JPH07286255A - 高力ボルト摩擦接合用鋼材及びその製造方法 - Google Patents
高力ボルト摩擦接合用鋼材及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH07286255A JPH07286255A JP7854594A JP7854594A JPH07286255A JP H07286255 A JPH07286255 A JP H07286255A JP 7854594 A JP7854594 A JP 7854594A JP 7854594 A JP7854594 A JP 7854594A JP H07286255 A JPH07286255 A JP H07286255A
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- Japan
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、安定して高いすべり係数を発現す
る高力ボルト摩擦接合用鋼材の安価で大量生産可能な製
造方法を提供するものである。 【構成】 鋼材表面に凹凸を施した後、該鋼材表面から
１ｍｍ以上浸炭させる。
る高力ボルト摩擦接合用鋼材の安価で大量生産可能な製
造方法を提供するものである。 【構成】 鋼材表面に凹凸を施した後、該鋼材表面から
１ｍｍ以上浸炭させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高力ボルト摩擦接合用鋼
材及びその製造方法に関するもので、建築、橋梁などに
おける鋼構造物の摩擦接合用鋼材として利用できる。本
発明法によって製造した鋼材を用いることにより安定し
て高い摩擦接合面のすべり係数が得られ、鋼構造物の安
全性を高めることができる。
材及びその製造方法に関するもので、建築、橋梁などに
おける鋼構造物の摩擦接合用鋼材として利用できる。本
発明法によって製造した鋼材を用いることにより安定し
て高い摩擦接合面のすべり係数が得られ、鋼構造物の安
全性を高めることができる。
【０００２】
【従来の技術】高力ボルト摩擦接合において、日本建築
学会の設計施工指針では、接合耐力上重要となる摩擦面
は、黒皮除去された良好な赤錆面で、すべり係数が０．
４５を上回る処理を施し、また、すべり係数はすべり耐
力試験により確認する必要があるとされている。通常、
良好な赤錆状態であれば、すべり係数は０．４５を上回
ることが知られており、すべり耐力試験は省略される場
合が多い。
学会の設計施工指針では、接合耐力上重要となる摩擦面
は、黒皮除去された良好な赤錆面で、すべり係数が０．
４５を上回る処理を施し、また、すべり係数はすべり耐
力試験により確認する必要があるとされている。通常、
良好な赤錆状態であれば、すべり係数は０．４５を上回
ることが知られており、すべり耐力試験は省略される場
合が多い。
【０００３】赤錆状態のすべり係数は０．６程度の値が
得られることもあるが、環境因子や鋼材組成などにより
錆生成状態が異なるためバラツキが大きく、すべり係数
は０．４５として設計されているようである。摩擦接合
面のすべり係数は接合耐力上高いほど好ましいことは明
らかであり、特開昭５１−５２６２８号公報では接合面
に施工前に凹凸を付けたり、特開平１−２０６１０４号
公報では接合面に耐食性金属を溶射して高い摩擦抵抗を
発生させている。しかし、摩擦接合面のすべり係数は鋼
材表面の粗さの増大に伴って高くなる傾向にあるが、表
面粗さを増してもある値以上にはならないという問題が
あった。
得られることもあるが、環境因子や鋼材組成などにより
錆生成状態が異なるためバラツキが大きく、すべり係数
は０．４５として設計されているようである。摩擦接合
面のすべり係数は接合耐力上高いほど好ましいことは明
らかであり、特開昭５１−５２６２８号公報では接合面
に施工前に凹凸を付けたり、特開平１−２０６１０４号
公報では接合面に耐食性金属を溶射して高い摩擦抵抗を
発生させている。しかし、摩擦接合面のすべり係数は鋼
材表面の粗さの増大に伴って高くなる傾向にあるが、表
面粗さを増してもある値以上にはならないという問題が
あった。
【０００４】また、鋼材の熱処理（焼入れ）によって表
面硬さを高める方法では、表面が脱炭されて鋼材の硬さ
に最も影響を及ぼすＣ量が低くなり、表面硬さは必ずし
も高くならないという問題があった。
面硬さを高める方法では、表面が脱炭されて鋼材の硬さ
に最も影響を及ぼすＣ量が低くなり、表面硬さは必ずし
も高くならないという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、鋼材の摩擦
接合面に凹凸を有し、かつ鋼材表面を浸炭させるため、
高い表面硬さを容易に得ることができ、安定して高いす
べり係数を発現する高力ボルト摩擦接合用鋼材及びその
製造方法を提供することを目的とするものである。
接合面に凹凸を有し、かつ鋼材表面を浸炭させるため、
高い表面硬さを容易に得ることができ、安定して高いす
べり係数を発現する高力ボルト摩擦接合用鋼材及びその
製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の要旨とするとこ
ろは、下記のとおりである。 （１）鋼材表面に０．２〜１．０ｍｍの凹凸を有し、か
つ該鋼材表面から１ｍｍ以上を浸炭したことを特徴とす
る高力ボルト摩擦接合用鋼材。 （２）鋼材表面に凹凸を施した後、該鋼材表面から１ｍ
ｍ以上を浸炭させることを特徴とする前項１記載の高力
ボルト摩擦接合用鋼材の製造方法。
ろは、下記のとおりである。 （１）鋼材表面に０．２〜１．０ｍｍの凹凸を有し、か
つ該鋼材表面から１ｍｍ以上を浸炭したことを特徴とす
る高力ボルト摩擦接合用鋼材。 （２）鋼材表面に凹凸を施した後、該鋼材表面から１ｍ
ｍ以上を浸炭させることを特徴とする前項１記載の高力
ボルト摩擦接合用鋼材の製造方法。
【０００７】
【作用】鋼材のすべり係数を高めるためには、ショット
あるいはグリッドブラストなどにより摩擦接合面の表面
粗さを増す方法がとられる。しかし、ブラスト処理など
では表面粗さ、すなわち表面凹凸の高低差は、鋼種やシ
ョット粒などにもよるが高々１５０μｍ程度であり、こ
れによるすべり係数の増加には自ずと限界がある。ま
た、本発明者らの研究によれば、同一の表面粗さですべ
り係数を高めるためには、摩擦接合面の硬さ（表面硬
さ）を高めることが必要である。すなわち、摩擦接合面
に適切な凹凸を施し、かつ表面硬さを上げることにより
高すべり係数を顕著に向上させることを見出し、本発明
を完成させるに至った。
あるいはグリッドブラストなどにより摩擦接合面の表面
粗さを増す方法がとられる。しかし、ブラスト処理など
では表面粗さ、すなわち表面凹凸の高低差は、鋼種やシ
ョット粒などにもよるが高々１５０μｍ程度であり、こ
れによるすべり係数の増加には自ずと限界がある。ま
た、本発明者らの研究によれば、同一の表面粗さですべ
り係数を高めるためには、摩擦接合面の硬さ（表面硬
さ）を高めることが必要である。すなわち、摩擦接合面
に適切な凹凸を施し、かつ表面硬さを上げることにより
高すべり係数を顕著に向上させることを見出し、本発明
を完成させるに至った。
【０００８】以下、本発明について説明する。すべり係
数の観点からは摩擦接合面の粗度が大きく、硬さは高い
ほど良い。先ず、摩擦接合面の凹凸の付け方は、凹凸の
付いたロールによる転写、機械加工、レーザー加工、放
電加工、あるいは化学的方法などがあり、どのような方
法によっても良い。この時の凹凸の高低差は、積極的に
すべり係数を高めるため、ブラスト処理などにより、よ
り容易に付け得る高低差以上にする必要性から、０．２
〜１．０ｍｍ程度が好ましい。上限を１．０ｍｍ程度と
するのは凹凸の高低差があまり大きくてもすべり係数の
顕著な向上が認められないためである。表面凹凸は、特
にロール転写、機械加工によって施す場合、浸炭前が浸
炭後より容易に行えることは自明である。なお、凹凸の
形状は図１に示すような角錐形、山形など先端が鋭い方
が好ましい。
数の観点からは摩擦接合面の粗度が大きく、硬さは高い
ほど良い。先ず、摩擦接合面の凹凸の付け方は、凹凸の
付いたロールによる転写、機械加工、レーザー加工、放
電加工、あるいは化学的方法などがあり、どのような方
法によっても良い。この時の凹凸の高低差は、積極的に
すべり係数を高めるため、ブラスト処理などにより、よ
り容易に付け得る高低差以上にする必要性から、０．２
〜１．０ｍｍ程度が好ましい。上限を１．０ｍｍ程度と
するのは凹凸の高低差があまり大きくてもすべり係数の
顕著な向上が認められないためである。表面凹凸は、特
にロール転写、機械加工によって施す場合、浸炭前が浸
炭後より容易に行えることは自明である。なお、凹凸の
形状は図１に示すような角錐形、山形など先端が鋭い方
が好ましい。
【０００９】上記のように摩擦接合面に凹凸を付け表面
粗度を増しただけではすべり係数を顕著に向上させるこ
とはできず、表面硬さを増す必要がある。表面硬さを増
す方法には、一般的には焼入れ処理が最も簡単である
が、上述したように加熱時に鋼材表面が脱炭されて、最
表面はむしろ軟化する場合もある。このため、鋼材表面
に凹凸を施した後に浸炭することとした。
粗度を増しただけではすべり係数を顕著に向上させるこ
とはできず、表面硬さを増す必要がある。表面硬さを増
す方法には、一般的には焼入れ処理が最も簡単である
が、上述したように加熱時に鋼材表面が脱炭されて、最
表面はむしろ軟化する場合もある。このため、鋼材表面
に凹凸を施した後に浸炭することとした。
【００１０】Ｃは鋼の硬化性に最も大きな影響を及ぼ
し、Ｃ量が多いほど硬化性を増す。浸炭した鋼材の表面
硬さは浸炭ままでも高くなるが、浸炭後水冷することに
より、より硬さを増すことができる。なお、浸炭の方法
としては、固体浸炭法、ガス浸炭法、液体浸炭法などが
ある。すべり係数を顕著に改善するためには表面硬さは
高いほど良いが、この硬さは鋼材全断面にわたる必要は
なく、摩擦接合面表面から最低１ｍｍの深さがあれば良
い。このため浸炭深さを１ｍｍ以上に限定した。
し、Ｃ量が多いほど硬化性を増す。浸炭した鋼材の表面
硬さは浸炭ままでも高くなるが、浸炭後水冷することに
より、より硬さを増すことができる。なお、浸炭の方法
としては、固体浸炭法、ガス浸炭法、液体浸炭法などが
ある。すべり係数を顕著に改善するためには表面硬さは
高いほど良いが、この硬さは鋼材全断面にわたる必要は
なく、摩擦接合面表面から最低１ｍｍの深さがあれば良
い。このため浸炭深さを１ｍｍ以上に限定した。
【００１１】
【実施例】ＪＩＳ鋼材規格一般構造用圧延鋼材ＳＳ４０
０鋼を用い、本発明法に従って高力ボルト摩擦接合用鋼
材を製造した。表１は鋼材の表面凹凸、浸炭深さ、浸炭
部の硬さ、内層部の硬さ、すべり係数などを示したもの
である。本発明法によって製造された鋼１〜４は、いず
れも高いすべり係数を有しているのに対し、本発明の方
法によらない比較鋼５〜７は、いずれもすべり係数は本
発明鋼に及ばず、現状の赤錆状態で使用されるすべり係
数とほとんど差がない。すなわち、浸炭処理をしない鋼
５、７では、摩擦接合面に十分な凹凸があっても、表面
硬さが低く、すべり係数は高くない。また、鋼６に示す
ように浸炭処理を施してもショットブラスト程度の表面
凹凸ではすべり係数は従来並で高くない。
０鋼を用い、本発明法に従って高力ボルト摩擦接合用鋼
材を製造した。表１は鋼材の表面凹凸、浸炭深さ、浸炭
部の硬さ、内層部の硬さ、すべり係数などを示したもの
である。本発明法によって製造された鋼１〜４は、いず
れも高いすべり係数を有しているのに対し、本発明の方
法によらない比較鋼５〜７は、いずれもすべり係数は本
発明鋼に及ばず、現状の赤錆状態で使用されるすべり係
数とほとんど差がない。すなわち、浸炭処理をしない鋼
５、７では、摩擦接合面に十分な凹凸があっても、表面
硬さが低く、すべり係数は高くない。また、鋼６に示す
ように浸炭処理を施してもショットブラスト程度の表面
凹凸ではすべり係数は従来並で高くない。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【発明の効果】本発明により、安定して高いすべり係数
（０．８以上）を容易に得ることが可能になった。その
結果、建築、橋梁分野などにおいて、高力ボルト摩擦接
合部の信頼性を高める構造部材として提供することがで
き、その工業的価値は大である。
（０．８以上）を容易に得ることが可能になった。その
結果、建築、橋梁分野などにおいて、高力ボルト摩擦接
合部の信頼性を高める構造部材として提供することがで
き、その工業的価値は大である。
【図１】最も好ましい摩擦接合面の凹凸形状を示す模式
図で、本発明では（ａ）を角錐形、（ｂ）を山形と称す
る。
図で、本発明では（ａ）を角錐形、（ｂ）を山形と称す
る。
Claims (2)
- 【請求項１】 鋼材表面に０．２〜１．０ｍｍの凹凸を
有し、かつ該鋼材表面から１ｍｍ以上を浸炭したことを
特徴とする高力ボルト摩擦接合用鋼材。 - 【請求項２】 鋼材表面に凹凸を施した後、該鋼材表面
から１ｍｍ以上を浸炭させることを特徴とする請求項１
記載の高力ボルト摩擦接合用鋼材の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7854594A JPH07286255A (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 高力ボルト摩擦接合用鋼材及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7854594A JPH07286255A (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 高力ボルト摩擦接合用鋼材及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07286255A true JPH07286255A (ja) | 1995-10-31 |
Family
ID=13664895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7854594A Withdrawn JPH07286255A (ja) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | 高力ボルト摩擦接合用鋼材及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07286255A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1054170A3 (en) * | 1999-05-21 | 2002-04-24 | Hiroshi Onoe | High strength screw |
-
1994
- 1994-04-18 JP JP7854594A patent/JPH07286255A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1054170A3 (en) * | 1999-05-21 | 2002-04-24 | Hiroshi Onoe | High strength screw |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010703 |