(57)【要約】【課題】バルジ加工や溶接に頼ることなく簡単かつ高強度に嵌合固定できる筒状部材の嵌合固定構造を提供する。【解決手段】嵌合固定すべき２つの筒状部材のうちの、一方の筒状部材３をスリーブ１１と共にしごき加工装置２０内にセットし、スリーブ１１を受ダイ２１の傾斜受け面２４ａに支持させかつ筒状部材３内にマンドレル２３を挿入した状態で、成形ダイ２２を下降させる。すると、成形ダイ２２のしごき部２６によりスリーブ１１がしごかれて縮径部１１が成形されると共に、傾斜受け面２４ａによりスリーブ１１の下端が絞られて絞り部１４が形成され、スリーブ１１は、筒状部材３に嵌着される。また、これと同時に成形ダイ２２の逃げ部２７に材料が逃げてスリーブ１１に拡径部１３が形成され、前記縮径部１１を他方の筒状部材の圧入部として、前記拡径部１３を他方の筒状部材の係合部として用いることができる。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
嵌合固定すべき２つの筒状部材のうちの、一方の筒状部材の外周面にスエージ加工によりスリーブを嵌着し、該スリーブには、前記スエージ加工により縮径部と拡径部とを連続に成形し、前記スリーブの縮径部を他方の筒状部材の圧入部として、前記拡径部を該他方の筒状部材の軸方向移動を規制する係止部としてそれぞれ用いたことを特徴とする筒状部材の嵌合固定構造。
【請求項２】
スリーブの内面に、予め微小凹凸を設けたことを特徴とする請求項１に記載の筒状部材の嵌合固定構造。
【請求項３】
スリーブの硬さを、一方の筒状部材の硬さよりも高めに設定したことを特徴とする請求項１または２に記載の筒状部材の嵌合固定構造。
【請求項４】
一方の筒状部材がサスペンション用油圧緩衝器のチューブであり、他方の筒状部材がサスペンション用ばねを受けるスプリングシートであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の筒状部材の嵌合固定構造。
【請求項５】
一方の筒状部材がエアサスペンション用油圧緩衝器のチューブであり、他方の筒状部材がエアサスペンション用エアピストンであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の筒状部材の嵌合固定構造。
【請求項６】
嵌合固定すべき２つの筒状部材のうちの、一方の筒状部材に嵌合したスリーブにスエージ加工を加えて、該スリーブに縮径部と拡径部とを連続に成形しながら一方の筒状部材に嵌着させ、その後、他方の筒状部材を前記スリーブの縮径部に圧入しかつ前記拡径部に係合させることを特徴とする筒状部材の嵌合固定方法。
【請求項７】
スリーブの内面に予め微小突起を設け、スエージ加工に際して、該微小凹凸を一方の筒状部材の外周面に密着させることを特徴とする請求項６に記載の筒状部材の嵌合固定方法。
【請求項８】
筒状部材に嵌合されたスリーブの一端を受ける環状の受ダイと、該受ダイと協働して前記スリーブを縮径させて前記筒状部材に嵌着させる環状の成形ダイとを備え、前記受ダイは、前記スリーブの一端を受ける受面を半径内方向へ向けてろうと状に傾斜させており、前記成形ダイは、前記スリーブの外周を縮径させるスエージ部よりも前記受ダイに対向する側の端部に、該スエージ部よりも大径をなす逃げ部をテーパ部を介して連設していることを特徴とするスエージ加工装置。
【請求項９】
筒状部材内に挿入可能で、該筒状部材のスエージ加工時における所定以上の変形を規制するマンドレルを、さらに備えていることを特徴とする請求項８に記載のスエージ加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状部材同士を嵌合固定するための嵌合固定構造および嵌合固定方法と該嵌合固定方法の実施に用いるスエージ加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、油圧緩衝器としては、図５に示すように、ピストン１を摺動可能に内装した内筒２を有底の外筒３内に納め、ピストン１に一端が連結されたピストンロッド４の他端部を、内筒２および外筒３の開口端部に共通に嵌合したロッドガイド５を挿通して外部へ延ばし、内筒２内に封入された油液を、ピストン１に設けたピストンバルブ６および外筒３の内底部に設けたベースバルブ７を流通させて伸び行程および縮み行程の減衰力を発生させ、ピストンロッド４の進入、退出分の油液は内筒２と外筒３との間の、ガスおよび油液が封入されたリザーバ８で補償する構造のものがある。
【０００３】
ところで、この種の油圧緩衝器を車両のサスペンションに用いる場合は、その外筒（一方の筒状部材）３の中間部にばねを受けるスプリングシート（他方の筒状部材）１０が設けられる。そして従来、外筒３に対するスプリングシート１０の嵌合固定構造としては、あまり強度を必要としない非ストラット用の場合は、図示のように、外筒３の中間部に、液圧式バルジ加工により段付きの張出部９を成形し、この張出部９にスプリングシート１０を圧入、係合させた構造が採用され、強度を必要とするストラット用の場合は、外筒３に特別の加工を加えることなくこれに、直接スプリングシート１０を溶接した構造が採用されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記液圧式バルジ加工により成形した張出部９を用いたスプリングシート固定構造（筒状部材の嵌合固定構造）によれば、バルジ加工に大掛かりな設備を必要とすることに加え、段取りに多くの時間を要し、コスト的な負担が大きいという問題があった。なお、機械式バルジ加工を採用することで、前記したコスト的な負担を軽減することができるが、この場合は、張出部９の板厚が減少するため、嵌合固定部の強度低下が避けられないようになる。
一方、上記溶接を利用したスプリングシート固定構造によれば、溶接の熱で外筒３の内面に酸化スケールが成形され、この酸化スケールが、使用中、異物（コンタミネーション）として油中に入り込むことがあった。
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、バルジ加工や溶接に頼ることなく簡単かつ高強度に嵌合固定できる筒状部材の嵌合固定構造および嵌合固定方法を提供し、併せて前記嵌合固定方法の実施に用いるスエージ加工装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明に係る筒状部材の嵌合固定構造は、嵌合固定すべき２つの筒状部材のうちの、一方の筒状部材の外周面にスエージ加工によりスリーブを嵌着し、該スリーブには、前記スエージ加工により縮径部と拡径部とを連続に成形し、前記スリーブの縮径部を他方の筒状部材の圧入部として、前記拡径部を該他方の筒状部材の軸方向移動を規制する係止部としてそれぞれ用いたことを特徴とする。
このように構成した筒状部材の嵌合固定構造においては、一方の筒状部材に嵌着したスリーブに成形された縮径部および拡径部を、他方の筒状部材の圧入部および係止部として用いるので、一方の筒状部材に、予めバルジ加工により張出部を成形する必要がないことはもちろん、溶接の必要もない。しかも、前記スリーブはスエージ加工により一方の筒状部材に嵌着されるので、一方の筒状部材に対するスリーブの結合強度は十分となる。
本嵌合固定構造において、上記スリーブは、予めその内面に微小凹凸を設けるようにしてもよく、これにより一方の筒状部材に対する結合強度はより向上する。また、このスリーブは、その硬さを一方の筒状部材の硬さよりも高めに設定してもよく、この場合は、薄肉のスリーブを用いてもその剛性は十分となるので、軽量化の面で有利となり、特に、前記微小凹凸を内面に設ける場合は、該微小凹凸の突起が一方の筒状部材の外周面に食い込むので、結合強度はより一層向上する。
本嵌合固定構造において、上記２つの筒状部材の種類は任意であるが、一方の筒状部材は、サスペンション用またはエアサスペンション用油圧緩衝器のチューブであり、他方の筒状部材は、サスペンション用ばねを受けるスプリングシートまたはエアサスペンション用エアピストンである構成とすることができる。
【０００６】
また、上記課題を解決するための本発明に係る筒状部材の嵌合固定方法は、嵌合固定すべき２つの筒状部材のうちの、一方の筒状部材に嵌合したスリーブにスエージ加工を加えて、該スリーブに縮径部と拡径部とを連続に成形しながら一方の筒状部材に嵌着させ、その後、他方の筒状部材を前記スリーブの縮径部に圧入しかつ前記拡径部に係合させることを特徴とする。
本嵌合固定方法においては、スリーブの内面に予め微小突起を設け、スエージ加工に際して、該微小凹凸を一方の筒状部材の外周面に密着させるようにしてもよい。
【０００７】
さらに、上記課題を解決するためのスエージ加工装置は、筒状部材に嵌合されたスリーブの一端を受ける環状の受ダイと、該受ダイと協働して前記スリーブを縮径させて前記筒状部材に嵌着させる環状の成形ダイとを備え、前記受ダイは、前記スリーブの一端を受ける受面を半径内方向へ向けてろうと状に傾斜させており、前記成形ダイは、前記スリーブの外周を縮径させるスエージ部よりも前記受ダイに対向する側の端部に、該スエージ部よりも大径をなす逃げ部をテーパ部を介して連設していることを特徴とする。
このように構成したスエージ加工装置においては、スリーブを受ける受ダイの受面をろうと状に傾斜させ、かつ成形ダイに逃げ部を設けたので、スリーブに拡径部を容易かつ確実に成形することができる。
本スエージ加工装置においては、筒状部材内に挿入可能で、該筒状部材のスエージ加工時における所定以上の変形を規制するマンドレルを、さらに備えている構成とすることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る筒状部材の嵌合固定構造を適用したサスペンション用油圧緩衝器を示したものである。なお、本油圧緩衝器の全体的構造は前記図５に示したものと実質同じであるので、ここでは、図５に示した部分と同一部分には同一符号を付し、重複する説明は省略することとする。
【０００９】
本実施の形態において、前記外筒（一方の筒状部材…チューブ）３の外周面には、後述のスエージ加工によりスリーブ１１が嵌着されており、他方の筒状部材としてのスプリングシート１０が、このスリーブ１１を介して前記外筒３に嵌合固定されている。スリーブ１１は、前記スエージ加工により成形された円筒形状の縮径部１２と、湾曲形状の拡径部１３と絞り部１４を連続に備え、その縮径部１２および絞り部１４を外筒３にわずか食込ませた状態で、該外筒３に対して固定されている。一方、スプリングシート１０は、前記スリーブ１１の縮径部１２に圧入可能な円筒部１５と、前記拡径部１３に係合可能な段部１６と、図示を略すばねを受けるつば部１７とを備え、その円筒部１５を前記縮径部１２に圧入させかつその段部１６を前記拡径部１３に係合させた状態で、スリーブ１１に対して固定されている。
本実施の形態において、上記スリーブ１１としては、外筒３と同じ材料が用いられており、その肉厚は、図示のように外筒３の肉厚よりも厚く設定されている。本実施の形態においてはまた、上記スリーブ１１の内面に、予め微小凹凸１８（図２）を形成し、この微小凹凸１８を介してスリーブ１１の縮径部１２を外筒３の外周面に密着させるようにしている。なお、１９は、ピストンロッド４の露出部分を覆うカバーである。
【００１０】
このように構成した筒状部材の嵌合固定構造においては、外筒３に嵌着したスリーブ１１に成形された縮径部１２および拡径部１３を、スプリングシート１０の圧入部および係止部として用いているので、従来のように外筒３に、予めバルジ加工により張出部を成形したり、あるいはスプリングシート１０を外筒３に溶接したりする必要はなく、したがって、コスト的に有利となるばかりか、コンタミネーションが油中に侵入することもなくなる。
しかも、このスリーブ１１は、スエージ加工により外筒３に嵌着されているので、外筒３に対するスリーブ１１の結合強度は十分となり、結果として、外筒３に対するスプリングシート１０の結合強度も十分となる。
【００１１】
本実施の形態においては特に、スリーブ１１の肉厚を外筒３よりも厚く設定していることから、スエージ加工後のスリーブ１１の剛性は十分となり、サスペンションとして使用中、スプリングシート１０に大きなばね力が負荷されても、嵌合固定構造は安定的に維持される。また、スリーブ１１は、予めその内面に設けた微小凹凸１８を介して内筒４の外周面に密着されることから、外筒３との結合強度はより一層向上し、外筒３に対するスプリングシート１０の結合強度は、溶接による固定構造に近いものとなる。
なお、上記スリーブ１１は、外筒３よりも硬質の材料から成形してもよいもので、この場合は、スリーブ１１の肉厚を薄くしても十分なる剛性が得られるので、軽量化の点で有利となる。また、この場合は、スリーブ１１の内面に設けた微小凹凸１８の突起が外筒３の外周面に食い込むので、外筒３に対するスリーブ４の結合強度はさらに向上する。
【００１２】
図２および図３は、上記筒状部材の嵌合固定構造を得るための嵌合固定方法を示したものである。
本嵌合固定方法の実施に際しては、先ず、図２に示すように専用のスエージ加工装置２０を用いて、外筒３の外周面にスリーブ１１を嵌着する。スエージ加工装置２０は、外筒３を囲む環状の受ダイ２１と環状の成形ダイ２２とを備えると共に、外筒３に嵌入可能なマンドレル２３を備えている。受ダイ２１は、外筒３に嵌合されたスリーブ１１の一端（下端）を受ける受部２４を上部に有しており、その受部２４の受面２４ａは、半径内方向へ向けてろうと状に傾斜する傾斜面とされている。受ダイ２１はベース２５上に位置固定的に配置され、一方、成形ダイ２２は、図示を略す駆動手段に支持されて、受ダイ２１に対して接近離間するようになっている。成形ダイ２２は、前記スリーブ１１の外周を拘束するスエージ部２６を奥側に有すると共に、前記受ダイ２１に対向する側の端部に、前記スエージ部２６よりも大径をなす逃げ部２７を有している。スエージ部２６と逃げ部２６とはテーパ部２８を介して連接され、また、成形ダイ２２の開口端側には前記逃げ部２６をさらに半径外方向へ逃がすテーパ部２９が成形されている。マンドレル２３は、外筒３の内径よりもわずか小さな外径を有し、外筒３との間に所定のクリアランスδを成形するように外筒３と同心に位置決め可能となっている。
【００１３】
外筒３の外周面にスリーブ１１を嵌着するには、図２の左半分に示すように、スエージ加工装置２０内の受ダイ２１と成形ダイ２２とを挿通させて外筒３をセットし、さらに外筒３内の所定位置にマンドレル２３を位置決めする。そして、外筒３に予め嵌合したスリーブ１１を受ダイ２１の受部２４上に着座させ後、図示を略す駆動手段により成形ダイ２２を下降させる。すると、図２の右半分に示すように、スリーブ１１のほぼ上半部が成形ダイ２２のテーパ部２８に案内されながらスエージ部２６内に入り込み、これにより、スリーブ１１のほぼ上半部がしごかれて縮径し、これに応じて外筒３の一部も押込まれる。また、受ダイ２１の受面２４ａに載っているスリーブ１１の下端部は、軸方向荷重を受けて前記受面２４ａのろうと状の傾斜面に沿って半径内方へ滑動して絞られ、これに応じて外筒３の一部も押込まれる。
しかして、外筒３の内部には、外筒３との間に所定のクリアランスδを介してマンドレル２３が存在しているので、前記スリーブ１１のほぼ上半部とスリーブ１１の下端部とにより押込まれた外筒３の部分は、クリアランスδの分内側に変形し、その後マンドレル２３に接触してそれ以上の変形が規制されて、これにより、スリーブ１１には前記縮径部１２と絞り部１４とが成形される。一方、スリーブ１１の、成形ダイ２２の逃げ部２７内に位置する部分は、成形ダイ２２および受ダイ２１の拘束を受けないので、半径外方向へ自由に膨出し、これによりスリーブ１１には、前記湾曲状の拡径部１３が成形され、これにて外筒３に対するスリーブ１１の嵌着は終了する。なお、スリーブ１１の縮径部１２は、予めその内面に設けた微小凹凸１８を介して外筒３の外周面に密着する。
【００１４】
上記スエージ加工装置２０によれば、スリーブ１１を受ける受ダイ２１の受面２４ａをろうと状に傾斜させ、かつ成形ダイ２２に逃げ部２７を設けたので、スリーブ１１にスプリングシート１０の段部１６を係合させるための湾曲形状の拡径部１３を容易かつ確実に成形することができる。
また、外筒３の内部にマンドレル２３を配置しているので、スエージ加工に際して、外筒３が必要以上に押し込まれることはなく、スリーブ１１に成形される縮径部１２の形状出しも正確となる。
さらには、外筒３の内側への変形量が、わずかなクリアランスδ分だけで済むので、従来の技術で説明した液圧式あるいは機械式バルジ加工により成形した張出部の板厚に対して、十分な板厚の状態（外筒３の成形前の板厚と略同等）を保持でき、嵌合固定部の強度も十分となる。
【００１５】
このようにして外筒３に対するスリーブ１１の嵌着が終了したら、外筒３をしごき装置２０内から取出し、その後、図３に示すようにこのスリーブ１１を介してスプリングシート１０を外筒３に嵌合固定する。外筒３に対するスプリングシート１０の嵌合固定に際しては、先ず、図３の左半分に示すように、スプリングシート１０の円筒部１５を、適宜の圧入治具を用いてスリーブ１１の縮径部１２に圧入し、続いて、図３の右半分に示すように、スプリングシート１０の段部１６をスリーブ１１の拡径部１３に係合させてその軸方向移動を規制し、これにて外筒３に対するスプリングシート１０の嵌合固定は終了する。
【００１６】
本嵌合固定構造の適用範囲は任意であり、上記実施の形態におけるサスペンション用油圧緩衝器の外筒３とスプリングシート１０との嵌合固定に代えて、例えば、図４に示すようなエアサスペンション３０における油圧緩衝器３１の外筒（チューブ）３２とエアピストン３３との嵌合固定にも適用できる。エアサスペンション３０は、ここでは、前記油圧緩衝器３１の外筒３２に嵌合固定したエアピストン３３と油圧緩衝器３１のピストンロッド３４に固定したキャニスタ３５との間をローリングダイアフラム３６により連結して空気室３７を形成した構造となっており、従来、前記エアピストン３３は油圧緩衝器３１の外筒３２に対して溶接により嵌合固定されていた。
【００１７】
上記エアサスペンション３０に本嵌合固定構造を適用するには、油圧緩衝器３１の外筒（一方の筒状部材）３２に、上記図２に示したと同様のスエージ加工によりスリーブ３８を嵌着し、このスリーブ３８を介してエアピストン（他方の筒状部材）３３を前記外筒３２に嵌合固定する。スリーブ３８は、円筒形状の縮径部３９と、湾曲形状の拡径部４０と絞り部４１を連続に備え、一方、エアピストン３４は、前記縮径部３９に圧入可能な円筒部４２と、前記拡径部４０に係合可能なテーパ部４３と前記ローリングダイアフラム３６が連結される拡大部４４とを備えている。油圧緩衝器３１の外筒３２にエアピストン３３を嵌合固定するには、エアピストン３３の円筒部４２を、適宜の圧入治具を用いてスリーブ３８の縮径部３９に圧入し、続いて、エアピストン３３のテーパ部４３をスリーブ３８の拡径部４０に係合させればよく、これにより、エアピストン３３は、スリーブ３８を介して外筒３２に強固に嵌合固定される。
なお、上述のようにエアサスペンション３０に適用した場合、テーパ部４３と拡径部４０との間にＯリング等の弾性シールを介在させておき、スリーブ３８に対してエアピストン３３を嵌合固定するようにしてもよく、この場合、空気室３７内の気密をより確実に保持することが可能になる。
【００１８】
また、本発明におけるスリーブとしては、例えば、パイプ剤を切断した所定長さの薄に区円筒間でも、板状部材をロール成形して略Ｃ字形状に成形したものでも構わない。
【００１９】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明に係る筒状部材の嵌合固定構造および嵌合固定方法によれば、一方の筒状部材にスエージ加工により嵌着したスリーブを介して筒状部材同士を簡単かつ高強度に嵌合固定でき、バルジ加工に頼る必要がない分、大幅なコスト低減を達成でき、また、溶接に頼る必要がない分、内部へのコンタミネーションの浸入を心配する必要もない。さらに、溶接を行わないので、溶接性の悪いアルミニウム系材料からなる筒状部材の嵌合固定にも好適となる。
また、本発明に係るスエージ加工装置によれば、スリーブを受ける受ダイの受面をろうと状に傾斜させ、かつ成形ダイに逃げ部を設けたので、スリーブに係合用拡径部を容易かつ確実に成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る筒状部材の固定構造を適用したサスペンション用油圧緩衝器の全体的構造を示す断面図である。
【図２】本発明に係るスエージ加工装置と該装置によるスエージ加工の実施状態を示したもので、その左半分は初期段階を示す断面図、その右半分は最終段階を示す断面図である。
【図３】本発明に係る筒状部材の嵌合固定方法を示したもので、その左半分は初期段階を示す断面図、その右半分は最終段階を示す断面図である。
【図４】本発明に係る筒状部材の固定構造を適用したエアサスペンションの全体的構造を示す断面図である。
【図５】従来のサスペンション用油圧緩衝器の全体的構造を示す断面図である。
【符号の説明】
３、３２　　油圧緩衝器の外筒（一方の筒状部材…チューブ）
１０　スプリングシート（他方の筒状部材）
１１、３８　スリーブ
１２、３９　スリーブの縮径部
１３、４０　スリーブの拡径部
１４、４１　スリーブの絞り部
２０　スエージ加工装置
２１　受ダイ
２２　成形ダイ
２４ａ　受ダイの受面
２６　成形ダイのスエージ部
２７　成形ダイの逃げ部
２８　成形ダイのテーパ部
３０　エアサスペンション
３３　エアピストン（他方の筒状部材）
【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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