(57)【要約】【課題】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を提供する。【解決手段】被接合部材15に設けられた挿通孔16内にパイプ11を挿通し且つ挿通孔16の内周面17とパイプ11の外周面14との間に接着剤30を配置する。この状態で、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とのうち少なくとも両近傍部分12b、12bをエキスパンド加工することにより、パイプ11に被接合部材15を接合する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被接合部材に設けられた挿通孔内にパイプを挿通し且つ前記挿通孔の内周面と前記パイプの外周面との間に接着剤を配置した状態で、前記パイプの前記挿通孔内への挿通部分とその軸方向両側近傍部分とのうち少なくとも前記両近傍部分をエキスパンド加工することにより、前記パイプに前記被接合部材を接合することを特徴とするパイプと被接合部材との接合方法。
【請求項２】
中心軸を中心に周方向に複数個のダイセグメントに分割されたエキスパンド加工用ダイを用い、
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を前記パイプの半径方向外向きに移動させることにより、前記エキスパンド加工を行う請求項１記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【請求項３】
前記被接合部材の両側面と前記パイプの前記両近傍部分の外周面とのうち少なくとも一方に接着剤を付着させた状態で、前記エキスパンド加工を行う請求項１又は２記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【請求項４】
前記被接合部材の挿通孔の内周面に係合溝部が形成されており、
前記パイプの前記挿通部分と前記両近傍部分とを前記挿通部分が前記係合溝部に係合するようにエキスパンド加工する請求項１〜３のいずれかに記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【請求項５】
前記係合溝部は、軸方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合溝部に周方向に係合するようにエキスパンド加工する請求項４記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【請求項６】
前記係合溝部は、周方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合溝部に軸方向に係合するようにエキスパンド加工する請求項４又は５記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【請求項７】
前記被接合部材の挿通孔の内周面に係合突部が形成されており、
前記パイプの前記挿通部分と前記両近傍部分とを前記挿通部分が前記係合突部に係合するようにエキスパンド加工する請求項１〜６のいずれかに記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【請求項８】
前記係合突部は、軸方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に周方向に係合するようにエキスパンド加工する請求項７記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【請求項９】
前記係合突部は、周方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に軸方向に係合するようにエキスパンド加工する請求項７又は８記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【請求項１０】
前記接着剤は熱硬化性接着剤であり、
エキスパンド加工後に、前記パイプ及び前記被接合部材を人工エージング処理することにより、前記熱硬化性接着剤を硬化させる請求項１〜９のいずれかに記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【請求項１１】
挿通孔を有するとともに前記挿通孔の内周面に軸方向に延びた係合溝部が形成された被接合部材を用い、
前記被接合部材の前記挿通孔内にパイプを挿通し且つ前記挿通孔の内周面と前記パイプの外周面との間に接着剤を配置した状態で、前記パイプの前記挿通孔内への挿通部分を該挿通部分が前記係合溝部に周方向に係合するようにエキスパンド加工することにより、前記パイプに前記被接合部材を接合することを特徴とするパイプと被接合部材との接合方法。
【請求項１２】
中心軸を中心に周方向に複数個のダイセグメントに分割されたエキスパンド加工用ダイを用い、
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を前記パイプ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請求項１１記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【請求項１３】
前記被接合部材の挿通孔の内周面に係合突部が形成されており、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に係合するようにエキスパンド加工する請求項１１又は１２記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【請求項１４】
前記係合突部は、軸方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に周方向に係合するようにエキスパンド加工する請求項１３記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【請求項１５】
前記係合突部は、周方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に軸方向に係合するようにエキスパンド加工する請求項１３又は１４記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【請求項１６】
前記接着剤は熱硬化性接着剤であり、
エキスパンド加工後に、前記パイプ及び前記被接合部材を人工エージング処理することにより、前記熱硬化性接着剤を硬化させる請求項１１〜１５のいずれかに記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【請求項１７】
被接合部材に設けられた挿通孔にパイプが挿通された状態で、前記パイプの前記挿通孔内への挿通部分とその軸方向両側近傍部分とのうち少なくとも前記両近傍部分がエキスパンド加工されて、前記パイプに前記被接合部材が接合されるとともに、
前記被接合部材の挿通孔の内周面と前記パイプの外周面との間に配置された接着剤により、前記被接合部材の挿通孔の内周面が前記パイプの外周面に接着されていることを特徴とするパイプと被接合部材との接合構造体。
【請求項１８】
前記パイプの前記両近傍部分にそれぞれ膨出部が形成されており、
前記被接合部材の両側面がそれぞれ対応する前記膨出部の側面に接着剤により接着されている請求項１７記載のパイプと被接合部材との接合構造体。
【請求項１９】
前記被接合部材の挿通孔の内周面に係合溝部が形成されており、
前記パイプの前記挿通部分と前記両近傍部分とがエキスパンド加工されており、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合溝部に係合するとともに、
前記パイプの前記挿通部分と前記係合溝部との間の隙間に接着剤が充填されている請求項１７又は１８記載のパイプと被接合部材との接合構造体。
【請求項２０】
前記係合溝部は、軸方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合溝部に周方向に係合している請求項１９記載のパイプと被接合部材との接合構造体。
【請求項２１】
前記係合溝部は、周方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合溝部に軸方向に係合している請求項１９又は２０記載のパイプと被接合部材との接合構造体。
【請求項２２】
前記被接合部材の挿通孔の内周面に係合突部が形成されており、
前記パイプの前記挿通部分と前記両近傍部分とがエキスパンド加工されており、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に係合しており、
前記パイプの前記挿通部分と前記係合突部との間の隙間に接着剤が充填されている請求項１７〜２１のいずれかに記載のパイプと被接合部材との接合構造体。
【請求項２３】
前記係合突部は、軸方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に周方向に係合している請求項２２記載のパイプと被接合部材との接合構造体。
【請求項２４】
前記係合突部は、周方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に軸方向に係合している請求項２２又は２３記載のパイプと被接合部材との接合構造体。
【請求項２５】
被接合部材の挿通孔内にパイプが挿通された状態で、前記パイプの前記挿通孔内への挿通部分がエキスパンド加工されて、前記パイプに前記被接合部材が接合されるとともに、
前記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が形成されるとともに、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合溝部に周方向に係合しており、
前記被接合部材の挿通孔の内周面と前記パイプの外周面との間に配置された接着剤により、前記被接合部材の挿通孔の内周面が前記パイプの外周面に接着されるとともに、
前記パイプの前記挿通部分と前記係合溝部との間の隙間に接着剤が充填されていることを特徴とするパイプと被接合部材との接合構造体。
【請求項２６】
前記被接合部材の挿通孔の内周面に係合突部が形成されており、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に係合しており、
前記パイプの前記挿通部分と前記係合突部との間の隙間に接着剤が充填されている請求項２５記載のパイプと被接合部材との接合構造体。
【請求項２７】
前記係合突部は、軸方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に周方向に係合している請求項２６記載のパイプと被接合部材との接合構造体。
【請求項２８】
前記係合突部は、周方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に軸方向に係合するようにエキスパンド加工する請求項２６又は２７記載のパイプと被接合部材との接合構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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、パイプと被接合部材との接合構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラケットやフランジ等の被接合部材に設けられた挿通孔にパイプを挿通した状態で、被接合部材をパイプに接合する方法として、例えば、特開平４−８８１８号公報及び特開平４−５５６９２号公報に開示された方法が知られている（特許文献１及び２参照）。
【０００３】
前者の公報は次の方法を開示している。すなわち、被接合部材の挿通孔内にパイプを挿通する。次いで、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て、パイプの挿通孔内への挿通部分とその軸方向両側近傍部分とをエキスパンド加工（即ち拡管加工）する。これにより、パイプに被接合部材を接合する。なお、この接合方法はリッジロック加工方法とも呼ばれている。
【０００４】
後者の公報は次の方法を開示している。すなわち、被接合部材の挿通孔内にパイプを挿通する。次いで、エキスパンダによりパイプをエキスパンド加工することにより、パイプに被接合部材を接合する。
【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４−５５６９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上のようにしてパイプに被接合部材が接合されて製造された接合構造体において、もし仮にこの接合構造体が車両のフレーム等の構造部材に用いられるかあるいは配管材に用いられる場合には、一般に、パイプと被接合部材との接合強度について高い強度が必要とされる。しかしながら、従来の方法では、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。
【０００６】
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、パイプと被接合部材との接合構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は以下の手段を提供する。
【０００８】
［１］  被接合部材に設けられた挿通孔内にパイプを挿通し且つ前記挿通孔の内周面と前記パイプの外周面との間に接着剤を配置した状態で、前記パイプの前記挿通孔内への挿通部分とその軸方向両側近傍部分とのうち少なくとも前記両近傍部分をエキスパンド加工することにより、前記パイプに前記被接合部材を接合することを特徴とするパイプと被接合部材との接合方法。
【０００９】
［２］  中心軸を中心に周方向に複数個のダイセグメントに分割されたエキスパンド加工用ダイを用い、
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を前記パイプの半径方向外向きに移動させることにより、前記エキスパンド加工を行う前項１記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【００１０】
［３］  前記被接合部材の両側面と前記パイプの前記両近傍部分の外周面とのうち少なくとも一方に接着剤を付着させた状態で、前記エキスパンド加工を行う前項１又は２記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【００１１】
［４］  前記被接合部材の挿通孔の内周面に係合溝部が形成されており、
前記パイプの前記挿通部分と前記両近傍部分とを前記挿通部分が前記係合溝部に係合するようにエキスパンド加工する前項１〜３のいずれかに記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【００１２】
［５］  前記係合溝部は、軸方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合溝部に周方向に係合するようにエキスパンド加工する前項４記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【００１３】
［６］  前記係合溝部は、周方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合溝部に軸方向に係合するようにエキスパンド加工する前項４又は５記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【００１４】
［７］  前記被接合部材の挿通孔の内周面に係合突部が形成されており、
前記パイプの前記挿通部分と前記両近傍部分とを前記挿通部分が前記係合突部に係合するようにエキスパンド加工する前項１〜６のいずれかに記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【００１５】
［８］  前記係合突部は、軸方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に周方向に係合するようにエキスパンド加工する前項７記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【００１６】
［９］  前記係合突部は、周方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に軸方向に係合するようにエキスパンド加工する前項７又は８記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【００１７】
［１０］  前記接着剤は熱硬化性接着剤であり、
エキスパンド加工後に、前記パイプ及び前記被接合部材を人工エージング処理することにより、前記熱硬化性接着剤を硬化させる前項１〜９のいずれかに記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【００１８】
［１１］  挿通孔を有するとともに前記挿通孔の内周面に軸方向に延びた係合溝部が形成された被接合部材を用い、
前記被接合部材の前記挿通孔内にパイプを挿通し且つ前記挿通孔の内周面と前記パイプの外周面との間に接着剤を配置した状態で、前記パイプの前記挿通孔内への挿通部分を該挿通部分が前記係合溝部に周方向に係合するようにエキスパンド加工することにより、前記パイプに前記被接合部材を接合することを特徴とするパイプと被接合部材との接合方法。
【００１９】
［１２］  中心軸を中心に周方向に複数個のダイセグメントに分割されたエキスパンド加工用ダイを用い、
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を前記パイプ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前項１１記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【００２０】
［１３］  前記被接合部材の挿通孔の内周面に係合突部が形成されており、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に係合するようにエキスパンド加工する前項１１又は１２記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【００２１】
［１４］  前記係合突部は、軸方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に周方向に係合するようにエキスパンド加工する前項１３記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【００２２】
［１５］  前記係合突部は、周方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に軸方向に係合するようにエキスパンド加工する前項１３又は１４記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【００２３】
［１６］  前記接着剤は熱硬化性接着剤であり、
エキスパンド加工後に、前記パイプ及び前記被接合部材を人工エージング処理することにより、前記熱硬化性接着剤を硬化させる前項１１〜１５のいずれかに記載のパイプと被接合部材との接合方法。
【００２４】
［１７］  被接合部材に設けられた挿通孔にパイプが挿通された状態で、前記パイプの前記挿通孔内への挿通部分とその軸方向両側近傍部分とのうち少なくとも前記両近傍部分がエキスパンド加工されて、前記パイプに前記被接合部材が接合されるとともに、
前記被接合部材の挿通孔の内周面と前記パイプの外周面との間に配置された接着剤により、前記被接合部材の挿通孔の内周面が前記パイプの外周面に接着されていることを特徴とするパイプと被接合部材との接合構造体。
【００２５】
［１８］  前記パイプの前記両近傍部分にそれぞれ膨出部が形成されており、
前記被接合部材の両側面がそれぞれ対応する前記膨出部の側面に接着剤により接着されている前項１７記載のパイプと被接合部材との接合構造体。
【００２６】
［１９］  前記被接合部材の挿通孔の内周面に係合溝部が形成されており、
前記パイプの前記挿通部分と前記両近傍部分とがエキスパンド加工されており、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合溝部に係合するとともに、
前記パイプの前記挿通部分と前記係合溝部との間の隙間に接着剤が充填されている前項１７又は１８記載のパイプと被接合部材との接合構造体。
【００２７】
［２０］  前記係合溝部は、軸方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合溝部に周方向に係合している前項１９記載のパイプと被接合部材との接合構造体。
【００２８】
［２１］  前記係合溝部は、周方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合溝部に軸方向に係合している前項１９又は２０記載のパイプと被接合部材との接合構造体。
【００２９】
［２２］  前記被接合部材の挿通孔の内周面に係合突部が形成されており、
前記パイプの前記挿通部分と前記両近傍部分とがエキスパンド加工されており、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に係合しており、
前記パイプの前記挿通部分と前記係合突部との間の隙間に接着剤が充填されている前項１７〜２１のいずれかに記載のパイプと被接合部材との接合構造体。
【００３０】
［２３］  前記係合突部は、軸方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に周方向に係合している前項２２記載のパイプと被接合部材との接合構造体。
【００３１】
［２４］  前記係合突部は、周方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に軸方向に係合している前項２２又は２３記載のパイプと被接合部材との接合構造体。
【００３２】
［２５］  被接合部材の挿通孔内にパイプが挿通された状態で、前記パイプの前記挿通孔内への挿通部分がエキスパンド加工されて、前記パイプに前記被接合部材が接合されるとともに、
前記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が形成されるとともに、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合溝部に周方向に係合しており、
前記被接合部材の挿通孔の内周面と前記パイプの外周面との間に配置された接着剤により、前記被接合部材の挿通孔の内周面が前記パイプの外周面に接着されるとともに、
前記パイプの前記挿通部分と前記係合溝部との間の隙間に接着剤が充填されていることを特徴とするパイプと被接合部材との接合構造体。
【００３３】
［２６］  前記被接合部材の挿通孔の内周面に係合突部が形成されており、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に係合しており、
前記パイプの前記挿通部分と前記係合突部との間の隙間に接着剤が充填されている前項２５記載のパイプと被接合部材との接合構造体。
【００３４】
［２７］  前記係合突部は、軸方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に周方向に係合している前項２６記載のパイプと被接合部材との接合構造体。
【００３５】
［２８］  前記係合突部は、周方向に延びたものであり、
前記パイプの前記挿通部分が前記係合突部に軸方向に係合するようにエキスパンド加工する前項２６又は２７記載のパイプと被接合部材との接合構造体。
【発明の効果】
【００３６】
本発明は以下の効果を奏する。
【００３７】
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。
【００３８】
［１］の発明では、パイプに被接合部材が接合されるとともに、被接合部材の挿通孔の内周面がパイプの外周面に接着剤により接着されるため、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。
【００３９】
［２］の発明では、エキスパンド加工を確実に行うことができる。
【００４０】
［３］の発明では、エキスパンド加工を行うことにより、パイプの両近傍部分にそれぞれ膨出部が形成されるとともに、被接合部材の両側面がそれぞれ対応する膨出部の側面に接着剤により接着される。そのため、パイプと被接合部材との接着面積が増大し、もって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。
【００４１】
［４］の発明では、パイプの挿通部分が係合溝部に係合することにより、パイプと被接合部材との接合強度が更に向上するし、パイプの挿通部分と係合溝部との間の隙間に接着剤が充填される。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。
【００４２】
［５］の発明では、パイプの挿通部分が軸方向に延びた係合溝部に周方向に係合するため、パイプと被接合部材との接合強度として、特にパイプに対する被接合部材のねじり強度を向上させることができる。
【００４３】
［６］の発明では、パイプの挿通部分が周方向に延びた係合溝部に軸方向に係合するため、パイプと被接合部材との接合強度として、特にパイプに対する被接合部材の抜け強度を向上させることができる。
【００４４】
［７］の発明では、パイプの挿通部分が係合突部に係合することにより、パイプと被接合部材との接合強度が更に向上するし、パイプの挿通部分と係合突部との間の隙間に接着剤が充填される。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。
【００４５】
［８］の発明では、パイプの挿通部分が軸方向に延びた係合突部に周方向に係合するため、パイプと被接合部材との接合強度として、特にパイプに対する被接合部材のねじり強度を向上させることができる。
【００４６】
［９］の発明では、パイプの挿通部分が周方向に延びた係合突部に軸方向に係合するため、パイプと被接合部材との接合強度として、特にパイプに対する被接合部材の抜け強度を向上させることができる。
【００４７】
［１０］の発明では、パイプ及び被接合部材についての人工エージング処理工程と熱硬化性接着剤の硬化工程とを同時に行うことができ、そのため作業能率が向上する。さらに、熱硬化性接着剤を硬化させる際には、パイプに被接合部材が既に接合されているので、パイプに被接合部材が接着されるようにパイプ及び被接合部材を保持する保持治具をわざわざ用いなくても、パイプに被接合部材を接着することができる。
【００４８】
［１１］の発明では、パイプに被接合部材が接合されるとともに、被接合部材の挿通孔の内周面がパイプの外周面に接着剤により接着され、更に、パイプの挿通部分が係合溝部に周方向に係合するとともに、パイプの挿通部分と係合溝部との間の隙間に接着剤が充填される。そのため、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し、パイプと被接合部材との接合強度として、特にパイプに対する被接合部材のねじり強度を向上させることができる
［１２］の発明では、エキスパンド加工を確実に行うことができる。
【００４９】
［１３］の発明では、パイプの挿通部分が係合突部に係合するため、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。
【００５０】
［１４］の発明では、パイプの挿通部分が軸方向に延びた係合突部に周方向に係合するため、パイプと被接合部材との接合強度として、特にパイプに対する被接合部材のねじり強度を向上させることができる。
【００５１】
［１５］の発明では、パイプの挿通部分が周方向に延びた係合突部に軸方向に係合するため、パイプと被接合部材との接合強度として、特にパイプに対する被接合部材の抜け強度を向上させることができる。
【００５２】
［１６］の発明では、上記［１０］の発明と同様の効果を奏する。
【００５３】
［１７］の発明では、パイプに被接合部材が接合されるとともに、被接合部材の挿通孔の内周面がパイプの外周面に接着剤により接着されているため、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。
【００５４】
［１８］の発明では、更に、被接合部材の両側面がそれぞれ対応する膨出部の側面に接着剤により接着されているので、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。
【００５５】
［１９］の発明では、パイプの挿通部分が係合溝部に係合しているので、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。さらに、パイプの挿通部分と係合溝部との間の隙間に接着剤が充填されているので、パイプと被接合部材との接合強度をより一層向上させることができる。
【００５６】
［２０］の発明では、パイプの挿通部分が軸方向に延びた係合溝部に周方向に係合しているため、パイプと被接合部材との接合強度として、特にパイプに対する被接合部材のねじり強度を向上させることができる。
【００５７】
［２１］の発明では、パイプの挿通部分が周方向に延びた係合溝部に軸方向に係合しているため、パイプと被接合部材との接合強度として、特にパイプに対する被接合部材の抜け強度を向上させることができる。
【００５８】
［２２］の発明では、パイプの挿通部分が係合突部に係合しているため、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。さらに、パイプの挿通部分と係合突部との間の隙間に接着剤が充填されているので、パイプと被接合部材との接合強度をより一層向上させることができる。
【００５９】
［２３］の発明では、パイプの挿通部分が軸方向に延びた係合突部に周方向に係合しているため、パイプと被接合部材との接合強度として、特にパイプに対する被接合部材のねじり強度を向上させることができる。
【００６０】
［２４］の発明では、パイプの挿通部分が周方向に延びた係合突部に軸方向に係合しているため、パイプと被接合部材との接合強度として、特にパイプに対する被接合部材の抜け強度を向上させることができる。
【００６１】
［２５］の発明では、パイプに被接合部材が接合されるとともに、被接合部材の挿通孔の内周面がパイプの外周面に接着剤により接着されているため、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。しかも、パイプの挿通部分が軸方向に延びた係合溝部に周方向に係合しているので、パイプと被接合部材との接合強度として、特にパイプに対する被接合部材のねじり強度を向上させることができる。その上、パイプの挿通部分と係合溝部との間の隙間に接着剤が充填されているので、パイプと被接合部材との接合強度をより一層向上させることができる。
【００６２】
［２６］の発明では、パイプの挿通部分が係合突部に係合しているので、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。さらに、パイプの挿通部分と係合突部との間の隙間に接着剤が充填されているので、パイプと被接合部材との接合強度をより一層向上させることができる。
【００６３】
［２７］の発明では、パイプの挿通部分が軸方向に延びた係合突部に周方向に係合しているので、パイプと被接合部材との接合強度として、特にパイプに対する被接合部材のねじり強度を向上させることができる。
【００６４】
［２８］の発明では、パイプの挿通部分が周方向に延びた係合突部に軸方向に係合しているため、パイプと被接合部材との接合強度として、特にパイプに対する被接合部材の抜け強度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６５】
次に、本発明の幾つかの実施形態について図面を参照して以下に説明する。
【００６６】
＜第１実施形態＞
図１〜６は、本発明の第１実施形態を説明する図である。図１において、（Ｓ１）は本第１実施形態に係るパイプと被接合部材との接合構造体である。また、（１１）はパイプ、（１５）は被接合部材である。
【００６７】
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。このパイプ（１１）はその軸方向に延びた中空部（１３）を有している。パイプ（１１）の内径及び肉厚はパイプ（１１）の軸方向において一定である。
【００６８】
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又はアルミニウム合金からなる。さらに、パイプ（１１）は高い延性を有していることが望ましく、具体的には、パイプ（１１）の材料は、例えば、Ａ６０００系等の熱処理型アルミニウム合金（例：Ａ６Ｎ０１）であってＴ１材であることが望ましい。さらに、パイプ（１１）は、被接合部材（１５）と接合した後で人工エージング処理としてＴ５処理し、これによりパイプ（１１）の強度を向上させるのが望ましい。
【００６９】
ただし本発明では、パイプ（１１）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く、その他に、例えば、鉄、鋼、銅、マグネシウム合金等の金属であっても良いし、プラスチックであっても良い。パイプ（１１）は押出材からなるものである。ただし本発明では、パイプ（１１）は押出材からなるものに限定されるものではなく、その他に、例えば、電縫管、溶接管又は引抜き管からなるものであっても良いし、他の方法により製造されたものであっても良い。
【００７０】
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ものである。この被接合部材（１５）は比較的厚肉の板状のものであり、詳述すると円環板状のものである。ただし本発明では、被接合部材（１５）はフランジやブラケットとして用いられるものであることに限定されるものではなく、ステイを有するものであっても良いし、その他の目的に用いられるものであっても良い。
【００７１】
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、被接合部材（１５）の厚さ方向に貫通して即ち軸方向に貫通して設けられている。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。
【００７２】
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、詳述すると例えばアルミニウム又はアルミニウム合金からなる。ただし本発明では、被接合部材（１５）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く、その他に、例えば、鉄、鋼、銅、マグネシウム合金等の金属であっても良いし、プラスチックであっても良い。また、この被接合部材（１５）は、例えば、圧延材により製造されたものであっても良いし、押出加工やダイカストにより製造されたものであっても良いし、その他の方法により製造されたものであっても良い。
【００７３】
また、パイプ（１１）の材質と被接合部材（１５）の材質とは互いに同じであっても良いし、異なっていても良い。
【００７４】
パイプ（１１）の長さは例えば５０〜２０００ｍｍの範囲内に設定されている。パイプ（１１）の外径は例えば２０〜１００ｍｍの範囲内に設定されている。パイプ（１１）の肉厚ｔは例えば０．５〜５ｍｍの範囲内に設定されている。
【００７５】
だたし本発明では、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く、パイプ（１１）の使用目的や用途に応じて様々に設定されるものである。
【００７６】
被接合部材（１５）の外径は例えば３０〜３００ｍｍの範囲内に設定されている。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大きく設定されている。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。
【００７７】
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く、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るものである。
【００７８】
第１実施形態の接合構造体（Ｓ１）では、図１及び図２に示すように、パイプ（１１）が被接合部材（１５）の挿通孔（１６）内に挿通されている。そして、この状態で、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、パイプ（１１）の周方向の全周に亘ってエキスパンド加工（拡管加工）され、これによりパイプ（１１）に被接合部材（１５）が固定状態に接合されている。（１９）は、被接合部材（１５）の被接合面である。この被接合面（１９）は被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）である。
【００７９】
さらに、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）はそれぞれ外側に局部的に膨出状に塑性変形されている。これにより、パイプ（１１）の両近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）に、それぞれ、パイプ（１１）の外側に局部的に膨出した断面円弧状の膨出部（Ｂ）が形成されている。これら２個の膨出部（Ｂ）（Ｂ）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、これら２個の膨出部（Ｂ）（Ｂ）間で被接合部材（１５）が挟まれた状態にパイプ（１１）に接合されている。これにより、パイプ（１１）に対する被接合部材（１５）の抜け強度の向上が図られている。また、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）もパイプ（１１）の外側に僅かに膨出しており、これにより当該挿通部分（１２ａ）にも膨出部（Ｂ）がパイプ（１１）の周方向の全周に亘って形成されている。ただし本発明では、挿通部分（１２ａ）に膨出部（Ｂ）が必ずしも形成される必要はない。
【００８０】
パイプ（１１）の前記近傍部分（１２ｂ）に形成された膨出部（Ｂ）において、パイプ（１１）の外周面（１４）に対する膨出部（Ｂ）の膨出高さは例えば０．５〜３ｍｍの範囲内に設定されており、膨出部（Ｂ）の幅は例えば３〜２０ｍｍの範囲内に設定されている。
【００８１】
さらに、図２に示すように、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の被接合面（１９）としての内周面（１７）とパイプ（１１）の外周面（１４）との間に配置された接着剤（３０）により、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）がパイプ（１１）の外周面（１４）に全周に亘って接着接合されている。さらに、被接合部材（１５）の両側面（１５ｃ）（１５ｃ）（詳述すると、被接合部材（１５）の両側面（１５ｃ）（１５ｃ）における挿通孔近傍部分）がそれぞれ対応する膨出部（Ｂ）の側面（Ｂｃ）に接着剤（３０ａ）により全周に亘って接着接合されている。すなわち、被接合部材（１５）の側面（１５ｃ）と膨出部（Ｂ）の側面（Ｂｃ）との間の隅部又は隙間には接着剤（３０ａ）が充填されており、この接着剤（３０ａ）によって被接合部材（１５）の側面（１５ｃ）が膨出部（Ｂ）の側面（Ｂｃ）に接着接合されている。
【００８２】
被接合部材（１５）の側面（１５ｃ）を膨出部（Ｂ）の側面（Ｂｃ）に接着した接着剤（３０ａ）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（１４）との間に配置された接着剤（３０）が、エキスパンド加工によって挿通孔（１６）の内周面（１７）とパイプ（１１）の外周面（１４）との間からはみ出した部分である。ただし本発明では、この接着剤（３０ａ）は、このようなはみ出した部分であることに限定されるものではなく、その他に、被接合部材（１５）の両側面（１５ｃ）（１５ｃ）とエキスパンド加工前のパイプ（１１）の前記両近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）の外周面とのうち少なくとも一方に予め別途付着されたものであっても良い。
【００８３】
次に、第１実施形態において、パイプ（１１）に被接合部材（１５）を接合する接合装置（２０）の構成について、以下に説明する。
【００８４】
図３〜図６に示すように、この接合装置（２０）は、パイプ用エキスパンダと呼ばれるエキスパンド加工装置であり、エキスパンド加工用ダイ（２１）、マンドレル（２８）などを備えている。
【００８５】
マンドレル（２８）は、例えば工具鋼や超硬合金製の楔部（２９）を有している。この楔部（２９）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（２９）は、円錐状又は多角錐状であり、本第１実施形態では八角錐状であり、詳述すると正八角錐状である。したがって、この楔部（２９）の断面形状は八角形状であり、詳述すると正八角形状である（図４参照）。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
ダイ（２１）の断面形状は、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、円柱状に形成されており、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）の外側へ押圧して局部的に膨出させるものである。
【００８９】
ダイ（２１）の中心部には、マンドレル（２８）の楔部（２９）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（２９）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（２９）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。
【００９０】
さらに、図４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（２４）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。本第１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。これらのダイセグメント（２１ａ）は互いに同一形状で同一構成である。
【００９１】
図３及び図５に示すように、各ダイセグメント（２１ａ）は、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）を押圧する押圧部（２３）と、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）の軸方向両側近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）のうち一方（１２ｂ）を局部的に押圧する第１押圧凸部（２２）と他方（１２ｂ）を局部的に押圧する第２押圧凸部（２２）とを有している。両押圧凸部（２２）（２２）は、ダイ（２１）の軸方向における押圧部（２３）の両側にダイ（２１）の軸方向に互いに離間して配置されている。両押圧凸部（２２）（２２）の形状及び寸法は互いに同一である。したがって、ダイセグメント（２１ａ）の押圧部（２３）に対する両押圧凸部（２２）（２２）の頂部の高さは互いに等しく設定されており、また両押圧凸部（２２）（２２）の幅は互いに等しく設定されている。
【００９２】
押圧部（２３）は、ダイセグメント（２１ａ）の外周面に、パイプ（１１）の軸方向に平坦状に形成されている。なお本実施形態では、ダイセグメント（２１ａ）の外周面とは、ダイセグメント（２１ａ）のパイプ（１１）側に向いた外面を意味する。
【００９３】
両押圧凸部（２２）（２２）は、ダイセグメント（２１ａ）の外周面における押圧部（２３）の軸方向両側近傍部に、ダイ（２１）の周方向に延びて形成されている。図３に示すように、各押圧凸部（２２）の断面形状は例えば円弧状である。
【００９４】
図３〜図５に示すように、マンドレル（２８）は、マンドレル駆動手段によって、マンドレル（２８）の楔部（２９）をパイプ（１１）の中空部（１３）内に配置されたダイ（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）の半径方向外向きに移動させるものである。
【００９５】
この接合装置（２０）では、マンドレル駆動手段によるマンドレル楔部（２９）のダイ楔孔部（２４）内への差込み量を設定することにより、パイプ（１１）の半径方向における各ダイセグメント（２１ａ）の移動量が設定される。すなわち、マンドレル駆動手段は、マンドレル楔部（２９）のダイ楔孔部（２４）内への差込み量を設定する差込み量設定部を有している。そして、マンドレル駆動手段は、この差込み量設定部に設定された差込み量に基づいて、マンドレル（２８）の楔部（２９）をダイ（２１）の楔孔部（２４）内に差し込みことにより、パイプ（１１）の半径方向における各ダイセグメント（２１ａ）の移動量を設定することができるものとなされている。
【００９６】
ダイ（２１）の各ダイセグメント（２１ａ）は、マンドレル（２８）の楔部（２９）によってパイプ（１１）の半径方向外向きに移動されることによりパイプ（１１）のエキスパンド加工対象部（１２）をエキスパンド加工するものである。
【００９７】
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。
【００９８】
まず、図３及び図４に示すように、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）の全面に接着剤（３０）を塗布して付着させる。
【００９９】
接着剤（３０）としては、様々な種類のもの（例：熱可塑性、熱硬化性、エラストマー系）を使用することができるが、本実施形態では熱硬化性接着剤（例：エポキシ樹脂系、アクリル樹脂系）を用いる。この熱硬化性接着剤（３０）の硬化温度は例えば１２０〜１５０℃である。
【０１００】
次いで、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。これにより、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）に付着した接着剤（３０）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（１４）との間に配置される。この状態では、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（１４）との間には小さな隙間が生じるとともに、この隙間内に接着剤（３０）が充填されて配置される。
【０１０１】
ここで本実施形態では、接着剤（３０）を、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）に付着させているが、本発明では、その他に、接着剤（３０）をパイプ（１１）の外周面（１４）に付着させても良いし、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（１４）とにそれぞれ付着させても良い。さらに、接着剤（３０ａ）を被接合部材（１５）の両側面（１５ｃ）（１５ｃ）とパイプ（１１）の前記両近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）の外周面とのうち少なくとも一方に付着させても良い。
【０１０２】
また、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。この状態において、ダイ（２１）は、その中心軸（Ｑ）がパイプ（１１）の中心軸（Ｚ）と一致するようにパイプ（１１）の中空部（１３）内に配置されている。
【０１０３】
次いで、マンドレル（２８）を、その楔部（２９）の中心軸がパイプ（１１）の中心軸（Ｚ）と一致するようにパイプ（１１）の中空部（１３）内に配置する。そして、この状態で、マンドレル（２８）の楔部（２９）をマンドレル駆動手段によって該マンドレル（２８）の軸方向に移動（詳述すると押圧移動）させることにより、マンドレル（２８）の楔部（２９）をダイ（２１）の楔孔部（２４）内に差し込む。これにより、図５及び図６に示すように、ダイ（２１）の各ダイセグメント（２１ａ）をパイプ（１１）の半径方向外向きに移動させ、パイプ（１１）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）を、少なくとも両近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）が外側に局部的に膨出状に塑性変形するようにエキスパンド加工（拡管加工）する。
【０１０４】
このエキスパンド加工では、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）は、各ダイセグメント（２１ａ）の押圧部（２３）によってパイプ（１１）の外側に膨出するように押圧されて塑性変形される。さらに、このようにパイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）が膨出することに伴い、被接合部材（１５）がパイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）によってパイプ（１１）の外側に押し出されて被接合部材（１５）の弾性変形域内で弾性変形される。これにより、被接合部材（１５）に弾性復元力が蓄積される。また、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）の軸方向両側近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）は、各ダイセグメント（２１ａ）の両押圧凸部（２２）（２２）によってパイプ（１１）の外側に膨出するように押圧される。これにより、当該両近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）は外側膨出状に塑性変形されて、両近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）にそれぞれ膨出部（Ｂ）（Ｂ）が形成される。膨出部（Ｂ）の断面形状は、押圧凸部（２２）の断面形状に対応した形状であり、すなわち円弧状である。
【０１０５】
さらに、このエキスパンド加工では、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）が膨出することに伴い、接着剤（３０）が被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）とパイプ（１１）の外周面（１４）との間で挟まれる。これにより、接着剤（３０）が被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）とパイプ（１１）の外周面（１４）（詳述するとパイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）の外周面（１４））とにそれぞれ密着して接触するとともに、接着剤（３０）の一部が挿通孔（１６）の内周面（１７）とパイプ（１１）の外周面（１４）との間からはみ出される。そして、このはみ出した接着剤（３０ａ）は被接合部材（１５）の各側面（１５ｃ）と膨出部（Ｂ）の側面（Ｂｃ）との間の隅部又は隙間に充填されて、被接合部材（１５）の側面（１５ｃ）と膨出部（Ｂ）の側面（Ｂｃ）とに接触する。
【０１０６】
次いで、マンドレル（２８）の楔部（２９）をダイ（２１）の楔孔部（２４）内から抜出する。すると、被接合部材（１５）に蓄積された弾性復元力（スプリングバック力）により、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）がパイプ（１１）の外周面（１４）に、パイプ（１１）に対して外嵌状態に圧接固定される。これにより、被接合部材（１５）がパイプ（１１）（詳述するとパイプ（１１）の外周面（１４））に接合される。
【０１０７】
次いで、パイプ（１１）に被接合部材（１５）が接合された状態のままでパイプ（１１）及び被接合部材（１５）を、所定の人工エージング処理装置（図示せず）により人工エージング処理する。これにより、人工エージング処理と同時に接着剤（３０）を硬化させる。すると、接着剤（３０）によって被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）がパイプ（１１）の外周面（１４）に接着されるとともに、はみ出した接着剤（３０ａ）によって被接合部材（１５）の両側面（１５ｃ）（１５ｃ）がそれぞれ対応する膨出部（Ｂ）の側面（Ｂｃ）に接着される。
【０１０８】
なお、人工エージング処理の条件は、パイプ（１１）及び被接合部材（１５）の材質に応じて設定されるものであるが、本発明では、人工エージング処理の加熱温度は、使用した熱硬化性接着剤（３０）の硬化温度と同等以上の温度であることが望ましく、具体的には加熱温度が１２０〜２００℃であり、加熱時間が５〜１５時間であることが望ましい。
【０１０９】
以上の工程を経て、図１及び図２に示した接合構造体（Ｓ１）が得られる。
【０１１０】
而して、本第１実施形態の接合方法には次の利点がある。
【０１１１】
パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）と両近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）とをエキスパンド加工することにより、パイプ（１１）に被接合部材（１５）が接合されるとともに、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）がパイプ（１１）の外周面（１４）に接着剤（３０）により接着されるため、パイプ（１１）と被接合部材（１５）との接合強度を向上させることができる。
【０１１２】
さらに、パイプ（１１）に被接合部材（１５）を接合する接合装置（２０）は、エキスパンド加工用ダイ（２１）と、マンドレル（２８）とを備えたものであるから、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）と両近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）とを確実にエキスパンド加工することができる。さらに、もし仮に、パイプ（１１）の外径寸法や被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の直径寸法や接着剤（３０）の付着量にバラツキが生じている場合であっても、マンドレル（２８）のストローク量やその押圧量を制御することにより、接着剤（３０）の厚さをその接着力が最も高くなるような最適な厚さに容易に設定することができる。
【０１１３】
さらに、被接合部材（１５）の両側面（１５ｃ）（１５ｃ）がそれぞれ対応する膨出部（Ｂ）の側面（Ｂｃ）に接着剤（３０ａ）によって接着されているので、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。具体的に例示すると、被接合部材（１５）の肉厚が１０ｍｍ、パイプ（１１）の各膨出部（Ｂ）の膨出高さが２ｍｍである場合には、パイプ（１１）に膨出部（Ｂ）が存在しない場合に比べて、接着剤（３０）（３０ａ）による接着面積が約４０％増加し、この分パイプ（１１）と被接合部材（１５）との接合強度が向上する。
【０１１４】
さらに、パイプ（１１）に被接合部材（１５）を接合した状態でパイプ（１１）及び被接合部材（１５）を人工エージング処理することにより、熱硬化性接着剤（３０）を硬化させるので、パイプ（１１）及び被接合部材（１５）についての人工エージング処理工程と熱硬化性接着剤（３０）の硬化工程とを同時に行うことができ、そのため作業能率が向上する。さらに、熱硬化性接着剤（３０）を硬化させる際には、パイプ（１１）に被接合部材（１５）が既に接合されているので、パイプ（１１）に被接合部材（１５）が接着されるようにパイプ（１１）及び被接合部材（１５）を保持する保持治具をわざわざ用いなくても、パイプ（１１）に被接合部材（１５）を接着することができる。
【０１１５】
而して、本第１実施形態では、パイプ（１１）に被接合部材（１５）を接合する接合方法は、パイプ（１１）のエキスパンド加工対象部（１２）をエキスパンド加工することにより被接合部材（１５）をパイプ（１１）に接合する方法、すなわち拡管接合方法であり、具体的には、ダイ（２１）とマンドレル（２８）とを備えたエキスパンド加工装置を用いた拡管接合方法である。しかるに、本発明では、パイプ（１１）のエキスパンド加工対象部（１２）をエキスパンド加工するエキスパンド加工方法は、このようなエキスパンド加工装置を用いた方法であることが望ましいが、これに限定されるものではなく、その他のエキスパンド加工方法であっても良く、例えば、液圧を圧力媒体とするエキスパンド加工方法（即ち液圧拡管法）であっても良いし、ゴムを圧力媒体とするエキスパンド加工方法（即ちゴム拡管法）であっても良いし、その他のエキスパンド加工方法であっても良い。
【０１１６】
また本発明では、接着剤（３０）は熱硬化性接着剤であることに限定されるものではなく、その他の接着剤であっても良い。
【０１１７】
＜第２実施形態＞
図７及び図８は、本発明の第２実施形態を説明する図である。これらの図には、上記第１実施形態の要素と同一の要素には同じ符号が付されている。本第２実施形態の接合方法及び接合装置（２０）について、上記第１実施形態の接合方法及び接合装置とは異なる点を中心に以下に説明する。
【０１１８】
本第２実施形態では、接合装置（２０）のダイ（２１）の各ダイセグメント（２１ａ）の各押圧凸部（２２）の断面形状は、円弧状ではなく矩形状である。
【０１１９】
この接合装置（２０）のその他の構成は、上記第１実施形態の接合装置と同じである。
【０１２０】
本第２実施形態の接合方法は、上記第１実施形態の接合方法と同じである。
【０１２１】
本第２実施形態の接合方法で得られた接合構造体（Ｓ２）では、パイプ（１１）の膨出部（Ｂ）の断面形状は、押圧凸部（２２）の断面形状に対応した形状であり、すなわち角形である。
【０１２２】
本第２実施形態では、パイプ（１１）の膨出部（Ｂ）の断面形状が円弧状ではなく角形なので、被接合部材（１５）の両側面（１５ｃ）（１５ｃ）がそれぞれ対応する膨出部（Ｂ）の側面（Ｂｃ）に接着された接着面積が、上記第１実施形態の場合よりも増大している。そのため、パイプ（１１）と被接合部材（１５）との接合強度が更に向上している。
【０１２３】
＜第３実施形態＞
図９及び図１０は、本発明の第３実施形態を説明する図である。これらの図には、上記第１実施形態の要素と同一の要素には同じ符号が付されている。本第３実施形態の接合方法及び接合装置（２０）について、上記第１実施形態の接合方法及び接合装置とは異なる点を中心に以下に説明する。
【０１２４】
本第３実施形態では、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）には、軸方向に延びた複数個の係合溝部（１７ａ）が周方向に間隔をおいて形成されている。係合溝部（１７ａ）の断面形状は矩形状である。
【０１２５】
接合装置（２０）のダイ（２１）の各ダイセグメント（２１ａ）における係合溝部（１７ａ）に対応する箇所には、軸方向に延びた押込み用押圧凸部（２６）がダイセグメント（２１ａ）と一体に形成されている。図１０に示すように、押込み用押圧凸部（２６）は、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）における係合溝部（１７ａ）に対応する部分を係合溝部（１７ａ）内に押し込んで係合溝部（１７ａ）と係合させるための部位である。押込み用押圧凸部（２６）の断面形状は、係合溝部（１７ａ）の断面形状に対応する形状であり、すなわち矩形状である。さらに、押込み用押圧凸部（２６）の断面寸法は、係合溝部（１７ａ）の断面寸法よりも少し小さく設定されている。
【０１２６】
本第３実施形態の接合方法では、エキスパンド加工によって、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）における各係合溝部（１７ａ）に対応する部位を、各押込み用押圧凸部（２６）で係合溝部（１７ａ）内に押し込むように局部的に塑性変形させる。これにより、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）（詳述するとパイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）の押込み部）を係合溝部（１７ａ）に周方向に係合させる。さらに、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（１４）との間に配置された接着剤（３０）が、このエキスパンド加工によって、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）（詳述するとパイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）の押込み部）と係合溝部（１７ａ）との間の隙間（１７ｚ）に充填され、そしてこの状態で接着剤（３０）が硬化されて接着がなされる。なお本第３実施形態では、接着剤（３０）の付着量は過剰気味にしておくことが望ましい。
【０１２７】
本第３実施形態では、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）が係合溝部（１７ａ）に係合することにより、パイプ（１１）と被接合部材（１５）との接合強度が更に向上する。しかも、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）と係合溝部（１７ａ）との間の隙間（１７ｚ）に接着剤（３０）が充填されているので、パイプ（１１）と被接合部材（１５）との接合強度をより一層向上させることができる。
【０１２８】
さらに、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）が軸方向に延びた係合溝部（１７ａ）に周方向に係合しているため、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）のねじり強度を向上させることができる。
【０１２９】
＜第４実施形態＞
図１１及び図１２は、本発明の第４実施形態を説明する図である。これらの図には、上記第１実施形態の要素と同一の要素には同じ符号が付されている。本第４実施形態の接合方法及び接合装置（２０）について、上記第１実施形態の接合方法及び接合装置とは異なる点を中心に以下に説明する。
【０１３０】
本第４実施形態では、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）には、周方向に延びた係合溝部（１７ａ）が形成されている。係合溝部（１７ａ）は、挿通孔（１６）の内周面（１７）に周方向の全周に亘って形成されていてる。ただし本発明では、係合溝部（１７ａ）は、挿通孔（１６）の内周面（１７）に周方向の全周ではなく部分的に形成されていても良い。係合溝部（１７ａ）の断面形状は矩形状である。
【０１３１】
接合装置（２０）のダイ（２１）の各ダイセグメント（２１ａ）における係合溝部（１７ａ）に対応する箇所には、周方向に延びた押込み用押圧凸部（２６）がダイセグメント（２１ａ）と一体に形成されている。図１２に示すように、押込み用押圧凸部（２６）は、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）における係合溝部（１７ａ）に対応する部位を係合溝部（１７ａ）内に押し込んで係合溝部（１７ａ）と係合させるための部位である。押込み用押圧凸部（２６）の断面形状は円弧状である。
【０１３２】
本第４実施形態の接合方法では、エキスパンド加工によって、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）における各係合溝部（１７ａ）に対応する部位を、各押込み用押圧凸部（２６）で係合溝部（１７ａ）内に押し込むように局部的に塑性変形させる。これにより、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）（詳述するとパイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）の押込み部（Ｂ１））を係合溝部（１７ａ）に軸方向に係合させる。さらに、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（１４）との間に配置された接着剤（３０）が、このエキスパンド加工によって、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）（詳述するとパイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）の押込み部（Ｂ１））と係合溝部（１７ａ）との間の隙間（１７ｚ）に充填され、そしてこの状態で接着剤（３０）が硬化されて接着がなされる。なお本第４実施形態では、接着剤（３０）の付着量は過剰気味にしておくことが望ましい。
【０１３３】
本第４実施形態では、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）が周方向に延びた係合溝部（１７ａ）に軸方向に係合しているため、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）の抜け強度を向上させることができる。しかも、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）と係合溝部（１７ａ）との間の隙間（１７ｚ）に接着剤（３０）が充填されているので、パイプ（１１）と被接合部材（１５）との接合強度をより一層向上させることができる。
【０１３４】
＜第５実施形態＞
図１３は、本発明の第５実施形態を説明する図である。この図には、上記第１実施形態の要素と同一の要素には同じ符号が付されている。本第５実施形態の接合方法及び接合装置（２０）について、上記第１実施形態の接合方法及び接合装置とは異なる点を中心に以下に説明する。
【０１３５】
本第５実施形態では、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）には、軸方向に延びた複数個の係合突部（１７ｂ）が周方向に間隔をおいて形成されている。係合突部（１７ｂ）の断面形状は矩形状である。
【０１３６】
接合装置（２０）のダイ（２１）の各ダイセグメント（２１ａ）における係合突部（１７ｂ）に対応する箇所には、軸方向に延びた凹部（２７）が形成されている。凹部（２７）の断面形状は、係合突部（１７ｂ）の断面形状に対応する形状であり、すなわち矩形状である。さらに、凹部（２７）の断面寸法は、係合突部（１７ｂ）の断面寸法よりも少し大きく設定されている。
【０１３７】
本第５実施形態の接合方法では、エキスパンド加工によって、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）における各係合突部（１７ｂ）に対応する部位を、各係合突部（１７ｂ）で各凹部（２７）内に相対的に押し込むように局部的に塑性変形させる。これにより、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）（詳述するとパイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）の押込み部）を係合突部（１７ｂ）に周方向に係合させる。さらに、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（１４）との間に配置された接着剤（３０）が、このエキスパンド加工によって、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）と係合突部（１７ｂ）との間の隙間（１７ｚ）に充填され、そしてこの状態で接着剤（３０）が硬化されて接着がなされる。なお本第５実施形態では、接着剤（３０）の付着量は過剰気味にしておくことが望ましい。
【０１３８】
本第５実施形態では、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）が係合突部（１７ｂ）に係合することにより、パイプ（１１）と被接合部材（１５）との接合強度が更に向上する。しかも、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）と係合突部（１７ｂ）との間の隙間（１７ｚ）に接着剤（３０）が充填されているので、パイプ（１１）と被接合部材（１５）との接合強度をより一層向上させることができる。
【０１３９】
さらに、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）が軸方向に延びた係合突部（１７ｂ）に周方向に係合しているため、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）のねじり強度を向上させることができる。
【０１４０】
＜第６実施形態＞
図１４は、本発明の第６実施形態を説明する図である。この図には、上記第１実施形態の要素と同一の要素には同じ符号が付されている。本第６実施形態の接合方法及び接合装置（２０）について、上記第１実施形態の接合方法及び接合装置とは異なる点を中心に以下に説明する。
【０１４１】
本第６実施形態では、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）には、周方向に延びた係合突部（１７ｂ）が形成されている。係合突部（１７ｂ）は、挿通孔（１６）の内周面（１７）に周方向の全周に亘って形成されている。ただし本発明では、係合溝部（１７ａ）は、挿通孔（１６）の内周面（１７）に周方向の全周ではなく部分的に形成されていても良い。係合突部（１７ｂ）の断面形状は円弧状である。
【０１４２】
接合装置（２０）のダイ（２１）の各ダイセグメント（２１ａ）における係合突部（１７ｂ）に対応する箇所には、周方向に延びた凹部（２７）が形成されている。凹部（２７）の断面形状は、係合突部（１７ｂ）の断面形状に対応する形状であり、すなわち円弧状である。
【０１４３】
本第６実施形態の接合方法では、エキスパンド加工によって、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）における係合突部（１７ｂ）に対応する部位を、係合突部（１７ｂ）で凹部（２７）内に相対的に押し込むように局部的に塑性変形させる。これにより、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）を係合突部（１７ｂ）に軸方向に係合させる。
【０１４４】
本第６実施形態では、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）が周方向に延びた係合突部（１７ｂ）に軸方向に係合しているので、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）の抜け強度を向上させることができる。
【０１４５】
而して、本発明の特に望ましい構成は以下のとおりである。
【０１４６】
［Ａ１］  中心軸を中心に周方向に複数個のダイセグメントに分割された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を挿通した状態で、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を前記パイプの半径方向外向きに移動させることにより、前記パイプの前記挿通孔内への挿通部分とその軸方向両側近傍部分とのうち少なくとも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接合方法において、
前記ダイの断面形状は、前記パイプの中空部の断面形状に対応した形状であり、
前記ダイセグメントは、前記パイプの前記挿通部分を押圧する押圧部を有しており、
前記パイプの肉厚をｔ、
前記パイプの半径方向における前記ダイセグメントの移動量をＤ、
前記パイプの中心軸から前記ダイセグメントの押圧部までの距離をＤ１、
前記パイプの中心軸から前記被接合部材の被接合面までの距離をＤ２とするとき、
次の第１関係式（１）を満足するようにエキスパンド加工を行うことを特徴とするパイプと被接合部材との接合方法。
【０１４７】
１＜（Ｄ＋Ｄ１＋ｔ）／Ｄ２  …（１）
［Ａ２］  前記ダイセグメントは、前記パイプの前記両近傍部分のうち一方を押圧する第１押圧凸部と他方を押圧する第２押圧凸部とを有しており、
接合初期に前記パイプと当接する前記被接合部材の被接合面の幅をＷ１、
前記ダイセグメントの両押圧凸部の頂部間の距離をＷ２とするとき、
次の第２関係式（２）を満足するダイを用いてエキスパンド加工を行う前項Ａ１記載の接合方法。
【０１４８】
１．０≦Ｗ２／（Ｗ１＋２ｔ）≦３．０  …（２）
［Ａ３］  前記ダイセグメントは、前記パイプの前記両近傍部分のうち一方を押圧する第１押圧凸部と他方を押圧する第２押圧凸部とを有しており、
前記ダイセグメントの押圧部に対する押圧凸部の頂部の高さをＤ３、
前記パイプの中心軸から前記パイプの内周面までの距離をＤＰとするとき、
次の第３関係式（３）を満足するようにエキスパンド加工を行う前項Ａ１又はＡ２記載の接合方法。
【０１４９】
１．０＜（Ｄ＋Ｄ１＋Ｄ３）／ＤＰ≦１．２  …（３）
［Ａ４］  中心軸を中心に周方向に複数個のダイセグメントに分割された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を挿通した状態で、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を前記パイプの半径方向外向きに移動させることにより、前記パイプの前記挿通孔内への挿通部分とその軸方向両側近傍部分とのうち少なくとも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接合方法において、
前記ダイの断面形状は、前記パイプの中空部の断面形状に対応した形状であり、
前記ダイセグメントは、前記パイプの前記挿通部分を押圧する押圧部と、前記パイプの前記両近傍部分のうち一方を押圧する第１押圧凸部と他方を押圧する第２押圧凸部とを有しており、
前記パイプの肉厚をｔ、
接合初期に前記パイプと当接する前記被接合部材の被接合面の幅をＷ１、
前記ダイセグメントの両押圧凸部の頂部間の距離をＷ２とするとき、
次の第２関係式（２）を満足するダイを用いてエキスパンド加工を行うことを特徴とするパイプと被接合部材との接合方法。
【０１５０】
１．０≦Ｗ２／（Ｗ１＋２ｔ）≦３．０  …（２）
［Ａ５］  前記パイプの半径方向における前記ダイセグメントの移動量をＤ、
前記パイプの中心軸から前記ダイセグメントの押圧部までの距離をＤ１、
前記ダイセグメントの押圧部に対する押圧凸部の頂部の高さをＤ３、
前記パイプの中心軸から前記パイプの内周面までの距離をＤＰとするとき、
次の第３関係式（３）を満足するようにエキスパンド加工を行う前項Ａ４記載の接合方法。
【０１５１】
１．０＜（Ｄ＋Ｄ１＋Ｄ３）／ＤＰ≦１．２  …（３）
［Ａ６］  中心軸を中心に周方向に複数個のダイセグメントに分割された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を挿通した状態で、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を前記パイプの半径方向外向きに移動させることにより、前記パイプの前記挿通孔内への挿通部分とその軸方向両側近傍部分とのうち少なくとも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接合方法において、
前記ダイの断面形状は、前記パイプの中空部の断面形状に対応した形状であり、
前記ダイセグメントは、前記パイプの前記挿通部分を押圧する押圧部と、前記パイプの前記両近傍部分のうち一方を押圧する第１押圧凸部と他方を押圧する第２押圧凸部とを有しており、
前記パイプの半径方向における前記ダイセグメントの移動量をＤ、
前記パイプの中心軸から前記ダイセグメントの押圧部までの距離をＤ１、
前記ダイセグメントの押圧部に対する押圧凸部の頂部の高さをＤ３、
前記パイプの中心軸から前記パイプの内周面までの距離をＤＰとするとき、
次の第３関係式（３）を満足するようにエキスパンド加工を行うことを特徴とするパイプと被接合部材との接合方法。
【０１５２】
１．０＜（Ｄ＋Ｄ１＋Ｄ３）／ＤＰ≦１．２  …（３）
［Ａ７］  前記パイプの断面形状は円形状であり、
前記被接合部材の挿通孔の断面形状は、パイプの断面形状に対応した形状である前項Ａ１〜Ａ６のいずれかに記載の接合方法。
【０１５３】
［Ａ８］  前記パイプの断面形状は多角形状であるとともに、前記パイプの各角部の断面形状は円弧状であり、
前記被接合部材の挿通孔の断面形状は、前記パイプの断面形状に対応した形状であり、
前記ダイは、前記パイプ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、
前記ダイの各ダイセグメントを前記パイプの各角部に向かって前記パイプ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前項Ａ１〜Ａ６のいずれかに記載の接合方法。
【０１５４】
［Ａ９］  前記ダイの外周面における前記パイプの各平坦壁部に対応する部位に、前記ダイの軸方向に延びた凹条部が設けられている前項Ａ８記載の接合方法。
【０１５５】
［Ａ１０］  前記被接合部材の挿通孔の周縁部に、短筒状の座部が前記パイプの軸方向に突出して一体に設けられており、
前記被接合部材の挿通孔内に挿通されたパイプの外周面に前記被接合部材の座部を重合させた状態で、エキスパンド加工を行う前項Ａ１〜Ａ９のいずれかに記載の接合方法。
【０１５６】
［Ａ１１］  中心軸を中心に周方向に複数個のダイセグメントに分割された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を挿通した状態で、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を前記パイプの半径方向外向きに移動させることにより、前記パイプの前記挿通孔内への挿通部分とその軸方向両側近傍部分とのうち少なくとも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接合装置において、
前記ダイの断面形状は、前記パイプの中空部の断面形状に対応した形状であり、
前記ダイセグメントは、前記パイプの前記挿通部分を押圧する押圧部を有しており、
前記パイプの肉厚をｔ、
前記パイプの半径方向における前記ダイセグメントの移動量をＤ、
前記パイプの中心軸から前記ダイセグメントの押圧部までの距離をＤ１、
前記パイプの中心軸から前記被接合部材の被接合面までの距離をＤ２とするとき、
次の第１関係式（１）を満足するようにＤ及びＤ１が設定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。
【０１５７】
１＜（Ｄ＋Ｄ１＋ｔ）／Ｄ２  …（１）
［Ａ１２］  前記ダイセグメントは、前記パイプの前記両近傍部分のうち一方を押圧する第１押圧凸部と他方を押圧する第２押圧凸部とを有しており、
接合初期に前記パイプと当接する前記被接合部材の被接合面の幅をＷ１、
前記ダイセグメントの両押圧凸部の頂部間の距離をＷ２とするとき、
次の第２関係式（２）を満足するようにＷ２が設定されている前項Ａ１１記載の接合装置。
【０１５８】
１．０≦Ｗ２／（Ｗ１＋２ｔ）≦３．０  …（２）
［Ａ１３］  前記ダイセグメントは、前記パイプの前記両近傍部分のうち一方を押圧する第１押圧凸部と他方を押圧する第２押圧凸部とを有しており、
前記ダイセグメントの押圧部に対する押圧凸部の頂部の高さをＤ３、
前記パイプの中心軸から前記パイプの内周面までの距離をＤＰとするとき、
次の第３関係式（３）を満足するようにＤ、Ｄ１及びＤ３が設定されている前項Ａ１１又はＡ１２記載の接合装置。
【０１５９】
１．０＜（Ｄ＋Ｄ１＋Ｄ３）／ＤＰ≦１．２  …（３）
［Ａ１４］  中心軸を中心に周方向に複数個のダイセグメントに分割された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挿通されたパイプの中空部内に前記ダイが配置された状態で、前記ダイの各ダイセグメントが前記パイプの半径方向外向きに移動されることにより、前記パイプの挿通孔内への挿通部分とその軸方向両側近傍部分とのうち少なくとも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接合装置において、
前記ダイの断面形状は、前記パイプの中空部の断面形状に対応した形状であり、
前記ダイセグメントは、前記パイプの前記挿通部分を押圧する押圧部と、前記パイプの前記両近傍部分のうち一方を押圧する第１押圧凸部と他方を押圧する第２押圧凸部とを有しており、
前記パイプの肉厚をｔ、
接合初期に前記パイプと当接する前記被接合部材の被接合面の幅をＷ１、
前記ダイセグメントの両押圧凸部の頂部間の距離をＷ２とするとき、
次の第２関係式（２）を満足するようにＷ２が設定されている特徴とするパイプと被接合部材との接合装置。
【０１６０】
１．０≦Ｗ２／（Ｗ１＋２ｔ）≦３．０  …（２）
［Ａ１５］  前記パイプの半径方向における前記ダイセグメントの移動量をＤ、
前記パイプの中心軸から前記ダイセグメントの押圧部までの距離をＤ１、
前記ダイセグメントの押圧部に対する押圧凸部の頂部の高さをＤ３、
前記パイプの中心軸から前記パイプの内周面までの距離をＤＰとするとき、
次の第３関係式（３）を満足するようにＤ、Ｄ１、及びＤ３が設定されている前項Ａ１４記載の接合装置。
【０１６１】
１．０＜（Ｄ＋Ｄ１＋Ｄ３）／ＤＰ≦１．２  …（３）
［Ａ１６］  中心軸を中心に周方向に複数個のダイセグメントに分割されたエキスパンド加工用ダイを備え、
前記被接合部材に設けられた挿通孔内に挿通されたパイプの中空部内に前記ダイが配置された状態で、前記ダイの各ダイセグメントが前記パイプの半径方向外向きに移動されることにより、前記パイプの挿通孔内への挿通部分とその軸方向両側近傍部分とのうち少なくとも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接合装置において、
前記ダイの断面形状は、前記パイプの中空部の断面形状に対応した形状であり、
前記ダイセグメントは、前記パイプの前記挿通部分を押圧する押圧部と、前記パイプの前記両近傍部分のうち一方を押圧する第１押圧凸部と他方を押圧する第２押圧凸部とを有しており、
前記パイプの半径方向における前記ダイセグメントの移動量をＤ、
前記パイプの中心軸から前記ダイセグメントの押圧部までの距離をＤ１、
前記ダイセグメントの押圧部に対する押圧凸部の頂部の高さをＤ３、
前記パイプの中心軸から前記パイプの内周面までの距離をＤＰとするとき、
次の第３関係式（３）を満足するようにＤ、Ｄ１及びＤ３が設定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。
【０１６２】
１．０＜（Ｄ＋Ｄ１＋Ｄ３）／ＤＰ≦１．２  …（３）
［Ａ１７］  前記パイプの断面形状は円形状であり、
前記被接合部材の挿通孔の断面形状は、前記パイプの断面形状に対応した形状である前項Ａ１１〜Ａ１６のいずれかに記載の接合装置。
【０１６３】
［Ａ１８］  前記パイプの断面形状は多角形状であるとともに、前記パイプの各角部の断面形状は円弧状であり、
前記被接合部材の挿通孔の断面形状は、前記パイプの断面形状に対応した形状であり、
前記ダイは、前記パイプ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、
前記各ダイセグメントは、エキスパンド加工時に、前記パイプの各角部に向かってパイプの半径方向外向きに移動されるものである前項Ａ１１〜Ａ１６のいずれかに記載の接合装置。
【０１６４】
［Ａ１９］  前記ダイの外周面における前記パイプの各平坦壁部に対応する部位に、前記ダイの軸方向に延びた凹条部が設けられている前項Ａ１８記載の接合装置。
【０１６５】
上記［Ａ１］〜［Ａ１９］の発明は以下の効果を奏する。
【０１６６】
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。
【０１６７】
［Ａ１］の発明では、第１関係式（１）を満足するようにエキスパンド加工を行うことにより、接合強度の向上を図ることができる。
【０１６８】
［Ａ２］の発明では、第２関係式（２）を満足するダイを用いてエキスパンド加工を行うことにより、接合強度の更なる向上を図ることができる。
【０１６９】
［Ａ３］の発明では、第３関係式（３）を満足するようにエキスパンド加工を行うことにより、接合強度の更なる向上を図ることができるし、更に、パイプの破断を確実に防止できる。
【０１７０】
［Ａ４］の発明では、第２関係式（２）を満足するダイを用いてエキスパンド加工を行うことにより、接合強度の向上を図ることができる。
【０１７１】
［Ａ５］の発明では、接合強度の更なる向上を図ることができるし、更に、パイプの破断を確実に防止できる。
【０１７２】
［Ａ６］の発明では、第３関係式（３）を満足するようにエキスパンド加工を行うことにより、接合強度の向上を図ることができるし、更に、パイプの破断を確実に防止できる。
【０１７３】
［Ａ７］の発明では、断面円形状のパイプに対して被接合部材の接合強度の向上を図ることができる。
【０１７４】
［Ａ８］の発明では、パイプの断面形状は多角形状であり、被接合部材の挿通孔の断面形状はパイプの断面形状に対応した形状であるから、パイプが被接合部材の挿通孔内に挿通された状態において被接合部材のねじり強度が更に向上する。
【０１７５】
さらに、パイプの各角部の断面形状が円弧状であるから、被接合部材にパイプの周方向の荷重が加わった場合において、パイプの各角部に応力が集中するのを確実に防止できる。そのため、接合構造体の強度的信頼性が向上する。
【０１７６】
さらに、ダイの各ダイセグメントをパイプの各角部に向かってパイプ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ことから、パイプの各角部を平坦壁部よりも重点的にエキスパンド加工することができる。これにより、パイプの各角部を確実に大きく膨出させることができる。その結果、接合強度の更なる向上を図ることができる。
【０１７７】
［Ａ９］の発明では、ダイの外周面におけるパイプの各平坦壁部に対応する部位に、ダイの軸方向に延びた凹条部が設けられているので、ダイのダイセグメントとパイプの内周面との接触面積を減少できる。これにより、エキスパンド加工時にダイセグメントとパイプの内周面との間の摩擦力を低減できる。その結果、パイプの各角部を平坦壁部よりも更に確実に大きく膨出できるし、またエキスパンド加工に要する力を低減できる。
【０１７８】
［Ａ１０］の発明では、被接合部材の挿通孔の周縁部に、短筒状の座部がパイプの軸方向に突出して一体に設けられているので、被接合部材の挿通孔内にパイプを挿通するとともにパイプの外周面に被接合部材の座部を重合させることにより、被接合部材とパイプの外周面との接触面積が増加する。これにより、接合強度の更なる向上を図ることができる。
【０１７９】
［Ａ１１］〜［Ａ１９］の発明では、それぞれ上記［Ａ１］〜［Ａ９］の発明に係る接合方法に好適に用いられる接合装置を提供できる。
【０１８０】
次に、上記［Ａ１］〜［Ａ１９］の発明の構成を備えた本発明の幾つかの実施形態について、図面を参照して以下に説明する。ただしこれらの図では、接着剤は図示省略されている。
【０１８１】
＜第７実施形態＞
図１５〜２２は、本発明の第７実施形態を説明する図である。図１５において、（Ｓ７）は、本発明の第７実施形態に係る接合方法によりパイプ（１１）に被接合部材（１５）が接合されて製造された接合構造体である。
【０１８２】
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。このパイプ（１１）はその軸方向に延びた中空部（１３）を有している。この中空部（１３）の断面形状は円形状である。パイプ（１１）の内径及び肉厚はパイプ（１１）の軸方向において一定に設定されている。
【０１８３】
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又はアルミニウム合金からなる。ただし本発明では、パイプ（１１）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く、その他に、例えば、鉄、鋼、銅、マグネシウム合金等の金属であっても良いし、プラスチックであっても良い。また、パイプ（１１）は押出材からなるものである。ただし本発明では、パイプ（１１）は押出材からなるものに限定されるものではなく、その他に、例えば、電縫管、溶接管又は引抜き管からなるものであっても良いし、他の方法により製造されたものであっても良い。
【０１８４】
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ものである。この被接合部材（１５）は板状のものであり、詳述すると円環板状のものである。さらに、この被接合部材（１５）の外周縁部には径方向外側に突出した４個の突片部（１５ａ）が一体形成されている。各突片部（１５ａ）には、ボルト挿通孔（１５ｂ）等の締結具挿通孔が設けられている。ただし本発明では、被接合部材（１５）はフランジやブラケットとして用いられるものであることに限定されるものではなく、その他に、例えば、ステイを有するものであっても良いし、その他の目的に用いられるものであっても良い。
【０１８５】
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）が被接合部材（１５）の厚さ方向に貫通して即ち軸方向に貫通して設けられている。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。
【０１８６】
さらに、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の周縁部には、該挿通孔（１６）を包囲するように短円筒状の座部（１８）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（１８）は、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の周縁部を、その全周に亘ってパイプ（１１）の軸方向の片側に突出するように短円筒状にプレス曲げ加工することにより、形成されたものである。すなわち、この座部（１８）は、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の周縁部からパイプ（１１）の軸方向の片側に突出するように屈曲して形成されたものである。したがって、この座部（１８）は、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の周縁部の全周に亘って形成されている。また、この座部（１８）の内側の中空部の断面形状は挿通孔（１６）の断面形状と同じであり、即ち円形状である。この座部（１８）は、エキスパンド加工される前ではパイプ（１１）の外周面（１４）に僅かに隙間を空けて重合されるものである（図１７参照）。
【０１８７】
被接合部材（１５）及び座部（１８）は、弾性変形可能な材料からなり、例えば金属からなり、詳述すると例えばアルミニウム又はアルミニウム合金からなる。ただし本発明では、被接合部材（１５）及び座部（１８）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く、その他に、例えば、鉄、鋼、銅、マグネシウム合金等の金属であっても良いし、プラスチックであっても良い。また、この被接合部材（１５）及び座部（１８）はプレス成形により製造されたものであるが、本発明では、その他に、例えば、押出加工やダイカストにより製造されたものであっても良いし、その他の方法により製造されたものであっても良い。
【０１８８】
パイプ（１１）の長さは例えば５０〜２０００ｍｍの範囲内に設定されている。パイプ（１１）の外径は例えば２０〜１００ｍｍの範囲内に設定されている。パイプ（１１）の肉厚ｔは例えば０．５〜５ｍｍの範囲内に設定されている。
【０１８９】
だたし本発明では、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く、パイプ（１１）の使用目的や用途に応じて様々に設定されるものである。
【０１９０】
被接合部材（１５）の外径は例えば３０〜３００ｍｍの範囲内に設定されている。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大きく設定されている。被接合部材（１５）及び座部（１８）の肉厚は例えば１〜２０ｍｍの範囲内に設定されている。座部（１８）の突出長さ（即ち、座部（１８）のパイプ（１１）軸方向に沿う長さ）は例えば３〜３０ｍｍの範囲内に設定されている。
【０１９１】
ただし本発明では、被接合部材（１５）及び座部（１８）の各寸法は上記の範囲内であることに限定されるものではなく、被接合部材（１５）の使用目的や用途に応じて様々に設定されるものである。
【０１９２】
本第７実施形態の接合構造体（Ｓ７）では、図１５び図１６に示すように、パイプ（１１）が被接合部材（１５）の挿通孔（１６）内に挿通されるとともに、被接合部材（１５）の座部（１８）がパイプ（１１）の外周面（１４）に重合されている。そして、この状態で、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、パイプ（１１）の周方向の全周に亘ってエキスパンド加工（拡管加工）され、これによりパイプ（１１）に被接合部材（１５）が固定状態に接合されている。
【０１９３】
パイプ（１１）の両近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）には、エキスパンド加工によって、パイプ（１１）の外側に局部的に膨出した断面円弧状の２個の膨出部（Ｂ）（Ｂ）が形成されている。これら２個の膨出部（Ｂ）（Ｂ）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、これら２個の膨出部（Ｂ）（Ｂ）間で被接合部材（１５）の座部（１８）が挟まれた状態にパイプ（１１）に接合されている。これにより、被接合部材（１５）の抜け強度の向上が図られている。また、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）もパイプ（１１）の外側に少し膨出しており、これにより当該挿通部分（１２ａ）にも膨出部（Ｂ）がパイプ（１１）の周方向の全周に亘って形成されている。ただし本発明では、挿通部分（１２ａ）に膨出部（Ｂ）が必ずしも形成される必要はない。
【０１９４】
さらに、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（１４）との間に配置された接着剤（図示せず）により、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）がパイプ（１１）の外周面（１４）に全周に亘って接着接合されるとともに、更に、被接合部材（１５）の両側面（１５ｃ）（１５ｃ）（詳述すると、被接合部材（１５）の両側面（１５ｃ）（１５ｃ）の挿通孔近傍部分）がそれぞれ対応する膨出部（Ｂ）の側面（Ｂｃ）に接着剤（図示せず）により全周に亘って接着接合されている。
【０１９５】
次に、本第７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。
【０１９６】
図１７〜図２０に示すように、この接合装置（２０）は、エキスパンド加工用ダイ（２１）、マンドレル（２８）などを備えている。
【０１９７】
マンドレル（２８）は、例えば工具鋼や超硬合金製の楔部（２９）を有している。この楔部（２９）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（２９）は、円錐状又は多角錐状であり、本第７実施形態では八角錐状であり、詳述すると正八角錐状である。したがって、この楔部（２９）の断面形状は八角形状であり、詳述すると正八角形状である（図１８参照）。
【０１９８】
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。
【０１９９】
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。
【０２００】
ダイ（２１）の断面形状は、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、円柱状に形成されており、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）の外側へ押圧して局部的に膨出させるものである。
【０２０１】
ダイ（２１）の中心部には、マンドレル（２８）の楔部（２９）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（図２１参照）。この楔孔部（２４）の形状は、マンドレル（２８）の楔部（２９）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（２９）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。
【０２０２】
さらに、図１８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（２４）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。本第７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。これらのダイセグメント（２１ａ）は互いに同一形状で同一構成である。
【０２０３】
図１７及び図１９に示すように、各ダイセグメント（２１ａ）は、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）を押圧する押圧部（２３）と、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）の軸方向両側近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）のうち一方（１２ｂ）を局部的に押圧する第１押圧凸部（２２）と他方（１２ｂ）を局部的に押圧する第２押圧凸部（２２）とを有している。両押圧凸部（２２）（２２）は、ダイ（２１）の軸方向における押圧部（２３）の両側にダイ（２１）の軸方向に互いに離間して配置されている。両押圧凸部（２２）（２２）の形状及び寸法は互いに同一である。したがって、ダイセグメント（２１ａ）の押圧部（２３）に対する両押圧凸部（２２）（２２）の頂部の高さ（Ｄ３）は互いに等しく設定されており、また両押圧凸部（２２）（２２）の幅（Ｗ３）は互いに等しく設定されている。
【０２０４】
押圧部（２３）は、ダイセグメント（２１ａ）の外周面に、パイプ（１１）の軸方向に平坦状に形成されている。なお本実施形態では、ダイセグメント（２１ａ）の外周面とは、ダイセグメント（２１ａ）のパイプ（１１）側に向いた外面を意味する。
【０２０５】
両押圧凸部（２２）（２２）は、ダイセグメント（２１ａ）の外周面における押圧部（２３）の軸方向両側近傍部に、ダイ（２１）の周方向に延びて形成されている。図１７に示すように、各押圧凸部（２２）の断面形状は例えば円弧状である。
【０２０６】
図１７〜図１９に示すように、マンドレル（２８）は、マンドレル駆動手段によって、マンドレル（２８）の楔部（２９）をパイプ（１１）の中空部（１３）内に配置されたダイ（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）の半径方向外向きに移動させるものである。
【０２０７】
マンドレル駆動手段によるマンドレル楔部（２９）のダイ楔孔部（２４）内への差込み量を設定することにより、パイプ（１１）の半径方向における各ダイセグメント（２１ａ）の移動量が設定される。すなわち、マンドレル駆動手段は、マンドレル楔部（２９）のダイ楔孔部（２４）内への差込み量を設定する差込み量設定部を有している。そして、マンドレル駆動手段は、この差込み量設定部に設定された差込み量に基づいて、マンドレル（２８）の楔部（２９）をダイ（２１）の楔孔部（２４）内に差し込みことにより、パイプ（１１）の半径方向における各ダイセグメント（２１ａ）の移動量を設定することができるものとなされている。
【０２０８】
ダイ（２１）の各ダイセグメント（２１ａ）は、マンドレル（２８）の楔部（２９）によってパイプ（１１）の半径方向外向きに移動されることによりパイプ（１１）のエキスパンド加工対象部（１２）をエキスパンド加工するものである。
【０２０９】
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。
【０２１０】
まず、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）の全面に接着剤（図示せず）を塗布して付着させる。
【０２１１】
接着剤としては、様々な種類のものを使用することができるが、本実施形態では熱硬化性接着剤を用いる。
【０２１２】
次いで、図１７及び図１８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。これにより、被接合部材（１５）の座部（１８）がパイプ（１１）の外周面（１４）に少し隙間を空けて重合されるとともに、接着剤が被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）とパイプ（１１）の外周面（１４）との間に配置される。
【０２１３】
さらに、パイプ（１１）の中空部（１３）内における被接合部材（１５）（詳述すると被接合部材（１５）の座部（１８））に対応する位置に、ダイ（２１）を配置する。この状態において、ダイ（２１）は、その中心軸（Ｑ）がパイプ（１１）の中心軸（Ｚ）と一致するようにパイプ（１１）の中空部（１３）内に配置されている。
【０２１４】
次いで、マンドレル（２８）を、その楔部（２９）の中心軸がパイプ（１１）の中心軸（Ｚ）と一致するようにパイプ（１１）の中空部（１３）内に配置する。そして、この状態で、マンドレル（２８）の楔部（２９）をマンドレル駆動手段によって該マンドレル（２８）の軸方向に移動（詳述すると押圧移動）させることにより、マンドレル（２８）の楔部（２９）をダイ（２１）の楔孔部（２４）内に差し込む。これにより、図１９及び図２０に示すように、ダイ（２１）の各ダイセグメント（２１ａ）をパイプ（１１）の半径方向外向きに移動させ、パイプ（１１）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）をエキスパンド加工（拡管加工）する。
【０２１５】
このエキスパンド加工では、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）は、各ダイセグメント（２１ａ）の押圧部（２３）によってパイプ（１１）の外側に膨出するように押圧されて塑性変形される。さらに、このようにパイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）が膨出することに伴い、被接合部材（１５）の座部（１８）がパイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）によってパイプ（１１）の外側に押し出されて座部（１８）の弾性変形域内で弾性変形される。これにより、座部（１８）に弾性復元力が蓄積される。また、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）の軸方向両側近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）は、各ダイセグメント（２１ａ）の両押圧凸部（２２）（２２）によってパイプ（１１）の外側に膨出するように押圧される。これにより、当該両近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）は外側に膨出状に塑性変形される。
【０２１６】
次いで、マンドレル（２８）の楔部（２９）をダイ（２１）の楔孔部（２４）内から抜出する。すると、被接合部材（１５）の座部（１８）に蓄積された弾性復元力（スプリングバック力）により、被接合部材（１５）の座部（１８）がパイプ（１１）の外周面（１４）に、パイプ（１１）に対して外嵌状態に圧接固定される。これにより、被接合部材（１５）がパイプ（１１）（詳述するとパイプ（１１）の外周面（１４））に接合される。
【０２１７】
次いで、パイプ（１１）に被接合部材（１５）が接合された状態のままでパイプ（１１）及び被接合部材（１５）を、所定の人工エージング処理装置（図示せず）により人工エージング処理する。これにより、人工エージング処理と同時に接着剤を硬化させる。すると、接着剤によって被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）がパイプ（１１）の外周面（１４）に接着されるとともに、はみ出した接着剤によって被接合部材（１５）の両側面（１５ｃ）（１５ｃ）がそれぞれ対応する膨出部（Ｂ）の側面に接着される。
【０２１８】
以上の工程を経て、図１５及び図１６に示した接合構造体（Ｓ７）が得られる。
【０２１９】
この接合方法では、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の周縁部に、短円筒状の座部（１８）がパイプ（１１）の軸方向の片側に突出して一体に設けられていることから、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）内にパイプ（１１）を挿通するとともにパイプ（１１）の外周面（１４）に被接合部材（１５）の座部（１８）を重合させることにより、被接合部材（１５）とパイプ（１１）との接触面積が増加する。これにより、被接合部材（１５）の接合強度を増大できる。
【０２２０】
而して、この接合方法では、エキスパンド加工は、次の第１関係式（１）、第２関係式（２）及び第３関係式（３）を満足するように行われるのが望ましい。
【０２２１】
第１関係式：１＜（Ｄ＋Ｄ１＋ｔ）／Ｄ２  …（１）
第２関係式：１．０≦Ｗ２／（Ｗ１＋２ｔ）≦３．０  …（２）
第３関係式：１．０＜（Ｄ＋Ｄ１＋Ｄ３）／ＤＰ≦１．２  …（３）
【０２２２】
ここで、各関係式（１）（２）及び（３）において、ｔ、Ｄ、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、ＤＰ、Ｗ１及びＷ２は、図２１に示すように次のとおりである。
【０２２３】
ｔは、パイプ（１１）の肉厚である。
【０２２４】
Ｄは、パイプ（１１）の半径方向におけるダイセグメント（２１ａ）の移動量である。
【０２２５】
Ｄ１は、パイプ（１１）の中心軸（Ｚ）からダイセグメント（２１ａ）の押圧部（２３）までの距離である。
【０２２６】
Ｄ２は、パイプ（１１）の中心軸（Ｚ）から被接合部材（１５）の被接合面（１９）までの距離である。
【０２２７】
Ｄ３は、ダイセグメント（２１ａ）の押圧部（２３）に対する押圧凸部（２２）の頂部の高さである。
【０２２８】
ＤＰは、パイプ（１１）の中心軸（Ｐ）からパイプ（１１）の内周面までの距離である。
【０２２９】
Ｗ１は、接合初期にパイプ（１１）と当接する被接合部材（１５）の被接合面（１９）の幅である。
【０２３０】
Ｗ２は、ダイセグメント（２１ａ）の両押圧凸部（２２）（２２）の頂部間の距離である。
【０２３１】
ここで本実施形態では、上述したように、エキスパンド加工時にダイ（２１）の中心軸（Ｑ）がパイプ（１１）の中心軸（Ｚ）と一致するようにダイ（２１）がパイプ（１１）の中空部（１３）内に配置されることから、Ｄ１は、ダイ（２１）の中心軸（Ｑ）からダイセグメント（２１ａ）の押圧部（２３）までの距離であると換言することができる。
【０２３２】
また本実施形態では、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）、即ち被接合部材（１５）の座部（１８）の内周面（１７）が、被接合部材（１５）の被接合面（１９）に対応している。ただし、座部（１８）の内周面（１７）における被接合部材（１５）に対して屈曲した屈曲部側の周面部は、断面円弧状に形成されているので、接合初期にパイプ（１１）とは当接しない。したがって、この周面部は接合初期の被接合面（１９）には該当しない。
【０２３３】
また本実施形態では、エキスパンド加工は、ダイ（２１）の各ダイセグメント（２１ａ）について第１〜第３関係式（１）（２）（３）を満足するように行われている。
【０２３４】
上記第１関係式（１）を満足することにより、エキスパンド加工時に被接合部材（１５）の座部（１８）がパイプ（１１）の外側に確実に押し出される。その結果、被接合部材（１５）の座部（１８）とパイプ（１１）との間に高い接触残留圧力を発生でき、これにより、被接合部材（１５）の接合強度、特にねじり強度の向上を確実に図ることができる。
【０２３５】
もし第１関係式（１）を満足しない場合、即ち１≧（Ｄ＋Ｄ１＋ｔ）／Ｄ２の場合、被接合部材（１５）の座部（１８）とパイプ（１１）との間に接触残留圧力が発生せず、そのため被接合部材（１５）の接合強度、特にねじり強度を向上させることが困難である。
【０２３６】
ただし本発明では、第１関係式（１）を必ずしも満足する必要はなく、すなわち第１関係式（１）を満足することは本発明の必須要件ではない。
【０２３７】
第１関係式（１）の右辺の上限値は特に限定されず、例えば、エキスパンド加工時において被接合部材（１５）の座部（１８）が弾性変形域内での変形となる値まで許容される。すなわち本発明では、エキスパンド加工による被接合部材（１５）の座部（１８）の変形形態が塑性変形ではなく弾性変形である条件のもとで、つまりエキスパンド加工により被接合部材（１５）の座部（１８）が塑性変形しないで弾性変形する条件のもとで、上記第１関係式（１）を満足することが特に望ましい。具体的に第１関係式（１）の右辺の上限値について示すと、第１関係式（１）の右辺の上限値は例えば１．２（特に好ましくは１．１）であることが望ましい。
【０２３８】
第１関係式（１）では、ダイセグメント（２１ａ）は、押圧凸部（２２）を有していても良いし、あるいは押圧凸部を有していなくても良い。すなわち、接合構造体（Ｓ７）において被接合部材（１５）の抜け強度とねじり強度がともに必要な場合には、ダイセグメント（２１ａ）は押圧凸部（２２）を有していることが望ましく、一方、被接合部材（１５）のねじり強度だけが必要な場合には、ダイセグメント（２１ａ）は押圧凸部（２２）を必ずしも有していなくても良い。
【０２３９】
なお、パイプ（１１）の半径方向における各ダイセグメント（２１ａ）の移動量の設定は、マンドレル駆動手段によるマンドレル楔部（２９）のダイ楔孔部（２４）内への差込み量を調節することにより、行われる。
【０２４０】
上記第２関係式（２）を満足することにより、被接合部材（１５）の接合強度の向上を確実に図ることができる。
【０２４１】
図２２は、第２関係式（２）を満足し且つ第２関係式（２）の中辺の値が１．０に近い場合における接合例を示している。
【０２４２】
もし第２関係式（２）の中辺の値が１．０未満の場合には、エキスパンド加工によって被接合部材（１５）の座部（１８）がパイプ（１１）の両近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）と一緒に変形されることにより、被接合部材（１５）の抜け強度やねじり強度が低下する虞があるし、更に、エキスパンド加工時に被接合部材（１５）の座部（１８）のエッジ部がパイプ（１１）の外周面（１４）に食い込む虞がある。
【０２４３】
一方、もし第２関係式（２）の中辺の値が３．０を超えた場合には、エキスパンド加工によりパイプ（１１）の両近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）に形成される２個の膨出部（Ｂ）（Ｂ）の位置が被接合部材（１５）の座部（１８）から離れすぎるため、被接合部材（１５）の接合強度、特にねじり強度が低下する虞がある。
【０２４４】
第２関係式（２）において特に望ましい関係式（２ａ）は次のとおりである。
１．０≦Ｗ２／（Ｗ１＋２ｔ）≦１．５  …（２ａ）
【０２４５】
ただし本発明では、第２関係式（２）を必ずしも満足する必要はなく、すなわち第２関係式（２）を満足することは本発明の必須要件ではない。
【０２４６】
上記第３関係式（３）を満足することにより、被接合部材（１５）の接合強度、特に抜け強度の向上を確実に図ることができるし、エキスパンド加工時におけるパイプ（１１）の破断を確実に防止できる。
【０２４７】
もし第３関係式（３）の中辺の値が１．０以下の場合、パイプ（１１）の両近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）に膨出部（Ｂ）が形成されないため、被接合部材（１５）の接合強度、特に抜け強度の向上を図ることが困難になる。一方、中辺の値が１．２を超える場合、例えばエキスパンド加工時にパイプ（１１）が破断する虞がある。
【０２４８】
第３関係式（３）において特に望ましい関係式（３ａ）は次のとおりである。
１．１≦（Ｄ＋Ｄ１＋Ｄ３）／ＤＰ≦１．２  …（３ａ）
【０２４９】
ただし本発明では、第３関係式（３）を必ずしも満足する必要はなく、すなわち第３関係式（３）を満足することは本発明の必須要件ではない。
【０２５０】
本実施形態の接合装置（２０）では、第１関係式（１）を満足するようにＤ及びＤ１が設定されていることが望ましく、及び／又は、第２関係式（２）を満足するようにＷ２が設定されていることが望ましく、及び／又は、第３関係式（３）を満足するようにＤ、Ｄ１及びＤ３が設定されていることが望ましい。このように設定された接合装置（２０）を用いてパイプ（１１）と被接合部材（１５）とを接合することにより、上述した効果を確実に奏することができる。
【０２５１】
＜第８実施形態＞
図２３〜図２７は、本発明の第８実施形態に係る接合方法及び該接合方法に用いられる接合装置（２０）を説明する図である。これらの図には、上記第７実施形態の接合装置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８実施形態の接合方法及び接合装置（２０）について、上記第７実施形態の接合方法及び接合装置とは異なる点を中心に以下に説明する。
【０２５２】
パイプ（１１）は、真直な角パイプであり、その断面形状は多角形状である。本第８実施形態では、パイプ（１１）の断面形状は四角形状である。また、パイプ（１１）はその軸方向に延びた中空部（１３）を有している。この中空部（１３）の断面形状は四角形状である。パイプ（１１）の断面の各辺の長さは同じである。
【０２５３】
パイプ（１１）は、その軸方向に延びるとともに互いに周方向に並んだ４個の平坦壁部（１１ａ）（１１ａ）（１１ａ）（１１ａ）と、互いに隣り合う２個の平坦壁部（１１ａ）（１１ａ）間に配置された角部（１１ｂ）とを有している。各角部（１１ｂ）の断面形状は、所定の曲率半径の円弧状である。このパイプ（１１）の材質は、上記第７実施形態と同じであり、即ちアルミニウム又はアルミニウム合金である。
【０２５４】
被接合部材（１５）は平面視略四角形の板状のものである。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）が被接合部材（１５）の厚さ方向に貫通して設けられている。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、即ち四角形状である。挿通孔（１６）の各角部の断面形状は、パイプ（１１）の各角部（１１ｂ）の断面形状に対応した形状であり、即ち円弧状である。
【０２５５】
さらに、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の周縁部には、該挿通孔（１６）を包囲するように短角筒状（詳述すると短四角筒状）の座部（１８）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。被接合部材（１５）及び座部（１８）の材質は、上記第７実施形態と同じであり、即ちアルミニウム又はアルミニウム合金である。
【０２５６】
パイプ（１１）の断面の各辺の長さは例えば２０〜１００ｍｍの範囲内に設定されている。パイプ（１１）の各角部（１１ｂ）の外側曲率半径（Ｒ）は例えば５〜４５ｍｍの範囲内に設定されている。パイプ（１１）の長さ及び肉厚ｔは上記第７実施形態と同じである。
【０２５７】
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く、パイプ（１１）の使用目的や用途に応じて様々に設定されるものである。
【０２５８】
被接合部材（１５）の各辺の長さは例えば３０〜１５０ｍｍの範囲内に設定されている。被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の断面の各辺の長さは、パイプ（１１）の断面の各辺の長さよりも例えば０．１〜１ｍｍ大きく設定されている。挿通孔（１６）の各角部の曲率半径は例えば５．１〜４７ｍｍの範囲内に設定されている。被接合部材（１５）及び座部（１８）の肉厚は第７実施形態と同じであり、また座部（１８）の突出長さは上記第７実施形態と同じである。
【０２５９】
ただし本発明では、被接合部材（１５）及び座部（１８）の各寸法は上記の範囲内であることに限定されるものではなく、被接合部材（１５）の使用目的や用途に応じて様々に設定されるものである。
【０２６０】
本第８実施形態の接合装置（２０）において、マンドレル（２８）の楔部（２９）は四角錐状である。したがって、図２５に示すように、楔部（２９）の断面形状は四角形状である。
【０２６１】
ダイ（２１）の断面形状はパイプ（１１）の中空部（１３）の断面形状に対応した形状であり、即ち四角形状である。ダイ（２１）の中心部には、マンドレル（２８）の楔部（２９）に対応した楔孔部（２４）が設けられている。さらに、ダイ（２１）は、その中心軸（Ｑ）を中心に周方向に均等に複数個のダイセグメント（２１ａ）に分割されている。本第８実施形態では、ダイ（２１）の分割数は４個である。詳述すると、ダイ（２１）は、パイプ（１１）の各平坦壁部（１１ａ）の幅方向中間部に対応する位置で分割されている。
【０２６２】
この接合装置（２０）の他の構成は、上記第７実施形態の接合装置と同じである。
【０２６３】
次に、この接合装置（２０）を用いた接合方法について以下に説明する。
【０２６４】
まず、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）の全面に接着剤（図示せず）を付着させる。
次いで、図２４及び図２５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。これにより、被接合部材（１５）の座部（１８）がパイプ（１１）の外周面（１４）に少し隙間を空けて重合されるとともに、接着剤が被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）とパイプ（１１）の外周面（１４）との間に配置される。
【０２６５】
さらに、パイプ（１１）の中空部（１３）内における被接合部材（１５）の座部（１８）に対応する位置に、ダイ（２１）を配置する。この状態において、ダイ（２１）は、その中心軸（Ｑ）がパイプ（１１）の中心軸（Ｚ）と一致するようにパイプ（１１）の中空部（１３）内に配置されている。
【０２６６】
次いで、マンドレル（２８）の楔部（２９）をダイ（２１）の楔孔部（２４）内に差し込む。これにより、図２６及び図２７に示すように、ダイ（２１）の各ダイセグメント（２１ａ）をパイプ（１１）の各角部（１１ｂ）に向かってパイプ（１１）の半径方向外向きに移動させ、パイプ（１１）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）をエキスパンド加工（拡管加工）する。
【０２６７】
こうして得られた接合構造体（Ｓ８）では、図２３に示すように、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）の軸方向両側近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）には、エキスパンド加工によってパイプ（１１）の外側に局部的に膨出した断面円弧状の２個の膨出部（Ｂ）（Ｂ）がパイプ（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、これら２個の膨出部（Ｂ）（Ｂ）間で被接合部材（１５）の座部（１８）が挟まれた状態でパイプ（１１）に接合されている。これにより、被接合部材（１５）の抜け強度の向上が図られている。
【０２６８】
さらに、被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の内周面（１７）がパイプ（１１）の外周面（１４）に接着剤（図示せず）により接着されている。さらに、被接合部材（１５）の両側面（１５ｃ）（１５ｃ）がそれぞれ対応する膨出部（Ｂ）の側面に接着剤（図示せず）により接着されている。
【０２６９】
本第８実施形態の接合方法において、エキスパンド加工は、上記の第１関係式（１）、第２関係式（２）及び／又は第３関係式（３）を満足するように行われるのが望ましい。
【０２７０】
本第８実施形態の接合方法では、上記第７実施形態の上述した利点がある上、更に次の利点がある。
【０２７１】
すなわち、パイプ（１１）の断面形状は四角形状であり、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るから、パイプ（１１）が被接合部材（１５）の挿通孔（１６）内に挿通された状態において被接合部材（１５）のねじり強度が更に向上する。したがって、もし仮に被接合部材（１５）にパイプ（１１）の周方向の荷重が加わった場合であっても、被接合部材（１５）はパイプ（１１）の周方向にずれ動き難くなる。
【０２７２】
さらに、パイプ（１１）の各角部（１１ｂ）の断面形状が円弧状であることから、被接合部材（１５）にパイプ（１１）の周方向の荷重が加わった場合において、パイプ（１１）の各角部（１１ｂ）に応力が集中するのを確実に防止できる。そのため、接合構造体（Ｓ８）の強度的信頼性が向上する。
【０２７３】
さらに、ダイ（２１）の各ダイセグメント（２１ａ）をパイプ（１１）の各角部（１１ｂ）に向かってパイプ（１１）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ことから、パイプ（１１）の各角部（１１ｂ）を平坦壁部（１１ａ）よりも重点的にエキスパンド加工することができる。これにより、パイプ（１１）の各角部（１１ｂ）を確実に大きく膨出させることができる。その結果、接合強度、特にねじり強度の更なる向上を図ることができる。
【０２７４】
＜第９実施形態＞
図２８及び図２９は、本発明の第９実施形態に係る接合方法及び該接合方法に用いられる接合装置（２０）を説明する図である。これらの図面には、上記第７及び第８実施形態の接合装置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９実施形態の接合方法及び接合装置（２０）について、上記第７及び第８実施形態の接合方法及び接合装置とは異なる点を中心に以下に説明する。
【０２７５】
本第９実施形態では、パイプ（１１）及び被接合部材（１５）は上記第８実施形態と同じである。
【０２７６】
本第９実施形態では、接合装置（２０）のダイ（２１）の外周面におけるパイプ（１１）の各平坦壁部（１１ａ）に対応する部位に、ダイ（２１）の軸方向（即ち、パイプ（１１）の軸方向）に延びた断面コ字状の凹条部（２５）が設けられている。
【０２７７】
この接合装置（２０）の他の構成は、上記第８実施形態の接合装置と同じである。
【０２７８】
本第９実施形態の接合方法は、上記第８実施形態の接合方法と同じである。また、本第９実施形態の接合方法において、エキスパンド加工は、上記の第１関係式（１）、第２関係式（２）及び／又は第３関係式（３）を満足するように行われるのが望ましい。
【０２７９】
本第９実施形態の接合方法で得られた接合構造体（Ｓ９）では、パイプ（１１）のエキスパンド加工対象部（１２）の周方向の全周がエキスパンド加工されているのではなく、エキスパンド加工対象部（１２）の各角部（１１ｂ）だけが局部的にエキスパンド加工されている。すなわち、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）の各角部（１１ｂ）と該挿通部分（１２ａ）の軸方向両側近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）の各角部（１１ｂ）とがパイプ（１１）の外側に局部的に膨出するようにエキスパンド加工されており、一方、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）の平坦壁部（１１ａ）と該挿通部分（１２ａ）の軸方向両側近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）の各平坦壁部（１１ａ）とはエキスパンド加工されていない。したがって、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）の軸方向両側近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）の各角部（１１ｂ）には、エキスパンド加工によってパイプ（１１）の外側に局部的に膨出した断面円弧状の２個の膨出部（Ｂ）（Ｂ）が形成されており、一方、パイプ（１１）の挿通部分（１２ａ）の軸方向両側近傍部分（１２ｂ）（１２ｂ）の各平坦壁部（１１ａ）にはそのような膨出部は形成されていない。
【０２８０】
本第９実施形態の接合方法では、ダイ（２１）の外周面におけるパイプ（１１）の各平坦壁部（１１ａ）に対応する部位に、ダイ（２１）の軸方向に延びた凹条部（２５）が設けられているので、ダイ（２１）のダイセグメント（２１ａ）とパイプ（１１）の内周面との接触面積を減少できる。これにより、エキスパンド加工時にダイセグメント（２１ａ）とパイプ（１１）の内周面との間の摩擦力を低減できる。その結果、パイプ（１１）の各角部（１１ｂ）を平坦壁部（１１ａ）よりも更に確実に大きく膨出できるし、またエキスパンド加工に要する力を低減できる。
【０２８１】
＜第１０実施形態＞
図３０は、本発明の第１０実施形態に係る接合方法及び該接合方法に用いられる接合装置（２０）を説明する図である。これらの図面には、上記第７及び第８実施形態の接合装置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１０実施形態の接合方法及び接合装置（２０）について、上記第７及び第８実施形態の接合方法及び接合装置とは異なる点を中心に以下に説明する。
【０２８２】
本第１０実施形態では、パイプ（１１）の断面形状は三角形状である。また、パイプ（１１）の中空部（１３）の断面形状は三角形状である。パイプ（１１）の断面の各辺の長さは同じである。パイプ（１１）の各角部（１１ｂ）の断面形状は、所定の曲率半径の円弧状である。
【０２８３】
本第１０実施形態の接合装置（２０）において、マンドレル（２８）の楔部（２９）は三角錐状である。したがって、楔部（２９）の断面形状は三角形状である。
【０２８４】
ダイ（２１）の断面形状はパイプ（１１）の中空部（１３）の断面形状に対応した形状であり、即ち三角形状である。ダイ（２１）の中心部には、マンドレル（２８）の楔部（２９）に対応した楔孔部（２４）が設けられている。さらに、ダイ（２１）は、その中心軸（Ｑ）を中心に周方向に均等に複数個のダイセグメント（２１ａ）に分割されている。本第１０実施形態では、ダイ（２１）の分割数は３個である。詳述すると、ダイ（２１）は、パイプ（１１）の各平坦壁部（１１ａ）の幅方向中間部に対応する位置で分割されている。
【０２８５】
この接合装置（２０）の他の構成は、上記第７実施形態の接合装置と同じである。
【０２８６】
本第１０実施形態の接合方法は、上記第８実施形態の接合方法と同じである。また、本第１０実施形態の接合方法において、エキスパンド加工は、上記の第１関係式（１）、第２関係式（２）及び／又は第３関係式（３）を満足するように行われるのが望ましい。
【０２８７】
＜第１１実施形態＞
図３１は、本発明の第１１実施形態に係る接合方法及び該接合方法に用いられる接合装置（２０）を説明する図である。これらの図面には、上記第７及び第８実施形態の接合装置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１１実施形態の接合方法及び接合装置（２０）について、上記第７及び第８実施形態の接合方法及び接合装置とは異なる点を中心に以下に説明する。
【０２８８】
本第１１実施形態では、パイプ（１１）の断面形状は五角形状である。また、パイプ（１１）の中空部（１３）の断面形状は五角形状である。パイプ（１１）の断面の各辺の長さは同じである。パイプ（１１）の各角部（１１ｂ）の断面形状は、所定の曲率半径の円弧状である。
【０２８９】
本第１１実施形態の接合装置（２０）において、マンドレル（２８）の楔部（２９）は五角錐状である。したがって、楔部（２９）の断面形状は五角形状である。
【０２９０】
ダイ（２１）の断面形状はパイプ（１１）の中空部（１３）の断面形状に対応した形状であり、即ち五角形状である。ダイ（２１）の中心部には、マンドレル（２８）の楔部（２９）に対応した楔孔部（２４）が設けられている。さらに、ダイ（２１）は、その中心軸（Ｑ）を中心に周方向に均等に複数個のダイセグメント（２１ａ）に分割されている。本第１１実施形態では、ダイ（２１）の分割数は５個である。詳述すると、ダイ（２１）は、パイプ（１１）の各平坦壁部（１１ａ）の幅方向中間部に対応する位置で分割されている。
【０２９１】
この接合装置（２０）の他の構成は、上記第７実施形態の接合装置と同じである。
【０２９２】
本第１１実施形態の接合方法は、上記第８実施形態の接合方法と同じである。また、本第１１実施形態の接合方法において、エキスパンド加工は、上記の第１関係式（１）、第２関係式（２）及び／又は第３関係式（３）を満足するように行われるのが望ましい。
【０２９３】
＜第１２実施形態＞
図３２は、本発明の第１２実施形態に係る接合方法及び該接合方法に用いられる接合装置（２０）を説明する図である。これらの図面には、上記第７及び第８実施形態の接合装置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１２実施形態の接合方法及び接合装置（２０）について、上記第７及び第８実施形態の接合方法及び接合装置とは異なる点を中心に以下に説明する。
【０２９４】
本第１２実施形態では、パイプ（１１）の断面形状は六角形状である。また、パイプ（１１）の中空部（１３）の断面形状は六角形状である。パイプ（１１）の断面の各辺の長さは同じである。パイプ（１１）の各角部（１１ｂ）の断面形状は、所定の曲率半径の円弧状である。
【０２９５】
本第１２実施形態の接合装置（２０）において、マンドレル（２８）の楔部（２９）は六角錐状である。したがって、楔部（２９）の断面形状は六角形状である。
【０２９６】
ダイ（２１）の断面形状はパイプ（１１）の中空部（１３）の断面形状に対応した形状であり、即ち六角形状である。ダイ（２１）の中心部には、マンドレル（２８）の楔部（２９）に対応した楔孔部（２４）が設けられている。さらに、ダイ（２１）は、その中心軸（Ｑ）を中心に周方向に均等に複数個のダイセグメント（２１ａ）に分割されている。本第１２実施形態では、ダイ（２１）の分割数は６個である。詳述すると、ダイ（２１）は、パイプ（１１）の各平坦壁部（１１ａ）の幅方向中間部に対応する位置で分割されている。
【０２９７】
この接合装置（２０）の他の構成は、上記第７実施形態の接合装置と同じである。
【０２９８】
本第１２実施形態の接合方法は、上記第８実施形態の接合方法と同じである。また、本第１２実施形態の接合方法において、エキスパンド加工は、上記の第１関係式（１）、第２関係式（２）及び／又は第３関係式（３）を満足するように行われるのが望ましい。
【０２９９】
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く、様々に変更可能である。
【０３００】
例えば、本発明では、パイプ（１１）の断面形状は、円形状、三角形状、四角形状、五角形状又は六角形状であることに限定されるものではなく、その他に、七角形状以上であっても良い。
【０３０１】
また本発明では、パイプ（１１）の内部に、該パイプ（１１）の軸方向に延びた、中空部（１３）を仕切る仕切り壁部（図示せず）が配置されていても良い。
【０３０２】
また本発明では、被接合部材（１５）の座部（１８）の外側に配置された規制部材（図示せず）によって座部（１８）の外側への膨出量を規制した状態で、エキスパンド加工を行っても良い。
【０３０３】
また本発明では、被接合部材（１５）は必ずしも座部（１８）を有していなくても良く、すなわち被接合部材（１５）の挿通孔（１６）の周縁部に座部（１８）が形成されていなくても良い。
【０３０４】
また上記実施形態では、いずれも、マンドレル（２８）の楔部（２９）をマンドレル駆動手段によってマンドレル（２８）の軸方向に押圧移動させることにより、マンドレル（２８）の楔部（２９）がダイ（２１）の楔孔部（２４）内に差し込まれている。しかるに、本発明では、マンドレル（２８）の楔部（２９）をダイ（２１）の楔孔部（２４）内に差し込む方法は、上述の方法であることに限定されるものではなく、その他に、例えば、マンドレル（２８）の楔部（２９）をマンドレル駆動手段によってマンドレル（２８）の軸方向に牽引移動させることにより、マンドレル（２８）の楔部（２９）がダイ（２１）の楔孔部（２４）内に差し込まれるものとなされていても良い。
【０３０５】
また本発明では、一つのパイプに複数個の被接合部材を一括して接合する場合において、複数個の被接合部材のうち任意に選択された被接合部材だけをパイプに接着剤によって接着することとしても良い。
【参考例】
【０３０６】
次に、本発明の参考例として、接着剤を用いないでパイプに被接合部材を接合した参考実験例を以下に示す。ただし本発明は、以下の参考例に示したものであることに限定されるものではない。
【０３０７】
＜参考例Ａ−１〜Ａ−１７＞
様々な断面寸法の断面円形状のパイプ（１１）を準備した。このパイプ（１１）を用いて図１５〜図２１に示した上記第７実施形態の接合装置（２０）によりパイプ（１１）に被接合部材（１５）を接合し、これにより図１５及び図１６に示した接合構造体（Ｓ７）を得た。その後、この接合構造体（Ｓ７）を人工エージング処理した。この人工エージング処理の条件は１９０℃×７ｈである。
【０３０８】
次いで、この接合構造体（Ｓ７）について被接合部材（１５）のねじり強度及び抜け強度を評価した。その結果を表１に示す。また、この接合に用いた接合装置（２０）のダイ（２１）及び接合条件も併せて表１に示した。
【０３０９】
使用したパイプ（１１）はアルミニウム合金押出材からなるものであり、その材質は、ＪＩＳ（日本工業規格）に準拠したアルミニウム合金番号Ａ６Ｎ０１−Ｔ１である。パイプ（１１）の長さは２００ｍｍである。
【０３１０】
使用した被接合部材（１５）はアルミニウム合金押出板材からなるものであり、その材質は、ＪＩＳに準拠したアルミニウム合金番号Ａ６Ｎ０１−Ｔ５である。被接合部材（１５）及び座部（１８）の肉厚は１０ｍｍである。被接合部材（１５）の外径は１５０ｍｍである。
【０３１１】
【表１】
2010046697.tif 000003
【０３１２】
［ねじり強度の評価方法］
被接合部材（１５）のねじり強度の評価方法は次のとおりである。
【０３１３】
パイプ（１１）の一端部を固定しておき、被接合部材（１５）にパイプ（１１）の周方向の荷重を加えることにより被接合部材（１５）がパイプ（１１）の周方向に０．５°回転したときのトルクを、ねじり強度とした。
【０３１４】
［抜け強度の評価方法］
被接合部材（１５）の抜け強度の評価方法は次のとおりである。
【０３１５】
被接合部材（１５）を固定しておき、パイプ（１１）にその軸方向の荷重を加えることによりパイプ（１１）がその軸方向に被接合部材（１５）に対して０．５ｍｍ変位したときの荷重を、抜け強度とした。
【０３１６】
表１及び表２において、「ねじり強度」の符号の意味は次のとおりである。
◎：５００Ｎｍ以上
○：３００Ｎｍ以上、５００Ｎｍ未満
△：１００Ｎｍ以上、３００Ｎｍ未満
×：１００Ｎｍ未満
【０３１７】
「抜け強度」の符号の意味は次のとおりである。
◎：２０ｋＮ以上
○：１０ｋＮ以上、２０ｋＮ未満
△：５ｋＮ以上、１０ｋＮ未満
×：５ｋＮ未満
【０３１８】
なお、参考例Ａ−９及びＡ−１７では、接合装置（２０）のダイ（２１）として、押圧凸部がないダイを用いてエキスパンド加工を行った。
【０３１９】
［接合強度の評価］
表１から分かるように、断面円形状のパイプ（１１）に被接合部材（１５）を接合する場合において、第１関係式（１）、第２関係式（２）及び／又は第３関係式（３）を満足するようにエキスパンド加工を行うことにより、接合強度の向上を図ることができる。さらに、接着剤によってパイプ（１１）に被接合部材（１５）を接着すれば、接合強度の更なる向上を図れることを容易に推測することができる。
【０３２０】
＜参考例Ｂ−１〜Ｂ−１７＞
様々な断面寸法の断面四角形状及び六角形状のパイプ（１１）を準備した。このパイプ（１１）を用いて、図２３〜図２７に示した上記第８実施形態の接合装置（２０）又は図３２に示した上記第１２実施形態の接合装置（２０）によりパイプ（１１）に被接合部材（１５）を接合し、これにより接合構造体（Ｓ８）を得た。その後、この接合構造体（Ｓ８）を人工エージング処理した。この人工エージング処理の条件は１９０℃×７ｈである。
【０３２１】
次いで、この接合構造体（Ｓ８）について被接合部材（１５）のねじり強度及び抜け強度を評価した。その結果を表２に示す。また、この接合に用いた接合装置（２０）のダイ（２１）及び接合条件も併せて表２に示した。
【０３２２】
使用したパイプ（１１）はアルミニウム合金押出材からなるものであり、その材質は、ＪＩＳに準拠したアルミニウム合金番号Ａ６Ｎ０１−Ｔ１である。パイプ（１１）の長さは２００ｍｍである。
【０３２３】
使用した被接合部材（１５）はアルミニウム合金押出板材からなるものであり、その材質は、ＪＩＳに準拠したアルミニウム合金番号Ａ６Ｎ０１−Ｔ５である。被接合部材（１５）及び座部（１８）の肉厚は１０ｍｍである。被接合部材（１５）の外径は１５０ｍｍである。
【０３２４】
【表２】
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【０３２５】
参考例Ｂ−１〜Ｂ−８、Ｂ−１０〜Ｂ−１６では、図３３に示すように、パイプ（１１）の断面形状は四角形状である。また、パイプ（１１）の断面の各辺の長さは同じである。
【０３２６】
参考例Ｂ−９、Ｂ−１７では、図３４に示すように、パイプ（１１）の断面形状は六角形状である。また、パイプ（１１）の断面の各辺の長さは同じである。
【０３２７】
表２の「パイプの断面形状」欄において「ａ」とは、図３３及び図３４に示すように、パイプ（１１）の外幅を示す。
【０３２８】
また、「評価対象」欄において、「平坦壁部」とは、図３３及び図３４に示すように、パイプ（１１）の中心軸（Ｚ）からパイプ（１１）の平坦壁部（１１ａ）に向かう方向（Ｘ）における評価を意味する。また、「角部」とは、パイプ（１１）の中心軸（Ｚ）からパイプ（１１）の角部（１１ｂ）に向かう方向（Ｙ）における評価を意味する。
【０３２９】
被接合部材（１５）のねじり強度及び抜け強度の評価方法は上述した方法と同じである。「ねじり強度」及び「抜け強度」の符号の意味は上述した符号の意味と同じである。
【０３３０】
［接合強度の評価］
表２から分かるように、断面多角形状（詳述すると断面四角形状又は六角形状）のパイプ（１１）に被接合部材（１５）を接合する場合において、第１関係式（１）、第２関係式（２）及び／又は第３関係式（３）を満足するようにエキスパンド加工を行うことにより、接合強度の向上を図ることができる。さらに、接着剤によってパイプ（１１）に被接合部材（１５）を接着すれば、接合強度の更なる向上を図れることを容易に推測することができる。
【産業上の利用可能性】
【０３３１】
本発明は、例えば、自動車のステアリングサポートビーム、ステアリングコラムホルダ、マフラ、フレーム、プロペラシャフト、サスペンションアーム、カムシャフト、その他の自動車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。
【図面の簡単な説明】
【０３３２】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るパイプと被接合部材との接合構造体の斜視図である。
【図２】図２は、同接合構造体の拡大縦断面図である。
【図３】図３は、同接合構造体においてパイプのエキスパンド加工対象部をエキスパンド加工する前の状態の縦断面図である。
【図４】図４は、図３中のＸ−Ｘ線横断面図である。
【図５】図５は、同接合構造体においてパイプのエキスパンド加工対象部をエキスパンド加工した後の状態の縦断面図である。
【図６】図６は、図５の拡大図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態に係るパイプと被接合部材との接合構造体であって、パイプのエキスパンド加工対象部をエキスパンド加工した後の状態の縦断面図である。
【図８】図８は、図７の拡大図である。
【図９】図９は、本発明の第３実施形態に係るパイプと被接合部材との接合構造体であって、パイプのエキスパンド加工対象部をエキスパンド加工した後の状態の横断面図である。
【図１０】図１０は、図９の拡大図である。
【図１１】図１１は、本発明の第４実施形態に係るパイプと被接合部材との接合構造体であって、パイプのエキスパンド加工対象部をエキスパンド加工した後の状態の縦断面図である。
【図１２】図１２は、図１１の拡大図である。
【図１３】図１３は、本発明の第５実施形態に係るパイプと被接合部材との接合構造体であって、パイプのエキスパンド加工対象部をエキスパンド加工した後の状態の拡大横断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第６実施形態に係るパイプと被接合部材との接合構造体であって、パイプのエキスパンド加工対象部をエキスパンド加工した後の状態の拡大縦断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の第７実施形態に係るパイプと被接合部材との接合構造体の斜視図である。
【図１６】図１６は、同接合構造体の縦断面図である。
【図１７】図１７は、同接合構造体においてパイプのエキスパンド加工対象部をエキスパンド加工する前の状態の縦断面図である。
【図１８】図１８は、図１７中のＸ−Ｘ線横断面図である。
【図１９】図１９は、同接合構造体においてパイプのエキスパンド加工対象部をエキスパンド加工した後の状態の縦断面図である。
【図２０】図２０は、図１９中のＸ−Ｘ線横断面図である。
【図２１】図２１は、同接合構造体においてパイプのエキスパンド加工対象部をエキスパンド加工する前の状態の縦断面図である。
【図２２】図２２は、第２関係式を満足し且つ第２関係式の中辺の値が１．０に近い場合における一接合例を示す要部縦断面図である。
【図２３】図２３は、本発明の第８実施形態に係るパイプと被接合部材との接合構造体の斜視図である。
【図２４】図２４は、同接合構造体においてパイプのエキスパンド加工対象部をエキスパンド加工する前の状態の縦断面図である。
【図２５】図２５は、図２４中のＸ−Ｘ線横断面図である。
【図２６】図２６は、同接合構造体においてパイプのエキスパンド加工対象部をエキスパンド加工した後の状態の縦断面図である。
【図２７】図２７は、図２６中のＸ−Ｘ線横断面図である。
【図２８】図２８は、本発明の第９実施形態に係るパイプと被接合部材との接合構造体の斜視図である。
【図２９】図２９は、同接合構造体においてパイプのエキスパンド加工対象部をエキスパンド加工する前の状態の横断面図である。
【図３０】図３０は、本発明の第１０実施形態に係るパイプと被接合部材との接合構造体であって、パイプのエキスパンド加工対象部をエキスパンド加工する前の状態の横断面図である。
【図３１】図３１は、本発明の第１１実施形態に係るパイプと被接合部材との接合構造体であって、パイプのエキスパンド加工対象部をエキスパンド加工する前の状態の横断面図である。
【図３２】図３２は、本発明の第１２実施形態に係るパイプと被接合部材との接合構造体であって、パイプのエキスパンド加工対象部をエキスパンド加工する前の状態の横断面図である。
【図３３】図３３は、表２において使用した断面四角形状のパイプを説明するための横断面図である。
【図３４】図３４は、表２において使用した断面六角形状のパイプを説明するための横断面図である。
【符号の説明】
【０３３３】
Ｓ１〜Ｓ１２：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
１３：中空部
１４：外周面
Ｂ：膨出部
Ｚ：パイプの中心軸
１５：被接合部材
１６：挿通孔
１７：内周面
１７ａ：係合溝部
１７ｂ：係合突部
１７ｚ：隙間
１８：座部
１９：被接合面
２０：接合装置
２１：ダイ
２１ａ：ダイセグメント
２２：押圧凸部（第１押圧凸部、第２押圧凸部）
２３：押圧部
２４：楔孔部
２８：マンドレル
２９：楔部
Ｑ：ダイの中心軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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