(57)【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にパイプを挿通した状態で、前記パイプの前記挿通孔への挿通部分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、前記パイプに前記被接合部材を接合する接合装置であって、
前記パイプの中空部に配置されるとともに楔孔部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ダイと、前記ダイの楔孔部に差し込まれることにより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マンドレルと、を具備しており、
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押圧凸部を有する駒部と、他方を押圧する第２押圧凸部を有するとともに前記マンドレルに当接するダイセグメント本体と、前記駒部と前記ダイセグメント本体とを分離可能に連結する連結手段と、を備え、
前記ダイセグメント本体に前記駒部側に向かって張出した張出部が一体に設けられ、
前記張出部の前記楔孔部側の面は、前記マンドレルに当接するものであり、
前記駒部は、前記張出部の前記楔孔部とは反対側の面上に配置されるものであることを特徴とする接合装置。
【請求項２】
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、前記パイプの前記挿通孔への挿通部分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、前記パイプに前記被接合部材を接合する接合装置であって、
前記パイプの中空部に配置されるとともに楔孔部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ダイと、前記ダイの楔孔部に差し込まれることにより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マンドレルと、を具備しており、
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押圧凸部を有する駒部と、他方を押圧する第２押圧凸部を有するとともに前記マンドレルに当接するダイセグメント本体と、前記駒部と前記ダイセグメント本体とを分離可能に連結する連結手段と、を備え、
前記駒部の前記楔孔部側の面は、前記マンドレルに当接するものであることを特徴とする接合装置。
【請求項３】
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、前記パイプの前記挿通孔への挿通部分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、前記パイプに前記被接合部材を接合する接合装置であって、
前記パイプの中空部に配置されるとともに楔孔部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ダイと、前記ダイの楔孔部に差し込まれることにより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マンドレルと、を具備しており、
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押圧凸部を有する駒部と、他方を押圧する第２押圧凸部を有するとともに前記マンドレルに当接するダイセグメント本体と、前記駒部と前記ダイセグメント本体とを分離可能に連結する連結手段と、を備え、
前記ダイセグメント本体と前記駒部との相互対向面に、それぞれ、互いに係合可能な係合段部と係合突部とが設けられていることを特徴とする接合装置。
【請求項４】
前記ダイセグメント本体に前記駒部側に向かって張出した張出部が一体に設けられ、
前記張出部の前記楔孔部側の面は、前記マンドレルに当接するものであり、
前記駒部は、前記張出部の前記楔孔部とは反対側の面上に配置されるものである請求項３記載の接合装置。
【請求項５】
前記駒部の前記楔孔部側の面は、前記マンドレルに当接するものである請求項３又は４記載の接合装置。
【請求項６】
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、前記パイプの前記挿通孔への挿通部分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、前記パイプに前記被接合部材を接合する接合装置であって、
前記パイプの中空部に配置されるとともに楔孔部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ダイと、前記ダイの楔孔部に差し込まれることにより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マンドレルと、を具備しており、
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押圧凸部を有する駒部と、他方を押圧する第２押圧凸部を有するとともに前記マンドレルに当接するダイセグメント本体と、前記駒部と前記ダイセグメント本体とを分離可能に連結する連結手段と、を備え、
前記ダイセグメントは、更に、前記駒部と前記ダイセグメント本体との間に配置される少なくとも１個のスぺーサを備えており、
前記連結手段は、前記駒部と前記ダイセグメント本体とを前記スぺーサを介して分離可能に連結するものであることを特徴とする接合装置。
【請求項７】
前記ダイセグメント本体に前記駒部側に向かって張出した張出部が一体に設けられ、
前記張出部の前記楔孔部側の面は、前記マンドレルに当接するものであり、
前記駒部と前記スぺーサは、前記張出部の前記楔孔部とは反対側の面上に配置されるものである請求項６記載の接合装置。
【請求項８】
前記スぺーサの前記楔孔部側の面は、前記マンドレルに当接するものである請求項６記載の接合装置。
【請求項９】
前記ダイセグメント本体と前記スぺーサとの相互対向面に、それぞれ、互いに係合可能な係合段部と係合突部とが設けられている請求項８記載の接合装置。
【請求項１０】
前記スぺーサと前記駒部との相互対向面に、それぞれ、互いに係合可能な係合段部と係合突部とが設けられている請求項８又は９記載の接合装置。
【請求項１１】
前記係合段部と前記係合突部とが互いに係合した状態において、前記係合段部の先端の位置が前記ダイの軸方向において前記駒部の第１押圧凸部の頂部と同じ位置か又は前記頂部に対して前記スぺーサ側とは反対側に位置するように、前記係合段部及び前記係合突部が形成されている請求項１０記載の接合装置。
【請求項１２】
前記スぺーサに前記駒部側に向かって張出した張出部が一体に設けられ、
前記張出部の前記楔孔部側の面は、前記マンドレルに当接するものであり、
前記駒部は、前記張出部の前記楔孔部とは反対側の面上に配置されるものである請求項８又は９記載の接合装置。
【請求項１３】
前記被接合部材は、その前記挿通孔に前記パイプが挿通された状態で前記パイプの軸方向に互いに離間して配置される第１被接合片と第２被接合片とを備えており、
前記スぺーサは、前記パイプの、前記第１被接合片と前記被接合片との間の隙間に対応する部分を押圧する第３押圧凸部を有している請求項６〜１２のいずれかに記載の接合装置。
【請求項１４】
楔孔部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ダイと、マンドレルとを具備した接合装置を用い、
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、前記パイプの中空部に配置された前記ダイの楔孔部に前記マンドレルを差し込むことにより、前記パイプの前記挿通孔への挿通部分の軸方向両側近傍部分をエキスパンド加工し、もって前記パイプに前記被接合部材を接合する接合方法であって、
前記接合装置として、請求項１〜１３のいずれかに記載の接合装置を用いることを特徴とする接合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パイプにフランジ等の被接合部材を接合する接合装置及び接合方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、パイプにフランジ等の被接合部材を接合する方法として、例えば次の方法がある。
【０００３】
パイプを被接合部材に設けられた挿通孔に挿通するとともに、パイプの中空部にエキスパンド加工用ダイを配置する。このダイは、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のダイセグメントに分割されている。次いで、エキスパンド加工用マンドレルをダイの楔孔部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、パイプの挿通孔への挿通部分及びその軸方向両側近傍部分のうち少なくとも前記両近傍部分をエキスパンド加工（即ち拡管加工）し、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（例えば特許文献１−３参照）。
【０００４】
この接合方法では、パイプの挿通孔への挿通部分の軸方向両側近傍部分は、パイプ内側から局部的に押圧されることで、当該両部分に外側膨出状の拡管部が形成される。この２個の拡管部の間に被接合部材が挟まれた状態で被接合部材がパイプに接合され、これにより、被接合部材のパイプ軸方向に対する接合強度が高められている。
【０００５】
ダイの各ダイセグメントの外周面には、２個の拡管部を形成するための２個の押圧凸部がダイの軸方向（即ちパイプの軸方向）に互いに離間して一体形成されている。
【特許文献１】特開平１１−３８６５９号公報
【特許文献２】特開平１１−４７８５５号公報
【特許文献３】特開平４−８８１８号公報（第２頁、第８図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
而して、上記従来の接合方法に用いられるダイにおいて、ダイセグメントの２個の押圧凸部の間隔は、被接合部材の厚さに対応して設定されている。したがって、厚さの異なる複数個の被接合部材を接合する場合には、各被接合部材の厚さに対応して離間した２個の押圧凸部を有するダイを被接合部材ごとに準備しなければならなかった。そのため、ダイの購入コストが高く付く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、パイプと被接合部材との接合装置において、厚さの異なる複数個の被接合部材を接合可能な汎用性の高い接合装置及びこれを用いた接合方法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］  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、前記パイプの前記挿通孔への挿通部分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、前記パイプに前記被接合部材を接合する接合装置であって、
前記パイプの中空部に配置されるとともに楔孔部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ダイと、前記ダイの楔孔部に差し込まれることにより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マンドレルと、を具備しており、
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押圧凸部を有する駒部と、他方を押圧する第２押圧凸部を有するとともに前記マンドレルに当接するダイセグメント本体と、前記駒部と前記ダイセグメント本体とを分離可能に連結する連結手段と、を備えていることを特徴とする接合装置。
【００１０】
［２］  前記ダイセグメント本体に前記駒部側に向かって張出した張出部が一体に設けられ、
前記張出部の前記楔孔部側の面は、前記マンドレルに当接するものであり、
前記駒部は、前記張出部の前記楔孔部とは反対側の面上に配置されるものである前項１記載の接合装置。
【００１１】
［３］  前記駒部の前記楔孔部側の面は、前記マンドレルに当接するものである前項１記載の接合装置。
【００１２】
［４］  前記ダイセグメント本体と前記駒部との相互対向面に、それぞれ、互いに係合可能な係合段部と係合突部とが設けられている前項１〜３のいずれかに記載の接合装置。
【００１３】
［５］  前記ダイセグメントは、更に、前記駒部と前記ダイセグメント本体との間に配置される少なくとも１個のスぺーサを備えており、
前記連結手段は、前記駒部と前記ダイセグメント本体とを前記スぺーサを介して分離可能に連結するものである前項１記載の接合装置。
【００１４】
［６］  前記ダイセグメント本体に前記駒部側に向かって張出した張出部が一体に設けられ、
前記張出部の前記楔孔部側の面は、前記マンドレルに当接するものであり、
前記駒部と前記スぺーサは、前記張出部の前記楔孔部とは反対側の面上に配置されるものである前項５記載の接合装置。
【００１５】
［７］  前記スぺーサの前記楔孔部側の面は、前記マンドレルに当接するものである前項５記載の接合装置。
【００１６】
［８］  前記ダイセグメント本体と前記スぺーサとの相互対向面に、それぞれ、互いに係合可能な係合段部と係合突部とが設けられている前項７記載の接合装置。
【００１７】
［９］  前記スぺーサと前記駒部との相互対向面に、それぞれ、互いに係合可能な係合段部と係合突部とが設けられている前項７又は８記載の接合装置。
【００１８】
［１０］  前記係合段部と前記係合突部とが互いに係合した状態において、前記係合段部の先端の位置が前記ダイの軸方向において前記駒部の第１押圧凸部の頂部と同じ位置か又は前記頂部に対して前記スぺーサ側とは反対側に位置するように、前記係合段部及び前記係合突部が形成されている前項９記載の接合装置。
【００１９】
［１１］  前記スぺーサに前記駒部側に向かって張出した張出部が一体に設けられ、
前記張出部の前記楔孔部側の面は、前記マンドレルに当接するものであり、
前記駒部は、前記張出部の前記楔孔部とは反対側の面上に配置されるものである前項７又は８記載の接合装置。
【００２０】
［１２］  前記被接合部材は、その前記挿通孔に前記パイプが挿通された状態で前記パイプの軸方向に互いに離間して配置される第１被接合片と第２被接合片とを備えており、
前記スぺーサは、前記パイプの、前記第１被接合片と前記被接合片との間の隙間に対応する部分を押圧する第３押圧凸部を有している前項５〜１１のいずれかに記載の接合装置。
【００２１】
［１３］  楔孔部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ダイと、マンドレルとを具備した接合装置を用い、
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、前記パイプの中空部に配置された前記ダイの楔孔部に前記マンドレルを差し込むことにより、前記パイプの前記挿通孔への挿通部分の軸方向両側近傍部分をエキスパンド加工し、もって前記パイプに前記被接合部材を接合する接合方法であって、
前記接合装置として、前項１〜１２のいずれかに記載の接合装置を用いることを特徴とする接合方法。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は以下の効果を奏する。
【００２３】
［１］の発明では、接合装置のダイのダイセグメントは、第１押圧凸部を有する駒部と、第２押圧凸部を有するダイセグメント本体と、連結手段とを備えている。これにより、駒部の第１押圧凸部とダイセグメント本体の第２押圧凸部との間の間隔を被接合部材の厚さに対応して設定することができる。したがって、この発明によれば、汎用性の高い接合装置を提供できる。
【００２４】
［２］の発明では、ダイセグメント本体に駒部側に向かって張出した張出部が一体に設けられるとともに、ダイセグメント本体の張出部の楔孔部側の面はマンドレルに当接するものである。そのため、ダイセグメント本体の張出部の楔孔部側の面は、エキスパンド加工時にマンドレルからパイプの半径方向外向きの駆動力を受ける。そして、この張出部の楔孔部とは反対側の面上に駒部が配置されるものであるから、駒部の第１押圧凸部にパイプの半径方向外向きの駆動力を確実に付与することができる。これにより、パイプの所定部分を確実にエキスパンド加工することができる。
【００２５】
［３］の発明では、駒部の楔孔部側の面はマンドレルに当接するものであるため、エキスパンド加工時にマンドレルからパイプの半径方向外向きの駆動力を受ける。これにより、駒部の第１押圧凸部にパイプの半径方向外向きの駆動力を確実に付与することができ、もってパイプの所定部分を確実にエキスパンド加工することができる。
【００２６】
［４］の発明では、ダイセグメント本体と駒部との相互対向面に、それぞれ、互いに係合可能な係合段部と係合突部とが設けられているので、駒部のダイセグメント本体に対する位置決めを容易に行うことができる。
【００２７】
［５］の発明では、ダイセグメントは、更に、駒部とダイセグメント本体との間に配置される少なくとも１個のスぺーサを備えているので、被接合部材の厚さに応じて駒部とダイセグメント本体との間に少なくとも１個のスぺーサを配置することにより、第１押圧凸部と第２押圧凸部との間の間隔を容易に変更することができる。したがって、この発明によれば、接合装置の汎用性を更に高めることができる。
【００２８】
［６］の発明では、ダイセグメント本体に駒部側に向かって張出した張出部が一体に設けられるとともに、ダイセグメント本体の張出部の楔孔部側の面はマンドレルに当接するものである。そのため、ダイセグメント本体の張出部の楔孔部側の面は、エキスパンド加工時にマンドレルからパイプの半径方向外向きの駆動力を受ける。そして、この張出部の楔孔部とは反対側の面上に駒部とスぺーサが配置されるものであるから、駒部の第１押圧凸部にパイプの半径方向外向きの駆動力を確実に付与することができる。これにより、パイプの所定部位を確実にエキスパンド加工することができる。
【００２９】
［７］の発明では、スぺーサの楔孔部側の面はマンドレルに当接するものであるため、エキスパンド加工時にパイプの半径方向外向きの駆動力を受ける。これにより、スぺーサにパイプの半径方向外向きの駆動力を確実に付与することができる。
【００３０】
［８］の発明では、ダイセグメント本体とスぺーサとの相互対向面に、それぞれ、互いに係合可能な係合段部と係合突部とが設けられているので、スぺーサのダイセグメント本体に対する位置決めを容易に行うことができる。
【００３１】
［９］の発明では、スぺーサと駒部との相互対向面に、それぞれ、互いに係合可能な係合段部と係合突部とが設けられているので、駒部のスぺーサに対する位置決めを容易に行うことができる。
【００３２】
［１０］の発明では、係合段部と係合突部とが互いに係合した状態において、係合段部の先端の位置がダイの軸方向において駒部の第１押圧凸部の頂部と同じ位置か又は頂部に対してスぺーサ側とは反対側に位置するように、係合段部及び係合突部が形成されている。これにより、駒部の第１押圧凸部にスぺーサからパイプの半径方向外向きの駆動力を確実に付与することができるし、更に、エキスパンド加工時にパイプから駒部の第１押圧凸部に加わる荷重を係合段部で確実に受けることができる。
【００３３】
［１１］の発明では、スぺーサに駒部側に向かって張出した張出部が一体に設けられるとともに、スぺーサの張出部の楔孔部側の面はマンドレルに当接するものである。そのため、スぺーサの張出部の楔孔部側の面は、エキスパンド加工時にマンドレルからパイプの半径方向外向きの駆動力を受ける。そして、この張出部の楔孔部とは反対側の面上に駒部が配置されるものであるから、駒部の第１押圧凸部にパイプの半径方向外向きの駆動力を確実に付与することができる。これにより、パイプの所定部分を確実にエキスパンド加工することができる。
【００３４】
［１２］の発明では、スぺーサの外周面に、パイプの、第１接合片と第２接合片との間の隙間に対応する部分を押圧する第３押圧凸部が設けられている。したがって、パイプに第１接合片と第２接合片とを一括接合する場合において、パイプの、第１接合片と第２接合片との間の隙間に対応する部分をエキスパンド加工することができる。
【００３５】
［１３］の発明では、ダイセグメントの第１押圧凸部と第２押圧凸部との間の間隔を被接合部材の厚さに対応して設定することができる。そのため、パイプに被接合部材を確実に接合することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
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。
【００３７】
＜第１実施形態＞
図１〜図６は、本発明の第１実施形態に係る接合装置及び接合方法を説明するための図である。これらの図において、（３０）は第１実施形態の接合装置である。
【００３８】
図１及び図２において、（５０）は、第１実施形態の接合装置（３０）によりパイプ（４０）に被接合部材（４５）が接合されて製作された接合構造体である。
【００３９】
パイプ（４０）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に用いられるものであり、あるいは配管材等に用いられるものである。ただし本発明では、パイプ（４０）はこれらの用途に用いられるものであることに限定されるものではない。
【００４０】
このパイプ（４０）は真直なものであり、その断面形状は円形状である。また、パイプ（４０）はその軸方向（即ちその長さ方向）に延びた断面円形状の中空部（４３）を有している。また、パイプ（４０）の内径及び肉厚は、パイプ（４０）の軸方向において一定に設定されている。
【００４１】
パイプ（４０）は、弾性変形及び塑性変形可能な材料からなり、例えば金属製であり、詳述するとアルミニウム（その合金を含む。以下同じ）製である。ただし本発明では、パイプ（４０）の材質はアルミニウム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、プラスチックであっても良い。また、パイプ（４０）は、押出材又は引抜き材からなるものであっても良いし、その他の方法で製作されたものであっても良い。
【００４２】
被接合部材（４５）は、例えば、他の部材（図示せず）に取り付けられるフランジとして用いられるものである。また、被接合部材（４５）は、板状であり、詳述すると円環板状のものである。被接合部材（４５）の周縁部には、ボルト挿通孔等の締結具挿通孔（図示せず）や接合片が設けられる。ただし本発明では、被接合部材（４５）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、ブラケットや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。
【００４３】
この被接合部材（４５）は、弾性変形可能な材料からなり、例えば金属製であり、詳述するとアルミニウム製である。ただし本発明では、被接合部材（４５）の材質はアルミニウム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、プラスチックであっても良い。また、被接合部材（４５）は、押出材、引抜き材又は圧延材からなるものであっても良いし、ダイカスト材からなるものであっても良いし、その他の方法で製作されたものであっても良い。
【００４４】
被接合部材（４５）の中央部には、パイプ（４０）が挿通される挿通孔（４６）が設けられている。この挿通孔（４６）の断面形状は、パイプ（４０）の断面形状に対応した形状であり、即ち円形状である。
【００４５】
パイプ（４０）の長さは例えば５０〜２０００ｍｍである。パイプ（４０）の内径は例えば２０〜１００ｍｍである。パイプ（４０）の肉厚は例えば０．５〜５ｍｍである。
【００４６】
被接合部材（４５）の厚さは例えば５〜５０ｍｍである。被接合部材（４５）の直径は例えば３０〜３００ｍｍである。被接合部材（４５）の挿通孔（４６）の直径は、エキスパンド加工前の状態のパイプ（４０）の外径よりも例えば０．１〜１ｍｍ大きく設定されている。
【００４７】
ただし本発明では、パイプ（４０）及び被接合部材（４５）の各部位の寸法は、上記の範囲であることに限定されるものではなく、接合構造体（５０）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。
【００４８】
図１及び図２に示すように、この接合構造体（５０）において、パイプ（４０）は被接合部材（４５）の挿通孔（４６）に挿通された状態で、パイプ（４０）の挿通孔（４６）への挿通部分（４１ａ）及びその軸方向両側近傍部分（４１ｂ）（４１ｂ）からなるエキスパンド加工対象部（４１）のうち少なくとも前記両近傍部分（４１ｂ）（４１ｂ）がエキスパンド加工されることにより、パイプ（４０）に被接合部材（４５）が接合されている。本第１実施形態では、パイプ（４０）のエキスパンド加工対象部（４１）の全部がエキスパンド加工されている。
【００４９】
ただし本発明では、パイプ（４０）のエキスパンド加工対象部（４１）の全部がエキスパンド加工されることに限定されるものではなく、その他に、パイプ（４０）の挿通孔（４６）への挿通部分（４１ａ）の軸方向両側近傍部分（４１ｂ）（４１ｂ）だけがエキスパンド加工されていても良い。
【００５０】
こう接合構造体（５０）では、パイプ（４０）の挿通孔（４６）への挿通部分（４１ａ）の軸方向両側近傍部分（４１ｂ）（４１ｂ）に、パイプ（４０）の外側に局部的に膨出した２個の断面円弧状の拡管部（膨出部）（４２）（４２）が形成されている。そして、両拡管部（４２）（４２）間に被接合部材（４５）が挟まれた状態に被接合部材（４５）がパイプ（４０）に接合されている。
【００５１】
拡管部（４２）の拡管量（即ちエキスパンド加工量）は例えば０．５〜１０ｍｍである。また、拡管部（４２）の幅は例えば３〜３０ｍｍである。ただし本発明では、拡管部（４２）の拡管量及び幅はそれぞれ上記の範囲であることに限定されるものではない。
【００５２】
次に、本第１実施形態の接合装置（３０）について図３〜図６を参照して以下に説明する。
【００５３】
この接合装置（３０）は、エキスパンド加工用ダイ（１）、エキスパンド加工用マンドレル（２０）等を具備している。
【００５４】
ダイ（１）は円柱状のものである。さらに、ダイ（１）の軸方向一端部には該ダイ（１）を支持する円板状又は円柱状の支持部（１２）が一体形成されている。
【００５５】
ダイ（１）の中心部には楔孔部（１１）がダイ（１）及び支持部（１２）の軸方向に貫通して設けられている。楔孔部（１１）は、円錐状又は多角錐状であり、本第１実施形態では多角錐状であり、詳述すると正八角錐状である。したがって、楔孔部（１１）の断面形状は正八角形状である。
【００５６】
さらに、ダイ（１）は、楔孔部（１１）を中心に周方向に複数個のダイセグメント（２）に均等に分割されており、これに伴い支持部（１２）も楔孔部（１１）を中心に周方向に複数個の支持部セグメント（１３）に均等に分割されている。本第１実施形態では、ダイ（１）及び支持部（１２）の分割数は８個である。また、ダイ（１）のダイセグメント（２）と支持部（１２）の支持部セグメント（１３）とは互いに一体形成されている。
【００５７】
マンドレル（２０）は、ダイ（１）の楔孔部（１１）に対応する楔部（２１）を有している。この楔部（２１）はマンドレル（２０）の一端部に先細り状に一体形成されている。楔部（２１）は円錐状又は多角錐状であり、本第１実施形態では正八角錐状である。楔部（２１）は例えば工具鋼や超硬合金製である。楔部（２１）のテーパ角は、ダイ（１）の楔孔部（１１）のテーパ角と等しく設定されており、例えば１〜３０°に設定されている。ただし本発明では、楔部（２１）や楔孔部（１１）のテーパ角は上記の範囲であることに限定されるものではない。
【００５８】
マンドレル（２０）の他端部には、マンドレル（２０）の楔部（２１）をダイ（１）の楔孔部（１１）に差し込む方向にマンドレル（２０）を押圧する押圧駆動手段（２５）が接続されている。この押圧駆動手段（２５）として例えば油圧シリンダが用いられる。
【００５９】
マンドレル（２０）は、図４〜図６に示すように、パイプ（４０）の中空部（４３）に配置されたダイ（１）の楔孔部（１１）にマンドレル（２０）の楔部（２１）が差し込まれることにより、ダイ（１）の各ダイセグメント（２）をパイプ（４０）の半径方向外向きに移動させるものである。
【００６０】
ダイ（１）の各ダイセグメント（２）は、マンドレル（２０）の楔部（２１）によってパイプ（４０）の半径方向外向きに移動されることにより、パイプ（４０）のエキスパンド加工対象部（４１）をエキスパンド加工するものである。これらのダイセグメント（２）は互いに同一構成である。
【００６１】
各ダイセグメント（２）の外周面（即ち各ダイセグメント（２）のパイプ（４０）側に向いた外面）には、第１押圧凸部（４）と第２押圧凸部（７）とがダイ（１）の軸方向（即ちパイプ（４０）の軸方向）に互いに離間して設けられている。
【００６２】
第１押圧凸部（４）は、パイプ（４０）の挿通孔（４６）への挿通部分（４１ａ）の軸方向両側近傍部分（４１ｂ）（４１ｂ）のうち一方（４１ｂ）をパイプ（４０）の外側へ局部的に押圧するものであり、第２押圧凸部（７）は他方（４１ｂ）をパイプ（４０）の外側へ局部的に押圧するものである。第１押圧凸部（４）と第２押圧凸部（７）は、ともにダイ（１）の周方向に延びており且つ断面円弧状に突出している。そして、第１押圧凸部（４）及び第２押圧凸部（７）は、パイプ（４０）の挿通孔（４６）への挿通部分（４１ａ）の軸方向両側近傍部分（４１ｂ）（４１ｂ）を押圧することにより、当該両近傍部分（４１ｂ）（４１ｂ）を塑性変形させて両近傍部分（４１ｂ）（４１ｂ）に断面円弧状の前記拡管部（４２）（４２）を形成するものである（図６参照）。
【００６３】
第１押圧凸部（４）及び第２押圧凸部（７）の突出高さはともに例えば０．５〜１０ｍｍである。第１押圧凸部（４）及び第２押圧凸部（７）の幅はともに例えば２〜２０ｍｍである。ただし本発明では、突出高さ及び幅はそれぞれ上記の範囲であることに限定されるものではない。
【００６４】
さらに、ダイセグメント（２）は、第１押圧凸部（４）を有する駒部（３）と、第２押圧凸部（７）を有するダイセグメント本体（６）とに分割されており、更に、少なくとも１個のスぺーサ（９）と、連結手段としての連結ボルト（１５）とを備えている。本第１実施形態では、１個のスぺーサ（９）が用いられている。
【００６５】
ダイセグメント本体（６）の楔孔部（１１）側の面は、楔孔部（１１）の内周面の一部を構成するものであり、すなわちエキスパンド加工時に楔孔部（１１）に差し込まれたマンドレル（２０）（詳述するとマンドレル（２０）の楔部（２１）の外周面）に当接するものである。
【００６６】
スぺーサ（９）は、駒部（３）とダイセグメント本体（６）との間に配置されるものであって、駒部（３）の第１押圧凸部（４）とダイセグメント本体（６）の第２押圧凸部（７）との間の間隔を所定間隔に保持するものであり、詳述すると第１押圧凸部（４）と第２押圧凸部（７）との間の間隔を被接合部材（４５）の厚さに対応する間隔に保持するものである。さらに、スぺーサ（９）は、エキスパンド加工時にパイプ（４０）の挿通孔（４６）への挿通部分（４１ａ）をパイプ（４０）の外側へ押圧し、これにより当該挿通部分（４１ａ）を拡管するものである。
【００６７】
連結ボルト（１５）は、駒部（３）とダイセグメント本体（６）とをスぺーサ（９）を介して分離可能に連結するものである。連結ボルト（１５）は例えば六角穴付きボルトからなる。
【００６８】
駒部（３）とダイセグメント本体（６）には、エキスパンド加工時にパイプ（４０）から大きな負荷が加わるし摩耗が生じ易い。そのため、駒部（３）とダイセグメント本体（６）は、ともにパイプ（４０）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か又は表面が硬質膜で被覆されている。
【００６９】
スぺーサ（９）は、駒部（３）やダイセグメント本体（６）ほどの高強度や耐摩耗性を必要としないので、必ずしも工具鋼や超硬合金製であることを要せず、一般の鋼材から製造されている。
【００７０】
ダイセグメント本体（６）には、駒部（３）側に向かって張出した張出部（８）が一体形成されている。この張出部（８）の楔孔部（１１）側の面（８ａ）は、楔孔部（１１）の内周面と同じテーパ角度で傾斜するとともに、楔孔部（１１）の内周面と面一（つらいち）に連接するものである。これにより、この面（８ａ）は、エキスパンド加工時に楔孔部（１１）に差し込まれたマンドレル（２０）（詳述するとマンドレル（２０）の楔部（２１）の外周面）に当接することでパイプ（４０）の半径方向外向きの駆動力（Ｆ）を受けるものとなされている（図６参照）。なお、図５において、Ｈは張出部（８）の厚さである。
【００７１】
本第１実施形態では、駒部（３）とスぺーサ（９）は、エキスパンド加工時に楔孔部（１１）に差し込まれたマンドレル（２０）の楔部（２１）には当接しないで、ダイセグメント本体（６）の張出部（８）の楔孔部（１１）とは反対側の面（８ｂ）上に配置されるものである。
【００７２】
また、図５に示すように、駒部（３）及びスぺーサ（９）には、それぞれ、連結ボルト（１５）が挿通されるボルト挿通孔（１６）（１６）が駒部（３）及びスぺーサ（９）の長さ方向に貫通して設けられている。また、ダイセグメント本体（６）のスぺーサ（９）との対向面には、連結ボルト（１５）と螺合するねじ孔（１７）が設けられている。
【００７３】
そして、このダイセグメント（２）においては、駒部（３）とスぺーサ（９）とがダイセグメント本体（６）の張出部（８）の楔孔部（１１）とは反対側の面（８ｂ）上に配置された状態で、連結ボルト（１５）が駒部（３）及びスぺーサ（９）のボルト挿通孔（１６）（１６）に挿通されるとともに、該連結ボルト（１５）の先端部がダイセグメント本体（６）のねじ孔（１７）に螺合されている。これにより、駒部（３）とダイセグメント本体（６）とがスぺーサ（９）を介して連結ボルト（１５）により一体的に連結されている。
【００７４】
駒部（３）とスぺーサ（９）は、ダイセグメント本体（６）の張出部（８）の楔孔部（１１）とは反対側の面（８ｂ）上に配置されているので、エキスパンド加工時に楔孔部（１１）に差し込まれたマンドレル（２０）の楔部（２１）には当接しない。
【００７５】
また、このダイセグメント（２）は、連結ボルト（１５）とねじ孔（１７）との螺合を解除することにより、駒部（３）とダイセグメント本体（６）とスぺーサ（９）とが互いに分離されるように構成されている。
【００７６】
次に、本第１実施形態の接合装置（３０）を用いてパイプ（４０）に被接合部材（４５）を接合する方法について以下に説明する。
【００７７】
図４及び図５に示すように、被接合部材（４５）の挿通孔（４６）にパイプ（４０）を遊挿状態に挿通する。また、パイプ（４０）の中空部（４３）にダイ（１）をパイプ（４０）の端部開口から挿入配置する。なおこの状態では、ダイ（１）の支持部（１２）はパイプ（４０）の外側に配置されている。
【００７８】
次いで、押圧駆動手段（２５）によってマンドレル（２０）をその軸方向に押圧することにより、マンドレル（２０）の楔部（２１）をダイ（１）の楔孔部（１１）に強制的に差し込む。これにより、図６に示すように、ダイ（１）の各ダイセグメント（２）をパイプ（４０）の半径方向外向きに移動させて、パイプ（４０）のエキスパンド加工対象部（４１）をエキスパンド加工する。
【００７９】
このエキスパンド加工によって、パイプ（４０）のエキスパンド加工対象部（４１）がパイプ（４０）の外側へ膨出するように塑性変形されて被接合部材（４５）の挿通孔（４６）の内周面に圧接されるとともに、被接合部材（４５）の挿通孔（４６）の内径がその半径方向外向きに広がるように被接合部材（４５）が弾性変形される。そして、このように被接合部材（４５）が弾性変形されることに伴い、被接合部材（４５）に弾性復元力（スプリングバック力）が蓄積される。
【００８０】
このエキスパンド加工の際に、パイプ（４０）の挿通孔（４６）への挿通部分（４１ａ）の軸方向両側近傍部分（４１ｂ）（４１ｂ）は、ダイ（１）の各ダイセグメント（２）の第１押圧凸部（４）及び第２押圧凸部（７）によりパイプ（４０）の外側へ局部的に押圧されて断面円弧状に膨出される。これにより、該両近傍部分（４１ｂ）（４１ｂ）に断面円弧状の拡管部（４２）（４２）が形成される。
【００８１】
次いで、マンドレル（２０）の楔部（２１）をダイ（１）の楔孔部（１１）から抜出する。すると、被接合部材（４５）に蓄積された弾性復元力により被接合部材（４５）がパイプ（４０）の外周面に圧接固定される。これにより、被接合部材（４５）がパイプ（４０）に接合される。次いで、ダイ（１）をパイプ（４０）の中空部（４３）から抜出する。
【００８２】
以上の手順により、図１及び図２に示した接合構造体（５０）が得られる。
【００８３】
この接合構造体（５０）では、２個の拡管部（４２）（４２）の間に被接合部材（４５）が挟まれた状態で被接合部材（４５）がパイプ（４０）に接合されているので、被接合部材（４５）のパイプ軸方向に対する接合強度は非常に高くなっている。
【００８４】
なお、この接合装置（３０）において、スぺーサ（９）をダイセグメント（２）から取り外す場合には、連結ボルト（１５）とねじ孔（１７）との螺合を解除して連結ボルト（１５）をねじ孔（１７）とボルト挿通孔（１６）（１６）とから抜出する。これにより、スぺーサ（９）をダイセグメント（２）から取り外すことができる。
【００８５】
而して、本第１実施形態の接合装置（３０）には次の利点がある。
【００８６】
ダイ（１）のダイセグメント（２）は、第１押圧凸部（４）を有する駒部（３）と、第２押圧凸部（７）を有するダイセグメント本体（６）と、少なくとも１個のスぺーサ（９）と、連結ボルト（１５）とを備えている。これにより、駒部（３）の第１押圧凸部（４）とダイセグメント本体（６）の第２押圧凸部（７）との間の間隔を被接合部材（４５）の厚さに対応して設定することができる。すなわち、例えば、第１押圧凸部（４）と第２押圧凸部（７）との間の間隔が様々に異なるような少なくとも１個の駒部（３）、ダイセグメント本体（６）及びスぺーサ（９）を準備しておき、これらのなかから被接合部材（４５）の厚さに応じて選択された駒部（３）、ダイセグメント本体（６）及びスぺーサ（９）を組み合わせてダイセグメント（２）を製作することにより、第１押圧凸部（４）と第２押圧凸部（７）との間の間隔を被接合部材（４５）の厚さに対応して設定することができる。したがって、この接合装置（３０）は高い汎用性を有している。
【００８７】
さらに、被接合部材（４５）の厚さに応じて駒部（３）とダイセグメント本体（６）との間にスぺーサ（９）を配置することにより、第１押圧凸部（４）と第２押圧凸部（７）との間の間隔を容易に変更することができるから、この接合装置（３０）は非常に優れた汎用性を有している。
【００８８】
さらに、ダイセグメント本体（６）に駒部（３）側に向かって張出した張出部（８）が一体形成されるとともに、ダイセグメント本体（６）の張出部（８）の楔孔部（１１）側の面（８ａ）は、エキスパンド加工時に楔孔部（１１）に差し込まれたマンドレル（２０）の楔部（２１）（詳述すると楔部（２１）の外周面）に当接するものである。そのため、ダイセグメント本体（６）の張出部（８）の楔孔部（１１）側の面（８ａ）は、エキスパンド加工時にマンドレル（２０）の楔部（２１）からパイプ（４０）の半径方向外向きの駆動力（Ｆ）を受ける（図６参照）。そして、この張出部（８）の楔孔部（１１）とは反対側の面（８ｂ）上に駒部（３）とスぺーサ（９）が配置されるものであるから、駒部（３）の第１押圧凸部（４）にパイプ（４０）の半径方向外向きの駆動力（Ｆ）を確実に付与することができる。これにより、パイプ（４０）の所定部位（４１ｂ）を確実にエキスパンド加工することができる。
【００８９】
さらに、接合装置（３０）は押圧駆動手段（２５）を備えているので、マンドレル（２０）の引張破断を防止できる。
【００９０】
＜第２実施形態＞
図７は、本発明の第２実施形態に係る接合装置（３０）を説明するための図である。この接合装置（３０）について上記第１実施形態とは異なる点を中心に以下に説明する。
【００９１】
本第２実施形態では、被接合部材（４５）はその厚さが上記第１実施形態の被接合部材の厚さよりも厚いものである。また、この接合装置（３０）では、複数個のスぺーサのなかからこの被接合部材（４５）の厚さに対応して選択された１個のスぺーサ（９）が用いられている。このスぺーサ（９）の長さは上記第１実施形態のスぺーサよりも長く設定されている。
【００９２】
この接合装置（３０）の他の構成、及びこの接合装置（３０）を用いた接合方法は、上記第１実施形態と同じである。
【００９３】
＜第３実施形態＞
図８は、本発明の第３実施形態に係る接合装置（３０）を説明するための図である。この接合装置（３０）について上記第１実施形態とは異なる点を中心に以下に説明する。
【００９４】
本第３実施形態では、被接合部材（４５）はその厚さが上記第１実施形態の被接合部材の厚さよりも厚いものである。また、この接合装置（３０）では、複数個のスぺーサのなかからこの被接合部材（４５）の厚さに対応して選択された複数個のスぺーサ（９）がダイ（１）の軸方向に並んで組み合わされて用いられている。本第３実施形態では、スぺーサ（９）の個数は２個である。
【００９５】
この接合装置（３０）の他の構成、及びこの接合装置（３０）を用いた接合方法は、上記第１実施形態と同じである。
【００９６】
なお本発明では、スぺーサ（３）の個数は２個であることに限定されるものではなく、被接合部材（４５）の厚さに応じて様々に変更可能である。
【００９７】
以上の第１〜第３実施形態から分かるように、この接合装置（３０）では、被接合部材（４５）の厚さに応じてスぺーサ（９）の長さやその個数を変更することにより、第１押圧凸部（４）と第２押圧凸部（７）との間の間隔を容易に変更することができる。
【００９８】
＜第４実施形態＞
図９は、本発明の第４実施形態に係る接合装置（３０）を説明するための図である。この接合装置（３０）について上記第１実施形態とは異なる点を中心に以下に説明する。
【００９９】
この接合装置（３０）では、駒部（３）にはダイセグメント本体（６）側に向かって突出した突出部（５）が一体形成されている。この突出部（５）は、パイプ（４０）の挿通孔（４６）への挿通部分（４１ａ）をパイプ（４０）の外側へ押圧するものである。なお本第４実施形態では、駒部（３）にスぺーサが一体形成されていると捉えても良い。
【０１００】
この接合装置（３０）の他の構成、及びこの接合装置（３０）を用いた接合方法は、上記第１実施形態と同じである。
【０１０１】
なお本発明では、駒部（３）の突出部（５）の長さは被接合部材（４５）の厚さに応じて様々に変更可能である。また本発明では、突出部（５）は、駒部（３）ではなくダイセグメント本体（６）に一体形成されていても良い。
【０１０２】
＜第５実施形態＞
図１０は、本発明の第５実施形態に係る接合装置（３０）を説明するための図である。この接合装置（３０）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】
この接合装置（３０）は、押圧駆動手段（２５）ではなく牽引駆動手段（２６）を備えている。この牽引駆動手段（２６）は、マンドレル（２０）の楔部（２１）をダイ（１）の楔孔部（１１）に差し込む方向にマンドレル（２０）を牽引するものであり、マンドレル（２０）の楔部（２１）とは反対側の端部に接続されている。この牽引駆動手段（２６）としては例えば油圧シリンダが用いられる。
【０１０４】
この接合装置（３０）によりパイプ（４０）に被接合部材（４５）を接合する場合には、牽引駆動手段（２６）によってマンドレル（２０）をその軸方向に牽引することにより、マンドレル（２０）の楔部（２１）をダイ（１）の楔孔部（１１）に強制的に差し込む。これにより、ダイ（１）の各ダイセグメント（２）をパイプ（４０）の半径方向外向きに移動させて、パイプ（４０）のエキスパンド加工対象部（４１）をエキスパンド加工する。これにより、被接合部材（４５）がパイプ（４０）に接合される。
【０１０５】
この接合装置（３０）によれば、マンドレル（２０）の座屈を防止できる。
【０１０６】
なお本発明では、接合装置（３０）は、押圧駆動手段（２５）と牽引駆動手段（２６）とをともに備えていても良い。この場合には、マンドレル（２０）の座屈を防止できるし、更に、マンドレル（２０）の引張破断を防止できる。
【０１０７】
＜第６実施形態＞
図１１及び図１２は、本発明の第６実施形態に係る接合装置（３０）を説明するための図である。この接合装置（３０）について上記第１実施形態とは異なる点を中心に以下に説明する。
【０１０８】
この接合装置（３０）では、ダイセグメント本体（６）には張出部（図５参照、８）は設けられていない。また、駒部（３）とダイセグメント本体（６）とが両者（３）（６）の間にスぺーサ（９）が配置された状態で連結ボルト（１５）により分離可能に連結されており、詳述すると駒部（３）とスぺーサ（９）とダイセグメント本体（６）とがダイ（１）の軸方向に順次並んで連結ボルト（１５）により分離可能に連結されている。
【０１０９】
また、スぺーサ（９）の楔孔部（１１）側の面（９ａ）は、楔孔部（１１）の内周面と同じテーパ角度で傾斜するとともに、楔孔部（１１）の内周面と面一に連接するものである。これにより、この面（９ａ）は、エキスパンド加工時に楔孔部（１１）に差し込まれたマンドレル（２０）（詳述するとマンドレル（２０）の楔部（２１）の外周面）に当接することでパイプ（４０）の半径方向外向きの駆動力を受けるものとなされている。一方、駒部（３）は、エキスパンド加工時に楔孔部（１１）に差し込まれたマンドレル（２０）の楔部（２１）には当接しない。
【０１１０】
ダイセグメント本体（６）のスぺーサ（９）との対向面には、係合段部（６ｘ）が形成されている。また、スぺーサ（９）のダイセグメント本体（６）との対向面には、係合段部（６ｘ）と係合可能な係合突部（９ｙ）が一体形成されている。そして、係合段部（６ｘ）と係合突部（９ｙ）とがダイ（１）の半径方向に互いに係合した状態で、スぺーサ（９）とダイセグメント本体（６）とが連結ボルト（１５）により分離可能に連結されている。なお本発明では、その他に、係合段部（６ｘ）と係合突部（９ｙ）とがダイ（１）の周方向に互いに係合した状態で、スぺーサ（９）とダイセグメント本体（６）とが連結ボルト（１５）により分離可能に連結されていても良い。
【０１１１】
スぺーサ（９）の駒部（３）との対向面には、係合段部（９ｘ）が形成されている。また、駒部（３）のスぺーサ（９）との対向面には、係合段部（９ｘ）と係合可能な係合突部（３ｙ）が一体形成されている。そして、係合段部（９ｘ）と係合突部（３ｙ）とがダイ（１）の半径方向に互いに係合した状態で、駒部（３）とスぺーサ（９）とが連結ボルト（１５）により分離可能に連結されている。なお本発明では、その他に、係合段部（９ｘ）と係合突部（３ｙ）とがダイ（１）の周方向に互いに係合した状態で、駒部（３）とスぺーサ（９）とが連結ボルト（１５）により分離可能に連結されていても良い。
【０１１２】
さらに、図１２に示すように、スぺーサ（９）の係合段部（９ｘ）と駒部（３）の係合突部（３ｙ）とが互いに係合した状態において、スぺーサ（９）の係合段部（９ｘ）の先端（９ｚ）の位置（Ｑ）がダイ（１）の軸方向において駒部（３）の第１押圧凸部（４）の頂部（４ｃ）の位置（Ｐ）と同じ位置か又は頂部（４ｃ）に対してスぺーサ（９）側とは反対側に位置するように、スぺーサ（９）の係合段部（９ｘ）と駒部（３）の係合突部（３ｙ）とが形成されている。これにより、駒部（３）の第１押圧凸部（４）にスぺーサ（９）からパイプ（４０）の半径方向外向きの駆動力を確実に付与することができるし、更に、エキスパンド加工時にパイプ（４０）から駒部（３）の第１押圧凸部（４）に加わる荷重をスぺーサ（９）の係合段部（９ｘ）で確実に受けることができる。
【０１１３】
この接合装置（３０）には次の利点がある。
【０１１４】
上述したように、スぺーサ（９）の楔孔部（１１）側の面（９ａ）は、エキスパンド加工時に楔孔部（１１）に差し込まれたマンドレル（２０）の楔部（２１）に当接するものである。そのため、スぺーサ（９）の楔孔部（１１）側の面（９ａ）は、エキスパンド加工時にパイプ（４０）の半径方向外向きの駆動力を受ける。これにより、スぺーサ（９）にパイプ（４０）の半径方向外向きの駆動力を確実に付与することができる。
【０１１５】
さらに、ダイセグメント本体（６）とスぺーサ（９）との相互対向面に、それぞれ、互いに係合可能な係合段部（６ｘ）と係合突部（９ｙ）とが設けられているので、スぺーサ（９）のダイセグメント本体（６）に対する位置決めを容易に行うことができる。
【０１１６】
さらに、スぺーサ（９）と駒部（３）との相互対向面に、それぞれ、互いに係合可能な係合段部（９ｘ）と係合突部（３ｙ）とが設けられているので、駒部（３）のスぺーサ（９）に対する位置決めを容易に行うことができる。
【０１１７】
さらに、この接合装置（３０）には、上記第１〜第５実施形態の接合装置よりも優れた次の利点がある。
【０１１８】
上記第１〜第５実施形態の接合装置（３０）では、図５に示すうように、ダイ（１）のダイセグメント本体（６）の張出部（８）にはエキスパンド加工時に多大な負荷が加わるため、この張出部（８）の厚さ（Ｈ）はなるべく厚い方が望ましい。しかしながら、張出部（８）の厚さ（Ｈ）を厚くすると、駒部（３）及びスぺーサ（９）の厚さを薄くしなければならなくなるので、駒部（３）、スぺーサ（９）及びダイセグメント本体（６）を連結ボルト（１５）により連結するのに必要な連結領域（例：ボルト挿通孔（１６）、ねじ孔（１７））を確保するのが困難になる場合がある。また、連結ボルト（１５）の頭部がエキスパンド加工時にパイプ（４０）の内周面に当接する虞がある。
【０１１９】
これに対して、図１１及び図１２に示すように、この接合装置（３０）では、スぺーサ（９）の楔孔部（１１）側の面（９ａ）はエキスパンド加工時に楔孔部（１１）に差し込まれたマンドレル（２０）の楔部（２１）に当接するものであるから、スぺーサ（９）の厚さを厚く設定することができ、もってエキスパンド加工時にパイプ（４０）からスぺーサ（９）に加わる荷重をスぺーサ（９）により確実に受けることができる。しかも、駒部（３）とスぺーサ（９）とダイセグメント本体（６）とがダイ（１）の軸方向に順次並んで連結ボルト（１５）により連結されるので、これらを連結ボルト（１５）により連結するのに必要な連結領域を容易に確保することができる。
【０１２０】
＜第７実施形態＞
図１３は、本発明の第７実施形態に係る接合装置（３０）を説明するための図である。この接合装置（３０）について上記第６実施形態とは異なる点を中心に以下に説明する。
【０１２１】
本第７実施形態では、被接合部材（４５）はその厚さが上記第６実施形態の被接合部材の厚さよりも厚いものである。また、この接合装置（３０）では、複数個のスぺーサのなかからこの被接合部材（４５）の厚さに対応して選択された複数個のスぺーサ（９）がダイ（１）の軸方向に並んで組み合わされて用いられている。本第７実施形態では、スぺーサ（９）の個数は３個である。
【０１２２】
３個のスぺーサ（９）（９）（９）において互いに隣接する２個のスぺーサ（９）（９）の相互対向面には、それぞれ、互いに係合可能な係合段部（９ｘ）と係合突部（９ｙ）とが形成されている。そして、係合段部（９ｘ）と係合突部（９ｙ）とがダイ（１）の半径方向に互いに係合した状態で、両スぺーサ（９）（９）が連結ボルト（１５）により分離可能に連結されている。
【０１２３】
この接合装置（３０）では、両スぺーサ（９）（９）の相互対向面に、それぞれ、互いに係合可能な係合段部（９ｘ）と係合突部（９ｙ）とが設けられているので、一方のスぺーサ（９）の他方のスぺーサ（９）に対する位置決めを容易に行うことができる。
【０１２４】
この接合装置（３０）の他の構成は、上記第６実施形態の接合装置と同じである。また、この接合装置（３０）を用いた接合方法は、上記第１実施形態と同じである。
【０１２５】
なお本発明では、駒部（３）とダイセグメント本体（６）との間に配置されるスぺーサ（９）の個数は３個であることに限定されるものではなく、被接合部材（４５）の厚さに応じて様々に変更可能であり、その他に、例えば、２個であっても良いし４個以上であっても良い。また本発明では、複数個のスぺーサ（９）の形状は互いに同一形状であっても良いし、互いに異なる形状であっても良い。
【０１２６】
＜第８実施形態＞
図１４は、本発明の第８実施形態に係る接合装置（３０）を説明するための図である。この接合装置（３０）について上記第６実施形態と異なる点を中心に以下に説明する。
【０１２７】
この接合装置（３０）では、スぺーサ（９）に駒部（３）側に向かって張出した張出部（１０）が一体形成されている。この張出部（１０）の楔孔部（１１）側の面（１０ａ）は、楔孔部（１１）の内周面と同じテーパ角度で傾斜するとともに、楔孔部（１１）の内周面と面一に連接するものである。これにより、この面（１０ａ）は、エキスパンド加工時に楔孔部（１１）に差し込まれたマンドレル（２０）の楔部（２１）（詳述すると楔部（２１）の外周面）に当接することでパイプ（４０）の半径方向外向きの駆動力を受けるものとなされている。
【０１２８】
駒部（３）は、スぺーサ（９）の張出部（１０）の楔孔部（１１）とは反対側の面（１０ｂ）上に配置されるものであり、エキスパンド加工時に楔孔部（１１）に差し込まれたマンドレル（２０）の楔部（２１）には当接しない。
【０１２９】
また、スぺーサ（９）には、連結手段としての第１連結ボルト（１５Ａ）が挿通されるボルト挿通孔（１６）がスぺーサ（９）及びその張出部（１０）の長さ方向に貫通して設けられている。また、ダイセグメント本体（６１）のスぺーサ（９）との対向面には、第１連結ボルト（１５Ａ）と螺合するねじ孔（１７）が設けられている。
【０１３０】
駒部（３）には、連結手段としての第２連結ボルト（１５Ｂ）の頭部を収容する凹部（１８）と該凹部（１８）の底部から駒部（３）の厚さ方向に貫通したボルト挿通孔（１６）とが設けられている。また、スぺーサ（９）の張出部（１０）の駒部（３）との対向面には、第２連結ボルト（１５Ｂ）と螺合するねじ孔（１７）が設けられている。
【０１３１】
そして、このダイセグメント（２）においては、ダイセグメント本体（６）の係合段部（６ｘ）とスぺーサ（９）の係合突部（９ｙ）とがダイ（１）の半径方向に互いに係合した状態で、第１連結ボルト（１５Ａ）がスぺーサ（９）のボルト挿通孔（１６）に挿通されるとともに、該第１連結ボルト（１５Ａ）の先端部がダイセグメント本体（６）のねじ孔（１７）に螺合されており、これにより、スぺーサ（９）とダイセグメント本体（６）とが第１連結ボルト（１５Ａ）により分離可能に連結されている。さらに、駒部（３）がスぺーサ（９）の張出部（１０）の楔孔部（１１）とは反対側の面（１０ｂ）上に配置された状態で、第２連結ボルト（１５Ｂ）が駒部（３）のボルト挿通孔（１６）に挿通されるとともに、該第２連結ボルト（１５Ｂ）の先端部がスぺーサ（９）のねじ孔（１７）に螺合されており、これにより、駒部（３）とスぺーサ（９）とが第２連結ボルト（１５Ｂ）により分離可能に連結されている。この状態では、第２連結ボルト（１５Ｂ）の頭部は駒部（３）の凹部（１８）に収容配置されている。
【０１３２】
この接合装置（３０）の他の構成は、上記６実施形態の接合装置と同じである。また、この接合装置（３０）を用いた接合方法は、上記第１実施形態と同じである。
【０１３３】
この接合装置（３０）では、上述したように、スぺーサ（９）に駒部（３）側に向かって張出した張出部（１０）が一体形成されるとともに、スぺーサ（９）の張出部（１０）の楔孔部（１１）側の面（１０ａ）は、エキスパンド加工時に楔孔部（１１）に差し込まれたマンドレル（２０）の楔部（２１）に当接するものである。そのため、スぺーサ（９）の張出部（１０）の楔孔部（１１）側の面（１０ａ）は、エキスパンド加工時にマンドレル（２０）の楔部（２１）からパイプ（４０）の半径方向外向きの駆動力を受ける。そして、この張出部（１０）の楔孔部（１１）とは反対側の面（１０ｂ）上に駒部（３）が配置されるものであるから、駒部（３）の第１押圧凸部（４）にパイプ（４０）の半径方向外向きの駆動力を確実に付与することができる。これにより、パイプ（４０）の所定部分（４１ｂ）を確実にエキスパンド加工することができる。
【０１３４】
なお本発明では、駒部（３）とスぺーサ（９）とダイセグメント本体（６）とを連結する連結ボルトの個数（又は連結箇所）は、上記第１実施形態のように１個（又は１箇所）とか本第８実施形態のように２個（又は２箇所）とかであることに限定されるものではなく、その他に、例えば、３個（又は３箇所）であっても良いし、４個（又は４箇所）以上であっても良い。
【０１３５】
＜第９実施形態＞
図１５は、本発明の第９実施形態に係る接合装置（３０）を説明するための図である。この接合装置（３０）について上記第６実施形態と異なる点を中心に以下に説明する。
【０１３６】
この接合装置（３０）では、スぺーサは用いられていない。また、駒部（３）の楔孔部（１１）側の面（３ａ）は、楔孔部（１１）の内周面と同じテーパ角度で傾斜するとともに、楔孔部（１１）の内周面と面一に連接するものである。これにより、この面（３ａ）は、エキスパンド加工時に楔孔部（１１）に差し込まれたマンドレル（２０）の楔部（２１）（詳述すると楔部（２１）の外周面）に当接することでパイプ（４０）の半径方向外向きの駆動力を受けるものとなされている。
【０１３７】
ダイセグメント本体（６）の駒部（３）との対向面には、係合段部（６ｘ）が形成されている。また、駒部（３）のダイセグメント本体（６）との対向面には、係合段部（６ｘ）と係合可能な係合突部（３ｙ）が一体形成されている。そして、係合段部（６ｘ）と係合突部（３ｙ）とがダイ（１）の半径方向に互いに係合した状態で、駒部（３）とダイセグメント本体（６）とが連結ボルト（１５）により分離可能に直接的に連結されている。
【０１３８】
この接合装置（３０）の他の構成は、上記第６実施形態の接合装置と同じである。また、この接合装置（３０）を用いた接合方法は、上記第１実施形態と同じである。
【０１３９】
この接合装置（３０）では、上述したように、駒部（３）の楔孔部（１１）側の面（３ａ）は、エキスパンド加工時に楔孔部（１１）に差し込まれたマンドレル（２０）の楔部（２１）に当接するものである。そのため、駒部（３）の楔孔部（１１）側の面（３ａ）は、エキスパンド加工時にマンドレル（２０）の楔部（２１）からパイプ（４０）の半径方向外向きの駆動力を受ける。これにより、駒部（３）の第１押圧凸部（４）にパイプ（４０）の半径方向外向きの駆動力を確実に付与することができ、もってパイプ（４０）の所定部分（４１ｂ）を確実にエキスパンド加工することができる。
【０１４０】
さらに、ダイセグメント本体（６）と駒部（３）との相互対向面に、それぞれ、互いに係合可能な係合段部（６ｘ）と係合突部（３ｙ）とが設けられているので、駒部（３）のダイセグメント本体（６）に対する位置決めを容易に行うことができる。
【０１４１】
＜第１０実施形態＞
図１６は、本発明の第１０実施形態に係る接合装置（３０）を説明するための図である。この接合装置（３０）について上記第６実施形態と異なる点を中心に以下に説明する。
【０１４２】
本第１０実施形態では、被接合部材（４５）は、その厚さ方向に２個の第１被接合片（４５ａ）と第２被接合片（４５ｂ）とに分割されている。そして、第１被接合片（４５ａ）と第２被接合片（４５ｂ）は、その挿通孔（４６）にパイプ（４０）挿通された状態でパイプ（４０）の軸方向に互いに離間して配置されている。
【０１４３】
また、この接合装置（３０）では、スぺーサ（９）はその長さが上記第６実施形態のスぺーサよりも長く設定されている。さらに、スぺーサ（９）の外周面（即ちスぺーサ（９）のパイプ（４０）側に向いた外面）には第３押圧凸部（９ｃ）が設けられている。この第３押圧凸部（９ｃ）は、パイプ（４０）の、第１接合片（４５ａ）と第２接合片（４５ｂ）との間の隙間（４７）に対応する部分（４１ｃ）をパイプ（４０）の外側へ局部的に押圧して当該部分（４１ｃ）を塑性変形させて当該部分（４１ｃ）に断面円弧状の拡管部（膨出部）を形成するものである。この第３押圧凸部（９ｃ）は、ダイ（１）の周方向に延びており且つ断面円弧状に突出している。
【０１４４】
この接合装置（３０）の他の構成は、上記第６実施形態の接合装置と同じである。また、この接合装置（３０）を用いた接合方法は、上記第１実施形態と同じである。
【０１４５】
この接合装置（３０）では、スぺーサ（９）の外周面に第３押圧凸部（４１ｃ）が設けられている。したがって、パイプ（４０）に第１接合片（４５ａ）と第２接合片（４５ｂ）とを一括接合する場合において、パイプ（４０）の、第１接合片（４５ａ）と第２接合片（４５ｂ）との間の隙間（４７）に対応する部分（４１ｃ）をエキスパンド加工して当該部分（４１ｃ）に断面円弧状の拡管部を局部的に形成することができる。
【０１４６】
以上で、本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に示したものであることに限定されるものではない。
【０１４７】
例えば、上記第１実施形態では、ダイ（１）の分割数は８個であるが、本発明ではダイ（１）の分割数は８であることに限定されるものではなく、様々に変更可能であり、その他に例えば、４個や６個であっても良く、また偶数個であっても良いし、奇数個であっても良い。
【０１４８】
また本発明では、連結手段は連結ボルト（１５）であることに限定されるものではなく、その他の手段であっても良い。
【０１４９】
また本発明では、パイプ（４０）は断面円形状のものであることに限定されるものではなく、その他に、断面四角形状や六角形状等の断面多角形状のものであっても良い。また本発明では、パイプ（４０）はその中空部（４３）にパイプ（４０）の軸方向に延びた仕切り壁部（図示せず）が形成されたものであっても良い。
【０１５０】
また本発明では、接合装置は、上記第１〜第１０実施形態の接合装置（３０）に適用された技術的思想のうち２つ以上を組み合わせて構成したものであっても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１５１】
本発明は、パイプにフランジ等の被接合部材を接合する接合装置及び該接合装置を用いた接合方法に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１５２】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係る接合装置によりパイプに被接合部材を接合して製造された接合構造体の斜視図である。
【図２】図２は、同接合構造体の断面図である。
【図３】図３は、同接合装置の斜視図である。
【図４】図４は、同接合装置によりパイプに被接合部材を接合する前の状態を示す断面斜視図である。
【図５】図５は、同接合装置によりパイプに被接合部材を接合する前の状態を示す断面図である。
【図６】図６は、同接合装置によりパイプに被接合部材を接合する途中の状態を示す断面図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態に係る接合装置によりパイプに被接合部材を接合する前の状態を示す半断面図である。
【図８】図８は、本発明の第３実施形態に係る接合装置によりパイプに被接合部材を接合する前の状態を示す半断面図である。
【図９】図９は、本発明の第４実施形態に係る接合装置によりパイプに被接合部材を接合する前の状態を示す半断面図である。
【図１０】図１０は、本発明の第５実施形態に係る接合装置によりパイプに被接合部材を接合する前の状態を示す半断面図である。
【図１１】図１１は、本発明の第６実施形態に係る接合装置によりパイプに被接合部材を接合する前の状態を示す半断面図である。
【図１２】図１２は、同接合装置の要部の拡大図である。
【図１３】図１３は、本発明の第７実施形態に係る接合装置によりパイプに被接合部材を接合する前の状態を示す半断面図である。
【図１４】図１４は、本発明の第８実施形態に係る接合装置によりパイプに被接合部材を接合する前の状態を示す半断面図である。
【図１５】図１５は、本発明の第９実施形態に係る接合装置によりパイプに被接合部材を接合する前の状態を示す半断面図である。
【図１６】図１６は、本発明の第１０実施形態に係る接合装置によりパイプに被接合部材を接合する前の状態を示す半断面図である。
【符号の説明】
【０１５３】
１…ダイ
２…ダイセグメント
３…駒部
４…第１押圧凸部
６…ダイセグメント本体
７…第２押圧凸部
８…ダイセグメント本体の張出部
９…スぺーサ
９ｃ…第３押圧凸部
１０…スぺーサの張出部
１１…楔孔部
１５、１５Ａ、１５Ｂ…連結ボルト（連結手段）
２０…マンドレル
２１…楔部
３０…接合装置
４０…パイプ
４１…エキスパンド加工対象部
４１ａ…挿通部分
４１ｂ…近傍部分
４２…拡管部
４３…中空部
４５…被接合部材
４６…挿通孔
【図１】
0005096092.tif 000002
【図２】
0005096092.tif 000003
【図３】
0005096092.tif 000004
【図４】
0005096092.tif 000005
【図５】
0005096092.tif 000006
【図６】
0005096092.tif 000007
【図７】
0005096092.tif 000008
【図８】
0005096092.tif 000009
【図９】
0005096092.tif 000010
【図１０】
0005096092.tif 000011
【図１１】
0005096092.tif 000012
【図１２】
0005096092.tif 000013
【図１３】
0005096092.tif 000014
【図１４】
0005096092.tif 000015
【図１５】
0005096092.tif 000016
【図１６】
0005096092.tif 000017