向両端部が突合わされて閉じた横断面形状を有しており、その突合せ部から垂直に折曲されて互いに突合わされた状態で径方向外側へ延びる一対の平板状の突合せ部５が形成されている。一対の突合せ部５は、一対の取付プレート部４の上部に一体に連なっている。円筒部３の取付プレート部４とは反対側の側面部には、略矩形の窓部３Ａが開口されている。
【００１２】
円筒部３の軸方向両端部には、径方向外側に拡径されたフランジ部６、７が形成されており、下端側のフランジ部６は一対の取付プレート部４の下端部に一体に連なり、また、上端端側のフランジ部７は一対の突合せ部５の上端部に一体に連なっている。また、円筒部３と取付プレート部４及び突合せ部５との間には、これらの連結部（折曲部）を横切って延びる複数の補強リブ８が膨出されている。
【００１３】
一対の取付プレート部４には、互いに対向する部位に２つのボルト穴９が穿設されている。そして、一対の取付プレート部４の間に車軸を支持するナックル（図示せず）の端部が嵌合され、ボルト穴９にボルト（図示せず）を挿通してナット（図示せず）を締付けることによって、ナックルブラケット２にナックルが取付けられる。
【００１４】
ナックルブラケット２は、上述の各部が一体形成されたものであり、全体として略Ｕ字形の横断面形状を有しているので、例えば１枚の板材から容易にプレス成型することが可能である。
【００１５】
外筒１とナックルブラケット２とは、メカニカルクリンチによって形成されたクリンチ部Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４によって接合されている。メカニカルクリンチは、重ね合わせた板材を図７に示すようなポンチＰ及びダイスＤを用いて上下から絞って図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示すように凹凸状に塑性変形させることより、凹凸嵌合によって機械的に接合するものである。
【００１６】
ナックルブラケット２の一対の突合せ部５は、後述するように剥離強度の高いクリンチ部Ｃ１（第１クリンチ部）によって接合されている。これにより、円筒部３の上部を完全に閉じた断面形状として外筒１と円筒部３とを圧入（締嵌め）状態とすることができ、これらの結合剛性を高めて曲げに対する疲労強度を向上させることができる。
【００１７】
円筒部３と外筒１とは、円筒部３の上部、中間部及び下部にそれぞれ円周方向に沿って複数配置されたせん断強度の高いクリンチ部（後述）を含むクリンチ部Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４（第２クリンチ部）によって接合されている。クリンチ部Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、それぞれ、図４に示すように（第２クリンチ部Ｃ２を示す）、直径方向に対向する位置に２箇所ずつ合計４箇所に配置されている。クリンチ部Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す３つの態様のメカニカルクリンチが適宜組合されている。
【００１８】
次に、直径４５ｍｍ、板厚２．３ｍｍのＳＴＫＭ１２Ｂ材の外筒１に、同じ材質で板厚２．６ｍｍのナックルブラケット２を取付ける場合を例として、図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に示す３つの態様のメカニカルクリンチについて説明する。
【００１９】
図６（Ａ）に示すメカニカルクリンチは、皿面合せ形状である。すなわち、接合部において、円筒部３及び外筒１の接合面が、張り出し方向（図６においては下方）に対し縮径する形状であり、剥離強度は殆ど期待できないが、せん断強度及び曲げ疲労強度に優れるものである。このメカニカルクリンチに使用されるポンチ及びダイスの各部の寸法を図７に示す。図７を参照して、ポンチＰは、先端の小径のテーパ部と、大径の円柱状の基部とを曲率半径Ｒ１＝２．０ｍｍで滑らかに連接した段付形状の先端部を有している。ダイスＤの直径Ｄ１＝１０．０ｍｍに対して、ポンチＰの直径Ｄ２＝１４．０ｍｍ、基部の直径Ｄ３＝６．６ｍｍ、テーパ部の先端の直径Ｄ４＝４．６ｍｍ、先端部の長さＬ１＝８．０ｍｍ、先端部の基端からテーパ部の基端までの長さＬ２＝６．０ｍｍ、基部の長さＬ３＝５．０ｍｍ、基部の側面部と曲面部との角度Ａ１＝１３５°、テーパ部の角度Ａ２＝２．９°であり、ダイスＤの深さｄ＝１．０〜１．４ｍｍである。これにより、接合部の底部板厚Ｘ＝２．０〜３．０ｍｍ程度となるようにメカニカルクリンチを行う。
【００２０】
図６（Ｂ）に示すメカニカルクリンチは、食込み形状である。すなわち、接合部において、円筒部３及び外筒１の接合面が、張り出し方向（図６においては下方）に対し拡径する部分を有する形状であり、大きな剥離強度を有する。これは、１点当り、約５．０ｋＮ以上のせん断強度を有し、かつ、約２．５ｋＮ以上の剥離強度を有するものである。ダイスの直径Ｄ１＝１０ｍｍ、ダイスの深さｄ＝１．４ｍｍ、ポンチ直径Ｄ３＝５．４ｍｍとして、これを用いて、接合部の底部板厚Ｘ＝１．１ｍｍとなるようにメカニカルクリンチを行う。
【００２１】
図６（Ｃ）に示すメカニカルクリンチは、上記図６（Ｂ）のものに対して、接合部の底部板厚Ｘ＝１．５ｍｍとなるようにメカニカルクリンチを行ったものである。ここで、接合部の底部板厚Ｘの値は、主として剥離強度を制御するものであり、図６（Ｂ）のＸ＝１．１ｍｍからＸ＝１．５ｍｍに底部板厚Ｘを大きくすることにより、剥離強度は、相当に小さくなる。また、接合部の底部板厚Ｘは、外筒１の壁厚となるため、外筒１の耐食性にも影響することになる。すなわち、底部板厚Ｘ＝１．５ｍｍとすることにより、ある程度の剥離強度を確保しつつ、耐食性を向上させることができる。
なお、図６（Ａ）のものに対して、図６（Ｂ）及び（Ｃ）のものでは、曲げ疲労強度は大幅に小さくなる。
【００２２】
ナックルブラケット２の突合わされた一対の突合せ部５間を接合するクリンチ部Ｃ１は、大きな剥離強度を必要とするが、せん断力は殆ど作用しないので大きな剥離強度が得られる図６（Ｂ）のメカニカルクリンチを使用する必要がある。一方、ナックルブラケット２の円筒部３と外筒１とを接合するクリンチ部Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４は、剥離強度の要求は小さいので、図６（Ａ）と（Ｃ）のメカニカルクリンチを適宜、組合わせて使用することができる。この場合、円筒部３の上部に配置されたクリンチ部Ｃ２は、曲げ疲労強度に対する要求が最も大きいので、せん断及び曲げ疲労強度に優れた図６（Ａ）のメカニカルクリンチを使用する。また、クリンチ部Ｃ３、Ｃ４は、曲げ疲労強度に対する要求が小さいので、剥離強度要求に応じて図６（Ａ）又は（Ｃ）のメカニカルクリンチを適宜、選択すればよい。クリンチ部Ｃ１乃至Ｃ４に使用する図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のメカニカルクリンチの好ましい組合わせの３つの実施形態１〜３を図８の図表に示す。
【００２３】
ところで、外筒１とナックルブラケット２の円筒部３との嵌合部には、僅かに隙間が生じるため、腐食の問題が発生する。そこで、外筒１と円筒部３との間に充填剤（又は接着剤）を塗布することにより、隙間を塞ぎ、塗料の付着性をよくして耐食性を高め、また、外筒１とナックルブラケット２との結合強度を高めることができる。
【００２４】
具体例としては、外筒１と外筒３との接合面に一液性エポキシ配合樹脂を塗布する。外筒１とナックルブラケット２との接合面に、例えば熱硬化型の充填剤（接着剤）を塗布し、メカニカルクリンチによって接合した後、カチオン電着塗装を施す。このとき、カチオン電着塗装の焼付温度によって充填剤を完全に硬化させる。これにより、隙間を完全に塞ぎ、塗装の付着性をよくして耐食性を高めると共に、結合強度を高めて信頼性を向上させることができる。
【００２５】
このようにして、外筒１にナックルブラケット２を取付けることができ、必要な強度、剛性及び耐久性を確保すると共に、生産性に優れ、低コスト化が可能なシリンダ装置を提供することができる。
【００２６】
なお、上記実施形態では、本発明をサスペンションストラットの油圧緩衝器の外筒１とナックルブラケット２とを結合する場合について説明しているが、本発明は、これに限らず、アクティブサスペンションの車高調整用シリンダ等の他のシリンダ装置のシリンダ部に、ナックルブラケット又は他のブラケット、あるいは、スプリングシート等の他の部品が結合されたシリンダ装置にも同様に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態に係るナックルブラケットが取付けられた油圧緩衝器の外筒を示す側面図である。
【図２】図１に示すナックルブラケットの外筒への取付け前の状態を示す側面図である。
【図３】図２に示すナックルブラケットの取付プレート部側から見た側面図である。
【図４】図１のＡ−Ａ線による横断面図である。
【図５】図１のＢ−Ｂ線による横断面図である。
【図６】本発明の一実施形態で使用されるメカニカルクリンチの３つ態様を示すクリンチ部の縦断面図である。
【図７】図６（Ａ）に示すメカニカルクリンチに使用されるポンチ及びダイスの各部の寸法を示す図である。
【図８】図１に示す実施形態に使用されるメカニカルクリンチの好ましい組合わせ例である実施形態１〜３を示す図表である。
【符号の説明】
【００２８】
１  外筒（シリンダ部）、２  ナックルブラケット（ブラケット）、３  円筒部、５  突合せ部、Ｃ１  クリンチ部（第１クリンチ部）、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４  クリンチ部（第２クリンチ部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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