WO2017169307A1 - 部材の接合方法 - Google Patents

Abstract

本発明の部材の接合方法では、挿入穴１４ａ，１５ａを有する鋼製部品１０と、中空状のアルミパイプ２０と、支持部品３０とを準備し、鋼製部品１０の挿入穴１４ａ，１５ａにアルミパイプ２０を挿入し、アルミパイプ２０を拡大変形させてアルミパイプ２０を鋼製部品１０にかしめ接合することを含む。このとき、かしめ接合は、かしめ領域に少なくとも支持部品３０の一部が配置された状態で行われる。

Description

部材の接合方法

　本発明は、部材の接合方法に関する。

　自動車の構造部材では、ハイテンション鋼と呼ばれる高強度の薄鋼板が使用されている。これらのハイテンション鋼は軽量化や安全性向上に有効ではあるが、アルミなどの低比重材料と比べると重い。また、ハイテンション鋼には、高強度ゆえに、成形性の低下、成形荷重の上昇、および寸法精度の低下などの問題がある。これらの問題を解決するために、近年、鋼板よりも比重が軽いアルミを用いた押し出し成形品や鋳造品、プレス成形品を鋼製部品と合わせて活用するマルチマテリアル化が行われている。

　マルチマテリアル化で問題となるのは鋼板製部品とアルミ部品の接合である。スポット溶接に代表される溶接技術においては鋼板とアルミ板の界面に脆弱な金属間化合物（ＩＭＣ：intermetallic compound）が生じるため、電磁成形接合、ボルトとナットに代表されるねじ締結、摩擦撹拌接合（ＦＳＷ：friction stir welding）、リベット、セルフピアスリベット（ＳＰＲ：self-piercing rivet）、メカニカルクリンチング、および接着などの接合技術が実用化されている。

　電磁成形によるかしめは、相手部品に嵌合させたパイプ状の部品の内側にソレノイド成形コイルを挿入し、コイルに衝撃電流を流すことによって生じる磁界の変化により、導体のパイプに誘導電流を誘起させる。コイルの１次電流による磁界と、パイプの周方向上に反対方向に流れる誘導電流との間に電磁力が発生し、このときパイプは外側に向かう力を受けるため拡大変形され相手部品にかしめ接合される。この接合方法は、電気伝導度の良い銅やアルミに適しており、自動車部品の接合においても一部で実用化されている。

　特許文献１には、マルチマテリアル化のための電磁成形によるかしめ接合技術が開示されている。特許文献１では、断面が中空の金属形材からなるバンパーリインフォースを電磁成形により拡大変形し、アルミニウム合金製のバンパーステイに設けられた穴部と嵌合させて接合している。

特開２００７－２８４０３９号公報

　特許文献１の電磁成形やその他の接合方法において、接合強度の向上が望まれている。接合強度の向上のためには、部材強度を向上させることが好ましい。そのためには、材料の高硬度化や板厚の増加が考えられる。しかし、部材の高硬度化に伴って衝撃時の割れの危険性が増大したり、板厚の増加に伴って部品重量が増加したりする。代替的には、接合強度の向上のために接合部にバーリング等の加工を施すことも考えられるが、接合部の形状によってはバーリング加工が難しい場合がある。また、バーリング加工可能な形状であっても、加工により工数が増加し、製造コストが増大する。

　本発明は、かしめ接合による部材の接合方法において、部材の重量増加を抑制しつつ、接合強度を向上させることを課題とする。

　本発明の部材の接合方法は、第１挿入穴を有する第１部材と、中空状の第２部材と、第３部材とを準備し、前記第１部材の前記第１挿入穴に前記第２部材を挿入し、前記第２部材を拡大変形させて前記第２部材を前記第１部材にかしめ接合することを含み、前記かしめ接合は、かしめ領域に少なくとも前記第３部材の一部が配置された状態で行われること含んでいる。

　この方法によれば、かしめ接合による部材の接合方法において、部材の重量増加を抑制しつつ、接合強度を向上できる。接合強度は、引抜強度と曲げ強度と疲労強度とを含む概念である。具体的には、かしめ領域に第３部材を配置しているので、抜け止めとして第２部材が第１部材から抜けるのを防止したり、補強材として第１部材や第２部材にかかる負荷を軽減したりできる。そのため、第１部材や第２部材の板厚を増加させることなく接合強度を向上でき、かしめ領域にのみ第３部材を配置すればよいため、重量増加を最小限にできる。ここで、かしめ領域とは、第１部材と第２部材の接合部およびその近傍のことをいう。

　前記第２部材と前記第３部材をさらにかしめ接合してもよい。

　前記第２部材と前記第３部材をさらにかしめ接合することで、第１部材と第２部材と第３部材とが一体としてかしめ接合され、接合強度をさらに向上できる。

　前記第３部材を、前記第１部材と前記第２部材の接合部に隣接して配置していてもよい。

　接合部に隣接して第３部材が配置されていることで、第２部材に引抜力が付加された際、第３部材が抜け止めとしての役割を果たすため、引抜強度を向上できる。また、第３部材は、接合部の近傍で補強材としての役割も果たすため、曲げ強度と疲労強度も向上する。

　前記第３部材は、挿通穴を備える中空状であり、前記第３部材を、軸線が前記第２部材の軸線と平行に延びるように配置し、前記第３部材の前記挿通穴に前記第２部材を挿入してかしめ接合してもよい。

　この方法によれば、特に引抜強度を向上できる。第２部材に引抜力が付加された際、第３部材がない場合に比べて、第２部材から第３部材を介して接合部を含む第１部材の広い領域に力が伝達されるため、応力が集中しない。そのため、第１部材の変形を抑制でき、変形に伴って第２部材が第１部材から抜けることを防止できる。

　前記第３部材を、前記第３部材と前記第１部材が前記かしめ領域内で面接触するように、かつ、軸線が前記第２部材の軸線とは異なる方向に延びるように配置してもよい。

　この方法によれば、特にかしめ領域における曲げ強度を向上できる。第３部材がかしめ領域内で第１部材を面で支持することで、かしめ領域内で第１部材の板厚を増加させた場合と同様の曲げ強度を向上できる効果が得られる。

　前記第３部材の少なくとも一部を、前記第３部材と前記第２部材が前記かしめ領域内で面接触するように、前記第１部材と前記第２部材の接合部と同一平面内に配置してもよい。

　この方法によれば、特にかしめ領域における曲げ強度を向上できる。第３部材がかしめ領域内で第２部材を面で支持することで、かしめ領域内で第２部材の板厚を増加させた場合と同様の曲げ強度を向上できる効果が得られる。

　前記第１部材と前記第３部材は同種の材料であり、前記第３部材を前記第２部材の外側に配置し、前記第２部材と前記第３部材の間には絶縁材を介在させてもよい。

　この方法によれば、異種金属間で生じる電食を防止できる。具体的には、第１部材と第３部材を同種の材料にすることで、第１部材と第３部材の間には異種金属間で生じる電食が生じない。第２部材と第３部材は異種の材料であっても、第２部材と第３部材の間には接着剤が介在しているため、これらの間の電食を防止できる。特に、第１部材と第２部材が異種の材料であって、第１部材と第２部材がいずれかの端部で接触する場合、そのような端部に接着材を塗布して電食を防止することは難しく、本方法のように第３部材を介して電食を防止することが有効である。

　前記第３部材はシート状であり、前記第３部材を前記第２部材の周囲に巻き付けてもよい。

　第３部材がシート状であることで、第３部材の形状によって適用対象が限定されることがない。また、任意の範囲に第３部材を巻きつけることができ、接合強度とは無関係な部分に配置して重量が必要以上に増加することを防止できる。また、巻きつける厚みの変更によって重量や接合強度を変更でき、応用性がある。

　前記第１部材は、中空状であり、第２挿入穴を有し、前記第３部材は、中空状であり、前記第３部材を前記第１部材の前記第２挿入穴に挿入し、前記第２部材を拡大変形させ、前記第２部材を前記第１部材にかしめ接合してもよい。

　この方法によれば、第２部材に加わる引抜力や曲げ力が、第１部材と第３部材の両方に伝達されるので、引抜力や曲げ力が集中せず、接合部の接合強度が向上する。

　さらに前記第３部材を拡大変形させ、前記第３部材を前記第２部材にかしめ接合してもよい。

　この方法によれば、第２部材を第１部材にかしめ接合すると共に、第３部材を第２部材にかしめ接合するため、少なくとも２箇所でかしめ接合でき、接合強度を向上できる。

　前記第１部材と、前記第２部材と、前記第３部材との少なくともいずれかの間、または少なくともいずれかの端部に絶縁材を配置してもよい。

　この方法によれば、絶縁材によって異種金属間で生じる電食を防止できる。

　前記第１部材の前記第１挿入穴と、前記第２部材の外形とは相似形であってもよい。

　この方法によれば、かしめ接合時の第２部材の拡大変形量を最小限にでき、第２部材に対する負荷を軽減し、割れや意図しない変形を防止できる。

　本発明によれば、かしめ接合による第１部材と第２部材の接合方法において、第３部材を使用することで、部材の重量増加を抑制しつつ、接合強度を向上できる。

本発明の第１実施形態に係る第１部材と第２部材と第３部材とを示す斜視図。 図１の第１部材と第２部材と第３部材とを組み合わせた斜視図。 図２のかしめ接合前の斜視図。 図２のかしめ接合後の斜視図。 図４のかしめ領域の拡大断面図。 本発明の第１実施形態に係る第３部材の第１変形例の斜視図。 本発明の第１実施形態に係る第３部材の第２変形例の斜視図。 本発明の第１実施形態に係る第３部材の第３変形例の斜視図。 本発明の第１実施形態に係る第３部材の第４変形例の斜視図。 本発明の第２実施形態に係る第１部材と第２部材と第３部材とを示す斜視図。 本発明の第２実施形態に係るかしめ接合後のかしめ領域の拡大断面図。 本発明の第２実施形態に係る変形例の斜視図。 本発明の第２実施形態に係る第３部材の第１変形例の斜視図。 本発明の第２実施形態に係る第３部材の第２変形例の斜視図。 本発明の第２実施形態に係る第３部材の第３変形例の斜視図。 本発明の第２実施形態に係る第３部材の第４変形例の斜視図。 本発明の第２実施形態に係る第３部材の第５変形例の斜視図。 本発明の第２実施形態に係る第３部材の第６変形例の斜視図。 本発明の第３実施形態に係る第１部材と第２部材と第３部材とを示す斜視図。 図１９のかしめ接合後の接合部の拡大断面図。 本発明の第３実施形態に係る第１変形例の接合部の拡大断面図。 本発明の第３実施形態に係る第２変形例の接合部の拡大断面図。 本発明の第３実施形態に係る第３変形例の第１部材と第２部材と第３部材とを示す斜視図。 図２３のかしめ接合後の接合部の拡大断面図。 本発明の第４実施形態に係る第１部材と第２部材と第３部材とを示す斜視図。 図２５のかしめ接合後の接合部の拡大断面図。 本発明の第４実施形態に係る変形例の第１部材と第２部材と第３部材とを示す斜視図。 図２７のかしめ接合後の接合部の拡大断面図。

　以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

　以下で説明する各実施形態では、個々の部材の材料を例示しているが、全実施形態において個々の部材の材料は特に例示しているものに限定されず、任意の材料に対して本発明は適用できる。

（第１実施形態）
　図１を参照すると、本実施形態のかしめ接合方法は、鋼製部品（第１部材）１０とアルミパイプ（第２部材）２０を接合するものである。このかしめ接合方法では、まず、鋼製部品（第１部材）１０と、アルミパイプ（第２部材）２０と、支持部品（第３部材）３０とを準備する。

　鋼製部品１０は、ハイテンション鋼からなり、軸線Ｌ１が図１において前後方向に延びる四角管である。鋼製部品１０は、水平な底壁１１と、底壁１１から鉛直上方へ立ち上がる２つの側壁１２，１３と、２つの側壁１２，１３の上端部を接続する水平な頂壁１４と、底壁１１と頂壁１４との中間で２つの側壁１２，１３を接続する水平な仕切壁１５とを備える。頂壁１４と仕切壁１５には、四角形の挿入穴（第１挿入穴）１４ａ，１５ａがそれぞれ設けられている。挿入穴１４ａ，１５ａは、平面視で重なるように設けられている。即ち、挿入穴１４ａ，１５ａは、水平方向に位置合わせされている。鋼製部品１０では、頂壁１４と側壁１２，１３と仕切壁１５とによって、両端に開口部１６を有する空間１７ａが画定されている。また、鋼製部品１０では、仕切壁１５と側壁１２，１３と底壁１１とによって、両端に開口部１６を有する空間１７ｂが画定されている。従って、鋼製部品１０は、後述のように開口部１６から空間１７ａ，１７ｂに支持部品３０を挿入可能に形成されている。

　本実施形態のアルミパイプ２０は、アルミニウム合金からなる中空状で、その軸線Ｌ２が上下方向に延びる両端開口の四角管である。アルミパイプ２０の周壁２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄには、開口部は設けられていない。平面視において、アルミパイプ２０は、鋼製部品１０の挿入穴１４ａ，１５ａに挿入可能なように、挿入穴１４ａ，１５ａの形状と相似形でわずかに挿入穴１４ａ，１５ａより小さな外形を有している。

　支持部品３０は、アルミニウム合金製の４つの周囲壁３１ａ～３１ｄからなる。支持部品３０は、中央に周囲壁３１ａ～３１ｄによって画定された挿通穴３２を備える中空状であり、その軸線Ｌ３がアルミパイプ２０の軸線Ｌ２と平行に延びるように配置されている。本実施形態の支持部品３０は、周囲壁３１ａ～３１ｄが挿通穴３２からそれぞれ外側へ向かって延びたフランジ部３３が設けられており、即ち平面視において概ね＃型である。支持部品３０の高さは、鋼製部品１０の底壁１１と仕切壁１５との間および仕切壁１５と頂壁１４との間に挿入可能な高さである。

　図２に示すように、接合前に、鋼製部品１０と、アルミパイプ２０と、支持部品３０とが、組み合わせられた状態で図示しないプレス機等に配置される。組み合わせ方の詳細を順に説明すると、まず、鋼製部品１０の底壁１１と仕切壁１５との間および仕切壁１５と頂壁１４との間に、支持部品３０をそれぞれ挿入し、鋼製部品１０の挿入穴１４ａ，１５ａと、支持部品３０の挿通穴３２とが平面視において位置合わせされるように配置する。次いで、アルミパイプ２０を、鋼製部品１０の挿入穴１４ａ，１５ａと、支持部品３０の挿通穴３２とに挿入して底壁１１に載置することで、かしめ接合前の組み合わせが完了する。

　図３に示すように、鋼製部品１０と、アルミパイプ２０と、支持部品３０とが組み合わせられた状態から、これらをかしめ接合するために、アルミパイプ２０内に弾性体４０を挿入する。弾性体４０は、ゴム材質であり、アルミパイプ２０内に挿入できるように寸法が決定された上下方向に延びる四角柱状である。

　図４に示すように、図３の状態から図示しないプレス装置等の圧子で弾性体４０を下方へ押圧すると、弾性体４０は上下方向の寸法が縮小するにつれて水平方向の寸法が拡大する。従って、アルミパイプ２０は、弾性体４０の弾性変形（膨張）に合わせて水平方向に拡大変形される。

　このようにして、図５に示すように、鋼製部品１０と、支持部品３０とに対して、アルミパイプ２０を拡大変形させてかしめ接合する。アルミパイプ２０は、鋼製部品１０との接合部１以外の部分が膨出し、鋼製部品１０とかしめ接合される。かしめ接合は、かしめ領域に少なくとも支持部品３０の一部が配置された状態で行われる。ここで、かしめ領域とは、鋼製部品１０とアルミパイプ２０の接合部１およびその近傍のことをいう。そのため、アルミパイプ２０は、支持部品３０の挿通穴３２の内面に沿って変形し、即ち支持部品３０の内面に押し付けられて支持部品３０とかしめ接合される。支持部品３０は、鋼製部品１０とアルミパイプ２０の接合部１に隣接して配置される。本実施形態では、支持部品３０の上端面と、鋼製部品１０の頂壁１４の下面とが接触し、かつ、支持部品３０の下端面と、鋼製部品１０の仕切壁１５の上面とが接触するように、支持部品３０はかしめ領域に配置される。また、支持部品３０の上端面と、鋼製部品１０の仕切壁１５の下面とが接触するように、かつ、支持部品３０の下端面と、鋼製部品１０の底壁１１の上面とが接触するように、支持部品３０はかしめ領域に配置される。

　本実施形態の方法によれば、かしめ接合による部材の接合方法において、部材の重量増加を抑制しつつ、接合強度を向上できる。接合強度は、引抜強度と曲げ強度と疲労強度とを含む概念である。具体的には、上述のようにかしめ領域に支持部品３０を配置しているので、抜け止めとしてアルミパイプ２０が鋼製部品１０から抜けるのを防止したり、補強材として鋼製部品１０やアルミパイプ２０にかかる負荷を軽減したりできる。そのため、鋼製部品１０やアルミパイプ２０の板厚を増加させることなく接合強度を向上でき、接合部１の近傍にのみ支持部品３０を配置すればよいため、重量増加を最小限にできる。

　また、アルミパイプ２０と支持部品３０をさらにかしめ接合することで、鋼製部品１０とアルミパイプ２０と支持部品３０とが一体としてかしめ接合され、接合強度をさらに向上できる。

　また、支持部品３０は、接合部１の近傍で補強材としての役割も果たすため、曲げ強度と疲労強度も向上する。

　また、アルミパイプ２０に引抜力が付加された際、支持部品３０がない場合に比べて、アルミパイプ２０から支持部品３０を介して接合部１を含む鋼製部品１０の広い領域に力が伝達されるため、応力が集中しない。そのため、鋼製部品１０の変形を抑制でき、変形に伴ってアルミパイプ２０が鋼製部品１０から抜けることをより効果的に防止できる。

　本実施形態では、弾性体４０を利用したアルミパイプ２０の拡大変形について説明したが、その態様は特に限定されない。代替的には、例えば、電磁成形、マンドレルや金型を利用した拡管加工等によってアルミパイプ２０を拡大変形させてもよい。これは以降の第２から第４実施形態でも同様である。

　本実施形態のかしめ接合方法の適用対象例としては、自動車用のバンパー部材等が挙げられる。即ち、鋼製部品１０は自動車用のバンパー部材であり、アルミパイプ２０は自動車用のバンパー部材に接続される支持パイプであり、支持部品３０はこれらと共に使用される補強部品である場合が適用対象例として挙げられる。

　また、本実施形態の支持部品３０の変形例として、平面視において図６から図９に示す形状が挙げられる。図６に示すのは、フランジ部３３を有していない純粋な四角管型の支持部品３０である。図７に示すのは、挿通穴３２を形成する４つの周囲壁３１ａ～３１ｄのうち、２つの周囲壁３１ａ，３１ｃが２つの周囲壁３１ｂ，３１ｄを超えてそれぞれ外側へ延出したフランジ部３３を有する支持部品３０である。図８に示すのは、挿通穴３２を形成する４つの周囲壁３１ａ～３１ｄの角部に円形状のフランジ部３３が設けられた支持部品３０である。図９に示すのは、互いに相似形の同心の四角管が各角部で接続された支持部品３０である。

（第２実施形態）
　図１０に示す本実施形態の接合方法は、支持部品３０に関する部分以外の構成は図１から図５の第１実施形態と同様である。従って、図１から図５に示した構成と同様の部分については同様の符号を付して説明を省略する。

　本実施形態の支持部品３０は、その軸線Ｌ３がアルミパイプ２０の軸線Ｌ２とは異なる方向（本実施形態では前後方向）に延びるように配置された四角管型である。支持部品３０は、水平な上壁３４と、水平な下壁３５と、それらを繋ぐ鉛直な２つの側壁３６，３７とから構成される。上壁３４と下壁３５には、四角形の挿通穴３４ａ，３５ａがそれぞれ設けられている。四角形の挿通穴３４ａ，３５ａは、アルミパイプ２０を挿入可能なように、アルミパイプ２０の外形と相似形でアルミパイプ２０の外形よりわずかに大きく形成されている。

　鋼製部品１０と、アルミパイプ２０と、支持部品３０とを組み合わせる際は、鋼製部品１０の底壁１１と仕切壁１５との間および仕切壁１５と頂壁１４との間に、支持部品３０，３０をそれぞれ挿入し、鋼製部品１０の挿入穴１４ａ，１５ａと、支持部品３０の挿通穴３４ａ，３５ａとが平面視において揃えられるように配置する。次いで、アルミパイプ２０を、鋼製部品１０の挿入穴１４ａ，１５ａと、支持部品３０の挿通穴３４ａ，３５ａとに挿入し、底壁１１に載置する。その状態から第１実施形態と同様に弾性体等を利用して、アルミパイプ２０を拡大変形させ、鋼製部品１０と支持部品３０にかしめ接合する。

　図１１に示すように、アルミパイプ２０は、鋼製部品１０との接合部１および支持部品３０との接合部１以外で膨出し、鋼製部品１０および支持部品３０とかしめ接合されている。このとき、支持部品３０と鋼製部品１０は、かしめ領域内で面接触している。

　本実施形態の方法によれば、特にかしめ領域における曲げ強度を向上できる。支持部品３０がかしめ領域内で鋼製部品１０を面で支持することで、かしめ領域内で鋼製部品１０の板厚を増加させた場合と同様の曲げ強度を向上できる効果が得られる。

　本実施形態の態様は、図１０に示されている態様に限定されず、図１２に示されているように、支持部品３０が鋼製部品１０の外側に配置されてもよい。そのような場合、鋼製部品１０は、仕切壁１５を有していない方が好ましい。上述のように、支持部品３０を鋼製部品１０の補強に使用するためには、支持部品３０と鋼製部品１０は、かしめ領域内で面接触している必要があるが、支持部品３０が鋼製部品１０の外側に配置された場合、支持部品３０は鋼製部品１０の内側の仕切壁とは接触できないためである。

　本実施形態の支持部品３０の変形例として、正面視において図１３から図１８に示す形状が挙げられる。図１３に示すのは、上壁３４のみからなる板状の支持部品３０である。図１４に示すのは、さらに側壁３６，３７を備えるチャネル型の支持部品３０である。図１５に示すのは、上壁３４と、下壁３５と、それらを中央で縦方向に接続する中間壁３８とを備えるＨ型の支持部品３０である。図１６に示すのは、図１５のＨ型の支持部品３０に対して、中央で横方向に延びる中間壁３９がさらに設けられた支持部品３０である。図１７に示すのは、四角型の支持部品３０の上壁３４と下壁３５とを中央で縦方向に接続する中間壁３８と、側壁３６，３７を中央で横方向に接続する中間壁３９とを備える支持部品３０である。図１８に示すのは、円形の支持部品３０である。円形の支持部品３０を使用する場合、鋼製部品１０の頂壁１４と仕切壁１５と底壁１１とは、対応する湾曲形状を有している必要がある。なお、このような変形例には、支持部品３０が点対称構造を有しておらず軸線Ｌ３（図１０参照）が正確に定義できない場合を含んでいるが、その場合の軸線Ｌ３は重心を通るように定義する。

（第３実施形態）
　図１９に示す本実施形態の接合方法は、支持部品３０に関する部分以外の構成は図１から図５の第１実施形態と同様である。従って、図１から図５に示した構成と同様の部分については同様の符号を付して説明を省略する。

　本実施形態の支持部品３０は、その軸線Ｌ３がアルミパイプ２０の軸線Ｌ２と平行な方向（本実施形態では一致）に延びるように配置された四角管型である。支持部品３０は、アルミパイプ２０に挿入可能なように、アルミパイプ２０の内形と相似形でわずかにアルミパイプ２０の内形より小さな四角形の外形を有している。

　図２０に示すように、支持部品３０の少なくとも一部は、鋼製部品１０とアルミパイプ２０の接合部１と同一平面内に配置されており、支持部品３０とアルミパイプ２０がかしめ領域内で面接触している。支持部品３０は、アルミパイプ２０に沿って変形されており、アルミパイプ２０と共に拡大変形されて鋼製部品１０にかしめ接合されている。

　本実施形態の方法によれば、特にかしめ領域における曲げ強度を向上できる。支持部品３０がかしめ領域内でアルミパイプ２０を面で支持することで、かしめ領域内でアルミパイプ２０の板厚を増加させた場合と同様の曲げ強度を向上できる効果が得られる。

　図２１に示すように、本実施形態の変形例として、支持部品３０は、アルミパイプ２０の外側に配置されてもよい。即ち、支持部品３０は、鋼製部品１０とアルミパイプ２０との間に配置されてもよい。その場合、鋼製部品１０と支持部品３０は同種の材料（例えばハイテンション鋼）とし、アルミパイプ２０と支持部品３０の間には絶縁性の接着剤（絶縁材）４１が介在していることが好ましい。接着剤４１は、絶縁性を有していればよく、その種類は特に限定されず、例えば発泡剤であってもよい。また、図２２に示すように、接着剤４１は、支持部材３０の端部にのみ配置されていてもよい。

　本変形例の方法によれば、異種金属間で生じる電食を防止できる。具体的には、鋼製部品１０と支持部品３０を同種の材料にすることで、鋼製部品１０と支持部品３０の間には異種金属間で生じる電食が生じない。アルミパイプ２０と支持部品３０は異種の材料であっても、アルミパイプ２０と支持部品３０の間には接着剤４１が介在しているため、これらの間の電食を防止できる。特に、鋼製部品１０とアルミパイプ２０が異種の材料であって、鋼製部品１０とアルミパイプ２０がいずれかの端部で接触する場合、そのような端部に接着材を塗布して電食を防止することは難しく、本方法のように支持部品３０を介して電食を防止することが有効である。また、接着剤４１は、アルミパイプ２０と支持部品３０の間の隙間の全てに配置せず、支持部品３０の端部に該隙間を封止するように配置した場合（図２２参照）でも、該隙間への水や空気の浸入を防止でき、電食対策は可能である。

　図２３，２４に示すように、本実施形態の他の変形例として、支持部品３０がシート状であり、支持部品３０をアルミパイプ２０の周囲に巻き付けてかしめ接合してもよい。

　支持部品３０がシート状であることで、支持部品３０の形状によって適用対象が限定されることがない。また、任意の範囲に支持部品３０を巻きつけることができ、接合強度とは無関係な部分に配置して重量が必要以上に増加することを防止できる。また、巻きつける厚みの変更によって重量や接合強度を変更でき、応用性がある。

（第４実施形態）
　図２５，２６に示す本実施形態の接合方法は、支持部品３０の挿入方向に関する部分以外の構成は図１０から図１１の第２実施形態と同様である。従って、図１０から図１１に示した構成と同様の部分については同様の符号を付して説明を省略する。

　本実施形態の鋼製部品１０は、中空状であり、側壁１２に支持部品３０を挿入するための挿入穴（第２挿入穴）１２ａを有する。本実施形態では、鋼製部品１０に仕切壁は設けられていないが、設けられていてもよい。

　本実施形態の支持部品３０は、中空状の四角管型である。支持部品３０は、その軸線Ｌ３が、鋼製部品１０の軸線Ｌ１と、アルミパイプの軸線Ｌ２とは異なる方向（本実施形態では軸線Ｌ１，Ｌ２に直交する方向）に延びるように配置されている。支持部品３０は、上壁３４と下壁３５にアルミパイプ２０を挿入可能なように、アルミパイプ２０の外形と相似形でわずかにアルミパイプ２０の外形より大きな四角形の挿通穴３４ａ，３５ａがそれぞれ設けられている。接合の際、支持部品３０を鋼製部品１０に挿入し、アルミパイプ２０を鋼製部品１０と支持部品３０に挿入した後、かしめ接合する。即ち、支持部品３０を鋼製部品１０の挿入穴１４ａに挿入し、アルミパイプ２０を鋼製部品１０の挿入穴１４ａと、支持部品３０の挿通穴３４ａ，３５ａとに挿入し、アルミパイプ２０を拡大変形させて鋼製部品１０と支持部品３０にかしめ接合する。

　本実施形態の方法によれば、アルミパイプ２０に加わる引抜力や曲げ力が、鋼製部品１０と支持部品３０の両方に伝達されるので、引抜力や曲げ力が集中せず、接合部１の接合強度が向上する。

　図２７，２８に示すように、本実施形態の変形例として、支持部品３０は、挿通穴を有していなくてもよい。その場合、アルミパイプ２０に支持部品３０挿通するための挿通穴２１が設けられる。接合の際、アルミパイプ２０を鋼製部品１０に挿入し、支持部品３０を鋼製部品１０とアルミパイプ２０に挿入した後、かしめ接合する。即ち、本変形例の接合方法では、まず、アルミパイプ２０を鋼製部品１０の挿入穴１４ａに挿入し、アルミパイプ２０を拡大変形させ、アルミパイプ２０を鋼製部品１０にかしめ接合する。次に、支持部品３０を鋼製部品１０の挿入穴１４ａと、アルミパイプ２０の挿通穴２１とに挿入し、支持部品３０を拡大変形させ、支持部品３０を鋼製部品１０とアルミパイプ２０にかしめ接合する。

　本変形例の方法によれば、アルミパイプ２０を鋼製部品１０にかしめ接合すると共に、支持部品３０をアルミパイプ２０にかしめ接合するため、少なくとも２箇所でかしめ接合でき、接合強度を向上できる。

　また、第１から第４実施形態を通じて、異種金属材料間では図２１，２２に示すように接着剤４１が使用されていることが好ましい。即ち、鋼製部品（第１部材）１０と、アルミパイプ（第２部材）２０と、支持部品（第３部材）３０とが異種材料で形成されている場合、少なくとも１つの異種材料間に、または少なくとも１つの部材の端部に異種材料間の隙間を封止するように接着剤（絶縁材）が配置されていることが好ましい。これにより、接着剤（絶縁材）によって異種金属間で生じる電食を防止できる。

　また、第１から第４実施形態を通じて、鋼製部品１０の挿入穴１４ａ，１５ａと、アルミパイプ２０の外形とは、相似形であることが好ましい。本実施形態では、共に四角形で相似形であったが、これに限らず、多角形や円形で相似形であってもよい。これにより、かしめ接合時のアルミパイプ２０の拡大変形量を最小限にでき、アルミパイプ２０に対する負荷を軽減し、割れや意図しない変形を防止できる。

　　１　接合部
　　１０　鋼製部品（第１部材）
　　１１　底壁
　　１２，１３　側壁
　　１２ａ　挿入穴（第２挿入穴）
　　１４　頂壁
　　１４ａ　挿入穴（第１挿入穴）
　　１５　仕切壁　
　　１５ａ　挿入穴（第１挿入穴）
　　１６　開口部
　　１７ａ，１７ｂ　空間
　　２０　アルミパイプ（第２部材）
　　２１　挿通穴
　　３０　支持部品（第３部材）
　　３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ　周囲壁
　　３２　挿通穴
　　３３　フランジ部
　　３４　上壁
　　３４ａ　挿通穴
　　３５　下壁
　　３５ａ　挿通穴
　　３６，３７　側壁
　　３８，３９　中間壁
　　４０　弾性体
　　４１　接着剤（絶縁材）

Claims (12)

1. 　第１挿入穴を有する第１部材と、中空状の第２部材と、第３部材とを準備し、
   　前記第１部材の前記第１挿入穴に前記第２部材を挿入し、
   　前記第２部材を拡大変形させて前記第２部材を前記第１部材にかしめ接合することを含み、
   　前記かしめ接合は、かしめ領域に少なくとも前記第３部材の一部が配置された状態で行われる、部材の接合方法。
2. 　前記第２部材と前記第３部材をさらにかしめ接合する、請求項１に記載の部材の接合方法。
3. 　前記第３部材を、前記第１部材と前記第２部材の接合部に隣接して配置する、請求項１または請求項２に記載の部材の接合方法。
4. 　前記第３部材は、挿通穴を備える中空状であり、
   　前記第３部材を、軸線が前記第２部材の軸線と平行に延びるように配置し、
   　前記第３部材の前記挿通穴に前記第２部材を挿入してかしめ接合する、請求項１または請求項２に記載の部材の接合方法。
5. 　前記第３部材を、前記第３部材と前記第１部材が前記かしめ領域内で面接触するように、かつ、軸線が前記第２部材の軸線とは異なる方向に延びるように配置する、請求項１または請求項２に記載の部材の接合方法。
6. 　前記第３部材の少なくとも一部を、前記第３部材と前記第２部材が前記かしめ領域内で面接触するように、前記第１部材と前記第２部材の接合部と同一平面内に配置する、請求項１または請求項２に記載の部材の接合方法。
7. 　前記第１部材と前記第３部材は同種の材料であり、
   　前記第３部材を前記第２部材の外側に配置し、
   　前記第２部材と前記第３部材の間には絶縁材を介在させる、請求項６に記載の部材の接合方法。
8. 　前記第３部材はシート状であり、
   　前記第３部材を前記第２部材の周囲に巻き付ける、請求項６に記載の部材の接合方法。
9. 　前記第１部材は、中空状であり、第２挿入穴を有し、
   　前記第３部材は、中空状であり、
   　前記第３部材を前記第１部材の前記第２挿入穴に挿入し、
   　前記第２部材を拡大変形させ、前記第２部材を前記第１部材にかしめ接合する、請求項１または請求項２に記載の部材の接合方法。
10. 　さらに前記第３部材を拡大変形させ、前記第３部材を前記第２部材にかしめ接合する、請求項９に記載の部材の接合方法。
11. 　前記第１部材と、前記第２部材と、前記第３部材との少なくともいずれかの間、または、少なくともいずれかの端部に絶縁材を配置する、請求項１または請求項２に記載の部材の接合方法。
12. 　前記第１部材の前記第１挿入穴と、前記第２部材の外形とは相似形である、請求項１または請求項２に記載の部材の接合方法。

Images