(57)【要約】【課題】管体と壁部とを複数箇所で同時に正確にかしめ接合できる部材接合装置および部材接合方法を提供する。【解決手段】部材接合装置１は、第１中心軸Ｌ１方向に直動可能な筒状アセンブリ２１と、筒状アセンブリ２１に対して第１中心軸Ｌ１方向の位置が固定されているフランジ部２３ａとを含む筒状ユニット２０と、筒状アセンブリ２１内に挿通され、固定された軸状アセンブリ３１と、軸状アセンブリ３１に対して第２中心軸Ｌ２方向の位置が固定されている突出部３３ｂとを含む軸状ユニット３０であって、突出部３３ｂは筒状アセンブリ２１の第１中心軸Ｌ１の径方向外側に位置し、突出部３３ｂはフランジ部２３ａと中心軸Ｌ方向に対向している軸状ユニット３０と、中心軸Ｌ方向における突出部３３ｂとフランジ部２３ａとの間であって、筒状アセンブリ２１の第１中心軸Ｌ１の径方向外側に配置されたゴム部材１０と、筒状ユニット２０を軸状ユニット３０に対して、中心軸Ｌ方向に移動させる移動機構Ｍとを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１中心軸を有し、前記第１中心軸方向に直動可能な筒状アセンブリと、前記筒状アセンブリに対して前記第１中心軸方向の位置が固定されている第１押部および第２押部とを含む筒状ユニットと、
前記筒状アセンブリ内に挿通され、前記第１中心軸と同方向に延びる第２中心軸を有する固定された軸状アセンブリと、前記軸状アセンブリに対して前記第２中心軸方向の位置が固定されている第１受部および第２受部とを含む軸状ユニットであって、前記第１受部および前記第２受部は前記筒状アセンブリの前記第１中心軸の径方向外側に位置し、前記第１受部は前記第１押部と前記第１および第２中心軸方向に対向し、かつ、前記第２受部は前記第２押部と前記第１および第２中心軸方向に対向している軸状ユニットと、
前記第１および第２中心軸方向における前記第１押部と前記第１受部との間であって、前記筒状アセンブリの前記第１中心軸の径方向外側に配置された第１弾性部材と、
前記第１および第２中心軸方向における前記第２押部と前記第２受部との間であって、前記筒状アセンブリの前記第１中心軸の径方向外側に配置された第２弾性部材と、
前記筒状ユニットを前記軸状ユニットに対して、前記第１および第２中心軸方向に移動させる移動機構と
を備える、部材接合装置。
【請求項２】
前記筒状アセンブリには、前記第１中心軸方向に延びるスリットが設けられており、
前記第１受部および前記第２受部の少なくとも一方は、前記スリットにて前記筒状アセンブリを貫通して前記筒状アセンブリの前記第１中心軸の径方向外側へ突出している、請求項１に記載の部材接合装置。
【請求項３】
前記第１および第２中心軸方向における前記第１受部と前記第１弾性部材との間であって、前記筒状アセンブリの前記第１中心軸の径方向外側に配置された第１環状部材と、
前記第１および第２中心軸方向における前記第２受部と前記第２弾性部材との間であって、前記筒状アセンブリの前記第１中心軸の径方向外側に配置された第２環状部材と
をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の部材接合装置。
【請求項４】
前記第１および第２中心軸方向に垂直な断面において、前記第１受部および前記第２受部の少なくとも一方は、前記第１および第２中心軸を中心として点対称に形成されている、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の部材接合装置。
【請求項５】
前記移動機構は、前記第１および第２中心軸方向以外の方向に作用する力を前記第１および第２中心軸方向の力に変換するカム機構を備える、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の部材接合装置。
【請求項６】
前記移動機構は、前記筒状ユニットを押圧する押圧機構である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の部材接合装置。
【請求項７】
前記移動機構は、前記筒状ユニットを引っ張る引張機構である、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の部材接合装置。
【請求項８】
管体と、孔部が設けられた少なくとも２つの壁部と、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の部材接合装置とを準備し、
前記少なくとも２つの壁部の前記孔部に前記管体を挿通し、
前記管体の内部に前記部材接合装置を挿入し、
前記部材接合装置によって前記第１弾性部材および前記第２弾性部材を前記第１中心軸方向に圧縮して径方向外側に向けて膨張させ、それによって前記管体の少なくとも２箇所を拡大変形させて前記少なくとも２つの壁部の前記孔部にかしめ接合する
ことを含む、部材接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、部材接合装置および部材接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の軽量化や安全性向上のために、ハイテンション鋼と呼ばれる低比重かつ高強度の金属が使用されている。ハイテンション鋼は、軽量化や安全性向上に有効であるが、アルミニウム合金などのさらなる低比重材料と比較すると重い。また、ハイテンション鋼を使用すると、高強度ゆえに、成形性の低下、成形荷重の上昇、および寸法精度の低下などの問題が生じる。これらの問題を解決するために、近年、鋼よりも低比重であるアルミニウム合金の押出材、鋳造品、およびプレス成形品が車両部品に用いられている。このアルミニウム合金は、低比重であるので、軽量化には有効であるが、低強度である。そのため、ハイテンション鋼などの鋼製部品とアルミニウム合金部品と合わせて活用するマルチマテリアル化が行われている。
【０００３】
マルチマテリアル化で問題となるのは鋼製部品とアルミニウム合金部品のような異種金属の接合である。例えば、特許文献１では、弾性体を利用することによりマルチマテリアル化における異種金属の接合を可能にする部材接合方法が開示されている。詳細には、特許文献１の部材接合方法では、鋼製部品の穴部にアルミパイプを挿通し、アルミパイプの内側にゴム（弾性体）を挿入し、ゴムを加圧することで変形させ、それによってアルミパイプを拡大変形させ、鋼製部品とアルミパイプとをかしめ接合している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１４７３０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の接合方法では、複数箇所を同時に正確にかしめ接合することについて詳細に検討されていない。特に、特許文献１の接合方法では、複数箇所を同時にかしめ接合するとき、複数箇所に配置されたゴムの位置がずれ、それぞれ正確な位置でかしめ接合できないおそれがある。
【０００６】
本発明は、管体と壁部とを複数箇所で同時に正確にかしめ接合できる部材接合装置および部材接合方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の部材接合装置は、第１中心軸を有し、前記第１中心軸方向に直動可能な筒状アセンブリと、前記筒状アセンブリに対して前記第１中心軸方向の位置が固定されている第１押部および第２押部とを含む筒状ユニットと、前記筒状アセンブリ内に挿通され、前記第１中心軸と同方向に延びる第２中心軸を有する固定された軸状アセンブリと、前記軸状アセンブリに対して前記第２中心軸方向の位置が固定されている第１受部および第２受部とを含む軸状ユニットであって、前記第１受部および前記第２受部は前記筒状アセンブリの前記第１中心軸の径方向外側に位置し、前記第１受部は前記第１押部と前記第１および第２中心軸方向に対向し、かつ、前記第２受部は前記第２押部と前記第１および第２中心軸方向に対向している軸状ユニットと、前記第１および第２中心軸方向における前記第１押部と前記第１受部との間であって、前記筒状アセンブリの前記第１中心軸の径方向外側に配置された第１弾性部材と、前記第１および第２中心軸方向における前記第２押部と前記第２受部との間であって、前記筒状アセンブリの前記第１中心軸の径方向外側に配置された第２弾性部材と、前記筒状ユニットを前記軸状ユニットに対して、前記第１および第２中心軸方向に移動させる移動機構とを備える。
【０００８】
この構成によれば、以下の使用方法に従って、管体と壁部とを複数箇所で同時に正確にかしめ接合できる。まず、複数の壁部の孔部に管体を挿通する。次いで、上記部材接合装置を管体の内部に挿入する。このとき、第１弾性部材および第２弾性部材（以降、単に弾性部材という場合がある）と、各壁部の孔部との第１および第２中心軸（以降、単に中心軸という場合がある）方向における位置を合わせる。そして、移動機構によって筒状ユニットを軸状ユニットに対して中心軸方向に移動させる。上記構成では、第１受部および第２受部（以降、単に受部という場合がある）は中心軸方向に不動であり、第１押部および第２押部（以降、単に押部という場合がある）は中心軸方向に可動である。即ち、筒状ユニットの移動によって、押部を受部に接近させることができ、それにより弾性部材を中心軸方向に圧縮できる。弾性部材は、この圧縮に伴って中心軸の径方向外側に向けてそれぞれ膨張され、それによって管体が拡管され、管体が壁部の孔部にかしめ接合される。ここで、中心軸の径方向とは、中心軸を有する円柱を考えたときの円柱の半径方向を意味する。
【０００９】
特に、上記構成では、第１押部と第１受部との間に配置された第１弾性部材と、第２押部と第２受部との間に配置された第２弾性部材とによって、管体と壁部とを複数箇所でかしめ接合できる。注意すべきは、接合箇所は、２箇所に限定されず、３箇所以上であってもよいことである。
【００１０】
また、この構成によれば、第１押部および第２押部は筒状アセンブリに対して中心軸方向の位置が固定されているため、互いに同期して移動する。そのため、この複数箇所でのかしめ接合は同時に実行可能である。
【００１１】
また、この構成によれば、弾性部材は受部に支持されているため、かしめ接合の際にも弾性部材の中心軸方向の位置は変化しない。そのため、正確な位置で複数の弾性部材をそれぞれ変形でき、正確な位置で管体の各部を拡管できる。従って、管体のうち拡管不要な部分を拡管することなく、必要な部分のみを正確に拡管できるため、正確にかしめ接合できる。
【００１２】
前記筒状アセンブリには、前記第１中心軸方向に延びるスリットが設けられており、前記第１受部および前記第２受部の少なくとも一方は、前記スリットにて前記筒状アセンブリを貫通して前記筒状アセンブリの前記第１中心軸の径方向外側へ突出していてもよい。
【００１３】
この構成によれば、筒状アセンブリにスリットを設けることで、第１受部および第２受部の少なくとも一方を筒状アセンブリから中心軸の径方向外側へ突出させることができる。また、スリットが中心軸方向に延びているため、筒状アセンブリが軸状アセンブリの外側にて中心軸方向に直動可能な構成を実現できる。即ち、上記のような中心軸方向に不動の第１受部および第２受部と、中心軸方向に可動の第１押部および第２押部とからなる構成を簡易に実現できる。
【００１４】
前記部材接合装置は、前記第１および第２中心軸方向における前記第１受部と前記第１弾性部材との間であって、前記筒状アセンブリの前記第１中心軸の径方向外側に配置された第１環状部材と、前記第１および第２中心軸方向における前記第２受部と前記第２弾性部材との間であって、前記筒状アセンブリの前記第１中心軸の径方向外側に配置された第２環状部材とをさらに備えてもよい。
【００１５】
この構成によれば、第１環状部材によって第１弾性部材を、第２環状部材によって第２弾性部材をそれぞれ均等に支持できる。仮に、第１環状部材および第２環状部材（以降、単に環状部材という場合がある）が設けられていない場合、受部が弾性部材を直接支持することになるが、受部の形状によっては弾性部材の意図しない変形をそれぞれ引き起こす恐れがある。例えば、受部が弾性部材の表面の数箇所のみを不均等に支持する形状である場合、弾性部材のうち不均等に支持された数箇所のみが不均等に変形し、管体を均等に拡管できない。しかし、上記構成のように、環状部材を介して弾性部材を支持すると、弾性部材に対して中心軸の周方向にわたって均等に力を付加できるため、弾性部材の意図しない変形を防止し、安定してかしめ接合できる。
【００１６】
前記第１および第２中心軸方向に垂直な断面において、前記第１受部および前記第２受部の少なくとも一方は、前記第１および第２中心軸を中心として点対称に形成されていてもよい。
【００１７】
この構成によれば、受部が上記のように点対称に形成されていることで弾性部材に対して均等に力を付加しやすい。即ち、前述のような弾性部材の意図しない変形を引き起こす可能性を低減できる。受部の形状は、上記断面において、例えば十字型またはその他の放射形状等であり得る。
【００１８】
前記移動機構は、前記第１および第２中心軸方向以外の方向に作用する力を前記第１および第２中心軸方向の力に変換するカム機構を備えてもよい。
【００１９】
この構成によれば、カム機構によって力の作用方向を変換できるため、かしめ接合する管体の配置を任意に選択できる。例えば、通常、圧縮力を付加するプレス機などの加工機は、鉛直方向に圧縮力を付加する。カム機構は、この通常のプレス機などの加工機によって付加される鉛直方向の力を例えば水平方向の力に変換できる。従って、通常のプレス機などの加工機を使用しつつ、かしめ接合する管体を水平方向に配置することもできる。さらに言えば、管体が長尺な部材であるとき、複数の壁部とかしめ接合される可能性があるため、複数箇所で同時に正確にかしめ接合できることは特に有効である。しかし、このように管体が長尺な部材であるとき、鉛直方向に圧縮力を付加する通常のプレス機などの設備では限界ストロークが規定されているため、寸法の制限上かしめ接合できないおそれがある。しかし、上記構成では、カム機構によって力の作用方向を変換できるため、寸法の制限を受けることなく、限界ストロークの影響を受けない任意の配置を選択してかしめ接合できる。
【００２０】
前記移動機構は、前記筒状ユニットを押圧する押圧機構であってもよい。
【００２１】
この構成によれば、押圧機構によって軸状ユニットを押圧して筒状ユニットに対して中心軸方向に移動させ、管体と壁部とを複数箇所で同時に正確にかしめ接合できる。
【００２２】
前記移動機構は、前記筒状ユニットを引っ張る引張機構であってもよい。
【００２３】
この構成によれば、引張機構によって軸状ユニットを引っ張って筒状ユニットに対して中心軸方向に移動させ、管体と壁部とを複数箇所で同時に正確にかしめ接合できる。特に、軸状ユニットを引っ張ってかしめ接合する場合、軸状ユニットを押圧してかしめ接合する場合に比べて管体および壁部の意図しない移動を抑制できることが多いため、安定してかしめ接合できる。
【００２４】
本発明の部材接合方法は、管体と、孔部が設けられた少なくとも２つの壁部と、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の部材接合装置とを準備し、前記少なくとも２つの壁部の前記孔部に前記管体を挿通し、前記管体の内部に前記部材接合装置を挿入し、前記部材接合装置によって前記第１弾性部材および前記第２弾性部材を前記第１中心軸方向に圧縮して径方向外側に向けて膨張させ、それによって前記管体の少なくとも２箇所を拡大変形させて前記少なくとも２つの壁部の前記孔部にかしめ接合することを含む。
【００２５】
この方法によれば、前述のように、かしめ接合の際に弾性部材の位置がずれないため、管体と壁部とを複数箇所で同時に正確にかしめ接合できる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、部材接合装置および部材接合方法において、管体と壁部とを複数箇所で同時に正確にかしめ接合できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】管体と壁部とゴム部材とを示す斜視図。
【図２】本発明の第１実施形態に係る部材接合装置の斜視図。
【図３】接合後の管体と壁部と示す断面図。
【図４】管体と壁部とゴム部材とを示す斜視図。
【図５】第２実施形態に係る部材接合装置の分解斜視図。
【図６Ａ】第２実施形態に係る部材接合装置のかしめ接合前の部分断面図。
【図６Ｂ】第２実施形態に係る部材接合装置のかしめ接合後の部分断面図。
【図７Ａ】移動機構の押圧前の部分断面図。
【図７Ｂ】移動機構の押圧後の部分断面図。
【図８Ａ】第２実施形態に係る部材接合装置の変形例のかしめ接合前の部分断面図。
【図８Ｂ】第２実施形態に係る部材接合装置の変形例のかしめ接合後の部分断面図。
【図９Ａ】第３実施形態に係る部材接合装置のかしめ接合前の部分断面図。
【図９Ｂ】第３実施形態に係る部材接合装置のかしめ接合後の部分断面図。
【図１０Ａ】移動機構の引張前の部分断面図。
【図１０Ｂ】移動機構の引張後の部分断面図。
【図１１Ａ】第３実施形態に係る部材接合装置の第１変形例のかしめ接合前の部分断面図。
【図１１Ｂ】第３実施形態に係る部材接合装置の第１変形例のかしめ接合後の部分断面図。
【図１２Ａ】第３実施形態に係る部材接合装置の第２変形例のかしめ接合前の部分断面図。
【図１２Ｂ】第３実施形態に係る部材接合装置の第２変形例のかしめ接合後の部分断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
【００２９】
（第１実施形態）
【００３０】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の各実施形態では、管体１００および壁部２００の材質は特に限定されず、異なる材質であってもよいし、同じ材質であってもよい。
【００３１】
（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態では、１本の管体１００と４つの壁部２００とを、４個のゴム部材（弾性部材）１０を使用してかしめ接合する。本実施形態は、本発明の理解を容易にするための概念的な例示である。そのため、具体的な詳細構成については第２実施形態以降で説明する。
【００３２】
図１に示すように、管体１００は円管状であり、例えばアルミパイプであり得る。壁部２００は、管体１００を挿通可能な円形の孔部２０１が形成された板状体であり、例えばハイテンション鋼製の部品の一部であり得る。本実施形態では、１本の管体１００が４つの同じ形状の壁部２００の孔部２０１に挿通されている。管体１００はゴム部材１０によって４箇所で拡管されることによって、４箇所で壁部２００にかしめ接合される。
【００３３】
図２に示すように、本実施形態の部材接合装置１は、筒状ユニット２０と、軸状ユニット３０と、４個のゴム部材１０と、概念的に示す移動機構Ｍとを備える。部材接合装置１は、図２では、図示を明瞭にするため、ゴム部材１０が分離された状態で示されているが、実際は後述するように組み合わされた状態（図２の１点鎖線矢印参照）で使用される。
【００３４】
本実施形態の筒状ユニット２０は、単一の筒状部材２２から構成されている筒状アセンブリ２１と、４個のフランジ部（押部）２２ａとを備える。筒状部材２２は、第１中心軸Ｌ１方向に延びる概ね円筒状の部材である。筒状部材２２の外周面には、４個のフランジ部（押部）２２ａが形成されている。換言すると、４個のフランジ部２２ａは、筒状アセンブリ２１に対して第１中心軸Ｌ１方向の位置が固定されている。４個のフランジ部２２ａのうち１つは、筒状部材２２の端面に形成されている。４個のフランジ部２２ａの外形は、第１中心軸Ｌ１方向から見て円形状であり、筒状部材２２を管体１００に挿入できる程度の大きさである。フランジ部２２ａは、第１中心軸Ｌ１に垂直な平坦面である押面２２ｂを有している。また、筒状部材２２には、第１中心軸Ｌ１方向に延びる４個のスリット２２ｃが設けられている。
【００３５】
本実施形態の軸状ユニット３０は、単一の軸状部材３２から構成されている軸状アセンブリ３１と、４つの突出部（受部）３２ｂとを備える。軸状部材３２は、第２中心軸Ｌ２方向に延びる概ね円柱状の軸部３２ａを有し、軸部３２ａには第２中心軸Ｌ２の径方向外側に突出する突出部（受部）３２ｂが形成されている。換言すると、突出部３２ｂは、軸状アセンブリ３１に対して第２中心軸Ｌ２方向の位置が固定されている。図２に示すように、軸状ユニット３０と筒状ユニット２０とを組み合わせたとき、第１中心軸Ｌ１方向と第２中心軸Ｌ２方向とは一致する。そのため、以降、軸状ユニット３０と筒状ユニット２０とを組み合わせた状態では、第１中心軸Ｌ１と第２中心軸Ｌ２とをまとめて中心軸Ｌという場合がある。各突出部３２ｂは、軸部３２ａから２方向に突出しており、詳細には、第２中心軸Ｌ２方向から見てＩ字型に形成されている。軸状部材３２の軸部３２ａは径方向において筒状部材２２の内径よりも小さく、突出部３２ｂは筒状部材２２の外径よりも大きい。軸状部材３２は筒状部材２２に挿入可能であって、挿入された状態では突出部３２ｂは筒状部材２２のスリット２２ｃを介して筒状部材２２を貫通して筒状部材２２の径方向外側へ突出している。そのため、軸状部材３２は、部分的に筒状部材２２の内外にて中心軸Ｌ方向に筒状部材２２に対して相対的に直動可能である。また、突出部３２ｂは、第２中心軸Ｌ２に垂直な平坦面である受面３２ｃを有している。受面３２ｃは、中心軸Ｌ方向においてフランジ部２２ａの押面２２ｂと対向している。従って、上記の直動によって受面３２ｃと押面２２ｂとの間の間隔が変化する。
【００３６】
４個のゴム部材１０は、両端面が平坦面である円筒状であり、全て同じものである。ゴム部材１０の材質は、例えば、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、ＣＮＲゴム（クロロプレンゴム＋ニトリルゴム）、またはシリコンゴムのいずれかであることが好ましい。また、ゴム部材１０の硬度は、ショアＡで３０以上であることが好ましい。
【００３７】
部材接合装置１は、筒状ユニット２０が軸状ユニット３０に挿入され、ゴム部材１０が筒状部材２２の径方向外側であって、フランジ部２２ａと突出部３２ｂとの間にそれぞれ配置されることで構成される。
【００３８】
かしめ接合の際、図１に示すように、まず、４つの壁部２００の孔部２０１に管体１００を挿通する。次いで、図２に示す部材接合装置１を組み合わせた状態で管体１００の内部に挿入する。このとき各ゴム部材１０と、各壁部２００の孔部２０１との中心軸Ｌ方向における位置を合わせ、軸状ユニット３０を固定する。その後、移動機構Ｍによって筒状ユニット２０を軸状ユニット３０に対して、中心軸Ｌ方向に移動させる（図２の矢印参照）。これにより、フランジ部２２ａの押面２２ｂと突出部３２ｂの受面３２ｃとの間が狭まり、押面２２ｂと受面３２ｃとによってゴム部材１０が中心軸Ｌ方向にそれぞれ圧縮される。この圧縮に伴って中心軸Ｌの径方向外側に向けてゴム部材１０がそれぞれ膨張され、図３に示すように、ゴム部材１０によって管体１００の各部が拡管され、管体１００が壁部２００の孔部２０１にかしめ接合される。本発明は前述のように概念的な例示であり、実際上、受面３２ｃの面積を大きくするか、または、第２実施形態以降の環状圧子４０（図５等参照）のような部材を用いるなどしてかしめ接合することが好ましい。
【００３９】
本実施形態によれば、管体１００と壁部２００とを４箇所で同時に正確にかしめ接合できる。
【００４０】
本実施形態の構成では、フランジ部２２ａと突出部３２ｂとの間に配置された４個のゴム部材１０によって、管体１００と壁部２００とを４箇所でかしめ接合できる。
【００４１】
また、本実施形態によれば、各フランジ部２２ａは、筒状アセンブリ２１に対して中心軸Ｌ方向の位置が固定されているため、互いに同期して移動する。そのため、この４箇所でのかしめ接合は同時に実行可能である。
【００４２】
また、本実施形態によれば、ゴム部材１０は中心軸Ｌ方向において突出部３２ｂに支持されているため、かしめ接合の際にもゴム部材１０の中心軸Ｌ方向の位置は変化しない。そのため、正確な位置でゴム部材１０をそれぞれ変形させることができ、正確な位置で管体１００の各部を拡管できる。従って、管体１００のうち拡管不要な部分を拡管することなく、必要な部分のみを正確に拡管できるため、正確にかしめ接合できる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、筒状部材２２にスリット２２ｃを設けることで、突出部３２ｂを筒状部材２２から中心軸Ｌの径方向外側へ突出させることができる。また、スリット２２ｃが中心軸Ｌ方向に延び、かつ、突出部３２ｂがスリット２２ｃ内で相対的に直動可能に配置されている。そのため、筒状部材２２が軸状部材３２の外側にて中心軸Ｌ方向に直動可能な構成を実現できる。即ち、上記のような中心軸Ｌ方向に不動の突出部３２ｂと、中心軸Ｌ方向に可動のフランジ部２２ａとからなる構成を簡易に実現できる。
【００４４】
（第２実施形態）
図４〜図７Ｂを参照して、本実施形態の部材接合装置１は、詳細な構成を除き、第１実施形態と実質的に同じである。従って、第１実施形態で示した構成と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する場合がある。
【００４５】
図４に示すように、本実施形態では、１本の管体１００と２つの壁部２００とを、２個のゴム部材１０を使用してかしめ接合する。特に、管体１００は、扱いの容易さの観点から水平方向に延びるように配置されることが好ましい。
【００４６】
図５に示すように、本実施形態の部材接合装置１は、筒状ユニット２０と、軸状ユニット３０と、ゴム部材１０と、環状圧子（環状部材）４０とを備える。
【００４７】
本実施形態の筒状ユニット２０は、２個の第１筒状部材２３から構成される筒状アセンブリ２１と、フランジ部２３ａ（押部）とを備える。第１筒状部材２３は、第１中心軸Ｌ１方向に延びる概ね円筒状の部材である。第１筒状部材２３の一端部には、フランジ部２３ａが形成されている。換言すると、フランジ部２３ａは、筒状アセンブリ２１に対して第１中心軸Ｌ１方向の位置が固定されている。フランジ部２３ａの外径は、第１中心軸Ｌ１方向から見て円形状である。フランジ部２３ａは、第１中心軸Ｌ１方向に垂直な平坦面である押面２３ｂを有している。また、第１筒状部材２３の他端部には、４個のスリット２３ｃが形成されている。４個のスリット２３ｃは、第１筒状部材２３の周方向に等間隔に形成されており、第１中心軸Ｌ１方向に延びている。また、第１筒状部材２３の一端面には、第１中心軸Ｌ１方向に凹形状となっている座ぐり穴２３ｄが設けられている。座ぐり穴２３ｄは、第１中心軸Ｌ１方向から見て円形状であり、別の第１筒状部材２３の他端部を部分的に挿入できる大きさである。
【００４８】
本実施形態の軸状ユニット３０は、２個の軸状部材３３から構成される軸状アセンブリ３１と、突出部（受部）３３ｂとを備える。軸状部材３３は、第２中心軸Ｌ２方向に延びる円柱状の軸部３３ａと、第２中心軸Ｌ２の径方向外側に４方向に突出する突出部３３ｂとを有している。換言すると、突出部３３ｂは、軸状アセンブリ３１に対して第２中心軸Ｌ１方向の位置が固定されている。突出部３３ｂは、軸部３３ａの周方向に等間隔に形成され、即ち第２中心軸Ｌ２方向から見て十字型に形成されている。軸部３３ａは第１筒状部材２３に挿入可能な形状であり、突出部３３ｂは第１筒状部材２３のスリット２３ｃに挿入可能な形状である。そのため、筒状アセンブリ２１が中心軸Ｌ方向に直動することにより、軸状部材３３は部分的に第１筒状部材２３の内外にて中心軸Ｌ方向に相対的に直動可能である。また、突出部３３ｂは、第２中心軸Ｌ２に垂直な平坦面である受面３３ｃを有している。受面３３ｃは、中心軸Ｌ方向において押面２３ｂと対向している。従って、上記の直動によって受面３３ｃと押面２３ｂとの間の間隔が変化する。
【００４９】
本実施形態の２個のゴム部材１０は、第１実施形態と実質的に同じものであり、ともに円筒状である。
【００５０】
本実施形態の２個の環状圧子４０は、同じ形状であり、両端面が平坦面である円筒状の部材である。環状圧子４０は、それぞれの第１筒状部材２３の周囲に配置可能な形状であり、即ち環状圧子４０に第１筒状部材２３を挿通できる。環状圧子４０の材質は、特に限定されないが、かしめ接合の際に生じる押圧力によって変形しない材質であることが好ましく、例えば鋼鉄製であり得る。
【００５１】
図６Ａに示すように、これらの構成要素を組み立てるとき、ゴム部材１０を第１筒状部材２３の周囲に配置し、続けて環状圧子４０を第１筒状部材２３の周囲に配置する。そして、軸状部材３３の軸部３３ａを第１筒状部材２３内に挿入するとともに突出部３３ｂを第１筒状部材２３のスリット２３ｃに挿入する。次いで、別の第１筒状部材２３を先の第１筒状部材２３と連結させる。そして、ゴム部材１０を第１筒状部材２３の周囲に配置し、続けて環状圧子４０を第１筒状部材２３の周囲に配置する。そして、軸状部材３３の軸部３３ａを第１筒状部材２３内に挿入するとともに突出部３３ｂを第１筒状部材２３のスリット２３ｃに挿入する。そして、中心軸Ｌ方向の移動を制限するように、軸状ユニット３０を固定する。このように組み立てられた部材接合装置１は、中心軸Ｌの径方向において内側に軸状部材３３が配置され、中間に第１筒状部材２３が配置され、外側に環状圧子４０、およびゴム部材１０が配置されている。即ち、部材接合装置１は３層構造を有している。また、中心軸Ｌ方向において、軸状ユニット３０および環状圧子４０は不動であり、筒状ユニット２０は可動である。
【００５２】
かしめ接合の際、まず、壁部２００の孔部２０１に管体１００を挿通する。次いで、部材接合装置１を管体１００の内部に挿入する。このとき、各ゴム部材１０と、各壁部２００の孔部２０１との中心軸Ｌ方向における位置を合わせ、軸状ユニット３０を固定する。
【００５３】
図６Ｂに示すように、上記位置合わせ後、概念的に示す移動機構Ｍによって筒状ユニット２０を中心軸Ｌ方向（図の矢印参照）に移動させる。この移動に伴い、フランジ部２３ａの押面２３ｂと軸状部材３３の突出部３３ｂの受面３３ｃ（ないし環状圧子４０の端面）との間が狭まり、ゴム部材１０が中心軸Ｌ方向にそれぞれ圧縮される。この圧縮に伴って中心軸Ｌの径方向外側に向けてゴム部材１０がそれぞれ膨張され、それによって管体１００が拡管され、管体１００が壁部２００の孔部２０１にかしめ接合される。
【００５４】
本実施形態によれば、管体１００と壁部２００とを２箇所で同時に正確にかしめ接合できる。
【００５５】
本実施形態の構成では、突出部３３ｂとフランジ部２３ａとの間にそれぞれ配置された２個のゴム部材１０によって、管体１００と壁部２００とを２箇所でかしめ接合できる。
【００５６】
また、本実施形態によれば、フランジ部２３ａは筒状アセンブリ２１に対して中心軸Ｌ方向の位置が固定されているため、互いに同期して移動する。そのため、この２箇所でのかしめ接合は同時に実行可能である。
【００５７】
また、本実施形態によれば、ゴム部材１０は軸状部材３３の突出部３３ｂの受面３３ｃに支持されているため、かしめ接合の際にも２個のゴム部材１０の中心軸Ｌ方向の位置はそれぞれ変化しない。そのため、正確な位置で２個のゴム部材１０をそれぞれ変形でき、正確な位置で管体１００の各部を拡管できる。従って、管体１００のうち拡管不要な部分を拡管することなく、必要な部分のみを正確に拡管できるため、正確にかしめ接合できる。
【００５８】
また、本実施形態によれば、第１筒状部材２３にスリット２３ｃを設けることで、突出部３３ｂを第１筒状部材２３から中心軸Ｌの径方向外側へ突出させることができる。また、スリット２３ｃが中心軸Ｌ方向に延び、かつ、突出部３３ｂがスリット２３ｃ内で相対的に直動可能に配置されているため、筒状アセンブリ２１が軸状部材３３外側にて中心軸Ｌ方向に直動可能な構成を実現できる。即ち、上記のような中心軸Ｌ方向に不動の突出部３３ｂと、中心軸Ｌ方向に可動のフランジ部２３ａとからなる構成を簡易に実現できる。
【００５９】
また、本実施形態によれば、環状圧子４０によってゴム部材１０をそれぞれ均等に支持できる。仮に、環状圧子４０が設けられていない場合、突出部３３ｂがゴム部材１０を直接支持することになるが、突出部３３ｂの形状が十字型であるため、ゴム部材１０の意図しない変形を引き起こす恐れがある。具体的には、突出部３３ｂがゴム部材１０の表面の数箇所のみを不均等に支持する形状であるため、ゴム部材１０のうち不均等に支持された数箇所のみが不均等に変形し、管体１００を均等に拡管できないおそれがある。しかし、本実施形態の構成のように、環状圧子４０を介してゴム部材１０を支持すると、ゴム部材１０に対して中心軸Ｌの周方向にわたって均等に力を付加できるため、ゴム部材１０の意図しない変形を防止し、安定してかしめ接合できる。
【００６０】
また、本実施形態によれば、突出部３３ｂが軸状部材３３において中心軸Ｌに垂直な断面において、中心軸Ｌを中心として点対称に形成されており、より詳細には十字型に形成されている。このように点対称に形成されていることで、ゴム部材１０に対して均等に力を付加しやすい。即ち、前述のようなゴム部材１０の意図しない変形を引き起こす可能性を低減できる。
【００６１】
図７Ａおよび図７Ｂに、移動機構Ｍ（図６Ａ，６Ｂ参照）の一例である押圧機構７０を示す。押圧機構７０は、カムドライバ７１と、カムスライダ７２と、立壁部７３と、円柱状の押出台７４とを備える。カムドライバ７１は、床面に固定された鉛直に立つ立壁部７３に隣接して配置されており、立壁部７３に沿って鉛直方向に移動可能である。カムドライバ７１は、カムスライダ７２に力を伝達するための傾斜面７１ａをその下部に有する。カムドライバ７１には、例えば通常よくプレス加工などに使用されるプレス機械等を使用してもよい。カムスライダ７２は、下面に図示しないレール機構を有し、水平方向に移動可能である。ただし、レール機構以外にも例えば車輪などのように移動の際に地面との摩擦力を低減する機構であれば、それを採用してもよい。またカムスライダ７２は、カムドライバ７１から力を受けるための傾斜面７２ａをその上部に有する。そのため、カムドライバ７１の傾斜面７１ａおよびカムスライダ７２の傾斜面７２ａは、互いに対応した傾斜に形成されている。押出台７４は、水平方向に延びており、第１筒状部材２３を押圧するための平坦な押圧面７４ａを有している。また、押出台７４は、水平方向に延びる断面円形の貫通孔７４ｂを有している。貫通孔７４ｂは、軸状部材３３の軸部３３ａを挿通できる大きさである。押出台７４は、カムスライダ７２に取り付けられており、カムスライダ７２とともに水平方向に移動する。
【００６２】
カムドライバ７１に鉛直方向（図において下方向）の力が付加されると、傾斜面７１ａ，７２ａを介してカムドライバ７１からカムスライダ７２に力が伝達される。これにより、カムドライバ７１が鉛直方向（図において下方向）へ移動するとともに、カムスライダ７２は水平方向（図において左方向）へ移動する。カムスライダ７２が移動すると、押出台７４もともに移動し、第１筒状部材２３を押圧する。このとき、軸状部材３３は、貫通孔７４ｂ内に挿入されるため、押出台７４から力を受けない。なお、カムドライバ７１およびカムスライダ７２は、カム機構の一例である。
【００６３】
立壁部７３およびカムスライダ７２はコイルばね７５によって弾性的に接続されている。従って、カムスライダ７２は、立壁部７３へ向かって付勢されている。
【００６４】
この押圧機構７０によれば、カム機構によって力の作用方向を変換できるため、かしめ接合する管体１００の配置を任意に選択できる。例えば、通常、圧縮力を付加するプレス機などの加工機は、鉛直方向に圧縮力を付加する。カム機構は、この通常のプレス機などの加工機によって付加される鉛直方向の力を例えば水平方向の力に変換できる。従って、通常のプレス機などの加工機を使用しつつ、かしめ接合する管体１００を水平方向に配置することもできる。さらに言えば、管体１００が長尺な部材であるとき、複数の壁部２００とかしめ接合される可能性があるため、複数箇所で同時に正確にかしめ接合できることは特に有効である。しかし、管体１００が長尺な部材であるとき、鉛直方向に圧縮力を付加する通常のプレス機などの設備では限界ストロークが規定されているため、寸法の制限上かしめ接合できないおそれがある。しかし、上記構成では、カム機構によって力の作用方向を変換できるため、寸法の制限を受けることなく、限界ストロークの影響を受けない任意の配置を選択してかしめ接合できる。
【００６５】
図８Ａおよび図８Ｂに示すように、本実施形態の変形例として、接合箇所を３箇所またはそれ以上としてもよい。本実施形態の構成に加えて、軸状部材３３と、第１筒状部材２３と、環状圧子４０と、ゴム部材１０とからなる組立体を連続させることによって、接合箇所を増やすことができる。
【００６６】
本変形例によれば、一度に接合できる箇所を３箇所以上とすることができる。即ち、上記の組立体の連続構成を増やすことで、一度に接合できる箇所を任意に増やすことができる。
【００６７】
（第３実施形態）
図９Ａ〜１０Ｂを参照して、本実施形態の部材接合装置１は、詳細な構成を除き、第２実施形態と実質的に同じである。従って、第２実施形態で示した構成と同じ部分については同じ符号を付して説明を省略する場合がある。
【００６８】
図９Ａに示すように、本実施形態の部材接合装置１は、筒状ユニット２０と、軸状ユニット３０と、ゴム部材１０と、環状圧子４０とを備える。
【００６９】
本実施形態の軸状ユニット３０は、単一の軸状部材３３から構成される軸状アセンブリ３１と、突出部（受部）３３ｂおよび支持圧子（受部）５０とを備える。軸状部材３３は、第２実施形態と同じものである。支持圧子５０は、円筒状の部材であり、第２中心軸Ｌ２に垂直な平坦面である受面５０ａを有している。支持圧子５０は、床面などの固定物に固定可能な構成を有しており、後述するように組み立てられた状態では固定されて使用される。
【００７０】
図９Ａに示すように、これらの構成要素を組み立てるとき、ゴム部材１０を第１筒状部材２３の周囲に配置し、続けて環状圧子４０を第１筒状部材２３の周囲に配置する。そして、軸状部材３３の突出部３３ｂを第１筒状部材２３のスリット２３ｃに挿入する。次いで、別の第１筒状部材２３を先の第１筒状部材２３と連結させる。この連結は、ねじ締結などの任意の方法によって中心軸Ｌ方向に２個の第１筒状部材２３が一体として移動することを可能にする連結である。そして、ゴム部材１０を第１筒状部材２３の周囲に配置し、続けて支持圧子５０を第１筒状部材２３の周囲に配置する。このとき、軸状部材３３および第１筒状部材２３は、支持圧子５０を貫通している。そして、中心軸Ｌ方向の移動を制限するように、軸状ユニット３０を固定する。組み立てられた部材接合装置１は、中心軸Ｌの径方向において内側に軸状部材３３が配置され、中間に第１筒状部材２３が配置され、外側に環状圧子４０およびゴム部材１０が配置されている。即ち、部材接合装置１は３層構造を有している。また、中心軸Ｌ方向において、軸状ユニット３０、環状圧子４０、および支持圧子５０は不動であり、筒状ユニット２０は可動である。
【００７１】
かしめ接合の際、まず、壁部２００の孔部２０１に管体１００を挿通する。次いで、部材接合装置１を管体１００の内部に挿入する。このとき、各ゴム部材１０と、各壁部２００の孔部２０１との中心軸Ｌ方向における位置を合わせ、軸状ユニット３０を固定する。
【００７２】
図９Ｂに示すように、上記位置合わせ後、概念的に示す移動機構Ｍによって筒状ユニット２０を中心軸Ｌ方向（図の矢印参照）に引っ張る。すると、環状圧子４０の端面とフランジ部２３ａの押面２３ｂとの間が狭まり、ゴム部材１０が中心軸Ｌ方向にそれぞれ圧縮される。この圧縮に伴って中心軸Ｌの径方向外側に向けてゴム部材１０がそれぞれ膨張され、それによって管体１００が拡管され、管体１００が壁部２００の孔部２０１にかしめ接合される。
【００７３】
図１０Ａおよび図１０Ｂに、移動機構Ｍ（図９Ａ，９Ｂ参照）の一例である引張機構８０を示す。引張機構８０は、カムドライバ８１と、カムスライダ８２と、立壁部８３と、ガイド軸部材８４と、固定具８５とを備える。カムドライバ８１は、床面に固定された鉛直に立つ立壁部８３に隣接して配置されており、立壁部８３に沿って鉛直方向に移動可能である。カムドライバ８１は、カムスライダ８２に力を伝達するための傾斜面８１ａをその下部に有する。カムドライバ８１には、例えば通常よくプレス加工などに使用されるプレス機械等を使用してもよい。カムスライダ８２は、下面に図示しないレール機構を有し、水平方向に移動可能である。ただし、レール機構以外にも例えば車輪などのように移動の際に地面との摩擦力を低減する機構であれば、それを採用してもよい。またカムスライダ８２は、カムドライバ８１から力を受けるための傾斜面８２ａをその上部に有する。そのため、カムドライバ８１の傾斜面８１ａおよびカムスライダ８２の傾斜面８２ａは、互いに対応した傾斜に形成されている。ガイド軸部材８４は、カムスライダ８２と立壁部８３とを貫通して水平方向に延びている。カムスライダ８２および立壁部８３は、ガイド軸部材８４を挿通するための貫通孔８２ｂ，８３ａをそれぞれ有しており、ガイド軸部材８４は貫通孔８２ｂ，８３ａ内にて水平方向に摺動可能である。ガイド軸部材８４の一端は、カップリング機構８４ａによって第１筒状部材２３に機械的に接続されており、他端はカムスライダ８２の外側（立壁部８３と反対側）にて貫通孔８２ｂよりも大きなボルトなどの係止部材８４ｂに接続されている。また、固定具８５は、支持圧子５０を床面に固定している。
【００７４】
立壁部８３およびカムスライダ８２はコイルばね８６によって弾性的に接続されている。従って、カムスライダ８２は、立壁部８３へ向かって付勢されている。
【００７５】
カムドライバ８１に鉛直方向（図において下方向）の力が付加されると、傾斜面８１ａ，８２ａを介してカムドライバ８１からカムスライダ８２に力が伝達される。これにより、カムドライバ８１が鉛直方向（図において下方向）へ移動するとともに、カムスライダ８２は水平方向（図において右方向）へ移動する。カムスライダ８２が移動すると、係止部材８４ｂを介して力を受けたガイド軸部材８４もともに移動し、カップリング機構８４ａを介して第１筒状部材２３を引っ張る。なお、カムドライバ８１およびカムスライダ８２は、カム機構の一例である。
【００７６】
立壁部８３およびカムスライダ８２はコイルばね８６によって弾性的に接続されている。従って、カムスライダ８２は、立壁部８３へ向かって付勢されている。
【００７７】
この引張機構によれば、第２実施形態における押圧機構７０（図７Ａ，７Ｂ参照）と同様に、カム機構によって力の作用方向を変換できるため、かしめ接合する管体１００の配置を任意に選択できる。
【００７８】
図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、本実施形態の第１変形例として、図９Ａおよび図９Ｂに示す第１筒状部材２３からフランジ部２３ａを分離してもよい。即ち、第１筒状部材２３を第２筒状部材２４と押圧台６０とに分離してもよい。
【００７９】
第２筒状部材２４は、概ね円筒状であり、一端部には第１筒状部材２３と同じスリット２４ａが形成されている。押圧台６０は、概ね円柱状であるが、第１筒状部材２３を挿入および載置できる凹状の座部６０ａを備える。また、押圧台６０は、中心軸Ｌに垂直であって、軸状部材３３の受面３３ｃと対向する押面６０ｂを備える。また、第２筒状部材２４および押圧台６０は、ねじ締結などの任意の方法によって連結されており、中心軸Ｌ方向に一体として移動可能である。
【００８０】
本変形例によれば、第１筒状部材２３を第２筒状部材２４と押圧台６０とに分離したことにより、部材接合装置１を組み立てる際の自由度を向上させることができる。
【００８１】
図１２Ａおよび図１２Ｂに示すように、本実施形態の変形例として、接合箇所を３箇所またはそれ以上としてもよい。本実施形態（図１０Ａ，１０Ｂ）の構成に加えて、軸状部材３３と、第１筒状部材２３と、環状圧子４０と、ゴム部材１０とからなる組立体を連続させることによって、接合箇所を増やすことができる。
【００８２】
本変形例によれば、一度に接合できる箇所を３箇所以上とすることができる。即ち、上記の組立体の連続構成を増やすことで、一度に接合できる箇所を任意に増やすことができる。
【００８３】
以上より、本発明の具体的な実施形態やその変形例について説明したが、本発明は上記形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、個々の実施形態の内容を適宜組み合わせたものを、この発明の一実施形態としてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
１  部材接合装置
１０  ゴム部材（弾性部材）
２０  筒状ユニット
２１  筒状アセンブリ
２２  筒状部材
２２ａ  フランジ部（押部）
２２ｂ  押面
２２ｃ  スリット
２３  第１筒状部材
２３ａ  フランジ部（押部）
２３ｂ  押面
２３ｃ  スリット
２３ｄ  座ぐり穴
２４  第２筒状部材
２４ａ  スリット
３０  軸状ユニット
３１  軸状アセンブリ
３２  軸状部材
３２ａ  軸部
３２ｂ  突出部（受部）
３２ｃ  受面
３３  軸状部材
３３ａ  軸部
３３ｂ  突出部（受部）
３３ｃ  受面
４０  環状圧子（環状部材）
５０  支持圧子（受部）
５０ａ  受面
６０  押圧台
６０ａ  座部
７０  押圧機構（移動機構）
７１  カムドライバ
７１ａ  傾斜面
７２  カムスライダ
７２ａ  傾斜面
７３  立壁部
７４  押出台
７４ａ  押圧面
７４ｂ  貫通孔
７５  コイルばね
８０  引張機構（移動機構）
８１  カムドライバ
８１ａ  傾斜面
８２  カムスライダ
８２ａ  傾斜面
８２ｂ  貫通孔
８３  立壁部
８３ａ  貫通孔
８４  ガイド軸部材
８４ａ  カップリング機構
８４ｂ  係止部材
８５  固定具
８６  コイルばね
１００  管体
２００  壁部
２０１  孔部
【図１】
2018161683.tif 000003
【図２】
2018161683.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
2018161683.tif 000009
【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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