JP2010019371A - High-strength bolt friction joint structure and high-strength bolt friction joining method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、高力ボルトを用いて例えば鋼板や鉄骨などの被接合部材同士を接合する高力ボルト摩擦接合構造及び高力ボルト摩擦接合方法に関する。 The present invention relates to a high-strength bolt friction joining structure and a high-strength bolt friction joining method for joining members to be joined such as steel plates and steel frames using high-strength bolts.
従来、鋼板や鉄骨などの被接合部材同士を接合する手法として、一端部同士を突き合わせるように配置した一対の被接合部材を挟み込むように添板(スプライスプレート)を設置し、一対の被接合部材と添板を高力ボルトで締め付け、被接合部材と添板の接合面に生じる摩擦力によって応力伝達可能に被接合部材同士を接合する高力ボルト摩擦接合が多用されている。また、一般に、高力ボルト摩擦接合では、被接合部材や添板の接合面に赤錆処理やブラスト処理を施して所要の摩擦力が発生するようにしている。 Conventionally, as a method of joining members to be joined such as steel plates and steel frames, a pair of joined plates (splice plates) are installed so as to sandwich a pair of members to be joined so that one end portions are abutted with each other. 2. Description of the Related Art High-strength bolt friction joining is often used in which members and accessory plates are fastened with high-strength bolts and the members to be joined are joined to each other so that stress can be transmitted by frictional force generated on the joining surfaces of the members to be joined and the accessory plates. In general, in high-strength bolt friction welding, a required frictional force is generated by applying a red rust treatment or a blasting treatment to the joining surface of the member to be joined or the accessory plate.
しかしながら、赤錆処理においては、錆生成状態にばらつきが生じやすく、ブラスト処理においては、部材の鋼種やショット粒の種類などによって多少の違いが生じるが、表面粗さ、すなわち表面凹凸の高低差が50μm程度である。このため、被接合部材や添板の接合面に赤錆処理やブラスト処理を施した場合においても、接合面の摩擦係数の増加には限界があり、一般に、処理後の接合面の摩擦係数(すべり係数)の設計値に摩擦係数0.45という低い値を設定して、すべり耐力を算出している。 However, in the red rust treatment, the rust formation state tends to vary, and in the blast treatment, there are some differences depending on the steel type of the member, the type of shot grain, etc., but the surface roughness, that is, the height difference of the surface unevenness is 50 μm. Degree. For this reason, even when red rust treatment or blast treatment is applied to the joint surface of the member to be joined or the accessory plate, there is a limit to the increase in the friction coefficient of the joint surface. Generally, the friction coefficient (slip of the joint surface after treatment) The slip proof stress is calculated by setting a low coefficient of friction coefficient 0.45 to the design value of the coefficient.
これに対し、高力ボルト、添板等の鋼材量の削減と、現場での生産性向上を図るために、被接合部材や添板の接合面を高摩擦係数化し、接合面の応力伝達性能の向上を試みる研究開発が進められている。そして、接合面の高摩擦係数化方法として、
(1)各部材の接合面の凹凸角度や硬さを調整し、接合面の性状を改善する方法
(2)鋼棒、ピアノ線、鋼線メッシュ、軟鋼などの接合補助部材を部材同士の間に介装する方法
(3)接合面に接着剤を塗布する方法
などが提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3参照)。
In contrast, in order to reduce the amount of steel such as high-strength bolts and accessory plates, and to improve on-site productivity, the joint surfaces of the members to be joined and accessory plates have a high friction coefficient, and the stress transmission performance of the joint surfaces. Research and development is underway to try to improve this. And as a method of increasing the friction coefficient of the joint surface,
(1) Method of adjusting the unevenness angle and hardness of the joint surface of each member to improve the properties of the joint surface (2) Joining auxiliary members such as steel bars, piano wires, steel wire mesh, mild steel between members (3) A method of applying an adhesive to the joint surface has been proposed (see, for example,
ここで、高力ボルト摩擦接合における応力伝達機構は、主に凝着抵抗(部材同士の凝着)と、掘り起こし抵抗(凸部による掘り起こし)とに分けられる。そして、上記の(1)接合面の性状を改善する方法では、接合面の凹凸角度や硬さを調整して理想的な掘り起こし抵抗を実現することで高摩擦係数化を図っている。また、(2)接合補助部材を介装する方法では、各部材の接合面に接合補助部材を食い込ませ、支圧抵抗を付加することにより高摩擦係数化を図っている。(3)接合面に接着剤を塗布する方法では、接着剤による粘着抵抗を付加することにより高摩擦係数化を図っている。
しかしながら、上記の(1)接合面の性状を改善する方法では、表面処理加工が難しく一般の鉄骨加工工場では加工できないため、納期、供給能力に問題が生じ、さらに加工費が高いため、コストダウンを図ることが難しいという問題がある。また、(2)接合補助部材を介装する方法では、理想的な支圧抵抗を得るために高精度で接合補助部材を配置して施工する必要があり、施工性に問題がある。さらに、(3)接合面に接着剤を塗布する方法では、現場施工性に加え、接着剤の耐久性、耐火性などに問題がある。このようにいずれの方法においても現場での施工性やコストなどに問題があるため、一般に広く普及するには至っていないのが現状である。 However, in the above (1) method for improving the properties of the joint surface, surface treatment processing is difficult and processing cannot be performed at a general steel processing factory, which causes problems in delivery time and supply capacity, and further increases the processing cost. There is a problem that it is difficult to plan. Moreover, in the method of (2) interposing a joining auxiliary member, in order to obtain an ideal bearing resistance, it is necessary to arrange and construct the joining auxiliary member with high accuracy, and there is a problem in workability. Furthermore, in (3) the method of applying an adhesive to the joint surface, there are problems in the durability and fire resistance of the adhesive in addition to the on-site workability. As described above, in any method, there is a problem in on-site workability, cost, and the like, so that it is not widely spread in general.
本発明は、上記事情に鑑み、現場での施工性を損なうことなく、且つ安価に接合面の応力伝達性能を向上させることが可能な高力ボルト摩擦接合構造及び高力ボルト摩擦接合方法を提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, the present invention provides a high-strength bolt friction joint structure and a high-strength bolt friction joint method capable of improving the stress transmission performance of the joint surface at a low cost without impairing on-site workability. The purpose is to do.
上記の目的を達するために、この発明は以下の手段を提供している。 In order to achieve the above object, the present invention provides the following means.
本発明の高力ボルト摩擦接合構造は、一対の被接合部材の外側に添板を設け、前記一対の被接合部材と前記添板とを高力ボルトで締め付けることにより、前記添板を介して前記被接合部材同士を接合する高力ボルト摩擦接合構造であって、前記添板には、前記被接合部材に形成したボルト挿通孔よりも小径のボルト挿通孔が形成され、該添板のボルト挿通孔を形成する周端側に、前記高力ボルトで前記一対の被接合部材と前記添板とを締め付けるとともに押圧されて屈曲し、前記被接合部材のボルト挿通孔内に嵌合する屈曲部が設けられ、前記被接合部材と前記添板のボルト挿通孔に前記高力ボルトの軸部を挿通させた状態で、前記高力ボルトの頭部及び/又は前記高力ボルトの軸部の先端側に螺合したナットと前記添板との間には、前記高力ボルトで前記一対の被接合部材と前記添板とを締め付けるとともに前記添板の屈曲部を押圧して屈曲させ、該添板の屈曲部を前記被接合部材のボルト挿通孔の周端側に押圧して支持する支圧リングが介装されていることを特徴とする。 The high-strength bolt friction joining structure of the present invention is provided with a plate on the outside of a pair of members to be joined, and by tightening the pair of members to be joined and the plate with a high-strength bolt, A high-strength bolt friction joining structure for joining the members to be joined, wherein the accessory plate is formed with a bolt insertion hole having a smaller diameter than the bolt insertion hole formed in the member to be joined, and the bolt of the accessory plate A bent portion that tightens the pair of members to be joined and the accessory plate with the high-strength bolt and bends by being pressed against the peripheral end forming the insertion hole and fits into the bolt insertion hole of the member to be joined. The high-strength bolt head and / or the tip of the high-strength bolt shaft in a state where the shaft portion of the high-strength bolt is inserted through the bolt insertion hole of the joined member and the accessory plate. Between the nut screwed to the side and the accessory plate, The pair of members to be joined and the accessory plate are tightened with bolts, the bent portion of the accessory plate is pressed and bent, and the bent portion of the accessory plate is pressed against the peripheral end side of the bolt insertion hole of the member to be joined. And a supporting pressure ring to be supported is interposed.
この発明においては、被接合部材と添板とを高力ボルトで締め付けるとともに、高力ボルトの頭部及び/又はナットで支圧リングが添板の屈曲部を押圧し、この支圧リングによって添板の屈曲部が面外曲げにより屈曲して塑性化し、被接合部材のボルト挿通孔内に嵌合する。そして、高力ボルトによる締め付けによって被接合部材と添板の接合面が密着するため、被接合部材に荷重が作用した際には、従来の高力ボルト摩擦接合と同様に、被接合部材と添板の接合面に生じる摩擦力によって応力伝達可能に被接合部材同士を接合することが可能になる。また、添板の屈曲部が被接合部材のボルト挿通孔に嵌合しているため、被接合部材に荷重が作用した際に、一方の被接合部材に生じた応力を添板の屈曲部を通じて他方の被接合部材に支圧伝達させることが可能になる。これにより、従来の高力ボルト摩擦接合の摩擦伝達に加えて支圧伝達を付加することができ、接合面の応力伝達性能を向上させることが可能になる。 In this invention, the member to be joined and the accessory plate are fastened with a high-strength bolt, and the supporting ring presses the bent portion of the accessory plate with the head and / or nut of the high-strength bolt, and the supporting ring is used to attach the member. The bent portion of the plate is bent and plasticized by out-of-plane bending, and is fitted into the bolt insertion hole of the member to be joined. Further, since the joining surface of the member to be joined and the attachment plate are brought into close contact with each other by tightening with the high strength bolt, when a load is applied to the member to be joined, the attachment to the member to be joined is performed similarly to the conventional high strength bolt friction joining. The members to be joined can be joined together so that stress can be transmitted by the frictional force generated on the joining surfaces of the plates. Further, since the bent portion of the accessory plate is fitted in the bolt insertion hole of the member to be joined, when a load is applied to the member to be joined, the stress generated in one of the members to be joined is transmitted through the bent portion of the accessory plate. The bearing pressure can be transmitted to the other member to be joined. Thereby, in addition to the friction transmission of the conventional high-strength bolt friction welding, it is possible to add the bearing pressure transmission, and it is possible to improve the stress transmission performance of the joint surface.
また、本発明の高力ボルト摩擦接合構造において、前記添板には、前記ボルト挿通孔を形成する周端から該ボルト挿通孔の径方向外側に向けて延びる切欠部が前記ボルト挿通孔の周方向に間隔をあけて複数設けられていることが望ましい。 In the high-strength bolt friction joint structure according to the present invention, the accessory plate has a notch portion extending from a peripheral end forming the bolt insertion hole toward a radially outer side of the bolt insertion hole. It is desirable that a plurality are provided at intervals in the direction.
この発明においては、添板のボルト挿通孔を形成する周端側に切欠部が周方向に間隔をあけて複数設けられていることで、このボルト挿通孔の周方向に隣り合う切欠部で分けられた複数の屈曲部を形成することが可能になる。これにより、被接合部材と添板とを高力ボルトで締め付けるとともに、支圧リングで押圧して屈曲部を屈曲させ、被接合部材のボルト挿通孔内に嵌合させる場合に、高力ボルトで締め付けるとともに確実に支圧リングによって各屈曲部を屈曲させ、被接合部材のボルト挿通孔内に嵌合させることが可能になる。よって、確実に摩擦伝達に加えて支圧伝達を付加することができ、確実に接合面の応力伝達性能を向上させることが可能になる。 In the present invention, a plurality of notches are provided at intervals in the circumferential direction on the peripheral end side where the bolt insertion hole of the accessory plate is formed, so that the notch portions adjacent to each other in the circumferential direction of the bolt insertion hole are separated. It is possible to form a plurality of bent portions. As a result, when the member to be joined and the accessory plate are fastened with a high-strength bolt, the bent portion is bent by pressing with a support ring, and the fitting member is inserted into the bolt insertion hole of the member to be joined with a high-strength bolt. While tightening, the bent portions can be reliably bent by the bearing ring and fitted into the bolt insertion holes of the members to be joined. Therefore, it is possible to reliably add bearing pressure transmission in addition to friction transmission, and it is possible to reliably improve the stress transmission performance of the joint surface.
さらに、本発明の高力ボルト摩擦接合構造においては、前記切欠部が前記周方向に等間隔で4つ以上設けられていることがより望ましい。 Furthermore, in the high-strength bolt friction joint structure of the present invention, it is more desirable that four or more notches are provided at equal intervals in the circumferential direction.
この発明においては、切欠部を4つ以上設けることで、各屈曲部を屈曲させ、容易に被接合部材のボルト挿通孔内に嵌合させることが可能になる。これにより、より確実に摩擦伝達に加えて支圧伝達を付加することができ、接合面の応力伝達性能を向上させることが可能になる。 In the present invention, by providing four or more notches, each bent portion can be bent and easily fitted into the bolt insertion hole of the member to be joined. Thereby, in addition to friction transmission, bearing pressure transmission can be added more reliably, and it becomes possible to improve the stress transmission performance of a joint surface.
また、本発明の高力ボルト摩擦接合構造においては、前記添板が前記被接合部材よりも高強度で且つ薄厚の鋼材を用いて形成されていることがさらに望ましい。 In the high-strength bolt friction joint structure of the present invention, it is further desirable that the accessory plate is formed using a steel material having a strength higher than that of the member to be joined.
この発明においては、添板が被接合部材よりも薄厚の鋼板を用いて形成されていることにより、屈曲部を屈曲させることが可能になり、添板が被接合部材よりも高強度の鋼板を用いて形成されていることにより、確実に一方の被接合部材に生じた応力を添板の屈曲部を通じて他方の被接合部材に支圧伝達させることが可能になる。 In this invention, since the accessory plate is formed using a steel plate that is thinner than the member to be joined, the bent portion can be bent, and the accessory plate is made of a steel plate having higher strength than the member to be joined. By using it, it is possible to reliably transmit the stress generated in one of the members to be bonded to the other member to be bonded through the bent portion of the accessory plate.
また、本発明の高力ボルト摩擦接合構造においては、前記被接合部材のボルト挿通孔が、前記高力ボルトの軸部の外径と前記添板の板厚を合わせた寸法よりも大径で形成されていることが望ましい。 Further, in the high strength bolt friction joint structure of the present invention, the bolt insertion hole of the member to be joined has a larger diameter than the dimension obtained by combining the outer diameter of the shaft portion of the high strength bolt and the thickness of the accessory plate. It is desirable that it be formed.
この発明においては、被接合部材のボルト挿通孔を高力ボルトの軸部の外径と添板の板厚を合わせた寸法よりも大径で形成することにより、屈曲した添板の屈曲部を確実に被接合部材のボルト挿通孔内に嵌合させることが可能になるとともに、確実に屈曲部を通じて一方の被接合部材に生じた応力を他方の被接合部材に支圧伝達させることが可能になる。 In this invention, the bent portion of the bent plate is formed by forming the bolt insertion hole of the member to be joined with a diameter larger than the combined diameter of the outer diameter of the shaft portion of the high strength bolt and the thickness of the accessory plate. It is possible to securely fit into the bolt insertion hole of the member to be joined, and to reliably transmit the stress generated in one member to be joined to the other member to be joined through the bent portion. Become.
さらに、本発明の高力ボルト摩擦接合構造においては、前記支圧リングが、前記被接合部材のボルト挿通孔の径よりも外径が小径で形成されていることがより望ましい。 Furthermore, in the high strength bolt friction joining structure of the present invention, it is more desirable that the bearing ring is formed with an outer diameter smaller than the diameter of the bolt insertion hole of the member to be joined.
この発明においては、支圧リングの外径が被接合部材のボルト挿通孔の径よりも小径であることにより、被接合部材と添板とを高力ボルトで締め付けた状態で、支圧リングによって屈曲部の先端(添板のボルト挿通孔の周端)により近い部分を押圧して支持することが可能になり、屈曲部が安定した状態で支圧リングによって支持され、確実に屈曲した添板の屈曲部を被接合部材のボルト挿通孔の周端側に押圧して支持することが可能になる。これにより、確実に屈曲部を通じて一方の被接合部材に生じた応力を他方の被接合部材に支圧伝達させることが可能になる。 In this invention, the outer diameter of the bearing ring is smaller than the diameter of the bolt insertion hole of the member to be joined, so that the member to be joined and the accessory plate are fastened with a high-strength bolt, It is possible to press and support the portion closer to the tip of the bent part (the peripheral end of the bolt insertion hole of the accessory plate), and the accessory plate is securely bent by being supported by the supporting ring in a stable state. It is possible to support the bent portion by pressing it against the peripheral end side of the bolt insertion hole of the member to be joined. Thereby, it is possible to reliably transmit the stress generated in one of the members to be bonded through the bent portion to the other member to be bonded.
また、本発明の高力ボルト摩擦接合構造においては、前記支圧リングがC字状に形成されていることがさらに望ましい。 In the high-strength bolt friction joint structure of the present invention, it is more desirable that the bearing ring is formed in a C shape.
この発明においては、被接合部材と添板とを高力ボルトで締め付ける際に、支圧リングが添板の屈曲部を押圧し、この屈曲部の屈曲状態に応じて外径及び内径が小さくなるように支圧リングを変形させることが可能になる。これにより、支圧リングによって屈曲部の先端(添板のボルト挿通孔の周端)により近い部分を押圧して支持することが可能になり、屈曲部が安定した状態で支圧リングによって支持され、確実に屈曲部を通じて一方の被接合部材に生じた応力を他方の被接合部材に支圧伝達させることが可能になる。 In this invention, when the member to be joined and the accessory plate are fastened with a high-strength bolt, the bearing ring presses the bent portion of the accessory plate, and the outer diameter and inner diameter are reduced according to the bent state of the bent portion. Thus, it becomes possible to deform the bearing ring. As a result, it becomes possible to press and support the portion closer to the tip of the bent portion (the peripheral end of the bolt insertion hole of the accessory plate) by the support ring, and the bent portion is supported by the support ring in a stable state. Thus, it is possible to reliably transmit the stress generated in one bonded member through the bent portion to the other bonded member.
さらに、本発明の高力ボルト摩擦接合構造においては、前記支圧リングがワッシャと一体に形成されていてもよい。 Furthermore, in the high strength bolt friction joining structure of the present invention, the bearing ring may be formed integrally with a washer.
この発明においては、高力ボルトの頭部及び/又は高力ボルトの軸部の先端側に螺合したナットと添板との間にワッシャを介装する場合に、ワッシャと支圧リングとをそれぞれ個別に設ける必要がなく、部材数の増加を抑えることが可能になる。 In this invention, when the washer is interposed between the nut and the accessory plate screwed to the head portion of the high strength bolt and / or the tip portion of the shaft portion of the high strength bolt, the washer and the support ring are There is no need to provide each separately, and an increase in the number of members can be suppressed.
また、本発明の高力ボルト摩擦接合構造においては、前記支圧リングが前記高力ボルトの頭部及び/又は前記ナットと一体に形成されていてもよい。 In the high strength bolt friction joint structure of the present invention, the support ring may be formed integrally with the head of the high strength bolt and / or the nut.
この発明においては、高力ボルトの頭部及び/又はナットと支圧リングとが一体形成されていることにより、支圧リングを個別に設ける必要がなく、部材数の増加をなくすことができる。 In the present invention, since the head and / or nut of the high-strength bolt and the bearing ring are integrally formed, it is not necessary to separately provide the bearing ring, and the number of members can be eliminated.
さらに、本発明の高力ボルト摩擦接合構造において、前記被接合部材のボルト挿通孔を形成する周端には、前記添板の屈曲部に係合する面取り部が設けられていることがより望ましい。 Furthermore, in the high-strength bolt friction joint structure of the present invention, it is more preferable that a chamfered portion that engages with a bent portion of the accessory plate is provided at a peripheral end that forms a bolt insertion hole of the member to be joined. .
この発明においては、添板の屈曲部が面取り部に係合することで、この屈曲部と被接合部材の接触面積を大きくすることができる。これにより、確実に屈曲部を通じて一方の被接合部材に生じた応力を他方の被接合部材に支圧伝達させることが可能になる。 In the present invention, the contact area between the bent portion and the member to be joined can be increased by engaging the bent portion of the accessory plate with the chamfered portion. Thereby, it is possible to reliably transmit the stress generated in one of the members to be bonded through the bent portion to the other member to be bonded.
本発明の高力ボルト摩擦接合方法は、上記のいずれかの高力ボルト摩擦接合構造によって前記被接合部材同士を接合する方法であって、前記高力ボルトで前記一対の被接合部材と前記添板とを締め付けるとともに、前記添板の屈曲部を前記支圧リングで押圧して前記被接合部材のボルト挿通孔内に屈曲させることを特徴とする。 The high-strength bolt friction joining method of the present invention is a method for joining the members to be joined by any one of the high-strength bolt friction joining structures described above, wherein the high-strength bolts are used to connect the pair of members to be joined and the attachment. The plate is tightened, and the bent portion of the accessory plate is pressed by the support ring to be bent into the bolt insertion hole of the member to be joined.
この発明においては、被接合部材と添板とを高力ボルトで締め付けるとともに、高力ボルトの頭部及び/又はナットで支圧リングが添板の屈曲部を押圧し、この支圧リングによって添板の屈曲部が面外曲げにより屈曲して塑性化し、被接合部材のボルト挿通孔内に嵌合する。そして、高力ボルトによる締め付けによって被接合部材と添板の接合面が密着するため、被接合部材に荷重が作用した際には、従来の高力ボルト摩擦接合と同様に、被接合部材と添板の接合面に生じる摩擦力によって応力伝達可能に被接合部材同士を接合することが可能になる。また、添板の屈曲部が被接合部材のボルト挿通孔に嵌合しているため、被接合部材に荷重が作用した際に、一方の被接合部材に生じた応力を添板の屈曲部を通じて他方の被接合部材に支圧伝達させることが可能になる。これにより、従来の高力ボルト摩擦接合の摩擦伝達に支圧伝達を付加することができ、接合面の応力伝達性能を向上させることが可能になる。 In this invention, the member to be joined and the accessory plate are fastened with a high-strength bolt, and the supporting ring presses the bent portion of the accessory plate with the head and / or nut of the high-strength bolt, and the supporting ring is used to attach the member. The bent portion of the plate is bent and plasticized by out-of-plane bending, and is fitted into the bolt insertion hole of the member to be joined. Further, since the joining surface of the member to be joined and the attachment plate are brought into close contact with each other by tightening with the high strength bolt, when a load is applied to the member to be joined, the attachment to the member to be joined is performed similarly to the conventional high strength bolt friction joining. The members to be joined can be joined together so that stress can be transmitted by the frictional force generated on the joining surfaces of the plates. Further, since the bent portion of the accessory plate is fitted in the bolt insertion hole of the member to be joined, when a load is applied to the member to be joined, the stress generated in one of the members to be joined is transmitted through the bent portion of the accessory plate. The bearing pressure can be transmitted to the other member to be joined. As a result, it is possible to add the bearing pressure to the friction transmission of the conventional high-strength bolt friction joint, and it is possible to improve the stress transmission performance of the joint surface.
本発明の高力ボルト摩擦接合構造及び高力ボルト摩擦接合方法によれば、高力ボルトの締め付けとともに支圧リングで添板の屈曲部を押圧して屈曲させ、この屈曲部を被接合部材のボルト挿通孔内に嵌合させるとともに、屈曲部を支圧リングで被接合部材のボルト挿通孔の周端側に押圧して支持させることにより、従来の高力ボルト摩擦接合の摩擦伝達に支圧伝達を付加することができ、接合面の応力伝達性能を向上させることが可能になる。 According to the high-strength bolt friction joining structure and the high-strength bolt friction joining method of the present invention, the bent portion of the accessory plate is pressed and bent by the supporting ring while the high-strength bolt is tightened, and the bent portion is joined to the member to be joined. While fitting into the bolt insertion hole and supporting the bent part against the peripheral end side of the bolt insertion hole of the member to be joined by the support ring, it supports the friction transmission of the conventional high strength bolt friction joint Transmission can be added, and the stress transmission performance of the joint surface can be improved.
そして、添板の屈曲部による支圧伝達が十分に大きい場合には、被接合部材や添板の接合面に、赤錆処理やブラスト処理(摩擦面処理)を施す必要がなくなり、部材加工数を減らすことが可能になる。また、従来の高力ボルト摩擦接合に対し、部材数の増加が支圧リングのみであり(支圧リングをワッシャ、高力ボルトの頭部、ナットと一体形成した場合には、部材数の増加がなく)、高力ボルトによる締め付けも従来と同様に行えるため、現場での施工性を損なうこともない。さらに、鋼材量及び部材加工数の増加が少なく、コストの増加も少ない。これにより、現場での施工性を損なうことなく、且つ安価に接合面の応力伝達性能を向上させることが可能になる。 When the bearing pressure transmission by the bent part of the accessory plate is sufficiently large, it is not necessary to perform red rust treatment or blast treatment (friction surface treatment) on the joining surface of the member to be joined or the accessory plate, and the number of member processing can be reduced. It becomes possible to reduce. Also, compared to conventional high-strength bolt friction welding, the number of members is only the bearing ring (if the bearing ring is formed integrally with the washer, the head of the high-strength bolt, and the nut, the number of members increases. In addition, since high-strength bolts can be tightened in the same manner as before, workability on site is not impaired. Furthermore, the increase in the amount of steel material and the number of members processed is small, and the increase in cost is also small. Thereby, it is possible to improve the stress transmission performance of the joint surface at a low cost without impairing the workability on site.
以下、図1から図8を参照し、本発明の一実施形態に係る高力ボルト摩擦接合構造及び高力ボルト摩擦接合方法について説明する。本実施形態は、互いに突き合わせるように配置した一対の接合鋼板(被接合部材)と、これら接合鋼板を挟み込むように配置した一対の添板を高力ボルトで締め付けることにより、一対の添板を介して接合鋼板同士を接合する高力ボルト摩擦接合構造及び高力摩擦接合方法に関するものである。 Hereinafter, a high strength bolt friction joining structure and a high strength bolt friction joining method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, a pair of joined steel plates (members to be joined) arranged so as to face each other and a pair of accessory plates arranged so as to sandwich the joined steel plates are fastened with high-strength bolts. The present invention relates to a high-strength bolt friction bonding structure and a high-strength friction bonding method for bonding bonded steel plates to each other.
本実施形態の高力ボルト摩擦接合構造Aは、例えば図1及び図2に示すように、接合する一対の接合鋼板1、2と、添板3、4と、高力ボルト5と、ナット6と、ワッシャ7、8と、支圧リング9、10とを備えて構成されている。
The high-strength bolt friction joint structure A of the present embodiment includes, for example, a pair of joined
一対の接合鋼板1、2は、図1から図3に示すように、互いの一端部1a、2a同士を突き合わせるように間隔をあけて平行配置されている。また、これら一対の接合鋼板1、2にはそれぞれ、一端部1a、2a側に、所定の間隔をあけてキリ孔のボルト挿通孔1b、2bが一面から他面に2つずつ貫通形成されている。この接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bは、高力ボルト5の軸部5aの外径d1と添板3、4の板厚Tを合わせた寸法(d1+T)よりも大径d2で形成されている。例えば軸部5aの外径d1と添板3、4の板厚Tを合わせた寸法(d1+T)の2倍程度の径d2で形成されている。さらに、各接合鋼板1、2は、一面及び他面の一端部1a、2a側の接合面1c、2cがブラスト処理(あるいは赤錆処理)され、高低差が50μm程度の凹凸状に形成されている。
As shown in FIG. 1 to FIG. 3, the pair of bonded
添板3、4は、接合鋼板1、2よりも高強度で且つ薄厚(薄い板厚T)の鋼材を用いて形成され、図1、図2及び図4に示すように、一対の接合鋼板1、2の一端部1a、2a側を挟み込むように、一対の接合鋼板1、2のそれぞれの外側に配置されている。また、各添板3、4は、一面(接合面3a、4a)がブラスト処理(あるいは赤錆処理)され、高低差が50μm程度の凹凸状に形成されている。さらに、これら添板3、4にはそれぞれ、一方の接合鋼板1のボルト挿通孔1bと他方の接合鋼板2のボルト挿通孔2bにそれぞれ連通する4つのボルト挿通孔3b、4bが所定の間隔をあけて一面(接合面3a、4a)から他面に貫通形成されている。このボルト挿通孔3b、4bは、接合鋼板1、2に形成したボルト挿通孔1b、2bの径d2よりも小径d3で形成されている。
The
そして、一対の接合鋼板1、2を挟み込むように添板3、4を設置し、接合鋼板1、2と添板3、4の互いのボルト挿通孔1b、2b、3b、4bを、互いの中心軸を略同軸上に配して連通させた状態(図8(a)の状態)で、添板3、4の接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2b上に配される部分(すなわち添板3、4のボルト挿通孔3b、4bを形成する周端3c、4c側)が屈曲部3d、4dとされている。この屈曲部3d、4dは、図2に示すように、高力ボルト5で一対の接合鋼板1、2と一対の添板3、4とを締め付けた状態で、接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2b内に屈曲し、この接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bに嵌合する。また、本実施形態の添板3、4においては、図5に示すように、ボルト挿通孔3b、4bを形成する周端3c、4cからボルト挿通孔3b、4bの径方向外側に向けて延びる切欠部3e、4eが、ボルト挿通孔3b、4bの周方向に等間隔で4つ設けられている。これにより、添板3、4の各ボルト挿通孔3b、4bの周端3c、4c側には、周方向に隣り合う切欠部3e、4eで分けられた4つの屈曲部3d、4dが設けられている。
And the
支圧リング9、10は、図2、図6及び図7に示すように、その内径d4が高力ボルト5の軸部5aの外径d1よりも僅かに大径で形成され、また、外径d5が接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bの径d2よりも僅かに小径で、且つ添板3、4のボルト挿通孔3b、4bの径d3よりも大径で形成されている。さらに、この支圧リング9、10は、内周端から外周端まで切り欠かれた切欠部9a、10aが設けられて、C字状に形成されている。
As shown in FIGS. 2, 6, and 7, the support rings 9, 10 are formed so that the inner diameter d4 is slightly larger than the outer diameter d1 of the
そして、支圧リング9、10は、図2に示すように、接合鋼板1、2と添板3、4のボルト挿通孔1b、2b、3b、4bに高力ボルト5の軸部5aを挿通させた状態で、ワッシャ7、8とともに高力ボルト5の軸部5aを挿通させて設けられ、高力ボルト5の頭部5bと一方の添板3の間、及び高力ボルト5の軸部5aの先端側に螺合したナット6と他方の添板4との間に介装されている。また、高力ボルト5により接合鋼板1、2と添板3、4を締め付けた状態で、各支圧リング9、10は、屈曲した添板3、4の屈曲部3d、4dを接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bを形成する周端1d、2d側に押圧して支持している。
As shown in FIG. 2, the bearing rings 9 and 10 are inserted through the
ついで、上記構成からなる高力ボルト摩擦接合構造Aによって接合鋼板1、2同士を接合する方法について説明するとともに、本実施形態の高力ボルト摩擦接合構造A及び高力ボルト接合方法の作用及び効果について説明する。
Next, a method for joining the joined
図1及び図3に示すように、接合鋼板1、2同士を接合する際には、はじめに、一方の接合鋼板1の一端部1aに他方の接合鋼板2の一端部2aを突き合わせるように、一対の接合鋼板1、2を所定位置に配置する。ついで、図1及び図8(a)に示すように、一対の接合鋼板1、2を挟み込んで、且つ接合鋼板1、2と互いのボルト挿通孔1b、2b、3b、4bを連通させて、添板3、4を所定位置に設置する。そして、このとき、添板3、4のボルト挿通孔3b、4bの径d3が接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bの径d2よりも小径であるため、添板3、4のボルト挿通孔3b、4bを形成する周端3c、4c側に設けられた4つの屈曲部3d、4dが接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2b上に配置される。
As shown in FIGS. 1 and 3, when joining the joined
ついで、図8(a)に示すように、高力ボルト5の軸部5aをワッシャ7と支圧リング9とにこの順で挿通させて、互いに連通する接合鋼板1、2と添板3、4のボルト挿通孔1b、2b、3b、4bに、一方の添板3側から高力ボルト5の軸部5aを挿通する。また、他方の添板4のボルト挿通孔4bから外側に突出した高力ボルト5の軸部5aの先端側に、支圧リング10とワッシャ8とをこの順に挿通させ、ナット6を螺合する。
Next, as shown in FIG. 8A, the
そして、高力ボルト5の軸部5aに所定の導入軸力が生じるように、高力ボルト5とナット6を締結し、高力ボルト5により一対の接合鋼板1、2と一対の添板3、4を締め付ける。これにより、従来の高力ボルト摩擦接合と同様に、ブラスト処理あるいは赤錆処理を施した接合鋼板1、2と添板3、4の接合面1c、2c、3a、4aが互いに押圧されて密着する。
Then, the high-
一方、このように接合鋼板1、2と添板3、4とを締め付ける際に、一方の添板3と高力ボルト5の頭部5bの間に介装した一方の支圧リング9と、他方の添板4とナット6の間に介装した他方の支圧リング10とがそれぞれ、添板3、4の屈曲部3d、4dを接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2b内に向けて押圧する。これにより、高力ボルト5で接合鋼板1、2と添板3、4とを締め付けるとともに、添板3、4の屈曲部3d、4dが面外曲げにより屈曲して塑性化し、図8(b)に示すように、接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2b内に嵌合する。また、このとき、接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bが高力ボルト5の軸部5aの外径d1と添板3、4の板厚Tを合わせた寸法よりも大径で形成されているため、屈曲した添板3、4の屈曲部3d、4dが確実に接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2b内に嵌合する。
On the other hand, when fastening the bonded
さらに、添板3、4のボルト挿通孔3b、4bを形成する周端3c、4c側に、周方向に等間隔で4つの切欠部3e、4eを設け、4つの屈曲部3d、4dが分かれて形成されている。このため、高力ボルト5で接合鋼板1、2と添板3、4とを締め付けるとともに、確実に且つ容易にこれら屈曲部3d、4dが屈曲して接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2b内に嵌合する。また、添板3、4が接合鋼板1、2よりも薄厚の鋼板を用いて形成されているため、この点からも、確実に且つ容易に屈曲部3d、4dが屈曲して接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2b内に嵌合する。
Further, four
そして、高力ボルト5で接合鋼板1、2と添板3、4を締め付けた状態で、支圧リング9、10によって、屈曲した添板3、4の屈曲部3d、4dが接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bの周端1d、2d側に押圧されて支持される。このとき、支圧リング9、10が、接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bの径d2よりも外径d5が小径で形成されているため、屈曲部3d、4dは、その先端(添板3、4のボルト挿通孔3b、4bの周端3c、4c)により近い部分が支圧リング9、10によって押圧されて支持される。
Then, in a state where the bonded
また、支圧リング9、10は、C字状に形成されているため、接合鋼板1、2と添板3、4とを高力ボルト5で締め付ける際に、添板3、4の屈曲部3d、4dを押圧するとともに、屈曲部3d、4dの屈曲状態に応じて外径d5及び内径d4が小さくなるように変形する。これにより、高力ボルト5で接合鋼板1、2と添板3、4を締め付けた状態で、屈曲部3d、4dは、その先端(添板3、4のボルト挿通孔3b、4bの周端3c、4c)により近い部分が支圧リング9、10によって押圧されて支持される。
Further, since the support rings 9 and 10 are formed in a C shape, when the bonded
このように、高力ボルト5で接合鋼板1、2と添板3、4を締め付けた状態で、支圧リング9、10が屈曲部3d、4dをその先端により近い部分を押圧して支持することにより、屈曲部3d、4dは、安定した状態で、接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bの周端1d、2d側に押圧されて支持されることになる。
In this way, with the high-
上記のように、本実施形態の高力ボルト摩擦接合構造A(高力ボルト摩擦接合方法)においては、接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2b内に添板3、4の屈曲部3d、4dが屈曲して嵌合し、接合鋼板1、2と添板3、4の接合面1c、2c、3a、4aが高力ボルト5の導入軸力に応じた押圧力で互いに密着することで、接合鋼板1、2同士が添板3、4を介して接合される。
As described above, in the high-strength bolt friction joining structure A (high-strength bolt friction joining method) of the present embodiment, the
そして、接合鋼板1、2に荷重が作用した際には、従来の高力ボルト摩擦接合と同様に、接合鋼板1、2と添板3、4のブラスト処理あるいは赤錆処理を施した接合面1c、2c、3a、4aに生じる摩擦力によって応力が伝達される。また、添板3、4の屈曲部3d、4dが接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bに嵌合し、支圧リング9、10によって接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bの周端1d、2d側に押圧して支持されているため、接合鋼板1、2に荷重が作用した際には、一方の接合鋼板1(2)に生じた応力が添板3、4の屈曲部3d、4dを通じて他方の接合鋼板2(1)に支圧伝達される。さらに、このとき、添板3、4が接合鋼板1、2よりも高強度の鋼板を用いて形成されているため、確実に接合鋼板1(2)に生じた応力が添板3、4の屈曲部3d、4dを通じて他方の接合鋼板2(1)に支圧伝達される。このように、本実施形態の高力ボルト摩擦接合構造Aにおいては、従来の高力ボルト摩擦接合の摩擦伝達に支圧伝達が付加されることで、従来の高力ボルト摩擦接合と比較し、接合面1c、2c、3a、4aの応力伝達性能が大幅に向上することになる。
When a load is applied to the bonded
したがって、本実施形態の高力ボルト摩擦接合構造A及び高力ボルト摩擦接合方法においては、接合鋼板1、2と添板3、4を高力ボルト5で締め付けるとともに、支圧リング9、10によって添板3、4の屈曲部3d、4dを屈曲させ、接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2b内に嵌合させることが可能になる。また、高力ボルト5による締め付けによって接合鋼板1、2と添板3、4の接合面1c、2c、3a、4aを密着させることが可能である。このため、接合鋼板1、2に荷重が作用した際に、従来の高力ボルト摩擦接合と同様、接合鋼板1、2と添板3、4の接合面1c、2c、3a、4aに生じる摩擦力によって応力伝達可能に接合鋼板1、2同士を接合することが可能になる。また、一方の接合鋼板1(2)に生じた応力を添板3、4の屈曲部3d、4dを通じて他方の接合鋼板2(1)に支圧伝達させることが可能になる。これにより、従来の高力ボルト摩擦接合の摩擦伝達に支圧伝達を付加することができ、接合面1c、2c、3a、4aの応力伝達性能を向上させることが可能になる。
Therefore, in the high-strength bolt friction joining structure A and the high-strength bolt friction joining method of the present embodiment, the joining
また、添板3、4の屈曲部3d、4dによる支圧伝達が十分に大きい場合には、接合鋼板1、2や添板3、4の接合面1c、2c、3a、4aの赤錆処理やブラスト処理(摩擦面処理)を不要にすることも可能になり、この場合には、部材加工数を減らすことが可能になる。さらに、従来の高力ボルト摩擦接合に対し、部材数の増加が支圧リング9、10のみであり、高力ボルト5による締め付けも従来と同様に行えるため、現場での施工性を損なうこともない。さらに、鋼材量及び部材加工数の増加が少なく、コストの増加も少ない。よって、現場での施工性を損なうことなく、且つ安価に接合面1c、2c、3a、4aの応力伝達性能を向上させることが可能になる。
In addition, when the bearing pressure transmission by the
さらに、本実施形態の高力ボルト摩擦接合構造Aにおいては、添板3、4のボルト挿通孔3b、4bを形成する周端3c、4c側に、周方向に等間隔で4つの切欠部3e、4eを設け、4つの屈曲部3d、4dが分かれて形成されているため、高力ボルト5で接合鋼板1、2と添板3、4とを締め付けるとともに、確実に且つ容易にこれら屈曲部3d、4dを屈曲させて接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2b内に嵌合させることが可能になる。これにより、確実に摩擦伝達に支圧伝達を付加することができ、接合面1c、2c、3a、4aの応力伝達性能を向上させることが可能になる。
Furthermore, in the high-strength bolt friction joining structure A of the present embodiment, four
また、添板3、4が接合鋼板1、2よりも薄厚の鋼材を用いて形成されていることにより、支圧リング9、10で押圧して確実に屈曲部3d、4dを屈曲させることが可能になり、添板3、4が接合鋼板1、2よりも高強度の鋼板を用いて形成されていることにより、確実に一方の接合鋼板1(2)に生じた応力を添板3、4の屈曲部3d、4dを通じて他方の接合鋼板2(1)に支圧伝達させることが可能になる。
Further, since the
さらに、接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bを高力ボルト5の軸部5aの外径d1と添板3、4の板厚Tを合わせた寸法よりも大径d2で形成することにより、屈曲した添板3、4の屈曲部3d、4dを確実に接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2b内に嵌合させることが可能になるとともに、より確実に屈曲部3d、4dを通じて一方の接合鋼板1(2)に生じた応力を他方の接合鋼板2(1)に支圧伝達させることが可能になる。
Furthermore, the
また、支圧リング9、10の外径d5が接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bの径d2よりも小径であることにより、接合鋼板1、2と添板3、4とを高力ボルト5で締め付けた状態で、支圧リング9、10によって屈曲部3d、4dの先端(添板3、4のボルト挿通孔3b、4bの周端3c、4c)により近い部分を押圧して支持することが可能になり、屈曲部3d、4dが安定した状態で支圧リング9、10によって支持され、確実に屈曲した添板3、4の屈曲部3d、4dを接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bの周端1d、2d側に押圧して支持することが可能になる。これにより、さらに確実に屈曲部3d、4dを通じて一方の接合鋼板1(2)に生じた応力を他方の接合鋼板2(1)に支圧伝達させることが可能になる。
Further, since the outer diameter d5 of the support rings 9 and 10 is smaller than the diameter d2 of the
また、支圧リング9、10がC字状に形成されていることにより、接合鋼板1、2と添板3、4とを高力ボルト5で締め付ける際に、支圧リング9、10が添板3、4の屈曲部3d、4dを押圧し、この屈曲部3d、4dの屈曲状態に応じて外径d5及び内径d4が小さくなるように支圧リング9、10を変形させることが可能になる。これにより、支圧リング9、10によって屈曲部3d、4dの先端(添板3、4のボルト挿通孔3b、4bの周端3c、4c)により近い部分を押圧して支持することが可能になり、屈曲部3d、4dが安定した状態で支圧リング9、10により支持され、さらに確実に屈曲部3d、4dを通じて一方の接合鋼板1(2)に生じた応力を他方の接合鋼板2(1)に支圧伝達させることが可能になる。
Further, since the support rings 9 and 10 are formed in a C shape, the support rings 9 and 10 are attached when the bonded
以上、本発明に係る高力ボルト摩擦接合構造及び高力ボルト摩擦接合方法の一実施形態について説明したが、本発明は上記の一実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。例えば、本実施形態では、被接合部材が接合鋼板1、2であるものとしたが、本発明に係る被接合部材は、例えば鉄骨などの鋼板以外のものであってもよい。
As mentioned above, although one embodiment of the high-strength bolt friction joining structure and the high-strength bolt friction joining method according to the present invention has been described, the present invention is not limited to the above-described one embodiment, and does not depart from the spirit thereof. It can be changed as appropriate. For example, in this embodiment, although the to-be-joined member shall be the joined
また、本実施形態では、支圧リング9、10が、外径d5を接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bの径d2よりも小径にして形成されているものとしたが、本発明に係る支圧リングは、高力ボルト5で接合鋼板1、2と添板3、4を締め付けるとともに、添板3、4の屈曲部3d、4dを接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bを形成する周端1d、2d側に押圧して支持することが可能であれば、特に外径d5を接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bの径d2よりも小径にして形成することに限定する必要はない。例えば小径部と大径部を備えて支圧リングを側面視でT型に形成し、小径部のみをその外径d5が接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bの径d2よりも小径となるように形成して、高力ボルト5で締め付けるとともに、この小径部で屈曲部3d、4dを押圧して屈曲させ、支持するようにしてもよい。
Further, in the present embodiment, the bearing rings 9 and 10 are formed so that the outer diameter d5 is smaller than the diameter d2 of the
さらに、本実施形態では、添板3、4が、ボルト挿通孔3b、4bを形成する周端3c、4c側に4つの切欠部3e、4eを形成して、隣り合う切欠部3e、4eで分けられた4つの屈曲部3d、4dを備えているものとして説明を行ったが、本発明に係る屈曲部は、高力ボルト5による締め付けとともに、支圧リング9、10によって接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bを形成する周端1d、2d側に押圧して支持されるように形成されていればよく、特に切欠部3e、4eや屈曲部3d、4dの数、配置を限定する必要はない。
Furthermore, in this embodiment, the
また、例えば図9(a)、図9(b)に示すように、接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bを形成する周端1d、2dに面取り部1e、2eを設け、屈曲した添板3、4の屈曲部3d、4dがこの面取り部1e、2eに係合(嵌合)するようにしてもよい。この場合には、添板3、4の屈曲部3d、4dが面取り部1e、2eに係合することで、屈曲部3d、4dと接合鋼板1、2の接触面積を大きくすることができる。このため、本実施形態に示した高力ボルト摩擦接合構造Aよりも、確実に屈曲部3d、4dを通じて一方の接合鋼板1(2)に生じた応力を他方の接合鋼板2(1)に支圧伝達させることが可能になる。また、このように面取り部1e、2eを設けた場合には、接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bの周端1d、2d(周端面、内面)と、このボルト挿通孔1b、2bに挿通する高力ボルト5の軸部5aとの遊びSを小さくすることが可能になる。すなわち、接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bの径を小径(標準サイズの径)にすることができる。このため、接合鋼板1、2のボルト挿通孔1b、2bの加工手間を軽減することが可能になる。
Further, for example, as shown in FIGS. 9A and 9B, chamfered
さらに、例えば図10に示すように、支圧リング9、10をワッシャ7、8と一体に形成してもよく、また、例えば図11に示すように、高力ボルト5の頭部5bやナット6と支圧リング9、10を一体に形成してもよい。このようにした場合には、支圧リング9、10を設けることによる部材数の増加がないため、本実施形態よりもさらに現場での施工性を損なうことを防止し、安価に接合面1c、2c、3a、4aの応力伝達性能を向上させることが可能になる。また、図10や図11に示すように、添板3、4の屈曲部3d、4dを押圧する支圧リング9、10の外面をテーパー状に形成することによって、屈曲した屈曲部3d、4dと支圧リング9、10との接触面積を大きくすることができ、より確実に接合鋼板1(2)に生じた応力を添板3、4の屈曲部3d、4dを通じて他方の接合鋼板2(1)に支圧伝達させることが可能になる。このため、さらに確実に接合面1c、2c、3a、4aの応力伝達性能を向上させることが可能になる。
Further, for example, as shown in FIG. 10, the support rings 9 and 10 may be formed integrally with the
1 接合鋼板(被接合部材)
1a 一端部
1b ボルト挿通孔
1c 接合面
1d 周端
1e 面取り部
2 接合鋼板(被接合部材)
2a 一端部
2b ボルト挿通孔
2c 接合面
2d 周端
2e 面取り部
3 添板
3a 接合面
3b ボルト挿通孔
3c 周端
3d 屈曲部
3e 切欠部
4 添板
4a 接合面
4b ボルト挿通孔
4c 周端
4d 屈曲部
4e 切欠部
5 高力ボルト
5a 軸部
5b 頭部
6 ナット
7 ワッシャ
8 ワッシャ
9 支圧リング
10 支圧リング
A 高力ボルト摩擦接合構造
T 添板の板厚
d1 高力ボルトの軸部の外径
d2 接合鋼板のボルト挿通孔の径
d3 添板のボルト挿通孔の径
d4 支圧リングの内径
d5 支圧リングの外径
1 Joined steel sheet (members to be joined)
DESCRIPTION OF
2a One
Claims (11)
前記添板には、前記被接合部材に形成したボルト挿通孔よりも小径のボルト挿通孔が形成され、該添板のボルト挿通孔を形成する周端側に、前記高力ボルトで前記一対の被接合部材と前記添板とを締め付けるとともに押圧されて屈曲し、前記被接合部材のボルト挿通孔内に嵌合する屈曲部が設けられ、
前記被接合部材と前記添板のボルト挿通孔に前記高力ボルトの軸部を挿通させた状態で、前記高力ボルトの頭部及び/又は前記高力ボルトの軸部の先端側に螺合したナットと前記添板との間には、前記高力ボルトで前記一対の被接合部材と前記添板とを締め付けるとともに前記添板の屈曲部を押圧して屈曲させ、該添板の屈曲部を前記被接合部材のボルト挿通孔の周端側に押圧して支持する支圧リングが介装されていることを特徴とする高力ボルト摩擦接合構造。 A high-strength bolt that joins the members to be joined via the accessory plate by providing a subsidiary plate on the outside of the pair of members to be joined and tightening the pair of members to be joined and the accessory plate with a high-strength bolt. A friction welding structure,
A bolt insertion hole having a diameter smaller than that of the bolt insertion hole formed in the member to be joined is formed in the accessory plate, and the pair of high-strength bolts are used to connect the pair of bolts to the peripheral end side of the accessory plate that forms the bolt insertion hole. A bent portion is provided that clamps and bends the member to be joined and the accessory plate, and is fitted into the bolt insertion hole of the member to be joined.
In a state where the shaft portion of the high-strength bolt is inserted into the bolt insertion hole of the member to be joined and the accessory plate, it is screwed into the head portion of the high-strength bolt and / or the distal end side of the shaft portion of the high-strength bolt. Between the nut and the accessory plate, the pair of members to be joined and the accessory plate are fastened with the high-strength bolt, and the bent portion of the accessory plate is pressed and bent, and the bent portion of the accessory plate A high-strength bolt friction joint structure is provided, in which a support ring that presses and supports the member to the peripheral end side of the bolt insertion hole of the member to be joined is interposed.
前記添板には、前記ボルト挿通孔を形成する周端から該ボルト挿通孔の径方向外側に向けて延びる切欠部が前記ボルト挿通孔の周方向に間隔をあけて複数設けられていることを特徴とする高力ボルト摩擦接合構造。 The high strength bolt friction joint structure according to claim 1,
The accessory plate is provided with a plurality of notches extending from the peripheral end forming the bolt insertion hole toward the radially outer side of the bolt insertion hole with a gap in the circumferential direction of the bolt insertion hole. Features a high-strength bolt friction joint structure.
前記切欠部が前記周方向に等間隔で4つ以上設けられていることを特徴とする高力ボルト摩擦接合構造。 In the high strength bolt friction joint structure according to claim 2,
A high-strength bolt friction joint structure, wherein four or more notches are provided at equal intervals in the circumferential direction.
前記添板が前記被接合部材よりも高強度で且つ薄厚の鋼材を用いて形成されていることを特徴とする高力ボルト摩擦接合構造。 In the high strength bolt friction joining structure according to any one of claims 1 to 3,
A high-strength bolt friction joint structure, wherein the accessory plate is formed using a steel material that is stronger and thinner than the member to be joined.
前記被接合部材のボルト挿通孔が、前記高力ボルトの軸部の外径と前記添板の板厚を合わせた寸法よりも大径で形成されていることを特徴とする高力ボルト摩擦接合構造。 In the high strength bolt friction joining structure according to any one of claims 1 to 4,
The high-strength bolt friction joint, wherein the bolt insertion hole of the member to be joined is formed with a diameter larger than the dimension of the outer diameter of the shaft portion of the high-strength bolt and the thickness of the accessory plate. Construction.
前記支圧リングが、前記被接合部材のボルト挿通孔の径よりも外径が小径で形成されていることを特徴とする高力ボルト摩擦接合構造。 In the high strength bolt friction joining structure according to any one of claims 1 to 5,
The high-strength bolt friction joining structure, wherein the bearing ring is formed with an outer diameter smaller than a diameter of a bolt insertion hole of the member to be joined.
前記支圧リングがC字状に形成されていることを特徴とする高力ボルト摩擦接合構造。 In the high strength bolt friction joining structure according to any one of claims 1 to 6,
A high-strength bolt friction joint structure, wherein the support ring is formed in a C shape.
前記支圧リングがワッシャと一体に形成されていることを特徴とする高力ボルト摩擦接合構造。 In the high strength bolt friction joining structure according to any one of claims 1 to 6,
A high-strength bolt friction joint structure, wherein the support ring is formed integrally with a washer.
前記支圧リングが前記高力ボルトの頭部及び/又は前記ナットと一体に形成されていることを特徴とする高力ボルト摩擦接合構造。 In the high strength bolt friction joining structure according to any one of claims 1 to 6,
The high-strength bolt friction joint structure, wherein the support ring is formed integrally with a head of the high-strength bolt and / or the nut.
前記被接合部材のボルト挿通孔を形成する周端には、前記添板の屈曲部に係合する面取り部が設けられていることを特徴とする高力ボルト摩擦接合構造。 In the high strength bolt friction joint structure according to any one of claims 1 to 9,
A high-strength bolt friction joining structure, wherein a chamfered portion that engages with a bent portion of the accessory plate is provided at a peripheral end that forms a bolt insertion hole of the member to be joined.
前記高力ボルトで前記一対の被接合部材と前記添板とを締め付けるとともに、前記添板の屈曲部を前記支圧リングで押圧して前記被接合部材のボルト挿通孔内に屈曲させることを特徴とする高力ボルト摩擦接合方法。 A method for joining the members to be joined by the high-strength bolt friction joining structure according to any one of claims 1 to 10,
The pair of members to be joined and the accessory plate are fastened with the high-strength bolts, and the bent portion of the accessory plate is pressed by the supporting ring to be bent into the bolt insertion hole of the member to be joined. High-strength bolt friction joining method.
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