KR100382436B1 - 스틸 부재의 접합 방법, 스틸 부재의 접합면 가공 방법 및보강 부재 - Google Patents

스틸 부재의 접합 방법, 스틸 부재의 접합면 가공 방법 및보강 부재 Download PDF

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Abstract

본 발명은 스틸 프레임 구조물을 견고하게 조립하기 위한 것이다. 스틸 프레임 구조물을 형성하기 위해 또는 그 보강 부재를 구성하는 두개의 스틸 부재를 접합하기 위해, 스틸 부재의 일 측면 또는 다른 측면의 접합면에 동심 원형상으로 하나 또는 복수의 돌기부와 홈을 갖는 슬립 억제 가공면을 형성함과 함께, 이들 두 스틸 부재는 상기 제 1 및 제 2 슬립 억제 가공면이 서로 맞물리는 상태 또는 맞물리지 않는 상태에서 결합 홀을 관통하는 결합 부재에 의해 클램핑되는 것에 의해, 접합면간의 접합력이 증가된다.

Description

스틸 부재의 접합 방법, 스틸 부재의 접합면 가공 방법 및 보강 부재{Method of joining steel products, method of processing junction surface of steel products, and reinforcing member}
구조물, 브릿지(교량) 등과 같은 스틸 프레임 구조물의 건설 현장에서, 대형 스틸 플레이트 또는 스틸 프레임 등을 접합하기 위해 이들중 일 측면이 서로 직접 중첩되거나 또는 스트랩(strap)이 이것 상에 놓여서 볼트 또는 리벳으로 클램핑하므로써 스틸 플레이트 또는 스틸 프레임 등을 접합하는 기술이 채용되고 있다.
상술한 바와 같이, 스틸 플레이트 또는 스틸 프레임과 같은 구조물의 재료와 이들을 접합하기 위해 사용되는 재료(이하, 이들 재료를 스틸 부재라 함)사이의 접합면상의 마찰 계수가 작다면, 스틸 부재가 볼트 또는 리벳에 의해 가고정 또는 영구 고정으로 클램프될 때, 스틸 부재의 접속은 스틸 부재의 자중(dead load)이 스틸 부재의 접합부에 가해지기 때문에 볼트를 전단 방향으로 상호 변위시키는 위험이 있고, 따라서 스틸 프레임 구조물은 설계 명세서에 따라 구성되지 않는다.
이러한 관점에서 종래의 경우에는, 스틸 프레임 구조물을 조립하기 전에 미리 스틸 부재를 외부에 야적하는 것에 의해 스틸 부재의 접합면을 녹슬게 만들므로써 접합면간의 마찰 계수가 크게되는 방법이 사용되어 왔다. 그러나, 이러한 방법을 사용하면, 스틸 프레임 구조물의 조립 작업은 더 복잡해진다.
다른 한편, 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로서, 접합면의 마찰력을 향상시키기 위한 가공 공구가 일본 특허출원 평6-171536호 및 평7-179291호에 기술되어 있다.
더욱이, 구조물 또는 교량과 같은 스틸 프레임 구조물, 예를 들면 도 1에 도시된 스틸 프레임 구조물(1)에서, 복수의 수직 스틸 부재(3)는 이들을 서로 평행하게 연결하는 한 쌍의 크로스 비임 스틸 부재(2A,2B)사이의 소정 간극에 설치되고, 수직 스틸 부재(3)의 양 단부는 크로스 비임 스틸 부재(2A,2B)에 고정된다. 복수의 프레임 구조물부(4)는 크로스 비임 스틸 부재(2A,2B)를 연장하는 방향으로 배열되도록 연속적으로 형성된다. 스트럿 보강 부재(5)는 각 프레임 구조물부(4)에서 서로 대향하는 코너사이에 고정된다. 각 프레임 구조물부(4)의 변형에 대한 보강 수단으로서 작용하는 스트럿 보강 부재(5)가 사용된다.
스트럿 보강 부재(5)는 양단부가 프레임 구조물부(4)의 대향 코너에 고정된 브레이스(brace) 부재(6)와, 서로 경사지게 대향하는 브레이스 부재들(6)사이에 연결된 인장 부재(7)로 구성되어 있다. 인장 부재(7)는 프레임 구조물부(4)의 네 코너를 내향으로 당겨진다. 그러므로, 지진이 발생하여 프레임 구조물부(4)의 수직 스틸 부재(3)와 크로스 비임 스틸 부재(2A,2B)가 서로 어긋낫 방향으로 진동하면, 이것은 인장 부재(7)에 의한 장력에 의해 방지된다. 따라서, 프레임 구조물부(4)의 내진성이 향상된다.
이것에 의해, 상기 스틸 프레임 구조물(1)이 대규모로 되면, 지진이 발생할 시에 스트럿 보강 부재(5)에 가해지는 하중은 크게된다. 따라서, 각부의 강도는 증가해야만 된다. 특히, 프레임 구조물부(4)의 네 코너에 인장 부재(7)를 고정하는 브레이스 부재(6)는 충분한 강도를 가질 필요가 있다.
도 2에 도시한 바와 같이, 브레이스 부재(6)는 외부 엣지(8A, 8B)가 프레임 구조물부(4)의 수직 스틸 부재(3)와 크로스 비임 스틸 부재(2A 또는 2B)에 용접 고정되는 플레이트형 스틸 부재(8 ; 이것을 브레이스 시트라 함)와, 스틱 스틸 부재인 인장 부재(7)의 양 단부에 용접되는 플레이트형 접속 스틸 부재(9 ; 이것을 브레이스 플레이트라 함)를 갖는다. 브레이스 시트(8)와 브레이스 플레이트(9)에 가공된 두 볼트 홀(10A, 10B)은 볼트에 의해 클램핑되므로, 브레이스 플레이트(9)는 브레이스 시트(8)에 압력으로 접합된다. 여기서, 압력에 의한 접합은 볼트가 볼트 홀(10A, 10B)의 내부면과 접촉하는 것에 의해, 브레이스 플레이트(9)와 브레이스 시트(8)사이에서의 슬립핑을 방지하는 접합 방법을 의미한다.
따라서, 진진이 발생할 시에, 인장 부재(7)에 걸리는 하중은 브레이스 플레이트(9)로부터 볼트 홀(10A, 10B)을 관통하는 볼트를 통해서 브레이스 시트(8)에 전달된다.
그런 다음, 사실상, 하중이 클 때에, 두개 이상의 볼트가 브레이스 플레이트(9)를 브레이스 시트(8)에 고정하기 위해 사용되고 상기 두개 이상의 볼트에 의한 클램핑력과 내전단력에 의해 브레이스 플레이트(9)와 브레이스 시트(8)를 강력하게 일체화하는 방법이 채용되고 있다.
그러나, 이러한 방법이 채용되면, 하기 현상이 발생한다. 도 3에 도시한 바와 같이, 볼트 홀(10A, 10B)이 정렬되는 방향(D1)과 인장 부재(7)에 의한 인장 방향(D2)이 일치하지 않으므로, 인장 부재(7)가 볼트 홀이 정렬되는 정렬 방향(D1)과는 다른 방향으로 당겨진다면, 브레이스 플레이트(9)는 전방 볼트 홀(10A)을 관통하는 볼트를 중심으로 하여 인장 방향(d2)과 정합하는 방향으로 선회한다. 따라서, 도 4에 도시한 바와 같이, 건설시에 후방 볼트 홀(10B)은 브레이스 플레이트(9)가 브레이스 시트(8)에 고정될 때 고정된 위치(10B1)로부터 브레이스 플레이트(9)의 선회에 의해 편향된 위치(10B2)까지 편향된다.
동시에, 브레이스 플레이트(9)가 브레이스 시트(8)로부터 편향된 방향으로 이동하므로, 전단력은 브레이스 플레이트(9)상의 볼트 홀(10B)의 엣지에 의해 후방 볼트 홀(10B)을 관통하는 볼트에서 작용하고, 볼트는 전단되거나 또는 볼트 홀(10B) 엣지의 형상이 파괴된다. 따라서, 브레이스 플레이트(9)와 브레이스 시트(8)의 접합력은 저하된다.
이 방법에서, 도 2의 브레이스 부재(6)에 따르면, 브레이스 플레이트(9)와 브레이스 시트(8)의 접합력이 지진 발생시에 저하하므로, 프레임 구조물부(4)에 대한 스트럿 보강 부재(5)의 기능은 저하되며, 따라서 프레임 구조물부(4)의 내진성이 약화게 된다.
본 발명은 스틸 부재(鋼材)의 접합 방법, 스틸 부재의 접합면 가공 방법 및 보강 부재에 관한 것이다. 예를 들면, 스틸 부재는 볼트, 리벳 등과 같은 결합 부재에 의해 중첩되어서 클램프되어, 접합면에 함께 견고하게 접합된다.
도 1은 종래의 스틸 프레임 구조물을 도시한 정면도.
도 2는 도 1의 브레이스 부재(6)를 도시한 정면도.
도 3은 도 2의 브레이스 부재의 문제점을 설명하는 정면도.
도 4는 도 3에 따른 문제점을 설명하는 개략 다이아그램.
도 5는 접합면 가공 장치의 일실시예를 도시한 정면도.
도 6은 도 5의 접합면 가공 장치의 평면도.
도 7은 가공될 스틸 부재(12)를 도시한 평면도.
도 8은 도 5에서 공구(27)의 일부를 단면으로 도시한 정면도.
도 9a 및 도 9b는 도 8에서 롤링 다이(46R(46L))의 상세한 구조를 도시한 측단면도.
도 10은 롤링 다이(46R(46L))에 의한 가공 처리 동작을 설명하는 개략 다이아그램.
도 11은 스틸 부재(12)상에서 슬립 억제 가공면의 접합 상태를 도시한 단면도.
도 12는 복수의 코일 스프링형 접합면 가공 공구의 일부를 단면으로 도시한 정면도.
도 13은 도 12의 코일 스프링의 배열을 도시하는 개략 단면도.
도 14는 벨레빌레(belleville) 스프링형 접합면 가공 공구의 일부를 단면으로 도시한 정면도.
도 15는 키 홈형 접합면 가공 공구의 일부를 단면으로 도시한 정면도.
도 16은 롤링 다이(46R(46L))에 의해 슬립 억제 가공면(52)을 형성하기 위한 가공 처리 동작을 설명하는 개략 다이아그램.
도 17은 롤링 다이(46R(46L))에 의해 슬립 억제 가공면(52X)을 형성하기 위한 가공 처리 동작을 설명하는 개략 다이아그램.
도 18은 슬립 억제 가공면(52, 52X)의 인-로우 방식에 의한 접합을 도시하는 단면도.
도 19는 스틸 플레이트를 접합함으로써 조립된 프레임 구조물을 도시한 사시도.
도 20은 도 19의 스틸 플레이트의 접합부를 도시한 부분 확대도.
도 21의 (a) 내지 (c)는 타이 로드(60)에서 로드 부분(60A, 60B)이 와셔(60E, 60F)에 의해 접합되는 접합 방법을 도시한 평면도, 측면도 및 단면도.
도 22a 내지 도 22d는 스틸 부재(65A, 65B)가 스플라이스 플레이트(66A, 66B)에 의해 접합되는 접합 방법을 도시한 단면도 및 평면도.
도 23a 내지 도 23e는 두께가 다른 스틸 부재(70A, 70B)가 스플라이스 플레이트(70A, 70B)에 의해 접합되는 접합 방법을 도시한 단면도 및 평면도.
도 24a 내지 도 24e는 두께가 다른 스틸 부재(75A, 75B)가 스플라이스 플레이트(76A, 76B)에 의해 접합되는 접합 방법을 도시한 단면도 및 평면도.
도 25a 내지 도 25e는 슬립 억제 가공면의 요철 형상을 도시한 개략 단면도.
도 26은 본 발명에 따라 보강 부재를 사용한 스틸 프레임 구조물을 도시한 정면도.
도 27은 도 26에서 브레이스 부재(82)를 도시한 평면도.
도 28은 도 27의 측단면도.
도 29는 도 27에서 브레이스 시트(84)를 도시한 평면도.
도 30은 도 27에서 브레이스 플레이트(83)를 도시한 평면도.
도 31은 인-로우 방식에 의한 고정을 설명하는 단면도.
도 32는 롤링 다이(87L(87R))에 의해 슬립 억제 가공면(84B)을 브레이스 시트(84)상에 형성하기 위한 가공 처리 동작을 도시한 개략 다이아그램.
도 33은 롤링 다이(87LX(87RX))에 의해 슬립 억제 가공면(83C)을 형성하기 위한 가공 처리 동작을 도시한 개략 다이아그램.
도 34a 내지 도 34b는 롤링 다이(87L(87R), 87LX(87RX))를 도시한 측단면도.
도 35는 클램핑 부재인 볼트(85)와 너트(86)를 도시한 단면도.
도 36은 중공부가 없는 클램핑 부재를 도시한 단면도.
도 37은 슬립 테스트 결과를 도시한 챠트.
도 38a 및 도 38b는 하중 테스터의 구조물을 도시한 평면도 및 측단면도.
도 39는 다른 실시예의 브레이스 부재(82)를 도시한 평면도.
도 40은 도 39에서 브레이스 시트(84)를 도시한 평면도.
도 41은 도 39에서 브레이스 플레이트(83)를 도시한 평면도.
도 42는 다른 실시예의 브레이스 시트(84)를 도시한 평면도.
도 43은 도 42의 브레이스 시트(84)에 따라 사용되는 브레이스 플레이트(83)를 도시한 평면도.
도 44는 다른 실시예의 브레이스 부재(82)를 도시한 측단면도.
본 발명은 상기 관점을 고려하여 이루어진 것으로, 간단한 기술로 스틸 부재의 접합면을 가능한한 강고하게 접합하기 위한 스틸 부재를 접합하기 위한 방법 및 장치와, 접합면을 가공하기 위한 방법 및 장치를 제공하는 것이다.
더욱이, 본 발명은 보강 부재로서 기능의 저하를 간단한 구성으로 방지할 수 있도록 한 보강 부재를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 상기 문제를 해결하기 위해 상기 실시예와 비교하여 하기에 기술하면, 하나 또는 복수의 동심적인 돌기부를 갖는 롤링 엣지(48B)가 원추형 경사면(48A)에 형성되는 롤링 다이(46L(46R))는 원추형 경사면(48A)이 스틸 부재(12)의 접합면과 접촉하고 압력 설정 수단(42B, 54A 내지 54C, 57)에 의해 얻어진 소정의 일정 압력에 의해 가압되는 상태에서 스틸 부재(12)에 이미 드릴 가공되거나 또는 후에 드릴 가공될 결합 홀(21) 주위에서 롤되고, 한 쌍 또는 복수 쌍의 동심적인 오목부 및 돌기부를 갖는 슬립 억제 가공면(52)은 결합 홀(21)주위에 형성된다.
더욱이, 본 발명에 따르면, 제 1 및 제 2 스틸 부재(12, 12X)의 접합면을 서로 중첩시키기 위해 스틸 부재를 접합하고, 접합면에 드릴 가공된 결합 홀(21)을 통과하는 결합 부재에 의해 제 1 및 제 2 스틸 부재(12, 12X)를 가압 용접하여 고정하는 것에 의해, 제 1 및 제 2 스틸 부재(12, 12X)를 접합하는 방법 및 장치에 있어서, 제 1 및 제 2 스틸 부재(12, 12X)의 접합면에 대해 가압 용접으로 고정하기 전에, 원추형 경사면(48A)은 원추형 경사면(48A)상에서 하나 또는 복수의 동심적인 돌기부(38A)를 갖는 롤링 엣지(48B)를 형성하는 롤링 다이(46R(46L))에 의해 접합 홀(21)과 동심적인 위치에 가압 용접되므로, 하나 또는 복수 쌍의 동심적인 오목부와 볼록부를 각각 갖는 제 1 및 제 2 슬립 억제 가공면(52, 52X)은 제 1 및 제 2 스틸 부재(12, 12X)의 접합 홀(21) 주위에서 서로 어긋난 위치에 각각 형성되고, 제 1 및 제 2 스틸 부재(12, 12X)는 제 1 슬립 억제 가공면(52)의 동심적인 오목부와 볼록부가 제 2 슬립 억제 가공면(52X)의 동심적인 오목부와 볼록부에 끼워지게 연결되도록 제 1 및 제 2 슬립 억제 가공면(52, 52X)을 서로 중첩시키므로써 접합된다.
더욱이, 인장 부재(81)의 양 단부에 이 인장 부재(81)를 스틸 프레임 구조물(1)에 접합하기 위한 접합 부재(82)를 갖고 스틸 프레임 구조물(1)로부터의 인장 하중을 인장 부재(81)에 의해 지지하는 보강 부재(80)에 있어서, 접합 부재(82)는 스틸 프레임 구조물(1)에 고정되는 제 1 플레이트형 접합 스틸 부재(84)와, 인장 부재(81)에 고정될 제 2 플레이트형 접합 스틸 부재(83)와, 제 1 및 제 2 접합 스틸 부재(84, 83)의 두께를 관통하도록 각각 드릴 가공된 제 1 및 제 2 관통 홀(84A, 83B)을 통과하는 상태로 제 1 및 제 2 접합 스틸 부재(84, 83)를 고정하기 위한 클램핑 부재(85, 86)를 포함한다. 제 1 접합 스틸 부재(84)는 일 측면 또는 양측면상에서 동심적인 오목부와 볼록부를 갖는 제 1 슬립 억제 가공면(84B)을 갖고, 제 2 접합 스틸 부재(83)는 제 1 접합 스틸 부재(84)의 일측면상에서 동심적인 오목부와 볼록부를 갖는 제 2 슬립 억제 가공면(83C)을 갖는다. 그리고, 제 1 및 제 2 접합 스틸 부재(84, 83)는 제 1 및 제 2 슬립 억제 가공면(84B, 83C)의 오목부와 볼록부가 서로 끼워진 상태로 맞물리게 제 1 및 제 2 관통 홀(84A, 83B)을 통과하는 클램핑 부재(85, 86)에 의해 이들을 중첩시켜 클램핑하므로써 일체로 접합된다.
보강 부재(80)의 접합 부재(82)와 같이, 동심적인 오목부와 볼록부를 갖는 슬립 억제 가공면(84B, 83C)은 제 1 및 제 2 접합 스틸 부재(84, 83)가 접촉하는 면에 형성되고, 이들은 인-로우(in-raw) 방식으로 서로 끼워진 상태로 맞물려서 접합된다. 이에 의해, 제 1 및 제 2 접합 스틸 부재(84, 83)는 충분히 큰 접합력으로 접합된다.
본 발명에 따르면, 스틸 부재의 결합 홀 주위에 하나 또는 복수의 오목부와 볼록부를 갖는 슬립 억제 가공면은 하나 또는 복수의 동심적인 돌기부를 갖는 롤링 엣지를 형성하는 롤링 다이에 의하여 가압 설정 수단에 의해 소정의 일정 압력으로 스틸 부재의 접합면을 폼 롤링(form-rolling)함으로써 원추형 경사면상에서 스틸 부재의 접합면상에 형성된다. 따라서, 각 부의 동심적인 오목부와 볼록부에 대한 "변형(misshaping)"의 차이가 작아서 슬립 억제 가공면을 갖는 접합면이 달성된다.
더욱이, 서로 끼워지도록 맞물리는 홈과 돌기부를 갖는 슬립 억제 가공면이 서로 접합되는 스틸 부재의 접합면에 형성되므로, 스틸 부재가 접합 부재에 의해 서로 클램핑될때, 슬립 억제 가공면은 서로 고정된다. 따라서, 스틸 부재는 견고하게 접합된다.
더욱이, 접합 부재로서, 동심적인 오목부와 볼록부를 갖는 슬립 억제 가공면은 제 1 및 제 2 접합 스틸 부재와 접촉하는 면상에 형성되고, 이들은 인-로우 방식으로 서로 고정되어 맞물린 상태로 접합된다. 따라서, 제 1 및 제 2 접합 스틸 부재가 충분히 큰 접합 강도를 갖는 상태로 접합될 수 잇는 보강 부재가 달성된다.
본 발명에 따른 실시예가 첨부 도면을 참조하여 하기에 상세히 설명된다.
[1] 제 1 실시예
(1) 접합면 가공 장치의 전체 구성
도 5 및 도 6을 참조하면, 참조 부호 11은 전체로서 접합면 가공 장치를 도시한다. 스틸 부재 가공 공장에서 자동 운송 라인에 의해 운반되는 스틸 부재(12)는 도입 벤치(13)에 설치된 자동 라인을 작동시키기 위한 전기 모터(14)에 의해 구동되는 공급 롤러(15)와 종동 롤러(16)에 의해 화살표 "a"로 도시된 공급 방향으로 안내 부재(13A)에 따라 작업 벤치(17)상의 작업 테이블(18)에 공급된다.
작업 벤치(17)상에는, 로케이터(locator) 롤러(19)와 로케이터 롤러(20)가 작업 테이블(18) 전후에 각각 설치되어 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, 스틸 부재(12)는 스틸 부재(12)의 가공 기준 위치(PO1)(예를 들면, 결합 홀로서 기능하는 볼트 홀(21)의 중심 위치)가 작업 테이블(18)의 작업 기준 위치(PO2)와 일치하는 위치에 안내 부재(17A)에 의해 위치 설정된다. 그런 다음, 가공 기구부(25)에서 스핀들 디바이스(26)에 장착된 접합면 가공 공구(27)는 스틸 부재(12)에 가압 용접을 실행하는 동안 롤되는 것에 의해, 이 스틸 부재(12)는 롤링 가공 처리를 실행한다. 이 경우에, 스핀들 디바이스(26)는 접합면 가공 공구(27)를 장착한 출력축을 전기 모터에 의해 회전 구동하고, 유압 장치에 의해 작업 테이블(18) 방향으로 스틸 부재(12)상에서 처리되는 가압 용접을 수행한 다음에, 후퇴하기 위해 상승한다.
가공 처리된 스틸 부재(12)는 배출 벤치(30)에 설치된 모터(31)에 의해 구동되는 반송(sending) 롤러(32)와 종동 롤러(33)에 의해 화살표 "b"로 도시한 반송 방향으로 안내 부재(30A)를 따라 반송된다.
가공 기구부(25)는 위치 조정 레일(35)에 장착되어 있다. 따라서, 가공 기구부(25)는 일반적으로 스틸 부재(12)의 공급 및 반송 방향(이하, 이것을 "x" 방향이라 함)으로 스핀들 디바이스(26) 즉, 공구(27)의 위치를 조정하고, 위치 조정 기구(36)에 의해 스틸 부재(12)의 공급 및 반송 방향(이하, 이것을 "y" 방향이라 함)과 직교하는 방향으로 스핀들 디바이스(26)의 위치를 조정한다.
가공 기구부(25)는 접합면 가공 처리 대상인 스틸 부재(12)가 작업 테이블(18)상에 위치 설정될 때, "x" 방향과 "y" 방향으로 공구(27)의 위치를 조정하므로, 공구(27)의 위치는 스틸 부재(12)에 이미 드릴 가공된 볼트 홀(21)의 중심 위치로 조정된다.
(2) 접합면 가공 공구
도 8에 도시된 바와 같이, 접합면 가공 공구(27)는 이 공구(27)를 스핀들 디바이스(26)에 부착하기 위한 고정물(fixture ; 41)이 상향으로 연장하는 공구 바디(42)를 갖는다.
공구 바디(42)에는, 스프링 베어링 샤프트(42A), 코일식 스프링(42B) 및 원통형 스프링 케이스(42C)가 회전 중심축(PO3)상에 차례로 놓인다. 따라서, 스프링 케이스(42C)로부터 상향으로 돌출하는 고정물(41)이 억압될때, 코일식 스프링(42B)의 스프링력에 대응하는 가압력은 스프링 베어링 샤프트(42A)에 전달된다.
스프링 케이스(42C)의 하부 엣지는 스프링 베어링 샤프트(42A)의 외주면에 대향하는 위치까지 연장하고, 압력 설정링(42D)은 외주면상에 나사 체결된다. 맞물림 폴(42E)은 압력 설정링(42D)의 하부 내측 엣지에 설치되고, 이것은 스프링 베어링 샤프트(42A)의 하부 외부 원주 엣지에 설치된 칼라부(42F)와 회전가능하게 맞물린다. 따라서, 압력 설정링(42D)에 나사 체결되어 코일식 스프링(42B)을 압축함으로써, 코일식 스프링(42B)은 소정 스프링력을 나타내는 상태로 설정된다.
스프링 베어링 샤프트(42A)는 하부면에 설치된 스크류 홀(42G)에 의해 공구 지지 부재(43)의 상단부에 연결된다. 압력 설정링(42D)이 소정 스프링력을 발생시키는 상태에 있는지 어떤지가 공구 지지 부재(43)의 압력 설정링(42D)의 하부 엣지에 대응하는 위치에 놓이는 스케일(43A)에 의해 가시적으로 확인된다.
이 실시예에서, 스프링 케이스(42C)의 베리(berry)부상에서 상하 방향으로 연장하는 타원형 홀(42I)이 드릴 가공되고, 스프링 베어링 샤프트(42A)의 외부면상에 설치된 토오크 전달 핀(42J)은 타원형 홀(42I)에 대략적으로 맞물린다. 따라서, 스프링 케이스(42C)가 스핀들 디바이스(26)에 의해 회전가능하게 구동되면, 상기 회전 토오크는 타원형 홀(42I)과 토오크 전달 핀(42J)을 거쳐서 공구 지지 부재(43)와 스프링 베어링 샤프트(42A)에 전달된다.
공구 지지 부재(43)는 U-형 단면을 갖는다. 롤링 다이 홀더(44)이 길이 방향 위치에서 서로 대향하여 하향으로 연장하는 한 쌍의 지지 플레이트부(43A, 43B)사이에 배치된다. 그리고, 롤링 다이 홀더(44)는 각각 지지 플레이트부(43A, 43B)의 상단부에서 길이 방향 내향으로 돌출하도록 설치된 지지 샤프트(45A, 45B)를 회전시키기 위해 화살표 "d"로 도시된 방향으로 회전가능하게 축방향으로 지지되어 있다.
공구 지지 부재(43)는 공구(27)의 회전 중심축(PO3)을 중심으로 하여 대칭적 위치에서 롤되는 한 쌍의 롤링 다이(46L, 46R)를 갖는다. 롤링 다이(46L, 46R)는 동일한 형상을 갖고, 도 9a에 도시된 바와 같이, 원추형 사다리꼴 다이 헤드(48)가 원주형 회전 샤프트부(47)의 상단부에 일체로 형성되어 있다.
도 9b에 도시된 바와 같이, 다이 헤드(48)의 원추형 경사면(48A)상에는 거의 단면 삼각형 파형을 갖는 롤링 엣지(48B)가 원추형 경사면(48A)을 따라서 중심축(PO4)을 중심으로 하여 동심적으로 형성되어 있다.
롤링 다이(46L(46R))는 각각 베어링 하우징 부재(5)에서 트러스트 볼 베어링(50A)과 레이디얼 볼 베어링(50B)에 의해 회전가능하게 유지되고, 베어링 하우징 부재(50)는 스크류(51)를 부착하므로써 롤링 다이 홀더(44)에 부착된다. 따라서, 스틸 부재(12)의 표면이 경사져 있지 않다면, 롤링 다이(46L(46R))는 원추형 경사면(48A)이 회전 중심축(PO3)과 직교하는 기준면(FO)과 접촉하는 상태와, 중심축(PO4)이 기준면(FO)에 대해서 부착 각도(θ)만큼 경사진 상태로 롤링 다이 홀더(44)에 의해 유지된다.
이와 관련하여, 롤링 작동시에는, 예를 들면 수톤의 가압력은 트러스트 볼 베어링(50A)에 부여된다. 그러나, 큰 가압력을 원추형 경사면(48A)의 스틸 부재(12)의 접촉면에서 안정되게 수용하는 상태에서, 부착 각도(θ)는 θ≒40°로 선택된다.
도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 롤링 작업시에 상술한 바와 같은 롤링 다이 홀더(44)에 의해 유지되는 상태에서, 롤링 다이(46L(46R))의 원추형 경사면(48A)은 스틸 부재(12)의 표면에 대해 가압된다. 이 상태에서, 공구(27)가 회전하고, 원추형 경사면(48A)상에 형성된 롤링 엣지(48B)의 돌기부는 스틸 부재(12)의 표면을 날카롭게 하면서 롤된다. 따라서, 도 10의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 롤링 엣지(48B)는 스틸 부재(12)의 표면을 소성(plastic) 가공하고, 롤링 엣지(48B)의 표면과 동일한 형상과 거의 단면 삼각형 파형을 갖는 동심적인 오목부와 볼록부를 슬립 억제 가공면(52)으로서 형성한다.
이 실시예의 경우에, 롤링 엣지(48B)는 이등변 삼각형으로 네개의 돌기부와 하나의 이등변 삼각형의 1/2 돌기부를 갖고, 상기 돌기부를 갖는 엣지부(48C)에 의해 형성되며, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 각 엣지부(48C)의 돌기부의 정점 각도(α)는 α=60°내지 170°로 선택된다.
테스트에 따르면, 도 10의 (b)와 (c)에 도시된 바와 같이, 정점 각도(α)가 60°내지 170°로 선택되면, 특히 충분히 큰 강도를 갖는 오목부와 볼록부는 슬립 억제 가공면(52)으로서 스틸 부재(12)의 표면상에 형성된다. 이에 반하여, 정점 각도(α)가 60°이하로 선택되면, 오목부와 볼록부의 강도는 더 저하되는 경향이 있고, 정점 각도(α)가 170°이상으로 선택되면, 슬립 억제 가공면(52)의 가공 작업의 어려움을 증가시키는 경향을 나타낸다.
(3) 접합면을 처리하기 위한 작동과 효과
상기 구성에 있어서, 스틸 부재(12)가 도입 벤치(13)로부터 작업 벤치(17)로 공급되고, 스틸 부재(12)에서 결합 홀로 되는 볼트 홀(21)의 가공 기준 위치(PO1)가 작업 테이블(18)상에서 작업 기준 위치(PO2)와 일치하는 위치에 배치되면, 가공 기구부(25)의 스핀들 디바이스(26)는 "x" 및 "y" 방향으로 공구(27)에 대한 위치 조정 작동을 수행한다. 따라서, 회전 중심축(PO3)은 볼트 홀(21)의 가공 기준 위치(PO1)와 일치한다.
이 상태에서, 가공 기구부(25)의 스핀들 디바이스(26)는 전기 모터에 의해 주축을 회전시키면서 공구(27)의 롤링 다이(46L(46R))를 유압 펌프에 의해 하강시키므로서 스틸 부재(12)의 표면에 대해 가압한다.
롤링 다이(46L(46R))가 고정 각도(θ)로 공구(27)의 회전 중심축(PO3)과 대칭적으로 롤링 다이 홀더(44)에 고정되므로, 원추형 경사면(48A)상에 형성된 롤링 엣지(48B)의 돌기부는 스틸 부재(12)의 표면상에서 롤되면서 스틸 부재(12)의 표면에서 절단되어 폼 롤링 가공이 수행된다.
따라서, 오목부와 볼록부(본 실시예에선, 도 10의 (c)에 도시된 바와 같이 이들은 동심적인 거의 단면 삼각형 파형을 갖고, 복수의 돌기부(52A) 사이에서 홈을 갖는다)를 갖는 슬립 억제 가공면(52)은 원추형 경사면(48A)상에 형성된 롤링 엣지(48B)의 형상(본 실시예에선 거의 단면 삼각형 파형을 갖는다)에 따라 결정되어 스틸 부재(12)에서 볼트 홀(21) 둘레에 형성된다.
이러한 방법에서, 원추형 경사면(48A)상에 엣지부(48C)의 돌기부의 직경이 내부에서 외부로 크게되므로, 공구(27)가 회전 중심축(PO3)을 중심으로 하여 일 회전할 때, 슬립 억제 가공면(52)상에서 내부와 외부 엣지부(48C)에 의해 부여된 "변형(misshaping)" 차이는 실용상 충분히 작게되며, 따라서, 소성 작업은 매우 균일하고 큰 강도를 갖는 슬립 억제 가공면(52)상의 동심적인 오목부와 볼록부상에서 수행된다.
예를 들면, 복수의 엣지부(48C)가 복수의 동심적인 오목부와 볼록부를 형성하기 위해 원추형 경사면(48A) 대신에 원통형 다이 헤드의 원통면상에 형성되면, 오목부와 볼록부는 동일한 곡률 반경을 갖는 엣지부에 의해 절단되고, 이 경우에 내외부 동심적인 오목부와 볼록부의 곡률 반경은 서로 다르다. 따라서, 내외부 동심적인 오목부와 볼록부에 대한 대응하는 엣지부에 의한 변형 차이는 크게된다.
상기 실시예에 따르면, 원추형 경사면(48A)을 적용함으로써 내부로부터 외부까지 정렬된 엣지부의 곡률 반경의 변경은 대응하는 동심적인 오목부와 볼록부의 곡률 반경의 변경에 적용할 수 있다. 따라서, 내부와 외부 엣지에 의한 변형의 차이는 작게 된다.
슬립 억제 가공면(52)의 상기 오목부와 볼록부의 깊이는 공구(27)에 의해 롤링 엣지(48B)를 복수회(대략 20 내지 30 회전) 회전시켜서 롤링 엣지(48B)에 의한 롤링 작업을 반복함으로써 더 깊게 된다.
이러한 방법에서, 슬립 억제 가공면(52)이 롤링 다이(46L(46R))에 의한 롤링 작업에 의해 스틸 부재(12)에서 볼트 홀(21) 둘레에서 가공되어 마무리되면, 스핀들 디바이스(26)는 공구(27)를 상승시키고, 상기 가공된 스틸 부재(12)는 배출 벤치(30)를 거쳐서 외부로 배출된다.
상기 롤링 작업에서, 스틸 부재(12)의 표면이 롤링 다이(46L(46R))상에서 원추형 경사면(48A)의 기준면(FO)과 일치함 없이 경사진다면, 회전 조정 동작은 롤링 다이 홀더(44)가 스틸 부재(12)의 표면을 따라 이동하도록 회전 지지 샤프트(45A(45B))를 중심으로 하여 수행되고, 원추형 경사면(48A)의 경사는 스틸 부재(12)의 표면의 경사와 일치한다. 이에 의해, 스핀들 디바이스(26)로부터 공구(27)까지 부여되는 가압력은 롤링 엣지(48B)의 각 엣지부(48C)에 거의 동일하게 부여된다. 그래서, 슬립 억제 가공면(52)은 전표면에 걸쳐서 거의 균일한 오목부와 볼록부를 갖는다. 따라서, 슬립 억제 가공면(52)의 롤링 가공은 균일하게 수행된다.
이러한 롤링 작업에서, 스틸 부재(12)의 표면에 대한 롤링 다이(46L(46R))의 원추형 경사면(48A)에 의한 가압력은 공구 바디(42)에 설치된 압력 설정링(42D)과 스케일(43A)에 의해 눈으로 확인할 수 있고, 코일식 스프링(42B)의 스프링력에 의해 결정되는 일정 값으로 유지된다. 이에 의해, 스틸 부재(12)의 표면상에서 절단되는 슬립 억제 가공면(52)을 형성하는 돌기부(52A)와 홈(52B)의 폼 롤링은 높고 안정한 정밀도로 수행된다.
(4) 스틸 부재의 접합
도 11에 도시된 바와 같이, 슬립 억제 가공면(52)이 도 10의 (a) 내지 (c)를 참조로 상술한 공구(27)에 의해 형성되는 스틸 부재(12)는 슬립 억제 가공면(52)의 돌기부(52A)가 접합되는 스틸 부재(12)의 연결면에 접촉하는 상태에서 볼트 홀(21)을 관통하는 볼트 또는 리벳과 같은 접속 부재에 의해 클램프된다. 그리고, 슬립 억제 가공면(52)의 돌기부(52A)는 접합될 스틸 부재(12)의 표면에서 절단된다. 마찰력이 증가하고, 스틸 부재(12)의 접합면의 슬립핑은 작은 값으로 제한된다.
이러한 접합 작업시에, 접합되는 스틸 부재(12)로서 도 11에 도시된 바와 같이 슬립 억제 가공면을 갖지 않는 스틸 부재를 사용하는 것 이외에, 슬립 억제 가공면(52)과 유사한 슬립 억제 가공면 또는 다른 슬립 억제 가공면이 접합면상에 형성되는 스틸 부재가 또한 사용될 수 있다. 또한 이러한 방법에서도 동일한 효과가 얻어진다.
(5) 접합면 가공 공구의 다른 실시예
하기 형상은 도 8 및 도 9a와 도 9b를 참조하여 상술한 것과 다른 접합면 가공 공구(27)를 적용하여 얻을 수 있다.
(5-1) 복수의 코일식 스프링형 접합면 가공 공구
도 12 및 도 13은 복수의 코일식 스프링형 접합면 가공 공구(27)를 도시한다. 이 경우에, 공구(27)에서 도 8에 대응하는 부분에는 도 12에 도시한 바와 같이 동일한 참조 부호를 부여하고, 공구 바디(42)는 압력 설정 부재로서 세개의 코일식 스프링(53A 내지 53C)을 갖는다.
이 경우에, 코일식 스프링 안내 샤프트(54A 내지 54C)는 회전 중심축(PO3)을 따르는 방향으로 스프링 베어링 샤프트(42A)상의 규칙적인 환형 간극을 유지한 위치에 상향으로 설치된다. 그리고, 이들 코일식 스프링 안내 샤프트(54A 내지 54C)에 의해 안내되도록 배치된 코일식 스프링(54A 내지 54C)은 스프링 베이스(42C)에 부여된 가압력을 스프링 베어링 샤프트(42A)에 전달한다.
상기 구성에서, 스핀들 디바이스(26)로부터 고정물(41)을 거쳐서 스프링 케이스(42C)에 전달된 가압력은 세개의 코일식 스프링(53A 내지 53C)을 거쳐서 스프링 베어링 샤프트(42A)에 전달된다. 따라서, 한 쌍의 롤링 다이(46L, 46R)는 코일식 스프링(53A 내지 53C)의 스프링력에 대응하는 압력으로 스틸 부재(12)에 가압된다.
그 결과, 스틸 부재(12)상에는, 롤링 다이(46L, 46R)의 롤링 엣지(48C)에 의해 거의 단면 삼각형 파형을 갖는 동심적인 오목부와 볼록부를 볼트 홀(21) 주위에서 절단되는 슬립 억제 가공면(52)이 도 10의 (a) 내지 (c)를 참조로 상술한 경우와 유사하게 형성된다.
도 12의 구성에 따르면, 스프링 케이스(42C)에 의해 부여된 가압력은 세개의 코일식 스프링(53A 내지 53C)에 의해 나누어진다. 따라서, 각 코일식 스프링(53A 내지 53C)은 소형화되고, 코일 스프링을 제조하여 조정하기 위해 더 단순화 할 수 있는 공구(27)를 얻을 수가 있다.
(5-2) 벨레빌레 스프링형 접합면 가공 공구
도 14는 벨레빌레 스프링형 접합면 가공 공구(27)를 도시한다. 도 8에 대응하는 부분에는 도 14에 도시한 바와 같이 동일한 참조부호를 부여하고, 공구(27)는 U-형 단면을 갖는 고정물(41)을 갖는다.
고정물(41)은 중심부에서 수직방향으로 관통하는 중심 홀(55A)을 갖는 수평 플레이트부(55B)를 갖는다. 한 쌍의 지지 플레이트부(55C, 55D)가 그 전후 단부로부터 거의 평행하게 하향으로 연장한다. 롤링 다이 홀더(44)로부터 전방과 후방으로 돌출하는 회전 지지 샤프트(45A, 45B)는 그 하부 단부에 각각 설치된 수직 방향의 장방형 홀인 지지홀(55E, 55F)에 의해 관통 유지되어 있다.
이러한 실시예의 경우에, 도 8에는 공구 지지 부재(43)에 대응하는 부재가 설치되어 있지 않다. 가이드(44A)는 회전 중심축(PO3)을 따라 롤링 다이 홀더(44)의 상부면에 설치되고, 그 상단 부분은 고정물(41)의 중심 홀(55A)에 직접 돌출되어 있다. 동시에, 벨레빌레 스프링(44B)은 가이드(44A) 주위에서 롤링 다이 홀더(44)의 상부면과 수평 플레이트부(55B)의 하부면 사이의 공간에 장착되어 지지된다.
상기 구성에서, 공구(27)가 스틸 부재(12)에 대해 가압되지 않을 때, 벨레빌레 스프링(44B)은 그 스프링력에 의해 고정물의 수평 플레이트부(55B)의 하부면과 롤링 다이 홀더(44)의 상부면 사이의 거리를 가압하여 팽창한다. 동시에, 롤링 다이 홀더(44)는 회전 지지 샤프트(45A, 45B)가 지지 플레이트부(55C, 55D)의 지지 홀(55E, 55F)의 하부면과 접촉하는 상태로 된다.
이 상태에서, 공구(27)가 스핀들 디바이스(26)에 의해 스틸 부재(12)의 표면에 대해 가압되면, 가압력은 고정물(41)의 수평 플레이트부(55B)로부터 벨레빌레 스프링(44b)에 부여된다. 따라서, 벨레빌레 스프링(44B)은 압축 작용을 수행하고, 롤링 다이 홀더(44)의 회전 지지 샤프트(45A, 45B)는 지지 홀(55E, 55F)의 하부면으로부터 분리되어 느슨하게 이동된다. 그에 의해, 고정물(41)에 부여된 가압력은 벨레빌레 스프링(44B)에 설정된 스프링력에 대응하는 가압력으로서 롤링 다이 홀더(44)에 즉, 롤링 다이(46L, 46R)의 원추형 경사면(48A)에 적용된다.
상기 구성에 따르면, 도 10의 (a) 내지 (c)를 참조로 상술한 바와 유사하게 거의 단면 삼각형 파형을 갖는 슬립 억제 가공면(52)이 롤링 다이(46L, 46R)에 의해 스틸 부재(12)의 표면상의 볼트 홀(21) 주위에서 폼 롤링에 의해 형성된다.
가압 설정 소자로서 벨레빌레 스프링(44B)을 적용함으로써, 스핀들 디바이스(26)가 하향으로 이동되고 롤링 다이(46L, 46R)가 스틸 부재(12)와 접촉할 때, 커다란 쇽크를 부여함 없이(접촉에 의한 쇽크가 벨레빌레 스프링에 의한 압축 작동에 의해 흡수되기 때문에) 스틸 부재(12)에 대한 폼 폴링 작동이 시작되도록 공구(27)는 수행된다.
(5-3) 키 홈형 접합면 가공 공구
도 15는 키 홈형 접합면 가공 공구(27)를 도시한다. 이 경우에, 도 15에 도시된 바와 같이 도 8에 대응하는 부분에는 동일한 참조 부호를 부여하여, 공구(27)는 도 8의 공구(27)에서 장방형 홀(42I)과 이와 맞물리는 토오크 전달 핀(42J)으로 구성된 회전 토오크 전달 수단이 다른 형상으로 대체되는 공구이다.
특히, 스프링 베어링 샤프트(42A)는 상부 외부 원주부상에서 코일 스프링(42B)의 외부 원주면을 따라 상향으로 연장하는 링 부분(42K)을 갖고, 키 홈(42L)은 링 부분(42K)의 외주면상의 소정 각도 위치에서 수직 방향으로 형성된다. 키 홈(42L)에는 스프링 케이스(42C)의 두께를 관통하도록 설치된 스크류 홀에서 외부로부터 나사 체결되는 로킹 스크류(42M)가 돌출하여 맞물려 있다.
상기 구성에 따르면, 스프링 케이스(42C)가 회전가능하게 구동될 때 로킹 스크류(42M)가 키 홈(42L)과 맞물리므로, 스프링 케이스(42C)에 부여된 회전 토오크는 로킹 스크류(42M)와 키 홈(42L)을 거쳐서 스프링 베어링 샤프트(42A)에 전달된다. 따라서, 로킹 스크류(42M)와 키 홈(42L)은 회전 토오크 전달 수단을 형성한다.
이 경우에, 스프링 케이스(42C)에 대한 압력 설정 링(42D)의 나사 체결량이 변경되고 스프링 베어링 샤프트(42A)에 대한 스프링 케이스(42C)의 상대적인 위치가 변경되면, 키 홈(42L)을 갖는 로킹 스크류(42M)의 맞물림 위치는 수직 방향으로 변위하여 상기 압력 설정 링(42D)에 의한 조정이 허용된다.
상기 구성에 따르면, 도 8의 형상을 갖는 공구(27)와 유사한 효과를 갖는 공구가 달성된다.
(6) 인-로우(in-raw) 방식의 접합
(6-1) 도 16 및 도 17은 인-로우 방식으로 스틸 부재를 접합하기 위한 방법이 도시되어 있다. 도 16의 (a) 내지 (c)에 도시된 폼 롤링 공정(도 10의 (a) 내지 (c)를 참조하여 상술한 공정과 유사한 방법으로)은 롤링 다이(46L, 46R)로서 도 8, 도 12, 도 14 및 도 15를 참조하여 상술한 공구를 사용하여 수행되고, 거의 단면 삼각형 파형을 갖는 슬립 억제 가공면(52)이 절단되는 제 1 스틸 부재(12)가 얻어진다.
또한, 도 17의 (a)에 도시된 바와 같은 접합 방법의 경우에, 폼 롤링은 원추형 경사면(48A)상에 거의 단면 삼각형 파형을 갖는 오목부와 볼록부가 대체되는 롤링 다이(46L, 46R)를 사용하여 제 2 스틸 부재(12X)상에서 수행된다. 따라서, 도 17의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 돌기부(52A)와 홈 부분(52B)의 위치가 폭 방향에서 외향으로 이어지는 제 1 스틸 부재(12)(도 16의 (b) 및 (c))로 전환되는 슬립 억제 가공면(52X)이 볼트 홀(21)을 중심으로 하여 절단부를 갖는 제 2 스틸 부재(12X)가 얻어진다.
이 방법에서, 도 18에 도시된 바와 같이, 제 1 롤링 다이(46L, 46R)를 갖는 공구(27)에 의한 폼 롤링에 따른 제 1 스틸 부재(12)와, 제 2 롤링 다이(46LX, 46RX)를 갖는 공구(27)에 의한 폼 롤링에 의해 얻어지는 제 2 스틸 부재(12X)는 돌기부(52A)와 홈(52B)이 서로 고정되도록 맞물리는 오목형과 볼록형을 갖는다. 따라서, 제 1 및 제 2 스틸 부재(12, 12X)가 볼트 홀(21)을 중심으로 하여 슬립 억제 가공면(52, 52X)이 서로 대향하도록 볼트에 의해 클램프되면, 이들은 하나의 슬립 부재(12)상에서 슬립 억제 가공면(52)의 돌기부(52A)가 다른 제 2 스틸 부재(12X)상에서 슬립 억제 가공면(52X)의 홈(52B)에 꼭 끼워지고, 또한 다른 제 2 스틸 부재(12X)상에서 슬립 억제 가공면(52X)의 돌기부(52A)가 상기 하나의 스틸 부재(12)상에서 슬립 억제 가공면(52)의 홈(52B)에 꼭 끼워지는 상태로 접합된다(이 접합 방법을 인-로우 방식의 접합 방법이라 함).
상술한 바와 같이, 두 스틸 부재(12, 12X)가 접합될 시에, 각 스틸 부재상에서 슬립 억제 가공면에 대해 한 스틸 부재상의 돌기부(또는 홈)가 꼭 끼워지도록 다른 스틸 부재상에서 홈(또는 돌기부)과 맞물리는 인-로우 방식에 의해 이들 두 부재가 접합되면, 두 스틸 부재의 접합면상에서의 편차는 충분히 방지된다. 따라서, 스틸 부재의 견고한 접합이 실현된다.
(6-2) 인-로우 방식에 의한 접합의 구체적인 실시예로서, 도 19에 도시된 바와 같이, 수평 방향으로 연장하고 수직 방향으로 거의 평행하게 배치된 두개의 스틸 플레이트(57A, 57B)는 그 양 단부에서 수직 방향으로 배치되어 서로 거의 평행한 두개의 스틸 플레이트(57R, 57L)에 의해 접합되어 사각 프레임 구조물을 조립한다. 이 경우에, 네 코너에서 서로 중첩된 두개의 스틸 플레이트의 단부가 그 두께를 관통하도록 스틸 플레이트에 드릴 가공된 두 볼트 홀(58A, 58B)을 관통하는 볼트에 의해 클램핑으로 접합될 때, 도 20에 도시된 슬립 억제 가공면(52 또는 52X)은 두개의 스틸 플레이트의 접합면상에서 절단되고, 그런 다음 두개의 스틸 플레이트는 상기 슬립 억제 가공면(52, 52X)이 끼워지도록 인-로우 방식에 의해 서로 끼워져서 맞물린 상태로 볼트 홀(58A, 58B)을 관통하는 볼트에 의해 클램핑된다.
동시에, 볼트 홀(58A, 58B) 주위에서 거의 동심적인 삼각형 파형 단면을 갖는 오목부와 볼록부를 가지는 슬립 억제 가공면(52, 52X)이 끼워지게 클램프되므로, 두개의 스틸 부재가 접합면상에서 서로 변위할 때, 각 슬립 억제 가공면(52, 52X)의 돌기부(52A)가 다른 부분의 홈(52B)에 끼워지게 맞물리므로 두 스틸 플레이트의 변위가 방지되는 기능이 얻어진다.
이것은 슬립 억제 가공면(52, 52X)이 돌기부(52A)와 홈(52B)을 갖는 동심적인 오목부와 볼록부에 의해 형성되므로, 볼트 홀(58A, 58B)로부터 폭방향의 모든 방향으로 면 변위 작용이 방지되는 힘이다. 따라서, 도 19의 프레임 구조물에서, 수평 방향으로의 변위력이 화살표 "e"로 도시된 바와 같이 프레임 구조물에 대해 작용하는 경우와, 화살표 "f"로 도시된 바와 같이 프레임 구조물에 대해 작용하는 경우에, 두개의 스틸 플레이트 변위가 인-로우 방식으로 서로 끼워지게 맞물리는 슬립 억제 가공면(52, 52X)에 의해 방지된다.
따라서, 볼트 홀(58A, 58B)을 관통하는 볼트에 대한 전단력의 부여가 방지되므로, 스틸 플레이트가 전체적으로 견고하게 접합되는 프레임 구조물이 구성될 수 있다.
(6-3) 도 21의 (a) 내지 (c)는 타이 로드(60)에 의한 접합 방법을 도시한다.
타이 로드(60)는 스틸 부재의 로드인 두개의 로드가 일단을 서로 접합하는 것에 의해 하나의 로드로서 사용할 수 있도록 결합된다. 플레이트부(60C, 60D)는 로드부(60A, 60B)의 상부에 각각 형성된다. 상기 플레이트부(60C, 60D)의 표면이 두개의 와셔(60E, 60F)에 의해 샌드위치된 상태에서, 와셔(60E, 60F)의 양 단부는 플레이트부(60C, 60D)를 서로 접합하기 위해 볼트(G)와 너트(60H) 및 볼트(60I)와 너트(60J)에 의해 클램프된다.
이 방법에서, 두개의 로드부(60A, 60B)는 와셔(60E, 60F)를 거쳐서 서로 접합되고, 전체적으로 일편의 로드로서 사용된다.
이러한 접합 방법의 경우에, 플레이트부(60C, 60D)의 양 측면상에서, 슬립 억제 가공면(52)은 도 16의 (a) 내지 (c)를 참조로 상술한 슬립 억제 가공면(52)과 유사하게 볼트 홀(60K, 60L) 주위에서 절단된다. 다른 한편, 두개의 와셔(60E, 60F)의 내부 표면상에서, 슬립 억제 가공면(52)이 맞물리는 구조물을 갖는 슬립 억제 가공면(52X)은 도 17의 (a) 내지 (c)를 참조로 상술한 것과 유사하게 볼트(60G, 60I)에 대응하는 볼트 홀(60K, 60L) 주위에서 절단된다.
도 21의 (a) 내지 (c)의 구성에서, 타이 로드(60)는 와셔(60E, 60F)의 내부면상에 각각 형성된 슬립 억제 가공면(52X)이 인-로우 방식으로 로드부(60A, 60B)의 상단부에 형성된 플레이트부(60C, 60D)의 양측면상에 형성된 슬립 억제 가공면(52)에 끼워지도록 맞물린 상태로 볼트(60G, 60I)에 의해 클램프된다.
이 상태에서, 로드부(60A, 60B)가 화살표 "g"로 도시된 방향으로 당길때(도 21의 (b)), 슬립 억제 가공면(52, 52X)의 돌기부(52A)와 홈(52B)은 서로 맞물리고, 와셔(60E, 60F)에 대한 플레이트부(60C, 60D)의 면 변위는 방지된다. 따라서, 볼트(60G, 60I)의 전단 염려는 더 감소된다.
(6-4) 도 22a 내지 22d는 스플라이스 플레이트에 의해 거의 동일한 두께를 갖는 접합 스틸 부재의 접합 방법을 도시한다. 도 22a에 도시된 바와 같이, 거의 동일한 두께의 두 스틸 부재(65A, 65B)가 서로 인접하는 상태에서, 한 쌍의 접합 부재인 스플라이스 플레이트(66A, 66B)는 스틸 부재(65A, 65B)의 인접 단부에서 샌드위치로 중첩되고, 이들은 각각 볼트(67A)와 너트(67B) 및 볼트(68A)와 너트(68B)에 의해 접합된다.
이 경우에, 도 22b에 도시된 바와 같이, 도 16의 (a) 내지 (c)를 참조로 상술한 슬립 억제 가공면(52)은 스틸 부재(65A, 65B)의 양 측면상의 볼트 홀(65C, 65D) 주위에서 절단되는 한편, 도 22c에 도시된 바와 같이, 도 17의 (a) 내지 (c)를 참조로 상술한 슬립 억제 가공면(52X)은 인-로우 방식에 의해 슬립 억제 가공면(52)에 고정되는 오목부 및 볼록부로서 스플라이스 플레이트(66A, 66B)의 내부면상의 볼트 홀(66C, 66D) 주위에서 절단된다.
따라서, 도 22d에 도시된 바와 같이, 스틸 부재(65A, 65B)의 인접 단부가 스플라이스 플레이트(66A, 66B)를 사용하여 볼트(67A, 68B)에 의해 클램프되면, 스틸 부재(65A)와 스플라이스 플레이트(66A, 66B) 및 스틸 부재(65B)와 스플라이스 플레이트(66A, 66B)의 접합면상에서 마찰 가공면(52, 52X)은 인-로우 방식에 의해 서로 고정된다.
상기 구성에 따르면, 서로 인접한 스틸 부재(65A, 65B)가 서로 분리되는 방향으로 당기거나 또는 서로 떨어져서 변위하는 방향으로 가압되면, 슬립 억제 가공면(52, 52X)의 돌기부(52A)와 홈(52B)이 서로 맞물리므로, 상기 인장력과 가압력에 대한 응력이 발생된다. 따라서, 스틸 부재(65A, 65B)가 분리되거나 또는 변위되는 염려는 효과적으로 방지된다.
따라서, 스틸 부재(56A, 65B)는 스플라이스 플레이트(66A, 66B)에 의해 견고하게 접합된다.
(6-5) 도 23a 내지 도 23e는 스플라이스 플레이트에 의한 두께 차이를 갖는 접합 스틸 부재의 접합 방법을 도시한다. 이 경우에, 도 23a에 도시한 바와 같이, 다른 두께를 갖는 두 스틸 부재(70A, 70B)가 서로 인접하고 두개의 접합 부재인 스플라이스 플레이트(71A, 71B)가 샌드위치된 상태에서, 스틸 부재(70A, 70B)는 볼트(72A)와 너트(72B) 및 볼트(73A)와 너트(73B)에 의해 각각 클램프된다.
이 경우에, 도 23b에 도시한 바와 같이, 스틸 부재(70A, 70B)의 인접 단부의 양 단부상에서, 슬립 억제 가공면(52)은 도16의 (a) 내지 (c)를 참조로 상술한 바와 같이 볼트 홀(70C, 70D) 주위에서 절단된다.
하측 스플라이스 플레이트(71B)의 내부면상에는, 도 23c에 도시한 바와 같이, 두꺼운 스틸 부재(70A) 및 얇은 스틸 부재(70B)와 접촉하는 양 면은 편평하고 동일한 높이로 형성된다. 상기 편평한 내부면상에서, 슬립 억제 가공면(52X)은 도 17의 (a) 내지 (c)를 참조로 상술한 바와 유사하게 볼트(72A, 72B)에 대응하는 볼트 홀(71C, 71D) 주위에서 절단된다.
다른 한편, 상측 스플라이스 플레이트(71A)의 내부면상에는, 도 23d에 도시한 바와 같이, 두꺼운 스틸 부재(70A)에 접촉하는 제 1 낮은 내부면부(71E)와 얇은 스틸 부재(70B)의 인접 단부에 접촉하는 제 2 높은 내부면부(71F)가 형성된다.
슬립 억제 가공면(52X)은 도 17의 (a) 내지 (c)를 참조로 상술한 것과 유사하게 볼트(72A)에 대응하는 제 1 낮은 내부면부(71E)에 볼트 홀(71G) 주위에 형성되고, 또한 슬립 억제 가공면(52X)은 도 17의 (a) 내지 (c)를 참조로 상술한 것과 유사하게 볼트(73A)에 대응하는 제 2 높은 내부면부(71F)에 볼트 홀(71H) 주위에서 절단된다.
따라서, 두꺼운 스틸 부재(70A)는 그 양 측면이 스플라이스 플레이트(71B)의 편평면과 스플라이스 플레이트(71A)의 제 1 낮은 내부면부(71F) 사이에 공간을 남기지 않는 상태로 놓인다. 그리고, 얇은 스틸 부재(70B)는 그 양 측면이 스플라이스 플레이트(71B)의 편평면과 스플라이스 플레이트(71A)의 제 2 높은 내부면부(71F) 사이에 공간을 남기지 않는 상태로 놓인다.
그 결과, 두개의 스플라이스 플레이트(71A, 71B)를 거쳐서 볼트(72A, 73A)에 의해 두께가 다른 두 스틸 부재(70A, 70B)의 인접 단부를 클램핑함으로써, 도 23e에 도시한 바와 같이, 볼트(72A, 73A)의 볼트 홀 주위에 형성된 슬립 억제 가공면(52, 52X)은 인-로우 방식에 의해 서로 끼워지게 접합된다. 따라서, 스틸 부재(70A, 70B)가 서로 분리되는 방향으로 당겨지거나 또는 떨어져서 변위하는 방향으로 가압되면, 상기 슬립 억제 가공면(52, 52X)의 돌기부(52A)와 홈(52B)은 서로 맞물리고, 큰 응력은 변위 방향으로 상기 인장력 또는 가압력에 대해 발생한다.
이 방법에서, 두께가 다른 두 스틸 부재(70A, 70B)는 떨어져서 변위하는 힘 또는 인장력에 대해 서로 분리되거나 또는 변위하는 현상의 발생을 슬립 억제 가공면(52, 52X)의 맞물림에 의해 방지할 수 있다. 따라서, 두께가 다른 두 스틸 부재(70A, 70B)는 두개의 스플라이스 플레이트(70A, 70B)에 의해 견고하게 접합된다.
스틸 부재(70A, 70B)와 스플라이스 플레이트(71A, 71B)상에서 슬립 억제 가공면(52, 52X)을 절단할 시에, 도 8, 도 12, 도 14 및 도 15를 참조하여 상술한 접합면 가공 공구(27)를 사용함으로써, 슬립 억제 가공면(52X)의 가공은 스틸 부재(70A, 70B)의 다른 두께에 대응하는 다른 높이를 갖는 스플라이스 플레이트(71A)의 제 1 및 제 2 내부면부(71E, 71F)와 스플라이스 플레이트(71B)의 편평면상의 볼트 홀 주위의 좁은 영역에서 용이하게 수행된다.
(6-6) 도 24a 내지 도 24e는 두께가 다른 스틸 부재가 스플라이스 플레이트에 의해 접합될 때의 접합 방법을 도시한다. 도 24a에 도시한 바와 같이, 두개의 접합 부재인 스플라이스 플레이트(76A, 76B)는 두꺼운 스틸 부재(75A)와 얇은 스틸 부재(75B)상에 샌드위치로 중첩되어 있고, 이들은 볼트(77A)와 너트(77B) 및 볼트(78A)와 너트(78B)에 의해 클램프된다.
이 경우에, 두꺼운 스틸 부재(75A)와 얇은 스틸 부재(75B)의 인접 단부의 양 측면상에는, 도 24b에 도시한 바와 같이, 슬립 억제 가공면(52)이 도 16의 (a) 내지 (c)를 참조로 상술한 바와 유사하게 볼트(77A, 78B)의 볼트 홀(75C, 75D) 주위에서 절단된다.
하측 스플라이스 플레이트(76B)의 내부면상에는 도 24c에 도시한 바와 같이, 두꺼운 스틸 부재(75A)와 접촉하는 제 1 낮은 내부면부(76C)와 얇은 스틸 부재(75B)와 접촉하는 제 2 높은 내부면부(76D)가 형성된다.
낮은 내부면부(76C)와 높은 내부면부(76D)에서, 슬립 억제 가공면(52X)은 도 17의 (a) 내지 (c)를 참조하여 상술한 바와 유사하게 볼트(77A)의 볼트 홀(76E)과 볼트(78A)의 볼트 홀(76F) 주위에서 절단된다.
이것과 유사하게 상측 스플라이스 플레이트(76A)상에는, 두꺼운 스틸 부재(75A)와 접촉하는 제 1 낮은 내부면부(76G)와 얇은 스틸 부재(75B)와 접촉하는 제 2 높은 내부면부(76H)가 형성된다.
낮은 내부면부(76G)와 높은 내부면부(76H)에서, 슬립 억제 가공면(52X)은 도 17의 (a) 내지 (c)를 참조하여 상술한 바와 유사하게, 볼트(77A)의 볼트 홀(76I)과 볼트(78A)의 볼트 홀(76J) 주위에서 절단된다.
따라서, 스플라이스 플레이트(76A, 76B)가 하부에 있는 내부면부(76C, 76G)는 공간을 갖지 않는 두꺼운 스틸 부재(75A)와 접촉하고, 스플라이스 플레이트(76A, 76B)가 상부에 있는 내부면부(76D, 76H)는 공간을 갖지 않는 얇은 스틸 부재(75B)와 접촉한다.
따라서, 도 24e에 도시된 바와 같이, 낮은 내부면부(76C, 76G)에 형성된 슬립 억제 가공면(52X)은 두꺼운 스틸 부재(75A)의 양측면상에 형성된 슬립 억제 가공면(52)에 인-로우 방식으로 끼워지도록 맞물리고, 동시에 높은 내부면부(76D, 76H)상에 형성된 슬립 억제 가공면(52X)은 얇은 스틸 부재(75B)의 양측상에 형성된 슬립 억제 가공면(52)에 인-로우 방식으로 끼워지도록 맞물린다.
상기 구성에 따르면, 두께가 다른 두 스틸 부재(75A, 75B)가 분리되는 방향으로 당겨지거나 또는 서로 떨어져서 변위하는 방향으로 가압되면, 슬립 억제 가공면(52, 52X)의 돌기부와 홈은 서로 맞물리며, 큰 응력은 상기 인장력 또는 가압력에 대해 발생한다.
그 결과, 두 스틸 부재(75A, 75B)는 두개의 스플라이스 플레이트(76A, 76B)에 의해 견고하게 접합된다.
이러한 점에 더하여, 두께가 다른 두 스틸 부재를 샌드위치로 접합하는 방법으로서, 종래엔 1mm 이상의 공간이 있을 경우에, 상기 가공면의 공간에서 두께를 갖는 스틸 부재를 절단하기 위한 가공이 대략적으로 실시된 후에 이들이 접합되거나 또는 상기 공간을 위한 강철 플레이트가 새롭게 놓인 다음에 이들이 접합되는 것에 적용된다. 도 24a 내지 도 24e의 실시예에 따르면(이것은 도 23a 내지 도 23e의 경우와 유사함), 두께가 다른 두 스틸 부재는 도 8, 도 12, 도 14 및 도 15를 참조하여 상술한 접합면 가공 공구(27)를 사용하여 레벨 차이를 갖는 스플라이스 플레이트의 면부분에 단순한 폼 롤링 가공을 수행함으로써 가공시 상기 문제점 없이 견고하게 접합된다.
(7) 다른 실시예
(7-1) 상기 실시예에서는, 볼트 홀이 이미 드릴 가공된 스틸 부재에 대해 슬립 억제 가공면(52, 52X)이 형성되는 경우에 대해서 설명했다. 그러나, 이 대신에 상기 실시예와 동일한 효과는 슬립 억제 가공면(52, 52X)의 폼 롤링 가공이 볼트 홀 없는 스틸 부재에 볼트 홀을 드릴 가공하기 위해 소정 위치 주위에서 수행되면 얻어지고, 그런 다음 볼트 홀이 드릴 가공되거나 또는 볼트 홀이 슬립 억제 가공면(52, 52X)의 폼 롤링 가공과 동일하게 드릴 가공된다.
(7-2) 상기 실시예에서는, 볼트가 스틸 부재를 접합하기 위한 부재로서 사용되는 경우에 대해서 설명했다. 그러나, 본 발명은 이것에 제한되지 않을 뿐만 아니라 리벳 등과 같은 다른 접합 부재가 접합 부재로서 사용되는 경우에도 또한 유사하게 적용된다.
(7-3) 상기 실시예에서는, 롤링 다이(46L(46R))의 부착 각도(θ)(도 8)가 볼 베어링이 사용되는 적합한 조건에서 θ=40°로 설정되는 경우에 대해서 설명했다. 그러나, 부착 각도(θ)는 이것에만 제한되지 않을 뿐만 아니라 여러 각도도 또한 선택될 수 있다.
이러한 경우에, 부착 각도(θ)가 θ=40°이면, 적은 변형을 갖는 폼 롤링 가공은 전체 원추형 경사면(48A)에 대해 특히 수행된다. 다른 한편, 부착 각도(θ)가 θ≒0°로 되면, 외경부에서의 변형은 크게되는 경향이 있다. 부착 각도(θ)가 45°보다 크게되면, 접합면 가공 공구(27)의 폭은 감소된다.
(7-4) 상기 경우에, 공구(27)가 유압 펌프의 출력축을 상/하 기구에 연결함으로서 압력 설정 수단을 갖는 공구 바디(42)를 거쳐서 상하로 이동하는 스핀들 디바이스(26)가 가공 기구부(25)에 적용되는 경우에 대해서 설명했다. 그러나, 상기 실시예와 동일한 효과는 전기 모터의 출력축이 기어 기구를 거쳐서 상/하 기구부에 연결되면 또한 얻어진다.
이 경우에, 유압 펌프보다 낮은 점성을 갖고 구성이 간단한 전기 모터의 구성을 갖는 구동원이 적용될 수 있다. 이에 의해, 접합면 가공 장치(11)는 중량에 있어서 현저하게 소형화되고 경량화된다. 따라서, 공장 이외의 다른 건설 현장에서 스틸 부재(12)로 가공을 수행하는 휴대형 접합면 가공 장치(11)가 실현될 수 있다.
(7-5) 상기 실시예에서, 코일 스프링과 벨레빌레 스프링은 압력 설정 수단으로서 적용된다. 그러나, 유압 조정 기구 또는 공압 조정 기구가 그 대신에 적용되면 상기 실시예와 동일한 효과가 또한 얻어진다.
(7-6) 상기 실시예에서는, 복수의 동심적인 오목부와 볼록부가 슬립 억제 가공면(52, 52X)으로서 형성되는 경우에 대해서 설명했다. 그러나, 도 25a 내지 도 25e에 도시된 바와 같이, 그 대신에 4변형(78A), 사다리꼴형(78B), 삼각형(78C), 오각형(78D), 반타원형(78E) 등과 같은 여러 형상의 하나 또는 복수의 오목부와 볼록부(적어도 하나의 돌기부(52A))를 형성한다면 상기 실시예와 동일한 효과가 또한 얻어진다.
(7-7) 상기 실시예에서는, 슬립 억제 가공면(52, 52X)이 볼트 홀(21, 21X) 주위에 동심적으로 형성되는 경우에 대해서 설명했다. 그러나, 이 대신에, 이들은 볼트 홀(21, 21X) 이외의 다른 위치에 또는 볼트 홀(21,21X)과 동심적이지 않는 위치에 형성된다.
[2] 제 2 실시예
(1) 스트럿 보강 부재
도 1에 대응하는 부분에 동일한 참조 부호를 부여한 도 26은 내진성이 더 향상된 스틸 프레임 구조물(1)을 도시한다. 스틸 프레임 구조물(1)의 각 프레임 구조물부(4)에서, 두개의 스트럿 보강 부재(80)가 대향 코너 사이에 고정된다.
도 26을 참조하면, 스틸 프레임 구조물(1)에서 복수의 수직 스틸 부재(3)는 서로 평행한 한 쌍의 크로스 비임 스틸 부재(2A, 2B) 사이에서 소정 간극에 고정되고, 수직 스틸 부재(3)의 양 단부는 크로스 비임 스틸 부재(2A, 2B)에 고정된다. 복수의 프레임 구조물부(4)는 크로스 비임 스틸 부재(2A, 2B)가 연장하는 방향으로 차례로 배열하도록 형성되어 있다.
스트럿 보강 부재(80)에서, 봉형 스틸 부재인 인장 부재(81)의 양 단부는 브레이스 부재(82)를 거쳐서 프레임 구조물부(4)의 대향 코너에 연결된다.
도 27 및 도 28에 도시된 바와 같이, 브레이스 부재(82)는 브레이스 플레이트(83)의 단부에 형성된 원반형 접합부(83A)가 브레이스 시트(84)에 중첩된 상태로 볼트(85)와 너트(86)에 의해 클램핑됨으로써 일체로 접합된 구성을 갖는다. 도 29에 도시된 바와 같이, 브레이스 시트(84)의 브레이스 플레이트(83)와 접촉하는 표면상에는 동심적인 오목부와 볼록부를 갖는 슬립 억제 가공면(84B)이 볼트 홀(84A) 주위에 형성되어 있다.
다른 한편으로, 도 30에 도시된 바와 같이 브레이스 플레이트(83)의 원반형 접합부(83A)의 브레이스 시트(84)와 접촉하는 표면상에는 동심적인 오목부와 볼록부를 갖는 슬립 억제 가공면(83C)이 볼트 홀(83B) 주위에 형성되어 있다. 도 31에 도시된 바와 같이, 원반형 접합부(83A)가 브레이스 시트(84)에 중첩될 때, 이들은 브레이스 시트(84)상에서 슬립 억제 가공면(84B)의 오목면과 볼록면이 원반형 접합부(83A)상에서 슬립 억제 가공면(83C)의 오목면과 볼록면에 꼭 끼워진 상태로 접합된다.
이 실시예의 경우에, 브레이스 시트(84)상의 슬립 억제 가공면(84B)과 브레이스 플레이트(83)상의 슬립 억제 가공면(83C)은 도 32의 (a) 및 (b)에 각각 도시된 롤링 공구(TO1, TO2)에 의한 폼 롤링 가공에 의해 형성된다.
도 32의 (a)에 도시된 바와 같이, 회전 중심축(PO1)이 브레이스 시트(84)에서 볼트 홀(84A)의 중심점을 관통하도록 브레이스 시트(84)에 배치된 롤링 공구(TO1)는 회전 중심축(PO1)을 중심으로 하여 한 쌍의 롤링 다이(87L, 87R)를 브레이스 시트(84)에 대해 큰 하중으로 가압하면서 폼 롤링한다.
도 34a에 도시된 바와 같이, 상단부에서의 롤링 다이(87L, 87R)는 원추형 경사면(88)에서 하나의 링 돌기부(89A)와 89A의 양측면에서 두 링 홈부(89B)를 갖는 롤링 엣지(90)를 갖는다. 롤링 다이(87L, 87R)는 그 회전 중심축(PO2L, PO2R)이 소정 각도로 회전 중심축(PO1)에 대칭적으로 배치되도록 다이 홀더(도시 생략)에 의해 유지된다. 그래서, 돌기부(89A)와 홈부(89B)는 원추형 경사면(88)이 브레이스 시트(84)의 표면을 따르도록 연장하는 상태로 가압된다.
이에 의해, 롤링 공구(TO1)가 회전 중심축(PO1)을 중심으로 하여 회전하면, 롤링 다이(87L, 87R)의 롤링 엣지(90)는 브레이스 시트(84)에서 볼트 홀(84A)의 외주를 날카롭게하는 폼 롤링되고, 돌기부(89A)와 홈부(89B)의 표면과 거의 동일한 형상을 갖는 오목부와 볼록부는 볼트 홀(84A) 주위에 형성된다.
따라서, 도 32의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 롤링 엣지(90)의 돌기부(89A)에 대응하는 홈(91A)과 롤링 엣지(90)의 홈부(89B)에 대응하는 돌기부(91B)가 동심적으로 형성된 슬립 억제 가공면(84B)은 볼트 홀(84A) 주위에 형성된다.
대응하는 부분의 참조 부호에 첨자 "X"를 부여하여 도시한 바와 같이, 도 32의 (a) 내지 (c) 및 도 34a에 대응하는 도 33의 (a) 내지 (c) 및 도 34b를 참조하면, 브레이스 플레이트(83)는 롤링 다이(87LX, 87RX)에서 롤링 엣지(90X)의 형상이 90과 다른 것을 제외하고는 브레이스 시트(84)상에서의 가공과 유사하게 롤링 공구(TO2)에 의해 폼 롤링 가공된다.
도 34b에 도시된 바와 같이, 브레이스 시트(84)를 가공하기 위해 롤링 다이(87L, 87R)의 롤링 엣지(90)와 대응 관계에 있어서, 롤링 다이(87LX, 87RX)의 롤링 엣지(90X)는 롤링 엣지(90)의 돌기부(89A)에 대응하는 형상을 갖는 하나의 오목부(89BX)를 갖고, 또한 그 양 측면상에서 두 오목부(89B)에 대응하는 형상을 갖는 두 돌기부(89AX)를 갖는다.
이에 의해, 도 33의 (a)에 도시된 바와 같이, 폼 롤링 가공이 롤링 다이(87LX, 87RX)에 의해 브레이스 플레이트(83)상에서 수행될 때, 도 33의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 브레이스 시트(84)상의 돌기부(91B)와 동일한 동심적인 위치에서 홈부(81AX)를 갖고 또는 브레이스 시트(84)상의 홈부(91A)와 동일한 동심적인 위치에서 돌기부(91BX)를 갖는 동심적인 오목부와 볼록부인 슬립 억제 가공면(83C)은 볼트 홀(83B)을 중심으로 하여 브레이스 플레이트(83)의 볼트 홀(83B) 주위에 형성된다.
따라서, 브레이스 시트(84)와 브레이스 플레이트(83)의 볼트 홀(84A, 83B) 주위에 형성된 오목부와 볼록부가 동심적인 위치에 있고 돌기부가 홈에 서로 끼워지는 형상을 가지므로, 도 35에 도시된 바와 같이 브레이스 시트(84)가 브레이스 플레이트(83)상에 중첩된 상태에서 너트(86)가 볼트 홀(84A, 83B)을 관통하는 볼트(85)에 클램프되면, 브레이스 시트(84)상의 슬립 억제 가공면(84B)과 브레이스 플레이트(83)상의 슬립 억제 가공면(83C)은 인-로우 방식으로 서로 접합된다.
도 35에 도시된 바와 같이, 클램프 부재로 사용되는 볼트(85)와 너트(86)의 표면상에는 중공부(85A, 86B)가 슬립 억제 가공면(84B, 83C)에 대응하는 내부 부분에 형성된다.
더욱이, 볼트(85)의 헤드(85B)에 클램프되는 브레이스 시트(84) 또는 브레이스 플레이트(83)와 접촉하는 부분은 외부로 펼쳐지고, 또한 외주 엣지는 원형 칼라부(85C)를 갖는다.
유사하게, 너트(86)는 클램프되는 브레이스 시트(84) 또는 브레이스 플레이트(83)와 접촉하는 내부면상에서 외부로 펼쳐지고 원형 엣지를 갖는 칼라부(86B)를 갖는다. 이에 의해, 브레이스 시트(84)와 브레이스 플레이트(83)가 볼트(85)의 헤드(85B)와 너트(86)에 의해 클램프될때, 칼라부(85C, 86B)가 클램프되는 브레이스 시트(84)와 브레이스 플레이트(83)와 접촉하는 상태에서 헤드(85)의 중공부(85A)와 너트(86)의 중공부(86A)는 클램프에 따라 접촉되지 않고, 너트(86)는 볼트(85)에 더 클램프된다.
너트(86)가 이러한 방법으로 볼트(85)에 클램프되면, 칼라부(85C, 86B)는 외부 위치로 브레이스 시트(84)와 브레이스 플레이트(83)를 가압하므로, 브레이스 시트(84)와 브레이스 플레이트(83)는 상기 볼트(85)와 너트(86)에 의해 변형 없이 클램프된다.
이러한 점에 더하여, 도 36에 도시된 바와 같이, 중공부(86A, 85A)를 갖지 않는 클램프 부재가 브레이스 시트(84)와 브레이스 플레이트(83)에서 너트(86)로서 적용되는 상태에서, 볼트(85)와 너트(86)에 의해 클램프되는 외주부가 외부로 변형하고 브레이스 시트(84)와 브레이스 플레이트(83) 사이에 갭(95)이 발생하며 물방울이 내부로 들어와 녹이 발생하는 문제가 있다. 그러나, 이러한 문제는 도 35의 구성을 적용하므로서 방지된다.
상기 구성에 따르면, 스트럿 보강 부재(80)가 스틸 프레임 구조물(1)에 고정될 때(도 26), 스틸 프레임 구조물(1)의 각 프레임부(14)에 있어서 브레이스 시트(84)의 외측상의 고정측면(84C, 84D)(도 27 및 도 29)은 네 코너에 용접되고, 그런 다음 인장 부재(81)의 양 단부에 용접된 브레이스 플레이트(83)(도 27 및 도 30)는 그 볼트 홀(83B)이 브레이스 시트(84)상의 볼트 홀(84A)에 배치된 상태로 볼트(85)를 관통함으로써 너트(86)에 의해 클램프된다.
동시에, 브레이스 플레이트(83)상의 슬립 억제 가공면(83C)은 브레이스 시트(84)상의 슬립 억제 가공면(84B)상에 동심적으로 중첩되어 클램프된다. 이에 의해, 슬립 억제 가공면(83C)이 슬립 억제 가공면(84B)에 인-로우 방식에 의해 서로 맞물리도록 끼워진 상태로 고정된다(도 28).
특히, 이러한 방법으로 스트럿 보강 부재(80)를 프레임 구조물부(4)에 고정할 시에, 인장 부재(81)에 삽입된 길이 조정 부재(96)(예를 들면, 스플릿 프레임형 또는 파이프형 턴 버클이 적용됨)(도 26)는 그 양 단부에 나사 체결된 인장 부재(81)의 길이를 조정하기 위해 회전된다. 이에 의해, 인장 부재(81)는 프레임 구조물부(4)의 네 코너가 그 길이 방향 내향으로 연신된 긴장 상태를 유지하여 스트럿 보강 부재(80)를 보강한다.
상기 구성에 따르면, 스트럿 보강 부재(80)가 프레임 구조물부(4)에 고정된 상태에서 지진이 발생하여 크로스 비임 스틸 부재(2A, 2B)와 수직 스틸 부재(3)가 비틀림과 같은 진동 동작을 일으키면, 인장 부재(81)는 도 28에서 화살표 "g"로 도시한 바와 같이 연장 방향으로 긴장된다.
동시에, 브레이스 플레이트(83)가 볼트(85)와 볼트 홀(83B) 주위에 형성된 슬립 억제 가공면(83A)에 의해 브레이스 시트(84)에 접합되므로, 인장 방향 "g"가 변위되면, 상기 방향으로 힘을 조정하도록 슬립 억제 가공면인 동심적인 오목부와 볼록부를 따르는 방향으로 회전한다. 그리고, 동시에 브레이스 시트(84)와 브레이스 플레이트(83)는 브레이스 시트(84)상의 슬립 억제 가공면(84B)과 브레이스 플레이트(83)상의 슬립 억제 가공면(83C)의 바이트에 의한 인장력에 의해 서로 슬립되지 않도록 유지된다.
여기서, 슬립 억제 가공면(84B, 83C)의 오목부와 볼록부가 인-로우 방식에 의해 서로 고정되도록 맞물리므로, 인장 부재(81)로부터 적용된 순간적인 인장력이 상당히 크게 될 때에 조차도, 브레이스 부재(82)는 이것을 견딜 수 있는 유지 동력을 표시한다.
이러한 점에 더하여, 브레이스 시트(84)상의 슬립 억제 가공면(84B)과 브레이스 플레이트(83)상의 슬립 억제 가공면(83C)이 롤링 다이(87L, 87R, 87LX, 87RX)에 의한 폼 롤링을 수행하고 볼트 홀 주위에 동심적으로 배열된 돌기부(91B, 91BX)와 홈(91A, 91AX)을 가지므로(도 32 및 도 33), 상기 돌기부(91B, 91BX)와 홈(91A, 91AX)은 소성 작업에 의해 얻어진 큰 강도를 갖는다. 이에 의해, 브레이스 시트(84)와 브레이스 플레이트(83)간의 슬립을 방지하는 커다란 유지력은 상기 돌기부(91B, 91BX)와 홈(91A, 91AX)의 강도에 따라 얻어진다.
도 27 및 도 30에 도시된 바와 같이 상기 커다란 유지력을 얻기 위해, 브레이스 플레이트(83)상의 접합부의 형상으로서 비교적 긴 원으로 이것을 중심으로 하여 볼트 홀(83B) 주위로 펼쳐지는 원반형 접합부(83A)가 설치된다. 따라서, 볼트 홀(83B)로부터 원반형 접합부(83A)의 외주 엣지까지의 길이는 연장된다. 그래서, 인장 부재(81)로부터의 하중이 크게될 때에도, 브레이스 플레이트(83)가 갈리지는 염려는 효과적으로 방지된다.
그 외에, 브레이스 시트(84)와 브레이스 플레이트(83)가 칼라부(85C, 86B) 내부에서 중공부(85A, 86A)를 갖는 볼트(85)와 너트(86)를 사용하여 클램핑 부재로서 클램프되므로, 브레이스 시트(84)와 브레이스 플레이트(83)는 변형 없이 접합된다.
도 37, 도 38a, 및 도 38b는 접합 강도 시험의 결과를 도시한다.
도 38a 및 도 38b에 도시된 바와 같이 이런 접합 강도 시험에서는, 플레이트 샘플 스틸 부재(T1, T2)의 단부가 서로 접촉되는 상태에서 볼트(B1)는 상기 단부에 드릴 가공되고 너트(B2)에 클램프된 볼트 홀(H1, H2)을 관통한다. 그런다음, 하중은 화살표 h1 및 h2로 도시한 방향으로 샘플 스틸 부재(T1, T2)에 적용된다. 그리고, 볼트(B1)를 너트(B2)에 클램프함으로써 얻어지는 샘플 스틸 부재(T1, T2)간의 접합 강도가 측정된다.
도 37을 참조하면, 샘플 번호 3 및 4의 샘플에서, 샘플 스틸 부재(T1, T2)는 클램핑 토오크 5600에 의해 M22의 볼트 직경(직경이 22mm임)을 갖는 일편의 고동력 볼트(열처리된 특수 스틸을 사용하는 볼트)를 클램핑함으로써 접합된다.
동시에, 샘플 스틸 부재(T1, T2)의 접합면상에는 도 32의 (a) 내지 (c) 및 도 33의 (a) 내지 (c)를 참조하여 상술한 동심적인 슬립 억제 가공면(84B, 83C)은 각각 폼 롤링에 의해 형성된다. 이들은 상기 슬립 억제 가공면(84B, 83C)이 인-로우 방식에 의해 고정된 상태로 접합된다.
동시에, 슬립을 일으키는 한계 하중 즉, 접합 강도는 172.0[kN] 및 207.5[kN]이다.
샘플 번호 1 및 2는 슬립 억제 가공면(84B, 83C)을 갖지 않는 샘플 스틸 부재(T1, T2)에 관한 슬립 시험이다. 이때의 접합 강도는 35.5[kN] 및 39.0[kN]이다.
이러한 방법에서, 슬립 억제 가공면(84B, 83C)이 샘플 번호 3 및 4와 같이 폼 롤링에 의해 형성되는 경우에, 평균 값으로 5.09배인 현저하게 큰 슬립 산출 강도는 슬립 억제 가공면(84B, 83C)이 샘플 번호 1 및 2와 같이 형성되지 않는 경우와 비교해서 얻어지는 것을 확인했다.
그런다음, 샘플 번호 5 및 6에서는, 샘플 스틸 부재(T1, T2)가 클램핑 토오크 4800에 의해 클램핑 부재로서 중간 볼트(열처리되지 않은 스틸을 사용하는 볼트)로 클램프될때, 168.0[kN] 및 208.0[kN]의 접합 강도가 얻어진다.
이러한 방법에서, 특수 스틸을 사용하지 않는 중간 볼트가 볼트로서 사용되는 경우에도, 평균 값으로 5.04배의 접합 강도는 슬립 억제 가공면(84B, 83C)이 형성되지 않는 경우와 비교하면 얻어지는 것을 확인했다.
도 37에서 샘플 번호 9 및 10의 샘플에서는, 볼트 직경이 M22 보다 작은 M16(직경 16㎜)인 고동력 볼트가 사용되고 샘플 스틸 부재(T1)상의 슬립 억제 가공면(84B)과 샘플 스틸 부재(T2)상의 슬립 억제 가공면(83C)이 클램핑 토오크 3000에 의해 클램프되는 경우에 접합 강도는 180.0[kN] 및 177.1[kN]이다.
샘플 번호 11 및 12의 샘플에서, 샘플 스틸 부재(T1, T2)가 중간 볼트를 사용하는 클램핑 토오크 1550에 의해 클램프되는 경우에, 접합 강도는 157.0[kN] 및 134.2[kN]이다.
이러한 방법에서, 볼트 직경이 22[mm]로부터 16[mm]로 변경되고 볼트가 고동력 볼트로부터 중간 볼트로 변경되는 경우에 조차도, 3.90배의 접합 강도는 샘플 번호 1 및 2의 경우와 비교하여 평균 값으로 얻어진다.
다른 한편, 샘플 번호 7 및 8의 샘플에서, 접합면상에서 슬립 억제 가공면(84B, 83C)을 갖지 않는 샘플 스틸 부재(T1, T2)가 클램핑 토오크 5600에 의해 두개의 고동력 볼트로 클램핑되어 접합 강도 시험을 받을 때, 접합 강도는 65.2[kN] 및 79.4[kN]이다.
이러한 방법에서, 슬립 억제 가공면(84B, 83C)을 갖지 않는 샘플 스틸 부재(T1, T2)가 두개의 볼트와 접합되는 경우에, 접합 강도는 일편의 볼트를 사용하는 경우(샘플 번호 1 및 2)와 비교하면 거의 두배로 되나, 두개의 볼트(샘플 번호 7 및 8)의 경우와 비교한 경우에도, 이들이 슬립 억제 가공면(84B, 83C)을 갖는 경우(샘플 번호 3 및 4, 5, 6, 9 및 10, 11 및 12)는 접합 강도에 있어서 2.01 내지 2.62배 크다.
(2) 다른 실시예
(2-1) 상기 실시예에 있어서, 중공부(85A, 86A)는 도 35에 도시된 바와 같이 클램핑 수단으로서 볼트(85)의 칼라부(85C)와 너트(86)의 칼라부(86b) 내부에 설치된다. 그러나, 본 발명은 이에만 한정되는 것이 아니라, 클램핑 수단으로서 중공부(85A, 86A)를 갖지 않는 볼트, 너트, 리벳 등과 같은 다른 수단도 또한 사용될 수 있다.
이러한 방법에서, 인-로우 방식에 의해 슬립 억제 가공면(84B, 83C)을 고정하므로써 얻어지는 접합 효과가 얻어진다.
(2-2) 더욱이, 상기 방법에서 도 30에 도시된 바와 같이, 단부에서 원반형 접합부(83A)를 갖는 브레이스 플레이트(83)가 적용된다. 그러나, 원반형 이외의 여러 가지 형상이 사용될 수 있다.
(2-3) 상기 실시예에서는, 브레이스 시트(84)와 브레이스 플레이트(83)가 도 32의 (a) 내지 (c) 및 도 33의 (a) 내지 (c)를 참조하여 상술한 바와 같이 상기 쌍의 롤링 다이(87L, 87R, 87LX, 87RX)에 의해 폼 롤되는 경우에 대해서 설명했다. 그러나, 롤링 공구는 이에만 제한되지 않고 여러 형상에도 또한 적용할 수 있다. 요컨대, 동심적인 오목부와 볼록부를 갖는 슬립 억제 가공면(84B, 83C)을 형성하는 롤링 공구가 적용될 수 있다.
(2-4) 상기 실시예에서, 슬립 억제 가공면(84B, 83C)을 갖는 브레이스 시트(84)와 브레이스 플레이트(83)가 사용되면, 그 표면은 녹 제거 처리나 도금 처리를 수행하므로써 상기 실시예와 유사한 효과가 얻어진다.
(2-5) 도 29 및 도 30의 경우에, 슬립 억제 가공면(84B, 83C)이 브레이스 시트(84)와 브레이스 플레이트(83)로서 하나의 볼트 홀(84A 또는 83B) 주위에 형성되는 경우에 대해서 설명했다. 그러나, 이러한 것 대신에, 도 39 내지 도 41에 도시된 바와 같이, 하나 또는 복수의(이 경우엔 두개) 볼트 홀(84E, 84F, 83E, 83F)이 슬립 억제 가공면(84B, 83C)에 설치되고, 브레이스 시트(84)와 브레이스 플레이트(83)가 이들 두 볼트 홀을 각각 관통하는 두개의 볼트(86)에 의해 접합된다.
이에 의해, 슬립 억제 가공면(84B, 83C)이 인-로우 방식에 의해 서로 고정되도록 맞물리므로, 큰 접합 강도가 얻어지며, 게다가 클램핑 볼트로서 도 29 및 도 30의 경우 보다 더 작은 직경을 갖는 볼트(따라서, 적당한 가격으로 얻어진다)가 사용될 수 있다.
(2-6) 도 39 내지 도 41의 실시예 대신에, 도 42 및 도 43에 도시된 바와 같이, 브레이스 시트(84, 83)중 하나 즉, 브레이스 플레이트(83)의 볼트 홀(83G, 83H)로서 동심적인 오목부와 볼록부의 원주를 따르는 방향으로 아크형으로 연장하는 홀이 적용될 수 있다. 이러한 방법에서, 브레이스 시트(84)와 브레이스 플레이트(83)는 슬립 억제 가공면(84B, 83C)의 접합 강도에 의해 접합된다.
이러한 점에 더하여, 두개의 볼트가 브레이스 시트(84)상의 슬립 억제 가공면(84B)과 브레이스 플레이트(83)상의 슬립 억제 가공면(83C)이 인-로우 방식으로 고정되도록 맞물려서 접합된 상태를 유지하도록 작용하므로, 이들은 볼트 홀에 접촉하여 접합될 필요는 없다.
그런데, 도 43에 도시된 바와 같이, 브레이스 시트(84, 83)중 하나 즉, 브레이스 플레이트(83)의 볼트 홀(83G, 83H)이 도 3 및 도 4를 참조하여 상술한 바와 같이 아크형으로 형성되면, 인장 부재(81)에 대한 인장 방향(D2)이 브레이스 시트(84)상의 볼트 홀의 어레이 방향(D1)으로부터 편향될 때에 조차도, 브레이스 플레이트(83)의 원반형 접합부(83A)는 슬립 억제 가공면(83C)의 오목부와 볼록부를 따르는 원주 방향으로 회전되고, 인-로우 방식으로 맞물린 접합 상태는 이상 상태를 발생함 없이 안정하게 유지된다. 따라서, 스트럿 보강 부재(80)는 프레임 구조물부(4)에 더 용이하게 부착된다.
(2-7) 도 44는 다른 실시예를 도시한다. 이 경우에 브레이스 시트(84)는 양 측면상의 볼트 홀(84A) 주위에서 슬립 억제 가공면(84B)을 갖는다.
한편, 브레이스 시트(84)의 브레이스 플레이트(83)측상의 슬립 억제 가공면(84B)은 인-로우 방식으로 브레이스 플레이트(83)상에 형성된 슬립 억제 가공면(83C)에 고정된다. 다른 한편, 브레이스 시트(84)의 브레이스 플레이트(83)와 대향하는 측면상에서 슬립 억제 가공면(84B)은 인-로우 방식으로 브레이스 시트(84)측상에서 와셔(97)의 표면상에 형성된 슬립 억제 가공면(98)에 고정된다.
따라서, 브레이스 시트(84)와 브레이스 플레이트(83)는 슬립 억제 가공면(84B, 83C)이 너트(86)를 볼트(85)에 클램핑함으로써 인-로우 방식으로 맞물린 상태로 와셔(97)를 거쳐서 접합된다.
도 44의 실시예에 따르면, 슬립 억제 가공면(84B)이 브레이스 시트(84)의 양측면상에 형성되므로, 브레이스 플레이트(83)는 브레이스 시트(84)의 어느 한 표면에 접합된다. 따라서, 스트럿 보강 부재(80)가 스틸 프레임 구조물(1)의 프레임 구조물부(4)에 부착될 때(도 26), 더 용이하게 부착된다.
이에 의해, 브레이스 부재(82)가 프레임 구조물부(4)의 네 코너에 용접에 의해 고정될 때 도 42의 브레이스 시트가 사용되면, 브레이스 시트(84)의 면에 대한 지불 주의 없이 네 코너의 각 위치에 용접된다. 그 결과, 브레이스 시트(84)의 측면이 브레이스 플레이트(83)측상에 있을 경우에도, 상기 브레이스 플레이트(83)측상의 표면상에 형성된 슬립 억제 가공면(84B)은 상기 브레이스 플레이트(83)측상의 표면상에 형성된 슬립 억제 가공면(83C)에 고정된다. 따라서, 고정 작업은 더 용이하고 간단하다.
본 발명은 구조물, 브릿지 등과 같은 스틸 프레임 구조물을 형성하기 위한 스틸 부재 또는 보강 부재에 적용할 수 있다.

Claims (16)

  1. 원추형 경사면상에 하나 또는 복수의 동심적인 돌기부를 갖는 롤링 엣지를 형성하는 롤링 다이가 상기 원추형 경사면이 스틸 부재의 접합면과 접촉하고 소정 압력으로 가압되는 상태에서 스틸 부재의 접합면상에서 롤되므로, 한 쌍 또는 복수 쌍의 동심적인 오목부와 볼록부를 갖는 슬립 억제 가공면이 상기 접합면상에 형성되는 것을 특징으로 하는 접합면 가공 방법.
  2. 스틸 부재를 작업 테이블상으로 공급하여 위치 결정하는 스틸 부재 공급 수단과,
    원추형 경사면상에 하나 또는 복수의 동심적인 돌기부를 갖는 롤링 엣지를 형성하는 롤링 다이를 갖고, 상기 원추형 경사면이 스틸 부재의 접합면과 접촉하고 소정 압력으로 가압되는 상태에서 상기 롤링 다이를 롤링시켜, 상기 스틸 부재의 접합면상에서 한 쌍 또는 복수 쌍의 동심적인 오목부와 볼록부를 갖는 슬립 억제 가공면을 형성하는 가공 기구 수단 및,
    상기 슬립 억제 가공면을 형성한 상기 스틸 부재를 상기 작업 테이블로부터 외부로 송출하기 위한 스틸 부재 송출 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 접합면 가공 장치.
  3. 원추형 경사면상에 하나 또는 복수의 동심적인 돌기부를 갖는 롤링 엣지를 형성하는 롤링 다이를 가지며, 상기 원추형 경사면이 스틸 부재의 접합면과 접촉하고 소정 압력으로 가압되는 상태에서 롤링 다이를 롤링시키고, 상기 스틸 부재의 접합면상에서 한 쌍 또는 복수 쌍의 동심적인 오목부와 볼록부를 갖는 슬립 억제 가공면을 형성하는 것을 특징으로 하는 가공 공구.
  4. 원추형 경사면상에 하나 또는 복수의 동심적인 돌기부를 갖는 롤링 엣지를 형성하는 롤링 다이가 사용되고, 상기 롤링 다이는 상기 원추형 경사면이 접합면과 접촉하고 소정 압력으로 가압되는 상태에서 롤되므로, 한 쌍 또는 복수 쌍의 동심적인 오목부와 볼록부를 갖는 슬립 억제 가공면이 상기 접합면상에 형성되는 것을 특징으로 하는 스틸 부재.
  5. 제 1 및 제 2 스틸 부재의 접합면을 서로 중첩시키고, 상기 접합면에 드릴 가공된 결합 홀을 관통하는 결합 부재에 의해 상기 제 1 및 제 2 스틸 부재를 가압 용접하여 고정시키는 것에 의해 상기 제 1 및 제 2 스틸 부재를 접합하는 스틸 부재 접합 방법에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 스틸 부재의 접합면에 대해서 상기 가압 용접으로 고정하기 전에, 원추형 경사면이 상기 원추형 경사면상에 하나 또는 복수의 동심적인 돌기부를 갖는 롤링 엣지를 형성하는 롤링 다이에 의해 상기 제 1 및 제 2 스틸 부재의 접합면에 대해 가압되어, 한 쌍 또는 복수 쌍의 동심적인 오목부와 볼록부를 갖는 제 1 및 제 2 슬립 억제 가공면이 각각 상기 제 1 및 제 2 스틸 부재의 접합면상에 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 스틸 부재는, 상기 제 1 슬립 억제 가공면의 상기 동심적인 오목부와 볼록부가 상기 제 2 슬립 억제 가공면의 상기 동심적인 오목부와 볼록부에 고정되어 맞물리도록 상기 제 1 및 제 2 슬립 억제 가공면을 서로 중첩시켜 접합되는 것을 특징으로 하는 스틸 부재 접합 방법.
  6. 제 1 및 제 2 스틸 부재의 접합면을 서로 중첩시키고, 상기 접합면에 드릴 가공된 결합 홀을 관통하는 결합 부재에 의해 상기 제 1 및 제 2 스틸 부재를 가압 용접하여 고정시키는 것에 의해 상기 제 1 및 제 2 스틸 부재를 접합하는 스틸 부재 접합 방법에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 스틸 부재의 접합면중 하나에 대해서 상기 가압 용접으로 고정하기 전에, 원추형 경사면상에 하나 또는 복수의 동심적인 돌기부를 갖는 롤링 엣지를 형성하는 롤링 다이는 상기 원추형 경사면이 상기 하나의 스틸 부재의 접합면에 대해 가압되는 상태에서 롤되어, 한 쌍 또는 복수 쌍의 동심적인 오목부와 볼록부를 갖는 슬립 억제 가공면이 상기 스틸 부재중 하나의 접합면에 형성되고, 상기 제 1 및 제 2 스틸 부재는 상기 접합면을 서로 중첩시켜 접합되는 것을 특징으로 하는 스틸 부재 접합 방법.
  7. 제 1 및 제 2 스틸 부재의 제 1 및 제 2 접합면이 서로 중첩되어서 상기 제 1 및 제 2 접합면에 각각 드릴 가공된 제 1 및 제 2 결합 홀을 관통하는 결합 부재에 의해 상기 제 1 및 제 2 스틸 부재가 가압 용접되어 고정되는 것에 의해 서로 접합되는 제 1 및 제 2 스틸 부재이고,
    상기 제 1 및 제 2 스틸 부재는 상기 제 1 또는 제 2 접합면상에 한 쌍 또는 복수 쌍의 동심적인 오목부와 볼록부를 갖는 제 1 또는 제 2 슬립 억제 가공면을 갖고, 상기 제 1 슬립 억제 가공면의 상기 동심적인 오목부와 볼록부가 상기 제 2 슬립 억제 가공면의 동심적인 오목부와 볼록부에 끼워진 상태로 맞물리도록 상기 제 1 및 제 2 슬립 억제 가공면이 서로 중첩된 상태에서 접합되는 것을 특징으로 하는 스틸 부재.
  8. 제 1 및 제 2 스틸 부재의 제 1 및 제 2 접합면이 서로 중첩되어서 상기 제 1 및 제 2 접합면에 각각 드릴 가공된 제 1 및 제 2 결합 홀을 관통하는 결합 부재에 의해 상기 제 1 및 제 2 스틸 부재가 가압 용접되어 고정되는 것에 의해 서로 접합되는 제 1 및 제 2 스틸 부재이고,
    상기 제 1 및 제 2 스틸 부재중 하나는 상기 접합면상에 한 쌍 또는 복수 쌍의 동심적인 오목부와 볼록부를 갖는 슬립 억제 가공면을 가지며, 상기 스틸 부재들은 상기 슬립 억제 가공면의 상기 동심적인 오목부와 볼록부가 상기 제 1 및 제 2 스틸 부재의 다른 스틸 부재의 접합면상에 중첩된 상태에서 접합되는 것을 특징으로 하는 스틸 부재.
  9. 서로 접합되는 제 1 및 제 2 스틸 부재가 서로 중첩되는 상단부에 각 두께를 관통하도록 드릴 가공된 결합 홀과,
    상기 제 1 및 제 2 스틸 부재의 결합 홀을 관통하여 두께 방향으로 클램핑하므로써 상기 제 1 및 제 2 스틸 부재를 고정하는 결합 부재 및,
    상기 제 1 및 제 2 스틸 부재의 접합면상에 하나 또는 복수의 동심적인 돌기부와 홈을 각각 갖는 제 1 및 제 2 슬립 억제 가공면을 포함하고,
    상기 제 1 슬립 억제 가공면의 돌기부는 상기 제 2 슬립 억제 가공면의 홈에 고정된 상태로 맞물리는 것을 특징으로 하는 스틸 부재 접합 장치.
  10. 서로 접합되는 제 1 및 제 2 스틸 부재가 서로 중첩되는 상단부에 각 두께를 관통하도록 결합 홀을 드릴 가공하는 단계와,
    상기 제 1 및 제 2 스틸 부재의 두께 방향으로 상기 결합 홀을 관통하는 결합 부재에 의해 클램핑하여 상기 제 1 및 제 2 스틸 부재를 고정하는 단계와,
    상기 접합면상에 하나 또는 복수의 동심적인 돌기부와 홈을 갖는 제 1 또는 제 2 슬립 억제 가공면을 형성하여, 상기 제 1(및 제 2) 슬립 억제 가공면의 돌기부를 상기 제 2(및 제 1) 슬립 억제 가공면의 홈에 끼워진 상태로 맞물리게 하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스틸 부재 접합 방법.
  11. 서로 접합되는 제 1 및 제 2 스틸 부재이고,
    제 1 및 제 2 결합 홀이 각 두께를 관통하도록 서로 중첩된 상단부에 드릴 가공되고, 상기 상단부의 접합면상에, 하나 또는 복수의 동심적인 돌기부와 홈을 갖는 제 1 또는 제 2 슬립 억제 가공면이 상기 제 1 또는 제 2 결합 홀 주위에 형성되며,
    상기 제 1 및 제 2 스틸 부재가 상기 제 1 및 제 2 결합 홀을 관통하는 결합 부재에 의해 클램핑되면, 상기 제 1 및 제 2 슬립 억제 가공면은 상기 제 1(및 제 2) 슬립 억제 가공면의 돌기부가 상기 제 2(및 제 1) 슬립 억제 가공면의 홈에 끼워지도록 맞물리는 것을 특징으로 하는 스틸 부재.
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