(57)【要約】【課題】比較的小さな機構で、好ましくは携帯可能なサイズの工具で、大規模な物体の接合に適用できる回転摩擦圧接法による接合方法および接合構造を提供する。【解決手段】第１の物体１と第２の物体２とを隣接した位置に配置すると共に第１の物体１と第２の物体２とに跨る回転対称形状の空所４を加工する。一方、回転対称形状の空所４と略同形状の回転対称形状を持つ接合物体３を製作し、空所４に遊嵌する。このとき、第１の物体１および第２の物体２と接合物体３との接触面５は、第１の物体１と接合物体３の側周面３ａとの接触面５ａと第２の物体２と接合物体３の側周面３ａとの接触面５ｂとで構成される。接合物体３を接触面５に向かって押圧しつつ回転対称体の回転軸６周りに回転させて、接触面５に生じる摩擦を利用し接触面５近傍の材料組織を溶融させ一体化させる。このようにして、接合物体３を介して第１の物体１と第２の物体２とを接合する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転摩擦圧接によって第１の物体と第２の物体とを接合物体を介して接合する接合方法であって、前記第１の物体、前記第２の物体および前記接合物体は、いずれも摩擦により溶融可能であり、溶融により前記第１の物体と前記接合物体および前記第２の物体と前記接合物体とを一体化することが可能な物体であり、前記第１の物体と前記第２の物体とを隣接した位置に配置すると共に前記第１の物体と前記第２の物体とに跨る回転対称形状の空所を加工し、前記接合物体は前記空所と略同形状の回転対称体であって、前記空所に遊嵌することにより前記第１の物体および前記第２の物体と回転対称形状を有する前記接合物体の側周面との間に接触面を設け、前記接合物体を前記接触面に向かって押圧しつつ回転対称体の軸周りに回転させることによって前記接触面に生じる摩擦を利用し接触面近傍の材料組織を溶融させ一体化させることにより前記接合物体を介して前記第１の物体と前記第２の物体とを接合することを特徴とする回転摩擦圧接による物体の接合方法。
【請求項２】
前記接合物体の形状は、截頭円錐体であることを特徴とする請求項１に記載の回転摩擦圧接による物体の接合方法。
【請求項３】
前記接合物体の物体強度は、前記第１の物体の物体強度および前記第２の物体の物体強度のいずれよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至２に記載の回転摩擦圧接による物体の接合方法。
【請求項４】
前記接合物体と前記接合物体が遊嵌される前記空所とを接合ユニットとしたとき、複数の前記接合ユニットにより前記第１の物体と前記第２の物体とを接合することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の回転摩擦圧接による物体の接合方法。
【請求項５】
前記第１の物体と前記第２の物体とが請求項１乃至４のいずれかに記載の方法により接合されたことを特徴とする回転摩擦圧接による物体の接合構造。
【請求項６】
請求項１における前記第１の物体、前記第２の物体および前記接合物体は、それぞれ第１の鋼材、第２の鋼材および接合鋼材であって、前記第１の鋼材と前記第２の鋼材とを隣接した位置に配置すると共に前記第１の鋼材の端面と前記第２の鋼材の端面とを対向させて配置し、前記第１の鋼材の端面と前記第２の鋼材の端面とに跨る回転対称形状の前記空所を加工し、前記接合鋼材は前記空所と略同形状の回転対称体であって、前記空所に遊嵌されて前記第１の鋼材および前記第２の鋼材と回転対称形状を有する前記接合鋼材の側周面の間に接触面を設け、前記接合鋼材を前記接触面に向かって押圧しつつ回転対称体の軸周りに回転させることによって接前記触面に生じる摩擦を利用し接触面近傍の材料組織を溶融させ一体化させることにより前記接合鋼材を介して前記第１の鋼材と前記第２の鋼材とを接合することを特徴とする請求項１に記載の回転摩擦圧接による鋼材の接合方法。
【請求項７】
請求項１における前記第１の物体、前記第２の物体および前記接合物体は、それぞれ第１の鋼材、第２の鋼材および接合鋼材であって、前記第１の鋼材と前記第２の鋼材とを重ねた位置に配置すると共に前記第１の鋼材の裏面と前記第２の鋼材の表面を対向させて配置し、前記第１の鋼材の裏面と前記第２の鋼材の表面とを貫く直線を回転軸とする回転対称形状の前記空所を加工し、前記接合鋼材は前記空所と略同形状の回転対称体であって、前記空所に遊嵌されて前記第１の鋼材および前記第２の鋼材と回転対称形状を有する前記接合鋼材の側周面の間に接触面を設け、前記接合鋼材を前記接触面に向かって押圧しつつ回転対称体の軸周りに回転させることによって前記接触面に生じる摩擦を利用し接触面近傍の材料組織を溶融させ一体化させることにより前記接合鋼材を介して前記第１の鋼材と前記第２の鋼材とを接合することを特徴とする請求項１に記載の回転摩擦圧接による鋼材の接合方法。
【請求項８】
前記接合鋼材の形状は、截頭円錐体であることを特徴とする請求項６乃至７に記載の回転摩擦圧接による鋼材の接合方法。
【請求項９】
前記接合鋼材の鋼材強度は、前記第１の鋼材の鋼材強度および前記第２の鋼材の鋼材強度のいずれよりも大きいことを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の回転摩擦圧接による鋼材の接合方法。
【請求項１０】
前記接合鋼材と前記接合鋼材が遊嵌される前記空所とを接合ユニットとしたとき、複数の前記接合ユニットにより前記第１の鋼材と前記第２の鋼材とを接合することを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の回転摩擦圧接による鋼材の接合方法。
【請求項１１】
前記第１の鋼材と前記第２の鋼材とが請求項６乃至１０のいずれかに記載の方法により接合されたことを特徴とする回転摩擦圧接による鋼材の接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、回転摩擦圧接による物体の接合方法および接合構造に関するものである。特に、建築鋼構造に用いられる柱や梁など鋼構造骨組を構成する鋼材の接合方法および接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】  本発明に用いる接合法は、「回転摩擦圧接法」と呼ばれる公知の技術である。
図１０に従来の回転摩擦圧接法による物体の接合例を示す。図１０に示すように第１の物体１０１と第２の物体１０２との間に接合物体１０３を配置し、第１の物体１０１と第２の物体１０２とを接合物体１０３に押圧しつつ接合物体１０３を回転または摺動させて第１の物体１０１と接合物体１０３との接触面１０５および第２の物体１０２と接合物体１０３との接触面１０５に生ずる摩擦により接触面１０５近傍の材料組織を溶融させ一体化させる第１の物体１０１と第２の物体１０２とを接合物体１０３を介した接合方法および接合構造である。【０００３】  特許文献１には、棒状の２物体の先端を接するように接触面を加工して、接触面同士を押圧しつつ相互に相対回転させて生じる摩擦により接触面近傍の材料組織を溶融させ一体化させる回転摩擦圧接法を用いた接合方法および接合構造が提示されている。特許文献２には、２個のパイプ状物体の間に同径リング状接合物体を挟むように接触させて配置し、リング状接合物体とパイプ状物体とに接合面を形成して、両側の２物体を接合物体に押圧しつつ接合物体を回転させることにより生じる摩擦により接触面近傍の材料組織を溶融させ一体化させる回転摩擦圧接法を用いた接合方法および接合構造が提示されている。特許文献３には、２本の鉄筋の間に接合補助材という接合物体を挟むように接触させて配置し、接合補助材とそれぞれ鉄筋の先端に接触面を形成し、両側の鉄筋を接合補助材に押圧しつつ接合補助材を回転させることにより生じる摩擦により接触面近傍の材料組織を溶融させ一体化させる回転摩擦圧接法を用いた接合方法および接合構造が提示されている。【０００４】  これらの従来技術では、第１の物体１０１および第２の物体１０２の回転軸または接合物体１０３の回転軸が、物体間の接触面１０５に垂直であることが共通している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−３０１３６４号公報
【特許文献２】特開２０００−０９４１５７号公報
【特許文献３】特開２０１１−１５２５６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】  従来の回転摩擦圧接法は、鉄筋のように比較的小規模な鋼材の接合に実用化されている。ところが、建築鋼構造の柱や梁のように大規模な鋼材の接合に適用しようとすると、押圧および摩擦を加えるために要する加圧機構や動力機構の性能が巨大化する。従って、建築鋼構造の工事現場での現場接合に適用することは困難である。一方、建築鋼構造の柱や梁などの鋼構造骨組を構成する鋼材の接合は、溶接または高力ボルト摩擦接合のいずれかによる場合がほとんどで、新しい接合方法の提供が要望されている。本発明は、比較的小さな機構で、好ましくは携帯可能なサイズの工具で、大規模な鋼材の接合に適用できる回転摩擦圧接法による接合方法および接合構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】  請求項１の発明では、回転摩擦圧接によって第１の物体と第２の物体とを接合物体を介して接合する接合方法であって、前記第１の物体、前記第２の物体および前記接合物体は、いずれも摩擦により溶融可能であり、溶融により前記第１の物体と前記接合物体および前記第２の物体と前記接合物体とを一体化することが可能な物体であり、前記第１の物体と前記第２の物体とを隣接した位置に配置すると共に前記第１の物体と前記第２の物体とに跨る回転対称形状の空所を加工し、前記接合物体は前記空所と略同形状の回転対称体であって、前記空所に遊嵌することにより前記第１の物体および前記第２の物体と回転対称形状を有する前記接合物体の側周面との間に接触面を設け、前記接合物体を前記接触面に向かって押圧しつつ回転対称体の軸周りに回転させることによって前記接触面に生じる摩擦を利用し接触面近傍の材料組織を溶融させ一体化させることにより前記接合物体を介して前記第１の物体と前記第２の物体とを接合する。ここで、第１の物体、第２の物体および接合物体の材質は、摩擦により溶融可能であり、溶融により第１の物体と接合物体および第２の物体と接合物体とを一体化することが可能である限り任意である。例えば、鋼材、合金鋼材、アルミニウム材、アルミニウム合金材などの金属類、熱可塑性樹脂などの合成樹脂類が挙げられる。また、異種の物体を接合するいわゆる異材接合にも適用され得る。接合物体の形状は、押圧しつつ回転することが容易な回転対称形状とする。回転対称形状の母線は任意の単調変化する曲線である。「側周面」とは、回転対称体における母線の生成する面を意味する。「遊嵌」とは、空所と側周面との間にある程度の隙間を許容して嵌合することを意味する。なお、この隙間は、限りなく小さく空所と側周面とが密着していてもよい。【０００８】  請求項２の発明では、前記接合物体の形状は、直線母線を有する回転対称形状である截頭円錐体である。截頭円錐体は、最も簡単な回転対称体であり製作が容易であり、対応する第１の物体および第２の物体の空所の加工も簡単である。【０００９】  請求項３の発明では、前記接合物体の物体強度は、前記第１の物体の物体強度および前記第２の物体の物体強度のいずれよりも大きい。物体と物体の接合においては、第１の物体および第２の物体の持つ全強度相当の力を接合物体を介して伝達せしめることが必要な場合が多い。ところが、接合物体の寸法は第１の物体および第２の物体に比べて小さくせざるを得ない場合がある。このような場合に対応するために、接合物体の強度を第１の物体および第２の物体の強度よりも大きくした。【００１０】  請求項４の発明では、前記接合物体と前記接合物体が遊嵌される前記空所とを接合ユニットとしたとき、複数の前記接合ユニットにより前記第１の物体と前記第２の物体とを接合する。本発明では接合物体を第１の物体と第２の物体に対して押圧しつつ回転させるので、接合物体は扱いやすい大きさに設定することになる。すなわち、接合物体および対応する空所は小さく分割して接合ユニットとし、複数の接合ユニットを並設することにより必要な強度を確保する。このようにして、接合機構を小型化することにより、工事現場に携帯可能な工具に���接合することができる。【００１１】  請求項５の発明では、前記第１の物体と前記第２の物体とが請求項１乃至４のいずれかに記載の方法により接合された物体の接合構造。本発明で提供した回転摩擦圧接法を用いて接合された構造であって、建築構造のみならず、土木構造、機械構造、容器構造、生活機材構造などあらゆる用途の構造の接合構造に適用できる。【００１２】  請求項６の発明では、請求項１における前記第１の物体、前記第２の物体および前記接合物体は、それぞれ第１の鋼材、第２の鋼材および接合鋼材であって、前記第１の鋼材と前記第２の鋼材とを隣接した位置に配置すると共に前記第１の鋼材の端面と前記第２の鋼材の端面とを対向させて配置し、前記第１の鋼材の端面と前記第２の鋼材の端面とに跨る回転対称形状の前記空所を加工し、前記接合鋼材は前記空所と略同形状の回転対称体であって、前記空所に遊嵌されて前記第１の鋼材および前記第２の鋼材と回転対称形状を有する前記接合鋼材の側周面の間に接触面を設け、前記接合鋼材を前記接触面に向かって押圧しつつ回転対称体の軸周りに回転させることによって前記接触面に生じる摩擦を利用し接触面近傍の材料組織を溶融させ一体化させることにより前記接合鋼材を介して前記第１の鋼材と前記第２の鋼材とを接合する。本発明では、第１の物体、第２の物体および接合物体はいずれも鋼材であるとする。更に、第１の鋼材と第２の鋼材は、端面を持つ鋼材であり、接合形式は具体的には突き合わせ接合の場合である。【００１３】  請求項７の発明では、請求項１における前記第１の物体、前記第２の物体および前記接合物体は、それぞれ第１の鋼材、第２の鋼材および接合鋼材であって、前記第１の鋼材と前記第２の鋼材とを重ねた位置に配置すると共に前記第１の鋼材の裏面と前記第２の鋼材の表面を対向させて配置し、前記第１の鋼材の裏面と前記第２の鋼材の表面とを貫く直線を回転軸とする回転対称形状の前記空所を加工し、前記接合鋼材は前記空所と略同形状の回転対称体であって、前記空所に遊嵌されて前記第１の鋼材および前記第２の鋼材と回転対称形状を有する前記接合鋼材の側周面の間に接触面を設け、前記接合鋼材を前記接触面に向かって押圧しつつ回転対称体の軸周りに回転させることによって前記接触面に生じる摩擦を利用し接触面近傍の材料組織を溶融させ一体化させることにより前記接合鋼材を介して前記第１の鋼材と前記第２の鋼材とを接合する。本発明では、第１の物体、第２の物体および接合物体はいずれも鋼材であるとする。更に、第１の鋼材と第２の鋼材は、表面および裏面を持つ鋼材であり、接合形式は具体的には重ね合わせ接合の場合である。【００１４】  請求項８の発明では、前記接合鋼材の形状は、直線母線を有する回転対称形状である截頭円錐体である。截頭円錐体は、最も簡単な回転対称体であり製作が容易であり、対応する第１の鋼材および第２の鋼材の空所の加工も簡単である。【００１５】  請求項９の発明では、前記接合鋼材の鋼材強度は、前記第１の鋼材の鋼材強度および前記第２の鋼材の鋼材強度のいずれよりも大きい。鋼材と鋼材の接合においては、第１の鋼材および第２の鋼材の持つ全強度相当の力を接合鋼材を介して伝達せしめることが必要な場合が多い。ところが、接合鋼材の寸法を第１の鋼材および第２の鋼材に比べて小さくせざるを得ない場合がある。このような場合に対応するために、接合鋼材の強度を第１の鋼材および第２の鋼材の強度よりも大きくした。【００１６】  請求項１０の発明では、前記接合鋼材と前記接合鋼材が遊嵌される前記空所とを接合ユニットとしたとき、複数の前記接合ユニットにより前記第１の鋼材と前記第２の鋼材とを接合する。本発明では接合鋼材を第１の鋼材と第２の鋼材に対して押圧しつつ回転させるので、接合鋼材は扱いやすい大きさに設定することになる。すなわち、接合鋼材および対応する空所は小さく分割して接合ユニットとし、複数の接合ユニットを並設することにより必要な強度を確保する。このことにより、接合機構を小型化でき、工事現場に携帯可能な工具にて接合することができる。【００１７】  請求項１１の発明では、前記第１の鋼材と前記第２の鋼材とが請求項６乃至１０のいずれかに記載の方法により接合された鋼材の接合構造。本発明で提供した回転摩擦圧接法を用いて接合された鋼構造であって、建築鋼構造のみならず、土木鋼構造、機械鋼構造、容器鋼構造、生活機材鋼構造などあらゆる用途の鋼構造の接合構造に適用できる。
【発明の効果】
【００１８】  建築鋼構造の柱や梁などの鋼構造骨組を構成する鋼材の接合のため、比較的小さな機構で、好ましくは携帯可能なサイズの工具で、大規模な鋼材の接合に適用できる回転摩擦圧接法による接合方法および接合構造を提供した。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１実施形態を説明する図である。
【図２】第２実施形態を説明する図である。
【図３】第２実施形態の実施手順を説明する図である。
【図４】第３実施形態を説明する図である。
【図５】第３実施形態の応用例を説明する図である。
【図６】第３実施形態のスプライスプレートへの適用例を説明する図である。
【図７】第４実施形態を説明する平面図および縦断面図である。
【図８】第４実施形態を説明する平面図および縦断面図である。
【図９】第４実施形態のＨ形鋼への適用例を説明する図である。
【図１０】従来技術を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】  本発明の実施形態を、図面を参照しつつ説明する。なお、同一構成要件については同一符号を付し、その説明を省略もしくは簡略化する。
【００２１】  本発明の第１実施形態を、図１を参照して説明する。第１の物体１と第２の物体２とを隣接した位置に配置すると共に第１の物体１と第２の物体２とに跨る回転対称形状の空所４を加工する。一方、回転対称形状の空所４と略同形状の回転対称形状を持つ接合物体３を製作し、空所４に遊嵌する。このとき、第１の物体１および第２の物体２と接合物体３との接触面５は、第１の物体１と接合物体３の側周面３ａとの接触面５ａと第２の物体２と接合物体３の側周面３ａとの接触面５ｂとで構成される。接合物体３を接触面５に向かって押圧しつつ回転対称体の回転軸６周りに回転させて、接触面５に生じる摩擦力を利用し接触面５近傍の材料組織を溶融させ一体化させる。このようにして、接合物体３を介して第１の物体１と第２の物体２とを接合する。
【００２２】  本発明の第２実施形態を、図２を参照して説明する。第１の鋼材１１および第２の鋼材１２は、端面を持つ鋼材である。端面を持つ鋼材とは、例えば鋼板、Ｈ形鋼を構成するフランジおよびウェブ、角形鋼管や円形鋼管など閉鎖断面部材の管鋼板本体などが挙げられる。端面同士を対向させて配置した接合とは、具体的には突き合わせ接合である。第１の鋼材１１と第２の鋼材１２とを隣接した位置に配置すると共に第１の鋼材１１の端面１１ａと第２の鋼材１２の端面１２ａとを対向させて配置し、第１の鋼材１１の端面１１ａと第２の鋼材１２の端面１２ａとに跨る回転対称形状の空所１４を加工する。一方、回転対称形状の空所１４と略同形状の回転対称体形状を持つ接合鋼材１３を製作し、空所１４に遊嵌する。このとき、第１の鋼材１１および第２の鋼材１２と接合鋼材１３との接触面１５は、第１の鋼材１１と接合鋼材１３の側周面１３ａとの接触面１５ａと第２の鋼材１２と接合鋼材１３の側周面１３ａとの接触面１５ｂとで構成される。接合鋼材１３を接触面１５に向かって押圧しつつ回転対称体の回転軸１６周りに回転させて、接触面１５に生じる摩擦力を利用し接触面１５近傍の材料組織を溶融させ一体化させる。このようにして、接合鋼材１３を介して第１の物体１１と第２の鋼材１２とを接合する。
【００２３】  図３ａは、隣接した位置に配置した鋼板である第１の鋼材１１と第２の鋼材１２と截頭円錐体である接合鋼材１３が配置された接合前の状態を示し、図３ｂは、接合後の状態を示している。図３ａおよび図３ｂによって、本接合法を用いて接合する手順を段階的に示す。
【００２４】  （手順１）第１の鋼材１１と接合鋼材１３および第２の鋼材１２と接合鋼材１３の間の接触面１５に所要の押圧力が生じるよう、図示しない装置を用いて接合鋼材１３に回転軸１６方向の軸力Ｐ１を加える。
【００２５】  （手順２）軸力Ｐ１を保持しながら接合鋼材１３を回転軸１６回りに回転ωを与えることにより接触面１５に摩擦を生ぜしめる。
【００２６】  （手順３）摩擦接合が可能な温度と組織変化が接触面１５において実現された時点で、回転軸１６の軸力を所要の値Ｐ２まで上昇させる。これと同時に接合鋼材１３の回転を停止させる。
【００２７】  軸圧や回転を加える装置は場所を取るので、板材の片側からしか操作できない場合がある。この場合に対しては、装置の配置を回転対称形状をもつ接合鋼材１３の小径側に置くことにする。その際、軸力Ｐ１および軸力Ｐ２の方向は逆転するので、引張力をも加えることができる装置を用いる。
【００２８】  なお、回転軸１６方向の軸力を加える方法、回転軸１６回りの回転を加える方法は任意である。
【００２９】  本発明の第３実施形態を、図４を参照して説明する。第１の鋼材１１および第２の鋼材１２は、表面と裏面とを持つ鋼材である。表面と裏面とを持つ鋼材とは、例えば鋼板、スプライスプレートなどの接合用鋼板、Ｈ形鋼を構成するフランジおよびウェブなどが挙げられる。裏面と表面とを対向させて配置した接合とは、具体的には重ね合わせ接合である。第１の鋼材１１と第２の鋼材１２とを重ねた位置に配置すると共に第１の鋼材１１の裏面１１ｃと第２の鋼材１２の表面１２ｂを対向させて配置し、第１の鋼材１１の裏面１１ｃと第２の鋼材１２の表面１２ｂとを貫く直線を回転軸１６とする回転対称形状の空所１４を加工する。一方、回転対称形状の空所１４と略同形状の回転対称体形状を持つ接合鋼材１３を製作し、空所１４に遊嵌する。このとき、第１の鋼材１１および第２の鋼材１２と接合鋼材１３との接触面１５は、第１の鋼材１１と接合鋼材１３の側周面１３ａとの接触面１５ａと第２の鋼材１２と接合鋼材１３の側周面１３ａとの接触面１５ｂとで構成される。接合鋼材１３を接触面１５に向かって押圧しつつ回転対称体の回転軸１６周りに回転させて、接触面１５に生じる摩擦力を利用し接触面１５近傍の材料組織を溶融させ一体化させる。このようにして、接合鋼材１３を介して第１の物体１１と第２の鋼材１２とを接合する。
【００３０】  第３実施形態の方法を応用すると、図５に示すように３以上の鋼材を重ね合わせて接合することができる。すなわち、第１の鋼材１１、第２の鋼材１２および第３の鋼材２２の裏面と表面をそれぞれ重ね合わせて配置し、接合鋼材１３を介して接合する。
【００３１】  更に、図６に示すように建築鋼構造のスプライスプレートによる接合部に応用することができる。ここで、第１の鋼材１１、第２の鋼材１２および第３の鋼材２２は、それぞれ上スプライスプレート３１、Ｈ形鋼のフランジプレート３２、３２および下スプライスプレート３３であって、接合鋼材１３を介して接合する。
【００３２】  なお、第１の鋼材１１、第２の鋼材１２および第３の鋼材２２の材質を例えばＳＮ４００としたとき、接合鋼材１３の材質をＳＮ４００よりも強度の大きいＳＮ４９０などとすることが好ましい。
【００３３】  本発明の第４実施形態を、図７および図８を参照して説明する。接合鋼材１３と接合鋼材１３が遊嵌される空所１４とを接合ユニット４３としたとき、複数の接合ユニット４３により第１の鋼材１１と第２の鋼材１２とを接合する。
【００３４】  図７は、継手効率を高めるための複数の接合ユニット４３の配置方法の一例を示す。
【００３５】  第１の鋼材１１と第２の鋼材１２との間に発生する接合力は、図８に斜線で示された截頭円錐体形状の接合鋼材１３を通じて伝達される。接合面１５は半筒周状であるため、斜線部の断面積がクリティカルとなる場合がある。図７および図８に示す接合ユニット４３の上下相互転換の配置は、斜線部の断面積を大きく取り、継手効率を高めるための工夫である。接合面１５に沿って接合ユニット４３を上下相互転換して直列に配置することにより、動力機構のトルクや回転速度、加圧機構の圧力レベルを実現可能な範囲に収めることができる。このようにすると、比較的小さな機構で、好ましくは携帯可能なサイズの工具で、大規模な鋼材の接合に適用できる回転摩擦圧接法による接合を実施することができる。
【００３６】  図９は建築鋼構造で多用されるＨ形鋼５１、５２への適用を表している。すなわち、Ｈ形鋼５１、５２のそれぞれのフランジプレートおよびウェブプレートの端面を突き合わせて、本発明の接合ユニット４３を並列することによって、Ｈ形鋼５１、５２同士を接合することができる。角型鋼管や円形鋼管のような閉鎖断面鋼材に対しても本発明の接合方法が適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】  建築鋼構造の柱や梁などの鋼構造骨組を構成する鋼材の接合のための、溶接または高力ボルト摩擦接合に代わるまたは併用できる新しい接合方法と接合構造を提供した。
【符号の説明】
【００３８】１：第１の物体
２：第２の物体
３：接合物体
３ａ：接合物体の側周面
４：空所
５：接触面
５ａ：第１の物体と接合物体の側周面との接触面
５ｂ：第２の物体と接合物体の側周面との接触面
６：接合物体の回転対称体の回転軸
１１：第１の鋼材
１１ａ：第１の鋼材の端面
１１ｂ：第１の鋼材の表面
１１ｃ：第１の鋼材の裏面
１２：第２の鋼材
１２ａ：第２の鋼材の端面
１２ｂ：第２の鋼材の表面
１２ｃ：第２の鋼材の裏面
１３：接合鋼材
１３ａ：接合鋼材の側周面
１４：空所
１５：接触面
１５ａ：第１の鋼材と接合鋼材の側周面との接触面
１５ｂ：第２の鋼材と接合鋼材の側周面との接触面
１６：接合鋼材の回転対称体の回転軸
２２：第３の鋼材
２２ａ：第３の鋼材の端面
２２ｂ：第３の鋼材の表面
２２ｃ：第３の鋼材の裏面
３１：上スプライスプレート
３２：フランジプレート
３３：下スプライスプレート
４３：接合ユニット
５１：第１のＨ形鋼
５２：第２のＨ形鋼
１０１：従来技術における第１の物体
１０２：従来技術における第２の物体
１０３：従来技術における接合物体
１０５：従来技術における接触面
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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