(57)【要約】【課題】電磁成形法を用いた場合において、パイプ部材同士の接合強度が高くなるとともにパイプ部材の取扱いが容易になるパイプ接合方法を提供する。【解決手段】接着剤内包シート４０（５０）を接合箇所６０に配置したままＰ席パイプ１０ｐをＤ席パイプ１０ｄに差し込んだ状態で、Ｐ席パイプ部材１０ｐの接合箇所６０を拡管させるための電磁力を付与する。接着剤内包シート４０（５０）には、混合により接着性能が得られる少なくとも２種類の材料Ｍ１，Ｍ２が別々に分散して内包されている。接着剤内包シート４０（５０）は、接合箇所６０の拡管に伴う押圧により破袋される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部のパイプ径が大径である第１のパイプ部材と、端部のパイプ径が小径である第２のパイプ部材を、電磁成形法を用いて接合するパイプ接合方法であって、
前記第１のパイプ部材または前記第２のパイプ部材の接合箇所に、接着剤を内包する接着剤内包シートを配置する工程と、
前記接着剤内包シートを前記接合箇所に配置したまま前記第２のパイプ部材を前記第１のパイプ部材に差し込んだ状態で、前記第１のパイプ部材の接合箇所を拡管させるための電磁力を付与する工程と、を備え、
前記接着剤内包シートには、混合により接着性能が得られる少なくとも２種類の材料が別々に分散して内包されており、
前記接着剤内包シートは、前記接合箇所の拡管に伴う押圧により破袋されることを特徴とするパイプ接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁成形法を用いてパイプ部材同士を接合するパイプ接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車分野において、パイプ部材同士を接合して自動車の骨格部品を製造する方法が知られている。
【０００３】
特許文献１には、小径部を有する第１のパイプ部材と、大径部を有する第２のパイプ部材を溶接等により接合してなるインストルメントパネルリインフォースメント構造（以下、「インパネＲ／Ｆ構造」ともいう）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１２０８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、パイプ部材同士の接合手法として、上記した溶接法の他に、例えば、電磁力を利用した電磁成形法が用いられることがある。しかし、電磁成形法を用いた通常のパイプ接合方法では、パイプ部材同士の接合強度が充分でない場合が生じていた。
【０００６】
そこで、本明細書では、電磁成形法を用いた場合において、パイプ部材同士の接合強度が高くなるとともにパイプ部材の取扱いが容易になるパイプ接合方法を開示する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本明細書が開示するパイプ接合方法は、端部のパイプ径が大径である第１のパイプ部材と、端部のパイプ径が小径である第２のパイプ部材を、電磁成形法を用いて接合する方法であって、前記第１のパイプ部材または前記第２のパイプ部材の接合箇所に、接着剤を内包する接着剤内包シートを配置する工程と、前記接着剤内包シートを前記接合箇所に配置したまま前記第２のパイプ部材を前記第１のパイプ部材に差し込んだ状態で、前記第１のパイプ部材の接合箇所を拡管させるための電磁力を付与する工程と、を備え、前記接着剤内包シートには、混合により接着性能が得られる少なくとも２種類の材料が別々に分散して内包されており、前記接着剤内包シートは、前記接合箇所の拡管に伴う押圧により破袋される。
【０００８】
このように、少なくとも２種類の材料の混合により接着性能が得られる接着剤内包シートを接合箇所に配置した後、この接合箇所の拡管に伴う押圧により接着剤内包シートを破袋することで、パイプ部材の圧着力のみならず接着剤の接着力をさらに加えた接合が可能となり、パイプ部材同士の接合強度が高くなる。また、各々の材料が接着剤内包シートに分散状態で内包されている間、すなわち電磁成形工程を実行する直前まではその接着作用が機能しないので、途中の作業工程におけるパイプ部材の取扱いが容易になる。
【発明の効果】
【０００９】
本明細書に開示するパイプ接合方法によれば、電磁成形法を用いた場合において、パイプ部材同士の接合強度が高くなるとともにパイプ部材の取扱いが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】左ハンドル車に対応するインパネＲ／Ｆ構造の一例を示す斜視図である。
【図２】本体パイプの連結部周辺における拡大平面図である。
【図３】図３（ａ）は、接着剤内包シートの拡大側面図である。図３（ｂ）は、別の構成例における接着剤内包シートの拡大側面図である。
【図４】図４（ａ），（ｂ）は、接着剤内包シートの配置工程を模式的に示す図である。
【図５】図５（ａ）は、差込工程を模式的に示す図である。図５（ｂ）は、電磁成形工程を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図１〜図５に従って説明する。
【００１２】
＜インパネＲ／Ｆ構造の構成＞
図１は、左ハンドル車に対応するインパネＲ／Ｆ構造の一例を示す斜視図である。以下、矢印Ｆｒの向きは車両の前方を、矢印Ｒｒの向きは車両の後方をそれぞれ示している。また、矢印Ｒｈの向きは車両の右方を、矢印Ｌｈの向きは車両の左方をそれぞれ示している。また、矢印Ｕｐの向きは車両の上方を、矢印Ｄｗの向きは車両の下方をそれぞれ示している。
【００１３】
図１に示すインパネＲ／Ｆ構造は、車両幅方向に延設される本体パイプ１０と、この本体パイプ１０にそれぞれ取り付けられたステアリングサポート１２、カウルトゥブレース１４、フロアブレース１６ｄ，１６ｐ、およびサイドブラケット１８を含んで構成される。ここで、インストルメントパネルの図示は省略されている。
【００１４】
ステアリングサポート１２は、ステアリングブラケット２０を介してステアリングコラム２２を支持する部材である。ステアリングコラム２２の後端には、ステアリングホイール２４が取り付けられる。
【００１５】
カウルトゥブレース１４は、車両前後方向に延設される補強部材である。具体的には、カウルトゥブレース１４は、車両前方から後方に向かって、上方から下方に傾斜するように配置される。これにより、車両前後方向において、本体パイプ１０は、カウルトゥブレース１４を介して、カウルパネル２６に対して支持される。
【００１６】
フロアブレース１６ｄ，１６ｐは、車両上下方向に延設される補強部材である。具体的には、フロアブレース１６ｄ，１６ｐは、車両下方から上方に向かって、車両後方から車両前方に傾斜するように配置される。運転席側に設けられるＤ席フロアブレース１６ｄの下端は、フロアトンネル２８の車両幅方向左側に支持固定される。また、助手席側に設けられるＰ席フロアブレース１６ｐの下端は、フロアトンネル２８の車両幅方向右側に支持固定される。
【００１７】
この実施形態では、Ｄ席フロアブレース１６ｄは、カウルトゥブレース１４に固定される。これにより、車両上下方向において、本体パイプ１０は、カウルトゥブレース１４およびＤ席フロアブレース１６ｄを介して、フロアトンネル２８に対して支持される。
【００１８】
サイドブラケット１８は、本体パイプ１０の両端部に１つずつ設けられる。これにより、車両左右方向において、本体パイプ１０は、左右のサイドブラケット１８を介して、左右のフロントピラー３０に対して支持される。
【００１９】
＜本体パイプ１０の構成＞
図２は、本体パイプ１０の連結部３２周辺における拡大平面図である。本体パイプ１０は、運転席側に配置されるＤ席パイプ１０ｄと、助手席側に配置されるＰ席パイプ１０ｐを接合して構成される筒状部材である。Ｄ席パイプ１０ｄおよびＰ席パイプ１０ｐは、金属を含む導電性材料からなり、例えば、アルミニウム板材を曲げ加工した、いわゆる板巻きパイプからなる。Ｄ席パイプ１０ｄは、Ｐ席パイプ１０ｐよりもパイプ径が大きくなるように構成されるとともに、Ｐ席パイプ１０ｐよりも剛性が高められている。
【００２０】
＜パイプ接合方法の説明＞
続いて、本体パイプ１０の製造工程に含まれるパイプ接合方法について、図３〜図５を参照しながら説明する。この実施形態では、端部のパイプ径が大径であるＤ席パイプ１０ｄ（第１のパイプ部材）と、端部のパイプ径が小径であるＰ席パイプ１０ｐ（第２のパイプ部材）を、電磁成形法を用いて接合する。
【００２１】
第１工程において、接着剤を内包する接着剤内包シート４０を準備する。この接着剤内包シート４０には、混合により接着性能が得られる少なくとも２種類の材料Ｍ１，Ｍ２が別々に分散して内包される。例えば、エポキシ樹脂系の接着剤を用いる場合、材料Ｍ１は主剤であり、材料Ｍ２は硬化剤である。この材料は、３種類以上であってもよい。
【００２２】
図３（ａ）に示す接着剤内包シート４０は、基材４２と、基材４２の上面および下面にそれぞれ分散して固着された２種類のカプセル粒子４４，４６を含んで構成される。例えば、カプセル粒子４４は材料Ｍ１を内包する一方、カプセル粒子４６は材料Ｍ２を内包する。カプセル粒子４４，４６の壁材（例えば、ポリマー壁）は、外部からの押圧より破袋可能に構成されている。
【００２３】
なお、接着剤内包シートは、図３（ａ）に例示する構成に限られず、図３（ｂ）に示す別の構成を採用してもよい。別の構成例における接着剤内包シート５０は、複数の室５２を有する袋材５４と、室５２内に別々に収容された材料Ｍ１，Ｍ２を含んで構成される。この場合、袋材５４は、外部からの押圧より破袋可能に構成されている。
【００２４】
第２工程において、Ｐ席パイプ１０ｐの接合箇所６０に接着剤内包シート４０（５０）を巻き付けて配置する。具体的には、図４（ａ）に示すＰ席パイプ１０ｐの外周面に沿って接着剤内包シート４０（５０）を巻き付ける。これにより、図４（ｂ）に示すように、接着剤内包シート４０（５０）が接合箇所６０に配置される。なお、Ｐ席パイプ１０ｐに代わって、Ｄ席パイプ１０ｄの接合箇所に接着剤内包シート４０（５０）を配置してもよい。
【００２５】
第３工程において、接着剤内包シート４０（５０）を配置したまま、Ｐ席パイプ１０ｐをＤ席パイプ１０ｄに差し込む。これにより、図５（ａ）に示すように、Ｄ席パイプ１０ｄの端部内周面とＰ席パイプ１０ｐの端部外周面は、接着剤内包シート４０（５０）を挟んで対向した状態になる。
【００２６】
第４工程において、Ｐ席パイプ１０ｐをＤ席パイプ１０ｄに差し込んだ状態で、Ｐ席パイプ１０ｐの電磁成形を行う。この成形に先立ち、Ｐ席パイプ１０ｐの内部に電磁コイル６２を挿入した後、パルス状の電流を電磁コイル６２に供給する。そうすると、Ｄ席パイプ１０ｄおよびＰ席パイプ１０ｐには誘導電流が発生する。この誘導電流の発生に伴って、Ｄ席パイプ１０ｄおよびＰ席パイプ１０ｐの径方向外側に電磁力（ローレンツ力）が付与される。なお、Ｄ席パイプ１０ｄは、押さえ冶具６４により外側から押さえ付けられているため、Ｄ席パイプ１０ｄの変形が抑制されるとともにＰ席パイプ１０ｐのみが拡管する。
【００２７】
接着剤内包シート４０（５０）が接合箇所６０の拡管に伴う押圧により破袋されると、液状の材料Ｍ１，Ｍ２は、接着剤内包シート４０（５０）の内部または外部を流動しながら混合・反応することで接着性能が得られる。この結果、図５（ｂ）に示すように、Ｄ席パイプ１０ｄおよびＰ席パイプ１０ｐは、接合箇所６０にて圧着されるとともに、破袋されて混合・反応した接着剤を介して接着される。以上のようにして、本体パイプ１０の接合が完了する。
【００２８】
このように、少なくとも２種類の材料Ｍ１，Ｍ２の混合により接着性能が得られる接着剤内包シート４０（５０）を接合箇所６０に配置した後、この接合箇所６０の拡管に伴う押圧により接着剤内包シート４０（５０）を破袋することで、パイプ部材（Ｐ席パイプ１０ｐおよびＤ席パイプ１０ｄ）の圧着力のみならず接着剤の接着力をさらに加えた接合が可能となり、パイプ部材同士の接合強度が高くなる。また、各々の材料Ｍ１，Ｍ２が接着剤内包シート４０（５０）に分散状態で内包されている間、すなわち電磁成形工程を実行する直前まではその接着作用は機能しないので、途中の作業工程におけるパイプ部材の取扱いが容易になる。
【００２９】
＜変形例＞
また、この発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、この発明の主旨を逸脱しない範囲で自由に変更できる。あるいは、技術的に矛盾が生じない範囲で各構成を任意に組み合わせてもよいことは勿論である。
【００３０】
上記した実施形態においてインパネＲ／Ｆ構造に適用した例を説明したが、このパイプ接合方法は、様々な形状または用途のパイプ部材に適用してもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１０  本体パイプ、１０ｄ  Ｄ席パイプ（第１のパイプ部材）、１０ｐ  Ｐ席パイプ（第２のパイプ部材）、４０，５０  接着剤内包シート、６０  接合箇所、Ｍ１，Ｍ２  材料。
【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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