JP5399663B2 - Method for joining pipe and member to be joined - Google Patents

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本発明は、パイプと被接合部材(例:ブラケットやフランジ)との接合方法及び接合装置に関する。   The present invention relates to a method for joining a pipe and a member to be joined (for example, a bracket or a flange) and a joining apparatus.

被接合部材に設けられた挿通孔内にパイプを挿通し、その後、パイプの挿通孔内への挿通部分をエキスパンド加工(拡管加工)することにより、パイプに被接合部材を接合する方法は、従来より知られている。この接合方法よってパイプに被接合部材が接合された接合構造体が製作される。   Conventionally, a method of joining a member to be joined to a pipe by inserting the pipe into an insertion hole provided in the member to be joined and then expanding (pipe-expanding) the insertion portion of the pipe into the insertion hole is conventionally performed. More known. By this joining method, a joined structure in which a member to be joined is joined to the pipe is manufactured.

この接合方法において、接合構造体のスリップトルクを向上させる方法として次の方法が知られている。すなわち、被接合部材の挿通孔の内周面に、軸方向に延びた係合溝部を予め設けておき、この係合溝部にパイプの係合溝部対応部分を押し込むようにパイプの挿通部分をエキスパンド加工する。これによりスリップトルクが向上する。   In this joining method, the following method is known as a method for improving the slip torque of the joined structure. That is, an engagement groove portion extending in the axial direction is provided in advance on the inner peripheral surface of the insertion hole of the member to be joined, and the pipe insertion portion is expanded so that the portion corresponding to the engagement groove portion of the pipe is pushed into the engagement groove portion. Process. This improves the slip torque.

エキスパンド加工方法としては、電磁成形による拡管方法や、あるいは圧力媒体(液体、気体、ゴム等)による拡管方法が知られており(例えば特許文献1参照)、さらに、エキスパンド加工用ダイを用いた拡管方法も知られている(例えば特許文献2〜4参照)。ダイとしては、周方向に複数個のダイセグメントに分割されたものが用いられている。
特開平7−116751号公報 特開平1−125506号公報 特開2000−326028号公報 特開平7−223030号公報
As an expanding method, a tube expanding method by electromagnetic forming or a tube expanding method by a pressure medium (liquid, gas, rubber, etc.) is known (see, for example, Patent Document 1), and further, a tube expanding by using an expanding die. A method is also known (see, for example, Patent Documents 2 to 4). A die that is divided into a plurality of die segments in the circumferential direction is used.
JP-A-7-116751 Japanese Patent Laid-Open No. 1-125506 JP 2000-326028 A JP-A-7-2223030

而して、電磁成形による拡管方法あるいは圧力媒体による拡管方法には幾つかの欠点があった。この欠点について図14A〜14Cを参照して説明すると次のとおりである。   Thus, there have been some drawbacks in the method of expanding by electromagnetic forming or the method of expanding by pressure medium. This defect will be described with reference to FIGS.

これらの図において、115は被接合部材であり、111は断面円形状のパイプである。図14B及び14Cに示すように、被接合部材115は挿通孔116を有するとともに、挿通孔116の内周面117には軸方向に延びた複数個の係合溝部118が形成されている。また図14Aに示すように、被接合部材115の挿通孔116の周縁部には、挿通孔116を包囲する態様にして短円筒状の座部115aが一体形成されている。そして、図14A及び14Bに示すように、パイプ111が被接合部材115の挿通孔116内に挿通されており、更にこの状態で、パイプ111の挿通孔116内への挿通部分112aが、パイプ111の中空部113内に充填された圧力媒体130によってパイプ111の半径外方向に加圧されることで、パイプ111の挿通部分112aがエキスパンド加工され、これによりパイプ111に被接合部材115が接合され、もって接合構造体S2が製作される。この接合方法では、図14Cに示すように、パイプ111が被接合部材115の係合溝部118の両エッジ部118d、118dで剪断変形してその肉厚が局部的に薄くなるため、パイプ111に対する被接合部材115のねじり強度(スリップトルク)が低下するという欠点があった。さらに、この接合方法では、図14Aに示すように、パイプ111におけるエキスパンド加工をしない部分を、エキスパンド加工されないように拘束治具120で拘束する必要があり、そのため、拘束治具120などについてコストが高くつくという欠点があった。   In these drawings, 115 is a member to be joined, and 111 is a pipe having a circular cross section. As shown in FIGS. 14B and 14C, the member to be joined 115 has an insertion hole 116, and a plurality of engaging groove portions 118 extending in the axial direction are formed on the inner peripheral surface 117 of the insertion hole 116. Further, as shown in FIG. 14A, a short cylindrical seat 115a is integrally formed on the periphery of the insertion hole 116 of the member to be joined 115 so as to surround the insertion hole 116. 14A and 14B, the pipe 111 is inserted into the insertion hole 116 of the member 115 to be joined. Further, in this state, the insertion portion 112a of the pipe 111 into the insertion hole 116 is replaced with the pipe 111. When the pressure medium 130 filled in the hollow portion 113 is pressurized in the radially outward direction of the pipe 111, the insertion portion 112 a of the pipe 111 is expanded, whereby the member to be joined 115 is joined to the pipe 111. Thus, the joined structure S2 is manufactured. In this joining method, as shown in FIG. 14C, the pipe 111 is shear-deformed at both edge portions 118d and 118d of the engaging groove portion 118 of the joined member 115 and the thickness thereof is locally reduced. There is a drawback in that the torsional strength (slip torque) of the bonded member 115 is reduced. Furthermore, in this joining method, as shown in FIG. 14A, it is necessary to restrain a portion of the pipe 111 that is not expanded by the restraining jig 120 so as not to be expanded. There was a drawback of being expensive.

また一般に、パイプと被接合部材との接合強度について高い強度が必要とされる。しかしながら、従来の接合方法では、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。   Moreover, generally high intensity | strength is required about the joining strength of a pipe and a to-be-joined member. However, in the conventional joining method, the joint strength between the pipe and the member to be joined may be insufficient.

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向上させることができるパイプと被接合部材との接合方法及び接合装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described technical background, and an object thereof is to provide a joining method and joining apparatus for a pipe and a member to be joined, which can improve the joining strength between the pipe and the member to be joined. There is.

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

[1] 周方向に複数個のダイセグメントに分割されたエキスパンド加工用ダイを用い、
被接合部材に設けられた挿通孔内にパイプが挿通された状態で、前記パイプの中空部内に配置された前記ダイの各ダイセグメントで前記パイプの挿通孔内への挿通部分を前記パイプの半径外方向に押圧することにより、前記パイプの前記挿通部分をエキスパンド加工し、これにより前記パイプに前記被接合部材を接合する、パイプと被接合部材との接合方法であって、
被接合部材の挿通孔の内周面には、係合溝部が設けられており、
パイプの挿通部分をエキスパンド加工する途中において、被接合部材の係合溝部の両側部分をパイプを介してダイセグメントでパイプの半径外方向に押圧することにより弾性的に拡開された係合溝部に、パイプの係合溝部対応部分を押し込むことを特徴とするパイプと被接合部材との接合方法。
[1] Using an expanding die that is divided into a plurality of die segments in the circumferential direction,
In a state where the pipe is inserted into the insertion hole provided in the member to be joined, the radius of the pipe is determined by inserting each of the die segments of the die disposed in the hollow portion of the pipe into the insertion hole of the pipe. By pressing outwardly, the insertion portion of the pipe is expanded, thereby joining the member to be joined to the pipe.
On the inner peripheral surface of the insertion hole of the member to be joined, an engagement groove is provided,
In the middle of expanding the insertion part of the pipe, the engagement groove part elastically expanded by pressing both side parts of the engagement groove part of the member to be joined to the outside of the pipe radius by the die segment through the pipe. A method for joining a pipe and a member to be joined, wherein a portion corresponding to the engagement groove portion of the pipe is pushed in.

[2] パイプの係合溝部対応部分をダイセグメントに設けられた押込み凸部でパイプの半径外方向に押圧して係合溝部に押し込む前項1記載のパイプと被接合部材との接合方法。   [2] The method for joining the pipe and the member to be joined according to item 1 above, in which the portion corresponding to the engagement groove portion of the pipe is pressed in the radially outward direction of the pipe by the pushing protrusion provided on the die segment and pushed into the engagement groove portion.

[3] パイプの係合溝部対応部分が係合溝部の底面に当接する前に、被接合部材の係合溝部の両側部分をそれぞれパイプを介してダイセグメントに設けられた押圧凸部でパイプの半径外方向に押圧することにより係合溝部を拡開させる前項1又は2記載のパイプと被接合部材との接合方法。   [3] Before the portion corresponding to the engagement groove portion of the pipe comes into contact with the bottom surface of the engagement groove portion, both side portions of the engagement groove portion of the member to be joined are respectively pressed by the pressing protrusions provided on the die segment via the pipe. 3. The method for joining a pipe and a member to be joined according to the preceding item 1 or 2, wherein the engaging groove is expanded by pressing outward in the radius direction.

[4] パイプの係合溝部対応部分が係合溝部の底面に当接する前に、被接合部材の係合溝部の両側部分をそれぞれパイプを介してダイセグメントに設けられた押圧凸部でパイプの半径外方向に押圧することにより係合溝部を弾性的に拡開させるとともに、
パイプの係合溝部対応部分をダイセグメントに設けられた押込み凸部でパイプの半径外方向に押圧して係合溝部に押し込み、
パイプの肉厚をt、
係合溝部の幅をb1、
押込み凸部の幅をb2とするとき、
b1とb2が次式(1)を満足している前項1記載のパイプと被接合部材との接合方法。
0.8b1−2t≦b2≦1.5b1−2t …(1)
[4] Before the portion corresponding to the engagement groove portion of the pipe comes into contact with the bottom surface of the engagement groove portion, both side portions of the engagement groove portion of the member to be joined are pressed by the pressing protrusions provided on the die segment via the pipe. While elastically expanding the engagement groove by pressing in the radially outward direction,
Press the pipe corresponding to the engaging groove part of the pipe in the outward direction of the radius of the pipe with the pressing convex part provided in the die segment, and press it into the engaging groove part.
The wall thickness of the pipe is t,
The width of the engaging groove is b1,
When the width of the indentation convex part is b2,
The joining method of the pipe of Claim 1 and the to-be-joined member in which b1 and b2 satisfy following Formula (1).
0.8b1-2t ≦ b2 ≦ 1.5b1-2t (1)

[5] 係合溝部の深さをh1、
押込み凸部の突出高さをh2、
押圧凸部の突出高さをh3とするとき、
h1とh2とh3が次式(2)及び(3)を満足している前項4記載のパイプと被接合部材との接合方法。
h1≦h2+t …(2)
h3≦h2 …(3)
[5] The depth of the engaging groove is h1,
The protrusion height of the indentation convex part is h2,
When the protrusion height of the pressing convex part is h3,
5. A method for joining a pipe and a member to be joined according to item 4 above, wherein h1, h2, and h3 satisfy the following expressions (2) and (3).
h1 ≦ h2 + t (2)
h3 ≦ h2 (3)

[6] 係合溝部は、軸方向に延びたものである前項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] The method for joining a pipe and a member to be joined according to any one of the preceding items 1 to 5, wherein the engagement groove portion extends in the axial direction.

[7] 周方向に複数個のダイセグメントに分割されたエキスパンド加工用ダイを備え、
被接合部材に設けられた挿通孔内にパイプが挿通された状態で、前記パイプの中空部内に配置された前記ダイの各ダイセグメントで前記パイプの挿通孔内への挿通部分を前記パイプの半径外方向に押圧することにより、前記パイプの前記挿通部分をエキスパンド加工し、これにより前記パイプに前記被接合部材を接合する、パイプと被接合部材との接合装置であって、
被接合部材の挿通孔の内周面には、係合溝部が設けられており、
被接合部材の係合溝部の両側部分をパイプを介してダイセグメントでパイプの半径外方向に押圧することにより弾性的に拡開された係合溝部に、パイプの係合溝部対応部分を押し込むように、パイプの挿通部分をエキスパンド加工するものとな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装置。
[7] An expanding die that is divided into a plurality of die segments in the circumferential direction,
In a state where the pipe is inserted into the insertion hole provided in the member to be joined, the radius of the pipe is determined by inserting each of the die segments of the die disposed in the hollow portion of the pipe into the insertion hole of the pipe. By pressing outwardly, the insertion part of the pipe is expanded, thereby joining the member to be joined to the pipe, and a joining device between the pipe and the member to be joined,
On the inner peripheral surface of the insertion hole of the member to be joined, an engagement groove is provided,
By pressing both side portions of the engagement groove portion of the member to be joined to the engagement groove portion that is elastically expanded by pressing the die segment with the die segment in the radial direction of the pipe so that the engagement groove portion corresponding portion of the pipe is pushed. In addition, the apparatus for joining a pipe and a member to be joined is characterized in that the pipe insertion portion is expanded.

[8] ダイセグメントは、パイプの係合溝部対応部分を押圧して係合溝部に押し込む押込み凸部を有している前項7記載のパイプと被接合部材との接合装置。   [8] The joining device for a pipe and a member to be joined according to [7], wherein the die segment has a pressing convex portion that presses the portion corresponding to the engaging groove portion of the pipe and pushes into the engaging groove portion.

[9] ダイセグメントは、パイプの係合溝部対応部分が係合溝部の底面に当接する前に、被接合部材の係合溝部の両側部分をそれぞれパイプを介してパイプの半径外方向に押圧することにより係合溝部を弾性的に拡開させる押圧凸部を有している前項7又は8記載のパイプと被接合部材との接合装置。   [9] The die segment presses both side portions of the engagement groove portion of the member to be joined to each other in the radial direction of the pipe through the pipe before the corresponding portion of the engagement groove portion of the pipe contacts the bottom surface of the engagement groove portion. The joining apparatus of the pipe of said clause 7 or 8 which has a press convex part which expands an engagement groove part elastically by this, and a to-be-joined member.

[10] ダイセグメントは、パイプの係合溝部対応部分を押圧して係合溝部に押し込む押込み凸部と、パイプの係合溝部対応部分が係合溝部の底面に当接する前に、被接合部材の係合溝部の両側部分をパイプを介してパイプの半径外方向に押圧することにより係合溝部を弾性的に拡開させる押圧凸部と、を有しており、
パイプの肉厚をt、
係合溝部の幅をb1、
押込み凸部の幅をb2とするとき、
b1とb2が次式(1)を満足している前項7記載のパイプと被接合部材との接合装置。
0.8b1−2t≦b2≦1.5b1−2t …(1)
[10] The die segment presses the corresponding portion of the pipe into the engaging groove portion and pushes it into the engaging groove portion, and before the portion of the pipe corresponding to the engaging groove portion contacts the bottom surface of the engaging groove portion, A pressing protrusion that elastically expands the engaging groove by pressing both sides of the engaging groove in the radially outward direction of the pipe through the pipe, and
The wall thickness of the pipe is t,
The width of the engaging groove is b1,
When the width of the indentation convex part is b2,
The joining apparatus of the pipe of Claim 7 with which b1 and b2 satisfy following Formula (1), and a to-be-joined member.
0.8b1-2t ≦ b2 ≦ 1.5b1-2t (1)

[11] 係合溝部の深さをh1、
押込み凸部の突出高さをh2、
押圧凸部の突出高さをh3とするとき、
h1とh2とh3が次式(2)及び(3)を満足している前項10記載のパイプと被接合部材との接合装置。
h1≦h2+t …(2)
h3≦h2 …(3)
[11] The depth of the engaging groove is h1,
The protrusion height of the indentation convex part is h2,
When the protrusion height of the pressing convex part is h3,
11. The joining apparatus for a pipe and a member to be joined according to 10 above, wherein h1, h2, and h3 satisfy the following expressions (2) and (3).
h1 ≦ h2 + t (2)
h3 ≦ h2 (3)

[12] 係合溝部は、軸方向に延びたものである前項7〜11のいずれかに記載のパイプと被接合部材との接合装置。   [12] The joining device for a pipe and a member to be joined according to any one of 7 to 11 above, wherein the engaging groove portion extends in the axial direction.

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、パイプに被接合部材が接合された状態において、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, in the state where the member to be joined is joined to the pipe, the joint strength between the pipe and the member to be joined against the circumferential load of the pipe is referred to as “torsional strength”, and the pipe against the axial load of the pipe. The bonding strength between the member and the member to be bonded is referred to as “stripping strength”.

[1]の発明では、パイプの挿通部分をエキスパンド加工する途中において、弾性的に拡開された係合溝部にパイプの係合溝部対応部分を押し込むことにより、係合溝部にパイプの係合溝部対応部分が係合される。これにより、パイプと被接合部材との接合強度が向上する。そして、エキスパンド加工を終了するためにパイプの挿通部分を各ダイセグメントで押圧するのをやめると、係合溝部がその弾性復元力によって元の形状に戻り、これに伴い、係合溝部に押し込まれたパイプの係合溝部対応部分が係合溝部の両内側面の間で挟着保持される。これにより、パイプと被接合部材との接合強度を更に向上させることができる。   In the invention of [1], in the middle of expanding the insertion portion of the pipe, the engagement groove portion of the pipe is inserted into the engagement groove portion by pushing the corresponding portion of the pipe into the engagement groove portion that is elastically expanded. The corresponding part is engaged. Thereby, the joining strength of a pipe and a to-be-joined member improves. And when the pressing of the pipe insertion part with each die segment is stopped to finish the expanding process, the engaging groove part returns to its original shape due to its elastic restoring force, and accordingly, the engaging groove part is pushed into the engaging groove part. The portion corresponding to the engagement groove portion of the pipe is sandwiched and held between the inner surfaces of the engagement groove portion. Thereby, the joint strength between the pipe and the member to be joined can be further improved.

[2]の発明では、パイプの係合溝部対応部分を係合溝部に確実に押し込むことができる。   In the invention of [2], the portion corresponding to the engagement groove portion of the pipe can be surely pushed into the engagement groove portion.

[3]の発明では、係合溝部を確実に拡開させることができる。   In the invention of [3], the engaging groove can be surely expanded.

[4]の発明では、上記[2]及び[3]の発明の効果を奏するし、さらに、係合溝部に押し込まれたパイプの係合溝部対応部分が係合溝部の両内側面の間で確実に挟着保持される。これにより、パイプと被接合部材との接合強度を確実に向上させることができる。   In the invention of [4], the effects of the inventions of the above [2] and [3] are obtained, and the portion corresponding to the engagement groove portion of the pipe pushed into the engagement groove portion is between the inner side surfaces of the engagement groove portion. It is securely clamped and held. Thereby, the joining strength of a pipe and a to-be-joined member can be improved reliably.

[5]の発明では、パイプの係合溝部対応部分を係合溝部に更に確実に押し込むことができるし、係合溝部を更に確実に拡開させることができる。   In the invention of [5], the portion corresponding to the engagement groove portion of the pipe can be more reliably pushed into the engagement groove portion, and the engagement groove portion can be further reliably expanded.

[6]の発明では、係合溝部が軸方向に延びたものであることから、この係合溝部にパイプの係合溝部対応部分を押し込むことにより、この係合溝部にパイプの係合溝部対応部位が周方向に係合される。これにより、パイプと被接合部材との接合強度として特にねじり強度(スリップトルク)を向上させることができる。   In the invention of [6], since the engaging groove portion extends in the axial direction, the portion corresponding to the engaging groove portion of the pipe is pushed into the engaging groove portion, so that the engaging groove portion corresponds to the engaging groove portion. The part is engaged in the circumferential direction. Thereby, especially torsion strength (slip torque) can be improved as joint strength of a pipe and a member to be joined.

[7]〜[12]の発明では、それぞれ上記[1]〜[6]の発明に好適に用いられるパイプと被接合部材との接合装置を提供することができる。   In the inventions [7] to [12], it is possible to provide a joining device for a pipe and a member to be joined that is preferably used in the inventions [1] to [6].

次に、本発明の一実施形態について図面を参照して以下に説明する。   Next, an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1A〜5は、本発明の実施形態を説明する図である。図1Aにおいて、20は本実施形態に係るパイプと被接合部材との接合装置である。   1A to 5 are diagrams illustrating an embodiment of the present invention. In FIG. 1A, 20 is a joining apparatus of the pipe and to-be-joined member which concerns on this embodiment.

図1A〜1Cに示すように、パイプ11は真直な丸パイプであり、したがってパイプ11の断面形状は円形状である。パイプ11は弾性変形及び塑性変形可能な材料からなり、例えば金属からなり、詳述すると例えばアルミニウム(その合金を含む。以下同じ)やマグネシウム合金からなる。さらに、パイプ11は押出材からなり、例えば金属押出材からなり、詳述すると例えばアルミニウム押出材やマグネシウム合金押出材からなる。Zはパイプ11の中心軸である。   As shown in FIGS. 1A to 1C, the pipe 11 is a straight round pipe, and thus the cross-sectional shape of the pipe 11 is circular. The pipe 11 is made of a material that can be elastically deformed and plastically deformed, and is made of, for example, a metal. More specifically, the pipe 11 is made of, for example, aluminum (including an alloy thereof) and a magnesium alloy. Further, the pipe 11 is made of an extruded material, for example, a metal extruded material, and more specifically, for example, an aluminum extruded material or a magnesium alloy extruded material. Z is the central axis of the pipe 11.

パイプ11の長さは例えば50〜2000mmの範囲内に設定されており、その外径は例えば20〜100mmの範囲内に設定されており、その肉厚tは例えば0.5〜5mmの範囲内に設定されている。ただし本発明では、パイプ11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い。   The length of the pipe 11 is set within a range of 50 to 2000 mm, for example, the outer diameter thereof is set within a range of 20 to 100 mm, and the wall thickness t is within a range of 0.5 to 5 mm, for example. Is set to However, in the present invention, each dimension of the pipe 11 is not limited to being within the above range.

被接合部材15は、例えば、他の部材に取り付けられるフランジやブラケットとして用いられるか、あるいはカムローブとして用いられるものである。ただし本発明では、被接合部材15は、フランジ、ブラケット又はカムローブであることに限定されるものではなく、その他の部材であっても良い。   The member 15 to be joined is used, for example, as a flange or bracket attached to another member, or as a cam lobe. However, in this invention, the to-be-joined member 15 is not limited to being a flange, a bracket, or a cam lobe, and may be another member.

被接合部材15は、弾性変形可能な材料からなり、例えば金属からなり、詳述するとアルミニウムやマグネシウム合金からなる。被接合部材15は板状であり、詳述すると円環板状である。被接合部材15の中央部には、パイプ11が挿通される挿通孔16が設けられている。この挿通孔16の断面形状は、パイプ11の断面形状に対応した形状であり、即ち円形状である。   The member 15 to be joined is made of an elastically deformable material, for example, a metal, and more specifically, aluminum or a magnesium alloy. The member 15 to be joined has a plate shape, and more specifically, an annular plate shape. An insertion hole 16 through which the pipe 11 is inserted is provided at the center of the member to be joined 15. The cross-sectional shape of the insertion hole 16 is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the pipe 11, that is, a circular shape.

さらに、被接合部材15の挿通孔16の周縁部には、挿通孔16を包囲する態様にして短円筒状の座部15aがパイプ11の軸方向の片側に突出して一体形成されている。この座部15aは、被接合部材15の挿通孔16の周縁部をその全周に亘って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。   Further, a short cylindrical seat portion 15 a is integrally formed at the peripheral edge portion of the insertion hole 16 of the member to be joined 15 so as to protrude from one side of the pipe 11 in the axial direction so as to surround the insertion hole 16. The seat portion 15a is formed by press-bending the peripheral edge portion of the insertion hole 16 of the member to be bonded 15 into a short cylindrical shape over the entire circumference.

被接合部材15の挿通孔16の直径は、パイプ11の外径よりも例えば0.1〜1mm程度大きく設定されている。したがって、図1Cに示すように、被接合部材15の挿通孔16内にパイプ11が挿通された状態では、被接合部材15の挿通孔16の内周面17とパイプ11の外周面11aとの間に、挿通孔16の直径とパイプ11の外径との寸法差に対応した小さな隙間が形成される。被接合部材15の肉厚は例えば1〜20mmの範囲内に設定されている。ただし本発明では、被接合部材15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い。   The diameter of the insertion hole 16 of the member to be joined 15 is set to be, for example, about 0.1 to 1 mm larger than the outer diameter of the pipe 11. Therefore, as shown in FIG. 1C, in a state where the pipe 11 is inserted into the insertion hole 16 of the member to be bonded 15, the inner peripheral surface 17 of the insertion hole 16 of the member to be bonded 15 and the outer peripheral surface 11 a of the pipe 11. A small gap corresponding to a dimensional difference between the diameter of the insertion hole 16 and the outer diameter of the pipe 11 is formed therebetween. The thickness of the member 15 to be joined is set within a range of 1 to 20 mm, for example. However, in this invention, each dimension of the to-be-joined member 15 is not limited to being in said range.

さらに、被接合部材15の挿通孔16の内周面17には、挿通孔16の軸方向に延びた複数個の係合溝部18がその周方向に等間隔に形成されている。係合溝部18の個数は例えば8個である。図1Cに示すように、係合溝部18の断面形状は方形状であり、更に、係合溝部18の底面18aは挿通孔16の半径方向に対して垂直な平坦面に形成されている。   Furthermore, a plurality of engaging groove portions 18 extending in the axial direction of the insertion hole 16 are formed at equal intervals in the circumferential direction on the inner peripheral surface 17 of the insertion hole 16 of the member to be joined 15. The number of the engaging groove portions 18 is eight, for example. As shown in FIG. 1C, the cross-sectional shape of the engagement groove 18 is a square shape, and the bottom surface 18 a of the engagement groove 18 is formed as a flat surface perpendicular to the radial direction of the insertion hole 16.

図4A〜4Cに示すように、本実施形態の接合構造体S1は、被接合部材15の挿通孔16内にパイプ11が挿通された状態で、パイプ11の挿通孔16内への挿通部分12aとその軸方向両側近傍部分12b、12bとからなるエキスパンド加工対象部12がエキスパンド加工(拡管加工)されることにより、パイプ11に被接合部材15が固定状態に接合されてなるものである。   As shown in FIGS. 4A to 4C, the joining structure S <b> 1 of the present embodiment has an insertion portion 12 a into the insertion hole 16 of the pipe 11 in a state where the pipe 11 is inserted into the insertion hole 16 of the member 15 to be joined. Further, the expand processing target portion 12 composed of the portions 12b and 12b in the vicinity of both sides in the axial direction is expanded (tube expansion processing), so that the member to be bonded 15 is bonded to the pipe 11 in a fixed state.

さらに、図4Aに示すように、このエキスパンド加工によって、パイプ11の両近傍部分12b、12bには、それぞれ外側に局部的に膨出した断面円弧状の抜止め用膨出部B1が形成されている。各膨出部B1はパイプ11の周方向の全周に亘って形成されている。被接合部材15は、両膨出部B1、B1間でパイプ11の軸方向に挟まれた状態にパイプ11に接合されており、これによりパイプ11に対する被接合部材15の抜け強度が向上されている。すなわち、この膨出部B1は、パイプ11に対する被接合部材15の抜止めを図るためのものである。さらに、パイプ11の挿通部分12aにも外側に少し膨出した膨出部B2がパイプ11の周方向の全周に亘って形成されており、この膨出部B2の外周面に被接合部材15の挿通孔16の内周面17が圧接している(図4参照)。   Further, as shown in FIG. 4A, by this expanding process, in the vicinity portions 12b and 12b of the pipe 11, a bulging portion B1 having a circular arc cross section that bulges locally outward is formed. Yes. Each bulging portion B <b> 1 is formed over the entire circumference of the pipe 11 in the circumferential direction. The joined member 15 is joined to the pipe 11 so as to be sandwiched between the bulging portions B1 and B1 in the axial direction of the pipe 11, thereby improving the pull-out strength of the joined member 15 with respect to the pipe 11. Yes. That is, the bulging portion B1 is for preventing the joined member 15 from being removed from the pipe 11. Further, a bulging portion B2 that slightly bulges outward is also formed in the insertion portion 12a of the pipe 11 over the entire circumference in the circumferential direction of the pipe 11, and a member 15 to be joined is formed on the outer peripheral surface of the bulging portion B2. The inner peripheral surface 17 of the insertion hole 16 is in pressure contact (see FIG. 4).

さらに、図4B及び4Cに示すように、このエキスパンド加工によって、被接合部材15の各係合溝部18にパイプ11の係合溝部対応部分14が押し込まれて周方向に係合されており、これにより、パイプ11に対する被接合部材15のねじり強度(スリップトルク)が向上されている。さらに、係合溝部18に押し込まれたパイプ11の係合溝部対応部分14は、係合溝部18の両内側面18b、18bの間で挟着保持されており、これにより、パイプ11に対する被接合部材15のねじり強度が更に向上されている。   Further, as shown in FIGS. 4B and 4C, by this expanding process, the engagement groove portion corresponding portions 14 of the pipe 11 are pushed into the respective engagement groove portions 18 of the member to be joined 15 and are engaged in the circumferential direction. Thus, the torsional strength (slip torque) of the member 15 to be joined to the pipe 11 is improved. Further, the engagement groove portion corresponding portion 14 of the pipe 11 pushed into the engagement groove portion 18 is held between both inner side surfaces 18b, 18b of the engagement groove portion 18 so as to be joined to the pipe 11. The torsional strength of the member 15 is further improved.

なお、全ての膨出部B1、B1、B2は、エキスパンド加工によってパイプ11のエキスパンド加工対象部12が外側に膨出状に塑性変形されて形成されたものである。さらに、被接合部材15は、自己の弾性復元力(スプリングバック力)によってパイプ11の外周面11aに圧接固定されている。   In addition, all the bulging parts B1, B1, and B2 are formed by plastically deforming the expanding target part 12 of the pipe 11 outwardly by expanding. Furthermore, the member 15 to be joined is pressed and fixed to the outer peripheral surface 11a of the pipe 11 by its own elastic restoring force (spring back force).

次に、本実施形態に係る接合装置20の構成について以下に説明する。   Next, the configuration of the bonding apparatus 20 according to the present embodiment will be described below.

接合装置20は、図1A及び1Bに示すように、エキスパンド加工用ダイ21、棒状のマンドレル28などを備えている。   As shown in FIGS. 1A and 1B, the joining device 20 includes an expanding die 21, a rod-shaped mandrel 28, and the like.

マンドレル28は、工具鋼や超硬合金製の楔部28aを有している。この楔部28aはマンドレル28の先端部に先細り状に形成されている。楔部28aは、円錐状又は多角錐状であり、詳述すると正八角錐状である。したがって、楔部28aの断面形状は八角形状である(図1B参照)。   The mandrel 28 has a wedge portion 28a made of tool steel or cemented carbide. The wedge portion 28 a is formed in a tapered shape at the distal end portion of the mandrel 28. The wedge portion 28a has a conical shape or a polygonal pyramid shape, and more specifically, a regular octagonal pyramid shape. Therefore, the cross-sectional shape of the wedge portion 28a is an octagonal shape (see FIG. 1B).

また、マンドレル28の基端部には、該マンドレル28をその軸方向に押圧移動又は牽引移動させるマンドレル駆動手段(図示せず)が接続されている。本実施形態では、マンドレル駆動手段は、マンドレル28をその軸方向に押圧移動させるものである。この駆動手段として、例えば、油圧シリンダ等の流体圧シリンダが用いられている。   Further, a mandrel driving means (not shown) is connected to the base end portion of the mandrel 28 to move the mandrel 28 in the axial direction by pressing or pulling. In the present embodiment, the mandrel driving means moves the mandrel 28 in the axial direction thereof. As this driving means, for example, a fluid pressure cylinder such as a hydraulic cylinder is used.

ダイ21は、パイプ11よりも高い強度を有しており、例えば工具鋼や超硬合金製である。   The die 21 has higher strength than the pipe 11 and is made of, for example, tool steel or cemented carbide.

ダイ21の断面形状は、図1Bに示すように、パイプ11の中空部13の断面形状に対応した形状であり、即ち円形状である。詳述すると、ダイ21は略円柱状に形成されている。   As shown in FIG. 1B, the cross-sectional shape of the die 21 is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the hollow portion 13 of the pipe 11, that is, a circular shape. More specifically, the die 21 is formed in a substantially cylindrical shape.

ダイ21の中心部には、マンドレル28の楔部28aに対応する楔孔部24がダイ21の中心軸Qと同軸に且つダイ21の軸方向に貫通して設けられている。この楔孔部24の形状は、マンドレル28の楔部28aに対応する形状であり、即ち八角錐状であり、詳述すると正八角錐状である。また、楔孔部24の断面形状は、マンドレル28の楔部28aの断面形状に対応した形状であり、即ち八角形状であり、詳述すると正八角形状である。   In the center of the die 21, a wedge hole portion 24 corresponding to the wedge portion 28 a of the mandrel 28 is provided coaxially with the central axis Q of the die 21 and penetrating in the axial direction of the die 21. The wedge hole portion 24 has a shape corresponding to the wedge portion 28a of the mandrel 28, that is, an octagonal pyramid shape, and more specifically, a regular octagonal pyramid shape. Further, the cross-sectional shape of the wedge hole portion 24 is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the wedge portion 28a of the mandrel 28, that is, an octagonal shape, and more specifically, a regular octagonal shape.

さらに、図1Bに示すように、このダイ21は、その中心軸Qを中心に周方向に複数個のダイセグメント21aに均等に分割されており、すなわち楔孔部28aを中心に周方向に複数個のダイセグメント21aに均等に分割されている。本実施形態では、ダイ21の分割数は8個である。したがって、このダイ21は、互いに同形同寸の8個のダイセグメント21aが互いに組み合わされて構成されたものである。   Further, as shown in FIG. 1B, the die 21 is equally divided into a plurality of die segments 21a in the circumferential direction around the central axis Q, that is, a plurality of dies 21 in the circumferential direction around the wedge hole portion 28a. The die segments 21a are equally divided. In the present embodiment, the number of divisions of the die 21 is eight. Accordingly, the die 21 is configured by combining eight die segments 21a having the same shape and the same size.

ダイセグメント21aは、パイプ11の中空部13内に配置された状態でパイプ11のエキスパンド加工対象部12をパイプ11の半径外方向に押圧して局部的に膨出させるものである。   The die segment 21 a presses the expanding target portion 12 of the pipe 11 in the radially outward direction of the pipe 11 while being disposed in the hollow portion 13 of the pipe 11 to bulge locally.

各ダイセグメント21aは、図1Cに示すように、ダイ21の軸方向に延びた1個の押込み凸部25と、押込み凸部25の両側に配置されるとともに軸方向に延びた2個の押圧凸部26、26とを有している。   As shown in FIG. 1C, each die segment 21 a has one indentation convex portion 25 extending in the axial direction of the die 21, and two indentations that are disposed on both sides of the indentation convex portion 25 and extend in the axial direction. Convex portions 26 and 26 are provided.

押込み凸部25は、パイプ11の係合溝部対応部分14を押圧して係合溝部18に押し込むためのものである。この押込み凸部25の断面形状は、係合溝部18の断面形状に対応した形状であり、即ち方形状である。そして、この押込み凸部25は、ダイセグメント21aの外面23における周方向中間部に、ダイ21の軸方向に延びるとともにパイプ11の半径外方向(即ちダイ21の半径外方向)に局部的に突出して一体形成されている。なお本明細書では、ダイセグメント21aの外面23とは、ダイセグメント21aのパイプ11側に向いた面を意味する。   The pushing convex portion 25 is for pushing the engaging groove portion corresponding portion 14 of the pipe 11 into the engaging groove portion 18. The cross-sectional shape of the pushing convex portion 25 is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the engaging groove portion 18, that is, a square shape. The indentation convex portion 25 extends in the axial direction of the die 21 at the circumferential intermediate portion of the outer surface 23 of the die segment 21a and locally projects in the radially outward direction of the pipe 11 (that is, the radially outward direction of the die 21). Are integrally formed. In the present specification, the outer surface 23 of the die segment 21a means a surface facing the pipe 11 side of the die segment 21a.

2個の押圧凸部26、26は互いに同形同寸である。両押圧凸部26、26は、パイプ11の係合溝部対応部分14が係合溝部18の底面18aに当接する前に、被接合部材15の係合溝部18の両側部分19、19をパイプ11を介してパイプ11の半径外方向に押圧することにより係合溝部18を弾性的に拡開させるためのものである(図3B参照)。押圧凸部26の断面形状は方形状である。そして、押圧凸部26は、ダイセグメント21aの外面23における周方向両端部にそれぞれダイ21の軸方向に延びて一体形成されている。   The two pressing convex portions 26 and 26 have the same shape and the same size. Both pressing protrusions 26, 26 connect both side portions 19, 19 of the engagement groove portion 18 of the member to be joined 15 to the pipe 11 before the engagement groove portion corresponding portion 14 of the pipe 11 contacts the bottom surface 18 a of the engagement groove portion 18. This is for elastically expanding the engagement groove 18 by pressing the pipe 11 in the radially outward direction (see FIG. 3B). The cross-sectional shape of the pressing convex portion 26 is a square shape. And the press convex part 26 is extended in the axial direction of the die | dye 21, and is integrally formed in the circumferential direction both ends in the outer surface 23 of the die segment 21a, respectively.

さらに、ダイセグメント21aは、図1Aに示すように、パイプ11の前記両近傍部分12b、12bをパイプ11の半径外方向に局部的に押圧する2個の第2押圧凸部22、22を有している。この第2押圧凸部22は、パイプ11の前記近傍部分12bに抜止め用膨出部B1を形成するためのものである。この第2押圧凸部22の断面形状は円弧状である。そして、この第2押圧凸部22は、ダイセグメント21aの外面23における軸方向両端部に、それぞれ、周方向に延びるとともにパイプ11の半径外方向(即ちダイ21の半径外方向)に局部的に突出して一体形成されている。   Further, as shown in FIG. 1A, the die segment 21a has two second pressing protrusions 22 and 22 that locally press the both adjacent portions 12b and 12b of the pipe 11 in the radially outward direction of the pipe 11. doing. The second pressing convex portion 22 is for forming a bulging portion B1 for retaining in the vicinity portion 12b of the pipe 11. The cross-sectional shape of the second pressing convex portion 22 is an arc shape. The second pressing protrusions 22 extend in the circumferential direction at both ends in the axial direction of the outer surface 23 of the die segment 21a, and are locally in the radially outward direction of the pipe 11 (that is, radially outward of the die 21). It protrudes and is integrally formed.

そして、この接合装置20は、被接合部材15の係合溝部18の両側部分19、19をパイプ11を介してダイセグメント21aの両押圧凸部26、26でパイプ11の半径外方向に押圧することにより弾性的に拡開された係合溝部18に、ダイセグメント21aの押込み凸部25でパイプ11の係合溝部対応部分14を押し込むように、パイプ11の挿通部分12aをエキスパンド加工するものとなされている。   And this joining apparatus 20 presses the both-side parts 19 and 19 of the engaging groove part 18 of the to-be-joined member 15 with the both pressing convex parts 26 and 26 of the die segment 21a through the pipe 11 in the radial outward direction of the pipe 11. The insertion portion 12a of the pipe 11 is expanded so that the engagement groove portion 18 of the pipe 11 is pushed into the engagement groove portion 18 that is elastically expanded by the pushing projection 25 of the die segment 21a. Has been made.

次に、この接合装置20を用いたパイプ11と被接合部材15との接合方法について、以下に説明する。   Next, the joining method of the pipe 11 and the to-be-joined member 15 using this joining apparatus 20 is demonstrated below.

まず、図1A〜1Cに示すように、パイプ11を被接合部材15の挿通孔16内に遊挿状態に挿通する。この工程を「パイプ挿通工程」という。この工程により、被接合部材15の座部15aがパイプ11の外周面11aに少し隙間を空けて重合される。   First, as shown in FIGS. 1A to 1C, the pipe 11 is inserted into the insertion hole 16 of the member 15 to be joined in a loosely inserted state. This process is called “pipe insertion process”. By this step, the seat portion 15a of the member to be joined 15 is polymerized with a small gap on the outer peripheral surface 11a of the pipe 11.

さらに、パイプ11の中空部13内における被接合部材15に対応する位置に、ダイ21を配置する。   Furthermore, the die 21 is disposed at a position corresponding to the member to be joined 15 in the hollow portion 13 of the pipe 11.

その後、マンドレル28の楔部28aをダイ21の楔孔部24内に差し込むことにより、ダイ21の各ダイセグメント21aをパイプ11の半径外方向に同時に移動させる。これにより、図3A及び3Bに示すように、各ダイセグメント21aでパイプ11の挿通部分12aと両近傍部分12b、12bとからなるエキスパンド加工対象部12をパイプ11の半径外方向に押圧し、パイプ11のエキスパンド加工対象部12(即ち挿通部分12aと両近傍部分12b、12b)をエキスパンド加工する。この工程を「エキスパンド加工工程」という。この工程により、図4A及び4Bに示すように、パイプ11に被接合部材15が固定状態に接合される。   Thereafter, by inserting the wedge portion 28 a of the mandrel 28 into the wedge hole portion 24 of the die 21, the die segments 21 a of the die 21 are simultaneously moved in the radially outward direction of the pipe 11. As a result, as shown in FIGS. 3A and 3B, each die segment 21 a presses the expansion processing target portion 12 including the insertion portion 12 a of the pipe 11 and the adjacent portions 12 b and 12 b in the radially outward direction of the pipe 11. 11 expansion processing target portions 12 (that is, the insertion portion 12a and the adjacent portions 12b and 12b) are expanded. This process is called an “expanding process”. By this step, the member 15 to be joined is joined to the pipe 11 in a fixed state as shown in FIGS. 4A and 4B.

このエキスパンド加工の途中では、図2A及び2Bに示すように、まず、ダイ21のダイセグメント21aが半径外方向に移動することにより、パイプ11の係合溝部対応部分14がダイセグメント21aの押込み凸部25でパイプ11の半径外方向に押圧されて係合溝部18に少し押し込まれる。   During the expanding process, as shown in FIGS. 2A and 2B, first, the die segment 21a of the die 21 is moved radially outward, so that the engagement groove portion corresponding portion 14 of the pipe 11 is pushed into the protrusion of the die segment 21a. The portion 25 is pressed in the radially outward direction of the pipe 11 and is slightly pushed into the engaging groove portion 18.

引き続きダイセグメント21aを移動させることにより、パイプ11の係合溝部対応部分14が係合溝部18の底面18aに当接する前に、被接合部材15の係合溝部18の両側部分19、19がパイプ11を介してダイセグメント21aの両押圧凸部26、26で半径外方向に同時に押圧される。更に引き続きダイセグメント21aを移動させることにより、図3A及び3Bに示すように、被接合部材15の係合溝部18が弾性的に拡開される。このように係合溝部18が拡開されながら、当該係合溝部18にパイプ11の係合溝部対応部分14が押込み凸部25によって深く押し込まれて係合溝部18の底面18aに密着する。   By continuously moving the die segment 21a, before the engaging groove portion corresponding portion 14 of the pipe 11 abuts against the bottom surface 18a of the engaging groove portion 18, both side portions 19, 19 of the engaging groove portion 18 of the member 15 to be joined are connected to the pipe. 11 and the pressing projections 26 and 26 of the die segment 21a are simultaneously pressed in the radially outward direction. Further, by continuously moving the die segment 21a, the engaging groove portion 18 of the member 15 to be joined is elastically expanded as shown in FIGS. 3A and 3B. In this way, while the engaging groove portion 18 is expanded, the engaging groove portion corresponding portion 14 of the pipe 11 is deeply pushed into the engaging groove portion 18 by the pushing convex portion 25 and closely contacts the bottom surface 18 a of the engaging groove portion 18.

パイプ11の挿通部分12aと両近傍部分12b、12bとにそれぞれ所定の膨出量の膨出部B2、B1、B1が形成されたとき、エキスパンド加工を終了するためにマンドレル28の楔部28aをダイ21の楔孔部24から抜出し、パイプ11のエキスパンド加工対象部12(即ち挿通部分12aと両近傍部分12b、12b)を各ダイセグメント21aで押圧するのをやめる。すると、図4A〜4Cに示すように、係合溝部18が被接合部材15(座部15a)の弾性復元力によって元の形状に戻り、これに伴い、係合溝部18に押し込まれたパイプ11の係合溝部対応部分14が係合溝部18の両内側面18b、18bの間で強く挟着保持される。この状態では、パイプ11の係合溝部対応部分14は係合溝部18の底面18aと両内側面18b、18bとに強く密着しており、非常に大きな摩擦力がパイプ11の係合溝部対応部分14に作用している。   When the bulging portions B2, B1, and B1 having a predetermined bulging amount are formed in the insertion portion 12a of the pipe 11 and the adjacent portions 12b and 12b, respectively, the wedge portion 28a of the mandrel 28 is used to finish the expanding process. The die 21 is pulled out from the wedge hole 24, and the expansion target portion 12 (that is, the insertion portion 12a and the adjacent portions 12b and 12b) of the pipe 11 is stopped from being pressed by each die segment 21a. Then, as shown in FIGS. 4A to 4C, the engagement groove portion 18 returns to the original shape by the elastic restoring force of the member 15 (seat portion 15 a), and the pipe 11 pushed into the engagement groove portion 18 along with this. The engagement groove portion corresponding portion 14 is firmly held between the inner side surfaces 18b, 18b of the engagement groove portion 18. In this state, the engagement groove portion corresponding portion 14 of the pipe 11 is in close contact with the bottom surface 18a of the engagement groove portion 18 and both the inner side surfaces 18b, 18b, and a very large frictional force is applied to the engagement groove portion corresponding portion of the pipe 11. 14 is acting.

以上の工程を経て、本実施形態の接合構造体S1が得られる。   Through the above steps, the bonded structure S1 of the present embodiment is obtained.

なお参考までに、本実施形態において被接合部材15の係合溝部18を弾性的に拡開する途中の状態におけるFEM解析図を図5に示す。   For reference, FIG. 5 shows an FEM analysis diagram in a state in which the engagement groove portion 18 of the member to be joined 15 is elastically expanded in the present embodiment.

而して、本実施形態の接合方法には次の利点がある。   Thus, the bonding method of this embodiment has the following advantages.

エキスパンド加工の途中で、弾性的に拡開された係合溝部18にパイプ11の係合溝部対応部分14を押し込むことにより、係合溝部18にパイプ11の係合溝部対応部分14が係合される。これにより、パイプ11と被接合部材15との接合強度が向上する。そして、エキスパンド加工を終了するためにパイプ11のエキスパンド加工対象部12(即ち挿通部分12aと両近傍部分12b、12b)を各ダイセグメント21aで押圧するのをやめると、係合溝部18がその弾性復元力によって元の形状に戻り、これに伴い、係合溝部18に押し込まれたパイプ11の係合溝部対応部分14が係合溝部18の両内側面18b、18bの間で挟着保持される。これにより、パイプ11と被接合部材15との接合強度を更に向上させることができる。   In the middle of the expanding process, the engagement groove portion corresponding portion 14 of the pipe 11 is engaged with the engagement groove portion 18 by pushing the engagement groove portion corresponding portion 14 of the pipe 11 into the engagement groove portion 18 that is elastically expanded. The Thereby, the joining strength of the pipe 11 and the to-be-joined member 15 improves. Then, when the expansion processing target portion 12 (that is, the insertion portion 12a and the two adjacent portions 12b and 12b) of the pipe 11 is stopped from being pressed by the die segments 21a in order to end the expansion processing, the engagement groove portion 18 has its elasticity. The original shape is restored by the restoring force, and accordingly, the engaging groove portion corresponding portion 14 of the pipe 11 pushed into the engaging groove portion 18 is sandwiched and held between the inner side surfaces 18b, 18b of the engaging groove portion 18. . Thereby, the joining strength of the pipe 11 and the to-be-joined member 15 can further be improved.

しかも、係合溝部18は、軸方向に延びたものであるから、この係合溝部18にパイプ11の係合溝部対応部分14を押し込むことにより、この係合溝部18にパイプ11の係合溝部対応部分14が周方向に係合される。これにより、パイプ11と被接合部材15との接合強度として特にねじり強度(スリップトルク)を向上させることができる。   In addition, since the engaging groove portion 18 extends in the axial direction, the engaging groove portion 18 of the pipe 11 is inserted into the engaging groove portion 18 by pushing the corresponding portion 14 of the pipe 11 into the engaging groove portion 18. The corresponding portion 14 is engaged in the circumferential direction. Thereby, especially the torsional strength (slip torque) can be improved as the joining strength between the pipe 11 and the member 15 to be joined.

さらに、エキスパンド加工の途中では、パイプ11の係合溝部対応部分14をダイセグメント21aの押込み凸部25でパイプ11の半径外方向に押圧して係合溝部18に押し込むので、パイプ11の係合溝部対応部分14を係合溝部18に確実に押し込むことができる。   Further, during the expanding process, the engaging groove portion corresponding portion 14 of the pipe 11 is pressed outwardly in the radial direction of the pipe 11 by the pressing convex portion 25 of the die segment 21 a and is pushed into the engaging groove portion 18. The groove corresponding portion 14 can be surely pushed into the engaging groove 18.

さらに、エキスパンド加工の途中では、パイプ11の係合溝部対応部分14が係合溝部18の底面18aに当接する前に、被接合部材15の係合溝部18の両側部分19、19をパイプ11を介してダイセグメント21aの両押圧凸部26、26でパイプ11の半径外方向に押圧することにより係合溝部18を弾性的に拡開させるので、係合溝部18を確実に拡開させることができる。   Further, during the expanding process, before the engaging groove portion corresponding portion 14 of the pipe 11 comes into contact with the bottom surface 18 a of the engaging groove portion 18, the both side portions 19, 19 of the engaging groove portion 18 of the joined member 15 are moved to the pipe 11. Since the engaging groove 18 is elastically expanded by pressing the pressing projections 26, 26 of the die segment 21a outward in the radial direction of the pipe 11, the engaging groove 18 can be reliably expanded. it can.

また、図14A〜14Cに示したように圧力媒体による拡管方法によりパイプ111に被接合部材115を接合した場合には、上述したようにパイプ111の肉厚が局部的に薄くなるため、パイプ111に対する被接合部材115のねじり強度が低下するという欠点があるが、一方、本実施形態の接合方法ではそのような現象は殆ど生じないので、ねじり強度をより一層向上させることができる。   14A to 14C, when the member 115 to be joined is joined to the pipe 111 by a pipe expansion method using a pressure medium, the thickness of the pipe 111 is locally reduced as described above. However, in the joining method according to the present embodiment, such a phenomenon hardly occurs, so that the torsional strength can be further improved.

而して、本実施形態の接合装置20において、図1Cに示すように、パイプ11の肉厚をt、係合溝部18の幅をb1、押込み凸部25の幅をb2、係合溝部18の深さをh1、押込み凸部25の突出高さをh2、押圧凸部26の突出高さをh3とするとき、各寸法の一般的な範囲は以下のとおりである。ただし本発明では、各寸法は以下の範囲内であることに限定されるものではなく、パイプ11や被接合部材15の使用目的や用途に応じて様々に設定されうるものである。   Thus, in the joining device 20 of the present embodiment, as shown in FIG. 1C, the thickness of the pipe 11 is t, the width of the engaging groove 18 is b1, the width of the pushing protrusion 25 is b2, and the engaging groove 18 The general range of each dimension is as follows, where h1 is the depth, h2 is the protruding height of the pressing convex portion 25, and h3 is the protruding height of the pressing convex portion 26. However, in this invention, each dimension is not limited to being in the following ranges, and can be variously set according to the intended purpose and application of the pipe 11 and the member 15 to be joined.

t:0.5〜5mm
b1:2〜20mm
b2:1〜19mm
h1:1〜5mm
h2:0.5〜4.5mm
h3:0.1〜4mm
t: 0.5 to 5 mm
b1: 2 to 20 mm
b2: 1-19mm
h1: 1-5mm
h2: 0.5 to 4.5 mm
h3: 0.1 to 4 mm

特にb1とb2は次式(1)を満足していることが望ましい。   In particular, it is desirable that b1 and b2 satisfy the following formula (1).

0.8b1−2t≦b2≦1.5b1−2t …(1)     0.8b1-2t ≦ b2 ≦ 1.5b1-2t (1)

上記式(1)を満足することにより、係合溝部18に押し込まれたパイプ11の係合溝部対応部分14が係合溝部18の両内側面18b、18bの間で確実に挟着保持される。これにより、パイプ11と被接合部材15との接合強度を確実に向上させることができる。   By satisfying the above expression (1), the engaging groove portion corresponding portion 14 of the pipe 11 pushed into the engaging groove portion 18 is securely held between both inner side surfaces 18b, 18b of the engaging groove portion 18. . Thereby, the joining strength of the pipe 11 and the to-be-joined member 15 can be improved reliably.

さらに、特にh1とh2とh3は次式(2)及び(3)を満足していることが望ましい。   Furthermore, it is desirable that h1, h2, and h3 satisfy the following expressions (2) and (3).

h1≦h2+t …(2)
h3≦h2 …(3)
h1 ≦ h2 + t (2)
h3 ≦ h2 (3)

上記式(2)及び(3)を満足することにより、パイプ11の係合溝部対応部分14を係合溝部18に更に確実に押し込むことができるし、係合溝部18を更に確実に拡開させることができる。   By satisfying the above formulas (2) and (3), the engaging groove portion corresponding portion 14 of the pipe 11 can be pushed into the engaging groove portion 18 more reliably, and the engaging groove portion 18 can be further reliably expanded. be able to.

なお本実施形態では、押込み凸部25の突出高さh2と押圧凸部26の突出高さh3は、ともにダイセグメント21aの外面23からの高さである。ダイセグメント21aの外面23は、ダイ21の中心軸Qを中心とした円周面からなる。したがって、外面23の曲率中心軸及び曲率半径は、それぞれダイ21の中心軸Q及び半径に相当している。   In the present embodiment, the protrusion height h2 of the pressing protrusion 25 and the protrusion height h3 of the pressing protrusion 26 are both heights from the outer surface 23 of the die segment 21a. The outer surface 23 of the die segment 21 a is a circumferential surface centered on the central axis Q of the die 21. Accordingly, the central axis of curvature and the radius of curvature of the outer surface 23 correspond to the central axis Q and the radius of the die 21, respectively.

而して、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、様々に変更可能である。その幾つかの変形例について上記実施形態と異なる点を中心に以下に説明する。   Thus, the present invention is not limited to the above embodiment, and can be variously modified. Some of the modifications will be described below with a focus on differences from the above embodiment.

図6A〜6Cは、上記実施形態の第1変形例を示している。この変形例では、図6Cに示すように、被接合部材15の係合溝部18の底面18aは、平坦面ではなく円弧面に形成されており、詳述すると挿通孔16の中心軸を中心に円弧状に湾曲している。さらに、この係合溝部18の底面18aと各内側面18b、18bとの間の角部18c、18cはそれぞれ丸く形成されており、こうすることにより、係合溝部18の拡開時に当該角部18cに応力が集中するのを防止することができる。   6A to 6C show a first modification of the above embodiment. In this modified example, as shown in FIG. 6C, the bottom surface 18a of the engagement groove portion 18 of the member 15 to be joined is formed as an arc surface instead of a flat surface, and more specifically, the center axis of the insertion hole 16 is the center. Curved in an arc. Furthermore, the corners 18c and 18c between the bottom surface 18a of the engagement groove 18 and the inner side surfaces 18b and 18b are respectively rounded. By doing so, when the engagement groove 18 is expanded, the corners 18c and 18c are rounded. It is possible to prevent stress from concentrating on 18c.

図7A〜7Cは、上記実施形態の第2変形例を示している。この変形例では、図7Cに示すように、被接合部材15の係合溝部18の底面18a及び両内側面18b、18bは、互いに一つに合体した円弧面に形成されている。さらに、挿通孔16の内周面17と係合溝部18の各内側面18b、18bとの間の角部18d、18dはそれぞれ丸く形成されている。   7A to 7C show a second modification of the above embodiment. In this modified example, as shown in FIG. 7C, the bottom surface 18a and the both inner side surfaces 18b, 18b of the engagement groove portion 18 of the member to be joined 15 are formed in a circular arc surface combined with each other. Furthermore, the corners 18d and 18d between the inner peripheral surface 17 of the insertion hole 16 and the inner side surfaces 18b and 18b of the engagement groove 18 are each formed round.

図8は、上記実施形態の第3変形例を示している。この変形例では、ダイ21の分割数は4個である。ダイ21の各ダイセグメント21aは、2個の押込み凸部25、25と3個の押圧凸部26、26、26とを有している。ダイ21の楔孔部24の断面形状は円形状である。また、被接合部材15の係合溝部18の底面は、図6A〜6Cに示した第1変形例と同様に円弧面に形成されている。   FIG. 8 shows a third modification of the above embodiment. In this modification, the number of divisions of the die 21 is four. Each die segment 21a of the die 21 has two pressing convex portions 25, 25 and three pressing convex portions 26, 26, 26. The cross-sectional shape of the wedge hole portion 24 of the die 21 is circular. Further, the bottom surface of the engaging groove portion 18 of the member 15 to be joined is formed in an arc surface as in the first modification shown in FIGS.

図9は、上記実施形態の第4変形例を示している。この変形例では、被接合部材15の係合溝部18の個数は4個である。ダイ21の分割数、即ちそのダイセグメント21aの個数は8個である。8個のダイセグメント21aのうち、各係合溝部18に対応して配置された4個のダイセグメント21aは、それぞれ1個の押込み凸部25を有している。その他の4個のダイセグメント21aは、それぞれパイプ11の半径外方向(即ちダイ21の半径外方向)にh3だけ突出するように長く形成されており、したがって当該ダイセグメント21aの外面全体に押圧凸部26が形成されている。この変形例では、係合溝部18は、押込み凸部25を有するダイセグメント21aの両側に配置された2個のダイセグメント21a、21aの押圧凸部26、26によって係合溝部18の両側部分が押圧されることにより、拡開される。また、係合溝部18の底面は、図6A〜6Cに示した第1変形例と同様に円弧面に形成されている。   FIG. 9 shows a fourth modification of the above embodiment. In this modification, the number of the engaging groove portions 18 of the member to be joined 15 is four. The number of divisions of the die 21, that is, the number of die segments 21a is eight. Of the eight die segments 21a, the four die segments 21a arranged corresponding to the respective engaging groove portions 18 each have one indentation convex portion 25. The other four die segments 21a are formed so as to protrude by h3 in the radially outward direction of the pipe 11 (that is, the radially outward direction of the die 21). A portion 26 is formed. In this modified example, the engagement groove 18 has two side portions of the engagement groove 18 due to the pressing protrusions 26 and 26 of the two die segments 21a and 21a arranged on both sides of the die segment 21a having the pressing protrusion 25. By being pressed, it is expanded. Further, the bottom surface of the engaging groove portion 18 is formed in a circular arc surface in the same manner as in the first modified example shown in FIGS.

図10は、上記実施形態の第5変形例を示している。この変形例では、パイプ11は断面四角形状の角パイプである。被接合部材15の挿通孔16の断面形状は、パイプ11の断面形状に対応した形状であり、すなわち四角形状である。係合溝部18の個数は8個である。すなわち、係合溝部18は、被接合部材15の挿通孔16の内周面における4つの角部と4つの平坦部の幅方向中間部とに1個ずつ形成されている。   FIG. 10 shows a fifth modification of the above embodiment. In this modification, the pipe 11 is a square pipe having a square cross section. The cross-sectional shape of the insertion hole 16 of the member to be joined 15 is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the pipe 11, that is, a quadrangular shape. The number of the engaging groove portions 18 is eight. In other words, one engagement groove 18 is formed at each of four corners on the inner peripheral surface of the insertion hole 16 of the member to be joined 15 and an intermediate portion in the width direction of the four flat portions.

図11は、上記実施形態の第6変形例を示している。この変形例では、パイプ11は断面四角形状の角パイプである。被接合部材15の挿通孔16の断面形状は、パイプ11の断面形状に対応した形状であり、すなわち四角形状である。係合溝部18の個数は4個である。すなわち、係合溝部18は、被接合部材15の挿通孔16の内周面における4つの平坦部の幅方向中間部に1個ずつ形成されている。また、8個のダイセグメント21aのうち、各係合溝部18に対応して配置された4個のダイセグメント21aは、それぞれ、1個の押込み凸部25と2個の押圧凸部26、26とを有している。一方、その他の4個のダイセグメント21aはいずれも押込み凸部及び押圧凸部を有していない。   FIG. 11 shows a sixth modification of the above embodiment. In this modification, the pipe 11 is a square pipe having a square cross section. The cross-sectional shape of the insertion hole 16 of the member to be joined 15 is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the pipe 11, that is, a quadrangular shape. The number of the engaging groove portions 18 is four. That is, one engagement groove 18 is formed in each of the intermediate portions in the width direction of the four flat portions on the inner peripheral surface of the insertion hole 16 of the member 15 to be joined. Further, of the eight die segments 21a, the four die segments 21a arranged corresponding to the respective engaging groove portions 18 have one pressing convex portion 25 and two pressing convex portions 26, 26, respectively. And have. On the other hand, none of the other four die segments 21a has a pressing protrusion and a pressing protrusion.

図12は、上記実施形態の第7変形例を示している。この変形例では、パイプ11は断面四角形状の角パイプである。被接合部材15の挿通孔16の断面形状は、パイプ11の断面形状に対応した形状であり、すなわち四角形状である。係合溝部18の個数は4個である。すなわち、係合溝部18は、被接合部材15の挿通孔16の内周面における4つの角部に1個ずつ形成されている。また、8個のダイセグメント21aのうち、各係合溝部18に対応して配置された4個のダイセグメント21aは、それぞれ、1個の押込み凸部25と2個の押圧凸部26、26とを有している。一方、その他の4個のダイセグメント21aはいずれも押込み凸部及び押圧凸部を有していない。   FIG. 12 shows a seventh modification of the embodiment. In this modification, the pipe 11 is a square pipe having a square cross section. The cross-sectional shape of the insertion hole 16 of the member to be joined 15 is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the pipe 11, that is, a quadrangular shape. The number of the engaging groove portions 18 is four. That is, one engagement groove 18 is formed at each of four corners on the inner peripheral surface of the insertion hole 16 of the member 15 to be joined. Further, of the eight die segments 21a, the four die segments 21a arranged corresponding to the respective engaging groove portions 18 have one pressing convex portion 25 and two pressing convex portions 26, 26, respectively. And have. On the other hand, none of the other four die segments 21a has a pressing protrusion and a pressing protrusion.

以上で本発明の実施形態と幾つかの変形例とを示したが、本発明はこれらに限定されるものでない。   As mentioned above, although embodiment of this invention and some modifications were shown, this invention is not limited to these.

また本発明では、係合溝部18の個数は8個であることに限定されるものではなく、1個以上であれば良いが、係合溝部18の個数が多ければ多いほどパイプ11に対する被接合部材15のねじり強度(スリップトルク)は向上するため、なるべく多い方が望ましい。一方、ダイ21の分割数が多くなるとダイセグメント21aの強度・耐久性が低下するので、ダイ21の分割数は4、6、8、10、12程度が妥当である。   In the present invention, the number of the engaging groove portions 18 is not limited to eight, but may be one or more. However, the larger the number of engaging groove portions 18 is, the more the number of the engaging groove portions 18 to be joined to the pipe 11 is. Since the torsional strength (slip torque) of the member 15 is improved, as much as possible is desirable. On the other hand, if the number of divisions of the die 21 is increased, the strength and durability of the die segment 21a is lowered. Therefore, the number of divisions of the die 21 is appropriately about 4, 6, 8, 10, 12.

また本発明では、係合溝部18は、本実施形態のように被接合部材15の挿通孔16の内周面17に軸方向に延びて形成されていても良いし、あるいは周方向に延びて形成されていても良い。係合溝部18が周方向に延びたものである場合には、パイプ11の係合溝部対応部分14が係合溝部に軸方向に係合し、これによりパイプ11と被接合部材15との接合強度として特にパイプ11に対する被接合部材15の抜け強度が向上する。ただしこの場合、係合溝部を拡開するのに大きな押圧力が必要とされる。   In the present invention, the engaging groove 18 may be formed to extend in the axial direction on the inner peripheral surface 17 of the insertion hole 16 of the member to be joined 15 as in the present embodiment, or may extend in the circumferential direction. It may be formed. When the engaging groove portion 18 extends in the circumferential direction, the engaging groove portion corresponding portion 14 of the pipe 11 is engaged with the engaging groove portion in the axial direction, thereby joining the pipe 11 and the member 15 to be joined. In particular, the pull-out strength of the joined member 15 with respect to the pipe 11 is improved. In this case, however, a large pressing force is required to expand the engaging groove.

また本発明では、パイプ11は断面円形状の丸パイプであっても良いし、断面四角形、五角形、六角形などの多角形パイプであっても良いし、異形パイプであっても良い。   In the present invention, the pipe 11 may be a round pipe having a circular cross section, a polygonal pipe such as a quadrilateral cross section, a pentagon, a hexagon, or a deformed pipe.

また本発明では、パイプ11の材質と被接合部材15の材質は、互いに同じであっても良いし、異なっていても良い。   In the present invention, the material of the pipe 11 and the material of the member 15 to be joined may be the same or different from each other.

また本発明では、パイプ11のエキスパンド加工対象部12は、少なくともパイプ11の挿通部分12aを含んでいれば良く、したがってパイプ11の挿通部分12aだけでも良い。   Further, in the present invention, the expanding target portion 12 of the pipe 11 only needs to include at least the insertion portion 12a of the pipe 11, and therefore only the insertion portion 12a of the pipe 11 may be included.

次に、本発明の具体的な実施例及び比較例を以下に示す。   Next, specific examples and comparative examples of the present invention are shown below.

<実施例>
図1A〜5に示した上記実施形態の接合方法に従ってパイプ11に被接合部材15を接合して接合構造体S1を製造した。この場合の接合条件を以下に示す。この接合条件では、b1とb2は上記式(1)を満足しており、且つ、h1とh2とh3は上記式(2)及び(3)を満足している。
<Example>
The joined member 15 was joined to the pipe 11 in accordance with the joining method of the above embodiment shown in FIGS. The joining conditions in this case are shown below. Under these joining conditions, b1 and b2 satisfy the above formula (1), and h1, h2, and h3 satisfy the above formulas (2) and (3).

パイプ11の材質:アルミニウム合金(合金番号:6N01)
パイプ11の外径:64mm
パイプ11の肉厚t:2mm
被接合部材15の材質:アルミニウム合金(合金番号:6N01)
被接合部材15の座部15aの肉厚:20mm
被接合部材15の挿通孔16の直径:65mm
係合溝部18の幅b1:10mm
係合溝部18の深さh1:3.5mm
押込み凸部25の幅b2:6mm
押込み凸部25の突出高さh2:3mm
押圧凸部26の突出高さh3:0.5mm
Material of pipe 11: Aluminum alloy (alloy number: 6N01)
The outer diameter of the pipe 11: 64 mm
Thickness t of pipe 11: 2 mm
Material of member 15 to be joined: aluminum alloy (alloy number: 6N01)
Thickness of the seat 15a of the member 15 to be joined: 20 mm
Diameter of insertion hole 16 of member 15 to be joined: 65 mm
Width b1 of the engaging groove 18: 10 mm
Depth of engagement groove 18 h1: 3.5 mm
Width b2 of indentation convex part 25: 6 mm
Projection height h2 of the pressing convex part 25: 3 mm
Projection height h3 of the pressing convex portion 26: 0.5 mm

<比較例>
図14A〜14Cに示した圧力媒体による拡管方法によりパイプ111に被接合部材115を接合して接合構造体S2を製造した。この場合に用いたパイプ111及び被接合部材115は実施例と同じである。圧力媒体としては水圧を用いた。
<Comparative example>
The joined member 115 was joined to the pipe 111 by the pipe expansion method using the pressure medium shown in FIGS. 14A to 14C to produce a joined structure S2. The pipe 111 and the member to be joined 115 used in this case are the same as in the example. Water pressure was used as the pressure medium.

<スリップトルクの評価>
実施例の接合構造体S1と比較例の接合構造体S2とについて、それぞれスリップトルクの評価試験を行った。その試験結果を図13に示す。同図に示すように、実施例の接合構造体S1は、比較例の接合構造体S2よりもトルクの立ち上がりが急であり、且つ、最大トルクが大きい。したがって、実施例の接合構造体S1は、比較例の接合構造体S2よりもねじり強度が高いことを確認し得た。
<Evaluation of slip torque>
A slip torque evaluation test was performed on the bonding structure S1 of the example and the bonding structure S2 of the comparative example. The test results are shown in FIG. As shown in the figure, the joining structure S1 of the example has a steep rise in torque and a larger maximum torque than the joining structure S2 of the comparative example. Therefore, it could be confirmed that the joining structure S1 of the example had higher torsional strength than the joining structure S2 of the comparative example.

本発明は、例えば、自動車のバンパーステイ、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、その他の自動車の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、及び前記接合方法に用いられる接合装置に利用可能である。   The present invention is used, for example, when manufacturing bumper stays, steering support beams, steering column holders, mufflers, frames, propeller shafts, suspension arms, camshafts, and other automotive parts for automobiles, or other than automobiles. As a product, it can be used for, for example, a method for joining a pipe and a member to be joined and a joining device used for the joining method, which are used when manufacturing a piping material.

図1Aは、本発明の一実施形態に係るパイプと被接合部材との接合装置を用いてパイプの所定部位をエキスパンド加工する前の状態を示す縦断面図である。FIG. 1A is a longitudinal sectional view showing a state before a predetermined portion of a pipe is expanded using a joining device for joining a pipe and a member to be joined according to an embodiment of the present invention. 図1Bは、図1A中のX−X線横断面図である。1B is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 1A. 図1Cは、図1Bの要部拡大図である。FIG. 1C is an enlarged view of a main part of FIG. 1B. 図2Aは、同接合装置を用いてパイプの所定部位をエキスパンド加工する途中の状態を示す、図1Bに対応する横断面図である。FIG. 2A is a cross-sectional view corresponding to FIG. 1B, showing a state in the middle of expanding a predetermined portion of the pipe using the joining device. 図2Bは、図2Aの要部拡大図である。FIG. 2B is an enlarged view of a main part of FIG. 2A. 図3Aは、同接合装置を用いてパイプの所定部位を更にエキスパンド加工する途中の状態を示す、図1Bに対応する横断面図である。FIG. 3A is a cross-sectional view corresponding to FIG. 1B, showing a state in which a predetermined portion of the pipe is further expanded using the joining device. 図3Bは、図3Aの要部拡大図である。FIG. 3B is an enlarged view of a main part of FIG. 3A. 図4Aは、同接合装置を用いてパイプの所定部位をエキスパンド加工した後の状態を示す縦断面図である。FIG. 4A is a longitudinal sectional view showing a state after a predetermined portion of the pipe is expanded using the joining device. 図4Bは、図4A中のX−X線横断面図である。4B is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 4A. 図4Cは、図4Bの要部拡大図である。FIG. 4C is an enlarged view of a main part of FIG. 4B. 図5は、本実施形態において被接合部材の係合溝部を弾性的に拡開する途中の状態におけるFEM解析図である。FIG. 5 is an FEM analysis diagram in a state in which the engagement groove portion of the member to be joined is elastically expanded in the present embodiment. 図6Aは、上記実施形態の第1変形例に係る被接合部材の正面図である。FIG. 6A is a front view of a member to be joined according to a first modification of the embodiment. 図6Bは、図6A中のX−X線断面図である。6B is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 6A. 図6Cは、図6A中のY部分の拡大図である。FIG. 6C is an enlarged view of a Y portion in FIG. 6A. 図7Aは、上記実施形態の第2変形例に係る被接合部材の正面図である。FIG. 7A is a front view of a member to be joined according to a second modification of the embodiment. 図7Bは、図7A中のX−X線断面図である。FIG. 7B is a sectional view taken along line XX in FIG. 7A. 図7Cは、図7A中のY部分の拡大図である。FIG. 7C is an enlarged view of a Y portion in FIG. 7A. 図8は、上記実施形態の第3変形例を説明する図であって、パイプの所定部位をエキスパンド加工した後の状態を示す、図1Bに対応する横断面図である。FIG. 8 is a diagram for explaining a third modification of the above embodiment, and is a cross-sectional view corresponding to FIG. 1B, showing a state after a predetermined portion of the pipe is expanded. 図9は、上記実施形態の第4変形例を説明する図であって、パイプの所定部位をエキスパンド加工した後の状態を示す、図1Bに対応する横断面図である。FIG. 9 is a diagram for explaining a fourth modification of the embodiment, and is a cross-sectional view corresponding to FIG. 1B and showing a state after a predetermined portion of the pipe is expanded. 図10は、上記実施形態の第5変形例を説明する図であって、パイプの所定部位をエキスパンド加工した後の状態を示す、図1Bに対応する横断面図である。FIG. 10 is a diagram for explaining a fifth modification of the above embodiment, and is a cross-sectional view corresponding to FIG. 1B, showing a state after a predetermined portion of the pipe is expanded. 図11は、上記実施形態の第6変形例を説明する図であって、パイプの所定部位をエキスパンド加工した後の状態を示す、図1Bに対応する横断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view corresponding to FIG. 1B, illustrating a sixth modified example of the embodiment, showing a state after a predetermined portion of the pipe is expanded. 図12は、上記実施形態の第7変形例を説明する図であって、パイプの所定部位をエキスパンド加工した後の状態を示す、図1Bに対応する横断面図である。FIG. 12 is a diagram for explaining a seventh modification of the above embodiment, and is a cross-sectional view corresponding to FIG. 1B showing a state after a predetermined portion of the pipe is expanded. 図13は、実施例と比較例についてのスリップトルク試験結果を示すグラフである。FIG. 13 is a graph showing slip torque test results for the example and the comparative example. 図14Aは、圧力媒体による拡管方法によりパイプに被接合部材を接合する途中の状態を示す縦断面図である。FIG. 14A is a longitudinal sectional view showing a state in the middle of joining a member to be joined to a pipe by a pipe expansion method using a pressure medium. 図14Bは、図14A中のX−X線横断面図である。14B is a cross-sectional view taken along line XX in FIG. 14A. 図14Cは、図14B中のY部分の拡大図である。FIG. 14C is an enlarged view of a Y portion in FIG. 14B.

符号の説明Explanation of symbols

S1:接合構造体
11:パイプ
12:エキスパンド加工対象部
12a:挿通部分
12b:近傍部分
14:係合溝部対応部分
15:被接合部材
16:挿通孔
17:内周面
18:係合溝部
18a:底面
18b:内側面
19、19:両側部分
20:接合装置
21:ダイ
21a:ダイセグメント
25:押込み凸部
26:押圧凸部
28:マンドレル
S1: Joining structure 11: Pipe 12: Expand processing target part 12a: Insertion part 12b: Near part 14: Engagement groove part corresponding part 15: Joined member 16: Insertion hole 17: Inner peripheral surface 18: Engagement groove part 18a: Bottom surface 18b: Inner side surface 19, 19: Both side portions 20: Joining device 21: Die 21a: Die segment 25: Pushing convex portion 26: Pressing convex portion 28: Mandrel

Claims (8)

周方向に複数個のダイセグメントに分割されたエキスパンド加工用ダイを用い、
被接合部材に設けられた挿通孔内にパイプが挿通された状態で、前記パイプの中空部内に配置された前記ダイの各ダイセグメントで前記パイプの挿通孔内への挿通部分を前記パイプの半径外方向に押圧することにより、前記パイプの前記挿通部分をエキスパンド加工し、これにより前記パイプに前記被接合部材を接合する、パイプと被接合部材との接合方法であって、
被接合部材の挿通孔の内周面には、係合溝部が設けられており、
パイプの挿通部分をエキスパンド加工する途中において、被接合部材の係合溝部の両側部分をパイプを介してダイセグメントでパイプの半径外方向に押圧することにより弾性的に拡開された係合溝部に、パイプの係合溝部対応部分を押し込むものとし、
パイプの係合溝部対応部分が係合溝部の底面に当接する前に、被接合部材の係合溝部の両側部分をそれぞれパイプを介してダイセグメントに設けられた押圧凸部でパイプの半径外方向に押圧することにより係合溝部を拡開させることを特徴とするパイプと被接合部材との接合方法。
Using an expanding die divided into a plurality of die segments in the circumferential direction,
In a state where the pipe is inserted into the insertion hole provided in the member to be joined, the radius of the pipe is determined by inserting each of the die segments of the die disposed in the hollow portion of the pipe into the insertion hole of the pipe. By pressing outwardly, the insertion portion of the pipe is expanded, thereby joining the member to be joined to the pipe.
On the inner peripheral surface of the insertion hole of the member to be joined, an engagement groove is provided,
In the middle of expanding the insertion part of the pipe, the engagement groove part elastically expanded by pressing both side parts of the engagement groove part of the member to be joined to the outside of the pipe radius by the die segment through the pipe. , And push the corresponding part of the pipe into the engagement groove ,
Before the portion corresponding to the engagement groove portion of the pipe abuts the bottom surface of the engagement groove portion, the both sides of the engagement groove portion of the member to be joined are respectively pressed by convex portions provided on the die segment via the pipe in the radially outward direction A method for joining a pipe and a member to be joined, characterized in that the engaging groove is expanded by being pressed .
パイプの係合溝部対応部分をダイセグメントに設けられた押込み凸部でパイプの半径外方向に押圧して係合溝部に押し込む請求項1記載のパイプと被接合部材との接合方法。   2. The method for joining a pipe and a member to be joined according to claim 1, wherein a portion corresponding to the engagement groove portion of the pipe is pressed into the engagement groove portion by pressing the portion corresponding to the engagement convex portion provided on the die segment in the radially outward direction of the pipe. イプの肉厚をt、
係合溝部の幅をb1、
押込み凸部の幅をb2とするとき、
b1とb2が次式(1)を満足している請求項記載のパイプと被接合部材との接合方法。
0.8b1−2t≦b2≦1.5b1−2t …(1)
The wall thickness of the pipes t,
The width of the engaging groove is b1,
When the width of the indentation convex part is b2,
The joining method of the pipe and to-be-joined member of Claim 2 with which b1 and b2 satisfy | fill following Formula (1).
0.8b1-2t ≦ b2 ≦ 1.5b1-2t (1)
係合溝部は、軸方向に延びたものである請求項1〜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 method for joining a pipe and a member to be joined according to any one of claims 1 to 3 , wherein the engaging groove extends in the axial direction. 周方向に複数個のダイセグメントに分割されたエキスパンド加工用ダイを備え、
被接合部材に設けられた挿通孔内にパイプが挿通された状態で、前記パイプの中空部内に配置された前記ダイの各ダイセグメントで前記パイプの挿通孔内への挿通部分を前記パイプの半径外方向に押圧することにより、前記パイプの前記挿通部分をエキスパンド加工し、これにより前記パイプに前記被接合部材を接合する、パイプと被接合部材との接合装置であって、
被接合部材の挿通孔の内周面には、係合溝部が設けられており、
被接合部材の係合溝部の両側部分をパイプを介してダイセグメントでパイプの半径外方向に押圧することにより弾性的に拡開された係合溝部に、パイプの係合溝部対応部分を押し込むように、パイプの挿通部分をエキスパンド加工するものとなされており、
ダイセグメントは、パイプの係合溝部対応部分が係合溝部の底面に当接する前に、被接合部材の係合溝部の両側部分をそれぞれパイプを介してパイプの半径外方向に押圧することにより係合溝部を弾性的に拡開させる押圧凸部を有し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。
Equipped with an expanding die divided into a plurality of die segments in the circumferential direction,
In a state where the pipe is inserted into the insertion hole provided in the member to be joined, the radius of the pipe is determined by inserting each of the die segments of the die disposed in the hollow portion of the pipe into the insertion hole of the pipe. By pressing outwardly, the insertion part of the pipe is expanded, thereby joining the member to be joined to the pipe, and a joining device between the pipe and the member to be joined,
On the inner peripheral surface of the insertion hole of the member to be joined, an engagement groove is provided,
By pressing both side portions of the engagement groove portion of the member to be joined to the engagement groove portion that is elastically expanded by pressing the die segment with the die segment in the radial direction of the pipe so that the engagement groove portion corresponding portion of the pipe is pushed. In addition, the pipe insertion part is to be expanded ,
The die segment is engaged by pressing both side portions of the engagement groove portion of the member to be joined to the outside of the radius of the pipe through the pipe before the corresponding portion of the engagement groove portion of the pipe contacts the bottom surface of the engagement groove portion. A joining device for a pipe and a member to be joined, characterized in that it has a pressing projection for elastically expanding the joint groove .
ダイセグメントは、パイプの係合溝部対応部分を押圧して係合溝部に押し込む押込み凸部を有している請求項記載のパイプと被接合部材との接合装置。 6. The joining device for a pipe and a member to be joined according to claim 5 , wherein the die segment has a pushing convex portion that pushes the portion corresponding to the engaging groove portion of the pipe and pushes it into the engaging groove portion. イプの肉厚をt、
係合溝部の幅をb1、
押込み凸部の幅をb2とするとき、
b1とb2が次式(1)を満足している請求項記載のパイプと被接合部材との接合装置。
0.8b1−2t≦b2≦1.5b1−2t …(1)
The wall thickness of the pipes t,
The width of the engaging groove is b1,
When the width of the indentation convex part is b2,
The joining apparatus of the pipe and to-be-joined member of Claim 6 with which b1 and b2 satisfy | fill following Formula (1).
0.8b1-2t ≦ b2 ≦ 1.5b1-2t (1)
係合溝部は、軸方向に延びたものである請求項のいずれかに記載のパイプと被接合部材との接合装置。
The joining device for a pipe and a member to be joined according to any one of claims 5 to 7 , wherein the engaging groove portion extends in the axial direction.
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