支圧ボルト接合構造
【課題】摩擦面処理を施すことなく、摩擦接合部のせん断耐力を向上させることで、合理的で有効適切な構造とした。
【解決手段】支圧ボルト接合構造１は、母材１０と、この母材１０を両面側から挟み込む一対の添板１１、１２と、母材１０と両添板１１、１２との間に介在されたテーパーリング１３、１４と、両添板１１、１２を貫通する普通ボルト１５と、普通ボルト１５に螺合するナット１６とを備えている。母材１０には母材側ボルト孔１８の内周部に母材側テーパー面１８ａ、１８ｂが形成され、添板１１、１２にはそれぞれ厚さ方向に貫通する添板側ボルト孔１９の内周面に添板側テーパー面１９ａ、１９ｂが形成されている。テーパーリング１３、１４は、母材１０側の支圧テーパー面１３ｂ、１４ａを母材側テーパー面１８ａ、１８ｂに面接触させ、支圧テーパー面１３ａ、１４ｂを添板側テーパー面１９ａ、１９ｂに面接触させて配設されている。
【解決手段】支圧ボルト接合構造１は、母材１０と、この母材１０を両面側から挟み込む一対の添板１１、１２と、母材１０と両添板１１、１２との間に介在されたテーパーリング１３、１４と、両添板１１、１２を貫通する普通ボルト１５と、普通ボルト１５に螺合するナット１６とを備えている。母材１０には母材側ボルト孔１８の内周部に母材側テーパー面１８ａ、１８ｂが形成され、添板１１、１２にはそれぞれ厚さ方向に貫通する添板側ボルト孔１９の内周面に添板側テーパー面１９ａ、１９ｂが形成されている。テーパーリング１３、１４は、母材１０側の支圧テーパー面１３ｂ、１４ａを母材側テーパー面１８ａ、１８ｂに面接触させ、支圧テーパー面１３ａ、１４ｂを添板側テーパー面１９ａ、１９ｂに面接触させて配設されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鋼板や鉄骨等の被接合部材どうしを互いに支圧伝達可能に接合する支圧ボルト接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼板や鉄骨などの被接合部材どうしを接合するための手法として、一端部同士を突き合わせるように配置した一対の被接合部材を挟み込むように添板（スプライスプレート）を設置し、一対の被接合部材と添板を高力ボルトで締め付け、被接合部材と添板の接合面に生じる摩擦力によって応力伝達可能に被接合部材同士を接合する高力ボルト接合（高力ボルト摩擦接合）が知られている。
この高力ボルト接合においては、高力ボルト１本あたりのすべり耐力がボルト軸力にすべり係数を乗じた値で表され、ボルト軸力とすべり係数とのいずれか一方あるいは両方の値を大きくすることですべり耐力を大きくすることができる。
【０００３】
すべり係数を大きく方法としては、一般に、被接合部材や添板の接合面に赤錆処理やブラスト処理を施して所要の摩擦力が発生するようにしている。またこの他の方法として、摩擦面に機械的に凹凸を形成してすべり係数を大きくする方法や、鋼棒、ピアノ線、鋼線メッシュ、軟鋼などの接合補助部材を母材と添板（スプライスプレート）の間あるいは母材同士の間に介装し、各部材の摩擦面に接合補助部材を食い込ませ、支圧抵抗を付加することによってすべり係数を大きくする方法があり、例えば特許文献１〜３に提案されている。
【特許文献１】特開平６−１４６４２７号公報
【特許文献２】特開２００４−２９１０９１号公報
【特許文献３】特開平６−２２０９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の支圧ボルト接合構造に関しては以下のような問題があった。
すなわち、特許文献１〜３では、摩擦面処理を行う必要があることから、施工に手間がかかるという欠点があった。そして、高力ボルト接合においては、施工性を考慮して、高力ボルトの軸部が貫通する母材や添板のボルト孔の孔径が高力ボルトの軸径よりも例えば２〜３ｍｍ程度大きく形成されているのが一般的となっている。ところが、一般的な高力ボルト接合は摩擦接合によるものであり、ボルトの導入軸力により発生する摩擦力によって応力を伝達していることから、接合部に作用する力が摩擦耐力を越えるとボルト孔の内径とボルト軸部とのクリアランス分のすべりが発生し、それ以降は高力ボルトと部材（母材、或いは添板）の支圧により応力が伝達されることから、高力ボルトが受けるせん断力が上昇し、ボルトの破損が生じるという問題があった。
さらに、被接合部材同士の設置時に互いのボルト孔の軸線がずれ、偏心が生じた場合においても、ボルトの軸部が被接合部材に接触し、被接合部材に作用する応力がボルトに伝わり、ボルトが受けるせん断力の負担が増えるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、摩擦面処理を施すことなく、摩擦接合部のせん断耐力を向上させることで、合理的で有効適切な支圧ボルト接合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る支圧ボルト接合構造では、母材を一対の添板で挟持するとともに、母材と添板とをボルトで締め付けることにより、母材と一対の添板どうしの間を支圧伝達可能に接合するための構造であって、母材は、その厚さ方向にボルトの軸部を挿通させるための第１ボルト孔が設けられ、その第１ボルト孔の内周面には厚さ方向内側から両外側に向かうに従って漸次拡径する第１テーパー部が形成され、一対の添板は、それぞれ第１ボルト孔と同軸に配置可能であって、厚さ方向にボルトの軸部を挿通させるための第２ボルト孔が設けられ、その第２ボルト孔の内周面には厚さ方向で母材に面する一面から他面に向かうに従って漸次縮径する第２テーパー部が形成され、第１テーパー部と第２テーパー部との間には、ボルトを緩やかに挿通する第３ボルト孔を有するテーパーリングが介在され、テーパーリングの外周面には、第１テーパー部に対応して面接触可能な第３テーパー部が形成されるとともに、第２テーパー部に対応して面接触可能な第４テーパー部が形成され、母材と添板との間に互いのテーパー部を面接触させた状態でテーパーリングを配設し、第１乃至第３ボルト孔を同軸上に位置させ、それら第１乃至第３ボルト孔にボルトを挿通して締め付けることで、面接触するテーパー部どうしが押圧されることを特徴としている。
【０００７】
本発明では、ボルトの軸力による荷重が一対の添板によって母材を締め付ける方向に作用し、添板の第２テーパー部とテーパーリングの第４テーパー部とが面接触によって支圧伝達されるとともに、テーパーリングの第３テーパー部と母材の第１テーパー部とが面接触によって支圧伝達されることから、それらテーパー部同士の支圧部のせん断耐力が増大し、母材と一対の添板とが互いに強固な状態で接合されることになる。さらに、各テーパー部の支圧部において摩擦係数の増大によりすべりが抑えられ、添板が母材に対して離れる方向への力、すなわち、ボルトの軸方向に作用する引張力を低減することができる。また、ボルトの軸部がテーパーリングのリング孔に対して緩い状態で挿入されており、ボルトには締め込みによる軸力以外の荷重の負担がかからないため、軸力管理が容易になる効果を奏する。
このように、母材と一対の添板とがテーパーリングを介して支圧接合となる構造であるので、従来の摩擦接合による高力ボルト接合のように接合面に対する摩擦面処理が不要となり、そのため施工の簡易化を図ることが可能である。
【０００８】
また、本発明に係る支圧ボルト接合構造では、テーパーリングの第３テーパー部及び第４テーパー部は、外側に突出する凸曲面が形成されてなり、第１テーパー部及び第２テーパー部は、それぞれ凸曲面に対応して面接触する凹曲面が形成されていることが好ましい。
【０００９】
本発明では、テーパー部を凹曲面と凸曲面とによる接触面とすることで、直線状のテーパー面による接触面の場合に比べて互いの接触面積が増大することになり、より効果的な支圧伝達が可能な構造を実現することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の支圧ボルト接合構造によれば、摩擦面処理が不要であるとともに、テーパーリングのテーパー部と母材及び添板のテーパー部とを面接触によって支圧伝達させることで、それらテーパー部同士の支圧部のせん断耐力を向上させることができる。そのため、各支圧部において摩擦係数の増大によりすべりが抑えられることから、添板が母材に対して離れる方向への力、すなわち、ボルトに作用する軸方向の引張力が低減され、高力ボルトでなく普通ボルトを用いることが可能となり、合理的で有効適切な構造を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の第１の実施の形態による支圧ボルト接合構造について、図１乃至図４に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態による支圧ボルト接合構造の接合前の状態を示す分解図、図２は支圧ボルト接合構造の接合後の状態を示す図、図３は図２に示す接合部の部分拡大図、図４は支圧ボルト接合構造の作用を説明するための図である。
【００１２】
図１及び図２に示すように、本第１の実施の形態による支圧ボルト接合構造１は、母材と、この母材をテーパーリングを介して挟み込むとともに、上下に積層した状態で配置した一対の添板とを普通ボルト（一般に中ボルトともいう）で締め付けることにより、一対の添板と母材とを支圧伝達可能な状態で接合するものである。
【００１３】
すなわち、支圧ボルト接合構造１は、母材１０と、この母材１０を両面側から挟み込む一対の添板１１、１２と、母材１０と両添板１１、１２との間に介在されたテーパーリング１３、１４と、母材１０を挟み込んだ状態の両添板１１、１２を貫通する普通ボルト１５と、普通ボルト１５に螺合するナット１６と、普通ボルト１５及びナット１６に設けられる一対の座金１７、１７とを備えて概略構成されている。
ここで、図１、図２では、普通ボルト１５と、ナット１６と、一対の座金１７、１７との組み合わせが、母材１０と一対の添板１１、１２に対して２組設けられている。なお、普通ボルト１５の先端部１５ａには、ナット１６を螺合させるネジ部が形成されている。
【００１４】
母材１０は、一面１０ａから他面１０ｂに向けて厚さ方向に貫通する母材側ボルト孔１８が設けられており、そのボルト孔１８の内周部にはテーパー状をなす母材側テーパー面１８ａ１８ｂ（第１テーパー部）が形成されている。つまり、母材側テーパー面１８ａ、１８ｂは、それぞれ母材１０の厚さ方向中心から一方の面側に向かうに従って漸次孔径が大きくなる所定のテーパー角度θをもつ直線状の斜面をなしている。この母材側ボルト孔１８は、厚さ方向中心部の最も孔径寸法が小さくなる部分で、普通ボルト１５のボルト径よりも大きく形成されている。なお、図１、図２では、所定の間隔をあけて２つの母材側ボルト孔１８、１８が形成されている。
【００１５】
添板１１、１２は、上述したように母材１０の両面を挟み込むようにして配設されるものであり、それぞれ厚さ方向に貫通する添板側ボルト孔１９が設けられ、その添板側ボルト孔１９の内周面にはテーパー状をなす添板側テーパー面１９ａ、１９ｂ（第２テーパー部）が形成されている。つまり、添板側テーパー面１９ａ、１９ｂは、それぞれ添板の厚さ方向で一面１１ａ、１２ａから母材１０に面する側の他面１１ｂ、１２ｂに向かうに従って漸次孔径が大きくなる母材側テーパー面１８ａ、１８ｂと同じテーパー角度θをもつ直線状の斜面をなしている。そして、各添板１１、１２は、それぞれの添板側テーパー面１９ａ、１９ｂが形成される側の面１１ｂ、１２ａを母材１０側に向けるとともに、母材側ボルト孔１８に同軸となるようにして配置されている。
【００１６】
テーパーリング１３、１４は、外周面が両テーパー状に形成された支圧テーパー面１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂを有するリング形状をなし、そのリング孔１３ｃ、１４ｃ内に普通ボルト１５が挿入される。つまり、支圧テーパー面１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂは、それぞれ高さ方向（リング孔１３ｃ、１４ｃの中心軸線方向に平行な方向）で中心から一方の端部に向かうに従って漸次外径が小さくなる母材側テーパー面１８ａ、１８ｂ或いは添板側テーパー面１９ａ、１９ｂと同じテーパー角度θをもつ直線状の斜面をなしている。また、テーパーリング１３、１４は、母材１０側の支圧テーパー面１３ｂ、１４ａを母材側テーパー面１８ａ、１８ｂに面接触させ、添板側テーパー面１３ａ、１４ｂを添板側テーパー面１９ａ、１９ｂに面接触させて配設されている。ここで、符号１３ｂ、１４ａの支圧テーパー面が本発明の第３テーパー部に相当し、符号１３ａ、１４ｂの支圧テーパー面が本発明の第４テーパー部に相当している。
【００１７】
このように構成される支圧ボルト接合構造１は、図２に示すように、各テーパーリング１３、１４の一方の支圧テーパー面１３ｂ、１４ａとそれぞれに対応する母材側テーパー面１８ａ、１８ｂとを面接触させるとともに、他方の支圧テーパー面１３ａ、１４ｂとそれぞれに対応する添板側テーパー面１９ａ、１９ｂとを面接触させて嵌合するようにして配置し、母材側ボルト孔１８、添板側ボルト孔１９、１９、リング孔１３ａ、１４ａに普通ボルト１５を挿通し、その普通ボルト１５の先端側にナット１６を螺合して締結することでメタルタッチした支圧接合が構成されることになる。つまり、この状態において、母材１０と両添板１１、１２との間にはテーパーリング１３、１４が介装されている。
【００１８】
次に、このように構成される支圧ボルト接合構造１の作用について、図面に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、一方の母材１０と図示しない他方の母材同士を接合する際には、先ず、それら一方の母材１０と他方の母材とを互いの端部同士を突き合わせるようにして配置する。なお、以下の説明では、一方の母材１０の接合に関して説明する。
次いで、母材１０に対して添板１１、１２をテーパーリング１３、１４を介装させた状態で所定位置に設置する。このとき、各テーパーリング１３、１４の一方の支圧テーパー面１３ｂ、１４ａをそれぞれ母材１０の母材側テーパー面１８ａ、１８ｂに、他方の支圧テーパー面１３ａ、１４ｂをそれぞれ添板側テーパー面１９ａ、１９ｂに嵌合させて、一対の添板１１、１２を設置する。このとき、母材側ボルト孔１８と、１９と、テーパーリング１３、１４とが同軸上に配置され、一方の添板１１から他方の添板１２までを連通する普通ボルト１５の挿通孔１ａが形成された状態となる。
【００１９】
次いで、その挿通孔１ａに、一方の添板１１側（図１で上側）から座金１７を介して普通ボルト１５を挿通するとともに、他方の添板１２（図１で下側）から突出した普通ボルト１５の先端部１５ａに座金１７を介してナット１６を螺合して締結する。
この際、母材側ボルト孔１８、添板側ボルト孔１９、およびリング孔１３ｃ、１４ｃが高精度で同芯上に合致している場合には、ボルト１５の軸部１５ｃと挿入孔１ａとの間のクリアランスは周方向に均等となる。一方、ボルト１５の軸部１５ｃと挿入孔１ａとが偏心している場合であっても、各テーパー面１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの押圧によって添板１１、１２、或いは母材１０が局部的に屈曲して塑性化することにより、その偏心を吸収することができる。
【００２０】
このように、普通ボルト１５とナット１６の締結により普通ボルト１５に所定の軸力が導入されると、普通ボルト１５の頭部１５ｂとナット１６に設けられている座金１７、１７に押圧されて一対の添板１１、１２は母材１０を締め付ける方向へ荷重が作用する。このときの荷重は、テーパーリング１３、１４を介して母材１０に伝達されることになる。つまり、添板側テーパー面１９ａ、１９ｂとテーパーリング１３、１４の支圧テーパー面１３ａ、１４ｂとが面接触によって密着しつつ、支圧テーパー面１３ｂ、１４ａと母材側テーパー面１８ａ、１８ｂとが面接触によって密着することで、互いに作用する応力が伝達されることになる。
【００２１】
また、形成される普通ボルト１５の挿通孔１ａの内径寸法の最小部は、普通ボルト１５より大径となっているので、普通ボルト１５は挿通孔１ａに対して所定の隙間を有する状態となっている。したがって、前記荷重がテーパーリング１３、１４を介して伝達されることはなく、せん断力を負担することがない。
【００２２】
ここで、荷重の作用について、図４などを用いてさらに詳しく説明する。
図４は、本支圧ボルト接合構造１の接合部に荷重が作用する際のテーパー面での力の釣り合い状態を示した図であって、そのうちのテーパーリング１３の支圧テーパー面１３ａと添板１１の添板側テーパー面１９ａを示している。
【００２３】
図３及び図４に示す普通ボルト１５の締め付けによる作用荷重（一対の添板１１、１２が母材１０を締め付ける方向の荷重）が作用すると、面接触する添板側テーパー面１９ａとテーパーリング１３の支圧テーパー面１３ａとの間ですべりが生じ、普通ボルト１５に引張力が発生する。そして、作用荷重の増加に伴い、両テーパー面１３ａ、１９ａにおける材間圧縮力Ｎも増加するため、両テーパー面１３ａ、１９ａ同士の間の見かけの摩擦係数μ´が増大することになる。
ここで、両テーパー面１３ａ、１９ａの摩擦係数をμとし、テーパー角度をθとすると、ｔａｎθ＝μのときのμ´は無限大となり、それらテーパー面でのすべりは発生しない。
【００２４】
また、ボルト軸力による鉛直力を符号Ｐとし、母材引張力による水平力をＱとすると、材間圧縮力Ｎは数１となり、テーパー面１３ａ、１９ａによる摩擦接合部におけるせん断力Ｆは数２となる。そして、テーパー面１３ａ、１９ａのせん断力Ｆは数３となることから、上述した水平力Ｑは数４で表すことができ、見かけの摩擦係数μ´は数５となる。
【００２５】
【数１】
【００２６】
【数２】
【００２７】
【数３】
【００２８】
【数４】
【００２９】
【数５】
【００３０】
すなわち、図３、図４に示す母材１０及び添板１１、１２が降伏しなければ、テーパーリング１３、１４のせん断耐力で接合部耐力が決定する。そのため、テーパーリング１３、１４に高強度鋼材を使用することで、従来の摩擦接合の２倍以上の接合耐力を得ることが可能である。なお、ｔａｎθ＝μと厳密に加工することは難しいが、例えばテーパー角度を６０°とし、摩擦係数μを０．４５とすれば、見かけの摩擦係数μ´が１０程度となり、テーパー面のすべりを十分に抑えることができる。
また、普通ボルト１５の締め込み軸力以外に荷重を負担しないため、普通ボルト１５であっても接合部耐力が低下することはない。
【００３１】
このように支圧ボルト接合構造１では、普通ボルト１５の軸力による荷重が一対の添板１１、１２によって母材１０を締め付ける方向に作用し、添板１１、１２の添板側テーパー面１９ａ、１９ｂとテーパーリング１３、１４の支圧テーパー面１３ａ、１４ｂとが面接触によって支圧伝達されるとともに、テーパーリング１３、１４の支圧テーパー面１３ｂ、１４ａと母材１０の母材側テーパー面１８ａ、１８ｂとが面接触によって支圧伝達されることから、それらテーパー面同士の支圧部のせん断耐力が増大し、母材１０と一対の添板１１、１２とが互いに強固な状態で接合されることになる。さらに、支圧部において摩擦係数の増大によりすべりが抑えられ、添板１１、１２が母材１０に対して離れる方向への力、すなわち、普通ボルト１５の軸方向に作用する引張力を低減することができる。また、普通ボルト１５の軸部がテーパーリング１３、１４のリング孔１３ｃ、１４ｃに対して緩い状態で挿入されており、普通ボルト１５には締め込みによる軸力以外の荷重の負担がかからないため、軸力管理が容易になる効果を奏する。
このように、母材１０と一対の添板１１、１２とがテーパーリング１３、１４を介して支圧接合となる構造であるので、従来の摩擦接合による高力ボルト接合のように接合面に対する摩擦面処理が不要となり、そのため施工の簡易化を図ることが可能である。
【００３２】
上述のように本実施の形態による支圧ボルト接合構造では、摩擦面処理が不要であるとともに、テーパーリング１３、１４の支圧テーパー面１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂと母材１０及び添板１１、１２のテーパー面１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂとを面接触によって支圧伝達させることで、それらテーパー面同士による支圧部のせん断耐力を向上させることができる。そのため、各支圧部において摩擦係数の増大によりすべりが抑えられることから、添板１１、１２が母材１０に対して離れる方向への力、すなわち、普通ボルト１５に作用する軸方向の引張力が低減され、本実施の形態のように高力ボルトでなく普通ボルト１５を用いることが可能となり、合理的で有効適切な構造を実現することができる。
【００３３】
次に、他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成について説明する。
図５は本発明の第２の実施の形態による支圧ボルト接合構造の概略構成を示す図である。
上述した第１の実施の形態では支圧部を単なる直線状のテーパー面としているが、図５に示す第２の実施の形態による支圧ボルト接合構造２では、そのテーパー面に代えて円弧面としたものである。
すなわち、テーパーリング２３、２４には、それぞれ外側に突出する凸曲面２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂが形成されてなり、母材２０及び添板２１、２２には、それぞれ前記凸曲面２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂに対応して面接触する凹曲面２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂが形成されている。なお、一対の添板２１、２２を母材２０を介して締め付ける普通ボルトを符号２５で示し、その普通ボルト２５に螺合するナットを符号２６で示している。
本第２の実施の形態では、支圧部を凸曲面２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂと凹曲面２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂとによる接触面とすることで、上述した第１の実施の形態のように直線状のテーパー面（図３参照）による接触面の場合に比べて互いの接触面積が増大することになり、より効果的な支圧伝達が可能な構造を実現することができる効果を奏する。
【００３４】
以上、本発明による支圧ボルト接合構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では支圧部のテーパー面のテーパー角度θ、ボルト孔の内径寸法などは適宜設定することができる。また、ボルト、母材、添板、テーパーリングの部材も適宜変更可能である。例えば、本実施の形態では普通ボルトを使用しているが、高力ボルトを用いてもかまわない。
また、本実施の形態では、ボルト孔間の偏心において、テーパー部の局部的な塑性化により吸収することを可能としているが、これに加えて、その偏心が大きい場合には、例えばフィーラプレートを挿入するようにしてもかまわない。
さらに、テーパーリングは、断面視球状をなしていてもよく、これにより、テーパー部を第２の実施の形態と同様に円弧面とすることで、双方の接触面を確実に密着させることが可能となる。しかも、テーパーリングの外形が同一の曲面の球状となることから、加工が容易となり、加工手間を低減することが可能になる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施の形態による支圧ボルト接合構造の接合前の状態を示す分解図である。
【図２】支圧ボルト接合構造の接合後の状態を示す図である。
【図３】図２に示す接合部の部分拡大図である。
【図４】支圧ボルト接合構造の作用を説明するための図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態による支圧ボルト接合構造の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１、２ 支圧ボルト接合構造
１０、２０ 母材
１１、１２、２１、２２ 添板
１３、１４、２３、２４ テーパーリング
１３ａ、１４ｂ 支圧テーパー面（第４テーパー部）
１３ｂ、１４ａ 支圧テーパー面（第３テーパー部）
１３ｃ、１４ｃ リング孔
１５、２５ 普通ボルト
１６、２６ ナット
１７ 座金
１８ 母材側ボルト孔
１８ａ、１８ｂ 母材側テーパー面（第１テーパー部）
１９ 添板側ボルト孔
１９ａ、１９ｂ 添板側テーパー面（第２テーパー部）
２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ 凸曲面（第３、第４テーパー部）
２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂ 凹曲面（第１、第２テーパー部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば鋼板や鉄骨等の被接合部材どうしを互いに支圧伝達可能に接合する支圧ボルト接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼板や鉄骨などの被接合部材どうしを接合するための手法として、一端部同士を突き合わせるように配置した一対の被接合部材を挟み込むように添板（スプライスプレート）を設置し、一対の被接合部材と添板を高力ボルトで締め付け、被接合部材と添板の接合面に生じる摩擦力によって応力伝達可能に被接合部材同士を接合する高力ボルト接合（高力ボルト摩擦接合）が知られている。
この高力ボルト接合においては、高力ボルト１本あたりのすべり耐力がボルト軸力にすべり係数を乗じた値で表され、ボルト軸力とすべり係数とのいずれか一方あるいは両方の値を大きくすることですべり耐力を大きくすることができる。
【０００３】
すべり係数を大きく方法としては、一般に、被接合部材や添板の接合面に赤錆処理やブラスト処理を施して所要の摩擦力が発生するようにしている。またこの他の方法として、摩擦面に機械的に凹凸を形成してすべり係数を大きくする方法や、鋼棒、ピアノ線、鋼線メッシュ、軟鋼などの接合補助部材を母材と添板（スプライスプレート）の間あるいは母材同士の間に介装し、各部材の摩擦面に接合補助部材を食い込ませ、支圧抵抗を付加することによってすべり係数を大きくする方法があり、例えば特許文献１〜３に提案されている。
【特許文献１】特開平６−１４６４２７号公報
【特許文献２】特開２００４−２９１０９１号公報
【特許文献３】特開平６−２２０９２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の支圧ボルト接合構造に関しては以下のような問題があった。
すなわち、特許文献１〜３では、摩擦面処理を行う必要があることから、施工に手間がかかるという欠点があった。そして、高力ボルト接合においては、施工性を考慮して、高力ボルトの軸部が貫通する母材や添板のボルト孔の孔径が高力ボルトの軸径よりも例えば２〜３ｍｍ程度大きく形成されているのが一般的となっている。ところが、一般的な高力ボルト接合は摩擦接合によるものであり、ボルトの導入軸力により発生する摩擦力によって応力を伝達していることから、接合部に作用する力が摩擦耐力を越えるとボルト孔の内径とボルト軸部とのクリアランス分のすべりが発生し、それ以降は高力ボルトと部材（母材、或いは添板）の支圧により応力が伝達されることから、高力ボルトが受けるせん断力が上昇し、ボルトの破損が生じるという問題があった。
さらに、被接合部材同士の設置時に互いのボルト孔の軸線がずれ、偏心が生じた場合においても、ボルトの軸部が被接合部材に接触し、被接合部材に作用する応力がボルトに伝わり、ボルトが受けるせん断力の負担が増えるという問題があった。
【０００５】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、摩擦面処理を施すことなく、摩擦接合部のせん断耐力を向上させることで、合理的で有効適切な支圧ボルト接合構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明に係る支圧ボルト接合構造では、母材を一対の添板で挟持するとともに、母材と添板とをボルトで締め付けることにより、母材と一対の添板どうしの間を支圧伝達可能に接合するための構造であって、母材は、その厚さ方向にボルトの軸部を挿通させるための第１ボルト孔が設けられ、その第１ボルト孔の内周面には厚さ方向内側から両外側に向かうに従って漸次拡径する第１テーパー部が形成され、一対の添板は、それぞれ第１ボルト孔と同軸に配置可能であって、厚さ方向にボルトの軸部を挿通させるための第２ボルト孔が設けられ、その第２ボルト孔の内周面には厚さ方向で母材に面する一面から他面に向かうに従って漸次縮径する第２テーパー部が形成され、第１テーパー部と第２テーパー部との間には、ボルトを緩やかに挿通する第３ボルト孔を有するテーパーリングが介在され、テーパーリングの外周面には、第１テーパー部に対応して面接触可能な第３テーパー部が形成されるとともに、第２テーパー部に対応して面接触可能な第４テーパー部が形成され、母材と添板との間に互いのテーパー部を面接触させた状態でテーパーリングを配設し、第１乃至第３ボルト孔を同軸上に位置させ、それら第１乃至第３ボルト孔にボルトを挿通して締め付けることで、面接触するテーパー部どうしが押圧されることを特徴としている。
【０００７】
本発明では、ボルトの軸力による荷重が一対の添板によって母材を締め付ける方向に作用し、添板の第２テーパー部とテーパーリングの第４テーパー部とが面接触によって支圧伝達されるとともに、テーパーリングの第３テーパー部と母材の第１テーパー部とが面接触によって支圧伝達されることから、それらテーパー部同士の支圧部のせん断耐力が増大し、母材と一対の添板とが互いに強固な状態で接合されることになる。さらに、各テーパー部の支圧部において摩擦係数の増大によりすべりが抑えられ、添板が母材に対して離れる方向への力、すなわち、ボルトの軸方向に作用する引張力を低減することができる。また、ボルトの軸部がテーパーリングのリング孔に対して緩い状態で挿入されており、ボルトには締め込みによる軸力以外の荷重の負担がかからないため、軸力管理が容易になる効果を奏する。
このように、母材と一対の添板とがテーパーリングを介して支圧接合となる構造であるので、従来の摩擦接合による高力ボルト接合のように接合面に対する摩擦面処理が不要となり、そのため施工の簡易化を図ることが可能である。
【０００８】
また、本発明に係る支圧ボルト接合構造では、テーパーリングの第３テーパー部及び第４テーパー部は、外側に突出する凸曲面が形成されてなり、第１テーパー部及び第２テーパー部は、それぞれ凸曲面に対応して面接触する凹曲面が形成されていることが好ましい。
【０００９】
本発明では、テーパー部を凹曲面と凸曲面とによる接触面とすることで、直線状のテーパー面による接触面の場合に比べて互いの接触面積が増大することになり、より効果的な支圧伝達が可能な構造を実現することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の支圧ボルト接合構造によれば、摩擦面処理が不要であるとともに、テーパーリングのテーパー部と母材及び添板のテーパー部とを面接触によって支圧伝達させることで、それらテーパー部同士の支圧部のせん断耐力を向上させることができる。そのため、各支圧部において摩擦係数の増大によりすべりが抑えられることから、添板が母材に対して離れる方向への力、すなわち、ボルトに作用する軸方向の引張力が低減され、高力ボルトでなく普通ボルトを用いることが可能となり、合理的で有効適切な構造を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の第１の実施の形態による支圧ボルト接合構造について、図１乃至図４に基づいて説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態による支圧ボルト接合構造の接合前の状態を示す分解図、図２は支圧ボルト接合構造の接合後の状態を示す図、図３は図２に示す接合部の部分拡大図、図４は支圧ボルト接合構造の作用を説明するための図である。
【００１２】
図１及び図２に示すように、本第１の実施の形態による支圧ボルト接合構造１は、母材と、この母材をテーパーリングを介して挟み込むとともに、上下に積層した状態で配置した一対の添板とを普通ボルト（一般に中ボルトともいう）で締め付けることにより、一対の添板と母材とを支圧伝達可能な状態で接合するものである。
【００１３】
すなわち、支圧ボルト接合構造１は、母材１０と、この母材１０を両面側から挟み込む一対の添板１１、１２と、母材１０と両添板１１、１２との間に介在されたテーパーリング１３、１４と、母材１０を挟み込んだ状態の両添板１１、１２を貫通する普通ボルト１５と、普通ボルト１５に螺合するナット１６と、普通ボルト１５及びナット１６に設けられる一対の座金１７、１７とを備えて概略構成されている。
ここで、図１、図２では、普通ボルト１５と、ナット１６と、一対の座金１７、１７との組み合わせが、母材１０と一対の添板１１、１２に対して２組設けられている。なお、普通ボルト１５の先端部１５ａには、ナット１６を螺合させるネジ部が形成されている。
【００１４】
母材１０は、一面１０ａから他面１０ｂに向けて厚さ方向に貫通する母材側ボルト孔１８が設けられており、そのボルト孔１８の内周部にはテーパー状をなす母材側テーパー面１８ａ１８ｂ（第１テーパー部）が形成されている。つまり、母材側テーパー面１８ａ、１８ｂは、それぞれ母材１０の厚さ方向中心から一方の面側に向かうに従って漸次孔径が大きくなる所定のテーパー角度θをもつ直線状の斜面をなしている。この母材側ボルト孔１８は、厚さ方向中心部の最も孔径寸法が小さくなる部分で、普通ボルト１５のボルト径よりも大きく形成されている。なお、図１、図２では、所定の間隔をあけて２つの母材側ボルト孔１８、１８が形成されている。
【００１５】
添板１１、１２は、上述したように母材１０の両面を挟み込むようにして配設されるものであり、それぞれ厚さ方向に貫通する添板側ボルト孔１９が設けられ、その添板側ボルト孔１９の内周面にはテーパー状をなす添板側テーパー面１９ａ、１９ｂ（第２テーパー部）が形成されている。つまり、添板側テーパー面１９ａ、１９ｂは、それぞれ添板の厚さ方向で一面１１ａ、１２ａから母材１０に面する側の他面１１ｂ、１２ｂに向かうに従って漸次孔径が大きくなる母材側テーパー面１８ａ、１８ｂと同じテーパー角度θをもつ直線状の斜面をなしている。そして、各添板１１、１２は、それぞれの添板側テーパー面１９ａ、１９ｂが形成される側の面１１ｂ、１２ａを母材１０側に向けるとともに、母材側ボルト孔１８に同軸となるようにして配置されている。
【００１６】
テーパーリング１３、１４は、外周面が両テーパー状に形成された支圧テーパー面１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂを有するリング形状をなし、そのリング孔１３ｃ、１４ｃ内に普通ボルト１５が挿入される。つまり、支圧テーパー面１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂは、それぞれ高さ方向（リング孔１３ｃ、１４ｃの中心軸線方向に平行な方向）で中心から一方の端部に向かうに従って漸次外径が小さくなる母材側テーパー面１８ａ、１８ｂ或いは添板側テーパー面１９ａ、１９ｂと同じテーパー角度θをもつ直線状の斜面をなしている。また、テーパーリング１３、１４は、母材１０側の支圧テーパー面１３ｂ、１４ａを母材側テーパー面１８ａ、１８ｂに面接触させ、添板側テーパー面１３ａ、１４ｂを添板側テーパー面１９ａ、１９ｂに面接触させて配設されている。ここで、符号１３ｂ、１４ａの支圧テーパー面が本発明の第３テーパー部に相当し、符号１３ａ、１４ｂの支圧テーパー面が本発明の第４テーパー部に相当している。
【００１７】
このように構成される支圧ボルト接合構造１は、図２に示すように、各テーパーリング１３、１４の一方の支圧テーパー面１３ｂ、１４ａとそれぞれに対応する母材側テーパー面１８ａ、１８ｂとを面接触させるとともに、他方の支圧テーパー面１３ａ、１４ｂとそれぞれに対応する添板側テーパー面１９ａ、１９ｂとを面接触させて嵌合するようにして配置し、母材側ボルト孔１８、添板側ボルト孔１９、１９、リング孔１３ａ、１４ａに普通ボルト１５を挿通し、その普通ボルト１５の先端側にナット１６を螺合して締結することでメタルタッチした支圧接合が構成されることになる。つまり、この状態において、母材１０と両添板１１、１２との間にはテーパーリング１３、１４が介装されている。
【００１８】
次に、このように構成される支圧ボルト接合構造１の作用について、図面に基づいて説明する。
図１及び図２に示すように、一方の母材１０と図示しない他方の母材同士を接合する際には、先ず、それら一方の母材１０と他方の母材とを互いの端部同士を突き合わせるようにして配置する。なお、以下の説明では、一方の母材１０の接合に関して説明する。
次いで、母材１０に対して添板１１、１２をテーパーリング１３、１４を介装させた状態で所定位置に設置する。このとき、各テーパーリング１３、１４の一方の支圧テーパー面１３ｂ、１４ａをそれぞれ母材１０の母材側テーパー面１８ａ、１８ｂに、他方の支圧テーパー面１３ａ、１４ｂをそれぞれ添板側テーパー面１９ａ、１９ｂに嵌合させて、一対の添板１１、１２を設置する。このとき、母材側ボルト孔１８と、１９と、テーパーリング１３、１４とが同軸上に配置され、一方の添板１１から他方の添板１２までを連通する普通ボルト１５の挿通孔１ａが形成された状態となる。
【００１９】
次いで、その挿通孔１ａに、一方の添板１１側（図１で上側）から座金１７を介して普通ボルト１５を挿通するとともに、他方の添板１２（図１で下側）から突出した普通ボルト１５の先端部１５ａに座金１７を介してナット１６を螺合して締結する。
この際、母材側ボルト孔１８、添板側ボルト孔１９、およびリング孔１３ｃ、１４ｃが高精度で同芯上に合致している場合には、ボルト１５の軸部１５ｃと挿入孔１ａとの間のクリアランスは周方向に均等となる。一方、ボルト１５の軸部１５ｃと挿入孔１ａとが偏心している場合であっても、各テーパー面１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂの押圧によって添板１１、１２、或いは母材１０が局部的に屈曲して塑性化することにより、その偏心を吸収することができる。
【００２０】
このように、普通ボルト１５とナット１６の締結により普通ボルト１５に所定の軸力が導入されると、普通ボルト１５の頭部１５ｂとナット１６に設けられている座金１７、１７に押圧されて一対の添板１１、１２は母材１０を締め付ける方向へ荷重が作用する。このときの荷重は、テーパーリング１３、１４を介して母材１０に伝達されることになる。つまり、添板側テーパー面１９ａ、１９ｂとテーパーリング１３、１４の支圧テーパー面１３ａ、１４ｂとが面接触によって密着しつつ、支圧テーパー面１３ｂ、１４ａと母材側テーパー面１８ａ、１８ｂとが面接触によって密着することで、互いに作用する応力が伝達されることになる。
【００２１】
また、形成される普通ボルト１５の挿通孔１ａの内径寸法の最小部は、普通ボルト１５より大径となっているので、普通ボルト１５は挿通孔１ａに対して所定の隙間を有する状態となっている。したがって、前記荷重がテーパーリング１３、１４を介して伝達されることはなく、せん断力を負担することがない。
【００２２】
ここで、荷重の作用について、図４などを用いてさらに詳しく説明する。
図４は、本支圧ボルト接合構造１の接合部に荷重が作用する際のテーパー面での力の釣り合い状態を示した図であって、そのうちのテーパーリング１３の支圧テーパー面１３ａと添板１１の添板側テーパー面１９ａを示している。
【００２３】
図３及び図４に示す普通ボルト１５の締め付けによる作用荷重（一対の添板１１、１２が母材１０を締め付ける方向の荷重）が作用すると、面接触する添板側テーパー面１９ａとテーパーリング１３の支圧テーパー面１３ａとの間ですべりが生じ、普通ボルト１５に引張力が発生する。そして、作用荷重の増加に伴い、両テーパー面１３ａ、１９ａにおける材間圧縮力Ｎも増加するため、両テーパー面１３ａ、１９ａ同士の間の見かけの摩擦係数μ´が増大することになる。
ここで、両テーパー面１３ａ、１９ａの摩擦係数をμとし、テーパー角度をθとすると、ｔａｎθ＝μのときのμ´は無限大となり、それらテーパー面でのすべりは発生しない。
【００２４】
また、ボルト軸力による鉛直力を符号Ｐとし、母材引張力による水平力をＱとすると、材間圧縮力Ｎは数１となり、テーパー面１３ａ、１９ａによる摩擦接合部におけるせん断力Ｆは数２となる。そして、テーパー面１３ａ、１９ａのせん断力Ｆは数３となることから、上述した水平力Ｑは数４で表すことができ、見かけの摩擦係数μ´は数５となる。
【００２５】
【数１】
【００２６】
【数２】
【００２７】
【数３】
【００２８】
【数４】
【００２９】
【数５】
【００３０】
すなわち、図３、図４に示す母材１０及び添板１１、１２が降伏しなければ、テーパーリング１３、１４のせん断耐力で接合部耐力が決定する。そのため、テーパーリング１３、１４に高強度鋼材を使用することで、従来の摩擦接合の２倍以上の接合耐力を得ることが可能である。なお、ｔａｎθ＝μと厳密に加工することは難しいが、例えばテーパー角度を６０°とし、摩擦係数μを０．４５とすれば、見かけの摩擦係数μ´が１０程度となり、テーパー面のすべりを十分に抑えることができる。
また、普通ボルト１５の締め込み軸力以外に荷重を負担しないため、普通ボルト１５であっても接合部耐力が低下することはない。
【００３１】
このように支圧ボルト接合構造１では、普通ボルト１５の軸力による荷重が一対の添板１１、１２によって母材１０を締め付ける方向に作用し、添板１１、１２の添板側テーパー面１９ａ、１９ｂとテーパーリング１３、１４の支圧テーパー面１３ａ、１４ｂとが面接触によって支圧伝達されるとともに、テーパーリング１３、１４の支圧テーパー面１３ｂ、１４ａと母材１０の母材側テーパー面１８ａ、１８ｂとが面接触によって支圧伝達されることから、それらテーパー面同士の支圧部のせん断耐力が増大し、母材１０と一対の添板１１、１２とが互いに強固な状態で接合されることになる。さらに、支圧部において摩擦係数の増大によりすべりが抑えられ、添板１１、１２が母材１０に対して離れる方向への力、すなわち、普通ボルト１５の軸方向に作用する引張力を低減することができる。また、普通ボルト１５の軸部がテーパーリング１３、１４のリング孔１３ｃ、１４ｃに対して緩い状態で挿入されており、普通ボルト１５には締め込みによる軸力以外の荷重の負担がかからないため、軸力管理が容易になる効果を奏する。
このように、母材１０と一対の添板１１、１２とがテーパーリング１３、１４を介して支圧接合となる構造であるので、従来の摩擦接合による高力ボルト接合のように接合面に対する摩擦面処理が不要となり、そのため施工の簡易化を図ることが可能である。
【００３２】
上述のように本実施の形態による支圧ボルト接合構造では、摩擦面処理が不要であるとともに、テーパーリング１３、１４の支圧テーパー面１３ａ、１３ｂ、１４ａ、１４ｂと母材１０及び添板１１、１２のテーパー面１８ａ、１８ｂ、１９ａ、１９ｂとを面接触によって支圧伝達させることで、それらテーパー面同士による支圧部のせん断耐力を向上させることができる。そのため、各支圧部において摩擦係数の増大によりすべりが抑えられることから、添板１１、１２が母材１０に対して離れる方向への力、すなわち、普通ボルト１５に作用する軸方向の引張力が低減され、本実施の形態のように高力ボルトでなく普通ボルト１５を用いることが可能となり、合理的で有効適切な構造を実現することができる。
【００３３】
次に、他の実施の形態について、添付図面に基づいて説明するが、上述の第１の実施の形態と同一又は同様な部材、部分には同一の符号を用いて説明を省略し、第１の実施の形態と異なる構成について説明する。
図５は本発明の第２の実施の形態による支圧ボルト接合構造の概略構成を示す図である。
上述した第１の実施の形態では支圧部を単なる直線状のテーパー面としているが、図５に示す第２の実施の形態による支圧ボルト接合構造２では、そのテーパー面に代えて円弧面としたものである。
すなわち、テーパーリング２３、２４には、それぞれ外側に突出する凸曲面２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂが形成されてなり、母材２０及び添板２１、２２には、それぞれ前記凸曲面２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂに対応して面接触する凹曲面２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂが形成されている。なお、一対の添板２１、２２を母材２０を介して締め付ける普通ボルトを符号２５で示し、その普通ボルト２５に螺合するナットを符号２６で示している。
本第２の実施の形態では、支圧部を凸曲面２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂと凹曲面２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂとによる接触面とすることで、上述した第１の実施の形態のように直線状のテーパー面（図３参照）による接触面の場合に比べて互いの接触面積が増大することになり、より効果的な支圧伝達が可能な構造を実現することができる効果を奏する。
【００３４】
以上、本発明による支圧ボルト接合構造の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、本実施の形態では支圧部のテーパー面のテーパー角度θ、ボルト孔の内径寸法などは適宜設定することができる。また、ボルト、母材、添板、テーパーリングの部材も適宜変更可能である。例えば、本実施の形態では普通ボルトを使用しているが、高力ボルトを用いてもかまわない。
また、本実施の形態では、ボルト孔間の偏心において、テーパー部の局部的な塑性化により吸収することを可能としているが、これに加えて、その偏心が大きい場合には、例えばフィーラプレートを挿入するようにしてもかまわない。
さらに、テーパーリングは、断面視球状をなしていてもよく、これにより、テーパー部を第２の実施の形態と同様に円弧面とすることで、双方の接触面を確実に密着させることが可能となる。しかも、テーパーリングの外形が同一の曲面の球状となることから、加工が容易となり、加工手間を低減することが可能になる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の第１の実施の形態による支圧ボルト接合構造の接合前の状態を示す分解図である。
【図２】支圧ボルト接合構造の接合後の状態を示す図である。
【図３】図２に示す接合部の部分拡大図である。
【図４】支圧ボルト接合構造の作用を説明するための図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態による支圧ボルト接合構造の概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３６】
１、２ 支圧ボルト接合構造
１０、２０ 母材
１１、１２、２１、２２ 添板
１３、１４、２３、２４ テーパーリング
１３ａ、１４ｂ 支圧テーパー面（第４テーパー部）
１３ｂ、１４ａ 支圧テーパー面（第３テーパー部）
１３ｃ、１４ｃ リング孔
１５、２５ 普通ボルト
１６、２６ ナット
１７ 座金
１８ 母材側ボルト孔
１８ａ、１８ｂ 母材側テーパー面（第１テーパー部）
１９ 添板側ボルト孔
１９ａ、１９ｂ 添板側テーパー面（第２テーパー部）
２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂ 凸曲面（第３、第４テーパー部）
２７ａ、２７ｂ、２８ａ、２８ｂ 凹曲面（第１、第２テーパー部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
母材を一対の添板で挟持するとともに、前記母材と前記添板とをボルトで締め付けることにより、前記母材と一対の前記添板どうしの間を支圧伝達可能に接合するための構造であって、
前記母材は、その厚さ方向に前記ボルトの軸部を挿通させるための第１ボルト孔が設けられ、その第１ボルト孔の内周面には前記厚さ方向内側から両外側に向かうに従って漸次拡径する第１テーパー部が形成され、
前記一対の添板は、それぞれ前記第１ボルト孔と同軸に配置可能であって、厚さ方向に前記ボルトの軸部を挿通させるための第２ボルト孔が設けられ、その第２ボルト孔の内周面には前記厚さ方向で前記母材に面する一面から他面に向かうに従って漸次縮径する第２テーパー部が形成され、
前記第１テーパー部と前記第２テーパー部との間には、前記ボルトを緩やかに挿通する第３ボルト孔を有するテーパーリングが介在され、
前記テーパーリングの外周面には、前記第１テーパー部に対応して面接触可能な第３テーパー部が形成されるとともに、前記第２テーパー部に対応して面接触可能な第４テーパー部が形成され、
前記母材と前記添板との間に互いのテーパー部を面接触させた状態で前記テーパーリングを配設し、前記第１乃至第３ボルト孔を同軸上に位置させ、それら第１乃至第３ボルト孔に前記ボルトを挿通して締め付けることで、面接触する前記テーパー部どうしが押圧されることを特徴とする支圧ボルト接合構造。
【請求項２】
前記テーパーリングの前記第３テーパー部及び第４テーパー部は、外側に突出する凸曲面が形成されてなり、
前記第１テーパー部及び前記第２テーパー部は、それぞれ前記凸曲面に対応して面接触する凹曲面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の支圧ボルト接合構造。
【請求項１】
母材を一対の添板で挟持するとともに、前記母材と前記添板とをボルトで締め付けることにより、前記母材と一対の前記添板どうしの間を支圧伝達可能に接合するための構造であって、
前記母材は、その厚さ方向に前記ボルトの軸部を挿通させるための第１ボルト孔が設けられ、その第１ボルト孔の内周面には前記厚さ方向内側から両外側に向かうに従って漸次拡径する第１テーパー部が形成され、
前記一対の添板は、それぞれ前記第１ボルト孔と同軸に配置可能であって、厚さ方向に前記ボルトの軸部を挿通させるための第２ボルト孔が設けられ、その第２ボルト孔の内周面には前記厚さ方向で前記母材に面する一面から他面に向かうに従って漸次縮径する第２テーパー部が形成され、
前記第１テーパー部と前記第２テーパー部との間には、前記ボルトを緩やかに挿通する第３ボルト孔を有するテーパーリングが介在され、
前記テーパーリングの外周面には、前記第１テーパー部に対応して面接触可能な第３テーパー部が形成されるとともに、前記第２テーパー部に対応して面接触可能な第４テーパー部が形成され、
前記母材と前記添板との間に互いのテーパー部を面接触させた状態で前記テーパーリングを配設し、前記第１乃至第３ボルト孔を同軸上に位置させ、それら第１乃至第３ボルト孔に前記ボルトを挿通して締め付けることで、面接触する前記テーパー部どうしが押圧されることを特徴とする支圧ボルト接合構造。
【請求項２】
前記テーパーリングの前記第３テーパー部及び第４テーパー部は、外側に突出する凸曲面が形成されてなり、
前記第１テーパー部及び前記第２テーパー部は、それぞれ前記凸曲面に対応して面接触する凹曲面が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の支圧ボルト接合構造。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１４４８２２（Ｐ２０１０−１４４８２２Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２２３５１（Ｐ２００８−３２２３５１）
【出願日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１８日（２００８．１２．１８）
【出願人】（０００００２２９９）清水建設株式会社 (2,433)
【Ｆターム（参考）】
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