WO2018180500A1

WO2018180500A1 - 接合体の製造方法及び接合体

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Publication number: WO2018180500A1
Application number: PCT/JP2018/010037
Authority: WO
Inventors: 康行永井
Original assignee: Kyb-Ys株式会社
Priority date: 2017-03-29
Filing date: 2018-03-14
Publication date: 2018-10-04
Also published as: EP3603870A1; JP2018167276A; KR20190133721A; CN110430963B; CN110430963A; US11534852B2; US20200114464A1; KR102457670B1; JP6506791B2; EP3603870A4; RU2019129292A

Abstract

シリンダチューブの製造方法は、チューブ本体（１０）の貫通孔（１０Ａ）とヘッド部材（２０）の突出部（２１）とが所定のクリアランス（２５）を持って嵌合した状態で、チューブ本体（１０）の端面（１１）とフランジ部（２２）とを突き当てて摩擦圧接によって接合する接合工程を含み、接合工程では、チューブ本体（１０）とヘッド部材（２０）との相対回転により生じる摩擦熱によって、ヘッド部材（２０）のフランジ部（２２）においてクリアランス（２５）に面する非当接部（２２Ｂ）を加熱して、非当接部（２２Ｂ）をチューブ本体（１０）に接合する。

Description

接合体の製造方法及び接合体

　本発明は、接合体の製造方法及び接合体に関するものである。

　ＪＰ２０１０－２００８１６Ａには、短軸部端面に凹部を設けることにより環状接合面を形成すると共に、軸部材の一端面に凹部を設けることにより環状接合面を形成し、両環状接合面を突き合わせて摩擦圧接する接合体の製造方法が開示されている。

　ＪＰ２０１０－２００８１６Ａに開示されるように、中空部を有する接合部材を摩擦圧接により接合して接合体を製造する方法では、非破壊試験による接合面の品質検査において、接合面の内側の中空部が欠陥として認識されるおそれがある。このため、非破壊試験による接合体の品質検査が困難となるおそれがある。

　本発明は、品質検査を容易に行うことができる接合体の製造方法及び接合体を提供することを目的とする。

　本発明のある対応によれば、端面に形成される中空部を有する第１部材と、中空部に嵌合する突出部及び突出部から径方向外側に向かって設けられるフランジ部を有する第２部材と、を接合して接合体を製造する製造方法であって、第１部材の中空部と第２部材の突出部とが所定のクリアランスを持って嵌合した状態で、第１部材の端面と第２部材のフランジ部とを突き当てて摩擦圧接によって接合する接合工程を含み、接合工程では、第１部材と第２部材との相対回転により生じる摩擦熱によって、第２部材のフランジ部においてクリアランスに面する非当接部を加熱して、非当接部を第１部材に接合する。

　本発明の別の態様によれば、接合体であって、端面に形成される中空部を有する第１部材と、中空部に嵌合する突出部及び突出部から径方向外側に向かって設けられ第１部材の端面に接合されるフランジ部を有する第２部材と、により構成され、第１部材の端面と第２部材のフランジ部との接合界面は、突出部の根元部から径方向外側に延びる。

図１は、油圧シリンダの構成を示す部分断面図である。図２は、本発明の実施形態に係るシリンダチューブの製造方法を説明するための断面図であり、接合前の状態を示す図である。図３は、本発明の実施形態に係るシリンダチューブの製造方法を説明するための断面図であり、第１接合工程を示す図である。図４は、図３におけるＡ部拡大図である。図５は、本発明の実施形態に係るシリンダチューブの製造方法を説明するための断面図であり、第１接合工程を示す図である。図６は、本発明の実施形態に係るシリンダチューブの製造方法を説明するための断面図であり、第２接合工程を示す図である。図７は、本発明の実施形態に係るピストンロッドの製造方法を説明するための断面図であり、接合前の状態を示す図である。図８は、本発明の実施形態に係るピストンロッドの製造方法を説明するための断面図であり、第１部材と第２部材の接合が完了した状態を示す図である。図９は、本発明の実施形態に係るピストンロッドの製造方法を説明するための断面図であり、ロッド本体とロッドヘッドの接合前の状態を示す図である。図１０は、本発明の実施形態に係るシリンダチューブの製造方法の変形例を説明するための断面図である。図１１は、本発明の実施形態に係るシリンダチューブの製造方法の比較例を説明するための断面図である。

　以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

　以下では、接合体が、油圧シリンダ（流体圧シリンダ）１のシリンダチューブ１００及びピストンロッド１０１である場合を説明する。

　まず、図１を参照して、接合体としてのシリンダチューブ１００及びピストンロッド１０１を備える油圧シリンダ１の全体構成を説明する。

　油圧シリンダ１は、二つのシリンダ室であるロッド側室３及び反ロッド側室４内の作動油（作動流体）の油圧により伸縮作動するアクチュエータである。

　図１に示すように、油圧シリンダ１は、円筒状のシリンダチューブ１００と、シリンダチューブ１００内に挿入されるピストンロッド１０１と、ピストンロッド１０１の端部に設けられシリンダチューブ１００の内周面に沿って摺動するピストン２と、を備える。

　シリンダチューブ１００には、一端（先端）の開口部を封止すると共にピストンロッド１０１を摺動自在に支持する円筒状のシリンダヘッド５が設けられる。シリンダヘッド５は、周方向に並ぶ複数の締結ボルト（図示省略）を介してシリンダチューブ１００に締結される。

　図１に示すように、シリンダチューブ１００の基端部とピストンロッド１０１の先端部には、油圧シリンダ１を他の機器に取り付けるための取付部（クレビス）１００Ａ，１０１Ａがそれぞれ設けられる。ピストンロッド１０１の基端部には、ねじ締結によってピストン２が取り付けられる。

　シリンダチューブ１００の内部は、ピストン２によって、ロッド側室３及び反ロッド側室４に仕切られる。ロッド側室３及び反ロッド側室４には、作動流体としての作動油が充填される。

　油圧シリンダ１は、シリンダチューブ１００に設けられるポート（図示省略）を通じて作動油が反ロッド側室４に供給されるとともにロッド側室３室から排出されることでピストンロッド１０１が伸長方向へ移動する。また、油圧シリンダ１は、作動油がロッド側室３に供給されるとともに反ロッド側室４から排出されることでピストンロッド１０１が収縮方向へ移動する。伸縮作動時にシリンダチューブ１００内部のシリンダ室（ロッド側室３、反ロッド側室４）に作動油が給排されることにより、シリンダチューブ１００には作動油の油圧が内圧として作用する。

　次に、主に図２から図７を参照して、接合体としてのシリンダチューブ１００及びピストンロッド１０１の製造方法について説明する。

　まず、シリンダチューブ１００の製造方法について説明する。

　シリンダチューブ１００は、図１に示すように、第１部材としてのチューブ本体１０と、第２部材としてのヘッド部材２０と、を摩擦圧接にて接合することで製造される（接合工程）。

　チューブ本体１０は、図１及び２に示すように、軸方向の両端面に開口する貫通孔１０Ａを有する円筒状に形成される。チューブ本体１０の両端面は、環状の平面として形成される。貫通孔１０Ａが、ヘッド部材２０と接合されるチューブ本体１０の端面１１に形成される中空部に相当する。

　ヘッド部材２０は、チューブ本体１０の貫通孔１０Ａに嵌合するように形成される突出部２１と、突出部２１から径方向外側に向かって設けられるフランジ部２２と、を有する。フランジ部２２には、突出部２１とは軸方向の反対側に取付部１００Ａが設けられる。フランジ部２２は、外径がチューブ本体１０の外径と同一に形成され、環状の平面として形成される環状面２３を有する。突出部２１は、フランジ部２２と同軸的に設けられ、環状面２３から突出する円柱状に形成される。なお、突出部２１において、フランジ部２２側を突出部２１の「根元」、根元の反対側を突出部２１の「先端」と称する。

　シリンダチューブ１００は、以下の製造工程により製造される。なお、以下の工程（２）が第１接合工程に相当し、工程（４）が第２接合工程に相当する。また、図６における破線は、チューブ本体１０とヘッド部材２０との接合界面を示している。

　（１）まず、図２に示すように、チューブ本体１０の一方の端面（接合面）１１とヘッド部材２０の環状面２３（接合面）とが対向するように同軸的に配置する。

　（２）次に、図３に示すように、ヘッド部材２０を軸中心に回転させた状態で、チューブ本体１０をヘッド部材２０に向けて移動させる。そして、ヘッド部材２０の突出部２１をチューブ本体１０の貫通孔１０Ａに嵌合させ、チューブ本体１０の端面１１をヘッド部材２０の環状面２３に押し付ける。チューブ本体１０の端面１１を環状面２３に押し付けることにより、端面１１と環状面２３との間で摩擦熱を発生させる。

　ここで、図４に示すように、突出部２１は、クリアランス２５を持って貫通孔１０Ａに嵌合する。よって、チューブ本体１０の端面１１は、環状面２３の外周側の一部と当接し、環状面２３の内周側の一部は、チューブ本体１０とは当接しない。以下では、ヘッド部材２０のフランジ部２２において、チューブ本体１０の端面１１と当接する部位を「当接部２２Ａ」、当接部２２Ａよりも径方向内側であって、端面１１とは当接しない部位を「非当接部２２Ｂ」と称する。非当接部２２Ｂは、チューブ本体１０の貫通孔１０Ａとヘッド部材２０の突出部２１との間のクリアランス２５に面する部位であり、当接部２２Ａと突出部２１とを接続する部位である。

　チューブ本体１０の端面１１とヘッド部材２０の環状面２３との間で摩擦熱を発生させることにより、端面１１及び当接部２２Ａが軟化する。また、軟化した当接部２２Ａからの伝熱により、端面１１とは当接しない非当接部２２Ｂを加熱する。さらに、軟化した当接部２２Ａ及び非当接部２２Ｂの材料の一部は、クリアランス２５へ流動してヘッド部材２０における突出部２１の外周面に接触する（図５参照）。よって、クリアランス２５へ流動した材料とヘッド部材２０の突出部２１の外周面との間にも摩擦熱が発生し、突出部２１の外周面の一部（根元部側の一部）も加熱されて軟化する。

　（３）チューブ本体１０の端面１１とフランジ部２２の当接部２２Ａとの間の摩擦熱により非当接部２２Ｂが充分に軟化されるまで加熱した時点で、ヘッド部材２０の回転を停止させる。具体的には、予め非当接部２２Ｂが軟化するまでのチューブ本体１０の押し付けによる移動量又は押し付け時間を実験等により定めておく。その移動量又は押し付け時間に達した時点で、ヘッド部材２０の回転を停止制御する。

　（４）チューブ本体１０を大きな荷重でさらにヘッド部材２０側に押し付け、加熱された高温部を、図６に示すように、外周側及び内周側に塑性流動させる。外周側に塑性流動した材料は、バリ１５として排出される。内周側に塑性流動した材料（以下、「内周側材料２６」と称する。）は、チューブ本体１０の内周面と突出部２１の外周面との間のクリアランス２５に導かれ、このクリアランス２５を充填する。

　（５）最後に、上記（４）の押し付け状態を所定時間保持することによって、加熱されて軟化したチューブ本体１０とヘッド部材２０との相互拡散を促進させ、両者の接合が完了する。ヘッド部材２０では、チューブ本体１０の端面１１が当接する当接部２２Ａが摩擦熱により軟化すると共に、摩擦熱により非当接部２２Ｂも加熱されて軟化する。よって、ヘッド部材２０は、当接部２２Ａに加えて非当接部２２Ｂにおいてもチューブ本体１０に接合される。また、上記（２）において、当接部２２Ａ及び非当接部２２Ｂで軟化した材料は、一部がチューブ本体１０の内周面と突出部２１の外周面との間のクリアランス２５に導かれる。クリアランス２５へ流動した材料（言い換えれば、内周側材料２６における突出部２１の根元部側の一部の材料）と突出部２１の外周面との間で生じる摩擦熱によって突出部２１の外周面の一部も加熱される。したがって、摩擦熱で加熱され軟化された突出部２１の外周面の一部も、チューブ本体１０の内周面に接合される。このように、本実施形態では、環状面２３の全域にわたってチューブ本体１０に接合され、図６に破線で示す接合界面が突出部２１の根元部からチューブ本体１０の外周面にまで径方向外側に延びるように構成される。以上のようにして、摩擦圧接によるチューブ本体１０とヘッド部材２０との接合が行われる。

　チューブ本体１０とヘッド部材２０との接合面の外周側に排出されたバリ１５は、接合完了後に切除され、チューブ本体１０とヘッド部材２０との外周は滑らかに連続した状態に加工される。なお、バリ１５の存在が問題ないような場合には、バリ１５の切除を行わず、シリンダチューブ１００の外周側にバリ１５が残っていてもよい。

　内周側材料２６がクリアランス２５からシリンダチューブ１００の内側空間にまで流出すると、シリンダチューブ１００の内周側にもバリが生じる。内周側材料２６が冷却されバリとなる過程においては、いわゆる酸化スケールが生じる。シリンダチューブ１００の内周側のバリや酸化スケールは、除去や洗浄が困難である。このような内周側のバリが生じた状態でシリンダチューブ１００の内部に作動油が導かれると、酸化スケールが作動油に混入し、いわゆるコンタミとなるおそれがある。

　よって、本実施形態の接合工程においては、クリアランス２５を充填する一方、シリンダチューブ１００の内側空間に流出しないように、内周側材料２６の塑性流動をコントロールすることが望ましい。具体的には、内周側材料２６は、突出部２１の端面から図６中左側へ突出してバリとならない程度にクリアランス２５を充填することが望ましい。これにより、作動油内へのコンタミの発生をより効果的に防止することができる。言い換えれば、本実施形態に係る製造方法では、内周側材料２６の塑性流動をコントロールすることにより、シリンダチューブ１００の内周側に生じるバリを抑制することができる。

　接合工程の完了後には、チューブ本体１０とヘッド部材２０との摩擦圧接部に対して、超音波探傷などの非破壊試験による品質検査が行われる。このような品質検査によって、摩擦圧接部における接合の不具合などを検出することができる。

　ここで、本発明の理解を容易にするために、図１１を参照して、本発明の比較例に係るシリンダチューブ２００の製造方法について説明する。なお、本実施形態と同様の構成については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。

　比較例に係る製造方法では、ヘッド部材１２０が突出部２１を有しておらず、端面１２２Ａが円形の平面として形成される。

　比較例に係る製造方法では、チューブ本体１０の端面１１とヘッド部材１２０の端面１２２とを突き当てて摩擦圧接する。この際、摩擦熱により軟化した材料は、内周側にバリ１２６として排出される。このようにして製造されたシリンダチューブ２００の接合面を非破壊試験によって品質検査する場合、接合部分の内側には、チューブ本体１０の貫通孔１０Ａ（中空部）があるため、この貫通孔１０Ａを接合不良による欠陥として認識するおそれがある。このため、比較例に係る製造方法で製造されたシリンダチューブ２００では、非破壊試験による品質検査が困難である。

　これに対し、本実施形態によれば、チューブ本体１０に当接する当接部２２Ａに加え、非当接部２２Ｂを加熱して軟化させることにより、非当接部２２Ｂもチューブ本体１０に接合される。つまり、クリアランス２５の大きさは、チューブ本体１０の端面１１とヘッド部材２０の当接部２２Ａとの間の摩擦熱によって非当接部２２Ｂが軟化するまで加熱できるように、設定される。これにより、ヘッド部材２０とチューブ本体１０との接合界面がヘッド部材２０における突出部２１の根元部からフランジ部２２及びチューブ本体１０の外周面まで延びるようなシリンダチューブ１００が形成される。よって、接合前のクリアランス２５が残留せず、チューブ本体１０とヘッド部材２０との接合部は、中実構造となる。このため、接合前のクリアランス２５が非破壊試験において欠陥であると認識されることが防止され、非破壊試験による品質検査を容易に行うことができる。

　また、本実施形態では、クリアランス２５に導かれる内周側材料２６をコントロールすることにより、シリンダチューブ１００の内周側に生じるバリを抑制することができる。したがって、酸化スケールが作動油に混入しコンタミとなることを抑制することができる。

　なお、クリアランス２５は、図６中右側であるチューブ本体１０の先端側（突出部２１の根元側）から、その一部が充填されるものであればよく、クリアランス２５の全体にわたって内周側材料２６により充填されることを必要とするものではない。少なくともチューブ本体１０とヘッド部材２０との接合部分の内側におけるクリアランス２５の一部が充填され、チューブ本体１０とヘッド部材２０との接合部が中実構造となるものであればよい。つまり、本明細書において、「クリアランス２５が充填される」とは、クリアランス２５の全体が充填されることのみを意味するものではなく、突出部２１の先端側（図６中左側）等にクリアランス２５が隙間として残存する場合も含むものである。

　次に、図７から図９を参照して、接合体がピストンロッド１０１である場合について、説明する。

　ピストンロッド１０１は、図７に示すように、第１部材としてのロッド本体３０と、第２部材としてのねじ用部材４０及びロッドヘッド５０と、を摩擦圧接にて接合することで製造される。

　ロッド本体３０は、軸方向の両端面に開口する貫通孔３０Ａを有する円筒状に形成される。ロッド本体３０の両端面３１Ａ，３１Ｂは、環状の平面として形成される。貫通孔３０Ａが、ねじ用部材４０及びロッドヘッド５０と接合されるロッド本体３０の端面３１Ａ，３１Ｂのそれぞれに形成される中空部に相当する。

　ねじ用部材４０は、ロッド本体３０の貫通孔３０Ａに嵌合するように形成される突出部４１と、突出部４１から径方向外側に向かって設けられるフランジ部４２と、を有する。フランジ部４２には、突出部４１とは軸方向の反対側に、ボス部４４が設けられる。ボス部４４は、外周に雄ねじ４４Ａが形成され、ピストン２がねじ締結される。フランジ部４２は、外径がロッド本体３０の外径と同一に形成され、環状の平面として形成される環状面４３を有する。突出部４１は、フランジ部４２と同軸的に設けられ、環状面４３から突出する円柱状に形成される。

　ロッドヘッド５０は、ロッド本体３０の貫通孔３０Ａに嵌合するように形成される突出部５１と、突出部５１から径方向外側に向かって設けられるフランジ部５２と、を有する。フランジ部５２には、突出部５１とは軸方向の反対側に、取付部１０１Ａが設けられる。フランジ部５２は、外径がロッド本体３０の外径と同一に形成され、環状の平面として形成される環状面５３を有する。突出部５１は、フランジ部５２と同軸的に設けられ、環状面５３から突出する円柱状に形成される。

　ピストンロッド１０１は、このようなロッド本体３０とねじ用部材４０及びロッドヘッド５０とを、チューブ本体１０とヘッド部材２０との接合と同様の上記接合方法で接合することにより製造される。

　本実施形態に係るピストンロッド１０１の製造方法では、まず中空状のロッド本体３０とねじ用部材４０とを接合する。具体的には、チューブ本体１０とヘッド部材２０との上記接合方法と同様に、ロッド本体３０の一方の端面３１Ａとねじ用部材４０の環状面４３とを対向するように同軸配置し、ねじ用部材４０を軸中心に回転させた状態でロッド本体３０に向けて移動させる。この際、図７に示すように、ねじ用部材４０のボス部４４には、雄ねじ４４Ａが形成されていない。そして、ねじ用部材４０の突出部４１をロッド本体３０の貫通孔３０Ａに嵌合させ、ロッド本体３０の一方の端面３１Ａをねじ用部材４０の環状面４３に押し付けて両者の間で摩擦熱を発生させる。摩擦熱により、ねじ用部材４０のフランジ部４２の当接部４２Ａ及び非当接部４２Ｂを加熱して充分に軟化させ、ねじ用部材４０の回転を停止させてロッド本体３０を大きな荷重でさらにねじ用部材４０に押し付ける。その後、押付状態を所定時間保持して、両者を接合させる（図８参照）。

　このようにして、ねじ用部材４０のフランジ部４２において、ロッド本体３０の端面３１Ａに当接する当接部４２Ａ及びクリアランス４５に面する非当接部４２Ｂの両方がロッド本体３０に接合される。ロッド本体３０とねじ用部材４０との接合界面がねじ用部材４０における突出部４１の根元部からフランジ部４２及びロッド本体３０の外周面まで延びるピストンロッド１０１が形成される。なお、ピストンロッド１０１は、シリンダチューブ１００と異なり、内部に作動油が導かれるものではない。よって、コンタミの発生を考慮しなくてもよいため、内周側材料２６を貫通孔３０Ａ内に流出させて内周側にバリを生じさせてもよい。

　上述のようにしてロッド本体３０とねじ用部材４０とを接合した後、接合面の外周に発生したバリを除去すると共に、ボス部４４の外周に雄ねじ４４Ａを形成する（図９参照）。このように、ロッド本体３０とねじ用部材４０との接合後に、雄ねじ４４Ａを形成することにより、ロッド本体３０に対する雄ねじ４４Ａの同軸度を確保しやすくなる。つまり、ロッド本体３０とねじ用部材４０との接合後に雄ねじ４４Ａを形成することで、接合による芯ずれの影響を受けないため、同軸度を確保しつつ容易に雄ねじ４４Ａを形成することができる。なお、予めボス部４４に雄ねじ４４Ａを形成し、雄ねじ４４Ａが形成されたねじ用部材４０とロッド本体３０とを摩擦圧接により接合するようにしてもよい。

　次に、ねじ用部材４０と接合されたロッド本体３０とロッドヘッド５０とを接合する（図９参照）。ロッド本体３０とロッドヘッド５０との接合は、チューブ本体１０とヘッド部材２０との接合やロッド本体３０とねじ用部材４０との接合と同様の方法であるため、具体的な説明は省略する。なお、図８において、括弧内の符号は、ロッド本体３０とロッドヘッド５０とを接合する場合における各構成を示すものである。このようにして、図１に示すようなピストンロッド１０１が製造される。なお、先にロッド本体３０とロッドヘッド５０とを接合し、その後ロッド本体３０とねじ用部材４０とを接合して、ピストンロッド１０１を製造してもよい。

　本実施形態に係る製造方法によってピストンロッド１０１を製造することにより、接合部分は中実構造であると共に、貫通孔３０Ａが残留する部分は中空構造とすることができる。よって、非破壊試験による検査を容易に行うことができると共に、ピストンロッド１０１を軽量化することができる。また、ピストンロッド１０１の一部を中空構造とすることができるため、材料歩留まりを向上させ、コストを低減することができる。

　次に、本実施形態の変形例について、説明する。以下のような変形例も本発明の範囲内であり、以下の変形例と上記実施形態の各構成とを組み合わせたり、以下の変形例同士を組み合わせたりすることも可能である。また、上記実施形態の説明において記載された変形例についても同様に、他の変形例と任意に組み合わせることが可能である。

　上記実施形態では、ヘッド部材２０やロッドヘッド５０の突出部２１，４１は、中実構造である。これに対し、例えば図１０に示すチューブ本体とヘッド部材との接合部位のように、接合部分の内側に重ならない範囲において、突出部２１，４１の端面から穴部２７を形成してもよい。言い換えれば、突出部２１，４１は、フランジ部２２，４２と接続されチューブ本体１０やロッド本体３０と接合される根元部分が中実構造であればよい。

　以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

　本実施形態に係る接合体（シリンダチューブ１００、ピストンロッド１０１）の製造方法によれば、第２部材（ヘッド部材２０、ねじ用部材４０、ロッドヘッド５０）において、第１部材（チューブ本体１０、ロッド本体３０）に当接する当接部２２Ａ、４２Ａに加え、非当接部２２Ｂ、４２Ｂを加熱して軟化させることにより、非当接部２２Ｂ、４２Ｂも第１部材（チューブ本体１０、ロッド本体３０）に接合される。よって、接合前のクリアランス２５、４５が残留せず、第１部材（チューブ本体１０、ロッド本体３０）と第２部材（ヘッド部材２０、ねじ用部材４０、ロッドヘッド５０）との接合部は、中実構造となる。このため、接合前のクリアランス２５、４５、５５が非破壊試験において欠陥であると認識されることが防止され、非破壊試験による品質検査を容易に行うことができる。

　また、本実施形態に係るシリンダチューブ１００の製造方法では、内周側材料２６が、チューブ本体１０の貫通孔１０Ａとヘッド部材２０における突出部２１との間のクリアランス２５を充填する一方、シリンダチューブ１００の内側の空間に流出しないように、コントロールされる。これにより、接合部をより確実に中実構造とすると共に、作動油内へのコンタミの発生を防止することができる。

　以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

　端面１１、３１Ａ、３１Ｂに形成される中空部（貫通孔１０Ａ、３０Ａ）を有する第１部材（チューブ本体１０、ロッド本体３０）と、中空部（貫通孔１０Ａ、３０Ａ）に嵌合する突出部２１、４１、５１及び突出部２１、４１、５１から径方向外側に向かって設けられるフランジ部２２、４２、５２を有する第２部材（ヘッド部材２０、ねじ用部材４０、ロッドヘッド５０）と、を接合して接合体（シリンダチューブ１００、ピストンロッド１０１）を製造する製造方法であって、中空部（貫通孔１０Ａ、３０Ａ）と突出部２１、４１、５１とが所定のクリアランス２５、４５、５５を持って嵌合した状態で、端面１１、３１Ａ、３１Ｂとフランジ部２２、４２、５２とを突き当てて摩擦圧接によって接合する接合工程を含み、接合工程では、第１部材（チューブ本体１０、ロッド本体３０）と第２部材（ヘッド部材２０、ねじ用部材４０、ロッドヘッド５０）との相対回転により生じる摩擦熱によって、第２部材（ヘッド部材２０、ねじ用部材４０、ロッドヘッド５０）のフランジ部２２、４２、５２においてクリアランス２５、４５、５５に面する非当接部２２Ｂ、４２Ｂ、５２Ｂを加熱して、非当接部２２Ｂ、４２Ｂ、５２Ｂを第１部材（チューブ本体１０、ロッド本体３０）に接合する。

　この構成では、中空部（貫通孔１０Ａ、３０Ａ）と突出部２１、４１、５１との間のクリアランス２５、４５、５５に面し第１部材（チューブ本体１０、ロッド本体３０）の端面１１、３１Ａ、３１Ｂとは当接しない非当接部２２Ｂ、４２Ｂ、５２Ｂも摩擦熱により加熱され、非当接部２２Ｂ、４２Ｂ、５２Ｂも第１部材（チューブ本体１０、ロッド本体３０）と接合される。このように、接合部の内側における中空部（貫通孔１０Ａ、３０Ａ）と突出部２１、４１、５１の間のクリアランス２５、４５、５５が摩擦圧接により埋められるため、接合部分を中実構造とすることができる。よって、非破壊試験により中空部（貫通孔１０Ａ、３０Ａ）が欠陥として認識されることがない。したがって、接合体（シリンダチューブ１００、ピストンロッド１０１）の品質検査を容易に行うことができる。

　また、接合体としてのシリンダチューブ１００を製造する製造方法は、接合工程が、チューブ本体１０の端面１１とヘッド部材２０のフランジ部２２における環状面２３とが当接した状態でチューブ本体１０とヘッド部材２０とを相対回転させて、端面１１とフランジ部２２の環状面２３との間に摩擦熱を発生させる第１接合工程と、チューブ本体１０とヘッド部材２０との相対回転を停止した状態で、チューブ本体１０とヘッド部材２０とを互いに押し付ける第２接合工程と、を含み、第２接合工程においては、端面１１とフランジ部２２の環状面２３との間から塑性流動する材料（内周側材料２６）によって、突出部２１と貫通孔１０Ａとの間のクリアランス２５が突出部２１の根元側から充填される。

　この構成では、接合時に内周側材料２６が、チューブ本体１０の貫通孔１０Ａとヘッド部材２０における突出部２１との間のクリアランス２５を充填するため、接合部をより確実に中実構造とすることができる。

　また、端面１１、３１Ａ、３１Ｂに形成される中空部（貫通孔１０Ａ、３０Ａ）を有する第１部材（チューブ本体１０、ロッド本体３０）と、中空部（貫通孔１０Ａ、）に嵌合する突出部２１、４１、５１及び突出部２１、４１、５１から径方向外側に向かって設けられ第１部材（チューブ本体１０、ロッド本体３０）の端面１１、３１Ａ、３１Ｂに接合されるフランジ部２２、４２、５２を有する第２部材（ヘッド部材２０、ねじ用部材４０、ロッドヘッド５０）と、により構成される接合体（シリンダチューブ１００、ピストンロッド１０１）は、第１部材（チューブ本体１０、ロッド本体３０）の端面１１、３１Ａ、３１Ｂと第２部材（ヘッド部材２０、ねじ用部材４０、ロッドヘッド５０）のフランジ部２２、４２、５２との接合界面が、突出部２１、４１、５１の根元部から径方向外側に延びる。

　この構成では、接合界面が突出部２１、４１、５１の根元部から径方向外側に延びており、接合部分が中実構造であるため、非破壊試験により中空部（貫通孔１０Ａ、３０Ａ）が欠陥として認識されることがない。したがって、接合体（シリンダチューブ１００、ピストンロッド１０１）の品質検査を容易に行うことができる。

　以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

　本願は２０１７年３月２９日に日本国特許庁に出願された特願２０１７－６４９７６に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims

　端面に形成される中空部を有する第１部材と、前記中空部に嵌合する突出部及び前記突出部から径方向外側に向かって設けられるフランジ部を有する第２部材と、を接合して接合体を製造する製造方法であって、
　前記第１部材の前記中空部と前記第２部材の前記突出部とが所定のクリアランスを持って嵌合した状態で、前記第１部材の前記端面と前記第２部材の前記フランジ部とを突き当てて摩擦圧接によって接合する接合工程を含み、
　前記接合工程では、前記第１部材と前記第２部材との相対回転により生じる摩擦熱によって、前記第２部材の前記フランジ部において前記クリアランスに面する非当接部を加熱して、前記非当接部を前記第１部材に接合する接合体の製造方法。
　請求項１に記載の接合体の製造方法であって、
　前記接合体は、作動流体が導かれるシリンダチューブであり、
　前記接合工程は、
　前記第１部材の前記端面と前記第２部材の前記フランジ部とが当接した状態で前記第１部材と前記第２部材とを相対回転させて、前記端面と前記フランジ部との間に摩擦熱を発生させる第１接合工程と、
　前記第１部材と前記第２部材との相対回転を停止した状態で、前記第１部材と前記第２部材とを互いに押し付ける第２接合工程と、を含み、
　前記第２接合工程においては、前記端面と前記フランジ部から塑性流動する材料によって、前記突出部と前記中空部との間の前記クリアランスが前記突出部の根元側から充填される接合体の製造方法。
　接合体であって、
　端面に形成される中空部を有する第１部材と、前記中空部に嵌合する突出部及び前記突出部から径方向外側に向かって設けられ前記第１部材の前記端面に接合されるフランジ部を有する第２部材と、により構成され、
　前記第１部材の前記端面と前記第２部材の前記フランジ部との接合界面は、前記突出部の根元部から径方向外側に延びる接合体。