JP2005224859A - 管体の製造方法および接合管体 - Google Patents

Abstract

【課題】気密性の高い接合管体を製造すること。
【解決手段】挿通孔２１が形成されている管部材２０と、円柱状の管部材３０とを接合する管体の製造方法において、管部材２０に、その他端側の外壁面の全周に亘って、該外壁面から外方に向かって突出している突出部２７と、その外径を突出部２７の外径に比べより小径とされ、かつ、その内径が突出部２７の内径に比べより小さくされると共に突出部２７に対し、軸方向の奥に所定の間隙を持って配置される受け部２４とを設け、管部材３０に、その一端側の全周に亘って、外方に向かって突出している突出部３５と、その突出部３５の他端側に、突出部３５の外径に比べより小径となる外径を有する小径部３８とを設け、管部材３０の一端側を、管部材２０の他端側の内部であって受け部２４の側面２４ａに、管部材３０の突出部３５が突き当たる位置まで挿入し、突出部２７を径方向の中心方向に押し付け、小径部の側に出っ張らせ、管部材２０と管部材３０が全周に亘って隙間なく密着して接合させている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、管体の製造方法および接合管体に関する。

シリンダ内を移動するピストン等から構成されるショックアブソーバは、シリンダが、２つのシリンダ部材から構成されている場合、または、シリンダが開口端を有するシリンダ本体とシリンダ本体の開口部を密閉するためのキャップから構成されている場合がある。いずれの場合も、シリンダ内部を気密な状態を保つように、それぞれの部材を接合することが望まれている。従来、ショックアブソーバを形成するシリンダ等の管体の接合方法には、一般的に溶接が用いられている。また、螺着及び、Ｏリングを用いたネジ止め等が用いられている場合もある。シリンダの接合方法に螺着を採用しているショックアブソーバが特許文献１に示されている。

この特許文献１記載のショックアブソーバは、シリンダ本体とシリンダ部材とを有し、これらシリンダ本体とシリンダ部材を螺着することによってシリンダが形成されている。シリンダの内部にはピストンが装着されており、ピストンの膨出部がシリンダ内部を摺動する。また、該膨出部がシリンダ内部に２つの油圧室を形成し、両油圧室には油が注入されている。

特開平９−１５８５２９号公報（図１〜図４および図６参照）

ところで、管部材を溶接によって接合する場合、溶接時の熱により管部材の材料の性状に変化が生じることがある。また、管部材の材質によっては、溶接硬化が起こり、もろい構造となり割れの現象を引き起こす場合がある。さらには、管部材の接合部を全周に亘って、均一に溶接することは難しい。特に、挿通孔の孔径が小さい場合には、溶接作業は困難なものとなる。また、溶接作業は、大量生産には向いていない。そのため、溶接により接合管体の内部を高気密な状態に保持することは、困難なものとなっている。

一般的に、ショックアブソーバは、シリンダ内部にガスや油が密閉されており、外部からピストンに荷重がかかると、シリンダの内部には高い圧力がかかることとなる。よって、シリンダには高い圧力に耐えることができるための強度と気密性が要求される。しかし、シリンダが溶接、螺着及びネジ止めにより接合されている場合、高気密性が確保できない。

上述の特許文献１記載のショックアブソーバでは、シリンダがシリンダ本体とシリンダ部材を螺着することによって形成されているため、シリンダ内部に高気密性が確保できず、ショックアブソーバを長期間使用していると、内部の封入液体が徐々に漏れてしまうという問題を有している。

本発明は、上記の事情にもとづきなされたもので、その目的とするところは、気密性の高い接合管体および管体の製造方法を提供しよう、とするものである。

本発明の管体の製造方法は、挿通孔が形成されている第１の管部材と、柱状または筒状の第２の管部材とを接合する管体の製造方法において、第１の管部材に、その他端側の外壁面の全周に亘って、該外壁面から外方に向かって突出している第１の突出部と、その外径を第１の突出部の外径に比べより小径とされ、かつ、その内径が第１の突出部の内径に比べより小さくされると共に第１の突出部に対し、軸方向の奥に所定の間隙を持って配置される受け部とを設け、第２の管部材に、その一端側の全周に亘って、外方に向かって突出している第２の突出部と、その第２の突出部の他端側に、第２の突出部の外径に比べより小径となる外径を有する小径部とを設け、第２の管部材の一端側を、第１の管部材の他端側の内部であって受け部の側面に、第２の管部材の第２の突出部が突き当たる位置まで挿入し、第１の突出部を径方向の中心方向に押し付け、小径部の側に出っ張らせ、第１の管部材と第２の管部材を、少なくとも第２の突出部の外周の全周に亘って隙間なく密着して接合させている。

この製造方法を採用した場合には、第２の突出部が、受け部と第１の突出部の小径部側への出っ張りとの間に挟まれた状態で、全周に亘って隙間なく密着して接合されることとなる。このため、第１の管部材と第２の管部材とを、高気密性を確保した状態で接合することが可能となる。また、この製造方法を採用すると、接合管体の引張り強さも大きくなり、この接合管体を引張った場合、接合部以外の箇所で破壊される程、強力に接合されることとなる。そのため、上述の製造方法により接合された接合管体の内部に、高圧のガスや液体を封入することも可能となる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、第１の突出部を径方向の中心方向に押しつける工程は、第１の管部材の外周に円筒状のダイスを配置し、そのダイスを受け部のさらに一端側から徐々に第１の突出部側に軸方向に沿って移動させることでダイスの内周面が第１の突出部を径方向の中心方向に押しつけることとしたものである。

この製造方法を採用すると、移動するダイスの形状が円筒状に形成されているため、外方に向かって突出している第１の突出部が、外側から全周に亘って、径方向の中心に押し付けられることとなる。そして、第１の突出部は塑性変形されて、内側に向かって突出することとなる。それによって、第１の管部材と第２の管部材は、第２の突出部付近で全周に亘って隙間なく密着した状態となり、接合部分からの漏れ量がきわめて少ない、すなわち高気密性を確保した状態で接合されることとなる。

また、他の発明は、挿通孔が形成されている第１の管部材と、柱状または筒状の第２の管部材とを接合する管体の製造方法において、第１の管部材の挿通孔の他端側内部に、第２の管部材の一端側を挿入し、第１の管部材の他端側の内方の径を小径にすることにより形成されている受け部に第２の管部材の一端部を当接させ、その状態で、第１の管部材の一端側から他端側に向かって、ダイスを第１の管部材の外周を軸方向に沿って通過させることによって、第１の管部材の外壁面の全周に亘って、該外壁面から外方に向かって突出するように形成されている第１の突出部がダイスによって径方向の中心側に押され、第２の管部材の一端側の全周に亘って、外方に向かって突出している第２の突出部が、受け部とダイスによって押された部分との間で挟み込まれ、第１の管部材の内周面に食い込んだ状態としている。

このようにすると、ダイスの通過により、外方に向かって突出している第１の突出部が塑性変形され、全周に亘って、内側に向かって突出することとなり、該突出部と受け部との間の部分に第２の突出部が食い込むこととなる。この、第２の突出部の食い込みによって、該第２の突出部が、第１の突出部と受け部との間の部分に全周に亘って隙間なく密着した状態となる。このため、第１の管部材と第２の管部材とは、高気密性を確保した状態で接合されることとなる。

また、他の発明は、少なくとも一方の端部が開口されている第１の管部材と、柱状または筒状の第２の管部材とを接合する管体の製造方法において、第１の管部材の開口側であって他端側内部に、第２の管部材の一端側を、挿入する挿入工程と、第１の管部材の他端側の内方の径を小径にすることにより形成される受け部に第２の管部材の一端部を突き当てることで、第２の管部材が第１の管部材に係止される状態とする係止工程と、その後、または係止工程と同時に、第１の管部材の一端側から第２の管部材の他端側に向かって、ダイスを少なくとも第１の管部材の外周に沿って通過させることで、第１の管部材の外壁面の全周に亘って、該外壁面から外方に向かって突出形成されている第１の突出部を径方向の中心側に押し、内方に突出した内方突出部を形成し、その後またはそれと同時に、第２の管部材の一端側の全周に亘って、外方に向かって突出形成されている第２の突出部を、受け部と内方突出部との間で挟み込むかしめ工程と、を有するものである。

このようにすると、第１の管部材の他端側内部に第２の管部材の一端側を挿入したとき、受け部が第２の管部材の第２の突出部を係止するので、位置決めが容易になされる。また、ダイスを通過させることにより、外方に向かって突出している第１の突出部が塑性変形され、全周に亘って、内側に向かって突出する内方突出部が形成されることとなり、該内方突出部と受け部との間の部分に第２の突出部が、かしめ込まれることとなる。このように、第２の突出部が、かしめ込まれることによって、該第２の突出部が、内方突出部と受け部との間の部分に全周に亘って隙間なく密着した状態となる。このため、第１の管部材と第２の管部材とは、接合部分からの漏れ量がきわめて少ない状態で接合されることとなる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、第１の突出部と受け部との間に、内径が受け部の内径より大きくされ、外径が第１の突出部の外径より小さくされた食い込み部を設け、第２の突出部の他端側の隣接位置に第２の突出部の外径に比べより小径となる外径を有する小径部を設け、その食い込み部に第２の突出部を食い込み状態で当接させたものである。

このようにすると、食い込み部に第２の突出部が食い込み状態で当接するため、第２の突出部と食い込み部が、全周に亘って隙間なく密着した状態となる。よって、第１の管部材と第２の管部材とは、高気密性を確保した状態で接合されることとなる。そのため、この製造方法により接合された接合管体は、その内部に高圧のガスや液体を封入した場合、その圧力に耐えることが可能となる。

また、他の発明は、上述の発明に加えて更に、食い込み部の外径と第１の突出部の外径との差をxｍｍとし、食い込み部の内径と小径部の外径との差をyｍｍとしたとき、x＜y＜３xとしたものである。

このようにした場合、内方突出部が食い込み部の内周面から内向きに突出している部分は、小径部の外周にほど良く納まり易くなると共に、小径部の外周面と内方突出部の内周面との間に大きな隙間は生じにくくなる。なお、小径部の外周面と内方突出部の内周面とは、きつく当接する状態となるのが好ましい。

また、他の発明は、少なくとも一方の端部が開口されている第１の管部材と、柱状または筒状の第２の管部材とを具備する接合管体において、第１の管部材は、その開口側であって他端側の内壁面の全周に亘って、該内壁面から内方に向かって突出している内方突出部と、この内方突出部に隣接しその内径が内方突出部の内径より大きくされた食い込み部と、その内径が食い込み部の内径に比べより小さくされると共に食い込み部に対し、軸方向の奥に隣接して配置される受け部とを有し、第２の管部材は、一端側の全周に亘って、外方に向かって突出している第２の突出部と、その第２の突出部の他端側に、第２の突出部の外径に比べより小径となる外径を有する小径部とを有し、第２の管部材の一端側は、第１の管部材の他端側の内部であって受け部の側面に、第２の管部材の第２の突出部が突き当たり、第２の突出部の外周が食い込み部に食い込んだ状態で当接し、かつ受け部と内方突出部とで第２の突出部が挟み込まれた状態とされることで、第１の管部材と第２の管部材が少なくとも第２の突出部の外周の全周に亘って隙間なく密着して接合しているものである。

本発明の接合管体は、第２の突出部が受け部と内方突出部との間に挟まれた状態で、全周に亘って隙間なく密着して接合されている。このため、第１の管部材と第２の管部材とが、高気密性を確保できる状態となる。また、接合管体の引張り強さも大きくなる。そのため、接合管体の内部に、高圧のガスや液体を封入することも可能となる。

本発明によると、接合部分の気密性が高い管体を製造することができる。また、接合部分の気密性が高い接合管体を得ることができる。

以下、本発明の第１の実施の形態に係る接合管体とその製造方法について、図１から図４に基づいて説明する。図１は、接合管体１０を示す側断面図である。図１に示す接合管体１０は、第１の管部材となる管部材２０と第２の管部材となる管部材３０とが接合することから構成されるものである。

図２は、管部材２０、３０を示す図であり、（ａ）は管部材２０の側断面図であり、（ｂ）は管部材３０の側断面図である。図３は、接合管体１０の接合に用いられるダイス４０を示す図であり、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。

図４は、接合管体１０の製造方法の各工程を示す図であり、（ａ）は管部材２０を管部材３０に挿入する挿入工程を示す左半断面図であり、（ｂ）は挿入工程が終了したときの状態を示す左半断面図であり、（ｃ）はかしめ工程が終了したときの状態を示す左半断面図である。なお、以下の説明においては、図１から図４において一端側とは上側を指し、他端側とは下側を指す。

まず、第１の管部材となる管部材２０について説明する。管部材２０は図１および図２（ａ）に示すように筒状の管部材であり、挿通孔２１が形成されている。そして、該挿通孔２１は、一端側の小径の挿通孔２２と他端側の大径の挿通孔２３により形成されている。大径の挿通孔２３は、小径の挿通孔２２に比べ、やや大径となっている。また、小径の挿通孔２２を囲む部分が受け部２４とされ、大径の挿通孔２３の境界部には、受け部２４の側面２４ａが形成されている。

管部材２０の外壁面２５の他端側付近には、受け部２４の外径に比べて全周に亘り、やや拡径となっている食い込み部２６が全周に亘って形成されている。そして、食い込み部２６の一端側には、外周にいく程他端側にたれ下がるテ−パ面２６ａが形成されている。食い込み部２６の他端側には、第１の突出部となる突出部２７が全周に亘り、外方に向かって突出している。該突出部２７の一端側にはテーパ面２６ａと同様なテーパ面２７ａが形成され、他端側には逆方向のテーパとなるテーパ面２７ｂが形成されている。なお、突出部２７は、その外径が食い込み部２６の外径より大きくされている。

次に、第２の管部材となる管部材３０について説明する。管部材３０は、図１および図２（ｂ）に示すように円柱状の管部材であり、管部材３０の一端側には、全周に亘って外方に向かって突出している第２の突出部となる突出部３５が形成されている。また、管部材３０の他端側の外壁面３６は突出部３５に比べて、全周に亘り大径となっており、外壁面３６の一端面には押し当て部３７が形成されている。突出部３５と押し当て部３７との間には、突出部３５及び外壁面３６の外径に比べ、小径となる外径を有する小径部３８が全周に亘って形成されている。

次に、接合管体１０の機能について図１および図２を参照しながら説明する。接合管体１０は、管部材２０の中心軸線Ｌが管部材３０の中心軸線Ｍと一致するように、管部材３０の一端側から押し当て部３７までの部分（突出部３５及び、小径部３８）が管部材２０の挿通孔２３の内部に位置するように配置されている。ここで、管部材３０の突出部３５の一端部３５ａが管部材２０の受け部２４の側面２４ａに当接していると共に、管部材２０の他端面２８が管部材３０の押し当て部３７に当接している。

また、接合管体１０では、外方に向かって突出形成されていた突出部２７が、外部からの力により径方向の中心方向に押し付けられることで、塑性変形して、内方に突出した内方突出部２７ｃが形成されている。そして、該内方突出部２７ｃと受け部２４との間で突出部３５を挟み込み、突出部３５が食い込み部２６に食い込んだ状態となっている。突出部３５が食い込み部２６に食い込むことによって、突出部３５の外周面と食い込み部２６の内周面が全周に亘って隙間なく密着して接合している。また、内方突出部２７ｃも小径部３８に食い込み、全周に亘って隙間なく密着している。よって、接合管体１０は、管部材２０と管部材３０が接合部分での高気密性を保持した状態となる。

ここで、接合作業に使用するダイス４０について図３を参照しながら説明する。ダイス４０は、その内部を通過した部材を縮径させるための工具であり、図３（ａ）に示すように円筒状の形状をしている。また、図３（ｂ）に示すように、ダイス４０の内周面は、一端側から他端側近傍までは同径となっており、他端側付近において、一端側から他端側に向かって内径が徐々に大きくなるような、滑らかな曲面部４１となっている。そして、他端には平坦部となる頂部４２が形成されている。

次に、接合管体１０の接合工程について図４を参照しながら説明する。まず、管部材２０と管部材３０の挿入工程について説明する。まず、管部材３０の他端側を下方に向けて、外壁面３６の外側から、チャック等の取り付け工具（図示省略）によって管部材３０を保持する。このとき、管部材３０の一端側は上方に位置する。そして、図４（ａ）に示すように、管部材３０の一端側の上方から、管部材２０を、他端側が下方を向いた状態で、管部材３０の一端側に向かって下方に、管部材３０が管部材２０の挿通孔２３に挿入するように移動させる。

管部材３０が管部材２０の挿通孔２３の内部に挿入されると、管部材３０の突出部３５の一端部３５ａに管部材２０の受け部２４の側面２４ａが突き当たると共に、管部材２０の他端面２８も管部材３０の押し当て部３７に突き当たる。そうすることで、管部材２０と管部材３０が係止する（図４（ｂ）参照）。また、突出部３５の外径の大きさは、管部材２０の大径の挿通孔２３の径の大きさとほぼ同じとなっているので、管部材３０が管部材２０の挿通孔２３に挿入される際、突出部３５の外周面と食い込み部２６の内周面２９との間には、隙間が形成されないかほんのわずか形成されることとなる。よって、管部材３０が管部材２０の挿通孔２１に挿入される際、管部材２０の中心軸線Ｌと管部材３０の中心軸線Ｍがほぼ一致するように位置決めがなされる。

管部材３０が管部材２０の挿通孔２１に挿入され、管部材２０と管部材３０が係止した状態となると、次に、ダイス４０を、管部材２０と管部材３０の外周に沿って軸方向に、管部材２０の一端側から管部材３０の他端側まで通過させる。このダイス４０の通過により、図４（ｃ）に示すように、外方に向かって突出していた突出部２７が内側にかしめられることとなる。

ダイス４０の内径は、管部材２０の外壁面２５の外径より大きく、管部材２０の突出部２７の外径より小さくなっている。ダイス４０の内径は、この実施の形態では食い込み部２６の外径より、ほんのわずか小径とされている。よって、ダイス４０を、管部材２０の一端側から管部材３０の他端側まで通過させる際、ダイス４０は食い込み部２６のテーパ面２６ａと当接し、テーパ面２６ａで案内され管部材２０と同軸（同芯）とされると共に食い込み部２６を小径にするかしめを行う。

このかしめ工程では、ダイス４０の曲面部４１が、食い込み部２６のテーパ面２６ａに当接すると、曲面部４１が食い込み部２６を、全周に亘って径方向の中心方向に向かって押し始める。そして、ダイス４０が食い込み部２６を通過すると、食い込み部２６に突出部３５が食い込んだ状態となる。

そして、ダイス４０による食い込み部２６でのかしめが終わると、さらに、ダイス４０の曲面４１が、突出部２７のテーパ面２７ａに当接する。そして、突出部２７のテ−パ面２７ａを、全周に亘って内側に押圧することで、突出部２７がかしめられ始める。ダイス４０が突出部２７を通過すると、外方に向かって突出している突出部２７が径方向中心に向かって、塑性変形され、内方に向かって突出する内方突出部２７ｃが形成される。そして、内方突出部２７ｃと受け部２４との間で突出部３５を挟み込み、突出部３５が食い込み部２６に食い込んだ状態となる。また、内方突出部２７ｃも小径部３８に食い込んだ状態となり、かしめ工程が終了することとなる。

ここで、ダイス４０の曲面部４１は滑らかな曲面になっており、また、テーパ面２６ａ、２７ａは共に、外側に向かって傾斜しているので、かしめる際、スムーズにダイス４０が食い込み部２６の外周と突出部２７の外周を通過することができることとなる。また、テーパ面２７ｂの存在により、他端側に押し付けられてきた部分が押し当て部３７に食い込みすぎるのを防止できる。

また、第１の実施の形態において、食い込み部２６の外径と突出部２７の外径との差をxｍｍとし、食い込み部２６の内径と小径部３８の外径との差をyｍｍとしたとき、x＜y＜３xとして接合管体１０を製造するのが好ましい。

図５は、x＜y＜３xとした場合の接合部を示す図であり、（ａ）はかしめ工程前の左半断面図であり、（ｂ）はかしめ工程後の左半断面図である。このようにした場合、x/２が突出部２７が食い込み部２６の外周に対して外側に突出している部分の大きさであり、y/２は食い込み部２６の内周と小径部３８の外周との間の大きさである。よって、突出部２７が、内側へ押されることで塑性変形して、内方突出部２７ｃを形成した場合、内方突出部２７ｃが食い込み部２６の内周面から内向きに突出している部分の大きさx’/２は、x/２より大きくなる。一方、y＜３xであるため、x’/２は食い込み部２６の内周と小径部３８の外周との間の大きさｙ/２より余程のことが無い限り小さくなる。よって、このような場合、内方突出部２７ｃの先端が小径部３８の外周面に当接せず隙間zを形成したり、隙間が零となる。しかしながら、隙間ｚが生じたとしても、内方突出部２７ｃと受け部２４との間の部分に突出部３５が、食い込んでいることとなるため、気密性は確保できる。

また、y≧３xとすると、すなわち食い込み部２６の内周と小径部３８の外周との間の大きさｙ/２が、内方突出部２７ｃが食い込み部２６の内周面から内向きに突出している部分の大きさx’/２に比べて、大きすぎると、内方突出部２７ｃの先端と小径部３８の外径との隙間zが大きくなり、気密性の面で問題が生じがちとなる。また、突出部３５がかしめ時に欠けたり折れたりする危険性が高くなる。このように、食い込み部２６の内周と小径部３８の外周との間の大きさｙ/２と、内方突出部２７ｃが食い込み部２６の内周面から内向きに突出している部分の大きさx’/２に制限を持たせることも必要であり、上限をy＜３xとした。

なお、食い込み部２６の外径の半分をR１とし、食い込み部２６の内径の半分をR2とした場合、y/２をx/２×（R1÷R2）、すなわちyをx×（R1÷R2）とすると内方突出部２７ｃの内向きに突出した部分が、ほぼ小径部３８の外周部分に納まり好ましいものとなる。公差等を考慮すると、yをx×（R１÷R2）×９０％≦y≦x×（R１÷R2）×１５０％とすると最も好ましいものとなる。

以上のような製造方法により接合された接合管体１０は、管部材２０と管部材３０の接合部が、全周に亘って隙間なく密着しているので、接合部分の高気密性を確保した状態で接合されていることとなる。このような接合管体１０に対して、ヘリウムによるリーク試験を行ったところ、接合部からのリーク量は１．６×１０^−９Ｐａ・ｍ^３／ｓであることが確認された。よって、接合管体１０は高気密な状態で接合されており、内部に高圧なガスや液体を封入しても、接合部からの気体や液体の漏出量はきわめて小さくなる。

また、第１の実施の形態に係る製造方法により接合された接合管体１０の両端を保持して引っ張ったところ、接合管体１０自体が接合部以外の箇所で破壊されるほど、引張り強さが大きいことが確認された。よって、第１の実施の形態に係る製造方法により接合された接合管体１０は、母材の破壊強度並みの接合強度を有していることとなる。

第１の実施の形態に係る製造方法は、かしめ加工を使用した接合方法である。このように、管部材の外部からかしめ加工を施して、管部材を接合する場合は、溶接による接合の場合のような、熱による材料の性状の変化、溶接作業の困難性、溶接硬化による割れなどの不具合を回避でき、さらには、接合管体内部の高気密性を確保することができる。

また、ネジ止めによる接合においては、Ｏリングをそれぞれの管部材の間に狭持させることで、接合管体の密閉度を確保している。さらに、溶接やネジ止めによる接合においては、管部材の接合部を全周に亘って、均一な密閉度を確保することは難しい。しかし、第１の実施の形態に係る製造方法では接合部の外側から全周に亘って均一にかしめるので、接合部を全周に亘って均一な密閉度を確保することができる。また、上述の製造方法においては、高気密性が保持できるので、Ｏリングを必要とすることがなく、作業も溶接に比べて容易なものとなり、コストの削減にもつながる。

また、第１の実施の形態では、管部材３０の突出部３５の外径の大きさは、管部材２０の大径の挿通孔２３の径の大きさとほぼ同じとなっているので、管部材２０を管部材３０に挿入した際、突出部３５の外周面と食い込み部２６の内周面２９との間には隙間がほぼ形成されないこととなる。よって、管部材２０の挿通孔２３に管部材３０を挿入した際、管部材２０の中心軸線Ｌと管部材３０の中心軸線Ｍがほぼ一致するように位置決めがされる。また、管部材２０の挿通孔２３に管部材３０を挿入すると、管部材３０の突出部３５の一端部３５ａが管部材２０の受け部２４の側面２４ａに当接すると共に管部材２０の他端面２８が管部材３０の押し当て部３７に当接することで、管部材２０と管部材３０が係止する。よって、管部材２０を管部材３０に挿入すると、自然と位置決めがされることとなり、位置決めが容易なものとなっている。

また、第１の実施の形態に係る製造方法では、ダイス４０の曲面部４１が突出部２７を内側に押圧することで、突出部２７がかしめられることとなるが、曲面部４１は滑らかな曲面になっており、また、突出部２７の一端側には、テーパ面２７ａが形成されており、該テーパ面２７ａも外側に向かって傾斜しているので、かしめ作業が容易となる。

また、第１の実施の形態に係る接合管体１０では、突出部３５が、受け部２４と内方突出部２７ｃとの間で挟み込まれ、食い込み部２６に食い込んだ状態となっている。よって、突出部３５と食い込み部２６が全周に亘って隙間なく密着して接合している。よって、接合管体１０では、管部材２０と管部材３０が高気密性を保持した状態で接続されていることとなる。したがって、高圧な気体や液体を封入するための管体として用いることに適している。

次に第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態では、第１の実施の形態に係る製造方法を、接合管体としてのショックアブソーバのシリンダの接合に用いたものである。図６にショックアブソーバ６０の側断面図を示す。なお、以下の説明においては、図６において一端側とは上側を指し、他端側とは下側を指す。また、第１の実施の形態と同一の部材、同一の部分には同一の符号を付すと共にその説明を省略または簡略化する。

ショックアブソーバ６０は、接合管体としてのシリンダ６１を有し、該シリンダ６１は、シリンダ本体６２と第１シリンダ部材６３および第２シリンダ部材６４から形成されている。シリンダ本体６２は、両端が開口した円筒状に形成され、その一端側と他端側の両方には、第１の実施の形態で用いた管部材２０の他端側に形成されていた食い込み部２６および内方突出部２７ｃが形成されている。第１シリンダ部材６３は断面が円形の蓋状の部材であり、その他端側には第１シリンダ部材６３の外径に比べ小径に形成された円柱状の突出部６３ａが他端側に向かって突出形成されている。また、第１シリンダ部材６３の中央には、入口孔６３ｂが形成されており、その内周面には、２つのＯリング６７ａ、６７ｂが取り付けられている。また、第１シリンダ部材６３の他端側の外周には、第１の実施の形態で用いた管部材３０の一端側に形成されていた突出部３５および小径部３８が形成されている。

第２シリンダ部材６４も第１シリンダ部材６３と同様、断面が円形の蓋状の部材であり、その一端側の外周には、第１の実施の形態で用いた管部材３０の一端側に形成されていた突出部３５および小径部３８が形成されている。また、第２シリンダ部材６４の他端側にはショックアブソーバを自動車等へ取り付けるための環状のブラケット７０が設けられている。そして、シリンダ本体６２は、その一端側では、第１シリンダ部材６３と、またその他端側では第２シリンダ部材６４と、第１の実施の形態に係る製造方法により接合されている。よって、シリンダ本体６２はその両端で第１シリンダ部材６３および第２シリンダ部材６４と全周に亘って密着した状態で接合されている。したがって、シリンダ６１の内部は高気密な状態を保っている。また、シリンダ６１の内部はガス室６５となっている。

シリンダ６１の内部にはピストン６６が装着されている。ピストン６６の円柱状部分の外周面６６ｂは、第１シリンダ部材６３の入口孔６３ｂに取り付けられたＯリング６７ａ、６７ｂにより、入口孔６３ｂを気密に摺動するようになっている。ピストン６６の一端、すなわち図６におけるピストン６６の上端は、シリンダ６１の一端よりも外方に突出している。ピストン６６の他端部には円板状の膨出部６６ａが形成されており、その外周にはＯリング６７ｃが取り付けられている。よって、ピストン６６の膨出部６６ａもＯリング６７ｃにより、シリンダ６１のガス室６５の内面を気密に摺動するようになっている。この膨出部６６ａによってガス室６５はガス分室６５ａとガス分室６５ｂとに区画されている。また、両ガス分室６５ａ、６５ｂには窒素ガスが封入されている。

ショックアブソーバ６０は、以上のように構成されており、第２シリンダ部材６４とピストン６６の膨出部６６ａとが相互に接近する方向の荷重が作用すると、ガス分室６５ｂに封入されている窒素ガスの内部圧力により、ガス分室６５bが狭くならないようにする抵抗力が働く。逆に第２シリンダ部材６４とピストン６６の膨出部６６ａとが相互に隔離する方向に荷重が作用すると、ガス分室６５ａに封入されている窒素ガスの内部圧力により、ガス分室６５aが狭くならないようにする抵抗力が働く。このようにして、ショックアブソーバ６０は外部から加えられた荷重を吸収することができる。

ここで、ショックアブソーバ６０のシリンダ６１の内部には高圧ガスである窒素ガスが封入されており、さらに、ピストン６６に外部から荷重がかかると、シリンダ６１の内部の圧力はさらに増加する。よって、シリンダ６１は窒素ガス及び荷重の圧力に耐えれるだけの気密性や強度が要求される。しかるに、シリンダ６１においては、シリンダ本体６２と第１シリンダ部材６３および第２シリンダ部材６４は、第１の実施の形態に係る製造方法で接合されているので、シリンダ本体６２と第１シリンダ部材６３および第２シリンダ部材６４の接合部６８が全周に亘って密着した状態となっている。よって、シリンダ６１は高気密性が保持され、ショックアブソーバ６０を長期間使用しても、内部の封入気体が大幅に漏出してしまうということはない。

一般に、ショックアブソーバのシリンダの接合においては、溶接が多用されているが、シリンダを溶接によって接合する場合、溶接時の熱により管部材の材料の性状に変化が生じることがある。また、管部材の材質によっては、溶接硬化が起こり、もろい構造となり割れの現象を引き起こす場合がある。そのため、溶接により接合管体の内部を高気密な状態に保持することは、困難なものとなっている。一方、ショックアブソーバ６０におけるシリンダ６１は、第１の実施の形態に係る製造方法で接合されているので、シリンダ本体６２の食い込み部２６の内周と第１シリンダ部材６３および第２シリンダ部材６４の突出部３５の外周とが接触している接合部６８が、全周に亘って隙間なく密着している。よって、ショックアブソーバ６０では、シリンダ６１が高気密性を保持した状態となっている。したがって、第１の実施の形態に係る製造方法で接合されたシリンダ６１を有するショックアブソーバ６０は、高圧な気体や液体を封入するために適したものとなる。

次に、第３の実施の形態に係る接合管体を用いたショックアブソーバ８０について説明する。図７にショックアブソーバ８０の側断面図を示す。第３の実施の形態では、第１の実施の形態に係る製造方法をショックアブソーバ８０のシリンダ８１の接合に用いたものである。なお、以下の説明においては、図７において一端側とは上側を指し、他端側とは下側を指す。また、第１の実施の形態と同一の部材、同一の部分には、同一の符号を付すと共にその説明を省略または簡略化する。

ショックアブソーバ８０は、接合管体としてのシリンダ８１を有し、該シリンダ８１はシリンダ本体８２とキャップ８３から形成されている。図７において、キャップ８３がシリンダ本体８２の上方に、第１の実施の形態に係る製造方法により取り付けられている。シリンダ本体８２は、有底円筒状に形成され、底部８２ａが図７において下方に形成されている。また、キャップ８３の中央には、入口孔８３ａが形成されている。シリンダ８１の内部はガス室８４となっており、窒素ガスが封入されている。ガス室８４の内径は、入口孔８３ａの内径よりも大きくなっている。

シリンダ８１の内部にはピストン８５が装着されている。ピストン８５の円柱状部分の外周面８５ｂは、キャップ８３に形成されている入口孔８３ａと気密に摺動するように形成されており、ピストン８５の一端、すなわち図７におけるピストン８５の上端はキャップ８３よりも上方に突出している。ピストン８５の他端部には円板状の膨出部８５ａが形成されており、その外周面にはＯリング８９が取り付けられている。よって、ピストン８５の膨出部８５ａはＯリング８９によりシリンダ８１のガス室８４の内面を気密に摺動することとなる。この膨出部８５ａによってガス室８４はガス分室８４ａとガス分室８４ｂとに区画されている。両ガス分室８４ａ、８４ｂには窒素ガスが封入されている。

このショックアブソーバ８０は以上のように構成されており、シリンダ本体８２の底部８２ａとピストン８５の膨出部８５ａとが相互に接近する方向の荷重が作用すると、ガス分室８４ｂに封入されている窒素ガスの内部圧力により、底部８２ａとピストン８５の膨出部８５ａとを近づけないようにする力が働く。逆に、底部８２ａとピストン８５の膨出部８５ａとが相互に隔離する方向に荷重が作用すると、ガス分室８４ａに封入されている窒素ガスの内部圧力により、キャップ８３とピストン８５の膨出部８５ａとを近づけないようにする力が働く。このようにして、ショックアブソーバ８０は外部から加えられた荷重を吸収することができる。

ショックアブソーバ８０は、第２の実施の形態に係る接合管体を使用しているショックアブソーバ６０と同様に、シリンダ８１の内部には高圧ガスである窒素ガスが封入されている。さらに、ピストン８５に外部から荷重がかかると、シリンダ８１の内部の圧力はさらに増加する。よって、シリンダ８１は窒素ガス及び荷重の圧力に耐えれるだけの気密性や強度が要求される。

しかるに、シリンダ８１においては、シリンダ本体８２とキャップ８３は、第１の実施の形態に係る製造方法で接合されているので、シリンダ本体８２とキャップ８３の接合部８７が全周に亘って密着した状態となっている。なお、この第３の実施の形態では、内方突出部２７ｃを突出部３５に隙間なく密着させるために、シリンダ本体８２の外周を囲む治具を突出部３５と軸方向に隙間を設けて設置した後、かしめ加工を施している。以上のように構成されるシリンダ８１は、高気密性が保持され、ショックアブソーバ８０を長期間使用しても、内部の封入気体が大幅に漏出してしまうということはない。したがって、第１の実施の形態に係る製造方法で接合された、シリンダ８１を有するショックアブソーバ８０は、高圧な気体や液体を封入するために適したものとなる。

以上、本発明の各実施の形態について説明したが、本発明はこれ以外にも種々変形可能となっている。以下、それについて述べる。第１の実施の形態では、管部材３０は挿通孔を有さない蓋状で円柱状の管部材となっているが、管部材３０は蓋状の管部材に限られるものではなく、挿通孔を有したり、一方が塞がれていたりする筒状の管部材としてもよい。

また、第１の実施の形態では、管部材２０と管部材３０の２つの管部材を使用した接合管体１０について説明している。しかしながら、２つの管部材の接合に限られるものではなく、第１の実施の形態に係る製造方法により、３つ以上の管部材を接合した接合管体を形成することも可能である。

また、第１の実施の形態では、管部材３０の中心軸線Ｍが垂直となるように管部材３０を配置し、その上方から、管部材２０を管部材３０に挿入し、さらに、ダイス４０を垂直方向に通過させている。しかしながら、接合は垂直方向に向かって行うことに限らず、水平方向に向けて行っても良い。また、垂直方向で行うときも管部材２０を配置し、その下方から管部材３０を挿入する方法を採用することもできる。

また、第１の実施の形態では、突出部２７と小径部３８の断面形状は共に、角形となっているが、このような角形の断面形状に限らず、曲面状としても良い。突出部２７の断面形状を半球状とした場合、かしめ工程において、ダイス４０と突出部２７とが接触する場合、ダイス４０の接触面も曲面状となっているので、曲面同士の接触となり、かしめ作業がよりスムーズとなる。

また、第１の実施の形態では、管部材２０は両端が開口しており、管部材３０は挿通孔を有していないが、これらの管部材に限らず、少なくとも一方の端部が開口されている管部材にも、第１の実施の形態に係る製造方法を適用することができる。

また、第１の実施の形態では、管部材２０と管部材３０は共に、断面が円形形状をした部材となっていて、管部材２０に形成されている挿通孔２１も、その断面形状が円形となっている。しかしながら、管部材２０、３０は断面が円形形状をした部材には限られず、挿通孔２１も円孔には限られるものではない。例えば、管部材を断面が多角形となる角状の筒状部材とし、挿通孔の断面も多角形となるようにしてもよい。

また、第２及び第３の実施の形態で説明したショックアブソーバ６０、８０では、シリンダ６１、８１の内部に高圧ガスとして窒素ガスを封入したが、窒素ガスに限られるものではなく、他の気体を封入しても良い。また、衝撃を緩衝するものとして、気体の代わりに油などの液体を、シリンダ６１、８１の内部に封入しても良い。

また、第２や第３の実施の形態では、接合管体を使用した一例としてショックアブソーバ６０、８０を説明した。したがって、管部材が接合されることによって、形成される接合管体を有するものであれば、ショックアブソーバ６０、８０と構成が異なるショックアブソーバやショックアブソーバ以外の機器に、第１の実施の形態に係る製造方法を適用することが可能である。

さらに、第３の実施の形態では、シリンダ８１の上部にキャップ８３を、第１の実施の形態に係る製造方法を用いて取り付けているが、シリンダ８１の底部にキャップが設けられているショックアブソーバにも第１の実施の形態に係る製造方法を用いることができる。また、キャップを取り付けてシリンダ８１を密閉する構成を採用しているショックアブソーバであれば、ショックアブソーバ８０と構成が異なるものであっても、第１の実施の形態に係る製造方法を適用することが可能である。

本発明の各実施の形態では、ダイス４０によって食い込み部２６をかしめることによって食い込み部２６の外径も小さくしているが、ダイス４０の内径を食い込み部２６の外径と同一とし、食い込み部２６はかしめないようにしても良い。また、ダイス４０の内径を、食い込み部２６の外径と、第１の突出部となる突出部２７の外径との間の大きさとし、突出部２７をかしめたときに、内方突出部２７ｃの外周面が、食い込み部２６の外周面よりわずかに外方に突出している形状となるようにしても良い。

また、ダイスとしては、ダイス４０のように１つの円筒状物とするのではなく、複数の部材からなるダイスとしても良い。たとえば、円筒物を４分割した部材からダイスを構成し、かしめ工程でそれらの部材を管体の径方向外方から管体の外周に円筒を形成するように集合させ、その後、それらを軸方向に移動させるようにすることでかしめを行わせるようにしても良い。

さらに、ダイスによるかしめ工程は、管体の全周を隙間なく囲むダイス（たとえばダイス４０）によって、軸方向へ１回移動させることで行うのが好ましいが、管体の全周を隙間なく囲むダイスではなく、隙間を一部に有しているダイスを使用しても良い。また、そのような一部に隙間があるダイスを使用した場合、そのダイスを径方向に回転させて、複数回かしめを行うようにしても良い。また、内部の径が異なる複数のダイス４０を使用しても良い。たとえば、最初は内部の径が大きいものでかしめを行い、次に内部の径が小さいもので２回目のかしめを行うようにしても良い。

なお、第１の実施の形態に係る製造方法は、種々の装置、構成に用いることができ、例えばショックアブソーバ以外には、コピー機やプリンタの回転体部分（トナードラム）に用いることができる。この場合、円筒状の本体の両端に精密な（高価な）筒部材を用い、中間部に安価な筒部材を用い、３部品の接合における２箇所の接合部分に、第１の実施の形態に係る製造方法を適用する。そうすることにより、安価で強度の強い部品が製造できる。すなわち、強度が高く高価な一体物を使用している棒体（又は管体）の中間に強度が低く安価なものを代替として用い、高価なものと安価なものの接合に、第１の実施の形態に係る製造方法を適用すると、強くて安価な棒体（又は管体）が得られる。

本発明の管体の製造方法および接合管体は、ショックアブソーバおよびコピー機やプリンタの回転体部分等、高気密性が要求される接合管体を有する機器一般において利用することができる。

本発明の第１の実施の形態に係る接合管体を示す側断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る接合管体の構成部分である２つの管部材を示す図であり、（ａ）は第１の管部材を示す側断面図であり、（ｂ）は第２の管部材を示す側断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る接合管体の接合に用いられるダイスを示す図であり、（ａ）はその斜視図であり、（ｂ）はその断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る接合管体の接合工程を説明するための図であり、（ａ）は第１の管部材を第２の管部材に挿入する工程を示す左半断面図であり、（ｂ）は挿入工程が終了したときの状態を示す左半断面図であり、（ｃ）はかしめ工程が終了したときの状態を示す左半断面図である。 本発明の第１の実施の形態において、食い込み部の外径と第１の突出部の外径との差と、食い込み部の内径と小径部の外径との差との関係を説明するための図で、（ａ）はかしめ工程前の左半断面図であり、（ｂ）はかしめ工程後の左半断面図である 本発明の第２の実施形態に係る接合管体を使用したショックアブソーバの側断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る接合管体を使用したショックアブソーバの側断面図である。

符号の説明

１０…接合管体
２０…管部材（第１の管部材）
２１…挿通孔
２４…受け部
２４ａ…側面
２５…外壁面
２６…食い込み部
２７…突出部（第１の突出部）
２７ｃ…内方突出部
３０…管部材（第２の管部材）
３５…突出部（第２の突出部）
３７…押し当て部
３８…小径部
４０…ダイス
６０…ショックアブソーバ
６１…シリンダ（接合管体）
８０…ショックアブソーバ
８１…シリンダ（接合管体）

Claims (7)

1. 挿通孔が形成されている第１の管部材と、柱状または筒状の第２の管部材とを接合する管体の製造方法において、
   上記第１の管部材に、その他端側の外壁面の全周に亘って、該外壁面から外方に向かって突出している第１の突出部と、その外径を上記第１の突出部の外径に比べより小径とされ、かつ、その内径が上記第１の突出部の内径に比べより小さくされると共に上記第１の突出部に対し、軸方向の奥に所定の間隙を持って配置される受け部とを設け、
   上記第２の管部材に、その一端側の全周に亘って、外方に向かって突出している第２の突出部と、その第２の突出部の他端側に、上記第２の突出部の外径に比べより小径となる外径を有する小径部とを設け、
   上記第２の管部材の一端側を、上記第１の管部材の他端側の内部であって上記受け部の側面に、上記第２の管部材の上記第２の突出部が突き当たる位置まで挿入し、上記第１の突出部を径方向の中心方向に押し付け、上記小径部の側に出っ張らせ、上記第１の管部材と上記第２の管部材を、少なくとも上記第２の突出物の外周の全周に亘って隙間なく密着して接合させてなることを特徴とする管体の製造方法。
2. 前記第１の突出部を径方向の中心方向に押しつける工程は、前記第１の管部材の外周に円筒状のダイスを配置し、そのダイスを前記受け部のさらに一端側から徐々に前記第１の突出部側に軸方向に沿って移動させることで上記ダイスの内周面が前記第１の突出部を径方向の中心方向に押しつけることとしたことを特徴とする請求項１記載の管体の製造方法。
3. 挿通孔が形成されている第１の管部材と、柱状または筒状の第２の管部材とを接合する管体の接合方法において、
   上記第１の管部材の挿通孔の他端側内部に、上記第２の管部材の一端側を挿入し、上記第１の管部材の他端側の内方の径を小径にすることにより形成されている受け部に上記第２の管部材の一端部を当接させ、その当接状態で、
   上記第１の管部材の一端側から他端側に向かって、ダイスを上記第１の管部材の外周を軸方向に沿って通過させることによって、上記第１の管部材の外壁面の全周に亘って、該外壁面から外方に向かって突出するように形成されている第１の突出部が上記ダイスによって径方向の中心側に押され、
   上記第２の管部材の一端側の全周に亘って、外方に向かって突出している第２の突出部が、上記受け部と上記ダイスによって押された部分との間で挟み込まれ、上記第１の管部材の内周面に食い込んだ状態としたことを特徴とする管体の製造方法。
4. 少なくとも一方の端部が開口されている第１の管部材と、柱状または筒状の第２の管部材とを接合する管体の製造方法において、
   上記第１の管部材の開口側であって他端側内部に、上記第２の管部材の一端側を、挿入する挿入工程と、
   上記第１の管部材の他端側の内方の径を小径にすることにより形成される受け部に上記第２の管部材の一端部を突き当てることで、上記第２の管部材が上記第１の管部材に係止される状態とする係止工程と、
   その後、または上記係止工程と同時に、上記第１の管部材の一端側から上記第２の管部材の他端側に向かって、ダイスを少なくとも上記第１の管部材の外周に沿って通過させることで、上記第１の管部材の外壁面の全周に亘って、該外壁面から外方に向かって突出形成されている第１の突出部を径方向の中心側に押し、内方に突出した内方突出部を形成し、その後またはそれと同時に、上記第２の管部材の一端側の全周に亘って、外方に向かって突出形成されている第２の突出部を、上記受け部と上記内方突出部との間で挟み込むかしめ工程と、
   を有することを特徴とする管体の製造方法。
5. 前記第１の突出部と前記受け部との間に、内径が前記受け部の内径より大きくされ、外径が前記第１の突出部の外径より小さくされた食い込み部を設け、前記第２の突出部の他端側の隣接位置に前記第２の突出部の外径に比べより小径となる外径を有する小径部を設け、上記食い込み部に前記第２の突出部を食い込み状態で当接させたことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の管体の製造方法。
6. 前記食い込み部の外径と前記第１の突出部の外径との差をxｍｍとし、前記食い込み部の内径と前記小径部の外径との差をyｍｍとしたとき、x＜y＜３xとしたことを特徴とする請求項５記載の管体の製造方法。
7. 少なくとも一方の端部が開口されている第１の管部材と、柱状または筒状の第２の管部材とを具備する接合管体において、
   上記第１の管部材は、その開口側であって他端側の内壁面の全周に亘って、該内壁面から内方に向かって突出している内方突出部と、この内方突出部に隣接しその内径が上記内方突出部の内径より大きくされた食い込み部と、その内径が上記食い込み部の内径に比べより小さくされると共に上記食い込み部に対し、軸方向の奥に隣接して配置される受け部とを有し、
   上記第２の管部材は、一端側の全周に亘って、外方に向かって突出している第２の突出部と、その第２の突出部の他端側に、上記第２の突出部の外径に比べより小径となる外径を有する小径部とを有し、
   上記第２の管部材の一端側は、上記第１の管部材の他端側の内部であって上記受け部の側面に、上記第２の管部材の上記第２の突出部が突き当たり、上記第２の突出部の外周が上記食い込み部に食い込んだ状態で当接し、かつ上記受け部と上記内方突出部とで上記第２の突出部が挟み込まれた状態とされることで、上記第１の管部材と上記第２の管部材が少なくとも上記第２の突出部の外周の全周に亘って隙間なく密着して接合していることを特徴とする接合管体。

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