JP3947125B2

JP3947125B2 - 本体打込み式アンカー

Info

Publication number: JP3947125B2
Application number: JP2003102225A
Authority: JP
Inventors: 英夫三角
Original assignee: 株式会社ミスミ特殊
Priority date: 2003-03-03
Filing date: 2003-03-03
Publication date: 2007-07-18
Anticipated expiration: 2023-03-03
Also published as: JP2004263848A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築物のコンクリート躯体に各種設備機器等を取り付けるための「あと施工アンカー」に関しており、詳しくは、金属拡張アンカーに属する本体打込み式アンカーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
本体打込み式アンカーは、図９に示すように、アンカー本体１００とコーン２００により構成され、アンカー本体は、一端の中空部に軸方向のスリットを設け、他端に雌ネジが設けられているものである。なお、用途によっては、アンカー本体が鉄筋又は丸棒の場合もある。また、コーンは、テーパー形状であって、アンカー本体の中空部に小径部分をセットし、大径部分を中空部先端から突出させている。
【０００３】
施工は、コンクリートに穿孔した有底の孔に、コーン２００をアンカー本体１００にセットして挿入し、コーンが孔底に当った状態でコンクリート面の表面に出ているアンカー本体の頭部を、専用のハンマー治具を用いて打撃を加える。打込み施工の際、アンカー本体の拡開部となる先端は、コーンのテーパー面に沿ってコンクリート壁面を削りながら拡開される。この時、孔壁面の削られた削粉又は粒子は、アンカー本体の拡開部先端に衝撃力で押され、アンカー本体先端の空間と一部がスリットの間に入り込む。この場合、削られた削粉又は粒子の入り込む空間がないと、アンカー本体の拡開部先端は、孔壁面で削粉又は粒子を圧縮することになり必要とするアンカーの拡開が得られず、このため、アンカーの性能であるコンクリートに対する引張力が小さくなるばかりでなく、バラつきのある不安定な引張力となるといった問題があった。
【０００４】
本体打込み式アンカーの先行技術は、実公昭６３−３２９７１号公報（第１先行例）、特開平３−２３３０４３号公報（第２先行例）、特開２０００−２６５５７０号公報（第３先行例）に記載の発明が知られている。
【０００５】
第１先行例におけるアンカーは、特に従来のものと変わるところはなく、楔部材の底部に小径な収縮先端部を設けたことであり、アンカー本体１４は、先端向って開口する中空部に複数個の割溝１２を設けてそれらの間に分割部１３を形成したものであり、楔部材１５は、拡開基端部１７と最大径部１８がテーパー形状となり、最大径部から先端に向って収縮先端部１９を設けたものである。第１先行例のアンカーは、コンクリート孔にアンカーを挿入し、アンカー本体の頭部へ打込み打撃を加えると、本体の分割部が楔部材の最大径部を越えて収縮先端部まで達し、分割部がＬ字形に曲げられることにより、孔壁面との接触支持面積が大きくなるので、コンクリート面に対するアンカーの引張力が高くなり、大きな引張荷重が得られるとされている。しかし、第１先行例記載のアンカーには以下の問題点がある。《１》明細書には、アンカー本体の分割部の先端外径と楔部材の最大径の関係が記載されていないが、図面を参照すると両者は略同径である。一般的には、穿孔されたコンクリート孔径とアンカー本体及び楔部材との隙間は、片側で０．２５〜０．５ｍｍである。すなわち、アンカー本体外径が１０ｍｍの場合は、１０．５ｍｍのコンクリートドリルを使用して穿孔し、アンカー本体外径が２５．５ｍｍの場合は、２６．５ｍｍのコンクリートドリルを使用して穿孔しているからである。したがって、アンカー本体の分割部先端が、打込みによってコンクリート孔壁面を楔部材のテーパー面に沿って削って行くと、削られた削粉又は粒子によって本体及び楔部材の隙間は直ぐに埋り、同時に本体の分割部先端に削粉又は粒子が詰まるので、打込み抵抗が大きくなりコンクリート孔壁への食込みが悪くなるものであった。《２》打込み作業において、アンカー本体の分割部が楔部材の最大径部を超えると言うことは、本体の拡開が未だ可能であることであり、拡開不足により低い引張力しか得られないという大きな問題がある。また、この状態でアンカーの引張試験を行うと、本体の分割部が楔部材の最大径部を越えた時、コンクリート壁面との間に僅かな隙間が発生し、荷重・変位曲線において、初期変位が大きく表われると言った問題がある。《３》また、打込み施工の際、アンカー本体内径部の全面が楔部材のテーパー面に当っているので、両者の当り面が大きくなり、打込み抵抗が大きくなるという施工上の問題もあった。
【０００６】
第２先行例に記載のアンカーは、アンカー本体１２とくさび部材１３により構成されたものであり、通常は、くさび部材がコンクリート孔底で打込み反力を受けるのに対し、ここでは、くさび部材に設けられたストッパー２２がコンクリート孔入口部でアンカー本体の打込み反力を受ける点が大きく異なっている。この打込み反力をコンクリート孔入り口部で受けることにより、コンクリートへの穿孔深さを所定の深さにしなくても良いと言う利点があるが、ストッパーとアンカー本体を拡開するくさび部材を一体成形したことにより、以下の問題が生じている。《１》ストッパーがアンカー本体の割り溝１６の内端縁に当った時、くさび部材のくさび片２１がアンカー本体の開脚片１７を必ずしも十分に拡開しているとは限らないことがある。《２》コンクリート圧縮強度が高い場合には、ストッパーが割り溝の内端縁に当る前にくさび部材の拡開が終了し、打込み完了の確認が困難であった。《３》コンクリート中の骨材にコンクリート孔入口部でストッパーが当った場合は、ストッパーがコンクリートの表面に突き出て設備機器の底面に当り、当該機器がコンクリート面に平行に設置できないことがある。
【０００７】
第３先行例に記載のアンカーは、アンカー本体とコーンのうち、コーン部分に特徴がある。コーン１０には、ストッパー壁上に円錐台部１２とアンカー本体１のスリット４に圧入する楔形リブ１３が設けられている。アンカー本体がコンクリート孔中で治工具を介して打込まれた時、コーンの円錐台部で本体の拡開部が拡開し、楔形リブがアンカー本体のスリットに圧入する。コーンの円錐台部と楔形リブの傾斜角は同一なので、拡開したアンカー本体の拡開部は一体形状となり、長時間の経過に対しても拡開部の変形が少ないとされている。しかし、第３先行例記載のアンカーには以下の問題がある。《１》コーンにストッパー壁が設けられていることは、アンカー本体の拡開が制限されることになり、アンカーを施工するコンクリートによっては、アンカー本体の拡開が不十分な場合が生じ問題となる。《２》アンカーを打込んだ時、アンカー本体の拡開先端部により、拡開のためコンクリート孔壁を削った削粉又は粒子は、コーンのストッパー壁上に溜り、アンカー本体の拡開先端部が溜った削粉又は粒子を圧縮することになって十分な拡開ができず、アンカーのコンクリートに対する引張力が低下し不安定となるものであった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術の問題点を解決するものであって、打込み施工中に生ずる削粉又は粒子が通る道筋を確保すると共に、これら削粉又は粒子を溜める空間を形成すると共に、打込み抵抗が小さく施工が容易でかつコンクリートに対するアンカー引張力を高め得る本体打込み式アンカーを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
解決手段の第１は、アンカーが、中実の軸又は鉄筋の先端部から軸方向に沿って平行な十字スリットを設けたアンカー本体と、基端小径部と先端大径部を有するテーパー外周部の軸方向に上記十字スリットの数に対応する数の排出溝を設けたコーン部材とからなり、上記アンカー本体に上記十字スリットによって分割された拡開部を形成し、上記コーン部材の上記排出溝は、溝底が軸方向に凹んだ弓形形状を呈していて上記基端小径部から先端大径部に到るまで連続して形成され、上記先端大径部に上記排出溝の溝底部よりも小径な台座部を設け、上記排出溝の横断面角度を上記拡開部の横断面角度よりも大きな角度に形成し、当該コーン部材の基端小径部を上記アンカー本体の上記十字スリットの開口部に嵌合することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項１は、コーン部材に形成した排出溝の溝底を軸方向に凹んだ弓形形状を呈していて基端小径部から先端大径部に到るまで連続して形成し、排出溝の横断面角度を拡開部の横断面角度よりも大きな角度に形成したものであるから、施工時に、アンカー本体の拡開部が扇形状に広がる扇形端部とコーン部材の排出溝の溝底のみが当るので、従来のアンカー本体の内径とコーン部材のテーパー面が全面当るものと比べて当る面積が少ないので、施工時の打込み抵抗が下がり、施工の確実性と施工の打撃力が小さくてよいものとなる。また、打込み施工時に生ずるコンクリートの削粉又は粒子が移動する道筋を確保するとともに、削られた削粉又は粒子を溜める空間を形成したものであるから、削粉又は粒子が圧縮されずに移動するので、結果としてアンカーの拡開寸法が大きくとれるようになっている。
【００１１】
解決手段の第２は、アンカーが、中実の軸又は鉄筋の先端部から軸方向に沿って平行な十字スリットを設けたアンカー本体と、基端小径部と先端大径部を有するテーパー外周部の軸方向に上記十字スリットの数に対応する数の排出溝を設けたコーン部材とからなり、上記アンカー本体に上記十字スリットによって分割された拡開部を形成し、上記コーン部材の上記排出溝は溝底が上記基端小径部から先端大径部の近傍に到るまで形成され、上記先端大径部は上記アンカー本体の外径よりも小径に形成され、上記先端大径部に上記排出溝の溝底部よりも小径な台座部を設け、上記排出溝の横断面角度が上記拡開部の横断面角度よりも大きな角度でかつ開口角度を異にした２組の角度で形成され、当該コーン部材の基端小径部を上記アンカー本体の上記十字スリットの開口部に嵌合することを特徴とするものである。
【００１２】
請求項２は、コーン部材に設けた排出溝の横断面角度を、拡開部の横断面角度よりも大きな角度でかつ開口角度を異にした２組の角度で形成したものであるから、施工時に、アンカー本体の拡開部とコーン部材の排出溝の面が当ることがなく、したがって、施工時の打込み抵抗が下がり、施工の確実性と施工の打撃力が小さくてよいものとなる。
【００１３】
削除
【００１４】
削除
【００１５】
削除
【００１６】
削除
【００１７】
削除
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１から図６が第１実施例を示しており、図１はアンカー本体とコーン部材を結合した状態を示す斜視図、図２はアンカー本体とコーン部材を分離した状態を示す斜視図、図３Ａは図２Ｂにおけるａ−ａ断面図、図３Ｂは図２Ｂにおけるｂ−ｂ断面図、図４はアンカー本体の拡開状態を示す断面図、図５Ａはアンカーが施工された状態を示す斜視図、図５Ｂは図５Ａの底面図である。また、図６から図８が第２実施例を示しており、図６はアンカー本体とコーン部材を結合した状態を示す斜視図、図７Ａはコーン部材の側面図、図７Ｂは同断面図、図８は図７Ａにおけるｃ−ｃ断面図である。
【００１９】
第１実施例
図１から図５を参照して第１実施例を説明する。図１において、アンカー１１は、アンカー本体１２とコーン部材１３とにより構成されており、図は、コンクリート孔に挿入する前の状態であり、アンカー本体１２の先端部にコーン部材１３が嵌合された状態となっている。また、図２Ａにおいて、アンカー本体１２には、先端部から軸方向に沿って十字スリット１４が設けられ、該十字スリット１４によって均等に４分割された拡開部１５が形成され、基端部に雌ネジ１６が設けられている。拡開部１５は、十字スリット１４によって４分割された扇形状を呈する部材であるが、アンカーの拡開部として作用するのは、各部材の扇形状端部１７から９０度に広がるアンカー外周部１８である。
【００２０】
図２Ｂにおいて、コーン部材１３には、テーパー外周部２２と該テーパー外周部２２の軸方向に複数の排出溝２０が設けられている。また、コーン部材１３には、テーパー外周部２２の頂部に基端挿入部１９を設けると共に、該基端挿入部１９と一体成形した基端小径部２１及び先端大径部２３を有するテーパー形状に形成されている。なお、先端大径部２３は、アンカー本体１２の外径と同じか若干小径に形成されている。さらに、先端大径部２３には、該先端大径部２３より小径で、かつ、上記排出溝２０の底部よりも小径な台座部２５を設けている。台座部２５には突起部２４が設けられているが、該突起部２４はコンクリート孔底に形成されたコンクリートドリルの刃先角度と同じ角度である。
【００２１】
図３Ａにおいて、コーン部材１３を縦断した時の排出溝２０の溝底２６は、コーン部材１３の軸方向に僅かに凹んだ弓形形状を呈しており、コーン部材１３のテーパー外周部２２とは異なる曲線となっている。また、図３Ｂにおいて、コーン部材１３の排出溝２０の横断した時のＶ字角「Ｑ」は１１０度である。なお、アンカー本体１２の拡開部１５の扇形角度は、十字スリット１４で形成されたＶ字角「Ｔ」は９０度であるから、アンカー施工中にコーン部材１３の開口縁部２７が、アンカー本体１２の拡開部１５に当接しない構造となっている。これにより、アンカーの拡開作業は、アンカー本体の拡開部１５に形成された各部材の扇形状端部１７が、コーン部材１３に形成した排出溝２０の溝底２６に当たりながら進められる。
【００２２】
第１実施例のアンカーを施工する時は、アンカー本体よりも０．５〜１．０ｍｍ程度大きい径のコンクリートドリルを使用してコンクリートに穿孔する。第１実施例のアンカーは、基端部に雌ネジ１６が設けられているので、コンクリート面に機器を取り付ける場合は、アンカー本体１２の頭部がコンクリート表面に出ないように穿孔深さを決める。図１に示すように、アンカー１１は、アンカー本体１２にコーン部材１３を嵌合した状態でコンクリート孔に挿入し、コーン部材１３がコンクリート孔の底部に当ったことを確認したら、ハンマーと打込み治具を用いて打込む。
【００２３】
図４において、コーン部材１３に設けた排出溝２０の溝底２６の深さは、基端挿入部１９では一定であるが、基端小径部２１から先端大径部２３までは軸方向に凹む弓形形状になっているので、アンカー本体１２に形成した拡開部１５の内側先端部２９が基端小径部２１を越えると、拡開部１５は、コーン部材１３の基端挿入部１９の外側基端部２８と扇形端部１７の内側先端部２９が当たることになる。これにより、アンカーの施工中は、アンカー本体１２とコーン部材１３は全周面が当っていないので、打込み抵抗が小さくなり施工が容易となる。
【００２４】
アンカー本体１２とコーン部材１３が生材であると、施工中にアンカー本体とコーン部材の当っている部分が食付くおそれがあるが、コーン部材１３を冷間圧造により製作すれば、表面硬度が高くなり両者の食付き現象を回避できる。また、コーン部材１３の底部に形成した台座部２５に、コンクリートドリルの刃先角度と同じ角度の突起部２４を設けているから、アンカーの施工中に当該コーン部材１３の軸芯がずれたりすることがない。
【００２５】
アンカー１１を施工すると、アンカー本体１２の拡開部１５の扇形端部１７は、コーン部材１３の溝底２６に沿って進み、また、拡開部１５の外側先端部３０がコンクリート孔壁を削りながら拡開するが、削られた削粉又は粒子は、当該コーン部材１３の排出溝２０を道筋として台座部２５とコンクリート孔壁により形成されている空間へ逃げる。
【００２６】
図５において、コンクリートは図示されていないが、Ａは第１実施例のアンカー１１をコンクリート孔内で拡開した状態を示しており、Ｂは拡開したアンカー１１を底部から見たコーン部材１３と拡開部１５の拡開した状態を示している。
【００２７】
第２実施例
図６から図８を参照して第２実施例を説明する。図６において、第２実施例によるアンカー本体１２は、第１実施例の場合と同じ構造である。ただし、コーン部材１３１３は、第１実施例と異なっている。
【００２８】
図６に示すように、コーン部材１３１３の先端大径部２３２３は、アンカー本体１２１２の外径よりも小径に形成されている。第２実施例においては、アンカー本体１２１２とコーン部材１３１３の先端大径部２３２３の間に形成される空隙部から、アンカーの打込み施工時に拡開部１５１５の外側先端部３０３０がコンクリート孔壁を削った削粉又は粒子を、台座部２５２５と当該コンクリート孔壁との間に形成された空間へ逃がすようになっている。
【００２９】
図７Ａに示すように、コーン部材１３１３の排出溝２０２０の長さは、先端大径部２３２３で切り上がり、先端大径部２３２３には排出溝がない。上記したように、先端大径部２３２３の外径は、アンカー本体１２１２の外径よりも小径に形成されているので、コンクリート孔壁内で拡開部１５１５の先端とコーン部材１３１３の先端大径部２３２３との間に空隙部が形成されるので、第２実施例においては、削られた削粉又は粒子を台座部２５２５へ逃がす通路が確保されている。
【００３０】
図７Ｂにおいて、コーン部材１３１３に形成した排出溝２０２０の溝底２６２６は、第１実施例と同様に、コーン部材の軸方向に僅かに凹んだ弓形形状を呈するものであるが、横断面形状は第１実施例と異なる構造を有している。
【００３１】
図８に示すコーン部材１３１３の横断面形状が第２実施例の特徴的な構造である。コーン部材１３１３の排出溝２０２０を横断した時のＶ字角「Ｙ」は、途中からＶ字の角度が「Ｒ」に変わり、排出溝の開口縁部２７２７に達している。因みに、Ｖ字角「Ｙ」は１３０度であり、Ｖ字角「Ｒ」は７０度である。このため、排出溝２０２０は、Ｖ字の角度が１３０度と７０度の２つの平面により形成されている。なお、同図において「Ｔ」は、アンカー本体１２１２の拡開部１５１５の横断面角度を表しており、Ｖ字角「Ｔ」は９０度である。
【００３２】
第２実施例においても、アンカー１１１１の打込み施工時には、コーン部材１３１３の排出溝２０２０の溝底２６２６に、アンカー本体１２１２の拡開部１５１５の扇形端部のみが当り、アンカー本体１２１２とコーン部材１３１３は全周面が当たらずに拡開するので、この場合も打込み抵抗が小さくなり施工が容易となる。
【００３３】
【発明の効果】
《１》施工時に、アンカー本体の拡開部が扇形状に広がる扇形端部とコーン部材の排出溝の溝底のみが当るので、従来のようにアンカー本体の内径とコーン部材のテーパー面が全面当るものと比べて当る面積が少ないので、施工時の打込み抵抗が下がり、施工の確実性と施工の打撃力が小さくてよいものとなる。
《２》打込み施工時に生ずるコンクリートの削粉又は粒子が移動する道筋を確保し、削られた削粉又は粒子を溜める空間を形成したものであるから、従来のように、削粉又は粒子が圧縮されずに移動するので、結果としてアンカーの拡開寸法が大きくとれるようになっている。
《３》アンカー本体の拡開部が、十字スリットにより形成される均等４分割の扇形状であるが、拡開寸法が扇形端部から外周部までの区域となり、従来のアンカー本体の拡開部であるアンカー本体の外径と内径の差による肉厚に比べて拡開寸法が大きくとれるので、古くなって圧縮強度が低下したコンクリートにも対応できるものとなる。
《４》アンカー本体は、十字スリットの扇形端部がコーン部材の排出溝の溝底に沿って移動し、また、コーン部材の底部に、コンクリート孔底の形状と一致する突起部を設けたものであるから、施工中にアンカー本体とコーン部材の芯ずれがなく、アンカー本体の拡開部が均一に拡開し、これによりアンカー強度が安定するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例によるアンカー本体とコーン部材を結合した斜視図。
【図２】Ａは第１実施例のアンカー本体の斜視図、Ｂは第１実施例のコーン部材の斜視図。
【図３】Ａは図２Ｂにおけるａ−ａ断面図、Ｂは図２Ｂにおけるｂ−ｂ断面図。
【図４】第１実施例におけるアンカー本体の拡開状態を示す断面図。
【図５】Ａは第１実施例によるアンカーが施工された状態を示す斜視図、Ｂは図５Ａの底面図。
【図６】第２実施例によるアンカー本体とコーン部材を結合した斜視図。
【図７】Ａは第２実施例におけるコーン部材の側面図、Ｂは同断面図。
【図８】図７Ａにおけるｃ−ｃ断面図。
【図９】従来技術によるアンカーの斜視図。
【符号の説明】
１１，１１１１アンカー
１２，１２１２アンカー本体
１３，１３１３コーン部材
１４，１４１４十字スリット
１５，１５１５拡開部
１６，１６１６雌ネジ
１７，１７１７扇形端部
１８アンカー外周部
１９基端挿入部
２０，２０２０排出溝
２１基端小径部
２２テーパー外周部
２３，２３２３先端大径部
２４，２４２４突起部
２５，２５２５台座部
２６，２６２６溝底
２７開口縁部
２８外側基端部
２９内側先端部
３０外側先端部

Claims

アンカーが、中実の軸又は鉄筋の先端部から軸方向に沿って平行な十字スリット（１４）を設けたアンカー本体（１２）と、基端小径部（２１）と先端大径部（２３）を有するテーパー外周部（２２）の軸方向に上記十字スリットの数に対応する数の排出溝（２０）を設けたコーン部材（１３）とからなり、上記アンカー本体に上記十字スリットによって分割された拡開部（１５）を形成し、上記コーン部材の上記排出溝は、溝底（２６）が軸方向に凹んだ弓形形状を呈していて上記基端小径部から先端大径部に到るまで連続して形成され、上記先端大径部に上記排出溝の溝底部よりも小径な台座部（２５）を設け、上記排出溝の横断面角度を上記拡開部の横断面角度よりも大きな角度に形成し、当該コーン部材の基端小径部を上記アンカー本体の上記十字スリットの開口部に嵌合することを特徴とする本体打込み式アンカー。
アンカーが、中実の軸又は鉄筋の先端部から軸方向に沿って平行な十字スリット（１４１４）を設けたアンカー本体（１２１２）と、基端小径部（２１２１）と先端大径部（２３２３）を有するテーパー外周部（２２２２）の軸方向に上記十字スリットの数に対応する数の排出溝（２０２０）を設けたコーン部材（１３１３）とからなり、上記アンカー本体に上記十字スリットによって分割された拡開部（１５１５）を形成し、上記コーン部材の上記排出溝は溝底（２６２６）が上記基端小径部から先端大径部の近傍に到るまで形成され、上記先端大径部は上記アンカー本体の外径よりも小径に形成され、上記先端大径部に上記排出溝の溝底部よりも小径な台座部（２５２５）を設け、上記排出溝の横断面角度が上記拡開部の横断面角度よりも大きな角度でかつ開口角度を異にした２組の角度で形成され、当該コーン部材の基端小径部を上記アンカー本体の上記十字スリットの開口部に嵌合することを特徴とする本体打込み式アンカー。