(57)【要約】【課題】本発明は、安定した高い摩擦係数を有し、大量生産可能な締結補助部材を提供する。さらに、任意の摩擦係数に設定することが可能な締結補助部材を提供する。【解決手段】金属製の締結補助部材１に対し、酸化還元反応を用いて締結補助部材１の表面を溶解させる。この締結補助部材１を被締結部材２間に挿入し、例えばボルト４及びナット５によって軸力を発生させるなどして、締結部に垂直抗力を発生させることで、被締結部材間に高い摩擦締結力を発生させることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つ以上の被締結部材を締結する摩擦締結の締結部に挿入する締結補助部材であって、
前記締結補助部材の表面は酸化還元反応により溶融処理されていることを特徴とする締結補助部材。
【請求項２】
前記締結補助部材の表面の摩擦係数は前記溶融処理における溶解厚さを管理することで、設定されることを特徴とする締結補助部材。
【請求項３】
請求項１、２いずれか記載の締結補助部材と、
前記締結補助部材を間に挟む２つ以上の被締結部材と、
前記締結補助部材と前記被締結部材を接触させた状態で固定する固定部材と、
からなることを特徴とする摩擦締結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、締結補助部材及び締結補助部材を用いた摩擦締結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
摩擦締結は、２つ以上の被締結部材の締結にあたって、被締結部材同士に垂直抗力を与え、部材間に作用する摩擦抵抗によって荷重を伝達するものである。摩擦締結において垂直抗力を与える部材として、ボルトを用いるのが一般的である。ボルトを用いた摩擦締結は、２つ以上の被締結部材を締結するために、ボルトに軸力を発生させ、締結部材同士を締め付け、部材間に作用する摩擦抵抗を発生させる。従来、締結強度を増大させるため、摩擦締結部の被締結部材の締結面の摩擦係数を増大させることが考えられており、その手法としては、被締結部材の締結面の表面粗さを粗くする（例えば、非特許文献１参照）、被締結部材の締結面間に、締結面に突起を設けた締結補助部材（例えば、特許文献１、２、３参照）、線状(網状)の締結補助部材（例えば、特許文献４参照）を挿入する方法、または、被締結部材と締結補助部材のいずれか片方もしくはその両方の表面硬さ及び表面粗さを変化させる（例えば、特許文献５、６参照）等の方法が挙げられる。
【０００３】
締結面の表面粗さを粗くする方法として、締結面にグラインダー処理やブラスト処理を施して目荒らしする方法、締結面に無機ジングリッチ塗料を塗布する方法等がある。また、鋼材の場合は、締結面に薬剤を塗布したり、締結面を研磨した後に空気中に放置したりすることで赤錆を発生させる方法等が一般に知られている。無処理の場合は摩擦係数（すべり係数ともいう）が０．２程度であるのに対し、前述の処理を適切に実施した場合、摩擦係数を０．４５以上確保することができる（例えば、特許文献１、非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２４８０１０号公報
【特許文献２】特開平７−８３２１１号公報
【特許文献３】特開２００２−５１２９号公報
【特許文献４】特開２００２−２１１９８号公報
【特許文献５】特開平６−３３０５６６号公報
【特許文献６】特開２００２−１５５９１０号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】アルミニウム建築構造協議会：アルミニウム建築構造製作要領  アルミニウム建築構造物製作工場認定規定および基準・同解説、pp.34〜pp.50、平成15年5月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の摩擦締結の方法では次のような課題があった。
第一の課題は、安定した任意の摩擦係数に設定することが可能な締結補助部材を提供することである。第二の課題は、締結補助部材を宇宙用締結部品として用いる場合に、無重力・真空環境下においても他の機器（特に、光学機器）への影響を小さくすることである。宇宙用締結部品においては、製造時に発生・付着した微小な塵が製品を宇宙へ打ち上げた後の無重力環境下で飛散し問題となる。そこで、製造時に微小な塵が発生・付着しない、もしくは、部材に付着した塵を使用前に取り除くことが必要である。また、塗料等を用いる場合は、真空環境下での塗料の気化による汚染を考慮する必要があり、真空環境下でも気化が少ない塗料を用いるか、塗料の使用を避けることが必要である。第三の課題は、締結補助部材が薄板であっても、容易に製造可能とすることである。第四の課題は、これらの課題を解決すると同時に、締結補助部材を大量生産に適した形態とすることである。
【０００７】
従来技術では、例えば、締結補助部材にグラインダー処理やブラスト処理を用いた場合、安定した任意の摩擦係数に設定するためには作業者の技量と専用の工作機械を要する。
また、締結補助部材にグラインダー処理やブラスト処理を用いた場合、製造時に微小な塵が部材から発生・付着する。宇宙用締結部品として用いる場合、微小な塵が付着することが許容できないことから、これを洗浄する必要がある。また、薄板にグラインダー処理する場合は、切削時に穴が明かないような処置を施す必要がある。薄板にブラスト処理をする場合は、薄板の残留応力で反りが発生しないような処置を施す必要がある。そして、上記の作業には多大な手間を要するため、大量生産には不向きである。
【０００８】
締結補助部材に無機ジングリッチ塗料を塗布する方法は、真空環境下にて塗料が気化し、他の機器を汚染する恐れがあり、宇宙用締結部品としての使用には課題がある。
また、締結補助部材に赤錆を発生させる方法は、対象が鋼材に限られてしまう。加えて、赤錆にはさらなる腐食を保護する機能がないことから、材料が劣化する可能性があるため、メンテナンスが困難な部位への使用には適していない。さらに、赤錆自身が微小な塵となる可能性があるため、宇宙用締結部品としての使用は難しい。
【０００９】
この発明は係る課題を解決するためになされたものであり、金属部材であって、その表面が任意の摩擦係数を有する締結補助部材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】
【００１０】
この発明は係る締結補助部材は、２つ以上の被締結部材を締結する摩擦締結の締結部に挿入する締結補助部材であって、前記締結補助部材の表面は酸化還元反応により溶融処理されているものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、任意の摩擦係数を有した締結補助部材、およびこの締結補助部材を用いた摩擦締結構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る締結補助部材を用いて締結した摩擦ボルト締結部の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る締結補助部材を用いて締結した摩擦ボルト締結部の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る締結補助部材を用いて締結した摩擦締結部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
以下、図を参照して本発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１に係る締結補助部材１として、金属製の締結補助部材に対し、酸化還元反応を用いて締結補助部材の表面を溶解させた溶融処理後の部材を用いる。この締結補助部材を被締結部材間に挿入し、ボルトにより軸力を発生させるなどの方法により、締結部に垂直抗力を発生させることで、被締結部材間に高い摩擦締結力を発生させることができる。  
締結補助部材の表面の摩擦係数は、酸化還元反応のプロセスを調整することにより設定することができる。具体的には、溶融処理による溶解厚さを管理することにより、締結補助部材の表面の摩擦係数を調整することができる。
【００１４】
図１は、本発明の実施の形態１に係るボルト摩擦締結の締結部の断面図である。
図１において、被締結部材２とめねじ部を含む被締結部材３の間に締結補助部材１を挿入し、ボルト４で軸力を導入することで摩擦締結力を発生させる。ボルト４は、固定部材の一例である。なお、ボルトの本数は問わない。
【００１５】
このように、酸化還元反応を用いて表面を溶融処理した金属部材を締結補助部材とし、この締結補助部材１を被締結部材２とめねじ部を含む被締結部材３の間に挿入し、ボルト４で軸力を導入することで摩擦締結力を発生させるようにした摩擦締結構造を得ることができる。溶融処理の調整により締結補助部材１の摩擦係数を設定することができるので、本実施の形態に係る摩擦締結構造では、摩擦締結力を、摩擦係数に応じて幅をもって発生させることができる。また、酸化還元反応を用いて表面を溶融処理していることから、製造時に微小な塵が発生することがない。この摩擦締結構造を宇宙用締結部品として用いる場合に顕著な効果となる。また、酸化還元反応を用いていることから締結補助部材が薄板であっても、容易に製造可能である。さらに、大量生産にも適している。
【００１６】
実施の形態２．
図２は、本発明の実施の形態２に係る他のボルト摩擦締結の締結部の断面図である。締結補助部材１は実施の形態１のときと同じものであり、説明を省略する。
図２において、２つ以上の被締結部材２の間に締結補助部材１を挿入し、ボルト４とナット５で軸力を導入することで摩擦締結力を発生させる。
なお、ボルトの本数は問わない。
【００１７】
このように、酸化還元反応を用いて表面を溶融処理した金属部材を締結補助部材とし、この締結補助部材１を２つ以上の被締結部材２の間に挿入し、ボルト４とナット５で軸力を導入することで摩擦締結力を発生させるようにした摩擦締結構造を得ることができる。溶融処理の調整により締結補助部材１の摩擦係数を設定することができるので、本実施の形態に係る摩擦締結構造では、摩擦締結力を、摩擦係数に応じて幅をもって発生させることができる。また、酸化還元反応を用いて表面を溶融処理していることから、製造時に微小な塵が発生することがない。この摩擦締結構造を宇宙用締結部品として用いる場合に顕著な効果となる。また、酸化還元反応を用いていることから締結補助部材が薄板であっても、容易に製造可能である。さらに、大量生産にも適している。
【００１８】
実施の形態３．
図３は、本発明の実施の形態３に係る他の摩擦締結の締結部の断面図である。締結補助部材１は実施の形態１のときと同じものであり、説明を省略する。本実施の形態では、被締結部材２の間に締結補助部材１を挿入さえすれば良い。つまり、ボルトによる摩擦締結に限らず、クランプ６の器具を用いるなどの何らかの方法により、被締結部材間に垂直抗力を発生させ、摩擦締結力が生じるような構造であれば良い。
【００１９】
このように、酸化還元反応を用いて表面を溶融処理した金属部材を締結補助部材とし、この締結補助部材１を被締結部材２の間に挿入することで被締結部材間に垂直抗力を発生させ、摩擦締結力を生じるようにした摩擦締結構造を得ることができる。溶融処理の調整により締結補助部材１の摩擦係数を設定することができるので、本実施の形態に係る摩擦締結構造では、摩擦締結力を、摩擦係数に応じて幅をもって発生させることができる。また、酸化還元反応を用いて表面を溶融処理していることから、製造時に微小な塵が発生することがない。この摩擦締結構造を宇宙用締結部品として用いる場合に顕著な効果となる。また、酸化還元反応を用いていることから締結補助部材が薄板であっても、容易に製造可能である。さらに、大量生産にも適している。
【符号の説明】
【００２０】
１ 締結補助部材、２ 被締結部材、３ 被締結部材（めねじ部を含む）、４ ボルト、５ ナット、６ クランプ（被締結部材に対し垂直抗力を与える装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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