JP2011000620A - Method of joining pipe and member to be joined - Google Patents

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Masahiro Miyazaki
雅洋 宮崎
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Showa Denko Kk
昭和電工株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of joining a pipe and a member to be joined by which the joining strength between the pipe and the member to be joined is raised.SOLUTION: The pipe 60 is inserted into an inserting hole 71 which is provided on the member 70 to be joined. An expanding and joining tool 51 is arranged in the hollow part 62 of the pipe 60. The pipe 60 is expanded with the expanding and joining tool 51 so that the outer peripheral surface 61 of the pipe 60 is pressure-contacted with the inner peripheral surface 72 of the inserting hole 71 of the member 70 to be joined while relatively rotating the pipe 60 about the center axis Z of the pipe 60 to the member 70 to be joined. In this way, the member 70 to be joined is expanded and joined with the pipe 60 and simultaneously pressure-welded by friction.

Description

本発明は、自動車用部品、配管材等を製造する際に用いられるパイプと被接合部材との接合方法、該接合方法に用いられる接合装置、パイプと複数個の被接合部材との接合方法、該接合方法に用いられる接合装置、及び、パイプと被接合部材との接合構造体に関する。 The present invention, automobile parts, pipes and method of joining the workpieces to be used in making the pipe material or the like, the bonding method with the bonding apparatus, a pipe and a plurality of the bonding member used in the bonding method, bonding apparatus used in the bonding method, and to a connection structure between the pipe and the bonded member.

従来、パイプにフランジ等の被接合部材を接合する方法として、例えば拡管接合方法が知られている(例えば、特許文献1〜7参照)。 Conventionally, as a method for joining workpieces such as a flange to a pipe, for example pipe expansion joining methods are known (e.g., see Patent Document 1-7). この拡管接合方法は以下のとおりである。 The pipe expansion joining method is as follows.

パイプを被接合部材に設けられた挿通孔内に挿通するとともに、パイプの中空部内に拡管接合工具を配置する。 While it inserted into the insertion hole provided in the joined member pipe, placing the pipe expansion joining tool into the hollow portion of the pipe. 拡管接合工具は、中心部に楔孔部を有するとともに楔孔部を中心に周方向に複数個のダイセグメントに分割されたダイと、ダイの各ダイセグメントを半径外方向に移動させる楔部を有するマンドレルとを備えている。 Tube expanding bonding tool, a die is divided into a plurality of die segments in the center in the circumferential direction the wedge hole portion and having a wedge hole portion in the center, the wedge portion for moving each die segment of the die in the radially outward direction and a mandrel having. 次いで、マンドレルの楔部をダイの楔孔部内に差し込むことにより、ダイの各ダイセグメントをパイプの半径外方向に移動させて、パイプの外周面が被接合部材の挿通孔の内周面に圧接するように各ダイセグメントでパイプを半径外方向に押圧する。 Then, pressing the wedge portion of the mandrel by inserting into the wedge hole portion of the die, each die segment of the die is moved radially outwardly of the pipe, the outer peripheral surface of the pipe on the inner peripheral surface of the insertion hole of the workpieces pressing the pipe radially outwardly on each die segment to. この際、各ダイセグメントによるパイプへの押圧はパイプが塑性変形されるまで行う。 At this time, pressure on the pipe by each die segment is performed until the pipe is plastically deformed. これによりパイプを拡管加工する。 Thereby pipe expanding the pipe. その結果、パイプに被接合部材が固定状態に拡管接合される。 As a result, the bonded member is expanded pipe joined in a fixed state in the pipe.

また、拡管接合法とは異なるが、2個のパイプの端部同士を接合する方法として、ラジアル摩擦圧接法が知られている。 Although different from the pipe expansion joining method, as a method of joining the ends of two pipes, radial friction welding is known. この方法は、回転不能に固定した2個のパイプの端部同士を突き合せた状態で、両パイプの突合せ部に外挿された円環状リングを回転させながら該リングを縮径方向に加圧することにより、両パイプの突合せ部の外周面にリングを摺接させ、これにより両パイプの端部同士をリングを介して摩擦圧接する方法である。 The method, in a state of abutting the ends of two pipes to non-rotatably fixed, pressed in direction of reducing the diameter of the ring while rotating the extrapolated annular ring abutting portions of the pipes it allows the outer peripheral surface of the butt portion of the pipes is brought into sliding contact ring, thereby is the ends of the pipes is provided a method of friction welding through the ring.

特開平4−8818号公報(第2頁、第8図) JP 4-8818 JP (page 2, Figure 8) 特開2007−296569号公報 JP 2007-296569 JP 特開2007−283323号公報 JP 2007-283323 JP 特開2009−50875号公報 JP 2009-50875 JP 特開2009−72825号公報 JP 2009-72825 JP 特開2009−90313号公報 JP 2009-90313 JP 特開2009−107005号公報 JP 2009-107005 JP

而して、上記拡管接合法により得られた接合構造体において、例えば、この接合構造体が自動車のフレーム等の構造部材に用いられるかあるいは配管材に用いられる場合には、一般に、パイプと被接合部材との接合強度について高い強度が要求される。 And Thus, in a joined structure obtained by the above-mentioned pipe expansion joining method, for example, in a case where the connecting structure is used in structural or piping material used member of the frame of an automobile, generally, pipes and the high strength is required for the bonding strength of the bonding member. しかしながら、従来の接合構造体では、パイプと被接合部材は両者間の圧接力(接触面圧)によってのみ接合されているため、パイプと被接合部材との接合強度が不足する場合があった。 However, in the conventional connection structure, pipe and the bonded members because they are joined only by pressure contact force between the two (the contact surface pressure), there are cases where bonding strength between the pipe and the bonded member is insufficient.

上記ラジアル摩擦圧接法では、パイプの突合せ部の外周面にリングを均一に摺接させることにより、両パイプの端部同士の接合強度が高められる。 In the radial friction welding, by uniformly sliding contact with the outer peripheral surface of the ring of the butt portion of the pipe, the bonding strength of the ends of the pipes is enhanced. しかし、パイプの突合せ部の外周面に均一にリングを摺接させるためには、リングを均一に縮径方向に加圧しなければならず、リングの縮径の制御が困難であった。 However, in order to sliding contact uniformly ring on the outer peripheral surface of the butt portion of the pipe, there must pressurized uniformly reduced in diameter direction of the ring, it is difficult to control the diameter of the ring. そのため、高い接合強度を得ることは困難であった。 Therefore, it has been difficult to obtain a high bonding strength.

本発明は、上述した技術背景に鑑みてなされたもので、その目的は、パイプと被接合部材との接合強度を高めることができるパイプと被接合部材との接合方法、該接合方法に用いられる接合装置、パイプと複数個の被接合部材との接合方法、該接合方法に用いられる接合装置、及び、パイプと被接合部材との接合構造体を提供することにある。 The present invention has been made in view of the aforementioned technical background, and its object is method of joining the pipe and the bonded member which can increase the bonding strength between the pipe and the bonded member, used in the joining method bonding apparatus, a bonding method between the pipe and the plurality of members to be bonded, the bonding device used in the bonding method, and to provide a joined structure of the pipe and the bonded member.

本発明は以下の手段を提供する。 The present invention provides the following means.

[1] パイプを被接合部材に設けられた挿通孔内に挿通した状態で、パイプを被接合部材に対して相対的にパイプの中心軸を中心に回転させながら、パイプの外周面が被接合部材の挿通孔の内周面に圧接するようにパイプをその中空部内に配置された拡管接合工具によって拡管加工することにより、パイプに被接合部材を拡管接合すると同時に摩擦圧接することを特徴とするパイプと被接合部材との接合方法。 [1] pipe while inserted into the insertion hole provided in the workpieces, while rotating around the central axis of relative pipe against the workpieces to pipes, the outer peripheral surface of the pipe to be joined by pipe expanding by a pipe hollow portion thereof arranged tube expanding welding in the in pressure-contact with the inner peripheral surface of the insertion hole of the member, characterized by simultaneously friction welding when the members to be bonded to tube expansion junction to the pipe pipe and method of joining the members to be joined.

[2] パイプの外周面が被接合部材の挿通孔の内周面に圧接するように、且つ、パイプの挿通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分がそれぞれパイプの半径外方向に膨出するように、パイプを拡管加工する前項1記載のパイプと被接合部材との接合方法。 [2] As the outer peripheral surface of the pipe is pressed against the inner peripheral surface of the insertion hole of the joint member, and, radially outwardly axially near both sides portions of the pipe each insertion portion into the insertion hole of the pipe Rise as to exit, method of joining the pipe and the workpieces item 1 wherein the pipe expanding the pipe.

[3] 被接合部材はパイプの中心軸を中心に回転不能に固定されており、 [3] the bonded members are non-rotatably fixed about the central axis of the pipe,
パイプはその中心軸を中心に従動回転自在に支持されており、 Pipe is driven rotatably supported about its central axis,
パイプの中心軸を中心に回転駆動している拡管接合工具をパイプの内周面に当接させることにより、パイプを拡管接合工具の回転動作に従ってパイプの中心軸を中心に従動回転させながら、パイプを拡管加工する前項1又は2記載のパイプと被接合部材との接合方法。 The tube expanding bonding tool is rotated around the central axis of the pipe by abutting the inner peripheral surface of the pipe, while the driven rotating about the central axis of the pipe according to the rotation operation of the expanded welding pipes, pipe method of joining the pipe and the workpieces item 1 or 2, wherein pipe expanding the.

[4] パイプはその中心軸を中心に回転不能に固定されており、 [4] pipe is non-rotatably fixed about its central axis,
被接合部材をパイプの中心軸を中心に回転させながら、パイプを拡管加工する前項1又は2記載のパイプと被接合部材との接合方法。 While rotating the bonded members about the central axis of the pipe, the bonding method between the pipe and the workpieces item 1 or 2, wherein pipe expanding the pipe.

[5] パイプと被接合部材をパイプの中心軸を中心に互いに反対方向に回転させながら、パイプを拡管加工する前項1又は2記載のパイプと被接合部材との接合方法。 [5] pipe and is rotated in the opposite directions workpieces about the central axis of the pipe, the bonding method between the pipe and the workpieces item 1 or 2, wherein pipe expanding the pipe.

[6] パイプの外周面が被接合部材の挿通孔の内周面に圧接した状態のもとで、パイプに対する被接合部材の所定部位の周方向の位置が所定位置になるように回転を制御停止させる前項1〜5のいずれかに記載のパイプと被接合部材との接合方法。 [6] Under the state that the outer peripheral surface of the pipe is pressed against the inner peripheral surface of the insertion hole of the joint member, the circumferential position of the predetermined portion of the workpieces is controlled rotation to a predetermined position relative to the pipe method of joining the pipe and the bonded member according to any one of items 1 to 5 to stop.

[7] 被接合部材の挿通孔の周縁部に、円筒状の座部がパイプの軸方向の片側に突出して一体形成されており、 [7] the periphery of the insertion hole of the joint member are integrally formed cylindrical seat protrudes to one side in the axial direction of the pipe,
パイプを被接合部材の挿通孔に挿通し且つ被接合部材の座部の外側に配置された規制部材により座部の外側への膨出量を規制した状態で、パイプを被接合部材に対して相対的にパイプの中心軸を中心に回転させながら、パイプを拡管加工する前項1〜6のいずれかに記載のパイプと被接合部材との接合方法。 A pipe while restricting bulging amount to the outside of the seat by the regulating member disposed on the outside of the seat of the insertion was and the bonded member in the insertion hole of the joint member, the pipe against the workpieces while rotating about the central axis relatively pipe joining method between pipe and to be joined member according to any one of items 1 to 6, pipe expanding the pipe.

[8] 被接合部材は、その厚さ方向両側の面のうち一方を、他の部材と連結される連結面とするものであり、 [8] the bonded member, the one of the thickness direction both side faces, which a connecting surface to be connected to another member,
被接合部材の挿通孔の周縁部に、円筒状の座部が連結面とは反対側に突出して一体形成されており、 On the periphery of the insertion hole of the joint member it is integrally formed to protrude on the opposite side of the cylindrical seat portion connecting surface,
被接合部材の挿通孔の内周面における挿通孔の軸方向中間部から連結面までの領域に、係合凹所が形成されており、 A region from an axially intermediate portion of the insertion hole of the inner peripheral surface of the insertion hole of the joint member to the connecting surface, and the engaging recesses are formed,
パイプの端部を被接合部材の挿通孔内にパイプの端面が挿通孔の軸方向中間部から被接合部材の連結面までの範囲に配置されるように挿通した状態で、パイプを被接合部材に対して相対的にパイプの中心軸を中心に回転させながら、パイプの外周面が被接合部材の挿通孔の内周面に圧接するように、且つ、パイプの挿通孔内への挿通部分のパイプ端面側近傍部分が係合凹所に係合するように、パイプを拡管加工する前項1〜7のいずれかに記載のパイプと被接合部材との接合方法。 The end of the pipe in a state in which the end face of the pipe insertion hole of the bonded member is inserted to be positioned ranging connection surface of the workpieces from the axially intermediate portion of the insertion hole, the workpieces pipes while rotating around the central axis of relative pipe relative to the outer peripheral surface of the pipe is in pressure-contact with the inner peripheral surface of the insertion hole of the joint member, and, in the inserted portion of the insertion hole of the pipe as the pipe end face near portion engages with the engaging recess, method of joining the pipe and the bonded member according to any one of items 1 to 7, pipe expanding the pipe.

[9] 拡管接合工具は、楔孔部を有し且つ楔孔部を中心に複数個のダイセグメントに分割されたダイと、楔部を有し且つ楔部がダイの楔孔部内に差し込まれることによりダイの各ダイセグメントをパイプの半径外方向に移動させるマンドレルと、を備えており、 [9] tube expanding joint tool, a die is divided into and around the wedge hole portion has a wedge hole portion into a plurality of die segments, and the wedge portion having a wedge portion is inserted into the wedge hole portion of the die includes a mandrel for moving each die segment of the die in the radially outward direction of the pipe, the by,
ダイセグメントは、パイプの挿通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分を押圧する2個の押圧凸部のうち一方の押圧凸部を有する駒部と、他方の押圧凸部を有するとともにマンドレルの楔部の外周面に当接するダイセグメント本体と、駒部とダイセグメント本体とを分離可能に連結する連結手段と、を備えている前項1〜8のいずれかに記載のパイプと被接合部材との接合方法。 Die segments, the mandrel which has a pawl member having a pressing protrusion of one of the two pushing projection for pressing the axially opposite sides adjacent portion of the insertion portion into the insertion hole of the pipe, the other pushing projection abutting die segment main body on the outer peripheral surface of the wedge portion of the pipe and the bonded member according to any one of items 1 to 8 includes a connecting means for detachably connecting the frame portion and the die segment main body, the method of joining.

[10] 楔孔部を有し且つ楔孔部を中心に周方向に複数個のダイセグメントに分割された複数個のダイが、軸方向に互いに離間して配置されるとともに、互いに隣り合う2個のダイにおいて一方のダイの各ダイセグメントと他方のダイの各ダイセグメントとがそれぞれダイ連結杆を介して互いに連結されたダイ連結体と、 [10] the wedge hole portion a plurality of die and is divided around the wedge hole portion into a plurality of die segments in a circumferential direction has, along with being spaced axially from one another, adjacent 2 a die connected body and each die segment of the die segment and the other die of one of the die are connected to each other through the die connecting rod, respectively, in number of dies,
ダイ連結体の各ダイの楔孔部に対応する複数個の楔部を有し且つ前記複数個の楔部が軸方向に互いに離間して形成されたマンドレルと、 A mandrel and said plurality of wedge portions having a plurality of wedge portion corresponding to the wedge hole portion of the die are spaced apart axially from one another in the die coupling body,
を備えた拡管接合工具を準備し、 Prepare the pipe expansion joint tool with,
パイプを複数個の被接合部材にそれぞれ設けられた挿通孔内に前記複数個の被接合部材が互いにパイプの軸方向に離間するように挿通した状態で、パイプを前記複数個の被接合部材に対して相対的にパイプの中心軸を中心に回転させながら、パイプの外周面が各被接合部材の挿通孔の内周面に圧接するようにパイプをその中空部内に配置された拡管接合工具によって拡管加工することにより、パイプに前記複数個の被接合部材を一括して拡管接合すると同時に摩擦圧接することを特徴とするパイプと複数個の被接合部材との接合方法。 The pipes of a plurality of states in which the plurality of workpieces respectively in the provided with insertion holes on the bonded member is inserted so as to be separated in the axial direction of the pipe together, the pipes to the plurality of members to be joined while rotating around the central axis of relative pipe for, by the tube expanding welding arranged a pipe within the hollow portion as the outer peripheral surface of the pipe is pressed against the inner peripheral surface of the insertion hole of the members to be welded by pipe expanding method of joining a pipe and a plurality of workpieces, characterized in that collectively the plurality of members to be joined to the pipe at the same time friction welding when the tube expansion junction.

[11] 被接合部材に設けられた挿通孔内に挿通されたパイプの中空部内に配置されるとともに、パイプの外周面が被接合部材の挿通孔の内周面に圧接するようにパイプを拡管加工することにより、パイプに被接合部材を拡管接合する拡管接合工具と、 [11] while being positioned in the hollow portion of the inserted through pipes into the insertion hole formed in the bonded member, a pipe as the outer peripheral surface of the pipe is pressed against the inner peripheral surface of the insertion hole of the joint member tube expansion by processing a tube expansion junction tool for tube expansion joining the joined member to the pipe,
拡管接合工具によりパイプを拡管加工する際に、パイプが被接合部材に対して相対的にパイプの中心軸を中心に回転するように、パイプ、拡管接合工具及び被接合部材のうち少なくとも一つを回転させる回転駆動部と、 When pipe expanding the pipe by pipe expanding welding, pipe for rotation about a central axis of relative pipe against the workpieces, pipes, at least one of the expanded joint tools and workpieces a rotation driving unit that rotates,
を備えていることを特徴とするパイプと被接合部材との接合装置。 Bonding apparatus of the pipe and the joint member, characterized in that it comprises a.

[12] 回転駆動部は、パイプの外周面が被接合部材の挿通孔の内周面に圧接した状態のもとで、パイプに対する被接合部材の所定部位の周方向の位置が所定位置になるように回転を制御停止させる制御部を備えている前項11記載のパイプと被接合部材との接合装置。 [12] Rotation driving unit, under the state where the outer peripheral surface of the pipe is pressed against the inner peripheral surface of the insertion hole of the joint member, the circumferential position of the predetermined portion of the joined member to the pipe is in position bonding apparatus of pipe 11 above, wherein a control unit for controlling the rotation stop and the workpieces as.

[13] 複数個の被接合部材にそれぞれ設けられた挿通孔内に前記複数個の被接合部材が互いにパイプの軸方向に離間するように挿通されたパイプの中空部内に配置されるとともに、パイプの外周面が各被接合部材の挿通孔の内周面に圧接するようにパイプを拡管加工することにより、パイプに複数個の被接合部材を一括して拡管接合する拡管接合工具と、 [13] a plurality of together with said plurality of workpieces each provided with through hole in the bonded member is disposed in the hollow portion of the inserted through pipes so as to be separated in the axial direction of the pipe with each other, the pipe by the outer peripheral surface of the to pipe expanding the pipe so as to press the inner circumferential surface of the insertion hole of the members to be welded, and the tube expanding welding of tube expansion junction collectively a plurality of workpieces to the pipe,
拡管接合工具によりパイプを拡管加工する際に、パイプが前記複数個の被接合部材に対して相対的にパイプの中心軸を中心に回転するように、パイプ、拡管接合工具及び前記複数個の被接合部材のうち少なくとも一つを回転させる回転駆動部と、 When pipe expanding the pipe by pipe expansion joining tool, as the pipe is rotated about the central axis of the relative pipe to the plurality of members to be joined, a pipe, a tube expanding welding and said plurality to be a rotary drive unit for rotating at least one of the joining members,
を備えており、 Equipped with a,
拡管接合工具は、 Pipe expansion joining tool,
楔孔部を有し且つ楔孔部を中心に周方向に複数個のダイセグメントに分割されたダイが、軸方向に互いに離間して配置されるとともに、互いに隣り合う2個のダイにおいて一方のダイの各ダイセグメントと他方のダイの各ダイセグメントとがそれぞれ連結杆を介して互いに連結されたダイ連結体と、 Wedge hole portion die and is divided around the wedge hole portion in the circumferential direction into a plurality of die segments have, along with being spaced axially from one another, one of the two dies adjacent a die connected body and each die segment of the die segment and the other die of the die are connected to each other via the respective connecting rod,
ダイ連結体の各ダイの楔孔部に対応する複数個の楔部を有し且つ前記複数個の楔部が軸方向に互いに離間して形成されたマンドレルと、 A mandrel and said plurality of wedge portions having a plurality of wedge portion corresponding to the wedge hole portion of the die are spaced apart axially from one another in the die coupling body,
を備えていることを特徴とするパイプと複数個の被接合部材との接合装置。 That it comprises a joining device between a pipe and a plurality of workpieces characterized by.

[14] パイプが被接合部材に設けられた挿通孔内に挿通された状態で、パイプに被接合部材が拡管接合されるとともに摩擦圧接されていることを特徴とするパイプと被接合部材との接合構造体。 [14] pipe in a state of being inserted into the insertion hole formed in the bonded member, the bonded member in the pipe is the pipe and the bonded members, characterized by being friction-welded together with the pipe expansion joint junction structure.

本発明は以下の効果を奏する。 The present invention has the following effects.

なお本明細書では、パイプの周方向の荷重に対するパイプと被接合部材との接合強度を「ねじり強度」といい、パイプの軸方向の荷重に対するパイプと被接合部材との接合強度を「抜け強度」という。 In this specification, the bonding strength between the pipe and the joint member with respect to the circumferential direction of the load of the pipe called a "torsional strength", the bonding strength between the pipe and the joint member with respect to the axial direction of the load of the pipe "pull-out strength that ".

[1]の発明では、パイプと被接合部材を拡管接合すると同時に摩擦圧接するので、パイプと被接合部材との接合強度を、拡管接合のみで両者を接合した場合よりも高めるできるし、更に、パイプと被接合部材との接合を能率良く行うことができる。 In the invention [1], since the pipe and the bonded member at the same time friction welding when pipe expansion joining, the bonding strength between the pipe and the joint member, to be increased than when joined together only tube expansion junction, further, the junction between the pipe and the bonded member can be efficiently performed.

[2]の発明では、パイプを拡管加工することでパイプの挿通部分の軸方向両側近傍部が膨出されるので、パイプに対する被接合部材の抜け強度を高めることができる。 In the invention [2], since the axial direction near both sides of the pipe insertion portion by pipe expanding the pipe is bulged, it is possible to increase the pull-out strength of the joined member to the pipe.

[3]の発明では、被接合部材が回転不能に固定されるとともに、パイプが従動回転自在に支持されているので、被接合部材を回転駆動させる回転駆動装置とパイプを回転駆動させる回転駆動装置とを必要としない。 In the invention [3], along with the members to be bonded are non-rotatably fixed, pipe because it is supported in a freely rotated, the rotation driving device for rotating the rotary drive and the pipe that rotates the workpieces It does not require the door. そのため、パイプに被接合部材を接合する接合装置の構成を簡素化することができる。 Therefore, it is possible to simplify the structure of the joining apparatus for joining workpieces to pipes.

さらに、被接合部材が回転不能に固定されているので、パイプに対する被接合部材の接合位置の設定を容易に行うことができる。 Further, since the workpieces is non-rotatably fixed, it is possible to easily perform the setting of the joining position of the joint member relative to the pipe.

[4]の発明では、パイプが回転不能に固定されているので、パイプを回転駆動させる回転駆動装置を必要としない。 In the invention [4], since the pipe is non-rotatably fixed, it does not require a rotary drive device for rotating the pipe. さらに、もし仮にパイプの撓み等によってパイプが少し曲がっていた場合でも、被接合部材を回転させることができ、これにより、パイプに被接合部材をパイプの周方向に均一に接合することができる。 Moreover, if even if the pipe was a little bent by the deflection and the like of the pipe, it is possible to rotate the workpieces, thereby, it is possible to uniformly bond the bonded members in a circumferential direction of the pipe in the pipe.

[5]の発明では、パイプと被接合部材を互いに反対方向に回転させるので、パイプ及び被接合部材の回転速度をそれぞれ低減することができる。 In the invention [5], so is rotated in the opposite direction to the pipe and the bonded member to each other, it is possible to reduce the rotational speed of the pipe and the workpieces, respectively. これにより、パイプ及び被接合部材を回転駆動させる回転駆動装置として、それぞれ安価な装置を用いることができる。 Thus, as a rotation driving device for rotating the pipe and the bonded member it can be used at an inexpensive device.

[6]の発明では、パイプに対する被接合部材の所定部位の周方向の位置を所定位置に確実に設定することができる。 [6] In the invention, it is possible to reliably set to a predetermined position in the circumferential direction of the position of the predetermined portion of the joined member to the pipe.

[7]の発明では、接合部材の挿通孔の周縁部に座部が形成されているので、被接合部材の肉厚を大きくしなくても被接合部材の挿通孔の内周面とパイプの外周面との当接面積を大きく確保することができる。 In the invention [7], since the seat in the periphery of the insertion hole of the joint member is formed, the inner peripheral surface and the pipe insertion holes of the members to be bonded without increasing the thickness of the workpieces it is possible to secure a large contact area between the outer peripheral surface. そのため、接合構造体の軽量化を図ることができるし、パイプと被接合部材との接合強度を高めることができる。 Therefore, to be able to reduce the weight of the joined structure, it is possible to increase the bonding strength between the pipe and the bonded member.

さらに、被接合部材の座部の外側に配置された規制部材により座部の外側への膨出量を規制した状態で、パイプを拡管加工するので、被接合部材の座部が確実に弾性変形域内で変形するものとなり、即ち座部の塑性変形が確実に防止される。 Furthermore, while restricting bulging amount to the outside of the seat by the regulating member disposed on the outside of the seat member to be joined, since the pipe expanding the pipe, the seat member to be joined is reliably elastically deformed it shall be deformed in the region, namely the plastic deformation of the seat portion can be reliably prevented. これにより、パイプと被接合部材との接合強度を確実に高めることができる。 This makes it possible to increase the bonding strength between the pipe and the bonded member reliably.

[8]の発明では、接合部材の挿通孔の周縁部に座部が形成されているので、被接合部材の肉厚を大きくしなくても被接合部材の挿通孔の内周面とパイプの外周面との当接面積を大きく確保することができる。 In the invention [8], since the seat in the periphery of the insertion hole of the joint member is formed, the inner peripheral surface and the pipe insertion holes of the members to be bonded without increasing the thickness of the workpieces it is possible to secure a large contact area between the outer peripheral surface. そのため、接合構造体の軽量化を図ることができるし、パイプと被接合部材との接合強度を高めることができる。 Therefore, to be able to reduce the weight of the joined structure, it is possible to increase the bonding strength between the pipe and the bonded member.

さらに、パイプの端部を被接合部材の挿通孔内にパイプの端面が挿通孔の軸方向中間部から被接合部材の連結面までの範囲に配置されるように挿通した状態で、パイプを拡管加工するので、パイプの端部に接合された被接合部材を他の部材に連結する際に、パイプの挿通孔内への挿通部分のパイプ端面側の部分が他の部材に干渉しない。 Further, the end portion of the pipe in a state in which the end face of the pipe insertion hole of the bonded member is inserted to be positioned ranging connection surface of the workpieces from the axially intermediate portion of the insertion hole, the tube expansion pipe since processing, when connecting the bonded members bonded to an end portion of the pipe to another member, the pipe end face side portion of the insertion portion into the insertion hole of the pipe does not interfere with other members. これにより、被接合部材を他の部材に良好に連結することができる。 Thus, it is possible to satisfactorily connect the workpieces to another member.

さらに、パイプの挿通孔内への挿通部分のパイプ端面側近傍部分が係合凹所に係合するように、パイプを拡管加工するので、パイプに対する被接合部材の抜け強度を高めることができる。 Further, the pipe end face side portion near the insertion portion into the insertion hole of the pipe so as to engage the engaging recess, so that pipe expanding the pipe, it is possible to increase the pull-out strength of the joined member to the pipe.

[9]の発明では、ダイセグメントは、一方の押圧凸部を有する駒部と、他方の押圧凸部を有するダイセグメント本体と、連結手段とを備えている。 In the invention [9], die segment includes a pawl member having a one pushing projection, the die segment main body having the other of the pressing protrusion and a coupling means. したがって、駒部の押圧凸部とダイセグメント本体の押圧凸部との間の間隔を被接合部材の厚さに対応して設定することができる。 Therefore, it is possible to set corresponding the distance between the pressing projection and the die segment pushing projection of the body of the piece section to the thickness of the workpieces.

[10]の発明では、パイプに複数個の被接合部材を一括して拡管接合すると同時に摩擦圧接するので、パイプと複数個の被接合部材との接合を能率良く行うことができる。 In the invention [10], since collectively a plurality of workpieces to the pipe at the same time friction welding when pipe expansion joint, can be efficiently performed the joining of the pipe and a plurality of workpieces.

[11]の発明では、本発明に係る接合方法に好適に用いられる接合装置を提供できる。 [11] In the invention, it is possible to provide a joining device suitably used for the bonding method according to the present invention.

[12]の発明では、本発明に係る接合方法のうち特に上記[6]の接合方法に好適に用いられる接合装置を提供できる。 In the invention [12], it is possible to provide a joining device suitably used in particular bonding method of the above-mentioned [6] of the bonding method according to the present invention.

[13]の発明では、特に上記[10]に係る接合方法に好適に用いられる接合装置を提供できる。 [13] In the invention, it can provide a particular joining device suitably used for bonding method according to the above [10].

[14]の発明では、接合強度が高いパイプと被接合部材との接合構造体を提供できる。 In the invention [14], it can be provided and joint strength is high pipe connection structure between the bonded members.

図1は、本発明の第1実施形態に係る接合装置を用いてパイプに被接合部材が接合されて製作された接合構造体の斜視図である。 Figure 1 is a perspective view of a bonded structure bonded members is fabricated is joined to the pipe by using a bonding device according to a first embodiment of the present invention. 図2Aは、同接合構造体の縦断面図である。 Figure 2A is a longitudinal sectional view of the joined structure. 図2Bは、同接合構造体の縦断面の要部拡大図である。 Figure 2B is an enlarged longitudinal sectional view of the joined structure. 図3は、同接合装置の概略図である。 Figure 3 is a schematic view of the bonding apparatus. 図4は、同接合装置の拡管接合工具の斜視図である。 Figure 4 is a perspective view of a tube expansion junction tool of the same bonding apparatus. 図5Aは、同拡管接合工具のダイの側面図である。 Figure 5A is a side view of the die of the same tube expanding welding. 図5Bは、同ダイの後面図である。 5B is a rear view of the same die. 図6は、同拡管接合工具のマンドレルの側面図である。 Figure 6 is a side view of the mandrel of the tube expanding welding. 図7は、同拡管接合工具によりパイプを拡管加工する前の状態の縦断面図である。 Figure 7 is a longitudinal sectional view of a state before pipe expanding the pipe by the pipe expanding welding. 図8は、パイプを拡管加工した状態の縦断面図である。 Figure 8 is a longitudinal sectional view of a state in which the pipe was pipe expanding. 図9は、同接合装置を用いてパイプに被接合部材を接合する場合における、同接合装置の動作のタイミング図である。 9, in the case of joining the bonded members to the pipe using the same bonding apparatus, a timing diagram of the operation of the bonding apparatus. 図10は、同拡管接合工具のダイ及びマンドレルの各主要部位の寸法を説明する縦断面図である。 Figure 10 is a longitudinal cross-sectional view for explaining the dimensions of each major site of die and mandrel of the tube expanding welding. 図11Aは、被接合部材を回転不能に固定する方法の一例を示す被接合部材の一部の正面図である。 Figure 11A is a front view of a portion of the junction member illustrating an example of a method of securing against rotation the bonded members. 図11Bは、被接合部材を回転不能に固定する方法のもう一つの例を示す被接合部材の一部の正面図である。 Figure 11B is a partial front view of the joint member showing another example of a method of securing against rotation the bonded members. 図12は、第1実施形態における第1変形形態に係る接合装置の概略図である。 Figure 12 is a schematic view of a bonding apparatus according to a first variant of the first embodiment. 図13は、同接合装置を用いてパイプに被接合部材を接合する場合における、同接合装置の動作のタイミング図である。 13, in the case of joining the bonded members to the pipe using the same bonding apparatus, a timing diagram of the operation of the bonding apparatus. 図14は、第1実施形態における第2変形形態に係る接合装置の概略図である。 Figure 14 is a schematic view of a bonding apparatus according to a second variant of the first embodiment. 図15は、同接合装置を用いてパイプに被接合部材を接合する場合における、同接合装置の動作のタイミング図である。 15, in the case of joining the bonded members to the pipe using the same bonding apparatus, a timing diagram of the operation of the bonding apparatus. 図16は、本発明の第2実施形態に係る接合装置の拡管接合工具の斜視図である。 Figure 16 is a perspective view of a tube expansion junction tool of the bonding device according to a second embodiment of the present invention. 図17は、同拡管接合工具によりパイプを拡管加工する前の状態の縦断面図である。 Figure 17 is a longitudinal sectional view of a state before pipe expanding the pipe by the pipe expanding welding. 図18は、パイプを拡管加工した状態の縦断面図である。 Figure 18 is a longitudinal sectional view of a state in which the pipe was pipe expanding. 図19は、本発明の第3実施形態に係る接合装置を用いてパイプに被接合部材が接合されて製作された接合構造体の斜視図である。 Figure 19 is a perspective view of a bonded structure bonded members is fabricated is joined to the pipe by using a bonding device according to a third embodiment of the present invention. 図20は、同接合装置の拡管接合工具によりパイプを拡管加工する前の状態の斜視図である。 Figure 20 is a perspective view of a state before pipe expanding the pipe by pipe expansion joining tool of the same bonding apparatus. 図21Aは、図20中のX−X線横断面図である。 Figure 21A is a line X-X cross-sectional view in FIG. 20. 図21Bは、図21A中のY−Y線縦断面図である。 21B is a line Y-Y vertical sectional view in FIG. 21A. 図22Aは、パイプを拡管加工した状態の、図21Aに対応する横断面図である。 Figure 22A is a pipe pipe expanding state, a cross-sectional view corresponding to FIG 21A. 図22Bは、図22A中のY−Y線縦断面図である。 22B is a line Y-Y vertical sectional view in FIG. 22A. 図23Aは、本発明の第4実施形態に係る接合装置を用いてパイプに被接合部材が接合されて製作された接合構造体の斜視図である。 23A is a perspective view of a bonded structure bonded members is fabricated is joined to the pipe by using a bonding device according to a fourth embodiment of the present invention. 図23Bは、同接合構造体を別の方向から見た斜視図である。 23B is a perspective view of the same joint structure from another direction. 図24は、同接合構造体を他の部材に連結した状態の縦断面図である。 Figure 24 is a longitudinal sectional view of the connected state of the same joint structure to other members. 図25は、同接合装置の拡管接合工具によりパイプを拡管加工する前の状態の縦断面図である。 Figure 25 is a longitudinal sectional view of a state before pipe expanding the pipe by pipe expansion joining tool of the same bonding apparatus. 図26は、パイプを拡管加工した状態の縦断面図である。 Figure 26 is a longitudinal sectional view of a state in which the pipe was pipe expanding. 図27は、本発明の第5実施形態に係る接合装置の拡管接合工具によりパイプを拡管加工する前の状態の横断面図である。 Figure 27 is a cross-sectional view of a state before pipe expanding the pipe by pipe expansion joining tool of the bonding device according to a fifth embodiment of the present invention. 図28は、本発明の第6実施形態に係る接合装置の拡管接合工具によりパイプを拡管加工する前の状態の横断面図である。 Figure 28 is a cross-sectional view of a state before pipe expanding the pipe by pipe expansion joining tool of the bonding device according to a sixth embodiment of the present invention. 図29は、本発明の第7実施形態に係る接合装置を用いてパイプに被接合部材が接合されて製作された接合構造体の斜視図である。 Figure 29 is a perspective view of a bonded structure bonded members is fabricated is joined to the pipe by using a bonding device according to a seventh embodiment of the present invention. 図30は、同接合構造体の縦断面図である。 Figure 30 is a longitudinal sectional view of the joined structure. 図31は、同接合装置の拡管接合工具の斜視図である。 Figure 31 is a perspective view of a tube expansion junction tool of the same bonding apparatus. 図32は、同拡管接合工具によりパイプを拡管加工する前の状態の縦断面図である。 Figure 32 is a longitudinal sectional view of a state before pipe expanding the pipe by the pipe expanding welding. 図33は、パイプを拡管加工した状態の縦断面図である。 Figure 33 is a longitudinal sectional view of a state in which the pipe was pipe expanding. 図34は、第7実施形態における一変形形態の接合装置の拡管接合工具によりパイプを拡管加工する前の状態の縦断面図である。 Figure 34 is a longitudinal sectional view of a state before pipe expanding the pipe by pipe expansion joining tool of the bonding device of a variation of the seventh embodiment. 図35は、本発明の第8実施形態に係る接合装置を用いてパイプに被接合部材が接合された製作された接合構造体の斜視図である。 Figure 35 is a perspective view of a bonded structure bonded members is fabricated is joined to the pipe by using the bonding apparatus according to an eighth embodiment of the present invention. 図36は、同接合装置の拡管接合工具によりパイプを拡管加工した状態の縦断面図である。 Figure 36 is a longitudinal sectional view of a pipe expanding state the pipe by pipe expansion joining tool of the same bonding apparatus.

次に、本発明の幾つかの実施形態について図面を参照して以下に説明する。 It will be described below with reference to the drawings some embodiments of the present invention.

<第1実施形態> <First Embodiment>
図1〜11Bは、本発明の第1実施形態を説明する図である。 FIG 1~11B is a diagram for explaining a first embodiment of the present invention. 図3において、50は、第1実施形態に係る接合装置である。 3, 50 is a bonding apparatus according to the first embodiment.

図1及び2Aにおいて、80は、第1実施形態の接合装置50を用いてパイプ60に被接合部材70が接合されて製作された接合構造体である。 1 and 2A, 80 are bonded structure bonded members 70 is manufactured is bonded to the pipe 60 by using the bonding apparatus 50 of the first embodiment.

パイプ60は、例えば、自動車のステアリングサポートビーム、ステアリングコラムホルダ、マフラ、フレーム、プロペラシャフト、サスペンションアーム、その他の自動車部品に用いられるか、あるいは配管材に用いられるものである。 Pipe 60 may, for example, the steering support beam of a motor vehicle, in which a steering column holder, a muffler, a frame, a propeller shaft, or a suspension arm, used for other automobile parts, or used for piping materials.

パイプ60は真直なものであり、その外周面61a及び内周面61bの断面形状はいずれも円形状である。 Pipe 60 are merely straight, cross-sectional shape of the outer peripheral surface 61a and the inner peripheral surface 61b are both circular. さらに、パイプ60はその軸方向(即ち長さ方向)に延びた断面円形状の中空部62を有している。 Further, the pipe 60 has a circular cross section of the hollow portion 62 extending in the axial direction (i.e. longitudinal direction). パイプ60の内径、外径及び肉厚は、いずれもパイプ60の軸方向において一定に設定されている。 The inner diameter of the pipe 60, the outer diameter and wall thickness are both set to be constant in the axial direction of the pipe 60. 図2Aにおいて、Zは、パイプ60の中心軸である。 In Figure 2A, Z is a central axis of the pipe 60.

パイプ60は、弾性変形及び塑性変形可能な材料からなり、例えば金属製であり、詳述するとアルミニウム(その合金を含む。以下同じ。)製である。 Pipe 60 is made of an elastic deformation and plastically deformable material, for example made of metal, which is (. The same applies hereinafter. Including its alloy) elaborating the aluminum. ただし本発明では、パイプ60の材質はアルミニウムであることに限定されるものではなく、その他に、例えば、鉄、鋼、銅等の金属であっても良いし、あるいはプラスチックであっても良い。 However, in the present invention, the material of the pipe 60 is not limited to being aluminum, the other, for example, iron, steel, may be a metal such as copper, or may be a plastic. さらに、パイプ60は、押出材又は引抜材からなるものであっても良いし、その他の方法で製作されたものであっても良い。 Further, the pipe 60 may be made of extruded material or drawing material, or may be fabricated in other ways.

被接合部材70は、例えば、他の部材(図示せず)に取り付けられるフランジとして又はブラケットとして用いられるものである。 The bonded members 70 are, for example, is used as or brackets as a flange to be attached to another member (not shown). この被接合部材70は、比較的厚肉の板状であり、詳述すると円環板状である。 The workpieces 70 are relatively thick plate, a circular plate-shaped To elaborate. 被接合部材70の外周部には、他の部材に取り付けられる取付け部として、ボルト挿通孔等の締結具挿通孔74が設けられている。 The outer peripheral portion of the joining member 70 is, as an attachment portion to be attached to another member, the fastener insertion hole 74 such as a bolt insertion hole. ただし本発明では、被接合部材70は、フランジやブラケットとして用いられるものであることに限定されるものではなく、その他に、例えば、ステイを有するものであっても良い。 However, in the present invention, the workpieces 70 are not limited to those used as a flange or bracket, the other, for example, may have the stay.

被接合部材70は、弾性変形可能な材料からなり、例えば金属製であり、詳述するとアルミニウム製である。 The bonded members 70 is made of an elastic deformable material, for example made of metal, made of aluminum In detail. ただし本発明では、被接合部材70の材質はアルミニウムであることに限定されるものではなく、その他に、例えば、鉄、鋼、銅等の金属であっても良いし、プラスチックであっても良い。 However, in the present invention, the material of the workpieces 70 is not limited to being aluminum, the other, for example, iron, steel, may be a metal such as copper, it may be a plastic . さらに、被接合部材70は、押出材、引抜材又は圧延材からなるものであっても良いし、その他の方法により製作されたものであっても良い。 Furthermore, the bonded member 70, the extruded material, may be made of a drawn material or rolled material may be one fabricated by other methods.

被接合部材70の中央部には、パイプ60が挿通される挿通孔71が貫通して設けられている。 The central portion of the joint member 70, insertion holes 71 the pipe 60 is inserted is provided through. この挿通孔71の断面形状は、パイプ60の外周面61aの断面形状に対応した形状であり、即ち円形状である。 Cross-sectional shape of the insertion hole 71 has a shape corresponding to the cross-sectional shape of the outer peripheral surface 61a of the pipe 60, i.e. a circular shape.

パイプ60の長さは例えば50〜2000mmの範囲内に設定され、その内径は例えば20〜100mmの範囲内に設定され、その肉厚は例えば0.5〜5mmの範囲内に設定されている。 The length of the pipe 60 is set within the range of, for example 50~2000Mm, its inner diameter is set within the range of, for example, 20 to 100 mm, its thickness is set within a range of, for example, 0.5 to 5 mm.

ただし本発明では、パイプ60の各寸法は、上記の範囲内であることに限定されるものではなく、パイプ60の使用目的に応じて様々に設定されるものである。 However, in the present invention, the dimensions of the pipe 60 is not intended to be limited to be within the above range, it is intended to be variously set depending on the intended use of the pipe 60.

被接合部材70の外径は例えば30〜100mmの範囲内に設定されている。 The outer diameter of the joint member 70 is set within a range of, for example, 30 to 100 mm. 被接合部材70の挿通孔71の直径は、拡管加工される前の状態のパイプ60の外径よりも例えば0.1〜1mm大きく設定されている。 The diameter of the insertion hole 71 of the joint member 70 is also set e.g. 0.1~1mm larger than the outer diameter of the pipe 60 in a state before being expanded tube processing. これにより、パイプ60が挿通孔71内に遊挿状に挿通されうるものとなされている。 Thus, the pipe 60 has been made to that can be inserted into the loose insertion shape into the insertion hole 71. 被接合部材70の挿通孔71の内周面72のパイプ軸方向に沿う長さを、内周面72の幅(図10参照、W1)とするとき、内周面72の幅は、例えば2〜50mmの範囲内に設定されている。 When the length along the pipe axis direction of the inner circumferential surface 72 of the insertion hole 71 of the joint member 70, the inner peripheral surface 72 the width (see Fig. 10, W1), the width of the inner peripheral surface 72, for example 2 It is set in the range of ~50Mm.

ただし本発明では、被接合部材70の各部位の各寸法は、上記の範囲内であることに限定されるものではなく、被接合部材70の使用目的に応じて様々に設定されるものである。 However, in the present invention, the dimensions of the respective portions of the joint members 70 is not intended to be limited to be within the above range, it is intended to be variously set depending on the intended use of the bonded members 70 .

図1〜2Bに示すように、この接合構造体80において、パイプ60が被接合部材70の挿通孔71内に挿通された状態で、パイプ60に被接合部材70が拡管接合されるとともに摩擦圧接されている。 As shown in FIG. 1~2B, in the joint structure 80, friction welding together pipe 60 is in a state of being inserted into the insertion hole 71 of the joint member 70, the bonded member 70 is expanded pipe joined to the pipe 60 It is. なお、摩擦圧接は「摩擦溶接」とも呼ばれている。 It should be noted that the friction welding is also referred to as "friction welding".

この接合構造体80の構成について詳述すると、次のとおりである。 More specifically the configuration of the connecting structure 80 is as follows.

図2Bに示すように、パイプ60の挿通孔71内への挿通部分63は、拡管加工されることで、挿通部分63の外周面61aが被接合部材70の挿通孔71の内周面72に圧接するようにパイプ60の半径外方向に膨出した状態に塑性変形されている。 As shown in FIG. 2B, the insertion portion 63 into the insertion hole 71 of the pipe 60, by being pipe expanding, the outer peripheral surface 61a of the insertion portion 63 on the inner peripheral surface 72 of the insertion hole 71 of the workpieces 70 It is plastically deformed to a state that bulges radially outwardly of the pipe 60 so as to press. そして、この拡管加工時に蓄積された被接合部材70の弾性復元力によって、被接合部材70にはパイプ60の半径内方向の力が常時作用されている。 Then, by the elastic restoring force of the bonded members 70 this accumulated during pipe expanding, radially inward directed force of the pipe 60 to the bonded member 70 is always applied. さらに、パイプ60の挿通部分63の外周面61aと挿通孔71の内周面72とが摩擦圧接されている。 Further, the inner peripheral surface 72 of the outer peripheral surface 61a and the insertion hole 71 of the insertion portion 63 of the pipe 60 is friction welding. したがって、パイプ60に被接合部材70が非常に強固に接合されている。 Thus, the bonded member 70 is very firmly bonded to the pipe 60. 図2Bにおいて、Jは、パイプ60に被接合部材70が摩擦圧接されてなる摩擦圧接部である。 In Figure 2B, J is a friction welding unit workpieces 70 is formed by friction welding to the pipe 60. なお図2Bでは、この摩擦圧接部Jは、他の部材と区別し易くするためドットハッチングで示されている。 Note that in FIG. 2B, the friction welding portion J are indicated by dot hatching for easy distinguished from other members.

さらに、パイプ60の全長さ領域のうちパイプ60の挿通部分63の軸方向両側近傍部分64、64は、拡管加工されることで、それぞれ、パイプ60の半径外方向に局部的に膨出した状態に塑性変形されている。 State further, axially near both sides portions 64, 64 of the insertion portion 63 of the pipe 60 of the total length region of the pipe 60, by being pipe expanding, respectively, it was locally bulging radially outwardly of the pipe 60 It is plastically deformed. そのため、各近傍部分64に断面円弧状の抜止め用膨出部Sがパイプ60の周方向に延びて形成されている。 Therefore, arcuate cross section retaining bulging portion S is formed to extend in the circumferential direction of the pipe 60 to the vicinity of 64. 被接合部材70は、両膨出部S、Sの間にパイプ60の軸方向に挟まれた状態で、パイプ60に接合されている。 The workpieces 70, both the bulging portion S, while being sandwiched between the axial direction of the pipe 60 between the S, is bonded to the pipe 60. したがって、両膨出部S、Sによって、パイプ60に対する被接合部材70の抜け強度が高められている。 Thus, both the bulging portion S, the S, pull-out strength of the bonded member 70 is enhanced with respect to the pipe 60. 膨出部Sの膨出量は例えば0.5〜10mmである。 Inflated amount of the bulging portion S is 0.5~10mm example. 膨出部の幅は例えば1〜30mmである。 Width of the bulging portion is 1~30mm example.

なお本発明では、膨出部Sの断面形状は円弧状であることに限定されるものではなく、その他に、三角形状、四角形状などであっても良い。 In the present invention, the sectional shape of the bulging portion S is not intended to be limited to a circular arc shape, and other, triangular, or the like may be used a square shape. さらに、膨出部Sの膨出量及び幅は、上記の範囲内であることに限定されるものではない。 Further, the bulging amount and width of the bulge portion S is not limited to be within the scope of the.

次に、第1実施形態の接合装置50の構成について以下に説明する。 It will now be discussed structure of the joining apparatus 50 of the first embodiment.

図3に示すように、この接合装置50は、拡管接合工具51、回転駆動部40などを具備している。 As shown in FIG. 3, the bonding apparatus 50, the tube expanding welding 51 is provided with a like rotation driving unit 40.

拡管接合工具51は、ダイ10、マンドレル30等を備えている。 Tube expanding welding 51, the die 10, a mandrel 30 or the like.

図4〜5Bに示すように、ダイ10は、略円柱状のものである。 As shown in FIG. 4~5B, die 10 is substantially cylindrical. したがって、ダイ10の横断面形状は略円形状である。 Therefore, the cross-sectional shape of the die 10 is substantially circular. さらに、ダイ10の基端部には該ダイ10を支持する支持部15がダイ10の軸方向に延びて一体形成されている。 Further, the proximal end portion of the die 10 supporting portion 15 which supports the die 10 is formed integrally extends in the axial direction of the die 10. ダイ10は例えば工具鋼や超硬合金製である。 Die 10 is, for example, tool steel and cemented carbide.

ダイ10の中心部には楔孔部14がダイ10の中心軸Qと同軸に且つダイ10及び支持部15の軸方向に貫通して設けられている。 In the center of the die 10 the wedge hole portion 14 is provided through the axial direction of the central axis Q and and die 10 and the support portion 15 coaxially of the die 10. 楔孔部14は、円錐状又は多角錐状であり、第1実施形態では多角錐状であり、詳述すると正四角錐状である。 The wedge hole portion 14 is a conical or pyramid shape, in the first embodiment is polygonal pyramid, is the detail regular quadrangular pyramid shape. したがって、楔孔部14の横断面形状は正四角形状である(図5B参照)。 Therefore, the cross-sectional shape of the wedge hole portion 14 is a square shape (see FIG. 5B).

さらに、ダイ10は、楔孔部14を中心に周方向に均等に複数個のダイセグメント11に分割されており、これに伴い、支持部15も楔孔部14を中心に周方向に均等に複数個の支持部セグメント16に分割されている。 Further, the die 10 is the circumferential direction around the wedge hole portion 14 is divided equally into a plurality of die segments 11, Accordingly, the support portion 15 is also equally around the wedge hole portion 14 in the circumferential direction It is divided into a plurality of support portions segment 16. 第1実施形態では、ダイ10及び支持部15の分割数は4個である。 In the first embodiment, the division number of the die 10 and the support portion 15 is four. 各支持部セグメント16は各ダイセグメント11に一体形成されている。 Each support unit segment 16 is integrally formed in each die segment 11.

さらに、ダイ10の支持部15の基端面側には、複数個(第1実施形態では4個)のダイセグメント11及び支持部セグメント16を一つに組み合せた状態に保持する保持基体17が配置されている。 Further, the base end side of the support portion 15 of the die 10, the supporting body 17 for holding the die segment 11 and the support portion segments 16 a plurality of (four in the first embodiment) in a state of combining into one place It is. 図5A及び5Bに示すように、保持基体17の中心部には、楔孔部14と連通した貫通孔17aが軸方向に貫通して設けられている。 As shown in FIGS. 5A and 5B, in the center of the supporting body 17, a through hole 17a is provided through the axial communicating with the wedge hole portion 14. さらに、保持基体17における貫通孔17aの周囲には、保持基体17の半径方向に延びた長孔からなる複数個(第1実施形態では4個)のボルト挿通孔17bが、保持基体17の周方向に均等に配設されている。 Moreover, around the through hole 17a of the holding base 17, the bolt insertion holes 17b of the plurality comprising a long hole extending in a radial direction of the supporting body 17 (four in the first embodiment), circumference of the supporting body 17 It is evenly arranged in a direction. そして、各ボルト挿通孔17b内に連結ボルト18が挿通されるとともに、該各連結ボルト18の先端部が各支持部セグメント16に設けられたねじ孔16aに螺合されている。 Then, the connecting bolts 18 into the respective bolt insertion holes 17b is inserted, the distal end portion of the respective connecting bolts 18 are screwed into the screw holes 16a provided in the support portions segment 16. これにより、複数個のダイセグメント11及び支持部セグメント16が一つに組み合された状態に且つ各ダイセグメント11及び支持部セグメント16がダイ10の半径方向に移動可能に保持基体17に保持されている。 Thus, a plurality of die segments 11 and the support portion segments 16 each die and the state of being combined into a single segment 11 and the support portion segment 16 is held in movable supporting body 17 in the radial direction of the die 10 ing.

図6に示すように、マンドレル30は、ダイ10の楔孔部14に対応する楔部31を有している。 As shown in FIG. 6, the mandrel 30 has a wedge portion 31 corresponding to the wedge hole portion 14 of the die 10. 楔部31は、例えば工具鋼や超硬合金製であり、マンドレル30の先端部に先細り状に一体形成されている。 The wedge 31 is, for example, a tool steel or a cemented carbide, are integrally formed in a tapered shape at the tip portion of the mandrel 30. 楔部31は、円錐状又は多角錐状であり、第1実施形態では多角錐状であり、詳述すると正四角錐状である。 The wedge 31 is a conical or pyramid shape, in the first embodiment is polygonal pyramid, is the detail regular quadrangular pyramid shape. したがって、楔部31の横断面形状は正四角形状である。 Therefore, the cross-sectional shape of the wedge portion 31 is a square shape. 楔部31のテーパ角は、ダイ10の楔孔部14のテーパ角と等しく設定されており、例えば1〜30°の範囲内に設定されている。 Taper angle of the wedge portion 31 is set equal to the taper angle of the wedge hole portion 14 of the die 10 is set within a range of, for example, 1 to 30 °. ただし本発明では、楔部31及び楔孔部14のテーパ角は上記の範囲内であることに限定されるものではない。 However, in the present invention, the taper angle of the wedge portion 31 and the wedge hole portion 14 is not limited to be within the scope of the.

図3に示すように、マンドレル30の基端部には、楔部31をダイ10の楔孔部14内に差し込む方向にマンドレル30を移動させるマンドレル駆動部33が、軸受け(例:スラスト玉軸受け)32を介して接続されている。 As shown in FIG. 3, the proximal end portion of the mandrel 30, the mandrel drive unit 33 for the wedge 31 to move the mandrel 30 in a direction to insert the wedge hole portion 14 of the die 10, the bearing (e.g. thrust ball bearing ) 32 via a are connected. 第1実施形態では、マンドレル駆動部33は、マンドレル30を押圧することで楔部31を楔孔部14に対して差込み方向に移動させるものであり、その駆動源として油圧シリンダ(図示せず)を有している。 In the first embodiment, the mandrel drive unit 33 is for moving the wedge portion 31 by pressing the mandrel 30 in the insertion direction with respect to the wedge hole portion 14, (not shown) hydraulic cylinder as a drive source have. そして、図3及び6に示すように、油圧シリンダの駆動ロッド33aの先端部に軸受け32を介してマンドレル30がその中心軸を中心に回転自在に連結されている。 Then, as shown in FIGS. 3 and 6, the mandrel 30 via a bearing 32 at the distal end of the drive rod 33a of the hydraulic cylinder is rotatably connected about its central axis.

マンドレル30は、図7及び8に示すように、パイプ60の中空部62内に配置されたダイ10の楔孔部14内に楔部31を差し込みことにより、ダイ10の各ダイセグメント11をパイプ60の半径外方向に移動させるものである。 The mandrel 30 is, as shown in FIGS. 7 and 8, by insertion of the wedge portion 31 into the wedge hole portion 14 of the die 10 disposed in the hollow portion 62 of the pipe 60, the pipe each die segment 11 of the die 10 it is to move radially outwardly of 60.

マンドレル駆動部33は、楔部31の楔孔部14内への差込み量、即ち油圧シリンダの駆動ロッド33aの押圧ストローク量を制御する制御部(図示せず)を有している。 Mandrel drive unit 33 has insertion amount into the wedge hole portion 14 of the wedge portion 31, i.e. the control unit for controlling the pressure stroke of the drive rod 33a of the hydraulic cylinder (not shown). パイプ60の半径外方向へのダイセグメント11の移動量は、マンドレル駆動部33の制御部によって押圧ストローク量を制御することにより、調節される。 The amount of movement of the die segment 11 in the radial outward direction of the pipe 60, by controlling the pressing stroke by the control unit of the mandrel drive unit 33 is adjusted.

ダイ10の各ダイセグメント11は、マンドレル30の楔部31によってパイプ60の半径外方向に移動されることにより、パイプ60の挿通部分63及び両近傍部分64、64を半径外方向に押圧し、これによりこれらの部分63、64、64を塑性変形させて拡管加工するものである。 Each die segment 11 of the die 10, by being moved by the wedge portion 31 of the mandrel 30 in the radial outward direction of the pipe 60, to press the insertion portion 63 and both near portion 64, 64 of the pipe 60 radially outwardly, Thus in which these parts 63,64,64 to pipe expanding by plastic deformation.

図4に示すように、ダイセグメント11の押圧面(即ち、各ダイセグメント11のパイプ内周面61b側に向いた外面)には、ダイ10の周方向に延びた2個の押圧凸部12、12が互いにダイ10の軸方向に離間して形成されている。 As shown in FIG. 4, the pressing surface of the die segment 11 (i.e., the outer surface facing the pipe inner peripheral surface 61b side of each die segment 11), the two pushing projection 12 which extends in the circumferential direction of the die 10 , 12 are spaced apart in the axial direction of the die 10 to each other. 押圧凸部12の断面形状は円弧状である。 Cross-sectional shape of the pushing projection 12 is arcuate. さらに、ダイセグメント11の押圧面における両第1押圧凸部12、12の間に押圧部13が形成されている。 Further, the pressing portion 13 is formed between the two first pushing projection 12, 12 in the pressing surface of the die segment 11.

両押圧凸部12、12は、図8に示すように、拡管加工時にパイプ60の挿通部分63の両側近傍部分64、64をパイプ60の半径外方向に押圧するものであり、その形状及び寸法は互いに等しく設定されている。 Both pushing projection 12 and 12, as shown in FIG. 8, which presses both sides near portion 64, 64 of the insertion portion 63 of the pipe 60 radially outwardly of the pipe 60 when pipe expanding, its shape and dimensions They are set equal to each other.

押圧部13は、拡管加工時にパイプ60の挿通部分63をパイプ60の半径外方向に押圧するものである。 Pressing unit 13 is configured to press the insertion portion 63 of the pipe 60 radially outwardly of the pipe 60 when pipe expanding.

接合装置50の回転駆動部40は、拡管接合工具51によりパイプ60を拡管加工する際に、パイプ60が被接合部材70に対して相対的にパイプ60の中心軸Zを中心に回転するように、パイプ60、拡管接合工具51及び被接合部材70のうち少なくとも一つを回転駆動させるものである。 Rotation drive unit 40 of the bonding apparatus 50, when the pipe 60 to pipe expanding by tube expansion junction tool 51, as the pipe 60 is rotated about the central axis Z of the relative pipe 60 against the workpieces 70 , pipe 60 is for driving rotation of the at least one of the expanded welding 51 and the workpieces 70. 第1実施形態では、図3に示すように、回転駆動部40は、被接合部材70及びパイプ60ではなく拡管接合工具51(即ちダイ10及びマンドレル30)を回転駆動させるものである。 In the first embodiment, as shown in FIG. 3, the rotary drive unit 40 is for rotationally driving the workpieces 70 and the pipe 60 instead of the tube expansion junction tool 51 (i.e. die 10 and mandrel 30). すなわち、この回転駆動部40は、拡管接合工具51に駆動力伝達手段としての駆動力伝達無端ベルト45を介して接続されている。 That is, the rotation drive unit 40 is connected via the driving force transmitting endless belt 45 as a driving force transmitting means to the tube expanding welding 51. このベルト45は、回転駆動部40の駆動軸41aに設けられた駆動輪46と、ダイ10の保持基体17の外周部に取り付けられた従動輪47とに架け渡されて取り付けられている。 The belt 45 includes a drive wheel 46 provided on the drive shaft 41a of the rotation drive unit 40, it is attached bridged and a driven wheel 47 which is attached to the outer peripheral portion of the supporting body 17 of the die 10.

回転駆動部40は、回転駆動源41と制御部44を備えている。 Rotary drive unit 40 includes a control unit 44 and the rotary driving source 41.

回転駆動源41は例えば駆動モータからなる。 Rotary drive source 41, for example a driving motor. 回転駆動源41の回転駆動力は、駆動力伝達ベルト45を介して拡管接合工具51に伝達される。 Rotational driving force of the rotary driving source 41 is transmitted to the tube expanding welding 51 via the driving force transmitting belt 45.

制御部44は、回転を制御するものであり、クラッチ42とブレーキ43を備えている。 Control unit 44 is for controlling the rotation, and a clutch 42 and the brake 43. クラッチ42は回転駆動源41の駆動力を断接するものである。 Clutch 42 is intended to disconnecting the driving force of the rotary driving source 41. ブレーキ43は回転を停止させるものである。 Brake 43 is intended to stop the rotation. そして、制御部44は、クラッチ42及びブレーキ43のうち少なくともブレーキ43が操作されることによって、パイプ60に対する被接合部材70の所定部位の周方向の位置が所定位置になるように回転を制御停止させうるものとなされている。 Then, the control unit 44, at least by brake 43 is operated, the control stops the rotation as the circumferential position of the predetermined portion of the workpieces 70 becomes a predetermined position relative to the pipe 60 of the clutch 42 and brake 43 It has been made to those capable of. 第1実施形態では、被接合部材70の所定部位とは、例えば締結具挿通孔74である。 In the first embodiment, the predetermined portion of the bonded member 70, for example, a fastener insertion hole 74. 所定位置とは、例えばパイプ60の上方位置又は下方位置である。 The predetermined position is, for example, the upper position or lower position of the pipe 60. ただし本発明では、被接合部材70の所定部位は締結具挿通孔74であることに限定されるものではなく、また所定位置はパイプ60の上方位置又は下方位置であることに限定されるものではない。 However, in the present invention is not limited to a predetermined portion of the bonded members 70 are fastener insertion hole 74, also a predetermined position to be limited to being a position above or below the pipe 60 Absent.

次に、上記接合装置50を用いたパイプ60と被接合部材70との接合方法について以下に説明する。 It will now be discussed method for joining the pipe 60 and the bonded members 70 using the bonding apparatus 50.

図7に示すように、パイプ60を被接合部材70の挿通孔71内に挿通する。 As shown in FIG. 7, inserting the pipe 60 into the insertion hole 71 of the joint member 70. 被接合部材70を固定手段(図示せず)によりパイプ60の中心軸Zを中心にパイプ60に対して回転不能に固定する。 Nonrotatably fixed relative to the pipe 60 around the central axis Z of the pipe 60 by a fixing means the workpieces 70 (not shown). 被接合部材70の固定方法については後述する。 It will be described later method of fixing the workpieces 70. また、パイプ60をパイプ支持手段(図示せず)によってパイプ60の中心軸Zを中心に従動回転自在に支持する。 Further, a pipe 60 pipe support means (not shown) by which the driven rotatably supported around a central axis Z of the pipe 60. パイプ60の中空部62内における被接合部材70に対応する位置に、拡管接合工具51のダイ10を配置する。 In a position corresponding to the bonded members 70 in the hollow portion 62 of the pipe 60, to place the die 10 of the tube expanding welding 51. この状態において、ダイ10は、その中心軸Qがパイプ60の中心軸Zと一致するように配置されている(即ちZ=Q)。 In this state, the die 10 has its central axis Q is arranged to coincide with the center axis Z of the pipe 60 (i.e. Z = Q). さらに、拡管接合工具51のマンドレル30を、その楔部31の中心軸がパイプ60の中心軸Zと一致するように配置する。 Further, the mandrel 30 of tube expanding welding 51, the central axis of the wedge portion 31 is arranged to coincide with the center axis Z of the pipe 60.

そして、回転駆動部40を作動させることによって、拡管接合工具51のダイ10及びマンドレル30をパイプ60の中心軸Zを中心に一体に回転駆動させる。 Then, by activating the rotational drive unit 40 rotationally drives together with the die 10 and mandrel 30 of the expanded welding 51 about the central axis Z of the pipe 60. ダイ10及びマンドレル30の回転速度は互いに等しく設定されており、例えば100〜3000min -1 (rpm)の範囲内に設定される。 Rotational speed of the die 10 and mandrel 30 are set equal to each other, in the range of e.g. 100~3000min -1 (rpm). ダイ10及びマンドレル30の回転方向は同じである。 Rotational direction of the die 10 and mandrel 30 are the same.

次いで、マンドレル駆動部33を動作させることでマンドレル30の楔部31をダイ10の楔孔部14内に差し込む。 Then, insert the wedge portion 31 of the mandrel 30 into the wedge hole portion 14 of the die 10 by operating the mandrel drive unit 33. これにより、図8に示すように、ダイ10の各ダイセグメント11がパイプ60の半径外方向に移動されてパイプ60の内周面61bに当接する。 Thus, as shown in FIG. 8, each die segment 11 of the die 10 is moved radially outwardly of the pipe 60 abuts against the inner peripheral surface 61b of the pipe 60. すると、パイプ60がその中心軸Zを中心にダイ10の回転動作に従って従動回転される。 Then, the pipe 60 is rotated in accordance with rotation of the die 10 about its central axis Z. このようにパイプ60を回転させながら、引き続きマンドレル30の楔部31を楔孔部14内に差し込むことにより、パイプ60の挿通部分63の外周面61aが被接合部材70の挿通孔71の内周面72に圧接するようにダイ10の各ダイセグメント11でパイプ60を半径外方向に押圧する。 While thus rotating the pipe 60, continue by inserting the wedge portion 31 of the mandrel 30 into the wedge hole portion 14, the inner circumferential outer peripheral surface 61a of the insertion portion 63 of the pipe 60 of the insertion hole 71 of the workpieces 70 each die segment 11 of the die 10 so as to press the surface 72 to press the pipe 60 radially outwardly. 押圧は、パイプ60の挿通部分63及び両近傍部分64、64が塑性変形されるまで行う。 Pressing is carried out until the insertion portion 63 and both near portion 64, 64 of the pipe 60 is plastically deformed. これにより、パイプ60が拡管加工され、その結果、パイプ60に被接合部材70が拡管接合されると同時に摩擦圧接される。 Thus, the pipe 60 is pipe expanding, so that the workpieces 70 are simultaneously friction welded Once expanded pipe joined to the pipe 60. その後、マンドレル30の楔部31をダイ10の楔孔部14内から抜出する。 Thereafter, Nukidasuru the wedge portion 31 of the mandrel 30 from inside the wedge hole portion 14 of the die 10.

この接合方法では、拡管加工時において、パイプ60の挿通部分63は、各ダイセグメント11の押圧部13によってパイプ60の半径外方向に膨出した状態に押圧されて塑性変形される。 In this bonding process, the tube expansion process, the inserted portion 63 of the pipe 60 is pressed by plastic deformation to a state that bulges radially outwardly of the pipe 60 by the pressing portion 13 of each die segment 11. さらに、このようにパイプ60の挿通部分63が膨出されるのに伴い、被接合部材70がパイプ60の半径外方向に押圧されて弾性変形される。 Moreover, in this way due to the insertion portion 63 of the pipe 60 is bulged, the bonded member 70 is pressed radially outwardly of the pipe 60 to be elastically deformed. これにより、被接合部材70に弾性復元力が蓄積される。 Thus, the elastic restoring force is accumulated in the junction member 70. パイプ60の挿通部分63の両側近傍部分64、64は、各ダイセグメント11の両押圧凸部12、12によってパイプ60の半径外方向に膨出した状態に押圧されて塑性変形される。 Near both sides portions 64, 64 of the insertion portion 63 of the pipe 60 is pressed by plastic deformation to a state that bulges radially outwardly of the pipe 60 by both pushing projection 12, 12 of each die segment 11. これにより、当該各近傍部分64に断面円弧状の膨出部Sがパイプ60の周方向に延びて形成される。 Thus, an arc-shaped cross section of the bulge portion S to the respective near portion 64 is formed to extend in the circumferential direction of the pipe 60. マンドレル30の楔部31がダイ10の楔孔部14内から抜出されると、被接合部材70の弾性復元力によって被接合部材70にはパイプ60の半径内方向の力が作用する。 When the wedge portion 31 of the mandrel 30 is withdrawn from inside the wedge hole portion 14 of the die 10, radially inward directed force of the pipe 60 to the bonded members 70 by an elastic restoring force of the joining member 70 is applied.

さらに、拡管加工時において、パイプ60の挿通部分63の外周面61aが被接合部材70の挿通孔71の内周面72に当接すると、挿通部分63の外周面61aが挿通孔71の内周面72にパイプ60の周方向に摺動する。 Further, in the tube expansion process, the outer peripheral surface 61a of the insertion portion 63 of the pipe 60 abuts against the inner peripheral surface 72 of the insertion hole 71 of the joint member 70, the inner circumferential outer peripheral surface 61a of the insertion portion 63 of the insertion hole 71 slides in the circumferential direction of the pipe 60 to the surface 72. これにより、それらの面61a、72にそれぞれ形成されていた薄い自然酸化膜が除去されるとともに、それらの面61a、72間に摩擦熱が発生する。 Thus, the thin native oxide film on their surfaces 61a, 72 have been formed, respectively, are removed, frictional heat is generated between the faces 61a, 72. この摩擦熱によって、挿通部分63と被接合部材70とが、挿通部分63の外周面61aと挿通孔71の内周面72との当接部にてそれぞれ軟化する。 This frictional heat, the insertion portion 63 and the bonded member 70, softened respectively at the contact portion between the inner circumferential surface 72 of the outer peripheral surface 61a and the insertion hole 71 of the insertion portion 63. そして、挿通部分63の外周面61aが挿通孔71の内周面72に圧接されることにより、挿通部分63の軟化部と被接合部材70の軟化部とが金属的に融合し、その結果、パイプ60に被接合部材70が摩擦圧接される。 By the outer circumferential surface 61a of the insertion portion 63 is pressed against the inner peripheral surface 72 of the insertion hole 71, the softening of the insertion portion 63 and the softened portion of the joining member 70 is a metal fused, as a result, the bonded member 70 is friction-welded to the pipe 60.

図9は、上記接合方法における接合装置50(即ち拡管接合工具51及び回転駆動部40)の動作のタイミング図を示している。 Figure 9 shows a timing diagram of the operation of the joining device 50 (i.e. the tube expanding welding 51 and the rotary drive unit 40) in the joining method.

図9において、「A」→「B」→「C」→「D」→「E」は、上記接合方法における接合過程を順に示している。 9, "A" → "B" → "C" → "D" → "E" indicates the bonding process in the joining method in this order. 「A」は、拡管加工前のときである。 "A" is when the previous pipe expanding. 「B」は、パイプ60の内周面61bにダイ10のダイセグメント11が当接したときである。 "B" when the die segment 11 of the die 10 to the inner peripheral surface 61b of the pipe 60 abuts. 「C」は、パイプ60の挿通部分63の外周面61aが被接合部材70の挿通孔71の内周面72に圧接したときである。 "C" when the outer peripheral surface 61a of the insertion portion 63 of the pipe 60 is pressed against the inner peripheral surface 72 of the insertion hole 71 of the joint member 70. 「D」は、拡管加工(即ち拡管接合)が終了したときである。 "D" when the pipe expanding (i.e. tube expansion junction) has been completed. 「E」は、マンドレル30の楔部31をダイ10の楔孔部14内から抜出したときである。 "E" is when withdrawn the wedge portion 31 of the mandrel 30 from inside the wedge hole portion 14 of the die 10.

「A」のとき、ダイ10及びマンドレル30の回転を開始する[回転開始]。 When "A", starts the rotation of the die 10 and mandrel 30 Rotation Start. 一方、被接合部材70を回転不能に固定する[回転固定]。 On the other hand, to fix nonrotatably the workpieces 70 [rotation fixing. パイプ60は従動回転自在に支持されている。 Pipe 60 is driven rotatably supported.

「B」のとき、ダイ10及びマンドレル30の回転を維持する[回転維持]。 When "B", to maintain the rotation of the die 10 and mandrel 30 Rotation maintained. そして、ダイ10のダイセグメント11がパイプ60の内周面61bに当接することにより、パイプ60がダイ10の回転動作に従って従動回転される[従動回転]。 By die segment 11 of the die 10 comes into contact with the inner peripheral surface 61b of the pipe 60, the pipe 60 is rotated in accordance with rotation of the die 10 [rotated.

パイプ60に対する被接合部材70の締結具挿通孔74の周方向の位置が所定位置になるように、パイプ60に被接合部材70を接合する場合には、「C」〜「D」の間のとき、パイプ60に対する被接合部材70の締結具挿通孔74の周方向の位置が所定位置になるように、回転駆動部40の制御部44のクラッチ42及びブレーキ43のうち少なくともブレーキ43を操作することで、ダイ10及びマンドレル30の回転を制御して急速停止させる[制御停止]。 As the circumferential direction of the position of the fastener insertion hole 74 of the workpieces 70 becomes a predetermined position relative to the pipe 60, when joining the workpieces 70 to the pipe 60, between the "C" - "D" when, as the circumferential position of the fastener insertion hole 74 of the workpieces 70 becomes a predetermined position relative to the pipe 60, to operate at least the brake 43 of the clutch 42 and brake 43 of the control unit 44 of the rotation drive unit 40 it is, by controlling the rotation of the die 10 and mandrel 30 to rapidly stop the control stop. パイプ60は、ダイ10及びマンドレル30の回転動作に従って回転する。 Pipe 60 is rotated in accordance with rotation of the die 10 and mandrel 30. したがって、ダイ10及びマンドレル30の回転が停止されたら、パイプ60の回転も停止される。 Therefore, if the rotation of the die 10 and mandrel 30 is stopped, the rotation of the pipe 60 is also stopped.

一方、パイプ60に対する被接合部材70の締結具挿通孔74の周方向の位置が所定位置になるようにパイプ60に被接合部材70を接合する必要がない場合には、「C」のとき、ダイ10及びマンドレル30の回転を維持する[回転維持]。 On the other hand, if the circumferential positions of the fastener insertion hole 74 of the joint member 70 relative to the pipe 60 does not need to bond the bonded members 70 to the pipe 60 to a predetermined position, when the "C" maintaining the rotation of the die 10 and mandrel 30 rotation maintained. 「D」のとき、回転駆動部40の制御部44のクラッチ42を操作することによって回転駆動源41の駆動力の伝達を遮断することにより、ダイ10及びマンドレル30の回転をフリーにする[自由回転]。 When "D", by blocking transmission of the driving force of the rotary driving source 41 by operating the clutch 42 of the control unit 44 of the rotary drive unit 40, to free the rotation of the die 10 and mandrel 30 [free rotation]. なお本発明では、クラッチ42による駆動力の伝達の遮断は、その他に、「D」のときだけではなく「C」のときに行っても良い。 In the present invention, blocking the transmission of the driving force by the clutch 42, the other, may be performed when not only when the "D" "C". パイプ60は、ダイ10及びマンドレル30の回転動作に従って回転する。 Pipe 60 is rotated in accordance with rotation of the die 10 and mandrel 30. したがって、ダイ10及びマンドレル30の回転がフリーにされたら、パイプ60の回転もフリーにされる。 Accordingly, the rotation of the die 10 and mandrel 30 when you are free, the rotation of the pipe 60 is also free.

上記第1実施形態では、パイプ60に被接合部材70を拡管接合すると同時に摩擦圧接するので、パイプ60と被接合部材70との接合強度を、拡管接合のみで両者を接合した場合よりも高めるできるし、更に、パイプ60と被接合部材70との接合を能率良く行うことができる。 In the first embodiment, since the bonded members 70 to the pipe 60 at the same time friction welding when pipe expansion joining, the bonding strength between the pipe 60 and the bonded member 70, can increase than when joined together only tube expansion junction and, further, it can be efficiently performed the joining of the workpieces 70 and pipe 60.

さらに、パイプ60の材質と被接合部材70の材質とが同じであっても異なっていてもパイプ60に被接合部材70を強固に接合することができる。 Furthermore, it is possible with the material of the material and the bonded member 70 of the pipe 60 is to firmly bond the bonded members 70 to the pipe 60 be different even for the same.

さらに、パイプ60を拡管加工することでパイプ60の挿通部分63の両側近傍部分64、64がそれぞれ膨出されるので、パイプ60に対する被接合部材70の抜け強度を高めることができる。 Further, since the both side portion near 64, 64 of the insertion portion 63 of the pipe 60 is bulged each by pipe expanding the pipe 60, it is possible to increase the pull-out strength between the bonded members 70 for pipes 60.

さらに、被接合部材70が回転不能に固定されるとともに、パイプ60が従動回転自在に支持されているので、被接合部材70を回転駆動させる回転駆動装置とパイプ60を回転駆動させる回転駆動装置とを必要としない。 Furthermore, the members to be bonded 70 is non-rotatably fixed, since the pipe 60 is supported in a freely rotated, the rotation driving device for rotating the rotary drive and the pipe 60 for rotatably driving the workpieces 70 and It does not require. そのため、パイプ60に被接合部材70を接合する接合装置50の構成を簡素化することができる。 Therefore, it is possible to simplify the structure of the joining apparatus 50 for joining workpieces 70 to the pipe 60.

さらに、被接合部材70が回転不能に固定されているので、パイプ60に対する被接合部材70の接合位置の設定を容易に行うことができる。 Further, since the workpieces 70 is non-rotatably fixed, the setting of the joining position of the joint member 70 relative to the pipe 60 can be easily performed.

而して、上記接合方法では、拡管加工は、次の第1関係式(1)、第2関係式(2)及び第3関係式(3)のうち少なくとも一つを満足するように行われるのが望ましく、これら3つの関係式のうち二つを満足するように行われるのが更に望ましく、これら3つの関係式の全てを満足するように行われるのが最も望ましい。 And Thus, in the above bonding method, pipe expanding the first relational expression of the following (1) is performed so as to satisfy at least one of the second relational expression (2) and the third equation (3) it is desirable, three more desirably carried out so as to satisfy two of the relationship, and most preferably carried out so as to satisfy all of these three relational expressions.

第1関係式(1):1<(D+D1+t)/D2 …式(1) The first equation (1): 1 <(D + D1 + t) / D2 ... formula (1)
第2関係式(2):1.0≦W2/(W1+2t)≦3.0 …式(2) The second relational expression (2): 1.0 ≦ W2 / (W1 + 2t) ≦ 3.0 ... formula (2)
第3関係式(3):1.0<(D+D1+D3)/DP≦1.2 …式(3)。 The third equation (3): 1.0 <(D + D1 + D3) /DP≦1.2 ... Equation (3).

ここで、各関係式(1)(2)及び(3)において、t、D、D1、D2、D3、DP、W1及びW2は、図10に示すように次のとおりである。 Here, in each equation (1) (2) and (3), t, D, D1, D2, D3, DP, W1 and W2 are as follows as shown in FIG. 10.

tは、パイプ60の肉厚である。 t is the thickness of the pipe 60.

Dは、パイプ60の半径外方向におけるダイセグメント11の移動量である。 D is the amount of movement of the die segment 11 in the radial outward direction of the pipe 60.

D1は、パイプ60の中心軸Zからダイセグメント11の押圧部13までの距離である。 D1 is the distance from the center axis Z of the pipe 60 to the pressing portion 13 of the die segment 11.

D2は、パイプ60の中心軸Zから被接合部材70の挿通孔71の内周面72までの距離である。 D2 is the distance from the center axis Z of the pipe 60 to the inner peripheral surface 72 of the insertion hole 71 of the joint member 70.

D3は、ダイセグメント11の押圧部13に対する押圧凸部12の頂部の高さである。 D3 is the height of the top portion of the pushing projection 12 for pressing portion 13 of the die segment 11.

DPは、パイプ60の中心軸Zからパイプ60の内周面61bまでの距離、即ちパイプ60の半径である。 DP is the distance from the center axis Z of the pipe 60 to the inner peripheral surface 61b of the pipe 60, i.e. the radius of the pipe 60.

W1は、接合初期にパイプ60の外周面61aと当接する被接合部材70の挿通孔71の内周面72の幅である。 W1 is the width of the inner circumferential surface 72 of the insertion hole 71 of the outer peripheral surface 61a abutting workpieces 70 joined initially pipe 60.

W2は、ダイセグメント11の両押圧凸部12、12の頂部間の距離である。 W2 is the distance between the top portions of the pushing projection 12, 12 of the die segment 11.

ここで、第1実施形態では、上述したように、拡管加工時にダイ10の中心軸Qがパイプ60の中心軸Zと一致するようにダイ10がパイプ60の中空部内に配置されることから、D1は、ダイ10の中心軸Qからダイセグメント11の押圧部13までの距離であると換言することができる。 In the first embodiment, as described above, since the die 10 so that the center axis Q of the die 10 coincides with the center axis Z of the pipe 60 is disposed in the hollow portion of the pipe 60 when pipe expanding, D1 may be in other words that the distance from the center axis Q of the die 10 to the pressing portion 13 of the die segment 11.

上記第1関係式(1)を満足することにより、拡管加工時に被接合部材70の挿通孔71の内周面72がパイプ60の半径外方向に確実に押圧される。 By satisfying the first relational expression (1), the inner peripheral surface 72 of the insertion hole 71 of the joint member 70 is reliably pressed radially outwardly of the pipe 60 when pipe expanding. その結果、被接合部材70に弾性復元力を確実に生じさせることができる。 As a result, it can be produced reliably elastic restoring force to the bonded members 70. これにより、パイプ60と被接合部材70との接合強度を確実に高めることができる。 This can increase the bonding strength between the pipe 60 and the workpieces 70 reliably.

第1関係式(1)の右辺の上限値は特に限定されないが、特に、拡管加工時において被接合部材70が弾性変形域内での変形となる値までであることが望ましい。 The upper limit of the right side of the first equation (1) is not particularly limited, in particular, it is desirable to be joined member 70 in the tube expansion process is up to a value which is a deformation in the elastic deformation region. すなわち本発明では、拡管加工による被接合部材70の変形形態が塑性変形ではなく弾性変形である条件のもとで、つまり拡管加工により被接合部材70が塑性変形しないで弾性変形する条件のもとで、上記第1関係式(1)を満足することが特に望ましい。 That is, in this invention, based on variations are under the condition of an elastic deformation rather than plastic deformation, i.e. conditions workpieces 70 is elastically deformed without plastic deformation by pipe expanding of the workpieces 70 by pipe expanding in, it is particularly preferable to satisfy the first relational expression (1). 具体的に第1関係式(1)の右辺の上限値について示すと、上限値は1.2(特に好ましくは1.1)であることが良い。 When indicating the upper limit value of the right side of specifically the first relational expression (1), the upper limit may be 1.2 (particularly preferably 1.1).

上記第1関係式(1)では、ダイセグメント11は、押圧凸部12を有していても良いし、あるいは押圧凸部12を有していなくても良い。 In the first relational expression (1), die segment 11 may have a pushing projection 12, or may not have a pushing projection 12. しかるに、接合構造体80において、パイプ60に対する被接合部材70の抜け強度について高いことが要求される場合には、ダイセグメント11は押圧凸部12を有していることが望ましい。 However, in the bonding structure 80, when the higher the pull-out strength between the bonded members 70 for pipes 60 is required, the die segments 11 desirably has a pushing projection 12.

なお、パイプ60の半径外方向におけるダイセグメント11の移動量の調節は、マンドレル駆動部33による楔部31の楔孔部14内への差込み量を制御することにより、行われる。 Incidentally, regulation of the amount of movement of the die segment 11 in the radial outward direction of the pipe 60, by controlling the insertion of the wedge hole portion 14 of the wedge portion 31 by the mandrel drive unit 33 is performed.

上記第2関係式(2)を満足することにより、パイプ60と被接合部材70との接合強度を確実に高めることができる。 By satisfying the second equation (2), the bonding strength between the pipe 60 and the joined member 70 can be reliably enhanced.

第2関係式(2)において特に望ましい関係式(2a)は次のとおりである。 Particularly preferred relation in the second relational expression (2) (2a) is as follows.

1.0≦W2/(W1+2t)≦1.5 …式(2a) 1.0 ≦ W2 / (W1 + 2t) ≦ 1.5 ... formula (2a)

上記第3関係式(3)を満足することにより、パイプ60と被接合部材70との接合強度、特に、パイプ60に対する被接合部材70の抜け強度を更に確実に高めることができるし、拡管加工時におけるパイプ60の破断を確実に防止できる。 By satisfying the third equation (3), the bonding strength between the pipe 60 and the workpieces 70, in particular, to be able to increase the pull-out strength between the bonded members 70 for pipes 60 more reliably, pipe expanding It can be reliably prevented fracture of the pipe 60 at the time.

第3関係式(3)において特に望ましい関係式(3a)は次のとおりである。 Particularly preferred relation in the third relational expression (3) (3a) is as follows.

1.1≦(D+D1+D3)/DP≦1.2 …式(3a) 1.1 ≦ (D + D1 + D3) /DP≦1.2 ... formula (3a)

なお第1実施形態では、ダイセグメント11の押圧凸部12の幅W3は特に限定されるものではなく、例えば3〜30mmの範囲内に設定される。 In the first embodiment, the width W3 of the pressing protrusion 12 of the die segment 11 is not particularly limited, and is set to, for example, within a range of 3 to 30 mm.

図11A及び11Bは、それぞれ、拡管加工時に被接合部材70を回転不能に固定する方法を説明する図である。 11A and 11B are diagrams each illustrating a method for non-rotatably securing the workpieces 70 during pipe expanding.

図11Aでは、被接合部材70の外周部にはその外周縁から被接合部材70の中心部に向かって窪んだ係合凹部19aが設けられている。 In FIG. 11A, the engaging concave portion 19a is provided on the outer peripheral portion of the bonded members 70 recessed toward the center of the joint member 70 from the outer peripheral edge thereof. そして、この係合凹部19a内に、被接合部材70を回転不能に固定する固定手段としての固定ピン90が係脱自在に嵌合係合されており、これにより、被接合部材70がパイプ60の中心軸Zを中心に回転不能に固定されている。 Then, the engaging recess 19a, the fixing pin 90 as a fixing means for fixing non-rotatably to the bonded member 70 is engaged detachably fitted engagement, thereby, the bonded member 70 is a pipe 60 It is non-rotatably fixed about the central axis Z of. 拡管加工時には、被接合部材70は、係合凹部19a内に固定ピン90が嵌合係合された状態のもとで、パイプ60の半径外方向へ移動される。 The tube expansion process, the workpieces 70, the fixing pin 90 into the engagement recess 19a is under a state of being engaged mating engagement, are moved radially outwardly of the pipe 60.

図11Bでは、 被接合部材70の外周部には被接合部材70の半径方向に延びた係合長孔19bが設けられている。 In FIG. 11B, the outer peripheral portion of the bonded members 70 is provided with engagement elongated hole 19b that extends in the radial direction of the workpieces 70. そして、この係合長孔19b内に固定ピン90が係脱自在に嵌合係合されており、これにより、被接合部材70がパイプ60の中心軸Zを中心に回転不能に固定されている。 Then, the engagement elongated hole 19b fixing pin 90 in the are engaged detachably fitted engagement, thereby, is non-rotatably fixed about the central axis Z of the joint member 70 is a pipe 60 . 拡管加工時には、被接合部材70は、係合長孔19b内に固定ピン90が嵌合係合された状態のもとで、パイプ60の半径外方向へ移動される。 The tube expansion process, the workpieces 70, under the state where the fixing pin 90 into engagement elongated hole within 19b is engaged mating engagement, are moved radially outwardly of the pipe 60.

ここで、上記第1実施形態では、図3に示すように、回転駆動部40は、拡管接合工具51(即ちダイ10及びマンドレル30)に接続されており、拡管接合工具51を回転駆動させてダイ10のダイセグメント11をパイプ60の内周面61bに当接させることでパイプ60を従動回転させるものである。 Here, in the first embodiment, as shown in FIG. 3, the rotary drive unit 40 is connected to a tube expanding welding 51 (i.e. die 10 and mandrel 30), and a tube expanding bonding tool 51 is rotated the pipe 60 is intended to be rotated by abut the die segment 11 of the die 10 to the inner peripheral surface 61b of the pipe 60. しかるに、本発明では、回転駆動部40は、その他に、拡管接合工具51ではなくパイプ60に接続されてパイプ60を回転駆動させるものであっても良い。 However, in the present invention, the rotary drive unit 40, Other, are connected to the pipe 60 instead of tube expanding welding 51 may be one that rotates the pipe 60. この場合、拡管接合工具51のダイ10及びマンドレル30は、拡管接合工具支持手段によってパイプ60の中心軸Zを中心に従動回転自在に支持される。 In this case, the die 10 and mandrel 30 of the expanded welding 51 is driven rotatably supported about the central axis Z of the pipe 60 by the pipe expanding bonding tool supporting means. そして、ダイ10及びマンドレル30は、ダイ10のダイセグメント11がパイプ60の内周面61bに当接することで、パイプ60の回転動作に従って従動回転される。 Then, the die 10 and mandrel 30, by die segment 11 of the die 10 comes into contact with the inner peripheral surface 61b of the pipe 60, it is rotated in accordance with rotation of the pipe 60. さらに、本発明では、回転駆動部40は、拡管接合工具51とパイプ60にそれぞれ接続されて、拡管接合工具51とパイプ60をそれぞれ同一方向に同一速度で回転駆動させるものであっても良い。 Furthermore, in the present invention, the rotary drive unit 40 is connected to the tube expansion junction tool 51 and the pipe 60, the pipe expansion joining tool 51 and the pipe 60 may be one that is driven to rotate in the same direction at the same speed, respectively.

図12及び13は、上記第1実施形態における第1変形形態に係る接合装置50及びその動作のタイミング図を示す図である。 12 and 13 are diagrams showing a timing diagram of a joining apparatus 50 and its operation according to the first variant of the first embodiment. 図12及び13は、それぞれ、図3及び9に対応するものであり、これらの図には、上記第1実施形態と同じ要素に同一の符号が付されている。 12 and 13, respectively, which correspond to FIGS. 3 and 9, to these figures, the same elements as the first embodiment the same reference numerals are assigned.

図12では、回転駆動部40は、被接合部材70をパイプ60の中心軸Zを中心に回転駆動させるものである。 In Figure 12, the rotary drive unit 40 is for rotationally driving the workpieces 70 around the central axis Z of the pipe 60. 被接合部材70は、環状の保持部材78内に嵌着されることで保持部材78に固定状態に保持されている。 The bonded members 70 are held in a fixed state to the holding member 78 by being fitted in the annular holding member 78. なおこの状態では、保持部材78はパイプ60に当接していない。 Incidentally, in this state, the holding member 78 is not in contact with the pipe 60. 回転駆動部40は保持部材78に駆動力伝達ベルト45を介して接続されている。 Rotary drive unit 40 is connected via the driving force transmitting belt 45 to the holding member 78. すなわち、ベルト45は、回転駆動部40の駆動輪46と、保持部材78に一体形成された従動輪部78aとに架け渡されて取り付けられている。 That is, the belt 45 includes a drive wheel 46 of the rotary drive unit 40, are attached bridged and the driven wheel portion 78a which is integrally formed on the holding member 78. 回転駆動部40の回転駆動源41の駆動力は、ベルト45を介して保持部材78に伝達され、これにより、保持部材78と被接合部材70は、パイプ60の中心軸Zを中心に一体に回転駆動される。 Driving force of the rotary drive source 41 of the rotary drive unit 40 is transmitted to the holding member 78 via the belt 45, thereby, the holding member 78 and the workpieces 70 are integrally about the central axis Z of the pipe 60 It is driven to rotate. 一方、パイプ60と拡管接合工具51(即ちダイ10及びマンドレル30)は、パイプ60の中心軸Zを中心に回転不能に固定されている。 On the other hand, the pipe 60 and the tube expansion junction tool 51 (i.e. die 10 and mandrel 30) is non-rotatably fixed about the central axis Z of the pipe 60.

図12に示した第1変形形態の接合装置50は、図13に示すように次のように動作される。 Joining apparatus 50 of the first modified embodiment shown in FIG. 12 is operated as follows, as shown in FIG. 13.

「A」のとき、ダイ10及びマンドレル30を回転不能に固定する[回転固定]。 When "A", the die 10 and mandrel 30 rotatably secures Rotation Fixed. パイプ60も回転不能に固定する[回転固定]。 Pipe 60 is also non-rotatably securing Rotation Fixed.

「A」〜「B」の間のとき、被接合部材70の回転を開始する[回転開始]。 When between the "A" to "B", to start the rotation of the workpieces 70 [Rotation Start. 被接合部材70の回転速度は、例えば100〜3000min -1 (rpm)の範囲内に設定される。 Rotational speed of the workpieces 70 is set within the range of, for example 100~3000min -1 (rpm).

パイプ60に対する被接合部材70の締結具挿通孔74の周方向の位置が所定位置になるように、パイプ60に被接合部材70を接合する場合には、「C」〜「D」の間のとき、パイプ60に対する被接合部材70の締結具挿通孔74の周方向の位置が所定位置になるように、回転駆動部40の制御部44のクラッチ42及びブレーキ43のうち少なくともブレーキ43を操作することで、被接合部材70の回転を制御して急速停止させる[制御停止]。 As the circumferential direction of the position of the fastener insertion hole 74 of the workpieces 70 becomes a predetermined position relative to the pipe 60, when joining the workpieces 70 to the pipe 60, between the "C" - "D" when, as the circumferential position of the fastener insertion hole 74 of the workpieces 70 becomes a predetermined position relative to the pipe 60, to operate at least the brake 43 of the clutch 42 and brake 43 of the control unit 44 of the rotation drive unit 40 it is, to rapidly stop by controlling the rotation of the workpieces 70 control stop.

一方、パイプ60に対する被接合部材70の締結具挿通孔74の周方向の位置が所定位置になるようにパイプ60に被接合部材70を接合する必要がない場合には、「C」のとき、被接合部材70の回転を維持する[回転維持]。 On the other hand, if the circumferential positions of the fastener insertion hole 74 of the joint member 70 relative to the pipe 60 does not need to bond the bonded members 70 to the pipe 60 to a predetermined position, when the "C" maintaining the rotation of the workpieces 70 [rotation maintained. 「D」のとき、回転駆動部40の制御部44のクラッチ42を操作することによって回転駆動源41の駆動力の伝達を遮断することにより、被接合部材70の回転をフリーにする[自由回転]。 When "D", by blocking transmission of the driving force of the rotary driving source 41 by operating the clutch 42 of the control unit 44 of the rotary drive unit 40, to free the rotation of the workpieces 70 [free rotation ]. なお、クラッチ42による駆動力の伝達の遮断は、「D」のときだけではなく「C」のときに行っても良い。 Note that blocking the transmission of the driving force by the clutch 42 may be performed when not only when the "D" "C".

図12及び13に示した接合方法では、パイプ60が回転不能に固定されているので、パイプ60を回転駆動させる回転駆動装置を必要としない。 FIG The 12 and 13 joining method shown in, the pipe 60 is non-rotatably fixed, does not require a rotary drive device for a pipe 60 rotatably driven. さらに、もし仮にパイプ60の撓み等によってパイプ60が少し曲がっていた場合でも、被接合部材70を回転させることができ、これにより、パイプ60に被接合部材70をパイプ60の周方向に均一に接合することができる。 Furthermore, if tentatively by the deflection and the like of the pipe 60 even if the pipe 60 is a little bent, it is possible to rotate the workpieces 70, thereby, the workpieces 70 uniformly in the circumferential direction of the pipe 60 to the pipe 60 it can be joined.

図14及び15は、上記第1実施形態における第2変形形態に係る接合装置50及びその動作のタイミング図を示す図である。 14 and 15 are diagrams showing a timing diagram of a joining apparatus 50 and its operation according to the second variant of the first embodiment. 図14及び15は、それぞれ、図3及び9に対応するものであり、これらの図には、上記第1実施形態と同じ要素に同一の符号が付されている。 14 and 15, respectively, which correspond to FIGS. 3 and 9, to these figures, the same elements as the first embodiment the same reference numerals are assigned.

図14では、接合装置50は、拡管接合工具51を回転駆動させる第1回転駆動部40Aと、被接合部材70を回転駆動させる第2回転駆動部40Bとを備えている。 In Figure 14, the bonding apparatus 50 includes a first rotary driving unit 40A for rotationally driving the pipe expansion joining tool 51, and a second rotary driving unit 40B which rotates the workpieces 70. 第1回転駆動部40Aの構成は、図3に示した上記第1実施形態と同様であり、すなわち、第1回転駆動部40Aは拡管接合工具51(即ちダイ10及びマンドレル30)に駆動力伝達ベルト45を介して接続されている。 Configuration of the first rotation drive unit 40A is the same as the first embodiment shown in FIG. 3, i.e., the first rotation driving section 40A driving force transmitted to the tube expansion junction tool 51 (i.e. die 10 and mandrel 30) It is connected via a belt 45. 第2回転駆動部40Bの構成は、図12に示した上記第1変形形態と同様であり、すなわち、第2回転駆動部40Bは保持部材78に駆動力伝達ベルト45を介して接続されている。 Configuration of the second rotation drive unit 40B is the same as the first variant shown in FIG. 12, i.e., the second rotational driving portion 40B are connected via the driving force transmitting belt 45 to the holding member 78 . 第1回転駆動部40Aによるダイ10及びマンドレル30の回転方向と、第2回転駆動部40Bによる被接合部材70の回転方向とは、互いに反対方向である。 And rotational direction of the die 10 and the mandrel 30 by the first rotation driving section 40A, and the rotation direction of the workpieces 70 by the second rotation driving unit 40B, are opposite to each other. パイプ60は、パイプ支持手段(図示せず)によってパイプ60の中心軸Zを中心に従動回転自在に支持されている。 Pipe 60 is driven rotatably supported about the central axis Z of the pipe 60 by the pipe support means (not shown).

図14に示した第2変形形態の接合装置は、図15に示すように次のように動作される。 Bonding apparatus of the second variant shown in FIG. 14 is operated as follows, as shown in FIG. 15.

「A」のとき、ダイ10及びマンドレル30の回転を開始する[回転開始]。 When "A", starts the rotation of the die 10 and mandrel 30 Rotation Start. ダイ10及びマンドレル30の回転速度は、例えば50〜1500min -1 (rpm)である。 Rotational speed of the die 10 and the mandrel 30 is, for example 50~1500min -1 (rpm). パイプ60は従動回転自在に支持されている。 Pipe 60 is driven rotatably supported.

「B」のとき、ダイ10及びマンドレル30の回転を維持する[回転維持]。 When "B", to maintain the rotation of the die 10 and mandrel 30 Rotation maintained. そして、ダイ10のダイセグメント11がパイプ60の内周面61bに当接することにより、パイプ60がダイ10の回転動作に従って従動回転される[従動回転]。 By die segment 11 of the die 10 comes into contact with the inner peripheral surface 61b of the pipe 60, the pipe 60 is rotated in accordance with rotation of the die 10 [rotated.

「A」〜「B」の間のとき、被接合部材70の回転を開始する[回転開始]。 When between the "A" to "B", to start the rotation of the workpieces 70 [Rotation Start. 被接合部材70の回転方向は、ダイ10及びマンドレル30の回転方向とは反対方向である。 Rotational direction of the joint member 70, the rotation direction of the die 10 and mandrel 30 in opposite directions. 被接合部材70の回転速度は、例えば50〜1500min -1 (rpm)である。 Rotational speed of the joint member 70, for example 50~1500min -1 (rpm).

パイプ60に対する被接合部材70の締結具挿通孔74の周方向の位置が所定位置になるように、パイプ60に被接合部材70を接合する場合には、「C」〜「D」の間のとき、パイプ60に対する被接合部材70の締結具挿通孔74の周方向の位置が所定位置になるように、第1回転駆動部40A及び第2回転駆動部40Bの制御部44のクラッチ42及びブレーキ43のうち少なくともブレーキ43をそれぞれ操作することで、ダイ10及びマンドレル30の回転を制御して急速停止させるとともに被接合部材70の回転を制御して急速停止させる[制御停止]。 As the circumferential direction of the position of the fastener insertion hole 74 of the workpieces 70 becomes a predetermined position relative to the pipe 60, when joining the workpieces 70 to the pipe 60, between the "C" - "D" when, as the circumferential position of the fastener insertion hole 74 of the workpieces 70 becomes a predetermined position relative to the pipe 60, the clutch 42 of the control unit 44 of the first rotary drive portion 40A and the second rotation drive unit 40B and the brake by operating each at least brake 43 of 43 rapidly stops by controlling the rotation of the joint members 70 causes rapid stop by controlling the rotation of the die 10 and mandrel 30 control stop.

一方、パイプ60に対する被接合部材70の締結具挿通孔74の周方向の位置が所定位置になるようにパイプ60に被接合部材70を接合する必要がない場合には、「C」のとき、ダイ10及びマンドレル30の回転を維持するとともに被接合部材70の回転を維持する[回転維持]。 On the other hand, if the circumferential positions of the fastener insertion hole 74 of the joint member 70 relative to the pipe 60 does not need to bond the bonded members 70 to the pipe 60 to a predetermined position, when the "C" maintaining the rotation of the joint member 70 while maintaining the rotation of the die 10 and mandrel 30 rotation maintained. 「D」のとき、第1回転駆動部40A及び第2回転駆動部40Bの制御部44のクラッチ42をそれぞれ操作することによって、各回転駆動源41、41の駆動力の伝達を遮断することにより、ダイ10及びマンドレル30の回転をフリーにするとともに被接合部材70の回転をフリーにする[自由回転]。 When "D", by operating the clutch 42 of the control unit 44 of the first rotary drive portion 40A and the second rotation drive unit 40B, respectively, by blocking the transmission of the driving force of the rotary driving source 41, 41 , to free the rotation of the workpieces 70 while the free rotation of the die 10 and mandrel 30 [free rotation. なお、クラッチ42による各駆動力の伝達の遮断は、「D」のときだけではなく「C」のときに行っても良い。 Incidentally, blocking the transmission of the driving force by the clutch 42 may be performed when not only when the "D" "C".

図14及び15に示した接合方法では、パイプ60と被接合部材70とを互いに反対方向に回転させるので、パイプ60及び被接合部材70の回転速度をそれぞれ低減することができる。 In the bonding method shown in FIG. 14 and 15, since the rotation in the opposite direction to the pipe 60 and the workpieces 70 together, it is possible to reduce the rotational speed of the pipe 60 and the bonded members 70, respectively. これにより、第1回転駆動部40A及び第2回転駆動部40Bとして、それぞれ安価な装置を用いることができる。 Thus, as a first rotary driving unit 40A and the second rotation drive unit 40B, respectively it can be used an inexpensive device.

ここで、上記第2変形形態では、第1回転駆動部40Aは、拡管接合工具51(即ちダイ10及びマンドレル30)に接続されており、拡管接合工具51を回転駆動させてダイ10のダイセグメント11をパイプ60の内周面61bに当接させることでパイプ60を従動回転させるものである。 Here, in the second variant, the first rotary driving section 40A, the die segments are connected to the tube expansion junction tool 51 (i.e. die 10 and mandrel 30), and a tube expanding bonding tool 51 is driven to rotate the die 10 11 is intended for the driven rotating the pipe 60 by causing contact with the inner peripheral surface 61b of the pipe 60. しかるに、本発明では、第1回転駆動部40Aは、その他に、拡管接合工具51ではなくパイプ60に接続されてパイプ60を回転駆動させるものであっても良い。 However, in the present invention, the first rotary driving section 40A, Other, are connected to the pipe 60 instead of tube expanding welding 51 may be one that rotates the pipe 60. この場合、拡管接合工具51のダイ10及びマンドレル30は、パイプ60の中心軸Zを中心に従動回転自在に支持される。 In this case, the die 10 and mandrel 30 of the expanded welding 51 is driven rotatably supported about the central axis Z of the pipe 60. そして、ダイ10及びマンドレル30は、ダイ10のダイセグメント11がパイプ60の内周面61bに当接することで、パイプ60の回転動作に従って従動回転される。 Then, the die 10 and mandrel 30, by die segment 11 of the die 10 comes into contact with the inner peripheral surface 61b of the pipe 60, it is rotated in accordance with rotation of the pipe 60. さらに本発明では、第1回転駆動部40Aは、拡管接合工具51とパイプ60にそれぞれ接続されて、拡管接合工具51とパイプ60をそれぞれ同一方向に同一速度で回転駆動させるものであっても良い。 Further, in the present invention, first rotary driving section 40A, is connected to the tube expansion junction tool 51 and the pipe 60, the pipe expansion joining tool 51 and the pipe 60 may be one that is driven to rotate in the same direction at the same speed, respectively .

<第2実施形態> <Second Embodiment>
図16〜18は、本発明の第2実施形態を説明する図である。 16-18 are diagrams for explaining the second embodiment of the present invention. これらの図には、上記第1実施形態と同じ要素に同一の符号が付されている。 These in the figure, the same elements as the first embodiment the same reference numerals are assigned. 第2実施形態を上記第1実施形態との相異点を中心に以下に説明する。 The second embodiment is explained below, centering on differences from the aforementioned first embodiment.

図16に示すように、第2実施形態の接合装置50では、拡管接合工具51のダイ10及び支持部15の分割数は8個である。 As shown in FIG. 16, in the bonding apparatus 50 of the second embodiment, the division number of the die 10 and the support portion 15 of the expanded welding 51 is eight. ダイ10の楔孔部14の横断面形状は正八角形状である。 Cross-sectional shape of the wedge hole portion 14 of the die 10 is regular octagonal shape. 拡管接合工具51のマンドレル30の楔部31の横断面形状は正八角形状である。 Cross-sectional shape of the wedge portion 31 of the mandrel 30 of tube expanding welding 51 is a regular octagonal shape.

ダイ10の各ダイセグメント11は、駒部20と、ダイセグメント本体21と、スぺーサ22と、連結手段としての連結ボルト23とを備えている。 Each die segment 11 of the die 10 includes a pawl member 20, and the die segment main body 21, a spacer 22, and a connecting bolt 23 as a connecting means.

駒部20は、ダイセグメント11の2個の押圧凸部12、12のうち一方の押圧凸部12を有している。 Piece portion 20 includes one pushing projection 12 of one of the two pushing projection 12, 12 of the die segment 11.

ダイセグメント本体21は、駒部20とは別体に形成されるとともに他方の押圧凸部12を有しており、拡管加工時にマンドレル30の楔部31の外周面に当接してパイプ60の半径外方向に移動されるものである。 Die segment body 21, the pawl member 20 has the other pushing projection 12 is formed in a separate body, the radius of contact with the pipe 60 to the outer peripheral surface of the wedge portion 31 of the mandrel 30 during pipe expanding it is intended to be moved outward. 詳述すると、図17に示すように、ダイセグメント本体21には、駒部20側に向かって張出した張出部21aが一体形成されている。 More specifically, as shown in FIG. 17, the die segment main body 21, projecting was extended portion 21a toward the piece portion 20 is integrally formed. この張出部21aの楔孔部14側の面は、楔孔部14の内周面の一部を構成するものであり、拡管加工時にマンドレル30の楔部31の外周面に当接することでパイプ60の半径外方向の駆動力を受けるものとなされている。 Surface of the wedge hole portion 14 side of the overhang portion 21a, which constitutes part of the inner peripheral surface of the wedge hole portion 14, that abuts on the outer peripheral surface of the wedge portion 31 of the mandrel 30 during pipe expanding It has been made as to undergo radial outward direction of the drive force of the pipe 60.

スぺーサ22は、駒部20の押圧凸部12とダイセグメント本体21の押圧凸部12との間に配置されている。 Spacer 22 is disposed between the pushing projection 12 of the pushing projection 12 and the die segment main body 21 of the pawl member 20. このスぺーサ22は、駒部20の押圧凸部12とダイセグメント本体21の押圧凸部12との間の間隔を所定間隔に保持するものであり、詳述すると、当該間隔を被接合部材70の挿通孔71の内周面72の幅に対応する間隔に保持するものである。 Konosupesa 22 is for holding the distance between the pushing projection 12 and the pushing projection 12 of the die segment main body 21 of the pawl member 20 at predetermined intervals, In detail, the bonded members the spacing it is intended to hold to a distance corresponding to the width of the inner circumferential surface 72 of the insertion hole 71 of the 70. さらに、スぺーサ22の外面は、パイプ60の挿通部分63をパイプ60の半径外方向に押圧する押圧部13として機能している。 Furthermore, the outer surface of the spacer 22 functions as a pressing portion 13 for pressing the insertion portion 63 of the pipe 60 radially outwardly of the pipe 60.

連結ボルト23は、駒部20とダイセグメント本体21とをスぺーサ22を介して分離可能に連結するものである。 Connecting bolt 23 is used for separating linked via a bridge portion 20 and the die segment main body 21 Toosupesa 22. なお、連結ボルト23は、駒部20とダイセグメント本体21とをスぺーサ22を介さないで分離可能に連結するものであっても良い。 The connecting bolt 23, may be configured to detachably connected without passing through the frame portion 20 and the die segment main body 21 Toosupesa 22.

駒部20とスぺーサ22は、ダイセグメント本体21の張出部21aの楔孔部14とは反対側の面上に配置されている。 Piece 20 Tosupesa 22 is disposed on a surface opposite to the wedge hole portion 14 of the overhang portion 21a of the die segment main body 21. そしてこの状態で、連結ボルト23が駒部20及びスぺーサ22にそれぞれ設けられたボルト挿通孔24内に挿通されるとともに、該連結ボルト23の先端部がダイセグメント本体21に設けられたねじ孔25に螺合されている。 Then, in this state, the connecting bolt 23 is inserted into the bolt insertion holes 24 respectively provided frame portions 20 Oyobisupesa 22, the distal end portion of the connecting bolt 23 is provided on the die segment main body 21 screw It is screwed into the hole 25. これにより、駒部20とダイセグメント本体21とがスぺーサ22を介して連結ボルト23により一体的に連結されている。 Thus, it is integrally connected by connecting bolts 23 through the pawl member 20 and the die segment main body 21 Togasupesa 22. さらに、連結ボルト23とねじ孔25との螺合を解除することにより、駒部20とダイセグメント本体21とスぺーサ22とは互いに分離される。 Further, by releasing the threaded engagement between the connecting bolt 23 and the screw holes 25 are separated from one another and the piece portion 20 and the die segment main body 21 Tosupesa 22.

第2実施形態の接合装置50を用いたパイプ60と被接合部材70との接合方法は、上記第1実施形態、第1変形形態又は第2変形形態と同じである。 Method for joining the pipe 60 and the bonded members 70 using the bonding apparatus 50 of the second embodiment, the first embodiment is the same as the first variant or the second variant.

第2実施形態の接合装置50では、駒部20とダイセグメント本体21が分離されているので、被接合部材70の挿通孔71の内周面72の幅に対応して、駒部20の押圧凸部12とダイセグメント本体21の押圧凸部12との間の間隔を設定することができる。 In the bonding apparatus 50 of the second embodiment, since the pawl member 20 and the die segment main body 21 is separated, corresponding to the width of the inner circumferential surface 72 of the insertion hole 71 of the joint member 70, the pressing piece portion 20 the distance between the pushing projection 12 of the convex portion 12 and the die segment main body 21 can be set. すなわち、例えば、両方の押圧凸部12、12間の間隔が様々に異なるものとなるように、スぺーサ22を少なくとも1個準備しておき、これらの中から被接合部材70の挿通孔71の内周面72の幅に応じてスぺーサ22を選択し、該スぺーサ22を駒部20の押圧凸部12とダイセグメント本体21の押圧凸部12との間に配置することにより、両方の押圧凸部12、12間の間隔を被接合部材70の挿通孔71の内周面72の幅に対応して設定することができる。 That is, for example, both the interval between the pressing protrusions 12 and 12 are formed so that a variety of different things, leave preparing at least one spacer 22, the insertion hole of the joint member 70 from these 71 select spacer 22 in accordance with the inner peripheral surface 72 of the width of, by arranging between the pushing projection 12 and the pushing projection 12 of the die segment main body 21 of the pawl member 20 該Supesa 22 , both the interval between the pressing protrusions 12 and 12 can be set to correspond to the width of the inner circumferential surface 72 of the insertion hole 71 of the joint member 70. したがって、この接合装置50は高い汎用性を有している。 Thus, the bonding apparatus 50 has high versatility.

なお本発明では、駒部20の押圧凸部12とダイセグメント本体21の押圧凸部12との間に配置されるスぺーサ22の数は1個であることに限定されるものではなく、その他に、複数個であって良いし、あるいは0個であっても良い。 In the present invention, is not limited to the number of spacer 22 disposed between the pressing convex portion 12 and the pushing projection 12 of the die segment main body 21 of the pawl member 20 is one, the other, may be a plurality of, or may be zero. さらに、スぺーサ22が駒部20又はダイセグメント本体21に一体形成されていても良い。 Furthermore, spacer 22 may be integrally formed on the frame portion 20 or the die segment main body 21.

<第3実施形態> <Third Embodiment>
図19〜22Bは、本発明の第3実施形態を説明する図である。 FIG 19~22B is a diagram illustrating a third embodiment of the present invention. これらの図には、上記第1実施形態と同じ要素に同一の符号が付されている。 These in the figure, the same elements as the first embodiment the same reference numerals are assigned. 第3実施形態を上記第1実施形態との相異点を中心に以下に説明する。 The third embodiment is explained below, centering on differences from the aforementioned first embodiment.

図19に示すように、被接合部材70は、比較的薄肉の板状であり、その中央部にはパイプ60が挿通される挿通孔71が設けられている。 As shown in FIG. 19, the workpieces 70 are relatively thin plate, its the center portion and the insertion hole 71 is provided a pipe 60 is inserted. さらに、被接合部材70の外周縁部には外方向に突出した複数個(第3実施形態では4個)の取付け片部75が周方向に均等に配設されている。 Furthermore, being attached piece portions 75 are evenly arranged in the circumferential direction of the plurality is the outer peripheral edge of the bonded members 70 projecting outwardly (four in the third embodiment). 取付け片部75の先端部に締結具挿通孔74が設けられている。 Fastening instrument insertion hole 74 provided at the tip portion of the mounting piece portion 75.

被接合部材70の挿通孔71の周縁部には、挿通孔71を包囲するように短円筒状の座部73がパイプ60の軸方向の片側に突出して一体形成されている。 On the periphery of the insertion hole 71 of the joint member 70 is a short cylindrical seat 73 so as to surround the insertion hole 71 is formed integrally to protrude on one side in the axial direction of the pipe 60. 座部73は、被接合部材70の挿通孔71の周縁部を、その周方向の全周に亘ってパイプ60の軸方向の片側に突出するように短円筒状にプレス曲げ加工することにより、形成されたものである。 Seat 73, the periphery of the insertion hole 71 of the workpieces 70, by the circumferential direction of the entire circumference press bending to the short cylindrical so as to project on one side in the axial direction of the pipe 60, and it is formed. すなわち、この座部73は、被接合部材70の挿通孔71の周縁部から屈曲して且つ挿通孔71の周縁部の全周に沿って形成されている。 That is, the seat 73 is formed along the entire circumference of the peripheral portion of and the insertion hole 71 is bent from the periphery of the insertion hole 71 of the joint member 70. 被接合部材70の挿通孔71の内周面72は、座部73の内周面からなる。 The inner peripheral surface 72 of the insertion hole 71 of the joint member 70 is made from the inner circumferential surface of the seat 73. 被接合部材70及びその座部73の肉厚は例えば2〜5mmである。 The thickness of the workpieces 70 and its seat 73 is 2~5mm for example. 座部73の突出長さ(即ち、パイプ60の軸方向に沿う長さ)は例えば5〜20mmである。 Protruding length of the seat 73 (i.e., length along the axial direction of the pipe 60) is 5~20mm example.

第3実施形態の接合構造体80では、図19に示すように、パイプ60が被接合部材70の挿通孔71内に挿通され且つ被接合部材70の座部73がパイプ60の外周面61aに重合された状態で、パイプ60に被接合部材70が拡管接合されるとともに摩擦圧接されている。 In the connection structure 80 of the third embodiment, as shown in FIG. 19, the seat 73 of the inserted therethrough and the bonded member 70 to the pipe 60 in the insertion hole 71 of the bonded member 70 on the outer circumferential surface 61a of the pipe 60 in polymerized state, the workpieces 70 are friction-welded together is expanded pipe joined to the pipe 60. 拡管接合と摩擦圧接は、パイプ60が拡管加工されることにより同時に行われている。 Pipe expansion joining the friction welding is carried out simultaneously by the pipe 60 is pipe expanding.

図21Aに示すように、第3実施形態の接合装置50では、拡管接合工具51のダイ10及び支持部(図示せず)の分割数は8個である。 As shown in FIG. 21A, the joining device 50 of the third embodiment, the number of divided dies 10 and the support portion of the expanded welding tool 51 (not shown) is eight. ダイ10の楔孔部14の横断面形状とマンドレル30の楔部31の横断面形状とはともに正八角形状である。 The cross-sectional shape of the wedge portion 31 of the cross-sectional shape and the mandrel 30 of the wedge hole portion 14 of the die 10 are both regular octagonal shape.

さらに、接合装置50は規制部材39を備えている。 Further, the bonding device 50 includes a regulating member 39. 図20に示すように、この規制部材39は、被接合部材70の座部73の外側に配置され且つ拡管加工時に被接合部材70の座部73の外側への膨出量を規制するものである。 As shown in FIG. 20, the regulating member 39 is for regulating the inflated amount of the outside of the seat 73 of the workpieces 70 when disposed and pipe expanding to the outside of the seat 73 of the workpieces 70 is there. 規制部材39の形状は円環状であり、更に、規制部材39は周方向に2個に分割されている。 The shape of the regulating member 39 is annular, and further, the regulating member 39 is divided into two in the circumferential direction.

第3実施形態の接合装置50を用いたパイプ60と被接合部材70との接合方法では、図21A及び21Bに示すように、パイプ60を拡管加工する前に、被接合部材70の座部73の外側に座部73の全周を包囲するように規制部材39を座部73に対して少し隙間を空けて配置する。 The method of joining the pipe 60 and the bonded members 70 using the bonding apparatus 50 of the third embodiment, as shown in FIGS. 21A and 21B, prior to pipe expanding the pipe 60, the seat 73 of the workpieces 70 to spaced slightly gap regulating member 39 so as to surround the entire periphery of the seat portion 73 relative to the seat 73 of the outer. この隙間は例えば1〜5mmである。 This gap is 1~5mm for example. 規制部材39は、被接合部材70と同様に回転不能に固定されている。 Regulating member 39 is non-rotatably fixed in the same manner as the bonded member 70. 次いで、ダイ10及びマンドレル30を回転駆動させる。 Then, it rotates the die 10 and mandrel 30. そして、マンドレル30の楔部31をダイ10の楔孔部14内に差し込む。 Then, insert the wedge portion 31 of the mandrel 30 into the wedge hole portion 14 of the die 10. これにより、ダイ10の各ダイセグメント11をパイプ60の半径外方向に移動させる。 Thus, moving each die segment 11 of the die 10 radially outwardly of the pipe 60. ダイセグメント11がパイプ60の内周面61bに当接すると、パイプ60がダイ10の回転動作に従って従動回転される。 When die segment 11 abuts against the inner peripheral surface 61b of the pipe 60, the pipe 60 is rotated in accordance with rotation of the die 10. このようにパイプ60を被接合部材70に対して回転させながら、パイプ60を拡管接合工具51によって拡管加工する。 While this is rotated relative to the workpieces 70 a pipe 60 so as to pipe expanding the pipe 60 by the tube expanding welding 51. これにより、図22A及び22Bに示すように、パイプ60に被接合部材70を拡管接合すると同時に摩擦圧接する。 Thus, as shown in FIGS. 22A and 22B, simultaneously friction welding when the members to be welded 70 to tube expansion junction to the pipe 60. 拡管加工の際には被接合部材70の座部73が外側へ膨出しようとするが、その途中で座部73が規制部材39に衝合し、これにより座部73の外側への膨出量が規制される。 During pipe expanding is the seat 73 of the joint member 70 is to bulge outward, the middle seat 73 abuts the regulating member 39, thereby bulging outward of the seat 73 the amount is restricted. その結果、座部73が確実に弾性変形域内で変形するものとなり、即ち座部73の塑性変形が確実に防止される。 As a result, as the seat 73 is surely deformed in the elastic deformation region, i.e. plastic deformation of the seat portion 73 is reliably prevented. これにより、パイプ60と被接合部材70との接合強度を確実に高めることができる。 This can increase the bonding strength between the pipe 60 and the workpieces 70 reliably. 規制部材39は、拡管加工の後で被接合部材70から取り外される。 Regulating member 39 is removed from the workpieces 70 after the pipe expanding.

第3実施形態では、被接合部材70の挿通孔71の周縁部に円筒状の座部73が形成されているので、被接合部材70の肉厚を大きくしなくても被接合部材70の挿通孔71の内周面72とパイプ60の外周面61aとの当接面積を大きく確保することができる。 In the third embodiment, since the cylindrical seat 73 on the periphery of the insertion hole 71 of the joint member 70 is formed, also inserted between the bonded members 70 without increasing the thickness of the workpieces 70 contact area between the inner peripheral surface 72 and the outer peripheral surface 61a of the pipe 60 of the bore 71 can the be largely secured. そのため、接合構造体80の軽量化を図ることができるし、パイプ60と被接合部材70との接合強度を高めることができる。 Therefore, to be able to reduce the weight of the bonded structure 80, it is possible to increase the bonding strength between the pipe 60 and the workpieces 70.

なお第3実施形態では、拡管接合時に拡管接合工具51(即ちダイ10及びマンドレル30)の回転動作に従ってパイプ60を従動回転させているが、本発明では、その他に、パイプ60を直接的に回転駆動させても良いし、上記第1変形形態(図12及び13参照)のように被接合部材70を回転駆動させても良いし、上記第2変形形態(図14及び15参照)のようにパイプ60と被接合部材70を互いに反対方向に回転駆動させても良い。 In yet a third embodiment, although the pipe 60 is rotated in accordance with rotation of the tube expansion junction tool 51 (i.e. die 10 and mandrel 30) the tube expansion junction, in the present invention, the other, directly rotating the pipe 60 it may be driven, to the workpieces 70 as in the first variant (see FIGS. 12 and 13) may be rotated, as the second variant (see FIGS. 14 and 15) pipe 60 and may be rotationally driven thereby in opposite directions workpieces 70.

<第4実施形態> <Fourth Embodiment>
図23A〜26は、本発明の第4実施形態を説明する図である。 FIG 23A~26 is a diagram for explaining a fourth embodiment of the present invention. これらの図には、上記第1実施形態と同じ要素に同一の符号が付されている。 These in the figure, the same elements as the first embodiment the same reference numerals are assigned. 第4実施形態を上記第1実施形態との相異点を中心に以下に説明する。 A fourth embodiment is explained below, centering on differences from the aforementioned first embodiment.

図23A及び23Bに示すように、被接合部材70は、比較的薄肉の板状であり、その中央部にはパイプ60が挿通される挿通孔71が設けられている。 As shown in FIGS. 23A and 23B, the bonded member 70 is a relatively thin plate, its the center portion and the insertion hole 71 is provided a pipe 60 is inserted. 図24に示すように、この被接合部材70は、板状の他の部材91とボルト92a及びナット92bにより連結されるフランジとして機能するものである。 As shown in FIG. 24, the workpieces 70 is allowed to function as a flange which is connected by a plate-like other members 91 and the bolts 92a and nuts 92b. 被接合部材70は、パイプ60の端部に拡管接合及び摩擦圧接されている。 The bonded members 70 are expanded pipe joint and friction welding to the end of the pipe 60. そして、被接合部材70は、その厚さ方向両側の面のうち、パイプ60の端面60a側に向いた面を、他の部材91と連結される連結面70aとするものである。 Then, the bonded member 70, of the thickness direction both side faces, the surface facing the end surface 60a side of the pipe 60 is for the connecting face 70a to be connected to another member 91.

被接合部材70の挿通孔71の周縁部には、挿通孔71を包囲するように短円筒状の座部73が、短円錐筒状の中間部76を介して、連結面70aとは反対側に突出して一体形成されている。 On the periphery of the insertion hole 71 of the joint member 70 is a short cylindrical seat 73 so as to surround the insertion hole 71, through a short conical tubular shaped intermediate portion 76, opposite to the connecting surface 70a It is integrally formed to protrude. この座部73及び中間部76は、被接合部材70の挿通孔71の周縁部をその周方向の全周に亘ってパイプ60の軸方向の片側に突出するようにプレス曲げ加工することにより、形成されたものである。 The seat 73 and the intermediate portion 76, by press bending so as to protrude to one side of the axial direction of the pipe 60 to the periphery of the insertion hole 71 over its entire circumference of the bonded member 70, and it is formed. 被接合部材70の挿通孔71の内周面72における挿通孔71の軸方向中間部から被接合部材70の連結面70aの位置までの領域には、中間部76が存在することによって係合凹所77が挿通孔71の全周に亘って形成されている。 A region from an axially intermediate portion of the insertion hole 71 in the inner circumferential surface 72 of the insertion hole 71 of the joint member 70 to the position of the connecting surface 70a of the workpieces 70, Kakarigo凹 by the intermediate portion 76 is present where 77 is formed over the entire circumference of the insertion hole 71.

第4実施形態の接合構造体80では、図24に示すように、被接合部材70の挿通孔71内にパイプ60の端部が、パイプ60の端面60aが挿通孔71の軸方向中間部から被接合部材70の連結面70aの位置までの範囲に配置されるように挿通されるとともに、被接合部材70の座部73がパイプ60の外周面61aに重合している。 In the connection structure 80 of the fourth embodiment, as shown in FIG. 24, the end of the pipe 60 into the insertion hole 71 of the joint member 70, the end face 60a of the pipe 60 from the axially intermediate portion of the insertion hole 71 while being inserted to be placed in a range of up to the position of the connecting surface 70a of the workpieces 70, the seat 73 of the joint member 70 is polymerized on the outer peripheral surface 61a of the pipe 60. そしてこの状態で、パイプ60の端部に被接合部材70が拡管接合されるとともに摩擦圧接されている。 In this state, the workpieces 70 are friction-welded together is expanded pipe joined to the end of the pipe 60. 拡管接合と摩擦圧接は、パイプ60が拡管加工されることにより同時に行われている。 Pipe expansion joining the friction welding is carried out simultaneously by the pipe 60 is pipe expanding.

この接合構造体80では、パイプ60の挿通孔71内への挿通部分63のパイプ端面側近傍部分64には、膨出部Sがその周方向の全周に亘って形成されている。 In the joint structure 80, the pipe end face near portion 64 of the insertion portion 63 into the insertion hole 71 of the pipe 60, the bulging portion S is formed along the entire circumference in the circumferential direction. そして、この膨出部Sは、係合凹所77に、パイプ60の端部が挿通孔71内から抜出する方向X1に係合しており、これにより、パイプ60の端部の挿通孔71内からの抜出が防止されている。 Then, the expanded portion S is in engagement recess 77, the end portion of the pipe 60 is engaged in the direction X1 that withdrawn from the inside of the insertion hole 71, thereby, the insertion hole of the end of the pipe 60 extraction of is prevented from inside 71. さらに、パイプ60の挿通部分63のパイプ端面側とは反対側の近傍部分64にも膨出部Sがその周方向の全周に亘って形成されている。 Furthermore, the bulging portion S to a portion near 64 on the opposite side is formed over the entire circumference in the circumferential direction of the pipe end face side of the insertion portion 63 of the pipe 60. そして、この膨出部Sは、座部73の先端縁部に、パイプ60の端部が挿通孔71内に挿入される方向X2に係合している。 Then, the expanded portion S is the leading edge of the seat portion 73, engages in the direction X2 in which the end portion of the pipe 60 is inserted into the insertion hole 71. これにより、被接合部材70の座部73は、2個の膨出部S、Sの間にパイプ60の軸方向に挟まれた状態で、パイプ60に接合されている。 Thus, the seat portion 73 of the joint member 70 has two bulging portions S, while being sandwiched between the axial direction of the pipe 60 between the S, is bonded to the pipe 60. したがって、両膨出部S、Sによって、パイプ60に対する被接合部材70の抜け強度が高められている。 Thus, both the bulging portion S, the S, pull-out strength of the bonded member 70 is enhanced with respect to the pipe 60.

図25に示すように、第4実施形態の接合装置50は規制部材39を備えている。 As shown in FIG. 25, the bonding apparatus 50 of the fourth embodiment is provided with a regulating member 39. 規制部材39は、被接合部材70の座部73の外側に配置され且つ拡管加工時に被接合部材70の座部73の外側への膨出量を規制するものである。 Regulating member 39 is to regulate the inflated amount of the outside of the seat 73 of the workpieces 70 when disposed and pipe expanding to the outside of the seat 73 of the joint member 70. 規制部材39の形状は円環状であり、更に、規制部材39は周方向に2個に分割されている。 The shape of the regulating member 39 is annular, and further, the regulating member 39 is divided into two in the circumferential direction.

第4実施形態の接合装置50を用いたパイプ60と被接合部材70との接合方法では、図25に示すように、パイプ60を拡管加工する前に、被接合部材70の座部73の外側に座部73の全周を包囲するように規制部材39を座部73に対して少し隙間を空けて配置する。 The method of joining the pipe 60 and the bonded members 70 using the bonding apparatus 50 of the fourth embodiment, as shown in FIG. 25, prior to pipe expanding the pipe 60, outside the seat 73 of the workpieces 70 to spaced slightly gap regulating member 39 so as to surround the entire periphery of the seat portion 73 relative to the seat 73. この隙間は例えば1〜5mmである。 This gap is 1~5mm for example. 規制部材39は、被接合部材70と同様に回転不能に固定されている。 Regulating member 39 is non-rotatably fixed in the same manner as the bonded member 70. 次いで、ダイ10及びマンドレル30を回転駆動させる。 Then, it rotates the die 10 and mandrel 30. そして、マンドレル30の楔部31をダイ10の楔孔部14内に差し込む。 Then, insert the wedge portion 31 of the mandrel 30 into the wedge hole portion 14 of the die 10. これにより、ダイ10の各ダイセグメント11をパイプ60の半径外方向に移動させる。 Thus, moving each die segment 11 of the die 10 radially outwardly of the pipe 60. ダイセグメント11がパイプ60の内周面61bに当接すると、パイプ60がダイ10の回転動作に従って従動回転される。 When die segment 11 abuts against the inner peripheral surface 61b of the pipe 60, the pipe 60 is rotated in accordance with rotation of the die 10. このようにパイプ60を被接合部材70に対して回転させながら、パイプ60の外周面61aが被接合部材70の挿通孔71の内周面72に圧接するように且つパイプ60の挿通部分63のパイプ端面側近傍部分64が係合凹所77に係合するように、パイプ60を拡管接合工具51によって拡管加工する。 While this is rotated relative to the workpieces 70 a pipe 60 to the outer peripheral surface 61a of the pipe 60 is inserted portion 63 of the and the pipe 60 so as to press the inner circumferential surface 72 of the insertion hole 71 of the workpieces 70 pipe end face side portion near 64 to engage the engaging recesses 77, to pipe expanding the pipe 60 by the tube expanding welding 51. これにより、図26に示すように、パイプ60に被接合部材70を拡管接合すると同時に摩擦圧接する。 Thus, as shown in FIG. 26, simultaneously friction welding when the members to be welded 70 to tube expansion junction to the pipe 60. 拡管加工の際に被接合部材70の座部73が外側へ膨出しようとするが、その途中で座部73が規制部材39に衝合し、これにより座部73の外側への膨出量が規制される。 Although the seat 73 of the joint member 70 is to bulge outward during pipe expanding, the middle seat 73 abuts the regulating member 39, thereby bulging amount to the outside of the seat 73 There is restricted. その結果、座部73が確実に弾性変形域内で変形するものとなり、即ち座部73の塑性変形が確実に防止される。 As a result, as the seat 73 is surely deformed in the elastic deformation region, i.e. plastic deformation of the seat portion 73 is reliably prevented. これにより、パイプ60と被接合部材70との接合強度を確実に高めることができる。 This can increase the bonding strength between the pipe 60 and the workpieces 70 reliably. 規制部材39は、拡管加工の後で被接合部材70から取り外される。 Regulating member 39 is removed from the workpieces 70 after the pipe expanding.

第4実施形態は、上記第3実施形態と同様の効果を奏する。 The fourth embodiment, the same effect as the third embodiment. さらに、接合構造体80では、パイプ60の端部の端面60aが被接合部材70の挿通孔71の軸方向中間部から被接合部材70の連結面70aの位置までの範囲に配置されているので、被接合部材70を他の部材91に連結する際に、パイプ60の挿通部分63のパイプ端面側の部分が他の部材91に干渉しない。 Further, in the bonding structure 80, since the end face 60a of the end portion of the pipe 60 is disposed in a range from the axially intermediate portion of the insertion hole 71 of the joint member 70 to the position of the connecting surface 70a of the workpieces 70 , when connecting the members to be welded 70 to the other member 91, the pipe end face side portion of the insertion portion 63 of the pipe 60 does not interfere with another member 91. そのため、被接合部材70を他の部材91に良好に連結することができる。 Therefore, it is possible to satisfactorily connect the members to be welded 70 to the other member 91. さらに、パイプ60の挿通部分63のパイプ端面側近傍部分64に形成された膨出部Sが、係合凹所77にパイプ60の端部が挿通孔71内から抜出する方向X1に係合しているので、パイプ60の端部の挿通孔71内からの抜出が防止されており、これによりパイプ60に対する被接合部材70の抜け強度が高められている。 Further, bulging portions S formed on the pipe end face side near portion 64 of the insertion portion 63 of the pipe 60, it engages in the direction X1 that end of the pipe 60 in the engagement recess 77 is withdrawn from the inside of the insertion hole 71 since it has to, extraction from the insertion hole inside 71 of the end of the pipe 60 are prevented, thereby the pull-out strength of the bonded member 70 is enhanced with respect to the pipe 60.

なお第4実施形態では、拡管接合時に拡管接合工具51(即ちダイ10及びマンドレル30)の回転動作に従ってパイプ60を従動回転させているが、本発明では、その他に、パイプ60を直接的に回転駆動させても良いし、上記第1変形形態(図12及び13参照)のように被接合部材70を回転駆動させても良いし、上記第2変形形態(図14及び15参照)のようにパイプ60と被接合部材70を互いに反対方向に回転駆動させても良い。 Note that, in the fourth embodiment, although the pipe 60 is rotated in accordance with rotation of the tube expansion junction tool 51 (i.e. die 10 and mandrel 30) the tube expansion junction, in the present invention, the other, directly rotating the pipe 60 it may be driven, to the workpieces 70 as in the first variant (see FIGS. 12 and 13) may be rotated, as the second variant (see FIGS. 14 and 15) pipe 60 and may be rotationally driven thereby in opposite directions workpieces 70.

<第5実施形態> <Fifth Embodiment>
図27は、本発明の第5実施形態を説明する図である。 Figure 27 is a diagram for explaining a fifth embodiment of the present invention. この図には、上記第1実施形態と同じ要素に同一の符号が付されている。 This figure, the same elements as the first embodiment the same reference numerals are assigned. 第5実施形態を上記第1実施形態との相異点を中心に以下に説明する。 The fifth embodiment is explained below, centering on differences from the aforementioned first embodiment.

パイプ60は、その中空部62内に仕切り壁部65が軸方向に延びて配置されたものであり、この仕切り壁部65によって中空部62が複数個の中空区画室62aに区画されている。 Pipe 60, the hollow portion partition wall portion 65 in 62 has been disposed to extend in the axial direction, the hollow portion 62 is partitioned into a plurality of hollow compartments 62a by the partition wall portion 65. 仕切り壁部65の横断面形状はI字状である。 Cross-sectional shape of the partition wall portion 65 is I-shaped. 中空区画室62aの数は2個である。 The number of hollow compartments 62a is two. 仕切り壁部65はパイプ60に一体形成されている。 Partition wall portion 65 is integrally formed on the pipe 60.

第5実施形態の接合装置50では、拡管接合工具51のダイ10及び支持部(図示せず)の分割数は、パイプ60の中空区画室62aの数と同じであり、即ち2個である。 In the bonding apparatus 50 of the fifth embodiment, the division number of the die 10 and the support portion of the expanded welding tool 51 (not shown) is the same as the number of hollow compartments 62a of the pipe 60, i.e., two. さらに、マンドレル30の楔部31は、その中心軸を中心に複数個の楔部セグメント31aに均等に分割されている。 Furthermore, the wedge portion 31 of the mandrel 30 is equally divided into a plurality of wedge portion segments 31a about its central axis. 楔部31の分割数は、パイプ60の中空区画室62aの数と同じであり、即ち2個である。 The division number of the wedge portion 31 is the same as the number of hollow compartments 62a of the pipe 60, i.e., two.

第5実施形態の接合装置50を用いたパイプ60と被接合部材70との接合方法では、パイプ60の拡管加工工程は次のように行われる。 The method of joining the pipe 60 and the bonded members 70 using the bonding apparatus 50 of the fifth embodiment, pipe expanding process of the pipe 60 is performed as follows.

パイプ60の各中空区画室62a内に、ダイ10のダイセグメント11とマンドレル30の楔部セグメント31aとを配置する。 Each hollow compartment 62a of the pipe 60, disposing the wedge portion segment 31a of the die segment 11 and the mandrel 30 of the die 10. 次いで、パイプ60の仕切り壁部65を介して互いに隣り合う2個の中空区画室62a、62a内に配置された楔部セグメント31a、31a同士で仕切り壁部65を挟む。 Then, sandwiching two hollow compartments 62a adjacent to each other via the partition wall portion 65 of the pipe 60, the wedge portion segments 31a arranged in 62a, the partition wall portion 65 at 31a between. 次いで、ダイ10及びマンドレル30を回転駆動させる。 Then, it rotates the die 10 and mandrel 30. すると、パイプがダイ10及びマンドレル30の回転動作に従って従動回転される。 Then, the pipe is rotated in accordance with rotation of the die 10 and mandrel 30. そして、マンドレル30の各楔部セグメント31aを対応するダイセグメント11の楔孔部セグメント14a内に同時に差し込む。 Then, inserted at the same time each wedge portion segment 31a of the mandrel 30 into the wedge hole portion segment 14a of the corresponding die segment 11. これにより、ダイ10の各ダイセグメント11をパイプ60の半径外方向に移動させる。 Thus, moving each die segment 11 of the die 10 radially outwardly of the pipe 60. このようにパイプ60を被接合部材70に対して回転させながら、パイプ60を拡管接合工具51によって拡管加工する。 While this is rotated relative to the workpieces 70 a pipe 60 so as to pipe expanding the pipe 60 by the tube expanding welding 51. これにより、パイプ60に被接合部材70を拡管接合すると同時に摩擦圧接する。 Thus, simultaneously friction welding when the members to be welded 70 to tube expansion junction to the pipe 60.

第5実施形態では、パイプ60の中空部62内に横断面I字状の仕切り壁部65が配置されているので、パイプ60が仕切り壁部65によって補強されている。 In the fifth embodiment, since the hollow portion partition wall portion 65 of the cross section I-shape 62 of the pipe 60 is arranged, the pipe 60 is reinforced by the partition wall 65. したがって、高い剛性を有する接合構造体80を製作することができる。 Therefore, it is possible to manufacture a bonded structure 80 having a high rigidity.

<第6実施形態> <Sixth Embodiment>
図28は、本発明の第6実施形態を説明する図である。 Figure 28 is a diagram illustrating a sixth embodiment of the present invention. この図には、上記第1実施形態と同じ要素に同一の符号が付されている。 This figure, the same elements as the first embodiment the same reference numerals are assigned. 第6実施形態を上記第1実施形態との相異点を中心に以下に説明する。 The sixth embodiment is explained below, centering on differences from the aforementioned first embodiment.

第6実施形態では、パイプ60の中空部62内に上記第5実施形態と同様に仕切り壁部65が配置されているが、この仕切り壁部65の横断面形状は、I字状ではなく十字状である。 In the sixth embodiment, the partition wall portion 65 into the hollow portion 62 as in the fifth embodiment of the pipe 60 is arranged, the cross sectional shape of the partition wall portion 65 is not a I-shaped cross is Jo. この仕切り壁部65によってパイプ60の中空部62が4個の中空区画室62aに区画されている。 Hollow portion 62 of the pipe 60 is partitioned into four hollow compartments 62a by the partition wall portion 65.

第6実施形態の接合装置50では、拡管接合工具51のダイ10及び支持部(図示せず)の分割数は、パイプ60の中空区画室62aの数と同じであり、即ち4個である。 In the bonding apparatus 50 of the sixth embodiment, the number of divided dies 10 and the support portion of the expanded welding tool 51 (not shown) is the same as the number of hollow compartments 62a of the pipe 60, i.e., four. さらに、マンドレル30の楔部31は、その中心軸を中心に複数個の楔部セグメント31aに均等に分割されている。 Furthermore, the wedge portion 31 of the mandrel 30 is equally divided into a plurality of wedge portion segments 31a about its central axis. 楔部31の分割数は、パイプ60の中空区画室62aの数と同じであり、即ち4個である。 The division number of the wedge portion 31 is the same as the number of hollow compartments 62a of the pipe 60, i.e., four.

第6実施形態の接合装置50を用いたパイプ60と被接合部材70との接合方法は、上記第5実施形態と同じである。 Method for joining the pipe 60 and the bonded members 70 using the bonding apparatus 50 of the sixth embodiment is the same as the fifth embodiment.

第6実施形態では、パイプ60の中空部62内に横断面十字状の仕切り壁部65が配置されているので、パイプ60が仕切り壁部65によって非常に強固に補強されている。 In the sixth embodiment, since the hollow portion partition wall portion 65 cross-section cross-shaped in the 62 of the pipe 60 is arranged, the pipe 60 is very strongly reinforced by the partition wall 65. したがって、非常に高い剛性を有する接合構造体80を製作することができる。 Therefore, it is possible to manufacture a bonded structure 80 having a very high stiffness.

なお本発明では、パイプ60の仕切り壁部65の横断面形状は、I字状や十字状であることに限定されるものではなく、その他に、Y字状、*字状等であっても良い。 In the present invention it should be noted that the cross-sectional shape of the partition wall portion 65 of the pipe 60 is not limited to being I-shaped or cross-shaped, Other, Y-shape, even * shaped like good.

<第7実施形態> <Seventh Embodiment>
図29〜33は、本発明の第7実施形態を説明する図である。 Figure 29-33 are diagrams for explaining a seventh embodiment of the present invention. これらの図には、上記第1実施形態と同じ要素に同一の符号が付されている。 These in the figure, the same elements as the first embodiment the same reference numerals are assigned. 第7実施形態を上記第1実施形態との相異点を中心に以下に説明する。 The seventh embodiment is explained below, centering on differences from the aforementioned first embodiment.

図29及び30に示すように、第7実施形態の接合構造体80では、パイプ60は複数個の被接合部材70の挿通孔71内に挿通されている。 As shown in FIGS. 29 and 30, in the bonding structure 80 in the seventh embodiment, the pipe 60 is inserted into the insertion hole 71 of the plurality of workpieces 70. 第7実施形態では、被接合部材70の数は3個である。 In the seventh embodiment, the number of workpieces 70 is three. これらの被接合部材70は互いにパイプ60の軸方向に離間して配置されている。 These workpieces 70 are spaced apart in the axial direction of the pipe 60 to each other. そしてこの状態で、パイプ60にこれらの被接合部材70が拡管接合されるとともに摩擦圧接されている。 In this state, these members to be bonded 70 to the pipe 60 are friction-welded together are the tube expansion junction. 拡管接合と摩擦圧接は、パイプ60が拡管加工されることにより同時に行われている。 Pipe expansion joining the friction welding is carried out simultaneously by the pipe 60 is pipe expanding. 各被接合部材70の配置間隔は例えば3〜500mmである。 Arrangement interval of each of the joint members 70 are 3~500mm example. なお本発明では、この間隔は上記の範囲内であることに限定されるものではない。 In the present invention, this interval is not intended to be limited to be within the scope of the.

図31及び32に示すように、第7実施形態の接合装置50では、拡管接合工具51は、複数個のダイ10を有するダイ連結体26を備える。 As shown in FIGS. 31 and 32, in the bonding apparatus 50 of the seventh embodiment, the tube expanding welding 51 is provided with a die connecting member 26 having a plurality of die 10. ダイ10の数は、被接合部材70の数と同じであり、即ち3個である。 The number of the die 10 is the same as the number of workpieces 70, namely three. ダイ10の分割数は8個である。 The number of divisions of the die 10 is eight. 各ダイ10は、各被接合部材70の配置間隔に対応して互いに軸方向に離間して配置されている。 Each die 10 is spaced axially from one another corresponding to the arrangement interval between the bonded members 70. 互いに隣り合う2個のダイ10、10において、一方のダイ10の各ダイセグメント11と他方のダイ10の各ダイセグメント11とはそれぞれ棒状のダイ連結杆27を介して互いに連結されている。 In the two dies 10, 10 adjacent to each other are connected to each other through the die connecting rod 27 of the rod-shaped with each die segment 11 of each die segment 11 and the other die 10 of one of the die 10. さらに、これらのダイ10のうち最も支持部15に近接して配置されたダイ10の各ダイセグメント11と、支持部15の各支持部セグメント16とがそれぞれ棒状の連結杆16bを介して互いに連結されている。 Furthermore, connected to each other most with each die segment 11 of the die 10 disposed in proximity to the support portion 15, and the support portions segment 16 of the support portion 15 through a connecting rod 16b of each rod-like of these dies 10 It is.

マンドレル30は、各ダイ10の楔孔部14に対応する複数個(即ち3個)の楔部31を有している。 The mandrel 30 has a wedge portion 31 of the plurality (i.e. three) corresponding to the wedge hole portion 14 of each die 10. 楔部31の横断面形状は正八角形状である。 Cross-sectional shape of the wedge portion 31 is a regular octagonal shape. 各楔部31は、各ダイ10の配置間隔に対応して軸方向に離間して配置されている。 Each wedge portion 31 is spaced apart in the axial direction corresponding to the arrangement interval between the die 10. 互いに隣り合う2個の楔部31、31において、一方の楔部31と他方の楔部31とは棒状の楔部連結杆28を介して互いに連結されている。 In the two wedge portions 31 and 31 adjacent to each other are connected to each other through one wedge portion 31 and the other wedge portion 31 rod-shaped wedge portion connecting rods 28 and.

マンドレル30の基端部には、各楔部31を各ダイ10の楔孔部14内に差し込む方向にマンドレル30を移動させるマンドレル駆動部33が接続されている。 The proximal end of the mandrel 30, the mandrel drive unit 33 for moving the mandrel 30 in a direction to insert the wedge hole portion 14 of each die 10 each wedge portion 31 is connected. 第7実施形態では、このマンドレル駆動部33は、マンドレル30を牽引することにより、各楔部31を楔孔部14に対して差込み方向に移動させるものである。 In the seventh embodiment, the mandrel drive unit 33 by pulling the mandrel 30, and moves in the insertion direction of each wedge portion 31 relative to the wedge hole portion 14.

第7実施形態の接合装置50を用いたパイプ60と被接合部材70との接合方法では、パイプ60の拡管加工工程は次のように行われる。 The method of joining the pipe 60 and the bonded members 70 using the bonding apparatus 50 of the seventh embodiment, pipe expanding process of the pipe 60 is performed as follows.

図32に示すように、複数個の被接合部材70の挿通孔71内にパイプ60を、複数個の被接合部材70が互いにパイプ60の軸方向に離間して配置されるように挿通する。 As shown in FIG. 32, the pipe 60 into the insertion hole 71 of the plurality of workpieces 70 are inserted so that a plurality of workpieces 70 are spaced apart in the axial direction of the pipe 60 to each other. そして、パイプ60の中空部62内に拡管接合工具51を、各ダイ10が各被接合部材70に対応する位置に配置されるように挿入配置する。 Then, the tube expanding welding 51 in the hollow portion 62 of the pipe 60, is inserted and arranged such that each die 10 is disposed at a position corresponding to each of the joint members 70. 次いで、ダイ連結体26及びマンドレル30を回転駆動させる。 Then, it rotates the die connecting member 26 and mandrel 30. そして、マンドレル30の各楔部31をダイ連結体26の各ダイ10の楔孔部14内に差し込む。 Then, insert the respective wedge portion 31 of the mandrel 30 into the wedge hole portion 14 of each die 10 of the die connecting body 26. これにより、各ダイ10の各ダイセグメント11をパイプ60の半径外方向に移動させる。 Thus, each die segment 11 of each die 10 is moved radially outwardly of the pipe 60. ダイセグメント11がパイプ60の内周面61bに当接すると、パイプ60がダイ10の回転動作に従って従動回転される。 When die segment 11 abuts against the inner peripheral surface 61b of the pipe 60, the pipe 60 is rotated in accordance with rotation of the die 10. このようにパイプ60を被接合部材70に対して回転させながら、パイプ60の外周面61aが各被接合部材70の挿通孔71の内周面72に圧接するようにパイプ60の各挿通部分63及びその軸方向両側近傍部分64、64を拡管接合工具51によって一括して拡管加工する。 While this is rotated relative to the workpieces 70 a pipe 60 so that each insertion portion of the pipe 60 so that the outer peripheral surface 61a of the pipe 60 is pressed against the inner peripheral surface 72 of the insertion hole 71 of the workpieces 70 63 and pipe expanding collectively the axially opposite sides adjacent portion 64, 64 by the tube expanding welding 51. これにより、図33に示すように、パイプ60に複数個の被接合部材70を一括して拡管接合すると同時に摩擦圧接する。 Thus, as shown in FIG. 33, collectively the plurality of workpieces 70 to the pipe 60 at the same time friction welding when the tube expansion junction. なお、拡管加工において、マンドレル30の各楔部31を各ダイ10の楔孔部14内に差し込む際には、マンドレル駆動部33を作動させることでマンドレル30を牽引し、これにより各楔部31を各楔孔部14内に差し込む。 Incidentally, in the pipe expanding, when inserting each wedge portion 31 of the mandrel 30 into the wedge hole portion 14 of each die 10 pulls the mandrel 30 by operating the mandrel drive unit 33, so that each wedge 31 the plugs into the wedge hole portion 14.

第7実施形態では、パイプ60に複数個の被接合部材70が一括して拡管接合されると同時に摩擦圧接されるため、パイプ60と複数個の被接合部材70との接合を能率良く行うことができる。 In the seventh embodiment, since the plurality of workpieces 70 to the pipe 60 are simultaneously friction welded Once tube expansion joined together, be performed with high efficiency the junction between the pipe 60 and a plurality of workpieces 70 can.

なお本発明では、図34に示すように、マンドレル30の各楔部31は、第7実施形態とは逆向きに配置されていても良い。 In the present invention, as shown in FIG. 34, the wedge portion 31 of the mandrel 30, and the seventh embodiment may be arranged in the opposite direction. この場合、マンドレル駆動部33は、マンドレル30を押圧することにより、各楔部31を各楔孔部14に対して差込み方向に移動させるものである。 In this case, the mandrel drive unit 33 by pressing the mandrel 30, and moves in the insertion direction of each wedge portion 31 for each wedge hole portion 14. そして、マンドレル駆動部33を作動させることでマンドレル30を押圧することにより、マンドレル30の各楔部31が各楔孔部14内に差し込まれる。 Then, by pressing the mandrel 30 by operating the mandrel drive unit 33, the wedge portion 31 of the mandrel 30 is inserted into the wedge hole portion 14.

なお第7実施形態では、拡管接合時に拡管接合工具51(即ちダイ10及びマンドレル30)の回転動作に従ってパイプ60を従動回転させているが、本発明では、その他に、パイプ60を直接的に回転駆動させても良いし、上記第1変形形態(図12及び13参照)のように複数個の被接合部材70を回転駆動させても良いし、上記第2変形形態(図14及び15参照)のようにパイプ60と複数個の被接合部材70とを互いに反対方向に回転駆動させても良い。 Note in the seventh embodiment, although the pipe 60 is rotated in accordance with rotation of the tube expansion junction tool 51 (i.e. die 10 and mandrel 30) the tube expansion junction, in the present invention, the other, directly rotating the pipe 60 it may be driven, the first variant (see FIGS. 14 and 15) to a plurality of workpieces 70 may be rotated, the second variant as shown in (see FIG. 12 and 13) pipe 60 and a plurality of may be rotationally driven thereby in opposite directions and the bonded member 70 as.

<第8実施形態> <Eighth Embodiment>
図35及び36は、本発明の第8実施形態を説明する図である。 35 and 36 are diagrams for explaining the eighth embodiment of the present invention. これらの図には、上記第1実施形態と同じ要素に同一の符号が付されている。 These in the figure, the same elements as the first embodiment the same reference numerals are assigned. 第8実施形態を上記第1実施形態との相異点を中心に以下に説明する。 The eighth embodiment is explained below, centering on differences from the aforementioned first embodiment.

第8実施形態の接合構造体80は、図35に示すように、車両(例:自動車)の車体のフロントピラー間に架設されるステアリングサポートビームである。 The connection structure 80 of the eighth embodiment, as shown in FIG. 35, the vehicle: a steering support beam extended between the vehicle body of the front pillar (eg automotive). パイプ60は、サポートビーム本体である。 Pipe 60 is a support beam body. 70Aは第1被接合部材である。 70A is a first bonding member. この第1被接合部材70Aは、パイプ60を補強するものであり、その形状はパイプ状であり、その中空部を挿通孔71とするものである。 The first bonding member 70A is to reinforce the pipe 60, its shape is tubular, is to the hollow portion and the insertion hole 71. 70B及び70Bは、2個の第2被接合部材である。 70B and 70B are two second bonding member. 両第2被接合部材70B、70Bのうち、パイプの右端に配置されている第2被接合部材70Bは、取付け用サイドブラケットであり、他方の第2被接合部材70Bはコラム取付け用ブラケットである。 Both the second bonding member 70B, out of the 70B, the second bonding member 70B disposed at the right end of the pipe is a mounting side brackets, the other of the second bonding member 70B is a column mounting bracket .

この接合構造体80では、図36に示すように、パイプ60の右側部が第1被接合部材70Aの挿通孔71内に挿通され且つ第1被接合部材70Aが各第2被接合部材70Bの挿通孔71B内に挿通された状態で、パイプ60に第1被接合部材70Aが拡管接合されるとともに摩擦圧接され、更に、パイプ60に第1被接合部材70Aを介して両第2被接合部材70B、70Bが拡管接合されている。 In the joint structure 80, as shown in Figure 36, the pipe 60 right side is first inserted into the insertion hole 71 of the joint member 70A and the first bonding member 70A is the second bonding member 70B in a state of being inserted in the insertion hole 71B, the first bonding member 70A is friction welded together is expanded pipe joined to the pipe 60, further into the pipe 60 through the first bonding member 70A both the second bonding member 70B, 70B are expanded pipe joint. パイプ60の右側部が第1被接合部材70Aの挿通孔71内に挿通されることで、パイプ60の右側部はいわゆる二重管に形成されており、これによりパイプ60の右側部が補強されている。 By right portion of the pipe 60 is inserted into the insertion hole 71 of the first bonding member 70A, right portion of the pipe 60 is formed in a so-called double tube, which right portion of the pipe 60 is reinforced by ing.

第8実施形態の接合装置50では、ダイ10の各ダイセグメント11の押圧面には、2個の押圧凸部12、12が2組、両第2被接合部材70B、70Bに対応して離間して設けられている。 In the bonding apparatus 50 of the eighth embodiment, the pressing surface of each die segment 11 of the die 10, the two pushing projection 12 and 12 are two sets, both the second bonding member 70B, in response to the 70B spaced It is provided.

第8実施形態の接合装置50を用いたパイプ60とこれらの被接合部材70A、70B、70Bとの接合方法では、パイプ60の拡管加工工程は次のように行われる。 In the eighth pipe 60 and these workpieces 70A using the bonding apparatus 50 of the embodiment, 70B, method of joining the 70B, pipe expanding process of the pipe 60 is performed as follows.

図36に示すように、第1被接合部材70Aの挿通孔71内にパイプ60を挿通するとともに、各第2被接合部材70Bの挿通孔71B内に第1被接合部材70Aを挿通する。 As shown in FIG. 36, as well as through the pipe 60 into the insertion hole 71 of the first bonding member 70A, through which the first bonding member 70A in the insertion hole 71B of the second bonding member 70B. 第1被接合部材70Aと両第2被接合部材70B、70Bは、いずれも回転不能に固定されている。 First bonding member 70A and both the second bonding member 70B, 70B are all are also non-rotatably fixed. そして、パイプ60の中空部62内に拡管接合工具51を配置する。 Then, place the tube expanding welding 51 in the hollow portion 62 of the pipe 60. 次いで、ダイ10及びマンドレル30を回転駆動させる。 Then, it rotates the die 10 and mandrel 30. そして、マンドレル30の楔部31をダイ10の楔孔部14内に差し込む。 Then, insert the wedge portion 31 of the mandrel 30 into the wedge hole portion 14 of the die 10. これにより、ダイ10の各ダイセグメント11をパイプ60の半径外方向に移動させる。 Thus, moving each die segment 11 of the die 10 radially outwardly of the pipe 60. ダイセグメント11がパイプ60の内周面61bに当接すると、パイプ60がダイ10の回転動作に従って従動回転される。 When die segment 11 abuts against the inner peripheral surface 61b of the pipe 60, the pipe 60 is rotated in accordance with rotation of the die 10. このようにパイプ60を第1被接合部材70A及び両第2被接合部材70B、70Bに対して回転させながら、パイプ60が第1被接合部材70Aの挿通孔71の内周面72に圧接するように、パイプ60の挿通孔71内への挿通部分63と更にパイプ60の各挿通孔71B内への挿通部分の軸方向両側近傍部分64B、64Bとを拡管接合工具51によって同時に拡管加工する。 In this way the pipe 60 first bonding member 70A and both the second bonding member 70B, while rotating relative to 70B, the pipe 60 is pressed against the inner peripheral surface 72 of the insertion hole 71 of the first bonding member 70A as such, to pipe expanding simultaneously by both axial sides adjacent portion 64B, the tube expansion and 64B welding tool 51 of the insertion portion into the insertion holes 71B of the insertion portion 63 further pipe 60 into the insertion hole 71 of the pipe 60. これにより、パイプ60に第1被接合部材70Aを拡管接合すると同時に摩擦圧接し、更に、同時にパイプ60に第1被接合部材70Aを介して各第2被接合部材70Bを拡管接合する。 Thus, a first bonding member 70A at the same time friction welding when pipe expansion joint to the pipe 60, further simultaneously expanded pipe joining each second bonding member 70B through the first bonding member 70A to the pipe 60.

第8実施形態では、パイプ60の右側部がいわゆる二重管に形成されているため、パイプ60の右側部が補強されている。 In the eighth embodiment, since the right side portion of the pipe 60 is formed into a so-called double tube, the right portion of the pipe 60 is reinforced. このように、被接合部材としてパイプ状の被接合部材70Aを用いることにより、パイプ60における高い強度が要求される部位のみを容易に補強することができる。 Thus, by using the pipe-shaped workpieces 70A as the bonded member, only portions high strength in pipe 60 is required can be easily reinforced.

以上で、本発明の幾つかの実施形態を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々に変更可能であることはもちろんである。 Or more, have been described several embodiments of the present invention, the present invention is not limited to these embodiments, of course it can be variously modified within a scope not departing from the gist of the present invention it is.

また本発明は、上記第1実施形態から第8実施形態の複数の技術思想のうち2つ以上を組み合わせても良い。 The present invention may combine two or more of the plurality of technical idea of ​​the eighth embodiment from the first embodiment.

本発明は、例えば、自動車のステアリングサポートビーム、ステアリングコラムホルダ、マフラ、フレーム、プロペラシャフト、サスペンションアーム、カムシャフト、その他の自動車部品を製作する際に用いられ、あるいは、自動車以外の製品として、例えば配管材を製作する際に用いられる、パイプと被接合部材との接合方法、前記接合方法に用いられる接合装置、及び、パイプと被接合部材との接合構造体に利用可能である。 The present invention is, for example, the steering support beam of a motor vehicle steering column holder, a muffler, a frame, a propeller shaft, a suspension arm, a cam shaft, is used in fabricating other auto parts, or as products other than automobiles, e.g. used in fabricating a pipe material, method of joining the pipe and the bonded member, the bonding apparatus used in the bonding method, and is applicable to the connection structure between the pipe and the bonded member.

10:ダイ11:ダイセグメント12:押圧凸部13:押圧部14:楔孔部20:駒部21:ダイセグメント本体23:連結ボルト(連結手段) 10: Die 11: die segment 12: pushing projection 13: pressing portion 14: the wedge hole portion 20: pawl member 21: die segment main body 23: coupling bolts (connection means)
26:ダイ連結体27:ダイ連結杆30:マンドレル31:楔部39:規制部材40:回転駆動部44:制御部50:接合装置51:拡管接合工具60:パイプ60a:パイプの端面61a:パイプの外周面61b:パイプの内周面63:パイプの挿通部分64:パイプの挿通部分の近傍部分70:被接合部材70a:連結面71:挿通孔72:挿通孔の内周面73:座部74:締結具挿通孔77:係合凹所80:接合構造体91:他の部材S:抜止め用膨出部 26: Die connecting body 27: Die connecting rod 30: a mandrel 31: wedge 39: restricting member 40: Rotation driving section 44: control unit 50: bonding unit 51: tube expansion junction tool 60: Pipe 60a: pipe end face 61a: Pipe the outer peripheral surface 61b: pipe inner circumferential surface 63: pipe insertion portion 64: the vicinity of the insertion portion of the pipe section 70: workpieces 70a: connecting surface 71: through hole 72: insertion hole of the inner peripheral surface 73: seat 74: fastener insertion hole 77: engaging recess 80: connection structure 91: other members S: retaining bulging portion

Claims (14)

  1. パイプを被接合部材に設けられた挿通孔内に挿通した状態で、パイプを被接合部材に対して相対的にパイプの中心軸を中心に回転させながら、パイプの外周面が被接合部材の挿通孔の内周面に圧接するようにパイプをその中空部内に配置された拡管接合工具によって拡管加工することにより、パイプに被接合部材を拡管接合すると同時に摩擦圧接することを特徴とするパイプと被接合部材との接合方法。 Pipe a state in which inserted into the insertion hole formed in the workpieces, while rotating around the central axis of relative pipe against the workpieces to pipes, through the outer peripheral surface of the pipe member to be joined by pipe expanding by a pipe hollow portion thereof arranged tube expanding welding in the in pressure-contact with the inner peripheral surface of the hole, the a pipe, characterized by simultaneously friction welding when the members to be bonded to tube expansion junction to the pipe method of joining the joining member.
  2. パイプの外周面が被接合部材の挿通孔の内周面に圧接するように、且つ、パイプの挿通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分がそれぞれパイプの半径外方向に膨出するように、パイプを拡管加工する請求項1記載のパイプと被接合部材との接合方法。 As the outer peripheral surface of the pipe is pressed against the inner peripheral surface of the insertion hole of the joint member, and such that the axially opposite sides adjacent portion of the insertion portion into the insertion hole of the pipe to bulge radially outwardly of the pipe, respectively the bonding method between the pipe and the bonded member according to claim 1 wherein the pipe expanding the pipe.
  3. 被接合部材はパイプの中心軸を中心に回転不能に固定されており、 The bonded members are non-rotatably fixed about the central axis of the pipe,
    パイプはその中心軸を中心に従動回転自在に支持されており、 Pipe is driven rotatably supported about its central axis,
    パイプの中心軸を中心に回転駆動している拡管接合工具をパイプの内周面に当接させることにより、パイプを拡管接合工具の回転動作に従ってパイプの中心軸を中心に従動回転させながら、パイプを拡管加工する請求項1又は2記載のパイプと被接合部材との接合方法。 The tube expanding bonding tool is rotated around the central axis of the pipe by abutting the inner peripheral surface of the pipe, while the driven rotating about the central axis of the pipe according to the rotation operation of the expanded welding pipes, pipe method of joining the pipe and the bonded member according to claim 1 or 2, wherein pipe expanding the.
  4. パイプはその中心軸を中心に回転不能に固定されており、 Pipe is non-rotatably fixed about its central axis,
    被接合部材をパイプの中心軸を中心に回転させながら、パイプを拡管加工する請求項1又は2記載のパイプと被接合部材との接合方法。 While rotating the bonded members about the central axis of the pipe, the bonding method between the pipe and the bonded member according to claim 1 or 2, wherein pipe expanding the pipe.
  5. パイプと被接合部材をパイプの中心軸を中心に互いに反対方向に回転させながら、パイプを拡管加工する請求項1又は2記載のパイプと被接合部材との接合方法。 While the pipe and the bonded member are rotated in opposite directions about the central axis of the pipe, the bonding method between the pipe and the bonded member according to claim 1 or 2, wherein pipe expanding the pipe.
  6. パイプの外周面が被接合部材の挿通孔の内周面に圧接した状態のもとで、パイプに対する被接合部材の所定部位の周方向の位置が所定位置になるように回転を制御停止させる請求項1〜5のいずれかに記載のパイプと被接合部材との接合方法。 Claims the outer peripheral surface of the pipe is under a state of pressure contact with the inner peripheral surface of the insertion hole of the joint member, the circumferential position of the predetermined portion of the bonded member causes the control stop the rotation to a predetermined position relative to the pipe pipe and method of joining the workpieces according to any one of Items 1 to 5.
  7. 被接合部材の挿通孔の周縁部に、円筒状の座部がパイプの軸方向の片側に突出して一体形成されており、 On the periphery of the insertion hole of the joint member are integrally formed cylindrical seat protrudes to one side in the axial direction of the pipe,
    パイプを被接合部材の挿通孔に挿通し且つ被接合部材の座部の外側に配置された規制部材により座部の外側への膨出量を規制した状態で、パイプを被接合部材に対して相対的にパイプの中心軸を中心に回転させながら、パイプを拡管加工する請求項1〜6のいずれかに記載のパイプと被接合部材との接合方法。 A pipe while restricting bulging amount to the outside of the seat by the regulating member disposed on the outside of the seat of the insertion was and the bonded member in the insertion hole of the joint member, the pipe against the workpieces while rotating about the central axis relatively pipe joining method between pipe and to be joined member according to any one of claims 1 to 6 pipe expanding the pipe.
  8. 被接合部材は、その厚さ方向両側の面のうち一方を、他の部材と連結される連結面とするものであり、 The bonded members is a one of the thickness direction both side faces, which a connecting surface to be connected to another member,
    被接合部材の挿通孔の周縁部に、円筒状の座部が連結面とは反対側に突出して一体形成されており、 On the periphery of the insertion hole of the joint member it is integrally formed to protrude on the opposite side of the cylindrical seat portion connecting surface,
    被接合部材の挿通孔の内周面における挿通孔の軸方向中間部から連結面までの領域に、係合凹所が形成されており、 A region from an axially intermediate portion of the insertion hole of the inner peripheral surface of the insertion hole of the joint member to the connecting surface, and the engaging recesses are formed,
    パイプの端部を被接合部材の挿通孔内にパイプの端面が挿通孔の軸方向中間部から被接合部材の連結面までの範囲に配置されるように挿通した状態で、パイプを被接合部材に対して相対的にパイプの中心軸を中心に回転させながら、パイプの外周面が被接合部材の挿通孔の内周面に圧接するように、且つ、パイプの挿通孔内への挿通部分のパイプ端面側近傍部分が係合凹所に係合するように、パイプを拡管加工する請求項1〜7のいずれかに記載のパイプと被接合部材との接合方法。 The end of the pipe in a state in which the end face of the pipe insertion hole of the bonded member is inserted to be positioned ranging connection surface of the workpieces from the axially intermediate portion of the insertion hole, the workpieces pipes while rotating around the central axis of relative pipe relative to the outer peripheral surface of the pipe is in pressure-contact with the inner peripheral surface of the insertion hole of the joint member, and, in the inserted portion of the insertion hole of the pipe as the pipe end face near portion engages with the engaging recess, method of joining the pipe and the bonded member according to any one of claims 1 to 7, pipe expanding the pipe.
  9. 拡管接合工具は、楔孔部を有し且つ楔孔部を中心に複数個のダイセグメントに分割されたダイと、楔部を有し且つ楔部がダイの楔孔部内に差し込まれることによりダイの各ダイセグメントをパイプの半径外方向に移動させるマンドレルと、を備えており、 Tube expanding bonding tool, dies divided into a plurality of die segments and around the wedge hole portion has a wedge hole portion, by and wedge has a wedge portion is inserted into the wedge hole portion of the die and the mandrel to move each die segment radially outwardly of the pipe, provided with a,
    ダイセグメントは、パイプの挿通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分を押圧する2個の押圧凸部のうち一方の押圧凸部を有する駒部と、他方の押圧凸部を有するとともにマンドレルの楔部の外周面に当接するダイセグメント本体と、駒部とダイセグメント本体とを分離可能に連結する連結手段と、を備えている請求項1〜8のいずれかに記載のパイプと被接合部材との接合方法。 Die segments, the mandrel which has a pawl member having a pressing protrusion of one of the two pushing projection for pressing the axially opposite sides adjacent portion of the insertion portion into the insertion hole of the pipe, the other pushing projection abutting die segment main body on the outer peripheral surface of the wedge portion of the pipe and to be joined according to any one of claims 1 to 8 comprises a connecting means for detachably connecting the frame portion and the die segment main body, the method of joining the members.
  10. 楔孔部を有し且つ楔孔部を中心に周方向に複数個のダイセグメントに分割された複数個のダイが、軸方向に互いに離間して配置されるとともに、互いに隣り合う2個のダイにおいて一方のダイの各ダイセグメントと他方のダイの各ダイセグメントとがそれぞれダイ連結杆を介して互いに連結されたダイ連結体と、 In and around the wedge hole portion has a wedge hole portion a plurality of dies are divided into a plurality of die segments in a circumferential direction, while being spaced axially from one another, the two dies adjacent a die connected body and each die segment of the die segment and the other die of one of the die are connected to each other through the die connecting rod respectively in,
    ダイ連結体の各ダイの楔孔部に対応する複数個の楔部を有し且つ前記複数個の楔部が軸方向に互いに離間して形成されたマンドレルと、 A mandrel and said plurality of wedge portions having a plurality of wedge portion corresponding to the wedge hole portion of the die are spaced apart axially from one another in the die coupling body,
    を備えた拡管接合工具を準備し、 Prepare the pipe expansion joint tool with,
    パイプを複数個の被接合部材にそれぞれ設けられた挿通孔内に前記複数個の被接合部材が互いにパイプの軸方向に離間するように挿通した状態で、パイプを前記複数個の被接合部材に対して相対的にパイプの中心軸を中心に回転させながら、パイプの外周面が各被接合部材の挿通孔の内周面に圧接するようにパイプをその中空部内に配置された拡管接合工具によって拡管加工することにより、パイプに前記複数個の被接合部材を一括して拡管接合すると同時に摩擦圧接することを特徴とするパイプと複数個の被接合部材との接合方法。 The pipes of a plurality of states in which the plurality of workpieces respectively in the provided with insertion holes on the bonded member is inserted so as to be separated in the axial direction of the pipe together, the pipes to the plurality of members to be joined while rotating around the central axis of relative pipe for, by the tube expanding welding arranged a pipe within the hollow portion as the outer peripheral surface of the pipe is pressed against the inner peripheral surface of the insertion hole of the members to be welded by pipe expanding method of joining a pipe and a plurality of workpieces, characterized in that collectively the plurality of members to be joined to the pipe at the same time friction welding when the tube expansion junction.
  11. 被接合部材に設けられた挿通孔内に挿通されたパイプの中空部内に配置されるとともに、パイプの外周面が被接合部材の挿通孔の内周面に圧接するようにパイプを拡管加工することにより、パイプに被接合部材を拡管接合する拡管接合工具と、 Together is disposed in the hollow portion of the pipe which is inserted into the insertion hole formed in the workpieces, the outer peripheral surface of the pipe to pipe expanding the pipe so as to press the inner circumferential surface of the insertion hole of the workpieces Accordingly, a tube expansion junction tool for tube expansion joining the joined member to the pipe,
    拡管接合工具によりパイプを拡管加工する際に、パイプが被接合部材に対して相対的にパイプの中心軸を中心に回転するように、パイプ、拡管接合工具及び被接合部材のうち少なくとも一つを回転させる回転駆動部と、 When pipe expanding the pipe by pipe expanding welding, pipe for rotation about a central axis of relative pipe against the workpieces, pipes, at least one of the expanded joint tools and workpieces a rotation driving unit that rotates,
    を備えていることを特徴とするパイプと被接合部材との接合装置。 Bonding apparatus of the pipe and the joint member, characterized in that it comprises a.
  12. 回転駆動部は、パイプの外周面が被接合部材の挿通孔の内周面に圧接した状態のもとで、パイプに対する被接合部材の所定部位の周方向の位置が所定位置になるように回転を制御停止させる制御部を備えている請求項11記載のパイプと被接合部材との接合装置。 Rotation driving unit rotates as under conditions where the outer peripheral surface of the pipe is pressed against the inner peripheral surface of the insertion hole of the joint member, the circumferential position of the predetermined portion of the joined member to the pipe is in position bonding apparatus of the pipe and the bonded member according to claim 11, wherein a control unit for controlling stop.
  13. 複数個の被接合部材にそれぞれ設けられた挿通孔内に前記複数個の被接合部材が互いにパイプの軸方向に離間するように挿通されたパイプの中空部内に配置されるとともに、パイプの外周面が各被接合部材の挿通孔の内周面に圧接するようにパイプを拡管加工することにより、パイプに複数個の被接合部材を一括して拡管接合する拡管接合工具と、 Wherein with a plurality of workpieces are arranged in the insertion has been the hollow portion of the pipe so as to be separated in the axial direction of the pipe from one another into a plurality of workpieces into the insertion hole respectively provided, the outer peripheral surface of the pipe by but the pipe expanding the pipe so as to press the inner circumferential surface of the insertion hole of the members to be welded, and the tube expanding welding of tube expansion junction collectively a plurality of workpieces to the pipe,
    拡管接合工具によりパイプを拡管加工する際に、パイプが前記複数個の被接合部材に対して相対的にパイプの中心軸を中心に回転するように、パイプ、拡管接合工具及び前記複数個の被接合部材のうち少なくとも一つを回転させる回転駆動部と、 When pipe expanding the pipe by pipe expansion joining tool, as the pipe is rotated about the central axis of the relative pipe to the plurality of members to be joined, a pipe, a tube expanding welding and said plurality to be a rotary drive unit for rotating at least one of the joining members,
    を備えており、 Equipped with a,
    拡管接合工具は、 Pipe expansion joining tool,
    楔孔部を有し且つ楔孔部を中心に周方向に複数個のダイセグメントに分割されたダイが、軸方向に互いに離間して配置されるとともに、互いに隣り合う2個のダイにおいて一方のダイの各ダイセグメントと他方のダイの各ダイセグメントとがそれぞれ連結杆を介して互いに連結されたダイ連結体と、 Wedge hole portion die and is divided around the wedge hole portion in the circumferential direction into a plurality of die segments have, along with being spaced axially from one another, one of the two dies adjacent a die connected body and each die segment of the die segment and the other die of the die are connected to each other via the respective connecting rod,
    ダイ連結体の各ダイの楔孔部に対応する複数個の楔部を有し且つ前記複数個の楔部が軸方向に互いに離間して形成されたマンドレルと、 A mandrel and said plurality of wedge portions having a plurality of wedge portion corresponding to the wedge hole portion of the die are spaced apart axially from one another in the die coupling body,
    を備えていることを特徴とするパイプと複数個の被接合部材との接合装置。 That it comprises a joining device between a pipe and a plurality of workpieces characterized by.
  14. パイプが被接合部材に設けられた挿通孔内に挿通された状態で、パイプに被接合部材が拡管接合されるとともに摩擦圧接されていることを特徴とするパイプと被接合部材との接合構造体。 Pipe in a state of being inserted into the insertion hole formed in the bonded member, the bonding structure between the pipe and the joint member bonded members is characterized in that it is friction welded together is expanded pipe joined to the pipe .
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