WO2020262045A1 - 管状部材の結合装置、それを用いた異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法 - Google Patents

Abstract

管状部材の結合装置は、内側部材の周囲に外側部材が配置される状態で、内側部材及び外側部材を保持するための基台と、内側部材及び外側部材の径方向に移動可能に該基台に支持され、先端に突出部を有する複数の押圧部材と、押圧部材の終端と当接して、押圧部材を径方向内側に加圧可能な加圧部材と、押圧部材の移動方向と垂直な方向に、基台と加圧部材のいずれか一方を、他方に対して相対移動するように駆動する駆動機構と、を備える。駆動機構によって基台と加圧部材のいずれか一方を駆動して、押圧部材を径方向内側に変位させることで、突出部によって外側部材の周壁の一部を径方向内側に膨出させて、内側部材と外側部材とをかしめ結合する。

Description

管状部材の結合装置、それを用いた異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法

　本発明は、管状部材の結合装置、それを用いた異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法に関し、特に、自動車や鉄道車両等の輸送機器、建築物等の構造物に適用可能な管状部材の結合装置、それを用いた異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法に関する。

　例えば、自動車等の輸送機器の燃費の向上を図るため、車体重量の軽量化が進められている。軽量化としては、現在主要となっている鋼を、軽量素材であるアルミニウム合金、マグネシウム合金、炭素繊維などに置換する手段がある。しかし、全てをこれら軽量素材に置換するには、高コスト化や強度不足になる、といった課題があり、その解決策として、鋼と軽量素材を適材適所に組み合わせた、いわゆるマルチマテリアルと呼ばれる設計手法が注目を浴びている。

　鋼と上記軽量素材を組み合わせるには、必然的にこれらを接合する箇所が出てくる。鋼同士やアルミニウム合金同士、マグネシウム合金同士では容易である溶接が、異材では極めて困難であることが知られている。この理由として、鋼とアルミニウムあるいはマグネシウムの溶融混合部には極めて脆い性質である金属間化合物（ＩＭＣ）が生成し、引張や衝撃といった外部応力で溶融混合部が容易に破壊してしまうことにある。このため、抵抗スポット溶接法やアーク溶接法といった溶接法が異材接合には採用できず、他の接合法を用いるのが一般的である。鋼と炭素繊維の接合も、後者が金属ではないことから溶接を用いることができない。

　従来の異材接合技術の例としては、鋼素材と軽量素材の両方に貫通穴を設けてボルトとナットで該穴の両側から拘束する手段があげられる。また、他の例としては、かしめ部材を強力な圧力をかけて片側から挿入し、かしめ効果によって拘束する手段が知られている（例えば、特許文献１参照）。

　また、鋼素材と軽量素材とを接合する部位としては、上記平板同士を接合する場合以外に、管状部材と平板とを接合する場合や、管状部材と棒材とを接合する場合がある。

　特許文献２には、板状の鋼製部品の穴部にアルミパイプを挿通し、更にアルミパイプ内にゴムを挿入した状態で、ゴムの両端を圧縮してアルミパイプを拡大変形させ、鋼製部品にアルミパイプを接合する技術が開示されている。
　また、特許文献３では、鋼製の壁の開口に筒状部材を挿入し、筒状部材の内部に配置された弾性体を軸方向に圧縮させて筒状部材を２段階で拡管して、筒状部材と壁とを接合している。
　さらに、特許文献４では、ステンレスパイプとアルミ棒材とをレーザ溶接により、接合部を急冷凝固した状態を作り、鉄にアルミニウムが過飽和に固溶した過飽和固溶体相を含む組織として接合した技術が記載されている。

日本国特開２００２－１７４２１９号公報 日本国特開２０１６－１４７３０９号公報 米国特許第４３２０５６８号明細書 日本国特開２００６－２６７２４号公報

　ところで、特許文献２や３に記載の接合方法の場合、接合現場において、ゴムや弾性体を有する結合装置が必要となり、現場での接合作業が煩雑となる可能性がある。
　また、特許文献４に記載の接合方法の場合、十分な接合強度を得るためのレーザの溶接条件が厳しく、製品毎の条件設定が複雑であった。

　本発明は、上記事項に鑑みてなされたものであり、その目的は、管状の内側部材及び外側部材を、低コストで簡便に、且つ確実に結合でき、広範囲な分野に適用できる管状部材の結合装置、それを用いた異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法を提供することにある。

　本発明の上記目的は、以下の構成によって達成される。
（１）　管状の内側部材と、該内側部材の周囲に配置される管状の外側部材とを結合するための管状部材の結合装置であって、
　前記内側部材の周囲に前記外側部材が配置される状態で、前記内側部材及び前記外側部材を保持するための基台と、
　前記外側部材の周囲に、前記内側部材及び前記外側部材の径方向に移動可能に該基台に支持され、先端に突出部を有する複数の押圧部材と、
　前記押圧部材の終端と当接して、前記押圧部材を径方向内側に加圧可能な加圧部材と、
　前記押圧部材の移動方向と垂直な方向に、前記基台と前記加圧部材のいずれか一方を、
他方に対して相対移動するように駆動する駆動機構と、
を備え、
　前記駆動機構によって前記基台と前記加圧部材のいずれか一方を駆動して、前記押圧部材を径方向内側に変位させることで、前記突出部によって前記外側部材の周壁の一部を径方向内側に膨出させて、前記内側部材と前記外側部材とをかしめ結合する、管状部材の結合装置。
（２）　前記内側部材の内側に配置可能な柱状の中子を、さらに備える（１）に記載の管状部材の結合装置。
（３）　前記中子は、軸方向に沿って延びる複数の溝部を有し、
　前記中子は、前記複数の溝部と前記複数の押圧部材との各位相が一致するようにして、前記基台に取り付けられる、（２）に記載の管状部材の結合装置。
（４）　前記かしめ結合された前記内側部材と前記外側部材に対して、前記複数の押圧部材を径方向外側に変位させる押圧部材戻し機構を、さらに備える（１）～（３）のいずれかに記載の管状部材の結合装置。
（５）　前記基台は、前記複数の押圧部材を、前記外側部材の周囲で、前記内側部材及び前記外側部材の径方向に移動可能にそれぞれ支持する複数の非円形の支持孔を有し、円柱状に形成され、
　前記加圧部材は、該円柱状の基台の周囲を囲うように環状に形成されており、前記押圧部材の終端の傾斜面と対向する斜面を有する、（１）～（４）のいずれかに記載の管状部材の結合装置。

（６）　（１）～（５）のいずれかに記載の前記管状部材の結合装置を使用し、第１の材料からなる管状の第１の部材と、該第１の材料と異なる第２の材料からなる第２の部材とを接合してなる異材接合方法において、
　前記第１の材料と異なる第３の材料からなる管状の補助部材と、前記第１の部材のいずれか一方の前記内側部材の複数の穴が形成された部分の周囲に、前記補助部材と前記第１の部材のいずれか他方の前記外側部材を配置するように、前記内側部材と前記外側部材を前記基台にセットする工程と、
　前記内側部材に形成された複数の穴と対向する前記外側部材の周壁に向けて、前記押圧部材を径方向内側に変位させることで、前記外側部材の周壁の一部を径方向内側に膨出させて前記穴に対して嵌入させ、前記内側部材と前記外側部材とをかしめ結合する工程と、
　前記かしめ結合された前記内側部材と前記外側部材を前記基台から外す工程と、
　前記補助部材と前記第２の部材とを溶接することで、前記補助部材を介して前記第１の部材と前記第２の部材とを接合する工程と、
を有する異材接合方法。
（７）　前記複数の穴に対応する各位相に軸方向に沿って延びる複数の溝部を有する、前記内側部材の内側に配置可能な柱状の中子を備え、
　前記中子は、前記複数の溝部と前記複数の押圧部材との各位相が一致するようにして、前記基台に取り付けられ、
　前記セット工程において、前記内側部材は、前記複数の穴が前記中子の複数の溝部と各位相が一致するようにして、前記基台にセットされ、
　前記かしめ結合工程において、前記外側部材の周壁の一部は、前記内側部材の穴及び前記中子の溝部に嵌入させる（６）に記載の異材接合方法。
（８）　（３）に記載の前記管状部材の結合装置を使用し、第１の材料からなる管状の第１の部材と、該第１の材料と異なる第２の材料からなる第２の部材とを接合してなる異材接合方法において、
　前記第１の材料と異なる第３の材料からなる管状の補助部材と、前記第１の部材のいずれか一方の前記内側部材の周囲に、前記補助部材と前記第１の部材のいずれか他方の前記外側部材を配置するように、前記内側部材と前記外側部材を前記基台にセットする工程と、
　前記内側部材を介して前記中子に形成された複数の溝部と対向する前記外側部材の周壁に向けて、前記押圧部材を径方向内側に変位させることで、前記外側部材の周壁の一部を径方向内側に膨出させて前記内側部材に形成された窪みに対して嵌入させ、前記内側部材と前記外側部材とをかしめ結合する工程と、
　前記かしめ結合された前記内側部材と前記外側部材を前記基台から外す工程と、
　前記補助部材と前記第２の部材とを溶接することで、前記補助部材を介して前記第１の部材と前記第２の部材とを接合する工程と、
を有する異材接合方法。
（９）　前記内側部材が前記補助部材で、前記外側部材が前記第１の部材であり、
　前記補助部材の軸方向端部には、前記第１の部材の内径よりも大径の外周面を有する拡管部が設けられ、
　前記第１の部材の軸方向端部は、前記補助部材の拡管部と当接する、（６）～（８）のいずれかに記載の異材接合方法。
（１０）　前記第１の材料は、アルミニウム合金もしくはマグネシウム合金製と、鋼製と、非金属製とのいずれか一つであり、
　前記第２及び第３の材料は、前記アルミニウム合金もしくは前記マグネシウム合金製と、前記鋼製とのいずれか一つである、（６）～（９）のいずれかに記載の異材接合方法。

（１１）　（１）～（５）のいずれかに記載の前記管状部材の結合装置を使用し、管状部材と、該管状部材の材料と異なる材料からなり、前記管状部材と嵌合する管状の補助部材と、を備える異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法であって、
　前記管状部材と前記補助部材のいずれか一方の前記内側部材の複数の穴が形成された部分の周囲に、前記管状部材と前記補助部材のいずれか他方の前記外側部材を配置するように、前記内側部材と前記外側部材を前記基台にセットする工程と、
　前記内側部材に形成された複数の穴と対向する前記外側部材の周壁に向けて、前記押圧部材を径方向内側に変位させることで、前記外側部材の周壁の一部を径方向内側に膨出させて前記穴に対して嵌入させ、前記内側部材と前記外側部材とをかしめ結合する工程と、
　前記かしめ結合された前記内側部材と前記外側部材を前記基台から外す工程と、
を備える異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法。
（１２）　前記複数の穴に対応する各位相に軸方向に沿って延びる複数の溝部を有する、前記内側部材の内側に配置可能な柱状の中子を備え、
　前記中子は、前記複数の溝部と前記複数の押圧部材との各位相が一致するようにして、前記基台に取り付けられ、
　前記セット工程において、前記内側部材は、前記複数の穴が前記中子の複数の溝部と各位相が一致するようにして、前記基台にセットされ、
　前記かしめ結合工程において、前記外側部材の周壁の一部は、前記内側部材の穴及び前記中子の溝部に嵌入させる（１１）に記載の異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法。
（１３）　（３）に記載の前記管状部材の結合装置を使用し、管状部材と、該管状部材の材料と異なる材料からなり、前記管状部材と嵌合する管状の補助部材と、を備える異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法であって、
　前記管状部材と前記補助部材のいずれか一方の前記内側部材の周囲に、前記管状部材と前記補助部材のいずれか他方の前記外側部材を配置するように、前記内側部材と前記外側部材を前記基台にセットする工程と、
　前記内側部材を介して前記中子に形成された複数の溝部と対向する前記外側部材の周壁に向けて、前記押圧部材を径方向内側に変位させることで、前記外側部材の周壁の一部を径方向内側に膨出させて前記内側部材に形成された窪みに対して嵌入させ、前記内側部材と前記外側部材とをかしめ結合する工程と、
　前記かしめ結合された前記内側部材と前記外側部材を前記基台から外す工程と、
を備える異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法。
（１４）　前記内側部材が前記補助部材で、前記外側部材が前記管状部材であり、
　前記補助部材の軸方向端部には、前記管状部材の内径よりも大径の外周面を有する拡管部が設けられ、
　前記管状部材の軸方向端部は、前記補助部材の拡管部と当接する、（１１）～（１３）のいずれかに記載の異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法。
（１５）　前記管状部材の材料は、アルミニウム合金もしくはマグネシウム合金製と、鋼製と、非金属製とのいずれか一つであり、
　前記補助部材の材料は、前記アルミニウム合金もしくは前記マグネシウム合金製と、前記鋼製とのいずれか一つである、（１１）～（１４）のいずれかに記載の異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法。

　本発明の管状部材の結合装置によれば、管状の内側部材及び外側部材を、低コストで簡便に、且つ確実に結合でき、広範囲な分野に適用できる。

　また、本発明の異材接合方法によれば、管状の補助部材が管状の第１の部材と強固に結合されると共に、該補助部材と第２の部材とが溶接により接合されるので、異なる材料からなる第１の部材と第２の部材とを、補助部材を介して間接的に接合することができる。
　また、第１の部材に対する補助部材の取り付け位置に応じて、第１の部材の任意の位置に、第２の部材を接合することができる。
　さらに、管状の第１の部材と補助部材とを予め結合しておけば、補助部材と第２の部材とを一般的な溶接方法で容易に接合することができる。
　また、管状の第１の部材と補助部材とのかしめ部位を多く設けることができるので、結合強度をより強くすることができる。
　したがって、本発明は、異なる材料からなる部材を、低コストで簡便に、且つ確実に接合でき、広範囲な分野に適用できる。

　また、本発明の異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法によれば、管状の補助部材が管状部材と強固に結合されているので、管状部材と、該管状部材と異なる材料からなる部材とを、補助部材を介して間接的に接合することができる。
　また、管状部材に対する補助部材の取り付け位置に応じて、管状部材の任意の位置に、管状部材と異なる材料からなる部材を接合することができる。
　また、管状の第１の部材と補助部材とのかしめ部位を多く設けることができるので、結合強度をより強くすることができる。
　したがって、本発明は、異なる材料からなる部材を、低コストで簡便に、且つ確実に接合でき、広範囲な分野に適用できる。

本発明の第１実施形態に係る異材接合継手を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る異材接合方法の各工程を示す斜視図である。 第１実施形態の異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、中子の配置工程及びかしめ結合工程を示す斜視図である。 第１実施形態の異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、基台にパイプ及び補助部材が装着された状態を示す、図５ＡのＩＶ－ＩＶ線に沿った結合装置の横断面図である。 第１実施形態の異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、基台にパイプ及び補助部材が装着された状態を示す結合装置の断面図である。 第１実施形態の異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合されている状態を示す結合装置の断面図である。 第１実施形態の異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、押し子が戻され、かしめ結合が完了した状態を示す結合装置の断面図である。 第１実施形態の異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、補助部材付き管状部材を結合装置から外した状態を示す結合装置の断面図である。 第１実施形態の第１変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第１実施形態の第２変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第１実施形態の第３変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第１実施形態の第４変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第１実施形態の第５変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第１実施形態の結合装置の第１変形例において、押圧部材戻し機構として戻しばねを用い、かしめ結合されている状態を示す断面図である。 第１実施形態の結合装置の第１変形例において、押圧部材戻し機構として戻しばねを用い、押し子が戻され、かしめ結合が完了した状態を示す断面図である。 第１実施形態の結合装置の第２変形例において、押圧部材戻し機構として磁石を用い、かしめ結合されている状態を示す断面図である。 第１実施形態の結合装置の第２変形例において、押圧部材戻し機構として磁石を用い、押し子が戻され、かしめ結合が完了した状態を示す断面図である。 第１実施形態の結合装置の第３変形例において、押圧部材戻し機構として連結部材を用い、かしめ結合されている状態を示す断面図である。 第１実施形態の結合装置の第３変形例において、押圧部材戻し機構として連結部材を用い、押し子が戻され、かしめ結合が完了した状態を示す断面図である。 第１実施形態の結合装置の第４変形例において、押圧部材戻し機構としてエアサスペンションを用い、かしめ結合されている状態を示す断面図である。 第１実施形態の結合装置の第４変形例において、押圧部材戻し機構としてエアサスペンションを用い、押し子が戻され、かしめ結合が完了した状態を示す断面図である。 第１実施形態の結合装置の第５変形例において、基台にパイプ及び補助部材が装着された状態を示す断面図である。 第１実施形態の結合装置の第５変形例において、かしめ結合工程を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、中子の配置工程及びかしめ結合工程を示す斜視図である。 第２実施形態の異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第２実施形態の異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程及び接合体の外し工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の縦断面図である。 第２実施形態の第１変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第２実施形態の第２変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第２実施形態の第３変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第２実施形態の第４変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第２実施形態の第５変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 本発明の第３実施形態に係る異材接合方法の各工程を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、中子の配置工程及びかしめ結合工程を示す斜視図である。 第３実施形態の異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第３実施形態の異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程及び接合体の外し工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の縦断面図である。 第３実施形態の第１変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第３実施形態の第２変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第３実施形態の第３変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第３実施形態の第４変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第３実施形態の第５変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 本発明の第４実施形態に係る異材接合継手を示す斜視図である。 本発明の第４実施形態に係る異材接合方法の各工程を示す斜視図である。 第４実施形態の異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、中子の配置工程及びかしめ結合工程を示す斜視図である。 第４実施形態の異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、基台にパイプ及び補助部材が装着された状態を示す、図２５ＡのＸＸＩＶ－ＸＸＩＶ線に沿った結合装置の横断面図である。 第４実施形態の異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、基台にパイプ及び補助部材が装着された状態を示す結合装置の断面図である。 第４実施形態の異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合されている状態を示す結合装置の断面図である。 第４実施形態の異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、押し子が戻され、かしめ結合が完了した状態を示す結合装置の断面図である。 第４実施形態の異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、補助部材付き管状部材を結合装置から外した状態を示す結合装置の断面図である。 第４実施形態の第１変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第４実施形態の第２変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第４実施形態の第３変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第４実施形態の第４変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第４実施形態の第５変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 本発明の第５実施形態に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、中子の配置工程及びかしめ結合工程を示す斜視図である。 第５実施形態の異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第５実施形態の異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程及び接合体の外し工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の縦断面図である。 第５実施形態の第１変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第５実施形態の第２変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第５実施形態の第３変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第５実施形態の第４変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第５実施形態の第５変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 本発明の第６実施形態に係る異材接合方法の各工程を示す斜視図である。 本発明の第６実施形態に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、中子の配置工程及びかしめ結合工程を示す斜視図である。 第６実施形態の異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第６実施形態の異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程及び接合体の外し工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の縦断面図である。 第６実施形態の第１変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第６実施形態の第２変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第６実施形態の第３変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第６実施形態の第４変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 第６実施形態の第５変形例に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、かしめ結合工程を示す、パイプ、補助部材、中子及び押し子の横断面図である。 本発明の第７実施形態に係る異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法において、パイプ、補助部材、中子の配置工程及びかしめ結合後の異材接合用補助部材を示す斜視図である。 第７実施形態の異材接合方法において、溶接後の異材接合継手の断面図である。 本発明の第１変形例に係る異材接合補助部材付き管状部材の斜視図である。 本発明の第２変形例に係る異材接合補助部材付き管状部材の斜視図である。 図３９に示す異材接合補助部材付き管状部材を形成するための結合装置を示す断面図である。 図３９に示す異材接合補助部材付き管状部材を形成するための結合装置の変形例を示す断面図である。 本発明の第３変形例において、補助部材付き管状部材と板材とを接合する状態を示す斜視図である。 本発明の第４変形例に係る異材接合継手を示す斜視図である。 本発明の第５変形例に係る異材接合継手を示す斜視図である。 本発明の第６変形例に係る異材接合継手を示す斜視図である。 本発明の第７変形例に係る異材接合継手を示す斜視図である。 本発明の第８変形例に係る異材接合用補助部材付き管状部材を示す斜視図である。 本発明の第８変形例に係る異材接合方法、及び異材接合継手を示す斜視図である。 本発明の第９変形例に係る異材接合補助部材付き管状部材の斜視図である。 本発明の第１０変形例に係る異材接合補助部材付き管状部材の斜視図である。 本発明の第１１変形例において、補助部材付き管状部材と板材とを接合する状態を示す斜視図である。 本発明の第１２変形例に係る異材接合継手を示す斜視図である。 本発明の第１３変形例に係る異材接合継手を示す斜視図である。 本発明の第１４変形例に係る異材接合継手を示す斜視図である。 本発明の第１５変形例に係る異材接合継手を示す斜視図である。 本発明の異材接合継手が適用される自動車用のシートフレームを示す斜視図である。 本発明の異材接合継手が適用されるフレームを示す斜視図である。 本発明の異材接合継手が適用されるフレームを示す斜視図である。 図４９Ａに使用される接合体を示す斜視図である。

　以下、本発明の各実施形態に係る管状部材の結合装置、それを用いた異材接合方法及び異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法について、図面を参照して詳細に説明する。
　なお、以下に示す第１～第３実施形態は、第１の部材であるパイプ１を本発明の内側部材とし、補助部材３を本発明の外側部材とする形態を示したものであり、第４～第７実施形態は、第１の部材であるパイプ１を本発明の外側部材とし、補助部材３を本発明の内側部材とする形態を示したものである。また、第１、２、４、５、７実施形態においては、内側部材に複数の貫通穴１ａ、３ｆが形成されており、第３、６実施形態においては、貫通穴が形成されていない。

（第１実施形態）
　第１実施形態の異材接合方法は、アルミニウム合金又はマグネシウム合金（第１の材料）からなる円管状のパイプ（第１の部材、管状部材）１と、鋼製（第２の材料）からなる平板状の板材（第２の部材）２とを、鋼製（第３の材料）からなる円管状の補助部材３を用いて間接的に接合し、図１に示すような異材接合継手１０を得るものである。このため、異材接合継手１０では、以下詳述するように、補助部材３がパイプ１と強固に結合されていると共に、補助部材３と板材２とがアーク溶接等により接合されている。

　図２に示すように、パイプ１には、円周方向に所定の間隔で複数の貫通穴（本実施形態では、４つ）１ａが形成されている。複数の貫通穴１ａは、軸方向においてパイプ１の端部寄りの位置に形成されている。

　補助部材３は、パイプ１の端部に外嵌して取り付けられている。このため、補助部材３の内径は、パイプ１の外径より僅かに大きく設計されている。また、補助部材３は、図４及び図５Ａに示すような管状部材の結合装置３０によって、パイプ１の複数の貫通穴１ａに臨む周壁の一部が径方向内側に膨出し、複数の貫通穴１ａに対して嵌入される複数の嵌入部３ａを有する。これによって、補助部材３は、パイプ１とかしめ結合されている。嵌入部３ａの基部は、パイプ１の外周面と貫通穴１ａとの縁部全周に亘って接触しており、補助部材３は、パイプ１に対して軸方向に位置決めされると共に、回り止めされている。

　また、板材２と、該板材２の平面に載置された補助部材３の端部との隅部には、アーク溶接によって溶接金属Ｗが形成され、板材２と補助部材３が強固に接合されている。

　図４及び図５Ａに示す結合装置３０は、基台３１と、中子５と、押圧部材である複数の押し子８と、押圧部材戻し機構である戻しゴム３３と、加圧部材３４と、駆動機構であるポンプ３５と、を主に備える。

　基台３１は、円柱状に形成され、中央に上方に開口した凹部３１ａを有する。基台３１は、この凹部３１ａの底面に、パイプ１の周囲に補助部材３が配置される状態で、パイプ１及び補助部材３を保持する。凹部３１ａの内径は、補助部材３の外径よりも大きく形成されている。また、基台３１には、複数の押し子８を凹部３１ａ内に進出させるべく、複数の押し子８をパイプ１及び補助部材３の径方向に移動可能にそれぞれ支持する複数の非円形の支持孔３１ｂが円周方向等間隔に形成されている。なお、図では、８か所の支持孔３１ｂのうち、４箇所に押し子８が等間隔に配置されているが、結合強度に応じて、８箇所全てに押し子８が配置されてもよい。

　中子５は、鋼鉄製で柱状に形成され、基台３１の中心軸上に同心で、凹部３１ａの底面に取り付けられている。また、中子５の外径は、パイプ１の内側に配置可能なように、パイプ１の内径よりわずかに小さく設計されている。したがって、本実施形態では、中子５の周囲にパイプ１及び補助部材３を配置することで、パイプ１と補助部材３とが基台３１中心軸に対して同軸に配置される。
　なお、中子５は、凹部３１ａの底面に予め取り付けられておらず、パイプ１を基台３１に配置した後に、パイプ１の上方から挿入するようにしてもよい。この場合、パイプ１は、基台３１の中心軸と同心に配置される必要がある。

　複数の押し子８は、補助部材３の周囲で、パイプ１及び補助部材３の径方向に移動可能に基台３１の支持孔３１ｂに支持される。各押し子８は、支持孔３１ｂに対して断面寸法がわずかに小さな相似形状を有している。また、各押し子８は、凹部３１ａ寄りの先端に外径が貫通穴１ａの内径より小さい突出部８ａを有し、加圧部材３４寄りの終端に傾斜面８ｂを有する。

　戻しゴム３３は、各押し子８の先端で、突出部８ａの周囲に取り付けられており、突出部８ａが径方向内側に変位して、補助部材３を変形させる際に弾性変形する。

　加圧部材３４は、該円柱状の基台３１の周囲を囲うように環状に形成されており、押し子８の傾斜面８ｂと対向する斜面３４ａを有する。なお、本実施形態では、斜面３４ａの傾斜角度は、押し子８の傾斜面８ｂと同じ傾斜角度に設計されている。また、加圧部材３４の斜面３４ａと押し子８の傾斜面８ｂとは、上方に向かうほど中心軸から離れるように傾斜して形成されている。また、加圧部材３４の斜面３４ａは、押し子８の傾斜面８ｂの形状に応じて傾斜面８ｂごとにそれぞれ形成されてもよいが、本実施形態では、単一の円すい面としている。加圧部材３４の斜面３４ａを単一の円すい面とする場合、押し子８の傾斜面８ｂは、該円すい面に倣って上面視湾曲形状の部分円筒面にすることが好ましいが、押し子８が加圧部材３４の駆動によって移動できるならば、平面であってもよい。

　ポンプ３５は、加圧部材３４の下面に取り付けられており、加圧部材３４を、押し子８の移動方向と垂直な方向、即ち、上下方向に駆動する。ポンプ３５は、円周方向等間隔に複数配置され、加圧部材３４の下面を均等に上昇駆動するように構成されればよい。

　したがって、結合装置３０では、ポンプ３５が加圧部材３４を上方に駆動して、加圧部材３４が押し子８を径方向内側に変位させることで、押し子８の突出部８ａによって補助部材３の周壁の一部を径方向内側に膨出させて、パイプ１と補助部材３とをかしめ結合する。
　このため、ポンプ３５は、複数の押し子８の突出部８ａが補助部材３の周壁の一部を同時に変形させる強大な荷重を加圧部材３４に付与することができ、加圧部材３４は、押し子８の終端と当接して、押し子８を径方向内側に加圧可能である。

　このような異材接合継手１０の製造方法は、図２及び図３に示すように、まず、複数の貫通穴１ａが形成された円管状のパイプ１と、円筒状の補助部材３と、を用意する。パイプ１の複数の貫通穴１ａは、管状のブランク部材に対して図示しないパンチ等を用いて穿設される。なお、複数の貫通穴１ａは、図１に示すような円形に限らず、多角形など他の形状であってもよい。ただし、押し子８の先端形状も、貫通穴１ａの形状に合わせるのが好ましい。

　そして、図４及び図５Ａに示すように、結合装置３０の基台３１に対してパイプ１及び補助部材３をセットする。これにより、図３に示すように、補助部材３は、パイプ１の複数の貫通穴１ａが形成される部分の周囲に配置されるとともに、柱状の中子５は、パイプ１の内側に配置される。

　また、パイプ１を基台３１にセットする際、複数の押し子（押圧部材）８が、補助部材３の径方向外側で、パイプ１の複数の貫通穴１ａの各位相と対応する位置となるように配置される。

　そして、図５Ｂに示すように、ポンプ３５により、加圧部材３４を上方に駆動することで、パイプ１の複数の貫通穴１ａと対向する補助部材３の周壁に向けて、複数の押し子８を径方向内側に変位させる。これにより、押し子８の突出部８ａにより、補助部材３の周壁の一部が、径方向内側に膨出し、貫通穴１ａに対して嵌入することで、嵌入部３ａを形成し、パイプ１と補助部材３とがかしめ結合される。

　その後、図５Ｃに示すように、ポンプ３５により、加圧部材３４を下方に駆動することで、戻しゴム３３の作用により、押し子８は嵌入部３ａから退避するように、径方向外側へ移動する。そして、図５Ｄに示すように、パイプ１及び補助部材３を中子５及び基台３１から外すことで、パイプ１と補助部材３からなる接合体（異材接合用補助部材付き管状部材）４が得られる。

　その後、図２に戻って、接合体４の補助部材３と、板材２とがアーク溶接等により接合される。このアークによるすみ肉溶接は、鋼同士の溶接であるので、金属間化合物を生じることなく、強固に接合される。図２中、符号２３は、溶接トーチを表している。

　なお、本実施形態では、パイプ１をアルミニウム合金又はマグネシウム合金とし、板材２と補助部材３とを鋼製としているが、板材２と補助部材３の材料がパイプ１の材料と異なるものであればよく、各部材の材料はこれに限定されない。例えば、板材２と補助部材３の材料は、金属間化合物を生じることなく、融接を用いて互いに接合可能な材料であればよい。また、板材２と補助部材３の鋼製の組成は、互いに同一であっても異なるものであってもよい。
　また、パイプ１が鋼製、板材２がアルミニウム合金又はマグネシウム合金である場合には、補助部材３は、パイプ１の材料と異なる材料であればよく、例えば、板材２と同じ材料であるアルミニウム合金又はマグネシウム合金としてもよい。
　さらに、パイプ１は、金属材料でなく、炭素繊維強化樹脂などの樹脂材料を含む、非金属製であってもよい。その場合にも、板材２と補助部材３とは、金属材料であり、それぞれ鋼製であってもよいし、或いは、それぞれアルミニウム合金又はマグネシウム合金製であってもよい。

　また、パイプ１の断面形状は、円形に限らず、管状であれば任意であり、補助部材３の断面形状は、貫通穴１ａが形成される部分でパイプ１の外面に接触又は近接して、貫通穴１ａ内に嵌入部３ａが形成される形状であれば、パイプ１の形状と対応するものでもよいし、パイプ１の形状と異なる形状であってもよい。一方、中子５の断面形状は、パイプ１の断面形状と相似形状である必要がある。

　例えば、図６Ａでは、パイプ１は、断面形状が正八角形である角管部材とし、補助部材３も、断面形状が正八角形である角管部材とし、中子５も、断面形状が正八角形である角柱部材としている。また、パイプ１には、貫通穴１ａが１つおきの四辺に穿設されている。

　図６Ｂでは、パイプ１は、断面形状が正方形である角管部材とし、補助部材３も、断面形状が正方形である角管部材とし、中子５も、断面形状が正方形である角柱部材としている。また、パイプ１には、貫通穴１ａが各辺に穿設されている。

　図６Ｃでは、パイプ１は、断面形状が円形である円管部材とし、補助部材３は、断面形状が正方形である角管部材とし、中子５は、断面形状が円形である円柱部材としている。また、パイプ１には、貫通穴１ａが円周方向に９０°間隔で穿設されている。

　図６Ｄでは、パイプ１は、断面形状が円形である円管部材とし、補助部材３は、断面形状が正六角形である角管部材とし、中子５は、断面形状が円形である円柱部材としている。また、パイプ１には、貫通穴１ａが円周方向に１２０°間隔で穿設されている。

　図６Ｅでは、パイプ１は、断面形状が長方形である角管部材とし、補助部材３も、断面形状が長方形である角管部材とし、中子５も、断面形状が長方形である角柱部材としている。また、パイプ１には、貫通穴１ａが各辺に穿設されており、特に、長辺には、２つの貫通穴１ａが穿設されている。

　上述した図６Ａ～図６Ｅのいずれの変形例の場合も、パイプ１の縮管加工により補助部材３がパイプ１と強固に結合されていると共に、補助部材３と板材２とがアーク溶接等により接合される。
　なお、押し子８も、パイプ１や補助部材３の断面形状に応じて、配置や数が変更されるが、それに応じて、加圧部材３４の構成も適宜設計される。例えば、加圧部材３４は、押し子８がかしめ結合できる構成であれば、分割して構成されてもよい。

　以上説明したように、本実施形態の管状部材の結合装置３０によれば、パイプ１の周囲に補助部材３が配置される状態で、パイプ１及び補助部材３を保持するための基台３１と、補助部材３の周囲に、パイプ１及び補助部材３の径方向に移動可能に該基台３１に支持され、先端に突出部８ａを有する複数の押し子８と、押し子８の終端と当接して、押し子８を径方向内側に加圧可能な加圧部材３４と、押し子８の移動方向と垂直な方向に、加圧部材３４を、基台３１に対して相対移動するように駆動するポンプ３５と、を備える。そして、ポンプ３５によって加圧部材３４を駆動して、押し子８を径方向内側に変位させることで、突出部８ａによって補助部材３の周壁の一部を径方向内側に膨出させて、ポンプ１と補助部材３とをかしめ結合する。これにより、複数の嵌入部３ａを一度に形成することができ、管状のパイプ１及び補助部材３を、低コストで簡便に、且つ確実に結合でき、広範囲な分野に適用できる。

　また、結合装置３０は、パイプ１の内側に配置可能な柱状の中子５を、さらに備えるので、パイプ１及び補助部材３を安定して保持することができる。

　さらに、結合装置３０は、かしめ結合されたパイプ１と補助部材３に対して、複数の押し子８を径方向外側に変位させる戻しゴム３３を、さらに備えるので、ポンプ３５を加圧部材３４をかしめ結合する方向と反対方向に駆動した際に、押し子８の突出部８ａを嵌入部３ａから離すことができ、押し子８を接合体４から容易に分離することができる。

　また、基台３１は、複数の押し子８を、補助部材３の周囲で、パイプ１及び補助部材３の径方向に移動可能にそれぞれ支持する複数の非円形の支持孔３１ｂを有し、円柱状に形成され、加圧部材３４は、該円柱状の基台３１の周囲を囲うように環状に形成されており、押し子８の終端の傾斜面８ｂと対向する斜面３４ａを有する。これにより、コンパクトな構成で、複数の嵌入部３ａを一度に且つ安定して形成することができ、パイプ１及び補助部材３をより確実に結合できる。

　さらに、本実施形態の上記結合装置３０を使用する異材接合方法によれば、管状のパイプ１をアルミニウム合金又はマグネシウム合金からなるとし、平板状の板材２を鋼製からなるとする。この場合、該異材接合方法は、鋼製からなる管状の補助部材３を、パイプ１の複数の貫通穴１ａが形成された部分の周囲に配置するように、パイプ１と補助部材３を基台３１にセットする工程と、パイプ１に形成された複数の貫通穴１ａと対向する補助部材３の周壁に向けて、押し子８を径方向内側に変位させることで、補助部材３の周壁の一部を径方向内側に膨出させて貫通穴１ａに対して嵌入させ、パイプ１と補助部材３とをかしめ結合する工程と、かしめ結合されたパイプ１及び補助部材３を基台３１から外す工程と、補助部材３と板材２とを溶接することで、補助部材３を介してパイプ１と板材２とを接合する工程と、を有する。
　これにより、管状の補助部材３が管状のパイプ１と強固に結合されると共に、該補助部材３と板材２とが溶接により接合されるので、異なる材料からなるパイプ１と板材２とを、補助部材３を介して間接的に接合することができる。

　また、管状のパイプ１と補助部材３とを予め結合しておけば、補助部材３と板材２とを一般的な溶接方法で容易に接合することができる。
　したがって、本実施形態は、異なる材料からなるパイプ１と板材２とを、低コストで簡便に、且つ確実に接合でき、広範囲な分野に適用できる。

　また、本実施形態の上記結合装置３０を使用する異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法によれば、アルミニウム合金又はマグネシウム合金からなる管状のパイプ１と、鋼製からなり、パイプ１の周囲に配置される管状の補助部材３と、を備える。そして、該製造方法は、管状の補助部材３を、パイプ１の複数の貫通穴１ａが形成された部分の周囲に配置するように、パイプ１と補助部材３を基台３１にセットする工程と、パイプ１に形成された複数の貫通穴１ａと対向する補助部材３の周壁に向けて、押し子８を径方向内側に変位させることで、補助部材３の周壁の一部を径方向内側に膨出させて貫通穴１ａに対して嵌入させ、パイプ１と補助部材３とをかしめ結合する工程と、かしめ結合されたパイプ１及び補助部材３を基台３１から外す工程と、を備える。
　これにより、管状の補助部材３がパイプ１と強固に結合されているので、パイプ１と、該パイプ１と異なる材料からなる板材２とを、補助部材３を介して間接的に接合することができる。
　したがって、本実施形態は、異なる材料からなるパイプ１と板材２とを、低コストで簡便に、且つ確実に接合でき、広範囲な分野に適用できる。

　なお、結合装置３０は、パイプ１及び補助部材３がかしめ結合の際に基台１に安定して支持される場合には、中子を有しない構成であってもよい。

　また、結合装置３０は、戻しゴム３３の代わりに、押圧部材戻し機構として、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、戻しバネ３６が押し子８の先端に取り付けられてもよい。或いは、押圧部材戻し機構として、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、磁石３７が加圧部材３４の斜面３４ａに面するように設けられてもよい。この場合、磁石３７は、かしめ方向と反対方向に加圧部材３４が移動した際（ここでは、加圧部材３４が下方に移動した際）に、押し子８を吸着できる位置に配置される。
　また、押圧部材戻し機構として、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、押し子８と同じ位相に形成された加圧部材３４の複数のスリット３８内にそれぞれ設けられ、押し子８と加圧部材３４との間を連結する紐や鎖などの連結部材３９であってもよい。この場合も、連結部材３９は、かしめ方向と反対方向に加圧部材３４が移動した際に、押し子８を加圧部材側に引っ張るように長さが設定される。
　さらに、押圧部材戻し機構として、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、エアサスペンション４０が押し子８の先端に取り付けられてもよい。

　また、上記実施形態では、駆動機構として、ポンプ３５を使用しているが、該ポンプ３５は、電動、油圧、空圧いずれでもよく、また、他の駆動機構であってもよい。

　さらに、上記実施形態では、駆動機構は、基台３１に対して、加圧部材３４を上下方向に駆動しているが、これに限らず、加圧部材３４に対して、基台３１を上下方向に駆動するようにしてもよい。

　また、上記実施形態では、駆動機構によって、加圧部材３４を駆動して、複数の押し子８が一度に複数の嵌入部３ａを形成できる構成であるが、複数の嵌入部３ａを多段階で形成するように、複数の駆動機構及び加圧装置を用いて複数の押し子８を多段階で駆動する構成であってもよい。

　例えば、図１１Ａに示すように、結合装置３０Ａでは、図示しない駆動機構によって、基台３１を上下方向に駆動可能としている。また、加圧部材３４の斜面３４ａと押し子８の傾斜面８ｂとは、上記実施形態とは反対に、上方に向かうほど中心軸に近づくように形成されている。

　そして、図１１Ｂに示すように、駆動機構によって、基台３１を上方に駆動することで、パイプ１の複数の貫通穴１ａと対向する補助部材３の周壁に向けて、複数の押し子８を径方向内側に変位させる。これにより、押し子８の突出部８ａにより、補助部材３の周壁の一部が、径方向内側に膨出し、貫通穴１ａに対して嵌入することで、嵌入部３ａを形成し、パイプ１と補助部材３とがかしめ結合される。

（第２実施形態）
　次に、本発明の第２実施形態に係る異材接合方法について、図１２～図１５Ｅを参照して説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、説明を省略或いは簡略化する。

　第２実施形態では、図１２及び図１３に示すように、中子５は、パイプ１の複数の貫通穴１ａに対応する各位相に軸方向に沿って延びる複数（本実施形態では、４つ）の溝部５ａを有する。このため、本実施形態では、中子５は、複数の溝部５ａと押し子８の突出部８ａとの各位相が一致するようにして、基台３１に取り付けられており、複数の溝部５ａとパイプ１の複数の貫通穴１ａとの各位相が一致するようにして、パイプ１が基台３１の凹部３１ａにセットされる。
　なお、本実施形態の結合装置は、中子５以外の構成において、第１実施形態のものと同様である。

　これにより、図１３及び図１４に示すように、かしめ結合工程において、押し子８は、より深くまで径方向内側に押し込むことができ、補助部材３の周壁の一部は、パイプ１の貫通穴１ａ及び中子５の溝部５ａに嵌入する。即ち、本実施形態の嵌入部３ａは、パイプ１の内周面よりも径方向内側に膨出して、第１実施形態よりも深くまで形成されるので、かしめ接合強度が向上された異材接合継手１０及び接合体４を得ることができる。

　また、本実施形態では、図１５Ａ～図１５Ｅに示すような、第１実施形態の図６Ａ～６Ｅと同様な断面形状を有するパイプ１及び補助部材３との組合せにおいても、溝部５ａを有する中子５を用いて、かしめ接合強度が向上された異材接合継手１０及び接合体４を得ることができる。
　その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

（第３実施形態）
　次に、本発明の第３実施形態に係る異材接合方法について、図１６～図２０Ｅを参照して説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、説明を省略或いは簡略化する。

　第３実施形態では、図１６に示すように、第１及び第２実施形態と異なり、貫通穴が形成されていない円管状のパイプ１が使用される。一方、図１７に示すように、中子５は、第２実施形態と同様に、軸方向に沿って延びる複数の溝部５ａを有する円柱状のものが使用される。複数の溝部５ａは、円周方向に等間隔に形成されており、中子５は、複数の溝部５ａと押し子８の突出部８ａとの各位相が一致するようにして、基台３１に取り付けられている。したがって、本実施形態の結合装置は、第２実施形態のものと同様である。また、補助部材３は、第１及び第２実施形態と同様に、円管状のものが使用される。

　したがって、第３実施形態では、管状のパイプ１をアルミニウム合金又はマグネシウム合金からなるとし、平板状の板材２を鋼製からなるとした場合、鋼製からなる管状の補助部材３を、パイプ１の周囲に配置して、パイプ１と補助部材３とを基台３１の凹部３１ａにセットする。そして、ポンプ３５を駆動して、パイプ１を介して中子５に形成された複数の溝部５ａと対向する補助部材３の周壁に向けて、押し子８を径方向内側に変位させる。これにより、補助部材３の周壁の一部を径方向内側に膨出させることで、パイプ１には、中子５の複数の溝部５ａ内にそれぞれ入り込む複数の内向き凸部１ｂが形成され、補助部材３の周壁の一部は、パイプ１の複数の内向き凸部１ｂによって形成された複数の窪み１ｃに対してそれぞれ嵌入する複数の嵌入部３ａが形成され、パイプ１と補助部材３とがかしめ結合される。

　その後は、第１実施形態と同様に、接合体４が中子５及び基台３１から外され、さらに、補助部材３と板材２とを溶接することで、補助部材３を介してパイプ１と板材２とを接合して、異材接合継手１０が得られる。

　このように、第３実施形態の異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法、及び異材接合継手の製造方法によれば、貫通穴１ａを有しない円管状のパイプ１に対して、溝部５ａを有する中子５を用いてパイプ１と補助部材３とをかしめ結合する。これにより、パイプ１に貫通穴の穴開け作業を行なう必要がなくなるとともに、パイプ１を結合装置３０にセットする際の位相決め作業も不要となり、工程数を削減でき、製造コストを低減することができる。

　また、本実施形態では、図２０Ａ～図２０Ｅに示すような、第１実施形態の図６Ａ～６Ｅと同様な断面形状を有するパイプ１及び補助部材３との組合せにおいても、貫通穴１ａを有しないパイプ１に対して、溝部５ａを有する中子５を用いて、かしめ結合することができる。この場合も、製造工程数を削減できるメリットを有する。
　その他の構成及び作用については、第１実施形態のものと同様である。

（第４実施形態）
　次に、本発明の第４実施形態に係る異材接合方法について、図２１～図２６Ｅを参照して説明する。なお、第１実施形態と同一又は同等部分については、説明を省略或いは簡略化する。

　第４実施形態の異材接合方法は、アルミニウム合金又はマグネシウム合金（第１の材料）からなる円管状のパイプ（第１の部材、管状部材）１と、鋼製（第２の材料）からなる平板状の板材（第２の部材）２とを、鋼製（第３の材料）からなる円管状の補助部材３を用いて間接的に接合し、図２１に示すような異材接合継手１０を得るものである。このため、異材接合継手１０では、以下詳述するように、補助部材３がパイプ１と強固に結合されていると共に、補助部材３と板材２とがアーク溶接等により接合されている。

　図２２に示すように、補助部材３には、円周方向に所定の間隔で複数の貫通穴（本実施形態では、４つ）３ｆが形成されている。

　補助部材３は、パイプ１の端部に内嵌して取り付けられている。このため、補助部材３の外径は、パイプ１の内径より僅かに小さく設計されている。また、パイプ１は、図２４及び図２５Ａに示すような管状部材の結合装置３０Ｂによって、補助部材３の複数の貫通穴３ｆに臨む周壁の一部が径方向内側に膨出し、複数の貫通穴３ｆに対して嵌入される複数の嵌入部１ｆを有する。これによって、パイプ１と補助部材３とは、かしめ結合されている。嵌入部１ｆの基部は、パイプ１の内周面と貫通穴３ｆとの縁部全周に亘って接触しており、補助部材３は、パイプ１に対して軸方向に位置決めされると共に、回り止めされている。また、パイプ１と補助部材３とは、互いにかしめ結合された状態において、補助部材３の軸方向端部３ｂがパイプ１の軸方向端部１ｇから延出している。

　また、板材２と、該板材２の平面に載置された補助部材３の軸方向端部３ｂとの隅部には、アーク溶接によって溶接金属Ｗが形成され、板材２と補助部材３が強固に接合されている。なお、補助部材３の軸方向端部３ｂは、パイプ１の軸方向端部１ｇから延出しているので、板材２と容易に溶接することができる。

　このため、図２４及び図２５Ａに示す結合装置３０Ｂは、基台３１の凹部３１ａの底面に内側部材保持孔３１ｃが凹部３１ａと同軸に形成され、この内側部材保持孔３１ｃ内に、補助部材３の軸方向端部３ｂが支持されると共に、中子５が取り付けられる。したがって、本実施形態の結合装置３０Ｂは、基台３１以外の構成において、第１実施形態の結合装置３０と同様である。

　このような異材接合継手１０の製造方法は、図２２及び図２３に示すように、まず、円管状のパイプ１と、複数の貫通穴３ｆが形成された円筒状の補助部材３と、を用意する。補助部材３の複数の貫通穴３ｆは、管状のブランク部材に対して図示しないパンチ等を用いて穿設される。なお、複数の貫通穴３ｆは、図２１に示すような円形に限らず、多角形など他の形状であってもよい。ただし、押し子８の先端形状も、貫通穴３ｆの形状に合せるのが好ましい。

　そして、図２４及び図２５Ａに示すように、結合装置３０Ｂの基台３１に対してパイプ１及び補助部材３をセットする。これにより、図２３に示すように、パイプ１は、補助部材３の複数の貫通穴３ｆが形成される部分の周囲に、補助部材３の軸方向端部３ｂがパイプ１の軸方向端部１ｇから延出した状態で配置されるとともに、柱状の中子５は、補助部材３の内側に配置される。

　また、補助部材３を基台３１にセットする際、複数の押し子（押圧部材）８が、補助部材３の径方向外側で、補助部材３の複数の貫通穴３ｆの各位相と対応する位置となるように配置される。

　そして、図２５Ｂに示すように、ポンプ３５により、加圧部材３４を上方に駆動することで、補助部材３の複数の貫通穴３ｆと対向するパイプ１の周壁に向けて、複数の押し子８を径方向内側に変位させる。これにより、押し子８の突出部８ａにより、パイプ１の周壁の一部が、径方向内側に膨出し、貫通穴３ｆに対して嵌入することで、嵌入部１ｆを形成し、パイプ１と補助部材３とがかしめ結合される。

　その後、図２５Ｃに示すように、ポンプ３５により、加圧部材３４を下方に駆動することで、戻しゴム３３の作用により、押し子８は嵌入部１ｆから退避するように、径方向外側へ移動する。そして、図２５Ｄに示すように、パイプ１及び補助部材３を中子５及び基台３１から外すことで、パイプ１と補助部材３からなる接合体（異材接合用補助部材付き管状部材）４が得られる。

　その後、図２２に戻って、接合体４の補助部材３と、板材２とがアーク溶接等により接合される。このアークによるすみ肉溶接は、鋼同士の溶接であるので、金属間化合物を生じることなく、強固に接合される。図２２中、符号２３は、溶接トーチを表している。

　なお、本実施形態では、パイプ１をアルミニウム合金又はマグネシウム合金とし、板材２と補助部材３とを鋼製としているが、板材２と補助部材３の材料がパイプ１の材料と異なるものであればよく、各部材の材料はこれに限定されない。例えば、板材２と補助部材３の材料は、金属間化合物を生じることなく、融接を用いて互いに接合可能な材料であればよい。また、板材２と補助部材３の鋼製の組成は、互いに同一であっても異なるものであってもよい。
　また、パイプ１が鋼製、板材２がアルミニウム合金又はマグネシウム合金である場合には、補助部材３は、パイプ１の材料と異なる材料であればよく、例えば、板材２と同じ材料であるアルミニウム合金又はマグネシウム合金としてもよい。
　さらに、パイプ１は、金属材料でなく、炭素繊維強化樹脂などの樹脂材料を含む、非金属製であってもよい。その場合にも、板材２と補助部材３とは、金属材料であり、それぞれ鋼製であってもよいし、或いは、それぞれアルミニウム合金又はマグネシウム合金製であってもよい。

　また、パイプ１の断面形状は、円形に限らず、管状であれば任意であり、補助部材３の断面形状は、貫通穴３ｆが形成される部分でパイプ１の内面に接触又は近接して、貫通穴３ｆ内に嵌入部１ｆが形成される形状であれば、パイプ１の形状と対応するものでもよいし、パイプ１の形状と異なる形状であってもよい。一方、中子５の断面形状は、補助部材３の断面形状と相似形状である必要がある。

　例えば、図２６Ａでは、パイプ１は、断面形状が正八角形である角管部材とし、補助部材３も、断面形状が正八角形である角管部材とし、中子５も、断面形状が正八角形である角柱部材としている。また、補助部材３には、貫通穴３ｆが１つおきの四辺に穿設されている。

　図２６Ｂでは、パイプ１は、断面形状が正方形である角管部材とし、補助部材３も、断面形状が正方形である角管部材とし、中子５も、断面形状が正方形である角柱部材としている。また、補助部材３には、貫通穴３ｆが各辺に穿設されている。

　図２６Ｃでは、パイプ１は、断面形状が正方形である角管部材とし、補助部材３は、断面形状が円形である円管部材とし、中子５は、断面形状が円形である円柱部材としている。また、補助部材３には、貫通穴３ｆが円周方向に９０°間隔で穿設されている。

　図２６Ｄでは、パイプ１は、断面形状が正六角形である角管部材とし、補助部材３は、断面形状が円形である円管部材とし、中子５は、断面形状が円形である円柱部材としている。また、補助部材３には、貫通穴３ｆが円周方向に１２０°間隔で穿設されている。

　図２６Ｅでは、パイプ１は、断面形状が長方形である角管部材とし、補助部材３も、断面形状が長方形である角管部材とし、中子５も、断面形状が長方形である角柱部材としている。また、補助部材３には、貫通穴３ｆが各辺に穿設されており、特に、長辺には、２つの貫通穴３ｆが穿設されている。

　上述した図２６Ａ～図２６Ｅのいずれの変形例の場合も、パイプ１の縮管加工により補助部材３がパイプ１と強固に結合されていると共に、補助部材３と板材２とがアーク溶接等により接合される。

　以上説明したように、本実施形態の上記結合装置３０Ｂを使用する異材接合方法によれば、管状のパイプ１をアルミニウム合金又はマグネシウム合金からなるとし、平板状の板材２を鋼製からなるとする。この場合、該異材接合方法は、鋼製からなり、複数の貫通穴３ｆが形成された管状の補助部材３の周囲に、パイプ１を配置するように、パイプ１と補助部材３を基台３１にセットする工程と、補助部材３に形成された複数の貫通穴３ｆと対向するパイプ１の周壁に向けて、押し子８を径方向内側に変位させることで、パイプ１の周壁の一部を径方向内側に膨出させて貫通穴３ｆに対して嵌入させ、パイプ１と補助部材３とをかしめ結合する工程と、かしめ結合されたパイプ１及び補助部材３を基台３１から外す工程と、補助部材３と板材２とを溶接することで、補助部材３を介してパイプ１と板材２とを接合する工程と、を有する。
　これにより、管状の補助部材３が管状のパイプ１と強固に結合されると共に、該補助部材３と板材２とが溶接により接合されるので、異なる材料からなるパイプ１と板材２とを、補助部材３を介して間接的に接合することができる。

　また、管状のパイプ１と補助部材３とを予め結合しておけば、補助部材３と板材２とを一般的な溶接方法で容易に接合することができる。
　したがって、本実施形態は、異なる材料からなるパイプ１と板材２とを、低コストで簡便に、且つ確実に接合でき、広範囲な分野に適用できる。

　また、本実施形態の上記結合装置３０Ｂを使用する異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法によれば、アルミニウム合金又はマグネシウム合金からなる管状のパイプ１と、鋼製からなり、パイプ１の周囲に配置される管状の補助部材３と、を備える。そして、該製造方法は、複数の貫通穴３ｆが形成された管状の補助部材３の周囲に、パイプ１を配置するように、パイプ１と補助部材３を基台３１にセットする工程と、補助部材３に形成された複数の貫通穴３ｆと対向するパイプ１の周壁に向けて、押し子８を径方向内側に変位させることで、パイプ１の周壁の一部を径方向内側に膨出させて貫通穴３ｆに対して嵌入させ、パイプ１と補助部材３とをかしめ結合する工程と、かしめ結合されたパイプ１及び補助部材３を基台３１から外す工程と、を備える。
　これにより、管状の補助部材３がパイプ１と強固に結合されているので、パイプ１と、該パイプ１と異なる材料からなる板材２とを、補助部材３を介して間接的に接合することができる。
　したがって、本実施形態は、異なる材料からなるパイプ１と板材２とを、低コストで簡便に、且つ確実に接合でき、広範囲な分野に適用できる。

（第５実施形態）
　次に、本発明の第５実施形態に係る異材接合方法について、図２７～図３０Ｅを参照して説明する。なお、第４実施形態と同一又は同等部分については、説明を省略或いは簡略化する。

　第５実施形態では、図２７及び図２８に示すように、中子５は、補助部材３の複数の貫通穴３ｆに対応する各位相に軸方向に沿って延びる複数（本実施形態では、４つ）の溝部５ａを有する。このため、本実施形態では、中子５は、複数の溝部５ａと押し子８の突出部８ａとの各位相が一致するようにして、基台３１に取り付けられており、複数の溝部５ａと補助部材３の複数の貫通穴３ｆとの各位相が一致するようにして、補助部材３が基台３１の凹部３１ａにセットされる。
　なお、本実施形態の結合装置は、中子５以外の構成において、第４実施形態のものと同様である。

　これにより、図２８及び図２９に示すように、かしめ結合工程において、押し子８は、より深くまで径方向内側に押し込むことができ、パイプ１の周壁の一部は、補助部材３の貫通穴３ｆ及び中子５の溝部５ａに嵌入する。即ち、本実施形態の嵌入部１ｆは、補助部材３の内周面よりも径方向内側に膨出して、第４実施形態よりも深くまで形成されるので、かしめ接合強度が向上された異材接合継手１０及び接合体４を得ることができる。

　また、本実施形態では、図３０Ａ～図３０Ｅに示すような、第４実施形態の図２２Ａ～２２Ｅと同様な断面形状を有するパイプ１及び補助部材３との組合せにおいても、溝部５ａを有する中子５を用いて、かしめ接合強度が向上された異材接合継手１０及び接合体４を得ることができる。
　その他の構成及び作用については、第４実施形態のものと同様である。

（第６実施形態）
　次に、本発明の第６実施形態に係る異材接合方法について、図３１～図３５Ｅを参照して説明する。なお、第４実施形態と同一又は同等部分については、説明を省略或いは簡略化する。

　第６実施形態では、図３１に示すように、第４及び第５実施形態と異なり、貫通穴が形成されていない円管状の補助部材３が使用される。一方、図３２に示すように、中子５は、第５実施形態と同様に、軸方向に沿って延びる複数の溝部５ａを有する円柱状のものが使用される。複数の溝部５ａは、円周方向に等間隔に形成されており、中子５は、複数の溝部５ａと押し子８の突出部８ａとの各位相が一致するようにして、基台３１に取り付けられている。したがって、本実施形態の結合装置は、第５実施形態のものと同様である。また、補助部材３は、第４及び第５実施形態と同様に、円管状のものが使用される。

　したがって、第６実施形態では、管状のパイプ１をアルミニウム合金又はマグネシウム合金からなるとし、平板状の板材２を鋼製からなるとした場合、鋼製からなる管状の補助部材３の周囲に、パイプ１を配置して、パイプ１と補助部材３とを基台３１の凹部３１ａにセットする。そして、ポンプ３５を駆動して、補助部材３を介して中子５に形成された複数の溝部５ａと対向するパイプ１の周壁に向けて、押し子８を径方向内側に変位させる。これにより、パイプ１の周壁の一部を径方向内側に膨出させることで、補助部材３には、中子５の複数の溝部５ａ内にそれぞれ入り込む複数の内向き凸部３ｃが形成され、パイプ１の周壁の一部は、補助部材３の複数の内向き凸部３ｃによって形成された複数の窪み３ｄに対してそれぞれ嵌入する複数の嵌入部１ｆが形成され、パイプ１と補助部材３とがかしめ結合される。

　その後は、第４実施形態と同様に、接合体４が中子５及び基台３１から外され、さらに、補助部材３と板材２とを溶接することで、補助部材３を介してパイプ１と板材２とを接合して、異材接合継手１０が得られる。

　このように、第６実施形態の異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法、及び異材接合継手の製造方法によれば、貫通穴３ｆを有しない円管状の補助部材３に対して、溝部５ａを有する中子５を用いてパイプ１と補助部材３とをかしめ結合するので、補助部材３に貫通穴の穴開け作業を行なう必要がなくなるとともに、パイプ１を合装置３０Ｂにセットする際の位相決め作業も不要となり、工程数を削減でき、製造コストを低減することができる。

　また、本実施形態では、図３５Ａ～図３５Ｅに示すような、第４実施形態の図２６Ａ～２６Ｅと同様な断面形状を有するパイプ１及び補助部材３との組合せにおいても、貫通穴３ｆを有しない補助部材３に対して、溝部５ａを有する中子５を用いて、かしめ結合することができる。この場合も、製造工程数を削減できるメリットを有する。
　その他の構成及び作用については、第４実施形態のものと同様である。

（第７実施形態）
　次に、本発明の第７実施形態に係る異材接合方法について、図３６及び図３７を参照して説明する。なお、第４実施形態と同一又は同等部分については、説明を省略或いは簡略化する。

　第７実施形態では、補助部材３の軸方向端部３ｂには、パイプ１の内径よりも大径の外周面を有する拡管部３ｅが設けられる。具体的に、本実施形態では、拡管部３ｅの外径は、パイプ１の外径と略等しく形成される。これにより、補助部材３の周囲にパイプ１を配置する際に、パイプ１の軸方向端部１ｇは、補助部材３の拡管部３ｅ、即ち、拡管部３ｅによって形成された段差部分と当接させて、パイプ１と補助部材３とを軸方向に位置決めすることができる。また、図３７に示すように、接合体４が形成された後は、補助部材３の拡管部３ｅと板材２とがアーク溶接され、拡管部３ｅと板材２との隅部には溶接金属Ｗが形成される。

　したがって、本実施形態によれば、補助部材３に拡管部３ｅを設けることで、パイプ１の支持部材を設けることなく、補助部材３の軸方向端部３ｂをパイプ１の軸方向端部１ｇから延出した状態で、パイプ１を補助部材３の周囲に容易に配置することができる。
　また、補助部材３には、拡管部３ｅを形成するための拡管工程が必要となるが、パイプ１の軸方向端部１ｇと板材２との間にくびれ部分がなくなり、異材接合継手１０としての外観性を向上することができる。
　その他の構成及び作用については、第４実施形態のものと同様である。なお、本実施形態の拡管部を有する構成は、第５及び第６実施形態の補助部材３にも適用可能である。

　なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良等が可能である。

　以下、図３８～図４３Ｂは、パイプ１を内側部材、補助部材３を外側部材とした各変形例である。
　例えば、一対の補助部材３をパイプ１の両端部にかしめ結合することで、図３８に示すような接合体４を構成してもよい。

　また、図３９に示すように、異材接合用補助部材付き管状部材である接合体４には、補助部材３の嵌入部３ａが軸方向に複数（本実施形態では、２つ）並んで形成されるようにしてもよい。この場合、図４０に示すように、結合装置３０Ｃにおいて、押し子８が、上下方向に複数の突出部８ａを有する構成とすればよい。或いは、図４１に示すように、結合装置３０Ｄにおいて、突出部８ａをそれぞれ有する複数の押し子８が軸方向に並ぶ複数の支持孔３１ｂにそれぞれ配置される構成としてもよい。また、パイプ１には、貫通穴１ａが軸方向に複数並んで設けられている。

　このように、パイプ１と補助部材３とのかしめ部位を円周方向だけでなく、軸方向にも複数設けることで、パイプ１と補助部材３とをより強固に接合することができる。

　なお、補助部材３の嵌入部３ａが軸方向に複数形成される場合には、各軸方向位置における嵌入部３ａの円周方向位相を互いにずらすようにしてもよい。例えば、上方の嵌入部３ａと下方の嵌入部３ａが円周方向において等間隔で交互に配置されるようにしてもよい。また、この場合には、図示しないが、結合装置３０Ｄにおいて、上段における押し子８と下段における押し子８の円周方向位相を互いにずらすようにすればよい。

　さらに、図４２Ａに示すように、接合体４の端面（パイプ１及び補助部材３の端面）は、パイプ１の軸線方向に対して傾斜していてもよく、接合体４の軸線方向が板材２の法線に対して傾斜して接合することもできる。この場合、パイプ１及び補助部材３の端面は、パイプ１の縮管加工の後に斜めに切断してもよいし、縮管加工の前にそれぞれ斜めに切断していてもよい。

　また、図４２Ｂに示すように、接合体４は、板材２の面に対して、パイプ１の軸線が平行になるように、パイプ１と板材２とが接合させてもよい。この場合、補助部材３と板材２とは、補助部材３の円周方向２か所（片側のみ図示）にパイプ１の軸方向に沿ってアーク溶接が施されている。

　また、図４２Ｃに示すように、接合体４は、板材２に形成された半円筒形の凹部２ｄに補助部材３を介してパイプ１が収容されるようにして、パイプ１と板材２とが接合されてもよい。この場合、補助部材３と板材２とは、板材２の凹部２ｄと平面との境界部２箇所にパイプ１の軸方向に沿ってアーク溶接が施されている。

　また、図４２Ｄに示すように、接合体４は、パイプ１と他のパイプ９とが直交するようにして、補助部材３を介して互いに接合されてもよい。この場合、補助部材３の端面は、他のパイプ９の外周面９ａに対して全周に亘って接するように加工され、補助部材３の端面に沿ってアーク溶接が施されている。

　また、図４２Ｅに示すように、接合体４は、パイプ１と他のパイプ９とが直線状に連結するように、補助部材３を介して互いに接合されてもよい。この場合、補助部材３の端面と他のパイプ９の端面とが全周に亘って接し、これら端面に沿ってアーク溶接が施される。なお、パイプ１とパイプ９は同じ径でも良いし、異なる径とすることもできる。

　また、図４３Ａに示すように、嵌入部３ａが補助部材３の軸方向両端側に位置するようにして、補助部材３をパイプ１の軸方向中間部に配置した接合体４を形成することができる。このため、図４３Ｂに示すように、開口が形成された板材２を補助部材３の回りに挿通して、軸方向両側に位置する嵌入部３ａの軸方向中間部で、板材２と補助部材３との各隅部をアーク溶接などにより接合することで、板材２をパイプ１の軸方向中間部に接合することができる。

　また、図４４～図４６Ｅは、パイプ１を外側部材、補助部材３を内側部材とした各変形例である。
　例えば、補助部材３に設けられる複数の穴３ｆは、要求されるパイプ１との接合強度に応じて少なくとも２箇所あればよく、上記実施形態の４箇所に限定されるものでなく、例えば、図４４に示すような８箇所であってもよい。

　また、図４５に示すように、異材接合用補助部材付き管状部材である接合体４には、パイプ１の嵌入部１ｆが軸方向に複数（本実施形態では、２つ）並んで形成されるようにしてもよい。この場合、図示しないが、第４実施形態の結合装置３０Ｂに対して、結合装置３０Ｃの２つの突出部８ａを有する押し子８が適用されればよい。また、補助部材３には、貫通穴３ｆが軸方向に複数並んで設けられている。

　このように、パイプ１と補助部材３とのかしめ部位を円周方向だけでなく、軸方向にも複数設けることで、パイプ１と補助部材３とをより強固に接合することができる。

　さらに、図４６Ａに示すように、接合体４の端面（パイプ１及び補助部材３の端面）は、パイプ１の軸線方向に対して傾斜していてもよく、接合体４の軸線方向が板材２の法線に対して傾斜して接合することもできる。この場合、パイプ１及び補助部材３の端面は、パイプ１の縮管加工の後に斜めに切断してもよいし、縮管加工の前にそれぞれ斜めに切断していてもよい。

　また、図４６Ｂに示すように、接合体４は、板材２の面に対して、パイプ１の軸線が平行になるように、パイプ１と板材２とが接合させてもよい。この場合、補助部材３と板材２とは、補助部材３の円周方向２か所（片側のみ図示）にパイプ１の軸方向に沿ってアーク溶接が施されている。

　また、図４６Ｃに示すように、接合体４は、板材２に形成された半円筒形の凹部２ｄに補助部材３を介してパイプ１が収容されるようにして、パイプ１と板材２とが接合されてもよい。この場合、補助部材３と板材２とは、板材２の凹部２ｄと平面との境界部２箇所にパイプ１の軸方向に沿ってアーク溶接が施されている。

　また、図４６Ｄに示すように、接合体４は、パイプ１と他のパイプ９とが直交するようにして、補助部材３を介して互いに接合されてもよい。この場合、補助部材３の端面は、他のパイプ９の外周面９ａに対して全周に亘って接するように加工され、補助部材３の端面に沿ってアーク溶接が施されている。

　また、図４６Ｅに示すように、接合体４は、パイプ１と他のパイプ９とが直線状に連結するように、補助部材３を介して互いに接合されてもよい。この場合、補助部材３の端面と他のパイプ９の端面とが全周に亘って接し、これら端面に沿ってアーク溶接が施される。なお、パイプ１とパイプ９は同じ径でも良いし、異なる径とすることもできる。

　さらに、上記第１～第７実施形態では、中子５を鋼鉄製としているが、本発明の中子はこれに限らず、非鉄合金やセラミックなどの硬質材であってもよい。

　また、本発明の異材接合継手１０が適用される例としては、図４７に示すような、自動車用のシートフレームが挙げられる。具体的には、離間して対向配置される鋼製の一対のプレス板部材（サイドフレーム、第２の部材）２Ａ、２Ｂに対して、アルミニウム合金製のパイプ（第１の部材）１と鋼製の補助部材３とが結合された接合体４Ａ、４Ｂ、４Ｃを梁部材（連結部材）として、アーク溶接により接合することで、自動車用のシートフレームが得られる。この場合、接合体４Ａ，４Ｂ，４Ｃでは、パイプ１の両端部に一対の補助部材３が設けられており、各補助部材３が各プレス板部材２Ａ，２Ｂにそれぞれ接合される。このように構成されたシートフレームは、梁部材として鋼製の金属管が使用される一般的なものに比べて、軽量化を図ることができ、また、従来通りのアーク溶接設備にて製造することができる。

　また、本発明の異材接合継手１０の他の例としては、図４８に示すように、離間して対向配置される鋼製の一対の角形鋼管（サイドフレーム、第２の部材）２Ｃ、２Ｄに対して、アルミニウム合金製のパイプ（第１の部材）１と鋼製の補助部材３とが結合された接合体４Ａ、４Ｂを梁部材（連結部材）として、アーク溶接により接合することで、軽量かつ強固なフレームが得られる。この場合も、接合体４Ａ，４Ｂでは、パイプ１の両端部に一対の補助部材３が設けられており、各補助部材３が各角形鋼管２Ｃ，２Ｄにそれぞれ接合される。

　また、フレームの梁部材は、図４８に示すアルミニウム合金製のパイプ１の代わりに、図４９Ａに示すように、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）のパイプ１が使用されてもよい。具体的に、図４９Ｂに示すように、接合体４Ａ，４Ｂでは、内側部材となるパイプ１の両端部に、外側部材となる鋼製の一対の補助部材３がかしめ結合されている。この場合、第１実施形態で説明したように、補助部材３に形成された嵌入部３ａは、パイプ１の図示しない貫通穴に対して嵌入されている。そして、各補助部材３が各角形鋼管２Ａ，２Ｂにそれぞれ接合される。このように、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）を部分的に用いることにより、さらに軽量かつ強固なフレームが得られる。

　また、本発明の結合装置は、上記実施形態の異材接合方法や異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法での使用に限定されず、例えば、管状の内側部材と管状の外側部材が同じ材料である場合にも使用可能である。
　また、本発明の結合装置によって結合される内側の管状部材と外側の管状部材の少なくとも一方は、接合体の端部を覆うように、一端部が有底のものであってもよい。

　なお、本出願は、２０１９年６月２８日出願の日本特許出願（特願２０１９－１２２５１０）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。

１　　　パイプ（第１の部材、管状部材）
１ａ　　貫通穴（穴）
１ｆ　　嵌入部
２　　　板材（第２の部材）
３　　　補助部材
３ａ　　嵌入部
３ｆ　　貫通穴（穴）
４　　　接合体（異材接合用補助部材付き管状部材）
５　　　中子
８　　　押し子（押圧部材）
８ａ　　突出部
９　　　他のパイプ（第２の部材）
１０　　異材接合継手
３０　　管状部材の結合装置
３１　　基台
３３　　戻しゴム（押圧部材戻し機構）
３４　　加圧部材
３５　　ポンプ（駆動機構）

Claims (15)

1. 　管状の内側部材と、該内側部材の周囲に配置される管状の外側部材とを結合するための管状部材の結合装置であって、
   　前記内側部材の周囲に前記外側部材が配置される状態で、前記内側部材及び前記外側部材を保持するための基台と、
   　前記外側部材の周囲に、前記内側部材及び前記外側部材の径方向に移動可能に該基台に支持され、先端に突出部を有する複数の押圧部材と、
   　前記押圧部材の終端と当接して、前記押圧部材を径方向内側に加圧可能な加圧部材と、
   　前記押圧部材の移動方向と垂直な方向に、前記基台と前記加圧部材のいずれか一方を、他方に対して相対移動するように駆動する駆動機構と、
   を備え、
   　前記駆動機構によって前記基台と前記加圧部材のいずれか一方を駆動して、前記押圧部材を径方向内側に変位させることで、前記突出部によって前記外側部材の周壁の一部を径方向内側に膨出させて、前記内側部材と前記外側部材とをかしめ結合する、管状部材の結合装置。
2. 　前記内側部材の内側に配置可能な柱状の中子を、さらに備える請求項１に記載の管状部材の結合装置。
3. 　前記中子は、軸方向に沿って延びる複数の溝部を有し、
   　前記中子は、前記複数の溝部と前記複数の押圧部材との各位相が一致するようにして、前記基台に取り付けられる、請求項２に記載の管状部材の結合装置。
4. 　前記かしめ結合された前記内側部材と前記外側部材に対して、前記複数の押圧部材を径方向外側に変位させる押圧部材戻し機構を、さらに備える請求項１に記載の管状部材の結合装置。
5. 　前記基台は、前記複数の押圧部材を、前記外側部材の周囲で、前記内側部材及び前記外側部材の径方向に移動可能にそれぞれ支持する複数の非円形の支持孔を有し、円柱状に形成され、
   　前記加圧部材は、該円柱状の基台の周囲を囲うように環状に形成されており、前記押圧部材の終端の傾斜面と対向する斜面を有する、請求項１に記載の管状部材の結合装置。
6. 　請求項１に記載の前記管状部材の結合装置を使用し、第１の材料からなる管状の第１の部材と、該第１の材料と異なる第２の材料からなる第２の部材とを接合してなる異材接合方法において、
   　前記第１の材料と異なる第３の材料からなる管状の補助部材と、前記第１の部材のいずれか一方の前記内側部材の複数の穴が形成された部分の周囲に、前記補助部材と前記第１の部材のいずれか他方の前記外側部材を配置するように、前記内側部材と前記外側部材を前記基台にセットする工程と、
   　前記内側部材に形成された複数の穴と対向する前記外側部材の周壁に向けて、前記押圧部材を径方向内側に変位させることで、前記外側部材の周壁の一部を径方向内側に膨出させて前記穴に対して嵌入させ、前記内側部材と前記外側部材とをかしめ結合する工程と、
   　前記かしめ結合された前記内側部材と前記外側部材を前記基台から外す工程と、
   　前記補助部材と前記第２の部材とを溶接することで、前記補助部材を介して前記第１の部材と前記第２の部材とを接合する工程と、
   を有する異材接合方法。
7. 　前記複数の穴に対応する各位相に軸方向に沿って延びる複数の溝部を有する、前記内側部材の内側に配置可能な柱状の中子を備え、
   　前記中子は、前記複数の溝部と前記複数の押圧部材との各位相が一致するようにして、前記基台に取り付けられ、
   　前記セット工程において、前記内側部材は、前記複数の穴が前記中子の複数の溝部と各位相が一致するようにして、前記基台にセットされ、
   　前記かしめ結合工程において、前記外側部材の周壁の一部は、前記内側部材の穴及び前記中子の溝部に嵌入させる請求項６に記載の異材接合方法。
8. 　請求項３に記載の前記管状部材の結合装置を使用し、第１の材料からなる管状の第１の部材と、該第１の材料と異なる第２の材料からなる第２の部材とを接合してなる異材接合方法において、
   　前記第１の材料と異なる第３の材料からなる管状の補助部材と、前記第１の部材のいずれか一方の前記内側部材の周囲に、前記補助部材と前記第１の部材のいずれか他方の前記外側部材を配置するように、前記内側部材と前記外側部材を前記基台にセットする工程と、
   　前記内側部材を介して前記中子に形成された複数の溝部と対向する前記外側部材の周壁に向けて、前記押圧部材を径方向内側に変位させることで、前記外側部材の周壁の一部を径方向内側に膨出させて前記内側部材に形成された窪みに対して嵌入させ、前記内側部材と前記外側部材とをかしめ結合する工程と、
   　前記かしめ結合された前記内側部材と前記外側部材を前記基台から外す工程と、
   　前記補助部材と前記第２の部材とを溶接することで、前記補助部材を介して前記第１の部材と前記第２の部材とを接合する工程と、
   を有する異材接合方法。
9. 　前記内側部材が前記補助部材で、前記外側部材が前記第１の部材であり、
   　前記補助部材の軸方向端部には、前記第１の部材の内径よりも大径の外周面を有する拡管部が設けられ、
   　前記第１の部材の軸方向端部は、前記補助部材の拡管部と当接する、請求項６に記載の異材接合方法。
10. 　前記第１の材料は、アルミニウム合金もしくはマグネシウム合金製と、鋼製と、非金属製とのいずれか一つであり、
    　前記第２及び第３の材料は、前記アルミニウム合金もしくは前記マグネシウム合金製と、前記鋼製とのいずれか一つである請求項６に記載の異材接合方法。
11. 　請求項１に記載の前記管状部材の結合装置を使用し、管状部材と、
    該管状部材の材料と異なる材料からなり、前記管状部材と嵌合する管状の補助部材と、を備える異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法であって、
    　前記管状部材と前記補助部材のいずれか一方の前記内側部材の複数の穴が形成された部分の周囲に、前記管状部材と前記補助部材のいずれか他方の前記外側部材を配置するように、前記内側部材と前記外側部材を前記基台にセットする工程と、
    　前記内側部材に形成された複数の穴と対向する前記外側部材の周壁に向けて、前記押圧部材を径方向内側に変位させることで、前記外側部材の周壁の一部を径方向内側に膨出させて前記穴に対して嵌入させ、前記内側部材と前記外側部材とをかしめ結合する工程と、
    　前記かしめ結合された前記内側部材と前記外側部材を前記基台から外す工程と、
    を備える異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法。
12. 　前記複数の穴に対応する各位相に軸方向に沿って延びる複数の溝部を有する、前記内側部材の内側に配置可能な柱状の中子を備え、
    　前記中子は、前記複数の溝部と前記複数の押圧部材との各位相が一致するようにして、前記基台に取り付けられ、
    　前記セット工程において、前記内側部材は、前記複数の穴が前記中子の複数の溝部と各位相が一致するようにして、前記基台にセットされ、
    　前記かしめ結合工程において、前記外側部材の周壁の一部は、前記内側部材の穴及び前記中子の溝部に嵌入させる請求項１１に記載の異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法。
13. 　請求項３に記載の前記管状部材の結合装置を使用し、該管状部材の材料と異なる材料からなり、前記管状部材と嵌合する管状の補助部材と、を備える異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法であって、
    　前記管状部材と前記補助部材のいずれか一方の前記内側部材の周囲に、前記管状部材と前記補助部材のいずれか他方の前記外側部材を配置するように、前記内側部材と前記外側部材を前記基台にセットする工程と、
    　前記内側部材を介して前記中子に形成された複数の溝部と対向する前記外側部材の周壁に向けて、前記押圧部材を径方向内側に変位させることで、前記外側部材の周壁の一部を径方向内側に膨出させて前記内側部材に形成された窪みに対して嵌入させ、前記内側部材と前記外側部材とをかしめ結合する工程と、
    　前記かしめ結合された前記内側部材と前記外側部材を前記基台から外す工程と、
    を備える異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法。
14. 　前記内側部材が前記補助部材で、前記外側部材が前記管状部材であり、
    　前記補助部材の軸方向端部には、前記管状部材の内径よりも大径の外周面を有する拡管部が設けられ、
    　前記管状部材の軸方向端部は、前記補助部材の拡管部と当接する、請求項１１に記載の異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法。
15. 　前記管状部材の材料は、アルミニウム合金もしくはマグネシウム合金製と、鋼製と、非金属製とのいずれか一方であり、
    　前記補助部材の材料は、前記アルミニウム合金もしくは前記マグネシウム合金製と、前記鋼製とのいずれか他方である請求項１１に記載の異材接合用補助部材付き管状部材の製造方法。

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