(57)【要約】【課題】コストを抑え、かつ、高い作業効率で、摩擦接合面のすべり係数を高くしたスプライスプレートが得られるようにする。【解決手段】スプライスプレート１の摩擦接合面１ａの各ボルト穴２まわりの加工領域３には、硬度がスプライスプレートよりも高く、先端の曲率半径の最小値が２ｍｍ以下であるピンで打撃することにより、周囲に隆起部４ａが形成された凹み部４ｂ（凹凸部４と称する）が複数形成されており、凹み部４ｂは打撃痕または連続溝である。ピンは、好ましくは、その先端の曲率半径が、所定の径方向から見たときと、前記所定の方向と直交する径方向から見たときとで異なる所謂二重曲率ピン５であり、凹凸部４は略長穴形状を呈する。前記凹み部の深さが打撃前の面に対して０．５ｍｍ以上、前記隆起部の高さが打撃前の面に対して０．２ｍｍ以上であることが好ましい。【選択図】図２
2014080782.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主材のボルト接合に用いられるスプライスプレートの製造方法であって、
前記スプライスプレートの引張強度は、前記主材の引張強度の１．５倍以上であり、
前記スプライスプレートに設けられたボルト穴に挿入されるボルトのボルト頭の最大径の２倍以上の加工領域の摩擦接合面を、硬度が前記スプライスプレートよりも高く、先端の曲率半径の最小値が０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下であるピンで打撃して、周囲に隆起部が形成された凹み部を形成し、前記凹み部は、投影面積の合計が加工領域の面積の２０％以上８０％以下である打撃痕であることを特徴とするスプライスプレートの製造方法。
【請求項２】
主材のボルト接合に用いられるスプライスプレートの製造方法であって、
前記スプライスプレートの引張強度は、前記主材の引張強度の１．５倍以上であり、
前記スプライスプレートに設けられたボルト穴に挿入されるボルトのボルト頭の最大径の２倍以上の加工領域の摩擦接合面を、硬度が前記スプライスプレートよりも高く、先端の曲率半径の最小値が０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下であるピンで打撃して、周囲に隆起部が形成された凹み部を形成し、前記凹み部は、ピッチが２ｍｍ以上３ｍｍ以下の連続溝であることを特徴とするスプライスプレートの製造方法。
【請求項３】
前記凹み部の長手方向が応力方向と異なる方向になるように、方向性を持たせることを特徴とする請求項１又は２に記載のスプライスプレートの製造方法。
【請求項４】
前記ピンは、その先端の曲率半径が、前記ピンの所定の径方向から見たときと、前記所定の方向と直交する径方向から見たときとで異なることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のスプライスプレートの製造方法。
【請求項５】
前記ピンの所定の径方向から見た曲率半径は０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下、前記所定の方向と直交する径方向から見た曲率半径は２．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載のスプライスプレートの製造方法。
【請求項６】
前記凹み部の深さを打撃前の面に対して０．５ｍｍ以上、前記隆起部の高さを打撃前の面に対して０．２ｍｍ以上とすることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のスプライスプレートの製造方法。
【請求項７】
主材のボルト接合に用いられるスプライスプレートであって、
前記スプライスプレートの引張強度は、前記主材の引張強度の１．５倍以上であり、
前記スプライスプレートに設けられたボルト穴に挿入されるボルトのボルト頭の最大径の２倍以上の加工領域の摩擦接合面に、周囲に隆起部が形成された凹み部が形成され、前記凹み部の深さが打撃前の面に対して０．５ｍｍ以上、前記隆起部の高さが打撃前の面に対して０．２ｍｍ以上であり、前記凹み部は、投影面積の合計が加工領域の面積の２０％以上８０％以下である打撃痕であることを特徴とするスプライスプレート。
【請求項８】
前記凹み部が、互いに直交する長手方向と短手方向を有する略長穴形状であることを特徴とする請求項７に記載のスプライスプレート。
【請求項９】
前記略長穴形状の凹み部が、方向性を有するように形成されたことを特徴とする請求項８に記載のスプライスプレート。
【請求項１０】
主材のボルト接合に用いられるスプライスプレートであって、
前記スプライスプレートの引張強度は、前記主材の引張強度の１．５倍以上であり、
前記スプライスプレートに設けられたボルト穴に挿入されるボルトのボルト頭の最大径の２倍以上の加工領域の摩擦接合面に、周囲に隆起部が形成された凹み部が形成され、前記凹み部の深さが打撃前の面に対して０．５ｍｍ以上、前記隆起部の高さが打撃前の面に対して０．２ｍｍ以上であり、前記凹み部は、ピッチが２ｍｍ以上３ｍｍ以下の連続溝であることを特徴とするスプライスプレート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建築、橋梁等における鋼構造体の摩擦接合に利用される高力ボルト摩擦接合用のスプライスプレート及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１１に示すように、建築用鋼材等を直列に接合する際は、被接合鋼材を突き合わせて、その両側の側面にスプライスプレート（添板）１０１を添えてボルト１０２で締め付けて接合する、いわゆる高力ボルト摩擦接合が一般的に採用されている。
【０００３】
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、黒皮の除去された良好な赤錆面で、すべり係数が０．４５を上回る処理を施すこと、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している。すべり係数とは、高力ボルト摩擦接合における、「接合材の接触面がすべり出す荷重」÷「ボルトに導入した張力」＝「見かけ上の摩擦係数」のことである。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。しかし、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等により錆生成状態が異なるため、バラツキが大きい。
【０００４】
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、鋼材表面に赤錆を生成する方法の他に、特許文献１〜３に示されるように、接合面に転造等の加工法で凹凸を付ける方法が提案されている。特許文献１〜３では、凹凸を形成する加工方法は、転造法で行うのがよいとされている。これは、機械切削等による方法では、凸部は加工前の鋼板表面よりも同じか低くなるため、凸部を鋼板表面よりも高くするためには、摩擦接合全面を加工しなければならず、長時間を要し、かつ高コストとなるためである。
【０００５】
また、特許文献４に示されるように、ボルト穴近傍の山形の凹凸部をパワー密度１０5Ｗ／ｃｍ2以上１０7Ｗ／ｃｍ2以下のレーザ光の照射とアシストガスによる溶融・除去により形成する方法ことが提案されている。凹凸はボルト穴を中心とした放射状に設置するのがよいとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０９−１６５８２６号公報
【特許文献２】特開平１１−２４７８３１号公報
【特許文献３】特開２０００−２０４６７２号公報
【特許文献４】特開２００９−２７０６３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１及び２では、凹凸を形成する加工を転造等により行えば、硬い材料にも容易に加工が可能であると記述されているが、高張力鋼であるＨＴ７８０等の硬い材料に転造により凹凸を形成する場合、実際上は転造工具側にもそれに見合った硬度が必要となるとともに加工が困難となってしまう。
また、特許文献３の方法は、転造等によって凹凸を形成した後、焼入れ等により表面硬さを硬くするものであるが、熱処理に起因する変形の矯正や、酸化スケールの除去等が必要になり、結果としてコストが高くなる。
また、特許文献４にあるようにレーザ光を用いる場合、設備コストが高くなってしまう。
【０００８】
本発明は上記のような点に鑑みてなされたものであり、コストを抑え、かつ、高い作業効率で、摩擦接合面のすべり係数を高くしたスプライスプレートが得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の要旨は以下のとおりである。
［１］  主材のボルト接合に用いられるスプライスプレートの製造方法であって、
前記スプライスプレートの引張強度は、前記主材の引張強度の１．５倍以上であり、
前記スプライスプレートに設けられたボルト穴に挿入されるボルトのボルト頭の最大径の２倍以上の加工領域の摩擦接合面を、硬度が前記スプライスプレートよりも高く、先端の曲率半径の最小値が０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下であるピンで打撃して、周囲に隆起部が形成された凹み部を形成し、前記凹み部は、投影面積の合計が加工領域の面積の２０％以上８０％以下である打撃痕であることを特徴とするスプライスプレートの製造方法。
［２］  主材のボルト接合に用いられるスプライスプレートの製造方法であって、
前記スプライスプレートの引張強度は、前記主材の引張強度の１．５倍以上であり、
前記スプライスプレートに設けられたボルト穴に挿入されるボルトのボルト頭の最大径の２倍以上の加工領域の摩擦接合面を、硬度が前記スプライスプレートよりも高く、先端の曲率半径の最小値が０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下であるピンで打撃して、周囲に隆起部が形成された凹み部を形成し、前記凹み部は、ピッチが２ｍｍ以上３ｍｍ以下の連続溝であることを特徴とするスプライスプレートの製造方法。
［３］  前記凹み部の長手方向が応力方向と異なる方向になるように、方向性を持たせることを特徴とする上記［１］又は［２］に記載のスプライスプレートの製造方法。
［４］前記ピンは、その先端の曲率半径が、前記ピンの所定の径方向から見たときと、前記所定の方向と直交する径方向から見たときとで異なることを特徴とする上記［１］〜［３］の何れか１項に記載のスプライスプレートの製造方法。
［５］  前記ピンの所定の径方向から見た曲率半径は０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下、前記所定の方向と直交する径方向から見た曲率半径は２．５ｍｍ以上であることを特徴とする［４］に記載のスプライスプレートの製造方法。
［６］  前記凹み部の深さを打撃前の面に対して０．５ｍｍ以上、前記隆起部の高さを打撃前の面に対して０．２ｍｍ以上とすることを特徴とする上記［１］〜［５］の何れか１項に記載のスプライスプレートの製造方法。
［７］  主材のボルト接合に用いられるスプライスプレートであって、
前記スプライスプレートの引張強度は、前記主材の引張強度の１．５倍以上であり、
前記スプライスプレートに設けられたボルト穴に挿入されるボルトのボルト頭の最大径の２倍以上の加工領域の摩擦接合面に、周囲に隆起部が形成された凹み部が形成され、前記凹み部の深さが打撃前の面に対して０．５ｍｍ以上、前記隆起部の高さが打撃前の面に対して０．２ｍｍ以上であり、前記凹み部は、投影面積の合計が加工領域の面積の２０％以上８０％以下である打撃痕であることを特徴とするスプライスプレート。
［８］  前記凹み部が、互いに直交する長手方向と短手方向を有する略長穴形状であることを特徴とする上記［７］に記載のスプライスプレート。
［９］  前記略長穴形状の凹み部が、方向性を有するように形成されたことを特徴とする上記［８］に記載のスプライスプレート。
［１０］  主材のボルト接合に用いられるスプライスプレートであって、
前記スプライスプレートの引張強度は、前記主材の引張強度の１．５倍以上であり、
前記スプライスプレートに設けられたボルト穴に挿入されるボルトのボルト頭の最大径の２倍以上の加工領域の摩擦接合面に、周囲に隆起部が形成された凹み部が形成され、前記凹み部の深さが打撃前の面に対して０．５ｍｍ以上、前記隆起部の高さが打撃前の面に対して０．２ｍｍ以上であり、前記凹み部は、ピッチが２ｍｍ以上３ｍｍ以下の連続溝であることを特徴とするスプライスプレート。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、スプライスプレートの少なくともボルト穴まわりの摩擦接合面を、硬度がスプライスプレートよりも高く、先端の曲率半径の最小値が２ｍｍ以下であるピンで打撃して、周囲に隆起部が形成された凹み部を形成するようにしたので、スプライスプレートの摩擦接合面と主材との摩擦力を高めてすべりを抑えることができる。しかも、ボルト穴の加工を行った後、すぐにピンでの打撃を行うことができ、作業効率が高い。また、打撃処理であるので金属屑や金属片がでることもない。また、ピンでの打撃により周囲に隆起部が形成された凹み部を形成する加工は、スプライスプレートの硬度の影響をさほど受けず、スプライスプレートよりも十分に硬いピンを用いれば、硬い場合にも同じ位置で複数回打撃すればよい。また、レーザ光を用いる場合のように設備コストが高くなることも避けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態に係るスプライスプレートの摩擦接合面を示す平面図である。
【図２】ボルト穴まわりの加工領域に凹凸部が形成された状態を示す図である。
【図３】凹凸部の断面図である。
【図４】二重曲率ピンを示す図である。
【図５】加工領域の大きさを説明するための図である。
【図６】スプライスプレートに切削又は転造により凹部又は凹凸部を加工した例、及び、赤錆状態のままとした例を説明するための図である。
【図７Ａ】スプライスプレートにピンでの打撃により凹凸部を加工した例を説明するための図である。
【図７Ｂ】スプライスプレートにピンでの打撃により凹凸部を加工した例を説明するための図である。
【図８】試験片を示す斜視図である。
【図９】全板幅方向に連続溝を形成した状態を示す図である。
【図１０】ボルト穴と同心円状に凹凸を形成した状態を示す図である。
【図１１】スプライスプレートの使用状態の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１は本実施形態に係る高力ボルト摩擦接合用のスプライスプレート１の摩擦接合面１ａ（主材たる鋼構造体との接触面）を示す平面図である。スプライスプレート１には複数のボルト穴２が形成されている。
【００１３】
図２に示すように、スプライスプレート１の摩擦接合面１ａの各ボルト穴２まわりの加工領域３には、丸みを帯びた先端形状のピンで打撃することにより、周囲に隆起部４ａが形成された凹み部４ｂ（凹凸部４と称する）が複数形成されている。即ち、スプライスプレート１の摩擦接合面１ａに対して垂直方向からスプライスプレートよりも硬いピンで打撃することにより、図３に示すように、打撃部分が凹むとともに、その周囲が盛り上がって、凹凸部４が形成されることになる。スプライスプレート１の加工領域３の硬度に比べて、ピンの硬度が高くなければ、打撃によってピンが変形し、スプライスプレート１に凹凸部４を形成することができない。
ピンの先端形状は、打撃時の圧力が高くなるように、例えば、円錐状、マイナスドライバー状、プラスドライバー状等にすればよい。１回の打撃でスプライスプレートに形成される凹み部の大きさを考慮すると、マイナスドライバー状、プラスドライバー状が好ましい。更に、ピンの加工の容易さを考慮すると、マイナスドライバー状が好適である。
【００１４】
凹み部４ｂの深さは打撃前の面（換言すれば、加工領域３以外の摩擦接合面１ａ）に対して０．５ｍｍ以上とし、隆起部４ａの高さは同じく打撃前の面に対して０．２ｍｍ以上とするのが好適である。エアツール、電動ツール、超音波衝撃（ＵＩＴ：Ultrasonic Impact Treatment）ツールや、ハンマーピーニング等によりピンで打撃し、一回の打撃で足りなければ、同じ位置で複数回打撃して凹み部４ｂの深さを０．５ｍｍ以上、隆起部４ａの高さを０．２ｍｍ以上とする。
【００１５】
図２（ａ）〜（ｃ）の例では、ボルト穴２まわりの加工領域３において凹凸部４を点在させている。即ち、凹凸部４が相互に重なることがないように、加工領域３内にできるだけ均等に配置している。また、図２（ｄ）に示すように、加工領域３に複数の連続する溝を作ってもよい。加工領域３が連続溝である場合、溝の長手方向と直交する方向の断面の形状は、周囲に隆起部４ａが形成された凹み部４ｂとなる。
【００１６】
図２（ａ）は、先端の曲率半径が一定である丸ピンや、先端形状が円錐であるピン（先細ピン）で打撃した例を示す。一方、図２（ｂ）、（ｃ）は、先端の曲率半径が、ピンの所定の径方向から見たときと、前記所定の方向と直交する径方向から見たときとで異なるピン（二重曲率ピンと称する）で打撃した例を示す。また、図２（ｄ）は、打撃痕の短手方向が部材の応力の働く方向となる複数の溝を形成した例を示す。
図２（ａ）〜（ｃ）に示す円形又は楕円形の打撃痕を有する凹み形態の場合は、凹凸部４の投影面積を加工領域３の面積の２０％以上８０％以下にすることが必要である。なお、加工領域の面積に対する凹凸部の投影面積の割合を打撃率という。打撃率が２０％未満であると凹凸部が少なく、打撃率が８０％を超えると打撃痕が重なって隆起部が潰され、主材に食い込む隆起部が少なくなり、ボルト接合した際に摩擦係数を十分に高めることができない。図２（ｄ）に示す打撃痕を溝状に配列した凹み形態（連続溝）の場合は、打撃痕のピッチ（間隔）ｐが広すぎると、ボルト接合した際に摩擦係数を十分に高めることができないので、ピッチｐを３ｍｍ以下とする。一方、ピッチｐが狭すぎると加工時間が長くなるため、２ｍｍ以上とする。
【００１７】
二重曲率ピン５は、図４に示すように、先端に向かって周長が減少する端部を有しており、端部の軸方向の長さはピン５の基部の径よりも長く、所定の方向と直交する径方向から見たときとで先端の曲率半径が異なっている。即ち、二重曲率ピン５は、所定の径方向から見た先端の曲率半径Ｒ1（図４（ａ））に比べて、前記所定の方向と直交する径方向から見た先端の曲率半径Ｒ2（図４（ｂ））が小さくなっており、いわばマイナスドライバーの先端形状に丸みを持たせたような形状となっている。なお、図４に示す例では、曲率半径Ｒ1はピンの半径ｄ／２より大きいので、その両端にはピン５の基部につながるように曲率半径Ｒ3部分が形成されている。このような二重曲率ピン５を用いることにより、同条件下で、先細ピンで打撃するのに比べて、一回の打撃で高低差のある凹凸部４を形成することができ、加工時間の短縮化を図ることができる。
【００１８】
ここで、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、二重曲率ピン５で打撃した場合、凹凸部４は、互いに直交する長手方向と短手方向を有する略長穴形状を呈する。この場合に、凹凸部４に方向性を持たせて、凹み部の長手方向を、凹凸部４に主に作用する応力方向と一致させないようにすれば、応力に対する抵抗を増加させることができる。より好ましくは、図２（ｂ）に示すように凹凸部４に主に作用する応力方向（矢印方向）に対して直角方向に凹凸部４の長手方向が向くようにする。このように応力方向に対して直角方向に溝形状がある方がより合理的に摩擦力を高めることができる。この場合、二重曲率ピン５が回転しないように打撃していく必要があるので、ツール及び二重曲率ピン５に回転止め機構を設けておく。なお、方向性は一方向だけでなく、複数の方向性としてもよい。また、スプライスプレート１の摩擦接合面１ａを焼き入れ硬化させるような場合であれば、ランダムに打撃してもよい。
【００１９】
ピンの先端の曲率半径は、小さすぎるとピンの先端が非常に欠けやすくなってしまうので、０．２ｍｍ以上とするのが好適であり、０．５ｍｍ以上がより好ましい。一方、ピンの先端の曲率半径が２ｍｍを超えると、スプライスプレート１の摩擦接合面１ａに対する隆起部４ａの高さが小さくなるか、または、凹凸部４の量が少なくなり、ボルト接合した際に摩擦係数を高くする効果が得られないことがあるので、２ｍｍ以下が好適である。二重曲率ピンでは、ピンの先端の曲率半径の最小値を０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下とすればよい。
例えば、所定の径方向から見た曲率半径Ｒ1が２．５ｍｍ以上の二重曲率ピン５を用いる場合、前記所定の方向と直交する径方向から見た曲率半径Ｒ2は０．２ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることが好ましい。この場合、曲率半径Ｒ2は、曲率半径Ｒ1よりも小さく、ピンの先端の曲率半径の最小値である。一方、曲率半径Ｒ1が２．５ｍｍ未満であると、１回の打撃で形成される凹凸部が小さくなり、隆起部の高さが不十分になることがある。そのため、曲率半径をＲ1は２．５ｍｍ以上にすることが好ましい。また、曲率半径Ｒ1が５ｍｍ以上になると、加工時間を短くする効果は飽和するものの、無限大、即ち平坦にしても加工時間は短く、摩擦係数を十分に高めることができる。
【００２０】
また、円柱状のピンの基部の径ｄは２．５ｍｍ以上で８ｍｍより小さくすることが好適である。ピンの径ｄが２．５ｍｍを下回るとピンが折れやすくなり、８ｍｍ以上となると打撃時間が長くなってしまうからである。
【００２１】
ボルト穴２まわりの加工領域３は、ボルト穴２に挿入するボルトのボルト頭の最大径の２倍以上の領域であるようにする。加工領域の上限は、図５に示すように、加工領域３の半径ｒは、ボルト頭の最大径ｒbの３倍の３ｒb以下とすることが好ましい。加工領域３の半径ｒがボルト頭の最大径ｒbの２倍未満であると、ボルト接合した際に、摩擦係数を高くする効果が十分に得られない。また、ボルト締結の圧縮力が強く作用する範囲に凹凸部４を形成すると効果が得られるので、加工に要する時間を短縮するために、加工領域３の半径ｒを３ｒb以下にすることが好ましい。ボルト締結の圧縮力が強く作用するのはボルト頭の最大径の３倍程度までの範囲であり、その範囲を超えて凹凸部４を形成しなくても十分な摩擦力が得られる。また、より広い範囲を加工すればより大きな摩擦力が得られるため、有効であるが、処理量に対して、摩擦力の増大代は小さくなるため、加工量に対する見返りは小さくなる。なお、加工領域３は必ずしも円形である必要がないが、その場合でも、少なくともボルト頭の最大径の２倍以上の領域となるようにする。
【００２２】
高力ボルト摩擦接合では、ボルトの本数及び締付力によって、使用されるボルトが決定される。ボルト頭の最大径ｒbは、ボルトの規格によって定められているので、仕様に応じて、加工領域３の半径ｒを決定することができる。また、ボルト穴２まわりの加工領域３は、ボルト穴２の半径の少なくとも２倍を半径とする領域をカバーすることが望ましい。
【００２３】
スプライスプレート１に形成された隆起部４ａが柔らかいと、ボルト接合した際に変形し、摩擦係数を高くする効果が十分に得られないので、スプライスプレート１の降伏強度を主材の引張強度よりも高くすることが必要である。そのため、スプライスプレート１は、引張強度が、主材の１．５倍以上である材料とする。スプライスプレート１の引張強度は、主材の引張強度の２．５倍以上であることが好ましい。
また、加工領域３に焼入れを施して表面を硬化させた後、打撃痕を形成してもよい。この場合、スプライスプレート１の引張強度は、加工領域３の凹凸部４以外の部分で測定したビッカース硬さの３分の１の値で代用することができる。これをＳＩ単位系で表すと、ビッカース硬度［Ｈｖ］／３＝引張強度［Ｎ／ｍｍ2］／９．８となる。
【００２４】
以上述べたように、スプライスプレート１の摩擦接合面１ａのボルト穴２まわりの加工領域３に凹凸部４（周囲に隆起部４ａが形成された凹み部４ｂ）が形成され、表面粗さが大きくなっているので、スプライスプレート１の摩擦接合面１ａと主材との摩擦力を高めてすべりを抑えることができる。また、スプライスプレート１の加工領域３を硬質とし、更に、隆起部４ａの硬さを塑性変形によって増しているので（加工硬化）、主材に食い込ませやすく、すべり係数を高くすることができる。また、凹み部４ｂには圧縮残量応力が付与されており、引張応力が作用しても相対的に応力が低いので、繰り返し負荷による疲労破壊の起点となりにくい。
【００２５】
しかも、スプライスプレート１を製造する際には、製造ロボットにエアツール、電動ツール、超音波衝撃ツール等を持たせておき、ボルト穴２の加工を行った後、すぐに凹凸部４の加工（ピンでの打撃）を行うことができ、作業効率が高い。また、打撃処理であるので金属屑や金属片がでることもない。また、ピンでの打撃により凹凸部４を形成する加工は、スプライスプレート１の硬度の影響をさほど受けず、硬い場合にも同じ位置で複数回打撃することにより所望の凹凸部４を形成することができる。また、レーザ光を用いる場合のように設備コストが高くなることも避けることができる。
【００２６】
超音波衝撃ツールとして、例えばトランスデューサーとトランスデューサーの前面に設けられたウエーブガイドと、ウエーブガイドの先端に設けられ、ピンを支持するホルダーと、このホルダーを支持する支持体から構成される超音波衝撃装置を用いることができる。超音波振動は、電源から供給された電気エネルギーを、トランスデューサーによって超音波領域の機械振動に変換し、発生させる。生じた超音波振動は、ウエーブガイドを伝播し、このウエーブガイドの径が前方に向かって絞られていることによって超音波振動の伝播速度が変性され、ウエーブガイドの先端からホルダーで支持されているピンを超音波振動させる。通常、超音波打撃処理は、振幅２０〜６０μｍ、周波数は１５〜６０ｋＨｚ、出力０．２から１ｋＷで処理される。超音波衝撃処理又はハンマーピーニングの振幅が小さいと、凹み部４ｂの深さ及び隆起部４ａの高さが小さくなる場合がある。
【００２７】
以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
【００２８】
（実施例）
図６には、比較例として、スプライスプレート１の摩擦接合面１ａに切削又は転造により凹部又は凹凸部を加工した例１〜６、８、９、及び、赤錆状態のままとした例７を示す。一方、図７Ａ、図７Ｂには、スプライスプレート１の摩擦接合面１ａにピンでの打撃により凹凸部４を加工した例１０〜５３を示す。なお、例１〜４５、４９〜５３ではスプライスプレート１の板厚が２０ｍｍであり、例４６〜４８では板厚１２ｍｍ、３０ｍｍ、４０ｍｍに変更している。
【００２９】
接合する主板はＳＮ４００Ｂで２０ｍｍである。また、例１〜４５、４９〜５３ではボルトの規格がＭ２４であり、例４６〜４８ではＭ１６、Ｍ３８、Ｍ４８に変更している。試験は、図８に示すように突合せた主材１００をスプライスプレート１で挟み込み、ボルトで固定して試験片を作製し、引張試験を実施した。引張試験の結果、主材１００とスプライスプレート１との接触面がすべり出した荷重Ｐ、ボルトに導入した張力Ｎ、ボルトの本数ｍから、すべり係数μを、下式（１）により求めた。
μ＝Ｐ／（２×Ｎ×ｍ）・・・（１）
【００３０】
図６に示す例１、２、９は、切削により凹部を形成した例である。例１、２では、図９に示すように、切削により全板幅方向に連続溝６を形成し、連続溝６のピッチｐを２ｍｍとしている。切削工具の先端の曲率半径Ｒは０．５ｍｍ、凹の深さ（連続溝６の深さ）は１ｍｍであり、切削であるので凸の高さは０ｍｍである。例１では、スプライスプレート１の材料がＳ４５Ｃで、表面に高周波焼き入れを行っている。この場合、すべり係数が０．９７と良好な結果が得られるが、高周波焼き入れも含めて加工に手間がかかってしまう。また、例２では、スプライスプレート１の材料が高張力鋼であるＨＴ７８０で、高周波焼き入れは行っていない。この場合、すべり係数が０．９４と良好な結果が得られるが、硬い材料であるため切削そのものの手間がかかってしまう。
【００３１】
また、例９では、ボルト頭の最大径の２倍の加工領域において、切削によりボルト穴２と同心円状に溝を形成し、ピッチを２ｍｍとしている。切削工具の先端の曲率半径Ｒは０．５ｍｍ、凹の深さ（同心円状の溝の深さ）は１ｍｍであり、切削であるので凸の高さは高々０ｍｍである。例９では、スプライスプレート１の材料がＳＮ４００Ｂで、高周波焼き入れは行っていない。この場合、スプライスプレートの硬さが低いため、性能が低くなってしまう（すべり係数が０．７以下となる）。なお、切削の場合は、金属屑や金属片がでてしまうという問題もある。
【００３２】
図６に示す例３〜６、８は、特許文献２に示されるように転造により凹凸部を形成した例である。例３〜６、８のいずれにおいても、ボルト頭の最大径の２倍の加工領域において、図１０に示すように、ボルト穴２と同心円状に２ｍｍピッチで凹凸部９を形成している。転造工具の先端の曲率半径Ｒは０．５ｍｍ、凹の深さ（同心円状の溝の深さ）は０．３ｍｍ、凸の高さは０．３ｍｍである。
【００３３】
例３では、スプライスプレート１の材料がＳ４５Ｃで、表面に高周波焼き入れを行っている。この場合、すべり係数が０．８８と良好な結果が得られるが、高周波焼き入れも含めて加工に手間がかかってしまう。また、例５では、スプライスプレート１の材料が高張力鋼であるＨＴ７８０で、高周波焼き入れは行っていない。この場合、すべり係数が０．７５と良好な結果が得られるが、硬い材料であるため転造そのものの手間がかかってしまう。また、例４では、スプライスプレート１の材料がＳＭ５７０Ｑで、高周波焼き入れは行っていない。この場合、性能が低くなってしまう（すべり係数が０．７以下となる）。また、例６、８では、スプライスプレート１の材料がＳＮ４００Ｂであり、この場合、表面に高周波焼き入れを行うか否かにかかわらず、性能が低くなってしまう（すべり係数が０．７以下となる）。
【００３４】
図６に示す例７は、赤錆状態のままとした例である。例７では、スプライスプレート１の材料がＳＮ４００Ｂであり、この場合、性能が低くなってしまう（すべり係数が０．７以下となる）。
【００３５】
次に、図７Ａ、図７Ｂに示す例１０〜５３は、ピンでの打撃により凹凸部４を加工した例である。いずれの例でも、ピン硬さ（ロックウェル硬さ）は６３である。また、例１０〜１５、１７〜５２は二重曲率ピンを用いており、先端の曲率半径Ｒ1、曲率半径Ｒ2はそれぞれ各欄に記載した値である。例１６は先端の曲率半径が３ｍｍの丸ピンを用いている。また、例５３は先端が円錐状であり、先端の曲率半径が１ｍｍの先細ピンを用いている。また、例１０〜４３、４６〜５３は超音波衝撃による打撃であるが、例４４、４５はハンマーピーニングによる打撃である。
【００３６】
加工パターンの欄の「連続溝」とは、略長穴形状の凹凸部４をその長手方向に重ねるようにして連続溝形状としたものである。また、「一方向」とは略長穴形状の凹凸部４を一方向に向けて形成したものである。また、「ランダム」とは略長穴形状の凹凸部４に方向性を持たせないようにしたものである。いずれの場合も、ピンはスプライスプレート１の摩擦接合面１ａに対して垂直に打撃する。なお、「連続溝」及び「一方向」の場合、応力方向に対して直角方向に長手方向が向くようにしている。なお、丸ピンを用いた例１６、先細ピンを用いた例５３は、穴形状が略円形であるため、加工パターンの欄を空欄とした。
【００３７】
また、凹みの形態の欄の「打撃率」とは、加工領域３に対する凹みの面積の割合のことである。例えば同じ打撃率であっても、ピンの先端が大きくなるほど凹みの面積（打撃面積）は大きくなるので、凹みの総量（数）は小さくなる。
【００３８】
図７Ｂに示す例２２〜４８、５０〜５３では、すべり係数が高く、良好な結果が得られている。なお、例２２〜２５では、スプライスプレート１の材料がＳ４５Ｃで、表面に高周波焼き入れを行っているため、加工にはやや手間がかかっている。また、例２９では、スプライスプレート１の摩擦接合面１ａの全面をピンで打撃しているため、加工時間は他の例に比べて長くなっている。また、例３３、３４では、先端の曲率半径Ｒ2が０．５ｍｍを下回っているため、ピンの先端が欠けやすくなっている。また、例３９、４０では、ピンの径ｄが８ｍｍ以上となっているため、打撃時間が長くなっている。また、例５３では、先細ピンを用いているため、打撃時間が長くなっている。また、例４４、４５では、ハンマーピーニングであるため、打撃時間が長くなっている。
【００３９】
一方、図７Ａに示す例１０〜１４では、すべり係数が０．７以下となり、性能が低くなっている。その原因としては、例１０では、加工領域３が狭い（ボルト頭の最大径の２倍の加工領域をカバーしていない）ためと考えられる。また、例１１では、連続溝のピッチを大きくしすぎたためと考えられる。また、例１２では、打撃率が１００％であるためと考えられる。また、例１３では、スプライスプレート１の材質がＳＭ４９０で、高周波焼き入れを行っていないためと考えられる。また、例１４では、ピンの先端の曲率半径の最小値が２ｍｍを超えており、凸（隆起部４ａ）の高さが０．１７ｍｍと低いためと考えられる。
【００４０】
また、図７Ａに示す例１５〜２１では、性能が低いところまではいかないが、例２２〜４８に比べると性能がやや劣っている。その原因としては、例１５では、打撃率が１８％であるため、また、例１６は丸ピンであり、ピンの先端の曲率半径の最小値が２ｍｍを超えており、凹凸部４の量が少ないためと考えられる。ただし、例２３のように、打撃率が２０％程度でも、スプライスプレート１の材料や焼き入れの有無等によって高いすべり係数が得られることもある。また、例１７では、超音波衝撃処理の出力を小さくして、凸（隆起部４ａ）の高さが０．１９ｍｍと低くしたためと考えられる。また、例１８では、スプライスプレート１の材質がＳＭ５７０で、高周波焼き入れを行っていないためと考えられる。また、例１９、２０では、ランダムに打撃して、略長穴形状の凹凸部４に方向性を持たせないようにしたためと考えられる。また、例２１では、連続溝のピッチを大きくしすぎたためと考えられる。
【００４１】
また、図７Ｂに示す例４９〜５２は、先端の曲率半径Ｒ1を変化させた例であり、例５２の「∞」はフラットであることを意味する。例４９のように先端の曲率半径Ｒ1が２．５ｍｍ未満の場合には、打撃により凹む領域が小さくなり、表面に隆起する量も小さくなるため、効果がやや劣っている。また、先端の曲率半径Ｒ1が５ｍｍ以上になると、滑り係数が頭打ちになる傾向があるものの、平坦にした場合、即ち「∞」でも加工時間が短く、摩擦係数は良好である。
【００４２】
以上述べた実施例からも、本発明を適用することにより、コストを抑え、かつ、高い作業効率で、摩擦接合面のすべり係数を高くしたスプライスプレートが得られることがわかる。
【符号の説明】
【００４３】
１：スプライスプレート、１ａ：摩擦接合面、２：ボルト穴、３：加工領域、４：凹凸部、４ａ：隆起部、４ｂ：凹み部、５：二重曲率ピン、６：連続溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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