JPH08209809A

JPH08209809A - 高力ボルト摩擦接合構造及びその鋼材

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Publication number: JPH08209809A
Application number: JP7039415A
Authority: JP
Inventors: Nobuyoshi Uno; 暢芳宇野; Yasumi Shimura; 保美志村
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-02-06
Filing date: 1995-02-06
Publication date: 1996-08-13
Anticipated expiration: 2014-08-23
Also published as: KR100216380B1; CN1119471C; JP2936455B2; CN1148422A; WO1996024730A1; KR970702408A

Abstract

(57)【要約】【目的】０．９以上のすべり係数を確保でき、摩擦接
合面の品質を向上し、接合性能を高めるとともに摩擦接
合部をコンパクト化し、、施工性を高め、施工費用の低
減を図る。【構成】高力ボルト摩擦接合構造において、一つの摩
擦接合面を構成する２つの鋼材９、１０のうち、一方の
鋼材１０における摩擦面の表層部の硬さと他方の鋼材９
における摩擦面の表層部の硬さとの比が２．５以上であ
って、表層部の硬さが大なる層の深さを０．２ｍｍ以上
とし、さらに前記の両摩擦面の表層部のうち、表層部の
硬さが大なる側の表面に沿って三角形の波形状あるいは
角錐状の複数の突起を設け、かつ該突起の高さは０．２
〜１．０ｍｍとし、また表層部の硬さが小なる側の表面
の最大表面粗さを該突起の高さよりも充分に小さくした
ことを特徴とする高力ボルト摩擦接合構造、及びその鋼
材。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高力ボルト摩擦接合構
造及びその鋼材に関する。建築鉄骨構造物あるいはその
他の鉄骨構造物における鋼材を接合する場合に適用する
ことができる。

【０００２】

【従来の技術】従来、建築鉄骨構造物の高力ボルトによ
る摩擦接合では、鋼材の摩擦面は屋外にて自然発錆させ
た赤錆面、あるいはショットブラスト面によることが標
準となっている。ところが、赤錆を発生させる方法は、
赤錆面の発生した面での表面の凹凸の突起の高さは、例
えば０．０７ｍｍ程度であり、しかも突起の高さや形状
における施工上の大きなバラツキを考慮すると、０．４
５よりも大きなすべり係数の値を接合部の設計に採用す
ることはできない。ここで、すべり係数とは高力ボルト
の締め付け力に対する抵抗力の比率μをいう。また、シ
ョットブラストによる方法は、表面の凹凸の突起の高さ
は、最大で０．０７〜０．１０ｍｍ程度、またＲｚ（Ｄ
ＩＮ）で０．０５〜０．０７ｍｍで実施されており、バ
ラツキを考慮すると、やはり０．４５よりも大きなすべ
り係数の値を採用することは困難である。かかる事情か
ら、すべり係数の設計値は、低い値（μ＝０．４５）に
設定されている（日本建築学会ＪＡＳＳ６参照）。

【０００３】さらに、赤錆面の場合には、赤錆状態にす
るために、鋼材表面のうち摩擦面の部分に事前に塗装を
施すことはできないばかりか、油などの錆の発生を妨げ
るものの付着を完全に除去することが必要であり、施工
品質の管理が非常に煩雑となる。

【０００４】このため、安定して大きいすべり係数を得
るため、（１）特開昭５１−５２３３６号公報により鋼
材の摩擦面に特殊な塗装を施して高力ボルトにより接合
する方式、（２）特開平１−２６６３０９号公報により
鋼材の摩擦面にセラミックのプラズマ溶射処理を施し
て、高力ボルトにより接合する方式、さらに鋼材の摩擦
面にアルミ溶射処理あるいはジンクリッチ塗装を施し
て、高力ボルトにより接合する方式などが提案されてい
る。しかしながら、ここで前記（１）の方法の場合は、
鋼材に特殊な塗装を施す必要があるので、煩雑であり、
また前記（２）の方法の場合には、鉄骨加工工程中で新
たな専用設備を必要とするという問題があるということ
で、前記の（１）と（２）の方法は、いずれも広く実施
されていないのが現状である。また、前記のアルミ溶射
による方法やジンクリッチ塗装を施す方法も加工、施工
が煩雑であることから、広く採用されるに至っていな
い。

【０００５】そこで、本発明者は、高力ボルトにより締
め付けられて摩擦接合される鋼材の一方の鋼材の摩擦面
側の表面硬さと表面粗さを、他方の鋼材の摩擦面側の表
面硬さと表面粗さよりも大きくすることにより、０．６
以上のすべり係数が比較的容易に確保できる高力ボルト
摩擦接合構造を開発し、先に特願平４−３２６２３２号
に係る発明（以下Ａ発明という。）を出願している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のＡ発明により、
高力ボルト摩擦接合構造においてすべり係数０．６以上
を安定して確保することが可能となった。しかしなが
ら、Ａ発明においては、すべり係数０．６以上を達成で
きても、その最大値は０．８５をわずかに越える程度で
ある。また、Ａ発明では、グリットブラスト加工により
粗面化することを開示するが、グリットブラストによる
摩擦面の凹凸はせいぜい０．１５ｍｍ程度であり、しか
もその凹凸の形態は、グリットブラストにて加工するこ
とから、十点平均粗さＲｚ（ＤＩＮ）ではほぼ等しい粗
さに管理していても、凹凸形状とその分布が一定でない
ため、すべり係数の値に無視できないバラツキが発生す
る場合がある。その結果、０．８５を越える大きなすべ
り係数値を設計に活かすことができないという問題があ
った。ところで、近年、鋼構造物の大型化や大スパン化
に伴って使用される鋼材の板厚が厚くなるとともに、鋼
材の高強度化か図られ、また、接合部の加工の簡略化、
省力化、また施工のスピードアップが一層強く要求され
てきている。これらに適合する有効な手段として、接合
部の高耐力化を図り、また高力ボルト摩擦接合部にあっ
ては締付け張力の増大を図る高力ボルトの高強度化とす
べり係数の増大化を図る必要がある。ここでの高力ボル
ト摩擦接合部におけるすべり係数の増大化のためには、
すべり係数について現状の基準値の倍である０．９以上
を確保することが必要である。

【０００７】本発明の目的は、高力ボルトによる鋼材の
摩擦接合部においけて新たな接合部構造の研究を行い、
０．９以上の高いすべり係数値を安定的に確保でき、摩
擦接合面の品質の安定と摩擦接合面の施工管理を簡易に
し、トータルとして高力ボルト摩擦接合部のコストを低
減できる、高力ボルト摩擦接合構造及びその鋼材を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、高力ボルト摩
擦接合構造において、一つの摩擦接合面を構成する２つ
の鋼材のうち、一方の鋼材における摩擦面の表層部の硬
さと他方の鋼材における摩擦面の表層部の硬さとの比が
２．５以上であって、表層部の硬さが大なる層の深さを
０．２ｍｍ以上とし、さらに前記の両摩擦面の表層部の
うち、表層部の硬さが大なる側の表面に沿って三角形の
波形状あるいは角錐状の複数の突起を設け、かつ該突起
の高さは０．２〜１．０ｍｍとし、また表層部の硬さが
小なる側の表面の最大表面粗さを該突起の高さよりも充
分に小さくしたことを特徴とする高力ボルト摩擦接合構
造により構成される。。また、本発明は、高力ボルト摩
擦接合構造の鋼材であって、一つの摩擦接合面を構成す
る２つの鋼材のうち、一方の鋼材における摩擦面の表層
部の硬さと他方の鋼材における摩擦面の表層部の硬さと
の比が２．５以上であって、表層部の硬さが大なる層の
深さを０．２ｍｍ以上とし、さらに前記の両摩擦面の表
層部のうち、表層部の硬さが大なる側の表面に沿って、
三角形の波形状あるいは角錐状の複数の突起を形成して
設け、かつ該突起の高さは０．２〜１．０ｍｍとし、ま
た表層部の硬さが小なる側の表面の最大表面粗さを該突
起の高さよりも充分に小さくしたことを特徴とする高力
ボルト摩擦接合構造の鋼材により構成される。

【０００９】本発明で高力ボルト摩擦接合構造とは、複
数の鋼材を高力ボルトで締め付けることによって鋼材間
に生じる摩擦力（あるいはすべり抵抗力）を利用して鋼
材同士の応力伝達を行う結合構造をいう。ここで、結合
構造は、具体的には構造物を構成する部材と、該部材を
結合する役割を果たす添板、Ｔ型鋼、山型鋼等との間、
或いは構造物を構成する部材同との間、等において形成
することができる。本発明の高力ボルト摩擦接合構造の
摩擦面の表層部の硬さが大なる側の表面にに設ける突起
の形態は、三角形の波形状あるいは角錐状であり、図１
及び図２において各例を示す。図１は突起１が三角形の
波形状の場合であり、図２は突起２が角錐状（四角錐
状）の場合である。突起１の断面形状は、三角形の場合
に、図３のごとく真正な三角形だけでなく、図４に示す
ごとく三角形の斜面が内側に凹状の場合（イ）、外側に
凸状の場合（ロ）がある。また、三角形の突起１の頂部
については、図５に示す如く、先端が尖っている場合
（イ）だけでなく、平坦である場合（ロ）、ｒ部を有す
る場合（ハ）がある。したがって、本発明で三角形の用
語は、かかる三角形に近似する形状を含む意味をもって
使用する。突起の形状の点については、角錐状について
も同様である。本発明では、かかる突起を表面に沿って
複数設ける。複数の突起は、通常同一形状で同一高さの
三角形の波形状あるいは角錐状のものが繰り返すよう
に、あるいは高さがやや異なり、形状が相似的あるいは
近似的であるものが連続的に繰り返すように設けること
が好ましい。切削加工、レーザー加工、ローレット加
工、プラズマ加工により、かかる成形加工が可能であ
り、表面に沿い各部位で一定した形態の突起群を形成す
る。一定した形態の突起は摩擦接合面の全面での接合条
件を強化し、すべり係数を高く安定して確保することに
大いに役立つ。

【００１０】図６は、４個のボルト孔４を開孔した、一
方の鋼材である添板３の長さ方向に沿って三角形の波形
状の複数の突起１を切削加工により連続的に刻設けた状
態の例を示す。図７は突起２が角錐状である場合に力の
伝達方向に対して傾きを変えた各種別（Ａ、Ｂ、Ｃ、
Ｄ）の配列を示し、ｈは突起の高さ、θは突起の角度
（対向する斜面の夾角）である。

【００１１】本発明において、高力ボルト摩擦接合構造
におけるすべり係数について、一方の鋼材における摩擦
面の表層部の硬さと他方の鋼材における摩擦面の表層部
の硬さとの差、および表層部の硬さが大なる側の表面に
設ける複数の突起の高さが大きく関与することから、一
方の表層部の硬さと他方の表層部の硬さとの比が２．５
以上とし、また、突起の高さを０．２〜１．０ｍｍとす
る。これに関して、硬さ比と突起高さを変え、すべり係
数の関係について試験した。図９においてその試験例を
説明する。図９における試験条件は、図８に示す鋼材
（表層部の硬さ小）５、添板（表層部の硬さ大）６、高
力ボルト７からなるすべり試験体（寸法を図示）を用
い、添板６の摩擦面に設けた突起の形状は三角形の波形
であり、突起角度は９０度、突起先端ｒは０である。添
板６は鋼材としてＳＣＭ４３５を用い、切削により突起
の成形を行った後、熱処理により各種の硬度を調製し
た。一方、鋼材５はＳＳ４００を用い、ショットブラス
トし、ビッカース硬さＨｖ１４０、Ｒｚ（ＤＩＮ）は７
０である。すべり試験体にＦ１０ＴＭ２２の高力ボルト
７を挿通し、標準ボルト張力（２２．６ｔｏｎ）を導入
し、すべり係数値を測定した。その結果、図９に示すよ
うに、（１）硬さ比の増加に伴ってすべり係数も増大す
るが、硬さ比が２．５を越えるとすべり係数は増加の傾
向が弱くなる。（２）突起高さが０．１ｍｍから０．２
ｍｍの範囲、および０．２ｍｍから０．５ｍｍの範囲で
はすべり係数は増加するが、突起高さが０．５ｍｍから
１．０ｍｍの範囲ではすべり係数は却って減少する。
（３）０．９以上のすべり係数を確保するためには、硬
さ比は２．５以上かつ突起高さが０．２ｍｍ以上必要で
ある。かかる試験例等から、表層部の硬さの比を２．５
以上とし、また、突起の高さを０．２〜１．０ｍｍとす
るこことした。表層部の硬さの比は大きくしても、すべ
り係数はそれに応じてあまり増加しないことに鑑み、こ
の比の上限は５程度あればよい。

【００１２】次に、本発明において、摩擦面の表層部の
硬さ大なる層の深さを０．２ｍｍ以上とする。ここでい
う層の深さは、突起の頂部を起点として突起の高さ方向
に測定した長さである。硬い層の深さについても、試験
を行い、その結果を図１０により説明する。図１０は突
起高さ０．５ｍｍの場合であるが、試験条件は図１０に
おけると同様である。その結果、（１）表層部の硬い層
の深さが０．２ｍｍ付近で、すべり係数に急峻に増加
し、０．２ｍｍ以上おいては、すべり係数にはほとんど
変化がない。（２）硬い層の深さが０．２ｍｍ以上の場
合にすべり係数０．９以上の確保が可能である。（３）
鋼材全厚にわたって硬くなくても、摩擦面表面から０．
２ｍｍ程度以上の層で硬さ比が確保できればよい。
（４）以上を踏まえて、本発明における表層部の硬さ大
なる層の深さは少なくとも表面から０．２ｍｍ以上とす
ればよい。設計上、層の深さの長さについては、突起の
高さの長さあれば充分である。ただし、層の深さの長さ
の上限ということでは、鋼材全厚にわたり硬さが大なる
鋼材を使用してもよい。なお、突起部の硬化処理は切削
加工を行う場合は、突起の成形加工後に熱処理により行
うのがよい。真空熱処理、浸炭焼入れ、浸炭窒化焼入
れ、火炎焼入れ、等の方法を適宜選定して行う。レーザ
ー加工またはプラズマ加工により突起の成形加工を行う
場合は、加工に伴う突起部の急冷により硬化が行われ
る。硬さの大なる側の鋼材には、焼入れ可能な鋼、例え
ばＳＣＭ４３５やＳ４５Ｃ等を使用する。また、高速度
鋼や耐磨耗鋼さらに表層のみに硬さが大きな鋼を備えた
複層鋼板等も使用できる。

【００１３】ここで、本発明を実施するにあたり、突起
につき推奨できる事項について説明する。（１）突起の角度（対向する両斜面間の夾角）は、９０
度付近ですべり係数が最大であり、６０から１２０度が
すべり係数０．９以上確保のために好ましい。６０から
１２０度とする他の理由として、６０度より角度が小さ
くなると突起形状の加工に精密かつ高度の技術を必要と
し、また量産化に適さなくなり、また１２０度よりも大
きい場合には大きなエネルギーを必要とし、低コストか
つスピーディーに突起を加工することが困難となるから
である。（２）突起の頂部は、図５（イ）に示すように尖った形
状が好ましいが、図５（ロ）、図５（ハ）に関しては、
すべり係数０．９以上確保の見地から、図５（ロ）につ
いては突起頂部平坦巾Ｗを突起高さｈ以下に、また図５
（ハ）については突起斜面とｒ曲面との接点を結ぶ距離
が突起高さｈ（突起頂部平坦巾Ｗの限界値に相当）以下
にすることが好ましい。（３）突起形状が角錐状（例えば四角錐）の場合、力の
伝達方向への角錐の投影面積が大きいほど、すべり係数
が大きい。図７においては、種別Ａよりも種別Ｂの方
が、また種別Ｃよりも種別Ｄの方が、すべり係数が大き
い。

【００１４】また、本発明において、表層部の表面にお
いて突起が施される範囲の境界は、ボルトの挿通用に設
けられたボルト孔の孔芯を中心として半径が高力ボルト
の軸部半径の３．０倍以上である円と４．０倍以下であ
る円との間に、又は前記２つの円にそれぞれ外接する２
つの多角形の間に属することが好ましい。高力ボルトの
締め付けによる摩擦面間の面圧は、ボルト孔の直近が最
も大であり、ボルト孔の孔芯を中心とする外方向に向か
って漸減するので、前記の境界を越える突起を設けて
も、すべり係数の増大の効果が少ないからである。３．
０倍以上とすのは、３．０倍より小の範囲内の高力ボル
トの締付け力の約９０％以上が摩擦面間の面圧（ｋｇｆ
／ｍｍ²）として分布しているからである。また、４．
０倍あればほとんど面圧の作用する領域を覆うことがで
きる。本発明の請求項１における高力ボルト摩擦接合構
造の突起は、かかる範囲の境界に施すことが有効であ
る。ここで、図１２により、摩擦面間の面圧の分布状況
の例を示す。

【００１５】．次に、突起を設けた鋼材に対して相手方
となる表層部の硬さの小なる鋼材の表面状態について説
明する。硬さの小さい方の鋼材には、例えばＳＳ４０
０、ＳＳ６００等を使用し、機械仕上げ面ほど平滑でな
くてもよく、ショットブラスト処理かサンダー掛け処理
にて十点平均粗さＲｚ（ＤＩＮ）で７０μｍ以下程度
に、最大突起高さで表示すると０．１ｍｍ以下程度に仕
上げてあればよい。また、特に処理を施さずに、黒皮の
ままであっても表面の粗さとしてよい場合もある。本発
明でいう、「表層部の硬さが小なる側の表面の最大表面
粗さを（表層部の硬さが大なる側にある）突起の高さよ
りも充分に小さく」とは、かかる状態を指している。

【００１６】ここで、硬さの小なる鋼材の表面状態につ
いて、図１１により、さらに具体的に説明する。図１１
は柔らかい鋼材の表面状態をパラメーターにしたすべり
試験について示す。図１１は図８のすべり試験体につい
て、次の試験条件により試験を行った。硬い鋼材の摩擦
面の側に設けた突起の形状は三角形の波方であり、突起
角度は９０度、突起先端ｒは０である。一方、柔らかい
鋼材はＳＳ４００、Ｈｖ１４０であり、表面状態はＡ
（黒皮のまま）、Ｂ（ショットブラスト）、Ｃ（機械仕
上げ）、Ｄ（サンダー掛け＋塗膜）、Ｅ（ショットブラ
スト＋塗膜）Ｆ（機械仕上げ＋グリース）の６水準であ
る。かかる、すべり試験体にＦ１０ＴＭ２２の高力ボル
トを挿通し、標準ボルト張力（２２．６ｔｏｎ）を導入
し、すべり係数値を測定した。その結果、次の通りであ
る。（１）柔らかい鋼材において、摩擦面の状態は、黒皮、
ショットブラスト、機械仕上げ、サンダー掛けによるい
ずれの粗度の場合も、また塗膜、グリースの被覆層のあ
る場合も（すなわち被覆層の存否にかかわらず）、０．
９以上のすべり係数を確保できた。（２）硬さが大なる鋼材の加工工場段階で摩擦面に錆止
め塗装等の防錆処理を施しても、すべり係数の大きさに
はほとんど影響がないので、防錆処理を施すことが可能
となる。（３）硬さの小さい鋼材の摩擦面について表面処理の有
無、方法についてかなり柔軟性がある。この知見から、
現在必須とされている鋼材塗装時の摩擦面のマスキング
等の処置を不要とすることができるので、加工、施工の
省力化、工程短縮を図ることができる。さらに、摩擦面
の管理に特別な技能・技術を要しないことから、施工品
質の確保が容易となる。

【００１７】

【作用】本発明において、接合部が高力ボルトによって
締め付けられる突起が硬さの小なる鋼材表層部に食い込
み、すべりに対して強力なずれ止めとして作用するた
め、大きなすべり係数値が得られる。また突起の形状と
大きさをほぼ一定にしているために、摩擦面に形成され
るすべりに対する抵抗構造の部位によるバラツキが小さ
くなり、安定したすべり係数値の確保が可能となる。さ
らに、一つの摩擦接合面を構成する２つの鋼材のうち、
片方あるいは両方の鋼材の少なくとも摩擦面側の表面に
防錆用の塗料あるいは油が塗布されていても、突起が前
記塗料あるいは油を貫通して、硬さが小なる鋼材表面部
に食い込むので、すべり係数値を低下させることなく、
従来行われなかった摩擦面の防錆処理が可能である。

【００１８】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。（実施例１）図１２に示す場合であり、本発明の摩擦接
合すべき鋼材９はＨ９００×３００×１６（ウェブ厚
さ）×２８（フランジ厚さ）、材質ＳＭ４９０であり、
本発明での硬さが小なる方の鋼材である。摩擦接合する
鋼材９の表層部はショットブラストにより処理し、Ｒｚ
（ＤＩＮ）＝５０μｍとした。一方、添板１０はＳＣＭ
４３５を用い、機械切削により波高さ０．５ｍｍの三角
形の波形を形成し、熱処理により、表層部において硬さ
比３．５（硬い層の深さ０．４ｍｍ）を得た。かかる鋼
材を高力ボルトＦ１０ＴＭ２２により締め付け、鋼材
に長手方向（図面で左右方向）の力を付与し、すべり係
数１．２５、必要ボルト本数３６本であった。８はボル
ト孔である。

【００１９】（実施例２）図１３に示す場合であり、本
発明の摩擦接合すべき鋼材９はＨ９００×３００×１６
（ウェブ厚さ）×２８（フランジ厚さ）、材質ＳＭ４９
０であり、本発明での硬さが小なる方の鋼材９である。
摩擦接合する鋼材９の表層部はショットブラストにより
処理し、Ｒｚ（ＤＩＮ）＝５０μｍとした。一方、添板
１１はＳＣＭ４３５を用い、機械切削により波高さ０．
５ｍｍの四角錐の形状を形成し、熱処理により、表層部
において硬さ比２．５（硬い層の深さ０．２ｍｍ）を得
た。かかる鋼材を高力ボルトＦ１０ＴＭ２２により締
め付け、鋼材に長手方向（図面で左右方向）の力を付与
し、すべり係数０．９０、必要ボルト本数４６本であっ
た。８はボルト孔である。

【００２０】（比較例）図１４に示す場合であり、接合
すべき鋼材９はＨ９００×３００×１６（ウェブ厚さ）
×２８（フランジ厚さ）、材質ＳＣＭ４３５であり、添
板１２の材質はＳＣＭ４３５であり、高力ボルトＦ１０
ＴＭ２２であり、鋼材９と添板１２の摩擦接合面は赤
錆状態とした。その結果、すべり係数は０．４５（現行
基準通り）であり、必要ボルト本数は８６本である。本
発明において、すべり係数は向上し、ボルト本数は大巾
に減少することができる。８はボルト孔である。

【００２１】

【発明の効果】本発明によって、次のような効果を奏す
る。（１）０．９以上のすべり係数値を安定して確保するこ
とか可能となる。その結果、鋼材の高強度化、板厚の極
厚化にたいしても接合部をコンパクトに設計し、高力ボ
ルトの必要本数を大巾に減少することができる。また、
既存の接合部もよりコンパクトになり、加工・施工の省
力化と工程短縮が図れ、建設コストが削減できる。（２）高力ボルト摩擦接合部のすべり耐力が非常に大き
くなることから、新しい接合部設計も可能となり、構造
設計の省力化が図れる。一例をあげれば、ボルト孔の断
面欠損を考慮に入れないで、全断面が有効であるとした
接合部設計が可能になる。また、本発明による接合構造
を有する骨組みは地震時により安定した履歴性状を有す
ることがら耐震性能の向上が図れる。（３）摩擦面の表面状態管理か簡単にかつ特別の技能を
要しないため、いままで必要であった煩雑な品質管理え
不要になる。また、従来法に比べ格段に安定した性能が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の突起の形状（三角形）の例を示す図で
ある。

【図２】本発明の突起の別の形状（角錐）の例を示す図
である。

【図３】本発明の突起の形状（三角形）の断面を示す図
である。

【図４】本発明の別の突起の形状（近似三角形）の断面
を示す図である。

【図５】本発明の三角形の形状の突起の頂部の断面を示
す図である。

【図６】本発明の三角形の形状の突起の平面面を示す。

【図７】本発明の四角錐形状の突起を力の伝達方向に対
して突起の方向を変えて示す平面図てある。

【図８】本発明のためのすべり試験体を示す図である。

【図９】本発明の説明のための、硬さ比と突起高さをパ
ラメーターにしたすべり係数の試験の結果を示す。

【図１０】本発明の説明のための、硬い層の深さをパラ
メーターにしたすべり係数の試験の結果を示す。

【図１１】本発明の説明のための、硬さが小なる鋼材の
表面状態をパラメーターにしたすべり係数の試験の結果
を示す。

【図１２】高力ボルトにより締め付けた場合の、ボルト
孔の近傍の摩擦面間の面圧の分布状況の例を示す図であ
る。

【図１３】本発明の実施例を示す側面図（イ）と平面図
（ロ）を示す。

【図１４】本発明の他の実施例を示す側面図（イ）と平
面図（ロ）を示す。

【図１５】従来の技術を説明する図である。（イ）は側
面図、（ロ）は平面図を示す。

【符号の説明】

１突起２突起３添板４ボルト孔５鋼材６添板７高力ボルト８ボルト孔９鋼材１０添板１１添板１２添板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高力ボルト摩擦接合構造において、一つ
の摩擦接合面を構成する２つの鋼材のうち、一方の鋼材
における摩擦面の表層部の硬さと他方の鋼材における摩
擦面の表層部の硬さとの比が２．５以上であって、表層
部の硬さが大なる層の深さを０．２ｍｍ以上とし、さら
に前記の両摩擦面の表層部のうち、表層部の硬さが大な
る側の表面に沿って三角形の波形状あるいは角錐状の複
数の突起を設け、かつ該突起の高さは０．２〜１．０ｍ
ｍとし、また表層部の硬さが小なる側の表面の最大表面
粗さを該突起の高さよりも充分に小さくしたことを特徴
とする高力ボルト摩擦接合構造。
【請求項２】表層部の表面において突起が施される範
囲の境界が、ボルトの挿通用に設けられたボルト孔の孔
芯を中心として半径が高力ボルトの軸部半径の３．０倍
以上である円と４．０倍以下である円との間に、又は前
記２つの円にそれぞれ外接する２つの多角形の間に属す
ることを特徴とする高力ボルト摩擦接合構造。
【請求項３】高力ボルト摩擦接合構造において、一つ
の摩擦接合面を構成する２つの鋼材のうち、片方もしく
は両方の鋼材の摩擦面の表面に防錆用の塗料あるいは油
を塗布してあることを特徴とする請求項１、請求項２、
又は請求項３記載の高力ボルト摩擦接合構造。
【請求項４】高力ボルト摩擦接合構造の鋼材であっ
て、一つの摩擦接合面を構成する２つの鋼材のうち、一
方の鋼材における摩擦面の表層部の硬さと他方の鋼材に
おける摩擦面の表層部の硬さとの比が２．５以上であっ
て、表層部の硬さが大なる層の深さを０．２ｍｍ以上と
し、さらに前記の両摩擦面の表層部のうち、表層部の硬
さが大なる側の表面に沿って、三角形の波形状あるいは
角錐状の複数の突起を形成して設け、かつ該突起の高さ
は０．２〜１．０ｍｍとし、また表層部の硬さが小なる
側の表面の最大表面粗さを該突起の高さよりも充分に小
さくしたことを特徴とする高力ボルト摩擦接合構造の鋼
材。
【請求項５】高力ボルト摩擦接合構造であって、一つ
の摩擦接合面を構成する２つの鋼材のうち、片方もしく
は両方の鋼材の摩擦面の表面に防錆用の塗料あるいは油
を塗布してあることを特徴とする請求項５記載の高力ボ
ルト摩擦接合構造の鋼材。