(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め環状溝を形成したロッドにカラー粗形材を嵌挿する第１工程と、前記カラー粗形材をスエージ加工により絞って前記環状溝内に塑性流動させる第２工程と、前記カラー粗形材の外周を拘束しながら該カラー粗形材を据込んで、前記環状溝内にさらに塑性流動させる第３工程とからなることを特徴とするロッドカラーの接合方法。
【請求項２】
第３工程において、カラー粗形材を局部的に据込むことを特徴とする請求項１に記載のロッドカラーの接合方法。
【請求項３】
第２工程と第３工程とを、同じ型により連続に実行することを特徴とする請求項１または２に記載のロッドカラーの接合方法。
【請求項４】
カラー粗形材として、板材を打抜いて形成した複数のリングを用いることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載のロッドカラーの接合方法。
【請求項５】
ロッドの挿通孔を有するダイと受ダイとからなり、前記ダイは前記ロッドに嵌合されたカラー粗形材の外周を拘束する成形穴部を、前記受ダイは前記ダイの成形穴部に嵌入可能なポンチ部をそれぞれロッドの挿通孔周りに備えており、前記ダイはさらに、その成形穴部の底面に前記カラー粗形材の端面に食込む環状突起を備えていることを特徴とするロッドカラーの接合型。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧緩衝器、シリンダ装置などのロッドに塑性加工を利用してカラーを接合する方法および該方法の実施に向けて好適な接合型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、油圧緩衝器としては、図７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ロッド（ピストンロッド）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を挿通して外部へ延ばし、内筒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６および外筒３の内底部に設けたベースバルブ７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、ガスおよび油液が封入されたリザーバ８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、その外筒３の外底部に車軸側への取付部となるアイ１０が、そのロッド４の先端部に車体側への取付部となるカラー部１１とねじ部１２とが、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１３がそれぞれ設けられることになる。この場合、前記ロッド４の先端側のカラー部１１とねじ部１２とは、丁度、ボルトを上向きにした形状となっており、そこで従来、ロッド４の先端にボルトの頭部を突合せた状態として、該ボルトをロッド４の先端にプロジェクション溶接（溶接部Ｗ）を利用して接合一体化するようにしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記プロジェクション溶接によりボルトをロッド４に接合する方法によれば、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ることはもとより、用いるロッド４およびボルトの表面品質を一定のレベルに維持する必要があり、多くの困難を伴うという問題があった。また、溶接の熱影響で歪が生じ易く、面倒な歪取りをかなりの頻度で行なわなければならない、という問題もあった。
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、溶接に頼ることなく、塑性加工を利用してロッドに別体のカラーを容易かつ確実に接合することを可能にするロッドカラーの接合方法を提供し、併せてこの接合方法の実施に向けて好適な接合型を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る接合方法は、予め環状溝を形成したロッドにカラー粗形材を嵌挿する第１工程と、前記カラー粗形材をスエージ加工により絞って前記環状溝内に塑性流動させる第２工程と、前記カラー粗形材の外周を拘束しながら該カラー粗形材を据込んで、前記環状溝内にさらに塑性流動させる第３工程とからなることを特徴とする。
このように行うロッドカラーの接合方法においては、最初にスエージ加工によりカラー粗形材をロッドの環状溝に塑性流動させ、続いてカラー粗形材を据込んで前記環状溝にさらに塑性流動させる複合加工を行うことで、ロッドの環状溝にカラー粗形材の材料を完全に充填することができる。
本発明の方法は、上記第３工程において、カラー粗形材を局部的に据込むようにしてもよく。また、上記第２工程と第３工程とを、同じ型により連続に実行するようにしてもよい。本発明はさらに、上記カラー粗形材として、板材を打抜いて形成した複数のリングを用いるようにしてもよい。
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る接合型は、ロッドの挿通孔を有するダイと受ダイとからなり、前記ダイは前記ロッドに嵌合されたカラー粗形材の外周を拘束する成形穴部を、前記受ダイは前記ダイの成形穴部に嵌入可能なポンチ部をそれぞれロッドの挿通孔周りに備えており、前記ダイはさらに、その成形穴部の底面に前記カラー粗形材の端面に食込む環状突起を備えていることを特徴とする。
このように構成した接合型においては、ダイと受ダイとをロッド上で相対移動させることで、上記した接合方法における第２工程と第３工程とを連続に実行することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施の形態としてのロッドカラーの接合方法を示したものである。本実施の形態は、前記図６に示した油圧緩衝器のロッド（ピストンロッド）４に、図４に示す別体のカラー２０（図６のカラー部１１に相当）を塑性加工を利用して接合一体化しようとするもので、本方法の実施に際しては、図２に示すように、予めロッド４の、カラー２０を接合すべき箇所に環状溝２１を形成すると共に、該ロッド４の先端部にねじ部２２（図６のねじ部１２に相当）を形成する。ロッド４は、ここでは、本体部分４ａのロッド径（一例として、12.5mm）に対してカラー２０の接合部位よりも先端側部分４ｂのロッド径がわずか小径（一例として、12.0mm）となっており、前記環状溝２１は、前記した本体部分４ａと先端側部分４ｂとの境界の段差４ｃに隣接して形成される。この環状溝２１の深さおよび幅は、前記油圧緩衝器をサスペンションに用いた場合にそのカラー２０に必要とされる抜け強度を確保するに足る大きさとする。一例として、この環状溝２１の深さは0.65mm程度、その幅は8.0mm程度に設定される。なお、ロッド４は、前記したように段付形状とすることなくストレート形状としても、さらに大きな段付形状としてもよいものである。環状溝２１の底面に予め微小凹凸を形成しておけば、よりカラーの抜け強度を大きく確保することが可能になる。
【０００８】
本方法の実施に際してはまた、同じく図２に示すように、前記カラー２０とほぼ同形状をなすカラー粗形材２３を用意する。このカラー粗形材（以下、単に粗形材という）２３は、ロッド４の先端側部分４ｂとの間に適当なクリアランス（0.1〜0.2mm程度）を形成するようにその内径が設定されており、したがって、ロッド４に対する粗形材２３の嵌合いはかなりゆるやかとなっている。粗形材２３はまた、前記ロッド４に形成した環状溝２１の幅よりもわずか小さくなるようにその高さが設定されている。この粗形材２３を得る方法は任意であるが、前記したようにロッド４との嵌合いがゆるやかであることから、汎用の冷間鍛造を利用することができる。この場合、量産性に富みかつ比較的低コストでの製造が可能になるので、ナットフォーマのような連続鍛造機を用いるのが望ましい。また、傾斜軸転造を利用して、厚肉のパイプをカットして粗形材を得てもよい。
【０００９】
本実施の形態においては、スエージ成形機（図示略）を利用して塑性加工を行うようにしており、そのための専用の型（接合型）を用意する。この接合型２４は、図３にも示すように、ロッド４の挿通孔２５ａを中心に有するダイ２５と同じくロッド４の挿通孔２６ａを中心に有する受ダイ２６とからなっている。ダイ２５は、前記粗形材２３の外周を拘束する成形穴部２７を、受ダイ２６はダイ２５の成形穴部２７に嵌入可能なポンチ部２８をそれぞれロッド挿通孔２５ａ、２６ａの周りに備えている。前記ダイ２５はさらに、その成形穴部２７の底面に前記粗形材２３の端面に食込み可能な環状突起２９を備えている。また、ダイ２５の成形穴部２７の口縁部には、該成形穴部２７に対する粗形材２３の嵌入を容易にするためのテーパ状の導入部２７ａが形成されている。これら接合型２４を構成するダイ２５と受ダイ２６とは、それらのどちらを可動側にしてもよいが、ここでは、ダイ２５をスエージ加工機の可動部に、受けダイ２６をその固定部にそれぞれ配置している。なお、前記成形穴部２７の底面に形成した環状突起２９は、周回りに連続した突起であっても断続する突起であってもよい。
【００１０】
以下、本ロッドカラーの接合方法を、図１に基づいて詳細に説明する。
（第１工程）
先ず、上記のように予め環状溝２１とねじ部２２とを形成したロッド４を、図１▲１▼に示すようにスエージ加工機の固定部に配置した受ダイ２６にセットし、続いてこのロッド４に前記粗形材２３を嵌挿する。この時、ロッド４は、その段差４ｃが受ダイ２６のポンチ部２８の端面に整合するように位置決めすると共に、粗形材２３は、この受ダイ２６のポンチ部２８の端面に当接するまでロッド４に対して嵌挿し、これにより粗形材２３は、ロッド４の環状溝２１に整合する位置に位置決めされる。この場合、前記したように粗形材２３とロッド４との嵌合いがゆるやかであるので、ロッド４に対して粗形材２３を容易に嵌挿することができる。
【００１１】
（第２工程）
次に、スエージ加工機の可動部に配置したダイ２５を該可動部と一体に移動（前進）させ、その挿通孔２５ａにロッド４を通しながら受ダイ２６に対して接近させる。すると、図１▲２▼に示すように受ダイ２６により背面が押えられているので、ダイ２５の成形穴部２７内に導入部２７ａを介して粗形材２３が押込まれ、これにより粗形材２３が絞込まれる。すなわち、スエージ加工（平行スエージ加工）が進行し、これに応じて粗形材２３が環状溝２１内に塑性流動を起こし、粗形材２３の内径側が環状溝２１内に押込まれた状態となる。この時、粗形材２３は、その一端側（ポンチ部２８と反対側）が成形型２４の拘束を受けていないので、軸方向へもわずか伸び、したがってその分、環状溝２１内には、粗形材２３が完全に充填されない。
【００１２】
（第３工程）
ダイ２５は、上記スエージ加工完了後（第２工程完了後）も前進を続けており、遂には、図１▲３▼に示すように粗形材２３の一端部が成形穴部２７の底面に接触する。しかして、この成形穴部２７の底面には、環状突起２９が存在しており、前記ダイ２５のさらなる前進に応じてこの環状突起２９が粗形材２３に次第に食込む。すなわち、粗形材２３は、据込み加工を受けた状態となって、環状溝２１内に再び塑性流動を起こし、これにより環状溝２１内に粗形材２３の材料が完全充填（フィルアップ）される。その後は、スエージ成形機の可動部と一体にダイ２５がロッド４から抜け、これにてロッド４に対する粗形材２３（カラー２０）の接合は完了する。
【００１３】
図４は、上記接合を終えた後の接合状態を示したもので、カラー２０は、ロッド４の環状溝２１内に隙間のない状態で完全充填されており、したがって、その抜け強度は十分となる。なお、カラー２０の端面には、上記環状突起２９の食込み跡としての凹部２０ａが形成されている。
上記のように行うロッドカラーの接合方法においては、最初にスエージ加工により粗形材２３をロッド４の環状溝２１に塑性流動させ、続いて粗形材２３を据込んで環状溝２１にさらに塑性流動させる複合加工を行うので、環状溝２１内への材料流入は円滑となり、ロッド４に対して別体のカラー２０を強固に接合することができる。しかも、最初にスエージ加工により粗形材２３を絞るので、ロッド４に対する粗形材２３の嵌合いをゆるやかとすることができ、その分、粗形材２３を、冷間鍛造等を利用してラフ加工することができ、用意する粗形材の製造コストの低減を達成できる。因みに、据込みだけで塑性流動させる場合は、ロッド４に対する粗形材２３の嵌合いを厳しく設定しなければならず、この場合は、高精度な機械加工が必要になって、粗形材の製造コストは著しく上昇する。
さらに、上記複合加工により加工圧力が分散されるので、必要とする加工圧力は小さくて済み、用いるスエージ成形機としても小型のもので足りる。本実施の形態においては特に、後段の据込み加工を環状突起２９を局部的に粗形材２３に食込ませる態様で実施するので、必要とする加工圧力はより一層小さくて済む。
【００１４】
なお、本発明は、図５に示すように上記カラー２０を複数分割（ここでは、二分割）して、その分割要素２０Ａ、２０Ｂをロッド４の環状溝２１に接合する構造とすることができる。この場合、上記カラー粗形材（２３）としても、前記分割要素２０Ａ、２０Ｂに応じて複数枚用意することとなるが、用意するカラー粗形材の高さ（厚さ）が薄くなる分、板材から打抜き加工によりカラー粗形材を製造することができ、したがって、上記した冷間鍛造による粗形材２３に比べて、そのコストは低減する。
【００１５】
また、図３におけるダイ２５および受ダイ２６は、より簡易に製造にし、かつ各種ロッドの仕様（ロッド径、抜け荷重等）に対応するために、図６に示すように組立構造としても構わない。すなわち、ダイ２５´は、ダイ本体２５Ａと前記挿通孔２５ａおよび環状突起２９を有するロッド案内２５Ｂとから構成し、また、受ダイ２６´は、受ダイ本体２６Ａと前記挿通孔２６およびポンチ部２８を有するロッド案内２６Ｂとから構成する。そして、スエージ成形機の固定部には、受ダイ２６Ａとロッド案内２６Ｂとをセットし、一方、スエージ成形機の可動部には、ダイ本体２５Ａとロッド案内２５Ｂとを配置し、ダイ本体２５Ａとロッド案内２５Ｂとを、同時に動かすようにする。
この場合、ロッド案内２５Ｂおよび２６Ｂの内径寸法を異ならせたものを準備して適宜交換すれば、ロッド径の異なるものにおいても対応可能となり、また、ロッド案内２５Ｂおよび２６Ｂの軸方向長さの異なるもの、すなわち、ロッド案内２５Ｂの環状突起２９およびロッド案内２６Ｂのポンチ部２８の軸方向長さを異ならせたものを準備して適宜交換すれば、カラーの抜け荷重も多種設定可能となり、汎用性を向上できる。
【００１６】
【発明の効果】
以上、詳述したように本発明に係るロッドカラーの接合方法によれば、カラー粗形材にスエージ加工と据込み加工との複合加工を加えるようにしたので、ロッドにカラーを容易かつ確実に接合一体化することができ、従来の溶接に代わる接合方法としてきわめて有用となる。
また、上記据込み加工において、カラー粗形材を局部的に据込むようにした場合は、加工圧力が小さくて済む。
また、上記複合加工を、同じ型により連続に実行する場合は、工程を移す必要がないので、接合に要するコストが低減する。
さらに、上記カラー粗形材として、板材を打抜いて形成した複数のリングを用いる場合は、カラー粗形材を板材から打抜き加工により製造することができるので、その製造コストが低減する。
一方、本発明に係るロッドカラーの接合型によれば、ダイと受ダイとをロッド上で相対移動させて上記した複合加工を連続にかつ小さな加工圧力で実行することができ、その利用価値は大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るロッドカラーの接合方法の実施状況を示す工程図である。
【図２】本接合方法の実施に際しては用意するロッドとカラー粗形材の形状を一部断面として示す側面図である。
【図３】本発明に係るロッドカラーの接合型の構造を示す断面図である。
【図４】本発明の接合方法によるロッドに対するカラーの接合状態を示す断面図である。
【図５】本発明の接合方法によるロッドに対するカラーの、他の接合状態を示す断面図である。
【図６】本発明に係るロッドカラーの接合型の、他の構造を示す断面図である。
【図７】本発明の加工対象であるロッドを装備した油圧緩衝器の全体構造を示す断面図である。
【符号の説明】
４    ロッド（ピストンロッド）
２０  カラー
２０Ａ、２０Ｂ  カラーの分割要素
２１  環状溝
２３  カラー粗形材
２５  ダイ
２６  受ダイ
２５ａ、２６ａ  ロッド挿通孔
２７  成形凹部
２８  ポンチ部
２９  環状突起
【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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