WO2007119777A1

WO2007119777A1 - 部材同士の接合方法

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Publication number: WO2007119777A1
Application number: PCT/JP2007/058052
Authority: WO
Inventors: Masahiro Miyazaki; Yasuji Kawamata
Original assignee: Showa Denko K.K.
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2007-04-12
Publication date: 2007-10-25
Also published as: EP2006038A2; EP2006038A4; EP2006038B1; JP4843356B2; ATE512736T1; CN101421060A; EP2006038A9; CN101421060B; US8266782B2; US20090277523A1; JP2007283323A

Description

明細書

部材同士の接合方法

技術分野

[0001] 本発明は、軸方向に延びた仕切り壁部と該仕切り壁部で区画された複数個の中空部とを有する管状体からなる第 1部材に、第 2部材を接合する接合方法及び接合装置に関する。

背景技術

[0002] 従来、パイプに他の部材を接合する方法として、例えば次の方法が用いられている

[0003] ノイブを他の部材に設けられた揷通孔内に挿通するとともに、パイプの中空部内に、楔孔部を有し且つ該楔孔部を中心に周方向に複数個に分割されたエキスパンド加ェ用ダイを配置する。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方向外向きに移動させる。これにより、パイブの揷通孔内への挿通部分及びその軸方向近傍部分をダイセグメントによって外側に押してエキスパンドカ卩ェ (拡管加工)し、もってノイブに他の部材を接合する方法である（例えば、特許文献 1及び 2参照)。なお、この接合方法はリッジロック方法とも呼ばれている。

[0004] なお、部材同士の接合方法ではな、が、ダイを用いた円筒体のエキスパンドカロェ方法として、例えば特開 2002— 224743号公報に記載された方法が知られている（特許文献 3参照)。

特許文献 1 :特開平 4 8818号公報 (第 2頁、第 8図）

特許文献 2：特開平 11― 36859号公報

特許文献 3：特開 2002— 224743号公報

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] 而して、従来の接合方法により得られた接合構造体では、ノイブに曲げ荷重が加わった場合、パイプが屈曲し易!、と、う難点があった。 [0006] そこで、本発明者らは、ノイブの曲げ強度を向上させるため、パイプとして、内部に軸方向に延びた仕切り壁部が設けられたパイプを用いることを考えた。しかしながら、この場合には、エキスパンドカ卩ェ時にパイプの仕切り壁部が屈曲する虞があり、その結果、曲げ強度の向上を図れなくなるという難点があった。

[0007] 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、仕切り壁部を有するパイプ等の管状体力もなる第 1部材に、第 2部材を接合する部材同士の接合方法、この接合方法により得られた接合構造体、及び、この接合方法に用いられる接合装置を提供することにある。

[0008] 本発明のその他の目的及び利点は、以下の好ましい実施形態から明らかにされるであろう。

課題を解決するための手段

[0009] 本発明は以下の手段を提供する。

[0010] [1] 軸方向に延びた仕切り壁部、及び該仕切り壁部で区画された複数個の中空部を有する管状体力なる第 1部材と、第 1部材が揷通される揷通孔を有する第 2部材と、を用い、

第 1部材を第 2部材の揷通孔内に挿通した状態で、第 1部材の揷通孔内への挿通部分及びその軸方向両側近傍部分をエキスパンド加工することにより、第 1部材と第 2部材を接合する部材同士の接合方法であって、

楔部を有するとともに、該楔部を中心に周方向に複数個に分割されたマンドレルとマンドレルの楔部に対応する楔孔部を有するとともに、該楔孔部を中心に周方向に複数個に分割されたダイと、を用い、

第 1部材の各中空部内に、ダイのダイセグメントとマンドレルの楔部セグメントとを配置し、次いで、第 1部材の仕切り壁部を介して互いに隣り合う 2個の中空部内に配置された楔部セグメント同士で仕切り壁部を挟んだ状態で、各楔部セグメントを対応するダイセグメントの楔孔部セグメント内に同時に差し込むことにより、各ダイセグメントを第 1部材の半径方向外向きに移動させることで、エキスパンド加工を行うことを特徴とする部材同士の接合方法。 [0011] [2] 第 1部材は、断面多角形状の管状体からなり、

第 2部材の揷通孔は、第 1部材の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項 1記載の部材同士の接合方法。

[0012] [3] 第 1部材は、断面四角形状の管状体力もなるとともに、第 1部材の 4個の平坦壁部のうち少なくとも一対の対向する平坦壁部の幅方向中間部同士が仕切り壁部により互いに連結されており、

ダイは、第 1部材の各平坦壁部の幅方向中間部に対応する位置で分割されており第 2部材の揷通孔は、第 1部材の断面形状に対応した断面形状に形成されており、各ダイセグメントを第 1部材の各角部に向力つて第 1部材の半径方向外向きに移動させることで、エキスパンド加工を行う前項 1記載の部材同士の接合方法。

[0013] [4] 第 1部材の角部の断面形状は略円弧状に形成されている前項 2又は 3記載の部材同士の接合方法。

[0014] [5] ダイの外周面には、第 1部材の揷通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分を外側に局部的に膨出させる 2個の凸部が設けられている前項 1〜4のいずれかに記載の部材同士の接合方法。

[0015] [6] 第 2部材の揷通孔の周縁部に、第 1部材の軸方向に突出した座板部が一体に設けられており、

第 2部材の座板部を第 1部材の外周面に重合状態に配置し、且つ座板部の外面側に配置された規制部材により座板部が第 1部材の外周面力捲り上がらないように座板部を規制した状態で、エキスパンド加工を行う前項 1〜5の、ずれかに記載の部材同士の接合方法。

[0016] [7] 前項 1〜6のいずれかに記載の部材同士の接合方法により得られた部材同士の接合構造体。

[0017] [8] 軸方向に延びた仕切り壁部、及び該仕切り壁部で区画された複数個の中空部を有する管状体力なる第 1部材と、第 1部材が揷通される揷通孔を有する第 2部材と、が接合された部材同士の接合構造体であって、

第 1部材が第 2部材の揷通孔内に挿通された状態で、第 1部材の揷通孔内への挿通部分及びその軸方向両側近傍部分がエキスパンド加工されて、第 1部材と第 2部材が接合されていることを特徴とする部材同士の接合構造体。

[0018] [9] 第 1部材は、断面多角形状の管状体からなり、

第 2部材の揷通孔は、第 1部材の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項 8記載の部材同士の接合構造体。

[0019] [10] 第 1部材は、断面四角形状の管状体力もなるとともに、第 1部材の 4個の平坦壁部のうち少なくとも一対の対向する平坦壁部の幅方向中間部同士が仕切り壁部により互いに連結されており、

第 2部材の揷通孔は、第 1部材の断面形状に対応した断面形状に形成されており、第 1部材の揷通孔内への挿通部分及びその軸方向両側近傍部分における少なくとも各角部がエキスパンド加工されている前項 8記載の部材同士の接合構造体。

[0020] [11] 第 1部材の角部の断面形状は略円弧状に形成されている前項 9又は 10記載の部材同士の接合構造体。

[0021] [12] 第 1部材の揷通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分が外側に局部的に膨出して、る前項 8〜11の、ずれかに記載の部材同士の接合構造体。

[0022] [13] 第 2部材の揷通孔の周縁部に、第 1部材の軸方向に突出した座板部が一体に設けられており、

第 2部材の座板部が第 1部材の外周面に重合された状態で、座板部が第 1部材の外周面力捲り上がらないように座板部を規制した環状の規制部材が座板部に外嵌状態に取り付けられている前項 8〜12のいずれかに記載の部材同士の接合構造体

[0023] [14] 軸方向に延びた仕切り壁部、及び該仕切り壁部で区画された複数個の中空部を有する管状体からなる第 1部材を、第 2部材に設けられた揷通孔内に挿通した状態で、第 1部材の揷通孔内への挿通部分及びその軸方向両側近傍部分をエキスパンド加工することにより、第 1部材と第 2部材を接合する接合装置であって、楔部を有するとともに、該楔部を中心に周方向に複数個に分割されたエキスパンド加工用マンドレルと、

マンドレルの楔部に対応する楔孔部を有するとともに、該楔孔部を中心に周方向に複数個に分割されたエキスパンド加工用ダイと、を備え、

ダイのダイセグメントは、第 1部材の各中空部内に配置されるものであり、マンドレルの楔部セグメントは、第 1部材の中空部内に配置されたダイセグメントの楔孔部セグメント内に差し込まれることにより、ダイセグメントを第 1部材の半径方向外向きに移動させるものであることを特徴とする接合装置。

[0024] [15] ダイの外周面には、第 1部材の揷通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分を外側に局部的に膨出させる 2個の凸部が設けられている前項 14記載の接合装置。

発明の効果

[0025] 本発明は以下の効果を奏する。

[0026] なお本明細書では、第 1部材に第 2部材が接合された接合構造体において、第 1 部材の周方向の荷重に対する第 2部材の接合強度を「ねじり強度」という。また、第 1 部材の軸方向に荷重に対する第 2部材の接合強度を「抜け強度」という。

[0027] [1]の発明では、第 1部材は、軸方向に延びた仕切り壁部、及び該仕切り壁部で区画された複数個の中空部を有する管状体からなるので、接合構造体の軽量化を図ることができる上、更に、接合構造体 (第 1部材)の曲げ強度を向上できる。

[0028] さらに、エキスパンド加工時には、第 1部材の仕切り壁部はマンドレルの楔部セグメント同士で挟まれているから、エキスパンドカ卩ェ時に両楔部セグメントから仕切り壁部に互いに反対向きの加圧力が作用してこれらの加圧力が相殺される。これにより、ェキスパンドカ卩ェ時に生じることのある仕切り壁部の屈曲を防止できる。そのため、接合構造体 (第 1部材)の曲げ強度を仕切り壁部によって確実に向上できる。

[0029] [2]の発明では、第 1部材は断面多角形状の管状体からなり、第 2部材の揷通孔は第 1部材の断面形状に対応した断面形状に形成されていることから、第 1部材が第 2 部材の揷通孔内に挿通された状態においてねじり強度が向上する。したがって、もし仮に第 2部材に第 1部材の周方向の荷重が加わった場合であっても、第 2部材は第 1 部材の周方向にずれ動き難くなる。

[0030] [3]の発明では、上記 [2]の発明の効果と同じ効果を奏する。さらに、ダイの各ダイセグメントを第 1部材の各角部に向かって第 1部材の半径方向外向きに移動させることにより、エキスパンド加工を行うので、第 1部材の各平坦壁部よりも各角部の方が重点的にエキスパンド加工されて外側に大きく膨出される。そのため、ねじり強度が更に向上する。

[0031] [4]の発明では、第 1部材の角部の断面形状が略円弧状に形成されているので、第 2部材に第 1部材の周方向の荷重が加わった場合において、第 1部材の角部に応力が集中するのを確実に防止できる。そのため、強度的信頼性が向上する。

[0032] [5]の発明では、ダイの外周面に、第 1部材の揷通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分を外側に局部的に膨出させる 2個の凸部が設けられているので、このダィを用いてエキスパンド加工を行うことにより、第 1部材の揷通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍分が外側に局部的に且つ確実に膨出される。そのため、抜け強度が確実に向上する。したがって、もし仮に第 2部材に第 1部材の軸方向の荷重が加わつた場合であっても、第 2部材は第 1部材の軸方向にずれ動き難くなる。

[0033] [6]の発明では、第 2部材の座板部を第 1部材の外周面に重合状態に配置することにより、第 2部材の第 1部材との接触面積が増加するから、接合強度が更に向上する。さらに、第 2部材の第 1部材との接触面積の増加は、第 2部材の肉厚を増大させることで行われるものではなぐ第 2部材の揷通孔の周縁部に座板部を設けることにより行われるので、接合構造体の軽量ィ匕を図ることができる。

[0034] さらに、規制部材により第 2部材の座板部が第 1部材の外周面力捲り上がらないように座板部を規制した状態で、エキスパンド加工を行うことにより、座板部を第 1部材の外周面に確実に面接触状態に当接させることができ、もって接合強度が確実に向上する。

[0035] [7]の発明では、高い曲げ強度の接合構造体を提供できる。

[0036] [8]〜[13]の発明では、それぞれ [1]〜[6]の発明の効果と同じ効果を奏する。

[0037] [14]及び [15]の発明では、本発明に係る部材同士の接合方法に好適に用いられる接合装置を提供できる。

図面の簡単な説明

[0038] [図 1]図 1は、本発明の第 1実施形態に係る接合構造体の側面図である。

[図 2]図 2は、同接合構造体の断面図である。 [図 3]図 3は、第 1部材と第 2部材の斜視図である。

圆 4]図 4は、第 1部材の所定部位をエキスパンド加工する前の状態の半断面斜視図である。

[図 5]図 5は、第 1部材の所定部位をエキスパンド加工する前の状態の断面図である [図 6]図 6は、図 5中の X— X線断面図である。

圆 7]図 7は、第 1部材の所定部位をエキスパンド加工した状態の半断面斜視図である。

[図 8]図 8は、第 1部材の所定部位をエキスパンド加工した状態の断面図である。

[図 9]図 9は、図 8中の X— X線断面図である。

[図 10]図 10は、本発明の第 2実施形態に係る接合構造体の側面図である。

[図 11]図 11は、同接合構造体の断面図である。

[図 12]図 12は、本発明の第 3実施形態に係る接合構造体の側面図である。

[図 13]図 13は、同接合構造体の断面図である。

[図 14]図 14は、本発明の第 4実施形態に係る接合構造体の第 1部材の所定部位をエキスパンドカ卩ェする前の状態の断面図である。

[図 15]図 15は、本発明の第 5実施形態に係る接合構造体の第 1部材の所定部位をエキスパンドカ卩ェする前の状態の断面図である。

[図 16]図 16は、本発明の第 6実施形態に係る接合構造体の第 1部材の所定部位をエキスパンドカ卩ェする前の状態の断面図である。

[図 17]図 17は、本発明の第 7実施形態に係る接合構造体の第 1部材の所定部位をエキスパンドカ卩ェする前の状態の断面図である。

符号の説明

A1〜A7…接合構造体

1…第 1部材

la…平坦壁部

lb…角部

2a…挿通部分 2b…挿通部分の近傍部分

3…中空部

4…仕切り壁部

5…第 2部材

6…揷通孔

8…座板部

10…接合装置

11 · · ·ダイ

11 a…ダイセグメント

12…凸部

14…楔孔部

14a…楔孔部セグメント

18· · ·マンドレル

18a…マンドレルセグメント

19…楔部

19a…楔部セグメント

30· · ·規制部材

発明を実施するための最良の形態

[0040] 次に、本発明の好ましい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。

[0041] 図 1〜図 9は、本発明の第 1実施形態に係る部材同士の接合方法及び接合装置を説明する図である。

[0042] 図 1及び図 2において、（A1)は、本第 1実施形態に係る部材同士の接合方法により製造された接合構造体である。この接合構造体 (A1)は、第 1部材 (1)と第 2部材（ 5)とが互いに接合されて構成されたものである。

[0043] 第 1部材（1)は、図 3に示すように、断面四角形状 (詳述すると断面正方形状)の角管状体力もなるものであって、その内部に、軸方向に延びた 1個の平板状の仕切り壁部 (4)と、該仕切り壁部 (4)で区画され且つ軸方向に延びた 2個の断面四角形状の中空部（3) (3)とを有している。仕切り壁部 (4)と 2個の中空部（3) (3)は、第 1部材（ 1)の内部に配置されている。この第 1部材（1)の構成を以下に詳述する。

[0044] この第 1部材（1)は、その外周面の断面形状が四角形状のものであり、周方向に並んだ 4個の平坦壁部（la) (la) (la) (la)と、隣り合う 2個の平坦壁部（la) (la)間に介在された角部（lb)とを有している。各角部（lb)の断面形状は、所定の曲率半径の円弧状に形成されている。また、仕切り壁部 (4)の断面形状は I字状である。さらに、第 1部材（1)の 4個の平坦壁部（la) (la) (la) (la)のうち一対の対向する平坦壁部（la) (la)において、一方の平坦壁部（la)の幅方向中間部に仕切り壁部 (4)の幅方向一端部が一体に接続されるとともに、他方の平坦壁部（la)の幅方向中間部に仕切り壁部 (4)の幅方向他端部が一体に接続されている。これにより、該一対の対向する平坦壁部（la) (la)の幅方向中間部同士が仕切り壁部 (4)により互いに連結されている。したがって、第 1部材（1)の全体の断面形状は略日字状（日字状）に形成されている。さらに、第 1部材（1)の曲げ強度がこの仕切り壁部 (4)によって高められている。

[0045] 第 1部材（1)は、塑性変形可能な材料力なり、例えば金属からなり、詳述するとァルミ-ゥム又はアルミニウム合金力もなる。ただし本発明では、第 1部材（1)の材質はアルミニウム又はアルミニウム合金であることに限定されるものではなぐその他に、例えば、鉄、鋼、銅等の金属であっても良い。また、第 1部材（1)は例えば押出材カもなるものであるが、本発明では第 1部材（1)はその他の製法で製作されたものであっても良い。

[0046] 第 2部材 (5)は、板状であり、詳述すると円板状である。さらに、第 2部材 (5)の中央部には、第 1部材（1)が挿通される揷通孔（6)が設けられている。この揷通孔（6)は、第 1部材 (1)の断面形状 (詳述すると、第 1部材 (1)の外周面の断面形状)に対応した断面形状に形成されており、即ち断面四角形状に形成されている。ここで、上述したように第 1部材（1)の各角部（lb)の断面形状は円弧状に形成されていることから、第 2部材 (5)の揷通孔 (6)の各角部（7)の断面形状も第 1部材（1)の各角部（lb)の断面形状に対応して円弧状に形成されている。

[0047] 第 2部材（5)は、剛性を有するものであり、例えば金属からなり、詳述するとアルミ- ゥム又はアルミニウム合金力もなる。ただし本発明では、第 2部材（5)の材質はアルミニゥム又はアルミニウム合金であることに限定されるものではなぐその他に、例えば、鉄、鋼、銅等の金属であっても良いし、セラミックやプラスチックであっても良い。

[0048] 第 1部材（1)の長さは例えば 50〜2000mmの範囲内である。第 1部材（1)の断面における各辺の長さは例えば 20〜： LOOmmの範囲内である。第 1部材（1)の各角部 (lb)の曲率半径は例えば 5〜45mmの範囲内である。第 1部材（1)の周壁部、即ち平坦壁部（la)及び角部（lb)の肉厚は例えば 0. 5〜5mmの範囲内である。また、仕切り壁部（4)の肉厚は例えば 0. 5〜5mmの範囲内である。

[0049] ただし本発明では、第 1部材（1)やその仕切り壁部 (4)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ぐ使用目的や用途に応じて様々に設定されるものである。

[0050] 第 2部材（5)の直径は例えば 35〜300mmの範囲内である。第 2部材（5)の揷通孔（6)の断面における各辺の長さは、第 1部材（1)の断面における各辺の長さよりも例えば 0. 5〜5mm大きく設定されている。第 2部材（5)の揷通孔（6)の各角部（7) の曲率半径は例えば 5〜45mmの範囲内である。第 2部材（5)の肉厚は例えば 1〜5 Ommの範囲内である。

[0051] ただし本発明では、第 2部材（5)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ぐ使用目的や用途に応じて様々に設定されるものである。

[0052] 第 1実施形態の接合構造体 (A1)は、図 2に示すように、第 1部材（1)が第 2部材 (5 )の揷通孔 (6)内に挿通された状態で、第 1部材（1)の第 2部材揷通孔 (6)内への挿通部分 (2a)と該揷通部分 (2a)の軸方向両側近傍部分 (2b) (2b)とが、エキスパンド加工予定部として、それぞれエキスパンド加工 (拡管加工)されることで、第 1部材（1) と第 2部材 (5)が接合されて！ヽる。

[0053] 第 1部材（1)の揷通孔（6)内への挿通部分（2a)は、外側に僅かに膨出している。さらに、第 1部材（1)の揷通孔 (6)内への挿通部分 (2a)の軸方向両側近傍部分 (2b) ( 2b)は、外側に断面円弧状に局部的に膨出しており、これら両部位（2b) (2b)間で第 2部材 (5)が挟まれた状態になっている。 (E)は、この部位 (2b)に形成された膨出部である。 [0054] 第 1部材（1)の揷通孔（6)内への挿通部分（2a)の軸方向両側近傍部分（2b) (2b) の膨出部 (E)の膨出高さは例えば 0. 5〜： LOmmの範囲内であり、またこの膨出部 (E )の幅は例えば 3〜30mmの範囲内である。ただし本発明では、この膨出部 (E)の膨出高さ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。

[0055] この接合構造体 (A1)において、第 2部材（5)は、例えば、他の部材に取り付けられるフランジとして用いられる。この場合、第 2部材（5)には、通常、ボルト挿通孔などの締結具揷通孔（図示せず)が設けられることとなる。ただし本発明では、第 2部材 (5) はフランジ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ぐその他に、例えば、ブラケットゃスティを有する部材であっても良、。

[0056] 次に、第 1部材（1)と第 2部材 (5)を接合する、本発明の第 1実施形態に係る接合装置（10)について、以下に説明する。

[0057] 図 4〜図 6に示すように、この接合装置（10)は、エキスパンドカ卩ェ用のダイ（11)とマンドレノレ (18)とを備えて！/、る。

[0058] マンドレル（18)は、例えば工具鋼や超硬合金製の楔部（19)を有している。この楔部（ 19)は、マンドレル ( 18)の先端部に先細りの四角錐状 (又は四角台錐状）に一体形成されている。また、このマンドレル（18)の基端部には、該マンドレル（18) (詳述するとマンドレル（18)の楔部（19) )をその軸方向に移動させる駆動源（図示せず)が接続されている。この駆動源として、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。

[0059] さらに、このマンドレル（18)は、楔部（19)を中心に周方向に複数個に分割されている。マンドレル（18)の分割数は、第 1部材（1)の中空部（3)の数と同数であり、即ち 2個である。したがって、このマンドレル（18)は、 2個のマンドレルセグメント（18a) ( 18a)が互いに組み合わされて構成されたものであり、また、マンドレル（18)の楔部（ 19)は、 2個の楔部セグメント（19a) (19a)が互いに組み合わされて構成されたものである。

[0060] ダイ（11)は、第 1部材（1)の中空部（3) (3)内に配置されるものであり、図 6に示すように、第 1部材（1)の内周面の断面形状に対応した断面形状に形成されており、即ち断面四角形状に形成されている。ダイ（11)は例えば工具鋼や超硬合金製である。また、ダイ（11)の中心部には、マンドレル（18)の楔部（19)に対応する楔孔部（14 )がダイ（11)の軸方向に貫通して設けられて、る。さらに、このダイ（11)は、楔孔部（ 19)を中心に周方向に 4個に分割されており、詳述すると、このダイ（11)は、楔孔部（ 19)を中心に第 1部材（1)の各平坦壁部（la)の幅方向中間部に対応する位置で分割されている。ダイ（11)の分割数は、第 1部材（1)の角部（lb)の数と同数である。したがって、このダイ（11)は、 4個のダイセグメント（11a) (11a) (11a) (11a)が互いに組み合わされて構成されたものであり、また、このダイ（11)の楔孔部（14)は、 4個の楔孔部セグメント（14a) (14a) (14a) (14a)が互いに組み合わされて構成されたものである。

[0061] 図 4及び図 5に示すように、ダイ（11)の外周面の軸方向中間部には、軸方向に互いに離間した 2個の凸部（12) (12)が全周に亘つて延びて設けられている。両凸部（ 12) (12)は、第 1部材（1)の揷通孔（6)内への挿通部分（2a)の軸方向両側近傍部分 (2b) (2b)を外側に局部的に断面円弧状に膨出させるものである。

[0062] さらに、ダイ（11)の両凸部（12) (12)間の部位（13)の直径は、ダイ（11)の軸方向両端部の直径よりも大きく設定されている。この部位（13)は、第 1部材（1)の揷通孔（ 6)内への挿通部分（2a)を外側に局部的に膨出させるものである。

[0063] 図 6に示すように、ダイ（11)の 4個のダイセグメント（11a) (11a) (11a) (11a)のうち 2個のダイセグメント（11a) (11a)は、第 1部材（1)の 2個の中空部（3) (3)のうち 1個の中空部（3)内に配置されるものであり、残りの 2個のダイセグメント（11a) (11a)は、第 1部材（1)の残りの中空部（3)内に配置されるものである。

[0064] マンドレル（18)の楔部セグメント（19a)は、第 1部材（1)の各中空部（3)内に配置された 2個のダイセグメント（11a) (11a)の楔孔部セグメント（14a)内に差し込まれることにより、各ダイセグメント（11a)を第 1部材（1)の各角部（lb)に向力つて第 1部材（ 1)の半径方向外向きに移動させるものである。このダイセグメント（11a)の移動により、第 1部材（1)の揷通孔（6)内への挿通部分（2a)及びその軸方向両側近傍部分（2 b) (2b)がダイセグメント（11a)によって外側に押されてエキスパンドカ卩ェされる。

[0065] なお本発明では、マンドレル（18)の楔部（19)の断面形状とダイ（11)の楔孔部（1 4)の断面形状は、それぞれ、楔部（19)の楔孔部（14)内への差込み動作によりダイ (11)の各ダイセグメント（11a)が第 1部材（1)の半径方向外向きに移動するような形状であれば良い。楔部（19)の断面形状について具体的に例示すると、四角形状、五角形状、六角形状、七角形状、八角形状等の多角形状であっても良いし、円形状であっても良いし、第 1部材（1)やその中空部（3)の断面形状と相似の形状であっても良い。

[0066] 次に、この接合装置（10)を用いた第 1部材（1)と第 2部材 (5)の接合方法について以下に説明する。

[0067] まず、図 4〜図 6に示すように、第 1部材（1)を第 2部材 (5)の揷通孔 (6)内に遊挿状態に挿通する。また、第 1部材（1)の各中空部（3)内における第 2部材 (5)に対応する位置に、ダイ（11)のダイセグメント（11a)を 2個ずつ挿入配置する。さらに、第 1 部材（1)の各中空部（3)内に、マンドレル（18)のマンドレルセグメント（18a)の楔部セグメント（19a)を 1個ずつ配置する。

[0068] 次いで、図 7〜図 9に示すように、第 1部材（1)の仕切り壁部 (4)を介して互いに隣り合う 2個の中空部（3) (3)内に配置された楔部セグメント（19a) (19a)同士で仕切り壁部 (4)を挟んだ状態で、これらの楔部セグメント（19a) (19a)を第 1部材（1)の軸方向に同時に移動させることにより、各楔部セグメント（ 19a)を対応するダイセグメント（ 11a)の楔孔部セグメント（14a)内に同時に差し込む。これにより、各ダイセグメント（1 la)を第 1部材（1)の各角部（lb)に向力つて第 1部材（1)の半径方向外向きに移動させ、第 1部材（1)の揷通孔（6)内への挿通部分（2a)及びその軸方向両側近傍部分（2b) (2b)を同時にエキスパンド加工 (拡管加工)する。

[0069] このエキスパンド加工によって、第 1部材（1)の揷通孔（6)内への挿通部分（2a)及びその軸方向両側近傍部分 (2b) (2b)が外側に局部的に膨出するように塑性変形されて第 2部材 (5)の揷通孔 (6)の周縁部に圧接されるとともに、第 2部材 (5)の揷通孔 (6)が半径方向外向きに広がるように第 2部材 (5)が弾性変形される。さらに、このように第 2部材 (5)が弾性変形されることに伴い、第 2部材 (5)に弾性復元力が蓄積される。

[0070] 次、で、マンドレル（ 18)の両楔部セグメント（ 19a) ( 19a)を対応する楔孔部セグメント（14a)内から同時に抜出する。すると、第 2部材 (5)に蓄積された弾性復元力 (スプリングバック力）により第 2部材 (5)が第 1部材（1)の外周面に圧接固定される。これにより、第 2部材 (5)が第 1部材 (1) (詳述すると第 1部材 (1)の外周面）に接合される

[0071] ここで、上述したように、ダイ（11)は、第 1部材（1)の各平坦壁部（la)の幅方向中間部に対応する位置で分割されており、エキスパンドカ卩ェ時には、このダイ（11)の各ダイセグメント（11a)は第 1部材（1)の各角部（lb)に向力つて移動されることから、このエキスパンド加工によって、第 1部材（1)の揷通孔（6)内への挿通部分（2a)及びその軸方向両側近傍部分（2b) (2b)のうち、特に、挿通部分（2a)の各角部（lb) と揷通部分（2a)の軸方向両側近傍部分（2b) (2b)の各角部（lb)とが大きく且つ確実に外側に膨出する。この結果、第 2部材 (5)が第 1部材 (1)に非常に強固に接合される。

[0072] 而して、本第 1実施形態の接合方法は次の利点がある。

[0073] 第 1部材（1)は、軸方向に延びた仕切り壁部 (4)と、該仕切り壁部 (4)で区画された 2個の中空部（3) (3)とを有する管状体力もなるので、接合構造体 (A1)の軽量化を図ることができる上、更に、接合構造体 (A1) (第 1部材 (1) )の曲げ強度を向上できる。

[0074] さらに、エキスパンド加工時には、第 1部材（1)の仕切り壁部（4)はマンドレル（18) の楔部セグメント（19a) (19a)同士で挟まれているから、エキスパンドカ卩ェ時に両楔部セグメント（19a) (19a)から仕切り壁部 (4)に互いに反対向きの加圧力（P) (P)が作用してこれらの加圧力（P) (P)が相殺される。これにより、エキスパンド加工時に生じることのある仕切り壁部 (4)の屈曲を防止できる。そのため、接合構造体 (A1) (第 1 部材（1) )の曲げ強度を仕切り壁部 (4)によって確実に向上できる。

[0075] さらに、第 1部材（1)は、断面四角形状の角管状体からなり、第 2部材 (5)の揷通孔

(5)は、第 1部材（1)の断面形状に対応した断面形状に形成されていることから、第 1 部材（1)が第 2部材 (5)の揷通孔 (6)内に挿通された状態にお!、てねじり強度が向上する。したがって、もし仮に第 2部材（5)に第 1部材（1)の周方向の荷重が加わつた場合であっても、第 2部材 (5)は第 1部材 (1)の周方向にずれ動き難くなる。

[0076] さらに、ダイ（11)の各ダイセグメント（11a)を第 1部材（1)の各角部（lb)に向かつて第 1部材（1)の半径方向外向きに移動させることにより、エキスパンド力卩ェを行うので、第 1部材（1)の各平坦壁部（la)よりも各角部（lb)の方が重点的にエキスパンド加工されて外側に大きく膨出される。そのため、ねじり強度が更に高くなる。したがつて、図 9に示すように、もし仮に第 1部材（1)の平坦壁部（la)と第 2部材（5)との間に隙間 (K)が生じた場合であっても、第 1部材（1)の周方向の荷重に対して十分なねじり強度を確保できる。

[0077] さらに、第 1部材（1)の各角部（lb)の断面形状が円弧状に形成されているので、第 2部材 (5)に第 1部材（1)の周方向の荷重が加わった場合において、第 1部材（1) の各角部（lb)に応力が集中するのを確実に防止できる。そのため、強度的信頼性が向上する。

[0078] さらに、ダイ（11)の外周面に、第 1部材（1)の揷通孔（6)内への挿通部分（2a)の軸方向両側近傍部分 (2b) (2b)を外側に局部的に膨出させる 2個の凸部（12) (12) が設けられているので、このダイ（11)を用いてエキスパンド力卩ェを行うことにより、第 1 部材（1)の揷通孔（6)内への挿通部分（2a)の軸方向両側近傍分（2b) (2b)が外側に局部的に且つ確実に膨出される。そのため、抜け強度が確実に向上する。したがつて、もし仮に第 2部材（5)に第 1部材（1)の軸方向の荷重が加わった場合であっても、第 2部材 (5)は第 1部材 (1)の軸方向にずれ動き難くなる。

[0079] 図 10及び図 11は、本発明の第 2実施形態に係る接合構造体 (A2)を説明する図である。これらの図には、上記第 1実施形態の接合構造体 (A1)の要素と同一の要素には同一の符号が付されている。本第 2実施形態の接合構造体 (A2)の構造について、上記第 1実施形態の接合構造体 (A1)とは異なる構成を中心に以下に説明する

[0080] この接合構造体 (A2)では、図 11に示すように、第 2部材（5)の揷通孔（6)の周縁部には、第 1部材（1)の軸方向（即ち、第 2部材 (5)の厚さ方向）の片側に突出した略短角筒状 (短角筒状)の座板部（8)が全周に亘つて一体形成されて!ヽる。この座板部（8)は、第 2部材 (5)の揷通孔 (6)の周縁部が全周に亘つて略短角筒状に屈曲されること〖こより形成されたものである。この座板部（8)は、第 2部材（5)が第 1部材（1) に接合された状態において第 1部材（ 1)の外周面に重合されるものである。 [0081] 第 2部材（5)及び座板部（8)の肉厚は、互いに同じであり、例えば 0. 5〜： LOmmの範囲内である。また、座板部（8)の突出長さは例えば l〜50mmの範囲内である。ただし本発明では、第 2部材 (5)及び座板部（8)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。

[0082] (30)は、環状の規制部材である。この規制部材（30)は、第 1部材（1)の外周面に重合された第 2部材 (5)の座板部（8)が第 1部材（1)の外周面力も捲り上がらないように座板部（8)を規制するものである。本実施形態では、この規制部材（30)は角環状である。

[0083] 規制部材（30)は、剛性を有するものであり、例えば金属からなり、詳述するとアルミ -ゥム又はアルミニウム合金力もなる。ただし本発明では、規制部材（30)の材質はァルミ-ゥム又はアルミニウム合金であることに限定されるものではなぐその他に、例えば、鉄、鋼、銅等の金属であっても良いし、セラミックやプラスチックであっても良い。

[0084] 規制部材（30)の中空部の断面における各辺の長さは、第 2部材（5)の座板部（8) の断面における各辺の長さよりも例えば 0. 5〜5mm大きく設定されている。規制部材 (30)の幅 (即ち、規制部材 (30)の第 1部材（1)軸方向に沿う長さ）は、第 2部材 (5 )の座板部（8)の突出長さに対して例えば 0. 5〜1倍の範囲内である。規制部材（30 )の肉厚は、エキスパンドカ卩ェ時に規制部材（30)〖こ加わる荷重に耐えうる肉厚に設定されており、例えば 1〜： LOmmの範囲内に設定されている。ただし本発明では、規制部材（30)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。

[0085] この接合構造体 (A2)では、第 1部材（ 1)が第 2部材 (5)の揷通孔 (6)内に挿通され且つ第 2部材 (5)の座板部（8)が第 1部材（1)の外周面に重合された状態で、第 1 部材（1)の揷通孔（6)内への挿通部分（2a)及びその軸方向両側近傍部分（2b) (2 b)がエキスパンド加工されることで、第 2部材 (5)が第 1部材（1)に接合されている。さらに、規制部材 (30)がエキスパンド加工時に蓄積された弾性復元力により座板部 (8)の外面に圧接固定されており、これにより規制部材 (30)が座板部（8)に外嵌状態に取り付けられている。

[0086] 本第 2実施形態における第 1部材（1)と第 2部材 (5)の接合方法について、上記第 1実施形態の接合方法とは異なる点を中心に以下に説明する。 [0087] 第 1部材（ 1)を第 2部材 (5)の揷通孔 (6)内に揷通するとともに、第 2部材 (5)の座板部（8)を第 1部材（1)の外周面に重合状態に配置する。この状態では、第 2部材（ 5)の座板部（8)と第 1部材（1)との間には僅かに隙間が生じている。さらに、規制部材（30)の中空部内に第 2部材（5)の座板部（8)を挿通して、座板部（8)の外面側に該座板部（8)を包囲するように規制部材（30)を配置する。この状態では、座板部（8 )は、エキスパンドカ卩ェ時に第 1部材（1)の外周面力不本意に捲り上がらないように規制部材 (30)によって規制されて、る。また、座板部（8)と規制部材 (30)との間には僅かに隙間が生じている。

[0088] 次いで、この状態で、上記第 1実施形態の接合方法と同様に、上記第 1実施形態の接合装置（10)を用いて第 1部材（1)の揷通孔（6)内への挿通部分（2a)及びその軸方向両側近傍部分（2b) (2b)を同時にエキスパンド加工する。これにより、第 2部材 (5)が第 1部材 (1)に接合されるとともに、更に、規制部材 (30)が第 2部材 (5)の座板部（8)に外嵌状態に取り付けられる。このエキスパンド加工時には、規制部材（3 0)によって第 2部材 (5)の座板部（8)が第 1部材（1)の外周面から不本意に捲り上がらな、ように規制されて、る。

[0089] 本第 2実施形態の接合方法は次の利点がある。

[0090] 第 2部材 (5)の座板部（8)を第 1部材（1)の外周面に重合状態に配置することにより、第 2部材 (5)の第 1部材（1)との接触面積が増加するから、接合強度が更に向上する。さらに、第 2部材 (5)の第 1部材（1)との接触面積の増加は、第 2部材 (5)の肉厚を増大させることで行われるものではなぐ第 2部材（5)の揷通孔（6)の周縁部に座板部（8)を設けることにより行われるので、接合構造体 (A2)の軽量ィ匕を図ることができる。

[0091] さらに、規制部材 (30)によって第 2部材 (5)の座板部（8)が第 1部材（1)の外周面力も捲り上がらな、ように座板部（8)を規制した状態で、エキスパンド加工を行うことにより、座板部（8)を第 1部材（1)の外周面に確実に面接触状態に当接させることができ、もって接合強度が確実に向上する。

[0092] 図 12及び図 13は、本発明の第 3実施形態に係る接合構造体 (A3)を説明する図である。これらの図には、上記第 1及び第 2実施形態の接合構造体 (Al) (A2)の要素と同一の要素に同一の符号が付されている。

[0093] 本第 3実施形態の接合構造体 (A3)は、上記第 2実施形態の接合構造体 (A2)における規制部材（30)をエキスパンドカ卩ェ後に取り除いたものである。

[0094] この接合構造体 (A3)では、規制部材 (30)が取り除かれているので、接合構造体（ A3)の更なる軽量化が図られて!/、る。

[0095] なお本発明では、規制部材 (30)は環状であって且つ周方向に複数個に分割されたものであっても良!、し、ある、は環状でなくても良、。

[0096] 図 14は、本発明の第 4実施形態に係る部材同士の接合方法を説明する図である。

この図には、上記第 1実施形態の接合構造体 (A1)の要素と同一の要素に同一の符号が付されている。本第 4実施形態の接合方法について上記第 1実施形態と異なる点を中心に以下に説明する。

[0097] この第 4実施形態では、第 1部材（1)は、断面四角形状の角管状体力なるものであって、その内部に、軸方向に延びた断面十字状 (又は + (プラス)）状の仕切り壁部 (4)と、該仕切り壁部 (4)で区画された 4個の断面四角形状の中空部（3) (3) (3) (3) とを有している。この第 1部材（1)の構成を以下に詳述する。

[0098] この第 1部材（1)では、その二対の対向する平坦壁部のうち、一対の対向する平坦壁部（la) (la)の幅方向中間部同士と、他の一対の平坦壁部（la) (la)の幅方向中間部同士とが、断面十字状の仕切り壁部 (4)により互いに連結されている。したがつて、第 1部材（1)の全体の断面形状は略田字状（田字状）に形成されている。また、この仕切り壁部 (4)は第 1部材（1)に一体形成されている。

[0099] この接合方法に用いる接合装置（10)のマンドレル（18)は、楔部（19)を中心に周方向に 4個に分割されている。したがって、このマンドレル（18)は、 4個のマンドレルセグメント（18a) (18a) (18a) (18a)が互いに組み合わされて構成されたものであり、また、マンドレル（18)の楔部（19)は、 4個の楔部セグメント（19a) (19a) (19a) (19a )が互いに組み合わされて構成されたものである。ダイ（11)は、上記第 1実施形態の接合装置（10)のダイと同様に 4個に分割されている。

[0100] 次に、本第 4実施形態の接合方法について以下に説明する。

[0101] まず、第 1部材（1)を第 2部材 (5)の揷通孔 (6)内に遊挿状態に挿入する。また、第 1部材（1)の各中空部（3)内における第 2部材（5)に対応する位置に、ダイ（11)のダィセグメント（11a)を 1個ずつ挿入配置する。さらに、第 1部材（1)の各中空部（3)内に、マンドレル（18)のマンドレルセグメント（18a)の楔部セグメント（19a)を 1個ずつ配置する。

[0102] 次いで、同図に示すように、第 1部材（1)の仕切り壁部 (4)を介して互いに隣り合う 2 個の中空部（3) (3)内に配置された楔部セグメント（19a) (19a)同士で仕切り壁部（ 4)を挟んだ状態で、これらの楔部セグメント（19a) (19a) (19a) (19a)を第 1部材（1 )の軸方向に同時に移動させることにより、各楔部セグメント（19a)を対応するダイセグメン Hlla)の楔孔部セグメント（14a)内に同時に差し込む。これにより、ダイ（11) の各ダイセグメント（11a)を第 1部材（1)の各角部（lb)に向かって第 1部材（1)の半径方向外向きに移動させ、第 1部材（1)の揷通孔 (6)内への挿通部分 (2a)及びその軸方向両側近傍部分（2b) (2b)を同時にエキスパンド加工する。その他の手順は、上記第 1実施形態の接合方法と同じである。

[0103] こうして、第 1部材 (1)と第 2部材 (5)が接合されて得られた接合構造体 (A4)によれば、第 1部材（1)は軸方向に延びた断面十字状の仕切り壁部 (4)を有する管状体からなるので、接合構造体 (A4) (第 1部材（1) )の曲げ強度を更に向上できる。

[0104] さらに、ダイ（11)の各ダイセグメント（11a)を第 1部材（1)の各角部（lb)に向かつて第 1部材（1)の半径方向外向きに移動させることにより、エキスパンド力卩ェを行うので、第 1部材（1)の各平坦壁部（la)よりも各角部（lb)の方が重点的にエキスパンド加工されて外側に大きく膨出される。そのため、ねじり強度が更に高くなる。

[0105] 図 15は、本発明の第 5実施形態に係る部材同士の接合方法を説明する図である。

この図には、上記第 1実施形態の接合構造体 (A1)の要素と同一の要素に同一の符号が付されている。本第 5実施形態の接合方法について上記第 1実施形態と異なる点を中心に以下に説明する。

[0106] この第 5実施形態では、第 1部材（1)は、断面四角形状の角管状体力もなるものであって、その内部に、軸方向に延びた断面 X字状の仕切り壁部 (4)と、該仕切り壁部 (4)で区画された 4個の断面三角形状の中空部（3) (3) (3) (3)とを有している。この第 1部材 (1)の構成を以下に詳述する。 [0107] この第 1部材（1)では、その二対の対向する角部のうち、一対の対向する角部（lb) (lb)同士と、他の一対の対向する角部（lb) (lb)同士とが、断面 X字状の仕切り壁部 (4)により互いに連結されている。また、この仕切り壁部 (4)は第 1部材（1)に一体形成されている。

[0108] この接合方法に用いる接合装置（10)のマンドレル（18)は、楔部（19)を中心に周方向に 4個に分割されている。したがって、このマンドレル（18)は、 4個のマンドレルセグメント（18a) (18a) (18a) (18a)が互いに組み合わされて構成されたものであり、また、マンドレル（18)の楔部（19)は、 4個の楔部セグメント（19a) (19a) (19a) (19a )が互いに組み合わされて構成されたものである。ダイ（11)は、楔孔部（14)を中心に第 1部材（1)の各角部（lb)に対応する位置で 4個に分割されている。

[0109] 次に、本第 5実施形態の接合方法について以下に説明する。

[0110] まず、第 1部材（1)を第 2部材 (5)の揷通孔 (6)内に遊挿状態に挿入する。また、第 1部材（1)の各中空部（3)内における第 2部材（5)に対応する位置に、ダイ（11)のダィセグメント（11a)を 1個ずつ挿入配置する。さらに、第 1部材（1)の各中空部（3)内に、マンドレル（18)のマンドレルセグメント（18a)の楔部セグメント（19a)を 1個ずつ配置する。

[0111] 次いで、同図に示すように、第 1部材（1)の仕切り壁部 (4)を介して互いに隣り合う 2 個の中空部（3) (3)内に配置された楔部セグメント（19a) (19a)同士で仕切り壁部（ 4)を挟んだ状態で、これらの楔部セグメント（19a) (19a) (19a) (19a)を第 1部材（1 )の軸方向に同時に移動させることにより、各楔部セグメント（19a)を対応するダイセグメン Hlla)の楔孔部セグメント（14a)内に同時に差し込む。これにより、ダイ（11) の各ダイセグメント（11a)を第 1部材（1)の各平坦壁部（la)に向かって第 1部材（1) の半径方向外向きに移動させ、第 1部材（1)の揷通孔 (6)内への挿通部分 (2a)及びその軸方向両側近傍部分（2b) (2b)を同時にエキスパンド加工する。その他の手順は、上記第 1実施形態の接合方法と同じである。

[0112] こうして、第 1部材 (1)と第 2部材 (5)が接合されて得られた接合構造体 (A5)によれば、第 1部材（1)は、軸方向に延びた断面 X字状の仕切り壁部 (4)を有する管状体からなるので、接合構造体 (A5) (第 1部材（1) )の曲げ強度を更に向上できる。 [0113] 図 16は、本発明の第 6実施形態に係る部材同士の接合方法を説明する図である。この図には、上記第 1実施形態の接合構造体 (A1)の要素と同一の要素に同一の符号が付されている。本第 6実施形態の接合方法について上記第 1実施形態と異なる点を中心に以下に説明する。

[0114] この第 6実施形態では、第 1部材（1)は、断面円形状の丸管状体力もなるものであつて、その内部に、軸方向に延びた断面 I字状の仕切り壁部 (4)と、該仕切り壁部 (4) で区画された 2個の断面半円形状の中空部（3) (3)とを有している。この第 1部材（1) の構成を以下に詳述する。

[0115] この第 1部材（1)では、その周壁部の一対の対向する部位同士が、断面 I字状の仕切り壁部 (4)により互いに連結されている。また、この仕切り壁部 (4)は第 1部材（1) に一体形成されている。

[0116] この接合方法に用いる接合装置（10)のマンドレル（18)は、楔部（19)を中心に周方向に 2個に分割されている。したがって、このマンドレル（18)は、 2個のマンドレルセグメント（18a) (18a)が互いに組み合わされて構成されたものであり、また、マンドレル（18)の楔部（19)は、 2個の楔部セグメント（19a) (19a)が互いに組み合わされて構成されたものである。ダイ（11)は、楔孔部（14)を中心に周方向に 2個に分割されている。

[0117] 次に、本第 6実施形態の接合方法について以下に説明する。

[0118] まず、第 1部材（1)を第 2部材 (5)の揷通孔 (6)内に遊挿状態に挿入する。また、第 1部材（1)の各中空部（3)内における第 2部材（5)に対応する位置に、ダイ（11)のダィセグメント（11a)を 1個ずつ挿入配置する。さらに、第 1部材（1)の各中空部（3)内に、マンドレル（18)のマンドレルセグメント（18a)の楔部セグメント（19a)を 1個ずつ配置する。

[0119] 次いで、同図に示すように、第 1部材（1)の仕切り壁部 (4)を介して互いに隣り合う 2 個の中空部（3) (3)内に配置された楔部セグメント（19a) (19a)同士で仕切り壁部（ 4)を挟んだ状態で、これらの楔部セグメント（19a) (19a)を第 1部材（1)の軸方向に同時に移動させることにより、各楔部セグメント（ 19a)を対応するダイセグメント（11a) の楔孔部セグメント（14a)内に同時に差し込む。これにより、ダイ（11)の各ダイセグメント（1 la)を第 1部材（1)の半径方向外向きに移動させ、第 1部材（1)の揷通孔 (6) 内への挿通部分（2a)及びその軸方向両側近傍部分（2b) (2b)を同時にエキスパンド加工する。その他の手順は、上記第 1実施形態の接合方法と同じである。

[0120] 以上の手順により、本第 6実施形態の接合構造体 (A6)が得られる。

[0121] 図 17は、本発明の第 7実施形態に係る部材同士の接合方法を説明する図である。

この図には、上記第 1実施形態の接合構造体 (A1)の要素と同一の要素に同一の符号が付されている。本第 7実施形態の接合方法について上記第 1実施形態と異なる点を中心に以下に説明する。

[0122] この第 7実施形態では、第 1部材（1)は、断面円形状の丸管状体力もなるものであつて、その内部に、軸方向に延びた断面十字状の仕切り壁部 (4)と、該仕切り壁部（ 4)で区画された 4個の断面 1Z4円形状の中空部（3) (3) (3) (3)とを有している。この第 1部材（1)の構成を以下に詳述する。

[0123] この第 1部材（1)では、その周壁部の二対の対向する部位同士が、断面十字状の仕切り壁部 (4)により互いに連結されている。また、この仕切り壁部 (4)は第 1部材（1 )に一体形成されている。

[0124] この接合方法に用いる接合装置（10)のマンドレル（18)は、楔部（19)を中心に周方向に 4個に分割されている。したがって、このマンドレル（18)は、 4個のマンドレルセグメント（18a) (18a) (18a) (18a)が互いに組み合わされて構成されたものであり、また、マンドレル（18)の楔部（19)は、 4個の楔部セグメント（19a) (19a) (19a) (19a )が互いに組み合わされて構成されたものである。ダイ（11)は、楔孔部（14)を中心に周方向に 4個に分割されて！、る。

[0125] 次に、本第 7実施形態の接合方法について以下に説明する。

[0126] まず、第 1部材（1)を第 2部材 (5)の揷通孔 (6)内に遊挿状態に挿入する。また、第 1部材（1)の各中空部（3)内における第 2部材（5)に対応する位置に、ダイ（11)のダィセグメント（11a)を 1個ずつ挿入配置する。さらに、第 1部材（1)の各中空部（3)内に、マンドレル（18)のマンドレルセグメント（18a)の楔部セグメント（19a)を 1個ずつ配置する。

[0127] 次いで、同図に示すように、第 1部材（1)の仕切り壁部 (4)を介して互いに隣り合う 2 個の中空部（3) (3)内に配置された楔部セグメント（19a) (19a)同士で仕切り壁部（ 4)を挟んだ状態で、これらの楔部セグメント（19a) (19a) (19a) (19a)を第 1部材（1 )の軸方向に同時に移動させることにより、各楔部セグメント（19a)を対応するダイセグメン Hlla)の楔孔部セグメント（14a)内に同時に差し込む。これにより、ダイ（11) の各ダイセグメント（11a)を第 1部材（1)の半径方向外向きに移動させ、第 1部材（1) の揷通孔（6)内への挿通部分（2a)及びその軸方向両側近傍部分（2b) (2b)を同時にエキスパンド加工する。その他の手順は、上記第 1実施形態の接合方法と同じである。

[0128] 以上の手順により、本第 7実施形態の接合構造体 (A7)が得られる。

[0129] 以上で、本発明の幾つかの実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に示したものに限定されるものではない。

[0130] 例えば、本発明では、第 1部材（1)の断面形状は四角形状であることに限定されるものではなぐその他に、例えば、五角形、六角形、七角形、八角形であっても良いし

、あるいは、図 16及び図 17に示したように円形状であっても良いし、楕円形状であつても良い。

[0131] また、第 2部材（5)の形状は円板状であることに限定されるものではなぐその他に、例えば、角板状であっても良いし、筒状であっても良い。

[0132] また本発明では、第 2部材 (5)の揷通孔 (6)の周面に、摩擦力を高めて接合強度を向上させるための溝 (ローレット溝等）が形成されて、ても良、し、あるいは食、込み凸部ゃ凹部が形成されてヽても良!、。

[0133] また本発明では、マンドレル（18)の楔部（19)をダイ（14)の楔孔部（14)内に差し込む際に、楔部（19)の表面と楔孔部（14)の周面との間に、摺動に伴う摩擦力が生じることから、この摩擦力を低減させるための処理を楔部（19)の表面と楔孔部（14) の周面との少なくとも一方の面に施しても良い。そのような処理として、楔部（19)の表面と楔孔部（14)の周面との少なくとも一方の面に、潤滑剤を付着させたり、窒化処理、硬質皮膜処理、 DLC処理等の表面処理を施したりすることが例示される。また本発明では、マンドレル（18)の楔部セグメント（19a)の、第 1部材（1)仕切り壁部 (4)との当接面 (摺動面）に、摩擦力を低減させるための上記の処理を施しても良い。実施例

[0134] 次に、本発明の具体的な実施例を以下に説明する。ただし本発明は、この実施例に限定されるものではない。

[0135] <実施例 >

図 1〜図 9に示した上記第 1実施形態の接合方法に従って第 1部材（1)と第 2部材（

5)を接合し、図 1及び図 2に示した接合構造体 (A1)を製造した。

[0136] 使用した第 1部材（1)の材質は、 JIS (日本工業規格）による合金番号 A6N01— T5 のアルミニウム合金である。また、第 1部材（1)の長さは 200mm、断面寸法 (外径）は

78 X 78mm,角部（lb)の曲率半径は 20mm、平坦壁部（la)及び角部（lb)の肉厚は 2mm、仕切り壁部（4)の肉厚は 2mmである。

[0137] 使用した第 2部材 (5)の材質は、第 1部材（1)と同じである。また、第 2部材 (5)の直径は 130mm、揷通孔（6)の断面寸法は 80 X 80mm、角部（7)の曲率半径は 22m m、肉厚は 10mmである。

[0138] また、接合構造体 (A1)において、第 1部材（1)の揷通孔 (6)内への挿通部分 (2a) の軸方向両側近傍部分（2b) (2b)の膨出高さは 3mm、その幅は 15mmである。

[0139] また、接合構造体 (A1)の第 1部材（1)の仕切り壁部 (4)には、エキスパンド加工による屈曲は生じていな力つた。したがって、接合構造体 (A1)は高い曲げ強度を有するものであることが分かった。

[0140] <比較例 >

第 1部材として仕切り壁部のない角管状体力もなるものを用いたこと以外は、上記実施例と同様に第 1部材と第 2部材を接合した。

[0141] 使用した第 1部材の材質及び寸法は、第 1部材が仕切り壁部を有していないことを除いて、実施例の第 1部材（1)と同じである。

[0142] 使用した第 2部材の材質及び寸法は、実施例の第 2部材 (5)と同じである。

[0143] [ねじり強度の比較]

実施例の接合構造体 (A1)のねじり強度と、比較例の接合構造体のねじり強度とを比較した。なお、ねじり強度は次のように測定した。

[0144] 第 1部材（1)を固定しておき、第 2部材 (5)に第 1部材（1)の周方向の荷重を加えることにより第 2部材（5)が第 1部材（1)の周方向に 0. 5° 回転したときのトルクを、ねじり強度として測定した。

[0145] その結果、実施例の接合構造体 (A1)のねじり強度は、比較例の接合構造体のねじり強度と同等であった。

[0146] [抜け強度の比較]

実施例の接合構造体 (A1)の抜け強度と、比較例の接合構造体の抜け強度とを比較した。なお、抜け強度は次のように測定した。

[0147] 第 1部材（1)を固定しておき、第 2部材 (5)に第 1部材（1)の軸方向の荷重を加えることにより第 2部材 (5)が第 1部材（1)の軸方向に 0. 5mm変位したときの荷重を、抜け強度として測定した。

[0148] その結果、実施例の接合構造体 (A1)の抜け強度は、比較例の接合構造体の抜け強度と同等であった。

[0149] 以上のねじり強度の比較結果及び抜け強度の比較結果により、第 1部材（1)が仕切り壁部 (4)を有するものであっても、仕切り壁部のないものと同様に、第 1部材（1) と第 2部材 (5)を強固に接合できることを確認できた。

[0150] 本願は、 2006年 4月 13日付で出願された日本国特許出願の特願 2006— 11108

7号の優先権主張を伴うものであり、その開示内容は、そのまま本願の一部を構成するものである。

[0151] ここに用いられた用語及び表現は、説明のために用いられたものであって限定的に解釈するために用いられたものではなぐここに示され且つ述べられた特徴事項の如何なる均等物をも排除するものではなぐこの発明のクレームされた範囲内における各種変形をも許容するものであると認識されなければならない。

[0152] 本発明は、多くの異なった形態で具現ィ匕され得るものであるが、この開示は本発明の原理の実施例を提供するものと見なされるべきであって、それら実施例は、本発明をここに記載しかつ Zまたは図示した好ましい実施形態に限定することを意図するものではないという了解のもとで、多くの図示実施形態がここに記載されている。

[0153] 本発明の図示実施形態を幾つカゝここに記載した力本発明は、ここに記載した各種の好まし、実施形態に限定されるものではなぐこの開示に基づヽて、わゆる当業者によって認識され得る、均等な要素、修正、削除、組み合わせ (例えば、各種実施形態に跨る特徴の組み合わせ）、改良及び Z又は変更を有するありとあらゆる実施形態をも包含するものである。クレームの限定事項はそのクレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきであり、本明細書あるいは本願のプロセキューシヨン中に記載された実施例に限定されるべきではなぐそのような実施例は非排他的であると解釈されるべきである。

産業上の利用可能性

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、その他の自動車の部品、あるいは自動車以外の製品として、例えば配管材、自転車の部品に用いられる部材同士の接合方法及びそれに用いられる接合装置に利用可能である。

Claims

請求の範囲

[1] 軸方向に延びた仕切り壁部、及び該仕切り壁部で区画された複数個の中空部を有する管状体からなる第 1部材と、第 1部材が揷通される揷通孔を有する第 2部材と、を用い、

第 1部材の各中空部内に、ダイのダイセグメントとマンドレルの楔部セグメントとを配置し、次いで、第 1部材の仕切り壁部を介して互いに隣り合う 2個の中空部内に配置された楔部セグメント同士で仕切り壁部を挟んだ状態で、各楔部セグメントを対応するダイセグメントの楔孔部セグメント内に同時に差し込むことにより、各ダイセグメントを第 1部材の半径方向外向きに移動させることで、エキスパンド加工を行うことを特徴とする部材同士の接合方法。

[2] 第 1部材は、断面多角形状の管状体からなり、

第 2部材の揷通孔は、第 1部材の断面形状に対応した断面形状に形成されている請求項 1記載の部材同士の接合方法。

[3] 第 1部材は、断面四角形状の管状体力もなるとともに、第 1部材の 4個の平坦壁部のうち少なくとも一対の対向する平坦壁部の幅方向中間部同士が仕切り壁部により互いに連結されており、

ダイは、第 1部材の各平坦壁部の幅方向中間部に対応する位置で分割されており第 2部材の揷通孔は、第 1部材の断面形状に対応した断面形状に形成されており、各ダイセグメントを第 1部材の各角部に向力つて第 1部材の半径方向外向きに移動させることで、エキスパンド加工を行う請求項 1記載の部材同士の接合方法。

[4] 第 1部材の角部の断面形状は略円弧状に形成されている請求項 2又は 3記載の部材同士の接合方法。

[5] ダイの外周面には、第 1部材の揷通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分を外側に局部的に膨出させる 2個の凸部が設けられている請求項 1記載の部材同士の接合方法。

[6] 第 2部材の揷通孔の周縁部に、第 1部材の軸方向に突出した座板部が一体に設けられており、

第 2部材の座板部を第 1部材の外周面に重合状態に配置し、且つ座板部の外面側に配置された規制部材により座板部が第 1部材の外周面力捲り上がらないように座板部を規制した状態で、エキスパンド加工を行う請求項 1記載の部材同士の接合方法。

[7] 請求項 1〜6のいずれかに記載の部材同士の接合方法により得られた部材同士の接合構造体。

[8] 軸方向に延びた仕切り壁部、及び該仕切り壁部で区画された複数個の中空部を有する管状体からなる第 1部材と、第 1部材が揷通される揷通孔を有する第 2部材と、が接合された部材同士の接合構造体であって、

[9] 第 1部材は、断面多角形状の管状体からなり、

第 2部材の揷通孔は、第 1部材の断面形状に対応した断面形状に形成されている請求項 8記載の部材同士の接合構造体。

[10] 第 1部材は、断面四角形状の管状体力もなるとともに、第 1部材の 4個の平坦壁部のうち少なくとも一対の対向する平坦壁部の幅方向中間部同士が仕切り壁部により互いに連結されており、

第 2部材の揷通孔は、第 1部材の断面形状に対応した断面形状に形成されており、第 1部材の揷通孔内への挿通部分及びその軸方向両側近傍部分における少なくとも各角部がエキスパンド加工されている請求項 8記載の部材同士の接合構造体。

[11] 第 1部材の角部の断面形状は略円弧状に形成されて!、る請求項 9又は 10記載の部材同士の接合構造体。

[12] 第 1部材の揷通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分が外側に局部的に膨出して、る請求項 8記載の部材同士の接合構造体。

[13] 第 2部材の揷通孔の周縁部に、第 1部材の軸方向に突出した座板部が一体に設けられており、

第 2部材の座板部が第 1部材の外周面に重合された状態で、座板部が第 1部材の外周面力捲り上がらないように座板部を規制した環状の規制部材が座板部に外嵌状態に取り付けられている請求項 8記載の部材同士の接合構造体。

[14] 軸方向に延びた仕切り壁部、及び該仕切り壁部で区画された複数個の中空部を有する管状体からなる第 1部材を、第 2部材に設けられた揷通孔内に挿通した状態で、第 1部材の揷通孔内への挿通部分及びその軸方向両側近傍部分をエキスパンドカロェすることにより、第 1部材と第 2部材を接合する接合装置であって、

楔部を有するとともに、該楔部を中心に周方向に複数個に分割されたエキスパンド加工用マンドレルと、

[15] ダイの外周面には、第 1部材の揷通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分を外側に局部的に膨出させる 2個の凸部が設けられている請求項 14記載の接合装置