JPH0220334B2

JPH0220334B2 -

Info

Publication number: JPH0220334B2
Application number: JP56123411A
Authority: JP
Inventors: Shotaro Muto; Kanae Tokumura; Noboru Isohata
Original assignee: TOMOEGUMI GIKEN KK
Current assignee: TOMOEGUMI GIKEN KK
Priority date: 1981-08-06
Filing date: 1981-08-06
Publication date: 1990-05-09
Also published as: JPS5823587A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は高力ボルトを使用した摩擦接合にお
いて利用する摩擦接合面処理装置に関するもので
ある。構造物の高力ボルト摩擦接合では部材間の伝達
力確保のため、仕口摩擦面の摩擦係数を増加させ
るべく考慮なされている。従来の方法としては、黒皮面ではグラインダー
あるいはシヨツトブラストにより黒皮を除去し、
赤さびを発生させて摩擦係数を上昇させる方法や
めつき面ではシヨツトブラスト等により摩擦係数
を上昇させる方法が知られている。しかし、特に
めつき面の場合等においては必ずしも十分な効果
が得られていない。また、例えばＨ形鋼のような大形で持ち運びの
できない構造部材についてはシヨツトブラストの
利用が難しい。この発明は上述のような事情のもとになされた
もので、黒皮およびめつき面の両者に使用できる
ものとして、治具により構成する圧痕によつてボ
ルト孔周囲の摩擦係数の上昇を図るとともに、携
帯可能な簡易な装置により、現場における摩擦接
合面の処理を可能とすることを目的としている。すなわち、この発明では表面に細かい凹凸を設
けた圧痕治具をボルト孔周囲の摩擦接合面に押し
付け、これを加圧することにより摩擦接合面に圧
痕を形成し、摩擦接合面の摩擦係数を上昇させる
ようにし、そのための装置として、孔軸を合わせ
たセンターホールジヤツキとテンシヨンロツド固
定装置とが、側方に設けた支持腕によりボルト孔
を形成した摩擦接合面にまたがるように所定間隔
をおいて連結され、表面に細かい凹凸を設けた圧
痕治具が前記センターホールジヤツキおよびテン
シヨンロツド固定装置の対向面の一方または双方
に取り付けられてなる高力ボルト接合用摩擦接合
処理装置を提案するものである。センターホールジヤツキとテンシヨンロツド固
定装置とは、その孔軸を摩擦接合面のボルト孔と
一致させてテンシヨンロツドを挿入することがで
き、テンシヨンロツドボルト孔に挿通するととも
にテンシヨンロツド固定装置に反力をとつてセン
ターホールジヤツキを操作することにより圧痕治
具を摩擦接合面に押圧し、圧痕を形成させること
ができる。以下この発明の実施例を図面に基いて説明す
る。第１図および第２図は摩擦接合面処理装置の一
実施例を、第３図はその使用状態を示したもの
で、孔軸を合わせたセンターホールジヤツキ１と
テンシヨンロツド固定装置２とが、側方の支持腕
６により所定間隔をおいて連結されており、略コ
字状をなしている。そしてこのセンターホールジ
ヤツキ１とテンシヨンロツド固定装置２の相対向
する面の一方または双方に表面に細かい凹凸を設
けた圧痕治具８，９が取り付けられている。従つて第３図に示すようにＨ形鋼Ａ等の仕口摩
擦面を本装置で挟み込み、続いてボルト孔ａを貫
通するようにしてセンターホールジヤツキ１の中
央部に挿通したテンシヨンロツド３を上から差し
込み、テンシヨンロツド３の先端部をテンシヨン
ロツド固定装置２により固定し、センターホール
ジヤツキ１でテンシヨンロツド３を挟持し、テン
シヨンロツド固定装置２に反力をとつてセンター
ホールジヤツキ１を作動させると、仕口摩擦面は
圧痕治具８，９によつて加圧される。これによつ
て仕口摩擦面には圧痕ｂが形成され、かつ黒皮面
でではミルスケールの除去が可能であり、黒皮
面、めつき面を問わず摩擦係数の上昇が図れる。
なおセンターホールジヤツキ１の操作は足踏ポン
プの操作および支持腕６にポンプスイツチを置く
などの方法で行なえる。また、図中４はテンシヨンロツドのストツパー
ナツト、５はクイツクナツトで、テンシヨンロツ
ド３は押し込むことにより自動的に固定される。
また７は支持腕６を固定するロツクナツト、１０
はクイツクナツト取付金具、１１は圧痕治具支持
金具、１２はテンシヨンロツド固定チエーン、１
３はシリンダーロツクレバー、１４はナツトロツ
クレバーである。なお第１図および第２図には図
示していないが、第３図のようにストツパーナツ
ト４とセンターホールジヤツキ１の間にスプリン
グ１５を挿入するとクイツクナツト５をはずした
とき自動的にテンシヨンロツド３が復帰する。ま
た１６はテンシヨンロツド３の押し込みを容易に
するための押し込みハンドルである。第４図〜第９図は種々の圧痕治具８，９の例を
示したもので、所定厚の中空円盤状の金具表面に
細かい凹凸形状を設けてなる。この圧痕治具８，
９の外径Ｄは、スプラインスプレートの厚みによ
りボルト径ｄの２倍から４倍程度が望ましいと考
えられる（すなわちＤ＝2d〜4d）。表面の凹凸は第４図および第５図の例では一方
向に三角の溝を設け、第６図および第７図の例で
は縦横に四角錐の山を設け、第８図および第９図
の例では多重に円周方向の三角溝を設けることに
より形成している。またいずれの例でも溝あるい
は山のピツチは通常約１〜３mm程度とし、山の部
分の頂角は45゜〜90゜程度が好ましい。また、圧痕
ｂはこれらの圧痕治具８，９の凹凸形状がそのま
ま表われることになるが、同一種類あるいは異な
る種類の圧痕治具を二度押し、三度押しすること
により第１０図〜第１２図に示すような圧痕ｂを
作ることもできる。次にこの発明の装置を用いた試験例について述
べる。（試験方法）第１３図および第１４図は試験方法を示したも
ので、接合されるべき部材として端部を突き合わ
すようにした２枚の中板１７を、スプラインプレ
ートとしての２枚の外板１８で挟み込んで、４本
の高力ボルト１９で摩擦接合してある。これに引
張試験機を用い矢印の方向に引張力を与え、すべ
り荷重Ｔ（ton）を測定し、高力ボルト１９の導入
軸力Ｐ（ton）との関係から摩擦係数μを算出し
た。なお、この試験では４本の高力ボルト１９を
用いているため、 μ＝Ｔ／4P となる。中板１７および外板１８の材質はSS41で、使
用したボルト１９M12高力ボルトである。また試
験片の寸法は、図を参照して、中板１７について
厚さt₁＝19mm、幅Ｂ＝95mm、長さa₀＝320mm、a₁
＝50mm、a₂＝70mm、a₃＝200mm、外板18について、
厚さt₂＝12mm、幅Ｂ＝95mm、長さb₀＝345mm、b₁
＝105mm、b₂＝70mm、b₃＝50mmで、ボルト孔の径
ｄ＝23.5mmである。試験は(a)亜鉛めつきの場合、(b)黒皮の場合の２
通りについて行なつたが、(a)については中板１７
のみボルト孔の周囲両面に圧痕を設け、外板１８
のボルト孔部分にはシヨツトプラストを施してあ
るるまた(b)については中板１７および外板１８の
双方に圧痕を形成して試験を行なつた。（試験結果） (a) 亜鉛めつきの場合表１および第１５図に亜鉛めつきの場合の試
験結果を示す。ここでZ1〜N4は次の通りである。 Z1：針状圧痕の場合（第６図、第７図参
照）。 Z2：一方向線状の圧痕（以下標準型圧痕
という）の場合（第４図、第５図参照）で、
かつ圧痕の線が引張方向と直交。 Z3：Z2と同じく圧痕の線が引張方向と直
交するが圧痕治具を引張方向に長い楕円形状
とした場合。 Z4：圧痕治具の２度押しにより標準型圧
痕を直交する二方向（一方向は引張方向に一
致）に形成した場合（第１０図参照）。なお、圧痕治具はZ3を除いていずれも直径60
mmの円形、Z3は短径60mm、長径90mmの略楕円形
であり、圧痕を形成するための加圧力は30tonと
した。表１および第１５図のグラフから、いずれの場
合も摩擦係数が0.44以上であり、十分な摩擦接合
が可能であこと、２度押しにより摩擦係数がさら
に大きくなること等が判明した。なお、同様の試
験を亜鉛めつき材について処理を施さないものに
ついて行なつたところ摩擦係数として0.203〜
0.263の値が得られ、建築学会高力ボルト接合設
計施工指針ではその値が0.10〜0.30とされてい
る。 (b) 黒皮の場合表２および第１６図に黒皮の場合の試験結果
を示す。ここでK1〜K6は次の通りである。 K1：黒皮のままの場合。 K2：ミルスケールのみ除去（この発明の
装置を用い荷重10ton程度で加圧することに
よりミルスケールが除去される）。 K3：針状圧痕の場合。 K4：標準型圧痕の場合。 K5：圧痕治具の２度押しにより標準型圧
痕を引張方向と30゜の角度をなして互いに交
差させた場合。 K6：圧痕治具の２度押しにより標準型圧
痕を直交する二方向（一方向は引張方向の一
致）に形成した場合。圧痕治具はいずれも直径60mmの円形で、針状圧
痕および標準型圧痕の各線のピツチは２mmであ
る。また圧痕を形成するための加圧力は30tonと
した。表２および第１６図のグラフから、圧痕を設け
ることにより摩擦係数が大きくなり、十分摩擦接
合に適用できること等が判明した。第１７図は圧痕治具の加圧力と圧痕（傷）の深
さの関係を示すグラフで、試験結果から得られた
ものである。また第１８図は圧痕治具８と試料表
面の傷の関係を示したものである。

【表】

【表】この発明は以上の構成からなり次のような利点
特徴を有する。 (1) 装置が簡便で軽量であるため取り扱いが容易
で携帯可能である。従つて大形の構造部材の高力ボルトを用いた
摩擦接合について現場で圧痕を形成し、接合部
の摩擦係数を高めることができる。 (2) 亜鉛めつき等機械的削除が不可能な場合にも
有効であり、必要な摩擦係数が得られる (3) 黒皮材にあつては同時にミルスケールの除去
が可能である。 (4) また本発明は必ずしも仕口摩擦面が平らなも
のだけでなく、圧痕治具の形状を変えることに
より曲面をなすものにも用いられる。 (5) 高力ボルト挿入用のボルト孔にテンシヨンロ
ツドを通し、このテンシヨンロツド固定装置に
反力をとるため、ボルト孔の周囲に確実に圧痕
を形成することができる。 (6) 圧痕治具の摩擦接合面への押圧により表面に
凹凸を形成し、摩擦係数を高めるものであり、
シヨツトプラストの場合のように周囲を汚すこ
とがない。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示したもので、第１
図は摩擦接合面処理装置の正面図（一分断面図）、
第２図はその左側面図、第３図は使用状態を示す
斜視図、第４図、第６図および第８図はそれぞれ
圧痕治具の実施例を示す平面図、第５図、第７図
および第９図はそれぞれ第４図、第６図および第
８図の中央断面における斜視図、第１０図、第１
１図および第１２図は圧痕の種類を示す平面図、
第１３図は試験例における試験方法を示す平面
図、第１４図はその正面図、第１５図は亜鉛めつ
き材における引張試験結果を示すグラフ、第１６
図は黒皮材における引張試験結果を示すグラフ、
第１７図は圧痕治具の加圧力と圧痕の深さの関係
を示すグラフ、第１８図は圧痕治具と試料表面の
傷の関係を示す側面図である。１……センターホールジヤツキ、２……テンシ
ヨンロツド固定装置、３……テンシヨンロツド、
４……ストツパーナツト、５……クイツクナツ
ト、６……支持腕、７……ロツクナツト、８……
圧痕治具、９……圧痕治具、１０……クイツクナ
ツト取付金具、１１……圧痕治具支持金具、１２
……テンシヨンロツド固定チエーン、１３……シ
リンダーロツクレバー、１４……ナツトロツクレ
バー、１５……スプリング、１６……押し込みハ
ンドル、Ａ……Ｈ形鋼、ａ……ボルト孔、ｂ……
圧痕。

Claims

【特許請求の範囲】

１孔軸を合わせ、テンシヨンロツドを中央部に
挿通したセンターホールジヤツキとテンシヨンロ
ツド固定装置とを側方に設けた支持腕により、ボ
ルト孔を形成した摩擦接合面にまたがるように所
定間隔をおいて連結し、前記センターホールジヤ
ツキおよびテンシヨンロツド固定装置の対向面の
一方または双方に、表面に細かい凹凸を設けた圧
痕治具を取り付け、前記テンシヨンロツドをボル
ト孔に挿通するとともにテンシヨンロツド固定装
置に反力をとつて前記センターホールジヤツキを
操作することにより、前記圧痕治具を摩擦接合面
に押圧して、前記摩擦接合面に凹凸の圧痕を形成
可能としたことを特徴とする高力ボルト接合用摩
擦接合面処理装置。