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JP7054375B2 - Manufacturing method of bonded body - Google Patents

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JP7054375B2 JP2018181926A JP2018181926A JP7054375B2 JP 7054375 B2 JP7054375 B2 JP 7054375B2 JP 2018181926 A JP2018181926 A JP 2018181926A JP 2018181926 A JP2018181926 A JP 2018181926A JP 7054375 B2 JP7054375 B2 JP 7054375B2
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Description

本発明は、接合体の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for producing a bonded body.

特許文献1には、一方の部材を、回転軸を中心として回転させながら、他方の部材に対して回転軸と平行に押圧して接合する回転摩擦接合方法であって、一方の部材には他方の部材に向かって回転軸と同軸状に突き出す円形突出部が形成され、他方の部材には円形突出部が挿入される円形穴部が形成される摩擦接合方法が開示されている。この摩擦接合方法では、一方の部材の平坦な端面と他方の部材における円板部の平板面とが摩擦接合される。 Patent Document 1 is a rotary friction joining method in which one member is rotated about a rotation axis and pressed against the other member in parallel with the rotation axis to join the other member. A frictional joining method is disclosed in which a circular protrusion is formed so as to project coaxially with a rotation axis toward a member of the above, and a circular hole into which the circular protrusion is inserted is formed in the other member. In this frictional joining method, the flat end face of one member and the flat plate surface of the disk portion of the other member are frictionally joined.

特開2008-12573号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-12573

一般に、中空部を有する部材を他の部材と摩擦圧接する場合、除去のしやすさなどの観点から、摩擦圧接で生じるバリを、中空部内ではなく、回転軸に対して径方向外側に排出するように制御することが望ましい。 Generally, when a member having a hollow portion is friction-welded to another member, burrs generated by friction welding are discharged radially outward with respect to the rotation axis, not inside the hollow portion, from the viewpoint of ease of removal. It is desirable to control as such.

これに対し、特許文献1に記載の摩擦接合方法では、平坦面同士を当接させて摩擦熱を発生させることで摩擦接合する。このような摩擦接合方法では、平坦面の加工精度や周速の違いなどの影響により、平坦面において、回転軸に対して比較的径方向外側に位置する領域が先に発熱することがある。このような場合には、先に発熱して溶融した径方向外側の領域の材料が径方向内側にも流れようとするため、後で発熱して溶融した径方向内側の材料が径方向外側に流れにくくなる。 On the other hand, in the frictional joining method described in Patent Document 1, flat surfaces are brought into contact with each other to generate frictional heat for frictional joining. In such a friction joining method, a region located relatively radially outside the rotation axis on the flat surface may generate heat first due to the influence of the processing accuracy of the flat surface and the difference in peripheral speed. In such a case, the material in the radial outer region that generates heat and melts first tends to flow in the radial direction, so that the material in the radial inner side that generates heat and melts later tends to flow outward in the radial direction. It becomes difficult to flow.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、摩擦圧接で生じるバリを制御できる接合体の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a bonded body capable of controlling burrs generated by friction welding.

本発明は、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部材と第2部材とを回転軸回りに相対回転させると共に、第1部材の端面と第2部材のフランジ部とを当接させ、端面と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、第1部材と第2部材との相対回転速度が第1接合工程よりも低い状態で、第1部材と第2部材とを回転軸に沿って互いに近接する方向に相対移動させて、第1部材の端面と第2部材のフランジ部とを接合する第2接合工程と、を含み、第1工程では、フランジ部における当接部と第1部材の端面とを当接させると共に、フランジ部において当接部よりも径方向の外側に設けられ第1部材の端面から離間する逃げ部と第1部材の端面との間に対向クリアランスを形成し、第2接合工程では、第1部材の端面と第2部材におけるフランジ部の当接部との間から塑性流動する流動材料によって、対向クリアランスを充填して逃げ部と第1部材の端面とを接合することを特徴とする。 In the present invention, a first member having a hollow portion formed on an end face and a second member having a protruding portion fitted to the hollow portion and a flange portion provided radially outward from the protruding portion are joined. This is a manufacturing method for manufacturing a joined body, in which the first member and the second member are relatively rotated around a rotation axis, and the end face of the first member and the flange portion of the second member are brought into contact with each other to form an end face. The first member and the second member are rotated in a state where the relative rotation speed between the first joining step of generating frictional heat between the flange portion and the first member and the second member is lower than that of the first joining step. It includes a second joining step of joining the end face of the first member and the flange portion of the second member by moving them relative to each other along the axis, and in the first step, the contact portion in the flange portion. And the end face of the first member are brought into contact with each other, and the facing clearance is provided between the relief portion provided on the outer side of the flange portion in the radial direction and separated from the end face of the first member and the end face of the first member. In the second joining step, the facing clearance is filled with a fluid material that plastically flows from between the end face of the first member and the abutting portion of the flange portion of the second member to fill the relief portion and the first member. It is characterized by joining with an end face.

本発明では、フランジ部の当接部が、第1部材の端面に対して対向クリアランスを形成する逃げ部よりも径方向の内側に設けられる。よって、第1部材の端面と第2部材におけるフランジ部の当接部との間で溶融した材料は、第1部材の端面と第2部材の逃げ部との間の対向クリアランスに向けて径方向外側へ流れやすくなる。 In the present invention, the contact portion of the flange portion is provided inside the relief portion forming the facing clearance with respect to the end surface of the first member in the radial direction. Therefore, the material melted between the end face of the first member and the contact portion of the flange portion of the second member is radially toward the facing clearance between the end face of the first member and the relief portion of the second member. It becomes easier to flow to the outside.

また、本発明は、フランジ部が、突出部の外周面に連続し、回転軸に対して傾斜して当接部が設けられるフランジ傾斜面を有し、第1部材の端面には、フランジ傾斜面に対応した形状に形成され当接部に当接する傾斜端面が設けられることを特徴とする。 Further, in the present invention, the flange portion has a flange inclined surface that is continuous with the outer peripheral surface of the protruding portion and is inclined with respect to the rotation axis to provide a contact portion, and the end surface of the first member is inclined to the flange. It is characterized in that it is formed in a shape corresponding to the surface and is provided with an inclined end surface that abuts on the contact portion.

この発明では、フランジ部は、回転軸に対して傾斜するフランジ傾斜面によって突出部に連続し、フランジ傾斜面に当接部が設けられる。これにより、フランジ部と突出部の間に直角な角部が形成されないため、流動材料を制御しやすく、接合体の品質を向上させることができる。 In the present invention, the flange portion is continuous with the protruding portion by the flange inclined surface inclined with respect to the rotation axis, and the contact portion is provided on the flange inclined surface. As a result, since a right-angled corner portion is not formed between the flange portion and the protruding portion, it is easy to control the flowing material and the quality of the bonded body can be improved.

また、本発明は、フランジ部が、当接部が設けられ、回転軸に垂直に形成されるフランジ垂直面を有し、第1部材の端面には、回転軸に垂直に形成され当接部に当接する垂直端面が設けられ、フランジ部の逃げ部及び当該逃げ部に対向する端面の一部の少なくとも一方は、他方から離間して対向クリアランスを形成するように回転軸に対して傾斜して形成されることを特徴とする。 Further, in the present invention, the flange portion is provided with a contact portion and has a vertical flange surface formed perpendicular to the rotation axis, and the end surface of the first member is formed perpendicular to the rotation axis and has a contact portion. A vertical end face is provided to contact the It is characterized by being formed.

この発明では、第1部材と第2部材とは、回転軸に垂直なフランジ垂直面と垂直端面において当接するため、回転軸に沿った第1部材と第2部材との相対移動量を制御しやすく、接合体の品質を向上させることができる。 In the present invention, since the first member and the second member abut on the flange vertical surface perpendicular to the rotation axis and the vertical end surface, the relative movement amount between the first member and the second member along the rotation axis is controlled. It is easy and the quality of the joint can be improved.

本発明によれば、接合体の製造において、摩擦圧接で生じるバリを制御できる。 According to the present invention, it is possible to control burrs generated by friction welding in the production of a bonded body.

油圧シリンダの構成を示す部分断面図である。It is a partial cross-sectional view which shows the structure of a hydraulic cylinder. 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。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the cylinder tube which concerns on embodiment of this invention, and is the figure which shows the state before joining. 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接合工程において第1部材と第2部材とが当接した状態を示す図である。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the cylinder tube which concerns on embodiment of this invention, and is the figure which shows the state which the 1st member and 2nd member were in contact with each other in the 1st joining process. 図3におけるA部拡大図である。FIG. 3 is an enlarged view of part A in FIG. 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。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the cylinder tube which concerns on embodiment of this invention, and is the figure which shows the 1st joining process. 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。It is sectional drawing for demonstrating the manufacturing method of the cylinder tube which concerns on embodiment of this invention, and is the figure which shows the 2nd joining process. 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第1変形例を説明するための図4に対応する拡大断面図であり、第1部材と第2部材とが当接した状態を示す図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view corresponding to FIG. 4 for explaining a first modification of the method for manufacturing a cylinder tube according to an embodiment of the present invention, and is a diagram showing a state in which the first member and the second member are in contact with each other. be. 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第2変形例を説明するための図4に対応する拡大断面図であり、第1部材と第2部材とが当接した状態を示す図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view corresponding to FIG. 4 for explaining a second modification of the method for manufacturing a cylinder tube according to an embodiment of the present invention, and is a diagram showing a state in which the first member and the second member are in contact with each other. be. 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第3変形例を説明するための図4に対応する拡大断面図であり、第1部材と第2部材とが当接した状態を示す図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view corresponding to FIG. 4 for explaining a third modification of the method for manufacturing a cylinder tube according to an embodiment of the present invention, and is a diagram showing a state in which the first member and the second member are in contact with each other. be. 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第4変形例を説明するための図4に対応する拡大断面図であり、第1部材と第2部材とが当接した状態を示す図である。FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view corresponding to FIG. 4 for explaining a fourth modification of the method for manufacturing a cylinder tube according to an embodiment of the present invention, and is a diagram showing a state in which a first member and a second member are in contact with each other. be. 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第5変形例を説明するための図4に対応する拡大断面図であり、第1部材と第2部材とが当接した状態を示す図である。FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view corresponding to FIG. 4 for explaining a fifth modification of the method for manufacturing a cylinder tube according to an embodiment of the present invention, and is a diagram showing a state in which the first member and the second member are in contact with each other. be. 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断面図である。It is sectional drawing in order to explain the manufacturing method of the piston rod which concerns on embodiment of this invention.

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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

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である場合を説明する。 Hereinafter, a case where the joint body is a cylinder tube 100 of a hydraulic cylinder (fluid pressure cylinder) 1 will be described.

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を備える油圧シリンダ1の全体構成を説明する。 First, with reference to FIG. 1, the overall configuration of the hydraulic cylinder 1 including the cylinder tube 100 as a joint body will be described.

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。 The hydraulic cylinder 1 is an actuator that expands and contracts by the hydraulic pressure of the hydraulic oil (working fluid) in the rod side chamber 3 and the anti-rod side chamber 4, which are two cylinder chambers.

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。 As shown in FIG. 1, the hydraulic cylinder 1 is provided on a cylindrical cylinder tube 100, a piston rod 101 inserted into the cylinder tube 100, and an inner peripheral surface of the cylinder tube 100 provided at the end of the piston rod 101. A piston 2 that slides along the shaft is provided.

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。 The cylinder tube 100 is provided with a cylindrical cylinder head 5 that seals an opening at one end (tip) and slidably supports the piston rod 101. The cylinder head 5 is fastened to the cylinder tube 100 via a plurality of fastening bolts (not shown) arranged in the circumferential direction.

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。 As shown in FIG. 1, mounting portions (clevis) 100A and 101A for mounting the hydraulic cylinder 1 to other equipment are provided at the base end portion of the cylinder tube 100 and the tip end portion of the piston rod 101, respectively. The piston 2 is attached to the base end of the piston rod 101 by screwing.

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。 The inside of the cylinder tube 100 is partitioned by a piston 2 into a rod side chamber 3 and an anti-rod side chamber 4. The rod side chamber 3 and the anti-rod side chamber 4 are filled with hydraulic oil as a working fluid.

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。 In the hydraulic cylinder 1, the piston rod 101 moves in the extension direction when hydraulic oil is supplied to the anti-rod side chamber 4 and discharged from the rod side chamber 3 through a port (not shown) provided in the cylinder tube 100. Further, in the hydraulic cylinder 1, the piston rod 101 moves in the contraction direction when the hydraulic oil is supplied to the rod side chamber 3 and discharged from the anti-rod side chamber 4. When the hydraulic oil is supplied and discharged to the cylinder chambers (rod side chamber 3, anti-rod side chamber 4) inside the cylinder tube 100 during expansion and contraction operation, the hydraulic pressure of the hydraulic oil acts on the cylinder tube 100 as internal pressure.

次に、主に図2から図6を参照して、シリンダチューブ100の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the cylinder tube 100 will be described mainly with reference to FIGS. 2 to 6.

シリンダチューブ100は、図2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、摩擦圧接で接合することにより製造される。より具体的には、チューブ本体10とヘッド部材20とを回転軸O回りで相対回転させた状態で当接させ、これにより生じる摩擦熱によって接合する(後述する接合工程)。 As shown in FIG. 2, the cylinder tube 100 is manufactured by joining a tube main body 10 as a first member and a head member 20 as a second member by friction welding. More specifically, the tube body 10 and the head member 20 are brought into contact with each other in a state of being relatively rotated around the rotation axis O, and are joined by the frictional heat generated thereby (a joining step described later).

まず、図2から図4を参照して、接合前のチューブ本体10及びヘッド部材20の構成について説明する。図2は、チューブ本体10の中心軸とヘッド部材20の中心軸とが、互いに同軸的に配置され、後述する摩擦圧接の回転軸Oと一致した状態を示すものである。 First, the configurations of the tube main body 10 and the head member 20 before joining will be described with reference to FIGS. 2 to 4. FIG. 2 shows a state in which the central axis of the tube body 10 and the central axis of the head member 20 are arranged coaxially with each other and coincide with the rotation axis O of friction welding described later.

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15に開口する貫通孔11を有する円筒状に形成される。貫通孔11が、ヘッド部材20と接合されるチューブ本体10の端面15に形成される中空部に相当する。 As shown in FIGS. 1 and 2, the tube body 10 is formed in a cylindrical shape having through holes 11 that open in both end faces 15 in the axial direction. The through hole 11 corresponds to a hollow portion formed in the end surface 15 of the tube body 10 to be joined to the head member 20.

図2に示すように、チューブ本体10の一方の端面15に、ヘッド部材20が接合される。ヘッド部材20が接合される端面15(接合面)は、摩擦圧接における回転軸O(チューブ本体10の中心軸)に垂直な平坦面である垂直端面16と、垂直端面16の径方向内側に設けられ回転軸Oに対して傾斜して形成される傾斜端面17と、を有する。垂直端面16は、環状の平面であり、チューブ本体10の外周面に連続して形成される。傾斜端面17は、回転軸Oに対して45°で傾斜するテーパ面であり、垂直端面16とチューブ本体10の内周面とに接続される。 As shown in FIG. 2, the head member 20 is joined to one end surface 15 of the tube body 10. The end face 15 (joint surface) to which the head member 20 is joined is provided on the radial inner side of the vertical end face 16 which is a flat surface perpendicular to the rotation axis O (central axis of the tube body 10) in friction welding. It has an inclined end face 17 formed so as to be inclined with respect to the rotation axis O. The vertical end surface 16 is an annular plane and is continuously formed on the outer peripheral surface of the tube body 10. The inclined end surface 17 is a tapered surface inclined at 45 ° with respect to the rotation axis O, and is connected to the vertical end surface 16 and the inner peripheral surface of the tube body 10.

中空部である貫通孔11を形成するチューブ本体10の内周面は、回転軸Oを中心とする円筒面として形成され傾斜端面17に接続される第1円筒内周面(円筒内周面)12と、第1円筒内周面12と連続し回転軸Oに対して傾斜する傾斜内周面13と、回転軸Oを中心とする円筒面として形成され傾斜内周面13に連続する第2円筒内周面14と、を有する。第2円筒内周面14は、ピストン2が摺動する摺動面である。 The inner peripheral surface of the tube body 10 forming the through hole 11 which is a hollow portion is formed as a cylindrical surface centered on the axis of rotation O, and is connected to the inclined end surface 17 as the inner peripheral surface of the first cylinder (inner peripheral surface of the cylinder). 12, a second inclined inner peripheral surface 13 continuous with the first cylindrical inner peripheral surface 12 and inclined with respect to the rotation axis O, and a second inclined inner peripheral surface 13 formed as a cylindrical surface centered on the rotation axis O and continuous with the inclined inner peripheral surface 13. It has a cylindrical inner peripheral surface 14. The inner peripheral surface 14 of the second cylinder is a sliding surface on which the piston 2 slides.

傾斜内周面13は、回転軸Oに対して傾斜して形成されるテーパ面(円錐面)である。傾斜内周面13は、接合面である端面15から軸方向に沿って離れるにつれて内径が小さくなる。 The inclined inner peripheral surface 13 is a tapered surface (conical surface) formed so as to be inclined with respect to the rotation axis O. The inner diameter of the inclined inner peripheral surface 13 decreases as the distance from the end surface 15 which is the joint surface is along the axial direction.

ヘッド部材20は、チューブ本体10の貫通孔11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25と、を有する。 The head member 20 has a protruding portion 21 formed so as to fit into the through hole 11 of the tube main body 10, and a flange portion 25 provided radially outward from the protruding portion 21.

フランジ部25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25は、外径がチューブ本体10の外径と同一に形成される。 The flange portion 25 is provided with a mounting portion 100A on the side opposite to the protruding portion 21 in the axial direction. The outer diameter of the flange portion 25 is formed to be the same as the outer diameter of the tube body 10.

チューブ本体10に接合されるフランジ部25の端面26は、回転軸Oに垂直な環状の平担面であるフランジ垂直面27と、回転軸Oに傾斜するフランジ傾斜面28と、を有する。フランジ垂直面27は、フランジ部25の外周面とフランジ傾斜面28とに連続する。 The end surface 26 of the flange portion 25 joined to the tube body 10 has a flange vertical surface 27 which is an annular flat bearing surface perpendicular to the rotation axis O, and a flange inclined surface 28 inclined to the rotation axis O. The flange vertical surface 27 is continuous with the outer peripheral surface of the flange portion 25 and the flange inclined surface 28.

フランジ傾斜面28は、中心軸に対して45°に傾斜して形成されるテーパ面(円錐面)である。フランジ傾斜面28は、フランジ垂直面27からチューブ本体10に向けて回転軸Oに沿って離れるにつれ外径が小さくなる。このように、チューブ本体10の傾斜内周面13とフランジ部25のフランジ傾斜面28は、互いに対応した形状、具体的には、回転軸Oに対して45°だけ傾いたテーパ面形状に形成される。 The flange inclined surface 28 is a tapered surface (conical surface) formed so as to be inclined at 45 ° with respect to the central axis. The outer diameter of the flange inclined surface 28 becomes smaller as it is separated from the flange vertical surface 27 toward the tube main body 10 along the rotation axis O. In this way, the inclined inner peripheral surface 13 of the tube body 10 and the flange inclined surface 28 of the flange portion 25 are formed in a shape corresponding to each other, specifically, a tapered surface shape inclined by 45 ° with respect to the rotation axis O. Will be done.

突出部21は、フランジ部25と同軸的に設けられる。突出部21は、外周面として、フランジ部25のフランジ傾斜面28に連続し回転軸Oを中心とする円筒面として形成される円筒外周面22と、円筒外周面22に連続し回転軸Oに対して傾斜する傾斜外周面23と、を有する。傾斜外周面23は、フランジ部25から回転軸Oに沿って離れるにつれ外径が小さくなるテーパ面(円錐面)である。つまり、突出部21は、フランジ部25に接続される根元部分が円筒外周面22を有する円柱状に形成され、フランジ部25から離れた先端部分が傾斜外周面23を有する円錐台形状に形成される。なお、以下では、突出部21において、フランジ部25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。 The protruding portion 21 is provided coaxially with the flange portion 25. The protruding portion 21 has a cylindrical outer peripheral surface 22 formed as a cylindrical surface continuous with the flange inclined surface 28 of the flange portion 25 and centered on the rotation axis O as an outer peripheral surface, and a cylindrical outer peripheral surface 22 continuous with the rotation axis O. It has an inclined outer peripheral surface 23 that is inclined with respect to the inclined outer peripheral surface 23. The inclined outer peripheral surface 23 is a tapered surface (conical surface) whose outer diameter becomes smaller as it is separated from the flange portion 25 along the rotation axis O. That is, the protruding portion 21 is formed in a columnar shape in which the root portion connected to the flange portion 25 has a cylindrical outer peripheral surface 22 and the tip portion away from the flange portion 25 has an inclined outer peripheral surface 23. To. In the following, in the protruding portion 21, the flange portion 25 side is referred to as the “root” of the protruding portion 21, and the opposite side of the root is referred to as the “tip” of the protruding portion 21.

次に、接合体であるシリンダチューブ100の製造方法について説明する。 Next, a method of manufacturing the cylinder tube 100, which is a bonded body, will be described.

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。 The cylinder tube 100 is manufactured by the following manufacturing process. The following step (2) corresponds to the first joining step, and the step (4) corresponds to the second joining step.

(1)まず、図2に示すように、チューブ本体10の一方の端面15(接合面)とヘッド部材20のフランジ部25の端面26(接合面)とが対向するように同軸的に配置する。 (1) First, as shown in FIG. 2, one end surface 15 (joint surface) of the tube body 10 and the end surface 26 (joint surface) of the flange portion 25 of the head member 20 are coaxially arranged so as to face each other. ..

(2)次に、ヘッド部材20を回転軸Oを中心に回転させた状態で、チューブ本体10とヘッド部材20とを回転軸Oに沿って互いに近接する方向に相対移動させる。本実施形態では、チューブ本体10をヘッド部材20に向けて移動させる。これによって、図3及び図4に示すように、ヘッド部材20の突出部21がチューブ本体10の貫通孔11に所定のクリアランス(以下、「嵌合クリアランスFC」と称する。)をもって嵌合し、チューブ本体10の端面15とヘッド部材20のフランジ部25の端面26とが当接する状態(以下、「当接状態」と称する。)とする。 (2) Next, with the head member 20 rotated about the rotation axis O, the tube body 10 and the head member 20 are relatively moved along the rotation axis O in a direction close to each other. In this embodiment, the tube body 10 is moved toward the head member 20. As a result, as shown in FIGS. 3 and 4, the protruding portion 21 of the head member 20 is fitted into the through hole 11 of the tube body 10 with a predetermined clearance (hereinafter referred to as “fitting clearance FC”). The end surface 15 of the tube body 10 and the end surface 26 of the flange portion 25 of the head member 20 are in contact with each other (hereinafter, referred to as “contact state”).

ここで、図4を参照して、当接状態について詳細に説明する。 Here, the contact state will be described in detail with reference to FIG.

チューブ本体10とヘッド部材20とを回転軸Oに沿って近接させて当接状態とする際、チューブ本体10の傾斜端面17とヘッド部材20のフランジ部25のフランジ傾斜面28とが当接する一方、チューブ本体10の垂直端面16とフランジ部25のフランジ垂直面27とは接触せずに軸方向において離間する。よって、チューブ本体10の垂直端面16とフランジ部25のフランジ垂直面27との間には所定のクリアランス(以下、「対向クリアランスOC」と称する。)が形成される。 When the tube body 10 and the head member 20 are brought into close contact with each other along the rotation axis O, the inclined end surface 17 of the tube body 10 and the flange inclined surface 28 of the flange portion 25 of the head member 20 are in contact with each other. , The vertical end surface 16 of the tube body 10 and the flange vertical surface 27 of the flange portion 25 are separated from each other in the axial direction without contacting each other. Therefore, a predetermined clearance (hereinafter referred to as “opposite clearance OC”) is formed between the vertical end surface 16 of the tube body 10 and the flange vertical surface 27 of the flange portion 25.

また、当接状態では、嵌合クリアランスFCに面するフランジ部25の端面26(フランジ傾斜面28)の一部も、チューブ本体10には当接しない。 Further, in the contact state, a part of the end surface 26 (flange inclined surface 28) of the flange portion 25 facing the fitting clearance FC does not abut on the tube main body 10.

このように、フランジ部25の端面26は、当接状態において、チューブ本体10の端面15に当接するフランジ傾斜面28の一部(以下、「当接部26a」と称する。)と、当接部26aよりも径方向内側であってチューブ本体10の端面15とは当接しない部分(以下、「非当接部26b」と称する。)と、当接部26aよりも径方向外側であってチューブ本体10の端面15とは当接しない部分(以下、「逃げ部26c」と称する。)と、に分けられる。 As described above, the end surface 26 of the flange portion 25 is in contact with a part of the flange inclined surface 28 (hereinafter, referred to as “contact portion 26a”) that abuts on the end surface 15 of the tube body 10 in the contact state. A portion radially inside the portion 26a and not in contact with the end surface 15 of the tube body 10 (hereinafter referred to as “non-contact portion 26b”) and a portion radially outside the contact portion 26a. It is divided into a portion that does not come into contact with the end surface 15 of the tube body 10 (hereinafter, referred to as a “relief portion 26c”).

非当接部26bは、フランジ部25の端面26において嵌合クリアランスFCに面する部位であり、フランジ傾斜面28の径方向内側の一部が非当接部26bに相当する。つまり、非当接部26bは、当接部26aと突出部21とを接続する部位である。 The non-contact portion 26b is a portion of the end surface 26 of the flange portion 25 facing the fitting clearance FC, and a part of the radially inner side of the flange inclined surface 28 corresponds to the non-contact portion 26b. That is, the non-contact portion 26b is a portion that connects the contact portion 26a and the protruding portion 21.

逃げ部26cは、フランジ部25の端面26において対向クリアランスOCに面する部位であり、フランジ傾斜面28の径方向外側の一部とフランジ垂直面27とが逃げ部26cに相当する。 The relief portion 26c is a portion of the end surface 26 of the flange portion 25 facing the facing clearance OC, and a part of the flange inclined surface 28 on the radial outer side and the flange vertical surface 27 correspond to the relief portion 26c.

当接状態では、ヘッド部材20の突出部21は、円筒外周面22がチューブ本体10の第1円筒内周面12と対向し、傾斜外周面23が第1円筒内周面12と傾斜内周面13とに対向するように、チューブ本体10の貫通孔11に嵌合する。当接状態では、嵌合クリアランスFCは、突出部21の根元側から先端側に向けて、増加する。具体的には、嵌合クリアランスFCは、チューブ本体10の第1円筒内周面12と突出部21の円筒外周面22との間における径方向のクリアランス(以下、「第1クリアランスFC1」と称する。)と、第1円筒内周面12と外周傾斜面との間における径方向のクリアランス(以下、「第2クリアランスFC2」と称する。)と、傾斜内周面13と傾斜外周面23との間のクリアランス(以下、「第3クリアランスFC3」と称する。)と、を含む。第1クリアランスFC1は、軸方向に沿って一定の大きさを有する。第2クリアランスFC2は、根元側から先端側に向けて、第1クリアランスFC1から増加する。第3クリアランスFC3は、軸方向に沿って一定の大きさを有する。つまり、第1クリアランスFC1が、嵌合クリアランスFCにおける最小のクリアランスである。また、第1クリアランスFC1が根元側クリアランスに相当し、第3クリアランスFC3が先端側クリアランスに相当する。 In the abutting state, the protruding portion 21 of the head member 20 has a cylindrical outer peripheral surface 22 facing the first cylindrical inner peripheral surface 12 of the tube body 10, and an inclined outer peripheral surface 23 with the first cylindrical inner peripheral surface 12 and an inclined inner peripheral surface. It is fitted into the through hole 11 of the tube body 10 so as to face the surface 13. In the contact state, the fitting clearance FC increases from the root side to the tip side of the protrusion 21. Specifically, the fitting clearance FC is a radial clearance between the inner peripheral surface 12 of the first cylinder of the tube body 10 and the outer peripheral surface 22 of the cylinder of the protruding portion 21 (hereinafter, referred to as “first clearance FC1”). ), The radial clearance between the inner peripheral surface 12 of the first cylinder and the outer peripheral inclined surface (hereinafter referred to as “second clearance FC2”), and the inclined inner peripheral surface 13 and the inclined outer peripheral surface 23. The clearance between them (hereinafter referred to as "third clearance FC3") and the like are included. The first clearance FC1 has a constant size along the axial direction. The second clearance FC2 increases from the first clearance FC1 from the root side to the tip side. The third clearance FC3 has a constant size along the axial direction. That is, the first clearance FC1 is the minimum clearance in the mating clearance FC. Further, the first clearance FC1 corresponds to the root side clearance, and the third clearance FC3 corresponds to the tip side clearance.

なお、嵌合クリアランスFCが「根元側から先端側に向けて増加」するとは、根元側から先端側へ向かうにつれてクリアランスが減少する領域がないことを意味するものであり、クリアランスが軸方向に沿って一定である領域(例えば、第1円筒内周面12と円筒外周面22との間の第1クリアランスFC1)を含むことを排除しない。つまり、嵌合クリアランスFCが「根元側から先端側に向けて増加」するとは、ある軸方向位置の嵌合クリアランスFCが、当該軸方向位置における嵌合クリアランスFCよりも根元側にある嵌合クリアランスFCと比較して、同じ又は大きい状態を意味するものである。 The fact that the fitting clearance FC "increases from the root side to the tip side" means that there is no region where the clearance decreases from the root side to the tip side, and the clearance is along the axial direction. It does not exclude the inclusion of a constant region (eg, first clearance FC1 between the inner peripheral surface 12 of the first cylinder and the outer peripheral surface 22 of the cylinder). That is, when the fitting clearance FC "increases from the root side to the tip side", the fitting clearance FC at a certain axial position is on the root side of the fitting clearance FC at the axial position. It means the same or larger state as compared with FC.

以上のような当接状態において、回転軸O中心に回転するヘッド部材20とチューブ本体10を所定の押し付け力で押し付けることで、チューブ本体10の傾斜端面17とヘッド部材20のフランジ傾斜面28における当接部26aとの間で摩擦熱を発生させる。摩擦熱により、傾斜端面17及び当接部26aが軟化する。軟化した当接部26aからの伝熱により、端面15とは当接しない非当接部26bと逃げ部26cも加熱される。さらに、図5に示すように、軟化したフランジ部25の当接部26a及びチューブ本体10の傾斜端面17の材料の一部は、嵌合クリアランスFC及び対向クリアランスOCへ流動する。よって、嵌合クリアランスFCに流動した材料に接触するフランジ部25の非当接部26b、突出部21の円筒外周面22、及びチューブ本体10の第1円筒内周面12も加熱される。また、対向クリアランスOCに流動した材料に接触するフランジ部25の逃げ部26cとチューブ本体10の垂直端面16も加熱される。 In the above contact state, by pressing the head member 20 rotating about the center of the rotation shaft O and the tube body 10 with a predetermined pressing force, the inclined end surface 17 of the tube body 10 and the flange inclined surface 28 of the head member 20 are pressed. Friction heat is generated between the contact portion 26a and the contact portion 26a. The frictional heat softens the inclined end face 17 and the contact portion 26a. The heat transfer from the softened contact portion 26a also heats the non-contact portion 26b and the relief portion 26c that do not come into contact with the end surface 15. Further, as shown in FIG. 5, a part of the material of the contact portion 26a of the softened flange portion 25 and the inclined end surface 17 of the tube body 10 flows to the fitting clearance FC and the facing clearance OC. Therefore, the non-contact portion 26b of the flange portion 25 that comes into contact with the material flowing through the fitting clearance FC, the cylindrical outer peripheral surface 22 of the protruding portion 21, and the first cylindrical inner peripheral surface 12 of the tube body 10 are also heated. Further, the relief portion 26c of the flange portion 25 in contact with the material flowing in the facing clearance OC and the vertical end surface 16 of the tube body 10 are also heated.

(3)フランジ部25における非当接部26b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26b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き、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の回転を制御する。 (3) The rotation of the head member 20 is stopped when the non-contact portion 26b of the flange portion 25 is heated until it is sufficiently softened. Specifically, the amount of movement or pressing time of the tube body 10 due to pressing until the non-contact portion 26b softens is determined in advance by an experiment or the like, and when the amount of movement or pressing time is reached, the head member 20 Control rotation.

(4)ヘッド部材20の回転を停止させると、チューブ本体10を所定量だけチューブ本体10へ向けて移動させるように、チューブ本体10をさらに大きな押し付け力でヘッド部材20側に押し付ける。これにより、加熱された高温部が、外周側及び内周側に塑性流動する。内周側に塑性流動した流動材料は、チューブ本体10の内周面と突出部21の外周面との間の嵌合クリアランスFCに導かれ、突出部21の根元側から嵌合クリアランスFCを充填する。 (4) When the rotation of the head member 20 is stopped, the tube body 10 is pressed against the head member 20 with a larger pressing force so as to move the tube body 10 toward the tube body 10 by a predetermined amount. As a result, the heated high-temperature portion plastically flows to the outer peripheral side and the inner peripheral side. The fluid material plastically flowed to the inner peripheral side is guided to the fitting clearance FC between the inner peripheral surface of the tube body 10 and the outer peripheral surface of the protruding portion 21, and fills the fitting clearance FC from the root side of the protruding portion 21. do.

ここで、図5中の二点鎖線は、チューブ本体10とヘッド部材20との相対回転を停止して両者を近接させた際のヘッド部材20を示すものである。上述のように、傾斜内周面13は、チューブ本体10の端面15に向かうにつれ内径が小さくなる形状である。このため、回転軸Oに沿ってヘッド部材20をチューブ本体10に向けて移動させると、図5に示すように、傾斜内周面13と外周傾斜面との間の第3クリアランスFC3は、移動に伴い小さくなる。具体的には、第3クリアランスFC3の大きさは、隙間量t1から隙間量t2へと小さくなる。 Here, the two-dot chain line in FIG. 5 indicates the head member 20 when the relative rotation between the tube main body 10 and the head member 20 is stopped and the two are brought close to each other. As described above, the inclined inner peripheral surface 13 has a shape in which the inner diameter becomes smaller toward the end surface 15 of the tube main body 10. Therefore, when the head member 20 is moved toward the tube body 10 along the rotation axis O, the third clearance FC3 between the inclined inner peripheral surface 13 and the outer peripheral inclined surface moves as shown in FIG. It becomes smaller with. Specifically, the size of the third clearance FC3 decreases from the gap amount t1 to the gap amount t2.

上記(4)の工程において、内周側に塑性流動する材料は、軸方向において傾斜内周面13の範囲内まで、嵌合クリアランスFC(第3クリアランスFC3)を充填する。言い換えれば、図6に示すように、内周側に塑性流動した材料の先端部Tが、傾斜内周面13の径方向の内側に設けられ傾斜内周面13の軸方向範囲内に位置するように、チューブ本体10の軸方向の移動量が設定される。 In the step (4) above, the material that plastically flows to the inner peripheral side is filled with the fitting clearance FC (third clearance FC3) up to the range of the inclined inner peripheral surface 13 in the axial direction. In other words, as shown in FIG. 6, the tip portion T of the material plastically flowed to the inner peripheral side is provided inside the inclined inner peripheral surface 13 in the radial direction and is located within the axial range of the inclined inner peripheral surface 13. As described above, the amount of movement of the tube body 10 in the axial direction is set.

外周側に塑性流動した流動材料は、対向クリアランスOCに導かれ、当接部26aから径方向外側へ向けて流動して対向クリアランスOCを充填する。さらに、外周側に塑性流動した材料は、チューブ本体10の外周へバリBとして排出される(図6参照)。 The fluid material that has plastically flowed to the outer peripheral side is guided to the facing clearance OC and flows outward from the contact portion 26a in the radial direction to fill the facing clearance OC. Further, the material plastically flowed to the outer peripheral side is discharged as a burr B to the outer periphery of the tube body 10 (see FIG. 6).

(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の端面15とヘッド部材20のフランジ部25の端面26との相互拡散を促進させ、両者の接合が完了する(図6参照)。ヘッド部材20では、チューブ本体10の端面15が当接する当接部26aが摩擦熱により軟化すると共に、非当接部26b及び逃げ部26cも加熱されて軟化する。よって、図6に示すように、ヘッド部材20は、当接部26aに加えて非当接部26b及び逃げ部26cにおいてもチューブ本体10に接合される。なお、図6中の破線は、チューブ本体10とヘッド部材20との接合界面を示すものである。 (5) Finally, by holding the pressed state of (4) above for a predetermined time, mutual diffusion between the end surface 15 of the tube body 10 that has been heated and softened and the end surface 26 of the flange portion 25 of the head member 20 is promoted. , The joining of both is completed (see FIG. 6). In the head member 20, the contact portion 26a with which the end surface 15 of the tube body 10 abuts is softened by frictional heat, and the non-contact portion 26b and the relief portion 26c are also heated and softened. Therefore, as shown in FIG. 6, the head member 20 is joined to the tube main body 10 not only at the contact portion 26a but also at the non-contact portion 26b and the relief portion 26c. The broken line in FIG. 6 indicates the bonding interface between the tube body 10 and the head member 20.

また、上記(2)において、当接部26a及び非当接部26b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の外周面との間の嵌合クリアランスFCに導かれる。嵌合クリアランスFCへ流動した材料と突出部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、フランジ部25の端面26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。 Further, in the above (2), the material softened by the contact portion 26a and the non-contact portion 26b partially forms a fitting clearance FC between the inner peripheral surface of the tube body 10 and the outer peripheral surface of the protruding portion 21. Be guided. A part of the outer peripheral surface of the protruding portion 21 is also heated by the frictional heat generated between the material flowing to the fitting clearance FC and the outer peripheral surface of the protruding portion 21. Therefore, a part of the outer peripheral surface of the protruding portion 21 heated and softened by frictional heat is also joined to the inner peripheral surface of the tube body 10. As described above, in the present embodiment, the flange portion 25 is joined to the tube main body 10 over the entire end surface 26, and the joining interface shown by the broken line in FIG. 6 has a diameter from the root portion of the protruding portion 21 to the outer peripheral surface of the tube main body 10. It is configured to extend outward in the direction.

以上のような接合工程により、チューブ本体10とヘッド部材20との接合が行われる。 By the joining process as described above, the tube main body 10 and the head member 20 are joined.

なお、上記(4)の第2接合工程においては、チューブ本体10とヘッド部材20との相対回転を停止させて互いに押し付ける構成に限られず、上記(2)の第1接合工程における相対回転速度(具体的には、ヘッド部材20の回転数)よりも低い相対回転速度によってチューブ本体10とヘッド部材20とを互いに押し付けてもよい。別の観点からいえば、本実施形態における接合体の製造方法の摩擦圧接は、いわゆるブレーキ式であってもよいし、フライホイール式であってもよい。特許請求の範囲における「前記第1部材と前記第2部材との相対回転速度が前記第1接合工程よりも低い状態」とは、相対回転速度がゼロよりも大きく第1接合工程における相対回転速度よりも低い状態のみならず、相対回転速度がゼロの状態(つまり、相対回転を停止させた状態)も含む意味である。 The second joining step of the above (4) is not limited to the configuration in which the relative rotation of the tube body 10 and the head member 20 is stopped and pressed against each other, and the relative rotation speed in the first joining step of the above (2) (2). Specifically, the tube body 10 and the head member 20 may be pressed against each other at a relative rotation speed lower than the rotation speed of the head member 20). From another point of view, the friction welding of the method for manufacturing a joined body in the present embodiment may be a so-called brake type or a flywheel type. In the scope of the patent claim, "a state in which the relative rotation speed between the first member and the second member is lower than that in the first joining step" means that the relative rotation speed is larger than zero and the relative rotation speed in the first joining step. It means that not only the state where the relative rotation speed is lower than the state where the relative rotation speed is zero (that is, the state where the relative rotation is stopped) is included.

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B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Bの存在が問題ないような場合には、バリBの切除を行わず、シリンダチューブ100の外周側にバリBが残っていてもよい。 The burr B discharged to the outer peripheral side of the joint surface between the tube body 10 and the head member 20 is cut off after the joining is completed, and the outer periphery of the tube body 10 and the head member 20 is processed into a smoothly continuous state. If there is no problem with the presence of the burr B, the burr B may remain on the outer peripheral side of the cylinder tube 100 without cutting the burr B.

嵌合クリアランスからシリンダチューブの内側空間にまで流動材料が流出すると、シリンダチューブの内周側にもバリが生じる。嵌合クリアランス内の流動材料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。 When the flowing material flows out from the fitting clearance to the inner space of the cylinder tube, burrs also occur on the inner peripheral side of the cylinder tube. In the process of cooling the fluid material in the mating clearance to become burrs, so-called oxide scale occurs. It is difficult to remove and clean burrs and oxide scales on the inner peripheral side of the cylinder tube. If the hydraulic oil is guided to the inside of the cylinder tube with such burrs on the inner peripheral side, the oxide scale may be mixed with the hydraulic oil, resulting in so-called contamination.

よって、本実施形態の接合工程においては、嵌合クリアランスFC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、塑性流動がコントロールされる。具体的には、流動材料の先端部Tが、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ように、流動材料がコントロールされる。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、嵌合クリアランスFCへ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。 Therefore, in the joining step of the present embodiment, the plastic flow is controlled so as not to flow out to the inner space of the cylinder tube 100 while filling the fitting clearance FC. Specifically, the fluid material is controlled so that the tip portion T of the fluid material projects from the end surface of the projecting portion 21 to the left side in FIG. 6 and does not become a burr. This makes it possible to more effectively prevent the occurrence of contamination in the hydraulic oil. In other words, in the manufacturing method according to the present embodiment, by controlling the plastic flow to the fitting clearance FC, it is possible to suppress burrs generated on the inner peripheral side of the cylinder tube 100.

また、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。 Further, after the completion of the joining process, a quality inspection is performed on the friction welding portion between the tube body 10 and the head member 20 by a non-destructive test such as ultrasonic flaw detection. By such a quality inspection, it is possible to detect a defect in joining at the friction welding portion.

次に、本実施形態に係る接合体の製造方法の作用について説明する。 Next, the operation of the method for manufacturing a bonded body according to the present embodiment will be described.

本実施形態では、チューブ本体10は、チューブ本体10の端面15に向かうにつれ内径が小さくなる傾斜内周面13を有し、嵌合クリアランスFCに充填される流動材料の先端部Tは、傾斜内周面13の軸方向の範囲内に位置する。上記工程(5)において、回転軸Oに沿ってヘッド部材20をチューブ本体10に向けて移動させると、傾斜内周面13と外周傾斜面との間の第3クリアランスFC3は、移動に伴い小さくなる(図5参照)。つまり、当接状態における第3クリアランスFC3(図5中実線、隙間量t1)は相対的に大きく、接合完了時における第3クリアランスFC3(図5中二点鎖線、隙間量t2)は相対的に小さい。よって、当接状態において第3クリアランスFC3を比較的大きく設定することができ、傾斜内周面13への傾斜外周面23の意図しない接触を抑制することができる。また、接合完了時に第3クリアランスFC3が相対的に小さく設定されることにより、第3クリアランスFC3に充填される流動材料(バリ)が空気に触れる表面積が小さくなるため、バリによってチューブ本体10(シリンダチューブ100)の内部に生じる酸化スケールの発生を抑制することができる。このように、当接状態においては第3クリアランスFC3が相対的に大きく、接合完了時には第3クリアランスFC3が小さくなる構成であるため、接合不良と酸化スケールの発生とを同時に抑制することができる。 In the present embodiment, the tube body 10 has an inclined inner peripheral surface 13 whose inner diameter decreases toward the end surface 15 of the tube body 10, and the tip portion T of the fluidized material filled in the fitting clearance FC is inside the inclined surface. It is located within the axial range of the peripheral surface 13. In the above step (5), when the head member 20 is moved toward the tube body 10 along the rotation axis O, the third clearance FC3 between the inclined inner peripheral surface 13 and the outer peripheral inclined surface becomes smaller as it moves. (See Fig. 5). That is, the third clearance FC3 (solid line in FIG. 5, gap amount t1) in the contact state is relatively large, and the third clearance FC3 (two-dot chain line in FIG. 5, gap amount t2) at the completion of joining is relatively large. small. Therefore, the third clearance FC3 can be set relatively large in the contact state, and unintended contact of the inclined outer peripheral surface 23 with the inclined inner peripheral surface 13 can be suppressed. Further, since the third clearance FC3 is set to be relatively small when the joining is completed, the surface area where the fluid material (burr) filled in the third clearance FC3 comes into contact with air becomes smaller, so that the tube body 10 (cylinder) is affected by the burrs. It is possible to suppress the generation of oxidation scale generated inside the tube 100). As described above, since the third clearance FC3 is relatively large in the contact state and the third clearance FC3 is small when the joining is completed, it is possible to suppress the joining failure and the generation of the oxidation scale at the same time.

また、摩擦圧接による接合においては、ヘッド部材の加工精度や、ヘッド部材と回転軸との芯ずれなどに起因して、ヘッド部材の突出部が回転軸に対して偏心して回転し、回転軸に対する突出部の振れが生じることがある。突出部の振れが生じると、チューブ本体の貫通孔の内周面とヘッド部材の突出部とが意図せず局所的に接触するおそれがある。このような局所的な接触が生じると、接触箇所の母材が溶融し、意図しない箇所でチューブ本体とヘッド部材が接合する接合不良が生じるおそれがある。 Further, in the joining by friction welding, the protruding portion of the head member rotates eccentrically with respect to the rotating shaft due to the processing accuracy of the head member and the misalignment between the head member and the rotating shaft. Runout of the protrusion may occur. When the protrusion occurs, the inner peripheral surface of the through hole of the tube body and the protrusion of the head member may unintentionally come into local contact with each other. When such local contact occurs, the base material at the contact point may melt, resulting in poor joining where the tube body and the head member are joined at an unintended place.

これに対し、本実施形態では、嵌合クリアランスFCは、最も根元側にある第1クリアランスFC1が、最も小さくなるように構成される。このため、仮に、突出部21が回転軸Oに対して偏心した状態で回転軸O回りに回転して突出部21の振れが生じたとしても、根元側の円筒外周面22がチューブ本体10に接触するため、突出部21の先端側の傾斜外周面23がチューブ本体10に接触することが防止される。これにより、突出部21の先端側が意図せずチューブ本体10に接触して貫通孔11内にバリが生じることを抑制できる。また、円筒外周面22がチューブ本体10に接触することにより、それ以上の突出部21の振れが防止される。つまり、突出部21の根元側においてチューブ本体10の第1円筒内周面12と突出部21の円筒外周面22とで最小の嵌合クリアランスFC(第1クリアランスFC1)が形成されることにより、突出部21の振れは第1クリアランスFC1の大きさに抑制される。よって、接合不良をさらに抑制することができる。 On the other hand, in the present embodiment, the fitting clearance FC is configured so that the first clearance FC1 on the most root side is the smallest. Therefore, even if the protruding portion 21 rotates around the rotating shaft O in a state of being eccentric with respect to the rotating shaft O and the protruding portion 21 swings, the cylindrical outer peripheral surface 22 on the root side is attached to the tube body 10. Since they come into contact with each other, the inclined outer peripheral surface 23 on the tip end side of the protrusion 21 is prevented from coming into contact with the tube body 10. As a result, it is possible to prevent the tip end side of the protruding portion 21 from unintentionally contacting the tube body 10 and causing burrs in the through hole 11. Further, when the outer peripheral surface 22 of the cylinder comes into contact with the tube main body 10, further runout of the protruding portion 21 is prevented. That is, the minimum fitting clearance FC (first clearance FC1) is formed between the inner peripheral surface 12 of the first cylinder of the tube body 10 and the outer peripheral surface 22 of the cylinder of the protruding portion 21 on the root side of the protruding portion 21. The runout of the protrusion 21 is suppressed to the size of the first clearance FC1. Therefore, poor joining can be further suppressed.

また、本実施形態では、チューブ本体10の端面15とフランジ部25の端面26は、径方向内側の傾斜端面17とフランジ傾斜面28とにおいて当接すると共に、径方向外側の垂直端面16とフランジ垂直面27とは接触せずに対向クリアランスOCを形成する。これにより、摩擦圧接の初期においては相対的に径方向内側の領域において摩擦熱が発生し、その後に径方向外側の領域において摩擦熱が発生する。このように、摩擦熱が径方向内側から外側に向けて順次発生するように制御できるため、流動材料を径方向外側に向けて流動させやすくなる。別の観点からいえば、径方向の外側に対向クリアランスOCが設けられることにより、初期に当接するチューブ本体10の傾斜端面17とフランジ部25のフランジ傾斜面28との間で溶融した流動材料が、対向クリアランスOCへ向けて径方向外側に流れやすい。このようにして、摩擦圧接で生じるバリを制御することができ、接合体の接合品質を向上させることができる。 Further, in the present embodiment, the end surface 15 of the tube body 10 and the end surface 26 of the flange portion 25 abut on the inclined end surface 17 on the inner side in the radial direction and the inclined end surface 28 on the flange portion 28, and the vertical end surface 16 on the outer side in the radial direction and the flange are perpendicular to each other. The facing clearance OC is formed without contacting the surface 27. As a result, in the initial stage of friction welding, frictional heat is generated in a region relatively inner in the radial direction, and then frictional heat is generated in a region outside in the radial direction. In this way, since the frictional heat can be controlled to be sequentially generated from the inner side in the radial direction to the outer side in the radial direction, it becomes easy to flow the fluid material toward the outer side in the radial direction. From another point of view, by providing the facing clearance OC on the outer side in the radial direction, the fluid material melted between the inclined end surface 17 of the tube body 10 and the flange inclined surface 28 of the flange portion 25 that initially abut is formed. , It is easy to flow outward in the radial direction toward the facing clearance OC. In this way, burrs generated by friction welding can be controlled, and the joining quality of the joined body can be improved.

また、本実施形態では、フランジ部25の端面26は、フランジ傾斜面28によって突出部21の外周面の円筒外周面22に連続する。このため、フランジ部25と突出部21との接続部分に直角の角部が形成されない。直角の角部は流動材料が充填されにくいため、直角の角部が形成されない構成とすることで、チューブ本体10の傾斜端面17とフランジ部25の当接部26aとの間からの流動材料が嵌合クリアランスFCに充足されやすい。これにより、流動材料の制御が容易となり、接合体の品質を向上させることができる。 Further, in the present embodiment, the end surface 26 of the flange portion 25 is continuous with the cylindrical outer peripheral surface 22 of the outer peripheral surface of the protruding portion 21 by the flange inclined surface 28. Therefore, a right-angled corner portion is not formed at the connecting portion between the flange portion 25 and the protruding portion 21. Since it is difficult to fill the right-angled corners with the flowing material, the flow material from between the inclined end surface 17 of the tube body 10 and the abutting portion 26a of the flange portion 25 is configured so that the right-angled corners are not formed. It is easy to be satisfied with the fitting clearance FC. This facilitates the control of the fluid material and can improve the quality of the bonded body.

また、本実施形態によれば、チューブ本体10に当接する当接部26aに加え、非当接部26bを加熱して軟化させることにより、非当接部26bもチューブ本体10に接合される。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25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、接合前の嵌合クリアランスFC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、接合前の嵌合クリアランスFC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。 Further, according to the present embodiment, in addition to the contact portion 26a that abuts on the tube body 10, the non-contact portion 26b is also joined to the tube body 10 by heating and softening the non-contact portion 26b. As a result, the cylinder tube 100 is formed so that the joint interface between the head member 20 and the tube main body 10 extends from the root portion of the protruding portion 21 of the head member 20 to the flange portion 25 and the outer peripheral surface of the tube main body 10. Therefore, the fitting clearance FC before joining does not remain, and the joining portion between the tube body 10 and the head member 20 has a solid structure. Therefore, it is possible to prevent the fitting clearance FC before joining from being recognized as a defect in the non-destructive test, and it is possible to easily perform a quality inspection by the non-destructive test.

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。 Next, a modification of the present embodiment will be described. The following modifications are also within the scope of the present invention, and the following modifications can be combined with each configuration of the above embodiment, or the following modifications can be combined with each other. Further, the modified example described in the description of the above embodiment can also be arbitrarily combined with other modified examples.

以下、図7~図9を参照して、チューブ本体10の貫通孔11の内周面と突出部21の外周面に関する変形例について説明する。 Hereinafter, deformation examples of the inner peripheral surface of the through hole 11 of the tube body 10 and the outer peripheral surface of the protruding portion 21 will be described with reference to FIGS. 7 to 9.

上記実施形態では、チューブ本体10の内周面は、接合面である端面15に連続する第1円筒内周面12と、第1円筒面に連続する傾斜内周面13と、傾斜内周面13に連続する第2円筒面と、を有する。突出部21の外周面は、フランジ部25の端面26に連続する円筒外周面22と、円筒外周面22に連続する傾斜外周面23と、を有する。これに対し、チューブ本体10の内周面と突出部21の外周面とは、上記工程(4)において、チューブ本体10をヘッド部材20に向けて移動させるのに伴い、嵌合クリアランスFCが小さくなるように構成される限り、任意の構成とすることができる。つまり、チューブ本体10をヘッド部材20に向けて移動させるのに伴い、嵌合クリアランスFCが小さくなるように構成される限り、接合不良の抑制と酸化スケールの発生とを同時に抑制するという効果を発揮することができる。 In the above embodiment, the inner peripheral surface of the tube body 10 has a first cylindrical inner peripheral surface 12 continuous with the end surface 15 which is a joint surface, an inclined inner peripheral surface 13 continuous with the first cylindrical surface, and an inclined inner peripheral surface. It has a second cylindrical surface continuous with 13. The outer peripheral surface of the protruding portion 21 has a cylindrical outer peripheral surface 22 continuous with the end surface 26 of the flange portion 25, and an inclined outer peripheral surface 23 continuous with the cylindrical outer peripheral surface 22. On the other hand, the inner peripheral surface of the tube body 10 and the outer peripheral surface of the protruding portion 21 have a smaller fitting clearance FC as the tube body 10 is moved toward the head member 20 in the above step (4). Any configuration can be used as long as it is configured to be. That is, as long as the tube body 10 is moved toward the head member 20 and the fitting clearance FC is configured to be small, the effect of suppressing the bonding failure and the generation of the oxide scale at the same time is exhibited. can do.

具体的には、チューブ本体10に傾斜内周面13が設けられ、先端部Tが傾斜内周面13の軸方向範囲内に位置する流動材料によって傾斜内周面13と突出部21の外周面とが接合される構成であればよい。例えば、図7に示すように、突出部21の外周面は、傾斜外周面23を有していなくてもよい。図7に示す変形例では、突出部21の外周面は、外径が一様な円筒外周面22のみで構成される。反対に、図8に示すように、突出部21の外周面は、円筒外周面22を有していなくてもよい。図8に示す変形例では、突出部21の外周面は、先端に向かうにつれて外径が小さくなる傾斜外周面23のみで構成される。 Specifically, the tube main body 10 is provided with an inclined inner peripheral surface 13, and the tip portion T is an outer peripheral surface of the inclined inner peripheral surface 13 and the protruding portion 21 due to a fluid material located within the axial range of the inclined inner peripheral surface 13. Any configuration may be used as long as it is joined to and. For example, as shown in FIG. 7, the outer peripheral surface of the protrusion 21 does not have to have the inclined outer peripheral surface 23. In the modified example shown in FIG. 7, the outer peripheral surface of the protruding portion 21 is composed of only the cylindrical outer peripheral surface 22 having a uniform outer diameter. On the contrary, as shown in FIG. 8, the outer peripheral surface of the protrusion 21 does not have to have the cylindrical outer peripheral surface 22. In the modified example shown in FIG. 8, the outer peripheral surface of the protruding portion 21 is composed of only the inclined outer peripheral surface 23 whose outer diameter decreases toward the tip.

また、図9に示すように、チューブ本体10の内周面は、第1円筒内周面12を有していなくてもよい。図9に示す変形例では、傾斜内周面13が接合面である端面15(傾斜端面17)に連続する。 Further, as shown in FIG. 9, the inner peripheral surface of the tube body 10 does not have to have the inner peripheral surface 12 of the first cylinder. In the modified example shown in FIG. 9, the inclined inner peripheral surface 13 is continuous with the end surface 15 (inclined end surface 17) which is a joint surface.

また、図9に示すように、嵌合クリアランスFCは、根元側から先端側に向かうにつれ増加するものでなくてもよい。図9に示す変形例では、チューブ本体10の内周面では、傾斜内周面13が端面15に連続し、突出部21の外周面は、傾斜外周面23のみで構成される。この変形例では、傾斜内周面13の傾斜角は、傾斜外周面23の傾斜角よりも大きい。よって、嵌合クリアランスFCは、根元側から先端側に向かうにつれ減少する。この場合であっても、先端側で形成される嵌合クリアランスFCの最小クリアランスが、突出部21の振れを許容する(振れによって突出部21がチューブ本体10に接触しない)程度の大きさを有するように設定すれば、突出部21の振れに起因する意図しない突出部21とチューブ本体10との接触を抑制することができる。 Further, as shown in FIG. 9, the fitting clearance FC does not have to increase from the root side to the tip side. In the modified example shown in FIG. 9, on the inner peripheral surface of the tube body 10, the inclined inner peripheral surface 13 is continuous with the end surface 15, and the outer peripheral surface of the protruding portion 21 is composed of only the inclined outer peripheral surface 23. In this modification, the tilt angle of the tilted inner peripheral surface 13 is larger than the tilt angle of the tilted outer peripheral surface 23. Therefore, the fitting clearance FC decreases from the root side to the tip side. Even in this case, the minimum clearance of the fitting clearance FC formed on the tip side has a size that allows the protrusion 21 to run out (the protrusion 21 does not come into contact with the tube body 10 due to the runout). By setting the above, it is possible to suppress unintended contact between the protruding portion 21 and the tube body 10 due to the runout of the protruding portion 21.

以上のような図7~図9に示す変形例においても、チューブ本体10をヘッド部材20に向けて移動させるのに伴い、傾斜内周面13が形成する嵌合クリアランスFCが小さくなり、移動に伴って小さくなった嵌合クリアランスFCに流動材料の先端部Tが充填される、これにより、図7~図9に示す変形例においても、接合不良の抑制と酸化スケールの発生とを同時に抑制するという効果を奏する。 Also in the modified examples shown in FIGS. 7 to 9 as described above, as the tube main body 10 is moved toward the head member 20, the fitting clearance FC formed by the inclined inner peripheral surface 13 becomes smaller, and the movement becomes possible. The fitting clearance FC, which has become smaller as a result, is filled with the tip portion T of the fluid material, whereby even in the modified examples shown in FIGS. 7 to 9, the suppression of bonding defects and the generation of oxidation scale are suppressed at the same time. It plays the effect.

なお、図示は省略するが、傾斜内周面13及び傾斜外周面23は、それぞれ回転軸Oに対して傾斜するテーパ面(円錐面)に限らず、例えば曲面であってもよい。 Although not shown, the inclined inner peripheral surface 13 and the inclined outer peripheral surface 23 are not limited to tapered surfaces (conical surfaces) inclined with respect to the rotation axis O, and may be curved surfaces, for example.

また、突出部21の外周面に傾斜外周面23が設けられる場合、傾斜内周面13と傾斜外周面23とは、互いに対応する形状に形成されることが望ましいが、互いに対応する形状でなくてもよい。図9に示す変形例のように、傾斜内周面13と傾斜外周面23とがテーパ面として形成される場合、互いの傾斜角は、一致することが望ましいが、一致しなくてもよい。図9に示すように、傾斜内周面13が相対的に大きな傾斜角を有していてもよいし、図示は省略するが傾斜外周面23が相対的に大きな傾斜角を有していてもよい。 Further, when the inclined outer peripheral surface 23 is provided on the outer peripheral surface of the protruding portion 21, it is desirable that the inclined inner peripheral surface 13 and the inclined outer peripheral surface 23 are formed in a shape corresponding to each other, but the shape is not corresponding to each other. May be. When the inclined inner peripheral surface 13 and the inclined outer peripheral surface 23 are formed as tapered surfaces as in the modified example shown in FIG. 9, it is desirable that the inclination angles of the inclined inner peripheral surfaces 13 and the inclined outer peripheral surface 23 are the same, but they do not have to be the same. As shown in FIG. 9, the inclined inner peripheral surface 13 may have a relatively large inclination angle, or the inclined outer peripheral surface 23 may have a relatively large inclination angle, although not shown. good.

次に、図10及び図11を参照して、チューブ本体10の端面15(接合面)とヘッド部材20のフランジ部25の端面26(接合面)に関する変形例について説明する。 Next, with reference to FIGS. 10 and 11, a modified example of the end surface 15 (joint surface) of the tube body 10 and the end surface 26 (joint surface) of the flange portion 25 of the head member 20 will be described.

上記実施形態では、チューブ本体10の傾斜端面17とフランジ部25のフランジ傾斜面28とが当接し、チューブ本体10の垂直端面16とフランジ部25のフランジ垂直面27とによって対向クリアランスOCが形成される。言い換えれば、フランジ部25の当接部26aは、フランジ傾斜面28に設けられ、フランジ垂直面27が主として逃げ部26cを構成する。 In the above embodiment, the inclined end surface 17 of the tube body 10 and the flange inclined surface 28 of the flange portion 25 are in contact with each other, and a facing clearance OC is formed by the vertical end surface 16 of the tube body 10 and the flange vertical surface 27 of the flange portion 25. To. In other words, the contact portion 26a of the flange portion 25 is provided on the flange inclined surface 28, and the flange vertical surface 27 mainly constitutes the relief portion 26c.

これに対し、チューブ本体10の端面15とフランジ部25の端面26とが初期において相対的に径方向内側の領域で当接し、その後相対的に径方向外側の領域で当接するように構成される限り、上記構成に限られない。 On the other hand, the end surface 15 of the tube body 10 and the end surface 26 of the flange portion 25 are initially configured to abut in a relatively inner region in the radial direction, and then abut in a region relatively outer in the radial direction. As long as it is not limited to the above configuration.

例えば、図10及び図11に示すように、チューブ本体10の端面15は、傾斜端面17を有しておらず、フランジ部25の端面26はフランジ傾斜面28を有していなくてもよい。つまり、チューブ本体10とヘッド部材20とは、傾斜面同士で接触するものでなくてもよい。 For example, as shown in FIGS. 10 and 11, the end surface 15 of the tube body 10 does not have the inclined end surface 17, and the end surface 26 of the flange portion 25 does not have to have the flange inclined surface 28. That is, the tube body 10 and the head member 20 do not have to be in contact with each other on the inclined surfaces.

図10に示す変形例では、チューブ本体10の端面15は、回転軸Oに垂直な平坦面である垂直端面16のみによって構成される。フランジ部25の端面26は、突出部21の外周面に連続し回転軸Oに垂直なフランジ垂直面27と、フランジ垂直面27の径方向外側に設けられチューブ本体10の端面15から離間するように回転軸O方向に延びる外側傾斜面27aと、を有する。当接状態では、チューブ本体10の垂直端面16とフランジ部25のフランジ垂直面27とが当接し、フランジ部25の外側傾斜面27aは、チューブ本体10の垂直端面16との間に対向クリアランスOCを形成する。つまり、図10の変形例では、外側傾斜面27aが逃げ部26cを構成する。 In the modified example shown in FIG. 10, the end surface 15 of the tube body 10 is composed of only the vertical end surface 16 which is a flat surface perpendicular to the rotation axis O. The end surface 26 of the flange portion 25 is provided on the radial outer side of the flange vertical surface 27 and is separated from the end surface 15 of the tube body 10 which is continuous with the outer peripheral surface of the protruding portion 21 and is perpendicular to the rotation axis O. Has an outer inclined surface 27a extending in the rotation axis O direction. In the abutting state, the vertical end surface 16 of the tube body 10 and the flange vertical surface 27 of the flange portion 25 are in contact with each other, and the outer inclined surface 27a of the flange portion 25 is opposed to the vertical end surface 16 of the tube body 10 in the facing clearance OC. To form. That is, in the modified example of FIG. 10, the outer inclined surface 27a constitutes the relief portion 26c.

また、図11に示す変形例では、チューブ本体10の端面15は、貫通孔11の内周面(図11では第1円筒内周面12)に連続し回転軸Oに垂直な垂直端面16と、垂直端面16の径方向外側に設けられフランジ部25の端面26から離間するように回転軸O方向に延びる外側傾斜端面16aと、を有する。フランジ部25の端面26は、回転軸Oに垂直なフランジ垂直面27のみによって構成される。当接状態では、チューブ本体10の垂直端面16とフランジ部25の垂直端面16における径方向内側の一部とが当接し、フランジ部25の垂直端面16における径方向外側の一部が、チューブ本体10の外側傾斜端面16aとの間に対向クリアランスOCを形成する。つまり、図11の変形例では、フランジ垂直面27の径方向外側の一部であって、チューブ本体10の外側傾斜端面16aに対向する部分が逃げ部26cを構成する。 Further, in the modified example shown in FIG. 11, the end surface 15 of the tube body 10 is a vertical end surface 16 that is continuous with the inner peripheral surface of the through hole 11 (the inner peripheral surface 12 of the first cylinder in FIG. 11) and is perpendicular to the rotation axis O. It has an outer inclined end surface 16a provided on the radial outer side of the vertical end surface 16 and extending in the rotation axis O direction so as to be separated from the end surface 26 of the flange portion 25. The end surface 26 of the flange portion 25 is composed of only the flange vertical surface 27 perpendicular to the rotation axis O. In the abutting state, the vertical end surface 16 of the tube body 10 and a part of the radial inner side of the vertical end surface 16 of the flange portion 25 are in contact with each other, and a part of the radial outer side of the vertical end surface 16 of the flange portion 25 is the tube main body. A facing clearance OC is formed with the outer inclined end surface 16a of 10. That is, in the modified example of FIG. 11, a portion of the flange vertical surface 27 on the outer side in the radial direction, which faces the outer inclined end surface 16a of the tube main body 10, constitutes the relief portion 26c.

図10及び図11に示す変形例においても、チューブ本体10の端面15とフランジ部25の端面26とは、相対的に径方向の内側にある領域において初期に当接し、相対的に径方向の外側の領域がその後に当接する。よって、図10及び図11に示す変形例においても、バリBを径方向外側に流動するように制御することができる。 Also in the modified examples shown in FIGS. 10 and 11, the end surface 15 of the tube body 10 and the end surface 26 of the flange portion 25 initially abut in a region relatively inside in the radial direction, and are relatively radially in contact with each other. The outer area then abuts. Therefore, even in the modified examples shown in FIGS. 10 and 11, the burr B can be controlled to flow outward in the radial direction.

また、図10及び図11に示す変形例では、チューブ本体10とヘッド部材20とは、押し付け方向(回転軸O方向)に垂直な平面において互いに当接する。これにより、摩擦圧接におけるチューブ本体10とヘッド部材20との回転軸Oに沿った相対移動量を制御しやすく、回転軸Oに沿った接合体の長さの寸法精度を良好にすることができる。 Further, in the modified examples shown in FIGS. 10 and 11, the tube body 10 and the head member 20 abut on each other in a plane perpendicular to the pressing direction (rotation axis O direction). As a result, it is easy to control the relative movement amount of the tube body 10 and the head member 20 along the rotation axis O in friction welding, and the dimensional accuracy of the length of the joined body along the rotation axis O can be improved. ..

なお、図10に示す変形例と図11に示す変形例とを組み合わせて、チューブ本体10の端面15に外側傾斜端面16aを設け、フランジ部25の端面26に外側フランジ傾斜面28aを設けて、外側傾斜端面16aと外側フランジ傾斜面28aとによって対向クリアランスOCを形成してもよい。 In addition, by combining the modification shown in FIG. 10 and the modification shown in FIG. 11, the outer inclined end surface 16a is provided on the end surface 15 of the tube main body 10, and the outer flange inclined surface 28a is provided on the end surface 26 of the flange portion 25. The facing clearance OC may be formed by the outer inclined end surface 16a and the outer flange inclined surface 28a.

次に、上記以外の変形例について説明する。 Next, a modification other than the above will be described.

上記実施形態では、接合体は、チューブ本体10とヘッド部材20とを接合させるシリンダチューブである。これに対し、接合体は、シリンダチューブに限られず、例えばピストンロッド101でもよい。 In the above embodiment, the joint body is a cylinder tube for joining the tube main body 10 and the head member 20. On the other hand, the joint is not limited to the cylinder tube, and may be, for example, a piston rod 101.

接合体がピストンロッド101である場合には、図12に示すように、ピストンロッド101は、第1部材としてのロッド本体30と、それぞれ第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。 When the joint body is a piston rod 101, as shown in FIG. 12, the piston rod 101 includes a rod main body 30 as a first member, a screw member 40 as a second member, and a rod head 50, respectively. Is manufactured by joining by friction welding.

ロッド本体30には、軸方向の両端面15に開口する中空部としての貫通孔30Aが形成される。詳細な図示は省略するが、貫通孔11の両端部には、それぞれ上記実施形態と同様の傾斜内周面13が設けられる。また、ロッド本体30の両端面31A、31Bは、それぞれ上記実施形態におけるチューブ本体10の端面15と同様に構成される。 The rod body 30 is formed with a through hole 30A as a hollow portion that opens in both end faces 15 in the axial direction. Although detailed illustration is omitted, inclined inner peripheral surfaces 13 similar to those in the above embodiment are provided at both ends of the through hole 11. Further, both end faces 31A and 31B of the rod body 30 are configured in the same manner as the end faces 15 of the tube body 10 in the above embodiment, respectively.

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る。 The screw member 40 has a protruding portion 41 formed so as to fit into the through hole 30A of the rod main body 30, and a flange portion 42 provided from the protruding portion 41 toward the outside in the radial direction. The flange portion 42 is provided with a boss portion 44 on the side opposite to the protruding portion 41 in the axial direction. A male screw is formed on the outer periphery of the boss portion 44, and the piston 2 is screwed to the boss portion 44. The outer diameter of the flange portion 42 is formed to be the same as the outer diameter of the rod body 30.

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る。 The rod head 50 has a protruding portion 51 formed so as to fit into the through hole 30A of the rod main body 30, and a flange portion 52 provided radially outward from the protruding portion 51. The flange portion 52 is provided with a mounting portion 101A on the side opposite to the protruding portion 51 in the axial direction. The outer diameter of the flange portion 52 is formed to be the same as the outer diameter of the rod body 30.

詳細な図示は省略するが、ねじ用部材40とロッドヘッド50のそれぞれの突出部41、51は、上記実施形態におけるヘッド部材20の突出部21と同様に構成される。また、ねじ用部材40とロッドヘッド50のそれぞれにおけるフランジ部42、52の端面43、53は、上記実施形態におけるヘッド部材20のフランジ部25の端面26と同様に構成される。 Although detailed illustration is omitted, the protruding portions 41 and 51 of the screw member 40 and the rod head 50 are configured in the same manner as the protruding portions 21 of the head member 20 in the above embodiment. Further, the end faces 43, 53 of the flange portions 42, 52 of the screw member 40 and the rod head 50, respectively, are configured in the same manner as the end faces 26 of the flange portion 25 of the head member 20 in the above embodiment.

よって、上記実施形態における接合体の製造方法と同様の構成により、ロッド本体30とねじ用部材40、及び、ロッド本体30とロッドヘッド50と接合することで、ピストンロッド101を製造することができる。 Therefore, the piston rod 101 can be manufactured by joining the rod main body 30 and the screw member 40, and the rod main body 30 and the rod head 50 by the same configuration as the method for manufacturing the joined body in the above embodiment. ..

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。 According to the above embodiment, the following effects are obtained.

本実施形態では、チューブ本体10は、チューブ本体10の端面15に向かうにつれ内径が小さくなる傾斜内周面13を有し、嵌合クリアランスFCに充填される流動材料の先端部Tは、傾斜内周面13の軸方向の範囲内に位置する。このため、チューブ本体10とヘッド部材20とを回転軸Oに沿って押し付けるのに伴い、突出部21の外周面と傾斜内周面13との間における嵌合クリアランスFCは、小さくなる。よって、当接状態においてチューブ本体10とヘッド部材20の突出部21とが意図せずに接触しないように嵌合クリアランスFCを比較的大きくしても、接合完了時には比較的小さい嵌合クリアランスFCに流動材料が充填された状態となる。これにより、嵌合クリアランスFCに充填される流動材料の空気に触れる表面積が抑制され、酸化スケールの発生が抑制される。したがって、本実施形態に係る接合体の製造方法では、酸化スケールの発生と接合不良を抑制することができる。 In the present embodiment, the tube body 10 has an inclined inner peripheral surface 13 whose inner diameter decreases toward the end surface 15 of the tube body 10, and the tip portion T of the fluidized material filled in the fitting clearance FC is inside the inclined surface. It is located within the axial range of the peripheral surface 13. Therefore, as the tube body 10 and the head member 20 are pressed along the rotation axis O, the fitting clearance FC between the outer peripheral surface of the protrusion 21 and the inclined inner peripheral surface 13 becomes smaller. Therefore, even if the fitting clearance FC is made relatively large so that the tube body 10 and the protruding portion 21 of the head member 20 do not unintentionally come into contact with each other in the contact state, the fitting clearance FC becomes relatively small when the joining is completed. The fluid material is filled. As a result, the surface area of the fluid material filled in the fitting clearance FC in contact with air is suppressed, and the generation of oxide scale is suppressed. Therefore, in the method for producing a bonded body according to the present embodiment, it is possible to suppress the generation of oxide scale and the bonding defect.

また、本実施形態では、嵌合クリアランスFCは、最も根元側にある第1クリアランスFC1が、最も小さくなるように構成される。このため、仮に、突出部21が回転軸Oに対して偏心した状態で回転軸O回りに回転して突出部21の振れが生じたとしても、根元側の円筒外周面22がチューブ本体10に接触するため、それ以上の突出部21の振れが防止されて、突出部21の先端側の外周傾斜面がチューブ本体10に接触することが防止される。よって、接合不良をさらに抑制することができる。 Further, in the present embodiment, the fitting clearance FC is configured so that the first clearance FC1 on the most root side is the smallest. Therefore, even if the protruding portion 21 rotates around the rotating shaft O in a state of being eccentric with respect to the rotating shaft O and the protruding portion 21 swings, the cylindrical outer peripheral surface 22 on the root side is attached to the tube body 10. Since they come into contact with each other, the protrusion 21 is prevented from further swinging, and the outer peripheral inclined surface on the tip end side of the protrusion 21 is prevented from coming into contact with the tube body 10. Therefore, poor joining can be further suppressed.

また、本実施形態では、チューブ本体10の端面15とフランジ部25の端面26は、径方向内側の傾斜端面17とフランジ傾斜面28とにおいて当接すると共に、径方向外側の垂直端面16とフランジ垂直面27とは接触せずに対向クリアランスOCを形成する。これにより、初期に当接するチューブ本体10の傾斜端面17とフランジ部25のフランジ傾斜面28との間で溶融した流動材料が、対向クリアランスOCへ向けて径方向外側に流れやすくなる。このようにして、摩擦圧接で生じるバリを制御することができ、接合体の品質を向上させることができる。 Further, in the present embodiment, the end surface 15 of the tube body 10 and the end surface 26 of the flange portion 25 abut on the inclined end surface 17 on the inner side in the radial direction and the inclined end surface 28 on the flange portion 28, and the vertical end surface 16 on the outer side in the radial direction and the flange are perpendicular to each other. The facing clearance OC is formed without contacting the surface 27. As a result, the flowable material melted between the inclined end surface 17 of the tube body 10 and the flange inclined surface 28 of the flange portion 25, which are initially in contact with each other, easily flows outward in the radial direction toward the facing clearance OC. In this way, burrs generated by friction welding can be controlled, and the quality of the bonded body can be improved.

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。 Hereinafter, the configurations, actions, and effects of the embodiments of the present invention will be collectively described.

端面15、31A、31Bに形成される中空部(貫通孔11、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11、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25、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、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)とを回転軸O回りに相対回転させると共に、第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)の端面15、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25、42、52とを当接させ、端面15、31A、31Bとフランジ部25、42、52との間に摩擦熱を発生させる第1接合工程と、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)との相対回転速度が第1接合工程よりも低い状態で、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)とを回転軸Oに沿って互いに近接する方向に相対移動させて、第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)の端面15、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25、42、52とを接合する第2接合工程と、を含み、第1工程では、フランジ部25、42、52における当接部26aと第1部材の端面15、31A、31Bとを当接させると共に、フランジ部25、42、52において当接部26aよりも径方向の外側に設けられ第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)の端面15、31A、31Bから離間する逃げ部26cと第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)の端面15との間に対向クリアランスOCを形成し、第2接合工程では、第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)の端面15、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25、42、52の当接部26aとの間から塑性流動する流動材料によって、対向クリアランスOCを充填して逃げ部26cを第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)の端面15、31A、31Bに接合する。 A first member (tube body 10, rod body 30) having hollow portions (through holes 11, 30A) formed in end faces 15, 31A, 31B, and a protruding portion fitted to the hollow portion (through holes 11, 30A). A second member (head member 20, screw member 40, rod head 50) having flange portions 25, 42, 52 provided radially outward from 21, 41, 51 and protruding portions 21, 41, 51, and A manufacturing method for manufacturing a joined body (cylinder tube 100, piston rod 101) by joining the first member (tube main body 10, rod main body 30) and the second member (head member 20, screw member 40, The rod head 50) is relatively rotated around the rotation axis O, and the end faces 15, 31A, 31B of the first member (tube body 10, rod body 30) and the second member (head member 20, screw member 40, rod) are rotated. The first joining step of bringing the flange portions 25, 42, 52 of the head 50) into contact with each other to generate frictional heat between the end faces 15, 31A, 31B and the flange portions 25, 42, 52, and the first member ( The first member (tube body 10, The rod body 30) and the second member (head member 20, screw member 40, rod head 50) are relatively moved along the rotation axis O in a direction close to each other, and the first member (tube body 10, rod body 50) is moved relative to each other. 30) includes a second joining step of joining the end faces 15, 31A, 31B and the flange portions 25, 42, 52 of the second member (head member 20, screw member 40, rod head 50). In the process, the contact portions 26a at the flange portions 25, 42, 52 and the end faces 15, 31A, 31B of the first member are brought into contact with each other, and the flange portions 25, 42, 52 are radially longer than the contact portions 26a. The relief portion 26c provided on the outside and separated from the end faces 15, 31A and 31B of the first member (tube body 10, rod body 30) and the end face 15 of the first member (tube body 10, rod body 30) face each other. A clearance OC is formed, and in the second joining step, the end faces 15, 31A, 31B of the first member (tube body 10, rod body 30) and the second member (head member 20, screw member 40, rod head 50) The facing clearance OC is filled with a fluid material that plastically flows from between the flange portions 25, 42, and 52 with the abutting portions 26a, and escapes. The girder portion 26c is joined to the end faces 15, 31A and 31B of the first member (tube main body 10, rod main body 30).

この構成では、フランジ部25、42、52の当接部26aが、第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)の端面15、31A、31Bに対して対向クリアランスOCを形成する逃げ部26cよりも径方向の内側に設けられる。よって、第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)の端面15、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)におけるフランジ部25、42、52の当接部26aとの間で溶融した材料は、第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)の端面15、31A、31Bと逃げ部26cとの間の対向クリアランスOCに向けて径方向外側へ流れやすくなる。したがって、接合体の製造において、摩擦圧接で生じるバリを制御できる。 In this configuration, the contact portion 26a of the flange portions 25, 42, 52 is from the relief portion 26c forming the facing clearance OC with respect to the end faces 15, 31A, 31B of the first member (tube body 10, rod body 30). Is also provided on the inside in the radial direction. Therefore, the end faces 15, 31A, 31B of the first member (tube body 10, rod body 30) and the flange portions 25, 42, 52 in the second member (head member 20, screw member 40, rod head 50) come into contact with each other. The material melted between the portions 26a easily flows outward in the radial direction toward the facing clearance OC between the end faces 15, 31A, 31B of the first member (tube body 10, rod body 30) and the relief portion 26c. Become. Therefore, in the manufacture of the bonded body, burrs generated by friction welding can be controlled.

また、本実施形態に係る接合体の製造方法では、フランジ部25、42、52は、突出部21、41、51の外周面に連続し、回転軸Oに対して傾斜して当接部26aが設けられるフランジ傾斜面28を有し、第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)の端面15、31A、31Bには、フランジ傾斜面28に対応した形状に形成され当接部26aに当接する傾斜端面17が設けられる。 Further, in the method for manufacturing a joined body according to the present embodiment, the flange portions 25, 42, 52 are continuous with the outer peripheral surfaces of the protruding portions 21, 41, 51, and are inclined with respect to the rotation axis O, and the contact portions 26a. The end faces 15, 31A and 31B of the first member (tube main body 10, rod main body 30) are formed in a shape corresponding to the flange inclined surface 28 and hit the contact portion 26a. An inclined end face 17 in contact is provided.

この構成では、フランジ部25、42、52は、回転軸Oに対して傾斜するフランジ傾斜面28によって突出部21に連続し、フランジ傾斜面28に当接部26aが設けられる。これにより、フランジ部25、42、52と突出部21、41、51の間に直角な角部が形成されないため、流動材料を制御しやすく、接合体の品質を向上させることができる。 In this configuration, the flange portions 25, 42, and 52 are continuous with the protruding portion 21 by the flange inclined surface 28 inclined with respect to the rotation axis O, and the contact portion 26a is provided on the flange inclined surface 28. As a result, right-angled corners are not formed between the flange portions 25, 42, 52 and the protrusions 21, 41, 51, so that the flowable material can be easily controlled and the quality of the bonded body can be improved.

また、本実施形態に係る接合体の製造方法では、フランジ部25、42、52は、当接部26aが設けられ、回転軸Oに垂直に形成されるフランジ垂直面27を有し、第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)の端面15、31A、31Bには、回転軸Oに垂直に形成され当接部26aに当接する垂直端面16が設けられ、フランジ部25、42、52の逃げ部26c及び当該逃げ部26cに対向する端面15、31A、31Bの一部の少なくとも一方は、他方から離間して対向クリアランスOCを形成するように回転軸Oに対して傾斜して形成される。 Further, in the method for manufacturing a joined body according to the present embodiment, the flange portions 25, 42, 52 have a contact portion 26a and have a flange vertical surface 27 formed perpendicular to the rotation axis O, and the first one. The end faces 15, 31A, and 31B of the members (tube body 10, rod body 30) are provided with vertical end faces 16 formed perpendicular to the rotation axis O and in contact with the contact portion 26a, and the flange portions 25, 42, 52 are provided with vertical end faces 16. At least one of the relief portion 26c and a part of the end faces 15, 31A, and 31B facing the relief portion 26c is formed so as to be inclined with respect to the rotation axis O so as to be separated from the other and form the facing clearance OC. ..

この構成では、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)とは、回転軸Oに垂直なフランジ垂直面27と垂直端面16において当接するため、回転軸Oに沿った第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)との相対移動量を制御しやすく、接合体の品質を向上させることができる。 In this configuration, the first member (tube body 10, rod body 30) and the second member (head member 20, screw member 40, rod head 50) are a flange vertical surface 27 perpendicular to the rotation axis O and a vertical end surface. In order to abut at 16, the relative movement amount between the first member (tube body 10, rod body 30) and the second member (head member 20, screw member 40, rod head 50) along the rotation axis O is controlled. It is easy and the quality of the joint can be improved.

また、本明細書には、以下の発明も含まれる。 The present specification also includes the following inventions.

端面15、31A、31Bに形成される中空部(貫通孔11、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11、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25、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11、30A)と突出部21とが嵌合クリアランスFCを持って嵌合した状態で第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)とを回転軸O回りに相対回転させ、第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)の端面15、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25、42、52とを当接させて、端面15とフランジ部25、42、52との間に摩擦熱を発生させる第1接合工程と、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)との相対回転速度が第1接合工程よりも低い状態で、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)とを回転軸Oに沿って互いに押し付けて第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)の端面15、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25、42、52とを接合する第2接合工程と、を含み、第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)は、(貫通孔11、30A)を形成する内周面であって、端面15から回転軸Oに沿って離れるにつれて内径が小さくなる傾斜内周面13を有し、第2接合工程では、第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)の端面15、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25、42、52から塑性流動する流動材料をその先端部Tが回転軸O方向における傾斜内周面13の範囲内に位置するまで突出部21、41、51の根元側から嵌合クリアランスFCに充填し、流動材料によって、嵌合クリアランスFCに面するフランジ部25、42、52の非当接部26bと第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)とを接合すると共に突出部21の外周面と第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)とを接合する。 A first member (tube body 10, rod body 30) having hollow portions (through holes 11, 30A) formed in end faces 15, 31A, 31B, and a protruding portion fitted to the hollow portion (through holes 11, 30A). A second member (head member 20, screw member 40, rod head 50) having flange portions 25, 42, 52 provided radially outward from 21, 41, 51 and protruding portions 21, 41, 51, and Is a manufacturing method for manufacturing a joined body (cylinder tube 100, piston rod 101) by joining the hollow portions (through holes 11, 30A) and the protruding portions 21 with a fitting clearance FC. The first member (tube body 10, rod body 30) and the second member (head member 20, screw member 40, rod head 50) are relatively rotated around the rotation axis O, and the first member (tube body 10, rod body 10) is rotated. The end faces 15, 31A, 31B of the rod body 30) and the flange portions 25, 42, 52 of the second member (head member 20, screw member 40, rod head 50) are brought into contact with each other, and the end face 15 and the flange portion 25 are brought into contact with each other. , 42, 52, the first joining step to generate frictional heat, the first member (tube body 10, rod body 30) and the second member (head member 20, screw member 40, rod head 50). The rotation shaft O of the first member (tube body 10, rod body 30) and the second member (head member 20, screw member 40, rod head 50) is in a state where the relative rotation speed of the above is lower than that of the first joining step. The flange portions 25, 42 of the end faces 15, 31A, 31B of the first member (tube body 10, rod body 30) and the second member (head member 20, screw member 40, rod head 50) are pressed against each other along the above. The first member (tube body 10, rod body 30) is an inner peripheral surface forming (through holes 11, 30A), including a second joining step of joining the 52, and is a rotation shaft from the end surface 15. It has an inclined inner peripheral surface 13 whose inner diameter decreases as it goes away along O, and in the second joining step, the end faces 15, 31A, 31B of the first member (tube body 10, rod body 30) and the second member (head). A fluid material that plastically flows from the flange portions 25, 42, and 52 of the member 20, the screw member 40, and the rod head 50) protrudes from the flange portions 25, 42, and 52 until the tip portion T is located within the range of the inclined inner peripheral surface 13 in the rotation axis O direction. The fitting clearance FC is filled from the root side of the portions 21, 41, 51, and the non-contact portion 26 of the flange portions 25, 42, 52 facing the fitting clearance FC is filled with a fluid material. b is joined to the first member (tube body 10, rod body 30), and the outer peripheral surface of the protrusion 21 is joined to the first member (tube body 10, rod body 30).

この構成では、第2接合工程において、流動材料は、その先端部Tが軸方向において第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)の傾斜内周面13の範囲内に位置するまで嵌合クリアランスに充填される。傾斜内周面13は、第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)の端面15、31A、31Bから回転軸Oに沿って離れるにつれ内径が小さくなる。このため、傾斜内周面13によって突出部21、41、51の外周面との間で形成される径方向の嵌合クリアランスFCは、第2接合工程において第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)とを回転軸Oに沿って押し付けるのに伴い小さくなる。よって、第1接合工程において第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)の突出部21、41、51と第2部材(ヘッド部材20、ねじ用部材40、ロッドヘッド50)とが意図せずに接触しないように第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)の突出部21との間の嵌合クリアランスFCを比較的大きくしても、第2接合工程では比較的小さくなった嵌合クリアランスFCに流動材料が充填される。よって、嵌合クリアランスFCに充填される流動材料の空気に触れる表面積が抑制され、酸化スケールの発生が抑制される。したがって、接合体の製造において酸化スケールの発生と接合不良が抑制される。 In this configuration, in the second joining step, the fluidized material has a fitting clearance until the tip portion T thereof is located within the range of the inclined inner peripheral surface 13 of the first member (tube body 10, rod body 30) in the axial direction. Is filled with. The inner diameter of the inclined inner peripheral surface 13 becomes smaller as it is separated from the end surfaces 15, 31A, 31B of the first member (tube body 10, rod body 30) along the rotation axis O. Therefore, the radial fitting clearance FC formed between the inclined inner peripheral surfaces 13 and the outer peripheral surfaces of the protrusions 21, 41, and 51 is provided with the first member (tube body 10, rod body) in the second joining step. 30) and the second member (head member 20, screw member 40, rod head 50) become smaller as they are pressed along the rotation axis O. Therefore, in the first joining step, the protruding portions 21, 41, 51 of the first member (tube body 10, rod body 30) and the second member (head member 20, screw member 40, rod head 50) are unintentionally The fitting clearance FC between the first member (tube body 10, rod body 30) and the protruding portion 21 of the second member (head member 20, screw member 40, rod head 50) is relatively set so as not to come into contact with the rod head 50. Even if the size is increased, the fluid material is filled in the fitting clearance FC which has become relatively small in the second joining step. Therefore, the surface area of the fluid material filled in the fitting clearance FC in contact with air is suppressed, and the generation of oxide scale is suppressed. Therefore, in the production of the bonded body, the generation of oxide scale and the bonding defect are suppressed.

また、本実施形態に係る接合体の製造方法では、突出部21、41、51は、回転軸Oに沿って外径が一様に形成される円筒外周面22と、円筒外周面22よりも突出部21、41、51の先端側に設けられ流動材料により中空部(貫通孔11、30A)の傾斜内周面13と接合される突出部21の外周面であって、フランジ部25から回転軸Oに沿って離れるにつれて外径が小さくなる傾斜外周面23と、を有し、第1部材(チューブ本体10、ロッド本体30)は、端面15に接続され回転軸Oに沿って内径が一様に形成される第1円筒内周面12をさらに有し、第1接合工程では、突出部21の傾斜外周面23が中空部(貫通孔11、30A)の傾斜内周面13の内側に収容され、中空部(貫通孔11、30A)の第1円筒内周面12と突出部21の円筒外周面22との間に生じる第1クリアランスFC1は、中空部(貫通孔11、30A)の傾斜内周面13と突出部21、41、51の傾斜外周面23との間に生じる第2クリアランスFC2よりも、小さくなるように構成される。 Further, in the method for manufacturing a joined body according to the present embodiment, the protruding portions 21, 41, and 51 have a cylindrical outer peripheral surface 22 having a uniform outer diameter along the axis of rotation O, and a cylindrical outer peripheral surface 22. It is an outer peripheral surface of the protruding portion 21 provided on the tip end side of the protruding portions 21, 41, 51 and joined to the inclined inner peripheral surface 13 of the hollow portion (through holes 11, 30A) by a fluid material, and rotates from the flange portion 25. It has an inclined outer peripheral surface 23 whose outer diameter becomes smaller as it is separated along the axis O, and the first member (tube body 10, rod body 30) is connected to the end surface 15 and has an inner diameter of one along the rotation axis O. Further having a first cylindrical inner peripheral surface 12 formed in the same manner, in the first joining step, the inclined outer peripheral surface 23 of the protruding portion 21 is inside the inclined inner peripheral surface 13 of the hollow portion (through holes 11, 30A). The first clearance FC1 that is accommodated and is generated between the inner peripheral surface 12 of the first cylinder of the hollow portion (through holes 11, 30A) and the outer peripheral surface 22 of the cylinder of the protruding portion 21 is the hollow portion (through holes 11, 30A). It is configured to be smaller than the second clearance FC2 generated between the inclined inner peripheral surface 13 and the inclined outer peripheral surface 23 of the protruding portions 21, 41, 51.

この構成では、突出部21、41、51の根元側で生じる第1クリアランスFC1が、第2クリアランスFC2よりも小さいため、突出部21、41、51の振れが生じたとしても、相対的に小さい第1クリアランスFC1を形成する第1円筒内周面12と円筒外周面22とが接触する。よって、突出部21、41、51の先端側にあるチューブ本体10の傾斜内周面13と突出部21の傾斜外周面23との接触が抑制され、突出部21の先端側における意図しない第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)の接触を抑制することができる。したがって、突出部21、41、51の先端側での意図しない第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)の接触により溶融した材料が、中空部(貫通孔11、30A)内にバリとして生じることを抑制できる。 In this configuration, the first clearance FC1 generated on the root side of the protrusions 21, 41, 51 is smaller than the second clearance FC2, so that even if the protrusions 21, 41, 51 are shaken, they are relatively small. The inner peripheral surface 12 of the first cylinder forming the first clearance FC1 and the outer peripheral surface 22 of the cylinder come into contact with each other. Therefore, the contact between the inclined inner peripheral surface 13 of the tube main body 10 on the distal end side of the protruding portions 21, 41, 51 and the inclined outer peripheral surface 23 of the protruding portion 21 is suppressed, and the unintended first on the distal end side of the protruding portion 21. Contact between the member (tube body 10, rod body 30) and the second member (head member 20, screw member 40, rod head 50) can be suppressed. Therefore, the protrusions 21, 41, and 51 are melted by unintended contact between the first member (tube body 10, rod body 30) and the second member (head member 20, screw member 40, rod head 50) on the tip end side. It is possible to prevent the resulting material from forming as burrs in the hollow portion (through holes 11, 30A).

また、本実施形態に係る接合体の製造方法では、傾斜内周面13は、回転軸Oに対して所定の角度で傾斜するテーパ面であり、傾斜外周面23は、傾斜内周面13と同じ角度で回転軸Oに対して傾斜するテーパ面である。 Further, in the method for manufacturing a joined body according to the present embodiment, the inclined inner peripheral surface 13 is a tapered surface inclined at a predetermined angle with respect to the rotation axis O, and the inclined outer peripheral surface 23 is an inclined inner peripheral surface 13. It is a tapered surface that is inclined with respect to the rotation axis O at the same angle.

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。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments are only a part of the application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiments. not.

10…チューブ本体(第1部材)、11…貫通孔(中空部)、12…第1円筒内周面(円筒内周面)、13…傾斜内周面、15…端面、16…垂直端面、17…傾斜端面、20…ヘッド部材(第2部材)、21…突出部、22…円筒外周面、23…傾斜外周面、25…フランジ部、26…端面、26a…当接部、26c…逃げ部、27…フランジ垂直面、28…フランジ傾斜面、30…ロッド本体(第1部材)、30A…貫通孔(中空部)、40…ねじ用部材(第2部材)41…突出部、42…フランジ部、43…端面、50…ロッドヘッド(第2部材)、51…突出部、52…フランジ部、100…シリンダチューブ(接合体)、101…ピストンロッド(接合体)、FC…嵌合クリアランス、FC1…第1クリアランス(根元側クリアランス)、FC3…第3クリアランス(先端側クリアランス)、OC…対向クリアランス、O…回転軸 10 ... Tube body (first member), 11 ... Through hole (hollow portion), 12 ... First cylinder inner peripheral surface (cylindrical inner peripheral surface), 13 ... Inclined inner peripheral surface, 15 ... End surface, 16 ... Vertical end surface, 17 ... Inclined end face, 20 ... Head member (second member), 21 ... Protruding portion, 22 ... Cylindrical outer peripheral surface, 23 ... Inclined outer peripheral surface, 25 ... Flange portion, 26 ... End surface, 26a ... Contact portion, 26c ... Escape Part, 27 ... Flange vertical surface, 28 ... Flange inclined surface, 30 ... Rod body (first member), 30A ... Through hole (hollow part), 40 ... Screw member (second member) 41 ... Protruding part, 42 ... Flange part, 43 ... end face, 50 ... rod head (second member), 51 ... protruding part, 52 ... flange part, 100 ... cylinder tube (joint body), 101 ... piston rod (joint body), FC ... fitting clearance , FC1 ... 1st clearance (root side clearance), FC3 ... 3rd clearance (tip side clearance), OC ... facing clearance, O ... rotating shaft

Claims (3)

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部材と前記第2部材とを回転軸回りに相対回転させると共に、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当接させ、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部材との相対回転速度が前記第1接合工程よりも低い状態で、前記第1部材と前記第2部材とを前記回転軸に沿って互いに近接する方向に相対移動させて、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接合する第2接合工程と、を含み、
前記第1接合工程では、前記第2部材における前記フランジ部の当接部と前記第1部材の前記端面とを当接させると共に、前記フランジ部において前記当接部よりも径方向の外側に設けられ前記第1部材の前記端面から離間する逃げ部と前記第1部材の前記端面との間に対向クリアランスを形成し、
前記第2接合工程では、前記第1部材の前記端面と前記第2部材における前記フランジ部の前記当接部との間から塑性流動する流動材料によって、前記対向クリアランスを充填して前記逃げ部と前記第1部材の前記端面とを接合することを特徴とする接合体の製造方法。
A first member having a hollow portion formed on an end face and a second member having a protruding portion fitted to the hollow portion and a flange portion provided radially outward from the protruding portion are joined and joined. It is a manufacturing method that manufactures the body.
The first member and the second member are rotated relative to each other around a rotation axis, and the end surface of the first member and the flange portion of the second member are brought into contact with each other so that the end surface and the flange portion are brought into contact with each other. The first joining process that generates frictional heat between them,
With the relative rotation speed of the first member and the second member lower than that of the first joining step, the first member and the second member move relative to each other along the rotation axis in a direction close to each other. A second joining step of joining the end face of the first member and the flange portion of the second member is included.
In the first joining step, the contact portion of the flange portion of the second member is brought into contact with the end surface of the first member, and the flange portion is provided on the outer side in the radial direction of the contact portion. A facing clearance is formed between the relief portion separated from the end surface of the first member and the end surface of the first member.
In the second joining step, the facing clearance is filled with a fluid material that plastically flows from between the end surface of the first member and the contact portion of the flange portion of the second member to form the relief portion. A method for manufacturing a bonded body, which comprises joining the end face of the first member.
前記フランジ部は、前記突出部の外周面に連続し、前記回転軸に対して傾斜して前記当接部が設けられるフランジ傾斜面を有し、
前記第1部材の前記端面には、前記フランジ傾斜面に対応した形状に形成され前記当接部に当接する傾斜端面が設けられることを特徴とする請求項1に記載の接合体の製造方法。
The flange portion has a flange inclined surface that is continuous with the outer peripheral surface of the protruding portion and is inclined with respect to the rotation axis to provide the contact portion.
The method for manufacturing a bonded body according to claim 1, wherein the end surface of the first member is provided with an inclined end surface formed in a shape corresponding to the flange inclined surface and in contact with the contact portion.
前記フランジ部は、前記当接部が設けられ、前記回転軸に垂直に形成されるフランジ垂直面を有し、
前記第1部材の前記端面には、前記回転軸に垂直に形成され前記当接部に当接する垂直端面が設けられ、
前記フランジ部の前記逃げ部及び当該逃げ部に対向する前記端面の一部の少なくとも一方は、他方から離間して前記対向クリアランスを形成するように前記回転軸に対して傾斜して形成されることを特徴とする請求項1に記載の接合体の製造方法。
The flange portion has a flange vertical surface provided with the contact portion and formed perpendicular to the rotation axis.
The end face of the first member is provided with a vertical end face formed perpendicular to the rotation axis and in contact with the contact portion.
At least one of the relief portion of the flange portion and a part of the end face facing the relief portion is formed so as to be inclined with respect to the rotation axis so as to be separated from the other and form the facing clearance. The method for manufacturing a bonded body according to claim 1.
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