(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びた仕切り壁部、及び該仕切り壁部で区画された複数個の中空部を有する管状体からなる第１部材と、第１部材が挿通される挿通孔を有する第２部材と、を用い、
第１部材を第２部材の挿通孔内に挿通した状態で、第１部材の挿通孔内への挿通部分及びその軸方向両側近傍部分をエキスパンド加工することにより、第１部材と第２部材を接合する部材同士の接合方法であって、
楔部を有するとともに、該楔部を中心に周方向に複数個に分割されたマンドレルと、
マンドレルの楔部に対応する楔孔部を有するとともに、該楔孔部を中心に周方向に複数個に分割されたダイと、を用い、
第１部材の各中空部内に、ダイのダイセグメントとマンドレルの楔部セグメントとを配置し、次いで、第１部材の仕切り壁部を介して互いに隣り合う２個の中空部内に配置された楔部セグメント同士で仕切り壁部を挟んだ状態で、各楔部セグメントを対応するダイセグメントの楔孔部セグメント内に同時に差し込むことにより、各ダイセグメントを第１部材の半径方向外向きに移動させることで、エキスパンド加工を行うことを特徴とする部材同士の接合方法。
【請求項２】
第１部材は、断面多角形状の管状体からなり、
第２部材の挿通孔は、第１部材の断面形状に対応した断面形状に形成されている請求項１記載の部材同士の接合方法。
【請求項３】
第１部材は、断面四角形状の管状体からなるとともに、第１部材の４個の平坦壁部のうち少なくとも一対の対向する平坦壁部の幅方向中間部同士が仕切り壁部により互いに連結されており、
ダイは、第１部材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、
第２部材の挿通孔は、第１部材の断面形状に対応した断面形状に形成されており、
各ダイセグメントを第１部材の各角部に向かって第１部材の半径方向外向きに移動させることで、エキスパンド加工を行う請求項１記載の部材同士の接合方法。
【請求項４】
第１部材の角部の断面形状は略円弧状に形成されている請求項２又は３記載の部材同士の接合方法。
【請求項５】
ダイの外周面には、第１部材の挿通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分を外側に局部的に膨出させる２個の凸部が設けられている請求項１〜４のいずれかに記載の部材同士の接合方法。
【請求項６】
第２部材の挿通孔の周縁部に、第１部材の軸方向に突出した座板部が一体に設けられており、
第２部材の座板部を第１部材の外周面に重合状態に配置し、且つ座板部の外面側に配置された規制部材により座板部が第１部材の外周面から捲り上がらないように座板部を規制した状態で、エキスパンド加工を行う請求項１〜５のいずれかに記載の部材同士の接合方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の部材同士の接合方法により得られた部材同士の接合構造体。
【請求項８】
軸方向に延びた仕切り壁部、及び該仕切り壁部で区画された複数個の中空部を有する管状体からなる第１部材と、第１部材が挿通される挿通孔を有する第２部材と、が接合された部材同士の接合構造体であって、
第１部材が第２部材の挿通孔内に挿通された状態で、第１部材の挿通孔内への挿通部分及びその軸方向両側近傍部分がエキスパンド加工されて、第１部材と第２部材が接合されていることを特徴とする部材同士の接合構造体。
【請求項９】
第１部材は、断面多角形状の管状体からなり、
第２部材の挿通孔は、第１部材の断面形状に対応した断面形状に形成されている請求項８記載の部材同士の接合構造体。
【請求項１０】
第１部材は、断面四角形状の管状体からなるとともに、第１部材の４個の平坦壁部のうち少なくとも一対の対向する平坦壁部の幅方向中間部同士が仕切り壁部により互いに連結されており、
第２部材の挿通孔は、第１部材の断面形状に対応した断面形状に形成されており、
第１部材の挿通孔内への挿通部分及びその軸方向両側近傍部分における少なくとも各角部がエキスパンド加工されている請求項８記載の部材同士の接合構造体。
【請求項１１】
第１部材の角部の断面形状は略円弧状に形成されている請求項９又は１０記載の部材同士の接合構造体。
【請求項１２】
第１部材の挿通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分が外側に局部的に膨出している請求項８〜１１のいずれかに記載の部材同士の接合構造体。
【請求項１３】
第２部材の挿通孔の周縁部に、第１部材の軸方向に突出した座板部が一体に設けられており、
第２部材の座板部が第１部材の外周面に重合された状態で、座板部が第１部材の外周面から捲り上がらないように座板部を規制した環状の規制部材が座板部に外嵌状態に取り付けられている請求項８〜１２のいずれかに記載の部材同士の接合構造体。
【請求項１４】
軸方向に延びた仕切り壁部、及び該仕切り壁部で区画された複数個の中空部を有する管状体からなる第１部材を、第２部材に設けられた挿通孔内に挿通した状態で、第１部材の挿通孔内への挿通部分及びその軸方向両側近傍部分をエキスパンド加工することにより、第１部材と第２部材を接合する接合装置であって、
楔部を有するとともに、該楔部を中心に周方向に複数個に分割されたエキスパンド加工用マンドレルと、
マンドレルの楔部に対応する楔孔部を有するとともに、該楔孔部を中心に周方向に複数個に分割されたエキスパンド加工用ダイと、を備え、
ダイのダイセグメントは、第１部材の各中空部内に配置されるものであり、
マンドレルの楔部セグメントは、第１部材の中空部内に配置されたダイセグメントの楔孔部セグメント内に差し込まれることにより、ダイセグメントを第１部材の半径方向外向きに移動させるものであることを特徴とする接合装置。
【請求項１５】
ダイの外周面には、第１部材の挿通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分を外側に局部的に膨出させる２個の凸部が設けられている請求項１４記載の接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸方向に延びた仕切り壁部と該仕切り壁部で区画された複数個の中空部とを有する管状体からなる第１部材に、第２部材を接合する接合方法及び接合装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パイプに他の部材を接合する方法として、例えば次の方法が用いられている。
【０００３】
パイプを他の部材に設けられた挿通孔内に挿通するとともに、パイプの中空部内に、楔孔部を有し且つ該楔孔部を中心に周方向に複数個に分割されたエキスパンド加工用ダイを配置する。次いで、マンドレルの楔部をダイの楔孔部内に差し込むことにより、ダイの各ダイセグメントをパイプの半径方向外向きに移動させる。これにより、パイプの挿通孔内への挿通部分及びその軸方向近傍部分をダイセグメントによって外側に押してエキスパンド加工（拡管加工）し、もってパイプに他の部材を接合する方法である（例えば、特許文献１及び２参照）。なお、この接合方法はリッジロック方法とも呼ばれている。
【０００４】
なお、部材同士の接合方法ではないが、ダイを用いた円筒体のエキスパンド加工方法として、例えば特開２００２−２２４７４３号公報に記載された方法が知られている（特許文献３参照）。
【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１１−３６８５９号公報
【特許文献３】特開２００２−２２４７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
而して、従来の接合方法により得られた接合構造体では、パイプに曲げ荷重が加わった場合、パイプが屈曲し易いという難点があった。
【０００６】
そこで、本発明者らは、パイプの曲げ強度を向上させるため、パイプとして、内部に軸方向に延びた仕切り壁部が設けられたパイプを用いることを考えた。しかしながら、この場合には、エキスパンド加工時にパイプの仕切り壁部が屈曲する虞があり、その結果、曲げ強度の向上を図れなくなるという難点があった。
【０００７】
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、仕切り壁部を有するパイプ等の管状体からなる第１部材に、第２部材を接合する部材同士の接合方法、この接合方法により得られた接合構造体、及び、この接合方法に用いられる接合装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は以下の手段を提供する。
【０００９】
［１］  軸方向に延びた仕切り壁部、及び該仕切り壁部で区画された複数個の中空部を有する管状体からなる第１部材と、第１部材が挿通される挿通孔を有する第２部材と、を用い、
第１部材を第２部材の挿通孔内に挿通した状態で、第１部材の挿通孔内への挿通部分及びその軸方向両側近傍部分をエキスパンド加工することにより、第１部材と第２部材を接合する部材同士の接合方法であって、
楔部を有するとともに、該楔部を中心に周方向に複数個に分割されたマンドレルと、
マンドレルの楔部に対応する楔孔部を有するとともに、該楔孔部を中心に周方向に複数個に分割されたダイと、を用い、
第１部材の各中空部内に、ダイのダイセグメントとマンドレルの楔部セグメントとを配置し、次いで、第１部材の仕切り壁部を介して互いに隣り合う２個の中空部内に配置された楔部セグメント同士で仕切り壁部を挟んだ状態で、各楔部セグメントを対応するダイセグメントの楔孔部セグメント内に同時に差し込むことにより、各ダイセグメントを第１部材の半径方向外向きに移動させることで、エキスパンド加工を行うことを特徴とする部材同士の接合方法。
【００１０】
［２］  第１部材は、断面多角形状の管状体からなり、
第２部材の挿通孔は、第１部材の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項１記載の部材同士の接合方法。
【００１１】
［３］  第１部材は、断面四角形状の管状体からなるとともに、第１部材の４個の平坦壁部のうち少なくとも一対の対向する平坦壁部の幅方向中間部同士が仕切り壁部により互いに連結されており、
ダイは、第１部材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、
第２部材の挿通孔は、第１部材の断面形状に対応した断面形状に形成されており、
各ダイセグメントを第１部材の各角部に向かって第１部材の半径方向外向きに移動させることで、エキスパンド加工を行う前項１記載の部材同士の接合方法。
【００１２】
［４］  第１部材の角部の断面形状は略円弧状に形成されている前項２又は３記載の部材同士の接合方法。
【００１３】
［５］  ダイの外周面には、第１部材の挿通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分を外側に局部的に膨出させる２個の凸部が設けられている前項１〜４のいずれかに記載の部材同士の接合方法。
【００１４】
［６］  第２部材の挿通孔の周縁部に、第１部材の軸方向に突出した座板部が一体に設けられており、
第２部材の座板部を第１部材の外周面に重合状態に配置し、且つ座板部の外面側に配置された規制部材により座板部が第１部材の外周面から捲り上がらないように座板部を規制した状態で、エキスパンド加工を行う前項１〜５のいずれかに記載の部材同士の接合方法。
【００１５】
［７］  前項１〜６のいずれかに記載の部材同士の接合方法により得られた部材同士の接合構造体。
【００１６】
［８］  軸方向に延びた仕切り壁部、及び該仕切り壁部で区画された複数個の中空部を有する管状体からなる第１部材と、第１部材が挿通される挿通孔を有する第２部材と、が接合された部材同士の接合構造体であって、
第１部材が第２部材の挿通孔内に挿通された状態で、第１部材の挿通孔内への挿通部分及びその軸方向両側近傍部分がエキスパンド加工されて、第１部材と第２部材が接合されていることを特徴とする部材同士の接合構造体。
【００１７】
［９］  第１部材は、断面多角形状の管状体からなり、
第２部材の挿通孔は、第１部材の断面形状に対応した断面形状に形成されている前項８記載の部材同士の接合構造体。
【００１８】
［１０］  第１部材は、断面四角形状の管状体からなるとともに、第１部材の４個の平坦壁部のうち少なくとも一対の対向する平坦壁部の幅方向中間部同士が仕切り壁部により互いに連結されており、
第２部材の挿通孔は、第１部材の断面形状に対応した断面形状に形成されており、
第１部材の挿通孔内への挿通部分及びその軸方向両側近傍部分における少なくとも各角部がエキスパンド加工されている前項８記載の部材同士の接合構造体。
【００１９】
［１１］  第１部材の角部の断面形状は略円弧状に形成されている前項９又は１０記載の部材同士の接合構造体。
【００２０】
［１２］  第１部材の挿通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分が外側に局部的に膨出している前項８〜１１のいずれかに記載の部材同士の接合構造体。
【００２１】
［１３］  第２部材の挿通孔の周縁部に、第１部材の軸方向に突出した座板部が一体に設けられており、
第２部材の座板部が第１部材の外周面に重合された状態で、座板部が第１部材の外周面から捲り上がらないように座板部を規制した環状の規制部材が座板部に外嵌状態に取り付けられている前項８〜１２のいずれかに記載の部材同士の接合構造体。
【００２２】
［１４］  軸方向に延びた仕切り壁部、及び該仕切り壁部で区画された複数個の中空部を有する管状体からなる第１部材を、第２部材に設けられた挿通孔内に挿通した状態で、第１部材の挿通孔内への挿通部分及びその軸方向両側近傍部分をエキスパンド加工することにより、第１部材と第２部材を接合する接合装置であって、
楔部を有するとともに、該楔部を中心に周方向に複数個に分割されたエキスパンド加工用マンドレルと、
マンドレルの楔部に対応する楔孔部を有するとともに、該楔孔部を中心に周方向に複数個に分割されたエキスパンド加工用ダイと、を備え、
ダイのダイセグメントは、第１部材の各中空部内に配置されるものであり、
マンドレルの楔部セグメントは、第１部材の中空部内に配置されたダイセグメントの楔孔部セグメント内に差し込まれることにより、ダイセグメントを第１部材の半径方向外向きに移動させるものであることを特徴とする接合装置。
【００２３】
［１５］  ダイの外周面には、第１部材の挿通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分を外側に局部的に膨出させる２個の凸部が設けられている前項１４記載の接合装置。
【発明の効果】
【００２４】
本発明は以下の効果を奏する。
【００２５】
なお本明細書では、第１部材に第２部材が接合された接合構造体において、第１部材の周方向の荷重に対する第２部材の接合強度を「ねじり強度」という。また、第１部材の軸方向に荷重に対する第２部材の接合強度を「抜け強度」という。
【００２６】
［１］の発明では、第１部材は、軸方向に延びた仕切り壁部、及び該仕切り壁部で区画された複数個の中空部を有する管状体からなるので、接合構造体の軽量化を図ることができる上、更に、接合構造体（第１部材）の曲げ強度を向上できる。
【００２７】
さらに、エキスパンド加工時には、第１部材の仕切り壁部はマンドレルの楔部セグメント同士で挟まれているから、エキスパンド加工時に両楔部セグメントから仕切り壁部に互いに反対向きの加圧力が作用してこれらの加圧力が相殺される。これにより、エキスパンド加工時に生じることのある仕切り壁部の屈曲を防止できる。そのため、接合構造体（第１部材）の曲げ強度を仕切り壁部によって確実に向上できる。
【００２８】
［２］の発明では、第１部材は断面多角形状の管状体からなり、第２部材の挿通孔は第１部材の断面形状に対応した断面形状に形成されていることから、第１部材が第２部材の挿通孔内に挿通された状態においてねじり強度が向上する。したがって、もし仮に第２部材に第１部材の周方向の荷重が加わった場合であっても、第２部材は第１部材の周方向にずれ動き難くなる。
【００２９】
［３］の発明では、上記［２］の発明の効果と同じ効果を奏する。さらに、ダイの各ダイセグメントを第１部材の各角部に向かって第１部材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ので、第１部材の各平坦壁部よりも各角部の方が重点的にエキスパンド加工されて外側に大きく膨出される。そのため、ねじり強度が更に向上する。
【００３０】
［４］の発明では、第１部材の角部の断面形状が略円弧状に形成されているので、第２部材に第１部材の周方向の荷重が加わった場合において、第１部材の角部に応力が集中するのを確実に防止できる。そのため、強度的信頼性が向上する。
【００３１】
［５］の発明では、ダイの外周面に、第１部材の挿通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分を外側に局部的に膨出させる２個の凸部が設けられているので、このダイを用いてエキスパンド加工を行うことにより、第１部材の挿通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍分が外側に局部的に且つ確実に膨出される。そのため、抜け強度が確実に向上する。したがって、もし仮に第２部材に第１部材の軸方向の荷重が加わった場合であっても、第２部材は第１部材の軸方向にずれ動き難くなる。
【００３２】
［６］の発明では、第２部材の座板部を第１部材の外周面に重合状態に配置することにより、第２部材の第１部材との接触面積が増加するから、接合強度が更に向上する。さらに、第２部材の第１部材との接触面積の増加は、第２部材の肉厚を増大させることで行われるものではなく、第２部材の挿通孔の周縁部に座板部を設けることにより行われるので、接合構造体の軽量化を図ることができる。
【００３３】
さらに、規制部材により第２部材の座板部が第１部材の外周面から捲り上がらないように座板部を規制した状態で、エキスパンド加工を行うことにより、座板部を第１部材の外周面に確実に面接触状態に当接させることができ、もって接合強度が確実に向上する。
【００３４】
［７］の発明では、高い曲げ強度の接合構造体を提供できる。
【００３５】
［８］〜［１３］の発明では、それぞれ［１］〜［６］の発明の効果と同じ効果を奏する。
【００３６】
［１４］及び［１５］の発明では、本発明に係る部材同士の接合方法に好適に用いられる接合装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
次に、本発明の好ましい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。
【００３８】
図１〜図９は、本発明の第１実施形態に係る部材同士の接合方法及び接合装置を説明する図である。
【００３９】
図１及び図２において、（Ａ１）は、本第１実施形態に係る部材同士の接合方法により製造された接合構造体である。この接合構造体（Ａ１）は、第１部材（１）と第２部材（５）とが互いに接合されて構成されたものである。
【００４０】
第１部材（１）は、図３に示すように、断面四角形状（詳述すると断面正方形状）の角管状体からなるものであって、その内部に、軸方向に延びた１個の平板状の仕切り壁部（４）と、該仕切り壁部（４）で区画され且つ軸方向に延びた２個の断面四角形状の中空部（３）（３）とを有している。仕切り壁部（４）と２個の中空部（３）（３）は、第１部材（１）の内部に配置されている。この第１部材（１）の構成を以下に詳述する。
【００４１】
この第１部材（１）は、その外周面の断面形状が四角形状のものであり、周方向に並んだ４個の平坦壁部（１ａ）（１ａ）（１ａ）（１ａ）と、隣り合う２個の平坦壁部（１ａ）（１ａ）間に介在された角部（１ｂ）とを有している。各角部（１ｂ）の断面形状は、所定の曲率半径の円弧状に形成されている。また、仕切り壁部（４）の断面形状はＩ字状である。さらに、第１部材（１）の４個の平坦壁部（１ａ）（１ａ）（１ａ）（１ａ）のうち一対の対向する平坦壁部（１ａ）（１ａ）において、一方の平坦壁部（１ａ）の幅方向中間部に仕切り壁部（４）の幅方向一端部が一体に接続されるとともに、他方の平坦壁部（１ａ）の幅方向中間部に仕切り壁部（４）の幅方向他端部が一体に接続されている。これにより、該一対の対向する平坦壁部（１ａ）（１ａ）の幅方向中間部同士が仕切り壁部（４）により互いに連結されている。したがって、第１部材（１）の全体の断面形状は略日字状（日字状）に形成されている。さらに、第１部材（１）の曲げ強度がこの仕切り壁部（４）によって高められている。
【００４２】
第１部材（１）は、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、第１部材（１）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、銅等の金属であっても良い。また、第１部材（１）は例えば押出材からなるものであるが、本発明では第１部材（１）はその他の製法で製作されたものであっても良い。
【００４３】
第２部材（５）は、板状であり、詳述すると円板状である。さらに、第２部材（５）の中央部には、第１部材（１）が挿通される挿通孔（６）が設けられている。この挿通孔（６）は、第１部材（１）の断面形状（詳述すると、第１部材（１）の外周面の断面形状）に対応した断面形状に形成されており、即ち断面四角形状に形成されている。ここで、上述したように第１部材（１）の各角部（１ｂ）の断面形状は円弧状に形成されていることから、第２部材（５）の挿通孔（６）の各角部（７）の断面形状も第１部材（１）の各角部（１ｂ）の断面形状に対応して円弧状に形成されている。
【００４４】
第２部材（５）は、剛性を有するものであり、例えば金属からなり、詳述すると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、第２部材（５）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、銅等の金属であっても良いし、セラミックやプラスチックであっても良い。
【００４５】
第１部材（１）の長さは例えば５０〜２０００ｍｍの範囲内である。第１部材（１）の断面における各辺の長さは例えば２０〜１００ｍｍの範囲内である。第１部材（１）の各角部（１ｂ）の曲率半径は例えば５〜４５ｍｍの範囲内である。第１部材（１）の周壁部、即ち平坦壁部（１ａ）及び角部（１ｂ）の肉厚は例えば０．５〜５ｍｍの範囲内である。また、仕切り壁部（４）の肉厚は例えば０．５〜５ｍｍの範囲内である。
【００４６】
ただし本発明では、第１部材（１）やその仕切り壁部（４）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、使用目的や用途に応じて様々に設定されるものである。
【００４７】
第２部材（５）の直径は例えば３５〜３００ｍｍの範囲内である。第２部材（５）の挿通孔（６）の断面における各辺の長さは、第１部材（１）の断面における各辺の長さよりも例えば０．５〜５ｍｍ大きく設定されている。第２部材（５）の挿通孔（６）の各角部（７）の曲率半径は例えば５〜４５ｍｍの範囲内である。第２部材（５）の肉厚は例えば１〜５０ｍｍの範囲内である。
【００４８】
ただし本発明では、第２部材（５）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、使用目的や用途に応じて様々に設定されるものである。
【００４９】
第１実施形態の接合構造体（Ａ１）は、図２に示すように、第１部材（１）が第２部材（５）の挿通孔（６）内に挿通された状態で、第１部材（１）の第２部材挿通孔（６）内への挿通部分（２ａ）と該挿通部分（２ａ）の軸方向両側近傍部分（２ｂ）（２ｂ）とが、エキスパンド加工予定部として、それぞれエキスパンド加工（拡管加工）されることで、第１部材（１）と第２部材（５）が接合されている。
【００５０】
第１部材（１）の挿通孔（６）内への挿通部分（２ａ）は、外側に僅かに膨出している。さらに、第１部材（１）の挿通孔（６）内への挿通部分（２ａ）の軸方向両側近傍部分（２ｂ）（２ｂ）は、外側に断面円弧状に局部的に膨出しており、これら両部位（２ｂ）（２ｂ）間で第２部材（５）が挟まれた状態になっている。（Ｅ）は、この部位（２ｂ）に形成された膨出部である。
【００５１】
第１部材（１）の挿通孔（６）内への挿通部分（２ａ）の軸方向両側近傍部分（２ｂ）（２ｂ）の膨出部（Ｅ）の膨出高さは例えば０．５〜１０ｍｍの範囲内であり、またこの膨出部（Ｅ）の幅は例えば３〜３０ｍｍの範囲内である。ただし本発明では、この膨出部（Ｅ）の膨出高さ及び幅は上記の範囲内であることに限定されるものではない。
【００５２】
この接合構造体（Ａ１）において、第２部材（５）は、例えば、他の部材に取り付けられるフランジとして用いられる。この場合、第２部材（５）には、通常、ボルト挿通孔などの締結具挿通孔（図示せず）が設けられることとなる。ただし本発明では、第２部材（５）はフランジ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、ブラケットやステイを有する部材であっても良い。
【００５３】
次に、第１部材（１）と第２部材（５）を接合する、本発明の第１実施形態に係る接合装置（１０）について、以下に説明する。
【００５４】
図４〜図６に示すように、この接合装置（１０）は、エキスパンド加工用のダイ（１１）とマンドレル（１８）とを備えている。
【００５５】
マンドレル（１８）は、例えば工具鋼や超硬合金製の楔部（１９）を有している。この楔部（１９）は、マンドレル（１８）の先端部に先細りの四角錐状（又は四角台錐状）に一体形成されている。また、このマンドレル（１８）の基端部には、該マンドレル（１８）（詳述するとマンドレル（１８）の楔部（１９））をその軸方向に移動させる駆動源（図示せず）が接続されている。この駆動源として、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。
【００５６】
さらに、このマンドレル（１８）は、楔部（１９）を中心に周方向に複数個に分割されている。マンドレル（１８）の分割数は、第１部材（１）の中空部（３）の数と同数であり、即ち２個である。したがって、このマンドレル（１８）は、２個のマンドレルセグメント（１８ａ）（１８ａ）が互いに組み合わされて構成されたものであり、また、マンドレル（１８）の楔部（１９）は、２個の楔部セグメント（１９ａ）（１９ａ）が互いに組み合わされて構成されたものである。
【００５７】
ダイ（１１）は、第１部材（１）の中空部（３）（３）内に配置されるものであり、図６に示すように、第１部材（１）の内周面の断面形状に対応した断面形状に形成されており、即ち断面四角形状に形成されている。ダイ（１１）は例えば工具鋼や超硬合金製である。また、ダイ（１１）の中心部には、マンドレル（１８）の楔部（１９）に対応する楔孔部（１４）がダイ（１１）の軸方向に貫通して設けられている。さらに、このダイ（１１）は、楔孔部（１９）を中心に周方向に４個に分割されており、詳述すると、このダイ（１１）は、楔孔部（１９）を中心に第１部材（１）の各平坦壁部（１ａ）の幅方向中間部に対応する位置で分割されている。ダイ（１１）の分割数は、第１部材（１）の角部（１ｂ）の数と同数である。したがって、このダイ（１１）は、４個のダイセグメント（１１ａ）（１１ａ）（１１ａ）（１１ａ）が互いに組み合わされて構成されたものであり、また、このダイ（１１）の楔孔部（１４）は、４個の楔孔部セグメント（１４ａ）（１４ａ）（１４ａ）（１４ａ）が互いに組み合わされて構成されたものである。
【００５８】
図４及び図５に示すように、ダイ（１１）の外周面の軸方向中間部には、軸方向に互いに離間した２個の凸部（１２）（１２）が全周に亘って延びて設けられている。両凸部（１２）（１２）は、第１部材（１）の挿通孔（６）内への挿通部分（２ａ）の軸方向両側近傍部分（２ｂ）（２ｂ）を外側に局部的に断面円弧状に膨出させるものである。
【００５９】
さらに、ダイ（１１）の両凸部（１２）（１２）間の部位（１３）の直径は、ダイ（１１）の軸方向両端部の直径よりも大きく設定されている。この部位（１３）は、第１部材（１）の挿通孔（６）内への挿通部分（２ａ）を外側に局部的に膨出させるものである。
【００６０】
図６に示すように、ダイ（１１）の４個のダイセグメント（１１ａ）（１１ａ）（１１ａ）（１１ａ）のうち２個のダイセグメント（１１ａ）（１１ａ）は、第１部材（１）の２個の中空部（３）（３）のうち１個の中空部（３）内に配置されるものであり、残りの２個のダイセグメント（１１ａ）（１１ａ）は、第１部材（１）の残りの中空部（３）内に配置されるものである。
【００６１】
マンドレル（１８）の楔部セグメント（１９ａ）は、第１部材（１）の各中空部（３）内に配置された２個のダイセグメント（１１ａ）（１１ａ）の楔孔部セグメント（１４ａ）内に差し込まれることにより、各ダイセグメント（１１ａ）を第１部材（１）の各角部（１ｂ）に向かって第１部材（１）の半径方向外向きに移動させるものである。このダイセグメント（１１ａ）の移動により、第１部材（１）の挿通孔（６）内への挿通部分（２ａ）及びその軸方向両側近傍部分（２ｂ）（２ｂ）がダイセグメント（１１ａ）によって外側に押されてエキスパンド加工される。
【００６２】
なお本発明では、マンドレル（１８）の楔部（１９）の断面形状とダイ（１１）の楔孔部（１４）の断面形状は、それぞれ、楔部（１９）の楔孔部（１４）内への差込み動作によりダイ（１１）の各ダイセグメント（１１ａ）が第１部材（１）の半径方向外向きに移動するような形状であれば良い。楔部（１９）の断面形状について具体的に例示すると、四角形状、五角形状、六角形状、七角形状、八角形状等の多角形状であっても良いし、円形状であっても良いし、第１部材（１）やその中空部（３）の断面形状と相似の形状であっても良い。
【００６３】
次に、この接合装置（１０）を用いた第１部材（１）と第２部材（５）の接合方法について以下に説明する。
【００６４】
まず、図４〜図６に示すように、第１部材（１）を第２部材（５）の挿通孔（６）内に遊挿状態に挿通する。また、第１部材（１）の各中空部（３）内における第２部材（５）に対応する位置に、ダイ（１１）のダイセグメント（１１ａ）を２個ずつ挿入配置する。さらに、第１部材（１）の各中空部（３）内に、マンドレル（１８）のマンドレルセグメント（１８ａ）の楔部セグメント（１９ａ）を１個ずつ配置する。
【００６５】
次いで、図７〜図９に示すように、第１部材（１）の仕切り壁部（４）を介して互いに隣り合う２個の中空部（３）（３）内に配置された楔部セグメント（１９ａ）（１９ａ）同士で仕切り壁部（４）を挟んだ状態で、これらの楔部セグメント（１９ａ）（１９ａ）を第１部材（１）の軸方向に同時に移動させることにより、各楔部セグメント（１９ａ）を対応するダイセグメント（１１ａ）の楔孔部セグメント（１４ａ）内に同時に差し込む。これにより、各ダイセグメント（１１ａ）を第１部材（１）の各角部（１ｂ）に向かって第１部材（１）の半径方向外向きに移動させ、第１部材（１）の挿通孔（６）内への挿通部分（２ａ）及びその軸方向両側近傍部分（２ｂ）（２ｂ）を同時にエキスパンド加工（拡管加工）する。
【００６６】
このエキスパンド加工によって、第１部材（１）の挿通孔（６）内への挿通部分（２ａ）及びその軸方向両側近傍部分（２ｂ）（２ｂ）が外側に局部的に膨出するように塑性変形されて第２部材（５）の挿通孔（６）の周縁部に圧接されるとともに、第２部材（５）の挿通孔（６）が半径方向外向きに広がるように第２部材（５）が弾性変形される。さらに、このように第２部材（５）が弾性変形されることに伴い、第２部材（５）に弾性復元力が蓄積される。
【００６７】
次いで、マンドレル（１８）の両楔部セグメント（１９ａ）（１９ａ）を対応する楔孔部セグメント（１４ａ）内から同時に抜出する。すると、第２部材（５）に蓄積された弾性復元力（スプリングバック力）により第２部材（５）が第１部材（１）の外周面に圧接固定される。これにより、第２部材（５）が第１部材（１）（詳述すると第１部材（１）の外周面）に接合される。
【００６８】
ここで、上述したように、ダイ（１１）は、第１部材（１）の各平坦壁部（１ａ）の幅方向中間部に対応する位置で分割されており、エキスパンド加工時には、このダイ（１１）の各ダイセグメント（１１ａ）は第１部材（１）の各角部（１ｂ）に向かって移動されることから、このエキスパンド加工によって、第１部材（１）の挿通孔（６）内への挿通部分（２ａ）及びその軸方向両側近傍部分（２ｂ）（２ｂ）のうち、特に、挿通部分（２ａ）の各角部（１ｂ）と挿通部分（２ａ）の軸方向両側近傍部分（２ｂ）（２ｂ）の各角部（１ｂ）とが大きく且つ確実に外側に膨出する。この結果、第２部材（５）が第１部材（１）に非常に強固に接合される。
【００６９】
而して、本第１実施形態の接合方法は次の利点がある。
【００７０】
第１部材（１）は、軸方向に延びた仕切り壁部（４）と、該仕切り壁部（４）で区画された２個の中空部（３）（３）とを有する管状体からなるので、接合構造体（Ａ１）の軽量化を図ることができる上、更に、接合構造体（Ａ１）（第１部材（１））の曲げ強度を向上できる。
【００７１】
さらに、エキスパンド加工時には、第１部材（１）の仕切り壁部（４）はマンドレル（１８）の楔部セグメント（１９ａ）（１９ａ）同士で挟まれているから、エキスパンド加工時に両楔部セグメント（１９ａ）（１９ａ）から仕切り壁部（４）に互いに反対向きの加圧力（Ｐ）（Ｐ）が作用してこれらの加圧力（Ｐ）（Ｐ）が相殺される。これにより、エキスパンド加工時に生じることのある仕切り壁部（４）の屈曲を防止できる。そのため、接合構造体（Ａ１）（第１部材（１））の曲げ強度を仕切り壁部（４）によって確実に向上できる。
【００７２】
さらに、第１部材（１）は、断面四角形状の角管状体からなり、第２部材（５）の挿通孔（５）は、第１部材（１）の断面形状に対応した断面形状に形成されていることから、第１部材（１）が第２部材（５）の挿通孔（６）内に挿通された状態においてねじり強度が向上する。したがって、もし仮に第２部材（５）に第１部材（１）の周方向の荷重が加わった場合であっても、第２部材（５）は第１部材（１）の周方向にずれ動き難くなる。
【００７３】
さらに、ダイ（１１）の各ダイセグメント（１１ａ）を第１部材（１）の各角部（１ｂ）に向かって第１部材（１）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ので、第１部材（１）の各平坦壁部（１ａ）よりも各角部（１ｂ）の方が重点的にエキスパンド加工されて外側に大きく膨出される。そのため、ねじり強度が更に高くなる。したがって、図９に示すように、もし仮に第１部材（１）の平坦壁部（１ａ）と第２部材（５）との間に隙間（Ｋ）が生じた場合であっても、第１部材（１）の周方向の荷重に対して十分なねじり強度を確保できる。
【００７４】
さらに、第１部材（１）の各角部（１ｂ）の断面形状が円弧状に形成されているので、第２部材（５）に第１部材（１）の周方向の荷重が加わった場合において、第１部材（１）の各角部（１ｂ）に応力が集中するのを確実に防止できる。そのため、強度的信頼性が向上する。
【００７５】
さらに、ダイ（１１）の外周面に、第１部材（１）の挿通孔（６）内への挿通部分（２ａ）の軸方向両側近傍部分（２ｂ）（２ｂ）を外側に局部的に膨出させる２個の凸部（１２）（１２）が設けられているので、このダイ（１１）を用いてエキスパンド加工を行うことにより、第１部材（１）の挿通孔（６）内への挿通部分（２ａ）の軸方向両側近傍分（２ｂ）（２ｂ）が外側に局部的に且つ確実に膨出される。そのため、抜け強度が確実に向上する。したがって、もし仮に第２部材（５）に第１部材（１）の軸方向の荷重が加わった場合であっても、第２部材（５）は第１部材（１）の軸方向にずれ動き難くなる。
【００７６】
図１０及び図１１は、本発明の第２実施形態に係る接合構造体（Ａ２）を説明する図である。これらの図には、上記第１実施形態の接合構造体（Ａ１）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２実施形態の接合構造体（Ａ２）の構造について、上記第１実施形態の接合構造体（Ａ１）とは異なる構成を中心に以下に説明する。
【００７７】
この接合構造体（Ａ２）では、図１１に示すように、第２部材（５）の挿通孔（６）の周縁部には、第１部材（１）の軸方向（即ち、第２部材（５）の厚さ方向）の片側に突出した略短角筒状（短角筒状）の座板部（８）が全周に亘って一体形成されている。この座板部（８）は、第２部材（５）の挿通孔（６）の周縁部が全周に亘って略短角筒状に屈曲されることにより形成されたものである。この座板部（８）は、第２部材（５）が第１部材（１）に接合された状態において第１部材（１）の外周面に重合されるものである。
【００７８】
第２部材（５）及び座板部（８）の肉厚は、互いに同じであり、例えば０．５〜１０ｍｍの範囲内である。また、座板部（８）の突出長さは例えば１〜５０ｍｍの範囲内である。ただし本発明では、第２部材（５）及び座板部（８）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い。
【００７９】
（３０）は、環状の規制部材である。この規制部材（３０）は、第１部材（１）の外周面に重合された第２部材（５）の座板部（８）が第１部材（１）の外周面から捲り上がらないように座板部（８）を規制するものである。本実施形態では、この規制部材（３０）は角環状である。
【００８０】
規制部材（３０）は、剛性を有するものであり、例えば金属からなり、詳述すると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、規制部材（３０）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、銅等の金属であっても良いし、セラミックやプラスチックであっても良い。
【００８１】
規制部材（３０）の中空部の断面における各辺の長さは、第２部材（５）の座板部（８）の断面における各辺の長さよりも例えば０．５〜５ｍｍ大きく設定されている。規制部材（３０）の幅（即ち、規制部材（３０）の第１部材（１）軸方向に沿う長さ）は、第２部材（５）の座板部（８）の突出長さに対して例えば０．５〜１倍の範囲内である。規制部材（３０）の肉厚は、エキスパンド加工時に規制部材（３０）に加わる荷重に耐えうる肉厚に設定されており、例えば１〜１０ｍｍの範囲内に設定されている。ただし本発明では、規制部材（３０）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い。
【００８２】
この接合構造体（Ａ２）では、第１部材（１）が第２部材（５）の挿通孔（６）内に挿通され且つ第２部材（５）の座板部（８）が第１部材（１）の外周面に重合された状態で、第１部材（１）の挿通孔（６）内への挿通部分（２ａ）及びその軸方向両側近傍部分（２ｂ）（２ｂ）がエキスパンド加工されることで、第２部材（５）が第１部材（１）に接合されている。さらに、規制部材（３０）がエキスパンド加工時に蓄積された弾性復元力により座板部（８）の外面に圧接固定されており、これにより規制部材（３０）が座板部（８）に外嵌状態に取り付けられている。
【００８３】
本第２実施形態における第１部材（１）と第２部材（５）の接合方法について、上記第１実施形態の接合方法とは異なる点を中心に以下に説明する。
【００８４】
第１部材（１）を第２部材（５）の挿通孔（６）内に挿通するとともに、第２部材（５）の座板部（８）を第１部材（１）の外周面に重合状態に配置する。この状態では、第２部材（５）の座板部（８）と第１部材（１）との間には僅かに隙間が生じている。さらに、規制部材（３０）の中空部内に第２部材（５）の座板部（８）を挿通して、座板部（８）の外面側に該座板部（８）を包囲するように規制部材（３０）を配置する。この状態では、座板部（８）は、エキスパンド加工時に第１部材（１）の外周面から不本意に捲り上がらないように規制部材（３０）によって規制されている。また、座板部（８）と規制部材（３０）との間には僅かに隙間が生じている。
【００８５】
次いで、この状態で、上記第１実施形態の接合方法と同様に、上記第１実施形態の接合装置（１０）を用いて第１部材（１）の挿通孔（６）内への挿通部分（２ａ）及びその軸方向両側近傍部分（２ｂ）（２ｂ）を同時にエキスパンド加工する。これにより、第２部材（５）が第１部材（１）に接合されるとともに、更に、規制部材（３０）が第２部材（５）の座板部（８）に外嵌状態に取り付けられる。このエキスパンド加工時には、規制部材（３０）によって第２部材（５）の座板部（８）が第１部材（１）の外周面から不本意に捲り上がらないように規制されている。
【００８６】
本第２実施形態の接合方法は次の利点がある。
【００８７】
第２部材（５）の座板部（８）を第１部材（１）の外周面に重合状態に配置することにより、第２部材（５）の第１部材（１）との接触面積が増加するから、接合強度が更に向上する。さらに、第２部材（５）の第１部材（１）との接触面積の増加は、第２部材（５）の肉厚を増大させることで行われるものではなく、第２部材（５）の挿通孔（６）の周縁部に座板部（８）を設けることにより行われるので、接合構造体（Ａ２）の軽量化を図ることができる。
【００８８】
さらに、規制部材（３０）によって第２部材（５）の座板部（８）が第１部材（１）の外周面から捲り上がらないように座板部（８）を規制した状態で、エキスパンド加工を行うことにより、座板部（８）を第１部材（１）の外周面に確実に面接触状態に当接させることができ、もって接合強度が確実に向上する。
【００８９】
図１２及び図１３は、本発明の第３実施形態に係る接合構造体（Ａ３）を説明する図である。これらの図には、上記第１及び第２実施形態の接合構造体（Ａ１）（Ａ２）の要素と同一の要素に同一の符号が付されている。
【００９０】
本第３実施形態の接合構造体（Ａ３）は、上記第２実施形態の接合構造体（Ａ２）における規制部材（３０）をエキスパンド加工後に取り除いたものである。
【００９１】
この接合構造体（Ａ３）では、規制部材（３０）が取り除かれているので、接合構造体（Ａ３）の更なる軽量化が図られている。
【００９２】
なお本発明では、規制部材（３０）は環状であって且つ周方向に複数個に分割されたものであっても良いし、あるいは環状でなくても良い。
【００９３】
図１４は、本発明の第４実施形態に係る部材同士の接合方法を説明する図である。この図には、上記第１実施形態の接合構造体（Ａ１）の要素と同一の要素に同一の符号が付されている。本第４実施形態の接合方法について上記第１実施形態と異なる点を中心に以下に説明する。
【００９４】
この第４実施形態では、第１部材（１）は、断面四角形状の角管状体からなるものであって、その内部に、軸方向に延びた断面十字状（又は＋（プラス））状の仕切り壁部（４）と、該仕切り壁部（４）で区画された４個の断面四角形状の中空部（３）（３）（３）（３）とを有している。この第１部材（１）の構成を以下に詳述する。
【００９５】
この第１部材（１）では、その二対の対向する平坦壁部のうち、一対の対向する平坦壁部（１ａ）（１ａ）の幅方向中間部同士と、他の一対の平坦壁部（１ａ）（１ａ）の幅方向中間部同士とが、断面十字状の仕切り壁部（４）により互いに連結されている。したがって、第１部材（１）の全体の断面形状は略田字状（田字状）に形成されている。また、この仕切り壁部（４）は第１部材（１）に一体形成されている。
【００９６】
この接合方法に用いる接合装置（１０）のマンドレル（１８）は、楔部（１９）を中心に周方向に４個に分割されている。したがって、このマンドレル（１８）は、４個のマンドレルセグメント（１８ａ）（１８ａ）（１８ａ）（１８ａ）が互いに組み合わされて構成されたものであり、また、マンドレル（１８）の楔部（１９）は、４個の楔部セグメント（１９ａ）（１９ａ）（１９ａ）（１９ａ）が互いに組み合わされて構成されたものである。ダイ（１１）は、上記第１実施形態の接合装置（１０）のダイと同様に４個に分割されている。
【００９７】
次に、本第４実施形態の接合方法について以下に説明する。
【００９８】
まず、第１部材（１）を第２部材（５）の挿通孔（６）内に遊挿状態に挿入する。また、第１部材（１）の各中空部（３）内における第２部材（５）に対応する位置に、ダイ（１１）のダイセグメント（１１ａ）を１個ずつ挿入配置する。さらに、第１部材（１）の各中空部（３）内に、マンドレル（１８）のマンドレルセグメント（１８ａ）の楔部セグメント（１９ａ）を１個ずつ配置する。
【００９９】
次いで、同図に示すように、第１部材（１）の仕切り壁部（４）を介して互いに隣り合う２個の中空部（３）（３）内に配置された楔部セグメント（１９ａ）（１９ａ）同士で仕切り壁部（４）を挟んだ状態で、これらの楔部セグメント（１９ａ）（１９ａ）（１９ａ）（１９ａ）を第１部材（１）の軸方向に同時に移動させることにより、各楔部セグメント（１９ａ）を対応するダイセグメント（１１ａ）の楔孔部セグメント（１４ａ）内に同時に差し込む。これにより、ダイ（１１）の各ダイセグメント（１１ａ）を第１部材（１）の各角部（１ｂ）に向かって第１部材（１）の半径方向外向きに移動させ、第１部材（１）の挿通孔（６）内への挿通部分（２ａ）及びその軸方向両側近傍部分（２ｂ）（２ｂ）を同時にエキスパンド加工する。その他の手順は、上記第１実施形態の接合方法と同じである。
【０１００】
こうして、第１部材（１）と第２部材（５）が接合されて得られた接合構造体（Ａ４）によれば、第１部材（１）は軸方向に延びた断面十字状の仕切り壁部（４）を有する管状体からなるので、接合構造体（Ａ４）（第１部材（１））の曲げ強度を更に向上できる。
【０１０１】
さらに、ダイ（１１）の各ダイセグメント（１１ａ）を第１部材（１）の各角部（１ｂ）に向かって第１部材（１）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ので、第１部材（１）の各平坦壁部（１ａ）よりも各角部（１ｂ）の方が重点的にエキスパンド加工されて外側に大きく膨出される。そのため、ねじり強度が更に高くなる。
【０１０２】
図１５は、本発明の第５実施形態に係る部材同士の接合方法を説明する図である。この図には、上記第１実施形態の接合構造体（Ａ１）の要素と同一の要素に同一の符号が付されている。本第５実施形態の接合方法について上記第１実施形態と異なる点を中心に以下に説明する。
【０１０３】
この第５実施形態では、第１部材（１）は、断面四角形状の角管状体からなるものであって、その内部に、軸方向に延びた断面Ｘ字状の仕切り壁部（４）と、該仕切り壁部（４）で区画された４個の断面三角形状の中空部（３）（３）（３）（３）とを有している。この第１部材（１）の構成を以下に詳述する。
【０１０４】
この第１部材（１）では、その二対の対向する角部のうち、一対の対向する角部（１ｂ）（１ｂ）同士と、他の一対の対向する角部（１ｂ）（１ｂ）同士とが、断面Ｘ字状の仕切り壁部（４）により互いに連結されている。また、この仕切り壁部（４）は第１部材（１）に一体形成されている。
【０１０５】
この接合方法に用いる接合装置（１０）のマンドレル（１８）は、楔部（１９）を中心に周方向に４個に分割されている。したがって、このマンドレル（１８）は、４個のマンドレルセグメント（１８ａ）（１８ａ）（１８ａ）（１８ａ）が互いに組み合わされて構成されたものであり、また、マンドレル（１８）の楔部（１９）は、４個の楔部セグメント（１９ａ）（１９ａ）（１９ａ）（１９ａ）が互いに組み合わされて構成されたものである。ダイ（１１）は、楔孔部（１４）を中心に第１部材（１）の各角部（１ｂ）に対応する位置で４個に分割されている。
【０１０６】
次に、本第５実施形態の接合方法について以下に説明する。
【０１０７】
まず、第１部材（１）を第２部材（５）の挿通孔（６）内に遊挿状態に挿入する。また、第１部材（１）の各中空部（３）内における第２部材（５）に対応する位置に、ダイ（１１）のダイセグメント（１１ａ）を１個ずつ挿入配置する。さらに、第１部材（１）の各中空部（３）内に、マンドレル（１８）のマンドレルセグメント（１８ａ）の楔部セグメント（１９ａ）を１個ずつ配置する。
【０１０８】
次いで、同図に示すように、第１部材（１）の仕切り壁部（４）を介して互いに隣り合う２個の中空部（３）（３）内に配置された楔部セグメント（１９ａ）（１９ａ）同士で仕切り壁部（４）を挟んだ状態で、これらの楔部セグメント（１９ａ）（１９ａ）（１９ａ）（１９ａ）を第１部材（１）の軸方向に同時に移動させることにより、各楔部セグメント（１９ａ）を対応するダイセグメント（１１ａ）の楔孔部セグメント（１４ａ）内に同時に差し込む。これにより、ダイ（１１）の各ダイセグメント（１１ａ）を第１部材（１）の各平坦壁部（１ａ）に向かって第１部材（１）の半径方向外向きに移動させ、第１部材（１）の挿通孔（６）内への挿通部分（２ａ）及びその軸方向両側近傍部分（２ｂ）（２ｂ）を同時にエキスパンド加工する。その他の手順は、上記第１実施形態の接合方法と同じである。
【０１０９】
こうして、第１部材（１）と第２部材（５）が接合されて得られた接合構造体（Ａ５）によれば、第１部材（１）は、軸方向に延びた断面Ｘ字状の仕切り壁部（４）を有する管状体からなるので、接合構造体（Ａ５）（第１部材（１））の曲げ強度を更に向上できる。
【０１１０】
図１６は、本発明の第６実施形態に係る部材同士の接合方法を説明する図である。この図には、上記第１実施形態の接合構造体（Ａ１）の要素と同一の要素に同一の符号が付されている。本第６実施形態の接合方法について上記第１実施形態と異なる点を中心に以下に説明する。
【０１１１】
この第６実施形態では、第１部材（１）は、断面円形状の丸管状体からなるものであって、その内部に、軸方向に延びた断面Ｉ字状の仕切り壁部（４）と、該仕切り壁部（４）で区画された２個の断面半円形状の中空部（３）（３）とを有している。この第１部材（１）の構成を以下に詳述する。
【０１１２】
この第１部材（１）では、その周壁部の一対の対向する部位同士が、断面Ｉ字状の仕切り壁部（４）により互いに連結されている。また、この仕切り壁部（４）は第１部材（１）に一体形成されている。
【０１１３】
この接合方法に用いる接合装置（１０）のマンドレル（１８）は、楔部（１９）を中心に周方向に２個に分割されている。したがって、このマンドレル（１８）は、２個のマンドレルセグメント（１８ａ）（１８ａ）が互いに組み合わされて構成されたものであり、また、マンドレル（１８）の楔部（１９）は、２個の楔部セグメント（１９ａ）（１９ａ）が互いに組み合わされて構成されたものである。ダイ（１１）は、楔孔部（１４）を中心に周方向に２個に分割されている。
【０１１４】
次に、本第６実施形態の接合方法について以下に説明する。
【０１１５】
まず、第１部材（１）を第２部材（５）の挿通孔（６）内に遊挿状態に挿入する。また、第１部材（１）の各中空部（３）内における第２部材（５）に対応する位置に、ダイ（１１）のダイセグメント（１１ａ）を１個ずつ挿入配置する。さらに、第１部材（１）の各中空部（３）内に、マンドレル（１８）のマンドレルセグメント（１８ａ）の楔部セグメント（１９ａ）を１個ずつ配置する。
【０１１６】
次いで、同図に示すように、第１部材（１）の仕切り壁部（４）を介して互いに隣り合う２個の中空部（３）（３）内に配置された楔部セグメント（１９ａ）（１９ａ）同士で仕切り壁部（４）を挟んだ状態で、これらの楔部セグメント（１９ａ）（１９ａ）を第１部材（１）の軸方向に同時に移動させることにより、各楔部セグメント（１９ａ）を対応するダイセグメント（１１ａ）の楔孔部セグメント（１４ａ）内に同時に差し込む。これにより、ダイ（１１）の各ダイセグメント（１１ａ）を第１部材（１）の半径方向外向きに移動させ、第１部材（１）の挿通孔（６）内への挿通部分（２ａ）及びその軸方向両側近傍部分（２ｂ）（２ｂ）を同時にエキスパンド加工する。その他の手順は、上記第１実施形態の接合方法と同じである。
【０１１７】
以上の手順により、本第６実施形態の接合構造体（Ａ６）が得られる。
【０１１８】
図１７は、本発明の第７実施形態に係る部材同士の接合方法を説明する図である。この図には、上記第１実施形態の接合構造体（Ａ１）の要素と同一の要素に同一の符号が付されている。本第７実施形態の接合方法について上記第１実施形態と異なる点を中心に以下に説明する。
【０１１９】
この第７実施形態では、第１部材（１）は、断面円形状の丸管状体からなるものであって、その内部に、軸方向に延びた断面十字状の仕切り壁部（４）と、該仕切り壁部（４）で区画された４個の断面１／４円形状の中空部（３）（３）（３）（３）とを有している。この第１部材（１）の構成を以下に詳述する。
【０１２０】
この第１部材（１）では、その周壁部の二対の対向する部位同士が、断面十字状の仕切り壁部（４）により互いに連結されている。また、この仕切り壁部（４）は第１部材（１）に一体形成されている。
【０１２１】
この接合方法に用いる接合装置（１０）のマンドレル（１８）は、楔部（１９）を中心に周方向に４個に分割されている。したがって、このマンドレル（１８）は、４個のマンドレルセグメント（１８ａ）（１８ａ）（１８ａ）（１８ａ）が互いに組み合わされて構成されたものであり、また、マンドレル（１８）の楔部（１９）は、４個の楔部セグメント（１９ａ）（１９ａ）（１９ａ）（１９ａ）が互いに組み合わされて構成されたものである。ダイ（１１）は、楔孔部（１４）を中心に周方向に４個に分割されている。
【０１２２】
次に、本第７実施形態の接合方法について以下に説明する。
【０１２３】
まず、第１部材（１）を第２部材（５）の挿通孔（６）内に遊挿状態に挿入する。また、第１部材（１）の各中空部（３）内における第２部材（５）に対応する位置に、ダイ（１１）のダイセグメント（１１ａ）を１個ずつ挿入配置する。さらに、第１部材（１）の各中空部（３）内に、マンドレル（１８）のマンドレルセグメント（１８ａ）の楔部セグメント（１９ａ）を１個ずつ配置する。
【０１２４】
次いで、同図に示すように、第１部材（１）の仕切り壁部（４）を介して互いに隣り合う２個の中空部（３）（３）内に配置された楔部セグメント（１９ａ）（１９ａ）同士で仕切り壁部（４）を挟んだ状態で、これらの楔部セグメント（１９ａ）（１９ａ）（１９ａ）（１９ａ）を第１部材（１）の軸方向に同時に移動させることにより、各楔部セグメント（１９ａ）を対応するダイセグメント（１１ａ）の楔孔部セグメント（１４ａ）内に同時に差し込む。これにより、ダイ（１１）の各ダイセグメント（１１ａ）を第１部材（１）の半径方向外向きに移動させ、第１部材（１）の挿通孔（６）内への挿通部分（２ａ）及びその軸方向両側近傍部分（２ｂ）（２ｂ）を同時にエキスパンド加工する。その他の手順は、上記第１実施形態の接合方法と同じである。
【０１２５】
以上の手順により、本第７実施形態の接合構造体（Ａ７）が得られる。
【０１２６】
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い。
【０１２７】
例えば、本発明では、第１部材（１）の断面形状は四角形状であることに限定されるものではなく、その他に、例えば、五角形、六角形、七角形、八角形であっても良いし、あるいは、図１６及び図１７に示したように円形状であっても良いし、楕円形状であっても良い。
【０１２８】
また、第２部材（５）の形状は円板状であることに限定されるものではなく、その他に、例えば、角板状であっても良いし、筒状であっても良い。
【０１２９】
また本発明では、第２部材（５）の挿通孔（６）の周面に、摩擦力を高めて接合強度を向上させるための溝（ローレット溝等）が形成されていても良いし、あるいは食い込み凸部や凹部が形成されていても良い。
【０１３０】
また本発明では、マンドレル（１８）の楔部（１９）をダイ（１４）の楔孔部（１４）内に差し込む際に、楔部（１９）の表面と楔孔部（１４）の周面との間に、摺動に伴う摩擦力が生じることから、この摩擦力を低減させるための処理を楔部（１９）の表面と楔孔部（１４）の周面との少なくとも一方の面に施しても良い。そのような処理として、楔部（１９）の表面と楔孔部（１４）の周面との少なくとも一方の面に、潤滑剤を付着させたり、窒化処理、硬質皮膜処理、ＤＬＣ処理等の表面処理を施したりすることが例示される。また本発明では、マンドレル（１８）の楔部セグメント（１９ａ）の、第１部材（１）仕切り壁部（４）との当接面（摺動面）に、摩擦力を低減させるための上記の処理を施しても良い。
【実施例】
【０１３１】
次に、本発明の具体的な実施例を以下に説明する。ただし本発明は、この実施例に限定されるものではない。
【０１３２】
＜実施例＞
図１〜図９に示した上記第１実施形態の接合方法に従って第１部材（１）と第２部材（５）を接合し、図１及び図２に示した接合構造体（Ａ１）を製造した。
【０１３３】
使用した第１部材（１）の材質は、ＪＩＳ（日本工業規格）による合金番号Ａ６Ｎ０１−Ｔ５のアルミニウム合金である。また、第１部材（１）の長さは２００ｍｍ、断面寸法（外径）は７８×７８ｍｍ、角部（１ｂ）の曲率半径は２０ｍｍ、平坦壁部（１ａ）及び角部（１ｂ）の肉厚は２ｍｍ、仕切り壁部（４）の肉厚は２ｍｍである。
【０１３４】
使用した第２部材（５）の材質は、第１部材（１）と同じである。また、第２部材（５）の直径は１３０ｍｍ、挿通孔（６）の断面寸法は８０×８０ｍｍ、角部（７）の曲率半径は２２ｍｍ、肉厚は１０ｍｍである。
【０１３５】
また、接合構造体（Ａ１）において、第１部材（１）の挿通孔（６）内への挿通部分（２ａ）の軸方向両側近傍部分（２ｂ）（２ｂ）の膨出高さは３ｍｍ、その幅は１５ｍｍである。
【０１３６】
また、接合構造体（Ａ１）の第１部材（１）の仕切り壁部（４）には、エキスパンド加工による屈曲は生じていなかった。したがって、接合構造体（Ａ１）は高い曲げ強度を有するものであることが分かった。
【０１３７】
＜比較例＞
第１部材として仕切り壁部のない角管状体からなるものを用いたこと以外は、上記実施例と同様に第１部材と第２部材を接合した。
【０１３８】
使用した第１部材の材質及び寸法は、第１部材が仕切り壁部を有していないことを除いて、実施例の第１部材（１）と同じである。
【０１３９】
使用した第２部材の材質及び寸法は、実施例の第２部材（５）と同じである。
【０１４０】
［ねじり強度の比較］
実施例の接合構造体（Ａ１）のねじり強度と、比較例の接合構造体のねじり強度とを比較した。なお、ねじり強度は次のように測定した。
【０１４１】
第１部材（１）を固定しておき、第２部材（５）に第１部材（１）の周方向の荷重を加えることにより第２部材（５）が第１部材（１）の周方向に０．５°回転したときのトルクを、ねじり強度として測定した。
【０１４２】
その結果、実施例の接合構造体（Ａ１）のねじり強度は、比較例の接合構造体のねじり強度と同等であった。
【０１４３】
［抜け強度の比較］
実施例の接合構造体（Ａ１）の抜け強度と、比較例の接合構造体の抜け強度とを比較した。なお、抜け強度は次のように測定した。
【０１４４】
第１部材（１）を固定しておき、第２部材（５）に第１部材（１）の軸方向の荷重を加えることにより第２部材（５）が第１部材（１）の軸方向に０．５ｍｍ変位したときの荷重を、抜け強度として測定した。
【０１４５】
その結果、実施例の接合構造体（Ａ１）の抜け強度は、比較例の接合構造体の抜け強度と同等であった。
【０１４６】
以上のねじり強度の比較結果及び抜け強度の比較結果により、第１部材（１）が仕切り壁部（４）を有するものであっても、仕切り壁部のないものと同様に、第１部材（１）と第２部材（５）を強固に接合できることを確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
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、その他の自動車の部品、あるいは自動車以外の製品として、例えば配管材、自転車の部品に用いられる部材同士の接合方法及びそれ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】
【０１４８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る接合構造体の側面図である。
【図２】同接合構造体の断面図である。
【図３】第１部材と第２部材の斜視図である。
【図４】第１部材の所定部位をエキスパンド加工する前の状態の半断面斜視図である。
【図５】第１部材の所定部位をエキスパンド加工する前の状態の断面図である。
【図６】図５中のＸ−Ｘ線断面図である。
【図７】第１部材の所定部位をエキスパンド加工した状態の半断面斜視図である。
【図８】第１部材の所定部位をエキスパンド加工した状態の断面図である。
【図９】図８中のＸ−Ｘ線断面図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る接合構造体の側面図である。
【図１１】同接合構造体の断面図である。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る接合構造体の側面図である。
【図１３】同接合構造体の断面図である。
【図１４】本発明の第４実施形態に係る接合構造体の第１部材の所定部位をエキスパンド加工する前の状態の断面図である。
【図１５】本発明の第５実施形態に係る接合構造体の第１部材の所定部位をエキスパンド加工する前の状態の断面図である。
【図１６】本発明の第６実施形態に係る接合構造体の第１部材の所定部位をエキスパンド加工する前の状態の断面図である。
【図１７】本発明の第７実施形態に係る接合構造体の第１部材の所定部位をエキスパンド加工する前の状態の断面図である。
【符号の説明】
【０１４９】
Ａ１〜Ａ７…接合構造体
１…第１部材
１ａ…平坦壁部
１ｂ…角部
２ａ…挿通部分
２ｂ…挿通部分の近傍部分
３…中空部
４…仕切り壁部
５…第２部材
６…挿通孔
８…座板部
１０…接合装置
１１…ダイ
１１ａ…ダイセグメント
１２…凸部
１４…楔孔部
１４ａ…楔孔部セグメント
１８…マンドレル
１８ａ…マンドレルセグメント
１９…楔部
１９ａ…楔部セグメント
３０…規制部材
【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】
0004843356.tif 000011
【図１１】
0004843356.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
0004843356.tif 000015
【図１５】
0004843356.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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