专利名称：缸筒及具备该缸筒的液压缸、以及缸筒的制造方法
技术领域：
本发明涉及构成建筑机械等所使用的液压缸的缸筒及具备该缸筒的液压缸、以及缸筒的制造方法。
背景技术：
通常，建筑机械等所使用的液压缸由缸筒和底部构件组合而构成。并且在缸筒的外周面设置有作为分支连接件用于连接接头配件的端孔。例如，在专利文件1中，公开了如下的缸筒强化方法，即在缸筒和底部构件构成一体的液压缸中，在缸筒与底部构件接合的接合部分的表层部，形成焊接加厚部，焊接加厚部凝固时所产生的收缩力作用于与焊接部相邻的部分。利用这样的方法，可以提高缸筒和底部构件之间的焊接部分的疲劳强度而不会增大制造成本。而且，在专利文献2中，公开了以提高缸筒的端孔附近的强度为目的的连接构造， 即在分支连接件的连接部分，使在端孔内周壁面部设置的扁平部的宽度等比倒角的最大宽度等更大。进而在专利文献3中，通过组合半圆形而构成作为端孔的开口部的形状，可以避免应力集中于孔周边，从而延长缸筒的耐压寿命。专利文献1 (日本)特开2000-009107号公报(平成12年1月11日公开)专利文献2 (日本)特开2004-278346号公报(平成16年10月7日公开)专利文献3 (日本)特开2004-067061号公报(平成16年3月4日公开)然而，在上述现有的缸筒中存在如下所示的问题。也就是说，在上述公报所公开的缸筒中，采用了直接加强需要加强的部位的结构， 例如，缸筒与底部构件的接合部分、及形成于缸筒的端孔附近等。具体地说，就是采用了以下等对策在接合部分周边设置焊接加厚部等；或者在端孔附近直接设置加强部分；或者形成为将半圆形组合而形成端孔的形状。但是，这些结构并不是考虑到内压产生时缸筒变形的加强结构，所以，根据变形程度及形状，并不能充分确保缸筒的端孔内周侧的疲劳强度。在这种情况下，缸筒的端孔内周侧部分特别是对疲劳强度有着特别大的影响，理由如下S卩，如果对端孔的内外周侧的部分进行比较，则对于端孔的外周侧的部分来说，可以通过磨床等进行倒角加工等来除去应力集中的部位；而另一方面，对于端孔的内周侧的部分来说，因工具的干涉等而难以除去应力集中部位。为此，当实施疲劳强度测试时，易于发生以端孔的内周侧边缘为起点的疲劳破坏。
发明内容
本发明的课题在于提供一种缸筒及具备该缸筒的液压缸、以及缸筒的制造方法， 能够提高缸筒的端孔内周侧的疲劳强度而不直接加强端孔附近等。
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第一方面发明的缸筒是液压缸的缸筒，其具有大致圆筒状的外周壁部、端孔和刚性变化部。端孔在外周壁部的一部分以贯通到内部空间的方式形成。刚性变化部配置于在剖视时相对于端孔沿圆周方向离开的位置且截面刚性大于端孔附近的截面刚性。在此，在外周壁部具有贯通至内部的端孔且构成液压缸的缸筒上，在剖视时沿圆周方向离开端孔的位置，设置刚性大于端孔附近的刚性的刚性变化部。在这种情况下，当内压作用于缸筒时，在端孔内周面侧的局部产生由弯曲应力引起的压缩应力，从而缓和由内压引起的拉伸应力。以此为目的，设置刚性变化部，使缸筒变形为扁平的截面形状。而且，作为刚性变化部，既包括加大钢管壁厚以增大刚性的部分，反之也包括减小端孔附近的壁厚而相对增大刚性的部分等。或者，刚性变化部也可以部分地利用杨氏模量不同于外周壁部的材料来形成，从而使之与外周壁部的其他部位的壁厚相同。在这种情况下，也可以采用例如相对于基材来说杨氏模量更高的材料作为焊丝，形成刚性变化部。并且，刚性变化部可以相对于端孔例如在圆周方向上左右等间隔地形成。另外， 刚性变化部既可以在缸筒的外周壁面的长度方向上连续形成，也可以间断地形成。因此，当液压缸内产生内压时，能够将缸筒变形成剖视时所希望的扁平形状。此时，在端孔的内周面侧的区域，作用有因为形成扁平状而产生的压缩应力，因而处于能降低内压所产生的拉伸应力的状态。这样，既不需要直接加强端孔附近，也不必费心研究端孔的形状，只要在内压产生时促使其向所希望的扁平形状的变形，就可以在端孔的内周侧，缓和成为降低疲劳强度的主要原因的拉伸应力。其结果就是既可以在端孔内周侧防止产生龟裂等，又可以提高缸筒的疲劳强度。第二方面发明的缸筒在第一方面发明的缸筒的基础上，刚性变化部是在外周壁部朝外径侧增大厚度且沿钢管的长度方向形成的厚壁部。在此，以增加外周壁部的局部壁厚的方式进行成型，使用厚壁部分作为刚性变化部。在这种情况下，作为刚性变化部的厚壁部，既可以在钢管成型时提前增厚地成型， 也可以在成型为均一壁厚的钢管之后再进行加厚形成厚壁部。因此，在缸筒内产生了内压时，可以使缸筒变形为所希望的扁平形状，以缓和端孔附近的拉伸应力。这样，就可以避免从端孔附近产生龟裂等问题。第三方面发明的缸筒在第一方面发明的缸筒的基础上，刚性变化部包含在外周壁部的外周面沿钢管的长度方向形成的焊珠(溶接E — K )。在此，采用缸筒的原料部及焊接时所形成的焊珠作为刚性变化部。在这种情况下，上述焊珠部分，既可以是例如半圆形部件之间相互焊接接合时形成的焊珠部分，也可以是在截面为圆形的缸筒的局部加厚的焊接部分。因此，只要将在焊接工序中所形成的焊珠原样保留，就可以较容易地设置刚性变化部。另外，为了在内压产生时使缸筒变形为所希望的扁平形状，将焊接部分相对于端孔设定在所希望的位置即可。第四方面发明的缸筒在第一方面 第三方面发明中任一方面发明的缸筒的基础上，刚性变化部相对于端孔分别配置于在剖视时沿圆周方向左右约90度的位置。在此，以端孔的位置为基准，在圆周方向上左右约90度的位置上分别配置了刚性变化部。
因此，由于提高了形成有刚性变化部的部分的刚性，在端孔附近的内周面侧的部分产生压缩应力，所以能够缓和导致产生龟裂等的拉伸应力。其结果就是在产生内压时，使缸筒变形为所希望的扁平形状，可以更加有效地缓和端孔附近的应力，从而避免产生龟裂等。第五方面发明的缸筒在第一方面 第四方面发明中任一方面发明的缸筒的基础上，刚性变化部在剖视时形成为平滑的曲线状。在此，作为刚性变化部的形状，采用了平滑的曲线状形状。因此，控制内压产生时缸筒的扁平形状，可以防止端孔附近产生龟裂，并且也能够避免应力集中于形成了刚性变化部的部分而导致产生龟裂等。第六方面发明的缸筒在第一方面 第五方面发明中任一方面发明的缸筒的基础上，外周壁部通过将截面为大致半圆形的部件相互焊接接合而形成。在此，通过将两个大致半圆形的部件组合并进行焊接接合，从而构成缸筒。因此，通过原样保留将截面为大致半圆形的部件之间焊接时所形成的焊珠，就可以在通常的工序中方便地设置上述的刚性变化部。这样，不需要额外增加用于形成刚性变化部的工序，就可以设置刚性变化部，从而可以简化制造工序，降低制造成本。第七方面发明的缸筒在第六方面发明的缸筒的基础上，刚性变化部是在截面为大致半圆形的部件的接合部分以弯曲的状态形成的阶梯弯曲部。在此，在相互焊接接合的、截面为大致半圆形部件的接合部分，设置被弯曲的阶梯弯曲部。在这种情况下，作为阶梯弯曲部，包括沿着相互焊接接合的钢管的长度方向形成为在截面为大致半圆形部件接合时使平面部分彼此进行面接合的弯曲部分等。因此，在截面为大致半圆形部件组合而构成的缸筒中，可以方便地设置刚性变化部，并且，例如在阶梯弯曲部设置焊接时的坡口部分，从而可以更牢固地进行焊接接合。第八方面发明的缸筒在第一方面或第二方面发明的缸筒的基础上，外周壁部由拉拔成型的钢管形成。在此，通过利用拉拔加工而成型的钢管形成缸筒的外周壁部。因此，通过在钢管外周壁面的规定位置加厚焊丝等而形成焊珠(刚性变化部)，从而能够得到疲劳强度高的缸筒。第九方面发明的缸筒在第八方面发明的缸筒的基础上，刚性变化部在钢管的长度方向上间断地形成。在此，沿钢管的长度方向，间断地设置焊珠等刚性变化部。因此，即使沿钢管的长度方向不连续地形成刚性变化部，例如只在与端孔对应的位置设置刚性变化部，也可以得到上述的、疲劳强度高的缸筒。第十方面发明的缸筒在第八方面或第九方面发明的缸筒的基础上，刚性变化部相对于端孔，分别配置于在剖视时沿圆周方向左右约90度的位置。在此，以端孔的位置为基准，在圆周方向上左右约90度的位置上分别配置了刚性变化部。因此，由于提高了形成有刚性变化部的部分的刚性，在产生有内压时，在端孔附近的内周面侧的部分产生压缩应力，因而能够缓和导致产生龟裂等的拉伸应力。其结果就是在产生内压时，使缸筒变形成为所希望的扁平形状，可以更加有效地缓和端孔附近的应力， 从而避免产生龟裂等。第十一方面发明的缸筒在第八方面或第九方面发明的缸筒的基础上，刚性变化部在剖视时形成为平滑的曲线状。在此，作为刚性变化部的形状，使用了平滑的曲线状形状。因此，控制内压产生时的缸筒的扁平形状，可以防止端孔附近产生龟裂，并且也能够避免应力集中于形成有刚性变化部的部分而导致产生龟裂等。第十二方面及第十三方面发明的液压缸具有第一方面至第十一方面发明中任一方面发明的缸筒、和通过焊接而固定于缸筒的一端的底部构件。因此，如上所述，可以提供提高了缸筒疲劳强度的液压缸。第十四方面发明的缸筒的制造方法是具有端孔的液压缸的缸筒的制造方法，其具备以下的步骤第一步骤，将平面状的板材成型为截面是大致半圆形的部件；第二步骤，将两个大致半圆形的部件组合而配置以形成管状的部件；第三步骤，将配置为管状的、截面为大致半圆形的部件之间相互焊接接合；第四步骤，在沿圆周方向离开大致半圆形的部件的被焊接接合的部分的位置，形成端孔。另外，关于形成上述端孔的步骤，也可以在其它步骤之间实施，无所谓先后顺序。具体地，以成型液压缸的缸筒为目的，首先将平面状的板材弯曲，形成截面为大致半圆形的部件。其次，将截面为大致半圆形的部件组合，形成管状，并相互焊接接合。然后， 在沿圆周方向离开管状部件的被焊接接合的部分的位置形成端孔。因此，在将截面为大致半圆形的部件焊接接合时，在焊接部分形成有焊珠。通过原样保留该焊珠，将之作为刚性变化部使用，从而可以在内压产生时，促使缸筒向所希望的扁平状变形。其结果就是可以缓和处于作为制品的缸筒的端孔附近的应力，从而提高疲劳强度。第十五方面发明的缸筒的制造方法是具有端孔的液压缸的缸筒的制造方法，其具备以下的步骤第一步骤，拉拔成型钢管；第二步骤，在钢管的规定位置形成刚性变化部； 第三步骤，在沿圆周方向离开钢管外周面的刚性变化部的位置形成端孔。另外，关于形成上述端孔的步骤，也可以在其它步骤之间实施，无所谓先后顺序。在此，以成型液压缸的缸筒为目的，首先通过拉拔加工来成型钢管。其次，在钢管外周面的规定位置设置焊珠等刚性变化部，并在圆周方向上离开该刚性变化部的位置形成端孑L因此，通过在钢管的外周面设置焊珠等作为刚性变化部，在内压产生时，可以促使缸筒变形为所希望的扁平状。其结果就是可以缓和在作为制品的缸筒的端孔附近的应力， 从而提高疲劳强度。
图1是表示包含本发明一实施方式的缸筒的液压缸结构的剖面图；图2是表示图1的液压缸所包含的缸筒结构的立体图；图3(a)是表示将半圆部件彼此组合而形成坡口部分的状态的缸筒的剖面图，(b) 是表示从(a)状态开始焊接坡口部分而形成了焊珠的状态的缸筒的剖面图4(a)是表示在现有的正圆形缸筒内施加了内压时的变形的剖面图，(b)是表示在图2的缸筒内施加了内压时的扁平状态的剖面图；图5(a)至(e)是表示缸筒的制造工序的立体图；图6(a)至(C)是表示利用冲压加工机将钢板加工成型为半圆部件的工序的说明图；图7(a)、(b)是表示成型图6的半圆部件时的更详细的工序的说明图；图8是表示图5等所表示的缸筒制造工序的流程的流程图；图9(a)至(C)是表示在缸筒的端孔附近的压力分布的说明图；图10(a)、(b)是表示本发明其他实施方式的缸筒结构的立体图；图11 (a)至(C)是表示发明的其他实施方式的缸筒制造工序的立体图；图12是表示图11 (C)所表示的缸筒制造工序的流程的流程图；图13(a)、(b)是表示本发明其他实施方式的缸筒结构的立体图。附图标记说明10液压缸；11，Ilx缸筒；11a，lib端孔；12缸底(底部构件)；13a，13b分支配管； 14活塞杆；15活塞；16缸盖；21a，21b半圆部件(外周壁部、大致半圆形部件)；21aa，21ki 钢板；22a，22b焊珠(刚性变化部、厚壁部)；50冲压加工机；51a上模；51b下模；111缸筒； 121a，121b半圆部件(外周壁部、大致半圆形部件)；121aa，121ba阶梯弯曲部(刚性变化部、厚壁部)；211缸筒；221a，221b半圆部件(大致半圆形部件)；221aa，221 阶梯弯曲部 (刚性变化部、厚壁部)；311缸筒；311a, 311b端孔；321钢管(外周壁部)；322a, 322b焊珠 (刚性变化部、厚壁部)；411缸筒；411a，411b端孔；421钢管(外周壁部)；422a，42 焊珠 (刚性变化部、厚壁部)；511缸筒；511a，511b端孔；521钢管(外周壁部)；522a，52 焊珠 (刚性变化部、厚壁部)；X接合部分。
具体实施例方式(实施方式1)对于包含本发明一实施方式的缸筒11的液压缸10，利用图1至图8进行说明，如下所示。[液压缸10的结构]如图1所示，本实施方式的液压缸10具有缸筒11、缸底(底部构件)12、分支配管 13a和13b、活塞杆14、活塞15以及缸盖16。缸筒11是圆筒状的钢管，在外周面(外周壁部)具有贯通至内部的端孔(#一卜孔)Ila和lib。而且，缸筒11被缸底12及活塞杆14等堵塞两端的开口部分。另外，关于该缸筒11的详细结构及制造方法，将在后面详述。缸底12与缸筒11的一端通过焊接而成为一体。分支配管13a和13b由与缸筒11相同的钢材形成，分别与端孔Ila和lib连接。活塞杆14在被缸筒11收纳的一侧的一端具有活塞15。活塞15被固定于贯通缸盖16的活塞杆14的一端，以能够往复滑动的状态被收纳在缸筒11的内部。[缸筒11的构成]
如图2所示，缸筒11沿外周面的长度方向，具有安装有上述分支配管13a和1 的端孔Ila和lib。而且缸筒11通过将大致半圆形的半圆部件(外周壁部)21a和21b组合而构成为大致圆筒状。另外，作为缸筒11，使用钢板成型为长度600mm、外径80mm、厚度6. Omm的钢管。如图3(a)所示，半圆部件21a和21b以截面为大致半圆形状的状态将两端部彼此组合，并进行焊接接合。通过对钢板(Jis (日本工业标准)G3106SM570)21aa和21 进行冲压加工，成型为截面是大致半圆形的半圆部件21a和21b (参照图5 (a)及图5 (b))。如图 3(a)所示，若将半圆部件21a和21b彼此组合，则可在接合部分X形成坡口部(坡口角度5 度)。焊接时，通过沿该坡口部进行等离子焊接，如图3(b)所示，沿接合部分形成焊珠(刚性变化部、厚壁部)22a和22b。焊珠2 和22b沿形成有坡口的接合部分X被加厚(肉盛>9 )，以使其厚度超过半圆部件21a和21b的钢管厚度。而且，在将缸筒11剖开时，形成有焊珠2 和22b的部分， 其截面刚性部分提高。焊珠2 和22b在剖视时，其位于自端孔Ila和lib离开的位置，且分别配置在沿圆周方向离开端孔Ila和lib大约90度的位置上。接着，关于在该缸筒11内作用有内压时缸筒的变形，采用与现有的缸筒91进行比较的方式进行说明，如下所述。即如图4(a)所示，现有的缸筒91大体是正圆形，如果在其内部作用有^MI3a的内压(参照图中箭头)，则虚线的形状91x将平均地膨胀至实线的形状。由此，在形成有端孔 91a和91b的内周侧的区域内，由于所产生的拉伸应力，而可能产生龟裂等。与此相对，如图4(b)所示，本实施方式的缸筒11在施加有内压时，从近似大致正圆形的虚线的形状Ilx开始，变形为实线所示的扁平形状。此时，缸筒11在剖开时，截面刚性较大的焊珠2 和22b的部分难以变形，因此，作为缸筒11整体，构成如下的扁平状，即相对于焊珠2 和22b沿圆周方向形成在约90度位置的端孔Ila和lib的部位较大弯曲的扁平状。在此，图9(b)及图9(c)示意性表示缸筒11 (参照图9(a))的端孔Ila和lib附近的截面应力分布。图9(b)的应力分布是没有刚性变化部而在圆周方向上具有均等壁厚的情况。当内压作用于缸筒11时，在所有区域，在圆周方向都产生拉伸应力。图9(c)的应力分布是设置了本实施方式的焊珠(刚性变化部)2 和22b的情况。当具有这两个焊珠 (刚性变化部)22a和22b时，若施加内压，则由于缸筒11欲均衡膨胀而产生拉伸应力，这样产生的拉伸应力与由于变形成扁平状而产生的弯曲应力相叠加，从而形成上述两应力叠加后的截面应力分布。关于图9 (c)，为便于说明而将截面应力分布分解成各状态进行说明。(1)是均衡变形成圆周状时所作用的拉伸应力；(2)是变形成扁平状时所作用的弯曲应力。具体地说，缸筒11的外周侧为拉伸应力，靠向内侧，则拉伸应力逐渐减小，逆转为压缩应力场，在内周成为压缩应力状态。(3)是⑴和(2)的应力状态叠加后的状态，在本实施方式中，该状态成为内压作用时的缸筒11的截面应力状态。也就是说，相对于图9(b) 的缸筒应力状态，通过施加缸筒变形为扁平状时所作用的弯曲应力，从而可以降低缸筒11 的内周侧的拉伸应力。换句话说，端孔Ila和lib的内周侧的部分，由于弯曲应力而产生压缩应力，从而成为拉伸应力缓和部位。另外，在图9(c)中，位于缸筒11的端孔Ila和lib的外周部分的拉伸应力增大，
9但是如前面所述，对于缸筒11的外周部分，可以利用磨床等进行倒角加工等而除去应力集中的部位。因此，如图9(c)所示，降低端孔Ila和lib内周部分的拉伸应力对于抑制疲劳
强度尤其重要。其结果是，可以缓和在缸筒11的端孔Ila和lib的内周侧的部分所产生的拉伸应力，从而有效地防止产生龟裂等。〈缸筒11的制造方法〉在此，关于上述缸筒11的制造方法，利用图5(a)至图7(b)及图8的流程图进行说明，如下所述。在步骤Sl中，如图5(a)及图6(a)所示，准备2块以JIS G3106 SM570为原料的钢板 21aa 禾口 21ba。在步骤S2中，如图5(b)及图6(b)所示，在冲压加工机50的上模51a与下模51b 之间放置钢板21aa和21ba，通过冲压加工，成型为截面为大致半圆形的半圆部件21a和 21b。另外，此时所成型的半圆部件21a和21b在冲压加工机50内的曲面部分的曲率 P 1，在打开模具后由于回弹而减小到P 2。为了将因该回弹而导致的曲率的减小抑制在最小限度，在如图7(a)所示的冲压加工时，如图7(b)所示，按压钢板(工件)21aa和21 的端部。由此，可以有效防止打开模具时半圆部件21a和21b的回弹。在步骤S3中，如图5 (c)所示，放置半圆部件21a和21b，以使半圆部件21a和21b 上下组合而成为1个钢管。此时，在接合部分X形成坡口部。在步骤S4中，如图5(d)所示，以使半圆部件21a和21b组合的状态，沿上述接合部分X的坡口部，实施等离子焊接，在加厚的同时形成焊珠2 和22b。在此，作为焊接接合半圆部件21a和21b以形成缸筒11时的焊接条件，如下所述。电流值200A焊接速度 20cm/min焊丝Φ 1.2mm焊丝进给量1.5m/min辅助气(KJ 口 7卜)在Ar气中混入7% H2气体(流量:2. 01/min)保护气Ar:101/min基准距(工件与喷焊器的电极之间的距离)3. 5mm最后，在步骤S5中，在半圆部件21a侧，在沿圆周方向分别离开焊珠2 和22b约 90度的位置，形成端孔Ila和lib。由此，在钢管外周面的距端孔Ila和lib的距离左右均等的位置，可以设置作为刚性变化部的焊珠2 和22b。[缸筒11的特征](1)在本实施方式的缸筒11中，如图3(b)所示，相对于在外周面上形成的端孔Ila和 11b，在剖视时，在离开端孔Ila和lib的位置上，设置使截面刚性发生变化的作为刚性变化部的焊珠2 和22b。由此，当在缸筒11内产生内压时，能够使截面积极地变形为扁平状，所以，在端孔 Ila和lib的内周部分，可以降低拉伸应力。这样，通过设置刚性变化部来控制内压产生时的扁平状的变形而不用直接加强内压作用时最容易产生龟裂等的端孔Ila和lib附近，就可以间接地加强端孔Ila和lib的内周部分。其结果是，可以有效地提高缸筒11的疲劳强度。(2)如图2等所示，本实施方式的缸筒11由半圆部件21a和21b相互焊接接合而形成。因此，在相对于端孔1 Ia和1 Ib沿圆周方向约90度的位置上设置焊珠2 和2 ， 并将其原样保留，从而可以使截面上的刚性发生变化。其结果是，能够以如下的应力分布的状态来形成缸筒11，即，使在端孔Ila和lib的内周部所产生的拉伸应力减少的状态。(3)在本实施方式的缸筒11中，如图3 (b)所示，通过设置焊珠2 和22b，可以采用在外径侧比钢管壁厚更厚的厚壁部作为刚性变化部。因此，即使在缸筒11内产生了内压，也可以使截面变形为扁平状，以缓和端孔Ila 和lib附近的应力。其结果是，可以防止因在端孔Ila和lib的内周侧产生较大的拉伸应力而导致产生龟裂等，从而可以提高缸筒11的疲劳强度。(4)在本实施方式中的缸筒11中，如图3 (b)等所示，通过原样保留通过焊接操作而形成的焊珠2 和22b，可以使用其作为刚性变化部。因此，不需要增加用于设置刚性变化部的其他工序，可以提高制造工序的效率。(5)在本实施方式的缸筒11中，如图3(b)所示，作为刚性变化部的焊珠2 和22b，经由平滑的曲线与缸筒11的外周面接合。因此，在例如产生了内压的情况下或作用有外力的情况下等，可以避免应力集中在焊珠22a、22b与缸筒11的外周面之间而导致产生龟裂等。(6)在本实施方式的缸筒11中，如图3(b)等所示，作为刚性变化部的焊珠2 和22b， 分别以剖视时相对于端孔Ila和lib成大约90度的角度配置。因此，可以使产生有内压时的截面形状扁平，以便在端孔Ila和lib的内周部产生压缩应力。其结果是，可以防止在端孔Ila和lib附近产生龟裂，从而可以提高缸筒11的疲劳强度。(7)如图1所示，本实施方式的液压缸10具有上述的缸筒11和缸底12。因此，能够得到提高了上述缸筒11的疲劳强度的液压缸10。(8)如图8所示，本实施方式的缸筒11的制造方法具有如下步骤将平面状的钢板 21aa和21 冲压成型为半圆部件21a和21b的步骤；将半圆部件21a和21b组合而构成圆筒状的管部件的步骤；以管状的状态将半圆部件21a和21b彼此焊接接合的步骤；在半圆部件21a的外周面的规定位置上形成端孔Ila和lib的步骤。因此，通过原样保留将半圆部件21a和21b组合并焊接时所形成的焊珠2 和 22b，可以作为使截面刚性发生部分变化的刚性变化部来使用。其结果是，在产生了内压的
11状态下，使缸筒11变形为在端孔Ila和lib的内周部能降低拉伸应力的扁平状，从而能够得到提高了疲劳强度的缸筒11。(实施方式2)关于本发明的其他实施方式的缸筒311，若采用图11(a)至图11(c)及图12进行说明，则如下所述。另外，在本实施方式的缸筒311中，使用通过拉拔加工而成型的钢管(外周壁部)321，在钢管321的外周面加厚焊珠32 和322b来设置刚性变化部。在这一点上，与将半圆部件21a和21b组合并成型为钢管321的上述实施方式1有所不同，其他方面都与上述的实施方式1相同。[缸筒311的结构]如图11(c)所示，缸筒311在钢管321的规定位置具有端孔311a和311b。而且，在钢管321外周面的相对于端孔311a和311b成大约90度的位置，设置有焊珠32 和322b。〈缸筒311的制造方法〉接着，对于缸筒311的制造方法，说明如下。在步骤Sll中，如图11(a)所示，准备拉拔加工成型的钢管321。接着，在步骤S12中，如图11(b)所示，在钢管321的外周面进行加厚而形成焊珠 32 和322b。其中，作为形成焊珠32 和322b的位置，优选是相对于后续工序(步骤S13) 所形成的端孔311a和311b沿外周面在左右分别成大约90度的位置。最后，在步骤S13中，如图11(c)所示，在钢管321外周面的距焊珠32 和322b 约90度的位置，形成端孔311a和311b。因此，与上述实施方式1的缸筒11同样地，在缸筒311内产生了内压时，可以使截面积极地变形为扁平状。此时，在端孔311a和311b的内周部分，因弯曲而产生压缩应力， 从而可以降低拉伸应力。这样，通过设置刚性变化部来控制内压产生时的扁平状的变形而不用直接加强端孔311a和311b附近等，就可以有效地提高缸筒311的疲劳强度。也就是说，不是像上述实施方式1中的那样，直接采用半圆部件21a和21b相互焊接接合时所形成的焊珠2 和22b，而是在通过拉拔加工等被成型的钢管321外周面的规定位置，通过熔化焊丝来形成加厚层(焊珠32 和322b)，从而可以得到与上述实施方式1 相同的效果。另外，如图12所示，本实施方式的缸筒11的制造方法具有如下的步骤拉拔成型钢管321的步骤(步骤Sll)；在钢管321的外周面形成加厚部的步骤(步骤S12)；在钢管 321外周面的规定位置形成端孔311a和311b的步骤(步骤S13)。因此，钢管321外周面上被加厚而形成的焊珠32 和322b可以作为使截面刚性发生部分变化的刚性变化部来使用。其结果是，在产生了内压的状态下，通过积极地变形为在端孔311a和311b内周部能降低拉伸应力的扁平状，可以得到疲劳强度提高了的缸筒 311。[其他实施方式]以上针对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明并不只局限于上述实施方式，在不脱离发明要旨的范围内可以进行各种变更。(A)
在上述实施方式中举例说明了作为用于使缸筒11的截面变形为扁平状而设置的刚性变化部，直接使用焊接接合时所形成的焊珠2 和22b的情况。但本发明并不只局限于此。例如，如图9 (a)所示，缸筒111也可以构成为在半圆部件(外周壁部)121a和121b 的一端侧设置有阶梯弯曲部121aa和121ba。在这种情况下，通过将阶梯弯曲部121aa和 121 与另一端侧组合并进行焊接结合，可以将包含阶梯弯曲部121aa和121 的焊接部分作为刚性变化部来使用。另外，如图9(b)所示，缸筒211也可以构成为在半圆部件(外周壁部)221a和 221b的两端设置有阶梯弯曲部221aa和221ba。在这种情况下，通过将阶梯弯曲部221aa 和221 彼此组合而在接合部分形成坡口部并进行焊接接合，从而可以将包含阶梯弯曲部 221aa和221ba的焊接部分作为刚性变化部来使用。(B)在上述实施方式中举例说明了作为产生内压时变形成使端孔Ila和lib内周部的拉伸应力降低的扁平状的弹性变化部，使用了截面刚性大于其他部分的截面刚性的焊珠 2 和22b。但本发明并不只局限于此。例如，在钢管成型时，也可以形成端孔附近的厚度小于其他部分从而降低端孔内周部的拉伸应力的结构。也就是说，不是增加自端孔离开的部位的厚度，而是减少端孔附近的厚度，从而构成截面刚性低于其他部位的状态。这种情况也与上述实施方式相同，在内压产生时，使缸筒变形为能降低端孔内周部的拉伸应力的扁平状，以防止产生龟裂，从而可以得到提高了疲劳强度的缸筒。(C)在上述实施方式中举例说明了将两个半圆部件21a和21b组合而构成缸筒11。但本发明并不只局限于此。例如，也可以在钢管成型时，在剖视时，在离开端孔的位置形成厚度较厚的刚性变化部。这种情况下，也可以控制内压产生时向扁平状的变形，从而得到提高了疲劳强度的缸筒。(D)在上述实施方式中举例说明了通过钢板21aa和21 的冲压加工，成型为构成缸筒11的半圆部件21a和21b。但本发明并不只局限于此。例如，也可以通过模具成型加工，成型为半圆部件。只是，如果考虑制造成本等，则优选采用平板的冲压加工。(E)在上述实施方式中举例说明了使用在剖视时相对于端孔Ila和lib在左右均等配置的两个焊珠2 和22b作为刚性变化部。但本发明并不只局限于此。例如，作为刚性变化部，也可以在剖视时只在一个部位设置，使缸筒在内压产生时变形为所希望的扁平状。或者也可以设置3个以上的刚性变化部，使缸筒变形为所希望的扁平状。(F)
在上述实施方式中举例说明了组合半圆部件21a和21b，构成缸筒11。但本发明并不只局限于此。例如，也可以组合3个以上的部件来形成缸筒。或者，也可以像上述实施方式2那样，使用通过拉拔加工等成型的钢管321，构成本发明的缸筒311。(G)在上述实施方式中举例说明的缸筒11、111、211、311都是沿钢管的长度方向，形成有作为刚性变化部的焊珠22a、22b及焊珠32h、322b等。但本发明并不只局限于此。例如，如图13(a)及图13(b)所示，也可以使用在通过拉拔加工等成型的钢管(外周壁部)421、521的长度方向上间断地形成的焊珠42h、422b、52h、522b等作为刚性变化部。在这种情况下，作为在钢管421、521的长度方向上间断形成的焊珠42h、422b、 522a,522b的位置，优选相对于端孔411a、411b、511a、511b，至少分别形成在圆周方向左右约90度的位置。因此，使内压产生时的缸筒411、511的形状积极地变形成扁平状，从而可以降低端孔411a、411b、511a、511b的内周部分的拉伸应力。其结果就是可以得到提高了疲劳强度的缸筒411、511。工业实用性本发明的缸筒既不需要直接加强端孔附近，也不必费心研究端孔的形状，通过促使其在内压产生时向所希望的扁平状变形，就可以达到缓和端孔附近的应力、减少龟裂等的产生、提高缸筒疲劳强度的效果，因此可以广泛应用于各种装置所搭载的液压缸中。
1权利要求
1.一种缸筒，其为液压缸的缸筒，其特征在于，具有 大致圆筒状的外周壁部；在所述外周壁部的一部分以贯通到内部空间的方式形成的端孔； 配置于在剖视时相对于所述端孔沿圆周方向离开的位置且截面刚性大于所述端孔附近的截面刚性的刚性变化部。
2.如权利要求1所述的缸筒，其特征在于所述刚性变化部是在所述外周壁部朝外径侧增大厚度且沿所述钢管的长度方向形成的厚壁部。
3.如权利要求1所述的缸筒，其特征在于所述刚性变化部包含在所述外周壁部的外周面沿所述钢管的长度方向形成的焊珠。
4.如权利要求1或2所述的缸筒，其特征在于所述刚性变化部相对于所述端孔分别配置于在剖视时沿圆周方向左右约90度的位置。
5.如权利要求1或2所述的缸筒，其特征在于 所述刚性变化部在剖视时形成为平滑的曲线状。
6.如权利要求1或2所述的缸筒，其特征在于所述外周壁部通过将截面为大致半圆形的部件相互焊接接合而形成。
7.如权利要求6所述的缸筒，其特征在于所述刚性变化部是在截面为大致半圆形的所述部件的接合部分以弯曲的状态形成的阶梯弯曲部。
8.如权利要求1或2所述的缸筒，其特征在于 所述外周壁部由拉拔成型的钢管形成。
9.如权利要求8所述的缸筒，其特征在于所述刚性变化部在所述钢管的长度方向上间断地形成。
10.如权利要求8所述的缸筒，其特征在于所述刚性变化部相对于所述端孔，分别配置于在剖视时沿圆周方向左右约90度的位置。
11.如权利要求8所述的缸筒，其特征在于 所述刚性变化部在剖视时形成为平滑的曲线状。
12.—种液压缸，其特征在于，具有 权利要求1或2所述的缸筒；以及通过焊接而固定于所述缸筒的一端的底部构件。
13.一种液压缸，其特征在于，具有 权利要求8所述的缸筒；以及通过焊接而固定于所述缸筒的一端的底部构件。
14.一种缸筒的制造方法，该缸筒为液压缸所具有的缸筒且具有端孔，所述缸筒的制造方法的特征在于，包括如下步骤将平面状的板材成型成截面为大致半圆形的部件的步骤； 将截面为大致半圆形的两个所述部件结合而配置以形成管状部件的步骤；将配置成所述管状的、截面为大致半圆形的所述部件之间进行焊接接合的步骤； 在沿圆周方向离开大致半圆形的所述部件的被焊接接合的部分的位置，形成端孔的步马聚ο
15. 一种缸筒的制造方法，该缸筒为液压缸所具有的缸筒且具有端孔，所述缸筒的制造方法的特征在于，包括如下步骤 拉拔成型钢管的步骤；在所述钢管的规定位置形成刚性变化部的步骤；在沿圆周方向离开所述钢管外周面的所述刚性变化部的位置形成端孔的步骤。
全文摘要
一种缸筒(11)，其为液压缸(10)的缸筒。在该缸筒(11)中，相对于形成于缸筒外周面的端孔(11a，11b)，在剖视时在自端孔(11a，11b)沿圆周方向左右离开的位置，分别设置有作为使截面刚性发生变化的刚性变化部的焊珠(22a，22b)。
文档编号F16J10/02GK102203432SQ20098014393
公开日2011年9月28日 申请日期2009年10月26日 优先权日2008年11月17日
发明者矢野巧造 申请人:株式会社小松制作所