(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の鋼材を摩擦接合させるためのボルト摩擦接合構造であって、
摩擦接合される接合面にめっき処理が施されためっき鋼材と、前記めっき鋼材を板厚方向に貫通させたボルト挿通孔に挿通されるボルトとを備え、
前記めっき鋼材は、少なくとも１枚の板厚を６．０ｍｍ未満とする母材と、前記接合面で前記母材の母材表面に形成されためっき層とを有して、前記母材と前記めっき層とが重なった状態の前記めっき層のめっき表面のビッカース硬さが、前記母材表面のビッカース硬さ以上の大きさとされ、
前記めっき層は、ＪＩＳ  Ｇ  ３３２３に規定されるものであること
を特徴とするボルト摩擦接合構造。
【請求項２】
複数の鋼材を摩擦接合させるためのボルト摩擦接合構造であって、
摩擦接合される接合面にめっき処理が施されためっき鋼材と、前記めっき鋼材を板厚方向に貫通させたボルト挿通孔に挿通されるボルトとを備え、
前記めっき鋼材は、少なくとも１枚の板厚を６．０ｍｍ未満とする母材と、前記接合面で前記母材の母材表面に形成されためっき層とを有して、前記母材と前記めっき層とが重なった状態の前記めっき層のめっき表面のビッカース硬さが、前記母材表面のビッカース硬さ以上の大きさとされ、
前記めっき層は、１〜１０質量％のマグネシウム、２〜１９質量％のアルミニウム、及び、０．０１〜２質量％のシリコンを含み、かつ、マグネシウム及びアルミニウムの合計量を２０質量％以下とし、残部が亜鉛及び不可避的不純物からなる組成をもつこと
を特徴とするボルト摩擦接合構造。
【請求項３】
前記めっき鋼材は、前記めっき層にリン酸塩処理が施されること
を特徴とする請求項１又は２に記載のボルト摩擦接合構造。
【請求項４】
前記めっき鋼材は、前記接合面で互いに摩擦接合される一対の前記めっき鋼材が用いられて、一方の前記めっき鋼材の前記接合面と、他方の前記めっき鋼材の前記接合面とに、略同一のめっき処理が施されること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のボルト摩擦接合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の鋼材を摩擦接合させるためのボルト摩擦接合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、優れた耐候性と摩擦接合性とを兼備した表面処理鋼材や、摩擦抵抗を確実に向上させて合理的な設計を実現させることのできる高力ボルト摩擦接合構造を提供するものとして、特許文献１〜３に開示される摩擦接合構造が提案されている。
【０００３】
特許文献１に開示された摩擦接合構造は、鋼材として耐候性鋼材等が用いられて、鋼材表面に形成された表面処理層の最外層で、安定錆層を早期に形成させるものとすることで、優れた耐候性と高い摩擦係数とを有する表面処理鋼材が提供されるものとする。
【０００４】
特許文献２に開示された摩擦接合構造は、ステンレス、セラミック等の硬い材料を鋼材表面に溶射して、鋼材表面に凹凸状の溶射層が形成されることで、ボルト孔の周りの接合面の摩擦係数を増大させた高力ボルト摩擦接合法が提供されるものとする。
【０００５】
特許文献３に開示された摩擦接合構造は、高力ボルト、ナット、母材及び添板を備えるものであり、添板の接合面には、溶融状態のアルミを吹き付けてアルミ溶射層が形成されるとともに、アルミ溶射層中には、所定の気孔率を有する複数の気孔が形成されることで、接合面間の摩擦力が増大して、摩擦抵抗を高めて合理的な設計を実現させることができるものとなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２８５４６２号公報
【特許文献２】特開平１−２６６３０９号公報
【特許文献３】特開２００９−１２１６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に開示された摩擦接合構造は、鋼材表面に安定錆層を形成することで、接合面の摩擦係数を増大させるものであるが、スチールハウスなど、住宅の下地材等に用いるには外観上の懸念がある。また、特許文献２、３に開示された摩擦接合構造は、特殊な加工が必要となるため適用箇所は限られることになり、また、母材の耐久性向上に寄与するものではない。
【０００８】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的とするところは、特に、板厚が６ｍｍ未満の薄板鋼材を対象として、摩擦接合される接合面でめっき処理による高いすべり係数を実現させることのできるボルト摩擦接合構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１発明に係るボルト摩擦接合構造は、複数の鋼材を摩擦接合させるためのボルト摩擦接合構造であって、摩擦接合される接合面にめっき処理が施されためっき鋼材と、前記めっき鋼材を板厚方向に貫通させたボルト挿通孔に挿通されるボルトとを備え、前記めっき鋼材は、少なくとも１枚の板厚を６．０ｍｍ未満とする母材と、前記接合面で前記母材の母材表面に形成されためっき層とを有して、前記母材と前記めっき層とが重なった状態の前記めっき層のめっき表面のビッカース硬さが、前記母材表面のビッカース硬さ以上の大きさとされ、前記めっき層は、ＪＩＳ  Ｇ  ３３２３に規定されるものであることを特徴とする。
第２発明に係るボルト摩擦接合構造は、前記めっき層は、１〜１０質量％のマグネシウム、２〜１９質量％のアルミニウム、及び、０．０１〜２質量％のシリコンを含み、かつ、マグネシウム及びアルミニウムの合計量を２０質量％以下とし、残部が亜鉛及び不可避的不純物からなる組成をもつことを特徴とする。
【００１０】
第３発明に係るボルト摩擦接合構造は、第１発明又は第２発明において、前記めっき鋼材は、前記めっき層にリン酸塩処理が施されることを特徴とする。
【００１１】
第４発明に係るボルト摩擦接合構造は、第１発明〜第３発明のいずれか１つにおいて、前記めっき鋼材は、前記接合面で互いに摩擦接合される一対の前記めっき鋼材が用いられて、一方の前記めっき鋼材の前記接合面と、他方の前記めっき鋼材の前記接合面とに、略同一のめっき処理が施されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
第１発明〜第４発明によれば、母材とめっき層とが重なった状態のめっき表面のビッカース硬さを、母材表面のビッカース硬さ以上の大きさとして、めっき鋼材の接合面でのすべり係数を高いものとすることで、スチールハウス等で板厚を６．０ｍｍ未満とした薄板鋼材が用いられた場合であっても、ボルトによる支圧接合に依存することなく、複数の鋼材を確実に摩擦接合させることができるものとなり、コンパクト化、軽量化された薄板鋼材の接合構造を実現させることが可能となる。
【００１３】
特に、第３発明によれば、めっき層のめっき表面にリン酸塩処理が施されることで、リン酸塩処理後のめっき表面の最高高さが、リン酸塩処理前のめっき表面の最高高さを大幅に上回るものとなり、めっき鋼材の接合面でのすべり係数が著しく高められるため、複数の鋼材の摩擦接合をさらに確実なものとすることが可能となる。
【００１４】
特に、第４発明によれば、接合面で互いに摩擦接合される一対のめっき鋼材が用いられて、一方のめっき鋼材の接合面と、他方のめっき鋼材の接合面とに、略同一のめっき処理が施されることで、すべり係数を高く設定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明を適用したボルト摩擦接合構造で摩擦接合される鋼材を示す斜視図である。
【図２】本発明を適用したボルト摩擦接合構造を示す拡大正面図である。
【図３】（ａ）は、本発明を適用したボルト摩擦接合構造でめっき表面のビッカース硬さを示すグラフであり、（ｂ）は、めっき表面の最高高さを示すグラフである。
【図４】本発明を適用した第１実施形態のボルト摩擦接合構造のすべり係数試験を示す正面図である。
【図５】本発明を適用した第１実施形態のボルト摩擦接合構造で２枚の板に作用する引張荷重と相対変位の関係を示すグラフである。
【図６】（ａ）は、本発明を適用した第２実施形態のボルト摩擦接合構造のすべり試験を示す正面図であり、（ｂ）は、その側面図である。
【図７】本発明を適用した第２実施形態のボルト摩擦接合構造の側板の板厚とすべり係数との関係を示すグラフである。
【図８】本発明を適用した第２実施形態のボルト摩擦接合構造のめっき種類とすべり係数との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を適用したボルト摩擦接合構造１を実施するための第１実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１７】
本発明を適用したボルト摩擦接合構造１は、図１に示すように、主に、スチールハウス等の薄板鋼材を対象とするものであり、鋼板又は形鋼等を用いた複数の鋼材６を連結させるために導入されるものである。
【００１８】
複数の鋼材６は、例えば、略平板状のウェブ６０に一対のフランジ６１を連設させたＣ形鋼等が各々に用いられる。複数の鋼材６は、互いのウェブ６０を板厚方向Ｘで対向させるとともに当接させて、一対のＣ形鋼等の鋼材６を摩擦接合させることで、高さ方向Ｙ及び奥行方向Ｚでウェブ６０の面内方向に所定の摩擦抵抗力を発揮させるものとなる。
【００１９】
各々の鋼材６は、ウェブ６０及びフランジ６１の各々で、Ｃ形鋼等の外面６ａ及び内面６ｂに所定のめっき処理が施される。各々の鋼材６は、少なくとも、互いに当接されるウェブ６０の外面６ａに所定のめっき処理が施されて、Ｃ形鋼等のウェブ６０がめっき鋼材２となる。
【００２０】
本発明を適用したボルト摩擦接合構造１は、例えば、Ｃ形鋼のウェブ６０等をめっき鋼材２として、複数の鋼材６を摩擦接合させるためのものであり、図２に示すように、めっき処理が施されためっき鋼材２と、めっき鋼材２を貫通させて締結されるボルト５とを備える。
【００２１】
めっき鋼材２は、摩擦接合される接合面２０に所定のめっき処理が施されて、めっき鋼材２を板厚方向Ｘに貫通させてボルト挿通孔２１が形成される。めっき鋼材２は、所定の板厚ｔ１の少なくとも１枚の母材３と、接合面２０で母材３の母材表面３ａに形成された所定の厚みｔ２のめっき層４とを有する。
【００２２】
母材３は、板厚ｔ１を１．６ｍｍ以上、６．０ｍｍ未満として、略平板状に形成された鋼製等の薄板が用いられる。母材３は、めっき鋼材２の接合面２０側に、略平坦状の母材表面３ａが配置されて、母材表面３ａから板厚方向Ｘに貫通させてボルト挿通孔２１が形成される。
【００２３】
めっき層４は、例えば、１〜１０質量％のマグネシウム、２〜１９質量％のアルミニウム、及び、０．０１〜２質量％のシリコンを含み、かつ、マグネシウム及びアルミニウムの合計量を２０質量％以下とし、残部がＺｎ及び不可避的不純物からなる組成をもつ。あるいは、めっき層４は、アルミニウムが０．００５〜３０．０質量％、マグネシウムが０．５〜１０．０質量％、残部がＺｎ及び不可避的不純物からなる組成をもつ。なお、めっき層４が多層の場合は、表面のめっき層４が、前記組成の何れかを満足すればよい。
【００２４】
めっき層４は、マグネシウム及びアルミニウムが母材３の耐食性を向上させるための成分であり、シリコンが母材３への密着性を高めるための成分である。めっき層４は、マグネシウムを３質量％程度、アルミニウムを１１質量％程度、シリコンを０.２質量％程度、及び、残部を亜鉛として、溶融Ｚｎ‐Ａｌ‐Ｍｇ‐Ｓｉ合金のめっき鋼材２「スーパーダイマ（登録商標）」が提供されるものとなる。
【００２５】
めっき層４は、所定の付着量でめっき鋼材２にめっき処理が施されることで、母材表面３ａで所定の厚みｔ２を有するものとなる。ここで、めっき層４は、例えば、５１〜３８３ｇ／ｍ2の付着量で、めっき鋼材２に溶融Ｚｎ‐Ａｌ‐Ｍｇ‐Ｓｉ合金のめっき処理が施されることで、めっき層４が母材表面３ａに設けられて、母材３とめっき層４とが重なった状態となる。
【００２６】
めっき層４は、めっき鋼材２の接合面２０側に配置されためっき表面４ａに、必要に応じて、リン酸塩皮膜を形成するためのリン酸塩処理が施される。リン酸塩処理は、例えば、通常の結晶性リン酸亜鉛皮膜を形成させることのできるリン酸塩種が用いられて、結晶性リン酸亜鉛皮膜にリン酸ニッケル、マンガン、マグネシウム等の金属塩や金属等を混在させてもよい。
【００２７】
リン酸塩処理は、反応型処理、塗布型処理又は電解型処理等の処理方法が用いられるものであり、例えば、めっき鋼材２に所定のめっきを施した後、リン酸塩前処理（表面調整）、リン酸塩処理、水洗及び乾燥の各工程を経て処理される。リン酸塩前処理は、例えば、リン酸亜鉛水溶液やＴｉコロイド溶液が使用されるものであり、リン酸塩結晶の析出サイトとなる作用を有して、緻密な皮膜を形成させるために実施される。
【００２８】
ボルト５は、めっき鋼材２を板厚方向Ｘに貫通させたボルト挿通孔２１に挿通されるものであり、主に、引張強度が８００〜１０００Ｎ／ｍｍ2程度でＦ８Ｔ等級（ＪＩＳ Ｂ １１８６）の溶融亜鉛めっき高力ボルトが用いられる。ボルト５は、これに限らず、Ｆ８Ｔ等級の高力ボルトの約１．５倍程度の耐力を有する１２Ｇ溶融亜鉛めっき高力ボルト「１２Ｇ  ＳＨＴＢ（登録商標）」が用いられてもよい。
【００２９】
ボルト５は、Ｍ１２〜Ｍ３０程度のものが用いられて、外径１２〜３０ｍｍ程度の軸部５０がボルト挿通孔２１に挿通されて、ナット５１により締め込まれる。ボルト５は、軸部５０にナット５１が締め込まれることで、めっき鋼材２にボルト５が締結されるものとなり、めっき鋼材２に所定の軸力Ｔが作用するものとなる。
【００３０】
本発明を適用したボルト摩擦接合構造１は、板厚方向Ｘで一対の鋼材６を互いに対向させるとともに、めっき鋼材２を接合面２０で当接させてボルト５が締結されることにより、一対の鋼材６が摩擦接合されるものとなる。
【００３１】
本発明を適用したボルト摩擦接合構造１は、めっき層４が母材表面３ａに設けられて、母材３とめっき層４とが重なった状態で、めっき層４のめっき表面４ａのビッカース硬さＨＶ２が、母材表面３ａのビッカース硬さＨＶ１以上の大きさとされる。ここで、ビッカース硬さは、日本工業規格で規定される「ビッカース硬さ試験−試験方法」（ＪＩＳ Ｚ ２２４４）により測定されるものとした。
【００３２】
ビッカース硬さ試験−試験方法（ＪＩＳ Ｚ ２２４４）においては、試験力を０．０９８Ｎ、めっき鋼材２の試験片を縦３０ｍｍ×横３０ｍｍとして、試験片の略平坦な箇所の１０点を測定して、測定した１０点における平均値からビッカース硬さを求めるものとした。このとき、溶融Ｚｎ‐Ａｌ‐Ｍｇ‐Ｓｉ合金のめっき鋼材２の試験片では、図３（ａ）に示すように、めっき表面４ａのビッカース硬さＨＶ２が、ＨＶ１９０程度の大きさとなる。
【００３３】
これに対して、母材３となる鋼板では、母材表面３ａのビッカース硬さＨＶ１が、ＨＶ１２０〜１５０程度の大きさとなり、めっき表面４ａのビッカース硬さＨＶ２以下の大きさとなる。なお、従来の純亜鉛めっき鋼板の試験片では、純亜鉛めっき表面のビッカース硬さＨＶ３が、測定された１０点における平均値として、ＨＶ５９程度の大きさとなり、母材表面３ａのビッカース硬さＨＶ１未満の大きさとなる。
【００３４】
本発明を適用したボルト摩擦接合構造１は、必要に応じて、めっき層４のめっき表面４ａにリン酸塩処理が施される。従来の純亜鉛めっき鋼板では、図３（ｂ）に示すように、リン酸塩処理後の純亜鉛めっき表面の最高高さＲｚ４が、リン酸塩処理前の純亜鉛めっき表面の最高高さＲｚ３を大幅に上回るものとなる。そして、溶融Ｚｎ‐Ａｌ‐Ｍｇ‐Ｓｉ合金のめっき鋼材２においても同様に、リン酸塩処理後のめっき表面４ａの最高高さＲｚ２が、リン酸塩処理前のめっき表面４ａの最高高さＲｚ１を大幅に上回るものとなる。ここで、最高高さＲｚは、日本工業規格で規定される「製品の幾何特性仕様 （ＧＰＳ）−表面性状：輪郭曲線方式−用語、定義及び表面性状パラメータ」（ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１）により測定されるものとした。
【００３５】
本発明を適用したボルト摩擦接合構造１は、溶融Ｚｎ‐Ａｌ‐Ｍｇ‐Ｓｉ合金のめっき処理をめっき鋼材２に施して、一対の鋼材６を摩擦接合させたときに、めっき鋼材２の接合面２０が所定のすべり係数μを有する。ここで、めっき鋼材２は、図４に示すように、摩擦接合された一対の鋼材６に高さ方向Ｙの引張荷重Ｐを負荷するすべり係数試験により、めっき鋼材２の接合面２０が滑り始めるときの引張荷重Ｐを求めることで、すべり係数μが算出されるものとなる。
【００３６】
本発明を適用したボルト摩擦接合構造１のすべり係数試験では、図２に示すように、日本工業規格で規定される「溶融亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金めっき鋼板及び鋼帯」（ＪＩＳ Ｇ ３３２３）のＳＧＭＣ４００について、母材３の板厚ｔ１を２．２ｍｍ、めっきの付着量表示記号をＫ２７としたもの（付着量：２７０ｇ／ｍ2）を、めっき鋼材２の試験体（試験体名称：２２Ｋ２７）とした。
【００３７】
また、純亜鉛めっき鋼板のすべり係数試験では、日本工業規格で規定される「溶融亜鉛めっき鋼板及び鋼帯」（ＪＩＳ Ｇ ３３０２）のＳＧＣ４００について、鋼板の板厚を２．２ｍｍ、めっきの付着量表示記号をＺ２７としたもの（付着量：２７０ｇ／ｍ2）を、純亜鉛めっき鋼板の試験体（試験体名称：２２Ｚ２７）とした。
【００３８】
本発明を適用したボルト摩擦接合構造１は、母材３とめっき層４とが重なった状態のめっき層４のめっき表面４ａのビッカース硬さＨＶ２が、母材表面３ａのビッカース硬さＨＶ１以上の大きさとなるように、めっき鋼材２に所定のめっき処理が施されることで、図５に示すように、めっき鋼材２の接合面２０が滑り始めるときの引張荷重Ｐ１が４４．１ｋＮとなる（実線：２２Ｋ２７）。
【００３９】
これに対して、従来の純亜鉛めっき鋼板は、純亜鉛めっき表面のビッカース硬さＨＶ３が、母材表面３ａのビッカース硬さＨＶ１未満の大きさとなることで、図５に示すように、純亜鉛めっき表面が滑り始めるときの引張荷重Ｐ２が３９．３ｋＮとなる（破線：２２Ｚ２７）。
【００４０】
本発明を適用したボルト摩擦接合構造１は、めっき鋼材２の接合面２０が滑り始めるときの引張荷重Ｐ１が４４．１ｋＮとなり、ボルト５により作用する軸力Ｔ１が８８．５ｋＮであることから、めっき鋼材２の接合面２０でのすべり係数μ１（＝Ｐ１／Ｔ１）が０．５０となる。これに対して、従来の純亜鉛めっき鋼板は、純亜鉛めっき表面が滑り始めるときの引張荷重Ｐ２が３９．３ｋＮとなり、軸力Ｔ２が８９．５ｋＮであることから、純亜鉛めっき表面でのすべり係数μ２（＝Ｐ２／Ｔ２）が０．４４となる。
【００４１】
本発明を適用したボルト摩擦接合構造１は、めっき鋼材２の接合面２０でのすべり係数μ１が、純亜鉛めっき表面でのすべり係数μ２より、０．０６（約１４％）も高いものとなることがわかる。特に、日本建築学会が発行する鋼構造接合部設計指針によると、母材３の板厚ｔ１を６．０ｍｍ未満とした場合は、構造用鋼材のすべり係数μが０．２３に設定されている。これに対して、本発明を適用したボルト摩擦接合構造１は、母材３の板厚ｔ１が２．２ｍｍの場合でも、めっき鋼材２の接合面２０でのすべり係数μ１が０．５０となるため、従来の構造用鋼材に比べて、すべり係数μを２倍以上に高めたものとなる。
【００４２】
このように、めっき鋼材２の接合面２０でのすべり係数μ１は、母材表面３ａに形成されためっき層４の特性の影響を大きく受けるものであり、めっき表面４ａのビッカース硬さＨＶ２が母材表面３ａのビッカース硬さＨＶ１以上の大きさとなる本発明を適用したボルト摩擦接合構造１に比べて、純亜鉛めっき表面のビッカース硬さＨＶ３が母材表面３ａのビッカース硬さＨＶ１未満の大きさとなる従来の純亜鉛めっき鋼板は、純亜鉛めっき表面の耐力が低い（硬さが低い）ため、純亜鉛めっき層が早期に塑性化して、すべり係数μ２が低下するものとなる。
【００４３】
本発明を適用したボルト摩擦接合構造１は、母材３とめっき層４とが重なった状態のめっき表面４ａのビッカース硬さＨＶ２を母材表面３ａのビッカース硬さＨＶ１以上の大きさとして、めっき鋼材２の接合面２０でのすべり係数μ１を高いものとすることで、スチールハウス等で板厚ｔ１を６．０ｍｍ未満とした薄板鋼材が母材３として用いられた場合であっても、ボルト５による支圧接合に依存することなく、複数の鋼材６を確実に摩擦接合させることができるものとなり、コンパクト化、軽量化した薄板鋼材の接合構造を実現させることが可能となる。
【００４４】
また、本発明を適用したボルト摩擦接合構造１は、めっき層４のめっき表面４ａにリン酸塩処理が施されることで、図３（ｂ）に示すように、リン酸塩処理後のめっき表面４ａの最高高さＲｚ２が、リン酸塩処理前のめっき表面４ａの最高高さＲｚ１を大幅に上回るものとなり、めっき鋼材２の接合面２０でのすべり係数μ１が著しく高められるため、複数の鋼材６の摩擦接合をさらに確実なものとすることが可能となる。
【００４５】
次に、本発明を適用したボルト摩擦接合構造１を実施するための第２実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、上述した構成要素と同一の構成要素については、同一の符号を付すことにより以下での説明を省略する。
【００４６】
ここでは、図６に示すように、高さ方向Ｙで上下に分割された中板７に対し、中板７の両面に側板８が配された試験体を用い、表１に示す中板７の板厚ｔ４、側板８の板厚ｔ３及びめっき鋼材２の種類（鋼種Ａ〜Ｄ）を実験変数とするすべり係数試験を実施した。すべり係数試験は、高さ方向Ｙに分割された中板７の端部に、高さ方向Ｙの引張荷重Ｐを負荷させ、中板７と側板８との接合面２０が滑り始めるときの引張荷重Ｐを求めることで、すべり係数μが算出されるものとなる。なお、表１において、中板７の板厚ｔ４及び側板８の板厚ｔ３は、表記上、６．０ｍｍとされているが、実際の板厚寸法は、５．９ｍｍ以上、６．０ｍｍ未満となる。
【００４７】
表１中のめっき鋼材２（鋼種Ａ）は、日本工業規格で規定される「溶融亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金めっき鋼板及び鋼帯」（ＪＩＳ Ｇ ３３２３）のＳＧＭＣ４００について、めっきの付着量表示記号をＫ２７としたもの（付着量：２７０ｇ／ｍ2）で、特にめっきをＺｎ‐Ａｌ‐Ｍｇ‐Ｓｉ合金としたものである。表１中のめっき鋼材２（鋼種Ｂ）は、日本工業規格で規定される「溶融亜鉛めっき鋼板及び鋼帯」（ＪＩＳ Ｇ ３３０２）のＳＧＣ４００について、めっきの付着量表示記号をＺ２７としたもの（付着量：２７０ｇ／ｍ2）とした。表１中のめっき鋼材２（鋼種Ｃ）は、母材３を日本工業規格で規定される「一般構造用圧延鋼材」（ＪＩＳ  Ｇ  ３１０１）のＳＳ４００とし、日本工業規格で規定される「溶融亜鉛めっき」（ＪＩＳ  Ｈ  ８６４１）の１種５５、記号ＨＤＺ５５とした。表１中のめっき鋼材２（鋼種Ｄ）は、日本工業規格で規定される「溶融亜鉛−アルミニウム−マグネシウム合金めっき鋼板及び鋼帯」（ＪＩＳ Ｇ ３３２３）のＳＧＭＣ４００について、めっきの付着量表示記号をＫ１４としたもの（付着量：１４０ｇ／ｍ2）で、特にめっきをＺｎ‐Ａｌ‐Ｍｇ合金としたものである。試験体一覧とすべり係数の一覧を表１に示す。なお、めっき鋼材２（鋼種Ｂ）及びめっき鋼材２（鋼種Ｃ）のめっきは純亜鉛めっきである。また、表１のすべり係数は、２体の試験体の平均値である。
【００４８】
【表１】
0006421639.tif 000002
【００４９】
図７には、横軸を側板８の板厚ｔ３、縦軸をすべり係数μとした実験結果を示す。側板８の板厚ｔ３が２．３ｍｍから６．０ｍｍとなる範囲の全てで、側板８及び中板７がともに鋼種Ａの試験体のすべり係数は、側板８が鋼種Ｂ、中板７が鋼種Ｃ（何れも純亜面めっき）の試験体のすべり係数より高く、具体的には０．０３から０．１０ほど高い。
【００５０】
このとき、本発明を適用したボルト摩擦接合構造１は、接合面２０で互いに摩擦接合される一対のめっき鋼材２が用いられて、例えば、側板８及び中板７をともに鋼種Ａとして、一方のめっき鋼材２の接合面２０と、他方のめっき鋼材２の接合面２０とに、略同一のめっき処理が施されることで、すべり係数を高く設定することが可能となる。
【００５１】
図８には、鋼種とすべり係数との関係を示す。鋼種による差は見られないことから、めっきの付着量及びシリコンの含有量は影響がないといえる。
【００５２】
以上、本発明の実施形態の例について詳細に説明したが、上述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。
【００５３】
例えば、本発明を適用したボルト摩擦接合構造１は、互いに摩擦接合される一対の鋼材６の両方で、めっき表面４ａのビッカース硬さＨＶ２を母材表面３ａのビッカース硬さＨＶ１以上の大きさとしためっき鋼材２が用いられるものであるが、これに限らず、一対の鋼材６の一方のみで、めっき表面４ａのビッカース硬さＨＶ２が大きいめっき鋼材２が用いられてもよい。
【符号の説明】
【００５４】
１    ：ボルト摩擦接合構造
２    ：めっき鋼材
２０  ：接合面
２１  ：ボルト挿通孔
３    ：母材
３ａ  ：母材表面
４    ：めっき層
４ａ  ：めっき表面
５    ：ボルト
５０  ：軸部
５１  ：ナット
６    ：鋼材
６ａ  ：外面
６ｂ  ：内面
６０  ：ウェブ
６１  ：フランジ
７    ：中板
８    ：側板
Ｘ    ：板厚方向
Ｙ    ：高さ方向
Ｚ    ：奥行方向
【図１】
0006421639.tif 000003
【図２】
0006421639.tif 000004
【図３】
0006421639.tif 000005
【図４】
0006421639.tif 000006
【図５】
0006421639.tif 000007
【図６】
0006421639.tif 000008
【図７】
0006421639.tif 000009
【図８】
0006421639.tif 000010