(57)【要約】【課題】ピストンロッドとピストン機構との接合部の軸長を短くすることが可能な緩衝器の製造方法を提供する。【解決手段】ピストンロッド３とピストン機構１１との結合部２１にニッケル系アモルファス合金３７を設ける工程と、ピストンロッド３とピストン機構１１とを軸方向へ加圧した状態で結合部２１をパルス通電接合させる工程と、を含む製造方法により、ピストンロッド３とピストン機構１１とを接合させる。これにより、ねじを用いた従来の製造方法と比較して、結合部２１の軸長を短くすることができる。【選択図】図４
2020143711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体が封入されるシリンダと、
前記シリンダ内に挿入されて前記シリンダ内を２室に区画するピストン機構と、
一方の端部が前記ピストン機構に結合されて他方の端部が前記シリンダの外部へ延出されるピストンロッドと、
を備える緩衝器の製造方法であって、
前記ピストンロッドと前記ピストン機構との結合部にニッケル系アモルファス合金を設ける工程と、
前記ピストンロッドと前記ピストン機構とを軸方向へ加圧した状態で、前記結合部をパルス通電接合させる工程と、
を有することを特徴とする緩衝器の製造方法。
【請求項２】
前記ピストン機構に形成された凹部に、前記ピストンロッドの一方の端部に形成された凸部を圧入させる工程を有することを特徴とする請求項１に記載の緩衝器の製造方法。
【請求項３】
前記ピストン機構に形成された凸部を、前記ピストンロッドの一方の端部に形成された凹部に圧入させる工程を有することを特徴とする請求項１に記載の緩衝器の製造方法。
【請求項４】
前記ニッケル系アモルファス合金は、板状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の緩衝器の製造方法。
【請求項５】
前記ニッケル系アモルファス合金は、ペースト状であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の緩衝器の製造方法。
【請求項６】
前記ニッケル系アモルファス合金は、無電解ニッケルめっきにより前記結合部に形成された皮膜であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の緩衝器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンロッドがピストン機構に結合される緩衝器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ピストンロッドがピストン機構に結合された緩衝器が開示されている。当該緩衝器では、ピストンロッドの端部がピストン機構の凹部に嵌合され、ピストン機構のねじ部にはヨークが螺合されている。さらに、ピストンロッドには、ヨークの緩み止めのナットが螺合されている。
【０００３】
特許文献１に記載された緩衝器は、ピストンロッドとピストン機構との接合にヨーク及び緩み止めナットを用いるため結合部の軸長が長くなり、緩衝器の大型化（全長が長くなる）が問題となる。一方、プロジェクション溶接、レーザー溶接等の溶接を用いる接合の場合、溶接時に発生するスパッタがピストンロッドの摺動部に付着することが問題となる。また、溶接を選択した場合、難溶接材料である快削鋼を用いることが困難である。他方、摩擦圧接を用いる接合の場合、ピストンロッドをチャックすることによる、当該ピストンロッドの摺動部の傷が問題となる。
【０００４】
さらに、特許文献２に記載されたアモルファス拡散接合方法を用いる場合、当該接合方法では、アモルファス合金が溶融した段階で一方の被接合部材を固定し、他方の被接合部材を回転させながら両者を接合させるので、他方の被接合部材を回転させる装置が必要であり、設備の複雑化及び大型化が問題となる。また、摩擦圧接同様、他方の被接合部材をチャックすることによる、当該被接合部材の表面の傷（ピストンロッドの摺動部の傷）が問題になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−８９０４４号公報
【特許文献２】特開平４−３１９０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の課題は、ピストンロッドとピストン機構との結合部の軸長を短くすることが可能な緩衝器の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の緩衝器の製造方法は、作動流体が封入されるシリンダと、前記シリンダ内に挿入されて前記シリンダ内を２室に区画するピストン機構と、一方の端部が前記ピストン機構に結合されて他方の端部が前記シリンダの外部へ延出されるピストンロッドと、を備える緩衝器の製造方法であって、前記ピストンロッドと前記ピストン機構との結合部にニッケル系アモルファス合金を設ける工程と、前記ピストンロッドと前記ピストン機構とを軸方向へ加圧した状態で、前記結合部をパルス通電接合させる工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ピストンロッドとピストン機構との接合部の軸長を短くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る緩衝器における主要部の断面図である。
【図２】ピストンロッドとピストン機構とを結合させた状態を示す断面図である。
【図３】ピストンロッドとピストン機構とを結合させる前の状態を示す断面図である。
【図４】パルス通電接合工程の説明図である。
【図５】第２実施形態の説明図である。
【図６】第３実施形態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の第１実施形態を添付した図を参照して説明する。
図１は、第１実施形態の製造方法に係る緩衝器１の主要部の断面図である。便宜上、図１における上方向（上側）および下方向（下側）を、当該緩衝器１における上方向（上側）および下方向（下側）と称する。
【００１１】
図１に示されるように、緩衝器１は、作動流体が封入されるシリンダ２を有する。シリンダ２には、シリンダ２内をシリンダ上室２Ａとシリンダ下室２Ｂとに区画するピストン機構１１が挿入される。ピストン機構１１は、ピストンロッド３の下端部（一方の端部）が結合されるピストンケース１２を有する。ピストンロッド３の上端部（他方の端部）は、シリンダ２の外部へ延びる。
【００１２】
ピストン機構１１は、シリンダ２の内壁に摺動可能に当接されるピストン１３を有する。ピストン１３は、上端がシリンダ上室２Ａに開口する伸び側通路１４と、下端がシリンダ下室２Ｂに開口する縮み側通路１５と、を有する。ピストン１３の下端側には、伸び側通路１４における作動流体の流通を制御する伸び側減衰弁１６が設けられる。他方、ピストン１３の上端側には、縮み側通路１５における作動流体の流通を制御する縮み側減衰弁１７が設けられる。緩衝器１は、伸び側及び縮み側の減衰弁１６，１７の開弁圧力を変化させて減衰力を調整する減衰力調整装置７を有する。減衰力調整装置７は、ピストンケース１２内に構成されたソレノイド８の推力を制御する、すなわち、ソレノイド８のコイル９に印加させる電流値を制御することにより、減衰力を調整する。
【００１３】
図２、図３を参照して、ピストンロッド３とピストンケース１２（ピストン機構１１）との結合部２１の構造を説明する。なお、図２はピストンロッド３とピストンケース１２とを結合させた状態を示し、図３はピストンロッド３とピストンケース１２とを結合させる前の状態を示す。第１実施形態では、ピストンロッド３の材料として機械構造用炭素鋼が用いられ（第１実施形態では「Ｓ４５Ｃ」が用いられる。）、ピストンケース１２の材料として快削鋼が用いられる（第１実施形態では「ＳＵＭ２４Ｌ」が用いられる。）。
【００１４】
ピストンロッド３は、外径D1のロッド部２３と、ロッド部２３の下端に形成された外径D2（D1＞D2）の小径軸部２４（凸部）と、を有する。また、ロッド部２３の下端には、ピストンロッド３の軸線に対して垂直な環状の端面２５が形成される。換言すると、ロッド部２３の端面２５は、小径軸部２４の基端部の周囲に形成されたロッド部２３の下端面である。なお、小径軸部２４の外周面には、周方向に延びる環状溝２６が形成される。環状溝２６には、ピストンロッド３とピストンケース１２との間をシールするＯリング２７（図１参照）が設けられる。また、ピストンロッド３には、ハーネス１０（図１参照）を挿通させる軸孔２８が形成される。
【００１５】
ピストンケース１２（ピストン機構１１）は、有底円筒形に形成される。ピストンケース１２の底部３１（上端部）の端面３２には、内径d1の凹部３３が形成される。凹部３３には、ピストンロッド３のロッド部２３の下端部２９（一方の端部）が嵌合される。ピストンケース１２の底部３１の、凹部３３の底面３４には、内径d2（d1＞d2）の小径凹部３５が形成される。小径凹部３５には、ピストンロッド３の小径軸部２４（凸部）が嵌合される。なお、ピストンケース１２の凹部３３の底面３４は、ピストンロッド３の軸線と同軸に配置されるピストンケース１２の軸線に対して垂直である。
【００１６】
なお、小径凹部３５の高さL1（凹部３３の底面３４からの深さL1）は、ピストンロッド３の小径軸部２４の軸長L2よりも高く設定される（L1＞L2）。また、ピストンロッド３の小径軸部２４の軸長L2は、凹部３３の高さL3（底面３４からの深さL3）よりも高く設定される（L1＞L2＞L3）。
【００１７】
結合２１は、ピストンロッド３のロッド部２３の端面２５（以下「ロッド側突合せ面２５」という。）と、ピストンケース１２の凹部３３の底面３４（以下「ピストン側突合せ面３４」という。）とが、相互に突き合わされる。結合部２１の、ロッド側突合せ面２５とピストン側突合せ面３４との間には、ニッケル系アモルファス合金３７が設けられる。第１実施形態では、ニッケル系アモルファス合金３７は、環状に形成された箔（板状）からなる。当該箔の板厚は、例えば２５μｍである。
【００１８】
次に、第１実施形態に係る緩衝器１の製造方法を説明する。ここでは、ピストンロッド３とピストンケース１２（ピストン機構１１）とを接合させる手順を説明する。
まず、ピストンケース１２の凹部３３の底面３４（ピストン側突合せ面３４）に、箔状のニッケル系アモルファス合金３７をセットする。なお、ニッケル系アモルファス合金３７は、ピストンロッド３のロッド部２３の端面２５（ロッド側突合せ面２５）にセットしてもよい。
【００１９】
次に、ピストンロッド３の小径軸部２４を、ピストンケース１２（ピストン機構１１）の小径凹部３５に嵌合させる。この状態で、ピストンロッド３とピストンケース１２とを軸方向（上下方向）へ相対移動させ、ピストンロッド３のロッド部２３の下端部２９をピストンケース１２の凹部３３に嵌合させる。さらに、ピストンロッド３とピストンケース１２とを軸方向へ相対移動させ、ロッド側突合せ面２５とピストン側突合せ面３４とを、ニッケル系アモルファス合金３７を介して突き合わせる。これにより、ピストンロッド３とピストンケース１２とは、結合部２１を介して一体化される。
【００２０】
次に、一体化されたピストンロッド３とピストンケース１２とを、パルス通電接合装置（図示省略）にセットする。ここで、パルス通電接合装置は、被接合部材を一対の電極３８，３９（図４参照）間で加圧し、この状態で、電極３８，３９間の被接合部材にパルス電流を印加させる。これにより、被接合部材の接合界面を発熱させて接合界面に微小な溶融点を形成し、その後に加えられるジュール熱によって被接合部材を拡散接合させるものである。
【００２１】
図４は、一体化されたピストンロッド３とピストンケース１２とがパルス通電接合装置にセットされた状態を示し、ピストンロッド３のロッド部２３の上端部３０（結合部２１に対して反対側の端部）に電極３８を当接させ、他方、ピストンケース１２の底部３１の端面３６（底部３１の端面３２に対して反対側の端面）に電極３９を当接させる。なお、ピストン側の電極３９は、ピストンケース１２の内径部１８に嵌合される。また、第１実施形態における電極３８，３９は、グラファイト（黒鉛）からなる。
【００２２】
次に、一対の電極３８，３９間のピストンロッド３とピストンケース１２とを軸方向へ加圧し、一定の加圧力を保持した状態で、電極３８，３９間のピストンロッド３とピストンケース１２とにパルス電流を印加させる。これにより、ピストンロッド３とピストンケース１２との接合界面（ロッド側突合せ面２５及びピストン側突合せ面３４）を「所定温度」まで昇温させ、当該接合界面に設けられたニッケル系アモルファス合金３７を熱拡散させる。そして、ピストンロッド３とピストンケース１２とに付与させる加圧力を保持しつつ、ピストンロッド３とピストンケース１２との接合部４０を冷却させる。これにより、ピストンロッド３とピストンケース１２（ピストン機構１１）とが接合される。
【００２３】
なお、前述した「所定温度」は、ピストンロッド３の材料（Ｓ４５Ｃ）及びピストンケース１２の材料（ＳＵＭ２４Ｌ）の融点よりも低い温度で、且つニッケル系アモルファス合金３７の融点よりも高い温度（例えば「８００乃至１２００℃」。）である。
【００２４】
次に、第１実施形態の作用効果を説明する。
第１実施形態によれば、ピストンロッド３とピストンケース１２（ピストン機構１１）との結合部２１にニッケル系アモルファス合金３７を設ける工程と、ピストンロッド３とピストンケース１２とを軸方向へ加圧した状態で結合部２１をパルス通電接合させる工程と、を含む製造方法により、ピストンロッド３とピストンケース１２（ピストン機構１１）とを接合させるので、ねじを用いた従来の製造方法（「特許文献１」参照。）と比較して、結合部２１の軸長（図２における「L4」であって、図３における「L2＋L3」。）を短くすることが可能であり、延いては緩衝器１を（軸方向に）小型化することができる。
また、溶接を用いて結合部を接合させる従来の製造方法と比較した場合、第１実施形態では、パルス通電接合により接合界面を発熱させてニッケル系アモルファス合金３７を熱拡散させるので、溶接による接合のようにスパッタが飛散することなく、ピストンロッドの摺動面に異物が付着する問題が発生しない。
また、摩擦圧接を用いて結合部を接合させる従来の製造方法では、ピストンロッド３をチャックするため、ピストンロッド３の摺動部が傷付くおそれがあったが、第１実施形態では、ピストンロッド３の摺動部をチャックすることがない、すなわち、ピストンロッド３を回転させる必要がないので、ピストンロッド３の摺動部を傷付けることがない。
また、従来のアモルファス拡散接合方法（「特許文献２」参照。）では、被接合部材を回転させる装置が必要であり、設備の大型化が問題であったが、第１実施形態では、ピストンロッド３及びピストンケース１２（ピストン機構１１）を回転させる必要ないので、設備が大型化することがない。
第１実施形態によれば、ピストンロッド３のロッド部２３の下端部２９（凸部）をピストンケース１２の凹部３３に嵌合させ、且つピストンロッド３の小径軸部２４（凸部）をピストンケース１２の小径凹部３５に嵌合させるので、ピストンロッド３とピストンケース１２（ピストン機構１１）との同軸度を確保することができる。
また、第１実施形態では、通電時に溶融したニッケル系アモルファス合金３７が、毛細管現象により、結合部２１におけるピストンロッド３とピストンケース１２との微細な間隙に充填されるので、接合強度も確保することができる。
【００２５】
（第２実施形態）
次に、図５を参照して第２実施形態を説明する。ここでは、第１実施形態との相違部分について説明する。なお、第１実施形態との共通部分については、同一の称呼及び符号を用い、重複する説明を省略する。
【００２６】
第１実施形態では、ピストンロッド３のロッド部２３の下端部２９（凸部）をピストンケース１２（ピストン機構１１）の底部３１の凹部３３に嵌合させ、且つロッド部２３と同軸の小径軸部２４（凸部）をピストンケース１２の底部３１の小径凹部３５に嵌合させ、ロッド側突合せ面２５とピストン側突合せ面３４との間にニッケル系アモルファス合金３７を介在させた。
【００２７】
これに対し、第２実施形態では、第１実施形態における小径軸部２４及び小径凹部３５を省き、ピストンロッド３の下端部２９（凸部）をピストンケース１２（ピストン機構１１）の底部３１の凹部３３に嵌合させて結合部２１Ａを構成した。なお、箔状のニッケル系アモルファス合金３７は、ピストンケース１２の底部３１の、凹部３３の底面３４（ピストン側突合せ面３４）にセットされる。
【００２８】
第２実施形態では、前述した第１実施形態と同等の作用効果を得ることができる。また、第２実施形態では、結合部２１Ａの軸長L5を第１実施形態における結合部２１の軸長L4（図３参照）に対して短くする（L4＞L5）、換言すると、ピストンケース１２の底部３１の厚さを薄くすることで当該ピストンケース１２の軸長を短くすることが可能であり、緩衝器１をより小型化することができる。
【００２９】
（第３実施形態）
次に、図６を参照して第３実施形態を説明する。ここでは、第１実施形態との相違部分について説明する。なお、第１実施形態との共通部分については、同一の称呼及び符号を用い、重複する説明を省略する。
【００３０】
第１実施形態では、ピストンロッド３のロッド部２３の下端部２９（凸部）をピストンケース１２（ピストン機構１１）の底部３１の凹部３３に嵌合させ、且つロッド部２３と同軸の小径軸部２４（凸部）をピストンケース１２の底部３１の小径凹部３５に嵌合させ、ロッド側突合せ面２５とピストン側突合せ面３４との間にニッケル系アモルファス合金３７を介在させた。
【００３１】
これに対し、第３実施形態では、ピストンケース１２（ピストン機構１１）の底部３１の端面３２に形成された小径軸部２４（凸部）を、ピストンロッド３の端面２５に形成された凹部３３に嵌合させて結合部２１Ｂを構成した。なお、箔状のニッケル系アモルファス合金３７は、ピストンケース１２の底部３１の端面３２における、小径軸部２４の基部の周囲（ピストン側突合せ面３４）にセットされる。
第３実施形態では、前述した第１実施形態と同等の作用効果を得ることができる。
【００３２】
前述した実施形態では、ニッケル系アモルファス合金３７を箔（板状）としたが、ニッケル系アモルファス合金３７は、ペースト状、或いは無電解ニッケルめっきにより形成した皮膜とすることができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  緩衝器、２  シリンダ、３  ピストンロッド、１１  ピストン機構、３７  ニッケル系アモルファス合金
【図１】
2020143711.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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