(57)【要約】【課題】２部材を塑性変形を利用して高強度にかつ高精度に接合できる突合せ接合方法を提供する。【解決手段】メス型部２０を一端に有するボルト状部材１０と、前記メス型部２０に嵌合可能な先端部（オス型部）に３列の環状溝２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ）を形成したピストンロッド４とを、メス型部２０を嵌合させながら突合せ、この状態で、メカニカルクリンチ方式によりメス型部２０の側壁をピストンロッド４の環状溝２１内に放射状に押込む。この時、押込みにより形成されるクリンチ部２２（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ）が、相隣接する環状溝２１の相互間で千鳥状に配置されるように押込みを行い、所望の接合強度を確保し、かつ材料伸びを抑えてボルト状部材１０とピストンロッド４との突合せ部が開くのを抑える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メス型部を有する第１部材と、前記メス型部に嵌合可能なオス型部を有しかつ該オス型部に環状溝を形成した第２部材とを、相互にメス型部とオス型部とを嵌合させて突合せた後、メカニカルクリンチ方式により前記メス型部の側壁を前記オス型部の環状溝内に放射状に部分的に押込んで両部材を接合する突合せ接合方法において、前記第２部材のオス型部に前記環状溝を複数列形成し、前記メカニカルクリンチ方式による押込みを各環状溝に対して行うことを特徴とする突合せ接合方法。
【請求項２】
メカニカルクリンチ方式による押込みを、相隣接する環状溝の相互間で周方向位置を一致させて行うことを特徴とする請求項１に記載の突合せ接合方法。
【請求項３】
メカニカルクリンチ方式による押込みを、相隣接する環状溝の相互間で周方向位置をずらして行うことを特徴とする請求項１に記載の突合せ接合方法。
【請求項４】
メカニカルクリンチ方式による押込みを、相隣接する環状溝の相互間で千鳥状に行うことを特徴とする請求項１に記載の突合せ接合方法。
【請求項５】
第２部材のオス型部に環状溝を少なくとも３列形成し、１列目と３列目の環状溝に対する押込み箇所を周方向で一致させると共に、２列目の環状溝に対する押込み箇所を前記１列目と３列目の環状溝に対する押込み箇所の周方向中間部位に設定することを特徴とする請求項１に記載の突合せ接合方法。
【請求項６】
メカニカルクリンチ方式による押込みに際し、第１部材のメス型部の端面を軸方向に拘束することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の突合せ接合方法。
【請求項７】
メス型部を有する第１部材と、前記メス型部に嵌合可能なオス型部を有しかつ該オス型部に環状溝を複数列形成した第２部材とを、相互にメス型部とオス型部とを嵌合させて突合せた状態に支持するワーク支持手段と、前記ワーク支持手段の周りに放射状に配設され、駆動手段により相互に接近する方向へ移動して前記メス型部の側壁を前記オス型部の環状溝内に局部的に押込む複数のクリンチ型とを備えたメカニカルクリンチ装置であって、前記クリンチ型は、前記複数列の環状溝のうちの少なくとも１列に対応する押込み突起を有する第１クリンチ型と該第１クリンチ型の押込み突起が対応する環状溝に隣接する環状溝に対応する押込み突起を有する第２クリンチ型とを含んでいることを特徴とするメカニカルクリンチ装置。
【請求項８】
第１クリンチ型と第２クリンチ型は、それぞれの押込み突起が周方向位置を一致させるように周方向に交互に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のメカニカルクリンチ装置。
【請求項９】
第１クリンチ型と第２クリンチ型は、それぞれの押込み突起が周方向位置をずれるように周方向に交互に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のメカニカルクリンチ装置。
【請求項１０】
第１クリンチ型と第２クリンチ型は、それぞれの押込み突起が周方向に千鳥状配列となるように周方向に交互に配置されていることを特徴とする請求項７に記載のメカニカルクリンチ装置。
【請求項１１】
第１クリンチ型および／または第２クリンチ型に、第１部材のメス型部の端面を押える端面押え用突起を設けたことを特徴とする請求項２乃至１０の何れか１項に記載のメカニカルクリンチ装置。
【請求項１２】
第１クリンチ型および第２クリンチ型のそれぞれが、押込み突起に隣接する谷部で高さ方向に分割された分割構造となっていることを特徴とする請求項７乃至１１の何れか１項に記載のメカニカルクリンチ装置。
【請求項１３】
メス型部を一端に設けた第１ロッド部材と、前記メス型部に嵌合される一端部に環状溝を複数列設けた第２ロッド部材とからなり、前記第１および第２ロッド部材は、メカニカルクリンチ方式により前記第１ロッド部材のメス型部の側壁を前記第２ロッド部材の各環状溝内に放射状に部分的に押込んで形成された環状クリンチを介して同軸に接合されていることを特徴とする接合ロッド。
【請求項１４】
環状クリンチのクリンチ部が、相隣接する環状クリンチの相互間で、周方向位置を一致させて配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の接合ロッド。
【請求項１５】
環状クリンチのクリンチ部が、相隣接する環状クリンチの相互間で、周方向位置をずらして配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の接合ロッド。
【請求項１６】
環状クリンチのクリンチ部が、相隣接する環状クリンチの相互間で、千鳥状に配置されていることを特徴とする請求項１３に記載の接合ロッド。
【請求項１７】
第２ロッド部材のオス型部に環状溝が少なくとも３列形成されており、１列目と３列目の環状溝に対する環状クリンチのクリンチ部が周方向位置を一致させて配置されると共に、２列目の環状溝に対する環状クリンチのクリンチ部が、前記１列目と３列目の環状溝に対する環状クリンチのクリンチ部の周方向中間部位に配置されることを特徴とする請求項１３に記載の接合ロッド。
【請求項１８】
第１ロッド部材のメス型部の端面に沿って環状クリンチが設けられることを特徴とする請求項１３乃至１７の何れか１項に記載の接合ロッド。
【請求項１９】
第１ロッド部材が、他端側に取付部を有する取付部材であり、第２ロッド部材がシリンダ装置のピストンロッドであることを特徴とする請求項１３乃至１８の何れか１項に記載の接合ロッド。
【請求項２０】
第２ロッド部材に設けられた環状溝が台形状をなしており、該台形状の環状溝は、第２ロッド部材の接合端側の壁面が軸に垂直な垂直面として、その反接合端側の壁面が軸に対して傾斜するテーパ面としてそれぞれ構成されていることを特徴とする請求項１９に記載の接合ロッド。
【請求項２１】
一端にメス型部を有し、他端側に取付部を有する取付部材を準備すると共に、一端部にピストンが固定され、他端に前記メス型部に嵌合可能なオス型部を有しかつ該オス型部に環状溝を形成したピストンロッドを準備する準備工程と、
一端に開口部を有するシリンダ内に、前記ピストンロッドを前記ピストンを先行させて挿入する挿入工程と、
前記ピストンロッドを貫通させたシール手段により前記シリンダの開口部を閉塞する閉塞工程と、
前記メス型部とオス型部とを相互に嵌合させて、前記取付部材と前記ピストンロッドとを突合せる突合せ工程と、
メカニカルクリンチ方式により前記メス型部の側壁を前記オス型部の各環状溝内に放射状に押込んで、前記取付部材と前記ピストンロッドとを接合する接合工程とからなることを特徴とするシリンダ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２部材を塑性変形を利用して突合せ接合する突合せ接合方法、該接合方法の実施に用いられるメカニカルクリンチ装置、該接合方法により得られた接合ロッドおよびシリンダ装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、油圧緩衝器としては、図９に示すように、ピストン１を摺動可能に内装した内筒２を有底の外筒３内に納め、ピストン１に一端が連結されたピストンロッド（ロッド）４の他端部を、内筒２および外筒３の開口端部に共通に嵌合したロッドガイド５およびロッドシール６を挿通して外部へ延ばし、内筒（シリンダ）２内に封入された油液を、ピストン１に設けたピストンバルブ７および外筒３の内底部に設けたベースバルブ８を流通させて伸び行程および縮み行程の減衰力を発生させ、ピストンロッド４の進入、退出分の油液は内筒２と外筒３との間のリザーバ９で補償する構造のものがある。
【０００３】
ところで、この種の油圧緩衝器を車両のサスペンションとして用いる場合は、そのピストンロッド４の先端部に車体側への取付部となるボルト状部材（取付部材）１０が、その外筒３の底部に車軸側への取付部となるアイ１１が、その外筒３の中間部にコイルスプリングを受けるばね受１２がそれぞれ接合される。そして従来、ピストンロッド４に対するボルト状部材１０の突合せ接合には、プロジェクション溶接（溶接部１３）が一般に用いられていた。しかし、このようなプロジェクション溶接を利用した突合せ接合によれば、所望の接合強度を確保するには、溶接電流、加圧力等の溶接条件を厳密に管理する必要があり、特に高強度の必要性からボルト状部材１０として中炭素鋼乃至高炭素鋼を使用する場合には、溶接性が悪くなるため、溶接条件の管理がより一層厳しくなっていた。また、ピストンロッド４には、事前にめっき処理が施されているが、前記したプロジェクション溶接による熱影響でめっき層に存在する微細クラックが拡大し、耐食性の面で問題を引き起こす虞もあった。さらに、溶接に伴って発生するスパッタが作業環境を悪化させる原因になっていた。
【０００４】
そこで、特許文献１に記載のものでは、ピストンロッドをねじ付きとすると共に、前記ボルト状部材１０の頭部１０ａ（図９）が配置される部位に予め環状溝を形成し、前記環状溝に別体のカラーを塑性流動を利用して接合（嵌着）して、上記ボルト状部材１０を省略することが提案されており、これによれば、上記した溶接に伴う種々の問題を解決できることになる。しかしながら、この特許文献１に記載される対策によれば、長尺のロッドにねじを形成するため、そのねじ形成に転造加工を利用することができず、ねじ形成を機械加工に頼らざるを得ないこととなって、ピストンロッド自体の製造コストが上昇するという問題があった。また、ピストンロッドの全長が、前記ボルト状部材１０の長さを含めた分だけ長くなるため、めっき処理設備の改造が必要になり、その分、コスト負担が増大する、という問題もあった。
【０００５】
一方、特許文献２には、ガススプリングのピストンロッドに対する取付部材の接合に関するものであるが、取付部材にカップ形状のメス型部を設けると共に、ピストンロッドの一端部に環状溝を設け、前記取付部材のメス型部にピストンロッドの一端部（オス型部）を嵌合させて突合せた後、メカニカルクリンチ方式により前記メス型部の側壁を前記環状溝内に部分的に押込んで、両者を接合する技術が記載されている。しかし、この技術によれば、メス型部の側壁の押込みによるクリンチ部が１つの環状溝に沿って断続的に配置されるだけとなるため、接合強度の面で不安が残り、そのままでは、上記した強度を必要とするサスペンション用油圧緩衝器のピストンロッドには適用できない。
【０００６】
他方、特許文献３には、油圧緩衝器の製造方法が記載されている。この製造方法においては、一端部にピストンが固定されたピストンロッドをシリンダ内に挿入した後、シリンダを密封するロッドシールを筒状の加圧治具で軸方向に加圧しながら、かしめ治具によって外筒のつめ部を周方向内側に閉塞加工している。この場合、加圧治具は、その内部にピストンロッドが挿入された状態でロッドシールを加圧するようになっており、そのため、事前にピストンロッドに所定の大きさのボルト状部材を突合せ溶接したのでは、該ボルト状部材の頭部が加圧治具に干渉する危険があり、ピストンロッドの設計に制限を受けることになる。この対策としては、ピストンロッドをシリンダに組付けた後の最終工程で、ピストンロッドとボルト状部材との突合せ接合を行えばよいが、溶接に伴って生じるスパッタ（異物）がピストンロッドに付着して、使用中、ロッドシールを傷付けてしまう危険があり、工程変更は断念せざるを得ない状況にあった。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−２２５７３３号公報
【特許文献２】特開平７−２８００１６号公報
【特許文献３】特開２００２−８１４８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記した技術的背景に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、２部材を塑性変形を利用して高強度に接合できる突合せ接合方法を提供し、併せて該接合方法の実施に向けて好適なメカニカルクリンチ装置と、該接合方法によって得られた接合ロッドと、円滑にシリンダ装置を得ることができる製造方法とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するための、本発明に係る突合せ接合方法は、メス型部を有する第１部材と、前記メス型部に嵌合可能なオス型部を有しかつ該オス型部に環状溝を形成した第２部材とを、相互にメス型部とオス型部とを嵌合させて突合せた後、メカニカルクリンチ方式により前記メス型部の側壁を前記オス型部の環状溝内に放射状に部分的に押込んで両部材を接合する突合せ接合方法において、前記第２部材のオス型部に前記環状溝を複数列形成し、前記メカニカルクリンチ方式による押込みを各環状溝に対して行うことを特徴とする。
【００１０】
このように行う突合せ接合方法においては、メカニカルクリンチ方式による押込みを複数列の環状溝に対してそれぞれ行うので、１つの環状溝に押込みを行う場合に比べて接合部分が拡大し、接合強度は大幅に増大する。
【００１１】
本突合せ接合方法において、上記メカニカルクリンチ方式による押込みは、相隣接する環状溝の相互間で周方向位置を一致させて行っても、相隣接する環状溝の相互間で千鳥状に行ってもよい。前者の場合には、軸方向に対向する２つのクリンチ部の間の非クリンチ部の材料伸びが抑えられ、後者の場合には、周方向に隣接する２つのクリンチ部の間の非クリンチ部の材料伸びが抑えられ、これによりメス型部全体の材料伸びが抑えられて、２つの部材の突合せ部に隙間が生じ難くなる。また、このメカニカルクリンチ方式による押込みは、相隣接する環状溝の相互間で周方向位置をずらして行ってもよく、この場合には、前記した双方の効果が期待できる。
【００１２】
本突合せ接合方法においては、上記第２部材のオス型部に形成する環状溝は少なくとも３列としてもよい。この場合は、１列目と３列目の環状溝に対する押込み箇所を周方向で一致させると共に、２列目の環状溝に対する押込み箇所を前記１列目と３列目の環状溝に対する押込み箇所の周方向中間部位に設定するのが望ましい。このようにすることで、メス型部全体の材料伸びがより一層抑えられる。
本突合せ接合方法においてはさらに、メカニカルクリンチ方式による押込みに際し、第１部材のメス型部の端面を軸方向に拘束するようにしてもよく、この場合は、メス型部全体の材料伸びがより一層抑えられる。
【００１３】
上記課題を解決するための、本発明に係るメカニカルクリンチ装置は、メス型部を有する第１部材と、前記メス型部に嵌合可能なオス型部を有しかつ該オス型部に環状溝を複数列形成した第２部材とを、相互にメス型部とオス型部とを嵌合させて突合せた状態に支持するワーク支持手段と、前記ワーク支持手段の周りに放射状に配設され、駆動手段により相互に接近する方向へ移動して前記メス型部の側壁を前記オス型部の環状溝内に局部的に押込む複数のクリンチ型とを備えたメカニカルクリンチ装置であって、前記クリンチ型は、前記複数列の環状溝のうちの少なくとも１列に対応する押込み突起を有する第１クリンチ型と該第１クリンチ型の押込み突起が対応する環状溝に隣接する環状溝に対応する押込み突起を有する第２クリンチ型とを含むことを特徴とする。
【００１４】
このように構成したメカニカルクリンチ装置においては、周方向に交互に配置した二種類のクリンチ型を相互に前進させることで、第１部材のメス型部の側壁を第２部材のオス型に設けた複数列の環状溝に対して同時に押込みを行うことができる。
【００１５】
本メカニカルクリンチ装置においては、上記第１クリンチ型と第２クリンチ型は、それぞれの押込み突起が周方向位置を一致させるように周方向に交互に配置され、それぞれの押込み突起が周方向位置をずらすように周方向に交互に配置され。またはそれぞれの押込み突起が周方向に千鳥状配列となるように周方向に交互に配置されている構成とすることができる。
【００１６】
本メカニカルクリンチ装置においては、上記第１クリンチ型および／または第２クリンチ型に、第１部材のメス型部の端面を押える端面押え突起を設けるようにしてもよく、この場合は、メス型部の全体の材料伸びがより一層抑制される。
また、本メカニカルクリンチ装置において、上記第１クリンチ型および第２クリンチ型のそれぞれが、押込み突起に隣接する谷部で高さ方向に分割された分割構造となっている構成としてもよく、この場合は、クリンチ型における応力集中が緩和されるので、クリンチ型の破損防止に寄与する。
【００１７】
上記課題を解決するための、本発明に係る接合ロッドは、メス型部を一端に設けた第１ロッド部材と、前記メス型部に嵌合される一端部に環状溝を複数列設けた第２ロッド部材とからなり、前記第１および第２ロッド部材は、メカニカルクリンチ方式により前記第１ロッド部材のメス型部の側壁を前記第２ロッド部材の各環状溝内に放射状に部分的に押込んで形成された環状クリンチを介して同軸に接合されていることを特徴とする。
ここで、環状クリンチとは、メカニカルクリンチ方式により押込まれたクリンチ部と非クリンチ部とが周方向に交互に配置された一連のクリンチ結合部をいう。そして、上記のように構成された接合ロッドにおいては、この環状クリンチが軸方向に複数列設けられるので、環状クリンチが１つのものに比べて接合部分が拡大し、接合強度は大幅に増大する。
【００１８】
本接合ロッドにおいて、上記環状クリンチはそのクリンチ部が、相隣接する環状クリンチの相互間で、周方向位置を一致させて配置されていても、周方向位置をずらして配置されていても、千鳥状に配置されていてもよい。
また、第２部材のオス型部に環状溝が少なくとも３列形成されており、１列目と３列目の環状溝に対する環状クリンチのクリンチ部が周方向位置を一致させて配置されると共に、２列目の環状溝に対する環状クリンチのクリンチ部が、前記１列目と３列目の環状溝に対する環状クリンチのクリンチ部の周方向中間部位に配置される構成としてもよい。
さらに、第１ロッド部材のメス型部の端面に沿って環状クリンチが設けられる構成としてもよい。
【００１９】
本接合ロッドにおいて、上記ロッド部材の種類は任意であるが、第１ロッド部材が、他端側に取付部を有する取付部材であり、第２ロッド部材がシリンダ装置のピストンロッドである構成とすることができる。
この場合、第２ロッド部材に設けられ環状溝が台形状をなしており、該台形状の環状溝は、第２ロッド部材の接合端側の壁面が軸に垂直な垂直面として、その反接合端側の壁面が軸に対して傾斜するテーパ面としてそれぞれ構成されているようにするのが望ましい。
【００２０】
上記課題を解決するための、本発明に係るシリンダ装置の製造方法は、一端にメス型部を有し、他端側に取付部を有する取付部材を準備すると共に、一端部にピストンが固定され、他端に前記メス型部に嵌合可能なオス型部を有しかつ該オス型部に環状溝を形成したピストンロッドを準備する準備工程と、一端に開口部を有するシリンダ内に、前記ピストンロッドを前記ピストンを先行させて挿入する挿入工程と、前記ピストンロッドを貫通させたシール手段により前記シリンダの開口部を閉塞する閉塞工程と、前記メス型部とオス型部とを相互に嵌合させて、前記取付部材と前記ピストンロッドとを突合せる突合せ工程と、メカニカルクリンチ方式により前記メス型部の側壁を前記オス型部の各環状溝内に放射状に押込んで、取付部材とピストンロッドとを接合する接合工程とからなることを特徴とする。
【００２１】
このように行うシリンダ装置の製造方法においては、メカニカルクリンチ方式により取付部材とピストンロッドとを接合するので、ピストンロッドに異物が付着することはなく、したがって、シリンダにピストンロッドを組付けてシリンダの開口部を閉塞した後の最終工程で両者の接合を行っても、使用中、ピストンシールが損傷を受けることはない。そして、取付部材とピストンロッドとの接合を最終工程で行うことで、その前工程である閉塞工程を円滑に行うことができ、結果としてピストンロッドの設計に制限を受けることはなくなる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る突合せ接合方法によれば、２部材を塑性変形を利用して高強度にかつ高精度に突合せ接合できるので、接合すべき２部材の材種や表面処理の有無などに制限を受けることなくことがなくなり、その適用範囲は拡大する。
【００２３】
また、本発明に係るメカニカルクリンチ装置によれば、二種類のクリンチ型を周方向に交互に配置するだけで、複数列の環状溝に対して同時に押込みを行うことができ、既存のメカニカルクリンチ装置のわずかの改良で対応できる。
【００２４】
また、本発明に係る接合ロッドによれば、接合すべき２つのロッド部材に材種や表面処理の有無などの制約がないので、種々の用途特にサスペンション用油圧緩衝器のロッドとして極めて有用となる。
【００２５】
さらに、本発明に係るシリンダ装置の製造方法によれば、最終工程で取付部材とピストンロッドとの接合を行うので、その前工程におけるシリンダ開口の閉塞工程を円滑に行うことができ、ピストンロッドの設計に制限を受けることもなくなって、シリンダ装置の製造に向けて有用となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づいて説明する。
本実施形態は、前記図９に示した油圧緩衝器のピストンロッド（第２ロッド部材）４とボルト状部材（第１ロッド部材、取付部材）１０とを突合せ接合して１つの接合ロッドを製造するものである。本発明の実施に際しては、図１に示すように、予めボルト状部材１０の一端に前記頭部１０ａ（図８）に代えてカップ形状のメス型部２０を設けると共に、ピストンロッド４の先端部（オス型部）に３列の環状溝２１（２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ）を設けるようにする。
【００２７】
上記ボルト状部材１０のメス型部２０は、ピストンロッド４の直径ｄよりわずか大きくなるようにその口径Ｄが設定されており、これにより、ピストンロッド４は、前記環状溝２１を設けた一端部を前記メス型部２０にわずかのクリアランスで嵌合できるようになっている。また、このメス型部２０は、ボルト状部材１０のねじ部１０ｂの引張り強さと同等のせん断強さが得られるようにその穴底の厚さＴが設定されている。本実施形態において、このボルト状部材１０は、中炭素鋼（例えば、Ｓ４５Ｃ）からなっており、その全体はメス型部２０を含めて冷間鍛造により成形され、また、そのねじ部１０ｂは転造加工によって成形されている。
【００２８】
一方、ピストンロッド４に設けられた各環状溝２１は台形状をなしており、その先端側の壁面が軸に垂直な垂直面２１ａとして、前記ピストン１（図９）に連結される後端側の壁面が軸に対して所定の角度θで傾斜するテーパ面２１ｂとしてそれぞれ構成されている。ピストンロッド４には、めっき（通常、硬質クロムめっき）が施されており、また、これには、事前に前記ロッドガイド５およびオイルシール６が仮組付けされている。この仮組付けは、環状溝２１を設けた先端側から行われるが、前記したように環状溝２１の後端側の壁面がテーパ面２１ｂとなっていることから、オイルシール６は環状溝２１のエッジに引掛かることなく環状溝２１を乗越え、これによってオイルシール６の損傷が防止される。なお、前記テーパ面２１ｂの傾斜角度θは、一例として４５度程度に設定される。
【００２９】
上記したボルト状部材１０とピストンロッド４との接合に際しては、図２に示されるように、ボルト状部材１０のメス型部２０と環状溝２１を設けたピストンロッド４の先端部とを相互に嵌合させて、両者を突合せ状態とする。なお、この際のボルト状部材１０とピストンロッド４との突合せ方向は任意であり、図示のように下側に配置したボルト状部材１０に上側からピストンロッド４を突合せるようにしても、あるいはこの逆であってもよい。
【００３０】
そして、上記した突合せ状態のもと、後に詳述するメカニカルクリンチ方式によりメス型部材２０の側壁をピストンロッド４の環状溝２１に放射状に押込む。この押込みにより、図３に示されるように、ピストンロッド４の環状溝２１の、押込み箇所に対応する部分にクリンチ部２２（２２Ａ，２２Ｂ、２２Ｃ）が形成され、ボルト状部材１０とピストンロッド４とはこのクリンチ部２２を介して同軸に突合せ接合され、これによって図４に示す接合ロッド２３が完成する。
【００３１】
しかして、上記メカニカルクリンチ方式による押込みに際しては、１列目の環状溝２１Ａと３列目の環状溝２１Ｃに対する押込み箇所を周方向で一致させると共に、２列目の環状溝２１Ｂに対する押込み箇所を前記１列目と３列目の環状溝２１Ａ，２１Ｃに対する押込み箇所の周方向中間部位に設定する。これにより、押込みにより形成されるクリンチ部２２は、図４によく示されるように、相隣接する環状溝２１の相互間、すなわち中間列の環状溝２１Ｂに対するクリンチ部２２Ｂとこれに隣接する環状溝２１Ａ、２１Ｃに対するクリンチ部２２Ａ，２２Ｃとの相互間で千鳥状の配置となる。
【００３２】
上記のようにして接合された接合ロッド２３は、メカニカルクリンチ方式による押込みで形成されるクリンチ部２２が、３つの環状溝２１に対してそれぞれ形成されるので、１つの環状溝に対してだけクリンチ部を形成する場合に比べて接合部分が大幅に拡大し、接合強度は十分な大きさとなる。
【００３３】
また、メカニカルクリンチ方式による押込みに際しては、押込み箇所（クリンチ部２２）が薄肉化して材料が軸方向へ伸びようとする。しかし、本実施形態においては、１列目の環状溝２１Ａに対するクリンチ部２２Ａと３列目の環状溝２１Ｃに対するクリンチ部２２Ｃとが軸方向に対向して配置されているので、両クリンチの間の非クリンチ部２４ａ（図４）の材料伸びが抑えられる。また、クリンチ部２２が相隣接する環状溝２１間で千鳥状に配置されているので、周方向に隣接する２つのクリンチ部２２の間の非クリンチ部２４ｂ（図４）の材料伸びを抑えられる。これによりメス型部２０全体の材料伸びは大きく抑えられ、この結果、ボルト状部材１０のメス型部２０内の底面とピストンロッド４の先端との間（突合せ部）には、わずかの隙間が生じるだけとなり、完成した接合ロッド２３の全長は規定の長さ（全長交差）範囲内となる。
【００３４】
なお、上記実施形態においては、ピストンロッド４に３列の環状溝２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ）を設けて、相隣接する環状溝２１の相互間で千鳥状に押込みを行ったが、ピストンロッド４に設ける環状溝２１は２列であっても、４列以上であってもよいものである。具体的には、たとえば図３、４において、２列目の環状溝２１Ｂを省略して、１列目の環状溝２１Ａに対するクリンチ部２２Ａと３列目の環状溝２１Ｃに対するクリンチ部２２Ｃのみを有する構成としても、あるいは、１列目の環状溝２１Ａまたは３列目の環状溝２１Ｃを省略して、２列目の環状溝２１Ｂと１列目の環状溝２１Ａまたは３列目の環状溝２１Ｃのみを有する構成としてもよい。これらの構成とした場合、２列の環状溝（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃのうち２つ）に対する押尾未箇所を周方向でずらしてもよい。
【００３５】
また、上記実施形態においては、ボルト状部材１０に設けたメス型部２０をカップ形状としたが、このメス型部２０は、環状溝２１を設けたピストンロッド４の先端部（オス型部）を嵌合させうる形状であれば良く、例えば、周方向に等配して複数の爪片を軸方向に立てたチューリップ形状であってもよい。
【００３６】
ここで、上記メカニカルクリンチ方式の押込みを行うメカニカルクリンチ装置は、図５〜図７に示すように、接合すべきボルト状部材１０とピストンロッド４とを突合せ状態で支持するワーク支持装置（ワーク支持手段）３０と、前記ワーク支持装置３０の周りに放射状に配設された複数のクリンチ型４０（４０Ａ，４０Ｂ）と、各クリンチ型４０を支持し駆動するシュリンカ（駆動手段）５０とから概略構成されている。
【００３７】
本実施形態において、上記ワーク支持装置３０は、固定台３２上にボルト３３を用いて固定された中空の支柱３４と、この支柱３４の中空内部に配置された固定ブロック３５に下端を当接させて支柱３４に嵌合支持された支持筒３６とを備えている。ボルト状部材１０は、前記支持筒３６内にねじ部１０ｂを挿入させ、かつそのカップ形状のメス型部２０の背面の肩部２０ａを前記支持筒３６に載せた状態でワーク支持装置３０に支持されるようになっている。
【００３８】
一方、クリンチ型４０は、前記環状溝２１のうちの、前記１列目の環状溝２１Ａおよび３列目の環状溝２１Ｃ（図３）に対応する押込み突起４２を有する第１クリンチ型４０Ａと、前記２列目の環状溝２１Ｂ（図３）に対応する押込み突起４３を有する第２クリンチ型４０Ｂとの二種類を含んでいる。第１クリンチ型４０Ａと第２クリンチ型４０Ｂとは、それぞれの押込み突起４２、４３が周方向に千鳥状配列となるように周方向に交互に配置されている（図６）。第２クリンチ型４０Ｂは、ボルト状部材１０のカップ形状のメス型部２０の端面を押える端面押え用突起４４をさらに有している。また、第１、第２クリンチ型４０Ａ，４０Ｂのそれぞれは、各押込み突起４２、４３に隣接する谷部で高さ方向に二分割された分割構造となっており、各分割要素４０Ａ´、４０Ｂ´（図７）は、ボルト４５により対応する支持ブロック４６に一体に固定されている。
【００３９】
シュリンカ５０は、前部側に上記支持ブロック４６をボルト４７を用いて取付け、後部側をテーパ面としたシュリンカ本体５１と、各シュリンカ本体４８のテーパ面に摺接するコーン部材５１と、このコーン部材５２を上下駆動する油圧シリンダ（図示略）と、コーン部材５２の背面をバックアップするガイド部材５３とを備えている。各シュリンカ本体５１は、前記油圧シリンダによりコーン部材５２が下動することにより同期してシュリンク動作し、各クリンチ型４０を相互に接近する方向へ移動させる。
【００４０】
上記のように構成されたメカニカルクリンチ装置においては、図５に示されるように、ワーク支持手段３０の支持筒３６にボルト状部材１０をセットした後、そのメス型部２０にピストンロッド４を嵌合させながら突合せ、その後、シュリンカ５０を構成するシュリンカ本体５１のシュリンク動作により各クリンチ型４０を相互に前進させる。すると、図７に示されるように、第１クリンチ型４０Ａの押込み突起４２と第２クリンチ型４０Ｂの押込み突起４３とが、対応する環状溝２１にメス型部２０の側壁を局部的に押込み、これより相隣接する環状溝２１の相互間で千鳥状配置となるクリンチ部２２（２２Ａ〜２２Ｃ）が形成される。この時、前記したように押込み箇所が薄肉化して余剰の材料が生じる。しかし、図７に示されるように、押込み箇所の周りが各クリンチ型４０（４０Ａ，４０Ｂ）の肩部で押えられると共に、第２クリンチ型４０Ｂの端面押え用突起４４によりメス型部２０の端面が押えられているので、押込み箇所に隣接する環状溝２１内に前記余剰の材料が流れ込む。図３中、左側拡大図における２列目の環状溝２１Ｂに対する材料の脹らみ並びに右側拡大図における３列目の環状溝２１Ｃに対する材料の脹らみは、この状態を示している。
【００４１】
本メカニカルクリンチ装置においては特に、メス型部２０の端面が第２クリンチ型４０Ｂの端面押え用突起４４で押えられているので、該メス型部２０の伸びが著しく抑制され、結果として、ボルト状部材１０のメス型部２０内の底面とピストンロッド４の先端との間（突合せ部）に生じる隙間は極めて小さく（一例として、０.０５ｍｍ程度）なる。また、このように伸びが規制される場合は、各クリンチ型４０の押込み突起４２、４３に隣接する谷部に大きな応力集中が起こるが、本メカニカルクリンチ装置では、各クリンチ型４０を前記谷部で分割しているので、前記応力集中が緩和され、結果として各クリンチ型４０（４０Ａ，４０Ｂ）の破損が防止される。
【００４２】
ここで、上記メカニカルクリンチ装置においては、第１クリンチ型４０Ａに２列の環状溝２１Ａ，２１Ｃに対応する２つの押込み突起４２を設けたが、ピストンロッド４に設けられる環状溝２１が２列の場合は、当然に前記押込み突起４２は１つだけとなる。また、第１クリンチ型４０Ａと第２クリンチ型４０Ｂの押込み突起４２、４３は、形成すべきクリンチ部２２の配列パターン（図４）に応じて適宜の配置とすることは当然である。さらに、上記メカニカルクリンチ装置においては、第２クリンチ型４０Ｂのみに端面押え用突起４４を設けたが、第１クリンチ型４０Ａに設ける押込み突起４２の数または設置部位によっては、この第１クリンチ型４０Ａにも、端面押え用突起を設けるようにしてもよい。
【００４３】
なお、上記実施形態においては、油圧緩衝器を構成するピストンロッド４とボルト状部材１０との突合せ接合に適用した例を示したが、本発明は、種々の部材の突合せ接合に適用できる。例えば、図９に示した油圧緩衝器における外筒３の底部に対するアイ１１の突合せ接合にも適用することができる。この場合は、図８に示すように、第１部材としてのアイ１１の外周面に上記メス型部２０と類似のメス型部６０を設ける一方で、第２部材としての外筒３の底部３ａに前記メス型部に嵌合可能なオス型部６１を設けて、これに環状溝６２を形成することで、実施可能となる。
【００４４】
ところで、上記実施形態のようにピストンロッド４とボルト状部材（取付部材）１０との突合せ接合をメカニカルクリンチ方式を利用して行う場合は、従来一般に採用されていたプロジェクション溶接による接合のようにスパッタ（異物）は発生せず、したがって、ピストンロッド４に異物が付着することはない。本発明に係るシリンダ装置の製造方法は、この点に着目してなされたもので、図９に示した油圧緩衝器（シリンダ装置）を製造する場合は、先ず、一端にメス型部２０を有し、他端側にねじ部（取付部）１０ｂを有するボルト状部材（取付部材）１０と、前記メス型部２０に嵌合可能な先端部（オス型部）に複数の環状溝２１を形成したピストンロッド４とを別途用意する（図１参照）。そして、ピストンロッド４には、その中間部に前記ロッドガイド５およびロッドシール（シール手段）６を嵌装すると共に、その一端部にピストン１を取付けておく（図９）。
【００４５】
次に、上記のように用意したピストンロッド４を、予め外筒３にベースバルブ８を介して組付けたシリンダ２（図９）内に、前記ピストン１を先行させて挿入し、ロッドガイド５およびロッドシール６は、シリンダ２と外筒３の開口部に仮止めする。次に、例えば前記特許文献３に記載の治具を用いて、シリンダ２および外筒３の開口部にロッドガイド５およびロッドシール６を固定して該開口部を閉塞し、さらに、必要に応じてガス封入治具を用いてリザーバ９（図９）にガスを封入する。これら閉塞およびガス封入の作業は、ボルト状部材１０がピストンロッド４に接合される前段階で行われるので、ボルト状部材１０に邪魔される円滑に行うことができる。その後は、上記実施形態で説明した手順により  前記メス型部２０とオス型部とを相互に嵌合させて、ボルト状部材１０とピストンロッド４とを突合せ、前記メカニカルクリンチ方式により両者を接合し、これにて油圧緩衝器は完成する。  このように、シリンダ２にピストンロッド４を組付けてシリンダ１の開口部を閉塞した後の最終工程で両者の接合を行うので、その前工程である閉塞工程やガス封入工程を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係る突合せ接合方法を、油圧緩衝器のピストンロッドとボルト状部材との突合せ接合に適用した場合の実施形態を示す断面図である。
【図２】本実施形態における初期準備段階を示す断面図である。
【図３】本実施形態におけるメカニカルクリンチ方式による接合状態を中心線を挟んで別断面で示す断面図である。
【図４】本実施形態で得られた接合ロッドの外観形状を示す側面図である。
【図５】本突合せ接合方法を実施するためのメカニカルクリンチ装置の全体的構造を中心線を挟んで別断面で示す断面図である。
【図６】本メカニカルクリンチ装置におけるクリンチ型の配列状態を示す模式的に示す平面図である。
【図７】本メカニカルクリンチ装置によるメカニカルクリンチの実施状態を中心線を挟んで別断面で示す断面図である。
【図８】本発明に係る突合せ接合方法を、油圧緩衝器の外筒の底部とアイとの突合せ接合に適用した場合の実施形態を示す断面図である。
【図９】本突合せ接合方法の実施対象である油圧値緩衝器の全体構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
３    油圧緩衝器の外筒
４    油圧緩衝器のピストンロッド
１０  油圧緩衝器のボルト状部材（取付部材）
１１  油圧緩衝器のアイ
２０  メス型部
２１（２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ）  オス型部に形成した環状溝
２２（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ）  クリンチ部
２４ａ、２４ｂ  非クリンチ部
３０  メカニカルクリンチ装置のワーク支持装置（ワーク支持手段）
４０（４０Ａ，４０Ｂ）  クリンチ型
４０Ａ´，４０Ｂ´  クリンチ型の分割要素
４２，４３  押込み突起
４４  端面押え用突起
５０  シュリンカ
６０  メス型部
６１  オス型部
６２  オス型部の環状溝
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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