特開 2022-143813 補強方法及び摩擦圧接接合構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022143813

(43)【公開日】2022-10-03

(54)【発明の名称】補強方法及び摩擦圧接接合構造

(51)【国際特許分類】

   B23K 20/12 20060101AFI20220926BHJP

   B32B 7/08 20190101ALI20220926BHJP

   B32B 15/01 20060101ALI20220926BHJP

【ＦＩ】

B23K20/12 Z

B32B7/08

B32B15/01 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021044532

(22)【出願日】2021-03-18

(71)【出願人】

【識別番号】000000549

【氏名又は名称】株式会社大林組

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】一色国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】木村 和章

(72)【発明者】

【氏名】江村 勝

【テーマコード（参考）】

4E167

4F100

【Ｆターム（参考）】

4E167AA02

4E167BF02

4E167CC00

4E167CC04

4E167DA14

4F100AB01C

4F100AB03A

4F100CA23B

4F100DB05B

4F100DB13C

4F100GB07

(57)【要約】

【課題】火花、臭気、粉塵等の拡散を抑制することである。
【解決手段】鋼材２を板材３で補強する補強方法であって、ビット４（摩擦圧接接合部材）を挿入するための入口部３ｃと入口部から奥へ向かって狭まる奥部３ｄとを有する挿入孔３ａを、板材に形成する挿入孔形成工程と、板材の摩擦圧接接合空間Ｗ側に設けられ鋼材と板材に挟設されるスペーサー６となるスペーサー下地６’を、板材に設置するスペーサー下地設置工程と、ビットを挿通させるためのスペーサー孔６ａをスペーサー下地に形成するスペーサー孔形成工程と、鋼材と板材との間に摩擦圧接接合空間が形成されるように鋼材に板材を添設する板材添設工程と、保持部材５でビットを鋼材側に向けて保持しつつ、ビットを挿入孔及びスペーサー孔に挿入して摩擦圧接接合する摩擦圧接接合工程と、摩擦圧接接合工程の後に、保持部材をビットと切り離す切り離し工程と、を有することを特徴とする。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

鋼材を板材で補強する補強方法であって、
摩擦圧接接合部材を挿入するための入口部と前記入口部から奥へ向かって狭まる奥部とを有する挿入孔を、前記板材に形成する挿入孔形成工程と、
前記板材の摩擦圧接接合空間側に設けられ前記鋼材と前記板材に挟設されるスペーサーとなるスペーサー下地を、前記板材に設置するスペーサー下地設置工程と、
前記摩擦圧接接合部材を挿通させるためのスペーサー孔を前記スペーサー下地に形成するスペーサー孔形成工程と、
前記鋼材と前記板材との間に前記摩擦圧接接合空間が形成されるように前記鋼材に前記板材を添設する板材添設工程と、
保持部材で前記摩擦圧接接合部材を前記鋼材側に向けて保持しつつ、前記摩擦圧接接合部材を前記挿入孔及び前記スペーサー孔に挿入して摩擦圧接接合する摩擦圧接接合工程と、
前記摩擦圧接接合工程の後に、前記保持部材を前記摩擦圧接接合部材と切り離す切り離し工程と、
を有することを特徴とする補強方法。

【請求項2】

請求項１に記載の補強方法であって、
前記挿入孔形成工程及び前記スペーサー下地設置工程は、工場で行われ、前記摩擦圧接接合工程は、現場で行われることを特徴とする補強方法。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の補強方法であって、
前記挿入孔形成工程においては、前記板材を貫通させることなく閉塞部を備えるように前記挿入孔を形成し、
前記摩擦圧接接合工程においては、前記摩擦圧接接合部材を前記挿入孔に挿入し閉塞部を貫通させて摩擦圧接接合することを特徴とする補強方法。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の補強方法であって、
前記挿入孔形成工程においては、
前記摩擦圧接接合部材を前記挿入孔に挿入する際に先行して挿入される前記摩擦圧接接合部材の前端部分が、前記入口部より狭径で、
前記摩擦圧接接合部材の後端部分が、前記入口部より広径となるように、
前記入口部を形成することを特徴とする補強方法。

【請求項5】

請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の補強方法であって、
前記摩擦圧接接合空間に充填材を充填する充填材充填工程をさらに有することを特徴とする補強方法。

【請求項6】

鋼材と、
前記鋼材との間に摩擦圧接接合空間を有して前記鋼材に添設されている板材と、
前記鋼材に摩擦圧接接合されている摩擦圧接接合部材と、
前記板材の摩擦圧接接合空間側に設けられ、前記鋼材と前記板材に挟設されているスペーサーと、
を有する摩擦圧接接合構造であって、
前記板材は、
広径部と該広径部から前記鋼材の側に向かい狭まっている狭径部とを備え、前記摩擦圧接接合部材が挿入されている挿入部を有し、
前記スペーサーは、前記摩擦圧接接合部材が挿通されているスペーサー孔を有することを特徴とする摩擦圧接接合構造。

【請求項7】

請求項６に記載の摩擦圧接接合構造であって、
前記鋼材と前記板材との間に設けられて前記摩擦圧接接合空間を充填する充填材を有することを特徴とする摩擦圧接接合構造。

【請求項8】

請求項７に記載の摩擦圧接接合構造であって、
前記板材は、前記充填材を受ける受部と、前記充填材の漏れを防止する堰部と、を有することを特徴とする摩擦圧接接合構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、補強方法及び摩擦圧接接合構造に関する。

【背景技術】

【0002】

鋼構造物の補強を行う場合は、一般的に溶接作業を伴う。そして、かかる溶接作業は、例えば、特開文献１に開示されているような溶接装置により行われる。つまり、溶接ガンのチャックにスタッドボルトを装着し、溶接対象にスタッドボルトをスタッド溶接する溶接装置である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１６－６８０８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、このような溶接装置により溶接作業を行うと、火花、臭気、粉塵等が発生するので、火花による火事の発生、臭気による第三者等への異臭トラブル、粉塵による健康被害等を招くおそれがあった。

【0005】

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、火花、臭気、粉塵等の拡散を抑制することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するための主たる発明は、鋼材を板材で補強する補強方法であって、摩擦圧接接合部材を挿入するための入口部と前記入口部から奥へ向かって狭まる奥部とを有する挿入孔を、前記板材に形成する挿入孔形成工程と、前記板材の摩擦圧接接合空間側に設けられ前記鋼材と前記板材に挟設されるスペーサーとなるスペーサー下地を、前記板材に設置するスペーサー下地設置工程と、前記摩擦圧接接合部材を挿通させるためのスペーサー孔を前記スペーサー下地に形成するスペーサー孔形成工程と、前記鋼材と前記板材との間に前記摩擦圧接接合空間が形成されるように前記鋼材に前記板材を添設する板材添設工程と、保持部材で前記摩擦圧接接合部材を前記鋼材側に向けて保持しつつ、前記摩擦圧接接合部材を前記挿入孔及び前記スペーサー孔に挿入して摩擦圧接接合する摩擦圧接接合工程と、前記摩擦圧接接合工程の後に、前記保持部材を前記摩擦圧接接合部材と切り離す切り離し工程と、を有することを特徴とする補強方法である。

【0007】

本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、溶接接合の代わりに火花等がほとんど発生しない摩擦圧接接合を用いることにより、火花、臭気、粉塵等の拡散を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】摩擦圧接接合構造１の概略断面図である。

【図2】補強方法を説明するための説明図である。

【図3】補強方法を説明するための説明図である。

【図4】補強方法のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本明細書及び添付図面により、少なくとも、以下の事項が明らかとなる。

【0011】

鋼材を板材で補強する補強方法であって、摩擦圧接接合部材を挿入するための入口部と前記入口部から奥へ向かって狭まる奥部とを有する挿入孔を、前記板材に形成する挿入孔形成工程と、前記板材の摩擦圧接接合空間側に設けられ前記鋼材と前記板材に挟設されるスペーサーとなるスペーサー下地を、前記板材に設置するスペーサー下地設置工程と、

【0012】

前記摩擦圧接接合部材を挿通させるためのスペーサー孔を前記スペーサー下地に形成するスペーサー孔形成工程と、前記鋼材と前記板材との間に前記摩擦圧接接合空間が形成されるように前記鋼材に前記板材を添設する板材添設工程と、保持部材で前記摩擦圧接接合部材を前記鋼材側に向けて保持しつつ、前記摩擦圧接接合部材を前記挿入孔及び前記スペーサー孔に挿入して摩擦圧接接合する摩擦圧接接合工程と、前記摩擦圧接接合工程の後に、前記保持部材を前記摩擦圧接接合部材と切り離す切り離し工程と、を有することを特徴とする補強方法。

【0013】

このような補強方法によれば、溶接接合の代わりに火花等がほとんど発生しない摩擦圧接接合を用いることにより、火花、臭気、粉塵等の拡散を抑制することができる。

【0014】

かかる補強方法であって、前記挿入孔形成工程及び前記スペーサー下地設置工程は、工場で行われ、前記摩擦圧接接合工程は、現場で行われることが望ましい。

【0015】

このような補強方法によれば、挿入孔形成工程及びスペーサー下地設置工程を工場にて行うことにより、高精度な装置、検査等にて精度の高い挿入孔を形成でき、摩擦圧接接合を作業現場にて行うことにより、溶接作業に比べて、火花による火事の発生、臭気による第三者等への異臭トラブル、粉塵による健康被害等を抑制することができる。

【0016】

かかる補強方法であって、前記挿入孔形成工程においては、前記板材を貫通させることなく閉塞部を備えるように前記挿入孔を形成し、前記摩擦圧接接合工程においては、前記摩擦圧接接合部材を前記挿入孔に挿入し閉塞部を貫通させて摩擦圧接接合することが望ましい。

【0017】

このような補強方法によれば、閉塞部があることにより、閉塞部が無い場合に比べて、ビットが閉塞部を貫通して板材を摩擦圧接接合するので、板材をしっかりと接合することができる。

【0018】

かかる補強方法であって、前記挿入孔形成工程においては、前記摩擦圧接接合部材を前記挿入孔に挿入する際に先行して挿入される前記摩擦圧接接合部材の前端部分が、前記入口部より狭径で、前記摩擦圧接接合部材の後端部分が、前記入口部より広径となるように、前記入口部を形成することが望ましい。

【0019】

このような補強方法によれば、摩擦圧接接合部材が挿入孔の入口部よりも広径となる部分を有するので、広径となる部分を有さない場合に比べて、挿入孔とビットの間に隙間が生じにくいので、挿入孔の全体を摩擦圧接接合することができ、板材をしっかりと接合することができる。

【0020】

かかる補強方法であって、前記摩擦圧接接合空間に充填材を充填する充填材充填工程をさらに有することが望ましい。

【0021】

このような補強方法によれば、摩擦圧接接合空間を充填材で埋めることで支障物撤去の作業を不要とすることができる。

【0022】

かかる補強方法であって、前記充填材を受ける受部と、前記充填材の漏れを防止する堰部と、を前記板材に形成する受部堰部形成工程をさらに有することが望ましい。

【0023】

このような補強方法によれば、板材が受部と堰部を有するので、充填材を流し込むだけで容易に、摩擦圧接接合空間に充填材を充填することができる。

【0024】

鋼材と、前記鋼材との間に摩擦圧接接合空間を有して前記鋼材に添設されている板材と、前記鋼材に摩擦圧接接合されている摩擦圧接接合部材と、前記板材の摩擦圧接接合空間側に設けられ、前記鋼材と前記板材に挟設されているスペーサーと、を有する摩擦圧接接合構造であって、前記板材は、広径部と該広径部から前記鋼材の側に向かい狭まっている狭径部とを備え、前記摩擦圧接接合部材が挿入されている挿入部を有し、前記スペーサーは、前記摩擦圧接接合部材が挿通されているスペーサー孔を有することを特徴とする摩擦圧接接合構造。

【0025】

このような摩擦圧接接合構造によれば、溶接接合の代わりに火花等がほとんど発生しない摩擦圧接接合を用いることにより、火花、臭気、粉塵等の拡散を抑制することができる。

【0026】

かかる摩擦圧接接合構造であって、前記鋼材と前記板材との間に設けられて前記摩擦圧接接合空間を充填する充填材を有することが望ましい。

【0027】

このような摩擦圧接接合構造によれば、摩擦圧接接合空間を充填材で埋めることで支障物撤去の作業を不要とすることができる。

【0028】

かかる摩擦圧接接合構造であって、前記板材は、前記充填材を受ける受部と、前記充填材の漏れを防止する堰部と、を有することが望ましい。

【0029】

このような摩擦圧接接合構造によれば、板材が受部と堰部を有するので、充填材を流し込むだけで容易に、摩擦圧接接合空間に充填材を充填することができる。

【0030】

＝＝＝本実施形態＝＝＝
本実施形態に係る摩擦圧接接合構造１について図を用いて説明する。図１は、摩擦圧接接合構造１の概略断面図である。

【0031】

本実施形態に係る摩擦圧接接合構造１は、鋼材２と、鋼材２との間に摩擦圧接接合空間Ｗを有して鋼材２に添設されている板材３と、鋼材２に摩擦圧接接合されているビット４（摩擦圧接接合部材に相当）と、板材３の摩擦圧接接合空間Ｗ側に設けられ、鋼材２と板材３に狭設されているスペーサー６と、鋼材２と板材３との間に設けられて摩擦圧接接合空間Ｗを充填する充填材７と、を有する。

【0032】

なお、図１においては、鋼材２の下面に板材３を添設している例を示しているが、これに限るものでなく、上下が逆様でも良いし、鋼材２が左側（右側）で板材３が右側（左側）でも良い。

【0033】

鋼材２は、建築物等の構造材であって、例えば、Ｈ鋼を用いた鉄骨梁を挙げることができる。

【0034】

板材３は、鋼材２を補強するための補強材であって、鋼材２の下面と板材３の上面との間に摩擦圧接接合空間Ｗを有するように設けられている。板材３の一例としては、鉄骨梁を補強するための補強板を挙げることができる。

【0035】

そして、板材３は、広径部１ａ（例えば、直径Ｌ１となっている符号１ａで示した箇所）と該広径部１ａから鋼材２の側に向かい狭まっている狭径部１ｂ（例えば、直径Ｌ２となっている符号１ｂで示した箇所）とを備え、ビット４が挿入されている挿入部を有する。

【0036】

また、板材３は、摩擦圧接接合空間Ｗに液体状の充填材７を流し込む際に、かかる充填材７を受ける受部３ｅと、充填材７が流れ出して漏れるのを防止する堰部３ｆとを有している。つまり、板材３は、充填材７を受ける受部３ｅと、充填材７の漏れを防止する堰部３ｆと、を有する。

【0037】

ビット４は、鋼材２と板材３を摩擦圧接で接合するための部材であって、板材３を鉛直方向に貫通して、ビット４の先端は鋼材２の鉛直方向における中程までに至っており、挿入部を形成している。

【0038】

ここで、摩擦圧接接合とは、接合する部材（たとえば金属や樹脂など）を高速で擦り合わせ、そのとき生じる摩擦熱によって部材を軟化させると同時に圧力を加えて接合する 技術のことである。つまり、本実施形態においては、ビット４を高速回転させて、鋼材２と板材３に擦り合わせて、この時の摩擦熱によって鋼材２と板材３を軟化させると同時に圧力を先端方向（上方向）に向けて加えて、ビット４と鋼材２及び板材３を摩擦圧接にて接合している。

【0039】

本実施形態に係るビット４は、根本（下側）から先端（上側）にかけてその直径が小さくなっている。そして、先端部は略球形状をしている。

【0040】

スペーサー６は、円形形状をしており、鋼材２と板材３の間に設けられ、スペーサー６により鉛直方向における摩擦圧接接合空間Ｗが形成されている。そして、スペーサー６は、ビット４が挿通されているスペーサー孔６ａを有している。かかるスペーサー孔６ａは、ビット４を挿通させることに加え、ビット４が鋼材２を摩擦圧接接合した際の溶融金属を、スペーサー６の外へ拡散することを抑制する機能等も有している。

【0041】

充填材７は、摩擦圧接接合空間Ｗに流し込まれ、固まることで内部を充填する。つまり、充填材７は、摩擦圧接接合空間Ｗを充填する部材であり、支障物撤去の不要（摩擦圧接接合空間Ｗを設けて充填材７を充填しない場合、鋼材２と板材３を一体化させるため接触した状態とするので、かかる接触に支障となる物の撤去が必要）、鋼材２と板材３を一体化させる等の機能を持つ。充填材７の一例としては、グラウト、樹脂等を挙げることができる。

【0042】

＜＜＜補強方法について＞＞＞
次に、鋼材２を板材３で補強する補強方法について図を用いて説明する。図２、図３は、補強方法を説明するための説明図であり、図４は、補強方法のフローチャートである。

【0043】

先ずは、図２ａに示すように、板材３に、ビット４を挿入する挿入孔３ａと、充填材７を受ける受部３ｅと、充填材７の漏れを防止する堰部３ｆと、を形成する（ステップＳ１）。

【0044】

挿入孔３ａの断面形状は、ビット４が挿入するための入口部３ｃ（例えば、直径Ｌ３となっている符号３ｃで示した箇所）と入口部３ｃより直径が小さい奥部３ｄ（例えば、直径Ｌ４となっている符号３ｄで示した箇所）を有する。

【0045】

つまり、この補強方法は、ビット４を挿入するための入口部３ｃと入口部３ｃから奥へ向かって狭まる奥部３ｄとを有する挿入孔３ａを、板材３に形成する挿入孔形成工程を有する。なお、挿入孔形成工程においては、板材３を貫通させることなく閉塞部３ｂを備えるように挿入孔３ａを形成する。

【0046】

また、板材３には後で充填する充填材７を受ける受部３ｅと堰き止める堰部３ｆを形成する。例えば、受部３ｅの端部を上側に突出するように折り曲げて、かかる突出部を堰部３ｆとすることができる。つまり、この補強方法は、充填材７を受ける受部３ｅと、充填材７の漏れを防止する堰部３ｆと、を板材３に形成する受部堰部形成工程をさらに有する。

【0047】

次に、図２ａに示すように、板材３の摩擦圧接接合空間Ｗ側（挿入孔３ａが形成されていない側）にスペーサー下地６’を設置する（ステップＳ２）。例えば、スペーサー下地６’を板材３に仮溶接することで設置することができる。つまり、この補強方法は、板材３の摩擦圧接接合空間Ｗ側に設けられ鋼材２と板材３に狭設されるスペーサー６となるスペーサー下地６’を、板材３に設置するスペーサー下地設置工程を有する。

【0048】

次に、図２ｂに示すように、スペーサー孔６ａを形成し、鋼材２に板材３を添設し、ビット４を高速回転しつつ挿入孔３ａに圧力をかけて挿入する（ステップＳ３）。なお、図２ｂに示す保持部材５は、ビット４を保持する部材で円柱形状であり、小径部５ａと大径部５ｂを有している。小径部５ａは上側にあって、ビット４の根本（下側）に接続している。本実施形態においては、ビット４と保持部材５は、別部品として加工され、摩擦圧接接合等で接続されている。

【0049】

一方、大径部５ｂは下側にあって、摩擦圧接接合装置（不図示）に接続している。そして、摩擦圧接接合装置が回転すると、かかる回転が保持部材５を介してビット４に伝達されて摩擦圧接接合が行われる。

【0050】

つまり、この補強方法は、ビット４を挿通させるためのスペーサー孔６ａをスペーサー下地６’に形成するスペーサー孔形成工程と、鋼材２と板材３の間に摩擦圧接接合空間Ｗが形成されるように鋼材２に板材３を添接する板材添設工程と、保持部材５でビット４を鋼材２側に向けて保持しつつ、ビット４を挿入孔３ａ及びスペーサー孔６ａに挿入して摩擦圧接接合する摩擦圧接接合工程を有する。以下、摩擦圧接接合工程について詳しく説明する。

【0051】

ビット４を挿入孔３ａに挿入して、図２ｃに示すように、挿入孔３ａにビット４が接触すると、かかる接触部が摩擦力により軟化していく。そして、ビット４には圧力がかかっているので板材３にビット４が押し込まれていく（ステップＳ４）。

【0052】

そうすると、ビット４は、板材３の軟化した部分を貫通して、図３ａに示すように、板材３の閉塞部３ｂを貫通する（ステップ５）。つまり、摩擦圧接接合工程においては、ビット４を挿入孔３ａに挿入し閉塞部３ｂを貫通させて摩擦圧接接合する。

【0053】

そうしたら、ビット４はスペーサー孔６ａを通過して続けて鋼材２にビット４が接触し、ビット４は、鋼材２を軟化させつつ、押し込まれていき、図３ｂに示すように、ビット４の全体が挿入孔３ａに挿入されるまで鋼材２に押し込まれる（ステップＳ６）。そして、これにより、鋼材２と板材３はビット４により摩擦圧接接合される。この際、図３ｂに示すビット４の保持部材５側の後端部分４ｂ（例えば、直径Ｌ５となっている符号４ｂで示した箇所）は、挿入孔３ａの入口部３ｃよりも大きい。つまり、挿入孔形成工程においては、ビット４を挿入孔３ａに挿入する際に先行して挿入されるビット４の前端部分４ａが、入口部より狭径で、ビット４の後端部分４ｂが、入口部３ｃより広径となるように、入口部３ｃを形成する。

【0054】

そして、図３ｃに示すように、保持部材５をビット４から切り離す（ステップＳ７）。つまり、この補強方法は、摩擦圧接接合工程の後に、保持部材５をビット４と切り離す切り離し工程を有する。そして、摩擦圧接接合が完了して接合部が十分に冷えた後に、トルクを掛けて保持部材５をねじ切ってかかる切り離し工程を行うことにより、この摩擦圧接接合の接合強度が所定の強度以上であることを確認することができる。また、保持部材５とビット４がねじ式で接続されているような場合は、切り離し工程として、保持部材５を摩擦圧接接合の際の回転方向と反対の方向に逆回転させて、保持部材５とビット４を切り離すようにしてもよい。

【0055】

そして、最後に摩擦圧接接合空間Ｗに充填材７を充填して摩擦圧接接合構造１となる（ステップＳ８）。つまり、この補強方法は、摩擦圧接接合空間Ｗに充填材７を充填する充填材充填工程と、を有する。

【0056】

なお、ステップＳ１とステップＳ２は、工場で行われ、ステップＳ３～Ｓ８は、建築物を建築する現場にて行われる。つまり、挿入孔形成工程及びスペーサー下地設置工程は、工場で行われ、摩擦圧接接合工程は、現場で行われる。

【0057】

＜＜＜補強方法及び摩擦圧接接合構造１の有効性について＞＞＞
上述したように、本実施形態に係る補強方法は、鋼材２を板材３で補強する補強方法であって、ビット４を挿入するための入口部３ｃと入口部３ｃから奥へ向かって狭まる奥部３ｄとを有する挿入孔３ａを、板材３に形成する挿入孔形成工程と、板材３の摩擦圧接接合空間Ｗ側に設けられ鋼材２と板材３に挟設されるスペーサー６となるスペーサー下地６’を、板材３に設置するスペーサー下地設置工程と、ビット４を挿通させるためのスペーサー孔６ａをスペーサー下地６’に形成するスペーサー孔形成工程と、鋼材２と板材３との間に摩擦圧接接合空間Ｗが形成されるように鋼材２に板材３を添設する板材添設工程と、保持部材５でビット４を鋼材２側に向けて保持しつつ、ビット４を挿入孔３ａ及びスペーサー孔６ａに挿入して摩擦圧接接合する摩擦圧接接合工程と、摩擦圧接接合工程の後に、保持部材５をビット４切り離す切り離し工程と、を有することとした。そのため、火花、臭気、粉塵等の拡散を抑制することができる。

【0058】

鋼構造物の補強を行う場合は、一般的に溶接作業が行われる。そして、溶接作業を行うと、火花、臭気、粉塵等が発生するので、火花による火事の発生、臭気による第三者等への異臭トラブル、粉塵による健康被害等を招くおそれがある。

【0059】

これに対し、本実施形態に係る摩擦圧接接合構造１おいては、溶接接合の代わりに火花等がほとんど発生しない摩擦結合を用いることとした。つまり、溶接接合に代えて摩擦圧接接合を用いることにより、火花、臭気、粉塵等の拡散を抑制することができる。

【0060】

また、スタッド溶接による鋼構造物の補強においては、工場で製作したものを現場で正確に設置するための多くの測量が必要であり、また誤差（測量誤差、製作誤差、施工誤差等）の積み重ねで製品が正確に取りつかない場合もある。

【0061】

そのため、かかる誤差を吸収するようにスタッドを挿入するボルト穴には２～３ｍｍの大きなルーズ穴を用いており、板材３を一体化させることが難しかった。

【0062】

これに対し、摩擦圧接接合による鋼構造物の補強は、逃げ寸法が必要にならない納まり工法なので（ビット４と板材３に遊びがないので）、板材３を一体化させることが可能となる。

【0063】

さらに、摩擦圧接接合による鋼構造物の補強においては、誤差調整等の工程を減らすことができるので、鋼構造物の補強での作業工程を減らすことができる。

【0064】

また、本実施形態に係る補強方法においては、挿入孔形成工程及びスペーサー下地設置工程は、工場で行われ、摩擦圧接接合工程は、現場で行われることとした。

【0065】

そして、挿入孔形成工程及びスペーサー下地設置工程を工場にて行うことにより、高精度な装置、検査等にて精度の高い挿入孔を形成でき、摩擦圧接接合を作業現場にて行うことにより、溶接作業に比べて、火花による火事の発生、臭気による第三者等への異臭トラブル、粉塵による健康被害等を抑制することができる。

【0066】

また、本実施形態に係る補強方法においては、挿入孔形成工程においては、板材３を貫通させることなく閉塞部３ｂを備えるように挿入孔３ａを形成し、摩擦圧接接合工程においては、ビット４を挿入孔３ａに挿入し閉塞部３ｂを貫通させて摩擦圧接接合することとした。

【0067】

そして、閉塞部３ｂがあることにより、閉塞部３ｂが無い場合に比べて、ビット４が閉塞部３ｂを貫通して板材３を摩擦圧接接合するので、板材３をしっかりと接合することができる。

【0068】

また、本実施形態に係る補強方法においては、挿入孔形成工程においては、ビット４を挿入孔３ａに挿入する際に先行して挿入されるビット４の前端部分４ａが、入口部３ｃより狭径で、ビット４の後端部分４ｂが、入口部３ｃより広径となるように、入口部３ｃを形成することとした。

【0069】

そして、これにより、ビット４が挿入孔３ａの入口部３ｃよりも広径となる部分を有するので、広径となる部分を有さない場合に比べて、挿入孔３ａとビット４の間に隙間が生じにくいので、挿入孔３ａの全体を摩擦圧接接合することができ、板材３をしっかりと接合することができる。

【0070】

また、本実施形態に係る補強方法においては、摩擦圧接接合空間Ｗに充填材７を充填する充填材充填工程をさらに有することとした。そして、摩擦圧接接合空間を充填材７で埋めることで支障物撤去の作業を不要とすることができる。

【0071】

また、本実施形態に係る補強方法においては、充填材７を受ける受部３ｅと、充填材７の漏れを防止する堰部３ｆと、を板材３に形成する受部堰部形成工程をさらに有することとした。そして、これにより、板材３が受部３ｅと堰部３ｆを有するので、充填材７を流し込むだけで容易に、摩擦圧接接合空間Ｗに充填材７を充填することができる。

【0072】

また、本実施形態に係る摩擦圧接接合構造１においては、鋼材２と、鋼材２との間に摩擦圧接接合空間Ｗを有して鋼材２に添設されている板材３と、鋼材２に摩擦圧接接合されているビット４と、板材３の摩擦圧接接合空間Ｗ側に設けられ、鋼材２と板材３に挟設されているスペーサー６と、を有する摩擦圧接接合構造１であって、板材３は、広径部１ａと該広径部１ａから鋼材２の側に向かい狭まっている狭径部１ｂとを備え、ビット４が挿入されている挿入部を有し、スペーサー６は、ビット４が挿通されているスペーサー孔６ａを有することとした。

【0073】

そして、溶接接合の代わりに火花等がほとんど発生しない摩擦圧接接合を用いることにより、火花、臭気、粉塵等の拡散を抑制することができる。

【0074】

また、本実施形態に係る摩擦圧接接合構造１においては、鋼材２と板材３との間に設けられて摩擦圧接接合空間Ｗを充填する充填材７を有することとした。そして、摩擦圧接接合空間Ｗを充填材７で埋めることで支障物撤去の作業を不要とすることができる。

【0075】

また、本実施形態に係る摩擦圧接接合構造１においては、板材３は、充填材７を受ける受部３ｅと、充填材７の漏れを防止する堰部３ｆと、を有することとした。そして、板材３が受部３ｅと堰部３ｆを有するので、充填材７を流し込むだけで容易に、摩擦圧接接合空間Ｗに充填材７を充填することができる。

【0076】

＝＝＝その他の実施形態について＝＝＝
上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

【0077】

また、上記実施形態では、板材３に閉塞部３ｂが設けられていたが、これに限るものではなく、閉塞部３ｂは設けなくてもよい（入口部３ｃと奥部３ｄがあれば挿入孔は板材３を貫通していてもよい）。

【0078】

また、上記実施形態では、スペーサー下地６’を板材３に設置してからスペーサー孔６ａを形成していたが、この方法に限るものではなく、例えば、スペーサー下地６’に予めスペーサー孔６ａを形成してから板材３に設置してもよい。

【符号の説明】

【0079】

１ 摩擦圧接接合構造、１ａ 広径部、１ｂ 狭径部、２ 鋼材、３ 板材、
３ａ 挿入孔、３ｂ 閉塞部、３ｃ 入口部、３ｄ 奥部、３ｅ 受部、３ｆ 堰部、
４ ビット（摩擦圧接接合部材）、４ａ 前端部分、４ｂ 後端部分、５ 保持部材、
５ａ 小径部、５ｂ 大径部、６ スペーサー、６’ スペーサー下地、
６ａ スペーサー孔、７ 充填材、Ｗ 摩擦圧接接合空間、

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】