JP6205964B2 - 高力ボルトの摩擦接合構造 - Google Patents
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Description
すなわち、従来の場合、過大孔を有する鋼板同士を摩擦接合しようとすると標準孔の添板を介しての接合となるため、板厚の薄い鋼板同士を直接ボルト接合するような簡易な摩擦接合部の場合は部品数が増えてコストアップとなってしまう。また、板厚の薄い鋼板同士の簡易な摩擦接合部に過大孔が採用できないと高い施工精度が要求されることになり、さらに、過大孔を採用するには板厚が薄く強度面で不安があるという問題があった。一方で、過大孔に直接高力ボルトのワッシャーを接触させると、ワッシャーと鋼板の接触面積が小さいため、特に板厚の薄い鋼板はワッシャーが当接する部分を圧壊させてしまうおそれがあった。
図1〜図3に示すように、本第1の実施の形態の高力ボルトの摩擦接合構造(以下、単に「ボルト接合構造1」という)は、2枚の鋼板3(3A、3B)を接合するものであり、接合する2枚の鋼板3A、3Bに開けられたボルト孔が長孔31、32に形成され、鋼板3A、3B同士を直接重ね合わせた状態でそれぞれの長孔31、32同士(図4参照)の長径方向X、Yを互いに直交させて配置され、その長孔31、32同士の重なる交差部にワッシャー4を介して高力ボルト2が挿通されて締結された構成となっている。
例えば、55度程度の方向に応力が伝達すると仮定すると、ワッシャー4の必要厚みは5.3mmとなる。このときワッシャー4の厚みは高力ボルト2の呼び径の0.33となる。したがって、ワッシャー4の厚みは高力ボルト2の呼び径の0.35倍以上であれば所期の強度を確保することができる。なお、伝達角度55度は、一般的な伝達角度と言われている40度〜50度を確実にカバーするため5度の余裕を加えた角度である。
図5(b)に示すように、本実施の形態のボルト接合構造では、同心円の過大孔に比べて、ワッシャー4の鋼板3A、3Bに対する接触面積Sが長孔31、32の長径軸に対して常に対称かつ一定以上となるので、安定した接合性能を確保することができ、しかもワッシャー4が大径となっているので、鋼板3の長孔部分へめり込むことを防止することができる。特に、ボルト呼び径の1/2以下の薄い鋼板3では材間圧縮力分布範囲が小さいため、一定以上の接触面積を確保することは長孔31、32を開けたボルト接合構造1を効果的に実現することができる。
この場合、挟み板5の厚さ寸法を調整することで、2枚の鋼板3A、3B同士の間の間隔(高さ)を適宜な寸法に調整することが可能となることから、2枚の鋼板3A、3Bの接合部にXYZ3軸の位置調整機構を持たせることができる。そのため、さらに鋼板3側の施工精度の緩和を図ることができ、施工効率を向上させることができる。なお、挟み板の寸法はワッシャー4と同様に、厚みは0.35d以上、(内接する円の)外径は2.5d以上とすることが望ましく、円形であってもよい。また2枚の鋼板3A,3Bが亜鉛メッキ鋼板の場合は挟み板5も亜鉛メッキ鋼板とすることが望ましく、表面処理はりん酸塩処理が望ましい。
次に、第2の実施の形態による高力ボルトの摩擦接合構造について、図8〜図10に基づいて説明する。
上述した第1の実施の形態では、ボルト呼び径の1/2以下の板厚の鋼板3A、3B同士を重ね合わせて接合する構造としているが、第2の実施の形態によるボルト接合構造1B(高力ボルトの摩擦接合構造)では、ボルト呼び径の1/2以下の板厚の鋼板3A、3B同士を突き合わせて、両鋼板3A、3Bに対して添板6を重ね合わせて接合する構造である。
2 高力ボルト
3、3A、3B 鋼板
4、4A、4B ワッシャー
5 挟み板
6 添板
6a、6b 重合せ部分
31、32、62、63 長孔
33、51、61 円形孔
Claims (5)
- ボルト呼び径の1/2以下の板厚の鋼板同士を突き合わせて、両鋼板に対して添板を重ね合わせて接合する高力ボルトの摩擦接合構造であって、
接合する前記2枚の鋼板は、それぞれに開けられたボルト孔が長孔に形成され、前記各鋼板の長孔同士が互いに長径方向を直交するようにして配置され、
又は、
前記添板における前記2枚の鋼板の各別に対応する重合せ部分には、それぞれに開けられたボルト孔が長孔に形成され、当該添板が前記各重合せ部分の長孔同士が互いに長径方向を直交するようにして前記2枚の鋼板に重ね合され、
前記長孔に前記高力ボルトがワッシャーを介して挿通されて締結されていることを特徴とする高力ボルトの摩擦接合構造。 - 前記ワッシャーの外径は、ボルト呼び径の2.5倍を超えていることを特徴とする請求項1に記載の高力ボルトの摩擦接合構造。
- 前記ワッシャーの厚みは、ボルト呼び径の0.35倍以上であることを特徴とする請求項2に記載の高力ボルトの摩擦接合構造。
- 前記鋼板は、亜鉛めっき鋼板であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の高力ボルトの摩擦接合構造。
- 前記鋼板の摩擦面は、りん酸塩処理が施されていることを特徴とする請求項4に記載の高力ボルトの摩擦接合構造。
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