摩擦接合鋼板和摩擦接合結構的製作方法
2023-05-03 04:57:16 1
專利名稱：摩擦接合鋼板和摩擦接合結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及摩擦接合鋼板和摩擦接合結構，並且更具體地涉及插 入於相互摩擦接合的要接合鋼產品之間的摩擦接合鋼板以及其中使用 摩擦接合鋼板的摩擦接合結構。
要求2006年4月10日申請的日本專利申請No.2006-107457和 2007年2月28日申請的日本專利申請No.2007-49013的優先權，這兩 個申請的內容通過參考結合於此。
背景技術：
按照慣例，在建築和土木工程領域中，通常實施摩擦接合，其中 緊固設備比如高強度螺栓用來緊固要接合的鋼產品，它們然後通過利 用由源自緊固設備的壓縮力引起的摩擦阻力而相互接合，從而提供用 於構成鋼結構的框架的鋼產品(建築物、橋梁等)的接合結構。在一 般的摩擦接合中，要接合鋼產品比如基礎材料(柱狀物、梁、支柱等) 或接合元件(拼接板、角撐板等)通過以下方法進行處理以形成摩擦 表面以確保摩擦係數。也就是，應用砂磨或研磨以從鋼產品移除黑鏽 皮，它們然後被允許防止形成紅鏽，或應用噴丸處理以使摩擦表面粗 糙。然而，這些方法僅在摩擦表面上產生相對小的摩擦係數並且在確 保穩定的摩擦阻力方面存在困難。因此，沒有選擇，只有採用較低的 數值，在考慮到設計的安全性下，使得難以提供合理的設計。在這些 環境下，很久以來就希望解決上面的困難。
同時，已知一對用於要接合鋼產品的互相接觸的接合面被處理， 以使得作為增大通過摩擦接合要接合的鋼產品之間的摩擦阻力的結 構，它們在硬度和粗糙度上相互間不同(例如參照日本公開的未審專 利申請No.2002-155910)。專利文獻1中描述的摩擦接合結構是如此的 以使得接合面之一經受一次噴丸處理並且另一個接合面經受兩次噴丸處理，由此使接合面成為硬度和粗糙度不同的摩擦表面，從而增大摩 擦表面之間的摩擦係數並且減少螺栓的數量或使直徑變小，並且實現 合理的設計。
然而，在上述專利文獻1中描述的常規摩擦接合結構中，由於要 接合鋼產品的接合面經受一次或多次噴丸處理以形成摩擦表面，必須 處理許多可利用的要接合鋼產品，因而導致人工和時間的增加以及處 理成本的上升，這就帶來了問題。而且，即使包括噴丸的方法用來使 摩擦表面的硬度和粗糙度不同以提高摩擦表面的摩擦係數，在如此獲 得的摩擦係數中仍然存在著較寬泛的變化。因此，並沒有如所期望的 那樣顯著提高設計中可利用的摩擦係數的上限，因而導致較小的成本 效率，這就帶來了另一個問題。
本發明的目標是提供一種摩擦接合鋼板和摩擦接合結構，它們可 以低成本應用至寬泛種類的摩擦接合部分，並且還能可靠地提高摩擦 阻力，從而實現合理的設計。
發明內容
本發明的第一個方面描述的摩擦接合鋼板是插入在由源自緊固設 備的壓縮力相互摩擦接合的要接合鋼產品之間的摩擦接合鋼板，摩擦 接合鋼板在兩個面上都提供有多個相互平行地或相互以同心的方式連 續形成的突起條紋並且還提供有至少一個允許緊固設備插入的插孔， 其中突起條紋的一部分設計為維氏硬度高於要接合鋼產品的表面。
在本發明的摩擦接合鋼板中，可布置為使得突起條紋的一部分設 置為維氏硬度比要接合鋼產品的表面高至少兩倍。
維氏硬度是根據日本工業標準(JIS)的測試方法(JISZ2244)或 如由國際標準化組織(ISO)所規定的測試方法(ISO 6507-1)測試的 金屬材料的硬度，在這種情況下，指的是要接合鋼產品和摩擦接合鋼 板各自的表面硬度。即，摩擦接合鋼板上突起條紋的一部分處的維氏 硬度作為/^給出並且要接合鋼產品的表面上的維氏硬度作為^給 出，可布置為使得要接合鋼產品和摩擦接合鋼板分別設置表面硬度以 使得硬度比r, ( = /丹)能滿足以下公式U)。根據上述本發明，由於摩擦接合鋼板上突起條紋的一部分設置為 比要接合鋼產品的表面要硬(優選地，硬度高出至少兩倍)，摩擦接合 鋼板上的突起條紋能更容易地進入要接合鋼產品中，並且因而進入的 摩擦接合鋼板的機械滑移阻力所引起的摩擦阻力作用於要接合鋼產品 之間，從而使得經由摩擦接合鋼板要接合鋼產品之間的摩擦係數顯著 地增大。因此，摩擦接合結構由能容易地從理論或實驗的角度確認的 滑移阻力機構所構成並且摩擦係數的變化較小。因此，能在設計上將 摩擦係數設置為精確的高值並且還實現合理的設計。換言之，摩擦系 數能設置為比常規情況下要高以減少螺栓的數量或最小化其直徑，因 而使得能將基礎材料的面積的局部損失保持至最小程度。而且，通過 使接合板和角撐板更小，能降低鋼產品的數量並且還降低建築結構和 土木工程構造所需的材料/構造成本。
而且，本發明避免了對於將常規的噴丸處理應用至要接合鋼產品 的表面或移除黑鏽或產生紅鏽的需要，因而使得能以降低的人工和時 間來處理要接合鋼產品並且還急劇地降低生產成本。而且，本發明還 避免了處理以寬泛種類可用的要接合鋼產品的需要。換言之，具有預 定尺寸和預定形式的摩擦接合鋼板用於這些要接合鋼產品的處理中， 或摩擦接合鋼板僅插入在要接合鋼產品之間，從而提供如上所述的高 摩擦係數。因此，能量產摩擦接合鋼板並且還更有效地降低生產和構 造成本。
在這種情況下，本發明的摩擦接合鋼板優選地具有突起條紋從50 °至IO(T的頂錐角(e)。
換言之，摩擦接合鋼板上的突起條紋以如此的方式形成以使得突 起條紋的頂錐角P滿足以下公式(2)。
500 ^6^畫0...(2)
上述構造允許突起條紋的頂錐角^設置於50°至100。的範圍中， 即，突起條紋能形成為給出不過於尖銳的角度並且其能容易地進入要 接合鋼產品中，從而使得能確保突起條紋的一部分處的剪切強度並且 還將機械滑移阻力展示至充分的程度。而且，可布置為使得突起條紋的頂錐角^設置為75。或更大並且卯。或更小(75°^5 芸卯° )。
而且，本發明的摩擦接合鋼板優選地具有設置為0.5或更小的應 力強度比(o"/crfc )。這個應力強度比(cr/crA)通過用要接合鋼產品
的抗張強度(C7m6)除由於緊固設備的壓縮力而作用於要接合鋼產品上 的壓縮應力(C7)而獲得。
在這種情況下，作用於要接合鋼產品上的壓縮應力(tJ)通過用 摩擦接合鋼板上突起條紋的總長度尺寸(L)和在突起條紋進入要接合
鋼產品的表面時沉陷的要接合鋼產品所形成的凹陷的寬度尺寸(B)除 由緊固設備比如高強度螺栓所引起的壓縮力(N)而獲得的應力強度。 即，其意味著由o"二N/ (L*B)的關係表示的應力強度。因此，要接 合鋼產品的材料類型、摩擦接合鋼板的尺寸和突起條紋的形式以如此 的方式建立以使得作用於要接合鋼產品上的壓縮應力cr與抗張強度
C7^的比能滿足以下公式(3)。
0"/o"^0.5…(3)
根據上述構造，作用於要接合鋼產品上的壓縮應力C7設置為小於 抗張強度o^的一半。換言之，摩擦接合鋼板的尺寸以及突起條紋的數
量和長度根據要接合鋼產品的類型(抗張強度~6)和所使用螺栓的類 型來適當地確定，因而使得能確保剪切強度以及要接合鋼產品的翻轉 強度並且還將機械滑移阻力展示至充分的程度。
如上所述，本發明的摩擦接合鋼板可構造為使得能同時滿足全部 公式(1)、 (2)和(3)。然而，可構造為使得滿足這些公式(1)至(3) 中的至少兩個，並且還可構造為使得僅滿足這些公式(1)至(3)的 至少任何一個。
更具體地，在認真研究之後，本發明的申請人己經發現三個要素 (參數)，即，由公式(1)表示的硬度比/;，由公式(2)表示的突起
的條紋的頂錐角^以及由公式(3)表示的應力強度比C7/fT^在確定摩 擦接合鋼板的摩擦係數時具有很大的影響，並且這三個要素的適當布
置能提供大的摩擦係數(例如，0.9或更大的摩擦係數)。
那麼，在SS400或SS490，也就是一般使用的抗張強度從400至 500 (N/mm2)的軋制鋼產品，或者SM400或SM490，也就是用於焊接結構(JISG3106)的軋制鋼產品，用作要接合鋼產品時，可布置為 使得摩擦接合鋼板用S45C、 S48C、 S50C或S53C形成，也就是，用 於機械結構用途(JISG 4051)的抗張強度大於450 (N/mm2)的碳鋼 或維氏硬度類似的鋼產品。
而且，本發明的摩擦接合鋼板可設置為突起條紋之間的間距(S) 在0.8mm至2.0mm的範圍中。
而且，本發明的摩擦接合鋼板可設置為突起條紋的頂端部分的半 徑(《)為O.lmm或更小。
然後，本發明的摩擦接合鋼板可設置為突起條紋之間的凹陷的半 徑(及2)為0.4mm或更大。
根據上述構造，突起條紋之間的間距(S)能設置於從0.8mm至 2.0mm的範圍，因而使得能在具有預定尺寸的摩擦接合鋼板的兩個面 上形成多個突起條紋。而且，突起條紋的頂端部分的半徑(《)設置 為O.lmm或更小，因而使得能確保容易地進入要接合鋼產品中的突起 條紋的銳角並且還獲得高的摩擦係數。而且，突起條紋之間的凹陷的 半徑(及2)設置為0.4mm或更大，由此作為突起條紋的基部的凹陷的 強度能增大，防止突起條紋在經受摩擦阻力時由於剪切而破裂，從而 提供穩定的摩擦係數。
而且，在本發明的摩擦接合鋼板中，突起條紋進入要接合鋼產品 的表面處的一部分的寬度尺寸(B)設置為突起條紋之間的間距(S) 的大約1/3。
根據上述構造，要接合鋼產品和摩擦接合鋼板適當地設置強度和 硬度，其方式使得突起條紋進入其中處的一部分的寬度尺寸(B)等於 突起條紋之間的間距(S)的1/3，因而使得能確保突起條紋能進入的 程度並且增大摩擦係數。而且，突起條紋沒有進入要接合鋼產品的表 面處的一部分的寬度尺寸得到確保，從而使得能防止要接合鋼產品由 於剪切而變形或破裂並且還展示了穩定的摩擦係數。
而且，本發明的摩擦接合鋼板能以包括定中於緊固設備的軸處的 圓圈的平面形狀形成，並且摩擦接合鋼板的直徑是緊固設備的軸直徑 的2.5倍。根據上述構造，由於摩擦接合鋼板提供有包括由圓圈包圍的區域
的尺寸，其直徑是緊固設備的軸直徑的2.5倍，源自緊固設備的壓縮力可以均勻地作用於由該區域所覆蓋的摩擦接合鋼板上，因而使得能獲得穩定的摩擦係數。
而且，本發明的摩擦接合鋼板可設置為，摩擦接合鋼板的一個表面上突起條紋的頂端和摩擦接合鋼板的另一個表面上突起條紋的頂端之間的距離(H)在從1.5mm至2.5mm的範圍中。
根據上述構造，由於突起條紋的頂端之間的距離(H)，或摩擦接合鋼板的厚度尺寸，設置於從1.5mm至2.5mm的範圍中，源自緊固設備的壓縮力用來彎曲摩擦接合鋼板，其然後能牢固地附接至要接合鋼產品的表面。因而，摩擦接合鋼板上的所有突起的條紋可以準確地進入要接合鋼產品，因而使得能獲得高的摩擦係數。
而且，在本發明的摩擦接合鋼板中，突起條紋可通過任何加工方法形成，比如軋制、切割或鑄造。
在本發明的摩擦接合鋼板中，摩擦接合鋼板可在突起條紋形成之後淬火。
根據上述構造，突起條紋能通過任何加工方法形成，比如軋制、切割或鑄造，並且任何期望的處理方法能根據鋼產品的數量或類型來選擇以製造摩擦接合鋼板，從而使得能降低生產成本。而且，由於淬火在突起條紋形成之後實施，能增大和穩定突起條紋的一部分處的硬度。
而且，本發明的摩擦接合鋼板可通過使用粘帶或應用防鏽噴漆而粘至要接合鋼產品之一。
而且，在本發明的摩擦接合鋼板中，粘帶是粘附至要接合鋼產品之一以便覆蓋摩擦接合鋼板的鋁帶，並且在要接合鋼產品的一個和另一個在由鋁帶覆蓋的面保持為與另一個要接合鋼產品相接觸的狀態下通過使用緊固設備緊固時，另一個要接合鋼產品的側面上的突起條紋使鋁帶斷裂，從而進入另一個要接合鋼產品，並且要接合鋼產品之一的側面上的突起條紋進入要接合鋼產品之一。
根據上述構造，摩擦接合鋼板由於粘帶或防鏽噴漆的粘附力而預先粘至要接合鋼產品之一。即，摩擦接合鋼板沒有在構造場所上的上升位置粘而是位於鋼板能容易地管理的位置比如工廠或地面上的臨時堆料場，因而使得能將摩擦接合鋼板布置在如此的管理條件之下以使得適當地確定突起條紋的定向、布置位置、數量等。那麼，在粘帶(例如鋁帶)或防鏽噴漆用來覆蓋和粘住摩擦接合鋼板時，要接合鋼產品由緊固設備緊固，由此粘帶等在摩擦接合鋼板上突起條紋的一部分處破裂，突起條紋突起以進入要接合鋼產品，因而使得能獲得如上所述的高摩擦係數。
而且，本發明的摩擦接合鋼板可提供有多個允許緊固設備的軸穿過其中的插孔，其中突起條紋之間在插孔之間的中間位置處的凹陷形成為比位於其他位置處的凹陷要深。
根據上述構造，在插孔之間的中間位置處的凹陷更深，因而使得只要需要就能在這個凹陷的位置處將摩擦接合鋼板打破分區。在這種情況下，例如，凹陷可形成為足夠深以使得摩擦接合鋼板能用手打破或可形成為足夠深以使得其能由適當的工具打破。如上所述，使得摩擦接合鋼板在插孔之間的中間位置處打破，由此摩擦接合鋼板能被打破為分區，即使在形成於要接合鋼產品上的緊固設備的孔節距與摩擦接合鋼板的插孔節距不一致的情況下，並且鋼板能布置為與要接合鋼產品的孔節距一致。而且，如果要接合鋼產品的孔節距與摩擦接合鋼板的插孔節距相一致，摩擦接合鋼板可在不打破為分區之下布置。
而且，本發明的摩擦接合結構是其中任一摩擦接合鋼板插入在要接合鋼產品之間並且黑鏽或紅鏽形成於要接合鋼產品的表面上或者噴丸處理、砂磨或防鏽噴漆應用至此的摩擦接合結構。
根據本發明，能提供摩擦接合鋼板的前述效果，即，設計中使用的摩擦係數能在高的準確度之下設置為更高以實現合理的設計。而且，螺栓的數量能減少或接合板等更小，從而材料/構造成本能有效地降低。而且，在黑鏽或防鏽噴漆應用於要接合鋼產品的表面時，摩擦接合鋼板上的突起條紋能穿過黑鏽或防鏽噴漆進入要接合鋼產品，因而使得能提供穩定的摩擦係數，而不管要接合鋼產品的表面狀態。而且，由於本發明避免了移除黑鏽或防鏽噴漆的需要，在接合之後用於防鏽的修飾噴漆是不必要的，並且還有助於降低與構造工作相關的人工和時間。
而且，在本發明的摩擦接合結構中，可布置為使得兩個或更多的摩擦接合鋼板重疊並且插入在要接合鋼產品之間。
根據上述構造，在要接合鋼產品之間在厚度尺寸上存在不同時，摩擦接合鋼板的數量根據該不同適當地調節，並且插入在要接合鋼產品之間，因而使得能處理要接合鋼產品的各種組合。本發明還避免了提供各種厚度尺寸鋼產品的需要，從而使得能降低材料/構造成本。於是，即使要重疊的摩擦接合鋼板不是通過焊接等接合，形成於兩個鋼板上的突起條紋互相匹配，以便不會朝著剪切方向偏離並且適當地傳遞摩擦阻力。
本發明的上述摩擦接合鋼板和摩擦接合結構能以低的成本應用至各種摩擦接合部分並且還能可靠地增大摩擦阻力，從而實現合理的設計。
圖1是示出本發明中實施例的摩擦接合結構的截面圖2 (A)和(B)分別是示出在摩擦接合結構中使用的摩擦接合
鋼板的正視圖和截面圖3是示出摩擦接合結構的主要部分的放大截面圖4 (A)和(B)分別是示出這個實施例中變型示例的摩擦接合
鋼板的正視圖和截面圖5 (A)和(B)分別是示出這個實施例中變型示例的摩擦接合
鋼板的正視圖和截面圖6是示出這個實施例中變型示例的摩擦接合鋼板的正視圖；圖7是示出這個實施例中變型示例的摩擦接合結構的截面圖；圖8 (A)、 (B)和(C)是示出本發明的一個實施例的摩擦接合
結構的斷裂模式的截面圖9是示出這個實施例中每個斷裂模式的摩擦係數的趨向的圖
表；圖IO是示出這個實施例中每個應力強度比的摩擦係數的圖表； 圖11是示出摩擦係數相對於這個實施例中突起條紋的頂錐角度 的圖表；
圖12是示出摩擦係數相對於這個實施例中的應力強度比的圖表； 圖13是示出在這個實施例中的抗張強度測試時摩擦係數相對於 滑移的圖表；
圖14是示出本發明中實施例1的摩擦接合鋼板的照片； 圖15是示出實施例1的摩擦接合鋼板的截面圖； 圖16是示出通過使用實施例1的摩擦接合鋼板獲得的測試結果的 圖表；
圖17是示出本發明中實施例2的摩擦接合鋼板的照片； 圖18是示出實施例2的摩擦接合鋼板的截面圖； 圖19是示出通過使用實施例2的摩擦接合鋼板獲得的測試結果的 圖表；
圖20是示出本發明的比較示例的摩擦接合鋼板的照片； 圖21是示出通過使用比較示例的摩擦接合鋼板獲得的測試結果 的圖表；
圖22是示出其中本發明的實施例3的摩擦接合鋼板處於被臨時粘 住(tacked)的狀態的截面圖23是示出在實施例3的摩擦接合鋼板被緊固之後的狀態的截面 圖；並且
圖24是示出通過使用實施例3的摩擦接合鋼板獲得的測試結果的 圖表。
具體實施例方式
下文，將參照附圖給出本發明的實施例的描述。
圖1是示出本發明的摩擦接合結構的截面圖。圖2(A)和圖2(B) 分別是示出用於摩擦接合結構中的摩擦接合鋼板10的正視圖和截面 圖。圖3是示出摩擦接合結構的重要部分的放大截面圖。
在圖1至圖3中，本發明的摩擦接合結構是如此的以使得一對鋼板1A和IB (它們是要接合鋼產品)由多個高強度螺栓2A和螺母2B (也就是緊固設備)緊固，從而鋼板1A和IB由源自這些緊固設備的 壓縮力摩擦接合，並且摩擦接合鋼板10相應於每個高強度螺栓2A插 入鋼板1A和IB之間。
在這種情況下，這對鋼板1A和1B可包括其中鋼板1A是構成結 構框架的型鋼(H型鋼等)的凸緣或腹板，而鋼板1B是接合板(魚 尾板)或角撐板的情況，以及其中鋼板1A和1B都是型鋼的一部分或 鋼板自身的情況。於是，要接合鋼產品包括一般使用的軋制鋼產品和 用於焊接結構的軋制鋼產品，它們通過使用具有大致400至500 (N/mm2)的抗張強度的SS400、 SS490、 SM400、 SM490等形成。而 且，高強度螺栓2A和螺母2B包括能以預定的壓縮力(螺栓軸向張力) N在一對鋼板1A和1B彼此接近的方向上以任何給出的緊固方式緊固 的那些。
如圖2所示，摩擦接合鋼板IO在兩個面上都提供有多個突起的條 紋11，它們通常是薄板形狀並且平行地連續形成並且還提供有一個允 許高強度螺栓2A穿過其中的插孔12。摩擦接合鋼板10用S45C、抗 張強度大於450.(N/mm2)的用於機械構造的碳鋼產品等形成，並且平 面形狀是包括高強度螺栓2A的軸(位於插孔12的中心)周圍的圓圈 的尺寸，該圓圈的直徑是高強度螺栓2A的軸直徑(4>)的2.5倍，換 言之， 一側長度為A (A》2.54>)的大致方形形狀。而且，兩個面上 的突起條紋11的頂端之間的距離(H)(其是摩擦接合鋼板10的厚度 尺寸)設置為大約2.0mm，並且突起條紋11布置為與鋼板1A和1B 的伸展方向(圖1中的橫向方向)垂直。
摩擦接合鋼板10上的突起條紋11通過冷軋或熱軋形成。而且， 在突起條紋形成之後實施淬火，由此突起條紋11的一部分處的維氏 硬度(AA)設置為大於鋼板1A和IB的表面上的維氏硬度(Hvm)超 過3倍。即，摩擦接合鋼板IO上的突起條紋11與鋼板1A和1B的表 面之間的維氏硬度比(rA = ^vA///vm )設置為使得r,》3。根據上述摩擦 接合鋼板IO，由於源自高強度螺栓2A的壓縮力(N，參照圖1)，突 起條紋11可以進入鋼板1A和IB的表面，從而在鋼板1A和1B之間提供高的摩擦阻力。注意到，突起條紋11不限於通過軋制形成的那些， 而是能包括通過切割或鑄造形成的那些。
下面，將參照圖3給出摩擦接合鋼板10的具體結構的描述。 摩擦接合鋼板10上的突起條紋11是其中鄰近的突起條紋11之間 的間距(S)設置為大約l.Omm並且突起條紋11的頂錐角度(0)設 置在從50°至100。的範圍中的那些。而且，突起條紋11的頂端部分的 半徑(i ,)設置為O.lmm或更小並且突起條紋11之間的凹陷的半徑 (及2)設置為0.4mm或更大。而且，關於突起條紋11進入鋼板1A和 1B的程度，它們所進入的部分的寬度尺寸(B)設置為突起條紋11 之間的間距(S)的大約1/3。
而且，由於上緊高強度螺栓2A的壓縮力(N)而作用在鋼板1A 和1B上的壓縮應力(cr)相對於鋼板1A和1B的抗張強度(cxm6)設 置為0.5或更小，即應力強度比o7c^《0.5。在這種情況下，作用在 鋼板1A和1B上的壓縮應力(cr)指的是用摩擦接合鋼板10上突起 條紋11的總長度尺寸(L=SA)和突起條紋11所進入的部分的寬度 尺寸(B)來除高強度螺栓2A的壓縮力(N)所獲得的應力強度cr二 N/ (L B)。
在上述摩擦接合結構中，這種操作程序能利用來使得在鋼板1A 和1B通過使用高強度螺栓2A和螺母2B於施工位置緊固之前，摩擦 接合鋼板10通過使用膠帶、粘合劑等臨時粘在鋼板1A或鋼板1B的 預定位置處。即使在摩擦接合鋼板IO如上所述被粘住之處，高強度螺 栓2A用來緊固鋼板1A和1B，由此摩擦接合鋼板IO上的突起條紋11 能穿透膠帶或粘合劑以進入鋼板1A和1B的表面。
而且，黑鏽或紅鏽形成於鋼板1A和1B的整個表面上，可選地， 噴丸、砂磨或防鏽噴漆應用於此。如上所述，即使黑鏽形成或防鏽噴 漆應用至鋼板1A和1B的整個表面，即，在與布置摩擦接合鋼板10 相同的位置處，高強度螺栓2A用來緊固鋼板1A和1B，由此摩擦接 合鋼板10上的突起條紋11能穿透黑鏽或防鏽噴漆以進入鋼板1A和 1B的表面。
而且，摩擦接合鋼板可不僅包括以大致方形形狀形成的摩擦接合鋼板10，而且包括如以下圖4 (A)至圖6所示以各種形式可利用的 那些。
圖4 (A)、圖4 (B)和圖5 (A)、圖5 (B)分別是示出關於本 發明變型示例的摩擦接合鋼板IOA和IOB的正視圖和截面圖。圖6是 示出關於本發明變型示例的摩擦接合鋼板10C的正視圖。
如同摩擦接合鋼板10，圖4 (A)和圖4 (B)所示的摩擦接合鋼 板IOA在兩個面上都提供有多個突起的條紋11，它們通常是薄板狀並 且相互平行地連續形成，但是與摩擦接合鋼板10的不同之處在於平面 形狀是其在高強度螺栓2A的軸周圍(位於插孔12的中心處)的直徑 為高強度螺栓2A的軸直徑的2.5倍的圓形物。摩擦接合鋼板10A在 其他具體結構上與摩擦接合鋼板IO類似。
如同摩擦接合鋼板IOA，圖5 (A)和圖5 (B)中所示的摩擦接 合鋼板10B通常以薄板狀形成，其平面形狀是在高強度螺栓2A的軸 周圍(位於插孔12的中心處)的直徑為高強度螺栓2A的軸直徑(4> ) 的大約2.5倍的圓形物，並且與摩擦接合鋼板IOA和10的不同之處在 於其在兩個表面上都提供有多個以同心的方式相互間連續地形成的突 起的條紋11。摩擦接合鋼板10B在其他具體結構上與摩擦接合鋼板 10和IOA類似。根據上述摩擦接合鋼板IOB，突起的條紋11以同心 的方式形成，從而，摩擦阻力能在任何期望的徑向方向上顯示，其優 選地可應用於其中張力在兩個或更多方向上作用於鋼板1A和1B上的 情況。而且，能獲得相同程度的摩擦阻力，即使摩擦接合鋼板10B旋 轉地移動至一定程度，從而避免了對於將摩擦接合鋼板IOB暫時地粘 在高強度螺栓2A上的需要，這期望地產生了操作改進。
如同摩擦接合鋼板10，圖6中所示的摩擦接合鋼板IOC在兩個面 上都提供多個突起的條紋11，它們通常是薄板形狀並且相互平行地連 續形成，並且與摩擦接合鋼板10的不同之處在於其提供有兩個插孔 12並且通常以矩形形成。於是，摩擦接合鋼板IOC形成為在每個插孔 12的側面處提供足夠大的端距部分和邊緣距離部分以包括在高強度 螺栓2A的軸周圍(位於插孔12的中心處)為高強度螺栓2A的軸直 徑(小)的大約2.5倍的直徑。摩擦接合鋼板10C在其他具體結構上與摩擦接合鋼板IO類似。根據上述摩擦接合鋼板IOC，插孔12形成 多個，從而，能防止其中摩擦接合鋼板10C將在上緊的高強度螺栓2A 上一起旋轉的共同旋轉以避免對於暫時地粘住摩擦接合鋼板10C的需 要。因此，期望產生操作改進。
而且，在摩擦接合鋼板10C中優選地，突起的條紋11之間的凹陷 在兩個插孔12之間的中間位置處形成為比其他位置處的凹陷更深。由 此，能使摩擦接合鋼板IOC在根據需要形成為更深的凹陷的位置處打 破為兩個分區，並且即使鋼板1A和1B的螺栓孔的節距與摩擦接合鋼 板10C的插孔12的節距不一致，分開的摩擦接合鋼板10C能布置為 與螺栓孔一致。
而且，本實施例的摩擦接合結構可以不僅包括其中如圖1所示摩 擦接合鋼板IO在鋼板1A和1B之間每個一片地插入的結構，而且包 括如圖7所示多個摩檫接合鋼板10重疊並且插入其間的結構。
圖7是示出本實施例的摩擦接合結構的變型示例的截面圖。
圖7所示的摩擦接合結構是如此的以使得一對橫向鋼板1A和1C (即要接合鋼產品)經由摩擦接合鋼板10，保持於一對豎直鋼板1B (即要接合的鋼產品)之間，從而，這對豎直鋼板1B通過上緊高強 度螺栓2A和螺母2B而接合。這裡，鋼板1A和鋼板1C在厚度尺寸 上彼此不同，或鋼板1A比鋼板1C要薄。兩個摩擦接合鋼板10重疊 並且插入鋼板1A和上部鋼板1B之間。這兩個摩擦接合鋼板10在如 此的狀態下重疊以使得它們的突起條紋11彼此配合，並且構造為使得 摩擦接合鋼板IO沒有彼此偏離。
這裡，如圖7所示，其中多個摩擦接合鋼板IO重疊並且插入其間 的摩擦接合結構不僅包括其中鋼板1A和1C在厚度上不同的結構，而 且包括一對橫向型鋼(例如H型鋼)在高度尺寸上不同的結構，例如， 型鋼之一是軋制H型鋼，而另一個是構造H型鋼。換言之，摩擦接合 鋼板10的合理數量可根據高度尺寸的差異來重疊並且相應地插入鋼 板1A的外部(其是高度尺寸較小的型鋼的凸緣)和鋼板1B (其是接 合板)之間，以及鋼板1C的內部(其是高度尺寸較大的型鋼的凸緣) 和鋼板1B (其是接合板)之間。本實施例的上面構造能提供以下效果。
(1) 由於摩擦接合鋼板IO上的突起條紋11的一部分提供有比鋼 板1A和IB的表面高出至少兩倍的維氏硬度，突起條紋11能更容易 地進入鋼板1A和IB中，並且由從而進入的突起條紋11的機械滑移 阻力所引起的摩擦阻力作用於鋼板1A和1B之間，從而使得能通過摩 擦接合鋼板IO顯著增大鋼板1A和1B之間的摩擦係數。因此，摩擦 接合結構由能容易地從理論或實驗觀點上確認並且摩擦係數的變化較 小的滑移阻力機構構成。因此能在設計中將摩擦係數設計為具有高的 準確度和高的數值，例如，0.9的摩擦係數或更高(優選地l.O或更高) 並且還實現了合理的設計。
(2) 那麼，摩擦係數能被設置得較高以減少高強度螺栓2A和螺 母2B的數量或小型化其直徑，因而使得其能抑制鋼板1A和1B的面 積的局部損失至最小程度。而且，用作接合板等的鋼板1A (或鋼板 1B)的尺寸能更小，從而，使得能減少鋼產品的數量並且還降低建築 結構和土木工程構造所需的材料/構造成本。
(3) 而且，避免了對鋼板1A和1B的表面應用噴丸處理或砂磨 處理的需要，或為了移除黑鏽或產生紅鏽，從而使得能以減少的人工 和時間來處理鋼板1A和1B並且還急劇地降低生產成本。而且，由於 還避免了處理以寬泛種類可用的大量鋼板1A和1B的需要，普通摩擦 接合鋼板IO用於這些鋼板1A和1B中。因此，能量產摩擦接合鋼板 10並且還更有效地降低生產/構造成本。
(4) 而且，由於摩擦接合鋼板10上突起條紋11的形式(頂錐角 ^、突起條紋11之間的間距S、頂端部分的半徑《、凹陷的半徑A) 適當地確定，突起條紋11提供有能容易地進入鋼板1A和1B的表面 的銳角。而且，允許機械滑移阻力展現至足夠的程度，同時突起條紋 11的一部分確保剪強度。而且，由於突起條紋11的頂端之間的距離H 或摩擦接合鋼板10的厚度尺寸設置為大約2.0mm，源自高強度螺栓 2A的壓縮力N用來彎曲摩擦接合鋼板10，其然後能牢固地附接至鋼 板1A和1B的表面。因而，摩擦接合鋼板10上的全部突起條紋11可 以準確地進入鋼板1A和1B中，因而使得能獲得高的摩擦係數。(5) 而且，由於位於突起條紋11進入鋼板1A和IB的表面之處 的一部分的寬度尺寸B適當地設置，確保突起條紋11進入的程度以 增大摩擦係數，而位於突起條紋11沒有進入鋼板1A和1B的表面之 處的一部分的寬度尺寸確保防止鋼板1A和1B由於剪切作用而變形或 破裂，因而使得能以穩定的方式展現摩擦阻力。而且，由於作用於鋼 板1A和1B上的壓縮應力a設置為小於抗張強度o^的一半，能確保 鋼板1A和1B的抗剪強度和翻轉強度並且還將機械滑移阻力展現至足 夠的程度。
(6) 另外，即使形成了黑鏽或防鏽噴漆應用至鋼板1A和1B的 表面，摩擦接合鋼板10上的突起條紋11可以進入穿透黑鏽或防鏽噴 漆，因而使得能提供穩定的摩擦係數，而不管鋼板1A和1B的表面狀 態。而且，不僅避免對於移除黑鏽或防鏽噴漆的需要，而且還在接合 之後提供了防鏽的潤色噴漆，這還有助於構造工作相關的人工和時間 的降低。
將能理解到，本發明不限於上面的實施例，而是包括能獲得本發 明目標的任何其他構造等，比如以下變型示例。
在上面的實施例中，結構舉例為使得多個突起條紋11在一個方向 上平行地連續形成或以同心的方式連續地形成，如同摩擦接合鋼板 10、 IOA、 10B和10C。然而，摩擦接合鋼板可提供有多個突起條紋， 它們相互平行或可以形成有多個這些平行的突起條紋以兩種方式或多 種方式定向的組合。而且，在上面的實施例中，結構還舉例為使得形 成一個或兩個插孔12,如同摩擦接合鋼板IO、 IOA、 10B和10C。然 而，摩擦接合鋼板可提供有三個或更多插孔。
實施本發明的最佳構造及其方法已經在至此進行的描述中給出。 然而，本發明不限於此。換言之，儘管本發明已經尤其就具體實施例 示出和解釋，對於本領域的技術人員而言很顯然，上述實施例就形狀、 材料、數量和其他細節而言，在不脫離本發明的技術思想和權利要求 的範圍之下能以多種方式修改。
因此，上面對於形狀和材料的具體描述僅是為了通過參考示例便 於理解本發明而給出，並且應當理解為不限制本發明。因而，沒有特指形狀和材料的部分或全部的元件的任何描述應當包括於本發明中。 (示例)
下文，將給出實驗性地驗證本實施例的摩擦接合結構的示例的描述。
在以下實施例中，實施抗張強度測試，其中摩擦接合鋼板io和鋼
板1A和1B如圖1所示通過使用高強度螺栓2A和螺母2B緊固。
在這種情況下，維氏硬度比作為第一參數給出，突起條紋
11的頂錐角(0)作為第二參數給出，並且應力強度比(t7/o"mi))作為
第三參數給出。於是，通過允許三個參數變化來實施抗張強度測試，
並且測量從而獲得的摩擦係數(滑移係數)/V (第一參數維氏硬度比&) 維氏硬度比a;是摩擦接合鋼板10上突起條紋11的一部分處的維
氏硬度(//vA)與鋼板1A和IB的表面上的維氏硬度(//v )的比
=^^/^則)，並且設置為6個值，即，大約1.7、 1.9、 2.6、 3.2、 4.0
和4.3。
(第二參數突起條紋的頂錐角^) 突起條紋11的頂錐角0設置為在從30°至120。的範圍中。
(第三參數應力強度比0"/0^) 應力強度比tr/o^是由於源自高強度螺栓2A的壓縮力(N)而作 用於鋼板1A和1B上的壓縮應力(cj)與鋼板1A和1B的抗張強度(ct^) 的比，並且設置為6個值，即，大約0.2、 0.4、 0.5、 0.6、 0.8和1.0。 在這種情況下，作用於鋼板1A和1B上的壓縮應力(a)指的是 通過用摩擦接合鋼板10上的突起條紋11的總長度尺寸(L=SA)和 突起條紋11進入其中的一部分的寬度尺寸(B)除高強度螺栓2A的 壓縮力(N)而獲得的應力強度cr^N/ (L'B)。而且，在以下給出的 測試結果中，使用以下符號，即，0.2用白色三角(△)表示，；0.4 用白色方形(□)表示；0.5用白色圓圈(〇)表示；0.6用黑色三角 (▲)表示；0.8用黑色方形(■)表示並且l.O用黑色圓圈(參)表 示，用於每個應力強度比oVo^。(測試結果)
首先，根據每個參數的值確認三個斷裂模式。對於每個斷裂模式
獲得的摩擦係數A的值，發現一定的趨向。圖8 (A)、 (B)和(C) 示出從而確認的三個斷裂模式，並且圖9示出每個斷裂模式中摩擦系 數/if的值的趨向。在圖9中，近似直線用來表示每個斷裂模式(A至 C)中摩擦係數;/f的下限，而且橫軸(X軸)作為維氏硬度比^;給出 並且縱軸(Y軸)作為摩擦係數/^給出。
圖8 (A)示出其中摩擦接合鋼板IO上的突起條紋11在突起條紋 進入其中的一部分處經受剪切斷裂的斷裂模式(斷裂模式A)。如圖9 中符號A所給出的，根據維氏硬度比^;的上升而獲得的摩擦係數/^趨 向於增大。這個斷裂模式A在維氏硬度比^;為大約3或更小時顯著確 認。
圖8 (B)示出其中鋼板1A和1B在突起條紋11的頂端處經受剪 切斷裂的斷裂模式(斷裂模式B)。如圖9中符號B所給出的，獲得的 摩擦係數/^趨向恆定並且很低，而不管維氏硬度比a;。這個斷裂模式 B在應力強度比oVc^在大約0.8或更高時顯著地確認。
圖8 (C)示出在鋼板1A和1B由突起條紋11翻轉的部分處的斷 裂模式(斷裂模式C)。如圖9中符號C所給出的，獲得的摩擦係數/v 趨向恆定並且很高，而不管維氏硬度比^。這個斷裂模式C在維氏硬 度比r,是大約3或更高並且應力強度比^7/ 6是大約0.5或更小時顯著
地確認o
圖IO示出在突起條紋11的頂錐角0是90°時覆蓋每個維氏硬度比 a;和每個應力強度比a/^^的結果。
圖10是其中繪出對於每個應力強度比oVo^而獲得的測試結果的 圖表，而且橫軸(X軸)作為維氏硬度比^給出並且縱軸(Y軸)作 為摩擦係數^給出，並且近似直線用來表示每個應力強度比c7/a^的
摩擦係數A的下限。
從圖IO中很明顯，如果維氏硬度比^是3或更大並且應力強度比 cr/o^是0.5或更小，則摩擦係數^超過1.0。而且，很明顯，如果維 氏硬度比是2.5或更大並且應力強度比c7/ b是0.6或更小，則摩擦係數/^基本上超過0.9。而且，很明顯，如果維氏硬度比^是2或更大 並且應力強度比o"/^是0.8或更小，則摩擦係數/if基本上超過0.7。
圖11示出對於每個參數從突起條紋11的頂錐角0獲得的摩擦係數 A的下限。
圖11是其中近似直線用來表示摩擦係數的下限的圖表，而且橫軸 (X軸)作為突起條紋11的頂錐角^給出並且縱軸(Y軸)作為摩擦 係數A給出。
如圖11中符號A所給出的，獲得的摩擦係數/^對於斷裂模式A 趨向於隨著頂錐角0的增大而增大。即，很明顯，突起條紋ll的頂錐 角0越大，突起條紋ll越不可能經受剪切斷裂，從而引起增大的摩擦 阻力。
另一方面，如圖11中符號C所給出的，在斷裂模式C的情況下， 獲搏的摩擦係數A趨向於隨著頂錐角0的增大而降低。即，很明顯， 突起條紋11的頂錐角0越大並且突起條紋11的剪切強度越高，鋼板 1A和1B進入的部分越可能翻轉，從而引起摩擦阻力降低。
因此，很明顯，在斷裂模式A和C中獲得大摩擦係數/^ 1.0)處的頂錐角0處於從50°至100°中。而且，在摩擦係數根據鋼板 1A和1B的強度來確定並且防止突起條紋11剪切斷裂(斷裂模式C) 時，或出於設計的緣故以簡單的方式獲得l.O或更大的摩擦係數A時， 優選地突起條紋11的頂錐角0設置於75°至90°的範圍中。
圖12是其中繪出所獲得的摩擦係數A的值的圖表，而且橫軸(X 軸)作為應力強度比o7o^給出並且縱軸(Y軸)作為摩擦係數A給 出，並且近似直線用來表示下限。圖13是其中近似直線用來表示每個
應力強度比C7/C^的測試結果的圖表，而且橫軸(X軸)作為抗張強度 測試時的滑移量給出並且縱軸(Y軸)作為摩擦係數A給出。圖12 和圖13都示出在突起條紋11的頂錐角0是9O。並且維氏硬度比^是3 或更大時獲得的結果，並且圖13示出維氏硬度^;是大約3.2時的情況。 從圖12中很明顯，如果應力強度比cr/o^是0.5或更小，則摩擦 係數A超過1.0。還很明顯，如果應力強度比o7o^超過0.5，則摩擦 係數/^隨著應力強度比cr/c7w的增大而降低。艮P，很明顯，應力強度比o"/^是0.5或更小的範圍表示斷裂模式C並且應力強度比(7/a^超 過0.5的範圍表示斷裂模式B。
而且，如圖13所示，很明顯，如果應力強度比cr/o^是0.5或更 小，則摩擦係數/^表示1.0或更大的高值並且滑移量保持得較低或大 約lmm或更小。
因此，很明顯，摩擦接合鋼板IO上突起條紋11的維氏硬度^^和 頂錐角0根據鋼板1A和1B (要接合鋼產品)的表面上的維氏硬度//， 和抗張強度o^來建立，其方式為使得維氏硬度比^是3或更大，突起 條紋11的頂錐角(9從50°至100° (更優選地從75°至90°)並且應力 強度比cj/(j^保持為0.5或更小(斷裂模式C)，從而使得能獲得1.0 或更大的摩擦係數/^。
下面，圖14至圖21示出其中摩擦接合鋼板10和鋼板1A和1B 通過使用高強度螺栓2A和螺母2B保持上緊以實施抗張強度測試的結 果。
這裡，將描述本發明的實施例1 (圖14至圖16)、實施例2 (圖 17至圖19)以及它們的比較示例(圖20和圖21)。
而且，在實施例和比較示例的每個中，摩擦接合鋼板io的材料特 點(材料強度和維氏硬度)及其製造方法以及鋼板1A和1B的材料特 點和表面處理類似並且摩擦接合鋼板10上突起條紋11的形式用作實 施抗張強度測試的唯一參數。而且，圖形化地示出了通過用將鋼板1A 和1B朝著與壓縮力N正交的方向拉伸的張力和鋼板1A和1B在摩擦 接合鋼板10的位置處拉伸的方向的滑移量(滑移係數，摩擦係數)除 由高強度螺栓2A和螺母2B上緊的引入軸向張力(壓縮力N)所獲得 的值，其測試結果在圖16、圖19和圖21中示出。 (實施例1)
圖14是示出實施例1的摩擦接合鋼板的照片。圖15是示出實施 例1的摩擦接合鋼板10A的截面圖。圖16是示出通過使用實施例1 的摩擦接合鋼板10A獲得的測試結果的圖表。
如圖15所示，實施例1的摩擦接合鋼板10A是如此的以使得突起 條紋11對稱地形成於正面和背面上，相鄰的突起條紋11之間的間距(S)設置為大約1.5mm，並且正面和背面上突起條紋11的頂端之間 的距離(H)設置為大約1.5mm。而且，在摩擦接合鋼板IOA中，突 起條紋11的頂錐角(0)設置為大約90。並且突起條紋11的頂端部分 的半徑(《)設置為0.1mm或更小(大約0.1mm)，並且突起條紋11 之間的凹陷的半徑(及2)設置為0.4mm或更大(大約1.0mm)。
根據實施例1的上述摩擦接合鋼板IOA，從圖16中的負載變形曲 線a中很明顯，在滑移量是0.5mm或更小時，摩擦係數超過1.0，並 且直到滑移量超過0.5mm並且達到l.Omm，摩擦係數不會低於1.0，
從而提供有利的機械性能。 (實施例2)
圖17是示出實施例2的摩擦接合鋼板的照片。圖18是示出實施 例2的摩擦接合鋼板10B的截面圖。圖19是示出通過使用實施例2 的摩擦接合鋼板IOB而獲得的結果的圖表。
如圖18所示，實施例2的摩擦接合鋼板是如此的以使得突起條紋 11對稱地形成於正面和背面上，相鄰的突起條紋11之間的間距(S) 設置為大約0.8mm，並且正面和背面上突起條紋11的頂端之間的距離 (H)設置為大約1.5mm。而且，在摩擦接合鋼板10B中，突起條紋 11的頂錐角(e)設置為大約75°並且突起條紋11的頂端部分的半徑 (《)設置為0.1mm或更小(大約0.1mm)，並且突起條紋11之間的 凹陷的半徑(及2)設置為0.4mm或更大(大約0.4mm)。
根據實施例2的上述摩擦接合鋼板IOB，從圖19的負載變形曲線 b中很明顯，在滑移量是0.5mm或更小時，摩擦係數基本上是l.O，並 且直到滑移量超過0.5mm並且達到l.Omm，摩擦係數不會低於1.0， 從而提供有利的機械性能。 (比較示例)
圖20是示出比較示例的摩擦接合鋼板的照片。圖21是示出通過 使用比較示例的摩擦接合鋼板而獲得的結果的圖表。
接近於實施例1的摩擦接合鋼板IOA，在比較示例的摩擦接合鋼 板中，相鄰的突起條紋11之間的間距(S)設置為大約1.5mm，並且 正面和背面上突起條紋11的頂端之間的距離(H)設置為大約1.5mm。相反，比較示例的摩擦接合鋼板與實施例1的摩擦接合鋼板IOA的不 同之處在於突起條紋11的頂端部分的半徑(《)設置為大約0.2mm。
根據比較示例的上述摩擦接合鋼板，從圖21的負載變形曲線c中 很明顯，在滑移量是0.5mm或更小時，摩擦係數基本上達到0.75處的 頂峰，並且直到滑移量超過0.5mm並且達到l.Omm，摩擦係數逐漸地 降低至大約0.7，從而示出劣於實施例1和實施例2的機械性能。
下面，將通過參照圖22至圖24給出其中使用摩擦接合鋼板10D 和摩擦接合鋼板1A和1B的實施例3的描述，並且摩擦接合鋼板10D 通過使用鋁帶T提前暫時地粘至鋼板之一或鋼板1A，另一個鋼板或鋼 板1B重疊於摩擦接合鋼板10D上並且然後通過上緊高強度螺栓2A和 螺母2B來緊固。 (實施例3)
圖22是示出其中實施例3的摩擦接合鋼板IOD被暫時地粘住的狀 態的截面圖。圖23是示出實施例3的摩擦接合鋼板10D緊固之後的 狀態的截面圖。圖24是示出通過使用實施例3的摩擦接合鋼板10D 而獲得的結果的圖表。
實施例3的摩擦接合鋼板10D形成為具有與實施例1的摩擦接合 鋼板IOA大致類似的橫截面。如圖22所示，鋁帶T粘附至突起條紋 11以便覆蓋摩擦接合鋼板IOD，並且其一個端部還附著至鋼板之一或 鋼板1A，從而，摩擦接合鋼板IOD暫時地粘至鋼板1A。在另一個鋼 板或鋼板1B重疊於摩擦接合鋼板10D的鋁帶T上之後，高強度螺栓 2A和螺母2B上緊以允許壓縮力N作用於其上，由此，如圖23所示， 突起條紋11使鋁帶破裂以顯露。突起條紋11要進入另一個鋼板或鋼 板1B,而相反側上的突起條紋11進入鋼板之一或鋼板1A。
根據實施例3的上述摩擦接合鋼板IOD，從圖24的負載變形曲線 d中很明顯，在滑移量是0.5mm或更小時，摩擦係數超過1.0，並且直 到滑移量超過0.5mm且達到l.Omm，摩擦係數不會低於l.O但是示出 逐漸增大，從而提供有利的機械性能。
工業實用性本發明涉及一種插入在由源自緊固設備的壓縮力而相互摩擦接合 的要接合鋼產品之間的摩擦接合鋼板，該摩擦接合鋼板在兩個面上都 提供有多個相互平行或相互同心地連續形成的突起條紋，並且還提供 有至少一個允許緊固設備插入的插孔，其中突起條紋的一部分設計為 維氏硬度高於要接合鋼產品的表面。
本發明的摩擦接合鋼板能以低成本應用至各種摩擦接合部分，並 且能可靠地增大摩擦阻力，從而實現合理的設計。
權利要求
1. 一種摩擦接合鋼板，其插入在由源自緊固設備的壓縮力相互摩擦接合的要接合鋼產品之間，該摩擦接合鋼板在兩個面上都提供有多個相互平行地或相互以同心的方式連續形成的突起條紋，並且還提供有至少一個允許緊固設備插入的插孔，其中突起條紋的一部分設計為比要接合鋼產品的表面的維氏硬度高。
2. 根據權利要求1的摩擦接合鋼板，其中突起條紋的一部分設計為比要接合鋼產品的表面的維氏硬度至少 高兩倍。
3. 根據權利要求1或2的摩擦接合鋼板，其中 突起條紋的頂錐角(P)設置為從50。至100°的範圍中。
4. 根據權利要求1至3之一的摩擦接合鋼板，其中 由用要接合鋼產品的抗張強度(cr^)除壓縮應力(ex)所獲得的應力強度比o"/人6設置為0.5或更小，壓縮應力(o")由於緊固設備的 壓縮力而作用於要接合鋼產品上。
5. 根據權利要求1至4之一的摩擦接合鋼板，其中 突起條紋之間的間距(S)設置為從0.8mm至2.0mm的範圍中。
6. 根據權利要求l至5之一的摩擦接合鋼板，其中 突起條紋的頂端部分的半徑(《)設置為0.1mm或更小。
7. 根據權利要求1至6之一的摩擦接合鋼板，其中 突起條紋之間的凹陷的半徑(及2)設置為0.4mm或更大。
8. 根據權利要求1至7之一的摩擦接合鋼板，其中 突起條紋進入要接合鋼產品的表面處的一部分的寬度尺寸(B)設置為突起條紋之間的間距(S)的大約1/3。
9. 根據權利要求1至8之一的摩擦接合鋼板，其中 摩擦接合鋼板形成為平面形狀，以包括定中於緊固設備的軸處的圓圈，並且摩擦接合鋼板的直徑是緊固設備的軸直徑的2.5倍。
10. 根據權利要求1至9之一的摩擦接合鋼板，其中 在摩擦接合鋼板的一個表面上的突起條紋的頂端和在摩擦接合鋼板的另一個表面上的突起條紋的頂端之間的距離(H)設置為從1.5mm 至2.5mm的範圍中。
11. 根據權利要求1至IO之一的摩擦接合鋼板，其中 突起條紋由任何加工方法形成，比如軋制、切割或鑄造。
12. 根據權利要求1至11之一的摩擦接合鋼板，其中 摩擦接合鋼板在形成突起條紋之後淬火。
13. 根據權利要求1至12之一的摩擦接合鋼板，其中 摩擦接合鋼板通過使用粘帶或應用防鏽噴漆粘至要接合鋼產品之
14. 根據權利要求13的摩擦接合鋼板，其中， 粘帶是粘附至要接合鋼產品之一以便覆蓋摩擦接合鋼板的鋁帶，並且在由鋁帶覆蓋的面保持為與另一個要接合鋼產品相接觸的狀態 下，當要接合鋼產品的一個和另一個通過使用緊固設備緊固時，在所 述另一個要接合鋼產品一側的突起條紋使鋁帶破裂，從而進入所述另 一個要接合鋼產品，並且在所述一個要接合鋼產品一側的突起條紋進 入所述一個要接合鋼產品。
15. 根據權利要求1至14之一的摩擦接合鋼板，其中 摩擦接合鋼板通過具有多個允許緊固設備的軸穿過的插孔而形成，並且 ，在插孔之間的中間位置處的突起條紋之間的凹陷形成為比其他位 置處的凹陷要深。
16. —種摩擦接合結構，其中根據權利要求1至15之一的摩擦 接合鋼板插入要接合鋼產品之間，其中黑鏽或紅鏽形成於要接合鋼產品的表面上，或噴丸、砂磨或防鏽 噴漆應用至其上。
17.根據權利要求16的摩擦接合結構，其中兩個或更多個摩擦 接合鋼板重疊並且插入要接合鋼產品之間。
全文摘要
由於摩擦接合鋼板10上突起條紋的一部分提供有比鋼板1A和1B的表面要大至少2倍的維氏硬度，突起條紋可以更易於進入鋼板1A和1B，並且由於源自因而進入的突起條紋的機械滑移阻力的摩擦阻力作用於鋼板1A和1B之間，經由摩擦接合鋼板10在鋼板1A和1B之間的摩擦係數獲得顯著的增大。因而，摩擦接合結構通過能易於從理論或實驗的角度確認的滑移阻力機構所構成並且摩擦係數的變化很小。因此，設計中使用的摩擦係數能在高精確度之下設置在較高的值以實現合理的設計。
文檔編號F16B5/02GK101466955SQ200780021469
公開日2009年6月24日 申請日期2007年4月10日 優先權日2006年4月10日
發明者富本淳, 渡邊厚 申請人:新日鐵工程技術株式會社