CN105073329B - 接合体 - Google Patents

Abstract

一种接合体，其是利用摩擦加压焊接将两个接合构件的彼此的端面接合在一起而成的，其中，该接合体包括：中空部，其形成于两个接合构件中的至少一者，在两个接合构件的接合面开口；以及槽部，其以环状形成于中空部的内周面且是自接合面沿轴向分开的位置。

Description

接合体

技术领域

本发明涉及一种接合体。

背景技术

公知有一种利用摩擦加压焊接将杆主体和杆头部的彼此的端面接合在一起而制造活塞杆的方法。在JP2011-56531A中，公开了这样一种技术：利用摩擦加压焊接将端面的轴心部凹陷的杆主体和同样地端面的轴心部凹陷的杆头部接合在一起。根据该技术，相比于端面不具有凹陷的情况，能够减小接合面积，因此能够使摩擦加压焊接用的设备小型化。

发明内容

发明要解决的问题

在上述以往的技术中，在摩擦加压焊接时，端面的母材因塑性流动而被排出到接合面的外周侧和内周侧而残留为焊道(日文：ビード)。外周侧的焊道在摩擦加压焊接后能够通过切削等去除，但内周侧的焊道却难以去除。

因而，在轴向上的拉伸负载及压缩负载对活塞杆反复作用时，应力可能集中于残留的内周侧的焊道的基部。

本发明的目的在于不去除在接合面的内周侧产生的焊道而抑制接合体的耐久性的下降。

用于解决问题的方案

根据本发明的某实施方式，提供一种接合体，其是利用摩擦加压焊接将两个接合构件的彼此的端面接合在一起而成的，该接合体包括：中空部，其形成于两个接合构件中的至少一者，在两个接合构件的接合面开口；以及槽部，其以环状形成于中空部的内周面且是自接合面沿轴向分开的位置。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式的活塞杆的俯视图，并在局部利用剖面进行表示。

图2是表示摩擦加压焊接前的杆主体和杆头部的俯视图，并在局部利用剖面进行表示。

图3是表示参考例的活塞杆的俯视图，并在局部利用剖面进行表示。

具体实施方式

以下参照附图说明本发明的实施方式。

图1是表示本实施方式的活塞杆100的俯视图。图2是表示摩擦加压焊接前的杆主体1和杆头部2的俯视图。另外，为了简化说明，以将杆主体1的局部省略而缩短杆主体1的方式进行图示。本实施方式的活塞杆100以进退自如的方式插入到作为驱动装置(未图示)使用的流体压缸的缸主体。

作为接合体的活塞杆100包括作为接合构件的杆主体1、以及与杆主体1的端面1a相接合的作为接合构件的杆头部2。活塞杆100是利用摩擦加压焊接将杆主体1的端面1a和杆头部2的端面2a相互接合在一起而形成的。

实心的杆主体1具有供在缸主体内滑动的活塞(未图示)连结的小径部1b、以及直径大于小径部1b的直径的大径部1c。环状的活塞嵌套到小径部1b的外周且卡定于小径部1b和大径部1c之间的分界的台阶部1d，并且利用组装于小径部1b的外螺纹部1e的螺母(未图示)固定。在杆主体1的与小径部1b所在侧在轴向上相反的一侧形成有平面状的端面1a。在端面1a上形成有自端面1a的轴心部沿着轴向凹陷并在该端面1a开口的凹部形状的中空部4。

实心的杆头部2具有与负载相连结的环状的挂钩2b、以及直径与杆主体1的大径部1c的直径相同的实心的主体部2c。在主体部2c的与挂钩2b所在侧在轴向上相反的一侧形成有平面状的端面2a。在端面2a形成有自端面2a的轴心部沿着轴向凹陷并在该端面2a开口的中空部5。

如图2所示，杆主体1的端面1a和杆头部2的端面2a利用摩擦加压焊接而接合在一起。此时，在两端面1a、2a分别开设有中空部4、5，因此接合面积是从端面1a、2a的面积中减去中空部4、5的开口面积而得到的值。因而，相比于对未形成中空部4、5的构件彼此进行摩擦加压焊接的情况，能够降低接合面积，因此能够使摩擦加压焊接所需的设备小型化。而且，能够去除因作为杆主体1和杆头部2的坯料的圆棒材料在铸造时产生中心偏析而生成的杂质。

在此，在摩擦加压焊接时，端面1a、2a的母材因塑性流动而自杆主体1与杆头部2相接合的接合面3向外侧排出。由此，如图1所示，在利用摩擦加压焊接将在端面1a开设有中空部4的杆主体1和在端面2a开设有中空部5的杆头部2接合在一起时，向接合面3的外周侧和内周侧排出的母材残留为焊道6。接合面3的外周侧的焊道6在摩擦加压焊接后能够通过切削等去除，但内周侧的焊道6由于残留在活塞杆100内的封闭空间而无法去除。

在活塞杆100上特别是在轴向上反复作用有拉伸负载及压缩负载，因此应力可能集中于残留的内周侧的焊道6的基部6a。

于是，在本实施方式中，在杆主体1的中空部4的内周面设有形成为环状的槽部7，杆头部2的中空部5的内周面设有形成为环状的槽部8。

槽部7、8形成于自杆主体1与杆头部2相接合的接合面3沿轴向分开预定距离的位置。也就是说，设于杆主体1的中空部4的槽部7和设于杆头部2的中空部5的槽部8夹着接合面3地配置于接合面3的轴向两侧。另外，槽部7、8形成为截面为大致U字状的圆弧形状。

用于限定槽部7的轴向位置的预定距离设定为将杆主体1的端面1a因摩擦加压焊接时的顶锻压力而损耗并沿轴向位移的量即总留量、摩擦加压焊接后在接合面3的内周侧且靠杆主体1侧残留的焊道6在轴向上的宽度、杆主体1的尺寸公差相加而得到的值。

同样，用于限定槽部8的轴向位置的预定距离设定为将杆头部2的端面2a因摩擦加压焊接时的顶锻压力而损耗并沿轴向位移的量即总留量、摩擦加压焊接后在接合面3的内周侧且靠杆头部2侧残留的焊道6在轴向上的宽度、杆头部2的尺寸公差相加而得到的值。

总留量及焊道6的宽度是根据杆主体1的外径和杆头部2的外径、中空部4、5的内径等而不同的值，预先通过实验等求得。

由此，槽部7、8在摩擦加压焊接后靠近焊道6的基部6a地配置。

这样，在产生焊道6的位置的附近形成有直径大于焊道6的基部6a的直径的槽部7、8，因此能够利用槽部7、8使针对作用于活塞杆100的拉伸负载及压缩负载的力线在轴向上的走向变化，能够减小作用于基部6a的负载。因而，能够避免应力集中于焊道6的基部6a。

根据以上的实施方式，能够起到以下所示的效果。

在杆主体1和杆头部2的内周面且是自接合面3沿轴向分开的位置以环状形成有槽部7、8，因此能够利用槽部7、8使针对作用于活塞杆100的轴向上的负载的力线的走向变化。因而，能够降低摩擦加压焊接时在接合面3的内周侧产生的焊道6的基部6a的应力，因此不去除焊道6就能够抑制活塞杆100的耐久性的下降。

而且，槽部7、8靠近焊道6的基部6a地配置，因此能够在不增加槽部7、8的深度的前提下更可靠地降低焊道6的基部6a的应力。

而且，用于限定槽部7的轴向位置的预定距离设定为将杆主体1的端面1a因摩擦加压焊接时的顶锻压力而损耗并沿轴向位移的量即总留量、摩擦加压焊接后在接合面3的内周侧且靠杆主体1侧残留的焊道6在轴向上的宽度、杆主体1的尺寸公差相加而得到的值，用于限定槽部8的轴向位置的预定距离设定为将杆头部2的端面2a因摩擦加压焊接时的顶锻压力而损耗并沿轴向位移的量即总留量、摩擦加压焊接后在接合面3的内周侧且靠杆头部2侧残留的焊道6在轴向上的宽度、杆头部2的尺寸公差相加而得到的值。因而，在摩擦加压焊接后槽部7、8配置于焊道6的基部6a，因此能够进一步可靠地降低焊道6的基部6a的应力。

而且，杆主体1和杆头部2为实心构件，中空部4、5为在作为接合面3的各端面1a、2a开口并沿着轴向凹陷的凹部形状，因此能够在确保活塞杆100的强度的同时，减小摩擦加压焊接时的接合面3的面积而使摩擦加压焊接用的设备小型化。

而且，槽部7、8的截面形状为大致U字状的圆弧形状，因此能够减小槽部7、8的截面形状的变化，能够在不产生应力局部集中的部位的前提下降低焊道6的基部6a的应力。

以上，说明了本发明的实施方式，但上述实施方式仅示出了本发明的一个应用例，其主旨并不在于将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体结构。

例如，在上述实施方式中，例示了通过将实心的杆主体1和实心的杆头部2接合在一起而形成活塞杆100的情况，而其中至少一者可以是空心构件。该情况下，不需要重新设置中空部4、5，空心构件的内部空间的一部分相当于上述的中空部4、5。

而且，在上述实施方式中，在杆主体1和杆头部2这两者形成了中空部4、5，也可以仅在任一者设置中空部。该情况下，仅在设有中空部的一者形成槽部。

而且，在上述实施方式中，在杆主体1和杆头部2这两者的中空部4、5形成了槽部7、8，但也可以仅在任一者形成槽部。该情况下，通过在材料强度较低的一者设置槽部，能够避免应力集中在焊道的基部6a且材料强度较低的一侧。

而且，在上述实施方式中，例示了槽部7、8的截面形状为圆弧形状的情况，但截面形状并不限定于此，也可以是其它形状。该情况下，槽部的截面形状优选为应力难以集中的形状。

而且，在上述实施方式中，槽部7、8仅形成于中空部4、5的内周的轴向上的局部区域，但如图3的参考例所示，也可以在中空部4、5的轴向上的整个区域形成槽部9、10。

而且，在上述实施方式中，例示了使杆主体1和杆头部2接合在一起而成的活塞杆100，但也能够应用于其它构件。例如，应用于利用摩擦加压焊接将圆筒状的两个接合构件接合在一起而形成缸体的情况也能够获得与上述作用效果相同的作用效果。

而且，在上述实施方式中，中空部4、5以自杆主体1的端面1a及杆头部2的端面2a沿着轴向凹陷的方式形成，但中空部4、5也可以以中空部4的轴向上的深度小于中空部4的内径、中空部5的轴向上的深度小于中空部5的内径的方式形成得较浅，还可以以中空部4的轴向上的深度大于中空部4的内径、中空部5的轴向上的深度大于中空部5的内径的方式形成得较深。

本申请基于2013年3月28日向日本国特许厅申请的日本特愿2013-70037主张优先权，该申请的全部内容通过参照编入到本说明书中。

Claims (5)

1.一种接合体，其是利用摩擦加压焊接将两个接合构件的彼此的端面接合在一起而成的，其中，

该接合体包括：

中空部，其形成于上述两个接合构件中的至少一者，在上述两个接合构件的接合面开口；以及

槽部，其以环状形成于上述中空部的内周面，

上述中空部被上述接合构件划分为封闭空间，

在上述封闭空间内残留有因上述摩擦加压焊接而形成的焊道，

上述槽部仅形成于自残留在上述中空部内的上述焊道的基部沿轴向分开的位置且是上述中空部的内周的轴向上的局部区域。

2.根据权利要求1所述的接合体，其中，

设有上述中空部的上述接合构件为实心的构件，

上述中空部为以上述接合面的轴心部沿着轴向凹陷的方式形成的凹部。

3.根据权利要求1所述的接合体，其中，

上述中空部设于上述两个接合构件中的两者，

在上述两个接合构件中，上述槽部至少形成于材料强度较低的一者的上述中空部。

4.根据权利要求1所述的接合体，其中，

上述接合体为活塞杆，

上述两个接合构件分别为杆主体和杆头部。

5.一种接合体，其是利用摩擦加压焊接将两个接合构件的彼此的端面接合在一起而成的，其中，

该接合体包括：

中空部，其形成于上述两个接合构件中的每一者，在上述两个接合构件的接合面开口；以及

槽部，其以环状形成于至少一个上述中空部的内周面，

上述中空部被上述接合构件划分为封闭空间，

在上述封闭空间内残留有因上述摩擦加压焊接而形成的焊道，

上述槽部设于自因上述摩擦加压焊接而在上述中空部内产生的焊道的基部沿轴向分开的位置，其截面为圆弧形状。