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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zylindervorrichtung.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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JPH04-110241 U gibt eine Zylindervorrichtung an, die einen Kolben, der gleitbar in einen Zylinder eingesteckt ist, und eine Kolbenstange, die mit dem Kolben verbunden ist, umfasst. Die Kolbenstange dieser Zylindervorrichtung ist aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildet, um das Gewicht zu reduzieren.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Wenn allgemein ein Teil der Fasern in einem aus einem faserverstärkten Kunststoff ausgebildeten Glied durch einen Schneideprozess oder ähnliches geschnitten wird, vermindert sich die Festigkeit des faserverstärkten Kunststoffs. In der Zylindervorrichtung von JPH04-110241U wird ein Schneideprozess durchgeführt, um einen Gewindeteil an dem Ende eines Rohrglieds, das die Kolbenstange bildet, auszubilden. Dabei werden die Fasern am Ende des Rohrglieds durch den Schneideprozess geschnitten, wodurch die Festigkeit der Kolbenstange unter Umständen vermindert wird.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Festigkeit der Kolbenstange zu verbessern.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung, umfasst eine Zylindervorrichtung: einen Zylinder, in den ein Arbeitsfluid gefüllt ist; einen Kolben, der gleitbar in den Zylinder eingesteckt ist; und eine Kolbenstange, die mit dem Kolben gekoppelt ist und in den Zylinder derart eingesteckt ist, dass sie in Bezug auf den Zylinder vorgeschoben und zurückgezogen werden kann. Die Kolbenstange umfasst: ein zylindrisches Glied, das aus einem Fasermaterial und einem Kunstharzmaterial ausgebildet ist; und ein Verbindungsglied, das an einem Ende des zylindrischen Glieds vorgesehen ist. Das zylindrische Glied weist eine Innenumfangsfläche auf, die keiner Verarbeitung für das Schneiden des Fasermaterials unterworfen wurde; und das Verbindungsglied weist einen Verbindungsteil auf, der in die Innenumfangsfläche eingesteckt und mit dem zylindrischen Glied mittels eines Klebers verbunden ist.
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Figurenliste
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- 1 ist eine teilweise im Querschnitt gezeigte Ansicht einer Zylindervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine vergrößerte Ansicht eines durch das Bezugszeichen II in 1 angegebenen Teils.
- 3 ist eine Ansicht, die einen Zwischenraum zwischen einem Verbindungsglied und einem zylindrischen Glied der Zylindervorrichtung gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
- 4 ist eine vergrößerte Ansicht einer Zylindervorrichtung gemäß einem alternativen Beispiel der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
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Mit Bezug auf 1 und 2 wird zuerst eine Zylindervorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
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In dieser Ausführungsform wird ein Fall beschrieben, in dem die Zylindervorrichtung ein Stoßdämpfer 100 ist. Der Stoßdämpfer 100 ist zum Beispiel eine Vorrichtung, die zwischen einer Fahrzeugkarosserie und einer Fahrzeugachse eines Fahrzeugs (nicht gezeigt) angeordnet ist und eine Dämpfungskraft für das Unterdrücken von Vibrationen der Fahrzeugkarosserie erzeugt.
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Wie in 1 gezeigt, umfasst der Stoßdämpfer 100 Folgendes: einen Zylinder 1; einen ringförmigen Kolben 2, der gleitbar in den Zylinder 1 eingesteckt ist und das Innere des Zylinders 1 in eine extensionsseitige Kammer 60 und eine kontraktionsseitige Kammer 70 teilt; und eine Kolbenstange 3, die mit dem Kolben 2 gekoppelt ist und derart in den Zylinder 1 eingesteckt ist, dass die Kolbenstange 3 in und aus dem Zylinder 1 bewegt werden kann. Ein Hydrauliköl, das als ein Arbeitsfluid dient, ist in die extensionsseitige Kammer 60 und die kontraktionsseitige Kammer 70 gefüllt.
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Der Stoßdämpfer 100 ist ein Einrohr-Stoßdämpfer, der mit einem freien Kolben 4 versehen ist, der gleitbar in den Zylinder 1 eingesteckt ist und eine Gaskammer 80 im Inneren des Zylinders 1 teilt. Ein Dichtungsglied 4a, das die Luftdichtigkeit der Gaskammer 80 aufrechterhält, ist an dem Außenumfang des freien Kolbens 4 vorgesehen.
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Eine ringförmige Stangenführung 6, die die Kolbenstange 3 gleitbar über eine an dem Innenumfang der Stangenführung 6 vorgesehene Hülse 5 hält, ist auf das Ende des Zylinders 1 auf der Seite der extensionsseitigen Kammer 60 gepasst. Die Stangenführung 6 stößt gegen einen Haltering 7 an, der an dem Innenumfang des Zylinders 1 vorgesehen ist, wodurch die Position der Stangenführung 6 in der Axialrichtung definiert wird.
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Eine Öldichtung 8, die ein Lecken des Hydrauliköls nach außen verhindert, ist an der Stangenführung 6 auf der Seite gegenüber der extensionsseitigen Kammer 60 vorgesehen.
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Die Stangenführung 6 und die Öldichtung 8 sind an dem Zylinder 1 durch Verstemmen fixiert, sodass das Ende des Zylinders 1 nach innen gebogen ist.
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Das Ende des Zylinders 1 auf der Seite der Gaskammer 80 wird durch ein Kappenglied (nicht gezeigt) geschlossen. Wie in 1 gezeigt, ist ein Befestigungsglied 1a für das Befestigen des Stoßdämpfers 100 an dem Fahrzeug an dem Ende des Zylinders 1 auf der Seite der Gaskammer 80 vorgesehen. Das Ende des Zylinders 1 auf der Seite der Gaskammer 80 kann auch durch eine plastische Verarbeitung anstatt durch ein Kappenglied geschlossen werden.
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Wenn sich der Stoßdämpfer 100 kontrahiert und sich die Kolbenstange 3 in den Zylinder 1 bewegt, wird das Gas der Gaskammer 80 um eine Größe komprimiert, die dem Volumen der in den Zylinder 1 bewegten Kolbenstange 3 entspricht, und bewegt sich der freie Kolben 4 zu der Seite der Gaskammer 80. Wenn sich der Stoßdämpfer 100 erweitert und sich die Kolbenstange 3 aus dem Zylinder 1 bewegt, expandiert das Gas der Gaskammer 80 um eine Größe, die dem Volumen der aus dem Zylinder 1 bewegten Kolbenstange 3 entspricht, und bewegt sich der freie Kolben 4 zu der Seite der kontraktionsseitigen Kammer 70. Dadurch werden Volumenänderungen in dem Zylinder 1 während des Betriebs des Stoßdämpfers 100 kompensiert.
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Die Kolbenstange 3 umfasst Folgendes: ein Rohrmaterial 30, das als ein zylindrisches Glied dient; ein erstes Verbindungsglied 31, das an einem Ende des Rohrmaterials 30 vorgesehen ist und als ein Verbindungsglied für das Verbinden des Rohrmaterials 30 mit dem Kolben 2 dient; und ein zweites Verbindungsglied 35, das an einem Ende des Rohrmaterials 30 vorgesehen ist und als ein Verbindungsglied für das Verbinden des Rohrmaterials 30 mit einem externen Glied (nicht gezeigt) dient. Das erste Verbindungsglied 31 und das zweite Verbindungsglied 35 sind mittels eines Klebers mit dem Rohrmaterial 30 verbunden. Das erste Verbindungsglied 31 ist in einem Zustand verbunden, in dem das erste Verbindungsglied 31 gegen eine Endfläche 30c des Rohrmaterials 30 anstößt; und das zweite Verbindungsglied 35 ist in einem Zustand verbunden, in dem das zweite Verbindungsglied 35 gegen die andere Endfläche 30d des Rohrmaterials 30 anstößt.
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Das Rohrmaterial 30 weist eine zylindrische Form mit einer Außenumfangsfläche 30a und einer Innenumfangsfläche 30b auf und ist aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (Carbon Fiber-Reinforced Plastic bzw. CFRP) ausgebildet. Der kohlenstofffaserverstärkte Kunststoff ist ein Typ von faserverstärktem Kunststoff (FRP), der Kohlenstofffasern als ein Verstärkungsmaterial verwendet und durch das Verfestigen der Kohlenstofffasern mit einem Kunstharzmaterial wie etwa Epoxid oder Polyester ausgebildet wird. Als ein Verstärkungsmaterial können auch Glasfasern oder Aramidfasern verwendet werden. Die Festigkeit der Kolbenstange 3 kann verbessert werden, indem das Rohrmaterial 30 unter Verwendung eines faserverstärkten Kunststoffs ausgebildet wird. Und wenn Kohlenstofffasern als das Verstärkungsmaterial verwendet werden, kann die Festigkeit des Rohrmaterials 30 weiter verbessert werden, wobei das Gewicht des Rohrmaterials 30 weiter reduziert werden kann, indem die Dicke des Rohrmaterials 30 reduziert wird.
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Das erste Verbindungsglied 31 ist ein säulenförmiges Glied, das aus einem Metall ausgebildet ist, wobei das erste Verbindungsglied 31 Folgendes umfasst: einen Verbindungsteil 33, der in die Innenumfangsfläche 30b des Rohrmaterials 30, die keiner Verarbeitung für das Schneiden des Fasermaterials unterworfen wurde, eingesteckt und mit dieser verbunden ist; und einen Kopplungsteil 32, der mit dem Kolben 2 gekoppelt ist. Ein männliches Gewinde 32a, auf das eine Mutter 9 geschraubt ist, ist an dem fernen Ende des Kopplungsteils 32 vorgesehen. Die Form des Verbindungsteils 33 wird weiter unten erläutert.
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Das zweite Verbindungsglied 35 ist ein säulenförmiges Glied, das aus einem ähnlichen Metall wie das erste Verbindungsglied 31 ausgebildet ist, wobei das zweite Verbindungsglied 35 Folgendes umfasst: einen Verbindungsteil 37, der in die Innenumfangsfläche 30b des Rohrmaterials 30, die keiner Verarbeitung für das Schneiden des Fasermaterials unterworfen wurde, eingesteckt und mit dieser verbunden ist; und einen Kopplungsteil 36, der mit dem externen Glied gekoppelt ist. Ein männliches Gewinde 36a, das für das Koppeln mit dem externen Glied verwendet wird, ist an dem fernen Ende des Kopplungsteils 36 vorgesehen. Die Form des Verbindungsteils 37 ist gleich der Form des Verbindungsteils 33 des ersten Verbindungsglieds 31.
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Die Kolbenstange 3 wird auf diese Weise gebildet, indem das erste Verbindungsglied 31 und das zweite Verbindungsglied 35 in das Rohrmaterial 30, das mit keiner Verarbeitung für das Schneiden des Fasermaterials, d.h. keinem Schneideprozess außer der Verarbeitung für das Schneiden der beiden Enden, unterworfen wurde, eingesteckt und mit diesem verbunden werden. Weil also die Fasern des Rohrmaterials 30 nicht durch einen Schneideprozess oder ähnliches geschnitten werden kann die Festigkeit der Kolbenstange 3 verbessert werden.
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Die Innenumfangsfläche 30b des Rohrmaterials 30 wird vorzugsweise einer Oberflächenverarbeitungsbehandlung wie etwa einem Strahlen unterworfen, in welcher die Fasern des Rohrmaterials 30 nicht geschnitten werden. Durch das Vergrößern der Oberflächenrauheit der Innenumfangsfläche 30b des Rohrmaterials 30 kann die Kontaktfläche für den Kleber vergrößert werden, wodurch die Verbindungsstärke verbessert werden kann.
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Ein Plattieren (nicht gezeigt) wird auf die Oberfläche der Kolbenstange 3 und insbesondere die Außenumfangsfläche 30a des Rohrmaterials 30 angewendet. Durch das Vorsehen einer Plattierung an der Außenumfangsfläche 30a des Rohrmaterials 30 kann der Kontakt zwischen der Außenumfangsfläche 30a des Rohrmaterials 30 und der Öldichtung 8 verbessert werden, wodurch die Dichtungsleistung sichergestellt werden kann.
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Die Plattierung wird direkt auf das Rohrmaterial 30 aufgetragen. Weil das Rohrmaterial 30 aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff ausgebildet ist, besitzt das Rohrmaterial 30 einen bestimmten Grad an elektrischer Leitfähigkeit. Deshalb wird eine Kupferplattierung, die einfach beschichtet werden kann, auf das Rohrmaterial 30 aufgetragen. Weiterhin wird eine Chromplattierung auf die gesamte Kolbenstange 3 einschließlich des mit der Kupferplattierung beschichteten Rohrmaterials 30 aufgetragen. Die Plattierung muss nicht direkt auf das Rohrmaterial 30 aufgetragen werden, wobei die Kolbenstange 3 auch mit einem Metallrohr bedeckt werden kann und dann die Chromplattierung auf das Metallrohr aufgetragen werden kann.
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Der Kolben 2 enthält Durchgänge 2a und 2b, die eine Verbindung zwischen der extensionsseitigen Kammer 60 und der kontraktionsseitigen Kammer 70 herstellen. Ein Dämpfungsventil 10 mit einer Vielzahl von ringförmigen Blattventilen ist auf der Seite der extensionsseitigen Kammer 60 des Kolbens 2 vorgesehen. Weiterhin ist ein Dämpfungsventil 11 mit einer Vielzahl von ringförmigen Blattventilen auf der Seite der kontraktionsseitigen Kammer 70 des Kolbens 2 vorgesehen. Der Kolben 2, das Dämpfungsventil 10 und das Dämpfungsventil 11 sind an dem Kopplungsteil 32 des ersten Verbindungsglieds 31 durch die Mutter 9 fixiert.
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Das Dämpfungsventil 10 wird durch eine Druckdifferenz zwischen der extensionsseitigen Kammer 60 und der kontraktionsseitigen Kammer 70 während einer Kontraktion des Stoßdämpfers 100 geöffnet, um den Durchgang 2a zu öffnen und dadurch einen Widerstand auf den Fluss des Hydrauliköls von der kontraktionsseitigen Kammer 70 zu der extensionsseitigen Kammer 60 durch den Durchgang 2a auszuüben. Weiterhin schließt das Dämpfungsventil 10 den Durchgang 2a während der Extension des Stoßdämpfers 100.
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Das Dämpfungsventil 11 wird während der Extension des Stoßdämpfers 100 geöffnet, um den Durchgang 2b zu öffnen und dadurch einen Widerstand auf den Fluss des Hydrauliköls von der extensionsseitigen Kammer 60 zu der kontraktionsseitigen Kammer 70 durch den Durchgang 2b auszuüben. Weiterhin schließt das Dämpfungsventil 11 den Durchgang 2b während der Kontraktion des Stoßdämpfers 100.
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Mit anderen Worten ist das Dämpfungsventil 10 ein Dämpfungskraft-Erzeugungselement während der Kontraktion des Stoßdämpfers 100 und ist das Dämpfungsventil 11 ein Dämpfungskraft-Erzeugungselement während der Extension des Stoßdämpfers 100.
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Im Folgenden wird mit Bezug auf 2 der Verbindungsteil 33 des ersten Verbindungsglieds 31 erläutert. 2 ist eine vergrößerte Ansicht des durch das Bezugszeichen II angegebenen eingekreisten Teils in 1.
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Der Verbindungsteil 33 des ersten Verbindungsglieds 31 umfasst Folgendes: einen sich verjüngenden Teil 33a, in dem der Außendurchmesser allmählich zu dem Ende des Verbindungsteils 33 hin kleiner wird; einen Flanschteil 33b, der näher an dem Ende des Verbindungsteils 33 als der sich verjüngende Teil 33a angeordnet ist und einen größeren Durchmesser als der minimale Außendurchmesser des sich verjüngenden Teils 33a aufweist; und einen gestuften Teil 33c, der einen Teil mit einem maximalen Außendurchmesser des sich verjüngenden Teils 33a und den Kopplungsteil 32 verbindet. Der Außendurchmesser des Flanschteils 33b und der maximale Außendurchmesser des sich verjüngenden Teils 33a sind kleiner vorgesehen als der Innendurchmesser des Rohrmaterials 30. Der gestufte Teil 33c wird durch eine flache Fläche gebildet, die senkrecht zu der Mittenachse des ersten Verbindungsteils 31 ist.
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Wenn wie in 2 gezeigt, das erste Verbindungsglied 31 mit dem Verbindungsteil 33, der die oben beschriebene Form aufweist, in das Rohrmaterial 30 eingesteckt wird, stößt die eine Endfläche 30c des Rohrmaterials 30 gegen den gestuften Teil 33c an. In diesem Zustand wird ein Halteraum 34 durch die Innenumfangsfläche 30b des Rohrmaterials 30, die Außenumfangsfläche des sich verjüngenden Teils 33a und den Flanschteil 33b gebildet. Ein Kleber (nicht gezeigt) wird in dem Halteraum 34 gehalten.
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Die Innenumfangsfläche 30b des Rohrmaterials 30 und die Außenumfangsfläche des sich verjüngenden Teils 33a werden durch den in dem Halteraum 34 gehaltenen Kleber verbunden, sodass das Rohrmaterial 30 mit dem ersten Verbindungsglied 31 gekoppelt ist. Als der Kleber kann ein Epoxidharz-basierter Kleber verwendet werden, der eine relativ hohe Viskosität aufweist und in der Form eines Stärkesirups oder einer Paste vorgesehen wird.
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Wenn die Menge des Klebers zwischen zwei Gliedern zu groß oder zu klein ist, wird die Klebekraft des Klebers vermindert. Um mit anderen Worten die Verbindungsstärke zwischen dem Rohrmaterial 30 und dem ersten Verbindungsglied 31 zu vergrößern, muss ein Zwischenraum vorgesehen werden, in dem ein Kleber mit einer optimalen Dicke zwischen der Innenumfangsfläche 30b des Rohrmaterials 30 und dem Verbindungsteil 33 des ersten Verbindungsglieds 31 gehalten wird.
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Wenn jedoch ein Zwischenraum zwischen der Innenumfangsfläche 30b des Rohrmaterials 30 und dem Verbindungsteil 33 des ersten Verbindungsglieds 31 vorgesehen ist, neigt das erste Verbindungsglied 31 dazu, exzentrisch relativ zu dem Rohrmaterial 30 zu werden, wenn das erste Verbindungsglied 31 in das Rohrmaterial 30 eingesteckt wird. Insbesondere wenn das erste Verbindungsglied 31 exzentrisch relativ zu dem Rohrmaterial 30 wird, kann an bestimmten Teilen beinahe kein Zwischenraum zwischen der Innenumfangsfläche 30b des Rohrmaterials 30 und dem Verbindungsteil 33 des ersten Verbindungsglieds 31 vorhanden sein und kann an bestimmten Teilen die Größe des Zwischenraums zwischen der Innenumfangsfläche 30b des Rohrmaterials 30 und dem Verbindungsteil 33 des ersten Verbindungsglieds 31 größer werden als für das Kleben optimal ist. Deshalb ist es schwierig, einen für ein Kleben optimalen Zwischenraum entlang des gesamten Umfangs sicherzustellen. Wenn also einfach der Verbindungsteil 33, der in das Rohrmaterial 30 eingesteckt wird, mit einer zylindrischen Form vorgesehen wird und einfach ein Zwischenraum zwischen der Innenumfangsfläche 30b des Rohrmaterials 30 und dem Verbindungsteil 33 des ersten Verbindungsglieds 31 vorgesehen wird, kann die Dicke des Klebers zwischen der Innenumfangsfläche 30b und dem Verbindungsteil 33 in der Umfangsrichtung des Verbindungsteils 33 variieren. Daraus resultiert, dass die Verbindungsstärke zwischen dem Rohrmaterial 30 und dem ersten Verbindungsglied 31 unter Umständen keine ausreichende Festigkeit erzielt.
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Die Verbindungsstärke zwischen dem Rohrmaterial 30 und dem ersten Verbindungsglied 31 kann durch das Vorsehen des sich verjüngenden Teils 33a an dem Verbindungsteil 33 verbessert werden.
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Mit Bezug auf 3 wird der Zwischenraum zwischen dem Rohrmaterial 30 und dem ersten Verbindungsglied 31 für den Fall erläutert, dass der sich verjüngende Teil 33a an dem Verbindungsteil 33 vorgesehen ist. 3 ist eine schematische Ansicht, die einen Zustand zeigt, in dem das erste Verbindungsglied 31 exzentrisch relativ zu dem Rohrmaterial 30 eingesteckt ist.
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Wenn wie in 3 gezeigt die Achsenmitte O1 des Rohrmaterials 30 und die Achsenmitte O2 des ersten Verbindungsglieds 31 voneinander abweichen, ändert sich das Intervall zwischen der Innenumfangsfläche 30b und der Außenumfangsfläche des sich verjüngenden Teils 33a in der Umfangsrichtung. Und weil der Verbindungsteil 33 mit einer sich verjüngenden Form ausgebildet ist, ändert sich auch der Abstand zwischen der Innenumfangsfläche 30b und der Außenumfangsfläche des sich verjüngenden Teils 33a in der Axialrichtung und wird allmählich kleiner von der Seite des Flanschteils 33b zu dem gestuften Teil 33c.
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Auf der rechten Seite in 3, wo der Abstand zwischen dem Rohrmaterial 30 und dem ersten Verbindungsglied 31 relativ breit ist, erreicht der Abstand zwischen der Innenumfangsfläche 30b und der Außenumfangsfläche des sich verjüngenden Teils 33a eine Dicke G1, die optimal für den Kleber ist, an einem Teil zu dem gestuften Teil 33c hin. Auf der linken Seite von 3 dagegen, wo der Abstand zwischen dem Rohrmaterial 30 und dem ersten Verbindungsglied 31 relativ schmal ist, erreicht der Abstand zwischen der Innenumfangsfläche 30b und der Außenumfangsfläche des sich verjüngenden Teils 33a die Dicke G1, die optimal für den Kleber ist, an einem Teil zu dem Flanschteil 33b hin.
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Also auch wenn ein Zwischenraum zwischen dem Rohrmaterial 30 und dem ersten Verbindungsglied 31 vorgesehen ist und die Achsenmitte O1 des Rohrmaterials 30 und die Achsenmitte O2 des ersten Verbindungsglieds 31 voneinander abweichen, erreicht der Abstand zwischen der Innenumfangsfläche 30b und der Außenumfangsfläche des sich verjüngenden Teils 33a die optimale Dicke G1, bei der die Verbindungsstärke am stärksten ist, an einem Teil in dem Axialrichtungsbereich, in dem der sich verjüngende Teil 33a ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist, wie durch die Strichlinie in 3 gezeigt, der Teil, an dem die Dicke des Klebers die optimale Dicke G1 erreicht, um den gesamten Umfang herum ausgebildet und relativ zu den Axialmitten O1 und O2 hin geneigt. Deshalb sind das Rohrmaterial 30 und das erste Verbindungsglied 31 fest durch den Kleber mit einer optimale Dicke G1 entlang des gesamten Umfangs verbunden.
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Und weil einige unebene Teile an der Innenumfangsfläche 30b, die keinem Schneideprozess oder ähnlichem unterworfen wurde, vorhanden sind, kann es auch dann, wenn die Achsenmitte O1 des Rohrmaterials 30 und die Achsenmitte O2 des ersten Verbindungsglieds 31 nicht voneinander abweichen, vorkommen, dass der Abstand zwischen der Innenumfangsfläche 30b und der Außenumfangsfläche des sich verjüngenden Teils 33a in der Umfangsrichtung nicht konstant ist. Auch in diesem Fall erreicht die Dicke des Klebers die optimale Dicke G1, bei der die Verbindungsstärke am stärksten ist, an einem Teil in dem Axialrichtungsbereich, in dem der sich verjüngende Teil 33a ausgebildet ist, und ist der Teil, in dem die Dicke des Klebers die optimale Dicke G1 erreicht, entlang des gesamten Umfangs ausgebildet. Deshalb werden das Rohrmaterial 30 und das erste Verbindungsglied 31 fest durch einen Kleber mit einer optimalen Dicke G1 entlang des gesamten Umfangs verbunden.
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Wenn der Winkel des sich verjüngenden Teils 33a größer ist, wird die Rate, mit der sich der Abstand zwischen der Innenumfangsfläche 30b und der Außenumfangsfläche des sich verjüngenden Teils 33a in der Axialrichtung ändert, größer und wird der Axialrichtungsbereich, in dem der Kleber mit der optimalen Dicke ausgebildet ist, kleiner. Deshalb wird der Winkel des sich verjüngenden Teils 33a vorzugsweise möglichst klein gesetzt.
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Im Folgenden wird das Verfahren zum Verbinden des Rohrmaterials 30 mit dem ersten Verbindungsglied 31 erläutert.
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Zuerst wird der Kleber in der Form eines Stärkesirups oder einer Paste auf dem gesamten sich verjüngenden Teil 33a aufgetragen. Weil die Viskosität des Klebers hoch ist und der Flanschteil 33b und der gestufte Teil 33c in Nachbarschaft zu dem sich verjüngenden Teil 33a vorgesehen sind, wird ein Fließen des aufgetragenen Klebers weg von dem sich verjüngenden Teil 33a verhindert.
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Anschließend wird das erste Verbindungsglied 31, auf das der Kleber aufgetragen wurde, in das Rohrmaterial 30 eingesteckt. Dabei wird der Kleber vorzugsweise auf den sich verjüngenden Teil 33a in dem vorausgehenden Schritt derart aufgetragen, dass ein Teil des Klebers durch die eine Endfläche 30c des Rohrmaterials 30 abgekratzt wird.
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Das erste Verbindungsglied 31 wird eingesteckt, bis der gestufte Teil 33c gegen die eine Endfläche 30c des Rohrmaterials 30 anstößt. Daraus resultiert, dass der Halteraum 34 mit dem Kleber gefüllt wird, wobei die Dicke des Klebers die optimale Dicke, bei der die Verbindungsstärke am stärksten ist, an einem Teil in dem Axialrichtungsbereich, in dem der sich verjüngende Teil 33a ausgebildet ist, erreicht. Durch das Härten des Klebers mit der optimalen Dicke werden das Rohrmaterial 30 und das erste Verbindungsglied 31 fest miteinander verbunden.
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Wenn das erste Verbindungsglied 31 in das Rohrmaterial 30 eingesteckt wird, haftet ein Teil des Klebers an der einen Endfläche 30c und der Innenumfangsfläche 30b und bewegt sich zusammen mit dem sich verjüngenden Teil 33a zu der Seite des gestuften Teils 33c. Weil die Radialrichtungsbreite des Halteraums 34 in der Nähe des gestuften Teils 33c schmal ist, wird der Halteraum 34 definitiv durch den bewegten Kleber gefüllt. Deshalb werden der Winkel und der Durchmesser des sich verjüngenden Teils 33a vorzugsweise derart gesetzt, dass die Dicke des Klebers die optimale Dicke an einem Teil in der Nähe des gestuften Teils 33c erreicht.
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Das zweite Verbindungsglied 35 weist die gleiche Form auf wie das erste Verbindungsglied 31, sodass das zweite Verbindungsglied 35 gegen die andere Endfläche 30d des Rohrmaterials 30 in gleicher Weise wie bei dem ersten Verbindungsglied 31 anstößt.
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Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform werden die folgenden Effekte erzielt.
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Die Kolbenstange 3 des Stoßdämpfers 100 wird durch das Einstecken und Verbinden des ersten Verbindungsglieds 31 und des zweiten Verbindungsglieds 35 in und mit dem Rohrmaterial 30, das keiner Verarbeitung für ein Schneiden des Fasermaterials mit Ausnahme der Verarbeitung für ein Schneiden der beiden Enden unterworfen wurde, ausgebildet. Weil die Fasern des Rohrmaterials 30 nicht durch einen Schneideprozess oder ähnliches geschnitten werden, kann die Stärke der Kolbenstange 3 verbessert werden.
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Weil der sich verjüngende Teil 33a an dem Verbindungsteil 33 des ersten Verbindungsglieds 31 vorgesehen ist, ist der Kleber mit einer Dicke, bei der die Verbindungsstärke am stärksten ist, entlang des gesamten Umfangs zwischen der Innenumfangsfläche 30b und der Außenumfangsfläche des sich verjüngenden Teils 33a angeordnet. Deshalb können das erste Verbindungsglied 31 und das zweite Verbindungsglied 35 fest mit der Innenumfangsfläche 30b, die keinem Schneideprozess oder ähnlichem unterworfen wurde, verbunden werden.
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Im Folgenden wird mit Bezug auf 4 ein alternatives Beispiel für den Stoßdämpfer 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 4 ist eine vergrößerte Querschnittansicht in Entsprechung zu 2.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform ändert sich die Größe des Außendurchmessers des sich verjüngenden Teils 33a mit einer fixen Rate. Statt dessen kann der sich verjüngende Teil 33d auch derart ausgebildet sein, dass er sich in der Radialrichtung nach außen wölbt.
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In diesem alternativen Beispiel wird die Rate, mit der sich der Abstand zwischen der Innenumfangsfläche 30b und der Außenumfangsfläche des sich verjüngenden Teils 33a in der Axialrichtung ändert, zu der Seite des gestuften Teils 33c hin kleiner. Deshalb ist ein Bereich, in dem der Abstand zwischen der Innenumfangsfläche 30b und der Außenumfangsfläche des sich verjüngenden Teils 33a nicht ändert, in der Nähe des gestuften Teils 33c vorgesehen. Daraus resultiert, dass der Bereich, in dem die Dicke des Klebers eine optimale Dicke erreicht, in der Axialrichtung im Vergleich zu der oben beschriebenen Ausführungsform vergrößert werden kann. Weil in diesem alternativen Beispiel der Bereich, in dem die Dicke des Klebers eine optimale Dicke erreicht, vergrößert ist, kann die Verbindungsstärke zwischen dem Rohrmaterial 30 und dem ersten Verbindungsglied 31 weiter verbessert werden.
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Ansonsten sind der Aufbau und die Funktion gleich denjenigen der oben beschriebenen Ausführungsform, sodass hier auf weitere Erläuterungen verzichtet wird. Auch in diesem alternativen Beispiel können die gleichen Effekte wie in der oben beschriebenen Ausführungsform erzielt werden.
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Im Folgenden werden die Aufbauten, die Betriebsweisen und die Effekte der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zusammengefasst.
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Der Stoßdämpfer 100 umfasst Folgendes: den Zylinder 1, in den das Hydrauliköl gefüllt ist; den Kolben 2, der gleitbar in den Zylinder 1 eingesteckt ist; und die Kolbenstange 3, die mit dem Kolben 2 gekoppelt ist und in den Zylinder 1 derart eingesteckt ist, das der Kolben 3 in Bezug auf den Zylinder 1 vorgeschoben und zurückgezogen werden kann. Die Kolbenstange 3 umfasst das Rohrmaterial 30, das aus einem Fasermaterial und einem Kunstharzmaterial ausgebildet ist, und die Verbindungsglieder 31, 35, die an den Enden des Rohrmaterials 30 vorgesehen sind. Das Rohrmaterial 30 umfasst die Innenumfangsfläche 30b, die keiner Verarbeitung für ein Schneiden des Fasermaterials unterworfen wurde; und die Verbindungsglieder 31, 35 umfassen die Verbindungsteile 33, 37, die in die Innenumfangsfläche 30b eingesteckt sind und mit dem Rohrmaterial 30 mittels eines Klebers verbunden sind.
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In dem oben beschriebenen Aufbau wird die Kolbenstange 3 durch das Einstecken und Verbinden der Verbindungsteile 33, 37 der Verbindungsglieder 31, 35 in das und mit dem Rohrmaterial 30 ausgebildet, das die Innenumfangsfläche 30b aufweist, die keiner Verarbeitung für ein Schneiden des Fasermaterials, d.h. keinem Schneideprozess, unterworfen wurde. Weil die Fasern des Rohrmaterials 30 nicht durch den Schneideprozess usw. geschnitten werden, kann die Festigkeit der Kolbenstange 3 verbessert werden.
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Der Verbindungsteil 33 umfasst den sich verjüngenden Teil 33a, 33d, der mit einer sich verjüngenden Form ausgebildet ist, deren Außendurchmesser allmählich zu dem Ende des Verbindungsteils 33 hin kleiner wird. Der Kleber wird zwischen der Innenumfangsfläche 30b des Rohrmaterials 30 und der Außenumfangsfläche des sich verjüngenden Teils 33a, 33d gehalten.
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In diesem Aufbau ist der sich verjüngende Teil 33a an dem Verbindungsteil 33 vorgesehen und ändert sich der Abstand zwischen der Innenumfangsfläche 30b und der Außenumfangsfläche des sich verjüngenden Teils 33a in der Axialrichtung. Deshalb erreicht die Dicke des zwischen der Innenumfangsfläche 30b und der Außenumfangsfläche 33a angeordneten Klebers die Dicke G1, an der die Verbindungsstärke an einem Teil in der Axialrichtung am stärksten ist, wobei der Teil, an dem die Dicke des Klebers die optimale Dicke G1 erreicht, entlang des gesamten Umfangs ausgebildet ist. Also auch wenn ein Zwischenraum zwischen dem Rohrmaterial 30 und dem ersten Verbindungsglied 31 vorgesehen ist, werden das Rohrmaterial 30 und das erste Verbindungsglied 31 fest durch den Kleber miteinander verbunden. Und auch wenn einige unebene Teile an der Innenumfangsfläche 30b vorhanden sind, die keinem Schneideprozess oder ähnlichem unterworfen wurden, ist der Teil, an dem die Dicke des Klebers die optimale Dicke G1 erreicht, um den gesamten Umfang herum ausgebildet, sodass das Rohrmaterial 30 und das erste Verbindungsglied 31 fest durch den Kleber miteinander verbunden werden.
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Der Verbindungsteil 35 umfasst auch den Flanschteil 33b, der näher an dem Ende des Verbindungsteils 33 vorgesehen ist als der sich verjüngende Teil 33a, 33d und einen größeren Durchmesser aufweist als der minimale Außendurchmesser des sich verjüngenden Teils 33a, 33d. Der Kleber wird in dem Halteraum 34 gehalten, der durch die Innenumfangsfläche 30b des Rohrmaterials 30, die Außenumfangsfläche des sich verjüngenden Teils 33a, 33d und den Flanschteil 33b umgeben wird.
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Weil in diesem Aufbau der Flanschteil 33b in Nachbarschaft zu dem sich verjüngenden Teil 33a vorgesehen ist, wird verhindert, dass der auf dem sich verjüngenden Teil 33a aufgetragene Kleber weg von dem sich verjüngenden Teil 33a fließt. Und auch nachdem der Verbindungsteil 33 in das Rohrmaterial 30 eingesteckt wurde, wird ein Herausfließen des Klebers durch den Flanschteil 33b verhindert. Deshalb kann der Halteraum 34 einfach mit dem Kleber gefüllt werden und kann die durch den Kleber gebildete Verbindung zuverlässig erzielt werden. Und weil keine Aufmerksamkeit auf den Auftragungszustand des Klebers gerichtet zu werden braucht, kann die Effizienz der Montageoperation unter Verwendung des Klebers verbessert werden.
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Der sich verjüngende Teil 33d ist derart ausgebildet, dass er sich in der Radialrichtung nach außen wölbt.
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In diesem Aufbau ist ein Bereich, in dem die Rate, mit der sich der Abstand zwischen der Innenumfangsfläche 30b und der Außenumfangsfläche des sich verjüngenden Teils 33a in der Axialrichtung ändert, relativ klein ist, in der Nähe des gestuften Teils 33c vorgesehen. Deshalb kann der Bereich, in dem die Dicke des Klebers eine optimale Dicke erreicht, in der Axialrichtung vergrößert werden. Dadurch kann die Verbindungsstärke zwischen dem Rohrmaterial 30 und dem ersten Verbindungsglied 31 weiter verbessert werden.
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Das Fasermaterial enthält Kohlenstofffasern.
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In diesem Aufbau werden Kohlenstofffasern als das Fasermaterial für das Ausbilden des Rohrmaterials 30 verwendet. Deshalb kann die Festigkeit der Kolbenstange 3 verbessert werden und kann das Gewicht des Rohrmaterials 30 reduziert werden.
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Das erste Verbindungsglied 31 weist den Kopplungsteil 32 auf, der mit dem Kolben 2 gekoppelt ist.
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In diesem Aufbau ist der Kolben 2 mit der Kolbenstange 3 über den Kopplungsteil 32 des ersten Verbindungsglieds 31 gekoppelt. Weil das erste Verbindungsglied 31 mit einem Bereich für das Koppeln des Kolbens 2 mit der Kolbenstange 3 versehen ist, muss kein separates Glied für das Koppeln des Kolbens 2 mit der Kolbenstange 3 vorgesehen werden. Deshalb kann der Aufbau des Stoßdämpfers 100 vereinfacht werden und können die Herstellungskosten vermindert werden.
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Die Verbindungsglieder 31, 35 sind jeweils an beiden Enden des Rohrmaterials 30 vorgesehen.
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In diesem Aufbau sind das erste Verbindungsglied 31 und das zweite Verbindungsglied 35 an beiden Enden des Rohrmaterials 30 vorgesehen. Mit anderen Worten wird die Kolbenstange 3 durch das Koppeln des ersten Verbindungsglieds 31 und des zweiten Verbindungsglieds 35 mit beiden Enden des Rohrmaterials 30, das die Innenumfangsfläche 30b aufweist, die keiner Verarbeitung für ein Schneiden des Fasermaterials unterworfen wurde, ausgebildet. Weil die Kolbenstange 3 ohne ein Schneiden der Fasern des Rohrmaterials 30 durch einen Schneideprozess ausgebildet wird, kann die Gesamtfestigkeit der Kolbenstange 3 verbessert werden.
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Vorstehend wurden verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei die hier beschriebenen Ausführungsformen jedoch nur beispielhaft für die Anwendung der vorliegenden Erfindung sind und der Erfindungsumfang nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist.
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Zum Beispiel wurde in den oben beschriebenen Ausführungsformen der Stoßdämpfer 100 als ein Beispiel für die Zylindervorrichtung beschrieben. Es kann jedoch auch eine beliebige andere Vorrichtung als die Zylindervorrichtung verwendet werden, solange sie eine Kolbenstange umfasst. Zum Beispiel kann ein Stellglied verwendet werden. Weiterhin wurde in den oben beschriebenen Ausführungsformen eine Zylindervorrichtung mit nur einer Stange, bei der die Stange von einem Ende des Zylinders vorsteht, als ein Beispiel für die Zylindervorrichtung beschrieben. Die Zylindervorrichtung kann jedoch auch eine Doppelstangen-Zylindervorrichtung sein, in der die Stange von beiden Enden des Zylinders vorsteht.
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In den oben beschriebenen Ausführungsformen wird der Innenraum des Rohrmaterials 30 durch das erste Verbindungsglied 31 und das zweite Verbindungsglied 35 geschlossen. Anstelle dieses Aufbaus können Verbindungslöcher, die mit dem Innenraum des Rohrmaterials 30 verbunden sind, in dem ersten Verbindungsglied 31 und dem zweiten Verbindungsglied 35 vorgesehen sein, sodass der Innenraum des Rohrmaterials 30 als ein Flusspfad, durch den ein Arbeitsfluid fließt, verwendet werden kann.
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In den oben beschriebenen Ausführungsformen wird ein Hydrauliköl als die Arbeitsflüssigkeit verwendet, wobei aber auch eine andere Flüssigkeit wie etwa Wasser verwendet werden kann.
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht Priorität basierend auf der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2016-184243 , die am 21. September 2016 am japanischen Patentamt eingereicht wurde und hier vollständig unter Bezugnahme eingeschlossen ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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