CN112770862B - 接合体的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种缸管的制造方法，包括在管主体(10)的贯穿孔(11)与头部件(20)的突出部(21)以具有嵌合间隙(FC)的方式嵌合的状态下、使管主体(10)的端面(15)与凸缘部(25)碰撞并通过摩擦压接来进行接合的接合工序，管主体(10)具有内径随着从端面(15)沿着转轴(O)远离而变小的倾斜内周面(13)，在接合工序中，将从第一部件的端面(15)和第二部件的凸缘部(25)起塑性流动的流动材料从突出部(21)的根部侧填充至嵌合间隙(FC)中，直至流动材料的顶端部位于转轴(O)方向上的倾斜内周面(13)的范围内为止，并且，通过流动材料而将非抵接部(26b)和第一部件接合，并将倾斜内周面(13)和突出部(21)的外周面接合。

Description

接合体的制造方法
技术领域
本发明涉及接合体的制造方法。
背景技术
在日本特开JP2008-12573A中，公开了一种摩擦接合方法，该摩擦接合方法一边以转轴为中心使一方的部件旋转，一边相对于另一方的部件与转轴平行地按压而进行接合，并且，该摩擦接合方法在一方的部件上形成朝向另一方的部件而与转轴同轴状地突出的圆形突出部，并在另一方的部件上形成供圆形突出部插入的圆形孔部。
在日本特开JP2008-12573A中所公开的摩擦接合方法中，有时例如因加工精度的影响而使圆形突出部相对于转轴偏心。在该情况下，当欲使一方的部件旋转而与另一方的部件接合时，相对于转轴偏心地旋转的圆形突出部的外周和圆形孔部的内周可能会局部地(不均匀地)接触。当产生这种局部的接触时，圆形突出部和圆形孔部接触的一部分熔融，可能通过熔融的母材而在意外的部位处使一方的部件和另一方的部件被接合。
为了抑制这种意外的接合，可考虑将圆形突出部与圆形孔部之间的间隙设定得较大，以抑制圆形突出部与圆形孔部的接触。然而，当使圆形突出部与圆形孔部的间隙变大时，向间隙流动的材料(飞边)与空气触碰的表面积增加，伴随此而容易在圆形孔部的内部产生氧化层。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够抑制氧化层的产生并抑制接合不良的接合体的制造方法。
根据本发明的某一方式，接合体的制造方法将第一部件和第二部件接合而制造出接合体，第一部件具有被形成于端面的中空部，第二部件具有与中空部嵌合的突出部以及从突出部朝向径向外侧而被设置的凸缘部，制造方法包括：第一接合工序，其在中空部和突出部以具有预定的嵌合间隙的方式嵌合的状态下使第一部件和第二部件绕着转轴相对旋转，并使第一部件的端面和第二部件的凸缘部抵接，从而在端面与凸缘部之间产生摩擦热；第二接合工序，其在第一部件和第二部件的相对旋转速度与第一接合工序相比较低的状态下，使第一部件和第二部件沿着转轴的方向彼此接近的方向相对移动而将第一部件的端面和第二部件的凸缘部接合，第一部件具有倾斜内周面，倾斜内周面是形成中空部的内周面，且内径随着从端面起沿着转轴远离而变小，在第二接合工序中，将从第一部件的端面和第二部件的凸缘部起塑性流动的流动材料从突出部的根部侧填充至嵌合间隙中，直至流动材料的顶端部位于转轴的方向上的倾斜内周面的范围内为止，并且，通过流动材料而将凸缘部的面向嵌合间隙的非抵接部和第一部件接合，并将突出部和第一部件接合。
附图说明
图1为表示液压缸的结构的局部剖视图。
图2为用于说明本发明的实施方式所涉及的缸管的制造方法的剖视图，其为表示接合前的状态的图。
图3为用于说明本发明的实施方式所涉及的缸管的制造方法的剖视图，其为表示在第一接合工序中、第一部件和第二部件抵接的状态的图。
图4是图3中的A部放大图。
图5为用于说明本发明的实施方式所涉及的缸管的制造方法的剖视图，其为表示第一接合工序的图。
图6为用于说明本发明的实施方式所涉及的缸管的制造方法的剖视图，其为表示第二接合工序的图。
图7为用于说明本发明的实施方式所涉及的缸管的制造方法的第一变形例的对应于图4的放大剖视图，其为表示第一部件和第二部件抵接的状态的图。
图8为用于说明本发明的实施方式所涉及的缸管的制造方法的第二变形例的对应于图4的放大剖视图，其为表示第一部件和第二部件抵接的状态的图。
图9为用于说明本发明的实施方式所涉及的缸管的制造方法的第三变形例的对应于图4的放大剖视图，其为表示第一部件和第二部件抵接的状态的图。
图10为用于说明本发明的实施方式所涉及的缸管的制造方法的第四变形例的对应于图4的放大剖视图，其为表示第一部件和第二部件抵接的状态的图。
图11为用于说明本发明的实施方式所涉及的缸管的制造方法的第五变形例的对应于图4的放大剖视图，其为表示第一部件和第二部件抵接的状态的图。
图12为用于说明本发明的实施方式所涉及的活塞杆的制造方法的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。
以下，对接合体为液压缸(流体压力缸)1的缸管100的情况进行说明。
首先，参照图1，对具备作为接合体的缸管100的液压缸1的整体结构进行说明。
液压缸1为通过作为两个缸室的杆侧室3以及杆相反侧室4内的工作油(工作流体)的液压而伸缩工作的致动器。
如图1所示，液压缸1具备：圆筒状的缸管100；活塞杆101，其被插入至缸管100内；活塞2，其被设置于活塞杆101的端部，并沿着缸管100的内周面而滑动。
在缸管100上，设置有圆筒状的缸头5，该缸头5对一端(顶端)的开口部进行密封并且将活塞杆101支承成能够自由滑动。缸头5通过在周向上排列的多个紧固螺栓(省略图示)而与缸管100紧固。
如图1所示，在缸管100的基端部和活塞杆101的顶端部分别设置有用于将液压缸1安装于其他设备上的安装部(挂钩)100A、101A。在活塞杆101的基端部通过螺纹紧固而安装有活塞2。
缸管101的内部被活塞2分隔为杆侧室3以及杆相反侧室4。在杆侧室3以及杆相反侧室4中，填充有作为工作流体的工作油。
液压缸1通过使工作油经由被设置于缸管100的端口(省略图示)而被供给至杆相反侧室4，并且从杆侧室3被排出，从而使活塞杆101向伸长方向移动。另外，液压缸1通过使工作油被供给至杆侧室3并且从杆相反侧室4被排出，从而使活塞杆101向收缩方向移动。由于在伸缩工作时，工作油被供排至缸管100内部的缸室(杆侧室3、杆相反侧室4)，因此，工作油的液压作为内压而作用于缸管100。
接着，主要参照图2至图6，对缸管100的制造方法进行说明。
如图2所示，缸管100通过以摩擦压接的方式将作为第一部件的管主体10和作为第二部件的头部件20接合而被制造出。更加具体而言，使管主体10和头部件20以绕着转轴O相对旋转的状态抵接，并通过由此产生的摩擦热而进行接合(后述的接合工序)。
首先，参照图2至图4，对接合前的管主体10以及头部件20的结构进行说明。图2表示管主体10的中心轴和头部件20的中心轴被彼此同轴地配置、并与后述的摩擦压接的转轴O一致的状态。
如图1以及图2所示，管主体10被形成为具有在轴向的两端面15上开口的贯穿孔11的圆筒状。贯穿孔11相当于在与头部件20接合的管主体10的端面15上所形成的中空部。
如图2所使，在管主体10的一方的端面15上接合有头部件20。供头部件20接合的端面15(接合面)具有：垂直端面16，其为与摩擦压接的转轴O(管主体10的中心轴)垂直的平坦面；倾斜端面17，其被设置于垂直端面16的径向内侧，并相对于转轴O而倾斜地被形成。垂直端面16为环状的平面，并与管主体10的外周面连续地被形成。倾斜端面17为相对于转轴O倾斜45°的锥面，并与垂直端面16和管主体10的内周面连接。
形成作为中空部的贯穿孔11的管主体10的内周面具有：第一圆筒内周面(圆筒内周面)12，其作为以转轴O为中心的圆筒面而形成并与倾斜端面17连接；倾斜内周面13，其与第一圆筒内周面12连续，并相对于转轴O倾斜；第二圆筒内周面14，其作为以转轴O为中心的圆筒面而形成并与倾斜内周面13连续。第二圆筒内周面14为供活塞2滑动的滑动面。
倾斜内周面13为相对于转轴O倾斜而被形成的锥面(圆锥面)。倾斜内周面13随着从作为接合面的端面15沿着转轴远离而内径变小。
头部件20具有：突出部21，其以与管主体10的贯穿孔11嵌合的方式而被形成；凸缘部25，其被设置成从突出部21朝向径向外侧。
在凸缘部25上，在与突出部21的轴向相反侧设置有安装部100A。凸缘部25的外径被形成为与管主体10的外径相同。
与管主体10接合的凸缘部25的端面26具有：凸缘垂直面27，其为与转轴O垂直的环状的平坦面；凸缘倾斜面28，其相对于转轴O倾斜。凸缘垂直面27与凸缘部25的外周面和凸缘倾斜面28连续。
凸缘倾斜面28为相对于中心轴倾斜为45°而被形成的锥面(圆锥面)。凸缘倾斜面28随着从凸缘垂直面27朝向管主体10沿着转轴O远离而外径变小。这样，管主体10的倾斜端面17和凸缘部25的凸缘倾斜面28被形成为彼此对应的形状，具体而言，被形成为相对于转轴O倾斜45°的锥面形状。
突出部21被设置成与凸缘部25同轴。突出部21作为外周面而具有圆筒外周面22和倾斜外周面23，其中，所述圆筒外周面22与凸缘部25的凸缘倾斜面28连续并作为以转轴O为中心的圆筒面而被形成；所述倾斜外周面23与圆筒外周面22连续并相对于转轴O倾斜。倾斜外周面23为随着从凸缘部25沿着转轴O远离而外径变小的锥面(圆锥面)。即，突出部21的与凸缘部25连接的根部部分被形成为具有圆筒外周面22的圆柱状，从凸缘部25分离的顶端部分被形成为具有倾斜外周面23的圆锥梯形。另外，以下，在突出部21中，将凸缘部25侧称为突出部21的“根部”，并将根部的相反侧称为突出部21的“顶端”。
接着，对作为接合体的缸管100的制造方法进行说明。
缸管100通过以下的制造工序而被制造出。另外，以下的工序(2)相当于第一接合工序，工序(4)相当于第二接合工序。
(1)首先，如图2所示，以管主体10的一方的端面15(接合面)和头部件20的凸缘部25的端面26(接合面)对置的方式而同轴地进行配置。
(2)接着，在使头部件20以转轴O为中心进行旋转的状态下，使管主体10和头部件20在沿着转轴O而彼此接近的方向上相对移动。在本实施方式中，使管主体10朝向头部件20而移动。借此，如图3以及图4所示，头部件20的突出部21以具有预定的间隙(以下称为“嵌合间隙FC”)的方式而与管主体10的贯穿孔11嵌合，并设为管主体10的端面15和头部件20的凸缘部25的端面26抵接的状态(以下称为“抵接状态”)。
此处，参照图4，对抵接状态进行详细说明。
当使管主体10和头部件20沿着转轴O接近而设为抵接状态时，管主体10的倾斜端面17和头部件20的凸缘部25的凸缘倾斜面28抵接，另一方面，管主体10的垂直端面16和凸缘部25的凸缘垂直面27以不接触的方式而在轴向上分离。由此，在管主体10的垂直端面16和凸缘部25的凸缘垂直面27之间形成有预定的间隙(以下称为“对置间隙OC”)。
另外，在抵接状态下，面向嵌合间隙FC的凸缘部25的端面26(凸缘倾斜面28)的一部分也未与管主体10抵接。
这样，凸缘部25的端面25在抵接状态下，被划分为与管主体10的端面15抵接的凸缘倾斜面28的一部分(以下称为“抵接部26a”)、与抵接部26a相比靠径向内侧且未与管主体10的端面15抵接的部分(以下称为“非抵接部26b”)、和与抵接部26a相比靠径向外侧且未与管主体10的端面15抵接的部分(以下称为“释放部26c”)。
非抵接部26b为在凸缘部25的端面26中面向嵌合间隙FC的部分，凸缘倾斜面28的径向内侧的一部分相当于非抵接部26b。即，非抵接部26b为将抵接部26a和突出部21连接的部位。
释放部26c为在凸缘部25的端部26中面向对置间隙OC的部位，凸缘倾斜面28的径向外侧的一部分和凸缘垂直面27相当于释放部26c。
在抵接状态下，头部件20的突出部21以圆筒外周面22与管主体10的第一圆筒内周面12对置、且倾斜外周面23与第一圆筒内周面12和倾斜内周面13对置的方式而与管主体10的贯穿孔11嵌合。在抵接状态下，嵌合间隙FC从突出部21的根部侧朝向顶端侧增加。具体而言，嵌合间隙FC包括：管主体10的第一圆筒内周面12与突出部21的圆筒外周面22之间的径向的间隙(以下称为“第一间隙FC1”)；第一圆筒内周面12与倾斜外周面23之间的径向的间隙(以下称为“第二间隙FC2”)；倾斜内周面13与倾斜外周面23之间的间隙(以下称为“第三间隙FC3”)。第一间隙FC1沿着轴向具有恒定的大小。第二间隙FC2从根部侧朝向顶端侧由第一间隙FC1起增加。第三间隙FC3沿着轴向具有恒定的大小。即，第一间隙FC1为嵌合间隙FC中的最小的间隙。另外，第一间隙FC1相当于根部侧间隙，第三间隙FC3相当于顶端侧间隙。
另外，嵌合间隙FC“从根部侧朝向顶端侧而增加”是指没有随着从根部侧朝向顶端侧而间隙减少的区域的意思，不排除包括间隙沿着轴向而为恒定的区域(例如、第一圆筒内周面12与圆筒外周面22之间的第一间隙FC1)的情况。即，嵌合间隙FC“从根部侧朝向顶端侧而增加”是指，某一轴向位置的嵌合间隙FC与位于比该轴向位置的嵌合间隙FC靠根部侧的嵌合间隙FC相比、相同或者较大的状态的意思。
在以上这样的抵接状态下，通过以预定的按压力对以转轴O为中心进行旋转的头部件20和管主体10进行按压，从而在管主体10的倾斜端面17与头部件20的凸缘倾斜面28中的抵接部26a之间产生摩擦热。通过摩擦热而使倾斜端面17以及抵接部26a软化。通过来自软化的抵接部26a的导热，从而也使未与端面15抵接的非抵接部26b和释放部26c被加热。此外，如图5所示，软化的凸缘部25的抵接部26a以及管主体10的倾斜端面17的材料的一部分向嵌合间隙FC以及对置间隙OC流动。由此，与流动至嵌合间隙FC的材料接触的凸缘部25的非抵接部26b、突出部21的圆筒外周面22、以及管主体10的第一圆筒内周面12也被加热。另外，与流动至对置间隙OC的材料接触的凸缘部25的释放部26c和管主体10的垂直端面16也被加热。
(3)在进行加热直至凸缘部25中的非抵接部26b被充分软化为止的时间点，使头部件20的旋转停止。具体而言，预先通过实验等对直至非抵接部26b软化为止的由管主体10的按压实现的移动量或者按压时间进行确定，在达到该移动量或者按压时间的时间点对头部件20的旋转进行控制。
(4)当使头部件20的旋转停止时，以使管主体10朝向头部件20移动预定量的方式，以更大的按压力将管主体10按压于头部件20侧。借此，被加热后的高温部塑性流动至外周侧以及内周侧。塑性流动至内周侧的流动材料被引导至管主体10的内周面与突出部21的外周面之间的嵌合间隙FC，并从突出部21的根部侧被填充至嵌合间隙FC。
此处，图5中的双点划线表示将管主体10和头部件20的相对旋转停止并使两者接近时的头部件20。如上所述，倾斜内周面13为随着从管主体10的端面15远离而内径变小的形状。因此，当使头部件20沿着转轴O朝向管主体10移动时，如图5所示，倾斜内周面13与倾斜外周面23之间的第三间隙FC3伴随着移动而变小。具体而言，第三间隙FC3的大小从间隙量t1向间隙量t2变小。
在上述(4)的工序中，在嵌合间隙FC(第三间隙FC3)中填充塑性流动至内周侧的材料，直至在轴向上倾斜内周面13的范围内为止。换言之，如图6所示，以塑性流动至内周侧的材料的顶端部T被设置于倾斜内周面13的径向的内侧、并位于倾斜内周面13的轴向范围内的方式，设定了管主体10的轴向的移动量。
塑性流动至外周侧的流动材料被引导至对置间隙OC，并从抵接部26a朝向径向外侧流动而在对置间隙OC中进行填充。此外，塑性流动至外周侧的材料作为飞边B而向管主体10的外周被排出(参照图6)。
(5)最后，通过将上述(4)的按压状态保持预定时间，从而促进了被加热而软化后的管主体10的端面15与头部件20的凸缘部25的端面26的相互扩散，完成了两者的接合(参照图6)。在头部件20中，与管主体10的端面15抵接的抵接部26a因摩擦热而软化，并且非抵接部26b以及释放部26c也被加热而软化。由此，如图6所示，头部件20除了在抵接部26a处与管主体10接合之外，也在非抵接部26b以及释放部26c处与管主体10接合。另外，图6中的虚线表示管主体10与头部件20的接合界面。
另外，在上述(2)中，在抵接部26a以及非抵接部26b处软化的材料的一部分被引导至管主体10的内周面与突出部21的外周面之间的嵌合间隙FC。通过在向嵌合间隙FC流动的材料与突出部21的外周面之间所产生的摩擦热，而也使突出部21的外周面的一部分被加热。因此，因摩擦热而被加热并被软化后的突出部21的外周面的一部分也与管主体10的内周面接合。这样，在本实施方式中，以在凸缘部25的端面26的全部区域中与管主体10接合，并且图6中虚线所示的接合界面从突出部21的根部向径向外侧延伸至管主体10的外周面的方式而被构成。
通过以上的接合工序，实施管主体10和头部件20的接合。
另外，在上述(4)的第二接合工序中，并不限于使管主体10和头部件20的相对旋转停止而彼此按压的结构，也可以通过与上述(2)的第一接合工序中的相对旋转速度(具体而言为头部件20的转速)相比较低的相对旋转速度使管主体10和头部件20彼此按压。若从另一观点而言的话，则本实施方式中的接合体的制造方法的摩擦压接既可以为所谓制动器式，也可以为飞轮式。专利技术方案中的“所述第一部件和所述第二部件的相对旋转速度与所述第一接合工序相比较低的状态”是指，不仅包括相对旋转速度大于零且与第一接合工序中的相对旋转速度相比较低的状态，也包括相对旋转速度为零的状态(即、使相对旋转停止的状态)的意思。
被排出至管主体10和头部件20的接合面的外周侧的飞边B在接合完成后被切除，管主体10和头部件20的外周被加工成平滑地连续的状态。另外，在飞边B的存在无问题这样的情况下，也可以不实施飞边B的切除，而是在缸管100的外周侧残留有飞边B。
当流动材料从嵌合间隙流出至缸管的内侧空间时，也在缸管的内周侧产生飞边。在嵌合间隙内的流动材料被冷却而成为飞边的过程中，产生所谓氧化层。难以去除和清洗缸管的内周侧的飞边和氧化层。当在产生了这种内周侧的飞边的状态下、工作油被引导至缸管的内部时，氧化层可能会混入至工作油中而成为所谓污染。
由此，在本实施方式的接合工序中，以在嵌合间隙FC中进行填充、另一方面未向缸管100的内侧空间流出的方式而对塑性流动进行控制。具体而言，以流动材料的顶端部T未从突出部21的端面向图6中左侧突出而成为飞边的方式，对流动材料进行控制。借此，能够进一步有效地防止向工作油内的污染的产生。换言之，在本实施方式所涉及的制造方法中，通过对向嵌合间隙FC的塑性流动进行控制，从而能够抑制在缸管100的内周侧产生的飞边。
另外，在接合工序的完成后，针对管主体10与头部件20的摩擦压接部，实施了基于超声波探伤等非破坏试验的品质检查。通过这种品质检查，从而能够对摩擦压接部中的接合的不良情况等进行检测。
接着，对本实施方式所涉及的接合体的制造方法的作用效果进行说明。
在本实施方式中，管主体10具有随着从管主体10的端面15远离而内径变小的倾斜内周面13，被填充至嵌合间隙FC中的流动材料的顶端部T位于倾斜内周面13的轴向的范围内。在上述工序(4)中，当使管主体10沿着转轴O朝向头部件20移动时，倾斜内周面13与倾斜外周面23之间的第三间隙FC3伴随着移动而变小(参照图5)。即，抵接状态下的第三间隙FC3(图5中实线、间隙量t1)相对较大，接合完成时的第三间隙FC3(图5中双点划线、间隙量t2)相对较小。由此，能够在抵接状态下将第三间隙FC3设定得比较大，从而能够抑制倾斜外周面23向倾斜内周面13的意外的接触。另外，通过在接合完成时第三间隙FC3被设定得相对较小，从而使被填充至第三间隙FC3中的流动材料(飞边)与空气触碰的表面积变小，因此，能够抑制因飞边而在管主体10(缸管100)的内部产生的氧化层的产生。这样，在该抵接状态下由于是第三间隙FC3相对较大、且在接合完成时第三间隙FC3变小的结构，因此，能够同时抑制接合不良和氧化层的产生。
另外，在由摩擦压接实现的接合中，有时因头部件的加工精度、头部件和转轴的芯偏差等而使头部件的突出部相对于转轴偏心地旋转，产生突出部相对于转轴的抖动。当产生突出部的抖动时，管主体的贯穿孔的内周面和头部件的突出部可能会意外地局部接触。当产生这种局部的接触时，接触部位的母材熔融，可能在意外的部位处产生管主体和头部件接合的接合不良。
与此相对，在本实施方式中，嵌合间隙FC以位于最靠根部侧的第一间隙FC1最小的方式而被构成。因此，即便假设突出部21在相对于转轴O偏心的状态下绕着转轴O进行旋转而产生了突出部21的抖动，由于根部侧的圆筒外周面22与管主体10接触，因此，也防止了突出部21的顶端侧的倾斜外周面23与管主体10接触的情况。借此，能够抑制突出部21的顶端侧意外地与管主体10接触而在贯穿孔11内产生飞边的情况。另外，由于圆筒外周面22与管主体10接触，因此，防止了进一步的突出部21的抖动。即，由于在突出部21的根部侧，由管主体10的第一圆筒内周面12和突出部21的圆筒外周面22形成最小的嵌合间隙FC(第一间隙FC1)，因此，突出部21的抖动被抑制为第一间隙FC1的大小。由此，能够进一步抑制接合不良。
另外，在本实施方式中，管主体10的端面15和凸缘部25的端面26在径向内侧的倾斜端面17和凸缘倾斜面28处抵接，并且径向外侧的垂直端面16和凸缘垂直面27以不接触的方式形成对置间隙OC。借此，在摩擦压接的初期，相对地在径向内侧的区域中产生摩擦热，然后，在径向外侧的区域中产生摩擦热。这样，由于能够以摩擦热从径向内侧朝向外侧依次产生的方式进行控制，因此，容易使流动材料朝向径向外侧流动。从另一观点来说，由于在径向的外侧设置对置间隙OC，因此，在初期抵接的管主体10的倾斜端面17与凸缘部25的凸缘倾斜面28之间熔融的流动材料容易朝向对置间隙OC而向径向外侧流动。这样，能够控制在摩擦压接中产生的飞边，从而能够提高接合体的接合品质。
另外，在本实施方式中，凸缘部25的端面26通过凸缘倾斜面28而与突出部21的外周面的圆筒外周面22连续。因此，未在凸缘部25和突出部21的连接部分形成直角的角部。由于直角的角部难以填充流动材料，因此，通过设为未形成有直角的角部的结构，从而容易使来自管主体10的倾斜端面17与凸缘部25的抵接部26a之间的流动材料被补充至嵌合间隙FC中。借此，流动材料的控制变得容易，能够提高接合体的品质。
另外，根据本实施方式，除了对与管主体10抵接的抵接部26a进行加热之外，还通过对非抵接部26b进行加热而使非抵接部26b软化，从而也使非抵接部26b与管主体10接合。借此，形成头部件20与管主体10的接合界面从头部件20中的突出部21的根部起延伸至凸缘部25以及管主体10的外周面这样的缸管100。由此，接合前的嵌合间隙FC不残留，管主体10与头部件20的接合部成为中实结构。因此，防止了接合前的嵌合间隙FC在非破坏试验中被识别为缺陷的情况，能够容易地实施基于非破坏试验的品质检查。
接着，对本实施方式的变形例进行说明。以下的变形例也在本发明的范围内，也能够将以下的变形例和上述实施方式的各结构组合或者将以下的变形例彼此组合。另外，上述实施方式的说明中所记载的变形例也同样地能够与其他的变形例任意地进行组合。
以下，参照图7～图9，对与管主体10的贯穿孔11的内周面和突出部21的外周面相关的变形例进行说明。
在上述实施方式中，管主体10的内周面具有：第一圆筒内周面12，其与作为接合面的端面15连续；倾斜内周面13，其与第一圆筒内周面12连续；第二圆筒内周面14，其与倾斜内周面13连续。突出部21的外周面具有：圆筒外周面22，其与凸缘部25的端面26连续；倾斜外周面23，其与圆筒外周面22连续。与此相对，管主体10的外周面和突出部21的外周面只要以在上述工序(4)中伴随着使管主体10朝向头部件20移动而嵌合间隙FC变小的方式被构成，就能够设为任意的结构。即，只要以伴随着使管主体10朝向头部件20移动而嵌合间隙FC变小的方式被构成，就能够发挥出同时抑制接合不良的产生和氧化层的产生这样的效果。
具体而言，只要是在管主体10上设置有倾斜内周面13、并通过顶端部T位于倾斜内周面13的轴向范围内的流动材料而将倾斜内周面13和突出部21的外周面接合的结构即可。例如图7所示，突出部21的外周面也可以不具有倾斜外周面23。在图7所示的变形例中，突出部21的外周面仅由外径相同的圆筒外周面22构成。相反地，如图8所示，突出部21的外周面也可以不具有圆筒外周面22。在图8所示的变形例中，突出部21的外周面仅由随着朝向顶端而外径变小的倾斜外周面23构成。
另外，如图9所示，管主体10的内周面也可以不具有第一圆筒内周面12。在图9所示的变形例中，倾斜内周面13与作为接合面的端面15(倾斜端面17)连续。
另外，如图9所示，嵌合间隙FC也可以不随着从根部侧朝向顶端侧而增加。在图9所示的变形例中，在管主体10的内周面，倾斜内周面13与端面15连续，突出部21的外周面仅由倾斜外周面23构成。在该变形例中，倾斜内周面13的倾斜角大于倾斜外周面23的倾斜角。由此，嵌合间隙FC随着从根部侧朝向顶端侧而减少。即便在该情况下，若在顶端侧被形成的嵌合间隙FC的最小间隙以具有允许突出部21的抖动的程度的大小(突出部21因抖动而不与管主体10接触)的方式进行设定，则也能够抑制因突出部21的抖动而产生的意外的突出部21和管主体10的接触。
即便是在以上的图7～图9所示的变形例中，伴随着使管主体10朝向头部件20移动，倾斜内周面13所形成的嵌合间隙FC也变小，并向伴随着移动而变小的嵌合间隙FC填充流动材料的顶端部T，借此，即便是在图7～图9所示的变形例中，也起到了同时抑制接合不良的产生和氧化层的产生这样的效果。
另外，虽然省略了图示，但倾斜内周面13以及倾斜外周面23并不限于分别相对于转轴O而倾斜的锥面(圆锥面)，也可以为例如曲面。
另外，虽然在突出部21的外周面上设置有倾斜外周面23的情况下，倾斜内周面13和倾斜外周面23被形成为彼此对应的形状是较为理想的，但是也可以不是彼此对应的形状。如图9所示的变形例那样，在倾斜内周面13和倾斜外周面23被形成为锥面的情况下，彼此的倾斜角一致是较为理想的，但是也可以不一致。如图9所示，倾斜内周面13既可以具有相对较大的倾斜角，省略图示的倾斜外周面23也可以具有相对较大的倾斜角。
接着，参照图10以及图11，对与管主体10的端面15(接合面)和头部件20的凸缘部25的端面26(接合面)相关的变形例进行说明。
在上述实施方式中，管主体10的倾斜端面17和凸缘部25的凸缘倾斜面28抵接，由管主体10的垂直端面16和凸缘部25的凸缘垂直面27形成对置间隙OC。换言之，凸缘部25的抵接部26a被设置于凸缘倾斜面28，凸缘垂直面27主要构成释放部26c。
对此，只要管主体10的端面15和凸缘部25的端面25以在初期、相对地在径向内侧的区域中抵接、然后相对地在径向外侧的区域中抵接的方式被构成，就不限于上述结构。
例如如图10以及图11所示，管主体10的端面15也可以不具有倾斜端面17，凸缘部25的端面26也可以不具有凸缘倾斜面28。即，管主体10和头部件20也可以不通过倾斜面彼此而进行接触。
在图10所示的变形例中，管主体10的端面15仅由作为与转轴O垂直的平坦面的垂直端面16构成。凸缘部25的端面26具有：凸缘垂直面27，其与突出部21的外周面连续并与转轴O垂直；外侧倾斜面27a，其被设置于凸缘垂直面27的径向外侧，并以从管主体10的端面15分离的方式而在转轴O方向上延伸。在抵接状态下，管主体10的垂直端面16和凸缘部25的凸缘垂直面27抵接，在凸缘部25的外侧倾斜面27a与管主体10的垂直端面16之间形成对置间隙OC。即，在图10的变形例中，外侧倾斜面27a构成释放部26c。
另外，在图11所示的变形例中，管主体10的端面15具有：垂直端面16，其与贯穿孔11的内周面(在图11中为第一圆筒内周面12)连续并与转轴O垂直；外侧倾斜端面16a，其被设置于垂直端面16的径向外侧，并以从凸缘部25的端面26分离的方式而在转轴O方向上延伸。凸缘部25的端面26仅由与转轴O垂直的凸缘垂直面27构成。在抵接状态下，管主体10的垂直端面16和凸缘部25的端面26中的径向内侧的一部分抵接，在凸缘部25的端面26中的径向外侧的一部分与管主体10的外侧倾斜端面16a之间形成对置间隙OC。即，在图11的变形例中，凸缘垂直面27的径向外侧的一部分、即与管主体10的外侧倾斜端面16a对置的部分构成释放部26c。
即便在图10以及图11所示的变形例中，管主体10端面15和凸缘部25的端面26也是在相对地位于径向内侧的区域中初期抵接，相对地径向外侧的区域之后抵接。由此，即便在图10以及图11所示的变形例中，也能够以使飞边B向径向外侧流动的方式而进行控制。
另外，在图10以及图11所示的变形例中，管主体10和头部件20在与按压方向(转轴O方向)垂直的平面上彼此抵接。借此，容易控制摩擦压接中的管主体10和头部件20的沿着转轴的相对移动量，能够使沿着转轴O的接合体的长度的尺寸精度变得良好。
另外，也可以将图10所示的变形例和图11所示的变形例组合，从而在管主体10的端面15上设置外侧倾斜端面16a，在凸缘部25的端面26上设置外侧凸缘倾斜面28a，并由外侧倾斜端面16a和外侧凸缘倾斜面28a形成对置间隙OC。
接着，对上述以外的变形例进行说明。
在上述实施方式中，接合体为使管主体10和头部件20接合的缸管。与此相对，接合体未被限于缸管，也可以为例如活塞杆101。
在接合体为活塞杆101的情况下，如图12所示，活塞杆101是通过以摩擦压接的方式将作为第一部件的杆主体30和分别作为第二部件的螺钉用部件40以及杆头50接合而被制造出的。
在杆主体30上，形成有在轴向的两端面15开口的作为中空部的贯穿孔30A。虽然省略了详细的内容，但在贯穿孔11的两端部分别设置有与上述实施方式相同的倾斜内周面13。另外，杆主体30的两端面31A、31B分别被构成为与上述实施方式中的管主体10的端面15相同。
螺钉用部件40具有：突出部41，其以与杆主体30的贯穿孔30A嵌合的方式而被形成；凸缘部42，其被设置成从突出部41朝向径向外侧。在凸缘部42上，在与突出部41的轴向相反侧设置有凸柱部100A。凸柱部44在外周形成有阳螺纹，并螺纹紧固有活塞2。凸缘部42的外径被形成为与杆主体30的外径相同。
杆头50具有：突出部51，其以与杆主体30的贯穿孔30A嵌合的方式而被形成；凸缘部52，其被设置成从突出部51朝向径向外侧。在凸缘部52上，在与突出部51的轴向相反侧设置有安装部101A。凸缘部52的外径被形成为与杆主体30的外径相同。
虽然省略了详细的图示，但螺钉用部件40和杆头50的各自的突出部41、51被形成为与上述实施方式中的头部件20的突出部21相同。另外，螺钉用部件40和杆头50的各自的凸缘部42、52的端面43、53被构成为与上述实施方式中的头部件20的凸缘部25的端面26相同。
由此，根据与上述实施方式中的接合体的制造方法相同的结构，通过将杆主体30和螺钉用部件40、以及杆主体30和杆头50接合，从而能够制造出活塞杆101。
根据以上的实施方式，起到了以下所示的效果。
在本实施方式中，管主体10具有随着从管主体10的端面15远离而内径变小的倾斜内周面13，被填充至嵌合间隙FC中的流动材料的顶端部T位于倾斜内周面13的轴向的范围内。因此，伴随着沿着转轴O按压管主体10和头部件20，突出部21的外周面与倾斜内周面13之间的嵌合间隙FC变小。由此，即便以在抵接状态下、管主体10和头部件20的突出部21不会意外地接触的方式而使嵌合间隙FC比较大，也会成为流动材料被填充至在接合完成时比较小的嵌合间隙FC中的状态。借此，抑制了被填充至嵌合间隙FC中的流动材料的和空气触碰的表面积，抑制了氧化层的产生。因此，在本实施方式所涉及的接合体的制造方法中，能够抑制氧化层的产生和接合不良。
另外，在本实施方式中，嵌合间隙FC以位于最靠根部侧的第一间隙FC1最小的方式而被构成。因此，即便假设突出部21在相对于转轴O偏心的状态下绕着转轴O进行旋转而产生了突出部21的抖动，由于根部侧的圆筒外周面22与管主体10接触，因此，也防止了进一步的突出部21的抖动，防止了突出部21的顶端侧的倾斜外周面23与管主体10接触的情况。由此，能够进一步抑制接合不良。
另外，在本实施方式中，管主体10的端面15和凸缘部25的端面26在径向内侧的倾斜端面17和凸缘倾斜面28处抵接，并且径向外侧的垂直端面16和凸缘垂直面27以不接触的方式形成对置间隙OC。借此，在初期抵接的管主体10的倾斜端面17与凸缘部25的凸缘倾斜面28之间熔融的流动材料容易朝向对置间隙OC而向径向外侧流动。这样，能够抑制在摩擦压接中产生的飞边，从而能够提高接合体的品质。
以下，对本发明的实施方式的结构、作用、以及效果进行总结说明。
制造方法将第一部件(管主体10、杆主体30)和第二部件(头部件20、螺钉用部件40、杆头50)接合而制造出接合体(缸管100、活塞杆101)，所述第一部件具有被形成于端面15、31A、31B的中空部(贯穿孔11、30A)，所述第二部件具有与中空部(贯穿孔11、30A)嵌合的突出部21、41、51以及从突出部21、41、51朝向径向外侧而被设置的凸缘部25、42、52，所述制造方法包括：第一接合工序，其在中空部(贯穿孔11、30A)和突出部21以具有嵌合间隙FC的方式嵌合的状态下使第一部件(管主体10、杆主体30)和第二部件(头部件20、螺钉用部件40、杆头50)绕着转轴O相对旋转，并使第一部件(管主体10、杆主体30)的端面15、31A、31B和第二部件(头部件20、螺钉用部件40、杆头50)的凸缘部25、42、52抵接，从而在端面15与凸缘部25、42、52之间产生摩擦热；第二接合工序，其在第一部件(管主体10、杆主体30)和第二部件(头部件20、螺钉用部件40、杆头50)的相对旋转速度与第一接合工序相比较低的状态下，将第一部件(管主体10、杆主体30)和第二部件(头部件20、螺钉用部件40、杆头50)沿着转轴O进行彼此按压，从而将第一部件(管主体10、杆主体30)的端面15、31A、31B和第二部件(头部件20、螺钉用部件40、杆头50)的凸缘部25、42、52接合，所述第一部件(管主体10、杆主体30)具有倾斜内周面13，所述倾斜内周面13是形成中空部(贯穿孔11、30A)的内周面，且内径随着从端面15起沿着转轴O远离而变小，在第二接合工序中，将从第一部件(管主体10、杆主体30)的端面15、31A、31B和第二部件(头部件20、螺钉用部件40、杆头50)的凸缘部25、42、52起塑性流动的流动材料从突出部21、41、51的根部侧填充至嵌合间隙FC中，直至流动材料的顶端部T位于转轴O方向上的倾斜内周面13的范围内为止，并且，通过流动材料而将凸缘部25、42、52的面向嵌合间隙FC的非抵接部26b和第一部件(管主体10、杆主体30)接合，并将突出部21和第一部件(管主体10、杆主体30)接合。
在该结构中，在第二接合工序中，流动材料被填充至嵌合间隙中，直至流动材料的顶端部T在轴向上位于第一部件(管主体10、杆主体30)的倾斜内周面13的范围内为止。倾斜内周面13的内径随着从第一部件(管主体10、杆主体30)的端面15、31A、31B起沿着转轴O分离而变小。因此，在倾斜内周面13与突出部21、41、51的外周面之间所形成的径向的嵌合间隙FC，在第二接合工序中，随着将第一部件(管主体10、杆主体30)和第二部件(头部件20、螺钉用部件40、杆头50)沿着转轴O进行按压而变小。由此，即便在第一接合工序中，以第一部件(管主体10、杆主体30)的突出部21、41、51和第二部件(头部件20、螺钉用部件40、杆头50)不会意外地接触的方式而使第一部件(管主体10、杆主体30)和第二部件(头部件20、螺钉用部件40、杆头50)的突出部21之间的嵌合间隙FC变得比较大，在第二接合工序中，流动材料也被填充至比较小的嵌合间隙FC中。由此，抑制了被填充至嵌合间隙FC中的流动材料的和空气触碰的表面积，抑制了氧化层的产生。因此，在接合体的制造中，抑制了氧化层的产生和接合不良。
另外，在本实施方式所涉及的接合体的制造方法中，突出部21、41、51具有：圆筒外周面22，其外径沿着转轴O而被形成为相同；倾斜外周面23，其为被设置于与圆筒外周面22相比靠突出部21、41、51的顶端侧、且通过流动材料而与中空部(贯穿孔11、30A)的倾斜内周面13接合的突出部21的外周面，所述倾斜外周面23的外径随着从凸缘部25沿着转轴O远离而变小，第一部件(管主体10、杆主体30)还具有与端面15连接、且内径沿着转轴O而被形成为相同的第一圆筒内周面12，在第一接合工序中，突出部21的倾斜外周面23被收容于中空部(贯穿孔11、30A)的倾斜内周面13的内侧，在中空部(贯穿孔11、30A)的第一圆筒内周面12与突出部21的圆筒外周面22之间产生的第一间隙FC1被构成为，和在中空部(贯穿孔11、30A)的倾斜内周面13与突出部21、41、51的倾斜外周面23之间产生的第二间隙FC2相比较小。
在该结构中，由于在突出部21、41、51的根部侧产生的第一间隙FC1小于第二间隙FC，因此，即便产生了突出部21、41、51的抖动，形成相对较小的第一间隙FC1的第一圆筒内周面12与圆筒外周面22也会接触。由此，抑制了位于突出部21、41、51的顶端侧的管主体10的倾斜内周面13与突出部21的倾斜外周面23的接触，能够抑制突出部21的顶端侧的意外的第一部件(管主体10、杆主体30)和第二部件(头部件20、螺钉用部件40、杆头50)的接触。因此，能够抑制因在突出部21、41、51的顶端侧的意外的第一部件(管主体10、杆主体30)和第二部件(头部件20、螺钉用部件40、杆头50)的接触而使熔融的材料作为飞边产生在中空部(贯穿孔11、30A)内的情况。
另外，在本实施方式所涉及的接合体的制造方法中，倾斜内周面13为相对于转轴O而以预定的角度倾斜的锥面，倾斜外周面23为以与倾斜内周面13相同的角度而相对于转轴O倾斜的锥面。
另外，本实施方式所涉及的接合体的制造方法，在第一接合工序中，使凸缘部25、42、52中的抵接部26a和第一部件的端面15、31A、31B抵接，并且在释放部26c与第一部件(管主体10、杆主体30)的端面15之间形成对置间隙OC，所述释放部26c在凸缘部25、42、52中被设置于与抵接部26a相比靠径向的外侧，并从第一部件(管主体10、杆主体30)的端面15、31A、31B分离，在第二接合工序中，通过从第一部件(管主体10、杆主体30)的端面15、31A、31B与第二部件(头部件20、螺钉用部件40、杆头50)中的凸缘部25、42、52的抵接部26a之间起塑性流动的流动材料，在对置间隙OC中进行填充，从而将释放部26c和第一部件(管主体10、杆主体30)的端面15、31A、31B接合。
在该结构中，凸缘部25、42、52的抵接部26a被设置在与相对于第一部件(管主体10、杆主体30)的端面15、31A、31B而形成对置间隙OC的释放部26c相比靠径向的内侧。由此，第一部件(管主体10、杆主体30)的端面15、31A、31B与第二部件(头部件20、螺钉用部件40、杆头50)中的凸缘部25、42、52的抵接部26a之间熔融的流动材料容易朝向第一部件(管主体10、杆主体30)的端面15、31A、31B与释放部26c之间的对置间隙OC而向径向外侧流动。因此，在接合体的制造中，能够控制在摩擦压接中产生的飞边。
另外，在本实施方式所涉及的接合体的制造方法中，凸缘部25、42、52具有凸缘倾斜面28，所述凸缘倾斜面28与突出部21、41、51的外周面连续，并相对于转轴O倾斜，且设置有抵接部26a，在第一部件(管主体10、杆主体30)的端面15、31、31B，设置有被形成为与凸缘倾斜面28对应的形状并与抵接部26a抵接的倾斜端面17。
在该结构中，凸缘部25、42、52通过相对于转轴O倾斜的凸缘倾斜面28而与突出部21连续，在凸缘倾斜面28上设置有抵接部26a。借此，由于在凸缘部25、42、52与突出部21、41、51之间未形成有直角的角部，因此，容易控制流动材料，能够提高接合体的品质。
另外，在本实施方式所涉及的接合体的制造方法中，凸缘部25、42、52具有凸缘垂直面27，所述凸缘垂直面27设置有抵接部26a，并被形成为与转轴O垂直，在第一部件(管主体10、杆主体30)的端面15、31A、31B，设置有被形成为与转轴O垂直并与抵接部26a抵接的垂直端面16，凸缘部25、42、52的释放部26c以及与该释放部26c对置的端面15、31A、31B的一部分中的至少一方以从另一方分离并形成对置间隙OC的方式相对于转轴O倾斜地被形成。
在该结构中，由于第一部件(管主体10、杆主体30)和第二部件(头部件20、螺钉用部件40、杆头50)在与转轴O垂直的凸缘垂直面27和垂直端面16处抵接，因此，容易控制沿着转轴O的第一部件(管主体10、杆主体30)和第二部件(头部件20、螺钉用部件40、杆头50)的相对移动量，从而能够提高接合体的品质。
以上，虽然对本发明的实施方式进行了说明，但上述实施方式仅仅示出了本发明的应用例的一部分，并不意味着将本发明的技术范围限定于上述实施方式的具体的结构。
本申请要求基于在2018年9月27日向日本专利局提出的日本特愿2018-181925以及日本特愿2018-181926的优先权，并通过参照的方式在本说明书中引入了该申请的全部内容。

Claims (6)

1.一种接合体的制造方法，将第一部件和第二部件接合而制造出接合体，所述第一部件具有被形成于端面的中空部，所述第二部件具有与所述中空部嵌合的突出部以及从所述突出部朝向径向外侧而被设置的凸缘部，
其中，所述制造方法包括：
第一接合工序，其在所述中空部和所述突出部以具有预定的嵌合间隙的方式嵌合的状态下使所述第一部件和所述第二部件绕着转轴相对旋转，并使所述第一部件的所述端面和所述第二部件的所述凸缘部抵接，从而在所述端面与所述凸缘部之间产生摩擦热；
第二接合工序，其在所述第一部件和所述第二部件的相对旋转速度与所述第一接合工序相比较低的状态下，使所述第一部件和所述第二部件沿着所述转轴的方向彼此接近的方向相对移动而将所述第一部件的所述端面和所述第二部件的所述凸缘部接合，
所述第一部件具有倾斜内周面，所述倾斜内周面是形成所述中空部的内周面，且内径随着从所述端面起沿着所述转轴远离而变小，
在所述第二接合工序中，将从所述第一部件的所述端面和所述第二部件的所述凸缘部起塑性流动的流动材料从所述突出部的根部侧填充至所述嵌合间隙中，直至所述流动材料的顶端部位于所述转轴的方向上的所述倾斜内周面的范围内为止，并且，通过所述流动材料而将所述凸缘部的面向所述嵌合间隙的非抵接部和所述第一部件接合，并将所述突出部和所述第一部件接合。
2.如权利要求1所述的接合体的制造方法，其中，
所述突出部具有：
圆筒外周面，其外径沿着所述转轴而被形成为相同；
倾斜外周面，其为被设置于与所述圆筒外周面相比靠所述突出部的顶端侧、且通过所述流动材料而与所述中空部的所述倾斜内周面接合的所述突出部的外周面，所述倾斜外周面的外径随着从所述凸缘部起沿着所述转轴远离而变小，
所述第一部件还具有与所述端面连接、且内径沿着所述转轴而被形成为相同的圆筒内周面，
在所述第一接合工序中，所述突出部的所述倾斜外周面被收容于所述中空部的所述倾斜内周面的内侧，在所述中空部的所述圆筒内周面与所述突出部的所述圆筒外周面之间产生的根部侧间隙被构成为，和在所述中空部的所述倾斜内周面与所述突出部的所述倾斜外周面之间产生的顶端侧间隙相比较小。
3.如权利要求2所述的接合体的制造方法，其中，
所述倾斜内周面为相对于所述转轴而以预定的角度倾斜的锥面，
所述倾斜外周面为以与所述倾斜内周面相同的角度而相对于所述转轴倾斜的锥面。
4.如权利要求1所述的接合体的制造方法，其中，
在所述第一接合工序中，使所述第二部件中的所述凸缘部的抵接部和所述第一部件的所述端面抵接，并且在释放部与所述第一部件的所述端面之间形成对置间隙，所述释放部在所述凸缘部中被设置于与所述抵接部相比靠径向的外侧，并从所述第一部件的所述端面分离，
在所述第二接合工序中，通过从所述第一部件的所述端面与所述第二部件中的所述凸缘部的所述抵接部之间起塑性流动的流动材料，对所述对置间隙进行填充，从而将所述释放部和所述第一部件的所述端面接合。
5.如权利要求4所述的接合体的制造方法，其中，
所述凸缘部具有凸缘倾斜面，所述凸缘倾斜面与所述突出部的外周面连续，并相对于所述转轴倾斜，且设置有所述抵接部，
在所述第一部件的所述端面，设置有被形成为与所述凸缘倾斜面对应的形状并与所述抵接部抵接的倾斜端面。
6.如权利要求4所述的接合体的制造方法，其中，
所述凸缘部具有凸缘垂直面，所述凸缘垂直面设置有所述抵接部，并被形成为与所述转轴垂直，
在所述第一部件的所述端面，设置有被形成为与所述转轴垂直并与所述抵接部抵接的垂直端面，
所述凸缘部的所述释放部以及与该释放部对置的所述端面的一部分中的至少一方以从另一方分离并形成所述对置间隙的方式相对于所述转轴倾斜地被形成。
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