JP4988246B2 - Method for joining pipe and plate - Google Patents
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Description
本発明は、パイプとフランジ等の板材とを接合する方法に関する。 The present invention relates to a method for joining a pipe and a plate material such as a flange.
従来、パイプにフランジ等の板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。 Conventionally, for example, the following method is used as a method of joining a plate material such as a flange to a pipe.
パイプを板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両側近傍部分からなるエキスパンド加工対象部を、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、もってパイプに板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。
The pipe is inserted into an insertion hole provided in the plate material, and an expanding die having a wedge hole portion and divided into a plurality of portions around the wedge hole portion in the circumferential direction is disposed in the hollow portion of the pipe. To do. Next, each die segment of the die is moved radially outward of the pipe by inserting the wedge portion of the mandrel into the wedge hole portion of the die. In this way, the expansion processing target portion consisting of the insertion portion into the insertion hole of the pipe and the portions near both sides in the axial direction is pushed outward by the die segment (expansion processing), and the plate material is joined to the pipe by this method. (For example, see
なお、パイプに板材を接合する方法ではないが、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)。
而して、上述した従来の接合方法では、エキスパンド加工時に板材に加わる荷重に耐えうるようにするため板材の肉厚を厚く設定して板材の剛性を高める必要があった。すなわち、板材の剛性をパイプの剛性よりも高くする必要があった。その結果、得られる接合構造体の重量が重くなるという難点があった。このように接合構造体の重量が重くなると、接合構造体が、例えば、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等の自動車の部品である場合には、自動車の燃費が悪くなるという問題を生じる。 Therefore, in the conventional joining method described above, it is necessary to increase the rigidity of the plate material by setting the thickness of the plate material to be thick in order to be able to withstand the load applied to the plate material during the expanding process. That is, it is necessary to make the rigidity of the plate material higher than the rigidity of the pipe. As a result, there is a problem that the weight of the obtained bonded structure becomes heavy. When the weight of the joining structure is increased in this way, the fuel consumption of the automobile when the joining structure is an automobile part such as a steering support beam, a steering column holder, a muffler, a frame, a propeller shaft, and a suspension arm, for example. Cause the problem of getting worse.
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、パイプに板材が接合された接合構造体の軽量化を図ることができるパイプと板材との接合方法、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。 The present invention has been made in view of the above-described technical background, and an object of the present invention is to provide a joining method between a pipe and a plate material that can reduce the weight of a joined structure in which the plate material is joined to the pipe. An object of the present invention is to provide a bonding structure obtained and a bonding apparatus used in this bonding method.
本発明は以下の手段を提供する。 The present invention provides the following means.
[1] パイプを板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し、
次いで、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とにより、パイプの挿通孔内への挿通部分及びその軸方向両側近傍部分からなるエキスパンド加工対象部の少なくとも一部をエキスパンド加工し、パイプに板材を接合する、パイプと板材との接合方法であって、
板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おり、
板材の座部をパイプの外周面に重合状態に配置するとともに、座部の外側に配置された規制部材により座部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うことを特徴とするパイプと板材との接合方法。
[1] The pipe is inserted into an insertion hole provided in the plate material, and an expanding die that is divided into a plurality of parts in the circumferential direction is arranged in the hollow portion of the pipe,
Next, each die segment of the die is moved outward in the radial direction of the pipe, so that at least a part of the portion to be expanded consisting of the insertion portion into the insertion hole of the pipe and the portions near both sides in the axial direction is expanded. , A method of joining a plate and a plate, joining a plate to a pipe,
A short cylindrical seat protrudes in the axial direction of the pipe and is provided integrally with the peripheral edge of the plate material insertion hole,
The seat portion of the plate material is arranged in a superposed state on the outer peripheral surface of the pipe, and the expanding process is performed in a state where the amount of bulging to the outside of the seat portion is regulated by the regulating member arranged on the outside of the seat portion. And joining method of pipe and plate material.
[2] パイプの断面形状は多角形状であるとともに、該パイプの各角部の断面形状は略円弧状であり、
板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り、
ダイは、パイプの各平坦壁部に対応する位置で分割されており、
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前項1記載のパイプと板材との接合方法。
[2] The cross-sectional shape of the pipe is a polygonal shape, and the cross-sectional shape of each corner of the pipe is a substantially arc shape,
The cross-sectional shape of the plate material insertion hole is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the pipe,
The die is divided at a position corresponding to each flat wall portion of the pipe,
The joining method of the pipe and board | plate material of the preceding
[3] 板材の座部の外側に、規制部材を、規制部材と座部の角部との間の隙間が規制部材と座部の平坦壁部との間の隙間よりも大きくなるように配置する前項2記載のパイプと板材との接合方法。
[3] The regulating member is arranged outside the seat portion of the plate material so that the gap between the regulating member and the corner portion of the seat portion is larger than the gap between the regulating member and the flat wall portion of the seat portion. The method of joining a pipe and a plate material according to
[4] 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前項2又は3記載のパイプと板材との接合方法。
[4] The method for joining a pipe and a plate material according to the
[5] 規制部材と板材の曲がりを防止する屈曲防止部材とで板材をその厚さ方向両側から挟むことにより、板材の曲がりを防止した状態で、エキスパンド加工を行う前項1〜4のいずれかに記載のパイプと板材との接合方法。
[5] Any one of the preceding
[6] 規制部材の座部との当接面に凹部又は凸部が設けられている前項1〜5のいずれかに記載のパイプと板材との接合方法。
[6] The method for joining a pipe and a plate material according to any one of the preceding
[7] ダイの外周面に、パイプの挿通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分の少なくとも一部を外側に局部的に膨出させる2個の押圧凸部が設けられている前項1〜6のいずれかに記載のパイプと板材との接合方法。 [7] On the outer peripheral surface of the die, two pressing protrusions are provided to locally bulge at least a part of the vicinity of both sides in the axial direction of the insertion portion into the insertion hole of the pipe. The joining method of the pipe and board | plate material in any one of -6.
[8] 前項1〜7のいずれかに記載の接合方法により得られたパイプと板材との接合構造体。 [8] A joined structure of a pipe and a plate obtained by the joining method according to any one of 1 to 7 above.
[9] パイプが板材に設けられた挿通孔内に挿通された状態で、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からなるエキスパンド加工対象部の少なくとも一部がエキスパンド加工されることにより、パイプに板材が接合された、パイプと板材との接合構造体であって、
板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おり、
板材の座部がパイプの外周面に重合された状態で、パイプに板材が接合されていることを特徴とする接合構造体。
[9] In a state where the pipe is inserted into the insertion hole provided in the plate member, at least a part of the expansion processing target portion including the insertion portion into the insertion hole of the pipe and the vicinity in the axial direction is expanded. By this, a pipe and plate joined structure in which the plate is joined to the pipe,
A short cylindrical seat protrudes in the axial direction of the pipe and is provided integrally with the peripheral edge of the plate material insertion hole,
A joining structure characterized in that a plate material is joined to a pipe in a state where a seat portion of the plate material is polymerized on the outer peripheral surface of the pipe.
[10] パイプの断面形状は多角形状であるとともに、該パイプの各角部の断面形状は略円弧状であり、
板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9記載の接合構造体。
[10] The cross-sectional shape of the pipe is a polygonal shape, and the cross-sectional shape of each corner of the pipe is a substantially arc shape,
10. The joined structure according to item 9, wherein the cross-sectional shape of the plate material insertion hole is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the pipe.
[11] パイプの挿通孔内への挿通部分の角部の外側への膨出量が、該挿通部分の平坦壁部の外側への膨出量よりも大きい前項10記載の接合構造体。
[11] The joined structure according to
[12] 板材の座部とパイプの挿通孔内への挿通部分とが互いに重合状態で外側に膨出しているか又は内側に窪んでいる前項9〜11のいずれかに記載の接合構造体。 [12] The joined structure according to any one of the above items 9 to 11, wherein the seat portion of the plate member and the insertion portion of the pipe into the insertion hole are bulged outward in a polymerized state or recessed inward.
[13] パイプの挿通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分の少なくとも一部が外側に局部的に膨出している前項9〜12のいずれか1項記載の接合構造体。 [13] The joined structure according to any one of the preceding items 9 to 12, wherein at least a part of the portion in the vicinity of both axial sides of the insertion portion into the insertion hole of the pipe locally bulges outward.
[14] パイプを板材に設けられた挿通孔内に挿通するとともに、板材の挿通孔の周縁部にパイプの軸方向に突出して一体に設けられた短筒状の座部をパイプの外周面に重合状態に配置した状態で、パイプの挿通孔内への挿通部分及びその軸方向両側近傍部分からなるエキスパンド加工対象部の少なくとも一部をエキスパンド加工することにより、パイプに板材を接合する接合装置であって、
パイプの中空部内に配置され、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、
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エキスパンド加工用マンドレルと、
板材の座部の外側に配置され、エキスパンド加工時に座部の外側への膨出量を規制する規制部材と、を備えていることを特徴とするパイプと板材との接合装置。
[14] The pipe is inserted into the insertion hole provided in the plate material, and a short cylindrical seat portion integrally provided so as to protrude in the axial direction of the pipe at the peripheral portion of the plate material insertion hole is formed on the outer peripheral surface of the pipe. A joining device that joins a plate material to a pipe by expanding at least a part of the portion to be expanded consisting of an insertion portion into the insertion hole of the pipe and portions near both sides in the axial direction in a state of being arranged in a superposed state. There,
An expanding die arranged in a hollow part of the pipe and divided into a plurality in the circumferential direction;
An expanding mandrel that moves each die segment of the die radially outward of the pipe;
An apparatus for joining a pipe and a plate material, comprising: a regulating member that is disposed outside the seat portion of the plate material and regulates a bulge amount to the outside of the seat portion during expansion processing.
[15] パイプの断面形状は多角形状であるとともに、該パイプの各角部の断面形状は略円弧状であり、
板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り、
ダイは、パイプの各平坦壁部に対応する位置で分割されており、
ダイの各ダイセグメントは、マンドレルにより、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14記載の接合装置。
[15] The cross-sectional shape of the pipe is a polygonal shape, and the cross-sectional shape of each corner of the pipe is a substantially arc shape,
The cross-sectional shape of the plate material insertion hole is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the pipe,
The die is divided at a position corresponding to each flat wall portion of the pipe,
15. The joining device according to
[16] 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前項15記載の接合装置。
[16] The joining device according to
[17] 板材の曲がりを防止する屈曲防止部材を備えており、
屈曲防止部材は、エキスパンド加工時に規制部材と屈曲防止部材とで板材をその厚さ方向両側から挟むことにより、板材の曲がりを防止するものである前項14〜16のいずれかに記載の接合装置。
[17] An anti-bending member for preventing the bending of the plate material is provided,
17. The joining device according to any one of the
[18] 規制部材の座部との当接面に、凹部又は凸部が設けられている前項14〜17のいずれかに記載の接合装置。
[18] The joining device according to any one of
[19] ダイの外周面に、パイプの挿通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分の少なくとも一部を外側に局部的に膨出させる2個の押圧凸部が設けられている前項14〜18のいずれかに記載の接合装置。
[19] The
本発明は以下の効果を奏する。 The present invention has the following effects.
なお本明細書では、パイプに板材が接合された接合構造体において、パイプの周方向の荷重に対する板材の接合強度を「ねじり強度」という。また、パイプの軸方向の荷重に対する板材の接合強度を「抜け強度」という。 In this specification, in a joined structure in which a plate material is joined to a pipe, the joining strength of the plate material against the load in the circumferential direction of the pipe is referred to as “torsional strength”. Moreover, the joining strength of the plate material with respect to the axial load of the pipe is referred to as “pullout strength”.
[1]の発明では、板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、板材の座部をパイプの外周面に重合状態に配置することにより、板材とパイプとの接触面積が増加する。これにより、板材の接合強度を増大できる。 In the invention of [1], since the short cylindrical seat protrudes in the axial direction of the pipe and is integrally provided at the peripheral portion of the insertion hole of the plate, the seat of the plate is superposed on the outer peripheral surface of the pipe. By arranging in, the contact area between the plate material and the pipe increases. Thereby, the joining strength of a board | plate material can be increased.
さらに、板材の座部の外側に配置された規制部材により座部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うので、板材の肉厚を厚く設定する必要がない。そのため、接合構造体の軽量化を図ることができる。 Furthermore, since the expanding process is performed in a state where the amount of bulging to the outside of the seat portion is regulated by the regulating member arranged outside the seat portion of the plate material, it is not necessary to set the thickness of the plate material to be thick. Therefore, it is possible to reduce the weight of the bonded structure.
[2]の発明では、パイプの断面形状は多角形状であり、板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、パイプが板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、もし仮に板材にパイプの周方向の荷重が加わった場合であっても、板材はパイプの周方向にずれ動き難くなる。 In the invention of [2], since the cross-sectional shape of the pipe is a polygonal shape and the cross-sectional shape of the insertion hole of the plate material is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the pipe, the pipe is inserted into the insertion hole of the plate material. Torsional strength is improved. Accordingly, even if a load in the circumferential direction of the pipe is applied to the plate material, the plate material is difficult to move in the circumferential direction of the pipe.
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ので、パイプの各角部が各平坦壁部よりも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。 In addition, each die segment of the die is expanded outward by moving the pipe radially outward toward each corner of the pipe, so that each corner of the pipe is expanded more than each flat wall. Processed and bulges outward. Therefore, the torsional strength is further improved.
さらに、パイプの各角部の断面形状が略円弧状に形成されているので、板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、強度的信頼性が向上する。 In addition, since the cross-sectional shape of each corner of the pipe is formed in a substantially arc shape, it is possible to reliably prevent stress from concentrating on each corner of the pipe when the circumferential load of the pipe is applied to the plate material. it can. Therefore, strength reliability is improved.
[3]の発明では、板材の座部の外側に、規制部材を、規制部材と座部の角部との間に隙間が規制部材と座部の平坦壁部との間の隙間よりも大きくなるように配置し、この状態で、エキスパンド加工を行うことにより、パイプの各角部を各平坦壁部よりも確実に大きく膨出できる。そのため、ねじり強度が更に一層向上する。 In the invention of [3], the regulating member is provided outside the seat portion of the plate member, and the gap between the regulating member and the corner portion of the seat portion is larger than the gap between the regulating member and the flat wall portion of the seat portion. In this state, by performing the expanding process, each corner portion of the pipe can surely bulge larger than each flat wall portion. Therefore, the torsional strength is further improved.
[4]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の外周面がパイプの内周面に接触する面積を減少できる。そのため、エキスパンド加工時にダイセグメントの外周面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、パイプの各角部を各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。 In the invention of [4], the concave portion extending in the axial direction of the die is provided in a portion corresponding to each flat wall portion of the pipe on the outer peripheral surface of the die, so that the outer peripheral surface of the die segment of the die is the pipe. The area in contact with the inner peripheral surface can be reduced. Therefore, the frictional force between the outer peripheral surface of the die segment and the inner peripheral surface of the pipe can be reduced during the expansion process. As a result, each corner of the pipe can be bulged more reliably than each flat wall, and the force required for expanding can be reduced.
[5]の発明では、エキスパンド加工時において板材の曲がりを防止できる。 In the invention of [5], bending of the plate material can be prevented during the expansion process.
[6]の発明では、規制部材の座部との当接面に凹部又は凸部が設けられているので、エキスパンド加工によって、座部とパイプの挿通孔内への挿通部分(即ちエキスパンド加工対象部)とが互いに重合した状態で外側に膨出させ又は内側に凹ませることができる。そして、エキスパンド加工後に規制部材を取り外すと、板材の座部とパイプの挿通孔内への挿通部分とは互いに係合しているから、板材の接合強度を更に向上できる。 In the invention of [6], since the concave portion or the convex portion is provided on the contact surface of the regulating member with the seat portion, the portion to be inserted into the insertion hole of the seat portion and the pipe (that is, the object to be expanded) by the expanding process. Can be bulged outward or recessed inward. When the restricting member is removed after the expanding process, the seat portion of the plate material and the insertion portion into the insertion hole of the pipe are engaged with each other, so that the bonding strength of the plate material can be further improved.
[7]の発明では、ダイの外周面に、パイプの挿通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分の少なくとも一部を外側に局部的に膨出させる2個の押圧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、エキスパンド加工対象部として、パイプの挿通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分の少なくとも一部が、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、もし仮に板材にパイプの軸方向の荷重が加わった場合であっても、板材はパイプの軸方向にずれ動き難くなる。 In the invention of [7], two pressing projections are provided on the outer peripheral surface of the die so as to locally bulge at least a part of the vicinity of both sides in the axial direction of the insertion portion into the insertion hole of the pipe. Therefore, by performing the expanding process using this die, at least a part of the portion in the vicinity of both sides in the axial direction of the insertion portion into the insertion hole of the pipe is locally and reliably expanded. Is bulged. Therefore, the pull-out strength is reliably improved. Therefore, even if a load in the axial direction of the pipe is applied to the plate material, the plate material is difficult to move in the axial direction of the pipe.
[8]の発明では、軽量な接合構造体を提供できる。 In the invention of [8], a lightweight joint structure can be provided.
[9]の発明では、上記[1]の発明と同じ効果を奏する。 The invention [9] has the same effects as the invention [1].
[10]の発明では、上記[2]の発明と同じ効果を奏する。 The invention [10] has the same effect as the invention [2].
[11]の発明では、パイプの挿通孔内への挿通部分の角部の外側への膨出量が、該挿通部分の平坦壁部の外側への膨出量よりも大きいので、ねじり強度が更に一層向上する。 In the invention of [11], the amount of bulging outward of the corner portion of the insertion portion into the insertion hole of the pipe is larger than the amount of bulging outward of the flat wall portion of the insertion portion. Further improvement.
[12]の発明では、板材の座部とパイプの挿通孔内への挿通部分とが互いに重合した状態で外側に膨出しているか又は内側に窪んでいるので、板材の接合強度が更に向上する。 In the invention of [12], the joint strength of the plate material is further improved because the seat portion of the plate material and the insertion portion into the insertion hole of the pipe are bulged outwardly or recessed inward. .
[13]の発明では、パイプの挿通孔内への挿通部分の軸方向両側近傍部分の少なくとも一部が外側に局部的に膨出しているので、抜け強度が確実に向上する。 In the invention of [13], at least a part of the portion in the vicinity of both sides in the axial direction of the insertion portion into the insertion hole of the pipe locally bulges outward, so that the pull-out strength is reliably improved.
[14]の発明では、上記[1]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。 According to the invention [14], a joining apparatus suitably used in the joining method according to the invention [1] can be provided.
[15]の発明では、上記[2]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。 According to the invention [15], it is possible to provide a joining apparatus suitably used for the joining method according to the invention [2].
[16]の発明では、上記[4]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。 According to the invention [16], it is possible to provide a joining apparatus suitably used for the joining method according to the invention [4].
[17]の発明では、上記[5]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。 In the invention of [17], a joining apparatus suitably used in the joining method according to the invention of [5] can be provided.
[18]の発明では、上記[6]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。 According to the invention [18], a joining apparatus suitably used for the joining method according to the invention [6] can be provided.
[19]の発明では、上記[7]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。 In the invention [19], a joining apparatus suitably used in the joining method according to the invention [7] can be provided.
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。 Next, several embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1〜図12は、本発明の第1実施形態に係る接合方法及び接合装置を説明する図である。 FIGS. 1-12 is a figure explaining the joining method and joining apparatus which concern on 1st Embodiment of this invention.
図1〜図4において、(A1)は、本第1実施形態に係る接合方法により得られた接合構造体である。この接合構造体(A1)は、パイプ(1)と板材(5)が互いに接合されて構成されたものである。 1-4, (A1) is a joined structure obtained by the joining method according to the first embodiment. The joined structure (A1) is configured by joining a pipe (1) and a plate material (5) to each other.
パイプ(1)の断面形状は四角形状であり、パイプ(1)はその内部に軸方向に延びた断面四角形状の中空部(3)を有している。 The pipe (1) has a quadrangular cross section, and the pipe (1) has a hollow section (3) having a quadrangular cross section extending in the axial direction.
パイプ(1)は、軸方向に延びるとともに周方向に並んだ4個の平坦壁部(1a)(1a)(1a)(1a)と、互いに隣り合う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。 The pipe (1) includes four flat wall portions (1a) (1a) (1a) (1a) extending in the axial direction and arranged in the circumferential direction, and two flat wall portions (1a) (1a) adjacent to each other. ) Between the corners (1b). The cross-sectional shape of each corner (1b) is formed in an arc shape having a predetermined radius of curvature.
パイプ(1)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(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し、プラスチックであっても良い。また、パイプ(1)は、例えば押出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。 The pipe (1) is made of a material that can be elastically deformed and plastically deformed, for example, a metal, and more specifically, aluminum or an aluminum alloy. However, in the present invention, the material of the pipe (1) is not limited to aluminum or an aluminum alloy. In addition, for example, a metal such as iron, steel, copper, or the like may be used. May be. Moreover, the pipe (1) may be made of, for example, an extruded material, or may be manufactured by other methods.
板材(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ものである。この板材(5)は、平面視略四角形状のものであり、更に板材(5)の各辺から外側へ突出した4個の突片部(5a)(5a)(5a)(5a)を有している。各突片部(5a)の先端部には、ボルト挿通孔(5b)等の締結具挿通孔が設けられている。ただし本発明では、板材(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。 A board | plate material (5) is used as a flange attached to another member, for example. This plate member (5) has a substantially rectangular shape in plan view, and further has four projecting pieces (5a) (5a) (5a) (5a) protruding outward from each side of the plate member (5). is doing. A fastener insertion hole such as a bolt insertion hole (5b) is provided at the tip of each protruding piece (5a). However, in the present invention, the plate member (5) is not limited to being used as a flange, and may have, for example, a bracket or a stay, or may be used for other purposes. It may be a thing.
板材(5)の中央部には、パイプ(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)の断面形状は、パイプ(1)の断面形状に対応した形状であり、即ち四角形状である。ここで、上述したようにパイプ(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、板材(5)の挿通孔(6)の各角部の断面形状はパイプ(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。 An insertion hole (6) through which the pipe (1) is inserted is provided at the center of the plate material (5). The cross-sectional shape of the insertion hole (6) is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the pipe (1), that is, a quadrangular shape. Here, since the cross-sectional shape of each corner | angular part (1b) of a pipe (1) is formed in circular arc shape as mentioned above, the cross-sectional shape of each corner | angular part of the insertion hole (6) of a board | plate material (5) is Corresponding to the cross-sectional shape of each corner (1b) of the pipe (1), it is formed in an arc shape.
さらに、板材(5)の挿通孔(6)の周縁部には、挿通孔(6)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(8)がパイプ(1)の軸方向の片側に突出して一体形成されている。 Further, on the peripheral portion of the insertion hole (6) of the plate member (5), a seat portion (8) having a short rectangular tube shape (in detail, a short rectangular tube shape) is provided to surround the insertion hole (6). It is integrally formed so as to protrude to one side in the axial direction of 1).
この座部(8)は、板材(5)の挿通孔(6)の周縁部を、その全周に亘ってパイプ(1)の軸方向の片側に突出するように短角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(8)は板材(5)の挿通孔(6)の周縁部からパイプ(1)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(8)は、板材(5)の挿通孔(6)の周縁部の全周に沿って形成されており、また、この座部(8)の内側の中空部の断面形状は挿通孔(6)の断面形状と同じであり、即ち四角形状である。また、この座部(8)は、エキスパンド加工時にパイプ(1)の外周面に重合状態に配置されるものである。 This seat portion (8) is press-bended into a short tube shape so that the peripheral edge portion of the insertion hole (6) of the plate member (5) protrudes to one side in the axial direction of the pipe (1) over the entire circumference. It is formed by processing. That is, the seat portion (8) is formed to be bent so as to protrude from the peripheral portion of the insertion hole (6) of the plate member (5) to one side in the axial direction of the pipe (1). Accordingly, the seat (8) is formed along the entire circumference of the peripheral edge of the insertion hole (6) of the plate member (5), and the cross-sectional shape of the hollow portion inside the seat (8). Is the same as the cross-sectional shape of the insertion hole (6), that is, a quadrangular shape. Moreover, this seat part (8) is arrange | positioned in the superposition | polymerization state on the outer peripheral surface of a pipe (1) at the time of an expand process.
この座部(8)は、短四角筒状に形成されたものであるから、周方向に並んだ4個の平坦壁部(8a)(8a)(8a)(8a)と、互いに隣り合う2個の平坦壁部(8a)(8a)間に介在された角部(8b)とを有している。座部(8)の各角部(8b)の断面形状は、挿通孔(6)の角部と同様に、パイプ(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。 Since this seat part (8) is formed in the shape of a short square cylinder, four flat wall parts (8a) (8a) (8a) (8a) arranged in the circumferential direction are adjacent to each other. And a corner portion (8b) interposed between the flat wall portions (8a) and (8a). The cross-sectional shape of each corner portion (8b) of the seat portion (8) is an arc shape corresponding to the cross-sectional shape of each corner portion (1b) of the pipe (1), similarly to the corner portion of the insertion hole (6). Is formed.
板材(5)及びその座部(8)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、板材(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、プラスチックであっても良い。また、この板材(5)及びその座部(8)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。 The plate member (5) and its seat (8) are made of an elastically deformable material, for example, a metal, and more specifically, aluminum or an aluminum alloy. However, in the present invention, the material of the plate material (5) is not limited to aluminum or an aluminum alloy. In addition, for example, a metal such as iron, steel, copper, or the like may be used. May be. Moreover, although this board | plate material (5) and its seat part (8) are manufactured by press molding, in this invention, you may be manufactured by an extrusion process or die-casting other than that, for example. It may be manufactured by other methods.
パイプ(1)の長さは例えば50〜2000mmの範囲内である。パイプ(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。パイプ(1)の各角部(1b)の曲率半径は例えば5〜45mmの範囲内である。パイプ(1)の周壁部としての平坦壁部(1a)及び角部(1b)の肉厚は例えば0.5〜5mmの範囲内である。 The length of the pipe (1) is, for example, in the range of 50 to 2000 mm. The length of each side in the cross section of the pipe (1) is, for example, in the range of 20 to 100 mm. The curvature radius of each corner | angular part (1b) of a pipe (1) exists in the range of 5-45 mm, for example. The thickness of the flat wall portion (1a) and the corner portion (1b) as the peripheral wall portion of the pipe (1) is, for example, in the range of 0.5 to 5 mm.
ただし本発明では、パイプ(1)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。 However, in this invention, each dimension of a pipe (1) is not limited to being in said range, It sets variously according to a use purpose and a use.
板材(5)の各辺の長さは例えば30〜150mmの範囲内である。板材(5)及びその座部(8)の肉厚は例えば2〜5mmの範囲内である。座部(8)の突出長さ(即ち、座部(8)のパイプ(1)軸方向に沿う長さ)は例えば5〜20mmの範囲内である。板材(5)の挿通孔(6)の断面における各辺の長さは、パイプ(1)の断面における各辺の長さよりも例えば0.1〜1mm大きく設定されている。板材(5)の挿通孔(6)の各角部の曲率半径は例えば5.1〜47mmの範囲内である。 The length of each side of the plate material (5) is, for example, in the range of 30 to 150 mm. The thickness of the plate (5) and its seat (8) is in the range of 2 to 5 mm, for example. The protruding length of the seat portion (8) (that is, the length along the axial direction of the pipe (1) of the seat portion (8)) is, for example, in the range of 5 to 20 mm. The length of each side in the cross section of the insertion hole (6) of the plate member (5) is set to be, for example, 0.1 to 1 mm larger than the length of each side in the cross section of the pipe (1). The radius of curvature of each corner of the insertion hole (6) of the plate (5) is, for example, in the range of 5.1 to 47 mm.
ただし本発明では、板材(5)及びその座部(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。 However, in this invention, each dimension of a board | plate material (5) and its seat part (8) is not limited to being in said range, It is set variously according to a use purpose and a use. .
第1実施形態の接合構造体(A1)では、図1〜図4に示すように、パイプ(1)が板材(5)の挿通孔(6)内に挿通されるとともに、板材(5)の座部(8)がパイプ(1)の外周面に重合された状態で、パイプ(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)とからなるエキスパンド加工対象部(2)の一部が局部的にエキスパンド加工(拡管加工)されることで、パイプ(1)に板材(5)が接合されている。 In the joint structure (A1) of the first embodiment, as shown in FIGS. 1 to 4, the pipe (1) is inserted into the insertion hole (6) of the plate material (5) and the plate material (5) In a state where the seat portion (8) is superposed on the outer peripheral surface of the pipe (1), the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1) and its axially adjacent portions (2b) (2b) The plate material (5) is joined to the pipe (1) by partially expanding (expanding) a part of the expansion processing target portion (2) consisting of
この接合構造体(A1)において、エキスパンド加工されたパイプ(1)の部位について詳述すると次のとおりである。 In this joint structure (A1), the part of the expanded pipe (1) will be described in detail as follows.
パイプ(1)のエキスパンド加工対象部(2)のうち、パイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)の各角部(1b)と、該挿通部分(2a)の軸方向両側近傍部分(2b)(2b)の各角部(1b)とが局部的にエキスパンド加工されている(図1〜図3参照)。さらに、該挿通部分(2a)の各角部(1b)が局部的にエキスパンド加工されることにより、板材(5)の座部(8)の各角部(8b)が外側に押されて局部的に膨出している(図1及び図2参照)。これらの図において、(B)は、この接合構造体(A1)のパイプ(1)におけるエキスパンド加工により形成された膨出部(即ちエキスパンド加工部)である。一方、パイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)の各平坦壁部(1a)の幅方向中間部と、該挿通部分(2a)の軸方向両側近傍部分(2b)(2b)の各平坦壁部(1a)の幅方向中間部とは、いずもれエキスパンド加工されていない。したがって、この接合構造体(A1)では、パイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)の各角部(1b)の外側への膨出量(即ち、エキスパンド加工による膨出量、以下同じ。)は、該挿通部分(2a)の各平坦壁部(1a)(詳述すると、各平坦壁部(1a)の幅方向中間部)の外側への膨出量よりも大きくなっている。また、パイプ(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)の各角部(1b)の外側への膨出量は、該両近傍部分(2b)(2b)の各平坦壁部(1a)(詳述すると、各平坦壁部(1a)の幅方向中間部)の外側への膨出量よりも大きくなっている。 Of the expansion processing target part (2) of the pipe (1), each corner (1b) of the insertion part (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1) and the axis of the insertion part (2a) Each corner part (1b) of the direction both sides vicinity part (2b) (2b) is locally expanded (refer FIGS. 1-3). Furthermore, each corner | angular part (1b) of this insertion part (2a) is locally expanded, Each corner | angular part (8b) of the seat part (8) of a board | plate material (5) is pushed outside, and is locally Bulges (see FIGS. 1 and 2). In these drawings, (B) is a bulging portion (that is, an expanded portion) formed by expanding in the pipe (1) of the joined structure (A1). On the other hand, the width direction intermediate part of each flat wall part (1a) of the insertion part (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1), and the axially both sides vicinity part (2b) of this insertion part (2a) The flat wall portion (1a) of (2b) is not expanded in any way with the intermediate portion in the width direction. Therefore, in this joint structure (A1), the amount of bulging outward of each corner portion (1b) of the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1) (that is, expansion by expansion processing). The amount of protrusion (hereinafter the same) is more than the amount of bulging outward of each flat wall portion (1a) of the insertion portion (2a) (more specifically, the intermediate portion in the width direction of each flat wall portion (1a)). It is getting bigger. Further, the amount of bulging outward of each corner portion (1b) of the axially adjacent portions (2b) (2b) of the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1) is It is larger than the outward bulge amount of each flat wall portion (1a) (more specifically, the intermediate portion in the width direction of each flat wall portion (1a)) in the vicinity portion (2b) (2b).
また、この接合構造体(A1)では、パイプ(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)の各角部(1b)に形成された2個の膨出部(B)(B)間で板材(5)の座部(8)が挟まれた状態になっている。 Moreover, in this joining structure (A1), it forms in each corner | angular part (1b) of the axial direction both sides vicinity (2b) (2b) of the insertion part (2a) into the penetration hole (6) of a pipe (1). The seat portion (8) of the plate member (5) is sandwiched between the two bulged portions (B) and (B).
パイプ(1)に形成された膨出部(B)の最大高さは例えば1〜5mmの範囲内であり、膨出部(B)の幅は例えば5〜20mmの範囲内である。ただし本発明では、膨出部(B)の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。 The maximum height of the bulging part (B) formed in the pipe (1) is in the range of 1 to 5 mm, for example, and the width of the bulging part (B) is in the range of 5 to 20 mm, for example. However, in the present invention, the height and width of the bulging portion (B) are not limited to being within the above range.
次に、パイプ(1)と板材(5)を接合する、本発明の第1実施形態に係る接合装置(10)の構成について、以下に説明する。 Next, the structure of the joining apparatus (10) based on 1st Embodiment of this invention which joins a pipe (1) and a board | plate material (5) is demonstrated below.
図5〜図9に示すように、この接合装置(10)は、エキスパンド加工用ダイ(11)及びマンドレル(18)を備え、更に、規制部材(30)を備えている。 As shown in FIGS. 5 to 9, the joining apparatus (10) includes an expanding die (11) and a mandrel (18), and further includes a regulating member (30).
マンドレル(18)は、図8及び図9に示すように、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円錐状(詳述すると円錐台状)に形成されている。したがって、この楔部(19)の断面形状は円形状である。また、マンドレル(18)の基端部には、該マンドレル(18)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。 As shown in FIGS. 8 and 9, the mandrel (18) has a wedge part (19) made of, for example, tool steel or cemented carbide. The wedge portion (19) is formed in a tapered conical shape (in detail, a truncated cone shape) at the tip of the mandrel (18). Therefore, the cross-sectional shape of this wedge part (19) is circular. A drive source (not shown) for moving the mandrel (18) in the axial direction is connected to the base end of the mandrel (18). As this drive source, for example, a fluid pressure cylinder such as a hydraulic cylinder is used.
ダイ(11)は、図6〜図9に示すように、パイプ(1)の中空部(3)内に配置されるものであり、パイプ(1)のエキスパンド加工対象部(2)を外側へ押して膨出させるものである。ダイ(11)は例えば工具鋼や超硬合金製である。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。この楔孔部(14)はテーパ孔からなるもので、楔孔部(14)の断面形状は、マンドレル(18)の楔部(19)の断面形状に対応した形状であり、即ち円形状である。 As shown in FIGS. 6 to 9, the die (11) is disposed in the hollow portion (3) of the pipe (1), and the expanding target portion (2) of the pipe (1) is moved outward. Press to bulge. The die (11) is made of, for example, tool steel or cemented carbide. A wedge hole portion (14) corresponding to the wedge portion (19) of the mandrel (18) is provided in the central portion of the die (11) so as to penetrate in the axial direction of the die (11). The wedge hole portion (14) is a tapered hole, and the cross-sectional shape of the wedge hole portion (14) is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the wedge portion (19) of the mandrel (18), that is, a circular shape. is there.
さらに、図6に示すように、このダイ(11)は、楔孔部(14)を中心に周方向に均等に複数個に分割されている。詳述すると、このダイ(11)は、楔孔部(14)を中心にパイプ(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、パイプ(1)の角部(1b)(又は平坦壁部(1a))の数と同数であり、即ち4個である。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る。 Furthermore, as shown in FIG. 6, this die (11) is divided into a plurality of parts in the circumferential direction centered on the wedge hole (14). More specifically, the die (11) is divided at a position corresponding to the intermediate portion in the width direction of each flat wall portion (1a) of the pipe (1) with the wedge hole portion (14) as the center. The number of divisions of the die (11) is the same as the number of corners (1b) (or flat wall portions (1a)) of the pipe (1), that is, four. Therefore, this die (11) is constituted by combining four die segments (11a) (11a) (11a) (11a).
さらに、図6に示すように、このダイ(11)の外周面におけるパイプ(1)の各平坦壁部(1a)(詳述すると、各平坦壁部(1a)の幅方向中間部)に対応する部位には、ダイ(11)の軸方向に延びた断面コ字状(又はU字状)の凹条部(15)が設けられている。これにより、エキスパンド加工時にダイ(11)の各ダイセグメント(11a)の外周面がパイプ(1)の内周面に接触する面積が減少している。 Furthermore, as shown in FIG. 6, it corresponds to each flat wall portion (1a) of the pipe (1) on the outer peripheral surface of the die (11) (more specifically, the intermediate portion in the width direction of each flat wall portion (1a)). The portion to be provided is provided with a concave strip portion (15) having a U-shaped cross section (or U shape) extending in the axial direction of the die (11). Thereby, the area which the outer peripheral surface of each die segment (11a) of die | dye (11) contacts the inner peripheral surface of a pipe (1) at the time of an expanding process is reducing.
また、図8及び図9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個の断面円弧状の押圧凸部(12)が周方向に延びて設けられている。両押圧凸部(12)(12)は、パイプ(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)の少なくとも一部を外側に押圧して局部的に断面円弧状に膨出させるものである。ここで、本第1実施形態では、上述したように、ダイ(11)の外周面におけるパイプ(1)の各平坦壁部(1a)に対応する部位に凹条部(15)が設けられていることから、各押圧凸部(12)は、パイプ(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)の各角部(1b)を外側に局部的に膨出させるものである。一方、該両近傍部分(2b)(2b)の各平坦壁部(1a)はこの押圧凸部(12)により膨出されない。 Further, as shown in FIGS. 8 and 9, two axially protruding pressure projections (12) spaced apart from each other in the axial direction are provided in the circumferential direction in the axially intermediate portion of the outer peripheral surface of the die (11). It is extended. Both pressing projections (12) and (12) press outwardly at least a part of the portions (2b) and (2b) in the vicinity of both axial sides of the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1). Thus, the cross section is bulged locally in an arc shape. Here, in this 1st Embodiment, as mentioned above, the recessed strip part (15) is provided in the site | part corresponding to each flat wall part (1a) of the pipe (1) in the outer peripheral surface of die | dye (11). Therefore, the pressing protrusions (12) are connected to the corners (1b) of the adjacent portions (2b) (2b) in the axial direction on both sides of the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1). Is bulged locally on the outside. On the other hand, the flat wall portions (1a) of the both neighboring portions (2b) and (2b) are not bulged by the pressing convex portions (12).
押圧凸部(12)の突出高さは例えば1〜5mmの範囲内に設定されており、押圧凸部(12)の幅は例えば4〜10mmの範囲内に設定されている。ただし本発明では、押圧凸部(12)の突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。 The protruding height of the pressing convex portion (12) is set within a range of 1 to 5 mm, for example, and the width of the pressing convex portion (12) is set within a range of, for example, 4 to 10 mm. However, in this invention, the protrusion height and width | variety of a press convex part (12) are not limited to being in said range.
さらに、ダイ(11)の両押圧凸部(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、パイプ(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。ここで、本第1実施形態では、上述したように、ダイ(11)の外周面におけるパイプ(1)の各平坦壁部(1a)に対応する部位に凹条部(15)が設けられていることから、この部位(13)は、パイプ(1)の挿通部分(2a)の各角部(1b)を外側に局部的に膨出させるものである。一方、該挿通部分(2a)の各平坦壁部(1a)はこの部位(13)により膨出されないか殆ど膨出されない。 Furthermore, the diameter of the site | part (13) between both press convex parts (12) (12) of die | dye (11) is set larger than the diameter of the axial direction both ends of die | dye (11). This site | part (13) bulges locally the insertion part (2a) to the insertion hole (6) of a pipe (1) outside. Here, in this 1st Embodiment, as mentioned above, the recessed strip part (15) is provided in the site | part corresponding to each flat wall part (1a) of the pipe (1) in the outer peripheral surface of die | dye (11). Therefore, this part (13) bulges each corner | angular part (1b) of the insertion part (2a) of a pipe (1) locally outside. On the other hand, each flat wall portion (1a) of the insertion portion (2a) is not bulged or hardly bulged by this portion (13).
マンドレル(18)は、その楔部(19)をパイプ(1)の中空部(3)内に配置されたダイ(11)の楔孔部(14)内に差し込むことにより、ダイ(11)の各ダイセグメント(11a)をパイプ(1)の各角部(1b)に向かってパイプ(1)の半径方向外向きに移動させるものである。 The mandrel (18) is inserted into the wedge hole portion (14) of the die (11) disposed in the hollow portion (3) of the pipe (1) by inserting the wedge portion (19) of the die (11). Each die segment (11a) is moved radially outward of the pipe (1) toward each corner (1b) of the pipe (1).
なお本発明では、マンドレル(18)の楔部(19)の断面形状及びダイ(11)の楔孔部(14)の断面形状は、それぞれ、本実施形態で示したように円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、四角形状等の多角形状であっても良いし、パイプ(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。 In the present invention, the cross-sectional shape of the wedge portion (19) of the mandrel (18) and the cross-sectional shape of the wedge hole portion (14) of the die (11) are each circular as shown in this embodiment. In addition, for example, it may be a polygonal shape such as a square shape, or may be a shape similar to the cross-sectional shape of the pipe (1) or the hollow portion (3) thereof.
規制部材(30)は、図5及び図6に示すように、板材(5)の座部(8)の外側に該座部(8)を全周に亘って包囲するように配置され、エキスパンド加工時に板材(5)の座部(8)の外側への膨出量を座部(8)の全周に亘って所定量に規制するものである。 As shown in FIGS. 5 and 6, the regulating member (30) is disposed outside the seat portion (8) of the plate member (5) so as to surround the seat portion (8) over the entire circumference. The amount of swelling of the plate (5) to the outside of the seat (8) during processing is restricted to a predetermined amount over the entire circumference of the seat (8).
この規制部材(30)は、環状であり、その内側に板材(5)の座部(8)が配置されるものである。また、この規制部材(30)は周方向に複数個に分割されている。(31)は、規制部材(30)の分割部である。本第1実施形態では、規制部材(30)の分割数は4個である。そして、この規制部材(30)は、エキスパンド加工時に、その内側に板材(5)の座部(8)が配置されるように4個の規制部材セグメント(30a)を互いに組み合わせて一体化することにより、座部(8)の外側への膨出量を規制する位置に配置されるものである。4個の規制部材セグメント(30a)を一体化する手段としては、ボルトによる締結、プレスによる締結等が用いられる。 The regulating member (30) is annular, and the seat (8) of the plate material (5) is disposed inside thereof. The restricting member (30) is divided into a plurality of parts in the circumferential direction. (31) is a dividing part of the regulating member (30). In the first embodiment, the number of divisions of the regulating member (30) is four. And when this restricting member (30) is expanded, the four restricting member segments (30a) are combined and integrated so that the seat portion (8) of the plate member (5) is disposed inside thereof. Thus, it is arranged at a position that regulates the amount of bulging outward of the seat portion (8). As means for integrating the four regulating member segments (30a), fastening with bolts, fastening with a press, or the like is used.
なお本発明では、規制部材(30)の分割数は4個であることに限定されるものではなく、その他に、例えば2個、3個又は5個以上以上であっても良い。あるいは、規制部材(30)は分割されていないものであっても良い。 In the present invention, the number of divisions of the regulating member (30) is not limited to four, and may be two, three, five or more, for example. Alternatively, the regulating member (30) may be not divided.
規制部材(30)は、エキスパンド加工時に規制部材(30)に荷重が加わった場合に規制部材(30)が変形しないような強度を有しており、例えば工具鋼製である。 The regulating member (30) has such strength that the regulating member (30) does not deform when a load is applied to the regulating member (30) during the expansion process, and is made of, for example, tool steel.
規制部材(30)の厚さ(即ち、規制部材(30)のパイプ(1)軸方向に沿う長さ)は、板材(5)の座部(8)の突出長さに対して例えば0.8〜1.2倍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)の厚さは上記の範囲内であることに限定されるものではない。 The thickness of the restricting member (30) (that is, the length along the pipe (1) axial direction of the restricting member (30)) is, for example, 0. 0 relative to the protruding length of the seat (8) of the plate member (5). It is set within the range of 8 to 1.2 times. However, in the present invention, the thickness of the regulating member (30) is not limited to being within the above range.
図7に示すように、この規制部材(30)は、板材(5)の座部(8)の外側に配置された状態において、規制部材(30)と座部(8)の各角部(8b)との間の隙間(クリアランス)(C2)が、規制部材(30)と座部(8)の各平坦壁部(8a)との間の隙間(C1)よりも大きくなるように設定されている(即ち、C2>C1)。 As shown in FIG. 7, in the state arrange | positioned on the outer side of the seat part (8) of a board | plate material (5), this regulation member (30) is each corner | angular part (30) of a regulation member (30) and a seat part (8) ( 8b) is set to be larger than the gap (C1) between the regulating member (30) and each flat wall portion (8a) of the seat (8). (Ie, C2> C1).
規制部材(30)と座部(8)の各角部(8b)との間の隙間(C2)は、例えば1.1〜5mmの範囲内に設定される。一方、規制部材(30)と座部(8)の各平坦壁部(8a)との間の隙間(C1)は、例えば0.1〜1mmの範囲内に設定される。ただし本発明では、各隙間(C1)(C2)は上記の範囲内であることに限定されるものではない。 The clearance (C2) between the regulating member (30) and each corner (8b) of the seat (8) is set, for example, within a range of 1.1 to 5 mm. On the other hand, the gap (C1) between the regulating member (30) and each flat wall portion (8a) of the seat portion (8) is set within a range of 0.1 to 1 mm, for example. However, in this invention, each clearance gap (C1) (C2) is not limited to being in said range.
次に、この接合装置(10)を用いたパイプ(1)と板材(5)の接合方法について以下に説明する。 Next, a method for joining the pipe (1) and the plate material (5) using the joining device (10) will be described below.
まず、図5〜図9に示すように、パイプ(1)を板材(5)の挿通孔(6)内に遊挿状態に挿通するとともに、板材(5)の座部(8)をパイプ(1)の外周面に重合状態に配置する。また、規制部材(30)の内側に板材(5)の座部(8)が配置されるように、4個の規制部材セグメント(30a)を互いに組み合わせて一体化することにより、規制部材(30)を板材(5)の座部(8)の外側に、該座部(8)を全周に亘って包囲するように配置する。このように規制部材(30)を配置することにより、座部(8)の外側への膨出量が該座部(8)の全周に亘って所定量に規制される。すなわち、図7に示すように、規制部材(30)と座部(8)の各角部(8b)との間の隙間(C2)は、規制部材(30)と座部(8)の各平坦壁部(8a)との間の隙間(C1)よりも大きくなるように設定される(即ち、C2>C1)。 First, as shown in FIGS. 5 to 9, the pipe (1) is inserted into the insertion hole (6) of the plate member (5) in a loosely inserted state, and the seat (8) of the plate member (5) is connected to the pipe ( It arrange | positions in the superposition | polymerization state on the outer peripheral surface of 1). Further, the four restricting member segments (30a) are combined and integrated with each other so that the seat (8) of the plate member (5) is disposed inside the restricting member (30). ) Is disposed outside the seat (8) of the plate (5) so as to surround the seat (8) over the entire circumference. By disposing the regulating member (30) in this way, the amount of bulging outward of the seat (8) is regulated to a predetermined amount over the entire circumference of the seat (8). That is, as shown in FIG. 7, the gap (C2) between the restricting member (30) and each corner (8b) of the seat (8) is different between the restricting member (30) and the seat (8). It is set to be larger than the gap (C1) between the flat wall portion (8a) (that is, C2> C1).
さらに、パイプ(1)の中空部(3)内における板材(5)に対応する位置に、ダイ(11)を配置する。 Further, the die (11) is arranged at a position corresponding to the plate material (5) in the hollow portion (3) of the pipe (1).
次いで、図8及び図9に示すように、マンドレル(18)をパイプ(1)の中空部(3)内において該パイプ(1)の軸方向と平行に配置した状態で、マンドレル(18)の楔部(19)をマンドレル(18)の軸方向に移動させることより、楔部(19)をダイ(11)の楔孔部(14)内に差し込む。これにより、図10〜図12に示すように、ダイ(11)の各ダイセグメント(11a)をパイプ(1)の各角部(1b)に向かってパイプ(1)の半径方向外向きに移動させ、パイプ(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)からなるエキスパンド加工対象部(2)の一部をエキスパンド加工(拡管加工)する。 Next, as shown in FIGS. 8 and 9, the mandrel (18) is disposed in the hollow portion (3) of the pipe (1) in parallel with the axial direction of the pipe (1). By moving the wedge portion (19) in the axial direction of the mandrel (18), the wedge portion (19) is inserted into the wedge hole portion (14) of the die (11). Thereby, as shown in FIGS. 10 to 12, each die segment (11a) of the die (11) is moved outward in the radial direction of the pipe (1) toward each corner (1b) of the pipe (1). Expansion processing (expanding) a part of the expanded portion (2) consisting of the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1) and the axially adjacent sides (2b) (2b). Processing).
このエキスパンド加工によって、パイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)の各平坦壁部(1a)及び各角部(1b)のうち特に各角部(1b)と、該挿通部分(2a)の軸方向両側近傍部分(2b)(2b)の各平坦壁部(1a)及び各角部(1b)のうち特に各角部(1b)とが、外側に局部的に膨出するように各ダイセグメント(11a)(詳述すると両押圧凸部(12)(12)等)によって押されて塑性変形される。さらに、このようにパイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)が外側に膨出することにより板材(5)の座部(8)が外側に押され、これにより、該座部(8)の各平坦壁部(8a)及び各角部(8b)のうち特に各角部(8b)が外側に膨出するように弾性変形される。このように座部(8)が弾性変形されることに伴い、座部(8)に弾性復元力が蓄積される。そして、座部(8)が弾性域内で外側へ膨出していく途中で、該座部(8)の各平坦壁部(8a)及び各角部(8b)が規制部材(30)に衝合することにより、座部(8)の各平坦壁部(8a)及び各角部(8b)の膨出がそれぞれ止められ、これにより座部(8)の各平坦壁部(8a)及び各角部(8b)の外側への膨出量が規制される。したがって、座部(8)の各平坦壁部(8a)及び各角部(8b)はともに弾性域内で外側へ膨出する。 By this expanding process, among each flat wall portion (1a) and each corner portion (1b) of the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1), particularly each corner portion (1b), Of the flat wall portions (1a) and corner portions (1b) of the adjacent portions (2b) and (2b) in the axial direction both sides of the insertion portion (2a), particularly the corner portions (1b) are locally expanded outward. Each die segment (11a) (more specifically, both pressing projections (12), (12), etc.) is pushed and plastically deformed so as to come out. Furthermore, the seat portion (8) of the plate member (5) is pushed outward by the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1) thus bulging outward. Among the flat wall portions (8a) and the corner portions (8b) of the seat portion (8), the corner portions (8b) are elastically deformed so that the corner portions (8b) bulge outward. As the seat portion (8) is elastically deformed in this way, an elastic restoring force is accumulated in the seat portion (8). And while the seat part (8) bulges outside in the elastic region, each flat wall part (8a) and each corner part (8b) of the seat part (8) collide with the regulating member (30). By doing so, the bulging of each flat wall portion (8a) and each corner portion (8b) of the seat portion (8) is stopped, respectively, thereby each flat wall portion (8a) and each corner of the seat portion (8). The amount of swelling to the outside of the portion (8b) is restricted. Therefore, each flat wall part (8a) and each corner | angular part (8b) of a seat part (8) bulge outside in an elastic region.
次いで、マンドレル(18)の楔部(19)をダイ(11)の楔孔部(14)から抜出する。すると、板材(5)の座部(8)に蓄積された弾性復元力(スプリングバック力)により、座部(8)がパイプ(1)の外周面に、パイプ(1)に対して外嵌状態に圧接固定される。これにより、板材(5)がパイプ(1)(詳述するとパイプ(1)の外周面)に接合される。 Next, the wedge part (19) of the mandrel (18) is extracted from the wedge hole part (14) of the die (11). Then, due to the elastic restoring force (spring back force) accumulated in the seat portion (8) of the plate member (5), the seat portion (8) is externally fitted to the pipe (1) on the outer peripheral surface of the pipe (1). It is pressure-fixed to the state. Thereby, the plate member (5) is joined to the pipe (1) (specifically, the outer peripheral surface of the pipe (1)).
次いで、規制部材(30)を取り外すことにより、図1に示した所望する接合構造体(A1)が得られる。 Next, the desired joining structure (A1) shown in FIG. 1 is obtained by removing the regulating member (30).
而して、本第1実施形態の接合方法は次の利点がある。 Thus, the bonding method of the first embodiment has the following advantages.
板材(5)の挿通孔(6)の周縁部に、短角筒状の座部(8)がパイプ(1)の軸方向の片側に突出して一体に設けられているので、板材(5)の座部(8)をパイプ(1)の外周面に重合状態に配置することにより、板材(5)とパイプ(1)との接触面積が増加する。これにより、板材(5)の接合強度を増大できる。 A short cylindrical tube seat (8) protrudes from one side in the axial direction of the pipe (1) and is provided integrally with the peripheral edge of the insertion hole (6) of the plate (5). By arranging the seat portion (8) in a superposed state on the outer peripheral surface of the pipe (1), the contact area between the plate material (5) and the pipe (1) is increased. Thereby, the joining strength of a board | plate material (5) can be increased.
さらに、板材(5)の座部(8)の外側に配置された規制部材(30)により座部(8)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うので、板材(5)の肉厚を厚く設定する必要がなく、すなわち、板材(5)の剛性をパイプ(1)の剛性よりも必ずしも高くすることを要しない。そのため、接合構造体(A1)の軽量化を図ることができる。 Further, since the expanding process is performed in a state where the amount of bulging to the outside of the seat portion (8) is regulated by the regulating member (30) arranged outside the seat portion (8) of the plate material (5), the plate material ( It is not necessary to set the thickness of 5) to be thick, that is, it is not necessary to make the rigidity of the plate (5) higher than the rigidity of the pipe (1). Therefore, it is possible to reduce the weight of the bonded structure (A1).
さらに、パイプ(1)の断面形状は四角形状であり、板材(5)の挿通孔(6)の断面形状はパイプ(1)の断面形状に対応した形状(即ち四角形状)であるから、パイプ(1)が板材(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、もし仮に板材(5)にパイプ(1)の周方向の荷重が加わった場合であっても、板材(5)はパイプ(1)の周方向にずれ動き難くなる。 Furthermore, the cross-sectional shape of the pipe (1) is a square shape, and the cross-sectional shape of the insertion hole (6) of the plate member (5) is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the pipe (1) (that is, a square shape). In a state where (1) is inserted into the insertion hole (6) of the plate (5), the torsional strength is improved. Therefore, even if the circumferential load of the pipe (1) is applied to the plate (5), the plate (5) is difficult to move in the circumferential direction of the pipe (1).
さらに、パイプ(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、板材(5)にパイプ(1)の周方向の荷重が加わった場合において、パイプ(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。 Furthermore, since the cross-sectional shape of each corner | angular part (1b) of a pipe (1) is formed in circular arc shape, when the load of the circumferential direction of a pipe (1) is added to the board | plate material (5), a pipe (1) It is possible to reliably prevent stress from concentrating on each corner (1b). Therefore, strength reliability is improved.
さらに、ダイ(11)の各ダイセグメント(11a)をパイプ(1)の各角部(1b)に向かってパイプ(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、パイプ(1)の各角部(1b)が各平坦壁部(1a)よりも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。 Further, since each die segment (11a) of the die (11) is moved radially outward of the pipe (1) toward each corner (1b) of the pipe (1), the expanding process is performed. Each corner (1b) of (1) is expanded more intensively than each flat wall (1a) and bulges outward greatly. Therefore, the torsional strength is further improved.
さらに、板材(5)の座部(8)の外側に、規制部材(30)を、規制部材(30)と座部(8)の各角部(8b)との間の隙間(C1)が規制部材(30)と座部(8)の各平坦壁部(8a)との間の隙間(C2)よりも大きくなるように配置し、この状態で、エキスパンド加工を行うので、パイプ(1)の各角部(1b)を各平坦壁部(1a)よりも確実に大きく膨出できる。そのため、ねじり強度が更に一層向上する。また、こうして得られた接合構造体(A2)では、パイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)の各角部(1b)の外側への膨出量が、該挿通部分(2a)の各平坦壁部(1a)の外側への膨出量よりも大きいので、ねじり強度が更に一層向上する。 Furthermore, on the outside of the seat (8) of the plate member (5), there is a restriction member (30), and a gap (C1) between the restriction member (30) and each corner (8b) of the seat (8). Since it arrange | positions so that it may become larger than the clearance gap (C2) between each flat wall part (8a) of a control member (30) and a seat part (8), and an expand process is performed in this state, pipe (1) Each of the corner portions (1b) can surely bulge larger than the respective flat wall portions (1a). Therefore, the torsional strength is further improved. Further, in the joined structure (A2) thus obtained, the amount of bulging outward of each corner (1b) of the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1) is the insertion amount. Since it is larger than the bulging amount of each portion (2a) to the outside of each flat wall portion (1a), the torsional strength is further improved.
さらに、ダイ(11)の外周面におけるパイプ(1)の各平坦壁部(1a)に対応する部位に、ダイ(11)の軸方向に延びた凹条部(15)が設けられているので、ダイ(11)の各ダイセグメント(11a)の外周面がパイプ(1)の内周面に接触する面積を減少できる。そのため、エキスパンド加工時にダイセグメント(11a)の外周面とパイプ(1)の内周面との間の摩擦力を低減できる。その結果、パイプ(1)の各角部(1b)を各平坦壁部(1a)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。 Furthermore, since the concave part (15) extended in the axial direction of die | dye (11) is provided in the site | part corresponding to each flat wall part (1a) of the pipe (1) in the outer peripheral surface of die | dye (11). The area where the outer peripheral surface of each die segment (11a) of the die (11) contacts the inner peripheral surface of the pipe (1) can be reduced. Therefore, the frictional force between the outer peripheral surface of the die segment (11a) and the inner peripheral surface of the pipe (1) can be reduced during the expanding process. As a result, each corner (1b) of the pipe (1) can be swelled more reliably than each flat wall (1a), and the force required for the expanding process can be reduced.
さらに、ダイ(11)の外周面に、パイプ(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)の一部(即ち各角部(1b))を外側に局部的に膨出させる2個の押圧凸部(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、パイプ(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)の一部(即ち各角部(1b))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、もし仮に板材(5)にパイプ(1)の軸方向の荷重が加わった場合であっても、板材(5)はパイプ(1)の軸方向にずれ動き難くなる。 Further, on the outer peripheral surface of the die (11), a part of the portions (2b) and (2b) in the vicinity of both axial sides of the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1) (that is, each corner portion ( 1b)) is provided with two pressing projections (12) and (12) that locally bulge outward, so that the pipe (1) can be expanded by performing an expanding process using this die (11). A portion of each of the adjacent portions (2b) and (2b) in the axial direction of the insertion portion (2a) into the insertion hole (6a) (that is, each corner portion (1b)) bulges locally and reliably. . Therefore, the pull-out strength is reliably improved. Therefore, even if a load in the axial direction of the pipe (1) is applied to the plate material (5), the plate material (5) is difficult to move in the axial direction of the pipe (1).
図13〜図20は、本発明の第2実施形態に係る接合方法及び接合装置を説明する図である。本第2実施形態の接合方法及び接合装置について、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。 13-20 is a figure explaining the joining method and joining apparatus which concern on 2nd Embodiment of this invention. The joining method and joining apparatus according to the second embodiment will be described below with a focus on differences from the first embodiment.
図13に示すように、本第2実施形態の接合構造体(A2)では、パイプ(1)が板材(5)の挿通孔(6)内に挿通されるとともに、板材(5)の座部(8)がパイプ(1)の外周面に重合された状態で、パイプ(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)とからなるエキスパンド加工対象部(2)の全体が局部的にエキスパンド加工されることで、パイプ(1)に板材(5)が接合されている。すなわち、パイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)の周方向の全体と、該挿通部分(2a)の軸方向両側近傍部分(2b)(2b)の周方向の全体とが局部的にエキスパンド加工されている(図18〜図20参照)。 As shown in FIG. 13, in the joint structure (A2) of the second embodiment, the pipe (1) is inserted into the insertion hole (6) of the plate (5) and the seat of the plate (5). In a state where (8) is superposed on the outer peripheral surface of the pipe (1), the insertion part (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1) and its axially both side neighboring parts (2b) (2b) The expansion processing target part (2) made of is locally expanded, so that the plate (5) is joined to the pipe (1). That is, the entire circumferential direction of the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1) and the entire circumferential direction of the axially opposite side portions (2b) (2b) of the insertion portion (2a). Are locally expanded (see FIGS. 18 to 20).
また、この接合構造体(A2)では、パイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)の各角部(1b)の外側への膨出量は、該挿通部分(2a)の各平坦壁部(1a)の外側への膨出量と同じである。 Moreover, in this joining structure (A2), the amount of bulging to the outside of each corner (1b) of the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1) is the insertion portion (2a). ) Of the flat wall portion (1a) to the outside.
次に、第2実施形態に係る接合装置の構成について、上記第1実施形態の接合装置とは異なる点を中心に以下に説明する。 Next, the configuration of the bonding apparatus according to the second embodiment will be described below with a focus on differences from the bonding apparatus according to the first embodiment.
この接合装置(10)では、図15に示すように、エキスパンド加工用ダイ(11)の外周面におけるパイプ(1)の各平坦壁部(1a)の幅方向中間部に対応する部位には、該ダイ(11)の軸方向に延びた凹条部(図6参照、15)は設けられていない。 In this joining apparatus (10), as shown in FIG. 15, in the part corresponding to the width direction middle part of each flat wall part (1a) of the pipe (1) on the outer peripheral surface of the expanding die (11), The concave portion (see FIG. 6, 15) extending in the axial direction of the die (11) is not provided.
また、図15〜図17に示すように、規制部材(30)は、板材(5)の座部(8)の外側に配置された状態において、規制部材(30)と座部(8)の各角部(8b)との間の隙間(C2)が規制部材(30)と座部(8)の各平坦壁部(8a)との間の隙間(C1)と同じになるように設定されている(即ち、C2=C1)。この隙間(C1)(C2)は例えば0.1〜1mmの範囲内に設定される。ただし本発明では、この隙間(C1)(C2)は上記の範囲内であることに限定されるものではない。また、規制部材(30)の分割数は2個である。 Moreover, as shown in FIGS. 15-17, in the state arrange | positioned on the outer side of the seat part (8) of a board | plate material (5), the regulation member (30) of a regulation member (30) and a seat part (8). The gap (C2) between each corner (8b) is set to be the same as the gap (C1) between the regulating member (30) and each flat wall (8a) of the seat (8). (Ie, C2 = C1). The gaps (C1) and (C2) are set within a range of 0.1 to 1 mm, for example. However, in the present invention, the gaps (C1) and (C2) are not limited to being within the above range. Moreover, the division | segmentation number of a control member (30) is two pieces.
なお本発明では、規制部材(30)と座部(8)の各角部(8b)との間の隙間(C2)は、上記第1実施形態と同様に、規制部材(30)と座部(8)の各平坦壁部(8a)との間の隙間(C1)よりも大きくなるように設定されていても良い(即ち、C2>C1)。 In the present invention, the gap (C2) between the regulating member (30) and each corner (8b) of the seat (8) is the same as in the first embodiment described above. It may be set to be larger than the gap (C1) between each flat wall portion (8a) in (8) (that is, C2> C1).
次に、この接合装置(10)を用いたパイプ(1)と板材(5)と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。 Next, a method of joining the pipe (1) and the plate material (5) using the joining device (10) will be described below with a focus on differences from the joining method of the first embodiment.
この接合方法では、図18〜図20に示すように、エキスパンド加工によって、パイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)の周方向の全体と該挿通部分(2a)の軸方向両側近傍部分(2b)(2b)の周方向の全体とが、外側に局部的に膨出するようにダイ(11)の各ダイセグメント(11a)によって押されて塑性変形される。さらに、このようにパイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)が外側に膨出することにより板材(5)の座部(8)が外側へ押され、これにより、該座部(8)が外側に膨出するように弾性変形される。このように座部(8)が弾性変形されることに伴い、座部(8)に弾性復元力が蓄積される。そして、座部(8)が弾性域内で外側へ膨出していく途中で、該座部(8)が規制部材(30)に衝合することにより、座部(8)の膨出が止められ、これにより座部(8)の外側への膨出量が規制される。したがって、座部(8)は弾性域内で外側へ膨出する。 In this joining method, as shown in FIGS. 18 to 20, the entire circumferential direction of the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1) and the insertion portion (2a) are expanded by expanding. The axially adjacent portions (2b) and (2b) in the circumferential direction are pushed and plastically deformed by the die segments (11a) of the die (11) so as to locally bulge outward. Furthermore, the seat portion (8) of the plate member (5) is pushed outward by the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1) thus bulging outward. The seat (8) is elastically deformed so as to bulge outward. As the seat portion (8) is elastically deformed in this way, an elastic restoring force is accumulated in the seat portion (8). And while the seat part (8) bulges outside in the elastic region, the seat part (8) abuts against the regulating member (30), so that the bulge of the seat part (8) is stopped. This restricts the amount of bulging outward of the seat (8). Therefore, the seat (8) bulges outward in the elastic region.
次いで、マンドレル(18)の楔部(19)をダイ(11)の楔孔部(14)内から抜出する。すると、板材(5)の座部(8)に蓄積された弾性復元力(スプリングバック力)により座部(8)がパイプ(1)の外周面に、パイプ(1)に対して外嵌状態に圧接固定される。これにより、板材(5)がパイプ(1)(詳述するとパイプ(1)の外周面)に接合される。 Next, the wedge part (19) of the mandrel (18) is extracted from the wedge hole part (14) of the die (11). Then, the seat (8) is externally fitted to the pipe (1) on the outer peripheral surface of the pipe (1) by the elastic restoring force (spring back force) accumulated in the seat (8) of the plate member (5). It is fixed by pressure. Thereby, the plate member (5) is joined to the pipe (1) (specifically, the outer peripheral surface of the pipe (1)).
次いで、規制部材(30)を取り外すことにより、図13に示した所望する接合構造体(A2)が得られる。 Next, the desired joined structure (A2) shown in FIG. 13 is obtained by removing the regulating member (30).
図21〜図26は、本発明の第3実施形態に係る接合方法及び接合装置を説明する図である。本第3実施形態の接合方法及び接合装置について、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。 FIGS. 21 to 26 are views for explaining a bonding method and a bonding apparatus according to the third embodiment of the present invention. The joining method and joining apparatus according to the third embodiment will be described below with a focus on differences from the first embodiment.
図21に示すように、本第3実施形態の接合構造体(A3)では、パイプ(1)の断面形状は円形状である。板材(5)の挿通孔(6)の断面形状は、パイプ(1)の断面形状に対応した形状であり、即ち円形状である。また、板材(5)の挿通孔(6)の周縁部には、短円筒状の座部(8)がパイプ(1)の軸方向の片側に突出して一体に設けられている。 As shown in FIG. 21, in the joint structure (A3) of the third embodiment, the cross-sectional shape of the pipe (1) is circular. The cross-sectional shape of the insertion hole (6) of the plate member (5) is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the pipe (1), that is, a circular shape. In addition, a short cylindrical seat portion (8) is provided integrally with the peripheral portion of the insertion hole (6) of the plate member (5) so as to protrude to one side in the axial direction of the pipe (1).
この接合構造体(A3)では、パイプ(1)が板材(5)の挿通孔(6)内に挿通されるとともに、板材(5)の座部(8)がパイプ(1)の外周面に重合された状態で、パイプ(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部(2b)(2b)とからなるエキスパンド加工対象部(2)の全体が局部的にエキスパンド加工されることで、パイプ(1)に板材(5)が接合されている。すなわち、パイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)の周方向の全体と、該挿通部分(2a)の軸方向両側近傍部分(2b)(2b)の周方向の全体とが局部的にエキスパンド加工されている。 In this joined structure (A3), the pipe (1) is inserted into the insertion hole (6) of the plate (5), and the seat (8) of the plate (5) is formed on the outer peripheral surface of the pipe (1). Expanded processing target part (2) consisting of insertion part (2a) into insertion hole (6) of pipe (1) and its axially neighboring parts (2b) and (2b) in a superposed state Is locally expanded, so that the plate (5) is joined to the pipe (1). That is, the entire circumferential direction of the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1) and the entire circumferential direction of the axially opposite side portions (2b) (2b) of the insertion portion (2a). And are locally expanded.
次に、第2実施形態に係る接合装置の構成について、上記第1実施形態の接合装置とは異なる点を中心に以下に説明する。 Next, the configuration of the bonding apparatus according to the second embodiment will be described below with a focus on differences from the bonding apparatus according to the first embodiment.
この接合装置(10)では、図23に示すように、エキスパンド加工用ダイ(11)の断面形状は、パイプ(1)の中空部(3)の断面形状と同じ形状であり、即ち円形状である。また、ダイ(11)は、楔孔部(14)を中心に周方向に均等に8個に分割されている。したがって、このダイ(11)は、8個のダイセグメント(11a)が互いに組み合わされて構成されたものである。また、ダイ(11)の外周面には、該ダイ(11)の軸方向に延びた凹条部(図6参照、15)は設けられていない。 In this joining apparatus (10), as shown in FIG. 23, the cross-sectional shape of the expanding die (11) is the same as the cross-sectional shape of the hollow portion (3) of the pipe (1), that is, in a circular shape. is there. The die (11) is equally divided into eight in the circumferential direction around the wedge hole (14). Therefore, this die (11) is constituted by combining eight die segments (11a) with each other. Further, the outer peripheral surface of the die (11) is not provided with a concave strip (see FIG. 6, 15) extending in the axial direction of the die (11).
また、図23及び図24に示すように、規制部材(30)は、板材(5)の座部(8)の外側に配置された状態において、規制部材(30)と座部(8)との間の隙間(C)が全周に亘って一定になるように設定されている。この隙間(C)は例えば0.1〜1mmの範囲内に設定される。ただし本発明では、この隙間(C)は上記の範囲内であることに限定されるものではない。 Further, as shown in FIGS. 23 and 24, the regulating member (30) is disposed outside the seat (8) of the plate member (5), and the regulating member (30) and the seat (8) Is set to be constant over the entire circumference. This gap (C) is set within a range of 0.1 to 1 mm, for example. However, in the present invention, the gap (C) is not limited to being within the above range.
次に、この接合装置(10)を用いたパイプ(1)と板材(5)と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。 Next, a method of joining the pipe (1) and the plate material (5) using the joining device (10) will be described below with a focus on differences from the joining method of the first embodiment.
この接合方法では、図25及び図26に示すように、エキスパンド加工によって、パイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)の周方向の全体と該挿通部分(2a)の軸方向両側近傍部分(2b)(2b)の周方向の全体とが、外側に局部的に膨出するようにダイ(11)の各ダイセグメント(11a)によって押されて塑性変形される。さらに、このようにパイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)が外側に膨出することにより板材(5)の座部(8)が外側へ押され、これにより、該座部(8)が外側に膨出するように弾性変形される。このように座部(8)が弾性変形されることに伴い、座部(8)に弾性復元力が蓄積される。そして、座部(8)が弾性域内で外側へ膨出していく途中で、該座部(8)が規制部材(30)に衝合することにより、座部(8)の膨出が止められ、これにより座部(8)の外側への膨出量が規制される。したがって、座部(8)は弾性域内で外側へ膨出する。 In this joining method, as shown in FIG. 25 and FIG. 26, the entire circumferential direction of the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1) and the insertion portion (2a) are expanded by expanding. The axially adjacent portions (2b) and (2b) in the circumferential direction are pushed and plastically deformed by the die segments (11a) of the die (11) so as to locally bulge outward. Furthermore, the seat portion (8) of the plate member (5) is pushed outward by the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1) thus bulging outward. The seat (8) is elastically deformed so as to bulge outward. As the seat portion (8) is elastically deformed in this way, an elastic restoring force is accumulated in the seat portion (8). And while the seat part (8) bulges outside in the elastic region, the seat part (8) abuts against the regulating member (30), so that the bulge of the seat part (8) is stopped. This restricts the amount of bulging outward of the seat (8). Therefore, the seat (8) bulges outward in the elastic region.
次いで、マンドレル(18)の楔部(19)をダイ(11)の楔孔部(14)内から抜出する。すると、板材(5)の座部(8)に蓄積された弾性復元力(スプリングバック力)により座部(8)がパイプ(1)の外周面に、パイプ(1)に対して外嵌状態に圧接固定される。これにより、板材(5)がパイプ(1)に接合される。 Next, the wedge part (19) of the mandrel (18) is extracted from the wedge hole part (14) of the die (11). Then, the seat (8) is externally fitted to the pipe (1) on the outer peripheral surface of the pipe (1) by the elastic restoring force (spring back force) accumulated in the seat (8) of the plate member (5). It is fixed by pressure. Thereby, a board | plate material (5) is joined to a pipe (1).
次いで、規制部材(30)を取り外すことにより、図21に示した所望する接合構造体(A3)が得られる。 Next, the desired joined structure (A3) shown in FIG. 21 is obtained by removing the regulating member (30).
図27は、本発明の第4実施形態に係る接合方法及び接合装置を説明する図である。本第4実施形態の接合方法及び接合装置について、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。 FIG. 27 is a view for explaining a bonding method and a bonding apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. The joining method and joining apparatus according to the fourth embodiment will be described below with a focus on differences from the first embodiment.
同図に示すように、この接合装置(10)は、上記第1実施形態の接合装置の構成要素(即ち、ダイ(11)、マンドレル(18)、規制部材(30)等)の他に、エキスパンド加工時に生じることのある板材(5)の曲がりを防止する屈曲防止部材(35)を備えている。この屈曲防止部材(35)は、エキスパンド加工時に規制部材(30)と屈曲防止部材(35)とで板材(5)をその厚さ方向両側から挟むことにより、板材(5)の曲がりを防止するものである。 As shown in the figure, the joining device (10) includes the components of the joining device of the first embodiment (that is, the die (11), the mandrel (18), the regulating member (30), etc.), An anti-bending member (35) for preventing the bending of the plate (5) that may occur during the expanding process is provided. This bend prevention member (35) prevents the bending of the plate (5) by sandwiching the plate (5) from both sides in the thickness direction between the regulating member (30) and the bend prevention member (35) during the expansion process. Is.
この屈曲防止部材(35)は、剛性を有するものであり、例えば工具鋼製である。 This bending prevention member (35) has rigidity, for example, is made of tool steel.
また、本第4実施形態では、規制部材(30)の厚さは、板材(5)の座部(8)の突出長さよりも若干小さく設定されている。したがって、同図に示すように、規制部材(30)が板材(5)の座部(8)の外側に配置された状態において、座部(8)の先端部(8c)が規制部材(30)の厚さ方向片側へはみ出している。 In the fourth embodiment, the thickness of the restricting member (30) is set slightly smaller than the protruding length of the seat (8) of the plate (5). Therefore, as shown in the figure, in the state where the restricting member (30) is disposed outside the seat (8) of the plate member (5), the tip (8c) of the seat (8) is the restricting member (30). ) Protrudes to one side in the thickness direction.
この接合装置(10)を用いた接合方法では、同図に示すように、板材(5)の座部(8)の外側に配置された規制部材(30)と、板材(5)の厚さ方向両側のうち規制部材(30)が存在している側とは反対側に配置された屈曲防止部材(35)とで板材(5)をその厚さ方向両側から挟むことにより、板材(5)の曲がりを防止した状態で、エキスパンド加工を行う。その他の接合手順は上記第1実施形態の接合方法と同じである。 In the joining method using this joining apparatus (10), as shown in the figure, the regulating member (30) disposed outside the seat (8) of the plate (5) and the thickness of the plate (5) By sandwiching the plate material (5) from both sides in the thickness direction with the bending prevention member (35) disposed on the opposite side to the side where the regulating member (30) is present on both sides in the direction, the plate material (5) The expansion process is performed in a state in which the bending is prevented. Other joining procedures are the same as the joining method of the first embodiment.
なお、板材(5)の座部(8)の先端部(8c)は、エキスパンド加工によってパイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)の軸方向片側近傍部分(2b)が外側に膨出されることに伴い、外側に少し屈曲している。 In addition, the front-end | tip part (8c) of the seat part (8) of a board | plate material (5) is an axial direction one side vicinity part (2b) of the insertion part (2a) in the insertion hole (6) of a pipe (1) by an expanding process. As the bulge bulges outward, it is slightly bent outward.
この接合方法では、エキスパンド加工時において板材(5)の曲がりを防止できるという利点がある。 This joining method has an advantage that the bending of the plate (5) can be prevented during the expansion process.
図28は、本発明の第5実施形態に係る接合方法及び接合装置を説明する図である。 FIG. 28 is a view for explaining a bonding method and a bonding apparatus according to the fifth embodiment of the present invention.
本第5実施形態の接合装置では、規制部材(30)における、板材(5)の座部(8)との当接面(規制面)には、凹部(32)が周方向の全周に亘って延びて設けられている。この凹部(32)の幅は例えば5〜20mmの範囲内に設定されており、凹部(32)の深さは例えば2〜5mmの範囲内に設定されている。ただし本発明では、凹部(32)の幅及び深さは上記の範囲内であることに限定されるものではない。 In the joining apparatus of the fifth embodiment, the concave portion (32) is formed on the entire circumference in the circumferential direction on the contact surface (regulator surface) of the plate member (5) with the seat portion (8) of the restrict member (30). It is extended and provided. The width of the recess (32) is set, for example, within a range of 5 to 20 mm, and the depth of the recess (32) is set, for example, within a range of 2 to 5 mm. However, in this invention, the width | variety and depth of a recessed part (32) are not limited to being in said range.
この接合装置(10)を用いた接合方法では、エキスパンド加工によって、規制部材(30)の凹部(32)内に、板材(5)の座部(8)とパイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)とが互いに重合した状態で入り込むように変形して外側に局部的に断面円弧状に膨出する。これにより、両部位(8)(2a)が互いにパイプ(1)の軸方向に係合する。 In the joining method using the joining device (10), the seat (8) of the plate member (5) and the insertion hole (6) of the pipe (1) are inserted into the recess (32) of the regulating member (30) by expanding. ) It is deformed so as to enter the part (2a) inserted into the inside in a state of being overlapped with each other, and locally bulges outward in a cross-sectional arc shape. Thereby, both site | parts (8) (2a) mutually engage with the axial direction of a pipe (1).
この接合方法には次の利点がある。 This joining method has the following advantages.
すなわち、規制部材(30)の当接面に凹部(32)が設けられているので、エキスパンド加工によって、板材(5)の座部(8)とパイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)とを互いに重合させた状態で外側に膨出させることができる。そして、エキスパンド加工後に規制部材(30)を取り外すと、両部位(8)(2a)とは互いにパイプ(1)の軸方向に係合しているから、板材(5)の接合強度を更に向上できる。 That is, since the concave portion (32) is provided in the contact surface of the regulating member (30), the seat portion (8) of the plate member (5) and the insertion hole (6) of the pipe (1) are obtained by expanding. The insertion portion (2a) can be bulged outwardly in a state of being polymerized with each other. When the restricting member (30) is removed after the expanding process, both the parts (8) and (2a) are engaged with each other in the axial direction of the pipe (1), so that the bonding strength of the plate (5) is further improved. it can.
図29は、本発明の第6実施形態に係る接合方法及び接合装置を説明する図である。 FIG. 29 is a view for explaining a bonding method and a bonding apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
本第6実施形態の接合方法では、上記第5実施形態の接合方法と基本的には同じであるが、パイプ(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)を膨出させていない。その他の手順は上記第5実施形態の接合方法と同じである。 The joining method of the sixth embodiment is basically the same as the joining method of the fifth embodiment, but both sides in the axial direction of the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1). The neighboring portions (2b) and (2b) are not bulged. Other procedures are the same as the joining method of the fifth embodiment.
図30は、本発明の第7実施形態に係る接合方法及び接合装置を説明する図である。 FIG. 30 is a view for explaining a bonding method and a bonding apparatus according to the seventh embodiment of the present invention.
本第6実施形態の接合装置(10)では、規制部材(30)における、板材(5)の座部(8)との当接面(規制面)には、凸部(33)が周方向の全周に亘って延びて設けられている。この凸部(33)の幅は例えば5〜20mmの範囲内に設定されており、凸部(33)の高さは例えば2〜5mmの範囲内に設定されている。ただし本発明では、凸部(33)の幅及び高さは上記の範囲内であることに限定されるものではない。 In the joining device (10) of the sixth embodiment, the convex portion (33) is circumferential in the contact surface (regulatory surface) of the restricting member (30) with the seat (8) of the plate member (5). Is provided to extend over the entire circumference. The width of the convex portion (33) is set within a range of 5 to 20 mm, for example, and the height of the convex portion (33) is set within a range of 2 to 5 mm, for example. However, in this invention, the width | variety and height of a convex part (33) are not limited to being in said range.
この接合装置(10)を用いた接合方法には次の利点がある。 The joining method using this joining apparatus (10) has the following advantages.
すなわち、エキスパンド加工によって、パイプ(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)を外側へ膨出できることはもとより、更に、規制部材(30)の当接面に凸部(33)が設けられていることから、板材(5)の座部(8)とパイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)とを互いに重合させた状態で内側に局部的に断面円弧状等に窪ませることができる。そして、エキスパンド加工後に規制部材(30)を取り外すと、両部位(8)(2a)は互いにパイプ(1)の軸方向に係合しているから、板材(5)の接合強度を更に向上できる。 That is, by expanding, the axially adjacent portions (2b) and (2b) of both sides in the axial direction of the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1) can be expanded outward, and further, the regulating member ( Since the convex portion (33) is provided on the contact surface of 30), the seat portion (8) of the plate (5) and the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1), In a state where they are superposed on each other, they can be locally recessed in a circular arc shape or the like inside. When the restricting member (30) is removed after the expansion process, both the parts (8) and (2a) are engaged with each other in the axial direction of the pipe (1), so that the bonding strength of the plate (5) can be further improved. .
以上で、本発明の幾つかの実施形態を説明したが、本発明で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、様々に設定変更可能である。 Although several embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to those shown in the above embodiments, and various setting changes can be made.
例えば、本発明では、図31に示すように、板材(5)の座部(8)の内周面には、複数個の凹部(9a)又は/及び凸部(9b)が周方向に間隔をおいて設けられていても良い。この板材(5)をパイプ(図示せず)に接合する場合には、エキスパンド加工によって、パイプ(1)の挿通孔(6)内への挿通部分(2a)が、板材(5)の座部(8)の内周面の凹部(9a)又は/及び凸部(9b)にパイプ(1)の周方向に係合するように塑性変形して外側へ膨出される。その結果、板材(5)のねじり強度が更に向上するという利点がある。 For example, in the present invention, as shown in FIG. 31, a plurality of concave portions (9a) and / or convex portions (9b) are spaced in the circumferential direction on the inner peripheral surface of the seat portion (8) of the plate member (5). May be provided. When this plate member (5) is joined to a pipe (not shown), the insertion portion (2a) into the insertion hole (6) of the pipe (1) is formed into a seat portion of the plate member (5) by expanding. The concave portion (9a) and / or the convex portion (9b) on the inner peripheral surface of (8) is plastically deformed so as to be engaged in the circumferential direction of the pipe (1) and bulges outward. As a result, there is an advantage that the torsional strength of the plate material (5) is further improved.
また本発明では、パイプ(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、三角形状、五角形状、六角形状、七角形状、八角形状であっても良い。 Further, in the present invention, the cross-sectional shape of the pipe (1) is not limited to a quadrangular shape, but may be, for example, a triangular shape, a pentagonal shape, a hexagonal shape, a heptagonal shape, or an octagonal shape. good.
また本発明では、マンドレル(18)の楔部(19)の表面とダイ(11)の楔孔部(14)の周面との少なくとも一方の面に、摩擦力を低減させるための処理や、摩耗量を減少させるための処理を施しても良い。そのような処理として、潤滑剤の付着、窒化処理、硬質皮膜処理、DLC処理等が用いられる。 In the present invention, a treatment for reducing the frictional force on at least one of the surface of the wedge portion (19) of the mandrel (18) and the peripheral surface of the wedge hole portion (14) of the die (11), You may perform the process for reducing an abrasion amount. As such a treatment, adhesion of a lubricant, nitriding treatment, hard coating treatment, DLC treatment or the like is used.
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、パイプと板材との接合方法及びこの接合方法に用いられる接合装置に利用可能である。 The present invention is used, for example, as a steering material for a vehicle, a steering column holder, a muffler, a frame, a propeller shaft, a suspension arm, other automobile parts, or a product other than an automobile, for example, a piping material or a bicycle part. The present invention can be used for a joining method of a pipe and a plate material and a joining device used in this joining method.
A1〜A7…接合構造体
1…パイプ
1a…平坦壁部
1b…角部
2…エキスパンド加工対象部
2a…挿通部分
2b…挿通部分の近傍部分
3…中空部
5…板材
6…挿通孔
8…座部
8a…平坦壁部
8b…角部
9a…凹部
9b…凸部
10…接合装置
11…ダイ
11a…ダイセグメント
12…押圧凸部
14…楔孔部
15…凹条部
18…マンドレル
19…楔部
30…規制部材
32…凹部
33…凸部
35…屈曲防止部材
A1 to A7: joined
Claims (13)
次いで、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とにより、パイプの挿通孔内への挿通部分及びその軸方向両側近傍部分からなるエキスパンド加工対象部の少なくとも一部をエキスパンド加工し、パイプに板材を接合する、パイプと板材との接合方法であって、
パイプの断面形状は多角形状であるとともに、該パイプの各角部の断面形状は略円弧状であり、
板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り、
板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おり、
ダイは、パイプの各平坦壁部に対応する位置で分割されており、
板材の座部をパイプの外周面に重合状態に配置するとともに、座部の外側に、座部の外側への膨出量を規制する規制部材を、規制部材と座部の角部との間の隙間が規制部材と座部の平坦壁部との間の隙間よりも大きくなるように配置した状態で、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を特徴とするパイプと板材との接合方法。 The pipe is inserted into an insertion hole provided in the plate material, and an expanding die that is divided into a plurality of parts in the circumferential direction is arranged in the hollow portion of the pipe,
Next, each die segment of the die is moved outward in the radial direction of the pipe, so that at least a part of the portion to be expanded consisting of the insertion portion into the insertion hole of the pipe and the portions near both sides in the axial direction is expanded. , A method of joining a plate and a plate, joining a plate to a pipe,
The cross-sectional shape of the pipe is a polygonal shape, and the cross-sectional shape of each corner of the pipe is a substantially arc shape,
The cross-sectional shape of the plate material insertion hole is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the pipe,
A short cylindrical seat protrudes in the axial direction of the pipe and is provided integrally with the peripheral edge of the plate material insertion hole,
The die is divided at a position corresponding to each flat wall portion of the pipe,
The seat part of the plate material is arranged on the outer peripheral surface of the pipe in a superposed state, and a regulating member that regulates the amount of bulging to the outside of the seat part is provided between the regulating member and the corner part of the seat part. The die segments of the die are moved outward in the radial direction of the pipe toward the corners of the pipe in a state where the gap of the die is larger than the gap between the regulating member and the flat wall portion of the seat. A method of joining a pipe and a plate material, characterized by performing an expanding process.
パイプの断面形状は多角形状であるとともに、該パイプの各角部の断面形状は略円弧状であり、
板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り、
板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おり、
板材の座部がパイプの外周面に重合された状態で、パイプに板材が接合されるとともに、
パイプの挿通孔内への挿通部分の角部の外側への膨出量が、該挿通部分の平坦壁部の外側への膨出量よりも大きいことを特徴とする接合構造体。 In a state where the pipe is inserted into the insertion hole provided in the plate material, at least a part of the expansion processing target portion including the insertion portion into the insertion hole of the pipe and the portion in the vicinity of the axial direction is expanded, A joint structure of a pipe and a plate material in which a plate material is joined to the pipe,
The cross-sectional shape of the pipe is a polygonal shape, and the cross-sectional shape of each corner of the pipe is a substantially arc shape,
The cross-sectional shape of the plate material insertion hole is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the pipe,
A short cylindrical seat protrudes in the axial direction of the pipe and is provided integrally with the peripheral edge of the plate material insertion hole,
In a state where the seat plate is polymerized on the outer circumferential surface of the pipe, the pipe plate is bonded to Rutotomoni,
A joining structure characterized in that the amount of bulging outward of the corner portion of the insertion portion into the insertion hole of the pipe is larger than the amount of bulging outward of the flat wall portion of the insertion portion .
パイプの中空部内に配置され、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、
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エキスパンド加工用マンドレルと、
板材の座部の外側に配置され、エキスパンド加工時に座部の外側への膨出量を規制する規制部材と、を備えており、
パイプの断面形状は多角形状であるとともに、該パイプの各角部の断面形状は略円弧状であり、
板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り、
ダイは、パイプの各平坦壁部に対応する位置で分割されており、
ダイの各ダイセグメントは、マンドレルにより、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り、
規制部材は、板材の座部の外側に、規制部材と座部の角部との間の隙間が規制部材と座部の平坦壁部との間の隙間よりも大きくなるように配置されるものであることを特徴とするパイプと板材との接合装置。 The pipe is inserted into the insertion hole provided in the plate material, and a short cylindrical seat portion protruding in the axial direction of the pipe at the peripheral portion of the plate material insertion hole is integrally formed on the outer peripheral surface of the pipe. In a state of being arranged, a joining device that joins a plate material to a pipe by expanding at least a part of an expansion processing target portion composed of an insertion portion into the insertion hole of the pipe and portions near both sides in the axial direction,
An expanding die arranged in a hollow part of the pipe and divided into a plurality in the circumferential direction;
An expanding mandrel that moves each die segment of the die radially outward of the pipe;
A regulating member that is disposed outside the seat portion of the plate material and regulates the amount of bulging to the outside of the seat portion during the expansion process ,
The cross-sectional shape of the pipe is a polygonal shape, and the cross-sectional shape of each corner of the pipe is a substantially arc shape,
The cross-sectional shape of the plate material insertion hole is a shape corresponding to the cross-sectional shape of the pipe,
The die is divided at a position corresponding to each flat wall portion of the pipe,
Each die segment of the die is moved radially outward of the pipe toward each corner of the pipe by a mandrel,
The regulating member is disposed outside the seat portion of the plate material so that the gap between the regulating member and the corner portion of the seat portion is larger than the gap between the regulating member and the flat wall portion of the seat portion. An apparatus for joining a pipe and a plate material.
屈曲防止部材は、エキスパンド加工時に規制部材と屈曲防止部材とで板材をその厚さ方向両側から挟むことにより、板材の曲がりを防止するものである請求項9又は10記載の接合装置。 It is equipped with a bending prevention member that prevents bending of the plate material,
The joining device according to claim 9 or 10 , wherein the bending preventing member prevents the bending of the plate material by sandwiching the plate material from both sides in the thickness direction between the regulating member and the bending preventing member during the expanding process.
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