JPH0417851Y2 - - Google Patents
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- JPH0417851Y2 JPH0417851Y2 JP18186487U JP18186487U JPH0417851Y2 JP H0417851 Y2 JPH0417851 Y2 JP H0417851Y2 JP 18186487 U JP18186487 U JP 18186487U JP 18186487 U JP18186487 U JP 18186487U JP H0417851 Y2 JPH0417851 Y2 JP H0417851Y2
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- JP
- Japan
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- cylinder tube
- welded
- weld
- tube
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- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009661 fatigue test Methods 0.000 description 1
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- Actuator (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本考案はシリンダボトムとシリンダチユーブと
を溶接してなる溶接型の油圧シリンダに関し、詳
細には、その溶接部を適切な位置に配し、該溶接
部の疲労寿命を向上させて、その軽量化、薄肉化
が図れるようにした車両やクレン等に用いられる
油圧シリンダに関するものである。
を溶接してなる溶接型の油圧シリンダに関し、詳
細には、その溶接部を適切な位置に配し、該溶接
部の疲労寿命を向上させて、その軽量化、薄肉化
が図れるようにした車両やクレン等に用いられる
油圧シリンダに関するものである。
シリンダボトムとシリンダチユーブとを嵌合な
いしは当接せしめて開先を形成し、これを周溶接
して接合させる溶接型の油圧シリンダにおいて
は、周知のように、この接合部分を断面の急変す
る部位に配すると歪みの応力の集中により、該溶
接部の疲労強度、すなわち疲労寿命を低下させ
る。
いしは当接せしめて開先を形成し、これを周溶接
して接合させる溶接型の油圧シリンダにおいて
は、周知のように、この接合部分を断面の急変す
る部位に配すると歪みの応力の集中により、該溶
接部の疲労強度、すなわち疲労寿命を低下させ
る。
そのため、これまで該接合部の疲労強度向上を
目的として、種々の接合部形状が模索・検討さ
れ、またこれらに関し多くの提案がなされてい
る。
目的として、種々の接合部形状が模索・検討さ
れ、またこれらに関し多くの提案がなされてい
る。
これら提案の一例として、実開昭60−75703号
公報に開示されたものがある。
公報に開示されたものがある。
第５図は上記の従来の油圧シリンダの要部を示
す部分断面図である。
す部分断面図である。
第５図において、２１はシリンダチユーブ、２
２はシリンダボトム、２３は環状壁、２４は溶接
部であり、環状壁２３はシリンダボトム２２のシ
リンダチユーブ２１に対向する壁に内外径をシリ
ンダチユーブ２１と等しくなるよう環状に突出形
成されている。
２はシリンダボトム、２３は環状壁、２４は溶接
部であり、環状壁２３はシリンダボトム２２のシ
リンダチユーブ２１に対向する壁に内外径をシリ
ンダチユーブ２１と等しくなるよう環状に突出形
成されている。
２５はバツクリングであり、該バツクリング２
５はシリンダチユーブ２１および環状壁２３の内
径に略等しい外径を有する比較的に薄肉の円筒状
リングであり、溶接部２４の内側に嵌装されてい
る。
５はシリンダチユーブ２１および環状壁２３の内
径に略等しい外径を有する比較的に薄肉の円筒状
リングであり、溶接部２４の内側に嵌装されてい
る。
この従来技術は上記構成にて、接合部分におけ
る断面の急変を回避して、溶接部への歪み応力の
集中を極力分散させて軽減し、該溶接部における
耐久力を増大するようにしたものである。
る断面の急変を回避して、溶接部への歪み応力の
集中を極力分散させて軽減し、該溶接部における
耐久力を増大するようにしたものである。
近年、車両やクレン等に用いられる油圧シリン
ダについては、機械性能の向上あるいはコスト低
減のために、その軽量化、薄肉化の要請がますま
す厳しくなる傾向にある。そして、その軽量化、
薄肉化は必然的に、これら油圧シリンダの溶接部
に作用する応力の増大をもたらし、その溶接部の
形状・寸法が強度および疲労寿命を左右する最も
重要な因子となる。
ダについては、機械性能の向上あるいはコスト低
減のために、その軽量化、薄肉化の要請がますま
す厳しくなる傾向にある。そして、その軽量化、
薄肉化は必然的に、これら油圧シリンダの溶接部
に作用する応力の増大をもたらし、その溶接部の
形状・寸法が強度および疲労寿命を左右する最も
重要な因子となる。
本考案者等は、油圧シリンダについて必要とさ
れる強度および疲労寿命を損なうことなく、その
軽量化、薄肉化を図るべく鋭意検討を行つてきた
ものであるが、その検討過程において、油圧シリ
ンダのシリンダボトムとシリンダチユーブとの溶
接部の疲労寿命が、その位置、すなわちシリンダ
ボトムの内側底部からの距離に関連して変動する
ことを知見した。そして、その変動は溶接部の内
面側に作用する歪み応力の集中が上記距離とある
相関をもつて変化することにより起こるものであ
り、かつ、この変化を詳細に解析・検討すると、
下記の関係式に示される溶接部の内側面に作用す
る応力拡大係数ΔK（Kgｆ／mm3/2）の変化で整理
し得、この応力拡大係数ΔK（Kgｆ／mm3/2）の比
較的に小さな位置に上記溶接部を配することがで
きれば、該溶接部の疲労寿命を高め得ることが可
能であるとの知見を得た。
れる強度および疲労寿命を損なうことなく、その
軽量化、薄肉化を図るべく鋭意検討を行つてきた
ものであるが、その検討過程において、油圧シリ
ンダのシリンダボトムとシリンダチユーブとの溶
接部の疲労寿命が、その位置、すなわちシリンダ
ボトムの内側底部からの距離に関連して変動する
ことを知見した。そして、その変動は溶接部の内
面側に作用する歪み応力の集中が上記距離とある
相関をもつて変化することにより起こるものであ
り、かつ、この変化を詳細に解析・検討すると、
下記の関係式に示される溶接部の内側面に作用す
る応力拡大係数ΔK（Kgｆ／mm3/2）の変化で整理
し得、この応力拡大係数ΔK（Kgｆ／mm3/2）の比
較的に小さな位置に上記溶接部を配することがで
きれば、該溶接部の疲労寿命を高め得ることが可
能であるとの知見を得た。
「溶接部の応力拡大係数ΔK（Kgｆ／mm3/2）の
関係式；ΔK＝ζ・ｐ・teq 1/2」 ただし、ζは係数、ｐは加圧圧力（Kgｆ／cm2）、
teqは〔teq＝１／（１／t0＋１／t1）〕で表される
溶接部の等価肉厚（mm）、t0はシリンダチユーブ
の肉厚（mm）、t1はバツクリングの肉厚（mm）で
ある。
関係式；ΔK＝ζ・ｐ・teq 1/2」 ただし、ζは係数、ｐは加圧圧力（Kgｆ／cm2）、
teqは〔teq＝１／（１／t0＋１／t1）〕で表される
溶接部の等価肉厚（mm）、t0はシリンダチユーブ
の肉厚（mm）、t1はバツクリングの肉厚（mm）で
ある。
しかし、前述の従来技術においては、シリンダ
ボトムとシリンダチユーブとの溶接部における断
面の急変を回避し、該溶接部における歪み応力の
集中を極力分散させる効果に関しては開示されて
いるものの、その溶接部をどのような位置、すな
わちシリンダボトムの内側底部からの距離をどの
ようにするとき、該溶接部の疲労寿命を最も高め
得るかに関しては一切言及ないしは示唆されてい
ない。
ボトムとシリンダチユーブとの溶接部における断
面の急変を回避し、該溶接部における歪み応力の
集中を極力分散させる効果に関しては開示されて
いるものの、その溶接部をどのような位置、すな
わちシリンダボトムの内側底部からの距離をどの
ようにするとき、該溶接部の疲労寿命を最も高め
得るかに関しては一切言及ないしは示唆されてい
ない。
本考案は上記の問題点に鑑み、シリンダチユー
ブとシリンダボトムとの溶接部の内側面に作用す
る応力拡大係数ΔK（Kgｆ／mm3/2）を小さなもの
とするに最も適切な位置を明らかとし、該位置に
溶接部を配することにより、その疲労寿命を低下
させることなく、軽量化、薄肉化をより進めるべ
くなしたもので、その要旨は、すなわち、本考案
に係る油圧シリンダは、シリンダチユーブに対向
するシリンダボトムの壁に内外径をシリンダチユ
ーブと等しくする環状壁を形成し、該シリンダボ
トムの環状壁とシリンダチユーブとを当接せしめ
る溶接部内側にバツクリングを嵌装して溶接して
なる油圧シリンダにおいて、その溶接部をシリン
ダボトム内側底部からシリンダチユーブ内径の
0.08〜0.20倍の距離に隔てて配することを特徴と
するものである。
ブとシリンダボトムとの溶接部の内側面に作用す
る応力拡大係数ΔK（Kgｆ／mm3/2）を小さなもの
とするに最も適切な位置を明らかとし、該位置に
溶接部を配することにより、その疲労寿命を低下
させることなく、軽量化、薄肉化をより進めるべ
くなしたもので、その要旨は、すなわち、本考案
に係る油圧シリンダは、シリンダチユーブに対向
するシリンダボトムの壁に内外径をシリンダチユ
ーブと等しくする環状壁を形成し、該シリンダボ
トムの環状壁とシリンダチユーブとを当接せしめ
る溶接部内側にバツクリングを嵌装して溶接して
なる油圧シリンダにおいて、その溶接部をシリン
ダボトム内側底部からシリンダチユーブ内径の
0.08〜0.20倍の距離に隔てて配することを特徴と
するものである。
シリンダボトムとシリンダチユーブとを溶接し
てなる上記構成の油圧シリンダにおいて、該溶接
部に作用する応力拡大係数ΔK（Kgｆ／mm3/2）の
比較的に小さくなる部位を明らかとすべくなした
実験の解析結果を第３図に例示する。
てなる上記構成の油圧シリンダにおいて、該溶接
部に作用する応力拡大係数ΔK（Kgｆ／mm3/2）の
比較的に小さくなる部位を明らかとすべくなした
実験の解析結果を第３図に例示する。
第３図は溶接部の内側面に作用する応力拡大係
数ΔK（Kgｆ／mm3/2）の値に及ぼす各因子の寄与
度を示すグラフであり、シリンダボトム内側底部
からの距離L0（mm）と、応力拡大係数ΔKの係数
ζとの関連において、シリンダチユーブの肉厚t0
（mm）／内径d0（mm）の比をそれぞれ異とする油圧
シリンダの溶接部の内側面に作用する応力拡大係
数ΔKの変化を例示するものである。
数ΔK（Kgｆ／mm3/2）の値に及ぼす各因子の寄与
度を示すグラフであり、シリンダボトム内側底部
からの距離L0（mm）と、応力拡大係数ΔKの係数
ζとの関連において、シリンダチユーブの肉厚t0
（mm）／内径d0（mm）の比をそれぞれ異とする油圧
シリンダの溶接部の内側面に作用する応力拡大係
数ΔKの変化を例示するものである。
第３図のグラフ中の曲線で明らかなように、シ
リンダチユーブの肉厚t0（mm）および内径d0（mm）
がそれぞれ異なる油圧シリンダにおいても、その
溶接部を本考案の限定範囲内、すなわちシリンダ
ボトム内側底部からシリンダチユーブ内径の0.08
〜0.20倍の距離に隔てる範囲内に配するとき、当
該溶接部に作用する応力拡大係数ΔK（Kgｆ／mm3/
２）を、他の部位に配するに比較して、小さなも
のとし得る。
リンダチユーブの肉厚t0（mm）および内径d0（mm）
がそれぞれ異なる油圧シリンダにおいても、その
溶接部を本考案の限定範囲内、すなわちシリンダ
ボトム内側底部からシリンダチユーブ内径の0.08
〜0.20倍の距離に隔てる範囲内に配するとき、当
該溶接部に作用する応力拡大係数ΔK（Kgｆ／mm3/
２）を、他の部位に配するに比較して、小さなも
のとし得る。
本考案の実施例を図面を参照して、以下に説明
する。
する。
第１図は本考案の第１実施例の油圧シリンダの
要部を示す部分断面図である。第１図において、
１はシリンダチユーブであつて、該シリンダチユ
ーブ１は、肉厚t0（mm）を使用油圧ｐ（Kgｆ／cm2）
と、シリンダチユーブ１内径d0（mm）と、シリン
ダチユーブ１自体の許容応力σal（Kgｆ／cm2）との
関係にて機能設計上決定され、t0≧pd0／（2σal）
を満足するものとされる。
要部を示す部分断面図である。第１図において、
１はシリンダチユーブであつて、該シリンダチユ
ーブ１は、肉厚t0（mm）を使用油圧ｐ（Kgｆ／cm2）
と、シリンダチユーブ１内径d0（mm）と、シリン
ダチユーブ１自体の許容応力σal（Kgｆ／cm2）との
関係にて機能設計上決定され、t0≧pd0／（2σal）
を満足するものとされる。
２はシリンダボトムであつて、該シリンダボト
ム２は、シリンダチユーブ１に対向する壁に内外
径をシリンダチユーブ１と等しくなるように環状
に突出形成された環状壁３を設けたものである。
ム２は、シリンダチユーブ１に対向する壁に内外
径をシリンダチユーブ１と等しくなるように環状
に突出形成された環状壁３を設けたものである。
５はバツクリングであつて、該バツクリング５
はシリンダチユーブ１および環状壁３の内径に略
等しい外径を有する円筒状リングとされ、溶接部
４の内側に嵌装されてあり、その厚さt1は４mmと
一定のものを用い、その長さは溶接後の未溶着部
長さがシリンダチユーブ１の肉厚t0の0.7〜0.9倍
の範囲内に止まるように設定されてある。
はシリンダチユーブ１および環状壁３の内径に略
等しい外径を有する円筒状リングとされ、溶接部
４の内側に嵌装されてあり、その厚さt1は４mmと
一定のものを用い、その長さは溶接後の未溶着部
長さがシリンダチユーブ１の肉厚t0の0.7〜0.9倍
の範囲内に止まるように設定されてある。
本実施例においては、上記構成を具備し、シリ
ンダチユーブ１の肉厚t0（mm）および内径d0（mm）
を一定とし、溶接部４のシリンダボトム２の内側
底部からの距離L0を種々に変えた油圧シリンダ
を準備し、これらについて加圧圧力を繰返し負荷
させる疲労試験を行つた。その結果を第４図に示
す。
ンダチユーブ１の肉厚t0（mm）および内径d0（mm）
を一定とし、溶接部４のシリンダボトム２の内側
底部からの距離L0を種々に変えた油圧シリンダ
を準備し、これらについて加圧圧力を繰返し負荷
させる疲労試験を行つた。その結果を第４図に示
す。
第４図は油圧シリンダの加圧圧力（Kgｆ／cm2）
と、溶接部が疲労破壊する加圧サイクルnfとの関
係を示すグラフであり、該グラフ中の直線は溶接
部の位置を本考案の限定範囲内としたもの（直線
ＡおよびＢ）と、限定範囲外としたもの（直線Ｃ
およびＤ）とを対比して例示するものである。
と、溶接部が疲労破壊する加圧サイクルnfとの関
係を示すグラフであり、該グラフ中の直線は溶接
部の位置を本考案の限定範囲内としたもの（直線
ＡおよびＢ）と、限定範囲外としたもの（直線Ｃ
およびＤ）とを対比して例示するものである。
第４図のグラフで明らかなように、油圧シリン
ダの加圧圧力（Kgｆ／cm2）が異なつても、本考案
の限定範囲を満足する位置に溶接部を配したもの
は、限定範囲外に配した例に比較して、その疲労
寿命を高める効果を得ることが確認された。
ダの加圧圧力（Kgｆ／cm2）が異なつても、本考案
の限定範囲を満足する位置に溶接部を配したもの
は、限定範囲外に配した例に比較して、その疲労
寿命を高める効果を得ることが確認された。
なお、バツクリングの厚さに関しては、その厚
さは薄い程拡大係数ΔK（Kgｆ／mm3/2）を小さく
するが、しかし、この厚さt1を薄くするについて
は、溶接時の溶落ちを考慮して３mm程度を下限と
されることが望ましい。
さは薄い程拡大係数ΔK（Kgｆ／mm3/2）を小さく
するが、しかし、この厚さt1を薄くするについて
は、溶接時の溶落ちを考慮して３mm程度を下限と
されることが望ましい。
第２図は本考案の第２実施例の油圧シリンダの
要部を示す部分断面図であるが、本実施例はシリ
ンダボトムおよびその環状壁の形成について異な
る点以外は前述の第１実施例と同一の構成につ
き、ここではその重複する点の詳細説明を省略す
るものとする。
要部を示す部分断面図であるが、本実施例はシリ
ンダボトムおよびその環状壁の形成について異な
る点以外は前述の第１実施例と同一の構成につ
き、ここではその重複する点の詳細説明を省略す
るものとする。
第２図において、１はシリンダチユーブ、４は
溶接部４、５はバツクリングであつて、これらは
前述の第１図に示す第１実施例のものと同一のも
のである。
溶接部４、５はバツクリングであつて、これらは
前述の第１図に示す第１実施例のものと同一のも
のである。
７はシリンダボトムであつて該シリンダボトム
７は、そのシリンダチユーブ１に対向する壁に内
外径をシリンダチユーブ１と等しくなるよう環状
に形成される環状壁８を、該シリンダボトム７の
内側底部の外周寄りにリング状の凹部９を設ける
ことで形成したものである。
７は、そのシリンダチユーブ１に対向する壁に内
外径をシリンダチユーブ１と等しくなるよう環状
に形成される環状壁８を、該シリンダボトム７の
内側底部の外周寄りにリング状の凹部９を設ける
ことで形成したものである。
上記の構成の油圧シリンダは溶接部４をシリン
ダボトム７の内側中央寄り底部に近接させて配し
得、その全長を比較的に短いものとする効果を得
るものである。
ダボトム７の内側中央寄り底部に近接させて配し
得、その全長を比較的に短いものとする効果を得
るものである。
以上のように、本考案に係る油圧シリンダは、
シリンダチユーブとシリンダボトムとの溶接部を
最も適切な位置に配することにより、該溶接部の
疲労寿命を最も高める効果を得るものであり、本
考案の限定範囲内に該溶接部を配することによ
り、その疲労寿命を低下させることなく、軽量
化、薄肉化をより推進させることを可能し、もつ
て、当該油圧シリンダを用いる車両やクレン等の
機能向上およびコスト低減に寄与し得る、その実
用効果大なるものである。
シリンダチユーブとシリンダボトムとの溶接部を
最も適切な位置に配することにより、該溶接部の
疲労寿命を最も高める効果を得るものであり、本
考案の限定範囲内に該溶接部を配することによ
り、その疲労寿命を低下させることなく、軽量
化、薄肉化をより推進させることを可能し、もつ
て、当該油圧シリンダを用いる車両やクレン等の
機能向上およびコスト低減に寄与し得る、その実
用効果大なるものである。
第１図は本考案の第１実施例の油圧シリンダの
要部を示す部分断面図、第２図は本考案の第２実
施例の油圧シリンダの要部を示す部分断面図、第
３図は溶接部に作用する応力拡大係数ΔKの値に
及ぼす各因子の寄与度を示すグラフ、第４図は本
考案の第１実施例の油圧シリンダの加圧圧力（Kg
ｆ／cm2）と、溶接部が疲労破壊する加圧サイクル
nfとの関係を示すグラフ、第５図は上記の従来の
油圧シリンダの要部を示す部分断面図である。
要部を示す部分断面図、第２図は本考案の第２実
施例の油圧シリンダの要部を示す部分断面図、第
３図は溶接部に作用する応力拡大係数ΔKの値に
及ぼす各因子の寄与度を示すグラフ、第４図は本
考案の第１実施例の油圧シリンダの加圧圧力（Kg
ｆ／cm2）と、溶接部が疲労破壊する加圧サイクル
nfとの関係を示すグラフ、第５図は上記の従来の
油圧シリンダの要部を示す部分断面図である。
Claims (1)
- シリンダチユーブに対向するシリンダボトムの
壁に内外径をシリンダチユーブと等しくする環状
壁を形成し、該シリンダボトムの環状壁とシリン
ダチユーブとを当接せしめる溶接部内側にバツク
リングを嵌装して溶接してなる油圧シリンダにお
いて、その溶接部をシリンダボトム内側底部から
シリンダチユーブ内径の0.08〜0.20倍の距離に隔
てて配することを特徴とする油圧シリンダ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18186487U JPH0417851Y2 (ja) | 1987-11-28 | 1987-11-28 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18186487U JPH0417851Y2 (ja) | 1987-11-28 | 1987-11-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0185504U JPH0185504U (ja) | 1989-06-07 |
| JPH0417851Y2 true JPH0417851Y2 (ja) | 1992-04-21 |
Family
ID=31473329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18186487U Expired JPH0417851Y2 (ja) | 1987-11-28 | 1987-11-28 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0417851Y2 (ja) |
-
1987
- 1987-11-28 JP JP18186487U patent/JPH0417851Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0185504U (ja) | 1989-06-07 |
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